CN116617564A - 刺激器控制方法及系统 - Google Patents

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CN116617564A CN202310557010.4A CN202310557010A CN116617564A CN 116617564 A CN116617564 A CN 116617564A CN 202310557010 A CN202310557010 A CN 202310557010A CN 116617564 A CN116617564 A CN 116617564A
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Abstract

本申请实施例公开了一种刺激器控制方法及系统，应用于置于体内的刺激器，所述刺激器包括主处理器、协处理器以及刺激电极，所述协处理器与所述刺激电极耦接，所述刺激器与置于体外的能控器通信连接，所述能控器向所述刺激器提供射频电能，所述方法包括：所述主处理器响应于所述能控器发送的刺激指令，基于所述刺激指令生成刺激波形，并将所述刺激波形发送至所述协处理器；所述协处理器根据所述刺激波形控制所述刺激电极向体内的治疗部位输出刺激电流。采用本申请实施例，主处理器与协处理器协同工作，可有效降低刺激器的功耗。

Description

刺激器控制方法及系统
技术领域
本申请涉及医疗设备技术领域，具体涉及一种刺激器控制方法及系统。
背景技术
植入式神经刺激(Implantable Neuro-Stimulation)是以一定程度的电流脉冲刺激靶点神经，以调整或恢复脑部、神经或肌肉的功能，使症状得以缓解的一种方法。在临床上，多种神经疾病或精神疾病仍然缺乏有效的根治方法，患者需要多年甚至终生服药，且有一定比例的患者长期服药后会产生严重的副反应，此时植入式刺激器则成为可能的代替疗法。
目前，植入式刺激系统主要包括置于体内的刺激器和置于体外的能控器，其中，刺激器与能控器可进行射频通讯以及能量传输，其中，由能控器向刺激器提供射频电能，在此基础上，由能控器实时提供刺激脉冲指令来驱动刺激器的刺激电极，从而刺激器向患者的治疗部位施加刺激电流，从而维持刺激器的稳定运行。
然而，由于刺激器只包括一个主处理器，在向患者的治疗部位施加刺激电流时，需要主处理器对能控器传输的刺激脉冲指令进行数据处理的同时，还需要持续控制刺激电极输出刺激电流。在一个主处理器同时执行大量任务时，主处理器的负载量会明显增大，导致刺激器的功耗消耗大。
发明内容
本申请提供了一种刺激器控制方法及系统，主处理器与协处理器协同工作，可有效降低刺激器的功耗。
第一方面，本申请提供了一种刺激器控制方法，应用于置于体内的刺激器，所述刺激器包括主处理器、协处理器以及刺激电极，所述协处理器与所述刺激电极耦接，所述刺激器与置于体外的能控器通信连接，所述能控器向所述刺激器提供射频电能，所述方法包括：所述主处理器响应于所述能控器发送的刺激指令，基于所述刺激指令生成刺激波形，并将所述刺激波形发送至所述协处理器；
所述协处理器根据所述刺激波形控制所述刺激电极向体内的治疗部位输出刺激电流。
通过采用上述技术方案，主处理器用于与能控器进行交互通信，可将能控器发送的刺激指令转换为刺激波形；协处理器用于根据刺激波形控制刺激电极输出刺激波形；主处理器与协处理器协同工作，当一方处于工作状态时，另一方可处于休息状态，相比于现有技术采用一个主处理器同时处理上述工作过程，主处理器和协处理器协同工作产生的负载量更低，可有效降低刺激器的工作功耗。此外，协处理器可衔接主处理器的工作任务，从而减少处理器的等待时间，使得整个处理过程更加高效，进而提高刺激器的处理效率。
可选的，所述刺激指令为单脉冲刺激指令，所述主处理器响应于所述能控器发送的刺激指令，基于所述刺激指令生成刺激波形，包括：
所述主处理器读取所述单脉冲刺激指令中携带的平衡刺激策略和波形参数；
所述主处理器基于所述单脉冲刺激指令中携带的平衡刺激策略和波形参数，生成所述刺激波形。
通过采用上述技术方案，主处理器可根据能控器输入单脉冲指令中的平衡刺激策略和波形参数生成刺激波形，相比于现有技术中的刺激器需要根据能控器实时提供刺激脉冲指令来驱动刺激器的刺激电极，其产生的刺激波形不会因为信号干扰而中断，输出刺激电流的稳定性更强。
可选的，所述主处理器基于所述单脉冲刺激指令中携带的平衡刺激策略和波形参数，生成所述刺激波形，包括：
若所述平衡刺激策略为主动平衡刺激策略，则所述主处理器根据所述波形参数中的前向波形脉宽和前向波形幅度，生成第一前向波形；
所述主处理器基于所述主动平衡刺激策略，生成所述第一前向波形对应的第一后向波形，所述第一后向波形的后向波形脉宽小于所述前向波形脉宽，且所述第一后向波形的后向波形幅度大于所述前向波形幅度，组合所述第一前向波形与所述第一后向波形，得到刺激波形；
若所述平衡刺激策略为被动平衡刺激策略，则所述主处理器根据所述波形参数中的前向波形脉宽和前向波形幅度，生成第二前向波形；
所述主处理器基于所述被动平衡刺激策略，根据所述第二前向波形，生成短接电极波形，组合所述第二前向波形与所述短接电极波形，得到刺激波形；
若所述平衡刺激策略为对称平衡刺激策略，则所述主处理器根据所述波形参数中的前向波形脉宽和前向波形幅度，生成第三前向波形；
所述主处理器基于所述对称平衡刺激策略，生成所述第三前向波形对应的第二后向波形，所述第二后向波形的波形脉宽等于所述第三前向波形的波形脉宽，且所述第二后向波形的波形幅度等于所述第三前向波形的波形幅度，根据所述第三前向波形脉宽和所述后向波形脉宽，生成静态电极波形，组合所述第三前向波形、所述第二后向波形以及所述静态电极波形，得到刺激波形。
通过采用上述技术方案，主处理器可基于不同的平衡刺激策略，根据波形参数生成刺激波形，从而可适应不同治疗情况而生成符合要求的刺激波形；通过平衡刺激策略生成的刺激电流，可以促进神经系统的整体平衡和稳定，从而达到更好的治疗效果。
可选的，所述刺激指令为组合脉冲刺激指令，所述组合脉冲刺激指令为由至少两个波形不同的单脉冲组成的刺激指令，所述主处理器响应于所述能控器发送的刺激指令，基于所述刺激指令生成刺激波形，包括：
所述主处理器读取所述组合脉冲刺激指令中各所述单脉冲刺激指令携带的平衡刺激策略、波形参数以及各单脉冲的组合顺序；
所述主处理器基于各所述单脉冲刺激指令携带的平衡刺激策略和波形参数，生成各所述单脉冲对应的刺激波形；
所述主处理器根据所述组合顺序，组合各所述单脉冲对应的刺激波形，得到刺激波形。
通过采用上述技术方案，主处理器可以基于不同的平衡刺激策略，根据波形参数生成至少两个波形不同组合而成的刺激波形，不同类型的刺激波形可以激活不同的神经通路和神经反应，从而可以更好地刺激和调节神经系统。
可选的，所述刺激指令为软启动刺激指令，所述主处理器响应于所述能控器发送的刺激指令，基于所述刺激指令生成刺激波形，并将所述刺激波形发送至所述协处理器；所述协处理器根据所述刺激波形控制所述刺激电极向体内的治疗部位输出刺激电流，包括：所述主处理器读取所述软启动刺激指令中携带的波形参数，基于所述波形参数生成软启动刺激波形；
所述主处理器读取所述软启动刺激指令中携带的软启动时间，并根据所述软启动时间以及所述软启动刺激波形，确定软启动步进数和软启动步进幅度；
所述主处理器将所述软启动刺激波形、所述软启动步进数以及所述软启动步进幅度发送至所述协处理器；
所述协处理器根据所述软启动刺激波形、所述软启动步进数以及所述软启动步进幅度，所述控制所述刺激电极向体内的治疗部位输出刺激电流。
通过采用上述技术方案，主处理器根据软启动刺激指令，生成幅度依次等量增大的刺激波形组成的软启动刺激波形，以减轻患者的不适感以及减少刺激对神经系统的冲击，进而达到更好的治疗效果以及更少的副作用。
可选的，所述方法还包括：
所述主处理器响应于所述能控器发送的检测指令，将所述检测指令发送至所述协处理器；
所述协处理器采集所述检测指令中检测对象的检测数据，并将所述检测数据返回至所述主处理器；
所述主处理器将所述检测数据返回至所述能控器。
通过采用上述技术方案，能控器可以分析检测数据的合理性和有效性，并根据分析结果反馈调节刺激参数，避免刺激指令中的波形参数设置的不当而造成的治疗效果不佳或不良反应；此外，检测数据的结果还可以为后续的治疗提供指导。
