[发明专利]对深度昏迷大脑进行脉冲刺激的多通道神经刺激装置

说明书

一种用于对昏迷大脑进行脉冲刺激的多通道神经刺激装置，包括主机和三组输出电极，主机包括有脉冲产生模块、输出模块、时序控制电路等，使用时将各输出电极置于昏迷大脑的特定位置的三个神经核团，对其神经元施加具有前后依次输出的时序关系的刺激脉冲。本发明通过各组输出电极对特定神经通路上不同核团的神经元进行具有时序关系的脉冲刺激，诱发神经活动节律过低的神经元提高动作电位发放节律，使思维相关环路的神经元恢复生理功能，从而使昏迷大脑苏醒过来。

技术领域 本发明为申请号为2015101775882的中国专利申请的分案申请，是对原案申请在审查时对权利要求书修改不当造成保护范围丢失的补救。本发明涉及脑神经医疗领域的一种神经刺激装置。

背景技术 通过对大脑的神经元进行电脉冲刺激，来影响神经元的活动，从而达到治疗某些脑疾病的目的，是神经医学领域的现有技术。但申请人发现，现有技术大多只是对某些位置的神经元进行孤立的刺激，影响这些神经元的活动，比如用于刺激某些神经核团，使其神经功能产生增强或减弱的变化，或者用于干预神经核团的信号传递，比如阻隔疼痛信号的传递达到电子止痛的目的。而若要用于启动某种具体的神经活动，尤其是要产生或改变神经核团之间具有信号定向传递关系的可持续的动作电位发放，由于大脑中枢神经的各个神经链路的神经元之间是具有神经投射和信号传递关系的，所以，现有孤立的脑神经刺激技术，便难以产生这样的技术效果，而申请人发现在某些有意义的特定应用场合，往往便需要具有这样的技术效果。而且，现有技术对电刺激的具体位置、施加方式、和电脉冲的细节等无针对性，采取的技术往往跟用于外周神经刺激时是一样的，但实际上，对中枢神经元的刺激具有其特殊性，比如，根据对大脑一些神经回路的放电研究，施加到神经元的电脉冲，频率和脉冲幅度过低时无法触发动作电位放电，而频率或脉冲幅度过高时则会对神经元信号传递形成抑制，甚至使其失活。

发明内容 本发明目的是公开一种多通道的神经刺激装置，适合于对某些神经通路的不同位置的神经元同时进行脉冲刺激，促使神经通路产生具有信号定向传递关系的动作电位发放。

本发明还公开对输出信号进行优化，使其能更有效地诱发神经元发放动作电位的技术。

本发明同时公开上述的神经刺激装置的一些应用，包括用于增强某些神经传递通路的传递效能，用于唤醒深度昏迷病人，以及用于对脑死亡在短时间内的激活。

本发明的神经刺激装置，包括主机和连接主机的电极，电极包括有接地电极(或称基准电极)和输出电极，主机包括有用于产生刺激脉冲信号的脉冲产生模块，连接各输出电极的用于将刺激脉冲信号输出到输出电极的各个输出模块，其特征在于：所述的输出电极包括有二组或二组以上的输出电极，(比如三组输出电极)；主机还包括有输出时序控制电路，用于控制各输出模块输出的刺激脉冲信号，使各输出电极所输出的相对于基准电极的刺激脉冲具有前后依次输出的时序关系。

脉冲产生模块属于现有技术，所产生的脉冲可以采用方波、三角波、梯形波、或者模仿神经元动作电位脉冲的波形。脉冲宽度T0为0.5—10毫秒，更合适的是1—5毫秒，相当于神经元动作电位的脉冲宽度。各输出电极输出的脉冲信号，相对于基准电极(也即接地电极)的电位，脉冲信号的峰值电压幅度，在20—1000毫伏之间进行调节，根据电极接触位置及电极进入神经元的状态而有所不同。

本发明的主机还包括脉冲周期调节电路，用于调节同一组输出电极(第一、第二和第三输出电极)所输出的前后两个脉冲的脉冲周期T。对于不同的应用，脉冲周期T是不同的，一般在25毫秒至1000毫秒之间，对应于频率是1—40赫兹，见后面应用部分所述。

本发明主机还包括延迟时间调节电路，用于调节在同一个脉冲输出周期中，前后两个电极(比如第一输出电极和第二输出电极)输出的前后两个脉冲之间的延迟时间Ts。