CN113491827B - 骶神经刺激系统及骶神经刺激系统配置参数的确定方法 - Google Patents
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Abstract
本申请涉及一种骶神经刺激系统及骶神经刺激系统配置参数的确定方法。骶神经刺激系统包括：形成闭环控制回路的信号采集装置、运算控制装置、脉冲输出装置和输出反馈装置。信号采集装置用于获取测试信号。运算控制装置与信号采集装置电连接，用于存储测试信号，并用于对测试信号分析之后，生成骶神经刺激系统的配置参数。脉冲输出装置与运算控制装置电连接，用于输出骶神经刺激系统的配置参数。输出反馈装置与运算控制装置电连接，用于向运算控制装置反馈配置参数作用后的反馈信号。反馈信号的种类与测试信号的种类相同。所述骶神经刺激系统自动控制骶神经刺激系统的配置参数，大大减少了系统的能量损耗，提高所述骶神经刺激系统的使用寿命。
Description
技术领域
本申请涉及医疗器械技术领域，特别是涉及一种骶神经刺激系统及骶神经刺激系统配置参数的确定方法。
背景技术
植入式医疗仪器种类很多，如心脏起搏器和除颤器、植入式神经刺激器、植入式肌肉刺激器等。植入式医疗仪器一般包括体内植入装置和体外控制装置，两者之间通过双向无线通讯交换信息。在泌尿功能障碍疾病中，可以采用植入式神经调控系统协助治疗。尤其是下尿路功能障碍，如：膀胱刺激，治疗尿频，尿急，尿失禁等病症，目前的行为治疗、药物治疗收效甚微。植入式骶神经调控治疗作为一种微创、有效、可逆、无毒副作用的治疗方案被越来越多地应用于临床。但是，传统的骶神经刺激系统不能有效的控制系统的配置参数，造成能量损耗或不足。
发明内容
基于此，有必要针对传统的骶神经刺激系统不能有效的控制系统的配置参数，输出合适的刺激量的问题，提供一种骶神经刺激系统及骶神经刺激系统配置参数的确定方法。
在本申请一个实施例中，提供一种骶神经刺激系统，包括：
信号采集装置，获取测试信号；
运算控制装置，与所述信号采集装置电连接，用于存储所述测试信号，并用于对所述测试信号分析之后，生成所述骶神经刺激系统的期望配置参数；
脉冲输出装置，与所述运算控制装置电连接，用于输出所述骶神经刺激系统的期望配置参数；以及
输出反馈装置，与所述运算控制装置电连接，用于向所述运算控制装置反馈所述骶神经刺激系统的期望配置参数作用后的反馈信号，所述反馈信号的种类与所述测试信号的种类相同，所述期望配置参数为所述反馈信号的期望值。
在一个实施例中，所述运算控制装置包括：
脉冲输出控制器，与所述信号采集装置电连接，用于根据所述信号采集装置采集的测试信号以及所述测试信号的预设阈值，确定所述脉冲输出装置的开启或关闭；以及
配置参数调节器，与所述脉冲输出控制器和所述输出反馈装置分别电连接，用于根据所述信号采集装置采集的测试信号、所述测试信号的预设阈值以及所述输出反馈装置反馈的所述刺激效果调整所述骶神经刺激系统的配置参数。
在一个实施例中，所述骶神经刺激系统还包括：
控制开关电路，分别与所述信号采集装置和所述运算控制装置电连接；所述控制开关电路用于实时控制所述信号采集装置的打开和关闭；以及所述控制开关电路用于控制所述信号采集装置阶段性采集所述测试信号。
在一个实施例中，所述骶神经刺激系统中，所述信号采集装置包括：第一信号采集器、第二信号采集器或者第三信号采集器中的一种或多种；
第一信号采集器，与所述运算控制装置电连接，用于获取自主神经系统中的交感神经电信号和副交感神经电信号作为第一测试信号；
第二信号采集器，与所述运算控制装置电连接，用于获取胃肠道或盆底其他脏器的炎症因子释放值的电信号作为第二测试信号；以及
第三信号采集器，与所述运算控制装置电连接，用于获取胃肠道或者盆底其它脏器的双电极阻抗值或电感值作为第三测试信号。
在一个实施例中，所述脉冲输出装置包括：脉冲输出电路、模拟开关和多个刺激电极；
所述脉冲输出电路与所述运算控制装置电连接；
所述模拟开关与所述脉冲输出电路电连接；所述模拟开关用于实现所述骶神经刺激系统的期望配置参数输出策略的控制；
所述多个刺激电极分别与所述模拟开关电连接，所述模拟开关还用于设置所述多个刺激电极的极性及是否作为输出靶点。
一种骶神经刺激系统，包括：
信号采集装置，获取测试参数，所述测试参数包括第一测试信号、第二测试信号或者第三测试信号中的任意一种或多种；所述第一测试信号为自主神经系统中的交感神经电信号和副交感神经电信号；所述第二测试信号为胃肠道或盆底其他脏器的炎症因子释放值的电信号；所述第三测试信号为胃肠道或者盆底其它脏器的双电极阻抗值或电感值；
运算控制装置，与所述信号采集装置电连接，用于存储测试信号，并用于对所述测试信号分析之后，生成所述骶神经刺激系统的期望配置参数；
