CN101243967B - 一种植入式电刺激信息反馈装置 - Google Patents
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Abstract
本发明公开了一种植入式电刺激信息反馈装置，实现体内实际刺激波参数的有效调整和在线监测、反馈，从而保证植入电极效果的最好发挥。其技术方案为：本发明通过监测电路单元实时监测刺激波作用于负载的动态响应信号，经模数转换器取样并转换成数字信号以形成相应的数学模型。这一数学模型与预设刺激波参数和指令的预置响应数学模型在模型参数对比单元中进行分析参比，分析参比的结果在自适应调整单元中作为自动修正实际刺激波参数和指令的根据。本发明应用于电刺激治疗领域。
Description
技术领域
本发明涉及一种信息反馈装置，尤其涉及一种在电刺激发生器和靶器官之间建立反馈联系的植入式电刺激信息反馈装置。
背景技术
人体的诸多功能是通过神经肌肉动作电位传导的兴奋过程，也即生物电传导的过程。当神经肌肉损伤或病变导致生物电的信号传导出现异常时，可以表现出不妥的症状，传导过快、过慢或传导丧失将引发肌肉萎缩、疼痛、胃肠功能紊乱不同的疾病。
当外伤或其他病因引发生物电传导异常后，人们开始使用电刺激设备进行治疗。现有的做法是将电刺激器的电极植入到包括大脑、心脏、胃等器官，产生刺激波以替代生物电对神经肌肉进行刺激。但现有的电刺激器输出的刺激波的波形基本固定，因此无法满足个体差异的需要。而且现有的电刺激器也缺少对刺激波参数输出后状态的在线监控，无法对实际的刺激波参数信息在线反馈，因此也无法根据肌体的实际情况调整刺激波的相关参数和指令。
发明内容
本发明的目的在于解决上述问题，提供了一种植入式电刺激信息反馈装置，实现体内实际刺激波参数的有效调整和在线监测、反馈，从而保证植入电极效果的最好发挥。
本发明的技术方案为：本发明提供了一种植入式电刺激信息反馈装置，采集肌体对刺激波的动态响应信号并对实际刺激波加以调整，包括：
一监测电路单元，实时监测刺激波作用于负载的动态响应信号；
一模数转换器单元，连接该监测电路单元，取样该动态响应信号并转换成数字信号，形成相应的数学模型；
一模型参数对比单元，连接该模数转换器单元，将该监测到的动态响应信号的数学模型与预设刺激波参数和指令的预置响应数学模型进行分析参比；
一自适应调整单元，连接该模型参数对比单元，根据该模型参数对比单元的分析参比结果对实际刺激波的参数和指令进行自动修正，以使实际刺激波与预设刺激波相一致。
上述的植入式电刺激信息反馈装置，其中，该植入式电刺激信息反馈装置还包括：
一数据存储器，记录预设刺激波的参数、指令及其预置响应数学模型，记录监测到的动态响应信号的数学模型以及对实际刺激波的自动修正操作。
上述的植入式电刺激信息反馈装置，其中，该自适应调整单元是在预设的安全电压范围内对实际刺激波进行自动修正。
上述的植入式电刺激信息反馈装置，其中，该刺激波的参数包括刺激波信号的幅值和时域。
上述的植入式电刺激信息反馈装置，其中，该模型参数对比单元和该自适应调整单元设置在一微处理器中。
上述的植入式电刺激信息反馈装置，其中，该监测电路单元进一步包括：
一第一电阻；
与该第一电阻并联的电容，该电容与该第一电阻完成对信号的采集；
与该第一电阻和电容并联的二极管，对过冲尖峰波进行钳位处理；以及
一第二电阻，与该第一电阻、电容与二极管所组成的并联电路串联。
本发明对比现有技术有如下的有益效果：本发明通过监测电路单元实时监测刺激波作用于负载的动态响应信号，经模数转换器取样并转换成数字信号以形成相应的数学模型。这一数学模型与预设刺激波参数和指令的预置响应数学模型在模型参数对比单元中进行分析参比，分析参比的结果在自适应调整单元中作为自动修正实际刺激波参数和指令的根据。对比现有技术，本发明可对刺激波参数输出后的状态进行在线监控，对实际的刺激波参数信息在线反馈，也可根据肌体的实际情况调整刺激波的相关参数和指令。
