CN117180612B - 植入式电极、刺激器及其控制方法、存储介质 - Google Patents
植入式电极、刺激器及其控制方法、存储介质 Download PDFInfo
- Publication number
- CN117180612B CN117180612B CN202311461723.7A CN202311461723A CN117180612B CN 117180612 B CN117180612 B CN 117180612B CN 202311461723 A CN202311461723 A CN 202311461723A CN 117180612 B CN117180612 B CN 117180612B
- Authority
- CN
- China
- Prior art keywords
- stimulation
- contact
- contacts
- preset
- patient
- Prior art date
- Legal status (The legal status is an assumption and is not a legal conclusion. Google has not performed a legal analysis and makes no representation as to the accuracy of the status listed.)
- Active
Links
- 238000000034 method Methods 0.000 title claims abstract description 47
- 230000000638 stimulation Effects 0.000 claims abstract description 283
- 238000002955 isolation Methods 0.000 claims description 59
- 238000004590 computer program Methods 0.000 claims description 21
- 230000005684 electric field Effects 0.000 claims description 10
- 230000004936 stimulating effect Effects 0.000 claims description 7
- 238000002560 therapeutic procedure Methods 0.000 claims description 6
- 238000012545 processing Methods 0.000 claims description 5
- 210000001519 tissue Anatomy 0.000 description 39
- 230000000694 effects Effects 0.000 description 26
- 238000012549 training Methods 0.000 description 12
- 230000009286 beneficial effect Effects 0.000 description 11
- 238000010586 diagram Methods 0.000 description 10
- 238000012544 monitoring process Methods 0.000 description 10
- 230000003287 optical effect Effects 0.000 description 10
- 230000006870 function Effects 0.000 description 9
- 210000005036 nerve Anatomy 0.000 description 9
- 230000001537 neural effect Effects 0.000 description 9
- 230000003993 interaction Effects 0.000 description 8
- 230000001276 controlling effect Effects 0.000 description 7
- 208000037265 diseases, disorders, signs and symptoms Diseases 0.000 description 7
- 230000008569 process Effects 0.000 description 7
- 238000013136 deep learning model Methods 0.000 description 6
- 210000002569 neuron Anatomy 0.000 description 6
- 210000004556 brain Anatomy 0.000 description 5
- 201000010099 disease Diseases 0.000 description 5
- 230000007383 nerve stimulation Effects 0.000 description 5
- 230000006461 physiological response Effects 0.000 description 5
- 210000003625 skull Anatomy 0.000 description 4
- 238000013461 design Methods 0.000 description 3
- 238000001727 in vivo Methods 0.000 description 3
- 239000000463 material Substances 0.000 description 3
- 210000000653 nervous system Anatomy 0.000 description 3
- 239000013307 optical fiber Substances 0.000 description 3
- 210000000278 spinal cord Anatomy 0.000 description 3
- 208000024891 symptom Diseases 0.000 description 3
- 239000003826 tablet Substances 0.000 description 3
- 238000012360 testing method Methods 0.000 description 3
- OKTJSMMVPCPJKN-UHFFFAOYSA-N Carbon Chemical compound [C] OKTJSMMVPCPJKN-UHFFFAOYSA-N 0.000 description 2
- 208000012902 Nervous system disease Diseases 0.000 description 2
- 208000021384 Obsessive-Compulsive disease Diseases 0.000 description 2
- 208000002193 Pain Diseases 0.000 description 2
- 208000018737 Parkinson disease Diseases 0.000 description 2
- 208000002847 Surgical Wound Diseases 0.000 description 2
- 230000003213 activating effect Effects 0.000 description 2
- 238000004458 analytical method Methods 0.000 description 2
- 230000006399 behavior Effects 0.000 description 2
- 230000007175 bidirectional communication Effects 0.000 description 2
- 230000000747 cardiac effect Effects 0.000 description 2
- 230000006854 communication Effects 0.000 description 2
- 238000004891 communication Methods 0.000 description 2
- 208000035475 disorder Diseases 0.000 description 2
- 238000003487 electrochemical reaction Methods 0.000 description 2
- 230000005672 electromagnetic field Effects 0.000 description 2
- 238000005516 engineering process Methods 0.000 description 2
- 201000006517 essential tremor Diseases 0.000 description 2
- 238000012880 independent component analysis Methods 0.000 description 2
- 238000002372 labelling Methods 0.000 description 2
- 208000024714 major depressive disease Diseases 0.000 description 2
- 239000007769 metal material Substances 0.000 description 2
