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：
本實(shí)用新型涉及植入式醫(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(lái)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?極，脈沖發(fā)生器產(chǎn)生的脈沖信號(hào)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(duì)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(duì)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(gè)通道的刺激頻率必須 相同，無(wú)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(wèn)題。

實(shí)用新型內(nèi)容針對(duì)現(xiàn)有技術(shù)中存在的不足，本實(shí)用新型要解決的技術(shù)問(wèn)題是提供一種能夠?qū)γ} 沖發(fā)生器的兩個(gè)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)本實(shí)用新型所提供的技術(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(chǔ)器、第一通訊模塊；所述電刺激數(shù)模混合芯片包括通過(guò)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(chǔ)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
3存器存儲(chǔ)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(hào) 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(hào)轉(zhuǎn)換為模擬刺激信號(hào)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(chǔ)模塊和第二通道寄存器存儲(chǔ)模塊、與所述第一通道寄存器存儲(chǔ)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(chǔ)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(shí)刺激模式、 運(yùn)動(dòng)刺激模式、軟刺激模式中的一種。本實(shí)用新型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。本實(shí)用新型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(duì)脈沖發(fā)生器的兩個(gè)通道進(jìn)行獨(dú)立調(diào)節(jié)控制。與現(xiàn)有技術(shù)相比本實(shí)用新型的優(yōu)點(diǎn)是由于本實(shí)用新型的電刺激數(shù)?；旌闲酒?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(gè) 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為本實(shí)用新型的模塊原理圖；附圖2為本實(shí)用新型的脈沖發(fā)生器的模塊原理圖；附圖3為本實(shí)用新型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(chǔ)模塊；123、第一通道數(shù)字脈沖發(fā)生器；124、 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(chǔ)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(wú)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)施方式
以下結(jié)合附圖對(duì)本實(shí)用新型作進(jìn)一步詳細(xì)的說(shuō)明參照?qǐng)D1，一種雙通道獨(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(duì)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(guò)電磁線圈或者無(wú)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?qǐng)D2，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(wú)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)?；旌闲酒?2。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?qǐng)D3，所述的微處理器模塊包括CPU、存儲(chǔ)器、第一通訊模塊111，所述電刺激 數(shù)?；旌闲酒?2包括通過(guò)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(chǔ)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(chǔ)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(guò)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(hào)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(hào)轉(zhuǎn)換為模擬刺激信號(hào)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(chǔ)模塊122和第二通道寄存器存儲(chǔ)模塊126、與所述第一通道寄 存器存儲(chǔ)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(chǔ)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(shí)刺激模式、運(yùn)動(dòng)刺激 模式、軟刺激模式中的一種。所述定時(shí)刺激模式是指可在程序設(shè)定的時(shí)間間隔內(nèi)循環(huán)神經(jīng) 刺激器中已有刺激程序的開(kāi)啟和關(guān)閉狀態(tài)，軟刺激模式是指能夠軟開(kāi)啟和軟停止，即當(dāng)開(kāi) 啟刺激時(shí)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(shí)允許脈沖幅度緩 慢降低到0。本實(shí)用新型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。本實(shí)用新型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(duì)脈沖發(fā)生器的兩個(gè)通道進(jìn)行獨(dú)立調(diào)節(jié)控制。使用本實(shí)用新型雙通道獨(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(guò)體外 程控器通過(guò)無(wú)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(chǔ)于第一通道寄存器存儲(chǔ)模塊122和第 二通道寄存器存儲(chǔ)模塊126。第一通道寄存器存儲(chǔ)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(hào)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(hào)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(hào)，第一通道模 擬脈沖發(fā)生器1 將模擬刺激信號(hào)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(chǔ)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(hào)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(hào)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(hào)，第二 通道模擬脈沖發(fā)生器1 將模擬刺激信號(hào)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，本實(shí)用新型的電刺激數(shù)?；旌闲酒?2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(gè)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。本實(shí)用新型還可有其他多種實(shí)施例，在不背離本實(shí)用新型精神及實(shí)質(zhì)的情況下， 本領(lǐng)域的技術(shù)人員可根據(jù)本實(shí)用新型作出各種相應(yīng)的改變和變形，但這些相應(yīng)的改變和變 形都應(yīng)屬于本實(shí)用新型的權(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(chǔ)器、第一通訊模塊；所述電刺激數(shù)?；旌闲酒ㄍㄟ^(guò)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(chǔ)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(chǔ)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(hào)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(hào)轉(zhuǎn)換為模擬刺激信號(hào)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(chǔ)模塊和第二通道寄存器存儲(chǔ)模塊、與所述第一通道寄存器存儲(chǔ)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(chǔ)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(shí)刺激模式、運(yùn)動(dòng)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。
專利摘要本實(shí)用新型公開(kāi)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，本實(shí)用新型使得電刺激數(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(gè)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(hào)A61N1/372GK201871123SQ20102057394
公開(kāi)日2011年6月22日 申請(qǐng)日期2010年10月25日 優(yōu)先權(quán)日2010年10月25日
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