脉冲输出装置，与所述运算控制装置电连接，用于输出所述骶神经刺激系统的期望配置参数；以及
输出反馈装置，与所述运算控制装置电连接，用于向所述运算控制装置反馈所述骶神经刺激系统的期望配置参数作用后的反馈信号，所述反馈信号的种类与所述测试信号的种类相同，所述期望配置参数为所述反馈信号的期望值。
一种骶神经刺激系统初始配置参数的确定方法，采用上述任一项所述的骶神经刺激系统，所述骶神经刺激系统初始配置参数的确定方法，包括：
获取测试信号，并提供测试信号的预设阈值；
基于所述测试信号的预设阈值对所述测试信号运算分析之后，生成所述骶神经刺激系统的期望配置参数；
获取反馈信号；
基于所述测试信号的预设阈值、所述反馈信号和闭环控制算法，对所述反馈信号运算分析之后，修正所述骶神经刺激系统的期望配置参数，所述期望配置参数为所述反馈信号的期望值。
一种骶神经刺激系统期望配置参数的确定方法，包括：
分别获取第一测试信号、第二测试信号和第三测试信号；所述第一测试信号为自主神经系统中的交感神经电信号和副交感神经电信号；所述第二测试信号为胃肠道或盆底其他脏器的炎症因子释放值的电信号；所述第三测试信号为胃肠道或者盆底其它脏器的双电极阻抗值或电感值；
提供所述测试信号的预设阈值，所述测试信号的预设阈值包括：所述第一测试信号的预设阈值、所述第二测试信号的预设阈值和第三测试信号的预设阈值；
基于所述测试信号和所述测试信号的预设阈值进行运算分析之后，生成所述骶神经刺激系统的期望配置参数，所述期望配置参数为所述反馈信号的期望值。
在一个实施例中，所述骶神经刺激系统期望配置参数的确定方法，还包括：
在施加所述骶神经刺激系统的期望配置参数之后，获取反馈信号，所述反馈信号包括第一反馈信号、第二反馈信号和第三反馈信号；所述第一反馈信号为自主神经系统中的交感神经电信号和副交感神经电信号；所述第二反馈信号为胃肠道或盆底其他脏器的炎症因子释放值的电信号；所述第三反馈信号为胃肠道或者盆底其它脏器的双电极阻抗值或电感值；
基于所述测试信号的预设阈值、所述反馈信号和闭环控制算法，对所述反馈信号运算分析之后，修正所述骶神经刺激系统的期望配置参数。
在一个实施例中，所述骶神经刺激系统期望配置参数的确定方法中，所述骶神经刺激系统的期望配置参数包括：刺激电流强度、脉冲频率、脉冲宽度、单次刺激时间和一个刺激周期内的刺激次数；
所述刺激电流强度的范围在0mA-20mA、所述脉冲频率的范围在0Hz-100Hz、所述脉冲宽度的范围在0us-20000us、所述单次刺激时间的范围在0分钟-6小时、所述一个刺激周期内的刺激次数的范围在0次-12次。
本申请中提供一种骶神经刺激系统，包括：信号采集装置、运算控制装置、脉冲输出装置和输出反馈装置。信号采集装置用于获取测试信号。运算控制装置与信号采集装置电连接，用于存储测试信号，并用于对测试信号分析之后，生成骶神经刺激系统的期望配置参数。脉冲输出装置与运算控制装置电连接，用于输出骶神经刺激系统的期望配置参数。输出反馈装置与运算控制装置电连接，用于向运算控制装置反馈骶神经刺激系统的期望配置参数作用后的反馈信号。所述反馈信号的种类与所述测试信号的种类相同，所述期望配置参数为所述反馈信号的期望值。骶神经刺激系统中，信号采集装置、运算控制装置、脉冲输出装置和输出反馈装置形成闭环控制回路。所述骶神经刺激系统自动控制骶神经刺激系统的期望配置参数，大大减少了系统的能量损耗，提高所述骶神经刺激系统的使用寿命。
附图说明
为了更清楚地说明本申请实施例或传统技术中的技术方案，下面将对实施例或传统技术描述中所需要使用的附图作简单地介绍，显而易见地，下面描述中的附图仅仅是本申请的一些实施例，对于本领域普通技术人员来讲，在不付出创造性劳动的前提下，还可以根据这些附图获得其他的附图。
图1为本申请一个实施例中提供的骶神经刺激系统结构示意图；
图2为本申请一个实施例中提供的骶神经刺激系统结构示意图；
图3为本申请一个实施例中提供的骶神经刺激系统结构示意图；
图4为本申请一个实施例中提供的骶神经刺激系统配置参数的确定方法的流程示意图；
图5为本申请一个实施例中提供的骶神经刺激系统配置参数的确定方法的流程示意图；
图6为本申请一个实施例中提供的骶神经刺激系统配置参数的确定方法的流程示意图。
附图标号说明：
骶神经刺激系统100
信号采集装置10
第一信号采集器11
第二信号采集器12
第三信号采集器13
运算控制装置20
脉冲输出控制器21
配置参数调节器22
脉冲输出装置30
脉冲输出电路31
模拟开关32
多个刺激电极33
输出反馈装置40
控制开关电路50
无线通信装置60
可充电电池71
充电装置72
磁控开关80
具体实施方式
为了便于理解本申请，下面将参照相关附图对本申请进行更全面的描述。附图中给出了本申请的较佳实施方式。但是，本申请可以以许多不同的形式来实现，并不限于本文所描述的实施方式。相反地，提供这些实施方式的目的是使对本申请的公开内容理解的更加透彻全面。
