CN106492347A - 一种可快速充电的迷走神经刺激器电子处方配置系统 - Google Patents

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Abstract

本发明公开了提供一种可快速充电的迷走神经刺激器电子处方配置系统，该系统包括迷走神经刺激器与参数采集设备，所述迷走神经刺激器包括存储器，电极，脉冲发生器，处理器、通信模块、充电线圈、主电池和备用电池；所述处理器根据所述参数采集设备采集到病人的各生理参数，控制所述电极进行相应刺激。该主电池由充电线圈和备用电池充电，并监控充电温度，形成快速充电的闭环充电控制，实现了迷走神经刺激器电子处方配置系统的安全快速充电，减轻了病人的负担，使迷走神经刺激器更安全，更容易控制。

Description

一种可快速充电的迷走神经刺激器电子处方配置系统
技术领域
本发明涉及植入式迷走神经刺激系统，特别的涉及一种可快速充电的迷走神经刺激系统电子处方的配置系统。
背景技术
迷走神经刺激器（VNS）是一种用来辅助治疗药物难治性癫痫和抑郁症的微型可植入式器件，使用迷走神经刺激术可以明显改善癫痫症状，但由于迷走神经刺激器是一种植入类器件，对其进行调整的方式需要简单化和自动化。
美国专利申请US20150119956A1公开了采用可调节刺激参数组合进行多模态刺激治疗，但该治疗方式需要手动调节设置刺激参数，如睡眠时可能参数设置不准确，无法察觉。
中国专利申请CN102641554A公开了具有体外睡眠检测装置的反馈式神经电刺激系统及方法，该设置电刺激参数的装置和方法为：采用判断病人是否处于深度睡眠状态的体外睡眠检测装置判断病人处于深度睡眠状态，当判断为是时，发出控制信号使脉冲发生器自动减弱或停止输出脉冲信号，从而实现反馈式自动调节脉冲发生器的输出脉冲信号，减少功耗的浪费，从而延长了神经电刺激系统的使用寿命，减轻了经济负担。
可见，目前，对迷走神经刺激电子处方的调节还都处于开环方式，不能实现自适应的闭环设置方式，根据病人状态自动调节设置迷走神经刺激电子处方，但随着自动调节功能的增加，功耗也在成倍增长，如何安全快速补充植入医疗器械电能成为目前的技术难题。
发明内容
本发明的目的在于克服上述技术中的不足，提供一种可快速充电的迷走神经刺激器电子处方的配置系统，该系统包括：迷走神经刺激器与参数采集设备，所述迷走神经刺激器包括存储器，电极，脉冲发生器，处理器、通信模块、温度传感器、充电线圈、主电池和备用电池，存储器存储不同患者状态对应的脉冲发生器参数值，脉冲发生器参数包括刺激脉冲的脉冲频率，脉冲宽度，脉冲幅度和占空比等，通信模块获取参数采集设备采集的参数，处理器根据参数采集设备采集的参数，根据第一预设算法判断当前患者状态，从存储器确定对应的脉冲发生器参数值，控制电极进行相应刺激；处理器控制充电线圈给主电池和备用电池充电；处理器控制备用电池也给主电池充电。所述温度传感器测量所述迷走神经刺激器充电温度。所述充电线圈和所述备用电池同时给所述主电池充电，当所述充电温度超过一阈值时，由所述处理器停止给所述主电池充电。所述主电池和所述备用电池为锂离子充电电池。所述参数采集设备包括加速度传感器，肌电传感器，脑电传感器，心电传感器，血氧饱和度采集器和眼电位传感器中的一种或多种组合；初睡眠状态可根据加速度传感器，肌电传感器和心电传感器测量值的组合判定；深睡眠状态可根据加速度传感器，肌电传感器，心电传感器，脑电传感器和眼电位传感器测量值的组合判定；运动状态可根据加速度传感器，肌电传感器和心电传感器测量值的组合判定。
进一步的，通知参数采集设备采集心率与血氧饱和度，处理器根据采集的心率与血氧饱和度以及当前患者状态，根据第二预设算法调整脉冲发生器参数。
再进一步的，还包括增加体外控制器，控制器可选择三种模式，常规模式，停止模式与特殊模式，常规模式按照实施例2自动优化脉冲发生器参数，停止模式停止脉冲发生器刺激，特殊模式为固定脉冲发生器参数值进行刺激，不进行优化，防止当前环境下传感器测量有偏差（如MRI环境）导致调整的脉冲发生器参数不准确。
附图说明
图1是本实发明的可快速充电的迷走神经刺激器电子处方的配置系统图。
附图标记说明：
1.参数采集器；2.存储器；3.处理器；4.脉冲发生器；5.电极；6.体外控制器。
具体实施方式
下面结合附图和实施例对本发明进一步说明。
第一实施例：
如图1所示，本发明的一种可快速充电的迷走神经刺激参数电子处方的配置系统，包括迷走神经刺激器和参数采集设备1。
迷走神经刺激器用于对患者P的迷走神经进行刺激，从而缓解癫痫症状，其包括存储器2、通信模块3、脉冲发生器4、处理器和电极5、温度传感器、充电线圈、主电池和备用电池。
存储器2用于存储对应于患者P的不同状态对应的预设脉冲发生器参数，该脉冲发生器参数包括但不限于脉冲频率、脉冲宽度、脉冲幅度和占空比等。
