[发明专利]外置式无线神经刺激装置

说明书

技术领域

本发明涉及一种医用器械技术领域中的装置，具体涉及一种外置式无线神经刺激装置。

背景技术

神经系统疾病或损伤，可能严重影响人体的运动或感觉功能。随着神经科学、计算机科学、信号处理等技术的高速发展，实现大脑与计算机或其他设备通信和控制，让严重瘫痪病人用思维或意识控制外部设备，盲人利用人工视觉重见光明，正逐渐成为现实。而完成这种功能的系统称为神经接口(Neuralinterface，NI)。神经接口通过神经假体实现运动控制和感官功能修复，研究神经刺激的治疗效果，使外部电子设备与神经系统建立信息连接。一个神经接口系统主要包括：信号产生部分，刺激器与电极部分，通过有线或无线的方式进行信息传输。首先，根据需要由体外信号产生部分，将控制信息编码成电信号，传送至刺激器驱动电极，产生电脉冲刺激神经或肌肉组织。神经刺激装置是神经接口的重要组成部分，不但可以用来有效地进行功能恢复，还可以缓解神经性疾病的症状，如：帕金森病(PD)，难治性抑郁症与顽固性疼痛等。随着神经刺激装置的迅速发展，功能性神经外科的治疗，如帕金森病、难治性抑郁症、顽固性疼痛及其他特发性运动障碍，越来越倾向于采用神经刺激方式的微创手术。国内神经接口领域的研究大都是通过繁琐的导线将神经接口系统的刺激器与控制单元相连，以实现对刺激波形的实时调节。这种有线连接方式妨碍了动物行为的自由度，使得研究结果不能真实反映神经刺激的效果。

经对现有技术的文献检索发现，国家专利局公开的专利CN 101185789A“植入式神经微刺激和采集遥控芯片”陈述了一种遥控式神经微刺激装置。由于该专利是将神经微刺激芯片植入于动物的脑内，并专门设计了能量耦合电源模块，以达到向植入芯片供能的目的。然而在实际应用过程中，采用非接触式能量耦合传输方案，能量传输效率很低(“Analysis of Class-E Amplifier with MixedData Modulation for Biotelemetry，”in Proc.IEEE 29th EMBS Ann.InternConf.，Aug 2007，pp.5679-5682.，一文中指出，经PSK、OOK、FSK载波调制后，能量传输效率仿真结果分别只有25.9％，32.7％，29％。而在实际电路中初、次级线圈易受空气间隙大小、传输频率、相对位置影响，效率不足10％)。非接触式能量耦合传输方案电能传输效率低，功耗大，严重影响对植入芯片的驱动能力。另外，考虑到个体差异、不同病症以及刺激敏感水平不同，刺激波形要求得到实时、连续控制，该专利没有提出准确的刺激波形控制方法，不能保证输入体内电荷平衡，产生的电流易造成动物神经损伤。综上所述缺陷，导致该专利不能得到实际应用。

发明内容

本发明针对现有技术中存在的上述不足，提供了一种外置式无线神经刺激装置，使其在上述现有技术的基础上，采用实时的刺激波形控制和无线通讯以及模块化的电源提供方案，更加适用于各种神经接口的神经刺激系统。

本发明是通过以下技术方案实现的，本发明包括控制台部分、微电流刺激器部分和刺激电极部分。控制台部分和微电流刺激器部分置于体内，刺激电极置于体内。微电流刺激器部分通过无线射频方式与控制台部分相连，通过有线的方式与植入体内的刺激电极部分相连。其中：

控制台部分完成刺激参数输入，并将刺激参数进行编码、调制，采用无线方式发送给微电流刺激器部分；

微电流刺激器部分将接收到的信息解码，根据刺激参数选择刺激发生通道，产生刺激波形；

刺激电极部分植入动物体内，刺激波形由刺激参数唯一决定，刺激通道也由刺激参数唯一决定。