CN116549845A - 刺激器、电子设备及计算机可读存储介质 - Google Patents

刺激器、电子设备及计算机可读存储介质 Download PDF

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Abstract

本申请提供了刺激器、电子设备及计算机可读存储介质，刺激器包括脉冲发生器、转换模块和N个电极导线，脉冲发生器用于生成M路电刺激脉冲信号并输出；转换模块具有M个刺激接收端和N个刺激输出端，每个刺激接收端与至少一个所述刺激输出端通信连接，且任意两个刺激接收端所连接的所述刺激输出端不重合，每个刺激接收端用于接收一路电刺激脉冲信号并输出至自身所连接的刺激输出端；每个电极导线用于连接至其中一个刺激输出端，每个电极导线用于接收一路电刺激脉冲信号并向患者的体内组织递送电刺激治疗。通过转换模块对电极导线的数量进行扩展，从而适配更广泛的治疗适应症，满足不同患者的个性化治疗。

Description

刺激器、电子设备及计算机可读存储介质
技术领域
本申请涉及植入式器械、机器学习技术领域，尤其涉及刺激器、电子设备及计算机可读存储介质。
背景技术
在植入式医疗器械行业，通常利用植入式电极发放高频电刺激到控制运动、情绪等功能的相关器官或人体组织，从而干扰异常神经电活动，使机体恢复正常的功能状态。
现有的设备只能程控一个或两个植入式电极，基于此，本申请提供了刺激器、电子设备及计算机可读存储介质，以改进现有技术。
发明内容
本申请的目的在于提供刺激器、电子设备及计算机可读存储介质，可以适配更广泛的治疗适应症，满足不同患者的个性化治疗。
本申请的目的采用以下技术方案实现：
第一方面，本申请提供了一种刺激器，用于植入于患者体内，所述刺激器包括脉冲发生器、转换模块和N个电极导线，N是大于1的整数；
所述脉冲发生器用于生成M路电刺激脉冲信号并输出，M是小于N的正整数；
所述转换模块具有M个刺激接收端和N个刺激输出端，每个所述刺激接收端与至少一个所述刺激输出端通信连接，且任意两个所述刺激接收端所连接的所述刺激输出端不重合，每个所述刺激接收端用于接收一路所述电刺激脉冲信号并输出至自身所连接的刺激输出端；
每个所述电极导线用于连接至其中一个所述刺激输出端，每个所述电极导线用于接收一路所述电刺激脉冲信号并向所述患者的体内组织递送电刺激治疗。
该技术方案的有益效果在于：该刺激器是一种用于植入患者体内的设备，包括脉冲发生器、转换模块和N个电极导线。脉冲发生器是刺激器的能量源，它能够产生M路电刺激脉冲信号并输出，其中M是小于N的正整数。这些电刺激脉冲信号将被传输到转换模块中进行处理。转换模块包括M个刺激接收端和N个刺激输出端。每个刺激接收端都会与至少一个刺激输出端连接，并且不会有任何两个刺激接收端连接到相同的刺激输出端上。每个刺激接收端将接收来自脉冲发生器的一路电刺激脉冲信号，然后将其输出到连接到该刺激接收端的刺激输出端上。每个电极导线都会连接到其中一个刺激输出端上，将接收一路所述电刺激脉冲信号并向患者的体内组织递送电刺激治疗。这些电极导线可以根据需要灵活地定位和调整，以达到最佳治疗效果。这种刺激器的设计能够满足不同的患者需求，扩展治疗的区域，提高治疗效果，并具有更广泛的应用前景。
在一些可选的实施方式中，M＝2，N＝4。
该技术方案的有益效果在于：转换模块具有两个刺激接收端和四个刺激输出端，可将四根电极通过转换器接入双通道脑深部电刺激器，通过四个刺激源实现更广泛的治疗适应症。
在一些可选的实施方式中，所述转换模块包括2个转换器，每个所述转换器具有1个所述刺激接收端和2个所述刺激输出端。
该技术方案的有益效果在于：转换模块包括两个转换器，每个转换器都有一个刺激接收端和两个刺激输出端。在使用过程中，当刺激器向刺激接收端发送信号时，这些信号会被传递到转换模块中。这种转换模块的设计提高了刺激器的灵活性，每个转换器都有两个刺激输出端，可以同时输出多个信号，从而支持更复杂的应用场景。
在一些可选的实施方式中，所述刺激器还包括M个延伸导线，M个延伸导线与M个所述刺激接收端一一对应；
每个所述延伸导线的第一端用于连接至所述脉冲发生器，每个所述延伸导线的第二端用于连接至自身对应的所述刺激接收端。
该技术方案的有益效果在于：刺激器的组成部分还包括多个延伸导线，这些延伸导线与刺激接收端一一对应，也就是说每个延伸导线都会连接到一个刺激接收端上。在连接方式方面，每个延伸导线的第一端需要连接到脉冲发生器上，而每个延伸导线的第二端则需要连接到自身所对应的刺激接收端上。这种设计可以让刺激器更加灵活，允许使用者根据需要选择不同的接收端和延伸导线来达到最佳效果。同时，使用多个延伸导线也能够提高刺激器的通用性和可扩展性，可以根据需求增加或减少导线的数量。总之，这种刺激器的设计使得它更加适合于不同类型的医疗和科研应用场景。
第二方面，本申请提供了一种电子设备，所述电子设备用于控制权利要求1-4任一项所述的刺激器中的脉冲发生器，所述电子设备包括存储器和至少一个处理器，所述存储器存储有计算机程序，所述至少一个处理器被配置成执行所述计算机程序时实现以下步骤：
利用脉冲发生器生成M路电刺激脉冲信号并输出，以使每个刺激接收端接收一路所述电刺激脉冲信号并输出至自身所连接的刺激输出端，从而令每个所述电极导线接收一路所述电刺激脉冲信号并向所述患者的体内组织递送电刺激治疗。