需要说明的是，当元件被称为“固定于”另一个元件，它可以直接在另一个元件上或者也可以存在居中的元件。当一个元件被认为是“连接”另一个元件，它可以是直接连接到另一个元件或者可能同时存在居中元件。本文所使用的术语“垂直的”、“水平的”、“左”、“右”以及类似的表述只是为了说明的目的，并不表示是唯一的实施方式。
除非另有定义，本文所使用的所有的技术和科学术语与属于本申请的技术领域的技术人员通常理解的含义相同。本文中在本申请的说明书中所使用的术语只是为了描述具体的实施方式的目的，不是旨在于限制本申请。
传统的骶神经刺激系统包括带有记忆功能的脉冲发生器、一根电极和一根延伸导线(用于连接脉冲发生器与电极)。骶神经刺激是一种新的微创治疗手段，需要将以上三个部件植入体内，传统的骶神经刺激系统不能有效的控制系统的配置参数，输出合适的刺激量。
请参阅图1，在本申请的一个实施例中提供一种骶神经刺激系统100，包括：信号采集装置10、运算控制装置20、脉冲输出装置30和输出反馈装置40。
所述信号采集装置10用于获取测试信号，测试信号用于监测或者模拟生物体的生理参数。所述测试信号可以是体外模拟信号，也可以是生物体内的生理参数信号。所述信号采集装置10的具体结构不做具体的限定，比如所述信号采集装置10可以包括传感器和信号转换器。
所述运算控制装置20与所述信号采集装置10电连接。所述运算控制装置20用于对所述测试信号分析，并生成所述骶神经刺激系统100的期望配置参数。所述运算控制装置20用于存储所述测试信号和所述骶神经刺激系统100的期望配置参数。所述骶神经刺激系统100的期望配置参数至少包括脉冲刺激时间和脉冲刺激量。具体的，所述骶神经刺激系统100的期望配置参数可以包括：刺激电流强度、脉冲频率、脉冲宽度、单次刺激时间和一个刺激周期内的刺激次数。所述骶神经刺激系统100的期望配置参数具体可以包括脉冲的频率、幅度、脉宽等参数。
具体的，所述运算控制装置20可以对各种测试信号/生理信号的数据进行分析处理。所述运算控制装置20可以对所述骶神经刺激系统100进行系统控制。系统控制包括，所述运算控制装置20可以控制所述脉冲输出装置30的开启或者关闭。所述运算控制装置20可以根据生成的期望配置参数对所述脉冲输出装置30进行参数配置。所述运算控制装置20还可以包括大容量存储器，以存储各种测试信号/生理信号、系统控制方法以及系统控制方法中的各种控制算法。
所述脉冲输出装置30与所述运算控制装置20电连接。所述脉冲输出装置30用于输出所述骶神经刺激系统100的期望配置参数。所述脉冲输出装置30可以产生不同幅度、不同频率、不同脉宽等各种组合的脉冲波形。所述脉冲输出装置30可通过所述运算控制装置20的控制指令实时调整刺激量或者刺激时间的输出。所述脉冲输出装置30通过调整刺激量或者刺激时间可一定程度的确定刺激效果。
所述输出反馈装置40与所述运算控制装置20电连接。所述输出反馈装置40用于向所述运算控制装置20反馈所述骶神经刺激系统100的期望配置参数作用后的反馈信号，以方便实时调整所述骶神经刺激系统100的期望配置参数。其中，所述反馈信号的种类与所述测试信号的种类相同。所述期望配置参数为所述反馈信号的期望值。具体的，所述输出反馈装置40还用于检测所述脉冲输出装置30输出的脉冲信号与所述运算控制装置20生成的所述骶神经刺激系统100的期望配置参数是否相同。一旦出现所述脉冲输出装置30输出的脉冲信号与所述运算控制装置20生成的所述骶神经刺激系统100的期望配置参数不一致的情况，及时调整所述脉冲输出装置30的输出脉冲信号。
本实施例中，所述信号采集装置10、所述运算控制装置20、所述脉冲输出装置30和所述输出反馈装置40形成闭合控制回路，可以对施加何种刺激(刺激强度和刺激时间)进行有效的控制，从而影响所述骶神经刺激系统100的治疗效果，也大大提高了所述骶神经刺激系统100产品的使用寿命。在所述闭合控制回路中，所述信号采集装置10采集所述测试信号，所述运算控制装置20运算得出系统的期望配置参数，并将所述系统的期望配置参数发送至所述脉冲输出装置30。所述脉冲输出装置30输出刺激强度和刺激时间，所述输出反馈装置40获取反馈信号至所述运算控制装置20。所述运算控制装置20根据所述反馈信号调整/修正所述系统的期望配置参数。
本实施例中，所述骶神经刺激系统100包括：形成闭环控制回路的所述信号采集装置10、所述运算控制装置20、所述脉冲输出装置30和所述输出反馈装置40。所述骶神经刺激系统100中，通过闭环控制回路控制产生骶神经刺激系统的配置参数，并且所述骶神经刺激系统100还可以自动控制骶神经刺激系统的配置参数的实时调整或者修正。所述骶神经刺激系统100自动控制骶神经刺激系统的配置参数，大大减少了系统的能量损耗，提高所述骶神经刺激系统100的使用寿命。
