CN116407758A - 阻抗监控方法、电刺激系统和电脑可读存储媒体 - Google Patents

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Abstract

本发明提供一种阻抗监控方法、电刺激系统和电脑可读存储媒体。阻抗监控方法适用一电刺激装置和一导线，其中电刺激装置存储电刺激装置的阻抗值和导线的阻抗值。阻抗监控方法的步骤包括：借由电刺激装置产生一电刺激信号，并以上述电刺激信号对一目标区域进行电刺激；借由电刺激装置对电刺激信号进行取样以计算电刺激信号对应的总阻抗值；以及根据总阻抗值、电刺激装置的阻抗值和导线的阻抗值，借由电刺激装置计算组织阻抗值，其中上述组织阻抗值用以供计算上述电刺激信号传送至目标区域的一能量值。

Description

阻抗监控方法、电刺激系统和电脑可读存储媒体
技术领域
本发明的实施例主要是有关于一电刺激技术。
背景技术
近年来，有数十种治疗性的神经电刺激装置被发展出来，并且每年至少有数万人接受电刺激装置的植入手术。由于精密制造技术的发展，医疗仪器的尺寸已微小化，并可植入人体的内部，例如，植入式电刺激装置。
植入式电刺激装置在植入人体后，人体组织会渐渐增生包覆植入式电刺激装置，因此组织阻抗可能会改变，因此可能会造成电刺激效果不佳，因此，如何有效监控组织阻抗将是个重要的课题。
发明内容
有鉴于上述先前技术的问题，本发明的实施例提供了一种阻抗监控方法、电刺激系统和电脑可读存储媒体。
根据本发明的一实施例提供了一种阻抗监控方法。上述阻抗监控方法适用一电刺激装置和一导线，其中电刺激装置存储电刺激装置的阻抗值和导线的阻抗值。阻抗监控方法的步骤包括：借由电刺激装置产生一电刺激信号，并以上述电刺激信号对一目标区域进行电刺激；借由电刺激装置对电刺激信号进行取样以计算电刺激信号对应的总阻抗值；以及根据总阻抗值、电刺激装置的阻抗值和导线的阻抗值，借由电刺激装置计算组织阻抗值，其中上述组织阻抗值用以供计算上述电刺激信号传送至目标区域的一能量值。
根据本发明的一实施例提供了一种电刺激系统。上述电刺激系统包括一电刺激装置、一导线和一外部控制装置。电刺激装置分别电性连接外部控制装置及导线。电刺激装置包括一存储单元、一电刺激信号产生电路、一取样模块和一计算模块。存储单元存储电刺激装置的阻抗值和导线的阻抗值，且电刺激装置的阻抗值和导线的阻抗值是在相同的电刺激信号的频率所获得。电刺激信号产生电路用以产生一电刺激信号，并以电刺激信号对一目标区域进行电刺激。取样模块对电刺激信号进行取样。计算模块根据取样的电刺激信号，计算电刺激信号对应的一总阻抗值，以及根据上述总阻抗值、上述电刺激装置的阻抗值和上述导线的阻抗值，计算一组织阻抗值，其中组织阻抗值用以供计算电刺激信号传送至目标区域的能量值。外部控制装置，从电刺激装置取得组织阻抗值，以及判断组织阻抗值是否在一既定范围内。
根据本发明的一实施例提供了一种电脑可读存储媒体。上述电脑可读存储媒体存储一或多个指令，并一电刺激装置和一外部控制装置配合。电刺激装置存储电刺激装置的阻抗值和导线的阻抗值。当上述或上述多个指令由上述电刺激装置或上述外部控制装置所执行时，上述电刺激装置或上述外部控制装置执行多个步骤。上述步骤包括：借由上述电刺激装置产生一电刺激信号，并以电刺激信号对一目标区域进行电刺激；借由上述电刺激装置对上述电刺激信号进行取样，以计算上述电刺激信号对应的一总阻抗值；以及根据上述总阻抗值、上述电刺激装置的阻抗值和上述导线的阻抗值，计算一组织阻抗值，其中组织阻抗值用以供计算电刺激信号传送至目标区域的一能量值。
于本发明其他附加的特征与优点，此领域的熟习技术人士，在不脱离本发明的精神和范围内，当可根据本案实施方法中所公开的阻抗监控方法、电刺激系统和电脑可读存储媒体，做些许的更动与润饰而得到。
附图说明
图1是显示根据本发明的一实施例所述的一电刺激装置的方框图。
图2A是根据本发明的一实施例所述的一电刺激装置的示意图。
图2B是根据本发明的另一实施例所述的一电刺激装置的示意图。
图3为根据本发明的一实施例的电刺激装置的电刺激信号波形图。
图4是根据本发明的一实施例所述的一电刺激装置的细部示意图。
图5A是根据本发明的一实施例所述的一第一组预设目标能量值。
图5B是根据本发明的另一实施例所述的一第二组预设目标能量值。
图6是根据本发明一实施例所述的控制单元的方框图。
图7是显示根据本发明的一实施例所述的一阻抗补偿装置的方框图。
图8A是显示根据本发明的一实施例所述的一阻抗补偿模型的示意图。
图8B是显示根据本发明的另一实施例所述的一阻抗补偿模型的示意图。
图9是根据本发明的一实施例所述的阻抗监控方法的流程图。
图10是根据本发明的另一实施例所述的阻抗监控方法的流程图1000。
图11是根据本发明的一实施例所述的电刺激信号处理方法的流程图1100。
图12是根据本发明的一实施例所述的更新输出用组织阻抗平均值方法的流程图1200。
图13是根据本发明的一实施例所述的调整输出电流方法的流程图1300。
其中，附图标记说明如下：
100：电刺激装置
110：电源管理电路
120：电刺激信号产生电路
121：可变电阻
122：波形产生器
123：差分放大器
124：通道开关电路
125：第一电阻
126：第二电阻
130：测量电路
131：电流测量电路
132：电压测量电路
140：控制单元
141：取样模块
142：快速傅立叶转换运算模块
143：判断模块
144：计算模块
150：通信电路
160：存储单元
200：外部控制装置
210、L：导线
211：一端
212：另一端
221，222，321，322：电极
700：阻抗补偿装置
710：测量电路
900、1000、1100、1200、1300：流程图
S910～S970、S1010～S1070、S1110～1140、S1210～S1250、S1310～S1350：步骤
Tp：脉冲周期时间
Td：持续时间
Ts：电刺激信号周期时间
ZLoad：组织阻抗值
ZTotal：总阻抗值
ZInner：电刺激装置阻抗值
ZLead：导线阻抗值
具体实施方式
本章节所叙述的是实施本发明的较佳方式，目的在于说明本发明的精神而非用以限定本发明的保护范围，本发明的保护范围当视后附的权利要求所界定者为准。
图1是显示根据本发明的一实施例所述的一电刺激装置100的方框图。如图1所示，电刺激装置100至少可包括一电源管理电路110、一电刺激信号产生电路120、一测量电路130、一控制单元140、一通信电路150以及一存储单元160。请注意，在图1中所示的方框图，仅是为了方便说明本发明的实施例，但本发明并不以图1为限。电刺激装置100亦可包含其他元件。
根据本发明的一实施例，电刺激装置100可电性耦接至一外部控制装置200。外部控制装置200可具有一操作界面。根据使用者在操作界面的操作，外部控制装置200可产生要传送给电刺激装置100的指令或信号，并经由一有线通信的方式(例如：一传输线)传送指令或信号给电刺激装置100。
此外，根据本发明的另一实施例，外部控制装置200亦可经由一无线通信的方式，例如：蓝牙、Wi-Fi或近场通信(Near Field Communication,NFC)，但本发明不以此为限，以传送指令或信号给电刺激装置100。
根据本发明的实施例，电刺激装置100可是一植入式电刺激装置、具有植入体内的导线的一外部电刺激装置，或是一经皮式电刺激装置(transcutaneous electrical-stimulation device,TENS)。根据本发明的一实施例，当电刺激装置100是非植入式电刺激装置(例如：外部电刺激装置或经皮式电刺激装置)时，电刺激装置100可和外部控制装置200整合成一装置。根据本发明的一实施例，电刺激装置100可是具有电池的电刺激装置，或是由外部控制装置200无线传输电力的电刺激装置。根据本发明一实施例，在一试用阶段(trial phase)，电刺激装置100是具有植入体内的导线的一外部电刺激装置，导线上具有电极，外部电刺激装置发出电刺激信号经由导线上的电极至对应的目标区域。在试用阶段，当导线具有电极的一端植入人体后，另一端则与外部控制装置200连结，且外部电刺激装置可发出电刺激信号，以评估治疗是否有效，也可确认导线功能是否正常及导线植入位置是否正确。在试用阶段时，外部控制装置200会先与外部电刺激装置(即非植入式电刺激装置)进行无线配对，在人体植入导线后，外部电刺激装置(即非植入式电刺激装置)连接导线，以外部控制装置200无线控制外部电刺激装置(即非植入式电刺激装置)进行对人体的电刺激。根据本发明一实施例，若试用阶段的评估有效，则可进行一永久植入阶段(permanentimplantation phase)。在永久植入阶段，电刺激装置100可和导线一起植入人体中，电刺激装置100发出电刺激信号经由导线上的电极传送至对应的目标区域。当外部控制装置200要进入永久植入阶段时，使用者或医生需以一张阶段转换卡(phase change card)先让外部控制装置200感应，经由近场无线通信的方式将外部控制装置200的使用状态从试用阶段改为永久植入阶段，并且，外部控制装置200可根据既定电刺激位准，从第一目标能量值组中，选取一上限目标能量值和一下限目标能量值。接着，外部控制装置200可根据上限目标能量值和下限目标能量值，产生第二目标能量值组(稍后将有进一步说明)。此外，在进行永久植入手术前或永久植入阶段，外部控制装置200与植入式电刺激装置会先进行无线配对，且外部电刺激装置(即非植入式电刺激装置)会被移除，并将电刺激装置100(即植入式电刺激装置)连接导线植入人体内。
