專利名稱：雙通道脈沖發(fā)生器及植入式電刺激系統(tǒng)的制作方法
技術(shù)領(lǐng)域：
本發(fā)明涉及植入式醫(yī)療器械，尤其是雙通道獨(dú)立可調(diào)控輸出的脈沖發(fā)生器及植入式電刺激系統(tǒng)。
背景技術(shù)：
現(xiàn)有技術(shù)中，植入式電刺激系統(tǒng)及植入式藥物輸送系統(tǒng)作為治療或預(yù)防疾病的一種手段獲得了越來越廣泛的應(yīng)用。植入式電刺激系統(tǒng)通常包括植入式心臟電刺激系統(tǒng)(俗稱心臟起搏器)和植入式神經(jīng)電刺激系統(tǒng)，主要包括植入體內(nèi)的脈沖發(fā)生器、電極以及體外的控制裝置。其中，脈沖發(fā)生器與電極相連接，從而將脈沖發(fā)生器所產(chǎn)生的脈沖傳輸?shù)诫姌O，脈沖發(fā)生器產(chǎn)生的脈沖信號由電極傳輸至心臟或特定神經(jīng)部位進(jìn)行電刺激，從而使人體機(jī)能恢復(fù)到正常運(yùn)作的狀態(tài)。已知的植入式神經(jīng)電刺激系統(tǒng)通常主要包括脈沖發(fā)生器、電極、延伸導(dǎo)線、以及體外控制裝置。其中，脈沖發(fā)生器與延伸導(dǎo)線連接，延伸導(dǎo)線進(jìn)而又連接至電極，從而將脈沖發(fā)生器所產(chǎn)生的脈沖傳輸?shù)诫姌O，以對神經(jīng)進(jìn)行電刺激。植入式雙通道脈沖發(fā)生器是指脈沖發(fā)生器具有兩路刺激輸出分別對大腦左右兩側(cè)進(jìn)行刺激，實(shí)現(xiàn)治療效果?，F(xiàn)有技術(shù)中的雙通道脈沖發(fā)生器的兩個通道的刺激頻率必須相同，無法分別調(diào)控，研究表明大腦左右兩側(cè)使用同一頻率的刺激模式效果不理想，因此如何實(shí)現(xiàn)雙通道脈沖發(fā)生器的所有刺激參數(shù)(包括頻率、脈寬、幅值及刺激模式)均可獨(dú)立調(diào)節(jié)控制，使得大腦左右兩側(cè)的神經(jīng)調(diào)控達(dá)到最優(yōu)效果是亟待解決的問題。

發(fā)明內(nèi)容
針對現(xiàn)有技術(shù)中存在的不足，本發(fā)明要解決的技術(shù)問題是提供一種能夠?qū)γ}沖發(fā)生器的兩個通道分別實(shí)現(xiàn)獨(dú)立調(diào)節(jié)控制的雙通道脈沖發(fā)生器及植入式電刺激系統(tǒng)。根據(jù)本發(fā)明所提供的技術(shù)方案，一種雙通道脈沖發(fā)生器，包括微處理器模塊和雙通道電刺激電路模塊，所述微處理器模塊用于接收體外程控器發(fā)出的調(diào)控命令并傳送給所述電刺激電路模塊，所述電刺激電路模塊包括可分別獨(dú)立調(diào)控輸出的第一刺激脈沖輸出通道和第二刺激脈沖輸出通道。優(yōu)選地，所述雙通道電刺激電路模塊為雙通道電刺激數(shù)?；旌闲酒?。優(yōu)選地，所述可分別獨(dú)立調(diào)控輸出包括刺激脈沖的頻率、脈寬、幅值、刺激模式。優(yōu)選地，所述的微處理器模塊包括CPU、存儲器、第一通訊模塊；所述電刺激數(shù)?