CN109758668A - 一种植入式电刺激耳迷走神经昏迷促醒系统技术方案 - Google Patents

Abstract

本发明涉及一种植入式电刺激耳迷走神经昏迷促醒系统技术方案，包括电极线和低频脉冲发生器，所述电极线的一侧分布有SOC芯片，且SOC芯片的另一侧连接有体外控制器，所述体外控制器的内部一侧安装有遥控器，且遥控器的另一端固定有手机控制单元。本发明的有益效果如下：本系统技术方案经过多项临床研究表明，电刺激耳迷走神经对颅脑创伤等引起的昏迷患者有显著的促醒效果。本系统技术方案能促进脑血流加速流动、促进神经递质释放、促进高级神经功能的恢复、促进苏醒概率、提高苏醒速度。可以有效恢复昏迷患者的语言和运动功能状况，降低病人的伤残率，提高病人的生活质量，临床恢复良好。

Description

一种植入式电刺激耳迷走神经昏迷促醒系统技术方案

技术领域

本发明涉及人体医学理技术领域，具体为一种植入式电刺激耳迷走神经昏迷促醒系统技术方案。

背景技术

昏迷是意识丧失的一种类型，是临床上的危重症。导致昏迷的原因分为颅内原因和颅外原因，颅内原因最常见于颅脑损伤、脑血管病、颅内感染等，颅外原因常见于心脏疾病、内分泌疾病、代谢性障碍、急性中毒、缺氧等疾病。昏迷的发生，提示患者的脑皮质功能发生了严重障碍。主要表现为完全意识丧失，随意运动消失，对外界的刺激的反应迟钝或丧失，但患者还有呼吸和心跳。

临床上将昏迷分为轻度昏迷、中度昏迷、重度昏迷。一般将昏迷时间超过一个月以上的称为“长期昏迷”，超过三个月以上的称为“植物生存”。传统观念认为，“植物人”等于“活死人”。其实，随着医学科学技术的发展，有相当部分“植物人”是可以促醒的

迷走神经电刺激技术始于20世纪90年代的美国，起初用于治疗严重的癫痫患者，后逐渐用于治疗偏头痛、纤维肌痛、抑郁症和强迫症等。迷走神经将大脑和身体的其他部位连接，其在清醒、警觉和其他许多方面都起着重要作用，通过影像学和脑脊液的测定，证明了电刺激耳迷走神经所引发的神经生物学效应，它是利用电刺激原理，在患者左外耳道入口耳屏中间内外侧(迷走神经传入纤维分支)植入电极，施加可调节幅度、宽度、频率和强度的脉冲电流，促使昏迷病人苏醒。耳迷走神经电刺激是目前国际上治疗由外伤、老年痴呆、脑炎后遗症等昏迷患者的标准治疗手段。

现有的神经刺激设备无法有效对人体进行唤醒，唤醒几率低，人体损坏大，同时在使用中需要专有操作人员进行操作控制，提高患者家庭负担。

发明内容

本发明的目的在于提供一种植入式电刺激耳迷走神经昏迷促醒系统技术方案，以解决上述背景技术中提出的现有的神经刺激设备无法有效对人体进行唤醒，唤醒几率低，人体损坏大，同时在使用中需要专有操作人员进行操作控制，提高患者家庭负担的问题。

为实现上述目的，本发明提供如下技术方案：一种植入式电刺激耳迷走神经昏迷促醒系统技术方案，包括电极线和低频脉冲发生器，所述电极线的一侧分布有SOC芯片，且SOC芯片的另一侧连接有体外控制器，所述体外控制器的内部一侧安装有遥控器，且遥控器的另一端固定有手机控制单元，所述低频脉冲发生器通过导线与电极线电性输入连接，且低频脉冲发生器通过导线与逻辑控制模块电性输入连接，所述逻辑控制模块通过导线与锂电池电路电性输入连接，且逻辑控制模块通过导线与储存器电性输入连接，所述逻辑控制模块通过导线与通信接收模块电性输入连接，且逻辑控制模块通过导线与通信输出模块电性输出连接，所述电极线的内部包括有第一启动模块、第一蓝牙（RF）接收、通道选择、刺激电路初始化、刺激脉冲生成、刺激器工作、输出刺激脉冲、刺激电路关闭，且第一启动模块通过导线与第一蓝牙（RF）接收电性输出连接，所述第一蓝牙（RF）接收通过导线与通道选择电性输出连接，且通道选择通过导线与刺激电路初始化电性输出连接，所述刺激电路初始化通过导线与刺激脉冲生成电性输出连接，且刺激脉冲生成通过导线与刺激器工作电性输出连接，所述刺激器工作通过导线与输出刺激脉冲电性输出连接，且通道选择通过导线与刺激电路关闭电性输出连接。

