一种基于射频能量供电的植入式神经刺激器系统技术方案

本发明专利技术提供一种基于射频能量供电的植入式神经刺激器系统，包括掌上控制模块、体外发射模块、体内刺激模块。其中，掌上控制模块和体外发射模块置于体外，体内刺激模块置于体内。掌上控制模块和体外发射模块通过WiFi连接，体内刺激模块与体外发射模块通过偶极子天线连接。本发明专利技术提供的体外发射模块和体内刺激模块均配置了阻抗匹配单元，保证了传输效率达到最优。掌上控制模块既可以向体内刺激模块传输信号，也可以从体内刺激模块接收反馈信号，实现了闭环控制，保证了参数调整的时效性。掌上控制模块还集成了数据传输、远程控制等功能，使得植入式神经刺激器系统的功能进一步完善，扩大了临床医学上的应用范围和实用性。

An implantable neural stimulator system based on RF power supply

【技术实现步骤摘要】
一种基于射频能量供电的植入式神经刺激器系统
本专利技术涉及医疗领域，具体涉及一种基于射频能量供电的植入式神经刺激器系统。
技术介绍
随着科学技术的发展和人们生活水平的提高，人们对于医疗条件提出了更高的要求。相比与传统的医疗设备，植入式医疗设备具有诸多优点，如副作用小，安全性高等。神经刺激也被称为神经调节，是指用一定程度的刺激脉冲信号使脑部组织、肌肉组织或神经末梢的功能得以恢复，从而达到缓解病情的一种方法。在现有的医学领域对于治疗神经疾病主要通过药物进行控制，不可避免地给患者带来大量的副作用。随着电子产业和生物领域相关技术的发展，植入式神经刺激器的问世给人们带来了福音。现有的植入式神经刺激器大多采用电池供电和采取开环控制，长期更换电池增加了手术的费用，而开环控制不能根据病人的病情及实地进行调节，达不到预期的治疗效果。针对现有技术的不足，本专利技术通过对神经刺激器系统的设计，提供一种通过射频能量供电的植入式神经刺激器系统。该刺激器系统采用射频能量供电和闭环控制，解决了刺激器系统的寿命问题，可以及时地根据病人的病情进行调整。
技术实现思路
本专利技术的目的在于提供一种基于射频能量供电的植入式神经刺激器系统，有效地降低了植入器件的体积和重量，避免由于更换电池给人们带来的痛苦。本专利技术的目的通过以下技术方案实现：一种基于射频能量供电的植入式神经刺激器系统，包括掌上控制模块、体外发射模块和体内刺激模块；所述的掌上控制模块和所述的体外发射模块通过WiFi模块连接，所述的体外发射模块和所述的体内刺激模块通过偶极子天线连接。所述的体外发射模块将直流电逆变成符合要求的交流电，通过偶极子天线完成信号传输。所述的体外发射模块包括脉冲生成器、D/A转换器、高频振荡器、射频放大器、第一阻抗匹配单元、WiFi接收单元、第二控制单元和第一偶极子天线。其中所述脉冲生成器模块被配置为生成合适的脉冲信号，所述D/A转换器被配置为将数字脉冲信号转换成模拟脉冲信号，所述模拟脉冲信号经过高频振荡器和射频放大器将放大后的信号发送到第一偶极子天线。所述的掌上控制模块，经授权的用户可以通过智能设备登陆查看参数修改历史的信息数据库和/或进行参数修改。所述的体外发射部分与所述的掌上控制模块和所述的体内刺激模块同时连接时，所述的掌上控制模块可以将参数指令发送到体内刺激模块，也可以接收来自体内刺激模块的反馈信号。当体内刺激模块接收不到所述的掌上控制模块发送的参数指令时，体内刺激模块会发出警报，提醒用户进行确认。所述的体外发射模块进行信号传输发生阻抗失配时，体外发射模块中的第二控制单元会及时检测阻抗失配程度，并控制第一阻抗匹配单元进行调节，使得传输效率达到最优。所述的体内刺激模块可以包括在所述患者身体之内的以下位置之一：脊柱硬膜附近，脊柱的硬膜外腔，大脑皮层表面或运动神经。上述技术方案具有如下有益效果，本专利技术阐述的一种基于射频能量供电的植入式神经刺激器系统满足了绝大部分植入式神经刺激器的供电要求，在射频能量传输的基础上，集成了远程控制、数据传输、数据通信等功能，使得植入式神经刺激器的功能进一步完善，扩大了植入式神经刺激器在临床上的实用性。本专利技术在体外发射模块和体内刺激模块均设置了阻抗匹配单元，保证了射频能量传输的效率。附图说明为了更清楚地说明本专利技术实施例或现有技术中的技术方案，下面将对实施例或现有技术描述中所需要使用的附图作简单地介绍，显而易见地，下面描述中的附图仅仅是本专利技术的一些实施例，对于本领域普通技术人员来讲，在不付出创造性劳动的前提下，还可以根据这些附图获得其他的附图。图1为本专利技术的植入式神经刺激器系统的结构示意图。图2为本专利技术的掌上控制模块的结构示意图。图3为本专利技术的体外发射模块的结构示意图。图4为本专利技术的体内刺激模块的结构示意图。图5为本专利技术的体外发射模块阻抗失配的结构示意图。在附图中，相同的部件使用相同的附图标记。附图并未按照实际的比例绘制。附图标号说明：1：掌上控制模块；2：体外发射模块；3：体内刺激模块；101：第一控制单元；102：显示单元；103：按键单元；104：WiFi发射单元；105：电源；201：WiFi接收单元；202：第二控制单元；203：脉冲生成器；204：D/A转换器；205：高频振荡器；206：射频放大器；207：第一阻抗匹配单元；208：第一偶极子天线；301：第二偶极子天线；302：第二阻抗匹配单元；303：整流模块；304：第三控制单元；305：电流源；306：电极开关；307：电荷平衡单元；308：电极阵列。具体实施方式下面将详细描述本专利技术的各个方面的特征和示例性实施例。在下面的详细描述中，提出了许多具体细节，以便提供对本专利技术的全面理解。但是，对于本领域技术人员来说很明显的是，本专利技术可以在不需要这些具体细节中的一些细节的情况下实施。下面对实施例的描述仅仅是为了通过示出本专利技术的示例来提供对本专利技术的更好的理解。在附图和下面的描述中，至少部分的公知结构和技术没有被示出，以便避免对本专利技术造成不必要的模糊；并且，为了清晰，可能夸大了部分结构的尺寸。此外，下文中所描述的特征、结构或特性可以以任何合适的方式结合在一个或更多实施例中。在本专利技术的描述中，需要说明的是，术语“上”、“下”、“内”、“外”等指示的方位或位置关系为基于附图所示的方位或位置关系，仅是为了便于描述本专利技术和简化描述，而不是指示或暗示所指的装置或元件必须具有特定的方位、以特定的方位构造和操作，因此不能理解为对本专利技术的限制。此外，术语“第一”、“第二”等仅用于描述目的，而不能理解为指示或暗示相对重要性。在本专利技术的描述中，还需要说明的是，除非另有明确的规定和限定，术语“安装”、“相连”、“连接”应做广义理解，例如，可以是固定连接，也可以是可拆卸连接，或一体地连接；可以是直接相连，也可以通过中间媒介间接相连。对于本领域的普通技术人员而言，可视具体情况理解上述术语在本专利技术中的具体含义。下面结合附图，具体说明植入式神经刺激器系统的电路结构及其工作过程。图1是基于射频能量供电的植入式神经刺激器系统的结构示意图。所述的植入式神经刺激器系统包括掌上控制模块1、体外发射模块2和体内刺激模块3。掌上控制模块1和体外发射模块2通过WiFi模块连接，传输数据快，使用便利，节省了大量的成本。体外发射模块2与体内刺激模块3通过偶极子天线连接，使用射频能量供电，满足了大部分植入式神经刺激器的供电需求。具体地，掌上控制模块1和体外发射模块2位于体外，体内刺激模块3被置于体内的目标神经组织，包括脊柱硬膜附近，脊柱的硬膜外腔，大脑皮层表面或运动神经。图2为掌上控制模块的结构示意图。所述的掌上控制模块包括第一控制单元101、显示单元102、按键单元103、WiFi发射单元104和电源105。具体地，医生或患者可以通过按键单元103进行指令的输入和/或修改，通过WiFi发射单元104进行指令本文档来自技高网...

