CN205360244U - 一种星状神经节刺激仪 - Google Patents

Abstract

本实用新型涉及一种星状神经节刺激仪，包括CPU模块，CPU模块连接有第一频率产生器和第二频率产生器，第一频率产生器的连接有第一低通滤波器，第一低通滤波器连接有第一功率放大器；第二频率产生器连接有第二低通滤波器，第二低通滤波器连接有第二功率放大器；第一功率放大器和第二功率放大器连接有四路干扰电极；第一频率产生器和第二频率产生器还连接有晶振参考源。本实用新型的刺激仪能够辅助心率失常患者的心脏功能，提高生活质量。

Description

一种星状神经节刺激仪

技术领域

本实用新型属于医疗器械技术领域，涉及一种治疗装置，尤其是一种星状神经节刺激仪。

背景技术

心律失常在临床上十分常见，不但见于心血管病，也见于许多其它疾病的患者以及少数正常健康人,长期以来，如何治疗心律失常一直被认为是一个较难解决的问题。心律失常的种类繁多，轻重不一。轻者对健康无害，重者可产生血流动力学影响，出现症状，甚或危及生命，引起猝死(突然死亡)。寻找有效的治疗心律失常方法具有很大的现实意义

上世纪80年代以来，国内外治疗心律失常取得了一定程度的进展，主要的治疗方法是药物治疗和非药物治疗。现今，新开发的抗心律失常药物为数不多。传统的中药对心律失常是有效的；对于中药治疗，其治疗作用缓慢，治疗周期长，难于根治。近年来的一些临床个案报道也证实了中药对缓慢型心律失常的治疗效果。但是，关于如何运用中药系统治疗此病及相关的实验研究，依然是一个空白，现有的文献中也缺乏此方面的系统研究报道。而西药治疗对人体副作用较大，不宜长期服用，比如应用阿托品和异丙肾上腺素都能增加心率；这种治疗有许多副作用，往往在加快心率的同时心肌的耗氧量增加，从而加重了心脏的负担。又如采用I类抗心律失常药物治疗虽然能够减少室性早搏或非持续性室速发病率，但是并不能平行地改善病人的预后，反而使病人预后恶化，增加猝死和总病死率。目前抗心律失常药物的临床应用和新药开发均应在循证医学的模式下进行，药物研制周期较长，综上，中、西药物治疗心律失常均需进一步深入。

近20年来，治疗心律失常的非药物疗法有了一定的进展，如射频消融、导管消融以及埋藏式自动心脏复律除颤器(ICD)均成为有效的治疗手段。射频消融技术是先对引起心律失常的异常生物电通路进行定位，然后通过射频电极对锁定位置的异常生物电通路进行永久性的破坏，从而治疗心律失常；但是射频消融治疗成功率低，实际临床根治者很少，即使接受ICD治疗，为了解决ICD植入后可能出现的心律失常频繁发作问题仍离不开抗心律失常药物。现有的一些临床研究和实验观察证明人工心脏起搏器是有效的，但是在这种治疗过程中尚有一些问题急待解决；人工心脏起搏器一是它的价格昂贵，二是因为医疗设备和技术的限制，很难在基层医院广泛应用。从以上可以看出，已有的非药物治疗方法治疗过程较为复杂，治疗费用较高，技术成本过高，价格昂贵,并且缺乏十分成熟的经验。

心律失常发生中的神经调控机制是当前心电生理研究的热点问题，神经干预亦逐渐成为心律失常治疗的手段之一。星状神经节(stellateganglion)是交感神经通向心脏的重要通路，其兴奋性的变化与心律失常的发生密切相关，动物实验及临床研究提示星状神经节参与了心房或心室的交感神经重构，选择性星状神经节阻滞术或干预术具有稳定心电活动的效应，可抑制或减少心律失常的发生，作为心外的神经干预方法，可在抗心律失常药物治疗无效，或高交感兴奋状态下，发挥其防治心律失常的作用。

当前，研究一种既疗效快、好而费用较低、复杂度相对不很高而且安全的治疗方法是治疗心律失常的研究方向，具有远大前景和潜力。星状神经节是交感神经通向心脏的重要通路,与心律失常的关系密切。已有研究表明,星状神经节神经生长因子注射或电刺激，具有抑制和治疗心律失常发生的效应。因此，通过选择性干预星状神经节达到防治心律失常成为现今治疗心律失常的一个重要突破口。

