[发明专利]体外多通道微电流刺激器

说明书

技术领域

本发明涉及一种用于人工神经修复技术领域的装置，特别是一种体外多通道微电流刺激器。

背景技术

神经修复是神经工程研究领域中的一个重要方面，主要包括感觉功能(听觉、视觉等)修复和运动功能修复，已开始应用于临床研究，并取得了一些可喜的进展。在深部脑刺激(Deep Brain Stimulation：DBS)研究中，刺激脑部的相应部位，可以抑制不正常的神经活动，使帕金森综合症(Pakinson Disease：PD)患者能够像正常人一样控制他们的行为；采用植入式神经微电极有效刺激迷走神经，可以治疗癫痫病，大大减小癫痫的发作周期、发作强度以及持续时间。在人工听觉修复研究中，通过微电流刺激器刺激残存的听神经纤维，通过传导通路向大脑听觉中枢发放神经电信号，产生听觉反应。商品化的人工耳蜗产品，已经使千千万万的失聪者恢复听觉。人工视觉修复通过视觉假体使那些由于疾病或外伤导致失明的人产生视觉，目前盲人已经可以产生光感，并且能够辨认简单的字母图形。运动功能修复是对生物神经-肌肉系统施加电刺激信号来替代原本由大脑或脊髓发出的控制命令。目前医学上采用功能电刺激(Functional Electrical Stimulation：FES)的治疗方法，利用体表或皮下植入式微电极对肌肉施加电刺激从而恢复瘫痪病人神经肌肉功能，已经成功地被用来帮助瘫痪病人恢复手抓握、排尿、站立甚至走步的功能。上述各领域的神经修复研究基于对生物组织的电刺激，因此多通道微电流刺激器是进行神经修复的关键部件，具有重要的研究价值和临床意义。

经对现有技术文献的检索发现，中国专利申请号为200510053427.9，公开日期为：2006.09.13，专利名称为：“一种微电流作用于眼球的方法与装置”，该发明提供了一种微电流作用于眼球的方法与装置，并使用改性的环氧树脂作为电极的封装材料。该发明的装置有：一信号线、一介质单元，耦接该信号线、一主机耦接该信号线，输出该微电流。该装置的输出频率的频率范围在8Hz至27Hz之间，该微电流的幅度在10μA至2000μA之间。其不足在于：1、输出的刺激电流为单通道，未能完全刺激周边神经细胞；2、输出微电流频率可调节范围较窄，不适合用于其他神经细胞的刺激工作。

发明内容

本发明针对上述现有技术的不足，提出了一种体外多通道微电流刺激器，本发明能够用于对人工神经修复使用的微电极进行疲劳性测试，该多通道微电流刺激器具有电路结构简单、调节方便、精度高、应用领域广等特点。

本发明是通过如下技术方案实现的，本发明包括：脉冲信号发生器、电压电流转换电路、多通道连接器，其中：

脉冲信号发生器的输出端与若干个电压电流转换电路的输入端相连，若干个电压电流转换电路的输出端均与多通道连接器相连，脉冲信号发生器产生单相脉冲方波电压信号，并输出给电压电流转换电路，电压电流转换电路将单相脉冲方波电压信号转换为单相脉冲电流信号。

所述电压电流转换电路，包括：第一电阻R1、第二电阻R2、第三电阻R3、第四电阻R4、可变电阻R_ref、第一运算放大器AP1、第二运算放大器AP2、负载电阻Ri，其中，

第一电阻R1的一端接地，另一端与第一运算放大器AP1的负极相连，第二电阻R2的一端与脉冲信号发生器的输出端相连，另一端分别与第一运算放大器AP1的正极以及第四电阻R4相连，第一运算放大器AP1的输出端和负极之间接有第三电阻R3，第一运算放大器AP1的输出端与可变电阻R_ref的一端相连，第四电阻R4与第二运算放大器AP2的输出端相连，第二运算放大器AP2的负极与输出端相连，正极与可变电阻R_ref的另一端相连，并通过负载电阻Ri接地，可变电阻R_ref和负载电阻Ri之间为电流输出端。

所述可变电阻R_ref，其阻值变化范围是0-100kΩ。

所述第一电阻R1与第二电阻R2阻值相同，第三电阻R3与第四电阻R4阻值相同。

本发明工作时，脉冲信号发生器产生单相脉冲方波电压信号，并输出给电压电流转换电路，电压电流转换电路将单相脉冲方波电压信号转换为单相脉冲电流信号，从而产生多通道参数可调的单相微电流脉冲，脉冲的频率、脉宽通过脉冲信号发生器调节，而脉冲幅度通过可变电阻R_ref调节。