该技术方案的有益效果在于：当脉冲发生器生成M路电刺激脉冲信号并输出时，这些脉冲信号将会被传输到刺激器的转换模块中，并通过转换器进行处理。随后，每个刺激接收端将接收一路所述电刺激脉冲信号，并将其输出至自身所连接的刺激输出端。这些刺激输出端连接着N个电极导线，每个电极导线都负责向患者体内组织递送电刺激治疗。在接收到所述电刺激脉冲信号后，每个电极导线将作为一个刺激器的一部分，将治疗信号传递到与之连接的组织中。该刺激器还支持多路电刺激信号的生成和输出，从而提高了治疗效果和可塑性。
在一些可选的实施方式中，所述至少一个处理器被配置成执行所述计算机程序时采用以下方式利用所述脉冲发生器生成M路电刺激脉冲信号并输出：
获取所述患者的疾病信息；
基于所述患者的疾病信息，获取每路所述电刺激脉冲信号的刺激策略，所述刺激策略包括幅值、频率、脉宽、时序、电压、电流中的一种或多种刺激参数及其对应的参数值；
基于每路所述电刺激脉冲信号的刺激策略，利用所述脉冲发生器生成M路电刺激脉冲信号并输出。
该技术方案的有益效果在于：当该处理器执行所述计算机程序时，它将获取患者的疾病信息，并基于这些信息获取每路电刺激脉冲信号的刺激策略。这些刺激策略包括幅值、频率、脉宽、时序、电压、电流等参数及其对应的参数值。其次，该处理器将使用脉冲发生器生成M路电刺激脉冲信号并输出，其中M是小于N的正整数。这些脉冲信号将基于每路电刺激脉冲信号的刺激策略进行生成和输出，以达到最佳治疗效果。可以根据患者的个体差异和病情特点，灵活地调整电刺激脉冲信号的参数，从而更好地适应不同患者的需要。这种方法也提高了刺激器的定制化程度和医疗效果，有助于缓解患者的疼痛和病症。
在一些可选的实施方式中，所述至少一个处理器被配置成执行所述计算机程序时采用以下方式获取每路所述电刺激脉冲信号的刺激策略：
基于所述患者的疾病信息，获取每路所述电刺激脉冲信号的待测刺激策略；
基于每路所述电刺激脉冲信号的待测刺激策略，获取每个所述电极导线对应的作用区域；
获取多个所述作用区域对应的重叠区域；
针对每个所述重叠区域，执行以下操作：
获取所述重叠区域对应的所述电刺激脉冲信号的预测强度；
检测所述预测强度是否大于预设强度；如果大于，则判断所述强度超过所述患者的耐受程度并调整所述刺激策略；如果不大于，则不做任何操作。
该技术方案的有益效果在于：首先基于患者的疾病信息，获取每路电刺激脉冲信号的待测刺激策略，当获取每路电刺激脉冲信号的待测刺激策略后，将基于这些策略获取每个电极导线对应的作用区域，即确定每个电极对应的刺激范围。其次，获取多个作用区域对应的重叠区域。这些重叠区域是由多个作用区域的交集形成的，因此代表了多个电极产生的刺激效应重合的区域。然后，针对每个所述重叠区域，获取重叠区域对应的电刺激脉冲信号的预测强度。这里的预测强度是指根据刺激策略计算出的在重叠区域内的电刺激脉冲信号的刺激强度值。最后，检测预测强度是否大于预设强度。如果大于，则说明刺激信号过于强烈可能会影响患者的安全和舒适度，程序将根据所述患者的耐受程度进行调整所述刺激策略，以减少或避免对患者造成的不适或疼痛感。但如果预测强度小于或等于预设强度，则说明刺激信号在该重叠区域内的强度是安全且有效的，程序将不做任何调整。可以根据所述重叠区域内的电刺激脉冲信号的预测强度来动态调整刺激策略，以达到更好的治疗效果和患者的安全性和舒适度，降低重叠区域导致的安全隐患。
在一些可选的实施方式中，所述至少一个处理器被配置成执行所述计算机程序时采用以下方式获取每个所述电极导线对应的作用区域：
获取所述电极导线的位置信息；
将所述电极导线的位置信息和所述电极导线对应的电刺激脉冲信号的待测刺激策略输入至作用区域模型，以得到所述电极导线对应的作用区域。
该技术方案的有益效果在于：首先获取电极导线的位置信息，并将电极导线的位置信息和电极导线对应的电刺激脉冲信号的待测刺激策略输入至作用区域模型中。最后，程序会利用该作用区域模型来计算每个电极导线对应的作用区域。通过采用以上方式，可以根据电极导线的位置信息和电刺激脉冲信号的待测刺激策略，精确地预测每个电极导线产生的电刺激效应范围，并为后续的刺激参数调整提供准确的依据，不用进行人工判断，更加智能、便捷、迅速、准确。
在一些可选的实施方式中，所述至少一个处理器被配置成执行所述计算机程序时采用以下方式训练所述作用区域模型：
获取训练集，所述训练集包括多个训练数据，每个所述训练数据包括一个样本电极导线的位置信息、所述样本电极导线对应的电刺激脉冲信号的刺激策略以及所述样本电极导线对应的作用区域的标注数据；
针对所述训练集中的每个训练数据，执行以下处理：
将所述训练数据中的所述样本电极导线的位置信息和所述样本电极导线对应的电刺激脉冲信号的刺激策略输入预设的深度学习模型，以得到所述样本电极导线对应的作用区域的预测数据；
基于所述样本电极导线对应的作用区域的预测数据和标注数据，对所述深度学习模型的模型参数进行更新；
检测是否满足预设的训练结束条件；如果是，则将训练出的所述深度学习模型作为所述作用区域模型；如果否，则利用下一个所述训练数据继续训练所述作用区域模型。