根据本发明的实施例，电源管理电路110是用以提供电源给电刺激装置100内部的元件和电路。电源管理电路110提供的电源可是来自内建的可充电电池或是外部控制装置200，但本发明不以此为限。外部控制装置200可借由一无线供电技术将电源提供给电源管理电路110。电源管理电路110可根据外部控制装置200的指令被启动或关闭。根据本发明一实施例，电源管理电路110可包括一开关电路(图未显示)。开关电路可根据外部控制装置200的指令被导通或关闭，以启动或关闭电源管理电路110。
根据本发明的实施例，电刺激信号产生电路120是用以产生电刺激信号。电刺激装置100可将产生的电刺激信号经由至少一导线传送到导线上的电极，以对使用者(人、动物)或者病患身体的一目标区域进行电刺激，目标区域例如为脊髓、脊髓神经(spinal nerve)、背根神经节(dorsal root ganglia,DRG)、脑神经(cranial nerve)、迷走神经(vagusnerve)、三叉神经(trigeminal nerve)、侧隐窝(lateral recess)或周边神经(peripheralnerve)，但本发明不以此为限。关于电刺激信号产生电路120的细部构造会以图4来做说明。
图2A是根据本发明的一实施例所述的一电刺激装置100的示意图。如图2A所示，电刺激信号可以输出至导线210，使得电刺激信号可经由导线210的一端211传输至导线210的另一端212(电极221或电极222)，以在目标区域进行电刺激的操作。在本发明的一实施例中，电刺激装置100与导线210是可分离式地彼此电性连接，但本发明不以为限，比如电刺激装置100与导线210可为一体成型的装置。
图2B是根据本发明的另一实施例所述的一电刺激装置100的示意图。如图2B所示，电极321及电极322可以直接设置在电刺激装置100的其中一面。电刺激信号可传输至电极321或电极322，以在目标区域进行电刺激的操作。也就是说，在此实施例中，电刺激装置100不需要经由导线将电刺激信号传送电极321及电极322。
图3为依据本发明的一实施例的电刺激装置的电刺激信号波形图。如图3所示，根据本发明一实施例，上述电刺激信号可以是脉冲射频(pulsed radio-frequency,PRF)信号(或简称脉冲信号)、连续正弦波、或连续三角波等，但本发明实施例不限于此。另外，当电刺激信号为脉冲交流信号时，一个脉冲周期时间(pulse cycle time)Tp包括一个脉冲信号以及至少一段休息的时间，而一个脉冲周期时间Tp为脉冲重复频率(pulse repetitionfrequency)的倒数。脉冲重复频率范围(也可简称为脉冲频率范围)例如介于0～1KHz，优选介于1～100Hz，而本实施例的电刺激信号的脉冲重复频率例如为2Hz。另外，一个脉冲周期时间中一个脉冲的持续时间(duration time)Td(即脉冲宽度)例如介于1～250毫秒(milliseconds)，优选介于为10～100ms，而本实施例的持续时间Td以25ms为例说明。在本实施例中，电刺激信号的频率为500KHz，换言之，电刺激信号周期时间Ts为约2微秒(μs)。此外，上述电刺激信号的频率即为图3的每个脉冲交流信号里的脉冲内频率(intra-pulsefrequency)。在一些实施例中，上述电刺激信号的脉冲内频率范围例如为1KHz至1000KHz的范围。须注意的是，在本发明的各实施例中，若仅叙述电刺激信号的频率，则皆是指电刺激信号的脉冲内频率。进一步来说，电刺激信号的脉冲内频率范围例如为200KHz至800KHz的范围。更进一步来说，电刺激信号的脉冲内频率范围例如为480KHz至520KHz的范围。更进一步来说，电刺激信号的脉冲内频率例如为500KHz。上述电刺激信号的电压范围可介于-25V～+25V。进一步来说，上述电刺激信号的电压更可介于-20V～+20V。上述电刺激信号的电流范围可介于0～60mA。进一步来说，上述电刺激信号的电流范围更可介于0～50mA。
根据本发明的一实施例，使用者可在觉得有需要时(比如症状变严重或未缓解)才操作电刺激装置100进行电刺激。电刺激装置100对目标区域进行一次电刺激后，电刺激装置100必须等待一限制时间过后，才能再对目标区域进行下一次电刺激。举例来说，电刺激装置100进行完一次电刺激后，电刺激装置100必须等待30分钟(即限制时间)，才能再对目标区域进行下一次电刺激，但本发明不以此为限，限制时间亦可为45分钟、1小时、4小时或24小时内的任意时间间隔。
根据本发明的实施例，测量电路130可根据电刺激信号产生电路120所产生的电刺激信号，去测量电刺激信号的电压值和电流值。此外，测量电路130可去测量使用者或者病患身体的目标区域的组织上的电压值和电流值。根据本发明一实施例，测量电路130可根据控制单元140的指示，调整电刺激信号的电流和电压。关于测量电路130的细部构造下面会以图4来做说明。
根据本发明的实施例，控制单元140可是一控制器、一微控制器(microcontroller)或一处理器，但本发明不以此为限。控制单元140可用以控制电刺激信号产生电路120和测量电路130。关于控制单元140的操作下面会以图4来做说明。
根据本发明的实施例，通信电路150可用以和外部控制装置200进行通信。通信电路150可将从外部控制装置200接收到的指令或信号传送给控制单元140，以及将电刺激装置100所测量到的数据传送给外部控制装置200。根据本发明的实施例，通信电路150可是以一无线或一有线的通信方式和外部控制装置200进行通信。
根据本发明的一实施例，当在进行电刺激时，电刺激装置100所有电极都会被激活(activated或enable)。因此，使用者将不需要选择导线上的哪些电极需要被激活，以及不需要选择哪个激活电极是负极性或正极性。举例来说，若电刺激装置100配置了8个电极，此8个电极可是4个正极和4个负极交错排列。
相较于传统的电刺激为低频(例如10KHz)的脉冲信号时，容易造成使用者的刺痛感或感觉异常(paresthesia)造成使用者不适，在本发明的一实施例，电刺激信号为高频(例如500KHz)的脉冲信号，因此不会造成使用者的感觉异常，或仅造成极轻微的感觉异常。
根据本发明的实施例，存储单元160可是一易失性存储器(volatile memory)(例如：随机存取存储器(Random Access Memory,RAM))，或一非易失性存储器(Non-volatilememory)(例如：快闪存储器(flash memory)、只读存储器(Read Only Memory,ROM))、一硬盘或上述装置的组合。存储单元160可用以存储要进行电刺激所需的文件和数据。根据本发明一实施例，存储单元160可用以存储外部控制装置200所提供的查找表的相关信息。
图4是根据本发明的一实施例所述的一电刺激装置100的示意图。如图4所示，电刺激信号产生电路120可包含一可变电阻121、一波形产生器122、一差分放大器123、一通道开关电路124、第一电阻125和一第二电阻126。测量电路130可包含一电流测量电路131和一电压测量电路132。请注意，在图4中所示的示意图，仅是为了方便说明本发明的实施例，但本发明并不以图4为限。电刺激装置100亦可包含其他元件，或是包含其他等效的电路。
