System.ArgumentOutOfRangeException: 索引和长度必须引用该字符串内的位置。 参数名: length 在 System.String.Substring(Int32 startIndex, Int32 length) 在 zhuanliShow.Bind() 具有电诱发复合动作电位闭环反馈的植入式神经刺激器制造技术_技高网
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具有电诱发复合动作电位闭环反馈的植入式神经刺激器制造技术

技术编号:42159835 阅读:28 留言:0更新日期:2024-07-27 00:10
本公开涉及电疗技术领域,尤其涉及一种具有电诱发复合动作电位闭环反馈的植入式神经刺激器。植入式神经刺激器包括:刺激放大电路用于通过电极触点向待刺激的神经靶点输出刺激脉冲,采集放大电路用于通过电极触点采集响应于刺激脉冲的原始信号,逻辑与控制电路用于对原始信号进行处理得到ECAP信号,ECAP信号用于指示电极触点与神经靶点之间的距离变化,根据ECAP信号调整刺激脉冲的刺激参数。本公开实施例提供的神经刺激器采用了ECAP的闭环反馈机制,能够实时监测电刺激引起的神经活动,并根据这些神经活动调整刺激参数,从而自适应地响应人体状态改变所带来的电极触点与神经靶点之间的距离变化,以保证临床刺激疗效的稳定可靠。

【技术实现步骤摘要】

本公开涉及电疗,尤其涉及一种具有电诱发复合动作电位闭环反馈的植入式神经刺激器


技术介绍

1、随着神经调控技术的发展,植入式神经刺激已经成为多种神经性疾病的常用疗法。针对不同的调控靶点,有不同的植入位置,如:脑深部刺激、迷走神经刺激、脊髓电刺激。植入精度会显著地影响刺激疗效,在植入过程中会尽可能地保证植入的精确。但是,人体组织的力学性质各异,在运动和姿态变换影响下,发出刺激的电极触点与需要刺激的神经靶点之间的距离会发生变换。

2、目前的植入式神经刺激器可以保持固定的刺激输出状态,或以确定的顺序给予不同参数的脉冲刺激。但这些脉冲的设置需要在使用时人工在上位机程序上进行操控,难以应对由频繁地运动或姿态变换所带来的调整需求。


技术实现思路

1、有鉴于此,本公开提出了一种具有电诱发复合动作电位闭环反馈的植入式神经刺激器。

2、根据本公开的一方面,提供了一种具有电诱发复合动作电位闭环反馈的植入式神经刺激器,所述植入式神经刺激器包括:刺激放大电路、采集放大电路、逻辑与控制电路;

3、所述刺激放大电路用于通过电极触点向待刺激的神经靶点输出刺激脉冲;

4、所述采集放大电路用于通过所述电极触点采集响应于所述刺激脉冲的原始信号;

5、所述逻辑与控制电路用于对所述原始信号进行处理得到电诱发复合动作电位(electrically evoked compound action potential,ecap)信号,根据所述ecap信号调整所述刺激脉冲的刺激参数,所述ecap信号用于指示所述电极触点与所述神经靶点之间的距离变化。

6、在一种可能的实现方式中,所述逻辑与控制电路还用于:

7、根据所述ecap信号的第一ecap特征值与预设的第二ecap特征值,确定ecap特征值差值;

8、将所述ecap特征值差值输入至训练完成的逆过程模型中,输出得到刺激参数调整量;

9、根据所述刺激参数调整量,调整所述刺激脉冲的所述刺激参数。

10、在另一种可能的实现方式中,所述逻辑与控制电路还用于:

11、获取多组样本数据组,每组所述样本数据组包括样本刺激参数和对应的样本ecap特征值;

12、根据所述多组样本数据组,确定正过程模型,所述正过程模型用于指示所述样本刺激参数到所述样本ecap特征值的第一映射关系;

13、根据所述正过程模型,确定对应的所述逆过程模型,所述逆过程模型用于指示样本ecap特征值差值到样本刺激参数调整量的第二映射关系,所述样本ecap特征值差值为所述样本ecap特征值与预设的所述第二ecap特征值之间的差值。

14、在另一种可能的实现方式中,所述逻辑与控制电路还用于:

15、根据所述多组样本数据组,建立线性的所述正过程模型;

16、将线性的所述正过程模型所指示的所述第一映射关系转换为所述第二映射关系,得到对应的所述逆过程模型。

17、在另一种可能的实现方式中,所述逻辑与控制电路还用于:

18、根据所述多组样本数据组对原始神经网络模型进行训练,得到非线性的所述正过程模型;

19、根据非线性的所述正过程模型,通过数据驱动方式确定对应的逆模型;

20、将所述逆模型的自变量调整为所述样本ecap特征值差值,并将所述逆模型的因变量调整为所述样本刺激参数调整量,重新进行模型训练得到对应的所述逆过程模型。

21、在另一种可能的实现方式中,所述采集放大电路,还用于:

22、在所述刺激脉冲的下降沿开始采集所述原始信号;

23、在以预设频率采样到预设数量的所述原始信号的情况下,结束采集。

24、在另一种可能的实现方式中,所述逻辑与控制电路还用于:

