CN219185610U - 一种双环路-交叉电极经皮颈部迷走神经刺激系统 - Google Patents

Abstract

本实用新型涉及神经刺激系统领域，尤其是一种双环路‑交叉电极经皮颈部迷走神经刺激系统。该神经刺激系统包括刺激仪本体、电极片、液晶显示屏、电源接口、信号产生器、控制器，所述刺激仪本体上连接有两个用于形成交叉电场的电极片组，电极片组包含两个电极片，刺激仪本体上安装有液晶显示屏，一个电极片组的两个电极片与信号产生器连接形成第一个电回路组件，另一个电极片组的两个电极片与信号产生器连接形成第二个电回路组件，刺激仪本体上设有电源接口，电源接口与四个电极片电连接。该实用新型避免了耳迷走刺激变异性大的问题，扩大颈部刺激的有效刺激范围，同时实现长时间、多模式刺激，实现不同人群、不同使用场景的有效刺激应用。

Description

一种双环路-交叉电极经皮颈部迷走神经刺激系统

技术领域

本实用新型涉及神经刺激仪领域，尤其是一种双环路-交叉电极经皮颈部迷走神经刺激系统。

背景技术

迷走神经作为最主要的人体副交感神经成分，与交感神经一起被称为自主神经系统，即植物神经系统。迷走神经不受意识支配而自主调节人体多种生理功能、内环境平衡以及应激反应等，是人类最基础也是最重要的神经调节系统之一。迷走神经包含A、B类和无髓鞘的C类纤维，从内脏传输感觉信息，可以通过孤束核投射到下丘脑、杏仁核和前脑，并通过延髓网状结构投射到其他皮层区域。

长期以来，科学界存在着通过刺激迷走神经进而调节神经功能的设想，由此诞生的植入性迷走神经刺激，目前已被应用于多种疾病的调控治疗，是应用最广泛的神经调控手段之一。美国以及我国食品药品管理局分别于 1997 年和 2000年批准了植入性迷走神经刺激的治疗。尽管其显示出了良好的临床应用疗效及广阔的应用前景，但由于其作为植入性有创调控手段，存在包括植入部位感染、血肿和声带麻痹等术后并发症的风险，此外其高昂的费用也为使用者增加了经济负担，限制了其推广应用。

近年来，人们聚焦于无创性迷走神经刺激装置的研发与应用，包括基于迷走神经耳支分布的耳甲迷走神经刺激和直接经皮颈部迷走神经刺激。然而，现有的无创性迷走神经刺激仪仍有以下缺点：

（1）迷走神经耳支的解剖分布个体化差异大，刺激效果不稳定;

（2）迷走神经耳支的有效刺激纤维比重低，其有效刺激反应纤维（A、B类神经纤维）几乎比迷走神经颈支少6倍，可能不足以充分调节蓝斑，激活蓝斑-去甲肾上腺素系统；

（3）现有的经皮颈部迷走神经刺激仪（gammacore）为手持-双电极设计，刺激范围小，当使用者定位不够准确或在使用过程中发生移动时，刺激电场将无法有效覆盖迷走神经，从而导致刺激效果不稳定，难以达到治疗效果；

（4）手持设备可实现的刺激时间短暂，难以适配需要较长时间应用的需求；

（5）现有的迷走神经刺激仪为单环路设计，无法实现同步交叉刺激、固定频率差谐频刺激、周期爆发性刺激（burst）等刺激模式，限制了其使用场景和适用人群。

实用新型内容

为了克服现有刺激仪在背景技术中描述的技术问题，本实用新型提供了一种双环路-交叉电极经皮颈部迷走神经刺激系统。

本实用新型解决其技术问题所采用的技术方案是：一种双环路-交叉电极经皮颈部迷走神经刺激系统，包括刺激仪本体、电极片、液晶显示屏、电源接口、信号产生器、控制器，所述刺激仪本体上连接有两个用于形成交叉电场的电极片组，电极片组包含两个电极片，刺激仪本体上安装有液晶显示屏，一个电极片组的两个电极片与信号产生器连接形成第一个电回路组件，另一个电极片组的两个电极片与信号产生器连接形成第二个电回路组件，刺激仪本体上设有电源接口，电源接口与四个电极片电连接。

根据本实用新型的另一个实施例，进一步包括所述信号产生器包括第一电脉冲产生模块和第二电脉冲产生模块，第一电脉冲产生模块和第二电脉冲产生模块分别电连接在两个电回路组件上。