另外，所述骶神经刺激系统100，在使用过程中基于闭环控制回路可以缩短工作时间。所述骶神经刺激系统100，通过所述闭环控制回路可以在最佳的刺激时间，产生最佳刺激参数，可以有效提高骶神经刺激系统的工作效率。再者，所述骶神经刺激系统100没有副作用，对患者的伤害较小。另外，所述骶神经刺激系统100对有抗药性的患者更是一种难以替代的选择。
在一个实施例中，请参阅图2，所述运算控制装置20包括：脉冲输出控制器21和配置参数调节器22。
所述脉冲输出控制器21与所述信号采集装置10电连接。所述脉冲输出控制器21用于根据所述信号采集装置10采集的测试信号以及所述测试信号的预设阈值，确定所述脉冲输出装置30的开启或关闭。
所述配置参数调节器22与所述脉冲输出控制器21和所述输出反馈装置40分别电连接。所述配置参数调节器22用于根据所述信号采集装置10采集的测试信号、所述测试信号的预设阈值以及所述输出反馈装置40反馈的所述刺激效果调整所述骶神经刺激系统100的配置参数。
本实施例中，所述运算控制装置20包括的所述脉冲输出控制器21和所述配置参数调节器22可以是硬件结构也可以是软件控制模块，只要能够实现上述功能，满足对所述骶神经刺激系统100的配置参数的设置、调整和修正即可。所述运算控制装置20包括分别设置的所述脉冲输出控制器21和所述配置参数调节器22，可以一定程度上提高所述运算控制装置20的运算/配置速度和运算/配置精度，使得所述骶神经刺激系统100更准确快速的实现骶神经刺激系统的配置参数。
在一个实施例中，所述骶神经刺激系统100的配置参数包括：刺激电流强度、脉冲频率、脉冲宽度、单次刺激时间和一个刺激周期内的刺激次数。
本实施例中，所述骶神经刺激系统100的配置参数主要包括刺激时间和刺激强度两大类。所述骶神经刺激系统100的配置参数的范围：所述刺激电流强度的范围在0mA-20mA、所述脉冲频率的范围在0Hz-100Hz、所述脉冲宽度的范围在0us-20000us、所述单次刺激时间的范围在0分钟-6小时、所述一个刺激周期内的刺激次数的范围在0次-12次。
比如：在一个实施例中所述运算控制装置20生成的一套配置参数为：所述刺激电流强度为15mA，所述脉冲频率为40Hz，所述脉冲宽度为1000us，所述单次刺激时间为30分钟、所述一个刺激周期内的刺激次数为6次。
在一个实施例中，所述信号采集装置10包括：第一信号采集器11、第二信号采集器12和第三信号采集器13中的一种或多种。图3为所述信号采集装置10包括全部三种信号采集器的情况。
所述第一信号采集器11与所述运算控制装置20电连接。所述第一信号采集器11用于获取自主神经系统中的交感神经电信号和副交感神经电信号作为第一测试信号。比如，所述自主神经系统中的交感神经电信号和副交感神经电信号包括心电图的电信号。在一个实施例中，所述第一信号采集器11包括：第一传感器、第一滤波电路和第一AD采集电路。比如，所述第一传感器包括测试心电图所用传感器。所述第一传感器具体包括一个骶神经刺激电极和嵌于外壳的一个电极。所述第一滤波电路用于对所述第一传感器测试的生理信息进行过滤，以滤除不必要的信息。所述第一滤波电路还用于将经过过滤后的所述生理信息适应性放大。所述第一AD采集电路用于将经过滤波或放大后的模拟量的所述生理信息转化为数字量的测试信号。
所述第二信号采集器12与所述运算控制装置20电连接。所述第二信号采集器12用于获取胃肠道或盆底其他脏器的炎症因子释放值的电信号作为第二测试信号。在一个实施例中，所述第二信号采集器12包括：第二传感器、第二滤波电路和第二AD采集电路。比如，所述第二传感器包括放置于目标脏器中采集炎症指标的传感检测装置。所述第二滤波电路用于对所述第二传感器获取的生理信息进行过滤，以滤除不必要的信息。所述第二滤波电路还用于将经过过滤后的所述生理信息适应性放大。所述第二AD采集电路用于将经过滤波或放大后的模拟量的所述生理信息转化为数字量的测试信号。
所述第三信号采集器13与所述运算控制装置20电连接。所述第三信号采集器13用于获取胃肠道或者盆底其它脏器的双电极阻抗值或电感值作为第三测试信号。在一个实施例中，所述第三信号采集器13包括：阻抗测量电路、第三滤波电路和第三AD采集电路。比如，所述阻抗测量电路包括放置于目标脏器上的用于测试组织电感的一对电极。所述阻抗测量电路用于在不同的激励下产生不同的生理信息。在一个实施例中，所述阻抗测量电路通过激励源和采样电路测量胃肠道或者其它脏器的双电极阻抗值。