如图4所示，根据本发明的实施例，可变电阻121可耦接至控制单元140的一序列周边接口(Serial Peripheral Interface，SPI)(图未显示)。控制单元140可经由序列周边接口传送指令给可变电阻121，来调整可变电阻121的电阻值，以调整所要输出的电刺激信号的大小。波形产生器122可耦接至控制单元140的一脉冲宽度调制(Pulse WidthModulation，PWM)信号产生器(图未显示)。脉冲宽度调制信号产生器可产生方波信号，并将方波信号传送给波形产生器122。波形产生器122接收到脉冲宽度调制信号产生器所产生的方波信号后，会将方波信号转换为正弦波信号，并将正弦波信号传送给差分放大器123。差分放大器123可将正弦波信号转换为差分信号(即输出的电刺激信号)，并经由第一电阻125和第二电阻126将差分信号传送给通道开关电路124。通道开关电路124可根据控制单元140的指令，依序经由导线L将差分信号(即输出的电刺激信号)传送给每一通道所对应的电极。
如图4所示，根据本发明的实施例，电流测量电路131和电压测量电路132可耦接至差分放大器123，以取得差分信号(即输出的电刺激信号)的电流值和电压值。此外，电流测量电路131和电压测量电路132可用以测量使用者或者病患身体的目标区域的组织上的电压值和电流值。此外，电流测量电路131和电压测量电路132可耦接控制单元140的输入/输出(I/O)接口(图未显示)，以接收来自控制单元140的指令。根据控制单元140的指令，电流测量电路131和电压测量电路132可将电刺激信号的电流和电压调整为控制单元140适合处理的电流值和电压值。举例来说，若电压测量电路132测量到的电压值是±10V，且控制单元140适合处理的电压值是0～3伏特，电压测量电路132可根据控制单元140的指令，先将电压值缩小成±1.5伏特，接着再将电压值抬升到0～3伏特。
电流测量电路131和电压测量电路132调整完电流值和电压值后，电流测量电路131和电压测量电路132会将调整后的电刺激信号传送给控制单元140的模拟转数字转换器(analog-to-digital convertor，ADC)(图未显示)。模拟转数字转换器会对电刺激信号进行取样，以提供控制单元140进行后续的运算和分析。
根据本发明一实施例，当要对一病患的身上的一目标区域进行电刺激时，使用者(可是医疗人员或是患者自己)可在外部控制装置200的操作界面上从多个电刺激位准(level)中选取一电刺激位准。在本发明的实施例中，不同的电刺激位准可对应不同的目标能量值。目标能量值可是一组预设的能量值。当使用者选取一电刺激位准时，电刺激装置100可根据医师或使用者所选取的电刺激位准所对应的目标能量值，得知要提供多少毫焦耳的能量至目标区域，以进行电刺激。根据本发明的实施例，在测试阶段(trial phase)时，多个电刺激位准所对应的多个目标能量值可视为第一组预设目标能量值。根据本发明的实施例，第一组预设目标能量值(即多个目标能量值)可是一线性数列、一等差数列或一等比序列，但本发明不以此为限。
根据本发明一实施例，在试用阶段时，外部控制装置200可具有一第一查找表(look-up table)。在此实施例中，第一查找表中可记录每一电刺激位准和其对应的目标能量值。因此，根据使用者所选取的电刺激位准，外部控制装置200可查询第一查找表，从第一目标能量值组中，取得使用者所选取的电刺激位准所对应的目标能量值。取得使用者所选取的电刺激位准所对应的目标能量值后，外部控制装置200会将目标能量值传送给电刺激装置100。电刺激装置100即可根据该目标能量值，对目标区域进行电刺激。
根据本发明另一实施例，电刺激装置100可内建第一查找表(例如：存储在存储单元160的第一查找表)。在此实施例中，第一查找表中可记录每一电刺激位准和其对应的目标能量值。当使用者从外部控制装置200选取一电刺激位准后，外部控制装置200会传送一指令告知电刺激装置100的控制单元140使用者所选取的电刺激位准。接着，控制单元140可自行根据内建的第一查找表，从第一目标能量值组中，选取使用者所选取的电刺激位准所对应的目标能量值。取得目标能量值后，电刺激装置100即可根据选取的目标能量值，对目标区域进行电刺激，直到对应的第一目标能量值已传至目标区域后，才停止该次电刺激，即完成一次电刺激的疗程。
根据本发明另一实施例，通信电路150可先从外部控制装置200取得使用者所选取的电刺激位准和第一查找表。在此实施例中，第一查找表中可记录电刺激位准和其对应的目标能量值。接着，控制单元140再根据从外部控制装置200取得的使用者所选取的电刺激位准和第一查找表，从第一目标能量值组中，选取使用者所选取的电刺激位准所对应的目标能量值。取得目标能量值后，电刺激装置100即可根据选取的目标能量值，对目标区域进行电刺激。
根据本发明的实施例，使用者可先从最低的电刺激位准(对应第一目标能量值组中最小的目标能量值)开始选取，并于完成电刺激并结束限制时间后，选择第一目标能量值组中的下一个目标能量值。直到使用者找到在进行电刺激时，觉得较喜爱或较有疗效的目标能量值，即可将此目标能量值视为一既定目标能量值，以及将既定目标能量值对应的电刺激位准视为一既定电刺激位准。
根据本发明一实施例，在永久植入阶段，外部控制装置200(例如：外部控制装置200的一控制器)可根据既定电刺激位准，从第一目标能量值组中，选取一上限目标能量值和一下限目标能量值。接着，外部控制装置200(例如：外部控制装置200的一控制器)可根据上限目标能量值和下限目标能量值，产生第二目标能量值组。在此实施例中，外部控制装置200(例如：外部控制装置200的一控制器)会根据第二目标能量值组中的每一目标能量值所对应的电刺激位准，产生一第二查找表。外部控制装置200会将第二查找表或其相关的参数信息传送给电刺激装置100。当使用者操作外部控制装置200时，电刺激装置100即可根据第二查找表或其相关的参数信息，进行电刺激的操作。根据本发明一实施例，在试用阶段，是以外部电刺激装置(即非植入式电刺激装置)根据使用者选择第一查找表的一第一目标能量值组对人体进行电刺激；在永久植入阶段，是以电刺激装置100(即植入式电刺激装置)根据使用者选择第二查找表的一第二目标能量值组对人体进行电刺激。在本发明的一实施例中，电刺激装置100对目标区域进行电刺激，直到对应的第二目标能量值已传至目标区域后，才停止该次电刺激，即完成一次电刺激的疗程。。
根据本发明另一实施例，在永久植入阶段，电刺激装置100可根据既定电刺激位准，从第一目标能量值组中，选取一上限目标能量值和一下限目标能量值。接着，电刺激装置100可根据上限目标能量值和下限目标能量值，产生第二目标能量值组。在此实施例中，电刺激装置100会根据第二目标能量值组和第二目标能量值组中的每一目标能量值所对应的电刺激位准，产生一第二查找表。电刺激装置100会将第二查找表或其相关的参数信息传送给外部控制装置200。当使用者操作外部控制装置200时，电刺激装置100即可根据第二查找表或其相关的参数信息，进行电刺激的操作。
根据本发明的实施例，第二目标能量值组可是一线性数列、一等差数列或一等比序列，但本发明不以此为限。根据本发明一实施例，第一目标能量值组所包含的目标能量值的数量可和第二目标能量值组所包含的目标能量值的数量相同。根据本发明另一实施例，第一目标能量值组所包含的目标能量值的数量可和第二目标能量值组所包含的目标能量值的数量不同。
图5A是根据本发明一实施例所述的一第一目标能量值组。图5B是根据本发明一实施例所述的一第二目标能量值组。注意地是，图5A和图5B仅是用以说明本发明的一实施例，但本发明不以图5A和图5B所示的第一目标能量值组和第二目标能量值组为限。
如图5A所示，第一查找表中会存储有各电刺激位准与各第一目标能量的对应关系，第一目标能量值组可包含目标能量值X1～X10。电刺激位准Level 1(L1)～Level 10(L10)分别对应目标能量值X1～X10，而目标能量值是单位为毫焦耳(milli-Joule)的能量值。除了对应目标能量值之外，电刺激位准L1～L10还可以对应不同的电流值或电压值。在此实施例中，在试用阶段时，当使用者所选取的既定电刺激位准是L6(即对应的既定目标能量值是X6)，则预设的上限目标能量值是X8且下限目标能量值是X5。其中，上限目标能量值X8和既定目标能量值X6之间间隔一个目标能量值，且下限目标能量值X5和既定目标能量值X6之间并无间隔目标能量值。