优选的，所述SOC芯片的内部包括有微处理器、电池、数模转换、恒流电路、电流反馈信号、弹片开关、解调器、放大器、第一接收线圈、第一振荡器和发送线圈，且微处理器通过导线与电池电性输出连接，所述微处理器通过导线与数模转换电性输出连接，且数模转换通过导线与恒流电路电性输出连接，所述恒流电路通过导线与电流反馈信号电性输出连接，且恒流电路通过导线与弹片开关电性输出连接，所述微处理器通过导线与解调器电性输入连接，且解调器通过导线与放大器电性输入连接，所述放大器通过导线与第一接收线圈电性输入连接，所述解调器通过导线与第一振荡器电性输出连接，且第一振荡器通过导线与发送线圈电性输出连接。

优选的，所述微处理器通过导线分别与电池、数模转换电性并联连接，且微处理器通过数模转换、恒流电路和电流反馈信号电性串联连接。

优选的，所述体外控制器的内部包括有通信端口、第一电平转换器、第二振荡器、驱动器、功率放大器、输出线圈、第二电平转换器、低通滤波器、比较器、信号放大器、第二接收线圈、传输保护、电压变换器和开关控制器，所述通信端口通过导线分别与第一电平转换器和第二电平转换器电性并联连接，所述第一电平转换器通过导线与第二振荡器电性输出连接，且第二振荡器通过导线与驱动器电性输出连接，所述驱动器通过导线与功率放大器电性输出连接，且功率放大器通过导线与输出线圈电性输出连接，所述第二电平转换器通过导线与低通滤波器电性输出连接，且低通滤波器通过导线与比较器电性输出连接，所述比较器通过导线与信号放大器电性输出连接，且信号放大器通过导线与第二接收线圈电性输出连接，所述通信端口通过导线与电压变换器电性输出连接，且电压变换器通过导线与开关控制器电性输出连接，所述第一电平转换器通过导线与传输保护电性输出连接。

优选的，所述第一电平转换器通过导线与传输保护和第二电平转换器电性串联连接。

优选的，所述手机控制单元的内部包括有第二启动模块、蓝牙（RF）模块初始化、第二蓝牙（RF）接收、接收数据、调用接收函数、接收应答、发生数据、调用发生函数和蓝牙（RF）关闭，所述第二启动模块通过导线与蓝牙（RF）模块初始化电性输出连接，且蓝牙（RF）模块初始化通过导线与第二蓝牙（RF）接收电性输出连接，所述第二启动模块通过导线与蓝牙（RF）模块初始化电性输出连接，且蓝牙（RF）模块初始化通过导线与第二蓝牙（RF）接收电性输出连接，所述第二蓝牙（RF）接收通过导线与接收数据电性输出连接，且接收数据通过导线与调用接收函数电性输出连接，所述调用接收函数通过导线与接收应答电性输出连接，且接收应答通过导线与发生数据电性输出连接，所述发生数据通过导线与调用发生函数电性输出连接，且发生数据通过导线与蓝牙（RF）关闭电性输出连接。

优选的，所述低频脉冲发生器的内部包括有充电电阻、同轴电缆、匹配电阻、充电磁铁、杂散电感、闸流管、稳压控制、滤波电压和取样电阻，所述充电电阻通过导线与同轴电缆电性输出连接，且同轴电缆通过导线与匹配电阻电性输出连接，所述匹配电阻通过导线与充电磁铁电性输出连接，且充电磁铁通过导线与杂散电感电性输出连接，所述杂散电感通过导线与闸流管电性输出连接，且闸流管通过导线与取样电阻电性输出连接，所述取样电阻通过导线与滤波电压电性输出连接，且滤波电压通过导线与稳压控制电性输入连接。

优选的，所述杂散电感通过导线分别与闸流管和稳压控制电性并联连接，且杂散电感通过导线与闸流管和取样电阻电性串联连接。

与现有技术相比，本发明的有益效果如下：

本系统技术方案经过多项临床研究表明，电刺激耳迷走神经对颅脑创伤等引起的昏迷患者有显著的促醒效果。本系统技术方案能促进脑血流加速流动、促进神经递质释放、促进高级神经功能的恢复、促进苏醒概率、提高苏醒速度。可以有效恢复昏迷患者的语言和运动功能状况，降低病人的伤残率，提高病人的生活质量，临床恢复良好。电刺激耳迷走神经系统植入手术属于神经外科微创手术，术中创面小、出血量少，术后恢复快。本系统技术方案通过体外遥控器和手机APP软件根据疗程需要人工调整或自动调整刺激电流的强度和脉冲频率、幅度、宽度、时间等参数。本系统技术方案具有昏迷促醒评估量表和给出改善趋势数据，通过手机、电脑、医院HIS信息管理系统以及互联网平台显示阅读、打印阅读、归档病历、综合会诊以及远程医疗等，为医护人员提供病人的昏迷状态、苏醒情况等参考数据、进一步指导医护人员的精准治疗。本系统技术方案还有对苏醒病人进一步神经康复、巩固治疗效果、身体恢复健康等治疗作用。