附图说明
图1是本发明的植入式电刺激信息反馈装置的一个较佳实施例的原理图。
图2是本发明的监测电路单元的一个较佳实施例的电路图。
具体实施方式
下面结合附图和实施例对本发明作进一步的描述。
图1示出了本发明的植入式电刺激信息反馈装置的一个较佳实施例的原理。请参见图1，反馈装置依次由监测电路单元1、模数转换器单元2、模型参数对比单元3、自适应调整单元4和数据存储器6组成。其中模型参数对比单元3和自适应调整单元4设置在微处理器5内部。
监测电路单元1实时监测刺激波作用于负载的动态响应信号。请结合图2，监测电路单元1由电阻R13、R14、电容C7和二极管D2组成，其中电阻R14、电容C7和二极管D2组成一个并联电路，该并联电路与电阻R13串联连接。来自功放输出电极10工作回路的电流It流经由监测电路单元，通过电阻R14和电容C7上的信号采集，而二极管D2对过冲尖峰波起到钳位作用。模数转换器单元2连接监测电路单元1，将动态响应信号进行取样并转换成数字信号，以形成相应的数学模型。模型参数对比单元3连接模数转换器单元2，将监测到的动态响应信号的数学模型与预设刺激波参数和指令的预置响应数学模型进行分析参比，其中预设刺激波参数和指令的预置响应数学模型存储在数据存储器6中，同时动态响应信号的数学模型也存储于数据存储器6中。两个数学模型的分析参比是指对刺激波信号的幅值和时域进行分析参比，得到两者在信号幅值和时域上的差距。自适应调整单元4连接模型参数对比单元3，根据对比单元3中的分析参比结果对实际刺激波的参数和指令自动加以修正，以使实际刺激波与预设刺激波相一致，同时这一修正过程记录在数据存储器6中。
上述实施例是提供给本领域普通技术人员来实现或使用本发明的，本领域普通技术人员可在不脱离本发明的发明思想的情况下，对上述实施例做出种种修改或变化，因而本发明的保护范围并不被上述实施例所限，而应该是符合权利要求书提到的创新性特征的最大范围。
Claims (4)
1.一种植入式电刺激信息反馈装置，采集肌体对刺激波的动态响应信号并对实际刺激波加以调整，包括：
一监测电路单元，实时监测刺激波作用于负载的动态响应信号；
一模数转换器单元，连接该监测电路单元，取样该动态响应信号并转换成数字信号，形成相应的数学模型；
一模型参数对比单元，连接该模数转换器单元，将该监测到的动态响应信号的数学模型与预设刺激波参数和指令的预置响应数学模型进行分析参比；
一自适应调整单元，连接该模型参数对比单元，根据该模型参数对比单元的分析参比结果对实际刺激波的参数和指令进行自动修正，以使实际刺激波与预设刺激波相一致；
一数据存储器，记录预设刺激波的参数、指令及其预置响应数学模型，记录监测到的动态响应信号的数学模型以及对实际刺激波的自动修正操作；
其中该模型参数对比单元和该自适应调整单元设置在一微处理器中。
2.根据权利要求1所述的植入式电刺激信息反馈装置，其特征在于，该自适应调整单元是在预设的安全电压范围内对实际刺激波进行自动修正。
3.根据权利要求1所述的植入式电刺激信息反馈装置，其特征在于，该预设刺激波和该实际刺激波的参数均包括刺激波信号的幅值和时域。
4.根据权利要求1所述的植入式电刺激信息反馈装置，其特征在于，该监测电路单元进一步包括：
一第一电阻；
与该第一电阻并联的电容，该电容与该第一电阻完成对信号的采集；
与该第一电阻和电容并联的二极管，对过冲尖峰波进行钳位处理；以及
一第二电阻，与该第一电阻、电容与二极管所组成的并联电路串联。
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Family
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