该技术方案的有益效果在于：将电极导线的位置信息和电极导线对应的电刺激脉冲信号的刺激策略输入作用区域模型，通过作用区域模型对电极导线的作用区域进行检测，可以快速高效地得到电极导线对应的作用区域，不需要人工判定，减少了误差，提高了工作的效率，并且可以有效保存模型所输出的检测结果，避免遗漏和丢失。利用作用区域模型对电极导线的作用区域进行检测的优势是检测过程简单，智能化程度高，检测速度快，检测效率高，所消耗的人力资源少。由于电极导线的作用区域无法通过人工进行观察和判断，因此使用作用区域模型是必要的。
第三方面，本申请提供了一种计算机可读存储介质，所述计算机可读存储介质存储有计算机程序，所述计算机程序被处理器执行时实现上述任一项所述电子设备的功能。
附图说明
下面结合附图和实施方式对本申请进一步说明。
图1示出了本申请实施例提供的一种刺激器的结构示意图。
图2示出了本申请实施例提供的一种生成电刺激脉冲信号并输出的流程示意图。
图3示出了本申请实施例提供的一种获取刺激策略的流程示意图。
图4示出了本申请实施例提供的一种电子设备的结构示意图。
图5示出了本申请实施例提供的一种程序产品的结构示意图。
具体实施方式
下面，结合附图以及具体实施方式，对本申请实施例做进一步描述，需要说明的是，在不相冲突的前提下，以下描述的各实施例之间或各技术特征之间可以任意组合形成新的实施方式。
在本申请实施例中，“至少一个”是指一个或者多个，“多个”是指两个或两个以上。“和/或”，描述关联对象的关联关系，表示可以存在三种关系，例如，A和/或B，可以表示：单独存在A，同时存在A和B，单独存在B的情况，其中A，B可以是单数或者复数。字符“/”一般表示前后关联对象是一种“或”的关系。“以下至少一项(个)”或其类似表达，是指的这些项中的任意组合，包括单项(个)或复数项(个)的任意组合。例如，a，b或c中的至少一项(个)，可以表示：a，b，c，a和b，a和c，b和c，a和b和c，其中a、b和c可以是单个，也可以是多个。值得注意的是，“至少一项(个)”还可以解释成“一项(个)或多项(个)”。
还需说明的是，本申请实施例中，“示例性的”或者“例如”等词用于表示作例子、例证或说明。本申请实施例被描述为“示例性的”或者“例如”的任何实施方式或设计方案不应被解释为比其他实施方式或设计方案更优选或更具优势。确切而言，使用“示例性的”或者“例如”等词旨在以具体方式呈现相关概念。
下面，首先对本申请的其中一个技术领域(植入式医疗系统)进行简单说明。
植入式神经刺激系统主要包括植入患者体内的刺激器(即植入式神经刺激器，一种神经刺激装置)以及设置于患者体外的程控设备。相关的神经调控技术主要是通过立体定向手术在生物体的组织的特定部位(即靶点)植入电极，并由植入患者体内的刺激器经电极向靶点发放电脉冲，调控相应神经结构和网络的电活动及其功能，从而改善症状、缓解病痛。其中，刺激器可以是植入式神经电刺激装置、植入式心脏电刺激系统(又称心脏起搏器)、植入式药物输注装置(Implantable Drug Delivery System，简称I DDS)和导线转接装置中的任意一种。植入式神经电刺激装置例如是脑深部电刺激系统(Deep BrainStimulation，简称DBS)、植入式脑皮层刺激系统(Cortical Nerve Stimulation，简称CNS)、植入式脊髓电刺激系统(Spinal Cord Stimulation，简称SCS)、植入式骶神经电刺激系统(Sacral Nerve Stimulation，简称SNS)、植入式迷走神经电刺激系统(Vagus NerveStimulation，简称VNS)等。
刺激器可以包括IPG(implantable pulse generator，植入式脉冲发生器)、延伸导线和刺激电极导线，IPG设置于患者体内，接收程控设备发送的程控指令，依靠密封电池和电路向体内组织提供可控制的电刺激能量，通过植入的延伸导线和刺激电极导线，为体内组织的特定区域递送一路或两路可控制的特定电刺激。延伸导线配合IPG使用，作为电刺激信号的传递媒体，将IPG产生的电刺激信号，传递给刺激电极导线。刺激电极导线可以是神经刺激电极，刺激电极导线通过多个电极触点，向体内组织的特定区域递送电刺激。刺激器设置有单侧或双侧的一路或多路刺激电极导线，刺激电极导线上设置有多个电极触点，电极触点可以均匀排列或者非均匀排列在刺激电极导线的周向上。作为一个示例，电极触点可以以4行3列的阵列(共计12个电极触点)排列在刺激电极导线的周向上。电极触点可以包括刺激触点和/或信号采集触点。电极触点例如可以采用片状、环状、点状等形状，电极触点可以是上述形状的电极片。
在一些可能的方式中，受刺激的体内组织可以是患者的脑组织，受刺激的部位可以是脑组织的特定部位。当患者的疾病类型不同时，受刺激的部位一般来说是不同的，所使用的刺激触点(单源或多源)的数量、一路或多路(单通道或多通道)特定电刺激信号的运用以及刺激参数数据也是不同的。本申请实施例对适用的疾病类型不做限定，其可以是脑深部刺激(DBS)、脊髓刺激(SCS)、骨盆刺激、胃刺激、外周神经刺激、功能性电刺激所适用的疾病类型。
本申请实施例中，程控设备和刺激器建立程控连接时，可以利用程控设备调整刺激器的刺激参数(不同的刺激参数所对应的电刺激信号不同)，也可以通过刺激器感测患者脑深部的生物电活动以采集得到电生理信号，并可以通过所采集到的电生理信号来继续调节刺激器的电刺激信号的刺激参数。