；旌闲酒ㄍㄟ^通訊總線與所述第一通訊模塊相連接的第二通訊模塊；所述第一刺激脈沖輸出通道包括與所述第二通訊模塊依次相連接的第一通道寄存器存儲模塊、第一通道數(shù)字脈沖發(fā)生器、第一通道模擬脈沖發(fā)生器、第一通道輸出控制模塊；所述第二刺激脈沖輸出通道包括與所述第二通訊模塊依次相連接的第二通道寄存器存儲模塊、第二通道數(shù)字脈沖發(fā)生器、第二通道模擬脈沖發(fā)生器、第二通道輸出控制模塊。優(yōu)選地，所述電刺激數(shù)?；旌闲酒ㄓ糜诋a(chǎn)生獨(dú)立可調(diào)控的數(shù)字刺激調(diào)控信號輸出的數(shù)字電路模塊和用于將上述數(shù)字刺激調(diào)控信號轉(zhuǎn)換為模擬刺激信號輸出的模擬電路模塊；所述數(shù)字電路模塊包括所述的第二通訊模塊、與所述第二通訊模塊相連接的第一通道寄存器存儲模塊和第二通道寄存器存儲模塊、與所述第一通道寄存器存儲模塊相連接用于產(chǎn)生第一通道指定頻率、脈寬、幅值和刺激模式的第一通道數(shù)字脈沖發(fā)生器、與所述第二通道寄存器存儲模塊相連接用于產(chǎn)生第二通道指定頻率、脈寬、幅值和刺激模式的第二通道數(shù)字脈沖發(fā)生器；所述模擬電路模塊包括與所述第一通道數(shù)字脈沖發(fā)生器相連接的第一通道模擬脈沖發(fā)生器、與所述第二通道數(shù)字脈沖發(fā)生器相連接的第二通道模擬脈沖發(fā)生器、與所述第一通道模擬脈沖發(fā)生器相連接的第一通道輸出控制模塊、與所述第二通道模擬脈沖發(fā)生器相連接的第二通道輸出控制模塊。優(yōu)選地，所述的指定的刺激模式為連續(xù)刺激模式、簇發(fā)刺激模式、定時刺激模式、 運(yùn)動刺激模式、軟刺激模式中的一種。本發(fā)明提供了一種包括如上所述的雙通道脈沖發(fā)生器的植入式神經(jīng)電刺激系統(tǒng)。優(yōu)選地，所述植入式神經(jīng)電刺激系統(tǒng)為植入式腦深部電刺激系統(tǒng)、植入式腦皮層電刺激系統(tǒng)、植入式脊髓電刺激系統(tǒng)、植入式骶神經(jīng)電刺激系統(tǒng)或植入式迷走神經(jīng)電刺激系統(tǒng)中的一種。本發(fā)明還提供了一種植入式心臟起搏系統(tǒng)和植入式心臟復(fù)律除顫系統(tǒng)，包括如上所述的雙通道脈沖發(fā)生器，能夠分別對脈沖發(fā)生器的兩個通道進(jìn)行獨(dú)立調(diào)節(jié)控制。與現(xiàn)有技術(shù)相比本發(fā)明的優(yōu)點(diǎn)是由于本發(fā)明的電刺激數(shù)模混合芯片包括可分別獨(dú)立調(diào)控輸出的第一刺激脈沖輸出通道和第二刺激脈沖輸出通道，使得電刺激數(shù)?；旌闲酒軌?qū)w外程控器的發(fā)送的調(diào)控命令進(jìn)行處理，分別經(jīng)第一刺激脈沖輸出通道和第二刺激脈沖輸出通道實(shí)現(xiàn)獨(dú)立的調(diào)控輸出，實(shí)現(xiàn)醫(yī)生能夠?qū)﹄p通道脈沖發(fā)生器的兩個通道的刺激輸出(頻率、脈寬、幅值及刺激模式)獨(dú)立可調(diào)控，使病人大腦左右兩側(cè)的神經(jīng)調(diào)控達(dá)到最優(yōu)效果。