可选的，所述刺激器还包括电压检测器，所述检测指令包括阻抗检测指令，所述电压检测器分别与所述刺激电极以及所述协处理器耦接，所述主处理器响应于所述能控器发送的检测指令，将所述检测指令发送至所述协处理器；所述协处理器采集所述检测指令中检测对象的检测数据，并将所述检测数据返回至所述主处理器；所述主处理器将所述检测数据返回至所述能控器，包括：
所述主处理器响应于所述能控器发送的阻抗检测指令，基于所述阻抗检测指令生成阻抗检测波形，并将所述阻抗检测波形发送至所述协处理器；
所述协处理器根据所述阻抗检测波形以及所述刺激电极的状态，控制所述刺激电极向体内的治疗部位输出检测电流；
所述协处理器获取所述电压检测器采集的所述刺激电极输出检测电流时的多个检测电压，并将多个所述检测电压发送至所述主处理器；
所述主处理器根据多个所述检测电压，得到所述刺激电极的阻抗状态，并将所述刺激电极的阻抗状态返回至所述能控器。
通过采用上述技术方案，在进行阻抗状态检测时，刺激电极输出一个刺激波形的结束时刻至输出下一个刺激波形的开始时刻之间的间隙状态，对刺激电极的电极状态进行检测，可以减轻患者的刺激性反应。
可选的，所述刺激器还包括电压检测器和温度检测器中的至少一种，所述协处理器分别与所述电压检测器和所述温度检测器耦接，所述电压检测器分别与所述刺激电极以及所述协处理器耦接，所述检测指令包括电压检测指令、温度检测指令以及参数检测指令中的至少一种，所述主处理器获取所述刺激指令中携带的检测指令，将所述检测指令发送至所述协处理器；所述协处理器采集所述检测指令中检测对象的检测数据，并将所述检测数据返回至所述主处理器；所述主处理器将所述检测数据返回至所述能控器，包括：
所述主处理器将所述温度检测指令发送至所述协处理器，所述协处理器获取所述温度检测器采集所述刺激器的温度，并将所述温度返回至所述主处理器；所述主处理器将所述温度返回至所述能控器；
和/或，
所述主处理器将所述电压检测指令发送至所述协处理器，所述协处理器获取所述电压检测器采集所述刺激电极在输出所述刺激电流的刺激电压，并将所述刺激电压返回至所述主处理器；所述主处理器将所述刺激电压返回至所述能控器。
通过采用上述技术方案，可以及时发现刺激器的温度以及刺激电极的电压是否出现异常，从而根据刺激器的温度和刺激电压优化治疗方案，提高治疗效果。
在本申请的第二方面提供了一种刺激器控制系统，应用于置于体内的刺激器，所述刺激器包括主处理器、协处理器以及刺激电极，所述协处理器与所述刺激电极耦接，所述刺激器与置于体外的能控器通信连接，所述能控器向所述刺激器提供射频电能，其中：
所述主处理器，用于响应于所述能控器发送的刺激指令，基于所述刺激指令生成刺激波形，并将所述刺激波形发送至所述协处理器；
所述协处理器，用于根据所述刺激波形控制所述刺激电极向体内的治疗部位输出刺激电流。
在本申请的第三方面提供了一种计算机可读存储介质，所述计算机存储介质存储有多条指令，所述指令适于由处理器加载并执行上述的方法步骤。
综上所述，本申请实施例中提供的一个或多个技术方案，至少具有如下技术效果或优点：
1、主处理器与协处理器协同工作，当一方处于工作状态时，另一方可处于休息状态，相比于现有技术采用一个主处理器同时处理上述工作过程，两个处理器协同工作产生的负载量更低，可有效降低刺激器的功耗；
2、主处理器与协处理器协同工作，可有效降低刺激器的工作功耗，还可以减少处理器的等待时间，使得整个处理过程更加高效，从而提高刺激器的处理效率；
3、能控器通过射频天线为刺激器供能，刺激器不需要携带额外的电池，可以减小刺激器的体积；
4、主处理器根据能控器发送的波形参数生成刺激波形，相比于现有技术中刺激器需要根据能控器实时提供刺激脉冲指令来驱动刺激器的刺激电极，其产生的刺激波形不会因为信号干扰而中断，从而提高刺激电流输出的稳定性；
5、采用软启动方式生成软启动刺激波形，可以减轻患者的不适感以及减少刺激对神经系统的冲击，从而达到更好的治疗效果；
6、在刺激电极输出一个刺激波形的结束时刻至输出下一个刺激波形的开始时刻之间的间隙状态，对刺激电极的电极状态进行检测，可以减轻患者的刺激性反应；
7、主处理器可以基于不同的平衡刺激策略，根据波形参数生成至少两个波形不同组合而成的刺激波形，不同类型的刺激波形可以激活不同的神经通路和神经反应，平衡刺激策略生成的刺激电流，可以促进神经系统的整体平衡和稳定，从而可以更好地调节神经系统。
附图说明
图1是本申请一个实施例提供的刺激器控制系统的应用场景示意图；
图2是申请一个实施例提供的一种刺激器控制系统架构图；
图3是本申请一个实施例提供的一种刺激器控制方法的流程示意图；
图4是本申请一个实施例提供的一种单脉冲刺激波形生成的流程示意图；
图5是本申请一个实施例提供的一种基于三种平衡策略下生成的刺激波形示意图；
图6是本申请一个实施例提供的电极控制电路示意图；
图7是本申请一个实施例提供的一种基于平衡刺激策略输出刺激电流过程中的指令传输流程示意图；
图8是本申请实施例提供的另一种刺激器控制方法的流程示意图；
图9是本申请实施例提供的一种组合脉冲波形示意图；
图10是本申请实施例提供的再一种刺激器控制方法的流程示意图；
图11是本申请实施例提供的一种软启动刺激波形输出过程示意图；
图12是本申请实施例提供的再一种刺激器控制方法的流程示意图；
图13是本申请实施例提供的一种刺激器的阻抗状态检测方法的流程示意图；
图14是本申请实施例提供的一种阻抗检测波形输出过程示意图。
附图标记说明：20、刺激器；21、能控器；22、终端；24、人体；111、导线；112、a治疗部位；113、b治疗部位；114、c治疗部位；201、主处理器；202、协处理器；2011、第一存储器；2012、稳压电路；2013、整流储能电路；2014、阻抗匹配电路；2015、第一射频天线；2016、第一蓝牙模块；2021、检测模块；2022、刺激电极；2023、电极控制电路；2024、电压电流转换电路；2025、数模转换电路；2111、电池；2112、外部通讯模块；2113、外部输入模块；2114、第二存储器；2115、第二射频天线；2116、第二蓝牙模块。
具体实施方式
为了使本领域的技术人员更好地理解本说明书中的技术方案，下面将结合本说明书实施例中的附图，对本说明书实施例中的技术方案进行清楚、完整地描述，显然，所描述的实施例仅是本申请一部分实施例，而不是全部的实施例。
在本申请实施例的描述中，“例如”或者“举例来说”等词用于表示作例子、例证或说明。本申请实施例中被描述为“例如”或者“举例来说”的任何实施例或设计方案不应被解释为比其他实施例或设计方案更优选或更具优势。确切而言，使用“例如”或者“举例来说”等词旨在以具体方式呈现相关概念。
在本申请实施例的描述中，术语“多个”的含义是指两个或两个以上。例如，多个系统是指两个或两个以上的系统，多个屏幕终端是指两个或两个以上的屏幕终端。此外，术语“第一”、“第二”仅用于描述目的，而不能理解为指示或暗示相对重要性或者隐含指明所指示的技术特征。由此，限定有“第一”、“第二”的特征可以明示或者隐含地包括一个或者更多个该特征。术语“包括”、“包含”、“具有”及它们的变形都意味着“包括但不限于”，除非是以其他方式另外特别强调。
随着人口老龄化和生活方式的改变，神经系统发病率不断增加，如帕金森病、癫痫、抑郁症、焦虑症等，这些疾病对患者的身心健康和生活质量造成极大影响。而传统的治疗方法存在一定的局限性，如药物治疗、手术治疗等，存在副作用大、效果不稳定、难以控制等情况。因此，需要新的治疗方法来改善患者的症状和生活质量。
随着生物医学工程和神经科学等领域的发展，植入式医疗系统不断得到改进和创新，治疗效果和安全性得到了不断提高，成为了治疗神经系统疾病的一种重要手段，植入式电刺激技术作为一种新型的治疗手段，具有广泛的应用前景和重要的临床意义。