刺激参数可以包括：频率(例如是单位时间1s内的电刺激脉冲信号个数，单位为Hz)、脉宽(每个脉冲的持续时间，单位为μs)、幅值(一般用电压表述，即每个脉冲的强度，单位为V)、时序(例如可以是连续或者触发)、刺激模式(包括电流模式、电压模式、定时刺激模式和循环刺激模式中的一种或多种)、医生控制上限及下限(医生可调节的范围)和患者控制上限及下限(患者可自主调节的范围)中的一种或多种。
在一个具体应用场景中，可以在电流模式或者电压模式下对刺激器的各刺激参数进行调节。
程控设备可以是医生程控设备(即医生使用的程控设备)或者患者程控设备(即患者使用的程控设备)。医生程控设备例如可以是搭载有程控软件的平板电脑、笔记本电脑、台式计算机、手机等智能终端设备。患者程控设备例如可以是搭载有程控软件的平板电脑、笔记本电脑、台式计算机、手机等智能终端设备，患者程控设备还可以是其他具有程控功能的电子设备(例如是具有程控功能的充电器、数据采集设备)。
本申请实施例对医生程控设备和刺激器的数据交互不进行限制，当医生远程程控时，医生程控设备可以通过服务器、患者程控设备与刺激器进行数据交互。当医生线下和患者面对面进行程控时，医生程控设备可以通过患者程控设备与刺激器进行数据交互，医生程控设备还可以直接与刺激器进行数据交互。
在一些可能的方式中，患者程控设备可以包括(与服务器通信的)主机和(与刺激器通信的)子机，主机和子机可通信的连接。其中，医生程控设备可以通过3G/4G/5G网络与服务器进行数据交互，服务器可以通过3G/4G/5G网络与主机进行数据交互，主机可以通过蓝牙协议/WIFI协议/USB协议与子机进行数据交互，子机可以通过401MHz-406MHz工作频段/2.4GHz-2.48GHz工作频段与刺激器进行数据交互，医生程控设备可以通过401MHz-406MHz工作频段/2.4GHz-2.48GHz工作频段与刺激器直接进行数据交互。
在一些可能的方式中，受刺激的体内组织可以是患者的脑组织，受刺激的部位可以是脑组织的特定部位。当患者的疾病类型不同时，受刺激的部位一般来说是不同的，所使用的刺激触点(单源或多源)的数量、一路或多路(单通道或多通道)特定电刺激信号的运用以及刺激参数数据也是不同的。本申请实施例对适用的疾病类型不做限定，其可以是脑深部刺激(DBS)、脊髓刺激(SCS)、骨盆刺激、胃刺激、外周神经刺激、功能性电刺激所适用的疾病类型。其中，DBS可以用于治疗或管理的疾病类型包括但不限于：痉挛疾病(例如，癫痫)、疼痛、偏头痛、精神疾病(例如，重度抑郁症(MDD))、躁郁症、焦虑症、创伤后压力心理障碍症、轻郁症、强迫症(OCD)、行为障碍、情绪障碍、记忆障碍、心理状态障碍、移动障碍(例如，特发性震颤或帕金森氏病)、亨廷顿病、阿尔茨海默症、药物成瘾症、孤独症或其他神经学或精神科疾病和损害。
专利CN204275292U公开了一种脑深部电刺激装置，包括刺激电路和刺激电极，所述刺激电路包括：与所述刺激电极连接的刺激生成模块，用于生成电刺激信号通过所述刺激电极输送到脑深部；连接所述刺激生成模块并为其提供电能的电源模块；与所述刺激生成模块连接的NFC模块，所述刺激生成模块通过所述NFC模块接收外部配合设置的NFC控制器的刺激参数，所述刺激生成模块根据所述刺激参数生成电刺激信号。该设备只能将刺激信号输送到脑深部从而实现单一的治疗。
系统实施例
参见图1，图1示出了本申请实施例提供的一种刺激器的结构示意图。
本申请实施例提供了一种刺激器，用于植入于患者体内，所述刺激器包括脉冲发生器、转换模块和N个电极导线，N是大于1的整数；
所述脉冲发生器用于生成M路电刺激脉冲信号并输出，M是小于N的正整数；
所述转换模块具有M个刺激接收端和N个刺激输出端，每个所述刺激接收端与至少一个所述刺激输出端通信连接，且任意两个所述刺激接收端所连接的所述刺激输出端不重合，每个所述刺激接收端用于接收一路所述电刺激脉冲信号并输出至自身所连接的刺激输出端；
每个所述电极导线用于连接至其中一个所述刺激输出端，每个所述电极导线用于接收一路所述电刺激脉冲信号并向所述患者的体内组织递送电刺激治疗。
由此，该刺激器是一种用于植入患者体内的设备，包括脉冲发生器、转换模块和N个电极导线。脉冲发生器是刺激器的能量源，它能够产生M路电刺激脉冲信号并输出，其中M是小于N的正整数。这些电刺激脉冲信号将被传输到转换模块中进行处理。转换模块包括M个刺激接收端和N个刺激输出端。每个刺激接收端都会与至少一个刺激输出端连接，并且不会有任何两个刺激接收端连接到相同的刺激输出端上。每个刺激接收端将接收来自脉冲发生器的一路电刺激脉冲信号，然后将其输出到连接到该刺激接收端的刺激输出端上。每个电极导线都会连接到其中一个刺激输出端上，将接收一路所述电刺激脉冲信号并向患者的体内组织递送电刺激治疗。这些电极导线可以根据需要灵活地定位和调整，以达到最佳治疗效果。这种刺激器的设计能够满足不同的患者需求，扩展治疗的区域，提高治疗效果，并具有更广泛的应用前景。
本申请实施例对脉冲发生器的数量不作限定，其例如可以是1、2、3等。
本申请实施例对转换模块的数量不作限定，其例如可以是1、2、3、4等。
本申请实施例对电极导线的数量不作限定，其例如可以是1、2、3、4、5、10等。
本申请实施例对刺激接收端的数量不作限定，其例如可以是1、2、3、4、5、10等。
本申请实施例对刺激输出端的数量不作限定，其例如可以是1、2、3、4、5、10等。
