[发明专利]多级高压恒压脉冲发生电路

说明书

技术领域

本发明属于医疗仪器技术领域，具体涉及一种脉宽、幅度可调的多级高压恒压脉冲发生电路，用于术前神经定位和术中神经监测。

背景技术

术前神经刺激可用于定位神经位置，术中神经刺激可用于监测神经状况。

外周神经阻滞是很多外科手术的必须步骤，而准确定位神经丛的位置是阻滞手术成功的关键。传统的外周神经阻滞手术结合解剖图采用盲探法，即依赖医生的经验和患者对异感的反馈来判断注药针尖是否到达合适的位置。若医生的经验不足，这种盲目试探的方法可能会对患者神经造成机械性损伤并带来疼痛；又或者患者处于昏迷状态或不配合时，该方法即无法实施，特别对于肥胖患者，其体表由于堆积大量脂肪导致体表解剖标志不明显，该方法效果即变得非常有限。

神经生理监测技术是目前神经外科和脊柱外科领域受到广泛关注的一项新技术，其主要是通过采用特定参数的电脉冲刺激神经，观察神经的各项指标来了解和监控神经的功能状况，临床上用于术中避免神经损伤和预防术后神经功能受损。其中运动诱发电位（MEP）监测是术中神经监护（Intraoperative Neuromonitoring，IONM）系统的重要组成部分，可在不开颅的条件下对皮层运动区施加刺激，实时评估术中处于危险状态的神经系统功能的完整性，并提示术者采取干预措施使神经损伤消除或减至最小。MEP的实施需要特殊的高电压、大电流、短脉冲电刺激器，且输出刺激脉冲的电压、电流、宽度的变化范围大，刺激模式多。。

参考专利：《神经丛刺激系统及神经丛刺激器》，申请号201120096646.6。

发明内容

基于上述两个背景，即术前神经刺激可用于定位神经位置和术中神经刺激可用于监测神经状况，本发明的目的在于提出一种脉宽、幅度可调的多级高压恒压脉冲发生电路。根据临床需求，可选择采用参数不同的刺激模式，主要体现在刺激强度，即脉冲幅度，以及脉冲宽度、脉冲间隔和脉冲个数。特别适合于运动诱发电位监测。

神经刺激器的关键技术之一是多级高压恒压脉冲发生电路的设计，也是本发明的主要内容，主要体现在高压、输出脉冲幅度多级可调以及恒压。高压在于本发明的最高输出脉冲幅度将达上千伏；输出脉冲幅度多级可调在于本发明可根据预设的档级调节输出脉冲幅度；恒压在于输出脉冲幅度不受负载阻抗变化的影响。

本发明提出的脉宽、幅度可调的多级高压恒压脉冲发生电路，由反激式高压充电电路、电阻网络分压电路、三极管恒压输出控制电路和微控制器组成。其中，所述反激式高压充电电路将外供低压直流电源升压至所需高压并对储能电容充电；电阻网络分压电路通过电阻网络对储能电容上的高压进行分压，得到所需各级电压；所述三极管恒压输出控制电路的基极从电阻网络取出所需目标电压，并根据三极管发射极与基极的压差恒定原理，将目标电压加载到接在发射极的负载上，最终实现幅度可调的恒压输出脉冲；所述微控制器负责反激式高压充电电路的充电控制和反馈控制、电阻网络分压电路中各模拟开关的控制和三极管恒压输出控制电路的输出控制；而脉冲宽度、脉冲间隔和脉冲个数的控制则分别通过控制总开关的导通时间、关断时间和导通次数实现。

本发明可实现0至千伏高压范围内脉冲幅度的固定档级调节。

所述反激式高压充电电路通过反激式开关电源将外供低压直流电源升压至所需高压。此处反激式高压充电电路可采用专利ZL 200720074627.7所述的电路。

所述电阻网络分压电路可将储能电容电压分为所需目标档级。

本发明采用了反激式开关电源以获得所需高压。反激式开关电源具有结构简单、成本低、体积小、效率高的优点。