CN109045468A - 一种耳部迷走神经刺激系统及其装置 - Google Patents

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Abstract

本发明公开一种耳部迷走神经刺激系统和一种耳部迷走神经刺激装置，所述耳部迷走神经刺激系统包括：控制器、多组刺激信号发生器和多个普通继电器，所述控制器的输出端分别与所述普通继电器的线圈相连接，所述刺激信号发生器上的两个信号线分别通过一个所述普通继电器与一个电极插口相连接。所述耳部迷走神经刺激装置具有以上所述的耳部迷走神经刺激系统。该系统以及该装置在对病人进行电极刺激时不需要将电极植入人体，实施风险和代价小，不但可实现经皮迷走神经单侧刺激，还能实现交叉经颅刺激，也可实现直流刺激和交流刺激相切换，可以满足患者个体化需求。

Description

一种耳部迷走神经刺激系统及其装置
技术领域
本发明属于医疗保健设备领域，特别是涉及一种耳部迷走神经刺激系统以及一种耳部迷走神经刺激装置。
背景技术
研究发现，癫痫病、糖尿病、失眠、抑郁症等疾病与迷走神经密切相关，针对这类疾病，传统药物治疗效果不明显，而且会带来不可避免的副作用影响，而对迷走神经进行刺激的治疗方法已经证实对多种神经性功能失调疾病具有确切的疗效。现有的迷走神经刺激技术包括植入式迷走神经刺激技术和经皮迷走神经刺激技术，植入式迷走神经刺激技术需要通过手术将刺激电极置于迷走神经上并且将刺激装置买入胸前，风险大，装置损坏不易更换，且价格昂贵。现有的经皮迷走神经刺激技术只能实现单侧迷走神经刺激，不能实现交叉刺激，刺激效果有限，而且刺激信号不能实现交流和直流切换，不能满足患者个体化需求。
发明内容
鉴于此，本发明第一个目的在于提出一种耳部迷走神经刺激系统，本发明第二个目的在于提出一种耳部迷走神经刺激装置，该装置具有以上所述的耳部迷走神经刺激系统。该系统以及该装置在对病人进行电极刺激时不需要将电极植入人体，实施风险和代价小，不但可实现经皮迷走神经单侧刺激，还能实现交叉刺激，也可实现直流刺激和交流刺激相切换，可以满足患者个体化需求。
本发明第一方面的内容提出一种耳部迷走神经刺激系统，包括：控制器、多组刺激信号发生器和多个普通继电器，所述控制器的输出端分别与所述刺激信号发生器以及所述普通继电器的线圈相连接，所述刺激信号发生器上的两个信号线分别通过一个所述普通继电器与一个电极插口相连接。
根据本发明的耳部迷走神经刺激系统，两个刺激信号发生器上的两个信号线分别通过电极插口和一个电极头相连接，与每个刺激信号发生器对应的两个电极头分别固定在人体一侧的耳垂和耳甲艇处，每个控制器可通过两个电极头对人体一侧的耳垂和耳甲艇处进行单侧刺激。需要进行交叉刺激时，控制器控制两组刺激信号发生器的信号线上的各个普通继电器的导通和断开，使一个刺激信号发生器所连接的的正极电极头导通，负极电极头断开，同时使另一个刺激信号发生器所连接的正极电极头断开，负极电极头导通，这样两个不同刺激信号发生器的电极头之间产生的刺激电流就会经过人的脑颅，既实现交叉刺激。交叉刺激可实现脑深部刺激，可以用于帕金森病、特发性震颤、肌张力障碍、强迫症等疾病的治疗，也可明显降低服用帕金森药物所产生的副作用，对脑部组织没有破坏性影响。
本发明的耳部迷走神经刺激系统还具有以下可选特征。
可选地，所述刺激信号发生器包括两个升压电源和两个电流源，两个所述升压电源和两个所述电流源连接在一个回路中，两个所述升压电源的负极相连接，每个所述升压电源的正极分别与一个所述电流源相连接，两个所述电流源之间连接有正电极信号线，两个所述升压电源之间连接有负电极信号线，所述负电极信号线接地。
根据本发明的耳部迷走神经刺激系统，正电极信号线采用电流源，带阻抗检测，避免了电压源使人产生强烈疼痛感的缺点。
可选地，其中一个所述电流源为固定电流源，另一个电流源为可调电流源，所述可调电流源与所述控制器的信号输出端相连接。