实用新型内容

本实用新型的目的在于克服上述现有技术的缺点，提供一种星状神经节刺激仪，该刺激仪能够辅助心率失常患者的心脏功能，提高生活质量。

本实用新型的目的是通过以下技术方案来解决的：

这种星状神经节刺激仪，包括CPU模块，所述CPU模块连接有第一频率产生器和第二频率产生器，所述第一频率产生器连接有第一低通滤波器，所述第一低通滤波器连接有第一功率放大器；所述第二频率产生器连接有第二低通滤波器，所述第二低通滤波器连接有第二功率放大器；所述第一功率放大器和第二功率放大器同时连接有思路干扰电极；所述第一频率产生器和第二频率产生器还连接有晶振参考源。

进一步，上述CPU模块还连接有键盘、数码液晶显示屏和报警模块。进一步，上述第一频率产生器和第二频率产生器均是DDS频率产生器，所述DDS频率产生器包括相位寄存器、初始相位寄存器、频率寄存器、第一相位累加器、第二相位累加器、ROM正弦查找表和数模转换器；所述频率寄存器通过第一相位累加器连接至相位寄存器的输入端，所述相位寄存器的输出端通过第二相位累加器连接至ROM正弦查找表的输入，所述ROM正弦查找表的输出连接至数模转换器的输入端，所述数模转换器的输出端作为DDS频率产生器的信号输出端；所述相位寄存器的输出端一路还连接回第一相位累加器的输入。

进一步，以上来自CPU模块的频率控制字信号分别连接至初始相位寄存器和频率寄存器的输入端。

上述正弦查找表是一个可编程存储器。

上述CPU模块采用单片机实现。

本实用新型具有以下有益效果：

本机输出两路中频刺激电流，在人体内进行混频产生低频治疗电流，这种方式的刺激作用超过原有低频治疗的程度(内生深部刺激)和范围，治疗目标精准、选择性更强、疗效更高。临床中更好的辅助心率失常患者的心脏功能，提高生活质量。

附图说明

图1为本实用新型的电路结构框图；

图2为本实用新型的DDS电路结构框图。

具体实施方式

下面结合附图对本实用新型做进一步详细描述：

参见图1，本实用新型的星状神经节刺激仪，包括CPU模块，所述CPU模块连接有第一频率产生器和第二频率产生器，所述第一频率产生器的连接有第一低通滤波器，所述第一低通滤波器连接有第一功率放大器；所述第二频率产生器连接有第二低通滤波器，所述第二低通滤波器连接有第二功率放大器；所述第一功率放大器和第二功率放大器连接有四路干扰电极；本实用新型的电极为四路交叉电流电极，每个通道连接两个电极，两对电极对人体的刺激感觉程度和范围都不一样，有着不同的治疗效果。所述第一频率产生器和第二频率产生器还连接有晶振参考源。所述CPU模块还连接有键盘、数码液晶显示屏和报警模块。

参见图2：在本实用新型的最佳实施例中，第一频率产生器和第二频率产生器均是DDS频率产生器，DDS频率产生器包括相位寄存器、初始相位寄存器、频率寄存器、第一相位累加器、第二相位累加器、ROM正弦查找表和数模转换器；频率寄存器通过第一相位累加器连接至相位寄存器的输入端，相位寄存器的输出端通过第二相位累加器连接至ROM正弦查找表的输入，ROM正弦查找表的输出连接至数模转换器的输入端，数模转换器的输出端作为DDS频率产生器的信号输出端；相位寄存器的输出端一路还连接回第一相位累加器的输入。来自CPU模块的频率控制字信号分别连接至初始相位寄存器和频率寄存器的输入端。

以上可见，本实用新型采用星状神经节刺激电流产生系统，以直接频率合成器(DirectDigitalFrequencySynthesizer,DDS)为核心，使用CPU模块(即DDS频率产生器)与DDS相结合产生刺激神经的电流信号的方法，如图1所示。系统采用双通道结构，一路产生固定频率的中频电流信号，另一路为相同中频但具有一定可调精度的电流信号。用键盘输入频率，并以液晶模块显示其频率，这样系统具有精度高、跳频稳定、快速以及操作简单等优势。CPU模块采用单片机实现，完成键盘的初始化、数码液晶显示的控制以及电极连接人体后的开/短路报警功能，同时最重要的是为DDS模块提供频率控制字(FrequencyControlWord，FCW)。DDS在接收到CPU系统的频率控制字后，分别产生所需频率的两路电流信号。

