一种闭环控制的正中神经刺激器及其使用方法技术

本发明专利技术是一种闭环控制的正中神经刺激器及其使用方法，属于医疗器械领域。现有正中神经刺激器使用开环控制缺乏反馈，无法对不同病人做适应性调节，刺激效果差。本发明专利技术提供一种闭环控制的正中神经刺激器及其使用方法，刺激器包括壳体和内置的电源、控制处理器、升压模块及高压开关，高压开关通过导线输出连接外置的电击装置，控制处理器输入端连接电压采样装置和电流采样装置，电压采样装置和电流采样装置各自包括前端采样电路和后端反馈模块，两个采样电路通过导线外接电击装置，控制处理器输入端还接肌电信号处理装置。本发明专利技术通过闭环控制实时反馈作用病人的电压、电流，同时监测病人电生理参数了解病患精神并据此调整刺激，减少病人痛苦经历。少病人痛苦经历。少病人痛苦经历。

【技术实现步骤摘要】
一种闭环控制的正中神经刺激器及其使用方法


[0001]本专利技术涉及医疗器械领域，特别是一种闭环控制的正中神经刺激器及其使用方法。

技术介绍

[0002]正中神经(median nerve)是在腋部由臂丛外侧束与内侧束共同形成的一脉神经。在臂部沿肱二头肌内行走，降至肘窝后，穿旋前圆肌二头之间行于前臂正中指浅、深屈肌之间达腕管，穿掌腱膜深面至手掌，分成数支指掌侧总神经。每一指掌侧总神经又分为两支指掌侧固有神经沿手指两侧行至指尖。正中神经支配前臂屈侧的大部分肌肉,以及手内桡侧半的大部分肌肉和手掌桡侧皮肤感觉。现有研究文献表明，通过刺激正中神经可以起到促醒和止吐的作用，正中神经电刺激治疗采用低频电刺激器输出电流，将电极放置在前臂腹侧腕横纹上方2 cm处，对患者手腕部内侧正中神经分布区域的皮肤进行经皮电刺激，电流刺激强度以患者手指可见轻微收缩即可，经由正中神经—脊神经—颈髓—脑干—丘脑—皮层功能区传导通路对中枢神经系统进行刺激，并由此达到催醒和止吐的效果。
[0003]目前市场上的正中神经刺激器主要存在以下问题：电压刺激仅有单一的几个固定电压档位，电路控制采用开环没有反馈电路，对不同患者的真实治疗参数未知，也不能及时感知患者的电生理参数变化，更无法根据前述电生理参数变化自动调整以期达到合适的效果，因而不能针对不同病人做个体化的适应性调节。此外，刺激器和人体接触的部分采用腕带的穿戴方式，靠嵌设的两块不锈钢电极片贴着手腕通过单向电压刺激进行放电，现有的不锈钢电极片为硬片结构，不能完全适形贴合病人皮肤，接触不稳定也会大大影响电压刺激效果。