附图说明

图1为本发明一种植入式电刺激耳迷走神经昏迷促醒系统技术方案的结构示意图；

图2为本发明一种植入式电刺激耳迷走神经昏迷促醒系统技术方案的SOC芯片的系统结构示意图；

图3为本发明一种植入式电刺激耳迷走神经昏迷促醒系统技术方案的刺激电路流程结构示意图；

图4为本发明一种植入式电刺激耳迷走神经昏迷促醒系统技术方案的SOC芯片流程结构示意图；

图5为本发明一种植入式电刺激耳迷走神经昏迷促醒系统技术方案的体外控制器电路设计结构示意图；

图6为本发明一种植入式电刺激耳迷走神经昏迷促醒系统技术方案的体外控制器收发通信程序结构示意图；

图7为本发明一种植入式电刺激耳迷走神经昏迷促醒系统技术方案的低频脉冲发生器电路结构示意图；

图8为本发明一种植入式电刺激耳迷走神经昏迷促醒系统技术方案的体外和体内通信电路结构示意图；

图9为本发明一种植入式电刺激耳迷走神经昏迷促醒系统技术方案的神经刺激器输出电路结构示意图。

图中：1、电极线；101、第一启动模块；102、第一蓝牙RF接收；103、通道选择；104、刺激电路初始化；105、刺激脉冲生成；106、刺激器工作；107、输出刺激脉冲；108、刺激电路关闭；2、SOC芯片；201、微处理器；202、电池；203、数模转换；204、恒流电路；205、电流反馈信号；206、弹片开关；207、解调器；208、放大器；209、第一接收线圈；210、第一振荡器；211、发送线圈；3、体外控制器；301、通信端口；302、第一电平转换器；303、第二振荡器；304、驱动器；305、功率放大器；306、输出线圈；307、第二电平转换器；308、低通滤波器；309、比较器；310、信号放大器；311、第二接收线圈；312、传输保护；313、电压变换器；314、开关控制器；5、手机控制单元；501、第二启动模块；502、蓝牙RF模块初始化；503、第二蓝牙RF接收；504、接收数据；505、调用接收函数；506、接收应答；507、发生数据；508、调用发生函数；509、蓝牙RF关闭；6、低频脉冲发生器；601、充电电阻；602、同轴电缆；603、匹配电阻；604、充电磁铁；605、杂散电感；606、闸流管；607、稳压控制；608、滤波电压；609、取样电阻；4、遥控器；7、逻辑控制模块；8、锂电池电路；9、储存器；10、通信接收模块；11、通信输出模块。

具体实施方式

下面将结合本发明实施例中的附图，对本发明实施例中的技术方案进行清楚、完整地描述，显然，所描述的实施例仅仅是本发明一部分实施例，而不是全部的实施例。基于本发明中的实施例，本领域普通技术人员在没有做出创造性劳动前提下所获得的所有其他实施例，都属于本发明保护的范围。

请参阅图1-9，本发明提供一种技术方案：一种植入式电刺激耳迷走神经昏迷促醒系统技术方案，包括电极线1、SOC芯片2、体外控制器3、遥控器4、手机控制单元5、低频脉冲发生器6、逻辑控制模块7、锂电池电路8、储存器9、通信接收模块10、通信输出模块11、第一启动模块101、第一蓝牙RF接收102、通道选择103、刺激电路初始化104、刺激脉冲生成105、刺激器工作106、输出刺激脉冲107、刺激电路关闭108、微处理器201、电池202、数模转换203、恒流电路204、电流反馈信号205、弹片开关206、解调器207、放大器208、第一接收线圈209、第一振荡器210、发送线圈211、通信端口301、第一电平转换器302、第二振荡器303、驱动器304、功率放大器305、输出线圈306、第二电平转换器307、低通滤波器308、比较器309、信号放大器310、第二接收线圈311、传输保护312、电压变换器313、开关控制器314、第二启动模块501、蓝牙RF模块初始化502、第二蓝牙RF接收503、接收数据504、调用接收函数505、接收应答506、发生数据507、调用发生函数508、蓝牙RF关闭509、充电电阻601、同轴电缆602、匹配电阻603、充电磁铁604、杂散电感605、闸流管606、稳压控制607、滤波电压608、取样电阻609，电极线1的一侧分布有SOC芯片2，且SOC芯片2的另一侧连接有体外控制器3，技术系统由植入左胸锁骨下方皮下包含低频脉冲发生器6的系统级芯片SOC芯片2、电极线1以及用于体外控制器3的遥控器4和手机控制单元5组成，通过微创手术将封装在peek材料外壳里的SOC芯片2植入到病人左胸锁骨皮下，柔性传导线被植入到经左颈部皮下隧道，一端连接SOC芯片2正负极，另一端正极缠绕固定在左耳迷走神经上，另一端埋在左耳迷走神经皮下由于右迷走神经会影响心脏功能，刺激它将会损伤心脏，因此只能刺激左迷走神经，通过遥控器4和手机控制单元5发出控制信号，SOC芯片2产生的低频脉冲通过传导线和电极线1持续的和可变换的刺激中枢神经系统，利用颅内神经电信号在大脑皮质有较大的投射面积，使处于抑制的神经细胞解除抑制，使兴奋性低的神经细胞兴奋性增强，使脑干上行网状系统解除抑制、恢复功能，从而促使昏迷病人恢复意识，本技术通过蓝牙通信方式实现体外程控和体内功能刺激2个部分电路的双向通信，克服了体外电刺激的极限和日常应用存在的许多不便问题；