25、对所述原始信号中的噪声进行去除,得到去除噪声的原始信号,所述噪声包括突触后电位、心跳伪影、运动伪影、刺激伪影和消影尾迹中的至少一种;

26、从所述去除噪声的原始信号中提取出所述ecap信号。

27、在另一种可能的实现方式中,所述逻辑与控制电路还用于:

28、获取预模版,所述预模版为一个在静息态下获得的干净指数衰减的消影尾迹;

29、根据所述原始信号,将所述预模版进行放缩变换处理得到处理后的预模版,所述处理后的预模版与所述原始信号的匹配度大于预设匹配阈值;

30、将所述原始信号减去所述处理后的预模版,得到去除所述消影尾迹的原始信号。

31、在另一种可能的实现方式中,

32、所述刺激放大电路还用于通过所述电极触点向所述神经靶点输出反向刺激脉冲,所述反向刺激脉冲与已输出的所述刺激脉冲的刺激参数相同而方向相反;

33、所述采集放大电路还用于通过所述电极触点采集响应于所述反向刺激脉冲的参考原始信号;

34、所述逻辑与控制电路还用于将所述原始信号和所述参考原始信号进行平均,得到去除所述消影尾迹的原始信号。

35、根据本公开的另一方面,提供了一种基于ecap信号的刺激参数闭环调控方法,用于上述的植入式神经刺激器中,所述方法包括:

36、通过电极触点向待刺激的神经靶点输出刺激脉冲;

37、通过所述电极触点采集响应于所述刺激脉冲的原始信号;

38、对所述原始信号进行处理得到ecap信号,所述ecap信号用于指示所述电极触点与所述神经靶点之间的距离变化;

39、根据所述ecap信号调整所述刺激脉冲的刺激参数。

40、在一种可能的实现方式中,所述根据所述ecap信号调整所述刺激脉冲的刺激参数,包括:

41、根据所述ecap信号的第一ecap特征值与预设的第二ecap特征值,确定ecap特征值差值;

42、将所述ecap特征值差值输入至训练完成的逆过程模型中,输出得到刺激参数调整量;

43、根据所述刺激参数调整量,调整所述刺激脉冲的所述刺激参数。

44、在另一种可能的实现方式中,所述方法还包括:

45、获取多组样本数据组,每组所述样本数据组包括样本刺激参数和对应的样本ecap特征值;

46、根据所述多组样本数据组,确定正过程模型,所述正过程模型用于指示所述样本刺激参数到所述样本ecap特征值的第一映射关系;

47、根据所述正过程模型,确定对应的所述逆过程模型,所述逆过程模型用于指示样本ecap特征值差值到样本刺激参数调整量的第二映射关系,所述样本ecap特征值差值为所述样本ecap特征值与预设的所述第二ecap特征值之间的差值。

48、在另一种可能的实现方式中,所述根据所述多组样本数据组,确定正过程模型包括:

49、根据所述多组样本数据组,建立线性的所述正过程模型;

50、所述根据所述正过程模型,确定对应的所述逆过程模型,包括:

<本文档来自技高网...

【技术保护点】

1.一种具有电诱发复合动作电位闭环反馈的植入式神经刺激器,其特征在于,所述植入式神经刺激器包括:刺激放大电路、采集放大电路、逻辑与控制电路;

2.根据权利要求1所述的植入式神经刺激器,其特征在于,所述逻辑与控制电路还用于:

3.根据权利要求2所述的植入式神经刺激器,其特征在于,所述逻辑与控制电路还用于:

4.根据权利要求3所述的植入式神经刺激器,其特征在于,所述逻辑与控制电路还用于:

5.根据权利要求3所述的植入式神经刺激器,其特征在于,所述逻辑与控制电路还用于:

6.根据权利要求1至5中任意一项所述的植入式神经刺激器,其特征在于,所述采集放大电路,还用于:

7.根据权利要求1至5中任意一项所述的植入式神经刺激器,其特征在于,所述逻辑与控制电路还用于:

8.根据权利要求7所述的植入式神经刺激器,其特征在于,所述逻辑与控制电路还用于:

9.根据权利要求7所述的植入式神经刺激器,其特征在于,

10.一种基于ECAP信号的刺激参数闭环调控方法,其特征在于,用于如权利要求1至9中任意一项所述的植入式神经刺激器中,所述方法包括:

...

【技术特征摘要】

1.一种具有电诱发复合动作电位闭环反馈的植入式神经刺激器,其特征在于,所述植入式神经刺激器包括:刺激放大电路、采集放大电路、逻辑与控制电路;

2.根据权利要求1所述的植入式神经刺激器,其特征在于,所述逻辑与控制电路还用于:

3.根据权利要求2所述的植入式神经刺激器,其特征在于,所述逻辑与控制电路还用于:

4.根据权利要求3所述的植入式神经刺激器,其特征在于,所述逻辑与控制电路还用于:

5.根据权利要求3所述的植入式神经刺激器,其特征在于,所述逻辑与控制电路还用于:

【专利技术属性】
技术研发人员:张皓晨张熹马伯志李路明
申请(专利权)人:清华大学
类型:发明
国别省市:

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