技术实现思路

[0004]本专利技术要解决的技术问题和提出的技术任务是解决现有正中神经刺激器使用开环控制缺乏反馈电路，不能根据电生理参数变化对不同病人做适应性调节，刺激效果差等问题，本专利技术提供一种闭环控制的正中神经刺激器，所述正中神经刺激器通过闭环控制，能够实时反馈电压和电流，监测病人电生理参数了解病患精神状态，并据此调整刺激参数，自动调节至舒服有效的电刺激参数，减少病人痛苦经历。
[0005]本专利技术解决技术问题采用的技术方案：一种闭环控制的正中神经刺激器，包括刺激器壳体，其内设有电源、连接电源的控制处理器和升压模块、连接控制处理器输出端的高压开关和升压模块，刺激器壳体上设输入按键连接控制处理器，高压开关通过导线输出连接外置于刺激器壳体的电击装置，所述电击装置包括两个相互匹配产生电刺激信号的施电电极，其特征是所述控制处理器输入端连接电压采样装置和电流采样装置，所述电压采样装置包括电连接的前端电压采样电路和后端电压反馈模块，电流采样装置包括电连接的前端电流采样电路和后端电流反馈模块，所述电压采样装置和电流采样装置均设于刺激器壳体内，电压采样电路和电流采样电路通过导线外接两个施电电极，电压反馈模块和电流反
馈模块输出连接控制处理器，所述控制处理器输入端还连接肌电信号处理装置，肌电信号处理装置包括外置于刺激器壳体采集肌电信号的三个电极贴片E1、E2、E3和设在刺激器壳体内处理肌电信号的肌电信号处理电路，肌电信号处理电路的输出端连接控制处理器，肌电信号处理电路的输入端通过导线连接各电极贴片，控制处理器输出连接设于刺激器壳体上的显示屏。本专利技术使用闭环控制，实时反馈施电电极实际作用于病人的电压和电流，并以肌电信号监测病人的电生理参数了解判断病患的精神状态，控制处理器据此调整刺激参数，自动调节至舒服有效的电刺激参数，减少病人痛苦经历。工作时，电压采样装置和电流采样装置将作用病人肌肤上的电压和电流反馈给控制处理器，并通过连接控制处理器的显示屏实时显示采集到的电压、电流大小，让使用者知道实际作用病人的电压值和电流值；电极贴片采集病人的肌电信号并经肌电信号处理电路处理后发送给控制处理器，以将患者的电生理参数变化信息及时发送给控制处理器中，控制处理器接收到电生理参数后结合预编程序自动调整输出的电压大小，达到合适的催醒和止吐效果，同时减轻电压刺激带给病人的痛苦。此外，所述控制处理器为MCU控制单元，采用能够编程的单片机制作；使用接触面积大的电极片贴合人体采集肌电信号判断人体反应，有助于减小电极与肌纤维的接触阻抗，降低对肌电信号处理电路输入阻抗的要求。
[0006]作为对上述技术方案的进一步完善和补充，本专利技术采用如下技术措施：所述电压采样电路通过隔离光耦输出连接电压反馈模块，所述电流采样电路通过隔离光耦输出连接电流反馈模块。隔离光耦可以实现“电
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光
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电”的转换，将电流和电压采样的信号通过光信号作为中间过渡传递信号，抗干扰能力强、工作稳定，而且隔离光耦的使用寿命也很长。
[0007]所述高压开关通过隔离变压器输出连接两个施电电极，隔离变压器设于刺激器壳体中并通过导线连接两个施电电极。隔离变压器能够对高压开关送电起过滤作用，给用电设备如电击装置提供纯净的电源电压；同时隔离变压器还能提高用电安全性，保护人身安全，隔离变压器为现有技术。
[0008]所述施电电极为可柔性贴合以适形盖住皮肤的电极片或电极膜。施电电极采用硅胶超薄电极导电贴片或具有类似特点的电极贴片，这类电极贴片厚度不超过1mm，导电阻抗小于100Ω，如深圳市好一生电子科技有限公司生产的5*5CM自粘式电极片。
[0009]所述电源为锂电池和DC
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DC模块连接而成，所述DC
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DC模块输出连接控制处理器和升压模块。DC
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DC模块可以直接贴装在印刷电路板上作为电源供应器，给控制处理器和升压模块供电，不用单独设置专门较的大体积供电模块。这里的DC
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DC模块可以使用LINEAR LTC3533，其具有输入电压范围宽1.8V～5.5V，输出电压可调1.8V～5.25V，最大输出电流可大2A，并可以实现升压和降压调节。
[0010]所述显示屏为led显示屏或液晶显示屏。显示屏采用现有技术成熟的led显示屏或液晶显示屏，优选使用led显示屏，数码管显示更为简洁，不易受到环境灯光影响，即使在反光情况下也很清楚。
[0011]本专利技术通过闭环控制实时反馈实际作用于病人的电压和电流，并以肌电信号监测病人的电生理参数作标准了解病患的精神状态，据此调整输出的刺激参数，自动调节至舒服有效的电刺激参数，减少病人痛苦经历。
[0012]正中神经刺激器使用方法，使用方法包括依序进行的以下步骤：（1）开机后先获取病人的基准体表电位幅值和变化率：在人体处于平静状态下，以
E1为零电位，记录E3和E1的电位差及E2和E1的电位差并分别作为两路体表电位值，以相同的计算方式处理记录的两路体表电位值数据；每路体表电位值的数据为连续记录体表电位值T1分钟，其中每隔S秒以AHz的频率采集B次体表电位值后计算所在位置的体表电位幅值和体表电位变化率，所述体表电位幅值是B次体表电位值取平均值，体表电位变化率是B次体表电位值中每两次相邻的体表电位值的差值取绝对值后除以两次相邻体表电位值间隔时间计算得到的变化率再取平均值；从所述T1分钟连续记录获本文档来自技高网...