SOC芯片2的内部包括有微处理器201、电池202、数模转换203、恒流电路204、电流反馈信号205、弹片开关206、解调器207、放大器208、第一接收线圈209、第一振荡器210和发送线圈211，且微处理器201通过导线与电池202电性输出连接，微处理器201通过导线与数模转换203电性输出连接，且数模转换203通过导线与恒流电路204电性输出连接，恒流电路204通过导线与电流反馈信号205电性输出连接，且恒流电路204通过导线与弹片开关206电性输出连接，微处理器201通过导线与解调器207电性输入连接，且解调器207通过导线与放大器208电性输入连接，放大器208通过导线与第一接收线圈209电性输入连接，解调器207通过导线与第一振荡器210电性输出连接，且第一振荡器210通过导线与发送线圈211电性输出连接；

体外控制器3的内部包括有通信端口301、第一电平转换器302、第二振荡器303、驱动器304、功率放大器305、输出线圈306、第二电平转换器307、低通滤波器308、比较器309、信号放大器310、第二接收线圈311、传输保护312、电压变换器313和开关控制器314，通信端口301通过导线分别与第一电平转换器302和第二电平转换器307电性并联连接，第一电平转换器302通过导线与第二振荡器303电性输出连接，且第二振荡器303通过导线与驱动器304电性输出连接，驱动器304通过导线与功率放大器305电性输出连接，且功率放大器305通过导线与输出线圈306电性输出连接，第二电平转换器307通过导线与低通滤波器308电性输出连接，且低通滤波器308通过导线与比较器309电性输出连接，比较器309通过导线与信号放大器310电性输出连接，且信号放大器310通过导线与第二接收线圈311电性输出连接，通信端口301通过导线与电压变换器313电性输出连接，且电压变换器313通过导线与开关控制器314电性输出连接，第一电平转换器302通过导线与传输保护312电性输出连接，第一电平转换器302通过导线与传输保护312和第二电平转换器307电性串联连接；

体外控制器3主要包含3部分:信号发射电路、信号接收电路和电源电路，其主要功能是将遥控器4和手机控制单元5发出的信号通过2ASK调制后用线圈发射，同时通过接收线圈耦合到体内脉冲发生器发出的调制信号，解调后传递给遥控器4和手机控制单元5，

a)信号发射电路:遥控器4、手机控制单元5发出的信号电压为RS-232电平，由电平转换电路转换为TTL电平，控制第二振荡器303振荡或停止，进行2ASK调制，振荡器的输出信号经过驱动和功率放大后，通过输出线圈306发射出去，

b)信号接收电路:第二接收线圈311接收到体内脉冲发射器发出的信号，经过信号放大器310、比较，还原出脉冲发生器发出的调制信号，然后进行低通滤波，将信号解调，经过电平转换电路转换成RS-232电平，输入到遥控器4、手机控制单元5串口，由于发射线圈振荡时，第二接收线圈311会产生耦合信号，因此在发射电路的电平转换电路与接收电路的电平转换电路之间有发射保护电路，在信号发射时保护电路使电平转换电路的输出钳位在高电平，这样可以避免控制器信号发射引起到遥控器4、手机控制单元5的错误接收，

c)电源电路:电池202通过开关控制电路，经过电压变换电路，产生+10V和±5V电压，为信号发射与接收电路供电，开关控制电路可使电池202输出经过一定延时后自动关断，并可在串口有数据发出时被唤醒，自动打开电池202输出；

