CN215195028U - 体外程控器和植入式神经刺激系统 - Google Patents

体外程控器和植入式神经刺激系统 Download PDF

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CN215195028U CN202120940427.5U CN202120940427U CN215195028U CN 215195028 U CN215195028 U CN 215195028U CN 202120940427 U CN202120940427 U CN 202120940427U CN 215195028 U CN215195028 U CN 215195028U
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刘彬
朱为然
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Jingyu Medical Technology Suzhou Co ltd
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Sceneray Co Ltd
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Abstract

本申请提供了一种体外程控器和植入式神经刺激系统,所述体外程控器设置于使用者体外且分别与智能终端设备、神经刺激器进行数据交互,所述智能终端设备接收用户操作,所述神经刺激器植入使用者体内并提供神经刺激;所述体外程控器包括处理器、紧急停止按键、第一交互组件和第二交互组件;所述处理器通过所述第一交互组件接收所述智能终端设备发送的控制信号,所述处理器还生成控制指令并通过所述第二交互组件发送至所述神经刺激器;所述紧急停止按键与所述处理器连接。避免神经刺激器与外部设备进行直接通信,达到保密通信的目的;体外程控器设置有紧急停止按键,能够在任何情况下控制神经刺激器立刻停止电刺激,提高使用时的安全性。

Description

体外程控器和植入式神经刺激系统
技术领域
本申请涉及植入式神经刺激系统的技术领域,尤其涉及体外程控器和植入式神经刺激系统。
背景技术
现有的植入式神经刺激设备与外部设备之间大多采用直接通信,不足是保密性差,容易被外部信号干扰。
专利CN207412517U公开了一种植入式神经刺激器程控仪及控制系统,该植入式神经刺激器程控仪包括壳体和人机交互模块,所述壳体内设置有:远程通信模块,用于与另一个植入式神经刺激器体外程控仪进行通信;处理器,用于控制所述刺激器通信模块、远程通信模块和人机交互模块;刺激器通信模块,所述刺激器通信模块用于与植入式神经刺激器相互通信,刺激器通信模块可以将控制信息发送到植入式神经刺激器,从而修改植入式神经刺激器上的刺激参数。该植入式神经刺激器体外程控仪能够与通信服务器和植入式神经刺激器通信,保证控制信息准确、降低数据篡改风险,不足是不具备急停功能。
专利CN105327449B公开了一种骶神经刺激器程控仪,用于在体外对植入体刺激器进行控制,该骶神经刺激器程控仪包括ARM控制模块、USB通讯模块、充电模块、医疗植入式设备专用通讯模块、存储模块、显示模块、按键模块和电源管理模块,ARM控制模块对各模块进行控制或输入输出;USB通讯模块与外部控制器连接;充电模块从USB通讯模块获取外接设备或电源的电能,向电源管理模块进行充电;医疗植入式设备专用通讯模块,用于实现骶神经刺激器程控仪与植入式骶神经刺激器通讯连接;电源管理模块在充电电池提供的电压和外部控制器输入的电压之间进行切换。该骶神经刺激器程控仪也不具备急停功能。
对于植入式神经刺激器来说,其将电刺激直接作用于使用者的体内神经,一旦出现故障,可能会对人体造成不可逆转的伤害,因此亟需为其提供急停功能,提高使用时的安全性。
发明内容
本申请的目的在于提供体外程控器和植入式神经刺激系统,使用体外程控器实现智能终端设备与植入式神经刺激器之间的数据交互,并为神经刺激器提供急停功能。
本申请的目的采用以下技术方案实现:
