植入式无线肢体运动控制神经刺激网络系统

摘要

本发明请求保护一种植入式无线肢体运动控制神经刺激系统及其控制方法，涉及人体植入式医疗仪器技术领域。本系统利用先进的无线传感网络技术原理构建星型但不仅限于星型网络拓扑的无线刺激网络，拓扑结构灵活、扩展性强，可根据不同肢体运动控制需要，构建不同规模的刺激网络。通过采取无线时间同步协议，体外控制终端与体内刺激单元的“同步休眠、同步唤醒”协调工作，实现了一种多靶点的植入式无线肢体运动控制神经刺激方法，这种Burst(爆发式)工作方式功耗低，可大大提高体内刺激单元的工作寿命。本发明为神经系统疾病或损伤患者的康复治疗提供了一种新的刺激装置和控制方法，通过多神经、多肌肉的无线同步控制刺激，有利于实现低创伤下更协调、自然的肢体运动控制。

主权项

一种植入式无线肢体运动控制神经刺激系统，包括位于体外的无线控制终端，及分别植入人体内多靶点区域的体内刺激器，其特征在于，体内刺激器包括体内刺激单元以及与之通过导线连接的电极；多个体内刺激单元通过其射频收发器与体外无线控制终端进行数据交换并接收控制命令，构成无线刺激网络；体内刺激单元接收到体外控制终端发送的工作模式和刺激参数，通过脉宽调制控制微处理器MCU的DAC输出产生相应幅度、脉宽、频率和刺激时间的单极性刺激脉冲控制信号，微处理器MCU的晶振时钟定义最小时间单位Tmin，由最小时间单位Tmin确定产生脉宽、频率和刺激时间都可调节的脉冲刺激控制信号，输出到体内刺激单元的刺激补偿电路；刺激补偿电路由双极性转换电路和升压电路构成，体内刺激单元的单片机DAC脉冲输出驱动刺激补偿电路，双极性转换电路将DAC单极性脉冲输出转换为双极性脉冲输出，经升压电路进行处理后输出双向恒流刺激脉冲；体外无线控制终端通过按键中断选择系统工作模式、体内刺激单元设备标识列表及刺激参数，同步唤醒后发送信标帧给所有体内刺激单元维持网络同步，并与所选择的设备标识号对应的体内刺激单元通信，接收该刺激单元的刺激参数，体内刺激单元中微处理器控制其所述的神经刺激器产生恒流双向脉冲，并将其输出到电极对多靶点区域神经、肌肉产生刺激，完成刺激后关闭射频收发器，体内刺激单元和体外控制终端进入同步定时休眠状态。