在本申请实施例中，刺激器是一种医疗设备，它通过对身体进行电刺激、声音刺激或其他形式的刺激来治疗某些疾病。常见的医用刺激器包括心脏起搏器、脑深部刺激器、神经刺激器等。在本申请中，刺激器是指脑深部刺激器，它能够通过电刺激大脑特定区域，从而调节大脑功能，用于治疗帕金森病、抑郁症等疾病。
在本申请实施例中，电刺激脉冲信号是一种电学信号，可以被用于治疗各种疾病，如心脏疾病、肌肉萎缩症、帕金森病等。这些信号可以通过特定的电极传输到人体组织中，并刺激神经或肌肉，以起到治疗作用。还可以用于研究大脑区域之间的连接和交互、探索记忆形成机制等。通过在动物模型或人体实验中施加电刺激脉冲信号，并观察其对行为和生理变化的影响，可以有助于深入了解神经系统的运作方式，以达到治疗目的。
在一些可选的实施方式中，M＝2，N＝4。
由此，转换模块具有两个刺激接收端和四个刺激输出端，可将四根电极通过转换器接入双通道脑深部电刺激器，通过四个刺激源实现更广泛的治疗适应症。
在一些可选的实施方式中，所述转换模块包括2个转换器，每个所述转换器具有1个所述刺激接收端和2个所述刺激输出端。
由此，转换模块包括两个转换器，每个转换器都有一个刺激接收端和两个刺激输出端。在使用过程中，当刺激器向刺激接收端发送信号时，这些信号会被传递到转换模块中。这种转换模块的设计提高了刺激器的灵活性，每个转换器都有两个刺激输出端，可以同时输出多个信号，从而支持更复杂的应用场景。
在一些可选实施方式中，所述刺激器还包括M个延伸导线，M个延伸导线与M个所述刺激接收端一一对应；
每个所述延伸导线的第一端用于连接至所述脉冲发生器，每个所述延伸导线的第二端用于连接至自身对应的所述刺激接收端。
由此，刺激器的组成部分还包括多个延伸导线，这些延伸导线与刺激接收端一一对应，也就是说每个延伸导线都会连接到一个刺激接收端上。在连接方式方面，每个延伸导线的第一端需要连接到脉冲发生器上，而每个延伸导线的第二端则需要连接到自身所对应的刺激接收端上。这种设计可以让刺激器更加灵活，允许使用者根据需要选择不同的接收端和延伸导线来达到最佳效果。同时，使用多个延伸导线也能够提高刺激器的通用性和可扩展性，可以根据需求增加或减少导线的数量。总之，这种刺激器的设计使得它更加适合于不同类型的医疗和科研应用场景。
设备实施例
本申请实施例提供了一种电子设备，所述电子设备用于控制权利要求1-4任一项所述的刺激器中的脉冲发生器，所述电子设备包括存储器和至少一个处理器，所述存储器存储有计算机程序，所述至少一个处理器被配置成执行所述计算机程序时实现以下步骤：
利用脉冲发生器生成M路电刺激脉冲信号并输出，以使每个刺激接收端接收一路所述电刺激脉冲信号并输出至自身所连接的刺激输出端，从而令每个所述电极导线接收一路所述电刺激脉冲信号并向所述患者的体内组织递送电刺激治疗。
由此，当脉冲发生器生成M路电刺激脉冲信号并输出时，这些脉冲信号将会被传输到刺激器的转换模块中，并通过转换器进行处理。随后，每个刺激接收端将接收一路所述电刺激脉冲信号，并将其输出至自身所连接的刺激输出端。这些刺激输出端连接着N个电极导线，每个电极导线都负责向患者体内组织递送电刺激治疗。在接收到所述电刺激脉冲信号后，每个电极导线将作为一个刺激器的一部分，将治疗信号传递到与之连接的组织中。
该刺激器还支持多路电刺激信号的生成和输出，从而提高了治疗效果和可塑性。
参见图2，图2示出了本申请实施例提供的一种生成电刺激脉冲信号并输出的流程示意图。
在一些可选的实施方式中，所述至少一个处理器被配置成执行所述计算机程序时采用以下方式利用所述脉冲发生器生成M路电刺激脉冲信号并输出：
步骤S101：获取所述患者的疾病信息；
步骤S102：基于所述患者的疾病信息，获取每路所述电刺激脉冲信号的刺激策略，所述刺激策略包括幅值、频率、脉宽、时序、电压、电流中的一种或多种刺激参数及其对应的参数值；
步骤S103：基于每路所述电刺激脉冲信号的刺激策略，利用所述脉冲发生器生成M路电刺激脉冲信号并输出。
由此，当该处理器执行所述计算机程序时，它将获取患者的疾病信息，并基于这些信息获取每路电刺激脉冲信号的刺激策略。这些刺激策略包括幅值、频率、脉宽、时序、电压、电流等参数及其对应的参数值。其次，该处理器将使用脉冲发生器生成M路电刺激脉冲信号并输出，其中M是小于N的正整数。这些脉冲信号将基于每路电刺激脉冲信号的刺激策略进行生成和输出，以达到最佳治疗效果。可以根据患者的个体差异和病情特点，灵活地调整电刺激脉冲信号的参数，从而更好地适应不同患者的需要。这种方法也提高了刺激器的定制化程度和医疗效果，有助于缓解患者的疼痛和病症。
本申请实施例对疾病信息不作限定，其例如可以是疾病名称、病史、症状、检查结果、诊断结果、治疗方案、随访情况等。疾病名称即患者所患疾病的名称，按照国际通用的疾病分类系统进行分类。病史即患者曾经是否患过类似或相关的疾病，以及患病时间、治疗情况等。症状即患者出现的各种症状，例如头痛、咳嗽、发热、呕吐、腹痛等。检查结果即患者在医院进行的各种检查结果，如X线、CT、MRI等影像学检查结果，以及血液、尿液等实验室检查结果。诊断结果即医生对患者的疾病所做出的诊断结果，可以是初步诊断、确诊、病情评估等。治疗方案即医生制定的治疗方案，包括药物治疗、手术治疗、放疗、化疗等。随访情况即患者在治疗过程中随访的情况，包括治疗效果、不良反应等。
本申请实施例对刺激策略包括幅值、频率、脉宽、时序、电压、电流等刺激参数及其对应的参数值不作限定，其例如可以是，幅值可设置为0.5～10mA，频率可设置为10～1000Hz，脉宽可设置为50～500μs，时序可设置为单脉冲或双脉冲，电压可设置为1～20V，电流可设置为20～200μA。