体外控制器3的内部一侧安装有遥控器4，且遥控器4的另一端固定有手机控制单元5，SOC芯片2的内部包括有微处理器201、电池202、数模转换203、恒流电路204、电流反馈信号205、弹片开关206、解调器207、放大器208、第一接收线圈209、第一振荡器210和发送线圈211，且微处理器201通过导线与电池202电性输出连接，微处理器201通过导线与数模转换203电性输出连接，且数模转换203通过导线与恒流电路204电性输出连接，恒流电路204通过导线与电流反馈信号205电性输出连接，且恒流电路204通过导线与弹片开关206电性输出连接，微处理器201通过导线与解调器207电性输入连接，且解调器207通过导线与放大器208电性输入连接，放大器208通过导线与第一接收线圈209电性输入连接，解调器207通过导线与第一振荡器210电性输出连接，且第一振荡器210通过导线与发送线圈211电性输出连接，微处理器201通过导线分别与电池202、数模转换203电性并联连接，且微处理器201通过数模转换203、恒流电路204和电流反馈信号205电性串联连；

a)整个电路系统由满足长期植入要求的锂电池供电，常用锂/氟化石墨电池(Li/CFx)和锂/亚硫酰氯(Li/SOCl2)两种，能量密度高、放电曲线平缓、自放电极小、安全性高，使用期限在5年以上，

b)逻辑与控制单元对整个系统的工作进行协调与控制，其核心是高集成度低功耗单片机，如MSP430或C8051系列，具有多种节电模式，集成FLASH、RAM、定时器、串行通讯端口、DA转换器等，外接32.768kHz的低频钟表晶振，以降低植入刺激器功耗，

c)低频脉冲发生器6输出电路实现恒定的脉冲电流输出，其中电流反馈电路可以根据负载大小将输出电流幅度反馈到微处理器201，以控制电压源的输出电压，并通过DA转换器进行调整，电荷平衡电路用于在刺激脉冲过后提供反向平衡电流，保障整个周期流过人体组织的净电荷为零，因为DA转换器的分辨率高达12位，结合电压源的16档程控输出，所以电流源输出的电流值可分上千个档级调节，实现脉冲幅度的精确、灵活控制，

d)通信电路301实现与体外控制器3的无线双向通信，接收编程数据并发射当前信息参数，由于要求的通信距离较短(国际上一般在25.4mm左右)，通过植入式脉冲发生器6和体外控制器3二者之间电感线圈耦合的方式实现，微控制器串口控制振荡器的振荡、停止两种状态，实现二进制幅度键控(2ASK)调制，通过线圈发射信息；而接收线圈收到的信号经放大和检波后，由微处理器串口接收，

e)手动控制电路的核心为簧片开关，由遥控器4或手机APP软件手机控制单元5控制微处理器201进行输出控制；

低频脉冲发生器6通过导线与电极线1电性输入连接，且低频脉冲发生器6通过导线与逻辑控制模块7电性输入连接，逻辑控制模块7通过导线与锂电池电路8电性输入连接，且逻辑控制模块7通过导线与储存器9电性输入连接，逻辑控制模块7通过导线与通信接收模块10电性输入连接，且逻辑控制模块7通过导线与通信输出模块11电性输出连接，；

低频脉冲发生器6的内部包括有充电电阻601、同轴电缆602、匹配电阻603、充电磁铁604、杂散电感605、闸流管606、稳压控制607、滤波电压608和取样电阻609，充电电阻601通过导线与同轴电缆602电性输出连接，且同轴电缆602通过导线与匹配电阻603电性输出连接，匹配电阻603通过导线与充电磁铁604电性输出连接，且充电磁铁604通过导线与杂散电感605电性输出连接，杂散电感605通过导线与闸流管606电性输出连接，且闸流管606通过导线与取样电阻609电性输出连接，取样电阻609通过导线与滤波电压608电性输出连接，且滤波电压608通过导线与稳压控制607电性输入连接杂散电感605通过导线分别与闸流管606和稳压控制607电性并联连接，且杂散电感605通过导线与闸流管606和取样电阻609电性串联连接；

脉冲发生器6由充电回路和放电回路组成，充电电源是逆变谐振高压电源，通过充电电阻601向开路的高压同轴电缆602进行脉冲充电，高阻值的取样电阻609对同轴电缆602的电压进行取样，并送至稳压控制607电路，稳压控制607电路通过控制充电脉冲的个数来控制同轴电缆602的充电电压，直至到达设定的电压值，在t=0时，触发电路工作，闸流管(EEVCX1174)606作为理想开关导通，这时，传输线通过闸流管606、充电磁铁604和匹配电阻603放电，充电磁铁604是一对电流板，可视为一电感，并可通过TDR系统测出电感值，此外，线路的自感也须予以考虑，受高压充电电源的限制，为到达一定幅度的放电电流，用4根高压脉冲电缆并联，以降低回路阻抗，增大电流的幅度，由TDR系统测出传输线的长度约为45ns，充电磁铁604和整个系统的连接线较短，且采用同轴结构，分布电感较小，高压充电电源最大可使同轴电缆602被充电至24kV，放电回路总电感为011～015μH，利用PSpice模拟充电磁铁604上的放电电流，电感的存在使放电回路的电流不能突变，电流按指数变化，当回路中的电感值增大时，放电波形的上升、下降沿变得非常缓慢，必须采取相应措施以降低电感量，回路中不同电感量对放电波形的影响；