在永久植入阶段，电刺激装置100或外部控制装置200在取得上限目标能量值X8和下限目标能量值X5后，即可根据上限目标能量值X8和下限目标能量X5，产生第二目标能量值组。如图5B所示，第二目标能量值组可包含目标能量值Y1～Y8，且目标能量值Y1～Y8分别对应外部控制装置200的电刺激位准L1～L8。此外，在此实施例中，第二目标能量值组的最小目标能量值Y1会对应下限目标能量值X5，且最大目标能量值Y8会对应上限目标能量值X8。在永久植入阶段，电刺激装置100和外部控制装置200可根据第二目标能量值组，来进行电刺激的操作。
根据本发明的实施例，对应试用阶段中的一既定的电刺激位准时，第一目标能量值中会包含一上限目标能量值和一下限目标能量值，其中上限目标能量值和下限目标能量值会被带入至永久植入阶段，上限目标能量值会是第二目标能量值组中最大的目标能量值，且下限目标能量值会是第二目标能量值组中最小的目标能量值(如图5B所示)。如此，可以确保使用者可以在选定的既定电刺激位准附近的能量强度，来进行永久植入阶段的电刺激，故会更加安全。
根据本发明的一实施例，上限目标能量值和既定目标能量值间隔了第一数量的目标能量值，且下限目标能量值和既定目标能量值间隔了第二数量的目标能量值。根据本发明的一实施例，第一数量(例如2)会大于第二数量(例如1)(如图5A所示)。根据本发明的另一实施例，第一数量可和第二数量相同。
根据本发明的一实施例，既定目标能量值不会包含在第二目标能量值组中(如图5B所示)。根据本发明的另一实施例，既定目标能量值可包含在第二目标能量值组中。
根据本发明一实施例，在试用阶段和永久植入阶段，可再各分为非电刺激阶段及电刺激阶段，即试用阶段包括非电刺激阶段及电刺激阶段，永久植入阶段也包括非电刺激阶段及电刺激阶段，非电刺激阶段是指电刺激装置100和外部控制装置200刚开机连线时，或电刺激装置100和外部控制装置200连线后，使用者尚未启动电刺激时的同步过程；电刺激阶段是指电刺激装置100已开始提供电刺激的疗程。须注意的是，之后说明如何计算组织阻抗值的方法皆适用在试用阶段或永久植入阶段。
根据本发明一实施例，当电刺激装置100对目标区域进行电刺激前，电刺激装置100的控制单元140会判断电刺激信号产生电路120所产生的电刺激信号的信号品质是否符合一临界值标准。底下将会有更详细的说明。
图6是根据本发明一实施例所述的控制单元140的方框图。如图6所示，控制单元140可包括一取样模块141、一快速傅立叶转换运算模块142、一判断模块143和一计算模块144。须注意地是，在图6中所示的方框图，仅是为了方便说明本发明的实施例，但本发明并不以图6为限。控制单元140亦可包含其他元件。在本发明的实施例中，取样模块141、快速傅立叶转换运算模块142、判断模块143和计算模块144可以硬件或软件实现。此外，根据本发明另一实施例，取样模块141、快速傅立叶转换运算模块142、判断模块143和计算模块144亦可独立在控制单元140之外。
根据本发明一实施例，当电刺激装置100的控制单元140会判断电刺激信号产生电路120所产生的电刺激信号的信号品质是否符合一临界值标准时，取样模块141会先对刺激信号产生电路120所产生的电刺激信号进行取样并传送到快速傅立叶转换运算模块142，以进行一快速傅立叶转换运算。更明确来说，取样模块141会对电刺激信号的电压信号进行取样，且快速傅立叶转换运算模块142会对取样的电压信号进行快速傅立叶转换运算。此外，取样模块141会对电刺激信号的电流信号进行取样，且快速傅立叶转换运算模块142对取样的电流信号进行快速傅立叶转换运算。在本发明的实施例中，取样模块141是在取样周期内对电刺激信号进行取样，取样周期是表示在每一持续时间Td所包含的脉冲中取一段时间的电压信号及电流信号进行取样，即对电刺激信号进行取样即表示对脉冲信号进行取样。根据本发明一实施例，取样模块141是先对电刺激信号的电压信号进行取样(例如取512个点)，再对电刺激信号的电流信号进行取样(例如取512个点)，但本发明不以此取样数或取样顺序为限。
在本发明的一实施例中，取样模块141是对多个脉冲信号内各脉冲信号取样。在本发明的另一实施例中，取样模块141是对多个脉冲信号至少其中之一进行取样，举例来说，每二个脉冲信号中，取样模块141仅取样一个脉冲信号，或是每三个脉冲信号中，取样模块141是仅取样一个脉冲信号。在本发明的一实施例中，未被取样的脉冲信号，可套用相邻有取样的脉冲信号的数据，但本发明不以此为限。换句话说，本发明的一实施例中，在一次电刺激的疗程中(即完成传送第一目标能量值或第二目标能量值至目标区域)，取样模块141可对多个脉冲信号至少其中之一进行取样一次或是多次，以获得对应的一组织阻抗值或多个组织阻抗值。
判断模块143会去判断经过快速傅立叶转换运算后的电刺激信号的信号品质是否符合临界值标准。更明确来说，判断模块143会去判断经过快速傅立叶转换运算后的电压信号的一第一频率和经过快速傅立叶转换运算后的电流信号的一第二频率是否符合一既定频率，以判断电刺激信号的信号品质是否符合临界值标准。也就是说，当经过快速傅立叶转换运算后的电压信号的第一频率和经过快速傅立叶转换运算后的电流信号的第二频率符合既定频率时，判断模块143会判断电刺激信号的信号品质是符合临界值标准，以及当经过快速傅立叶转换运算后的电压信号的第一频率和经过快速傅立叶转换运算后的电流信号的第二频率不符合既定频率时，判断模块143会判断电刺激信号的信号品质不符合临界值标准。根据本发明一实施例，既定频率可介于1K至1M赫兹。根据本发明另一实施例，既定频率可介于480K至520K赫兹。
根据本发明一实施例，在非电刺激阶段时当第一频率和第二频率至少其中之一不符合上述既定频率时，判断模块143会判断电刺激信号对应的一电压值是否大于或等于一第一既定电压值(例如：2伏特)。若电压值小于第一既定电压值，判断模块143会将电刺激信号的电压值提高一设定值，并再重新对电刺激信号进行取样。若电压值大于或等于第一既定电压值，判断模块143会回报外部控制装置200无法计算出组织阻抗值。根据本发明一实施例，设定值可介于0.1至0.4伏特间的一定值，第一既定电压值可介于为1至4伏特间的一定值，但本发明不以此为限。根据本发明一实施例，电刺激信号的一初始电压值亦为0.1～0.4伏特间的一定值。在此实施例中，当第一频率或第二频率不符合上述既定频率时，判断模块143亦可先将一计数器的一数值加一，并判断计数器的数值是否等于一既定计数值。当计数器的数值等于既定计数值，判断模块143会回报外部控制装置200无法计算出组织阻抗值。当计数器的数值小于既定计数值，判断模块143才会判断电刺激信号对应的一电压值是否大于或等于一第一既定电压值。若计数器的数值到达既定计数值前，第一频率和第二频率有一次皆符合既定频率时，则计数器归零。根据本发明一实施例，既定计数值可介于10至30次中的任一值。
根据本发明一实施例，在非电刺激阶段时，当第一频率或第二频率不符合上述既定频率时，判断模块143会判断取样的电刺激信号对应的一平均电流值是否大于或等于一既定电流值(例如：2mA)。若平均电流值小于既定电流值，判断模块143会将电刺激信号的电压值提高一设定值。若平均电流值大于或等于既定电流值，判断模块143才会进行后续电刺激信号的运算。根据本发明一实施例，设定值可介于0.1至0.4伏特间的一定值，第一既定电压值可介于为1至4伏特间的一定值，但本发明不以此为限。根据本发明一实施例，电刺激信号的一初始电压值亦为0.1～0.4伏特间的一定值。
根据本发明一实施例，在电刺激阶段时，当第一频率和第二频率至少其中之一不符合既定频率时，判断模块143会重新对电刺激信号进行取样，且不采用此次取样的电刺激信号，或者外部控制装置200可根据判断模块143的判断结果得知不采用此次取样的电刺激信号。在此实施例中，当第一频率和第二频率至少其中之一不符合既定频率时，判断模块143可采用前次符合临界值标准的电刺激信号，进行后续电刺激的操作，或外部控制装置200可根据判断模块143的判断结果，采用前次符合临界值标准的电刺激信号，进行后续电刺激的操作。
根据本发明一实施例，当判断模块143判断电刺激信号的信号品质是符合临界值标准时，计算模块144会去计算取样的电刺激信号对应的一阻抗值(即一组织阻抗值)，以对一目标区域进行电刺激。底下将有更详细的说明。