- 238000002324 minimally invasive surgery Methods 0.000 description 2
- 238000012986 modification Methods 0.000 description 2
- 230000004048 modification Effects 0.000 description 2
- 230000036407 pain Effects 0.000 description 2
- 230000001766 physiological effect Effects 0.000 description 2
- 230000035790 physiological processes and functions Effects 0.000 description 2
- BASFCYQUMIYNBI-UHFFFAOYSA-N platinum Chemical compound [Pt] BASFCYQUMIYNBI-UHFFFAOYSA-N 0.000 description 2
- 230000000644 propagated effect Effects 0.000 description 2
- 238000011084 recovery Methods 0.000 description 2
- 230000001225 therapeutic effect Effects 0.000 description 2
- 208000024827 Alzheimer disease Diseases 0.000 description 1
- 208000019901 Anxiety disease Diseases 0.000 description 1
- 206010003805 Autism Diseases 0.000 description 1
- 208000020706 Autistic disease Diseases 0.000 description 1
- 208000020925 Bipolar disease Diseases 0.000 description 1
- RYGMFSIKBFXOCR-UHFFFAOYSA-N Copper Chemical compound [Cu] RYGMFSIKBFXOCR-UHFFFAOYSA-N 0.000 description 1
- 208000023105 Huntington disease Diseases 0.000 description 1
- 208000026139 Memory disease Diseases 0.000 description 1
- 208000019695 Migraine disease Diseases 0.000 description 1
- 208000019022 Mood disease Diseases 0.000 description 1
- 208000016285 Movement disease Diseases 0.000 description 1
- 208000008238 Muscle Spasticity Diseases 0.000 description 1
- 208000025966 Neurological disease Diseases 0.000 description 1
- 239000004642 Polyimide Substances 0.000 description 1
- 208000028017 Psychotic disease Diseases 0.000 description 1
- XUIMIQQOPSSXEZ-UHFFFAOYSA-N Silicon Chemical compound [Si] XUIMIQQOPSSXEZ-UHFFFAOYSA-N 0.000 description 1
- 230000002159 abnormal effect Effects 0.000 description 1
- 230000004308 accommodation Effects 0.000 description 1
- 230000036982 action potential Effects 0.000 description 1
- 230000003044 adaptive effect Effects 0.000 description 1
- 230000036506 anxiety Effects 0.000 description 1
- 238000013528 artificial neural network Methods 0.000 description 1
- 230000003542 behavioural effect Effects 0.000 description 1
- 230000033228 biological regulation Effects 0.000 description 1
- 230000005540 biological transmission Effects 0.000 description 1
- 230000000903 blocking effect Effects 0.000 description 1
- 229910052799 carbon Inorganic materials 0.000 description 1
- 239000000969 carrier Substances 0.000 description 1
- 210000003169 central nervous system Anatomy 0.000 description 1
- 239000004020 conductor Substances 0.000 description 1
- 239000000470 constituent Substances 0.000 description 1
- 229910052802 copper Inorganic materials 0.000 description 1
- 239000010949 copper Substances 0.000 description 1
- 230000001054 cortical effect Effects 0.000 description 1
- 125000004122 cyclic group Chemical group 0.000 description 1
- 230000006735 deficit Effects 0.000 description 1
- 238000003745 diagnosis Methods 0.000 description 1
- 239000003814 drug Substances 0.000 description 1
- 229940079593 drug Drugs 0.000 description 1
- 238000012377 drug delivery Methods 0.000 description 1
- 206010013663 drug dependence Diseases 0.000 description 1
- 239000002001 electrolyte material Substances 0.000 description 1
- 230000005674 electromagnetic induction Effects 0.000 description 1
- 238000002001 electrophysiology Methods 0.000 description 1
- 230000007831 electrophysiology Effects 0.000 description 1
- 206010015037 epilepsy Diseases 0.000 description 1
- 238000001914 filtration Methods 0.000 description 1
- 230000002496 gastric effect Effects 0.000 description 1
- 229910002804 graphite Inorganic materials 0.000 description 1
- 239000010439 graphite Substances 0.000 description 1
- 239000007943 implant Substances 0.000 description 1
- 238000001802 infusion Methods 0.000 description 1
- 239000011810 insulating material Substances 0.000 description 1
- 238000010801 machine learning Methods 0.000 description 1
- 238000005259 measurement Methods 0.000 description 1
- 238000000691 measurement method Methods 0.000 description 1
- 230000007246 mechanism Effects 0.000 description 1
- 230000006996 mental state Effects 0.000 description 1
- 206010027599 migraine Diseases 0.000 description 1
- 230000000926 neurological effect Effects 0.000 description 1