本实施例中，所述信号采集装置10包括并列设置的所述第一信号采集器11、所述第二信号采集器12和所述第三信号采集器13，分别获取所述第一测试信号、所述第二测试信号和所述第三测试信号。在本实施例中，也列举了一些所述第一信号采集器11、所述第二信号采集器12和所述第三信号采集器13所对应的具体实施例，当然每一个信号采集装置的具体结构也不限定在上述列举的情况。
在一个实施例中，提供一种骶神经刺激系统100，包括：信号采集装置10、运算控制装置20、脉冲输出装置30和输出反馈装置40。
所述信号采集装置10用于获取测试参数。所述测试参数包括自主神经系统中的交感神经电信号和副交感神经电信号、胃肠道或盆底其他脏器的炎症因子释放值的电信号和胃肠道或者盆底其它脏器的双电极阻抗值或电感值三种测试参数。
所述运算控制装置20与所述信号采集装置10电连接。所述运算控制装置20用于存储测试信号，并用于对所述测试信号分析之后，生成所述骶神经刺激系统100的期望配置参数。
所述脉冲输出装置30与所述运算控制装置20电连接。所述脉冲输出装置30用于输出所述骶神经刺激系统100的期望配置参数。
所述输出反馈装置40与所述运算控制装置20电连接。所述输出反馈装置40用于向所述运算控制装置20反馈所述骶神经刺激系统100的期望配置参数作用后的反馈信号，所述反馈信号的种类与所述测试信号的种类相同。所述期望配置参数为所述反馈信号的期望值。
本实施例中，所述骶神经刺激系统100中的所述信号采集装置10获取包括自主神经系统中的交感神经电信号和副交感神经电信号、胃肠道或盆底其他脏器的炎症因子释放值的电信号和胃肠道或者盆底其它脏器的双电极阻抗值或电感值在内的所述测试参数。通过所述运算控制装置20运算得出系统的期望配置参数，并将所述系统的期望配置参数发送至所述脉冲输出装置30。所述运算控制装置20运算得出系统的配置参数的过程中，用到上述三种测试参数以及上述三种测试参数的阈值。所述脉冲输出装置30输出刺激强度和刺激时间，所述输出反馈装置40获取反馈信号至所述运算控制装置20。所述运算控制装置20根据所述反馈信号调整/修正所述系统的配置参数。
本实施例中，所述骶神经刺激系统100，通过闭环控制回路控制产生骶神经刺激系统的配置参数，并且所述骶神经刺激系统100还可以自动控制骶神经刺激系统的配置参数的实时调整或者修正。所述骶神经刺激系统100自动控制骶神经刺激系统的配置参数，大大减少了系统的能量损耗，提高所述骶神经刺激系统100的使用寿命。所述骶神经刺激系统100，在使用过程中基于闭环控制回路可以为患者节约治疗成本。所述骶神经刺激系统100，通过所述闭环控制回路可以在最佳的刺激时间，产生最佳刺激参数，达到治疗炎症性肠炎最佳效果。所述骶神经刺激系统100没有副作用，对患者的伤害较小。另外，所述骶神经刺激系统100对有抗药性的患者更是一种难以替代的选择。
请参阅图3，在一个实施例中，所述骶神经刺激系统100，还包括：控制开关电路50，分别与所述信号采集装置10和所述运算控制装置20电连接。
在所述骶神经刺激系统100的使用过程中，所述控制开关电路50可以实时的控制所述信号采集装置10的打开和关闭。当不需要继续采集所述测试信号时，所述控制开关电路50关闭，所述信号采集装置10不再继续采集测试信号。在一个实施例中，所述控制开关电路50可以设置采集时间段，在第一时间段内，所述信号采集装置10采集测试信号；在第二时间段内，所述信号采集装置10不再继续采集测试信号。
本实施例中，设置所述控制开关电路50可以降低系统功耗，减少所述骶神经刺激系统100的能源浪费，使得所述骶神经刺激系统100更加智能。
请参阅图3，在一个实施例中，所述骶神经刺激系统100，还包括：无线通信装置60。所述无线通信装置60与所述运算控制装置20电连接。所述无线通信装置60可以包括低功耗蓝牙的接收电路、发射电路和射频天线。
本实施例中，所述无线通信装置60的设置使得所述骶神经刺激系统100可以更方便的与外界(体外)进行通信。
在一个实施例中，所述骶神经刺激系统100，还包括：可充电电池71和充电装置72。所述充电装置72与所述运算控制装置20电连接。所述充电装置72用于接收外部(体外)充电器的电能量，为所述可充电电池71进行充电。在一个实施例中，所述可充电电池71可以为锂电池。
本实施例中，所述骶神经刺激系统100还包括所述可充电电池71和所述充电装置72，解决了所述骶神经刺激系统100的能源使用的问题，使得所述骶神经刺激系统100的结构更加完善。
在一个实施例中，所述骶神经刺激系统100，还包括：磁控开关80。所述磁控开关80与所述运算控制装置20电连接。所述磁控开关80用于唤醒无线通信进入侦听模式以及断电模式下系统初始上电，以节省在没有刺激脉冲输出阶段的电量损耗。