体外和体内通信电路为Si472x实现信号无线发射、接收的电路，发射和接收电路的区别就在于FMI和TXO这2个天线的设计，为了描述方便将接收天线和发射天线放在一张原理图中，控制接口主要有/RST、/SEN、SCLK、SDIO和RCLK等5个引脚，/RST用于软件复位，/SEN上拉接电源或者下拉接地以决定Si472x的地址，SCLK、SDIO分别作为IIC串行时钟和串行数据线与DSP或CPLD通信，RCLK通过外部的晶振或通过DSP或CPLD的I/O输出提供给Si472x作为参考时钟，按照原理图设计电路，无线发射部分通过配置相关的寄存器将多通道缓冲串口McBSP0的2个引脚BCLKX0和BFSX0配置为通用I/O口，进而利用其模拟IIC总线，基于软件编程实现无线信号的发射，无线接收利用CPLD模拟IIC总线对接收模块进行寄存器配置，对于无线发射、接收模块有很多芯片可供选择，原理上大同小异，若使用nRF2401，只需按照其通讯协议配置相应的寄存器即可；

神经刺激器输出电路根据生物体组织的特点和功能性电刺激的安全要求，神经刺激器产生的电流必须是恒流且满足电荷平衡，为此，本方案设计了恒流输出电路，使得电极处的生物体组织负载阻抗在一定范围变化时保持恒定电流输出，同时也满足了神经组织去极化的要求，防止电刺激电荷积淀引起的极化损伤，蓝牙RF无线接收模块接收的信号在处理器XC95144XL中进行PWM调制处理，对应通道的控制信号频率、幅度、宽度、极性等以PWM脉冲的方式输出，脉冲宽度代表刺激幅度，电流的流向表征刺激电流极性，由XC95144XL的I/O输出相应通道的PWM脉冲控制电流输出电路产生双相电流脉冲用以刺激，I/O输出PWM信号的电平高低控制电流的流向，即实现电流的极性转换，脉冲持续时间决定了电流刺激时间即幅度，当I/O74为高电平时，其控制的三极管对Q2和Q4导通，电流从E1a向E1r流经电极；I/O73为高电平时，三极管对Q1、Q3导通，电流从E1r向E1a流经电极，电流持续的时间由PWM脉冲宽度决定，通过软件控制，可以使产生的脉冲频率、宽度和幅度完全一致，这样在电极E1r和E1a之间就形成了正、负双相脉冲，控制相应2个通道电极的刺激电流大小及流向，由于电场分布可在2个电极间形成不同的刺激点，即形成“虚拟通道”，该电流刺激策略有待进一步研究和完善，本电流刺激电路与常用的D/A数模转换器和二级运算放大器构成的压控恒流源电路不同，直接利用PWM调制和H桥式驱动电路来实现恒流刺激，控制简单，降低了设计成本的同时也降低了系统功耗；

手机控制单元5的内部包括有第二启动模块501、蓝牙RF模块初始化502、第二蓝牙RF接收503、接收数据504、调用接收函数505、接收应答506、发生数据507、调用发生函数508和蓝牙RF关闭509，第二启动模块501通过导线与蓝牙RF模块初始化502电性输出连接，且蓝牙RF模块初始化502通过导线与第二蓝牙RF接收503电性输出连接，第二启动模块501通过导线与蓝牙RF模块初始化502电性输出连接，且蓝牙RF模块初始化502通过导线与第二蓝牙RF接收503电性输出连接，第二蓝牙RF接收503通过导线与接收数据504电性输出连接，且接收数据504通过导线与调用接收函数505电性输出连接，调用接收函数505通过导线与接收应答506电性输出连接，且接收应答506通过导线与发生数据507电性输出连接，发生数据507通过导线与调用发生函数508电性输出连接，且发生数据507通过导线与蓝牙RF关闭509电性输出连接；

该系统方案程序主要由外部程控器与植入体的蓝牙RF无线通信和植入刺激器的刺激脉冲生成105两部分组成，为Si472x/nRF2401模块蓝牙RF无线发射、接收通信的程序流程，通过对蓝牙RF无线模块的寄存器进行相应的参数配置进行初始化，然后按照蓝牙RF无线模块遵循的通信协议进行数据的无线发射和接收，神经刺激器是本系统方案的核心，其接收外部的控制信号并判断信号来源，根据来源分配刺激通道，确定通道后，按照控制信号的具体值来生成相应刺激参数的脉冲信号用于最终的电刺激；