植入式医疗系统通常包括：植入式神经电刺激系统(Deep Brain Stimulation，DBS)，植入式脑皮层电刺激系统(Cortical Neural Stimulation，CNS)，植入式脊髓电刺激系统(Spinal Cord Stimulation，SCS)，植入式骶神经电刺激系统(Sacral NerveStimulation，SNS)、植入式迷走神经电刺激系统(Vagus Nerve Stimulation，VNS)以及植入式心脏电刺激系统(Implantable Cardiac Stimulation System，ICSS)等，刺激器作为上述电刺激系统的核心成分，起着至关重要的作用。在此基础上，本申请实施例提供了一种刺激器控制方法及系统，可用于解决刺激器工作时功耗较大的问题，请参照图1，其示出了本申请一个实施例提供的刺激器控制系统的应用场景示意图，如该刺激器控制系统可以包括刺激器20、能控器21、终端22以及服务器23，刺激器20通过蓝牙模块与能控器21进行无线连接，能控器21通过射频天线为刺激器20输出射频能量，以为其提供工作时的电能，此外能控器21还内设有通讯模块，可通过有线或无线网络与终端22以及服务器23直接或间接地连接。
示例性地，如图1所示，刺激器20置于人体24体内的A部位，刺激器20内设有刺激电极，刺激电极通过导线111输出刺激电流至a治疗部位112、b治疗部位113以及c治疗部位114进行电刺激治疗。
示例性地，终端22可以是安装有刺激器控制类目标应用程序的电子设备，通常为医生和患者所使用。医生和患者可通过终端22控制能控器21，从而间接控制刺激器20的工作，也可以获取能控器21采集刺激器20的实时运行数据，并可视化展示于医生或患者。该终端22包括但不限于：安卓(Android)系统设备、苹果公司开发的移动操作系统(IOS)设备、个人计算机(PC)、全球局域网(World Wide Web，Web)设备以及智能穿戴设备(WearableDevices，WD)等。
示例性地，服务器23可以是上述刺激器控制类目标应用程序的后台服务器，用于为上述能控器21和终端22提供后台服务。服务器23可以接收并存储刺激器20与能控器21在治疗过程中的各方面数据，从而可对患者的病情进行汇总和分析。服务器23可以是一台服务器，也可以是由多台服务器组成的服务器集群，或者是一个云计算服务中心，服务器23可以通过有线或无线网络与能控器21以及终端22进行通信。
需要说明的是，图1介绍刺激器20在人体24的植入位置，以及其中各个治疗部位的举例的方式仅是示例性地，在可能的实施方式中，刺激器20具体植入人体24的位置，以及刺激电极输出刺激电流对应的治疗位置，需要根据刺激器20的具体类型以及患者的病情确定。
上述实施例对本申请实施例提供的刺激器控制系统的应用场景做了相应的介绍，为了使本领域的技术人员更好地理解本申请实施例提供的刺激器控制方法及系统的原理，下面对刺激器之间的信息传递过程进行说明，请参照图2，图2示出了本申请实施例提供的一种刺激器控制系统架构图。
如图2所示，刺激器20中包括主处理器201和协处理器202，其中，主处理器201用于接收能控器21输入的控制指令，并将控制指令转换为对应的参数输入至协处理器202。协处理器202主要用于根据主处理器201输入参数控制刺激电极2022输出刺激电流。
其中，刺激器20和能控器21两者之间的信息交互主要是通过蓝牙模块实现，刺激器20中的主处理器201通过第一蓝牙模块2016接收能控器21通过第二蓝牙模块2116发送的刺激脉冲指令，主处理器201可通过自带的模数转换器将刺激脉冲指令从模拟量转换为数字量，从而对刺激脉冲指令进行数据处理分析，生成刺激波形，并将刺激波形输出至协处理器202。协处理器202通过数模转换电路2025将刺激波形从数字电压信号转换为模拟电压信号，并输出至电压电流转换电路2024。电压电流转换电路2024可将模拟电压信号转换为模拟电流信号，并输出至并输出至电极控制电路2023。电极控制电路2023从而可根据刺激波形配置刺激电极2022的电极开关状态以及电极方向，从而控制刺激电极2022对治疗部位输出刺激电流。
进一步地，刺激器20还设置有检测模块2021，检测模块2021可获取刺激电极2022的运行参数，并将运行参数以协处理器202—主处理器201—第一蓝牙模块2016—第二蓝牙模块2116—处理器211之间的传输路径传输至能控器21，能控器21可通过外部通讯模块2112将运行参数传输至终端22和/或服务器23，进而可通过能控器21将刺激器20的运行信息反馈至终端22与服务器23。
在刺激器20工作的具体实现过程中，主处理器201和协处理器202并行协作工作，主处理器201和协处理器202可以分别处理不同的任务，在主处理器201将刺激脉冲指令转换为刺激波形后，协处理器202可继续处理控制刺激电极2022根据刺激波形输出刺激电流的工作，且主处理器201可以处于休息状态。相比于现有技术采用一个主处理器同时处理上述工作过程，可以减少处理器的等待时间，使得整个处理过程更加高效，进而降低刺激器20的功耗。
在降低刺激器20功耗的基础上，刺激器20不需要额外安装电池供电，只需要能控器21向其输出射频信号，便可满足刺激器20的工作电能，从而进一步减小刺激器20的体积。
具体的，能控器21通过第二射频天线2115向刺激器中的第一射频天线2015发送射频信号，第一射频天线2015将接收到的射频信号输入至阻抗匹配电路2014。阻抗匹配电路2014用于调整电路中的阻抗，使得射频信号和电路之间的阻抗相匹配，从而降低信号在传输过程中由于信号反射造成的能量损失，进而提高信号传输的效率和质量。射频信号经过阻抗匹配电路2014后，输入至整流储能电路2013。整流储能电路2013用于将射频信号转换为电能并储存，以持续为主处理器201提供电能。
上述对本申请实施例提供的刺激器控制系统的架构，以及该架构下各端的运行原理进行了说明，在上述实施例的基础上，进一步地，请参考图3，特提出了一种刺激器控制方法的流程示意图，该方法可依赖于计算机程序实现，可依赖于单片机实现，也可运行于刺激器控制系统上，该计算机程序可集成在上述刺激器20、能控器21、终端22以及服务器23的目标应用程序中，也可作为独立的工具类应用运行，具体的，该方法包括步骤301至步骤303，上述步骤如下：
步骤301：主处理器响应于能控器发送的刺激指令，基于刺激指令生成刺激波形。
其中，指令是指挥电子设备工作的指示和命令，可以理解为指定执行某种运算或功能实现的某种控制的代码。刺激指令本申请实施例中可以理解为指挥刺激器执行输出刺激电流功能的代码。如图2所示，能控器21通过第二蓝牙模块2116将刺激指令传输至刺激器20的第一蓝牙模块2016，刺激器20的主处理器201与第一蓝牙模块2016耦接，在第一蓝牙模块2016接收到刺激指令后，主处理器201可直接响应于该刺激指令。
刺激波形指的是神经电刺激治疗中，用于刺激神经元的电信号波形，刺激波形的形状、幅度、频率等参数对神经元的兴奋性和抑制性产生影响，进而影响治疗效果。由于刺激电极2022需要根据刺激波形输出刺激电流，因此在主处理器201接收刺激指令后，需要根据刺激指令中携带的波形参数，生成对应的刺激波形。
需要说明的是，上述介绍能控器21通过刺激指令携带刺激参数发送至刺激器20中的方式仅是示例性地。在可能的实施方式中，刺激参数可以预存于刺激器20中的第一存储器2011中，此时能控器21可直接发送携带启动工作的刺激指令至刺激器20中，主处理器201可直接调取第一存储器2011中刺激参数，生成对应的刺激波形；在可能的实施方式中，刺激参数可以是医生或患者通过终端22间接控制能控器21发送至刺激器20中；在可能的实施方式中，服务器23可根据患者的治疗周期调节刺激参数，从而将调节后的刺激参数发送至能控器21中的第二存储器2114中进行存储。
步骤302：主处理器将刺激波形发送至协处理器。
其中，主处理器201用于处理与能控器21进行交互中的所需指令。协处理器202与刺激电极2022耦接，用于根据主处理器201输入的刺激波形控制刺激电极2022输出刺激电流。在本申请实施例中，主处理器201与协处理器202协同工作，分别执行不同的任务，可以提高任务的执行效率。同时在一方不需要工作时可处于休眠状态，降低了刺激的整体功耗。
步骤303：协处理器根据刺激波形控制刺激电极向体内的治疗部位输出刺激电流。
其中，刺激电极2022是用于神经电刺激治疗中的一种电极，可通过向人体内部传递刺激电流来刺激神经元，调节神经系统，达到治疗效果。刺激电极2022通常由金属材料制成，如图1所示，刺激电极2022可通过导线111将刺激电流输出至各个治疗部位。具体的治疗部位取决于患者所患疾病与刺激电极的种类，例如，脊髓刺激电极通过导线连接到植入在皮下的脊髓起搏器或者外部激励器，用于治疗慢性疼痛、脊髓损伤等疾病，具体的刺激电极2022与治疗部位的连接方式在此不做过多赘述。