根据本实用新型的另一个实施例，进一步包括所述控制器包括通道调节模块、频率调节模块、强度控制模块，第一电脉冲产生模块和第二电脉冲产生模块分别电连接在用于调节脉冲频率的频率调节模块上，第一电脉冲产生模块和第二电脉冲产生模块分别电连接在用于使第一电脉冲产生模块和第二电脉冲产生模块同步产生连续脉冲电流并形成同步双回路交叉电场的通道调节模块上，第一电脉冲产生模块和第二电脉冲产生模块分别电连接在用于调节脉冲强度的强度控制模块上。

根据本实用新型的另一个实施例，进一步包括所述刺激仪本体内固定有四个球头，电极片的背端设有球形窝，四个球头分别与四个电极片的球形窝相配合。

根据本实用新型的另一个实施例，进一步包括刺激仪本体通过可拔插接口与电极片可拆卸的连接在一起。

根据本实用新型的另一个实施例，进一步包括所述电极片是由导线连接的贴附式导电凝胶电极。

根据本实用新型的另一个实施例，进一步包括所述电极片为神经刺激电极。

根据本实用新型的另一个实施例，进一步包括所述刺激仪本体上设有用于握持的弧形凹面。

本实用新型的有益效果是，该实用新型避免了耳迷走刺激变异性大的问题，扩大颈部刺激的有效刺激范围，同时实现长时间、多模式刺激，实现不同人群、不同使用场景的有效刺激应用。

附图说明

下面结合附图和实施例对本实用新型进一步说明。

图1是本实用新型的第一视角的结构示意图；

图2是本实用新型的第二视角的结构示意图；

图3是本实用新型的球头和电极片的结构示意图；

图4是本实用新型的框架图；

图中1. 刺激仪本体，2. 电极片，3. 液晶显示屏，4. 球头，5. 弧形凹面，6. 电源接口。

具体实施方式

图1是本实用新型的第一视角的结构示意图；图2是本实用新型的第二视角的结构示意图；图3是本实用新型的球头和电极片的结构示意图；图4是本实用新型的框架图。

结合附图1、附图2、附图3和附图4所示，一种双环路-交叉电极经皮颈部迷走神经刺激系统，包括刺激仪本体1、电极片2、液晶显示屏3、电源接口6、信号产生器、控制器，所述刺激仪本体1上连接有两个用于形成交叉电场的电极片组，电极片组包含两个电极片2，刺激仪本体1上安装有液晶显示屏3，一个电极片组的两个电极片2与信号产生器连接形成第一个电回路组件，另一个电极片组的两个电极片2与信号产生器连接形成第二个电回路组件，刺激仪本体1上设有电源接口6，电源接口6与四个电极片2电连接。

信号产生器包括第一电脉冲产生模块和第二电脉冲产生模块，第一电脉冲产生模块和第二电脉冲产生模块分别电连接在两个电回路组件上。第一电脉冲产生模块产生模块和第二电脉冲产生模块产生的脉冲频率为0-100KHz，刺激波宽为10-10000us，通断比ON/OFF为0-3600s/0-3600s。

控制器包括通道调节模块、频率调节模块、强度控制模块，第一电脉冲产生模块和第二电脉冲产生模块分别电连接在用于调节脉冲频率的频率调节模块上，第一电脉冲产生模块和第二电脉冲产生模块分别电连接在用于使第一电脉冲产生模块和第二电脉冲产生模块同步产生连续脉冲电流并形成同步双回路交叉电场的通道调节模块上，第一电脉冲产生模块和第二电脉冲产生模块分别电连接在用于调节脉冲强度的强度控制模块上。电极片2为神经刺激电极。刺激仪本体1上设有用于握持的弧形凹面5。电极片2是由导线连接的贴附式导电凝胶电极。

实施例一：刺激仪本体1内固定有四个球头4，电极片2的背端设有球形窝，四个球头4分别与四个电极片2的球形窝相配合。用手握持刺激仪本体1，然后将四个电极片2贴合在人体上，由于电极片2可以在刺激仪本体1前端面上的凹槽内活动，因此可以让四个电极片2都以不同的角度贴合在人体上。