附圖1為本發(fā)明的模塊原理圖；附圖2為本發(fā)明的脈沖發(fā)生器的模塊原理圖；附圖3為本發(fā)明的微處理器芯片及電刺激數(shù)?；旌闲酒哪K原理圖。其中1、脈沖發(fā)生器；11、微處理器芯片；111、第一通訊模塊；12、電刺激數(shù)?；旌闲酒?121、第二通訊模塊；122、第一通道寄存器存儲模塊；123、第一通道數(shù)字脈沖發(fā)生器；1M、 第一通道模擬脈沖發(fā)生器；125、第一通道輸出控制模塊；126、第二通道寄存器存儲模塊； 127、第二通道數(shù)字脈沖發(fā)生器；128、第二通道模擬脈沖發(fā)生器；129、第二通道輸出控制模塊；13、無線通訊模塊；14、電源；15、第一刺激脈沖輸出通道；16、第二刺激脈沖輸出通道；17、數(shù)字電路模塊；18、模擬電路模塊；2、電極；3、體外程控器。
具體實(shí)施例方式下面結(jié)合附圖對本發(fā)明作進(jìn)一步詳細(xì)的說明參照圖1，一種雙通道獨(dú)立可調(diào)控的植入式神經(jīng)電刺激系統(tǒng)，包括植入病人體內(nèi)的脈沖發(fā)生器1、電極2、體外程控器3。脈沖發(fā)生器1與電極2電連接，從而將脈沖發(fā)生器1 所產(chǎn)生的脈沖傳輸?shù)诫姌O2，以對神經(jīng)靶點(diǎn)進(jìn)行電刺激，達(dá)到治療的效果。體外程控器3可與脈沖發(fā)生器1通過電磁線圈或者無線通信模塊進(jìn)行通信，從而調(diào)節(jié)脈沖發(fā)生器1的各種輸出參數(shù)。參照圖2，以雙通道獨(dú)立可調(diào)控的植入式腦深部電刺激系統(tǒng)為例，包括植入病人的胸肋面皮下組織內(nèi)的雙通道脈沖發(fā)生器1、植入腦深部的與脈沖發(fā)生器1相連接的電極2， 脈沖發(fā)生器1包括微處理器模塊、與微處理器模塊相連接的電刺激電路模塊、無線通訊模塊13以及為上述模塊供電的電源14。所述微處理器模塊用于接收體外程控器發(fā)出的調(diào)控命令并傳送給所述電刺激電路模塊，所述電刺激電路模塊包括可分別獨(dú)立調(diào)控輸出的第一刺激脈沖輸出通道15和第二刺激脈沖輸出通道16。本實(shí)施方式中，所述微處理器模塊為微處理器芯片11，所述雙通道電刺激電路模塊為雙通道電刺激數(shù)模混合芯片12。第一刺激脈沖輸出通道15和第二刺激脈沖輸出通道16可分別獨(dú)立調(diào)控的輸出包括刺激脈沖的頻率、脈寬、幅值、刺激模式。第一刺激脈沖輸出通道15和第二刺激脈沖輸出通道16的輸出參數(shù)可以是完全相同也可以是不同的。參照圖3，所述的微處理器模塊包括CPU、存儲器、第一通訊模塊111，所述電刺激數(shù)?；旌闲酒?2包括通過通訊總線與所述第一通訊模塊111相連接的第二通訊模塊121。所述第一刺激脈沖輸出通道15包括與所述第二通訊模塊121依次相連接的第一通道寄存器存儲模塊122、第一通道數(shù)字脈沖發(fā)生器123、第一通道模擬脈沖發(fā)生器124、第一通道輸出控制模塊125。所述第二刺激脈沖輸出通道16包括與所述第二通訊模塊121依次相連接的第二通道寄存器存儲模塊126、第二通道數(shù)字脈沖發(fā)生器127、第二通道模擬脈沖發(fā)生器128、第二通道輸出控制模塊129。本實(shí)施方式中第一通訊模塊111為SPI發(fā)送模塊，第二通訊模塊121為SPI接收模塊，SPI發(fā)送模塊與SPI接收模塊通過SPI總線相連接用于串行雙向通訊。在其余實(shí)施方式中，可使用其他總線通訊方式實(shí)現(xiàn)微處理器芯片11與電刺激數(shù)模混合芯片12的通訊。