示例性地，在本申请实施例中刺激电极包括有多个电极，协处理器202可控制其中任意两个位置的电极组合成为一个电极组。电极组的电极方向由其中的正电极流向负电极，协处理器202可通过设置电极组中电极的正负，进而设置电极组的电极方向。
示例性地，协处理器202在接收到主处理器201传输的刺激波形后，将根据该刺激波形控制刺激电极向体内的治疗部位输出刺激电流。刺激波形的形状和频率等参数都会对神经元的兴奋性和抑制性产生影响，根据不同刺激波形产生的刺激电流治疗效果不同。
从刺激波形形状的角度来考虑，刺激波形主要由前向波形和后向波形组成，其中，前向波形指的是神经电刺激治疗中，用于产生治疗效果的电信号波形，由于在该过程中会释放电荷，因此需要输出与前向波形相反的后向波形进行电荷中和，从而达到患者体内的电荷平衡。
进一步地，构成刺激波形形状的主要有波形幅度和波形脉宽两个参数，波形幅度指的是刺激电极2022输出刺激电流的大小，波形脉宽指的是输出刺激电流的时间宽度。在本申请实施例中，将前向波形的参数分别定义为前向波形幅度与前向波形脉宽；对应的，将后向波形的参数分别定义为后向波形幅度与后向波形脉宽。假设一个刺激波形只由一个前向波形和一个后向波形构成，则该刺激波形的刺激周期为前向波形脉宽与后向波形脉宽之和。由于后向波形需要中和前向波形释放的电荷，则可以推断出前向波形脉宽*前向波形幅度＝后向波形脉宽*后向波形幅度。
需要说明的是，在本申请实施例中，并没有具体限定根据前向波形输出的刺激电流为正方向电流，即其可以是正向电流也可以是反向电流，则根据后向波形输出的刺激电流是与其反向相反的刺激电流。
从刺激波形频率的角度来考虑，协处理器202根据刺激波形控制刺激电极2022输出刺激电流是一个持续性的过程，在此过程中将会输出多个刺激波形。在本申请实施例中将持续性输出相同的刺激波形定义为单脉冲，将至少由两个波形不同的单脉冲组合成的刺激波形定义为组合脉冲，对应的将刺激指令定义为单脉冲刺激指令和组合脉冲指令。对于输出刺激波形的频率，本申请实施例提出了适应不同频率下的刺激策略，该刺激策略都是基于输出刺激电流保持电荷平衡为前提设定，因此将其定义为平衡刺激策略。
示例性地，可以理解为能控器21发送的刺激指令中可携带平衡刺激策略以及波形参数，在上述实施例的基础上，下面将对步骤301：主处理器响应于能控器发送的刺激指令，基于刺激指令生成刺激波形这一步骤的具体过程进行说明。
请参考图4，图4示出了一种单脉冲刺激波形生成的流程示意图。在一种可能的实施方式中，刺激指令为单脉冲刺激指令，步骤301具体可以包括以下步骤：
步骤401:主处理器读取单脉冲刺激指令中携带的平衡刺激策略和波形参数。
其中，平衡刺激策略指的是神经刺激治疗中的一种策略，其基本原理是通过同时刺激神经系统中的兴奋和抑制部位，以达到平衡神经系统功能的目的。在本申请实施例中，特提出了三种平衡刺激策略：主动平衡刺激策略、被动平衡刺激策略以及对称平衡刺激策略，不同的平衡刺激策略存在不同的优缺点，平衡刺激策略的具体实现需要根据患者的个体差异和治疗目的来选择，以确保治疗的安全性和有效性。
示例性地，主处理器201响应能控器21发送的单脉冲刺激指令之后，读取单脉冲刺激指令中的平衡刺激策略以及波形参数。在一种可行的实施方式中，该平衡刺激策略可存储于刺激器20的第一存储器2011中，单脉冲刺激指令可携带平衡刺激策略的标志位，该标志位可以由若干位二进制数构成。对应的主处理器201可存储有三种平衡刺激策略标志位的一维数组，在通过标志位确定平衡刺激策略的种类后，调用第一存储器2011中对应的平衡刺激策略。
在另一种可行的实施方式中，能控器21也可将平衡刺激指令携带与单脉冲刺激指令中，直接发送于主处理器201。
步骤402:主处理器判断平衡刺激策略是否为主动平衡刺激策略。
步骤4021：若平衡刺激策略为主动平衡刺激策略，则主处理器根据波形参数中的前向波形脉宽和前向波形幅度，生成第一前向波形。
其中，前向波形作用为对患者起到治疗效果，而后向波形的作用为中和前向波形在治疗过程产生的电荷。因此，能控器21只需发送的前向波形的波形参数，以及平衡刺激策略，主处理器201可根据波形参数生成前向波形，从而根据平衡刺激策略生成对应于前向波形的后向波形。
其中，主动平衡刺激策略在本申请实施例中指的是，控制刺激电极2022输出较高频的刺激电流的策略，在本申请实施例中将主动平衡策略对应的前向波形定义为第一前向波形。
步骤4022:主处理器基于主动平衡刺激策略，生成第一前向波形对应的第一后向波形，组合第一前向波形与第一后向波形，得到刺激波形。
示例性地，根据前向波形与后向波形输出电荷平衡的原则，可得后向波形脉宽*后向波形幅度＝前向波形脉宽*前向波形幅度，此外，刺激波形的刺激周期＝前向波形脉宽+后向波形脉宽。在第一前向波形的前向波形脉宽、前向波形幅度以及刺激周期为已知量的前提下，便可求得后向波形的后向波形脉宽和后向波形幅度，并将该后向波形定位为第一后向波形，第一后向波形的波形脉宽小于前向波形脉宽，且第一后向波形的后向波形幅度大于前向波形幅度。
进一步地，请参照图5，其示出了一种本申请实施例提供的一种基于三种平衡策略下生成的刺激波形示意图。如图5所示的波形1为基于主动平衡刺激策略下生成的刺激波形，当第一前向波形幅度较小时，可通过增大第一后向波形幅度，从而将减小第一后向波形的波形脉宽，进而减小后向波形脉宽，从而使得刺激电流更加高频的输出。
需要说明的是，图5中示例出刺激波形的形状仅是示例性的，波形1从a点变化至b点呈现出瞬时垂直变化，其为协处理器202在理想状态下控制刺激电极2022从第一正向波形切换至第一反向波形时的状态。而在实际应用中，实现该过程需要先控制电极组停止输出刺激电流，再将电极组的电极方向设置为方向，从而控制电极组根据第一反向波形输出刺激电流，因此实际波形并不是瞬时完成变化的。
此外，以植入式脊髓电刺激系统举例，刺激电流在作用于神经元的过程中需要经过脊髓组织液。由于脊髓组织液并不是一个完全的电阻模型，其可以理解为是一个电阻与电容串联的模型，基于电容通交流隔直流的原理，会导致波形1中c处斜坡的产生，在该过程中第一后向波形的后向波形幅度会随着脉宽的增加呈c斜坡状持续降低，直至降为0。图5中，波形2与波形3均为理想状态下刺激波形的形状，在实际应用中，随着治疗部位的不同，刺激波形0也会出现倾斜程度不同的斜坡变换。
步骤403：主处理器判断平衡刺激策略是否为被动平衡刺激策略。
步骤4031：若平衡刺激策略为被动平衡刺激策略，则主处理器根据波形参数中的前向波形脉宽和前向波形幅度，生成第二前向波形。
步骤4032：主处理器基于被动平衡刺激策略，根据第二前向波形，生成短接电极波形，组合第二前向波形与短接电极波形，得到刺激波形。
示例性地，被动平衡刺激策略在本申请实施例中指的是控制刺激电极2022以节约电量的方式输出较低频率刺激电流的策略。被动平衡刺激策略是以控制电极组内的电极短接的方式，使得前向波形产生的电荷自动消除，该过程会呈现如图5中波形2所示的弧状波形，此时电极组会持续短接状态一段时间，直到弧状波形渐渐变化成直线波形，在本申请实施例中，将该弧状波形定义为短接电极波形，对应的将被动平衡刺激策略对应的前向波形定义为第二前向波形。从而将第二前向波形于短接电极波形组合，便可生成如图5中波形2所示的刺激波形。
步骤404：主处理器判断平衡刺激策略是否为对称平衡刺激策略步骤4041：若平衡刺激策略为对称平衡刺激策略，则主处理器根据波形参数中的前向波形脉宽和前向波形幅度，生成第三前向波形。
步骤4042：主处理器基于对称平衡刺激策略，生成第三前向波形对应的第二后向波形，第二后向波形的波形脉宽等于第三前向波形的波形脉宽，且第二后向波形的波形幅度等于第三前向波形的波形幅度，根据第三前向波形脉宽和后向波形脉宽，生成静态电极波形，组合第三前向波形、第二后向波形以及静态电极波形，得到刺激波形。
示例性地，对称平衡刺激策略在本申请实施例中指的是控制刺激电极2022输出中频率可调的刺激电流的策略。在本申请实施例中，将对称平衡刺激策略对应的前向波形定义为第三前向波形。如图5中所示，波形3的第三前向波形的形状与第二后向波形的形状一致，即第三前向波形的前向波形脉宽等于第二后向波形的后向波形脉宽，第三前向波形的前向波形幅度等于第二后向波形的后向波形幅度。