如图2，初始相位寄存器中存放生成信号的初始相位，频率寄存器的数值存放频率控制字K，而相位累加器对K值进行累加，并存放在相位寄存器中。若定义相位累加器的位数为N，则K的取值范围为[1,2N-1]。为了达到较高的频率可调精度，N一般取值为4～32之间。相位寄存器的输出与初始相位寄存器的输出相加后送入正弦查找表。正弦查找表是一个可编程存储器，存有一个周期的正弦波数据，表中的每个地址对应正弦波0～2π范围的一个相位点。正弦查找表的作用是将输入的相位信息转换为地址信息，然后再将地址信息影射成正弦幅度数值。这个幅度信息驱动高速数模转换器，输出所需频率的模拟信号。

晶体振荡器(即图1中晶振参考源)为DDS提供时钟信号。DDS的输出信号中不仅含有中频基波信号，还包含有高频谐波信号。同时，由于DDS采用全数字技术，因而不可避免的会有杂散干扰，直接影响输出信号的质量。因此DDS模块的输出采用低通滤波器滤波，使信号失真更小，纯度更高。由于人体的阻抗较大，而滤波器的输出信号电流较小，因此信号的驱动能力较弱，需要经过功率放大电路驱动后才能连接电极接至人体，同时功率放大器也起到隔离人体的作用。

综上所述，本实用新型提出的星状神经节刺激电流产生器，为体表星状神经节刺激提供低频调制的中频电流信号，以治疗或辅助调治心律失常。这种集成应用创新，是通过星状神经节刺激电流产生器采用中低频刺激电流治疗心律失常，只需在人体肌表连接双交叉电极，中低频刺激电流通过电极刺激人体的星状神经节，使与星状神经节相连的心交感神经兴奋或抑制，进而调节心脏节律。比起以往的药物治疗和非药物治疗方法，治疗思路不同；用于刺激星状神经节的中低频疗法中，低频电流不是外界输入，而是内部产生的，并且电流中还含有中频的成份。低频调制的脉冲电流刺激克服了低频电流不能深入组织内部的缺陷，且可应用较大的电流强度，兼有中频和低频电疗的特点，较之以往的低频电疗方法具有更大优势。同时，这种治疗方法简单，安全，无治疗疼痛，费用低廉，治疗过程简单易操作。刺激器的电流强度可以易使人体产生不适感，有助于获得较好的疗效；刺激电流的频率具有可调性，可以刺激不同的神经纤维，实现不同(缓慢型和快速型心律失常)的治疗效果。

此星状神经节刺激电流产生器还具有可逆性和实时调节性。采用CPU(中央处理器)和DDS(直接频率合成)相进行实时的调节，不结合的方式产生两路刺激电流，而DDS根据CPU输入频率控制字产生频率，因此具有频率可调功能，而刺激电流强度亦可通过电路设计进行调整。在治疗过程中，刺激电极的电流、电压、频率及电极位置等多个刺激参数都可通过患者的治疗情况进行实时的调整。

因此，本设计较之以往的治疗方法，无论是在理论方面还是在实际治疗方面都具有一定的先进性和创新性。

Claims (6)

1.一种星状神经节刺激仪，其特征在于，包括CPU模块，所述CPU模块连接有第一频率产生器和第二频率产生器，所述第一频率产生器连接有第一低通滤波器，所述第一低通滤波器连接有第一功率放大器；所述第二频率产生器连接有第二低通滤波器，所述第二低通滤波器连接有第二功率放大器；所述第一功率放大器和第二功率放大器连接有四路干扰电极；所述第一频率产生器和第二频率产生器还连接有晶振参考源。

2.根据权利要求1所述的星状神经节刺激仪，其特征在于，所述CPU模块还连接有键盘、数码液晶显示屏和报警模块。

3.根据权利要求1所述的星状神经节刺激仪，其特征在于，所述第一频率产生器和第二频率产生器均是DDS频率产生器，所述DDS频率产生器包括相位寄存器、初始相位寄存器、频率寄存器、第一相位累加器、第二相位累加器、ROM正弦查找表和数模转换器；所述频率寄存器通过第一相位累加器连接至相位寄存器的输入端，所述相位寄存器的输出端通过第二相位累加器连接至ROM正弦查找表的输入，所述ROM正弦查找表的输出连接至数模转换器的输入端，所述数模转换器的输出端作为DDS频率产生器的信号输出端；所述相位寄存器的输出端一路还连接回第一相位累加器的输入。

4.根据权利要求3所述的星状神经节刺激仪，其特征在于，来自CPU模块的频率控制字信号分别连接至初始相位寄存器和频率寄存器的输入端。

5.根据权利要求3所述的星状神经节刺激仪，其特征在于，所述正弦查找表是一个可编程存储器。

6.根据权利要求1所述的星状神经节刺激仪，其特征在于，所述CPU模块采用单片机实现。