所述電刺激數(shù)?；旌闲酒?2包括用于產(chǎn)生獨(dú)立可調(diào)控的數(shù)字刺激調(diào)控信號輸出的數(shù)字電路模塊17和用于將上述數(shù)字刺激調(diào)控信號轉(zhuǎn)換為模擬刺激信號輸出的模擬電路模塊18。所述數(shù)字電路模塊17包括所述的第二通訊模塊121、與所述第二通訊模塊121相連接的第一通道寄存器存儲模塊122和第二通道寄存器存儲模塊126、與所述第一通道寄存器存儲模塊I22相連接用于產(chǎn)生第一通道指定頻率、脈寬、幅值和刺激模式的第一通道數(shù)字脈沖發(fā)生器123、與所述第二通道寄存器存儲模塊1 相連接用于產(chǎn)生第二通道指定頻率、脈寬、幅值和刺激模式的第二通道數(shù)字脈沖發(fā)生器127 ；
所述模擬電路模塊18包括與所述第一通道數(shù)字脈沖發(fā)生器123相連接的第一通道模擬脈沖發(fā)生器124、與所述第二通道數(shù)字脈沖發(fā)生器127相連接的第二通道模擬脈沖發(fā)生器128、與所述第一通道模擬脈沖發(fā)生器IM相連接的第一通道輸出控制模塊125、與所述第二通道模擬脈沖發(fā)生器1 相連接的第二通道輸出控制模塊129。所述的指定的刺激模式為連續(xù)刺激模式、簇發(fā)刺激模式、定時刺激模式、運(yùn)動刺激模式、軟刺激模式中的一種。所述定時刺激模式是指可在程序設(shè)定的時間間隔內(nèi)循環(huán)神經(jīng)刺激器中已有刺激程序的開啟和關(guān)閉狀態(tài)，軟刺激模式是指能夠軟開啟和軟停止，即當(dāng)開啟刺激時允許脈沖幅度緩慢上升直到程序設(shè)定的允許的值，當(dāng)刺激關(guān)閉時允許脈沖幅度緩慢降低到0。本發(fā)明提供了一種包括如上所述的雙通道獨(dú)立可調(diào)控的脈沖發(fā)生器的植入式神經(jīng)電刺激系統(tǒng)。根據(jù)治療疾病的不同所述植入式神經(jīng)電刺激系統(tǒng)可為植入式腦深部電刺激系統(tǒng)、植入式腦皮層電刺激系統(tǒng)、植入式脊髓電刺激系統(tǒng)、植入式骶神經(jīng)電刺激系統(tǒng)或植入式迷走神經(jīng)電刺激系統(tǒng)中的一種。本發(fā)明還提供了一種植入式心臟起搏系統(tǒng)和植入式心臟復(fù)律除顫系統(tǒng)，包括如上所述的雙通道脈沖發(fā)生器，能夠分別對脈沖發(fā)生器的兩個通道進(jìn)行獨(dú)立調(diào)節(jié)控制。使用本發(fā)明雙通道獨(dú)立可獨(dú)立調(diào)節(jié)控制輸出的脈沖發(fā)生器，醫(yī)生可通過體外程控器通過無線通訊模塊13將調(diào)控命令輸入微處理器芯片11進(jìn)行處理，由第一通訊模塊111 經(jīng)SPI總線進(jìn)入第二通訊模塊121，然后分別存儲于第一通道寄存器存儲模塊122和第二通道寄存器存儲模塊126。第一通道寄存器存儲模塊122將第一通道調(diào)控命令傳送給第一通道數(shù)字脈沖發(fā)生器123用于產(chǎn)生獨(dú)立可調(diào)控的數(shù)字刺激調(diào)控信號輸出，第一通道數(shù)字脈沖發(fā)生器123將數(shù)字刺激調(diào)控信號傳送給第一通道模擬脈沖發(fā)生器1 轉(zhuǎn)換為模擬刺激信號，第一通道模擬脈沖發(fā)生器1 將模擬刺激信號傳送給第一通道輸出控制模塊125輸出刺激。