根据本发明一实施例，当判断模块143判断电刺激信号的信号品质是符合临界值标准时，计算模块144会在每一取样周期中取出对应一最大电压值的一第一电压取样点和对应一最小电压值的一第二电压取样点，且将最大电压值和最小电压值相减除以2，以产生一平均电压值，如此可消除背景值；须注意的是，如前所述，电压测量电路132可根据控制单元140的指令将电压值抬升为正值，以利控制单元140处理。此外，当判断模块143判断电刺激信号的信号品质是符合临界值标准时，计算模块144会在每一取样周期中，取出对应一最大电流值的一第一电流取样点和对应一最小电流值的一第二电流取样点，且将最大电流值和最小电流值相减除以2，以产生一平均电流值和消除背景值。取得平均电压值和平均电流值后，计算模块144会根据平均电压值和平均电流值，取得上述一总阻抗值，以及根据总阻抗值，计算组织阻抗值。关于如何根据总阻抗值，计算组织阻抗值底下将有更详细的说明。根据本发明另一实施例，若背景值为0，计算模块144可将最大电压值和最小电压值相加除以2，以产生平均电压值，以及将最大电流值和最小电流值相加除以2，以产生平均电压值。
根据本发明另一实施例，当判断模块143判断电刺激信号的信号品质是符合临界值标准时，取样模块141会对电刺激信号的电压信号的所有的波峰和波谷进行取样，且计算模块144会根据所有电压取样点的数值，产生一平均电压值。举例来说，计算模块144可将每一取样周期所取出的电压信号的512个取样点中所包含的波峰和波谷值进行平均，以产生平均电压值。此外，取样模块141会对电刺激信号的电流信号的所有的波峰和波谷进行取样，且计算模块144会根据所有电流取样点的数值，产生一平均电流值。举例来说，计算模块144可将每一取样周期所取出的电流信号的512个取样点中所包含的波峰和波谷值进行平均，以产生平均电流值。接着，计算模块144会根据平均电压值和平均电流值，取得一总阻抗值，以及根据总阻抗值，计算组织阻抗值。关于如何根据总阻抗值，计算组织阻抗值底下将有更详细的说明。
根据本发明一实施例，当电刺激装置100对目标区域进行电刺激前，例如在非电刺激阶段时，电刺激装置100会去计算目标区域的一组织阻抗值。根据本发明一实施例，如图2A所示的电刺激装置100，电刺激装置100可根据导线的阻抗值和电刺激装置100自身的阻抗值，去计算组织阻抗值。根据本发明另一实施例，如图2B所示的电刺激装置100，电刺激装置100可根据电刺激装置100自身的阻抗值，去计算组织阻抗值。底下将有更详细的说明。
图7是显示根据本发明的一实施例所述的一阻抗补偿装置700的方框图。如图7所示，阻抗补偿装置700可包括一测量电路710，但本发明不以此为限。测量电路710可用以测量电刺激装置100的阻抗值ZInner和导线的阻抗值Zlead。根据本发明的一实施例，阻抗补偿装置700(或测量电路710)中亦可包含图4所示的相关电路架构。
根据本发明的一实施例，当测量电路710要测量如图2A所示的电刺激装置100时，测量电路710会先提供一高频环境，此频率与对目标区域进行电刺激的电刺激信号的频率相同，此处以500kHz为例。接着，测量电路710会去测量导线的一电阻值RLead、一电容值CLead和一电感值LLead，并根据测量到的电阻值RLead、电容值CLead和电感值LLead的至少一者，去计算导线于高频信号下的阻抗值ZLead。此外，测量电路710会去测量电刺激装置100的一电阻值RInner、一电容值CInner和一电感值LInner，并根据测量到的电阻值RInner、电容值CInner和电感值LInner的至少一者，去计算电刺激装置100的阻抗值ZInner；在本发明的一实施例，可不用测量电刺激装置100的电感值LInner。测量电路710会将计算出的导线的阻抗值ZLead和电刺激装置100的阻抗值ZInner，写入电刺激装置100的固件中。
当电刺激装置100要计算目标区域的组织阻抗值ZLoad时，电刺激装置100可将测量到的总阻抗值ZTotal扣除导线的阻抗值ZLead和电刺激装置100的阻抗值ZInner，以取得目标区域的组织阻抗值ZLoad。如图8A所示的阻抗补偿模型，ZLoad＝ZTotal-ZInner-ZLead，但本发明不以此为限。在本发明的实施例中，总阻抗值ZTotal可是计算模块144根据电流测量电路131所测量到的电流和电压测量电路132所测量到的电压所计算出(即R＝V/I)。由于导线的阻抗值ZLead及电刺激装置100的阻抗值ZInner的计算方式可参考Z＝R+j(XL–XC)。其中R为电阻，XL为感抗，XC为容抗，因此为本领域的技术人员所熟知，故在此不再赘述。
根据本发明的另一实施例，当测量电路710要测量如图2B所示的电刺激装置100时，测量电路710会先提供一高频环境。测量电路710会去测量电刺激装置100的一电阻值RInner、一电容值CInner和一电感值LInner，并根据测量到的电阻值RInner、电容值CInner和电感值LInner的至少一者，去计算电刺激装置100的阻抗值ZInner；在本发明的一实施例，可不用测量电刺激装置100的电感值LInner。测量电路710会将计算出的电刺激装置100的阻抗值ZInner，写入电刺激装置100的固件中。当电刺激装置100要计算目标区域的组织阻抗值ZLoad时，电刺激装置100可将测量到的总阻抗值ZTotal扣除电刺激装置100的阻抗值ZInner，以取得目标区域的组织阻抗值ZLoad。如图8B所示的阻抗补偿模型，ZLoad＝ZTotal-ZInner，但本发明不以此为限。
根据本发明的一实施例，测量电路710可根据电刺激装置100所使用的一电刺激频率，来模拟一高频环境。根据本发明的一实施例，测量电路710所提供的高频环境的脉冲频率范围可是在1K赫兹至1000K赫兹的范围。根据本发明的一实施例，测量电路710所提供的高频环境的脉冲频率与电刺激信号相同。
根据本发明的一实施例，阻抗补偿装置700可是配置在外部控制装置200中。根据本发明的另一实施例，阻抗补偿装置700可是配置在电刺激装置100中。也就是说，高频环境可是由电刺激装置100或外部控制装置200所提供。此外，根据本发明的另一实施例，阻抗补偿装置700亦可是一独立装置(例如阻抗分析仪)。
根据本发明的一实施例，阻抗补偿装置700可应用在试用阶段(即电刺激装置100是具有植入体内的导线的一外部电刺激装置)。根据本发明的一实施例，阻抗补偿装置700可应用在永久植入阶段(即电刺激装置100是植入式电刺激装置，且电刺激装置100可和导线一起植入人体中)。
根据本发明的一实施例，阻抗补偿装置700可应用在电刺激装置100出产前(例如：实验室或工厂端)。在一实施例，在电刺激装置100出产前，阻抗补偿装置700可先计算出导线的阻抗值ZLead和电刺激装置100的阻抗值ZInner，并将计算出的导线的阻抗值ZLead和电刺激装置100的阻抗值ZInner，写入电刺激装置100的固件中。在另一实施例，在电刺激装置100出产前，阻抗补偿装置700可先计算出电刺激装置100的阻抗值ZInner，并将计算出的电刺激装置100的阻抗值ZInner，写入电刺激装置100的固件中。根据本发明的一实施例，在电刺激阶段和非电刺激阶段，阻抗补偿装置700也可做即时的补偿，即每次发出电刺激信号，皆可测量获得ZInner及ZLead。
根据本发明的一实施例，当电刺激装置100取得组织阻抗值ZLoad后，电刺激装置100会将组织阻抗值ZLoad传送给外部控制装置200。外部控制装置200会去判断组织阻抗值ZLoad是否在一既定范围内。在电刺激阶段，当组织阻抗值ZLoad在既定范围外，外部控制装置200可指示电刺激装置100终止电刺激。在电刺激阶段，当组织阻抗值ZLoad在既定范围内，外部控制装置200可指示电刺激装置100继续电刺激。根据本发明的另一实施例，电刺激装置100亦可自行判断组织阻抗值ZLoad是否在一既定范围内。在电刺激阶段，当组织阻抗值ZLoad在既定范围外，电刺激装置100可指示电刺激装置100终止电刺激。在电刺激阶段，当组织阻抗值ZLoad在既定范围内，外部控制装置200可指示电刺激装置100继续电刺激。根据本发明的一实施例，当组织阻抗值在既定范围外，表示电刺激装置100与导线210为开路；当组织阻抗值在既定范围内，表示电刺激装置100与导线210为正常电性连接。
根据本发明的一实施例，组织阻抗的既定范围的一上限值可是2000欧姆，且组织阻抗的既定范围的一下限值可是70欧姆。
