[发明专利]具有智能自适应功能的便携式闭环脑深部刺激器系统

说明书

本发明属于医学临床技术领域，具体为一种具有智能自适应功能的便携式闭环脑深部刺激器系统。本发明系统共有16路数据采集通道、4路刺激通道。采集通道中4路用于颅内LFPs采集，12路用于颅外信号采集；刺激通道输出电压为可调制的任意波形。在记录同时施加刺激，可有效降低刺激伪迹对记录信号的影响且驱动电压稳定。系统电路主要包括MCU主控电路、LFPs采集通道和外采集通道开关电路、低幅电压隔离输入电路、低通滤波、高通滤波及工频滤波、A/D转换采集电路、WIFI通信、四通道输出D/A电路、电压隔离输出驱动电路、电流检测保护电路、SD存储等。本发明系统电路结构紧凑，功耗极低、工作稳定，仪器仅手掌大小，方便携带。

技术领域

本发明属于医学临床技术领域，具体涉及一种具有智能自适应功能的便携式闭环脑深部刺激器系统（IDBS）。

背景技术

近年以来，临床上对于脑深部刺激疗法应用越来越广泛，其成为治疗范围包括帕金森病、肌张力障碍、癫痫病，以及震颤等疾病，也包括疼痛和一些精神方面的疾病。由于脑深部刺激器因其非破坏、微损伤、可恢复、可调节等优点已经成为手术治疗PD疾病的首选方案

闭环脑深部刺激治疗手段在医学界得到广泛的关注和临床研究，目前来说，相比其他治疗方式，比如药物治疗，脑深部刺激仪具有明显的优势，比如其对细胞组织损伤小、并发症少、手术可靠度提高、可体外调解、做自适应算法智能调节、便携式可随时随地刺激等重要特点。

因此开发一款具有灵活性和便携式的智能DBS仪器是迫在眉睫的，即可以支持病人在手术中及相关领域实验对象的实验研究，也可以结合医生对病人的评估做临床治疗。DBS刺激器的优劣可以影响到病人的治疗效果以及生命安全，在此背景下的需求驱动下，研制一套微型便携式、低功耗、智能化、闭环实时监控和调节、低成本以及安全性高的DBS仪器显得颇为重要。

传统的脑深部刺激器是植入式的，即和电极一样埋植于体内，这给患者带来了极大的不便利，会发生更换和重复手术的问题，这同样带来了更多可能的风险。因此，本发明将脑深部刺激器波形脉冲输出器与信号采集器做成一体化，外科医生只需通过手术，将电极植入患者大脑，然后引出电极延伸线和接口，当需要升级换代设备的时候，只需要插拔延伸线插口即可，更加快捷方便。

闭环脑深部刺激器基于反馈理论，根据患者的实时状态，智能化自适应的调整刺激方式，可以进一步提高治疗效果、提升刺激效率、减少副作用等。

闭环脑深部刺激器系统融合了医学、电子学、计算机学、等多学科技术，可以用于搜集患者状态信息，调整刺激参数，验证闭环算法，评估患者状态，是闭环脑深部刺激研究的重要工具。

脑深部刺激器将神经学、电子学、计算机学和信息学相结合，设计出能全面感知刺激对象信息、可移动、集成度高、功能全面的闭环脑深部刺激系统，这将大大改善闭环脑深部刺激的研究环境，为帕金森病、癫痫病、肌张力障碍等运动和精神疾病的治疗提供有力的科研工具。

目前在临床上，脑深部刺激器主要应用在帕金森病人身上，比如肢体僵硬、肢体方向差、身体震颤、运动缓慢等症状。反馈算法可记录脑深部刺激场电位信号的β频段、γ频段等的放电信号幅值，经过一系列算法分析，生成对应的数字信号。

脑深部刺激器后端一般包括几大部分，任意波形脉冲输出发生器、安全保护、延长导线以及特殊性能电极等。

发明内容

本发明的目的在于提供一种电路结构紧凑、微型化、低功耗的具有智能自适应功能的便携式闭环脑深部刺激器系统。