进一步地，根据刺激参数中的前向波形脉宽和前向波形幅度生成第三前向波形后，便可生成与其电极反向相反的第二后向波形。并在第二后向波形后添加静态电极波形组合形成刺激波形，该静态电极波形由控制刺激电极2022停止输出刺激电流而形成，可通过设置该静态电极波形的脉宽来调整刺激波形的刺激周期，从而调节刺激电流的输出频率。在通常情况下，一般将该静态电极波形的脉宽＝刺激周期-2*前向波形脉宽。
步骤405：协处理器根据刺激波形控制刺激电极向体内的治疗部位输出刺激电流。
示例性地，如图2所示，主处理器201生成刺激波形后，便将刺激波形发送至协处理器202，从而协处理器202将刺激波形输入至数模转换电路2025；数模转换电路2025将刺激波形从数字刺激电压脉冲转换为模拟刺激电压脉冲，并输入至电压电流转换电路2024；电压电流转换电路2024进一步将模拟刺激电压脉冲转换为模拟刺激电流输入至电极控制电路2023；从而电极控制电路2023控制刺激电极2022输出该模拟刺激电流。
进一步地，请参照图6，图6示出了本申请实施例提供的一种电极控制电路示意图。
图6中的各个ABx接口分别与刺激电极2022中的各个电极触点连接；COMA接口与正电源连接，其电压始终保持不变；COMB接口与电压电流转换电路2024连接，即可接收电压电流转换电路2024输入的模拟刺激电流信号；其控制端与协处理器202连接，从而协处理器202可控制电极控制电路2023进行电极组的配置以及电极组电极方向的控制。
示例性地，刺激电极2022中的电极1和电极2分别与电极控制电路2023中的AB01接口与AB02接口连接，即可配置电极1与电极2组成一电极组。电极控制电路2023可根据协处理器201输入的控制指令，控制电极组的状态。例如，当控制AB01接口切换至COMA接口，且AB02接口切换至COMB接口时，电极组处于输出正向刺激电流状态；当控制AB01接口切换至COMB接口，且AB02接口切换至COMA接口时，电极组处于输出反向刺激电流状态；当控制AB01接口与AB02接口均切换至COMB接口时，电极组处于短接电极短接状态，此时输出刺激电流的波形可参照图5中短接电极波形；当控制停止向COMB接口输入刺激电流，电极组处于静态电极状态，此时延迟静态电极脉宽输出刺激电流的波形可参照静态电极波形。
进一步地，请参照图7，图7示出了本申请实施例提供的一种输出刺激电流过程的指令传输流程示意图。其中各控制指令是按照一定时序输入至电极控制电路中，并不是同一时刻输入的。下面将根据三种不同平衡刺激策略的刺激波形对应的控制指令输入至电极控制电路2023，以使电极控制电路2023根据刺激波形对应的多个控制指令，控制刺激电极2022向体内的治疗部位输出刺激电流的过程进行说明，其中，刺激波形中前向波形对应的刺激电流定义为第一刺激电流，将后向波形对应的刺激电流定义为第二刺激电流。
对于主动平衡刺激策略：电极控制电路2023根据所述电极组方向指令，设置治疗部位对应的电极组输出第一刺激电流的电极方向；根据前向波形脉宽指令，设置电极组输出第一刺激电流的时长；根据前向波形幅度指令，控制电极组输出第一刺激电流的大小。
在第一刺激电流输出完成后，电极控制电路2023根据电极方向切换指令，控制电极组的电极方向反向；根据后向波形脉宽指令，设置电极组输出第二刺激电流的时长；根据后向波形幅度指令，控制电极组输出第二刺激电流的大小。
可以理解的是，主动平衡刺激策略，与其他两种策略相比，不存在延迟静态等待时间，输出刺激电流的频率相对更高，需要输出第二刺激电流中和电荷，与被动平衡刺激策略相比更加耗电。
对于被动平衡刺激策略：其输出第一刺激电流的过程与上述相同，不做过多赘述。在第一刺激电流输出完成后，电极控制电路2023根据所述电极静态等待指令，设置所述电极组的电极短接的时长；根据所述电极短接指令，控制所述电极组的电极短接。
可以理解的是，被动平衡刺激策略通过设置电极短接进行电荷平衡，相比于其他两种策略更加节省电能，但其需要长时间处于电极短接等待平衡时间，因此输出刺激电流的频率相对较低。
对于对称平衡刺激策略：其输出第一刺激电流的过程与上述相同，不做过多赘述。在第一刺激电流输出完成后，电极控制电路2023根据电极方向切换指令，控制电极组的电极方向反向；根据后向波形脉宽指令，设置电极组输出第二刺激电流的时长；根据后向波形幅度指令，控制所述电极组输出第二刺激电流的大小。在第二刺激电流输出完成后，可输出电极静态等待指令，控制所述电极组的电极断开时间。
可以理解的是，对称平衡刺激策略其耗电量与主动平衡刺激策略相近，由于其延迟静态等待时间可控，因此其输出刺激电流的频率可调，其频率高于被动平衡刺激策略输出的刺激电流频率，低于主动平衡刺激策略输出的刺激电流频率。
上述实施例对刺激指令为单脉冲刺激指令时，主处理器201根据单脉冲刺激指令生成刺激波形，从而协处理器202根据刺激波形向治疗部位输出刺激电流的过程。在上述实施例的基础上，作为另一种可行的实施方式，下面将对刺激指令为组合脉冲指令时的情况进行说明，请参照图8，图8示出了本申请实施例提供的另一种刺激器控制方法的流程示意图，该过程具体可以包括步骤801至步骤807，如下：
步骤801：主处理器响应于能控器发送的组合脉冲刺激指令，读取组合脉冲刺激指令中各单脉冲刺激指令携带的平衡刺激策略、波形参数以及各单脉冲的组合顺序。
其中，组合脉冲刺激指令为由至少两个平衡刺激策略不同的单脉冲刺激指令组成的刺激指令。其中，各单脉冲的组合顺序可以理解为组合脉冲指令中单脉冲刺激指令的排列顺序，每个单脉冲都有相应的平衡刺激策略。
步骤802：主处理器基于各单脉冲刺激指令携带的平衡刺激策略和波形参数，生成各单脉冲对应的刺激波形，根据组合顺序，组合各刺激波形，得到组合刺激波形。
步骤803：主处理器将组合刺激波形发送至协处理器。
步骤804：协处理器基于各刺激波形的平衡刺激策略，生成刺激波形对应的多个控制指令。
步骤805：协处理器根据组合顺序，分别将组合刺激波形中刺激波形对应的多个控制指令输入至电极控制电路。
步骤806：电极控制电路根据刺激波形对应的多个控制指令，控制刺激电极向体内的治疗部位输出刺激电流。
步骤807：协处理器重复执行步骤802，直至所用时长达到组合脉冲刺激指令中的治疗时长。
示例性地，请参照图9，其示出了本申请实施例提供的一种组合脉冲波形示意图，协处理器202根据治疗时长，持续向控制电极控制电路2023输入控制指令，以使电极控制电路2023持续输出刺激电流。
在上述实施例的基础上，作为一种可选的实施例，刺激电极2022中内包括多个电极组，每个电极组与对应的治疗部位通过导线111连接。在一种可行的实施方式中，组合刺激波形中的刺激波形可分别作用于不同的治疗部位上，也可作用于同一治疗部位上，从而产生不同的治疗效果。
当组合刺激波形中的刺激波形输出至同一治疗部位上时，可产生爆发式刺激模式，爆发式刺激是一种在神经刺激治疗中常用的治疗模式，它的刺激强度高，可以刺激神经元的兴奋性，从而产生更强的刺激效果和更好的治疗效果。
为了减轻患者的不适感以及减少刺激对神经系统的冲击，在上述实施例的基础上，作为一种可选的实施例，本申请实施例还提出了一种软启动方式输出刺激电流。请参照图10，图10示出了本申请实施例提供的再一种刺激器控制方法的流程示意图，该过程具体可以包括步骤1001至步骤1004，如下：
步骤1001：主处理器响应于能控器发送的软启动刺激指令，读取软启动刺激指令中携带的波形参数，基于波形参数生成软启动刺激波形。
步骤1002：主处理器读取软启动刺激指令中携带的软启动时间，并根据软启动时间以及软启动刺激波形，确定软启动步进数和软启动步进幅度。
其中，刺激器20根据软启动刺激波形输出软启动刺激电流的特点是逐渐提高刺激电流强度，而非突然间施加高强度刺激，从而减轻患者的不适感，软启动时间是指上述过程中，输出软启动刺激电流从输出初始电流强度逐渐升高到最终强度所需的时间。软启动步进幅度指的是输出电流刺激强度每次增大的幅度。步进次数指的是在软启动时间下，依次增大软启动刺激电流软启动步进幅度的次数。