第一方面,本申请提供了一种体外程控器,所述体外程控器设置于使用者体外且分别与智能终端设备、神经刺激器进行数据交互,所述智能终端设备接收用户操作,所述神经刺激器植入使用者体内并提供神经刺激;所述体外程控器包括处理器、紧急停止按键、第一交互组件和第二交互组件;所述处理器通过所述第一交互组件接收所述智能终端设备发送的控制信号,所述处理器还生成控制指令并通过所述第二交互组件发送至所述神经刺激器;所述紧急停止按键与所述处理器连接。该技术方案的有益效果在于,一方面,使用体外程控器实现智能终端设备与植入体内的神经刺激器之间的数据交互,避免神经刺激器与外部设备进行直接通信,达到保密通信的目的;另一方面,体外程控器设置有紧急停止按键,能够在任何情况下控制神经刺激器立刻停止电刺激,特别是在发生突发情况时,能够防止对人体的伤害扩大,提高使用时的安全性,避免给使用者带来糟糕的使用体验。
在一些可选的实施例中,所述第一交互组件包括相互连接的无线通信模块和通信接口;所述无线通信模块与所述智能终端设备进行无线通信;所述通信接口与所述处理器连接。现有的骶神经刺激器程控仪通过USB通讯模块与外部设备连接,这种有线连接方式受到数据线长度限制,使用起来较为不便,该技术方案的有益效果在于,体外程控器与智能终端设备之间使用无线通信,不会受到数据线长度限制,安装方便,用户的使用体验佳。
在一些可选的实施例中,所述通信接口为UART通信接口。该技术方案的有益效果在于,UART通信只使用两根线就可以在设备之间传输数据,且技术成熟,应用范围广。
在一些可选的实施例中,所述无线通信模块包括相互连接的蓝牙天线模块和蓝牙芯片;所述蓝牙天线模块与所述智能终端设备进行蓝牙通信;所述蓝牙芯片与所述通信接口连接。该技术方案的有益效果在于,蓝牙通信具有低功率、低成本、低延时的优点,且技术成熟,应用范围广。
在一些可选的实施例中,所述体外程控器还包括与所述蓝牙芯片连接的人机界面。该技术方案的有益效果在于,通过人机界面实现人机之间的信息传递功能。
在一些可选的实施例中,所述体外程控器还包括至少一个LED,每个所述LED分别与所述蓝牙芯片连接,每个所述LED的通电状态受所述蓝牙芯片控制,所述蓝牙芯片分别控制每个所述LED点亮或者熄灭。该技术方案的有益效果在于,设置至少一个LED,由此,可以通过LED的亮暗状态指示蓝牙芯片的工作状态。
在一些可选的实施例中,所述至少一个LED包括第一LED和第二LED,所述第一LED点亮时发出的光是蓝色,所述第二LED点亮时发出的光是绿色。该技术方案的有益效果在于,对人类眼睛来说红色是较为醒目的颜色,相比于常见的发红光的LED,绿色和蓝色对眼睛的刺激较为柔和。
在一些可选的实施例中,所述第二交互组件包括相互连接的RF收发模块和ISM天线模块;所述RF收发模块与所述处理器连接;所述ISM天线模块与所述神经刺激器进行无线通信,所述ISM天线模块与所述神经刺激器之间的通信频段为402~405MHz。该技术方案的有益效果在于,通过RF收发模块和ISM天线模块实现处理器与神经刺激器之间的数据交互,ISM天线模块与神经刺激器之间的通信频段为402~405MHz,应用该频段需要向国家无委会申请并获批,适用于医疗机构的应用场景。
在一些可选的实施例中,所述体外程控器还包括与所述处理器连接的JTAG调试接口,所述处理器与所述JTAG调试接口之间通过UART数据总线进行通信。该技术方案的有益效果在于,设置JTAG调试接口,为处理器提供烧录和在线调试功能。
第二方面,本申请提供了一种植入式神经刺激系统,所述植入式神经刺激系统包括神经刺激器和上述任一项体外程控器;所述体外程控器设置于使用者体外且分别与智能终端设备、所述神经刺激器进行数据交互,所述智能终端设备接收用户操作,所述神经刺激器植入使用者体内并提供神经刺激。
附图说明
下面结合附图和实施例对本申请进一步说明。
图1是本申请实施例提供的一种体外程控器的结构示意图;
图2是本申请实施例提供的一种植入式神经刺激系统和智能终端设备的结构示意图。
图中:100、体外程控器;110、处理器;120、紧急停止按键;131、蓝牙天线模块;132、蓝牙芯片;133、通信接口;141、RF收发模块;142、ISM天线模块;150、人机界面;161、第一LED;162、第二LED;170、JTAG调试接口;200、智能终端设备;300、神经刺激器。
具体实施方式
下面,结合附图以及具体实施方式,对本申请做进一步描述,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例。
参见图1,本申请实施例提供了一种体外程控器100,所述体外程控器100设置于使用者体外且分别与智能终端设备200、神经刺激器300进行数据交互,所述智能终端设备200接收用户操作,所述神经刺激器300植入使用者体内并提供神经刺激。
所述体外程控器100包括处理器110、紧急停止按键120、第一交互组件和第二交互组件。