通信模块3用于与参数采集设备1进行无线通信从而获得参数采集设备1采集的人体生理参数，通信模块3还用于与其他设备进行无线通信，其中的无线通信可使用本领域公知的任何技术，例如RF或蓝牙等。
处理器用于通过通信模块3与参数采集设备1进行通信，通知参数采集设备1启动生理参数采集并获得参数采集设备1所采集的人体生理参数，基于该人体生理参数，采用状态检测算法对患者P的当前状态进行判断得出患者状态结果，从存储器2中调用相应状态的预设脉冲发生器参数。
脉冲发生器4用于根据处理器的控制生成相应的电刺激脉冲。
电极5为缠绕于患者P迷走神经处的迷走神经刺激电极，其通过延伸导线与脉冲发生器4电连接，以将脉冲发生器4发出的电刺激脉冲施加至迷走神经。
所述处理器3控制所述充电线圈给所述主电池和所述备用电池充电；所述处理器3控制所述备用电池也给所述主电池充电。所述主电池和所述备用电池为锂离子充电电池。所述温度传感器测量所述迷走神经刺激器充电温度。所述充电线圈和所述备用电池同时给所述主电池充电，当所述充电温度超过一阈值时，由所述处理器3停止给所述主电池充电。采用上述闭环方式给主电池进行充电。
参数采集设备1用于采集患者P的一个或多个相关生理参数，例如患者移动或姿态、肌电、脑电、心电、血氧饱和度、眼电；参数采集设备1为用于测量上述生理参数的一个或多个传感器，例如加速度传感器、肌电传感器、脑电传感器、心电传感器、血氧饱和度传感器、眼电位传感器，该一个或多个传感器可构造于适合人体佩戴的便携式设备中。
进一步地，处理器所检测出的患者P的当前状态包括睡眠状态、日常状态和运动状态。
进一步地，将参数采集设备1中构造为加速度传感器、肌电传感器、心电传感器，处理器通过通信模块3接收利用参数采集设备1采集到的患者P的体动信号、肌电信号和心电信号，处理器利用人工神经网络或支持向量机根据上述体动信号、肌电信号和心电信号将患者状态划分为睡眠状态MODE1、日常状态MODE2以及运动状态MODE3。
进一步地，处理器所检测出的患者P的当前状态中的睡眠状态还包括初睡眠状态和深睡眠状态。
进一步地，参数采集设备1还包括脑电传感器以及眼电位传感器，当处理器将患者状态划分为睡眠状态MODE1时，处理器进一步通过通信模块3接收利用参数采集设备1采集到的患者P的脑电信号和眼电信号，结合该脑电信号和眼电信号，处理器将患者的睡眠状态进一步换分为初睡眠状态MODE11和深睡眠状态MODE12。
该迷走神经刺激参数电子处方的配置系统的工作总流程描述如下：
（1）处理器通知参数采集设备1进行生理参数采集；
（2）处理器获得参数采集设备1所采集的生理参数，采用状态检测算法对患者P的当前状态进行判断；
（3）根据判断得出的患者状态结果，处理器从存储器2中调用相应状态的预设脉冲发生器参数并将其传送至脉冲发生器4；
（4）脉冲发生器4根据上述脉冲发生器参数产生电刺激脉冲并将其发送至电极5，电极5对患者的迷走神经进行电刺激。
第二实施例：
一种迷走神经刺激参数电子处方的配置系统，具有跟上一实施例相同的迷走神经刺激器和参数采集设备1。
处理器还用于在判断得出患者状态结果后，采用参数修正算法对从存储器2中调用的相应状态的预设脉冲发生器参数进行调整。
进一步地，参数采集设备1中包括血氧饱和度传感器，参数修正算法为根据心率和血氧饱和度的测量结果对相应状态下的预设脉冲发生器参数进行调整。
该迷走神经刺激参数电子处方的配置系统的工作流程为将上述步骤（3）替换为以下步骤（3a）：
（3a）处理器采用参数修正算法对相应状态下的预设脉冲发生器参数进行调整，优选地，处理器通知参数采集设备1采集心率和血氧饱和度，处理器采用参数修正算法根据心率和血氧饱和度的测量结果对当前患者状态下的预设脉冲发生器参数进行调整，并将调整后的脉冲发生器参数传送至脉冲发生器4。
第三实施例：
一种迷走神经刺激参数电子处方的配置系统，除了具有跟第一或第二实施例相同的迷走神经刺激器和参数采集设备1之外，还进一步包括体外控制器6，该体外控制器6用于患者P在体外对迷走神经刺激器进行遥控。
该体外控制器6可具有包括常规模式、停止模式与特殊模式在内的三种模式并由患者P进行模式选择控制。
常规模式为该迷走神经刺激参数电子处方的配置系统运行的默认模式，当患者P未在体外控制器6对模式进行选择、或者从其他模式切换至常规模式时，根据上述步骤（1）（2）（3）（4）或（1）（2）（3a）（4）进行脉冲发生器参数的自动确定及优化。
停止模式适用于患者P明显感受到电刺激不适的情形，当患者P在体外控制器6上选择了停止模式时，处理器控制脉冲发生器4停止输出电刺激波形。
特殊模式适用于某些不便于生理参数采集的特殊环境，例如MRI环境，该特殊环境可能引起生理参数传感器的测量偏差从而导致当前患者状态的判断结果错误，当患者P在体外控制器6上选择了特殊模式时，不再进行脉冲发生器参数的闭环调整，即不再采集患者P的生理参数，处理器生成固定的脉冲发生器参数并控制脉冲发生器4生成固定的电脉冲刺激。