- 210000000578 peripheral nerve Anatomy 0.000 description 1
- 210000002856 peripheral neuron Anatomy 0.000 description 1
- 229910052697 platinum Inorganic materials 0.000 description 1
- 229920001721 polyimide Polymers 0.000 description 1
- 208000028173 post-traumatic stress disease Diseases 0.000 description 1
- 238000002360 preparation method Methods 0.000 description 1
- 238000003672 processing method Methods 0.000 description 1
- 208000020016 psychiatric disease Diseases 0.000 description 1
- 230000009467 reduction Effects 0.000 description 1
- 230000008844 regulatory mechanism Effects 0.000 description 1
- 230000004044 response Effects 0.000 description 1
- 238000010845 search algorithm Methods 0.000 description 1
- 239000004065 semiconductor Substances 0.000 description 1
- 229910052710 silicon Inorganic materials 0.000 description 1
- 239000010703 silicon Substances 0.000 description 1
- 229910052709 silver Inorganic materials 0.000 description 1
- 239000004332 silver Substances 0.000 description 1
- 239000007787 solid Substances 0.000 description 1
- 208000018198 spasticity Diseases 0.000 description 1
- 238000002672 stereotactic surgery Methods 0.000 description 1
- 208000011117 substance-related disease Diseases 0.000 description 1
- 238000012546 transfer Methods 0.000 description 1
- 230000001515 vagal effect Effects 0.000 description 1
- 210000001186 vagus nerve Anatomy 0.000 description 1
Landscapes
- Electrotherapy Devices (AREA)
Abstract
本申请提供了植入式电极、刺激器及其控制方法、存储介质，植入式电极包括：控制模块，控制模块用于接收脉冲发生器的选通指令并生成开关控制信号；阵列开关，阵列开关用于根据开关控制信号建立多路选通通道；电极阵列模块，电极阵列模块包括多个触点，每个触点用于通过阵列开关建立的选通通道向患者的体内组织递送电刺激，或向患者的体内组织采集生理信号并作为采集触点；开关控制信号用于使递送电刺激的刺激触点和同时采集生理信号的采集触点相隔离。本申请通过控制模块、阵列开关和电极阵列模块组成的电极，在患者体内同时实现电刺激和生理信号采集，并减少了电刺激对采集的干扰。
Description
技术领域
本申请涉及植入式医疗设备的技术领域，例如涉及植入式电极、刺激器及其控制方法、计算机可读存储介质。
背景技术
刺激器是植入式医疗设备的一种，其包括（植入式）脉冲发生器、延伸导线和电极，能够为患者提供参数可控的精细化电刺激治疗。
电极上包括多个触点，为了实时闭环刺激，电极上的触点除了电刺激外，还需进行信号采集。也就是说，电极是电刺激治疗和信号采集的载体。一般而言，采集的信号幅值为微伏特（μV）量级，而电刺激的幅值为伏特（V）量级，二者数量级的差距使采集信号容易受到电刺激的干扰，影响对采集得到的信号的解析。
基于此，本申请提供了植入式电极、刺激器及其控制方法、计算机可读存储介质，以改进现有技术、满足实际应用的需求。
发明内容
本申请的目的在于提供植入式电极、刺激器及其控制方法、计算机可读存储介质，满足实际应用的需求。
本申请的目的采用以下技术方案实现：
第一方面，本申请提供了一种植入式电极，所述植入式电极包括：
控制模块，所述控制模块用于接收脉冲发生器的选通指令并生成开关控制信号；
阵列开关，所述阵列开关用于根据所述开关控制信号建立多路选通通道；
电极阵列模块，所述电极阵列模块包括多个触点，每个所述触点用于通过所述阵列开关建立的选通通道向所述患者的体内组织递送电刺激并作为刺激触点，或向所述患者的体内组织采集生理信号并作为采集触点；
其中，所述开关控制信号用于使递送电刺激的所述刺激触点和同时采集生理信号的所述采集触点相隔离。
该技术方案的有益效果在于：通过开关控制信号的控制，在电刺激和信号采集之间建立隔离，降低了电刺激对采集信号的干扰，提高了所获取的数据的准确性。通过选择性地激活特定的电极触点，可以定位和治疗特定的刺激区域，提高治疗效果。电极阵列模块不仅用于电刺激，还用于采集患者的生理信号，可用于用户实时监测患者的生理状态，并进行必要的调整。综上所述，通过控制模块、阵列开关和电极阵列模块在患者体内同时实现电刺激和生理信号采集，并减少了电刺激对采集的干扰。
在一些可能的实现方式中，所述开关控制信号包括高电平信号和低电平信号，所述高电平信号用于使所述阵列开关的通道选通，所述低电平信号用于使所述阵列开关的通道断开。
该技术方案的有益效果在于：通过使用高电平和低电平信号以提高控制阵列开关的通道状态的精确度，确保在需要时建立连接、在不需要时断开连接，以满足治疗或采集信号的需求。通过高低电平信号的组合，可以实现多样的双向通信，以用于实时闭环控制和监测。
在一些可能的实现方式中，所述阵列开关包括多个开关模块：
其中，每个所述开关模块包括：
绝缘层，所述绝缘层用于形成容纳空腔；
开关单元，所述开关单元设置于所述绝缘层形成的容纳空腔，所述开关单元用于根据所述开关控制信号建立其对应的触点的选通通道；
导电层，所述导电层包覆在所述绝缘层的外表面且用于通过导线接地，以实现对电场干扰和/或电磁干扰的屏蔽。
该技术方案的有益效果在于：将导电层接地，通过当前开关模块的空间上的电荷、磁场，接触到导电层后会被引导到外边（导线连接的接地点），形成了对电场和电磁干扰的屏蔽。同时，导电层可用来阻挡或减弱外部电磁场或电场对内部的干扰，导电层提供了有效的屏蔽和隔离效果。
综上所述，在通过开关控制信号的控制在电刺激和信号采集之间建立物理隔离，降低了电刺激对采集信号的干扰的前提下，可以进一步地形成对电场和电磁干扰的屏蔽，提高了采集精度和稳定性。
在一些可能的实现方式中，所述电极阵列模块是犹他电极。
该技术方案的有益效果在于：犹他电极可包含多个电极触点，触点可以同时用于采集生理信号和进行电刺激，上述多通道功能使得在同一时间对不同的神经区域进行采集或刺激，提供了更多的治疗选择。由于犹他电极的多电极布局，能够提供高空间分辨率的信号采集和刺激，进而可以精确定位和治疗特定的神经区域。犹他电极具有微小且柔软的特性，可以通过微创手术植入患者体内，减少手术创伤和康复时间。
在一些可能的实现方式中，所述生理信号是局部场电位信号。
该技术方案的有益效果在于：局部场电位信号主要反映了特定区域的生理活动，使得采集到的信号更加精准地反映了组织的状态。
第二方面，本申请提供了一种刺激器，所述刺激器包括：
上述任一项所述的植入式电极，所述植入式电极用于同时向所述患者的体内组织递送电刺激和采集生理信号；
脉冲发生器，所述脉冲发生器与所述植入式电极电连接，或所述脉冲发生器与所述植入式电极通过延伸导线电连接，所述脉冲发生器用于解析所述生理信号并生成所述电刺激。
该技术方案的有益效果在于：脉冲发生器和植入式电极相配合，可以根据患者的生理信号作为反馈信息来调整电刺激参数，以满足其特定的需求和状况，并实现对患者电刺激的闭环控制。
在一些可能的实现方式中，所述脉冲发生器包括：
刺激触点确定模块，用于根据患者的治疗信息将电极阵列模块中的至少一个触点作为刺激触点，所述刺激触点用于向所述患者的体内组织递送电刺激；
隔离触点获取模块，用于针对每个刺激触点，以所述刺激触点为中心点获取满足预设距离和/或预设位置关系的多个触点作为隔离触点；
采集触点确定模块，用于根据所述治疗信息，从刺激触点和隔离触点之外的触点中选取触点并作为采集触点；并在所述刺激触点向所述患者的体内组织递送电刺激时，利用所述采集触点向所述患者的体内组织采集生理信号并作为采集信息。
该技术方案的有益效果在于：通过选择隔离触点，可以减少刺激对周围组织的不必要影响，降低治疗的风险和副作用。通过上述方式确定刺激触点、隔离触点和采集触点，进而用于治疗的执行，其中刺激触点将用于向组织递送电刺激，采集触点将同时用于监测患者的生理反应，可以实现最佳的监测效果。
在一些可能的实现方式中，所述治疗信息包括每个刺激触点分别对应的预设参数，所述预设参数用于指示刺激触点与其对应的隔离触点的距离关系或位置关系。
在一些可能的实现方式中，所述隔离触点获取模块包括：
参数预测单元，用于将所述刺激触点对应的刺激参数输入至预测模型，获取所述刺激触点对应的参考预设参数；
