[发明专利]用于大鼠脑部的单双相恒流电刺激器

说明书

本发明公开了一种用于大鼠脑部的单双相恒流电刺激器。该用于大鼠脑部的单双相恒流电刺激器包括：电源；微控制器；电源管理模块，其与电池相连，包括：稳压电路、电池电压采样电路、电磁感应线圈、整流滤波电路、充电管理及保护电路和测温电路；通信模块，其与微控制器连接，包括：信号发射电路、信号接收电路和贴片天线；以及波形生成模块，其与微控制器连接，包括：升压电路、SPI控制电路、DAC波形生成模块、改进型Howland恒流源电路、电极阻抗测试电路和极性切换电路。该用于大鼠脑部的单双相恒流电刺激器为全植入的、小型化的、轻量化的、具有恒流脉冲模式的无线植入式神经电刺激器。

技术领域

本发明涉及植入式医疗仪器领域，特别涉及一种用于大鼠脑部的单双相恒流电刺激器。

背景技术

神经系统是一种器官系统，由神经元组成，起到协调动作及在身体不同部分传递信号的作用。神经系统由中枢神经系统和外周神经系统组成。感受器感受内外环境的各种刺激，经传入神经传送至中枢神经系统，经过整合后再通过传出神经将信息传导至全身各器官，调节各器官的活动，保证机体各器官、系统活动的协调，维持正常的生命活动。

神经功能失调是一大类神经系统疾病，具有较高的发病率，包括重症的帕金森病等运动障碍疾病、癫痫、顽固性疼痛等，其结果是病人明显残障。传统的神经功能失调疾病的治疗有药物方法和外科毁损手术方法。随着疾病的进展，药物治疗的效果越来越差，具有严重的副作用，而外科毁损手术法通过切除或射频毁损病灶达到治疗效果，但是手术风险极大，脑组织一旦损毁可能有不可预知的恶性后果。

植入式神经刺激器是一类帮助神经损伤后功能恢复的电子装置，植入式神经刺激系统通常由植入体内的神经刺激器、延长导线、电极、以及体外控制和充电设备等部分组成，植入式神经刺激器与延长导线相互连接，延长导线与刺激电极相互连接，刺激电极触点直接与刺激神经靶点接触。通过施以一定程度的电流脉冲刺激靶点神经，以调整或恢复脑部、神经或肌肉的功能，使生物机能恢复正常运作，是一种不破坏神经组织、可逆性神经调节的外科治疗方法，已被证实对20余种神经功能失调疾病具有确切疗效。

神经刺激器的生理学基础在于神经组织对电刺激能够产生兴奋。由神经生理学的理论可知，生物的神经系统与电刺激信号可以实现关联。如果使用一个合适的电极对神经纤维的一点施加电刺激，当该电刺激强度达到某一阈值时，细胞膜电位将发生变化，神经纤维在这一点处的离子通透性将发生改变，并将随之产生的兴奋反射到高级中枢，起到治疗的作用。

但目前的刺激器产生的脉冲信号为恒压源电刺激，有效性和稳定性均差，而且目前大部分用于动物的神经电刺激实验装置具有体积大，便携性差，自由活动范围有限等问题。

公开于该背景技术部分的信息仅仅旨在增加对本发明的总体背景的理解，而不应当被视为承认或以任何形式暗示该信息构成已为本领域一般技术人员所公知的现有技术。

发明内容

本发明的目的在于提供一种结构简单合理的用于大鼠脑部的单双相恒流电刺激器，从而克服现有刺激器的缺点。

为实现上述目的，本发明提供了一种用于大鼠脑部的单双相恒流电刺激器，包括：电源；微控制器；电源管理模块，其与电池相连，包括：稳压电路、电池电压采样电路、电磁感应线圈、整流滤波电路、充电管理及保护电路和测温电路，所述电池电压采样电路可对电池的电量进行实时的监控，所述电磁感应线圈用于接收体外充电器的能量输入，所述整流滤波电路整流滤波后通过充电管理及保护电路给电池充电；所述测温电路可实时反馈电源模块的温度以及芯片内部的温度，温度过高即终止充电或使控制芯片进入休眠模式；通信模块，其与微控制器连接，包括：信号发射电路、信号接收电路和贴片天线；以及波形生成模块，其与微控制器连接，包括：升压电路、SPI控制电路、DAC波形生成模块、改进型Howland恒流源电路、电极阻抗测试电路和极性切换电路。

优选地，上述技术方案中，电源采用有线充电电池或无线充电电池。