示例性地，在一种可行的实施方式中，主处理器201可根据软启动时间与协处理器202定时器的时钟周期，确定软启动步进数，从而根据软启动刺激波形的波形幅度以及软启动步进数，得到软启动步进幅度。
其中，协处理器202内部集成有定时器，定时器主要用于产生定时中断和精确计时。定时器的时钟周期指的是定时器内部时钟的一个计数周期，时钟周期是定时器产生定时中断和计时的基础，定时器的时钟周期可通过设置定时器的时钟源和分频器来确定。
进一步地，主处理器201可根据软启动时间与定时器的时钟周期，确定软启动步进数，从而可将软启动刺激波形的幅度划分成等大的软启动步进幅度。定时器的时钟周期设置越长，软启动步进数越少，反之，定时器的时钟周期设置越短，软启动步进数越多，从而软启动步进幅度越小，输出软启动刺激电流时对患者的刺激感越小。因此，在本申请实施例中，通常将协处理器202定时器的时长周期设置为最小时钟周期。
示例性地，能控器21可设置刺激器输出软启动刺激电流的软启动时间携带于软启动刺激指令中一起发送至刺激器20，主处理器201读取到软启动时间后，可根据软启动时间设置合适的软启动步进数以及软启动步进幅度。
步骤1003：主处理器将软启动刺激波形、软启动步进数以及软启动步进幅度发送至协处理器。
步骤1004：协处理器根据软启动刺激波形、软启动步进数以及软启动步进幅度，所述控制所述刺激电极向体内的治疗部位输出刺激电流。
示例性地，协处理器202在接收到主处理器201传输的软启动刺激波形后，将根据该软启动刺激波形以及软启动步进幅度，控制刺激电极2022向体内的治疗部位输出电流强度依次增大的软启动刺激电流，其中，电流强度增大的次数为软启动步进数。具体的，该过程还可以包括以下步骤1101至步骤1103，请参照图11，图11示出了本申请实施例提供的一种软启动刺激波形输出过程示意图。具体步骤如下：
步骤1101：协处理器将软启动刺激波形的幅度设置为一个软启动步进幅度，得到第一软启动刺激波形，并根据第一软启动刺激波形，控制刺激电极向体内的治疗部位输出软启动刺激电流。
示例性地，软启动刺激波形为图11中的波形4，其可以是由多个平衡刺激策略不同的刺激波形组成，其中，软启动步进数为4，主处理器201将软启动刺激波形的幅度划分为4个等幅度的软启动步进幅度。
进一步地，协处理器202在接收到主处理器201发送的波形4后，将波形4的幅度设置为一个软启动步进幅度，得到第一软启动刺激波形，如图11所示的波形1。协处理器202根据波形1，控制刺激电极2022向体内的治疗部位输出波形1对应的软启动刺激电流。
步骤1102：协处理器将第一软启动刺激波形的幅度增大一个软启动步进幅度，并根据增大幅度后的第一软启动刺激波形，控制刺激电极向体内的治疗部位输出软启动刺激电流。
示例性地，在波形1对应的软启动刺激电流输出完成后，协处理器202将波形1的幅度增加一个软启动步进幅度，得到增大幅度后的第一软启动刺激波形，如图11所示的波形2。协处理器202根据波形2，控制刺激电极2022向体内的治疗部位输出波形2对应的软启动刺激电流。
步骤1103：协处理器重复执行协处理器将所述第一软启动刺激波形的幅度增加一个软启动步进幅度，并根据增大幅度后的第一软启动刺激波形，控制刺激电极向体内的治疗部位输出软启动刺激电流的步骤，直至执行次数达到软启动步进数。
示例性地，在波形2对应的软启动刺激电流输出完成后，协处理器202重复执行步骤1102，直至执行次数达到软启动步进数4，即整个软启动过程如图11所示，协处理器202可依次输出幅度等幅增大的波形1至波形4对应的软启动刺激电流的输出，后续将通过持续输出波形4以对患者进行治疗。
上述实施例对刺激器20输出刺激电流的过程进行了说明，由于植入式刺激器治疗是一种长期的治疗过程，对刺激器20进行参数检测是治疗中的重要步骤，通过参数检测可以确定最佳的刺激参数、调整刺激器20、监测刺激器20工作和评估治疗效果，从而提高患者的治疗效果。
可选的，作为一种可选的实施方式，请参照图12，图12示出了本申请实施例提供的再一种刺激器控制方法的流程示意图，该过程具体可以包括步骤1201至步骤1206，如下：步骤1201：能控器将检测指令发送至主处理器。
具体的，检测指令可以包括电压检测指令、温度检测指令以及参数检测指令中的至少一种，其中，电压检测指令用于检测刺激电极2022输出刺激电流时的工作电压；温度检测指令用于检测刺激器20的工作温度；参数检测指令用于检测主处理器201生成刺激波形中的参数是否超过最大幅度或最小幅度。
步骤1202：主处理器响应于所述能控器发送的检测指令。
步骤1203：主处理器将检测指令发送至协处理器。
步骤1204：协处理器采集检测指令中检测对象的检测数据。
具体的，检测模块2021中包括电压检测器和温度检测器。当协处理器202接收到温度检测指令时，可获取温度检测器采集刺激器20的温度；当协处理器202接收到电压检测指令时，可获取电压检测器采集刺激电极2022在输出刺激电流时的刺激电压。
步骤1205：协处理器将检测数据返回至主处理器。
步骤1206：主处理器将检测数据返回至能控器。
具体的，能控器21在接收到检测数据后，可以分析检测数据的合理性和有效性，并根据分析结果反馈调节刺激参数，避免刺激指令中的波形参数设置的不当而造成的治疗效果不佳或不良反应；此外，检测数据的结果还可以为后续的治疗提供指导。
在上述实施例的基础上，本申请实施例还提供了一种刺激器的阻抗状态检测方法，请参照图13，图13示出了本申请实施例提供的一种刺激器的阻抗状态检测方法的流程示意图，该过程具体可以包括步骤1301至步骤1306，如下：
步骤1301：响应于能控器发送的阻抗检测指令，基于阻抗检测指令生成阻抗检测波形。
示例性地，主处理器201在响应于能控器21发送的阻抗检测指令后，读取阻抗检测指令中携带的检测波形幅度与检测波形脉宽，根据检测波形幅度和检测波形脉宽生成阻抗检测波形。
步骤1302：将阻抗检测波形发送至协处理器。
步骤1303：根据阻抗检测波形以及刺激电极的状态，控制刺激电极向体内的治疗部位输出检测电流，并获取电压检测器采集的刺激电极输出检测电流时的多个检测电压。
其中，刺激电极2022的状态在本申请实施例中可以理解为刺激电极2022的工作状态，包括作业状态和非作业状态，作业状态为刺激电极2022向患者的治疗部位输出刺激电流时的状态，非作业状态即为刺激器20处于休眠时刺激电极2022所处状态。为了提高患者的治疗体验感，通常在刺激电极处2022于作业状态时对刺激电极进行阻抗状态检测。
示例性地，请参照图14，图14是本申请实施例提供的一种阻抗检测波形输出过程示意图。将刺激电极2022输出一个刺激波形的结束时刻至输出下一个刺激波形的开始时刻之间的状态定义为刺激电极2022的间隙状态。如图14所示，协处理器202可在刺激电极2022状态处于间隙状态时，根据阻抗检测波形，控制刺激电极2022向体内的治疗部位输出检测电流，此时患者已经处于治疗过程中，且已经适应刺激电流产生的刺激。如图14所示，阻抗检测波形的脉宽小于刺激电极2022处于间隙状态时的脉宽，此时刺激器20进行阻抗状态检测对患者产生的刺激感最小。当输出检测电流的时长小于或等于刺激电极2022处于间隙状态的时长时，该检测过程将不影响刺激电流的输出。
需要说明的是，图14中示出的阻抗检测波形的脉宽仅仅是示例性地，在实际应用中，阻抗检测波形的脉宽越长，即输出检测电流的时间越长，采集检测电压的准确性越高，但是患者的感觉越明显，反之，阻抗阻抗检测波形的脉宽越短，采集检测电压的准确性越低。
在另一种可行的实施方式中，若输出检测电流的时长大于刺激电极2022处于间隙状态的时长时对刺激电极2022进行阻抗状态检测，相当于刺激电极2022不处于间隙状态。此时需要协处理器202控制刺激电极2022暂停输出刺激电流，在检测电流输出完成后，恢复所述刺激电极2022输出刺激电流。
步骤1304：将多个检测电压发送至主处理器。
步骤1305：根据多个检测电压，得到刺激电极的阻抗状态。
示例性地，本申请实施例提供的刺激器控制系统中，主处理器201用于数据处理，协处理器202用于控制刺激电极2022工作。在获取到电压检测器采集刺激电极2022输出检测电流时的多个检测电压后，协处理器202需要将多个检测电压发送至主处理器201进行数据处理，主处理器201可根据多个检测电压计算刺激电极2022的阻抗，从而分析得到刺激电极2022的阻抗状态。