根据本发明的一实施例，当电刺激装置100取得多个组织阻抗值ZLoad(例如：3笔组织阻抗值ZLoad)后，计算模块144会去计算此多个组织阻抗值的一组织阻抗平均值，并将组织阻抗平均值传送给外部控制装置200将。根据本发明的一实施例，电刺激装置100可判断组织阻抗平均值是否大于前次组织阻抗平均值，以及组织阻抗平均值和前次组织阻抗平均值的一差异的绝对值是否大于一第一既定比例(例如：3％、5％或10％)。当组织阻抗平均值大于前次组织阻抗平均值，且组织阻抗平均值和前次组织阻抗平均值的差异大于第一既定比例时，电刺激装置100将组织阻抗平均值和前次组织阻抗平均值作平均，以产生一平均值，并根据此平均值更新为一输出用组织阻抗平均值。当组织阻抗平均值未大于(即等于或小于)前次组织阻抗平均值，或组织阻抗平均值和前次组织阻抗平均值的差异未大于第一既定比例时，电刺激装置100将组织阻抗平均值更新为输出用组织阻抗平均值。
此外，根据本发明一实施例，电刺激装置100可判断输出用组织阻抗平均值和前次输出用组织阻抗平均值的差异的绝对值是否大于一第二既定比例(例如：3％、5％或10％)。当输出用组织阻抗平均值和前次输出用组织阻抗平均值的差异未大于第二既定比例时，外部控制装置200指示电刺激装置100不调整一输出电流，其中输出电流是指电刺激装置100产生的电刺激信号的电流，须注意的是，不同的输出用组织阻抗平均值具有对应不同的输出电流，输出用组织阻抗平均值越高，输出电流也越高；在本发明一实施例中，输出用组织阻抗平均值与输出电流的对应关系可存在第一查找表或第二查找表(图未示)。当输出用组织阻抗平均值和前次输出用组织阻抗平均值的差异大于第二既定比例时，电刺激装置100判断输出用组织阻抗平均值是否小于一既定阻抗值(例如：2000欧姆)。若输出用组织阻抗平均值未小于(即大于或等于)既定阻抗值，电刺激装置100指示电刺激装置100不调整输出电流。若输出用组织阻抗平均值小于既定阻抗值，电刺激装置100根据输出用组织阻抗平均值调整输出电流。
举例来说，当电刺激装置100取得第1至3次的组织阻抗值为290、300、310欧姆，则组织阻抗平均值为300欧姆；当电刺激装置100取得第4至6次的组织阻抗值为270、280、290欧姆，(新的)组织阻抗平均值为280欧姆，此时的组织阻抗平均值(280欧姆)小于前次组织阻抗平均值(300欧姆)，则电刺激装置100将280欧姆更新为输出用组织阻抗平均值；当电刺激装置100取得第7至9次的组织阻抗值为340、350、360欧姆，组织阻抗平均值为350欧姆，此时的组织阻抗平均值(350欧姆)大于前次组织阻抗平均值(280欧姆)，且差异的绝对值大于第一既定比例(例如10％)，则电刺激装置100将此时的组织阻抗平均值(350欧姆)和前次组织阻抗平均值(280欧姆)作平均，以产生平均值(315欧姆)，并根据此平均值更新为输出用组织阻抗平均值；接着，电刺激装置100判断输出用组织阻抗平均值(315欧姆)和前次输出用组织阻抗平均值(280欧姆)的差异的绝对值大于第二既定比例(例如：5％)，则电刺激装置100判断输出用组织阻抗平均值(315欧姆)小于既定阻抗值(例如：2000欧姆)，电刺激装置100根据此时的输出用组织阻抗平均值(315欧姆)调整输出电流。
在本发明的一实施例中，各次获得的组织阻抗、组织阻抗平均值、输出用组织阻抗平均值皆可存在控制单元140的缓冲区或存储单元120的缓冲区，但本发明不以此为限。
根据本发明一实施例，在电刺激阶段时(即电刺激装置100已提供电刺激的治疗时)，为了使测量电路130顺利运行，若电刺激信号的电压都大于一第二既定电压值(例如7.5伏特)，电刺激装置100产生一第一既定数量(例如：13)的电刺激信号，并对第一既定数量的电刺激信号中的一第二既定数量的电刺激信号进行降压操作，即降压至第二既定电压值并采用经过降压操作后的第二既定数量的电刺激信号进行后续组织阻抗值的计算，未降压的电刺激信号不会用来做后续组织阻抗值的运算，并重复此方式。即产生第一既定数量的电刺激信号后，接着产生第二既定数量的电刺激信号并降压至第二既定电压值，再产生第一既定数量的电刺激信号。举例来说，在电刺激阶段时，如果第一既定数量(例如：13)的前N次(例如：N＝10，即第1～10次)的电刺激信号的电压(都大于一第二既定电压值(例如7.5伏特)，此N次电刺激信号都不会用来做后续组织阻抗值的运算，电刺激装置100只会对第二既定数量的的电刺激信号(例如：第11～13次)进行降压操作(例如：降低至7.5伏特)，并采用降压后特定电刺激信号进行后续组织阻抗值的运算。
在本发明的一实施例中，组织阻抗值用以供计算电刺激信号传送至目标区域的能量值，电刺激信号传送的能量值的计算方式可为E＝0.5*I2*ZLoad*PW*rate*t；其中E为能量值，单位为焦耳，0.5为常数；I为电流，单位为安培，PW为脉冲的持续时间Td，单位为秒；ZLoad为组织阻抗值，单位为欧姆；rate为电刺激信号的脉冲重复频率，单位为赫兹；t为进行电刺激的时间，单位为秒。
图9是根据本发明的一实施例所述的阻抗监控方法的流程图900。阻抗监控方法的流程图900适用于在电刺激装置100、导线和外部控制装置200。电刺激装置100可存储电刺激装置100的阻抗值和导线的阻抗值，且电刺激装置100的阻抗值和导线的阻抗值是在相同的电刺激信号的频率所获得。如图9所示，在步骤S910，电刺激装置100产生一电刺激信号。
在步骤S920，电刺激装置100对电刺激信号进行取样。
在步骤S930，电刺激装置100根据取样的电刺激信号，计算电刺激信号对应的一总阻抗值。
在步骤S940，电刺激装置100根据总阻抗值、电刺激装置100的阻抗值和导线的阻抗值，计算一组织阻抗值。
在步骤S950，外部控制装置200从电刺激装置100接收组织阻抗值，并判断组织阻抗值是否在一既定范围内。
当组织阻抗值在既定范围外，进行步骤S960。在步骤S960，外部控制装置200指示电刺激装置100终止电刺激。
当组织阻抗值在既定范围内，进行步骤S970。在步骤S970，外部控制装置200指示电刺激装置100继续电刺激。
图10是根据本发明的另一实施例所述的阻抗监控方法的流程图1000。阻抗监控方法的流程图1000适用于在电刺激装置100、导线和外部控制装置200。电刺激装置100可存储电刺激装置100的阻抗值和导线的阻抗值，且电刺激装置100的阻抗值和导线的阻抗值是在相同的电刺激信号的频率所获得。如图10所示，在步骤S1010，外部控制装置200判断组织阻抗值是否在一既定范围内。
当组织阻抗值在既定范围外，进行步骤S1020。在步骤S1020，外部控制装置200判断是否在一电刺激阶段。当在一电刺激阶段时，进行步骤S1030。在步骤S1030，外部控制装置200指示电刺激装置100终止电刺激阶段的电刺激。当在一非电刺激阶段时，进行步骤S1040。在步骤S1040，外部控制装置200判断电刺激装置100与导线为开路。
当组织抗值在既定范围内，进行步骤S1050。在步骤S1050，外部控制装置200判断是否在一电刺激阶段。当在一电刺激阶段时，进行步骤S1060。在步骤S1060，外部控制装置200指示电刺激装置100继续电刺激阶段的电刺激。当在一非电刺激阶段时，进行步骤S1070。在步骤S1070，外部控制装置200判断电刺激装置100与导线为正常电性连接。
图11是根据本发明的一实施例所述的电刺激信号处理方法的流程图1100。电刺激信号处理方法的流程图1100适用于在电刺激装置100。如图11所示，在步骤S1110，在一非电刺激阶段，电刺激装置100取样电刺激信号的电流信号，以产生一平均电流值。
在步骤S1120，电刺激装置100判断平均电流值是否大于或等于一既定电流值。
若平均电流值小于既定电流值，进行步骤S1130。在步骤S1130，电刺激装置100将电刺激信号的电压值提高一设定值，并再重新对电刺激信号进行取样。
若平均电流值大于或等于既定电流值，进行步骤S1140。在步骤S1140，电刺激装置100进行后续取样电刺激信号的运算。
图12是根据本发明的一实施例所述的更新输出用组织阻抗平均值方法的流程图1200。更新输出用组织阻抗平均值方法的流程图1200适用于在电刺激装置100。如图12所示，在步骤S1210，电刺激装置100取得多个组织阻抗值。
在步骤S1220，电刺激装置100计算多个组织阻抗值的一组织阻抗平均值。
在步骤S1230，电刺激装置100判断组织阻抗平均值是否大于一前次组织阻抗平均值，以及组织阻抗平均值和前次组织阻抗平均值的一差异是否大于一第一既定比例。