参见图3，图3示出了本申请实施例提供的一种获取刺激策略的流程示意图。
在一些可选的实施方式中，所述至少一个处理器被配置成执行所述计算机程序时采用以下方式获取每路所述电刺激脉冲信号的刺激策略：
步骤S201：基于所述患者的疾病信息，获取每路所述电刺激脉冲信号的待测刺激策略；
步骤S202：基于每路所述电刺激脉冲信号的待测刺激策略，获取每个所述电极导线对应的作用区域；
步骤S203：获取多个所述作用区域对应的重叠区域；
针对每个所述重叠区域，执行以下操作：
获取所述重叠区域对应的所述电刺激脉冲信号的预测强度；
检测所述预测强度是否大于预设强度；如果大于，则判断所述强度超过所述患者的耐受程度并调整所述刺激策略；如果不大于，则不做任何操作。
由此，首先基于患者的疾病信息，获取每路电刺激脉冲信号的待测刺激策略，当获取每路电刺激脉冲信号的待测刺激策略后，将基于这些策略获取每个电极导线对应的作用区域，即确定每个电极对应的刺激范围。其次，获取多个作用区域对应的重叠区域。这些重叠区域是由多个作用区域的交集形成的，因此代表了多个电极产生的刺激效应重合的区域。然后，针对每个所述重叠区域，获取重叠区域对应的电刺激脉冲信号的预测强度。这里的预测强度是指根据刺激策略计算出的在重叠区域内的电刺激脉冲信号的刺激强度值。最后，检测预测强度是否大于预设强度。如果大于，则说明刺激信号过于强烈可能会影响患者的安全和舒适度，程序将根据所述患者的耐受程度进行调整所述刺激策略，以减少或避免对患者造成的不适或疼痛感。但如果预测强度小于或等于预设强度，则说明刺激信号在该重叠区域内的强度是安全且有效的，程序将不做任何调整。可以根据所述重叠区域内的电刺激脉冲信号的预测强度来动态调整刺激策略，以达到更好的治疗效果和患者的安全性和舒适度，降低重叠区域导致的安全隐患。
本申请实施例对作用区域的体积不作限定，其例如可以是1cm3、2cm3、5cm3、12cm3、21cm3等。点击导线的作用区域为三维立体区域。
本申请实施例对重叠区域的体积不作限定，其例如可以是1cm3、2cm3、5cm3、12cm3、21cm3等。点击导线的作用区域为三维立体区域。
本申请实施例对获取电极导线作用区域对应的重叠区域的方法不作限定，可以是：1、根据电极导线的位置和形状，确定每个电极导线的作用区域。2、计算重叠面积：使用数学计算方法，计算出所有电极导线的作用区域的重叠面积。可以使用数学软件或编程语言来实现该计算。3、可视化重叠区域：将计算得到的重叠面积可视化展示出来，可以使用绘图工具或编程语言的可视化库来实现，再计算重叠区域。
在本申请实施例中，获取重叠区域对应的所述电刺激脉冲信号的预测强度的方法可以是，首先根据电极导线的位置和形状，以及物理特性(如组织导电率、电场分布等)来确定数学模型来模拟电刺激的传播和作用效果。其次确定模型中需要的参数，如电流强度、脉冲宽度、频率等。最后使用数值计算方法，根据模型和参数计算出重叠区域内所有点的电刺激脉冲信号的预测强度。
在一些可选的实施方式中，所述至少一个处理器被配置成执行所述计算机程序时采用以下方式获取每个所述电极导线对应的作用区域：
获取所述电极导线的位置信息；
将所述电极导线的位置信息和所述电极导线对应的电刺激脉冲信号的待测刺激策略输入至作用区域模型，以得到所述电极导线对应的作用区域。
由此，首先获取电极导线的位置信息，并将电极导线的位置信息和电极导线对应的电刺激脉冲信号的待测刺激策略输入至作用区域模型中。最后，程序会利用该作用区域模型来计算每个电极导线对应的作用区域。通过采用以上方式，可以根据电极导线的位置信息和电刺激脉冲信号的待测刺激策略，精确地预测每个电极导线产生的电刺激效应范围，并为后续的刺激参数调整提供准确的依据，不用进行人工判断，更加智能、便捷、迅速、准确。
本申请实施例对位置信息不做限定，其例如可以是电极导线在患者身体内的坐标、方向等数据，电极导线的位置信息可以通过多种方法获得，例如X光、磁共振成像等医学影像技术。
在一些可选实施方式中，作用区域模型可以是一种深度学习模型，它基于电流传递理论、组织阻抗特性、神经元活动响应等相关知识，能够预测每个电极导线产生电刺激后在患者身体内的具体作用区域范围。
在本申请实施例中，作用区域是指电极导线在患者身体内产生的电刺激效应对应的区域范围。
在一些可选的实施方式中，所述至少一个处理器被配置成执行所述计算机程序时采用以下方式训练所述作用区域模型：
获取训练集，所述训练集包括多个训练数据，每个所述训练数据包括一个样本电极导线的位置信息、所述样本电极导线对应的电刺激脉冲信号的刺激策略以及所述样本电极导线对应的作用区域的标注数据；
针对所述训练集中的每个训练数据，执行以下处理：
将所述训练数据中的所述样本电极导线的位置信息和所述样本电极导线对应的电刺激脉冲信号的刺激策略输入预设的深度学习模型，以得到所述样本电极导线对应的作用区域的预测数据；
基于所述样本电极导线对应的作用区域的预测数据和标注数据，对所述深度学习模型的模型参数进行更新；
检测是否满足预设的训练结束条件；如果是，则将训练出的所述深度学习模型作为所述作用区域模型；如果否，则利用下一个所述训练数据继续训练所述作用区域模型。