相似度确定单元，用于获取所述参考预设参数和所述预设参数的第一相似度；
第一触点获取单元，用于当所述第一相似度小于预设相似度时，利用所述预设参数对所述刺激触点进行八邻域搜索以获取隔离触点；
第二触点获取单元，用于当所述第一相似度不小于预设相似度时，利用所述参考预设参数对所述预设参数进行更新，并通过更新后的预设参数对所述刺激触点进行八邻域搜索以获取隔离触点。
该技术方案的有益效果在于：使用八邻域搜索的方式，可以降低触点选择过程中的误差，提高治疗的精确度和可靠性。如果第一相似度小于预设相似度，表示刺激触点的预设参数与参考预设参数之间存在较大的差异，预设参数是用户在事先进行校准和测试的基础上确定的，具有相对高的稳定和可靠性，这种情况下使用刺激触点的预设参数进行八邻域搜索，以获取隔离触点。如果第一相似度不小于预设相似度，表示刺激触点的预设参数与参考预设参数之间相对接近，进而对预设参数进行更新并选择使用更新后的预设参数进行八邻域搜索以获取隔离触点。
在一些可能的实现方式中，所述脉冲发生器还包括：
次数统计模块，用于当所述第一相似度小于预设相似度时，将统计次数加一并判断所述统计次数是否大于预设统计次数；
风险提示模块，用于当所述统计次数大于所述预设统计次数时，生成风险提示信息并对统计次数进行清零处理。
该技术方案的有益效果在于：如果第一相似度小于预设相似度，表示刺激触点的预设参数与参考预设参数之间存在较大的差异。在第一相似度小于预设相似度的情况下记录出现相似度差异的次数并判断统计次数是否大于预设统计次数。当统计次数大于预设统计次数时生成风险提示信息以提醒用户注意或采取进一步的措施。
在一些可能的实现方式中，所述脉冲发生器还包括：
推荐触点获取模块，用于根据所述每个刺激触点分别对应的刺激参数和采集信息，确定每个刺激触点的评分值，并将评分值最高的刺激触点作为推荐刺激触点。
该技术方案的有益效果在于：通过评分和选择最高评分的刺激触点，可以协助用户更高效地做出治疗决策。
第三方面，本申请提供了一种刺激器的控制方法，所述方法用于上述任一项所述的刺激器，所述方法包括：
根据患者的治疗信息将电极阵列模块中的至少一个触点作为刺激触点，所述刺激触点用于向所述患者的体内组织递送电刺激；
针对每个刺激触点，以所述刺激触点为中心点获取满足预设距离和/或预设位置关系的多个触点作为隔离触点；
根据所述治疗信息，从刺激触点和隔离触点之外的触点中选取触点并作为采集触点；并在所述刺激触点向所述患者的体内组织递送电刺激时，利用所述采集触点向所述患者的体内组织采集生理信号并作为采集信息。
在一些可能的实现方式中，所述治疗信息包括每个刺激触点分别对应的预设参数，所述预设参数用于指示刺激触点与其对应的隔离触点的距离关系或位置关系。
在一些可能的实现方式中，所述针对每个刺激触点，以所述刺激触点为中心点进行八邻域搜索，获取满足预设距离和/或预设位置关系的多个触点作为隔离触点，包括：
将所述刺激触点对应的刺激参数输入至预测模型，获取所述刺激触点对应的参考预设参数；
获取所述参考预设参数和所述预设参数的第一相似度；
当所述第一相似度小于预设相似度时，利用所述预设参数对所述刺激触点进行八邻域搜索以获取隔离触点；
当所述第一相似度不小于预设相似度时，利用所述参考预设参数对所述预设参数进行更新，并通过更新后的预设参数对所述刺激触点进行八邻域搜索以获取隔离触点。
在一些可能的实现方式中，所述治疗信息包括每个刺激触点分别对应的预设参数，所述预设参数用于指示刺激触点与其对应的隔离触点的距离关系或位置关系。
在一些可能的实现方式中，所述针对每个刺激触点，以所述刺激触点为中心点获取满足预设距离和/或预设位置关系的多个触点作为隔离触点，包括：
参数预测单元，用于将所述刺激触点对应的刺激参数输入至预测模型，获取所述刺激触点对应的参考预设参数；
相似度确定单元，用于获取所述参考预设参数和所述预设参数的第一相似度；
第一触点获取单元，用于当所述第一相似度小于预设相似度时，利用所述预设参数对所述刺激触点进行八邻域搜索以获取隔离触点；
第二触点获取单元，用于当所述第一相似度不小于预设相似度时，利用所述参考预设参数对所述预设参数进行更新，并通过更新后的预设参数对所述刺激触点进行八邻域搜索以获取隔离触点。
在一些可能的实现方式中，所述方法还包括：
当所述第一相似度小于预设相似度时，将统计次数加一并判断所述统计次数是否大于预设统计次数；
当所述统计次数大于所述预设统计次数时，生成风险提示信息并对统计次数进行清零处理。
在一些可能的实现方式中，所述方法还包括：
根据所述每个刺激触点分别对应的刺激参数和采集信息，确定每个刺激触点的评分值，并将评分值最高的刺激触点作为推荐刺激触点。
第四方面，本申请提供了一种电子设备，所述电子设备包括存储器和处理器，所述存储器存储有计算机程序，所述处理器执行所述计算机程序时实现上述任一项方法的步骤。
第五方面，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，所述计算机程序被至少一个处理器执行时实现上述任一项所述方法的步骤。
第六方面，本申请提供了一种计算机程序产品，所述计算机程序产品包括计算机程序，所述计算机程序被至少一个处理器执行时实现上述任一项所述方法的步骤。
附图说明
下面结合说明书附图和具体实施方式进一步说明本申请。
图1是本申请实施例提供的一种植入式电极的结构框图。
图2是本申请实施例提供的一种开关模块的部分剖面示意图。
图3是本申请实施例提供的一种植入式电极的结构示意图。
图4是本申请实施例提供的一种电极阵列模块的触点的位置示意图。
图5是本申请实施例提供的一种刺激器的控制方法的流程示意图。
图6是本申请实施例提供的一种获取隔离触点的流程示意图。
图7是本申请实施例提供的一种刺激器的另一种控制方法的流程示意图。
图8a是本申请实施例提供的一种刺激器的结构框图。
图8b是本申请实施例提供的另一种刺激器的结构框图。
图9是本申请实施例提供的一种计算机程序产品的结构示意图。
具体实施方式
下面将结合本申请的说明书附图以及具体实施方式，对本申请中的技术方案进行描述，需要说明的是，在不相冲突的前提下，以下描述的各实施方式之间或各技术特征之间可以任意组合形成新的实施方式。
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。本申请实施例中被描述为“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。
本申请实施例中出现的第一、第二等描述，仅作示意与区分描述对象之用，没有次序之分，也不表示本申请实施例中对数量的特别限定，不能构成对本申请实施例的任何限制。
下面，首先对本申请实施例的其中一个应用领域(即植入式医疗设备)进行简单说明。
植入式医疗系统包括植入式神经电刺激系统、植入式心脏电刺激系统(又称心脏起搏器)、植入式药物输注系统(Implantable Drug Delivery System，简称IDDS)和导线转接系统等。植入式神经电刺激系统例如是脑深部电刺激系统（Deep Brain Stimulation，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 NerveStimulation，简称SNS）、植入式迷走神经电刺激系统（Vagus Nerve Stimulation，简称VNS）等。
植入式神经电刺激系统包括植入患者体内的刺激器（即植入式神经刺激器）以及设置于患者体外的程控设备。也就是说，刺激器是一种医疗设备，或者说，医疗设备包括刺激器。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（电极例如是电极导线的形式），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。
作为一个示例，DBS包括IPG（Implantable Pulse Generator，植入式脉冲发生器）、延伸导线和电极，IPG通过延伸导线与电极连接。IPG植入于患者体内，例如植入于患者胸前或者其他体内部位。
作为另一个示例，DBS包括IPG和电极，IPG与电极直接连接。IPG植入于患者头部，例如对患者的颅骨开槽，然后将IPG安装于颅骨的槽中，在这种情况下，IPG可能不凸出于颅骨外表面，也可能部分凸出于颅骨外表面。
其中，IPG响应于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治疗（或者说电刺激能量）。当电池电量低时，需要对电池进行充电，而对该电池充电的方法可以是采用电磁感应线圈无线充电的方式，隔着人体皮肤或其他表皮组织等进行充电。IPG通过电极，为体内组织的特定区域递送一路或多路可控制的特定电刺激。
在一些实施例中，延伸导线配合IPG使用，作为电刺激的传递媒体，将IPG产生的电刺激，传递给电极。
在一些实施例中，可以采用脉冲信号的形式来递送电刺激，也可以采用非脉冲信号的形式来递送电刺激。例如，电刺激可以作为具有各种波形形状、频率和振幅的信号来递送。因此，非脉冲信号形式的电刺激可以是连续信号，其可以具有正弦波形或其他连续波形。
本申请实施例对适用的疾病类型不作限定，其可以是脑深部刺激(DBS)、脊髓刺激(SCS)、骶神经刺激、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。
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一个或多个刺激参数（或者说脉冲发生器的一个或多个刺激参数，不同的刺激参数所对应的电刺激不同），也可以通过刺激器感测患者的电生理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整刺激器的刺激参数，实现刺激参数的闭环控制（或者说自适应调节）。