Claims (6)

1.一种可快速充电的迷走神经刺激器电子处方配置系统，包括迷走神经刺激器与参数采集设备（1），其特征在于：所述迷走神经刺激器包括存储器（2），电极（5），脉冲发生器（4），处理器（3）、通信模块、温度传感器、充电线圈、主电池和备用电池，所述存储器（2）存储不同患者状态对应的所述脉冲发生器（4）的参数值，所述脉冲发生器参数值包括刺激脉冲的脉冲频率，脉冲宽度，脉冲幅度和占空比，所述通信模块获取所述参数采集设备（1）采集的参数，所述处理器（3）根据所述参数采集设备（1）采集的参数，根据第一预设算法判断当前患者状态，从所述存储器（2）确定对应的所述脉冲发生器参数值，控制所述电极（5）进行相应刺激；所述处理器（3）控制所述充电线圈给所述主电池和所述备用电池充电；所述处理器（3）控制所述备用电池也给所述主电池充电，所述温度传感器测量所述迷走神经刺激器充电温度。
2.根据权利要求1所述的可快速充电的迷走神经刺激器电子处方配置系统，其特征在于：所述充电线圈和所述备用电池同时给所述主电池充电，当所述充电温度超过一阈值时，由所述处理器（3）停止给所述主电池充电。
3.根据权利要求1所述的可快速充电的迷走神经刺激器电子处方配置系统，其特征在于：所述参数采集设备（1）包括加速度传感器、肌电传感器、脑电传感器、心电传感器、血氧饱和度采集器和眼电位传感器中的多种组合；
初睡眠状态可根据所述加速度传感器、所述肌电传感器和所述心电传感器测量值的组合判定；
深睡眠状态可根据所述加速度传感器、所述肌电传感器、所述心电传感器、所述脑电传感器和所述眼电位传感器测量值的组合判定；
运动状态可根据所述加速度传感器、所述肌电传感器和所述心电传感器测量值的组合判定。
4.根据权利要求1所述的可快速充电的迷走神经刺激器电子处方配置系统，其特征在于：控制所述电极（5）进行相应刺激后，通知所述参数采集设备（1）采集心率与血氧饱和度，所述处理器（3）根据采集的心率与血氧饱和度以及当前患者状态，根据第二预设算法调整所述脉冲发生器参数值。
5.根据权利要求1或2所述的可快速充电的迷走神经刺激器电子处方配置系统，其特征在于：所述配置系统还包括体外控制器（6），所述体外控制器（6）可选择三种模式，常规模式，停止模式与特殊模式，常规模式采用自动方式优化所述脉冲发生器参数值，停止模式停止脉冲发生器刺激，特殊模式为固定所述脉冲发生器参数值进行刺激。
6.根据权利要求1所述的可快速充电的迷走神经刺激器电子处方配置系统，其特征在于：所述主电池和所述备用电池为锂离子充电电池。
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Address after: 102200 building 19, Zhongke Yungu Park, No. 79, Shuangying West Road, Science Park, Changping District, Beijing

Patentee after: Beijing Pinchi Medical Equipment Co.,Ltd.

Country or region after: China

Address before: 102200 building 19, Zhongke Yungu Park, No. 79, Shuangying West Road, Science Park, Changping District, Beijing

Patentee before: BEIJING PINS MEDICAL Co.,Ltd.

Country or region before: China