电极线1的内部包括有第一启动模块101、第一蓝牙RF102接收、通道选择103、刺激电路初始化104、刺激脉冲生成105、刺激器工作106、输出刺激脉冲107、刺激电路关闭108，且第一启动模块101通过导线与第一蓝牙RF接收102电性输出连接，第一蓝牙RF接收102通过导线与通道选择103电性输出连接，且通道选择103通过导线与刺激电路初始化104电性输出连接，刺激电路初始化104通过导线与刺激脉冲生成105电性输出连接，且刺激脉冲生成105通过导线与刺激器工作106电性输出连接，刺激器工作106通过导线与输出刺激脉冲107电性输出连接，且通道选择103通过导线与刺激电路关闭108电性输出连接；

幅度、脉宽、频率、刺激时间、刺激强度等刺激脉冲参数均与时间相关，系统利用XC95144XL的时钟进行分频定义最小时间单位，所有与时间相关的参数均可以通过XC95144XL的计数器由最小时间单位累加获得，设计简化的同时也可降低系统功耗。

本实施例的工作原理：

1)该植入式电刺激耳迷走神经昏迷促醒系统技术方案，在将含有低频脉冲发生器6的电极线1、SOC芯片2植入体内之前，系统先联机测试正常，并拷机一定时间无问题后方可进行植入手术。

2)通过遥控器4、手机控制单元5和控制系统工作，并按照不同病人的治疗要求，调整刺激电流的强度和脉冲频率、幅度、宽度、时间等参数，设定好治疗时间，开启系统自动工作。

3)根据手机APP软件中手机控制单元5并连接医院HIS信息管理系统、局域网、互联网可实时与手机屏幕、电脑以及远程终端查看病人昏迷促醒情况、指导治疗方案并根据需要干预和控制治疗。

4)中途需要改变治疗方案可不停机通过遥控器4、手机控制单元5调整刺激电流有关参数。

停止治疗或遇到突发情况时可通过遥控器4、手机控制单元5软件关断系统，系统立刻停止工作。

尽管参照前述实施例对本发明进行了详细的说明，对于本领域的技术人员来说，其依然可以对前述各实施例所记载的技术方案进行修改，或者对其中部分技术特征进行等同替换，凡在本发明的精神和原则之内，所作的任何修改、等同替换、改进等，均应包含在本发明的保护范围之内。

Claims (8)

1.一种植入式电刺激耳迷走神经昏迷促醒系统技术方案，包括电极线（1）和低频脉冲发生器（6），其特征在于：所述电极线（1）的一侧分布有SOC芯片（2），且SOC芯片（2）的另一侧连接有体外控制器（3），所述体外控制器（3）的内部一侧安装有遥控器（4），且遥控器（4）的另一端固定有手机控制单元（5），所述低频脉冲发生器（6）通过导线与电极线（1）电性输入连接，且低频脉冲发生器（6）通过导线与逻辑控制模块（7）电性输入连接，所述逻辑控制模块（7）通过导线与锂电池电路（8）电性输入连接，且逻辑控制模块（7）通过导线与储存器（9）电性输入连接，所述逻辑控制模块（7）通过导线与通信接收模块（10）电性输入连接，且逻辑控制模块（7）通过导线与通信输出模块（11）电性输出连接，所述电极线（1）的内部包括有第一启动模块（101）、第一蓝牙（RF）接收（102）、通道选择（103）、刺激电路初始化（104）、刺激脉冲生成（105）、刺激器工作（106）、输出刺激脉冲（107）、刺激电路关闭（108），且第一启动模块（101）通过导线与第一蓝牙（RF）接收（102）电性输出连接，所述第一蓝牙（RF）接收（102）通过导线与通道选择（103）电性输出连接，且通道选择（103）通过导线与刺激电路初始化（104）电性输出连接，所述刺激电路初始化（104）通过导线与刺激脉冲生成（105）电性输出连接，且刺激脉冲生成（105）通过导线与刺激器工作（106）电性输出连接，所述刺激器工作（106）通过导线与输出刺激脉冲（107）电性输出连接，且通道选择（103）通过导线与刺激电路关闭（108）电性输出连接。

2.根据权利要求1所述的一种植入式电刺激耳迷走神经昏迷促醒系统技术方案，其特征在于：所述SOC芯片（2）的内部包括有微处理器（201）、电池（202）、数模转换（203）、恒流电路（204）、电流反馈信号（205）、弹片开关（206）、解调器（207）、放大器（208）、第一接收线圈（209）、第一振荡器（210）和发送线圈（211），且微处理器（201）通过导线与电池（202）电性输出连接，所述微处理器（201）通过导线与数模转换（203）电性输出连接，且数模转换（203）通过导线与恒流电路（204）电性输出连接，所述恒流电路（204）通过导线与电流反馈信号（205）电性输出连接，且恒流电路（204）通过导线与弹片开关（206）电性输出连接，所述微处理器（201）通过导线与解调器（207）电性输入连接，且解调器（207）通过导线与放大器（208）电性输入连接，所述放大器（208）通过导线与第一接收线圈（209）电性输入连接，所述解调器（207）通过导线与第一振荡器（210）电性输出连接，且第一振荡器（210）通过导线与发送线圈（211）电性输出连接。