刺激参数可以包括以下至少一种：用于递送电刺激的电极触点标识(例如是2#电极触点和3#电极触点)、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簇发，簇发是指多个过程组成的不连续的时序行为）、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）。
在一些实施例中，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。
程控设备可以包括医生程控设备（即医生使用的程控设备）和/或患者程控设备（即患者使用的程控设备）。医生程控设备例如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、电生理采集设备等）。
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。
在一些实施例中，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，主机和子机可通信地连接。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。
相关技术中，考虑到利用电极的触点释放刺激和采集信号，为实现刺激器的闭环控制，主要是对采集后的信号进行以下处理：
滤波处理，使用滤波器来选择特定频率范围内的信号，以滤除其他频率的噪声；
使用降噪算法，如小波变换、独立成分分析（ICA）等，来分离信号中的有用成分和噪声成分。
但是上述处理方式并没有从源头，即从信号采集的过程中解决问题。基于此，本申请提供了植入式电极、刺激器及其控制方法、计算机可读存储介质，通过控制模块、阵列开关和电极阵列模块在患者体内同时实现电刺激和生理信号采集，并通过开关控制信号的控制在电刺激和信号采集之间建立隔离，从源头上减少了电刺激对采集的干扰，进而提高了刺激器的闭环控制的精度。
下文将先对用于刺激器的植入式电极进行说明，再对刺激器的控制方法、刺激器进行说明。
植入式电极实施例。
参见图1，图1是本申请实施例提供的一种植入式电极的结构框图。
本实施例提供了一种植入式电极，所述植入式电极包括：
控制模块，所述控制模块用于接收脉冲发生器的选通指令并生成开关控制信号；
阵列开关，所述阵列开关用于根据所述开关控制信号建立多路选通通道；
电极阵列模块，所述电极阵列模块包括多个触点，每个所述触点用于通过所述阵列开关建立的选通通道向所述患者的体内组织递送电刺激并作为刺激触点，或向所述患者的体内组织采集生理信号并作为采集触点；
其中，所述开关控制信号用于使递送电刺激的所述刺激触点和同时采集生理信号的所述采集触点相隔离。
由此，通过开关控制信号的控制，在电刺激和信号采集之间建立物理隔离，降低了电刺激对采集信号的干扰，提高了所获取的数据的准确性。通过选择性地激活特定的电极触点，可以定位和治疗特定的刺激区域，提高治疗效果。电极阵列模块（相当于上文提及的电极）不仅用于电刺激，还用于采集患者的生理信号，可用于用户实时监测患者的生理状态，并进行必要的调整。综上所述，通过控制模块、阵列开关和电极阵列模块在患者体内同时实现电刺激和生理信号采集，并减少了电刺激对采集的干扰。
其中，生理信号可以包括神经元信号和/或局部场电位信号。神经元信号是神经元细胞产生的电信号，用于神经元之间的信息传递。神经元信号通常以脉冲的形式存在，被称为动作电位。神经元信号的采集和分析可以提供关于神经元活动的信息，从而帮助了解神经系统的功能和异常情况。
局部场电位信号是指周围神经元的电活动产生的电势变化。局部场电位信号的采集可以提供关于神经网络活动和神经元群体行为的信息。通过分析局部场电位信号，可以了解神经元群体的同步性、调控机制以及与特定功能相关的电活动。通过采集和分析神经元信号和/或局部场电位信号，可以获取关于神经系统功能和疾病状态的重要信息，有助于诊断和治疗神经系统疾病，并提供个性化的闭环脑深部电刺激治疗。
在一些实施例中，所述开关控制信号包括高电平信号和低电平信号，所述高电平信号用于使所述阵列开关的通道选通，所述低电平信号用于使所述阵列开关的通道断开。
由此，通过使用高电平和低电平信号以提高控制阵列开关的通道状态的精确度，确保在需要时建立连接、在不需要时断开连接，以满足治疗或采集信号的需求。通过高低电平信号的组合，可以实现多样的双向通信，以用于实时闭环控制和监测。
其中，高电平表示电信号处于较高的电压水平，低电平则表示电信号处于较低的电压水平。
作为一个示例，以3.3伏特作为高电平，以0伏特作为低电平。
作为另一个示例，以1.65伏特至5伏特之间视为高电平，以低于1.65伏特视为低电平。
通道断开指的是电路中的连接被打开或中断，导致电流无法流经该连接。通道选通指的是电路中的连接被关闭或连接，使电流可以自由流经该连接。
参见图2，图2是本申请实施例提供的一种开关模块的部分剖面示意图。
在一些实施例中，所述阵列开关包括多个开关模块：
其中，每个所述开关模块包括：
绝缘层，所述绝缘层用于形成容纳空腔；
开关单元，所述开关单元设置于所述绝缘层形成的容纳空腔，所述开关单元用于根据所述开关控制信号建立其对应的触点的选通通道；
导电层，所述导电层包覆在所述绝缘层的外表面且用于通过导线接地，以实现对电场干扰和/或电磁干扰的屏蔽。
每个开关模块包括一个绝缘层，用于形成容纳空腔。开关单元设置于绝缘层形成的容纳空腔内，以根据开关控制信号建立其对应的触点的选通通道。可以理解为，通过控制开关单元，可以选择性地连接或断开触点之间的通道。导电层包覆在绝缘层的外表面，并通过导线接地，以通过接地来屏蔽电场干扰和/或电磁干扰。可以认为，导电层的存在有助于减少外部干扰对通过开关单元的采集信号的影响。
其中，绝缘层可以由陶瓷类材料、树脂类材料或聚合物类材料中的一种或多种组成，以实现容纳空腔内的开关单元与绝缘层外部（例如导电层）的绝缘效果。导电层可以由金属材料制备而成，例如铜、银等；还可以由碳基导电材料制备而成，例如可用于柔性电路板制备的石墨。开关单元是阵列开关的开关模块的基本构成单元之一，位于绝缘层内负责实现触点之间的电连接或隔离。开关单元的形式可以采用不同的技术和结构，如电子开关、磁性开关、电化学开关或光学开关等。
一般认为，通过开关单元信号是负极性电子。将导电层接地，通过当前开关模块的空间上的电荷、磁场接触到导电层会被引导到外边（导线连接的接地点），形成了对电场和电磁干扰的屏蔽。同时，导电层可用来阻挡或减弱外部电磁场或电场对内部的干扰，导电层提供了有效的屏蔽和隔离效果。
综上所述，在通过开关控制信号的控制在电刺激和信号采集之间建立物理隔离，降低了电刺激对采集信号的干扰的前提下，可以进一步地形成对电场和电磁干扰的屏蔽，提高了采集精度和稳定性。
在具体应用中，每个开关模块和控制模块之间还包括上连接部，每个开关模块和电极阵列模块的触点之间还包括下连接部，上连接部和下连接部分别用于实现开关模块与控制模块、触点之间的电连接。在一些实施例中，所述电极阵列模块是犹他电极；和/或，所述生理信号是局部场电位信号。
该技术方案的有益效果在于：犹他电极可包含多个电极触点，触点可以同时用于采集生理信号和进行电刺激，上述多通道功能使得在同一时间对不同的神经区域进行采集或刺激，提供了更多的治疗选择。由于犹他电极的多电极布局，能够提供高空间分辨率的信号采集和刺激，进而可以精确定位和治疗特定的神经区域。犹他电极具有微小且柔软的特性，可以通过微创手术植入患者体内，减少手术创伤和康复时间。同时，局部场电位信号主要反映了特定区域的生理活动，使得采集到的信号更加精准地反映了组织的状态。
由于局部场电位信号涵盖了大量神经元的活动，因此提供了更全面的信息，以提供对神经系统整体状态的见解，同时减少了在单个神经元进行复杂测量的需求。
其中，犹他电极的主体可以由硅片制作，犹他电极的针状触点的尖端可以覆盖铂或是其他导电性良好的金属材料以用于向组织释放电刺激或采集生理电信号，同时触点的尖端以外的部分可以通过聚酰亚胺等绝缘材料进行绝缘。
参见图3，图3是本申请实施例提供的一种植入式电极的结构示意图。
在一个具体应用场景中，本申请实施例还提供了一种植入式电极，所述植入式电极包括：控制模块、阵列开关和电极阵列模块。
所述控制模块用于接收脉冲发生器的选通指令并生成开关控制信号。开关控制信号包括高电平信号和低电平信号，所述高电平信号用于使所述阵列开关的通道选通，所述低电平信号用于使所述阵列开关的通道断开，以使所述刺激触点和所述采集触点相隔离。
所述阵列开关用于根据所述开关控制信号建立多路选通通道，电极阵列模块是犹他电极；
所述电极阵列模块包括多个触点，每个所述触点用于通过所述阵列开关建立的选通通道向所述患者的体内组织递送电刺激并作为刺激触点，或向所述患者的体内组织采集生理信号并作为采集触点，生理信号是局部场电位信号。
其中，阵列开关可以采用不同的机制进行导通或断开，本申请对其不进行限制。其例如包括多个电子开关、磁性开关、电化学开关或光学开关。电子开关可以使用固态电子元件（如晶体管、继电器等）来控制通道的开闭，以非常快速地切换通道的状态。磁性开关指的是使用磁场来控制通道的导通或断开，一般而言当调节磁场时，磁性开关会改变其状态。电化学开关指的是使用电化学反应来实现通道的开闭，其包含电解质材料，可以通过控制电化学反应来改变通道状态。光学开关指的是使用光信号来控制通道状态，例如，光开关可以使用光纤或光学组件来控制光信号的传输或阻止。
作为一个示例，参见图4，图4是本申请实施例提供的一种电极阵列模块的触点的位置示意图。
将电极阵列模块中的触点进行标识，其中×标识的电极（如C3、C4、C5、D3、D5、E3、E4、E5）用于表示低电平信号控制的断开的通道对应的触点，×标识的电极区域的中心的圆点（D4）可以是刺激触点，用于通过高电平控制的所述阵列开关建立的选通通道向所述患者的体内组织递送电刺激。×标识的电极区域的外周的圆点（A1、A2等）可以用于作为采集触点以向所述患者的体内组织采集生理信号。显然，所述高电平信号用于使所述阵列开关的通道选通、所述低电平信号用于使所述阵列开关的通道断开时，可以使所述刺激触点和所述采集触点相隔离。
方法实施例。
参见图5，图5是本申请实施例提供的一种刺激器的控制方法的流程示意图。