【技术保护点】
1.一种基于射频能量供电的植入式神经刺激器系统，其特征在于，包括：掌上控制模块（1），体外发射模块（2）和体内刺激模块（3）；/n所述掌上控制模块（1）生成各种参数指令并与所述的体外发射模块（2）连接，所述的体外发射模块（2）与所述的体内刺激模块（3）连接，通过射频能量传输将所述的掌上控制模块（1）生成的参数指令传输到所述的体内刺激模块（3）。/n

【技术特征摘要】
1.一种基于射频能量供电的植入式神经刺激器系统，其特征在于，包括：掌上控制模块（1），体外发射模块（2）和体内刺激模块（3）；
所述掌上控制模块（1）生成各种参数指令并与所述的体外发射模块（2）连接，所述的体外发射模块（2）与所述的体内刺激模块（3）连接，通过射频能量传输将所述的掌上控制模块（1）生成的参数指令传输到所述的体内刺激模块（3）。


2.根据权利要求1所述的一种基于射频能量供电的植入式神经刺激器系统，其特征在于，
所述的体外发射模块（2）与掌上控制模块（1）、体内刺激模块（3）同时连接时，所述的掌上控制模块（1）可以对所述的体内刺激模块（3）进行指令修改。


3.根据权利要求1所述的一种基于射频能量供电的植入式神经刺激器系统，其特征在于，
所述体内刺激模块（3）收到修改指令后，通过所述的体外发射模块（2）向所述的掌上控制模块（1）发送指令是否修改成功和/或体内刺激模块（3）当前参数设置内容的反馈信息。


4.根据权利要求3所述的一种基于射频能量供电的植入式神经刺激器系统，其特征在于，
若所述的掌上控制模块（1）收到反馈信息，所述的掌上控制模块（1）会对该信息进行自动存储，形成参数修改历史的信息数据库；
若所述的掌上控制模块（1）未收到反馈信息，需确认所述的体外发射模块（2）与掌上控制模块（1）、体内刺激模块（3）是否同时连接，若连接正常，所述的掌上控制模块（1）再次发送修改指令，若连接不正常，则所述的掌上控制模块（1）发出警报，提醒用户进行确认。


5.根据权利要求4所述的一种基于射频能量供电的...

【专利技术属性】
技术研发人员：金宁治，俄立明，马腾，
申请(专利权)人：哈尔滨理工大学，
类型：发明
国别省市：黑龙;23