一种用于脊髓损伤的电刺激系统及方法技术方案

本发明专利技术公开了一种用于脊髓损伤的电刺激系统及方法，该系统包括：水凝胶电极、数据采集器、控制器、电刺激器，水凝胶电极包括贴附于目标对象的脊髓断裂处的上截面的第一水凝胶电极和贴附于上截面对应的下截面第二水凝胶电极；水凝胶电极用于采集目标对象的脊髓断裂处神经束的电生理信号；数据采集器分别与各水凝胶电极电连接，用于接收来自水凝胶电极的电生理信号并转换为对应的电生理数字信号；控制器与数据采集器连接，用于分别对电生理数字信号进行数据处理，得到对应的电刺激信号；电刺激器分别与控制器、各水凝胶电极连接，用于基于电刺激信号通过水凝胶电极对对应的神经束进行电刺激，以诱发相应的神经冲动实现生理功能。能。能。

【技术实现步骤摘要】
一种用于脊髓损伤的电刺激系统及方法


[0001]本专利技术涉及电生理信号处理
，尤其涉及一种用于脊髓损伤的电刺激系统及方法。

技术介绍

[0002]中枢神经系统是神经系统的重要部分，包括大脑和脊髓。中枢神经系统不仅负责获取和整合外部信息，而且能够自上而下地调控人体的行为和活动。其中，脊髓在躯体感觉和运动系统中起着重要的作用。
[0003]其中，脊髓断裂是一种非常危险的脊椎损伤，会导致多种并发症，常见的并发症包括：神经功能缺失(例如肢体运动、感觉和自主神经系统的功能障碍)，膀胱和肠道功能障碍(例如尿失禁、大便失禁或排便困难等)，呼吸系统问题(例如呼吸困难、呼吸肌无力)等。以膀胱功能障碍为例，膀胱功能障碍易引发尿路感染，尿路感染会引起更为严重的并发症，包括肾脏感染、肾功能损害、脓毒症。同时，这些并发生都伴随着致命的风险。
[0004]近年来研究发现，电刺激能够激活脊髓局部神经环路。因此，目前提出了应用于脊髓损伤动物或患者的刺激系统，通过对脊髓硬膜外电刺激结合减重跑路及增强感觉反馈训练。而这一方案并不适用于脊髓断裂的情况。
[0005]基于此，如何提供一种能够适用于脊髓断裂的电刺激系统成为亟需解决的技术问题。