本方法实施例涉及的刺激器用于植入于患者体内，并用于同时向所述患者的体内组织递送电刺激和采集生理信号。刺激器包括电极实施例的植入式电极和脉冲发生器。植入式电极与上述电极实施例中记载的实施例、所达到的技术效果一致，部分内容不再赘述。
刺激器的控制方法包括：
步骤S101，根据患者的治疗信息将植入式电极的电极阵列模块中的至少一个触点作为刺激触点；所述刺激触点用于向所述患者的体内组织递送电刺激；
步骤S102，针对每个刺激触点，以所述刺激触点为中心点获取满足预设距离和/或预设位置关系的多个触点作为隔离触点；
步骤S103，根据所述治疗信息，从刺激触点和隔离触点之外的触点中选取触点并作为采集触点；并在所述刺激触点向所述患者的体内组织递送电刺激时，利用所述采集触点向所述患者的体内组织采集生理信号并作为采集信息。
由此，脉冲发生器和植入式电极相配合，可以根据患者的生理信号作为反馈信息来调整电刺激参数，以满足其特定的需求（即个性化的需求），并实现对患者电刺激的闭环控制。通过选择隔离触点，可以减少刺激对周围组织的不必要影响，降低治疗的风险和副作用。通过上述方式确定刺激触点、隔离触点和采集触点，进而用于治疗的执行，其中刺激触点将用于向组织递送电刺激，采集触点将同时用于监测患者的生理反应，可以实现最佳的监测效果。
其中，治疗信息例如包括患者的病症，是特发性震颤、帕金森病还是其他疾病，不同的病症对应不同的待治疗核团，可以根据治疗信息将植入式电极的电极阵列模块中的距离待刺激核团最近的一个或多个触点作为刺激触点。根据治疗信息，从刺激触点和隔离触点之外的触点中选取触点并作为采集触点，可以理解为从上述两种触点之外的触点中选取距离刺激触点最近的触点作为采集触点，以获取能客观反馈患者接受电刺激后的情况。治疗信息还可以直接包括待刺激的一个或多个触点的位置以及其分别对应的刺激参数。
参见图6，图6是本申请实施例提供的一种获取隔离触点的流程示意图。
在一些实施例中，所述治疗信息包括每个刺激触点分别对应的预设参数，所述预设参数用于指示刺激触点与其对应的隔离触点的距离关系或位置关系。
所述针对每个刺激触点，以所述刺激触点为中心点进行八邻域搜索，获取满足预设距离和/或预设位置关系的多个触点作为隔离触点，包括：
步骤S201，将所述刺激触点对应的刺激参数输入至预测模型，获取所述刺激触点对应的参考预设参数；
步骤S202，获取所述参考预设参数和所述预设参数的第一相似度；
步骤S203，当所述第一相似度小于预设相似度时，利用所述预设参数对所述刺激触点进行八邻域搜索以获取隔离触点；
步骤S204，当所述第一相似度不小于预设相似度时，利用所述参考预设参数对所述预设参数进行更新，并通过更新后的预设参数对所述刺激触点进行八邻域搜索以获取隔离触点。
由此，使用八邻域搜索的方式，可以降低触点选择过程中的误差，提高治疗的精确度和可靠性。如果第一相似度小于预设相似度，表示刺激触点的预设参数与参考预设参数之间存在较大的差异，预设参数是用户在事先进行校准和测试的基础上确定的，具有相对高的稳定和可靠性，这种情况下使用刺激触点的预设参数进行八邻域搜索，以获取隔离触点。如果第一相似度不小于预设相似度，表示刺激触点的预设参数与参考预设参数之间相对接近，进而对预设参数进行更新并选择使用更新后的预设参数进行八邻域搜索以获取隔离触点。
其中，八邻域搜索是一种用于寻找周围邻近点或元素的算法，其过程主要包括：首先确定一个中心点，然后确定中心点周围的八个相邻点，相邻点可以位于中心点的上、下、左、右以及四个对角线方向上。由于电极阵列模块上的触点多为规范排布，使用八邻域搜索效率更高。在具体应用中，也可以使用其他现有的基于“邻域”的启发式算法（邻域搜索算法）。
其中，获取所述参考预设参数和所述预设参数的第一相似度的方式可以是利用欧几里得距离、曼哈顿距离、余弦相似性等度量方法将两组参数的差异量化为一个值，值越小表示相似度越高。还可以是计算两组参数之间的相关系数，如皮尔逊相关系数或斯皮尔曼等级相关系数。相关系数表示两组参数之间的线性或非线性相关性程度，相关系数接近1表示高度相似。
预测模型可以是基于机器学习算法，使用已知的刺激触点对应的刺激参数和对应的参考预设参数的训练数据进行训练。针对训练好的预测模型，输入刺激参数后，预测模型预测出相对应的预测预设参数并作为参考预设参数。预测模型可以是训练得到的，还可以是采用预先训练好的预测模型。
在一些实施例中，预测模型的训练过程包括：
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刺激参数以及所述刺激参数对应的预设参数的标注数据；
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刺激参数输入预设的深度学习模型，以得到所述刺激参数对应的预设参数的预测数据；
基于所述刺激参数对应的预设参数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预测模型；如果否，则利用下一个所述训练数据继续训练所述深度学习模型。
由此，通过设计，建立适量的神经元计算节点和多层运算层次结构，选择合适的输入层和输出层，就可以得到预设的深度学习模型，通过深度学习模型的学习和调优，建立起从输入到输出的函数关系，虽然不能100％找到输入与输出的函数关系，但是可以尽可能地逼近现实的关联关系，由此训练得到的预测模型，可以基于输入数据获取对应的输出数据，适用范围广，且计算结果准确性高、可靠性高。
在一些实施例中，所述方法还包括：
当所述第一相似度小于预设相似度时，将统计次数加一并判断所述统计次数是否大于预设统计次数；
当所述统计次数大于所述预设统计次数时，生成风险提示信息并对统计次数进行清零处理。
由此，如果第一相似度小于预设相似度，表示刺激触点的预设参数与参考预设参数之间存在较大的差异。在第一相似度小于预设相似度的情况下记录出现相似度差异的次数并判断统计次数是否大于预设统计次数。当统计次数大于预设统计次数时生成风险提示信息以提醒用户注意或采取进一步的措施。
本实施例对预设相似度不进行限制，其例如是0.81、0.83、65%、75%、87%、88%、89%或95%。
风险提示信息可以通过语音、图片或文字等形式发送至用户设备，用户设备例如是医生、患者监护人使用的平板、手机或程控器。作为一个示例，当统计次数为10次且大于预设统计次数（9次）时，风险提示信息通过语音发送至患者A的主治医生B的手机，手机会自动播放语音信息“患者A的刺激治疗情况，需要您进行关注”，以第一时间使医生获知风险情况进行注意或采取进一步措施。
参见图7，图7是本申请实施例提供的一种刺激器的另一种控制方法的流程示意图。
在一些实施例中，所述方法还包括：
步骤S104，根据所述每个刺激触点分别对应的刺激参数和采集信息，确定每个刺激触点的评分值，并将评分值最高的刺激触点作为推荐刺激触点。
由此，通过评分和选择最高评分的刺激触点，可以协助用户更高效地做出治疗决策。
其中，可以将每个刺激触点的生理响应作为评分的依据。具体而言，刺激触点产生的生理信号的振幅、频率或相位可以用于评估刺激的效果，较大的生理响应获得较高的评分。
在一个具体应用场景中，本申请实施例还提供了一种刺激器的控制方法，所述方法包括：
根据患者的治疗信息将植入式电极的电极阵列模块中的至少一个触点作为刺激触点；所述刺激触点用于向所述患者的体内组织递送电刺激；
针对每个刺激触点，将所述刺激触点对应的刺激参数输入至预测模型，获取所述刺激触点对应的参考预设参数；
获取所述参考预设参数和所述预设参数的第一相似度；
当所述第一相似度不小于预设相似度时，利用所述参考预设参数对所述预设参数进行更新，并通过更新后的预设参数对所述刺激触点进行八邻域搜索以获取隔离触点；
当所述第一相似度小于预设相似度时，利用所述预设参数对所述刺激触点进行八邻域搜索以获取隔离触点；将统计次数加一并判断所述统计次数是否大于预设统计次数，当所述统计次数大于所述预设统计次数时，生成风险提示信息并对统计次数进行清零处理。
根据所述治疗信息，从刺激触点和隔离触点之外的触点中选取触点并作为采集触点；并在所述刺激触点向所述患者的体内组织递送电刺激时，利用所述采集触点向所述患者的体内组织采集生理信号并作为采集信息。
根据所述每个刺激触点分别对应的刺激参数和采集信息，确定每个刺激触点的评分值，并将评分值最高的刺激触点作为推荐刺激触点。
刺激器实施例。
参见图8a和图8b，图8a和图8b分别是本申请实施例提供的两种不同结构的刺激器的结构框图。
所述刺激器包括：
上述任一项所述的植入式电极，所述植入式电极用于同时向所述患者的体内组织递送电刺激和采集生理信号；
脉冲发生器，所述脉冲发生器与所述植入式电极电连接，或所述脉冲发生器与所述植入式电极通过延伸导线电连接，所述脉冲发生器用于解析所述生理信号并生成所述电刺激。
植入式电极与上述电极实施例中记载的实施例、所达到的技术效果一致，部分内容不再赘述。
由此，通过脉冲发生器和植入式电极相配合，可以根据患者的生理信号作为反馈信息来调整电刺激参数，以满足其特定的需求和状况，并实现对患者电刺激的闭环控制。
在一些实施例中，所述脉冲发生器可以包括：
刺激触点确定模块，用于根据患者的治疗信息将电极阵列模块中的至少一个触点作为刺激触点，所述刺激触点用于向所述患者的体内组织递送电刺激；
隔离触点获取模块，用于针对每个刺激触点，以所述刺激触点为中心点获取满足预设距离和/或预设位置关系的多个触点作为隔离触点；
采集触点确定模块，用于根据所述治疗信息，从刺激触点和隔离触点之外的触点中选取触点并作为采集触点；并在所述刺激触点向所述患者的体内组织递送电刺激时，利用所述采集触点向所述患者的体内组织采集生理信号并作为采集信息。
由此，通过选择隔离触点，可以减少刺激对周围组织的不必要影响，降低治疗的风险和副作用。通过上述方式确定刺激触点、隔离触点和采集触点，进而用于治疗的执行，其中刺激触点将用于向组织递送电刺激，采集触点将同时用于监测患者的生理反应，可以实现最佳的监测效果。
在一些实施例中，所述治疗信息包括每个刺激触点分别对应的预设参数，所述预设参数用于指示刺激触点与其对应的隔离触点的距离关系或位置关系。