所述磁控开关80还可作为紧急开关，可以体外控制。比如，所述磁控开关80包括充满惰性气体的密封玻璃管内封装的金属簧片和永久磁铁。所述磁控开关80由磁控开关电路控制。当需要关闭所述骶神经刺激系统100时，可以通过所述磁控开关80及时的体外控制所述骶神经刺激系统100关闭。或者所述骶神经刺激系统100中产生不能承受的更大刺激时，防止意外的突发状况发生，所述磁控开关80可以及时的体外控制关闭。
在一个实施例中，所述脉冲输出装置30包括：脉冲输出电路31、模拟开关32和多个刺激电极33。
所述脉冲输出电路31与所述运算控制装置20电连接。所述脉冲输出电路31可以是具体的硬件电路，用于接收所述运算控制装置20的脉冲输出信号。所述脉冲输出信号包括不同刺激量和不同刺激时间。
所述模拟开关32与所述脉冲输出电路31电连接。所述模拟开关32可以实现模拟不同刺激量和不同刺激时间如何作用在刺激电极上进行输出。
所述多个刺激电极33分别与所述模拟开关32电连接。所述模拟开关32可任意设置各刺激电极的极性及是否作为输出靶点。
本实施例中，所述脉冲输出装置30包括所述脉冲输出电路31、所述模拟开关32和所述多个刺激电极33。所述脉冲输出装置30可以更快速准确的，在不同刺激时间以不同刺激量选择合适的刺激电极进行脉冲输出。
传统的方案中，不能根据骶神经刺激系统本身直接确定骶神经刺激系统配置参数。请参阅图4，本申请提供一种骶神经刺激系统配置参数的确定方法，采用上述任一项所述的骶神经刺激系统100，所述骶神经刺激系统配置参数的确定方法，包括：
S10，获取所述信号采集装置10采集的测试信号，并获取测试信号的预设阈值。本步骤中，所述测试信号的预设阈值可以为认为设定的所述测试信号实际应达到的数值。所述测试信号的预设阈值可以是一个具体的电值，也可以是一个参数范围。
S20，基于所述测试信号的预设阈值对所述测试信号运算分析之后，生成所述骶神经刺激系统100的期望配置参数。本步骤中，基于所述测试信号的预设阈值对所述测试信号运算分析都可以在所述骶神经刺激系统100中完成。
S30，接收所述输出反馈装返回的反馈信号。本步骤中，在将所述骶神经刺激系统100的期望配置参数释放至作用对象之后，获取反馈信号。
S40，基于所述测试信号的预设阈值、所述反馈信号和闭环控制算法，对所述反馈信号运算分析之后，修正所述骶神经刺激系统100的期望配置参数。本步骤中，在基于所述测试信号的预设阈值、所述反馈信号和闭环控制算法运算之后，可以调整或者修正所述骶神经刺激系统100的期望配置参数。
本实施例中，所述骶神经刺激系统配置参数(刺激时间和刺激强度)可由所述骶神经刺激系统100中的既定程序控制。所述骶神经刺激系统配置参数可以跟据实时采集的测试信号以及测试信号的预设阈值进行自动起动和停止。所述骶神经刺激系统配置参数也可以根据实时采集的测试信号进行自动调整。本实施例中，所述骶神经刺激系统配置参数的确定方法可以基于上述任一个实施例中所述骶神经刺激系统100对所述骶神经刺激系统100的配置参数进行确定、调整或者修正。
请参阅图5，本申请提供一种骶神经刺激系统配置参数的确定方法，包括：
S100，分别获取第一测试信号、第二测试信号和第三测试信号。所述第一测试信号为自主神经系统中的交感神经电信号和副交感神经电信号。所述第二测试信号为胃肠道或盆底其他脏器的炎症因子释放值的电信号。所述第三测试信号为胃肠道或者盆底其它脏器的双电极阻抗值或电感值。
S200，提供所述测试信号的预设阈值，所述测试信号的预设阈值包括：所述第一测试信号的预设阈值、所述第二测试信号的预设阈值和第三测试信号的预设阈值。
S300，基于所述测试信号和所述测试信号的预设阈值进行运算分析之后，生成所述骶神经刺激系统100的配置参数。
本实施例中，获取三类测试信号，并提供三类测试信号的预设阈值，再采用上述任一个实施例中提供的所述骶神经刺激系统100进行运算，生成所述骶神经刺激系统100的配置参数。本实施例中，基于所述第一测试信号、所述第二测试信号和所述第三测试信号生成的所述骶神经刺激系统100的配置参数可以协助医生治疗炎症性肠炎。需要明确的是，本方法的核心内容是如何生成所述骶神经刺激系统100的配置参数，并不涉及具体的治疗方法。
请参阅图6，在一个实施例中，所述骶神经刺激系统配置参数的确定方法，还包括：
S400，在施加所述骶神经刺激系统100的配置参数之后，获取反馈信号，所述反馈信号包括第一反馈信号、第二反馈信号和第三反馈信号。所述第一反馈信号为自主神经系统中的交感神经电信号和副交感神经电信号。所述第二反馈信号为胃肠道或盆底其他脏器的炎症因子释放值的电信号。所述第三反馈信号为胃肠道或者盆底其它脏器的双电极阻抗值或电感值。
S500，基于所述测试信号的预设阈值、所述反馈信号和闭环控制算法，对所述反馈信号运算分析之后，修正所述骶神经刺激系统100的配置参数。