3.根据权利要求2所述的一种植入式电刺激耳迷走神经昏迷促醒系统技术方案，其特征在于：所述微处理器（201）通过导线分别与电池（202）、数模转换（203）电性并联连接，且微处理器（201）通过数模转换（203）、恒流电路（204）和电流反馈信号（205）电性串联连接。

4.根据权利要求1所述的一种植入式电刺激耳迷走神经昏迷促醒系统技术方案，其特征在于：所述体外控制器（3）的内部包括有通信端口（301）、第一电平转换器（302）、第二振荡器（303）、驱动器（304）、功率放大器（305）、输出线圈（306）、第二电平转换器（307）、低通滤波器（308）、比较器（309）、信号放大器（310）、第二接收线圈（311）、传输保护（312）、电压变换器（313）和开关控制器（314），所述通信端口（301）通过导线分别与第一电平转换器（302）和第二电平转换器（307）电性并联连接，所述第一电平转换器（302）通过导线与第二振荡器（303）电性输出连接，且第二振荡器（303）通过导线与驱动器（304）电性输出连接，所述驱动器（304）通过导线与功率放大器（305）电性输出连接，且功率放大器（305）通过导线与输出线圈（306）电性输出连接，所述第二电平转换器（307）通过导线与低通滤波器（308）电性输出连接，且低通滤波器（308）通过导线与比较器（309）电性输出连接，所述比较器（309）通过导线与信号放大器（310）电性输出连接，且信号放大器（310）通过导线与第二接收线圈（311）电性输出连接，所述通信端口（301）通过导线与电压变换器（313）电性输出连接，且电压变换器（313）通过导线与开关控制器（314）电性输出连接，所述第一电平转换器（302）通过导线与传输保护（312）电性输出连接。

5.根据权利要求4所述的一种植入式电刺激耳迷走神经昏迷促醒系统技术方案，其特征在于：所述第一电平转换器（302）通过导线与传输保护（312）和第二电平转换器（307）电性串联连接。

6.根据权利要求1所述的一种植入式电刺激耳迷走神经昏迷促醒系统技术方案，其特征在于：所述手机控制单元（5）的内部包括有第二启动模块（501）、蓝牙（RF）模块初始化（502）、第二蓝牙（RF）接收（503）、接收数据（504）、调用接收函数（505）、接收应答（506）、发生数据（507）、调用发生函数（508）和蓝牙（RF）关闭（509），所述第二启动模块（501）通过导线与蓝牙（RF）模块初始化（502）电性输出连接，且蓝牙（RF）模块初始化（502）通过导线与第二蓝牙（RF）接收（503）电性输出连接，所述第二启动模块（501）通过导线与蓝牙（RF）模块初始化（502）电性输出连接，且蓝牙（RF）模块初始化（502）通过导线与第二蓝牙（RF）接收（503）电性输出连接，所述第二蓝牙（RF）接收（503）通过导线与接收数据（504）电性输出连接，且接收数据（504）通过导线与调用接收函数（505）电性输出连接，所述调用接收函数（505）通过导线与接收应答（506）电性输出连接，且接收应答（506）通过导线与发生数据（507）电性输出连接，所述发生数据（507）通过导线与调用发生函数（508）电性输出连接，且发生数据（507）通过导线与蓝牙（RF）关闭（509）电性输出连接。

7.根据权利要求1所述的一种植入式电刺激耳迷走神经昏迷促醒系统技术方案，其特征在于：所述低频脉冲发生器（6）的内部包括有充电电阻（601）、同轴电缆（602）、匹配电阻（603）、充电磁铁（604）、杂散电感（605）、闸流管（606）、稳压控制（607）、滤波电压（608）和取样电阻（609），所述充电电阻（601）通过导线与同轴电缆（602）电性输出连接，且同轴电缆（602）通过导线与匹配电阻（603）电性输出连接，所述匹配电阻（603）通过导线与充电磁铁（604）电性输出连接，且充电磁铁（604）通过导线与杂散电感（605）电性输出连接，所述杂散电感（605）通过导线与闸流管（606）电性输出连接，且闸流管（606）通过导线与取样电阻（609）电性输出连接，所述取样电阻（609）通过导线与滤波电压（608）电性输出连接，且滤波电压（608）通过导线与稳压控制（607）电性输入连接。

8.根据权利要求7所述的一种植入式电刺激耳迷走神经昏迷促醒系统技术方案，其特征在于：所述杂散电感（605）通过导线分别与闸流管（606）和稳压控制（607）电性并联连接，且杂散电感（605）通过导线与闸流管（606）和取样电阻（609）电性串联连接。