在一些实施例中，所述隔离触点获取模块可以包括：
参数预测单元，用于将所述刺激触点对应的刺激参数输入至预测模型，获取所述刺激触点对应的参考预设参数；
相似度确定单元，用于获取所述参考预设参数和所述预设参数的第一相似度；
第一触点获取单元，用于当所述第一相似度小于预设相似度时，利用所述预设参数对所述刺激触点进行八邻域搜索以获取隔离触点；
第二触点获取单元，用于当所述第一相似度不小于预设相似度时，利用所述参考预设参数对所述预设参数进行更新，并通过更新后的预设参数对所述刺激触点进行八邻域搜索以获取隔离触点。
由此，使用八邻域搜索的方式，可以降低触点选择过程中的误差，提高治疗的精确度和可靠性。如果第一相似度小于预设相似度，表示刺激触点的预设参数与参考预设参数之间存在较大的差异，预设参数是用户在事先进行校准和测试的基础上确定的，具有相对高的稳定和可靠性，这种情况下使用刺激触点的预设参数进行八邻域搜索，以获取隔离触点。如果第一相似度不小于预设相似度，表示刺激触点的预设参数与参考预设参数之间相对接近，进而对预设参数进行更新并选择使用更新后的预设参数进行八邻域搜索以获取隔离触点。
在一些实施例中，所述脉冲发生器还可以包括：
次数统计模块，用于当所述第一相似度小于预设相似度时，将统计次数加一并判断所述统计次数是否大于预设统计次数；
风险提示模块，用于当所述统计次数大于所述预设统计次数时，生成风险提示信息并对统计次数进行清零处理。
如果第一相似度小于预设相似度，表示刺激触点的预设参数与参考预设参数之间存在较大的差异。在第一相似度小于预设相似度的情况下记录出现相似度差异的次数并判断统计次数是否大于预设统计次数。当统计次数大于预设统计次数时生成风险提示信息以提醒用户注意或采取进一步的措施。
在一些实施例中，所述脉冲发生器还包括：
推荐触点获取模块，用于根据所述每个刺激触点分别对应的刺激参数和采集信息，确定每个刺激触点的评分值，并将评分值最高的刺激触点作为推荐刺激触点。
由此，通过评分和选择最高评分的刺激触点，可以协助用户更高效地做出治疗决策。
电子设备实施例。
本申请实施例提供了一种电子设备，所述电子设备包括存储器和处理器，所述存储器存储有计算机程序，所述处理器被配置成执行所述计算机程序时实现方法实施例中任一方法的步骤。其具体实施例与上述方法实施例中记载的实施例、所达到的技术效果一致，部分内容不再赘述。
存储介质实施例。
本申请实施例还提供了一种计算机可读存储介质，其具体实施例与上述方法实施例中记载的实施例、所达到的技术效果一致，部分内容不再赘述。
所述计算机可读存储介质存储有计算机程序，所述计算机程序被至少一个处理器执行时实现上述任一项方法的步骤或者实现上述任一项刺激器的功能。
计算机可读介质可以是计算机可读信号介质或者计算机可读存储介质。在本申请实施例中，计算机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。计算机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。计算机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。计算机可读存储介质还可以是任何计算机可读介质，该计算机可读介质可以发送、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。计算机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)。
程序产品实施例。
本申请实施例还提供了一种计算机程序产品，其具体实施例与上述方法实施例中记载的实施例、所达到的技术效果一致，部分内容不再赘述。
所述计算机程序产品包括计算机程序，所述计算机程序被至少一个处理器执行时实现上述任一项方法的步骤或者实现上述任一项刺激器的功能。
参见图9，图9是本申请实施例提供的一种计算机程序产品的结构示意图。
所述计算机程序产品用于实现上述任一项方法的步骤。计算机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，本发明的计算机程序产品不限于此，计算机程序产品可以采用一个或多个计算机可读介质的任意组合。
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，已符合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 (16)
1.一种植入式电极，其特征在于，所述植入式电极包括：
控制模块，所述控制模块用于接收脉冲发生器的选通指令并生成开关控制信号；
阵列开关，所述阵列开关用于根据所述开关控制信号建立多路选通通道；
电极阵列模块，所述电极阵列模块包括多个触点，每个所述触点用于通过所述阵列开关建立的选通通道向患者的体内组织递送电刺激并作为刺激触点，或向所述患者的体内组织采集生理信号并作为采集触点；
其中，所述开关控制信号用于以所述刺激触点为中心点获取满足预设距离和/或预设位置关系的多个触点作为隔离触点、以刺激触点和隔离触点之外的触点中选取触点并作为采集触点，使递送电刺激的所述刺激触点和同时采集生理信号的所述采集触点相隔离。
2.根据权利要求1所述的植入式电极，其特征在于，所述开关控制信号包括高电平信号和低电平信号，所述高电平信号用于使所述阵列开关的通道选通，所述低电平信号用于使所述阵列开关的通道断开。
3.根据权利要求1所述的植入式电极，其特征在于，所述阵列开关包括多个开关模块：
其中，每个所述开关模块包括：
绝缘层，所述绝缘层用于形成容纳空腔；
开关单元，所述开关单元设置于所述绝缘层形成的容纳空腔，所述开关单元用于根据所述开关控制信号建立其对应的触点的选通通道；
导电层，所述导电层包覆在所述绝缘层的外表面且用于通过导线接地，以实现对电场干扰和/或电磁干扰的屏蔽。
4.根据权利要求1所述的植入式电极，其特征在于，所述电极阵列模块是犹他电极。
5.根据权利要求1所述的植入式电极，其特征在于，所述生理信号是局部场电位信号。
6.一种刺激器，其特征在于，所述刺激器包括：
权利要求1-5任一项所述的植入式电极，所述植入式电极用于同时向患者的体内组织递送电刺激和采集生理信号；
脉冲发生器，所述脉冲发生器与所述植入式电极电连接，或所述脉冲发生器与所述植入式电极通过延伸导线电连接，所述脉冲发生器用于解析所述生理信号并生成所述电刺激。
7.根据权利要求6所述的刺激器，其特征在于，所述脉冲发生器包括：
刺激触点确定模块，用于根据所述患者的治疗信息将电极阵列模块中的至少一个触点作为刺激触点，所述刺激触点用于向所述患者的体内组织递送电刺激；
隔离触点获取模块，用于针对每个刺激触点，以所述刺激触点为中心点获取满足预设距离和/或预设位置关系的多个触点作为隔离触点；
采集触点确定模块，用于根据所述治疗信息，从刺激触点和隔离触点之外的触点中选取触点并作为采集触点；并在所述刺激触点向所述患者的体内组织递送电刺激时，利用所述采集触点向所述患者的体内组织采集生理信号并作为采集信息。
8.根据权利要求7所述的刺激器，其特征在于，所述治疗信息包括每个刺激触点分别对应的预设参数，所述预设参数用于指示刺激触点与其对应的隔离触点的距离关系或位置关系。
9.根据权利要求8所述的刺激器，其特征在于，所述隔离触点获取模块包括：
参数预测单元，用于将所述刺激触点对应的刺激参数输入至预测模型，获取所述刺激触点对应的参考预设参数；
相似度确定单元，用于获取所述参考预设参数和所述预设参数的第一相似度；
第一触点获取单元，用于当所述第一相似度小于预设相似度时，利用所述预设参数对所述刺激触点进行八邻域搜索以获取隔离触点；
第二触点获取单元，用于当所述第一相似度不小于预设相似度时，利用所述参考预设参数对所述预设参数进行更新，并通过更新后的预设参数对所述刺激触点进行八邻域搜索以获取隔离触点。
10.根据权利要求9所述的刺激器，其特征在于，所述脉冲发生器还包括：
次数统计模块，用于当所述第一相似度小于预设相似度时，将统计次数加一并判断所述统计次数是否大于预设统计次数；
风险提示模块，用于当所述统计次数大于所述预设统计次数时，生成风险提示信息并对统计次数进行清零处理。
11.根据权利要求7所述的刺激器，其特征在于，所述脉冲发生器还包括：
推荐触点获取模块，用于根据所述每个刺激触点分别对应的刺激参数和采集信息，确定每个刺激触点的评分值，并将评分值最高的刺激触点作为推荐刺激触点。
12.一种刺激器的控制方法，其特征在于，所述方法包括：
根据患者的治疗信息将电极阵列模块中的至少一个触点作为刺激触点，所述刺激触点用于向所述患者的体内组织递送电刺激；
针对每个刺激触点，以所述刺激触点为中心点获取满足预设距离和/或预设位置关系的多个触点作为隔离触点；
根据所述治疗信息，从刺激触点和隔离触点之外的触点中选取触点并作为采集触点；并在所述刺激触点向所述患者的体内组织递送电刺激时，利用所述采集触点向所述患者的体内组织采集生理信号并作为采集信息。
13.根据权利要求12所述的控制方法，其特征在于，所述治疗信息包括每个刺激触点分别对应的预设参数，所述预设参数用于指示刺激触点与其对应的隔离触点的距离关系或位置关系。
14.根据权利要求13所述的控制方法，其特征在于，所述针对每个刺激触点，以所述刺激触点为中心点进行八邻域搜索，获取满足预设距离和/或预设位置关系的多个触点作为隔离触点，包括：
将所述刺激触点对应的刺激参数输入至预测模型，获取所述刺激触点对应的参考预设参数；
获取所述参考预设参数和所述预设参数的第一相似度；
当所述第一相似度小于预设相似度时，利用所述预设参数对所述刺激触点进行八邻域搜索以获取隔离触点；
当所述第一相似度不小于预设相似度时，利用所述参考预设参数对所述预设参数进行更新，并通过更新后的预设参数对所述刺激触点进行八邻域搜索以获取隔离触点。
15.一种电子设备，其特征在于，所述电子设备包括存储器和处理器，所述存储器存储有计算机程序，所述处理器执行所述计算机程序时实现权利要求12至14任一项所述方法的步骤。