同樣地，第二通道寄存器存儲模塊1 將第二通道調(diào)控命令傳送給第二通道數(shù)字脈沖發(fā)生器127用于產(chǎn)生獨(dú)立可調(diào)控的數(shù)字刺激調(diào)控信號輸出，第二通道數(shù)字脈沖發(fā)生器 127將數(shù)字刺激調(diào)控信號傳送給第二通道模擬脈沖發(fā)生器1 轉(zhuǎn)換為模擬刺激信號，第二通道模擬脈沖發(fā)生器1 將模擬刺激信號傳送給第二通道輸出控制模塊1 輸出刺激。與現(xiàn)有技術(shù)相比，本發(fā)明的電刺激數(shù)模混合芯片12包括可分別獨(dú)立調(diào)控輸出的第一刺激脈沖輸出通道15和第二刺激脈沖輸出通道16，使得電刺激數(shù)?；旌闲酒?2能夠?qū)w外程控器的發(fā)送的調(diào)控命令進(jìn)行處理，分別經(jīng)第一刺激脈沖輸出通道15和第二刺激脈沖輸出通道16實(shí)現(xiàn)獨(dú)立的調(diào)控輸出，實(shí)現(xiàn)醫(yī)生能夠?qū)﹄p通道脈沖發(fā)生器的兩個通道的頻率、脈寬、幅值及刺激模式等刺激輸出均可獨(dú)立調(diào)控，使病人大腦左右兩側(cè)的神經(jīng)調(diào)控達(dá)到最優(yōu)效果。本發(fā)明還可有其他多種實(shí)施例，在不背離本發(fā)明精神及實(shí)質(zhì)的情況下，本領(lǐng)域的技術(shù)人員可根據(jù)本發(fā)明作出各種相應(yīng)的改變和變形，但這些相應(yīng)的改變和變形都應(yīng)屬于本發(fā)明的權(quán)利要求保護(hù)的范圍。
權(quán)利要求
1.一種雙通道脈沖發(fā)生器，其特征在于包括微處理器模塊和雙通道電刺激電路模塊，所述微處理器模塊用于接收體外程控器發(fā)出的調(diào)控命令并傳送給所述電刺激電路模塊，所述電刺激電路模塊包括可分別獨(dú)立調(diào)控輸出的第一刺激脈沖輸出通道和第二刺激脈沖輸出通道。
2.根據(jù)權(quán)利要求1所述的雙通道脈沖發(fā)生器，其特征在于所述雙通道電刺激電路模塊為雙通道電刺激數(shù)?；旌闲酒?br> 3.根據(jù)權(quán)利要求2所述的雙通道脈沖發(fā)生器，其特征在于所述可分別獨(dú)立調(diào)控輸出包括刺激脈沖的頻率、脈寬、幅值、刺激模式。
4.根據(jù)權(quán)利要求2或3所述的雙通道脈沖發(fā)生器，其特征在于所述的微處理器模塊包括CPU、存儲器、第一通訊模塊；所述電刺激數(shù)模混合芯片包括通過通訊總線與所述第一通訊模塊相連接的第二通訊模塊；所述第一刺激脈沖輸出通道包括與所述第二通訊模塊依次相連接的第一通道寄存器存儲模塊、第一通道數(shù)字脈沖發(fā)生器、第一通道模擬脈沖發(fā)生器、第一通道輸出控制模塊；所述第二刺激脈沖輸出通道包括與所述第二通訊模塊依次相連接的第二通道寄存器存儲模塊、第二通道數(shù)字脈沖發(fā)生器、第二通道模擬脈沖發(fā)生器、第二通道輸出控制模塊。