在上述实施例的基础上，下面将对步骤1305：主处理器根据多个检测电压，得到刺激电极的阻抗状态这一过程进行具体说明。
步骤1401：对多个检测电压进行预处理，得到多个预处理后的检测电压。
示例性地，预处理可以理解为是对多个检测电压进行筛选的过程。具体的，主处理器201可对多个检测电压按照大小的顺序进行排序，然后去除其中偏差较大的检测电压，得到预处理后的检测电压。
步骤1402：根据阻抗计算公式，得到多个预处理后的检测电压分别对应的阻抗值。
示例性地，主处理器201分别将多个所述预处理后的检测电压代入所述阻抗计算公式，得到对应的多个阻抗值。
阻抗计算公式为：
式中，RES为阻抗值，V1为正极电压，V2为负极电压，I为检测电流值，A为校正系数。
具体的，每个检测电压可以理解为是电极组的检测电压值，而电极组由至少两个电极构成，将其中正电极的电压定义为正极电压V1，负电极的电压定义为负极电压V2。由于不同硬件电路其中芯片的硬件参数不同，为了消除硬件带来的偏差，采用校正系数对结果进行校正。
步骤1403：计算多个阻抗值的平均值和中位数，得到平均阻抗值和中位阻抗值。
步骤1404：判断平均阻抗值与中位阻抗值之差是否大于尖峰波动状态特征值。
其中，尖峰波动指的是刺激电极2022的阻抗值是否存在较大的波动，可通过尖峰波形状态特征值进行判断，若大于该值，则确定刺激电极的阻抗状态为尖峰波动状态。
需要说明的是，本申请实施例提供的尖峰波动状态特征值、短路状态特征值以及断路状态特征值均为实际仿真得到的，采用不同的硬件电路，上述三个特征值均会产生变化。
步骤1405：若平均阻抗值与中位阻抗值之差是否大于尖峰波动状态特征值，则确定刺激电极的阻抗状态为尖峰波动状态。
步骤1406：判断平均阻抗值或中位阻抗值是否小于短路状态特征值或大于断路状态特征值。
步骤1407：若平均阻抗值或中位阻抗值小于短路状态特征值，则确定刺激电极的阻抗状态为短路状态；若平均阻抗值或中位阻抗值大于断路状态特征值，则确定刺激电极的阻抗状态为断路状态；若平均阻抗值或中位阻抗值大于或等于短路状态特征值，且平均阻抗值或中位阻抗值小于或等于断路状态特征值，则主处理器确定刺激电极的阻抗状态为正常状态。
本申请还提供了一种刺激器控制系统，可应用于图2所示的刺激器控制系统架构中，该刺激器控制系统系统包括主处理器201、协处理器202以及刺激电极2022，协处理器202与刺激电极2022耦接，上述刺激器20与置于体外的能控器21通信连接，所述能控器21向所述刺激器20提供射频电能，其中：
上述主处理器201，用于响应于上述能控器21发送的刺激指令，基于上述刺激指令生成刺激波形，并将上述刺激波形发送至上述协处理器202；
上述协处理器202，用于根据上述刺激波形控制上述刺激电极2022向体内的治疗部位输出刺激电流。
在一个可能的实现方式中，上述主处理器201，还用于读取上述单脉冲刺激指令中携带的平衡刺激策略和波形参数；
在一个可能的实现方式中，上述主处理器201，还用于基于上述单脉冲刺激指令中携带的平衡刺激策略和波形参数，生成上述刺激波形。
在一个可能的实现方式中，若上述平衡刺激策略为主动平衡刺激策略，则上述主处理器201，还用于根据上述波形参数中的前向波形脉宽和前向波形幅度，生成第一前向波形；在一个可能的实现方式中，上述主处理器201，还用于基于上述主动平衡刺激策略，生成上述第一前向波形对应的第一后向波形，上述第一后向波形的后向波形脉宽小于上述前向波形脉宽，且上述第一后向波形的后向波形幅度大于上述前向波形幅度，组合上述第一前向波形与上述第一后向波形，得到刺激波形；
在一个可能的实现方式中，若上述平衡刺激策略为被动平衡刺激策略，则上述主处理器201，还用于根据上述波形参数中的前向波形脉宽和前向波形幅度，生成第二前向波形；
在一个可能的实现方式中，上述主处理器20，还用于1基于上述被动平衡刺激策略，并根据上述第二前向波形，生成短接电极波形，组合上述第二前向波形与上述短接电极波形，得到刺激波形；
在一个可能的实现方式中，若上述平衡刺激策略为对称平衡刺激策略，则上述主处理器201，还用于根据上述波形参数中的前向波形脉宽和前向波形幅度，生成第三前向波形；
在一个可能的实现方式中，上述主处理器201，还用于基于上述对称平衡刺激策略，生成上述第三前向波形对应的第二后向波形，上述第二后向波形的波形脉宽等于上述第三前向波形的波形脉宽，且上述第二后向波形的波形幅度等于上述第三前向波形的波形幅度，根据上述第三前向波形脉宽和上述第二后向波形脉宽，生成静态电极波形，组合上述第三前向波形、上述第二后向波形以及上述静态电极波形，得到刺激波形。
在一个可能的实现方式中，上述主处理器201，还用于读取上述组合脉冲刺激指令中各上述单脉冲刺激指令携带的平衡刺激策略、波形参数以及各单脉冲的组合顺序；
在一个可能的实现方式中，上述主处理器201，还用于基于各上述单脉冲刺激指令携带的平衡刺激策略和波形参数，生成各上述单脉冲对应的刺激波形；
在一个可能的实现方式中，上述主处理器201，还用于根据上述组合顺序，组合各上述单脉冲对应的刺激波形，得到刺激波形。
在一个可能的实现方式中，上述主处理器201，还用于读取上述软启动刺激指令中携带的波形参数，基于上述波形参数生成软启动刺激波形；
在一个可能的实现方式中，上述主处理器201，还用于读取上述软启动刺激指令中携带的软启动时间，并根据上述软启动时间以及上述软启动刺激波形，确定软启动步进数和软启动步进幅度；
在一个可能的实现方式中，上述主处理器201，还用于将上述软启动刺激波形、上述软启动步进数以及上述软启动步进幅度发送至上述协处理器202；
在一个可能的实现方式中，上述协处理器202，还用于根据上述软启动刺激波形、上述软启动步进数以及上述软启动步进幅度，控制上述刺激电极2022向体内的治疗部位输出软启动刺激电流。
在一个可能的实现方式中，上述主处理器201，还用于响应于上述能控器21发送的检测指令，将上述检测指令发送至上述协处理器202；
在一个可能的实现方式中，上述协处理器202，还用于采集上述检测指令中检测对象的检测数据，并将上述检测数据返回至上述主处理器201；
在一个可能的实现方式中，上述主处理器201，还用于将上述检测数据返回至上述能控器21。
在一个可能的实现方式中，上述主处理器201，还用于响应于上述能控器21发送的阻抗检测指令，基于上述阻抗检测指令生成阻抗检测波形，并将上述阻抗检测波形发送至上述协处理器202；
在一个可能的实现方式中，上述协处理器202，还用于根据上述阻抗检测波形以及上述刺激电极2022的状态，控制上述刺激电极2022向体内的治疗部位输出检测电流；
在一个可能的实现方式中，上述协处理器202，还用于获取上述电压检测器采集的上述刺激电极2022输出检测电流时的多个检测电压，并将多个上述检测电压发送至上述主处理器201；
在一个可能的实现方式中，上述主处理器201，还用于根据多个上述检测电压，得到上述刺激电极2022的阻抗状态，并将上述刺激电极2022的阻抗状态返回至上述能控器21。
需要说明的是：上述实施例提供的系统在实现其功能时，仅以上述各功能模块的划分进行举例说明，实际应用中，可以根据需要而将上述功能分配由不同的功能模块完成，即将设备的内部结构划分成不同的功能模块，以完成以上描述的全部或者部分功能。另外，上述实施例提供的装置和方法实施例属于同一构思，其具体实现过程详见方法实施例，这里不再赘述。
在上述实施例中，对各个实施例的描述都各有侧重，某个实施例中没有详述的部分，可以参见其他实施例的相关描述。
在本申请所提供的几种实施方式中，应该理解到，所披露的装置，可通过其他的方式实现。例如，以上所描述的装置实施例仅仅是示意性的，例如单元的划分，仅仅为一种逻辑功能划分，实际实现时可以有另外的划分方式，例如多个单元或组件可以结合或者可以集成到另一个系统，或一些特征可以忽略，或不执行。另一点，所显示或讨论的相互之间的耦合或直接耦合或通信连接可以是通过一些服务接口，装置或单元的间接耦合或通信连接，可以是电性或其他的形式。
作为分离部件说明的单元可以是或者也可以不是物理上分开的，作为单元显示的部件可以是或者也可以不是物理单元，即可以位于一个地方，或者也可以分布到多个网络单元上。可以根据实际的需要选择其中的部分或者全部单元来实现本实施例方案的目的。