所述处理器110通过所述第一交互组件接收所述智能终端设备200发送的控制信号,所述处理器110还生成控制指令并通过所述第二交互组件发送至所述神经刺激器300。
所述紧急停止按键120与所述处理器110连接。当紧急停止按键120被按下时,处理器110可以通过第二交互组件向神经刺激器300发送控制指令,使神经刺激器300停止提供电刺激。
其中,操作智能终端设备200的用户可以是植入式神经刺激器300的使用者,也可以是使用者以外的其他人。智能终端设备200例如是手机、平板电脑、计算机或者智能穿戴设备。神经刺激器300例如是缓解脊髓疼痛的脊髓刺激器、治疗帕金森综合征等脑疾病的脑深部刺激器、治疗抑郁和癫痫的迷走神经刺激器以及治疗尿失禁的骶神经刺激器。
本申请实施例对处理器110的选用不做限定,处理器110例如可以采用MS P430系列单片机。
体外程控器100可以具有相对的第一表面和第二表面,紧急停止按键120例如可以设置在体外程控器100的第一表面上,用于紧急停止神经刺激器300提供电刺激。
在一些实施方式中,所述第一交互组件可以包括相互连接的无线通信模块和通信接口133;所述无线通信模块与所述智能终端设备200进行无线通信;所述通信接口133与所述处理器110连接。现有的骶神经刺激器300程控仪通过US B通讯模块与外部设备连接,这种有线连接方式受到数据线长度限制,使用起来较为不便,由此,体外程控器100与智能终端设备200之间使用无线通信,不会受到数据线长度限制,安装方便,用户的使用体验佳。
在一些实施方式中,所述通信接口133可以为UART通信接口。UART通信只使用两根线就可以在设备之间传输数据,且技术成熟,应用范围广。
本申请实施例对无线通信模块与智能终端设备200之间的通信方式不做限定,二者之间的通信方式可以是蓝牙通信、WIFI通信、5G通信、4G通信和3G通信中的一种或多种。
在一些实施方式中,所述无线通信模块可以包括WIFI天线模块、5G通信模块、4G通信模块和3G通信模块中的一种或多种。
在另一些实施方式中,所述无线通信模块可以包括相互连接的蓝牙天线模块131和蓝牙芯片132;所述蓝牙天线模块131与所述智能终端设备200进行蓝牙通信;所述蓝牙芯片132与所述通信接口133连接。由此,蓝牙通信具有低功率、低成本、低延时的优点,且技术成熟,应用范围广。
在一些实施方式中,所述体外程控器100还可以包括与所述蓝牙芯片132连接的人机界面150。由此,通过人机界面150实现人机之间的信息传递功能。其中,人机界面150可以是触摸显示屏,也可以是只具备显示功能的显示屏。
在一些实施方式中,所述体外程控器100还可以包括至少一个LED,每个所述LED分别与所述蓝牙芯片132连接,每个所述LED的通电状态受所述蓝牙芯片132控制,所述蓝牙芯片132分别控制每个所述LED点亮或者熄灭。由此,设置至少一个LED,通过LED的亮暗状态指示蓝牙芯片132的工作状态。
在一些实施方式中,LED的数量可以是2个,所述至少一个LED可以包括第一LED161和第二LED162,所述第一LED161点亮时发出的光是蓝色,所述第二LED162点亮时发出的光是绿色。对人类眼睛来说红色是较为醒目的颜色,相比于常见的发红光的LED,绿色和蓝色对眼睛的刺激较为柔和。
本申请实施例对第一LED161和第二LED162的亮暗状态与蓝牙芯片132的工作状态之间的对应关系不做限定,例如可以用第一LED161闪烁指示蓝牙芯片132处于数据传输中状态,用第二LED162闪烁指示蓝牙芯片132处于正在充电中状态,用第二LED162常亮指示蓝牙芯片132处于电量充满状态。另外,当紧急停止按键120被按下时,处理器110可以通过蓝牙芯片132控制第一LED161和第二LED162同时处于常亮状态或者同时处于闪烁状态,用这种特殊的LED点亮方案指示发生急停的情况,提醒用户关注神经刺激器的工作。
由此,一方面,使用体外程控器100实现智能终端设备200与植入体内的神经刺激器300之间的数据交互,避免神经刺激器300与外部设备进行直接通信,达到保密通信的目的;另一方面,体外程控器100设置有紧急停止按键120,能够在任何情况下控制神经刺激器300立刻停止电刺激,特别是在发生突发情况时,能够防止对人体的伤害扩大,提高使用时的安全性,避免给使用者带来糟糕的使用体验。
在一些实施方式中,所述第二交互组件可以包括相互连接的RF收发模块141和ISM天线模块142;所述RF收发模块141与所述处理器110连接;所述ISM天线模块142与所述神经刺激器300进行无线通信,所述ISM天线模块142与所述神经刺激器300之间的通信频段为402~405MHz。