由此，将电极导线的位置信息和电极导线对应的电刺激脉冲信号的刺激策略输入作用区域模型，通过作用区域模型对电极导线的作用区域进行检测，可以快速高效地得到电极导线对应的作用区域，不需要人工判定，减少了误差，提高了工作的效率，并且可以有效保存模型所输出的检测结果，避免遗漏和丢失。利用作用区域模型对电极导线的作用区域进行检测的优势是检测过程简单，智能化程度高，检测速度快，检测效率高，所消耗的人力资源少。由于电极导线的作用区域无法通过人工进行观察和判断，因此使用作用区域模型是必要的。
本申请实施例对标注数据的获取方式不作限定，例如可以采用人工标注的方式，也可以采用自动标注或者半自动标注的方式。样本电极导线的位置信息例如可以采用真实的电极导线的位置信息，也可以是利用GAN模型的生成网络自动生成的。样本电极导线对应的电刺激脉冲信号的刺激策略例如可以采用真实的样本电极导线对应的电刺激脉冲信号的刺激策略，也可以是利用GAN模型的生成网络自动生成的。
本申请实施例对模型训练过程不作限定，其例如可以采用监督学习的训练方式，或者可以采用半监督学习的训练方式，或者可以采用无监督学习的训练方式。
本申请实施例对训练结束条件及不作限定，其例如可以是训练次数达到预设次数(预设次数例如是1次、3次、10次、100次、1000次、10000次等)，或者可以是对应的训练集中的训练数据都完成一次或多次训练，或者可以是本次训练得到的总损失值不大于预设损失值。
参见图4，图4示出了本申请实施例提供的一种电子设备的结构示意图。
电子设备40包括至少一个存储器210、至少一个处理器220以及连接不同平台系统的总线230。
存储器210可以包括易失性存储器形式的可读介质，例如随机存取存储器(RAM)211和/或高速缓存存储器212，还可以进一步包括只读存储器(ROM)213。
其中，存储器210还存储有计算机程序，计算机程序可以被处理器220执行，使得处理器220实现上述任一项方法的步骤。
存储器210还可以包括具有至少一个程序模块215的实用工具214，这样的程序模块215包括但不限于：操作系统、一个或者多个应用程序、其它程序模块以及程序数据，这些示例的每一个或某种组合中可能包括网络环境的实现。
相应的，处理器220可以执行上述计算机程序，以及可以执行实用工具214。
处理器220可以采用一个或多个应用专用集成电路(ASIC，Application SpecificIntegrated Circuit)、DSP、可编程逻辑器件(PLD，Programmable Logic Device)、复杂可编程逻辑器件(CPLD，Complex Programmable Logic Device)、现场可编程门阵列(FPGA，Field-Programmable Gate Array)或其他电子元件。
总线230可以为表示几类总线结构的一种或多种，包括存储器总线或者存储器控制器、外围总线、图形加速端口、处理器或者使用多种总线结构的任意总线结构的局域总线。
电子设备40也可以与一个或多个外部设备240例如键盘、指向设备、蓝牙设备等通信，还可与一个或者多个能够与该电子设备40交互的设备通信，和/或与使得该电子设备40能与一个或多个其它计算设备进行通信的任何设备(例如路由器、调制解调器等)通信。这种通信可以通过输入输出接口250进行。并且，电子设备40还可以通过网络适配器260与一个或者多个网络(例如局域网(LAN)，广域网(WAN)和/或公共网络，例如因特网)通信。网络适配器260可以通过总线230与电子设备40的其它模块通信。应当明白，尽管图中未示出，可以结合电子设备40使用其它硬件和/或软件模块，包括但不限于：微代码、设备驱动器、冗余处理器、外部磁盘驱动阵列、RAID系统、磁带驱动器以及数据备份存储平台等。
参见图5，图5示出了本申请实施例提供的一种程序产品的结构示意图。
所述程序产品用于实现上述任一项方法。程序产品可以采用便携式紧凑盘只读存储器(CD-ROM)并包括程序代码，并可以在终端设备，例如个人电脑上运行。然而，本发明的程序产品不限于此，在本申请实施例中，可读存储介质可以是任何包含或存储程序的有形介质，该程序可以被指令执行系统、装置或者器件使用或者与其结合使用。程序产品可以采用一个或多个可读介质的任意组合。可读介质可以是可读信号介质或者可读存储介质。可读存储介质例如可以为但不限于电、磁、光、电磁、红外线、或半导体的系统、装置或器件，或者任意以上的组合。可读存储介质的更具体的例子(非穷举的列表)包括：具有一个或多个导线的电连接、便携式盘、硬盘、随机存取存储器(RAM)、只读存储器(ROM)、可擦式可编程只读存储器(EPROM或闪存)、光纤、便携式紧凑盘只读存储器(CD-ROM)、光存储器件、磁存储器件、或者上述的任意合适的组合。
计算机可读存储介质可以包括在基带中或者作为载波一部分传播的数据信号，其中承载了可读程序代码。这种传播的数据信号可以采用多种形式，包括但不限于电磁信号、光信号或上述的任意合适的组合。可读存储介质还可以是任何可读介质，该可读介质可以发送、传播或者传输用于由指令执行系统、装置或者器件使用或者与其结合使用的程序。可读存储介质上包含的程序代码可以用任何适当的介质传输，包括但不限于无线、有线、光缆、RF等，或者上述的任意合适的组合。可以以一种或多种程序设计语言的任意组合来编写用于执行本发明操作的程序代码，程序设计语言包括面向对象的程序设计语言诸如Java、C++等，还包括常规的过程式程序设计语言诸如C语言、Python语言或类似的程序设计语言。程序代码可以完全地在用户计算设备上执行、部分地在用户设备上执行、作为一个独立的软件包执行、部分在用户计算设备上部分在远程计算设备上执行、或者完全在远程计算设备或服务器上执行。在涉及远程计算设备的情形中，远程计算设备可以通过任意种类的网络，包括局域网(LAN)或广域网(WAN)，连接到用户计算设备，或者，可以连接到外部计算设备(例如利用因特网服务提供商来通过因特网连接)。