根据本发明的耳部迷走神经刺激系统，根据基尔霍夫定律，对于正电极信号线与固定电流源和可调电流源之间的节点来说，流入电流和流出电流是相等的，固定电流源为节点提供流入电流，其电流值的大小是固定的，因此，控制器可通过控制可调电流源的大小和方向即可影响正电极信号线上的电流的大小和方向。
可选地，所述可调电流源与所述控制器的信号输出端连接有DA转换芯片。
根据本发明的耳部迷走神经刺激系统，控制器的CPU芯片内存有预先编程好的各种波形数字信号，DA转换芯片可将各种波形数字信号转换成精度更高的模拟信号波形，对刺激信号发生器实现更加精确的控制。
可选地，所述固定电流源的电流为2-3mA，所述可调电流源的电流范围为0-5mA。
根据本发明的耳部迷走神经刺激系统，根据基尔霍夫定律，对于正电极信号线与固定电流源和可调电流源之间的节点来说，流入电流和流出电流是相等的，固定电流源为节点提供流入电流，其电流值的大小是固定的。因此，当固定电流源的电流为2.3mA，可调电流源的电流范围为0-4.6mA，当可调电流源的电流为0mA时，固定电流源与可调电流源之间的节点处的信号线上的电流方向为背向节点方向，大小为2.3mA，；当可调电流源的电流方向为背向节点方向，大小为4.6mA时，节点处的信号线上的电流方向为朝向节点方向，大小为2.3mA；因此，通过控制器控制可调电流源中的电流大小，即可在刺激信号发生器的两个信号线上实现直流电刺激和交流电刺激的切换。
可选地，还包括双刀继电器，所述双刀继电器连接在每组所述电极刺激信号发生器的两个信号线之间，所述双刀继电器的线圈与所述控制器的输出端相连接。
根据本发明的耳部迷走神经刺激系统，双刀继电器可以对刺激信号发生器的两个信号线的输出端进行交换，使正电极和负电极进行交换，以此实现在对迷走神经进行同侧或交叉刺激时，每对正电极头和负电极头的互换，以及每对电极头之间的刺激电流方向的改变。
本发明第二方面的内容提出一种耳部迷走神经刺激装置，包括：壳体，所述壳体内设置有所述控制器、所述刺激信号发生器和所述普通继电器，所述壳体上设置有按键、显示屏，所述按键与所述控制器的信号输入端相连接，所述显示屏与所述控制器的信号输出端相连接。
根据本发明的耳部迷走神经刺激装置，通过按键可以选择对刺激信号的强度、频率、波形和模式等参数进行选择和调节，显示屏可以通过软件界面显示各种治疗信息和设备信息，比如刺激信号的选项以及相应的参数。
可选地，还包括所述电极插口和电极头，所述电极头通过插头和导线与所述电极插口可拆卸连接。
根据本发明的耳部迷走神经刺激装置，电极插口共有四个，分别对应两个刺激信号发生器上的正电极信号线和负电极信号线，电极头的一端通过导线连接有插头，四个电极头分别通过插头与一个电极插口相连接。
可选地，还包括隔离电源，所述隔离电源为所述控制器和所述显示屏供电。
根据本发明的耳部迷走神经刺激装置，隔离电源与刺激信号发生器中的升压电源相互独立，主要为控制器自身和显示屏供电，使控制器和显示屏可以运行。
可选地，所述壳体上还设置有充电插口，所述充电插口与所述隔离电源和所述刺激信号发生器上的升压电源相连接。
根据本发明的耳部迷走神经刺激装置，通过充电插口可以为隔离电源和两个刺激信号发生器上的升压电源分别进行充电。
附图说明
后文将参照附图以示例性而非限制性的方式详细描述本发明的一些具体实施例。附图中相同的附图标记标示了相同或类似的部件或部分。本领域技术人员应该理解，这些附图未必是按比例绘制的。附图中：
图1是本发明的耳部迷走神经刺激系统的一种实施例的结构简图；
图2是本发明的耳部迷走神经刺激系统中的刺激信号发生器的一种实施例的结构示意图；
图3是本发明的耳部迷走神经刺激装置的一种实施例的结构示意图。
在以上图中：1控制器；2刺激信号发生器；201升压电源；202固定电流源；203可调电流源；3普通继电器；4电极插口；5DA转换芯片；6双刀继电器；7壳体；8按键；9显示屏；10充电插口。
具体实施方式
参考图1，本发明第一方面的内容的实施例提出一种耳部迷走神经刺激系统，包括：控制器1、多组刺激信号发生器2和多个普通继电器3，所述控制器1的输出端分别与所述刺激信号发生器2以及所述普通继电器3的线圈相连接，所述刺激信号发生器2上的两个信号线分别通过一个所述普通继电器3与一个电极插口4相连接。