16.一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12至14任一项所述方法的步骤。
Priority Applications (1)
| Application Number | Priority Date | Filing Date | Title |
|---|---|---|---|
| CN202311461723.7A CN117180612B (zh) | 2023-11-06 | 2023-11-06 | 植入式电极、刺激器及其控制方法、存储介质 |
Applications Claiming Priority (1)
| Application Number | Priority Date | Filing Date | Title |
|---|---|---|---|
| CN202311461723.7A CN117180612B (zh) | 2023-11-06 | 2023-11-06 | 植入式电极、刺激器及其控制方法、存储介质 |
Publications (2)
| Publication Number | Publication Date |
|---|---|
| CN117180612A CN117180612A (zh) | 2023-12-08 |
| CN117180612B true CN117180612B (zh) | 2024-01-30 |
Family
ID=88994606
Family Applications (1)
| Application Number | Title | Priority Date | Filing Date |
|---|---|---|---|
| CN202311461723.7A Active CN117180612B (zh) | 2023-11-06 | 2023-11-06 | 植入式电极、刺激器及其控制方法、存储介质 |
Country Status (1)
| Country | Link |
|---|---|
| CN (1) | CN117180612B (zh) |
Citations (4)
| Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
|---|---|---|---|---|
| CN110975136A (zh) * | 2019-12-26 | 2020-04-10 | 东南大学 | 一种植入式神经电信号采集和功能电刺激电极 |
| CN114732576A (zh) * | 2022-03-23 | 2022-07-12 | 中国电子科技集团公司第十四研究所 | 一种多通道电刺激系统与刺激方法 |
| CN116492596A (zh) * | 2023-06-27 | 2023-07-28 | 苏州景昱医疗器械有限公司 | 脉冲发生器、刺激器、存储介质及程序产品 |
| CN116712078A (zh) * | 2023-05-23 | 2023-09-08 | 杭州领挚科技有限公司 | 电极阵列结构及其制备方法、信号采集装置 |
-
2023
- 2023-11-06 CN CN202311461723.7A patent/CN117180612B/zh active Active
Patent Citations (4)
| Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
|---|---|---|---|---|
| CN110975136A (zh) * | 2019-12-26 | 2020-04-10 | 东南大学 | 一种植入式神经电信号采集和功能电刺激电极 |
| CN114732576A (zh) * | 2022-03-23 | 2022-07-12 | 中国电子科技集团公司第十四研究所 | 一种多通道电刺激系统与刺激方法 |
| CN116712078A (zh) * | 2023-05-23 | 2023-09-08 | 杭州领挚科技有限公司 | 电极阵列结构及其制备方法、信号采集装置 |
| CN116492596A (zh) * | 2023-06-27 | 2023-07-28 | 苏州景昱医疗器械有限公司 | 脉冲发生器、刺激器、存储介质及程序产品 |
Also Published As
| Publication number | Publication date |
|---|---|
| CN117180612A (zh) | 2023-12-08 |
Similar Documents
| Publication | Publication Date | Title |
|---|---|---|
| CN107921260B (zh) | 用于改善对可兴奋组织的刺激的方法和系统 | |
| US8761890B2 (en) | Electrical stimulation programming | |
| JP5681790B2 (ja) | 脳刺激プログラミング | |
| CN103002947B (zh) | 刺激电极选择 | |
| US9878161B2 (en) | Entrainment of bioelectrical brain signals | |
| US9031658B2 (en) | Wireless neural recording and stimulating system | |
| US8886323B2 (en) | Electrical brain stimulation in gamma band | |
| CN107684664A (zh) | 一种智能复合波形经颅电刺激系统 | |
| CN207071165U (zh) | 一种智能复合波形经颅电刺激系统 | |
| US9808641B2 (en) | System and method for non-invasive neuronal stimulation | |
| EP3197550B1 (en) | Use of power spectrum or signal association for pain management | |
| CN111886047A (zh) | 非连续的电刺激治疗 | |
| CN112402792A (zh) | 一种神经调控装置及方法 | |
| US11013919B2 (en) | Systems and methods for controlling brain activity | |
| WO2023011492A1 (zh) | 植入式刺激器及刺激系统 | |
| WO2020095111A1 (en) | Methods and systems for sensing balance between neuronal activity inputs and pathways and neuromodulation | |
| CN116549845A (zh) | 刺激器、电子设备及计算机可读存储介质 | |
| CN114783585A (zh) | 程控设备、程控系统、电子设备和计算机可读存储介质 | |
| US20150165206A1 (en) | Apparatus, Method and System for Closed-Loop Neurostimulation | |
| CN116492596B (zh) | 脉冲发生器、刺激器及存储介质 | |
| CN116549853B (zh) | 脉冲发生器、刺激器、存储介质及程序产品 | |
| CN117065217A (zh) | 电位信号采集设备及其方法、医疗系统、可读存储介质 | |
| CN117180612B (zh) | 植入式电极、刺激器及其控制方法、存储介质 | |
| US20220266023A1 (en) | Device for assessment of brain signals | |
| CN221243744U (zh) | 电极导线和刺激器系统 |
Legal Events
| Date | Code | Title | Description |
|---|---|---|---|
| PB01 | Publication | ||
| PB01 | Publication | ||
| SE01 | Entry into force of request for substantive examination | ||
| SE01 | Entry into force of request for substantive examination | ||
| CB02 | Change of applicant information | ||
| CB02 | Change of applicant information |
Address after: 215000 building C16, biological nano Park, 218 Xinghu street, Suzhou Industrial Park, Suzhou City, Jiangsu Province Applicant after: Jingyu Medical Technology (Suzhou) Co.,Ltd. Address before: 215000 building C16, biological nano Park, 218 Xinghu street, Suzhou Industrial Park, Suzhou City, Jiangsu Province Applicant before: SCENERAY Co.,Ltd. |
|
| GR01 | Patent grant | ||
| GR01 | Patent grant |