5.根據(jù)權(quán)利要求4所述的雙通道脈沖發(fā)生器，其特征在于所述電刺激數(shù)?；旌闲酒ㄓ糜诋a(chǎn)生獨(dú)立可調(diào)控的數(shù)字刺激調(diào)控信號輸出的數(shù)字電路模塊和用于將上述數(shù)字刺激調(diào)控信號轉(zhuǎn)換為模擬刺激信號輸出的模擬電路模塊；所述數(shù)字電路模塊包括所述的第二通訊模塊、與所述第二通訊模塊相連接的第一通道寄存器存儲模塊和第二通道寄存器存儲模塊、與所述第一通道寄存器存儲模塊相連接用于產(chǎn)生第一通道指定頻率、脈寬、幅值和刺激模式的第一通道數(shù)字脈沖發(fā)生器、與所述第二通道寄存器存儲模塊相連接用于產(chǎn)生第二通道指定頻率、脈寬、幅值和刺激模式的第二通道數(shù)字脈沖發(fā)生器；所述模擬電路模塊包括與所述第一通道數(shù)字脈沖發(fā)生器相連接的第一通道模擬脈沖發(fā)生器、與所述第二通道數(shù)字脈沖發(fā)生器相連接的第二通道模擬脈沖發(fā)生器、與所述第一通道模擬脈沖發(fā)生器相連接的第一通道輸出控制模塊、與所述第二通道模擬脈沖發(fā)生器相連接的第二通道輸出控制模塊。
6.根據(jù)權(quán)利要求5所述的雙通道脈沖發(fā)生器，其特征在于所述的指定的刺激模式為連續(xù)刺激模式、簇發(fā)刺激模式、定時刺激模式、運(yùn)動刺激模式、軟刺激模式中的一種。
7.一種植入式神經(jīng)電刺激系統(tǒng)，其特征在于包括權(quán)利要求1至6中任一所述的雙通道脈沖發(fā)生器。
8.根據(jù)權(quán)利要求7所述的植入式神經(jīng)電刺激系統(tǒng)，其特征在于所述植入式神經(jīng)電刺激系統(tǒng)為植入式腦深部電刺激系統(tǒng)、植入式腦皮層電刺激系統(tǒng)、植入式脊髓電刺激系統(tǒng)、植入式骶神經(jīng)電刺激系統(tǒng)或植入式迷走神經(jīng)電刺激系統(tǒng)中的一種。
9.一種植入式心臟起搏系統(tǒng)，其特征在于包括權(quán)利要求1至6中任一所述的雙通道脈沖發(fā)生器。
10.一種植入式心臟復(fù)律除顫系統(tǒng)，其特征在于包括權(quán)利要求1至6中任一所述的雙通道脈沖發(fā)生器。
全文摘要
本發(fā)明公開了一種雙通道脈沖發(fā)生器，包括微處理器模塊和雙通道電刺激電路模塊，所述微處理器模塊用于接收體外程控器發(fā)出的調(diào)控命令并傳送給所述電刺激電路模塊，所述電刺激電路模塊包括可分別獨(dú)立調(diào)控輸出的第一刺激脈沖輸出通道和第二刺激脈沖輸出通道。與現(xiàn)有技術(shù)相比，本發(fā)明使得電刺激數(shù)?；旌闲酒軌?qū)w外程控器的發(fā)送的調(diào)控命令進(jìn)行處理，分別經(jīng)第一刺激脈沖輸出通道和第二刺激脈沖輸出通道實(shí)現(xiàn)獨(dú)立的調(diào)控輸出，實(shí)現(xiàn)醫(yī)生能夠?qū)﹄p通道脈沖發(fā)生器的兩個通道的頻率、脈寬、幅值及刺激模式等刺激輸出均可獨(dú)立調(diào)控，使病人大腦左右兩側(cè)的神經(jīng)調(diào)控達(dá)到最優(yōu)效果。
文檔編號A61N1/36GK102457252SQ201010517279
公開日2012年5月16日 申請日期2010年10月25日 優(yōu)先權(quán)日2010年10月25日
發(fā)明者吳有林 申請人:鼎邁醫(yī)療科技(蘇州)有限公司