本实施例中，在施加所述骶神经刺激系统100的配置参数之后，进一步的获取反馈信号。本实施例中，基于所述测试信号的预设阈值、所述反馈信号和闭环控制算法可以修正所述骶神经刺激系统100的配置参数。本方法进一步实现了闭环的自动控制中，对于所述骶神经刺激系统100的配置参数的调整和修正。
在一个实施例中，得出所述骶神经刺激系统100的期望配置参数的步骤包括：
计算所述测试信号的预设阈值与所述测试信号之差的绝对值。
对所述绝对值分别进行比例因子运算、积分因子运算以及微分因子运算，并得出比例因子运算结果、积分因子运算结果以及微分因子运算结果。
对所述比例因子运算结果、所述积分因子运算结果以及所述微分因子运算结果做和，生成所述骶神经刺激系统100的期望配置参数。可以理解，所述骶神经刺激系统100的修正配置参数也可以是经过上述运算步骤得出，将所述测试信号替换为所述反馈信号。
在一个实施例中，所述骶神经刺激系统配置参数的确定方法，所述闭环控制算法包括：
其中，Kp为比例增益，Tt为积分时间常数，TD为微分时间常数，e(t)为所述测试信号的预设阈值与所述测试信号之差的绝对值，u(t)为所述骶神经刺激系统100的期望配置参数。
本实施例中，所述骶神经刺激系统配置参数的确定方法中采用的所述闭环控制算法，根据输入的偏差值e(t)(即所述测试信号的预设阈值与所述测试信号之差的绝对值)，按照比例、积分、微分的函数关系进行运算，运算结果u(t)作为所述骶神经刺激系统100的配置参数。本实施例中，所述测试信号的预设阈值可以为某种生理信号的预设阈值，也可以为某种体外测试信号的预设阈值。
在一个实施例中，上述任何一种所述的骶神经刺激系统配置参数的确定方法，所述骶神经刺激系统100的配置参数包括：刺激电流强度、脉冲频率、脉冲宽度、单次刺激时间和一个刺激周期内的刺激次数。
所述刺激电流强度的范围在0mA-20mA、所述脉冲频率的范围在0Hz-100Hz、所述脉冲宽度的范围在0us-20000us、所述单次刺激时间的范围在0分钟-6小时、所述一个刺激周期内的刺激次数的范围在0次-12次。
在一个实施例中，所述骶神经刺激系统100的配置参数为所述刺激电流强度的范围在8mA、所述脉冲频率的范围在60Hz、所述脉冲宽度的范围在2400us、所述单次刺激时间的范围在2小时、所述一个刺激周期内的刺激次数的范围在8次。
采用本申请以上任何实施例中提供的所述骶神经刺激系统及骶神经刺激系统配置参数的确定方法中的技术方案，均可以协助医生治疗炎症性肠炎。所述骶神经刺激系统100所包括的具体结构均可以植入生物体内。所述骶神经刺激系统100可以通过体外的控制器进行控制。比如，所述骶神经刺激系统100可以通过程控仪进行控制。
以上所述实施例的各技术特征可以进行任意的组合，为使描述简洁，未对上述实施例中的各个技术特征所有可能的组合都进行描述，然而，只要这些技术特征的组合不存在矛盾，都应当认为是本说明书记载的范围。
以上所述实施例仅表达了本申请的几种实施方式，其描述较为具体和详细，但并不能因此而理解为对发明专利范围的限制。应当指出的是，对于本领域的普通技术人员来说，在不脱离本申请构思的前提下，还可以做出若干变形和改进，这些都属于本申请的保护范围。因此，本申请专利的保护范围应以所附权利要求为准。
Claims (8)
1.一种骶神经刺激系统，其特征在于，包括：
信号采集装置(10)，获取测试信号；
运算控制装置(20)，与所述信号采集装置(10)电连接，用于存储所述测试信号，并用于对所述测试信号分析之后，生成所述骶神经刺激系统(100)的期望配置参数；
脉冲输出装置(30)，与所述运算控制装置(20)电连接，用于输出所述骶神经刺激系统(100)的期望配置参数；以及
输出反馈装置(40)，与所述运算控制装置(20)电连接，用于向所述运算控制装置(20)反馈所述骶神经刺激系统(100)的期望配置参数作用后的反馈信号，所述反馈信号的种类与所述测试信号的种类相同，所述期望配置参数为所述反馈信号的期望值；
所述信号采集装置(10)包括：第一信号采集器(11)、第二信号采集器(12)和第三信号采集器(13)；
所述第一信号采集器(11)，与所述运算控制装置(20)电连接，用于获取自主神经系统中的交感神经电信号和副交感神经电信号作为第一测试信号；
所述第二信号采集器(12)，与所述运算控制装置(20)电连接，用于获取胃肠道或盆底其他脏器的炎症因子释放值的电信号作为第二测试信号；以及
所述第三信号采集器(13)，与所述运算控制装置(20)电连接，用于获取胃肠道或者盆底其他脏器的双电极阻抗值或电感值作为第三测试信号。
2.根据权利要求1所述的骶神经刺激系统，其特征在于，所述运算控制装置(20)包括：
脉冲输出控制器(21)，与所述信号采集装置(10)电连接，用于根据所述信号采集装置(10)采集的测试信号以及所述测试信号的预设阈值，确定所述脉冲输出装置(30)的开启或关闭；以及