在一个实际应用中,所述ISM天线模块142与所述神经刺激器300之间的通信频段例如是403MHz。
其中,RF是Radio Frequency的缩写,意为射频;ISM是Industrial Scienti ficMedical的缩写,意为工业的、科学的、医学的,ISM频段是国际上的开放频段。处理器110与RF收发模块141之间的通信可以采用TLM模块(Transact ion Level Modeling,事务级建模)进行通信。处理器110与RF收发模块141之间可以通过SPI总线进行数据交互。
由此,通过RF收发模块141和ISM天线模块142实现处理器110与神经刺激器300之间的数据交互,ISM天线模块142与神经刺激器300之间的通信频段为402~405MHz,应用该频段需要向国家无委会申请并获批,适用于医疗机构的应用场景。其中,国家无委会是指国家无线电管理委员会认证。
在一些实施方式中,所述体外程控器100还可以包括与所述处理器110连接的JTAG调试接口170,所述处理器110与所述JTAG调试接口170之间通过UART数据总线进行通信。由此,设置JTAG调试接口170,为处理器110提供烧录和在线调试功能。JTAG调试接口170通过监控芯片引脚的信号达到芯片测试的目的。
参见图2,本申请实施例还提供了一种植入式神经刺激系统,所述植入式神经刺激系统包括神经刺激器300和上述任一项体外程控器100;所述体外程控器100设置于使用者体外且分别与智能终端设备200、所述神经刺激器300进行数据交互,所述智能终端设备200接收用户操作,所述神经刺激器300植入使用者体内并提供神经刺激。
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 (10)

1.一种体外程控器,其特征在于,所述体外程控器设置于使用者体外且分别与智能终端设备、神经刺激器进行数据交互,所述智能终端设备接收用户操作,所述神经刺激器植入使用者体内并提供神经刺激;
所述体外程控器包括处理器、紧急停止按键、第一交互组件和第二交互组件;
所述处理器通过所述第一交互组件接收所述智能终端设备发送的控制信号,所述处理器还生成控制指令并通过所述第二交互组件发送至所述神经刺激器;
所述紧急停止按键与所述处理器连接。
2.根据权利要求1所述的体外程控器,其特征在于,所述第一交互组件包括相互连接的无线通信模块和通信接口;
所述无线通信模块与所述智能终端设备进行无线通信;
所述通信接口与所述处理器连接。
3.根据权利要求2所述的体外程控器,其特征在于,所述通信接口为UART通信接口。
4.根据权利要求2所述的体外程控器,其特征在于,所述无线通信模块包括相互连接的蓝牙天线模块和蓝牙芯片;
所述蓝牙天线模块与所述智能终端设备进行蓝牙通信;
所述蓝牙芯片与所述通信接口连接。
5.根据权利要求4所述的体外程控器,其特征在于,所述体外程控器还包括与所述蓝牙芯片连接的人机界面。
6.根据权利要求4所述的体外程控器,其特征在于,所述体外程控器还包括至少一个LED,每个所述LED分别与所述蓝牙芯片连接,每个所述LED的通电状态受所述蓝牙芯片控制,所述蓝牙芯片分别控制每个所述LED点亮或者熄灭。
7.根据权利要求6所述的体外程控器,其特征在于,所述至少一个LED包括第一LED和第二LED,所述第一LED点亮时发出的光是蓝色,所述第二LED点亮时发出的光是绿色。
8.根据权利要求1所述的体外程控器,其特征在于,所述第二交互组件包括相互连接的RF收发模块和ISM天线模块;
所述RF收发模块与所述处理器连接;
所述ISM天线模块与所述神经刺激器进行无线通信,所述ISM天线模块与所述神经刺激器之间的通信频段为402~405MHz。
9.根据权利要求1所述的体外程控器,其特征在于,所述体外程控器还包括与所述处理器连接的JTAG调试接口,所述处理器与所述JTAG调试接口之间通过UART数据总线进行通信。
10.一种植入式神经刺激系统,其特征在于,所述植入式神经刺激系统包括神经刺激器和权利要求1-9任一项所述的体外程控器;
所述体外程控器设置于使用者体外且分别与智能终端设备、所述神经刺激器进行数据交互,所述智能终端设备接收用户操作,所述神经刺激器植入使用者体内并提供神经刺激。
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