另外，在本申请各个实施例中的各功能单元可以集成在一个处理单元中，也可以是各个单元单独物理存在，也可以两个或两个以上单元集成在一个单元中。上述集成的单元既可以采用硬件的形式实现，也可以采用软件功能单元的形式实现。
集成的单元如果以软件功能单元的形式实现并作为独立的产品销售或使用时，可以存储在一个计算机可读取存储器中。基于这样的理解，本申请的技术方案本质上或者说对现有技术做出贡献的部分或者该技术方案的全部或部分可以以软件产品的形式体现出来，该计算机软件产品存储在一个存储器中，包括若干指令用以使得一台计算机设备(可为个人计算机、服务器或者网络设备等)执行本申请各个实施例方法的全部或部分步骤。而前述的存储器包括：U盘、移动硬盘、磁碟或者光盘等各种可以存储程序代码的介质。
以上所述者，仅为本公开的示例性实施例，不能以此限定本公开的范围。即但凡依本公开教导所作的等效变化与修饰，皆仍属本公开涵盖的范围内。本领域技术人员在考虑说明书及实践真理的公开后，将容易想到本公开的其他实施方案。
本申请旨在涵盖本公开的任何变型、用途或者适应性变化，这些变型、用途或者适应性变化遵循本公开的一般性原理并包括本公开未记载的本技术领域中的公知常识或惯用技术手段。说明书和实施例仅被视为示例性的，本公开的范围和精神由权利要求限定。

Claims (10)

1.一种刺激器控制方法，其特征在于，应用于置于体内的刺激器，所述刺激器包括主处理器、协处理器以及刺激电极，所述协处理器与所述刺激电极耦接，所述刺激器与置于体外的能控器通信连接，所述能控器向所述刺激器提供射频电能，所述方法包括：
所述主处理器响应于所述能控器发送的刺激指令，基于所述刺激指令生成刺激波形，并将所述刺激波形发送至所述协处理器；
所述协处理器根据所述刺激波形控制所述刺激电极向体内的治疗部位输出刺激电流。
2.根据权利要求1所述的刺激器控制方法，其特征在于，所述刺激指令为单脉冲刺激指令，所述主处理器响应于所述能控器发送的刺激指令，基于所述刺激指令生成刺激波形，包括：
所述主处理器读取所述单脉冲刺激指令中携带的平衡刺激策略和波形参数；
所述主处理器基于所述单脉冲刺激指令中携带的平衡刺激策略和波形参数，生成所述刺激波形。
3.根据权利要求2所述的刺激器控制方法，其特征在于，所述主处理器基于所述单脉冲刺激指令中携带的平衡刺激策略和波形参数，生成所述刺激波形，包括：
若所述平衡刺激策略为主动平衡刺激策略，则所述主处理器根据所述波形参数中的前向波形脉宽和前向波形幅度，生成第一前向波形；
所述主处理器基于所述主动平衡刺激策略，生成所述第一前向波形对应的第一后向波形，所述第一后向波形的后向波形脉宽小于所述前向波形脉宽，且所述第一后向波形的后向波形幅度大于所述前向波形幅度，组合所述第一前向波形与所述第一后向波形，得到刺激波形；
若所述平衡刺激策略为被动平衡刺激策略，则所述主处理器根据所述波形参数中的前向波形脉宽和前向波形幅度，生成第二前向波形；
所述主处理器基于所述被动平衡刺激策略，并根据所述第二前向波形，生成短接电极波形，组合所述第二前向波形与所述短接电极波形，得到刺激波形；
若所述平衡刺激策略为对称平衡刺激策略，则所述主处理器根据所述波形参数中的前向波形脉宽和前向波形幅度，生成第三前向波形；
所述主处理器基于所述对称平衡刺激策略，生成所述第三前向波形对应的第二后向波形，所述第二后向波形的波形脉宽等于所述第三前向波形的波形脉宽，且所述第二后向波形的波形幅度等于所述第三前向波形的波形幅度，根据所述第三前向波形脉宽和所述第二后向波形脉宽，生成静态电极波形，组合所述第三前向波形、所述第二后向波形以及所述静态电极波形，得到刺激波形。
4.根据权利要求1所述的刺激器控制方法，其特征在于，所述刺激指令为组合脉冲刺激指令，所述组合脉冲刺激指令为由至少两个波形不同的单脉冲组成的刺激指令，所述主处理器响应于所述能控器发送的刺激指令，基于所述刺激指令生成刺激波形，包括：
所述主处理器读取所述组合脉冲刺激指令中各所述单脉冲刺激指令携带的平衡刺激策略、波形参数以及各单脉冲的组合顺序；
所述主处理器基于各所述单脉冲刺激指令携带的平衡刺激策略和波形参数，生成各所述单脉冲对应的刺激波形；
所述主处理器根据所述组合顺序，组合各所述单脉冲对应的刺激波形，得到刺激波形。
5.根据权利要求1所述的刺激器的控制方法，其特征在于，所述刺激指令为软启动刺激指令，所述主处理器响应于所述能控器发送的刺激指令，基于所述刺激指令生成刺激波形，并将所述刺激波形发送至所述协处理器；所述协处理器根据所述刺激波形控制所述刺激电极向体内的治疗部位输出刺激电流，包括：
所述主处理器读取所述软启动刺激指令中携带的波形参数，基于所述波形参数生成软启动刺激波形；
所述主处理器读取所述软启动刺激指令中携带的软启动时间，并根据所述软启动时间以及所述软启动刺激波形，确定软启动步进数和软启动步进幅度；
所述主处理器将所述软启动刺激波形、所述软启动步进数以及所述软启动步进幅度发送至所述协处理器；
所述协处理器根据所述软启动刺激波形、所述软启动步进数以及所述软启动步进幅度，所述控制所述刺激电极向体内的治疗部位输出刺激电流。
6.根据权利要求1所述的刺激器控制方法，其特征在于，所述方法还包括：
所述主处理器响应于所述能控器发送的检测指令，将所述检测指令发送至所述协处理器；
所述协处理器采集所述检测指令中检测对象的检测数据，并将所述检测数据返回至所述主处理器；
所述主处理器将所述检测数据返回至所述能控器。
7.根据权利要求6所述的刺激器控制方法，其特征在于，所述刺激器还包括电压检测器，所述检测指令包括阻抗检测指令，所述电压检测器分别与所述刺激电极以及所述协处理器耦接，所述主处理器响应于所述能控器发送的检测指令，将所述检测指令发送至所述协处理器；所述协处理器采集所述检测指令中检测对象的检测数据，并将所述检测数据返回至所述主处理器；所述主处理器将所述检测数据返回至所述能控器，包括：
所述主处理器响应于所述能控器发送的阻抗检测指令，基于所述阻抗检测指令生成阻抗检测波形，并将所述阻抗检测波形发送至所述协处理器；
所述协处理器根据所述阻抗检测波形以及所述刺激电极的状态，控制所述刺激电极向体内的治疗部位输出检测电流；
所述协处理器获取所述电压检测器采集的所述刺激电极输出检测电流时的多个检测电压，并将多个所述检测电压发送至所述主处理器；
所述主处理器根据多个所述检测电压，得到所述刺激电极的阻抗状态，并将所述刺激电极的阻抗状态返回至所述能控器。
8.根据权利要求6所述的刺激器控制方法，其特征在于，所述刺激器还包括电压检测器和温度检测器中的至少一种，所述协处理器分别与所述电压检测器和所述温度检测器耦接，所述电压检测器分别与所述刺激电极以及所述协处理器耦接，所述检测指令包括电压检测指令、温度检测指令以及参数检测指令中的至少一种，所述主处理器获取所述刺激指令中携带的检测指令，将所述检测指令发送至所述协处理器；所述协处理器采集所述检测指令中检测对象的检测数据，并将所述检测数据返回至所述主处理器；所述主处理器将所述检测数据返回至所述能控器，包括：
所述主处理器将所述温度检测指令发送至所述协处理器，所述协处理器获取所述温度检测器采集所述刺激器的温度，并将所述温度返回至所述主处理器；所述主处理器将所述温度返回至所述能控器；
和/或，
所述主处理器将所述电压检测指令发送至所述协处理器，所述协处理器获取所述电压检测器采集所述刺激电极在输出所述刺激电流的刺激电压，并将所述刺激电压返回至所述主处理器；所述主处理器将所述刺激电压返回至所述能控器。
9.一种刺激器控制系统，其特征在于，应用于置于体内的刺激器，所述刺激器包括主处理器、协处理器以及刺激电极，所述协处理器与所述刺激电极耦接，所述刺激器与置于体外的能控器通信连接，所述能控器向所述刺激器提供射频电能，所述系统包括：
所述主处理器，用于响应于所述能控器发送的刺激指令，基于所述刺激指令生成刺激波形，并将所述刺激波形发送至所述协处理器；
所述协处理器，用于根据所述刺激波形控制所述刺激电极向体内的治疗部位输出刺激电流。
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指令，当所述指令被执行时，执行如权利要求1-8任意一项所述的方法步骤。
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