配置参数调节器(22)，与所述脉冲输出控制器(21)和所述输出反馈装置(40)分别电连接，用于根据所述信号采集装置(10)采集的测试信号、所述测试信号的预设阈值以及所述输出反馈装置(40)反馈的刺激效果调整所述骶神经刺激系统(100)的期望配置参数。
3.根据权利要求2所述的骶神经刺激系统，其特征在于，所述骶神经刺激系统(100)还包括：
控制开关电路(50)，分别与所述信号采集装置(10)和所述运算控制装置(20)电连接；所述控制开关电路(50)用于实时控制所述信号采集装置(10)的打开和关闭；以及所述控制开关电路(50)用于控制所述信号采集装置(10)阶段性采集所述测试信号。
4.根据权利要求3所述的骶神经刺激系统，其特征在于，所述脉冲输出装置(30)包括：脉冲输出电路(31)、模拟开关(32)和多个刺激电极(33)；
所述脉冲输出电路(31)与所述运算控制装置(20)电连接；
所述模拟开关(32)与所述脉冲输出电路(31)电连接；所述模拟开关(32)用于实现所述骶神经刺激系统(100)的期望配置参数输出策略的控制；
所述多个刺激电极(33)分别与所述模拟开关(32)电连接，所述模拟开关(32)还用于设置所述多个刺激电极(33)的极性及是否作为输出靶点。
5.一种骶神经刺激系统配置参数的确定方法，其特征在于，采用权利要求1-4中任一项所述的骶神经刺激系统(100)，所述骶神经刺激系统配置参数的确定方法，包括：
获取测试信号，并提供测试信号的预设阈值；
基于所述测试信号的预设阈值对所述测试信号运算分析之后，生成所述骶神经刺激系统(100)的期望配置参数；
获取反馈信号；
基于所述测试信号的预设阈值、所述反馈信号和闭环控制算法，对所述反馈信号运算分析之后，修正所述骶神经刺激系统(100)的期望配置参数，所述期望配置参数为所述反馈信号的期望值。
6.一种骶神经刺激系统配置参数的确定方法，其特征在于，采用权利要求1-4中任一项所述的骶神经刺激系统(100)，所述骶神经刺激系统配置参数的确定方法，包括：
分别获取第一测试信号、第二测试信号和第三测试信号；所述第一测试信号为自主神经系统中的交感神经电信号和副交感神经电信号；所述第二测试信号为胃肠道或盆底其他脏器的炎症因子释放值的电信号；所述第三测试信号为胃肠道或者盆底其他脏器的双电极阻抗值或电感值；
提供所述测试信号的预设阈值，所述测试信号的预设阈值包括：所述第一测试信号的预设阈值、所述第二测试信号的预设阈值和第三测试信号的预设阈值；
基于所述测试信号和所述测试信号的预设阈值进行运算分析之后，生成所述骶神经刺激系统(100)的期望配置参数，所述期望配置参数为所述反馈信号的期望值。
7.根据权利要求6所述的骶神经刺激系统配置参数的确定方法，其特征在于，还包括：
在施加所述骶神经刺激系统(100)的期望配置参数之后，获取反馈信号，所述反馈信号包括第一反馈信号、第二反馈信号和第三反馈信号；所述第一反馈信号为自主神经系统中的交感神经电信号和副交感神经电信号；所述第二反馈信号为胃肠道或盆底其他脏器的炎症因子释放值的电信号；所述第三反馈信号为胃肠道或者盆底其他脏器的双电极阻抗值或电感值；
基于所述测试信号的预设阈值、所述反馈信号和闭环控制算法，对所述反馈信号运算分析之后，修正所述骶神经刺激系统(100)的期望配置参数。
8.根据权利要求7所述的骶神经刺激系统配置参数的确定方法，其特征在于，所述骶神经刺激系统(100)的配置参数包括：刺激电流强度、脉冲频率、脉冲宽度、单次刺激时间和一个刺激周期内的刺激次数；
所述刺激电流强度的范围在0mA-20mA、所述脉冲频率的范围在0Hz-100Hz、所述脉冲宽度的范围在0us-20000us、所述单次刺激时间的范围在0分钟-6小时、所述一个刺激周期内的刺激次数的范围在0次-12次。
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Legal Events
| Date | Code | Title | Description |
|---|---|---|---|
| PB01 | Publication | ||
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| SE01 | Entry into force of request for substantive examination | ||
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| GR01 | Patent grant | ||
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