技术实现思路

[0006]本专利技术的主要目的在于提供一种用于脊髓损伤的电刺激系统及方法，旨在解决现有技术中无法适用于脊髓损伤电刺激的问题。
[0007]为了实现上述目的，本专利技术提供了一种用于脊髓损伤的电刺激系统，所述系统包括：水凝胶电极、数据采集器、控制器、电刺激器；其中，所述水凝胶电极包括用于贴附于目标对象的脊髓断裂处的上截面的第一水凝胶电极和用于贴附于所述上截面对应的下截面的第二水凝胶电极；
[0008]所述水凝胶电极用于采集所述目标对象脊髓断裂处神经束的电生理信号；
[0009]所述数据采集器分别与各所述第一水凝胶电极、所述第二水凝胶电极电连接，用于接收来自水凝胶电极的所述电生理信号，并将所述电生理信号转换为对应的电生理数字信号；
[0010]所述控制器与所述数据采集器连接，用于接收来自所述数据采集器的电生理数字信号，以及用于分别对所述电生理数字信号进行数据处理，得到对应的电刺激信号；
[0011]所述电刺激器分别与所述控制器、各所述水凝胶电极连接，用于接收来自所述控制器的电刺激信号，并基于所述电刺激信号通过所述水凝胶电极对对应的神经束进行电刺激。
[0012]可选地，所述控制器还包括：指令解析单元，用于获取用户输入的电刺激指令，并
对所述电刺激指令进行解析并生成对应的电刺激信号；其中，所述电刺激信号包括：动作电位参数、目标水凝胶电极的电极标识；发送单元，用于将所述电刺激信号发送至电刺激器。
[0013]可选地，各所述第一水凝胶电极用于贴附于所述上截面的各第一预设位点，每个所述第一预设位点对应所述上截面中的至少一个神经束；
[0014]各所述第二水凝胶电极用于贴附于所述下截面的各第二预设位点，每个所述第二预设位点对应所述下截面中的至少一个神经束。
[0015]可选地，所述控制器包括：第一确定单元，用于确定所述电生理数字信号对应的所述水凝胶电极的电极标识，以及根据所述电生理数字信号确定动作电位参数；第二确定单元，用于根据预设规则库以及所述电生理数字信号对应的所述水凝胶电极的电极标识，确定对应的目标水凝胶电极；生成单元，用于根据所述目标水凝胶电极的电极标识以及所述动作电位参数，生成对应的电刺激信号。
[0016]可选地，所述电刺激器包括：信号解析单元，用于对所述电刺激信号进行解析，确定对应的动作电位参数和目标水凝胶电极的电极标识；电刺激单元，用于基于所述目标水凝胶电极的电极标识，根据所述动作电位参数向所述目标水凝胶电极对应的神经束进行电刺激。
[0017]可选地，所述数据采集器具体用于：按照预设采样频率对所述电生理信号进行采样，分别得到对应所述电生理数字信号。
[0018]可选地，所述系统还包括：输入端与所述水凝胶电极连接且输出端与所述数据采集器连接的信号放大器；
[0019]所述信号放大器用于对来自所述水凝胶电极的所述电生理信号进行信号放大，并将放大后的信号发送至数据采集器。
[0020]可选地，所述系统还包括：一端与所述信号放大器连接、且另一端与所述数据采集器连接的滤波器；
[0021]所述滤波器用于对来自所述信号放大器的所述电生理信号进行滤波，以去除噪声，并将滤波后的电生理信号发送至所述数据采集器。
[0022]可选地，所述系统还包括：显示器；所述显示器与所述控制器连接，用于显示所述控制器发送的电生理数字信号。
[0023]为了实现上述目的，本专利技术还提供了一种用于脊髓损伤的电刺激方法，其包括：
[0024]所述水凝胶电极用于采集所述目标对象脊髓断裂处神经束的电生理信号；
[0025]电刺激系统的数据采集器接收水凝胶电极采集的目标对象的脊髓断裂处的电生理信号，并将所述生理信号转换为对应的电生理数字信号发送至电刺激系统的控制器；
[0026]所述控制器分别对所述电生理数字信号进行数据处理，得到对应的电刺激信号并发送至电刺激系统的电刺激器；
[0027]所述电刺激器基于所述电刺激信号通过所述水凝胶电极对对应的神经束进行电刺激；
[0028]其中，所述电刺激系统为如上任意一项所述的用于脊髓损伤的电刺激系统。
[0029]本专利技术通过贴附于目标对象的脊髓断裂处的上截面的第一水凝胶电极和贴附于所述上截面对应的下截面的第二水凝胶电极，采集目标对象脊髓断裂处神经束的电生理信号，数据采集器将所述生理信号转换为对应的电生理数字信号，控制器分别对所述电生理
数字信号进行数据处理得到对应的电刺激信号，电刺激器基于所述电刺激信号通过所述水凝胶电极对对应的神经束进行电刺激，从而实现对脊髓损伤处特定位点的电刺激，诱发相应的神经冲动以实现生理功能。
附图说明
[0030]图1为本专利技术实施例提供的用于脊髓损伤的电刺激系统的结构示意图之一；
[0031]图2为本专利技术实施例提供的控制器的结构示意图之一；
[0032]图3为本专利技术实施例提供的电刺激器的结构示意图之一；
[0033]图4为本专利技术实施例提供的用于脊髓损伤的电刺激系统的结构示意图之二。
具体实施方式
[0034]为使本专利技术的目的、技术方案及优点更加清楚、明确，以下参照附图并举实施例对本专利技术进一步详细说明。应当理解，此处所描述的具体实施例仅仅用以解释本专利技术，并不用于限定本专利技术。
[0035]本专利技术提供了一种用于脊髓损伤的电刺激系统，图1为本专利技术提供的用于脊髓损伤的电刺激系统的结构场景图。如图1所示，该系统包括：水凝胶电极100、数据采集器200、控制器300、电刺激器400。其中，水凝胶电极100包括用于贴附于目标对象的脊髓断裂处的上截面的第一水凝胶电极110、用于贴附于上截面对应的下截面的第二水凝胶电极120。
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【技术保护点】

【技术特征摘要】
1.一种用于脊髓损伤的电刺激系统，其特征在于，所述系统包括：水凝胶电极、数据采集器、控制器、电刺激器；其中，所述水凝胶电极包括：用于贴附于目标对象的脊髓断裂处的上截面的第一水凝胶电极和用于贴附于所述上截面对应的下截面的第二水凝胶电极；所述水凝胶电极用于采集所述目标对象脊髓断裂处神经束的电生理信号；所述数据采集器分别与所述第一水凝胶电极、所述第二水凝胶电极电连接，用于接收来自水凝胶电极的所述电生理信号，并将所述电生理信号转换为对应的电生理数字信号；所述控制器与所述数据采集器连接，用于接收来自所述数据采集器的电生理数字信号，以及用于分别对所述电生理数字信号进行数据处理，得到对应的电刺激信号；所述电刺激器分别与所述控制器、各所述水凝胶电极连接，用于接收来自所述控制器的电刺激信号，并基于所述电刺激信号通过所述水凝胶电极对对应的神经束进行电刺激。2.根据权利要求1所述的系统，其特征在于，所述控制器还包括：指令解析单元，用于获取用户输入的电刺激指令，并对所述电刺激指令进行解析并生成对应的电刺激信号；其中，所述电刺激信号包括：动作电位参数、目标水凝胶电极的电极标识；发送单元，用于将所述电刺激信号发送至电刺激器。3.根据权利要求1所述的系统，其特征在于，各所述第一水凝胶电极用于贴附于所述上截面的各第一预设位点，每个所述第一预设位点对应所述上截面中的至少一个神经束；各所述第二水凝胶电极用于贴附于所述下截面的各第二预设位点，每个所述第二预设位点对应所述下截面中的至少一个神经束。4.根据权利要求1所述的系统，其特征在于，所述控制器包括：第一确定单元，用于确定所述电生理数字信号对应的所述水凝胶电极的电极标识，以及根据所述电生理数字信号确定动作电位参数；第二确定单元，用于根据预设规则库以及所述电生理数字信号对应的所述水凝胶电极的电极标识，确定对应的目标水凝胶电极；生成单元，用于根据所述目标水凝胶电极的电极标识以及所述...

【专利技术属性】
技术研发人员：周小琳，李骁健，
申请(专利权)人：深圳先进技术研究院，
类型：发明
国别省市：