本申请从使用目的上，效能上，进步及新颖性等观点进行阐述，已满足专利法所强调的功能增进及使用要件，本申请以上的说明书及说明书附图，仅为本申请的较佳实施例而已，并非以此局限本申请，因此，凡一切与本申请构造，装置，特征等近似、雷同的，即凡依本申请专利申请范围所作的等同替换或修饰等，皆应属本申请的专利申请保护的范围之内。

Claims (10)

1.一种刺激器，其特征在于，用于植入于患者体内，所述刺激器包括脉冲发生器、转换模块和N个电极导线，N是大于1的整数；
所述脉冲发生器用于生成M路电刺激脉冲信号并输出，M是小于N的正整数；
所述转换模块具有M个刺激接收端和N个刺激输出端，每个所述刺激接收端与至少一个所述刺激输出端通信连接，且任意两个所述刺激接收端所连接的所述刺激输出端不重合，每个所述刺激接收端用于接收一路所述电刺激脉冲信号并输出至自身所连接的刺激输出端；
每个所述电极导线用于连接至其中一个所述刺激输出端，每个所述电极导线用于接收一路所述电刺激脉冲信号并向所述患者的体内组织递送电刺激治疗。
2.根据权利要求1所述的刺激器，其特征在于，M＝2，N＝4。
3.根据权利要求2所述的刺激器，其特征在于，所述转换模块包括2个转换器，每个所述转换器具有1个所述刺激接收端和2个所述刺激输出端。
4.根据权利要求1所述的刺激器，其特征在于，所述刺激器还包括M个延伸导线，M个延伸导线与M个所述刺激接收端一一对应；
每个所述延伸导线的第一端用于连接至所述脉冲发生器，每个所述延伸导线的第二端用于连接至自身对应的所述刺激接收端。
5.一种电子设备，其特征在于，所述电子设备用于控制权利要求1-4任一项所述的刺激器中的脉冲发生器，所述电子设备包括存储器和至少一个处理器，所述存储器存储有计算机程序，所述至少一个处理器被配置成执行所述计算机程序时实现以下步骤：
利用脉冲发生器生成M路电刺激脉冲信号并输出，以使每个刺激接收端接收一路所述电刺激脉冲信号并输出至自身所连接的刺激输出端，从而令每个所述电极导线接收一路所述电刺激脉冲信号并向所述患者的体内组织递送电刺激治疗。
6.根据权利要求5所述的电子设备，其特征在于，所述至少一个处理器被配置成执行所述计算机程序时采用以下方式利用所述脉冲发生器生成M路电刺激脉冲信号并输出：
获取所述患者的疾病信息；
基于所述患者的疾病信息，获取每路所述电刺激脉冲信号的刺激策略，所述刺激策略包括幅值、频率、脉宽、时序、电压、电流中的一种或多种刺激参数及其对应的参数值；
基于每路所述电刺激脉冲信号的刺激策略，利用所述脉冲发生器生成M路电刺激脉冲信号并输出。
7.根据权利要求5所述的电子设备，其特征在于，所述至少一个处理器被配置成执行所述计算机程序时采用以下方式获取每路所述电刺激脉冲信号的刺激策略：
基于所述患者的疾病信息，获取每路所述电刺激脉冲信号的待测刺激策略；
基于每路所述电刺激脉冲信号的待测刺激策略，获取每个所述电极导线对应的作用区域；
获取多个所述作用区域对应的重叠区域；
针对每个所述重叠区域，执行以下操作：
获取所述重叠区域对应的所述电刺激脉冲信号的预测强度；
检测所述预测强度是否大于预设强度；如果大于，则判断所述强度超过所述患者的耐受程度并调整所述刺激策略；如果不大于，则不做任何操作。
8.根据权利要求7所述的电子设备，其特征在于，所述至少一个处理器被配置成执行所述计算机程序时采用以下方式获取每个所述电极导线对应的作用区域：
获取所述电极导线的位置信息；
将所述电极导线的位置信息和所述电极导线对应的电刺激脉冲信号的待测刺激策略输入至作用区域模型，以得到所述电极导线对应的作用区域。
9.根据权利要求8所述的电子设备，其特征在于，所述至少一个处理器被配置成执行所述计算机程序时采用以下方式训练所述作用区域模型：
获取训练集，所述训练集包括多个训练数据，每个所述训练数据包括一个样本电极导线的位置信息、所述样本电极导线对应的电刺激脉冲信号的刺激策略以及所述样本电极导线对应的作用区域的标注数据；
针对所述训练集中的每个训练数据，执行以下处理：
将所述训练数据中的所述样本电极导线的位置信息和所述样本电极导线对应的电刺激脉冲信号的刺激策略输入预设的深度学习模型，以得到所述样本电极导线对应的作用区域的预测数据；
基于所述样本电极导线对应的作用区域的预测数据和标注数据，对所述深度学习模型的模型参数进行更新；
检测是否满足预设的训练结束条件；如果是，则将训练出的所述深度学习模型作为所述作用区域模型；如果否，则利用下一个所述训练数据继续训练所述作用区域模型。
10.一种计算机可读存储介质，其特征在于，所述计算机可读存储介质存储有计算机程序，所述计算机程序被处理器执行时实现权利要求5-9任一项所述电子设备的功能。
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