【技术保护点】

【技术特征摘要】
1.一种闭环控制的正中神经刺激器，包括刺激器壳体，其内设有电源、连接电源的控制处理器和升压模块、连接控制处理器输出端的高压开关和升压模块，刺激器壳体上设输入按键连接控制处理器，高压开关通过导线输出连接外置于刺激器壳体的电击装置，所述电击装置包括两个相互匹配产生电刺激信号的施电电极，其特征是所述控制处理器输入端连接电压采样装置和电流采样装置，所述电压采样装置包括电连接的前端电压采样电路和后端电压反馈模块，电流采样装置包括电连接的前端电流采样电路和后端电流反馈模块，所述电压采样装置和电流采样装置均设于刺激器壳体内，电压采样电路和电流采样电路通过导线外接两个施电电极，电压反馈模块和电流反馈模块输出连接控制处理器，所述控制处理器输入端还连接肌电信号处理装置，肌电信号处理装置包括外置于刺激器壳体采集肌电信号的三个电极贴片E1、E2、E3和设在刺激器壳体内处理肌电信号的肌电信号处理电路，肌电信号处理电路的输出端连接控制处理器，肌电信号处理电路的输入端通过导线连接各电极贴片，控制处理器输出连接设于刺激器壳体上的显示屏。2.根据权利要求1所述的闭环控制的正中神经刺激器，其特征是所述电压采样电路通过隔离光耦输出连接电压反馈模块，所述电流采样电路通过隔离光耦输出连接电流反馈模块。3.根据权利要求1所述的闭环控制的正中神经刺激器，其特征是所述高压开关通过隔离变压器输出连接两个施电电极，隔离变压器设于刺激器壳体中并通过导线连接两个施电电极。4.根据权利要求1所述的闭环控制的正中神经刺激器，其特征是所述施电电极为可柔性贴合以适形盖住皮肤的电极片或电极膜。5.根据权利要求1所述的闭环控制的正中神经刺激器，其特征是所述电源为锂电池和DC
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DC模块连接而成，所述DC
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DC模块输出连接控制处理器和升压模块。6.根据权利要求1所述的闭环控制的正中神经刺激器，其特征是所述显示屏为led显示屏或液晶显示屏。7.根据权利要求1至6中任一项所述的正中神经刺激器的使用方法，其特征是所述使用方法包括依序进行的以下步骤：（1）开机后先获取病人的基准体表电位幅值和变化率：在人体处于平静状态下，以E1为零电位，记录E3和E1的电位差及E2和E1的电位差并分别作为两路体表电位值，以相同的计算方式处理记录的两路体表电位值数据；每路体表电位值的数据为连续记录体表电位...

【专利技术属性】
技术研发人员：陈永刚，郭林忠，
申请(专利权)人：杭州睿笛生物科技有限公司，
类型：发明
国别省市：