[发明专利]神经刺激器

说明书

技术领域

本发明涉及人工植入体技术领域，尤其涉及一种神经刺激器。

背景技术

神经刺激器以电流直接刺激人体的有关神经，从而部分或全部地替带失去正常功能的人体器官或组织的有效功能。目前典型的神经刺激器有：植入于人体内耳用于刺激听觉神经的耳蜗植入体，或称电子耳蜗；植入于视网膜用于刺激视神经的视网膜刺激器等。

神经刺激器通常由体内天线，电流刺激器，和刺激电极组成，其中体内天线用于接收体外发射的信号，电流刺激器产生相应的刺激电流，电极将电刺激传至神经组织。

神经刺激器属于对安全性和有效性要求最高的有源三类植入体。基于其应用的特殊性，不仅要求神经刺激功能应安全有效，而且希望能在体外监控刺激器的工作状态，并能测量有关的人体生理参数。

发明内容

本发明所要解决的技术问题在于，提供一种神经刺激器，用于解决现有神经刺激器只能单向实施对神经的电流刺激，而无法获知神经刺激器的物理参数以及相应人体的生理参数的问题。

为解决上述技术问题，本发明提供一种神经刺激器，包括顺序连接的体内天线、前向通路、刺激电极，还包括连接在刺激电极和体内天线之间的反向通路，其中：

所述体内天线接收体外的射频天线信号，前向通路根据接收的天线信号产生用于刺激神经的刺激电流；刺激电极根据前向通路产生的刺激电流对神经进行刺激；反向通路，用于监控和测量与电刺激相关的物理和生理参数，并将所得物理和生理参数通过体内天线反馈给体外天线。

进一步地，所述反向通路包括：

物理和生理参数检测单元，用于检测刺激电极在神经组织之间的阻抗、刺激电流在各电极上的电场分布、神经对电刺激的反应、和前向通路的工作状态；

编码/通讯单元，用于将检测到的物理和生理参数依次进行模/数转换、并行/串行转换、数据帧编码和存储，并以负载调制方式将存储的反向遥测数据从体内天线传输到体外天线。

进一步地，所述物理和生理参数检测单元包括：

三选一选择开关，用于从电极阻抗、电场分布和神经反应三种参数中选择一个参数送入反向通道；可编程放大器，用于对所述三选一选择开关选择输出的参数信号进行增益放大；N选1选择开关，用于对增益放大后的参数信号进行选择性地监控，监控神经刺激器内部的工作状态；可编程低通滤波器，用于对N选1选择开关选定的参数信号，进行带通滤波，输出滤波后的信号到编码/通讯单元。

进一步地，所述物理和生理参数检测单元包括：

模/数转换器，用于将由物理和生理参数检测单元输入的反向信号由模拟量转换为数字量；

并行/串行转换器，用于将模/数转换器的并行输出数据转换为串行数据；

数据帧编码器，用于对所述并行/串行转换器输出的串行数据加上帧同步编码和奇偶校验码；

数据存储器，用于对数据帧编码器编码后的反向参数数据进行存储；

反向数据调制器，用于从数据存储器中读取反向参数数据，对所述反向参数数据进行调制处理，将调制后的反向参数信号经由体内天线传输至体外。

进一步地，所述反向数据调制器是以负载调制的方式对存储器中的反向数字信号进行调制。所述反向数据调制器利用存储器中反向数字信号控制调制开关的开与合，将调制负载从体内天线的固有负载中进行接入或断开。

进一步地，所述前向通路包括：

能量获取单元，用于从体外发射的射频信号中获取能量，经电压调节后，为整个神经刺激器提供电源；

信号检测单元，用于从体外发射的射频信号载波中检测出基频信号和时钟信号，将基频数据信号发送给信号解码单元；

信号解码单元，用于从信号检测单元输出的基频数据流中提取电刺激脉冲的各项信息，并将电刺激脉冲各项信息发送给安全控制单元和电流刺激器；

安全控制单元，用于检查电刺激脉冲各项信息的有效性；

电流刺激器，用于在安全控制单元控制下，对符合有效性的刺激脉冲在指定刺激电极产生所需电流幅度、脉冲宽度、和刺激频率的电刺激。

本发明的神经刺激器，可以利用反向通路实现对刺激电极作用下的人体生理参数的采集以及刺激器自身物理参数的采集，并将采集所得参数通过体内天线反馈给体外天线，从而使得患者或医生可以获知神经刺激的相应信息，有助于调整神经刺激器的使用状态。

本发明只需一套体内天线和体外天线就可实现从体外到体内的正向信号传输和从体内到体外的反向信号传输。从而能够实现神经刺激器的信息反馈，以便供医生或用户获知更多内部物理和生理参数信息，用于参考这些信息进行刺激器的控制与调整。

附图说明