在以上实施例中，两个刺激信号发生器2上的两个信号线分别通过电极插口4和一个电极头相连接，与每个刺激信号发生器2对应的两个电极头分别固定在人体一侧的耳垂和耳甲艇处，每个控制器1可通过两个电极头对人体一侧的耳垂和耳甲艇处进行单侧刺激。需要进行交叉刺激时，控制器1控制两组刺激信号发生器2的信号线上的各个普通继电器3的导通和断开，使一个刺激信号发生器2所连接的的正极电极头导通，负极电极头断开，同时使另一个刺激信号发生器2所连接的正极电极头断开，负极电极头导通，这样两个不同刺激信号发生器2的电极头之间产生的刺激电流就会经过人的脑颅，既实现交叉刺激。交叉刺激可实现脑深部刺激，可以用于帕金森病、特发性震颤、肌张力障碍、强迫症等疾病的治疗，也可明显降低服用帕金森药物所产生的副作用，对脑部组织没有破坏性影响。
参考图2，根据本发明的一种实施例，所述刺激信号发生器2包括两个升压电源201和两个电流源，两个所述升压电源201和两个所述电流源连接在一个回路中，两个所述升压电源201的负极相连接，每个所述升压电源201的正极分别与一个所述电流源相连接，两个所述电流源之间连接有正电极信号线，两个所述升压电源201之间连接有负电极信号线，所述负电极信号线接地。
在以上实施例中，正电极信号线采用电流源，带阻抗检测，避免了电压源使人产生强烈疼痛感的缺点。
参考图2，根据本发明的一种实施例，其中一个所述电流源为固定电流源202，另一个电流源为可调电流源203，所述可调电流源203与所述控制器1的信号输出端相连接。
在以上实施例中，根据基尔霍夫定律，对于正电极信号线与固定电流源202和可调电流源203之间的节点来说，流入电流和流出电流是相等的，固定电流源202为节点提供流入电流，其电流值的大小是固定的，因此，控制器1可通过控制可调电流源203的大小和方向即可影响正电极信号线上的电流的大小和方向。
根据本发明的一种实施例，所述可调电流源203与所述控制器1的信号输出端连接有DA转换芯片5。
在以上实施例中，控制器1的CPU芯片内存有预先编程好的各种波形数字信号，DA转换芯片5可将各种波形数字信号转换成精度更高的模拟信号波形，对刺激信号发生器2实现更加精确的控制。
根据本发明的一种实施例，所述固定电流源202的电流为2-3mA，所述可调电流源203的电流范围为0-5mA。
在以上实施例中，根据基尔霍夫定律，对于正电极信号线与固定电流源202和可调电流源203之间的节点来说，流入电流和流出电流是相等的，固定电流源202为节点提供流入电流，其电流值的大小是固定的。因此，当固定电流源202的电流为2.3mA，可调电流源203的电流范围为0-4.6mA，当可调电流源203的电流为0mA时，固定电流源202与可调电流源203之间的节点处的信号线上的电流方向为背向节点方向，大小为2.3mA，；当可调电流源203的电流方向为背向节点方向，大小为4.6mA时，节点处的信号线上的电流方向为朝向节点方向，大小为2.3mA；因此，通过控制器1控制可调电流源203中的电流大小，即可在刺激信号发生器2的两个信号线上实现直流电刺激和交流电刺激的切换。
参考图1，根据本发明的一种实施例，还包括双刀继电器6，所述双刀继电器6连接在每组所述电极刺激信号发生器2的两个信号线之间，所述双刀继电器6的线圈与所述控制器1的输出端相连接。
在以上实施例中，双刀继电器6可以对刺激信号发生器2的两个信号线的输出端进行交换，使正电极和负电极进行交换，以此实现在对迷走神经进行同侧或交叉刺激时，每对正电极头和负电极头的互换，以及每对电极头之间的刺激电流方向的改变。
参考图3，本发明第二方面的内容的实施例提出一种耳部迷走神经刺激装置，包括：壳体7，所述壳体7内设置有所述控制器1、所述刺激信号发生器2和所述普通继电器3，所述壳体7上设置有按键8、显示屏9，所述按键8与所述控制器1的信号输入端相连接，所述显示屏9与所述控制器1的信号输出端相连接。