当组织阻抗平均值大于前次组织阻抗平均值，且差异大于第一既定比例，进行步骤S1240。在步骤S1240，电刺激装置100将组织阻抗平均值和前次组织阻抗平均值做平均，以产生一平均值，并根据平均值更新为一输出用组织阻抗平均值。
当组织阻抗平均值未大于前次组织阻抗平均值，或差异未大于第一既定比例，进行步骤S1250。在步骤S1250，电刺激装置100根据组织阻抗平均值更新输出用组织阻抗平均值。
图13是根据本发明的一实施例所述的调整输出电流方法的流程图1300。调整输出电流方法的流程图1300适用于在电刺激装置100。如图13所示，在步骤S1310，电刺激装置100判断输出用组织阻抗平均值和前次输出用组织阻抗平均值的差异大于一第二既定比例。
当差异未大于上述第二既定比例，进行步骤S1320。在步骤S1320，电刺激装置100不调整一输出电流。
当差异大于第二既定比例，进行步骤S1330。在步骤S1330，电刺激装置100判断输出用组织阻抗平均值是否小于一既定阻抗值。
当输出用组织阻抗平均值未小于既定阻抗值，进行步骤S1340。在步骤S1340，电刺激装置100不调整输出电流。
当输出用组织阻抗平均值小于既定阻抗值，进行步骤S1350。在步骤S1350，电刺激装置100根据组织阻抗平均值调整输出电流。
根据本发明一实施例，一电脑可读存储媒体可存储一或多个指令，并与提供电刺激的电刺激装置100和外部控制装置200配合。当电脑可读存储媒体存储的一或多个指令由电刺激装置100和外部控制装置200所执行时，电刺激装置100和外部控制装置200可执行阻抗监控方法所包含的多个步骤。
根据本发明所提出的阻抗监控方法，将可在进行电刺激时，可判断计算出的组织阻抗值是否在一既定范围内。因此，将可预防计算出的组织阻抗值过大或过小时，造成使用者在进行电刺激时的不适。此外，传统上，当电刺激装置植入人体后，随着时间增加，人体组织可能将电刺激装置和导线包覆或是因为人体姿势的变化，组织阻抗可能会改变。因此，根据本发明所提出的阻抗监控方法，将可在进行电刺激时，较即时地持续监控组织阻抗的变化。
在本说明书中以及权利要求中的序号，例如「第一」、「第二」等等，仅是为了方便说明，彼此之间并没有顺序上的先后关系。
本发明的说明书所公开的方法和演算法的步骤，可直接通过执行一处理器直接应用在硬件以及软件模块或两者的结合上。一软件模块(包括执行指令和相关数据)和其它数据可存储在数据存储器中，像是随机存取存储器(RAM)、快闪存储器(flash memory)、只读存储器(ROM)、可抹除可规划只读存储器(EPROM)、电子可抹除可规划只读存储器(EEPROM)、暂存器、硬盘、可携式硬盘、光盘只读存储器(CD-ROM)、DVD或在此领域现有的技术中任何其它电脑可读取的存储媒体格式。一存储媒体可耦接至一机器装置，举例来说，像是电脑/处理器(为了说明的方便，在本说明书以处理器来表示)，上述处理器可通过来读取信息(像是程序码)，以及写入信息至存储媒体。一存储媒体可整合一处理器。一特殊应用集成电路(ASIC)包括处理器和存储媒体。一用户设备则包括一特殊应用集成电路。换句话说，处理器和存储媒体以不直接连接用户设备的方式，包含于用户设备中。此外，在一些实施例中，任何适合电脑程序的产品包括可读取的存储媒体，其中可读取的存储媒体包括和一或多个所公开实施例相关的程序码。在一些实施例中，电脑程序的产品可包括封装材料。
以上段落使用多种层面描述。本文的教示可以多种方式实现，而在范例中公开的任何特定架构或功能仅为一代表性的状况。根据本文的教示，任何熟知此技艺的人士应理解在本文公开的各层面可独立实作或两种以上的层面可以合并实作。
虽然本公开已以实施例公开如上，然其并非用以限定本公开，任何熟习此技艺者，在不脱离本公开的精神和范围内，当可作些许的更动与润饰，因此发明的保护范围当视后附的权利要求所界定者为准。

Claims (39)

1.一种阻抗监控方法，适用一电刺激装置和一导线，其中上述电刺激装置存储上述电刺激装置的阻抗值和上述导线的阻抗值，上述阻抗监控方法包括：
借由上述电刺激装置，产生一电刺激信号，并以上述电刺激信号对一目标区域进行电刺激；
借由上述电刺激装置，对上述电刺激信号进行取样以计算上述电刺激信号对应的一总阻抗值；以及
借由上述电刺激装置，根据上述总阻抗值、上述电刺激装置的阻抗值和上述导线的阻抗值，计算一组织阻抗值，其中上述组织阻抗值用以供计算上述电刺激信号传送至上述目标区域的一能量值。
2.如权利要求1所述的阻抗监控方法，其中在借由上述电刺激装置，对上述电刺激信号进行取样以计算上述电刺激信号对应的一总阻抗值的步骤中，上述电刺激信号还包括多个脉冲信号，上述电刺激装置是对多个脉冲信号至少其中之一进行取样以计算多个脉冲信号至少其中之一对应的上述总阻抗值。
3.如权利要求1所述的阻抗监控方法，还包括：
借由上述电刺激装置，当上述电刺激信号产生的上述能量值累积至一目标能量值，停止对上述目标区域进行电刺激。
4.如权利要求1所述的阻抗监控方法，其中上述电刺激装置的阻抗值和上述导线的阻抗值是在与上述电刺激信号相同的频率的环境所测量。
5.如权利要求1所述的阻抗监控方法，还包括：
判断上述组织阻抗值是否在一既定范围内。
6.如权利要求5所述的阻抗监控方法，其中在一电刺激阶段，当上述组织阻抗值在上述既定范围外，指示上述电刺激装置终止上述电刺激阶段的电刺激；以及
其中在上述电刺激阶段，当上述组织阻抗值在上述既定范围内，指示上述电刺激装置继续上述电刺激阶段的电刺激。
7.如权利要求5所述的阻抗监控方法，其中在一非电刺激阶段，当上述组织阻抗值在上述既定范围外，表示上述电刺激装置与该导线为开路；以及
当上述组织阻抗值在上述既定范围内，表示上述电刺激装置与该导线为正常电性连接。
8.如权利要求1所述的阻抗监控方法，还包括：
在一非电刺激阶段，取样上述电刺激信号的电流信号，以产生一平均电流值；以及
判断上述平均电流值是否大于或等于一既定电流值，
其中若上述平均电流值小于上述既定电流值，将上述电刺激信号的电压值提高一设定值，并再重新对上述电刺激信号进行取样。
9.如权利要求1所述的阻抗监控方法，其中上述电刺激信号的频率是介于1K至1M赫兹。
10.如权利要求5至7中任一项所述的阻抗监控方法，其中上述既定范围的一上限值是2000欧姆，且上述既定范围的一下限值是70欧姆。
11.如权利要求1所述的阻抗监控方法，还包括：
借由上述电刺激装置，取得多个组织阻抗值；
借由上述电刺激装置，计算上述多个组织阻抗值的一组织阻抗平均值；
借由上述电刺激装置，判断上述组织阻抗平均值是否大于一前次组织阻抗平均值，以及上述组织阻抗平均值和上述前次组织阻抗平均值的一差异是否大于一第一既定比例；
当上述组织阻抗平均值大于上述前次组织阻抗平均值，且上述差异大于上述第一既定比例，将上述组织阻抗平均值和上述前次组织阻抗平均值做平均，以产生一平均值，并根据上述平均值更新为一输出用组织阻抗平均值；以及
当上述组织阻抗平均值未大于上述前次组织阻抗平均值，或上述差异未大于上述第一既定比例，根据上述组织阻抗平均值更新上述输出用组织阻抗平均值。
12.如权利要求11所述的阻抗监控方法，还包括：
借由上述电刺激装置，判断上述输出用组织阻抗平均值和上述前次输出用组织阻抗平均值的上述差异大于一第二既定比例；
当上述差异未大于上述第二既定比例，不调整一输出电流；以及
当上述差异大于上述既定比例，判断上述输出用组织阻抗平均值是否小于一既定阻抗值；
其中当上述输出用组织阻抗平均值未小于上述既定阻抗值，不调整上述输出电流，
其中当上述输出用组织阻抗平均值小于上述既定阻抗值，根据上述组织阻抗平均值调整上述输出电流。
13.如权利要求1所述的阻抗监控方法，在借由上述电刺激装置，对上述电刺激信号进行取样以计算上述电刺激信号对应的上述总阻抗值的步骤中，还包括：
借由上述电刺激装置，产生一第一既定数量的电刺激信号并对上述第一既定数量的电刺激信号中的一第二既定数量的电刺激信号进行一降压操作，并对已降压的上述电刺激信号进行取样以计算上述电刺激信号对应的上述总阻抗值。
14.一种电刺激系统，包括：
一外部控制装置；
一导线；以及
一电刺激装置，分别电性连接上述外部控制装置及上述导线，上述电刺激装置包括：
一存储单元，存储上述电刺激装置的阻抗值和上述导线的阻抗值；
一电刺激信号产生电路，用以产生一电刺激信号，并以上述电刺激信号对一目标区域进行电刺激；
一取样模块，对上述电刺激信号进行取样；以及
一计算模块，根据取样的电刺激信号，计算上述电刺激信号对应的一总阻抗值，以及根据上述总阻抗值、上述电刺激装置的阻抗值和上述导线的阻抗值，计算一组织阻抗值，其中上述组织阻抗值用以供计算上述电刺激信号传送至该目标区域的一能量值。
15.如权利要求14所述的电刺激系统，其中上述电刺激信号还包括多个脉冲信号，上述取样模块是对多个脉冲信号至少其中之一进行取样，上述计算模块是对取样的多个脉冲信号至少其中之一计算对应的上述总阻抗值。
16.如权利要求14所述的电刺激系统，其中当上述电刺激信号产生电路产生的上述能量值累积至一目标能量值时，停止对上述目标区域进行电刺激。
17.如权利要求14所述的电刺激系统，其中上述电刺激装置的阻抗值和上述导线的阻抗值是在与上述电刺激信号相同的频率的环境所测量。
18.如权利要求14所述的电刺激系统，其中上述电刺激装置能够传送上述组织阻抗值至上述外部控制装置，且上述电刺激装置或上述外部控制装置判断上述组织阻抗值是否在一既定范围内。
19.如权利要求18所述的电刺激系统，其中在一电刺激阶段，当上述组织阻抗值在上述既定范围外，上述电刺激装置或上述外部控制装置指示上述电刺激装置终止上述电刺激阶段的电刺激，以及当上述组织阻抗值在上述既定范围内，上述电刺激装置或上述外部控制装置指示上述电刺激装置继续上述电刺激阶段的电刺激。
20.如权利要求18所述的电刺激系统，其中在一非电刺激阶段，当上述组织阻抗值在上述既定范围外，表示上述电刺激装置与该导线为开路；以及
当上述组织阻抗值在上述既定范围内，表示上述电刺激装置与该导线为正常电性连接。
21.如权利要求14所述的电刺激系统，其中在一非电刺激阶段时，上述计算模块取样上述电刺激信号的电流信号，以产生一平均电流值，以及判断上述平均电流值是否大于或等于一既定电流值，其中若上述平均电流值小于上述既定电流值，上述计算模块将上述电刺激信号的电压值提高一设定值，并再重新对上述电刺激信号进行取样。
22.如权利要求14所述的电刺激系统，其中上述电刺激信号的频率是介于1K至1M赫兹。
23.如权利要求18至20中任一项所述的电刺激系统，其中上述既定范围的一上限值是2000欧姆，且上述既定范围的一下限值是70欧姆。
24.如权利要求14所述的电刺激系统，其中上述电刺激装置取得多个组织阻抗值，且上述电刺激装置计算上述多个组织阻抗值的一组织阻抗平均值；
其中上述电刺激装置判断上述组织阻抗平均值是否大于一前次组织阻抗平均值，以及上述组织阻抗平均值和上述前次组织阻抗平均值的一差异是否大于一第一既定比例，其中当上述组织阻抗平均值大于上述前次组织阻抗平均值，且上述差异大于上述第一既定比例，将上述组织阻抗平均值和上述前次组织阻抗平均值做平均，以产生一平均值，并根据上述平均值更新为一输出用组织阻抗平均值，以及其中当上述组织阻抗平均值未大于上述前次组织阻抗平均值，或上述差异未大于上述第一既定比例，根据上述组织阻抗平均值更新上述输出用组织阻抗平均值。
25.如权利要求24所述的电刺激系统，其中上述电刺激装置判断上述输出用组织阻抗平均值和上述前次输出用组织阻抗平均值的上述差异大于一第二既定比例，其中当上述差异未大于上述既定比例，上述外部控制装置指示不调整一输出电流；以及当上述差异大于上述既定比例，上述外部控制装置更判断上述输出用组织阻抗平均值是否小于一既定阻抗值，其中当上述输出用组织阻抗平均值未小于上述既定阻抗值，上述外部控制装置指示上述电刺激装置不调整上述输出电流，其中当上述输出用组织阻抗平均值小于上述既定阻抗值，根据上述输出用组织阻抗平均值调整上述输出电流。
26.如权利要求14所述的电刺激系统，其中借由上述电刺激装置产生一第一既定数量的电刺激信号并对上述第一既定数量的电刺激信号中的一第二既定数量的电刺激信号进行一降压操作，并对已降压的上述电刺激信号进行取样以计算上述电刺激信号对应的上述总阻抗值。
27.一种电脑可读存储媒体，存储一或多个指令，并与一外部控制装置和一电刺激装置配合，其中上述电刺激装置存储上述电刺激装置的阻抗值和一导线的阻抗值当上述一或多个指令由上述外部控制装置或上述电刺激装置所执行时，上述外部控制装置或上述电刺激装置执行多个步骤，包括：
借由上述电刺激装置，产生一电刺激信号，并以上述电刺激信号对一目标区域进行电刺激；
借由上述电刺激装置，对上述电刺激信号进行取样，以计算上述电刺激信号对应的一总阻抗值；以及
借由上述电刺激装置，根据上述总阻抗值、上述电刺激装置的阻抗值和上述导线的阻抗值，计算一组织阻抗值，其中上述组织阻抗值用以供计算上述电刺激信号传送至上述目标区域的一能量值。
28.如权利要求27所述的电脑可读存储媒体，其中在借由上述电刺激装置，对上述电刺激信号进行取样以计算上述电刺激信号对应的一总阻抗值的步骤中，上述电刺激信号还包括多个脉冲信号，上述电刺激装置是对多个脉冲信号至少其中之一进行取样以计算多个脉冲信号至少其中之一对应的上述总阻抗值。
29.如权利要求27所述的电脑可读存储媒体，还包括：
借由上述电刺激装置，当上述电刺激信号产生的上述能量值累积至一目标能量值，停止对上述目标区域进行电刺激。
30.如权利要求27所述的电脑可读存储媒体，其中上述电刺激装置的阻抗值和上述导线的阻抗值是在与上述电刺激信号相同的频率的环境所测量。
31.如权利要求27所述的电脑可读存储媒体，还包括：
借由上述电刺激装置，传送上述组织阻抗值至上述外部控制装置；以及
借由上述电刺激装置或上述外部控制装置，判断上述组织阻抗值是否在一既定范围内。
32.如权利要求31所述的电脑可读存储媒体，其中在一电刺激阶段，当上述组织阻抗值在上述既定范围外，上述电刺激装置或上述外部控制装置指示上述电刺激装置终止上述电刺激阶段的电刺激；其中在上述电刺激阶段，当上述组织阻抗值在上述既定范围内，上述电刺激装置或上述外部控制装置指示上述电刺激装置继续上述电刺激阶段的电刺激。
33.如权利要求31所述的电脑可读存储媒体，还包括：其中在一非电刺激阶段，当上述组织阻抗值在上述既定范围外，表示上述电刺激装置与该导线为开路；以及
当上述组织阻抗值在上述既定范围内，表示上述电刺激装置与该导线为正常电性连接。
34.如权利要求27所述的电脑可读存储媒体，还包括：
在一非电刺激阶段，取样上述电刺激信号的电流信号，产生一平均电流值；以及
判断上述平均电流值是否大于或等于一既定电流值，
其中若上述平均电流值小于上述既定电流值，将上述电刺激信号的电压值提高一设定值，并再重新对上述电刺激信号进行取样。
35.如权利要求27所述的电脑可读存储媒体，其中上述电刺激信号的频率是介于1K至1M赫兹。
36.如权利要求31至33中任一项所述的电脑可读存储媒体，其中上述既定范围的一上限值是2000欧姆，且上述既定范围的一下限值是70欧姆。
37.如权利要求33所述的电脑可读存储媒体，还包括：
借由上述电刺激装置取得多个组织阻抗值；
借由上述电刺激装置，计算上述多个组织阻抗值的一组织阻抗平均值；
借由上述电刺激装置判断上述组织阻抗平均值是否大于一前次组织阻抗平均值，以及上述组织阻抗平均值和上述前次组织阻抗平均值的一差异是否大于一第一既定比例；
当上述组织阻抗平均值大于上述前次组织阻抗平均值，且上述差异大于上述第一既定比例，将上述组织阻抗平均值和上述前次组织阻抗平均值做平均，以产生一平均值，并根据上述平均值更新为一输出用组织阻抗平均值；以及
当上述组织阻抗平均值未大于上述前次组织阻抗平均值，或上述差异未大于上述第一既定比例，根据上述组织阻抗平均值更新上述输出用组织阻抗平均值。
38.如权利要求37所述的电脑可读存储媒体，还包括：
借由上述电刺激装置，判断上述输出用组织阻抗平均值和前次上述输出用组织阻抗平均值的上述差异大于一第二既定比例；以及
当上述差异未大于上述第二既定比例，不调整一输出电流；以及
当上述差异大于上述第二既定比例，判断上述输出用组织阻抗平均值是否小于一既定阻抗值；
其中当上述输出用组织阻抗平均值未小于上述既定阻抗值，借由上述外部控制装置指示上述电刺激装置不调整上述输出电流，
其中当上述输出用组织阻抗平均值小于上述既定阻抗值，借由上述外部控制装置指示上述电刺激装置，根据上述组织阻抗平均值调整上述输出电流。
39.如权利要求27所述的电脑可读存储媒体，在借由上述电刺激装置，对上述电刺激信号进行取样以计算上述电刺激信号对应的上述总阻抗值的步骤中，还包括：
借由上述电刺激装置，产生一第一既定数量的电刺激信号并对上述第一既定数量的电刺激信号中的一第二既定数量的电刺激信号进行一降压操作，并对降压的上述电刺激信号进行取样以计算上述电刺激信号对应的上述总阻抗值。
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