在以上实施例中，通过按键8可以选择对刺激信号的强度、频率、波形和模式等参数进行选择和调节，显示屏9可以通过软件界面显示各种治疗信息和设备信息，比如刺激信号的选项以及相应的参数。
参考图3，根据本发明的一种实施例，还包括所述电极插口4和电极头，所述电极头通过插头和导线与所述电极插口4可拆卸连接。
在以上实施例中，电极插口4共有四个，分别对应两个刺激信号发生器2上的正电极信号线和负电极信号线，电极头的一端通过导线连接有插头，四个电极头分别通过插头与一个电极插口4相连接。
根据本发明的一种实施例，还包括隔离电源，所述隔离电源为所述控制器1和所述显示屏9供电。
在以上实施例中，隔离电源与刺激信号发生器2中的升压电源201相互独立，主要为控制器1自身和显示屏9供电，使控制器1和显示屏9可以运行。
参考图3，根据本发明的一种实施例，所述壳体7上还设置有充电插口10，所述充电插口10与所述隔离电源和所述刺激信号发生器2上的升压电源201相连接。
在以上实施例中，通过充电插口10可以为隔离电源和两个刺激信号发生器2上的升压电源201分别进行充电。
以上所述，仅为本申请较佳的具体实施方式，但本申请的保护范围并不局限于此，任何熟悉本技术领域的技术人员在本申请揭露的技术范围内，可轻易想到的变化或替换，都应涵盖在本申请的保护范围之内。因此，本申请的保护范围应该以权利要求的保护范围为准。

Claims (10)

1.一种耳部迷走神经刺激系统，其特征在于，包括：控制器(1)、多组刺激信号发生器(2)和多个普通继电器(3)，所述控制器(1)的输出端分别与所述刺激信号发生器(2)以及所述普通继电器(3)相连接，所述刺激信号发生器(2)上的两个信号线分别通过一个所述普通继电器(3)与一个电极插口(4)相连接。
2.根据权利要求1所述的耳部迷走神经刺激系统，其特征在于，所述刺激信号发生器(2)包括两个升压电源(201)和两个电流源，两个所述升压电源(201)和两个所述电流源连接在一个回路中，两个所述升压电源(201)的负极相连接，每个所述升压电源(201)的正极分别与一个所述电流源相连接，两个所述电流源之间连接有正电极信号线，两个所述升压电源(201)之间连接有负电极信号线，所述负电极信号线接地。
3.根据权利要求2所述的耳部迷走神经刺激系统，其特征在于，其中一个所述电流源为固定电流源(202)，另一个电流源为可调电流源(203)，所述可调电流源(203)与所述控制器(1)的信号输出端相连接。
4.根据权利要求3所述的耳部迷走神经刺激系统，其特征在于，所述可调电流源(203)与所述控制器(1)的信号输出端连接有DA转换芯片(5)。
5.根据权利要求4所述的耳部迷走神经刺激系统，其特征在于，所述固定电流源(202)的电流范围为2-3mA，所述可调电流源(203)的电流范围为0-5mA。
6.根据权利要求1至5中任一项所述的耳部迷走神经刺激系统，其特征在于，还包括双刀继电器(6)，所述双刀继电器(6)连接在每组所述刺激信号发生器(2)的两个信号线之间，所述双刀继电器(6)的线圈与所述控制器(1)的输出端相连接。
7.一种耳部迷走神经刺激装置，其特征在于，包括：壳体(7)，所述壳体(7)内设置有所述控制器(1)、所述刺激信号发生器(2)和所述普通继电器(3)，所述壳体(7)上设置有按键(8)、显示屏(9)，所述按键(8)与所述控制器(1)的信号输入端相连接，所述显示屏(9)与所述控制器(1)的信号输出端相连接。
8.根据权利要求7所述的耳部迷走神经刺激装置，其特征在于，还包括所述电极插口(4)和电极头，所述电极头通过插头和导线与所述电极插口(4)可拆卸连接。
9.根据权利要求8所述的耳部迷走神经刺激装置，其特征在于，还包括隔离电源，所述隔离电源为所述控制器(1)和所述显示屏(9)供电。
10.根据权利要求9所述的耳部迷走神经刺激装置，其特征在于，所述壳体(7)上还设置有充电插口(10)，所述充电插口(10)与所述隔离电源和所述刺激信号发生器(2)上的升压电源(201)相连接。
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