实施例二：

仪本体1通过可拔插接口与电极片2可拆卸的连接在一起。

该神经刺激系统的第一种使用方式为：

作为短时间应用，通过手持刺激仪本体1， 将电极片2与颈部迷走神经体表投射部位接触，其中两个电极片2与皮肤接触后形成一条电流回路，回路中包括第一电脉冲产生模块和控制器，另外两个电极片2与皮肤接触后组成另一条电流回路，回路中包括第二电脉冲产生模块和控制器，控制器分别独立调节第一电脉冲产生模块和第二电脉冲产生模块，通过通道调节模块、频率调节模块和强度调节模块分别调节通道的独立、同步和异步开放，刺激频率模式，以及刺激强度，两条独立的电回路在空间上交叉分布，形成交叉电场，相较单回路电场，双回路交叉刺激对颈部迷走神经形成广覆盖的稳定、有效刺激，疗效更佳。

控制器和信号产生器通过与电极片2电连接产生两个独立且交叉的电场。第一电脉冲产生模块通过导电媒介与其中两个电极片2连接，用于形成一个电回路，第二电脉冲产生模块通过导电媒介与另外两个电极片2连接，用于形成另一个电回路。控制器通过其中的通道调节模块控制第一电脉冲产生模块和第二电脉冲产生模块产生刺激，使第一电脉冲产生模块和第二电脉冲产生模块产生同步或交替的脉冲刺激，通断比范围ON/OFF为0-3600s/0-3600s；控制器通过其中的频率调节模块控制第一电脉冲产生模块和第二电脉冲产生模块产生刺激的频率，第一电脉冲产生模块和第二电脉冲产生模块产生同频率（f）的刺激、第一电脉冲产生模块（f）和第二电脉冲产生模块（f+ Δf）的固定频率差（Δf）刺激、周期爆发性刺激，频率范围是0-100KHz；控制器通过其中的强度调节模块控制第一电脉冲产生模块和第二电脉冲产生模块调节刺激电流强度。液晶显示屏用于显示操作界面，在操作界面，可通过参数调节按钮调节刺激参数。界面可实时显示刺激参数，包括刺激模式、刺激时间、刺激强度。

该神经刺激系统的第二种使用方式为：

对于存在长时间刺激需求的用户，如癫痫患者，仪器通过可拆卸式连接提供了贴附式刺激这一长时间问题刺激方案，通过导线利用钮扣结构将贴附式电极片2与刺激器本体1相连接，使用时，将贴附式电极片2黏附于颈部迷走神经主干的体表投射部位，所述贴附式电极片2的导电媒介包括但不限于金属导线、导电凝胶等，使其中两个电极片2与第一电脉冲产生模块通过导电媒介连接，形成一个电回路；另外两个电极片2与第二电脉冲产生模块通过导电媒介连接，形成第二个电回路。受控制器调节，在颈部迷走神经主干产生不同参数的交叉电场。

在上述两种实施例中，控制器调节信号产生器的第一电脉冲产生模块和第二电脉冲产生模块从而产生不同的刺激模式：a.同步且频率相同的刺激，频率范围在0-100KHz，相较现有的单回路-双电极设计，双回路刺激电场可有效且稳定地覆盖颈部迷走神经；b.同步但频率差值固定的刺激，第一电脉冲产生模块51产生的刺激为1000Hz，而第二电脉冲产生模块产生大的刺激为1000Hz+Δf的刺激，由于细胞结构对超过1000Hz的高频电场具有滤波效应，第一电脉冲产生模块产生的电场和第二电脉冲产生模块产生的电场在独立存在的情况下不会产生刺激效果，而在第一电脉冲产生模块产生的电场和第二电脉冲产生模块产生的电场同时存在且有空间交汇的位置则会产生包络为Δf的刺激，从而产生精准的深部刺激；c.同步的周期爆发性刺激（Burst），传统刺激产生的刺激效果在刺激结束后很快消失，而Burst刺激其刺激的效果可以远长于刺激的时间，极大地弥补了现有外周刺激无法持续刺激而效果不持久的缺陷。

Claims (8)

1.一种双环路-交叉电极经皮颈部迷走神经刺激系统，其特征是，包括刺激仪本体（1）、电极片（2）、液晶显示屏（3）、电源接口（6）、信号产生器、控制器，所述刺激仪本体（1）上连接有两个用于形成交叉电场的电极片组，电极片组包含两个电极片（2），刺激仪本体（1）上安装有液晶显示屏（3），一个电极片组的两个电极片（2）与信号产生器连接形成第一个电回路组件，另一个电极片组的两个电极片（2）与信号产生器连接形成第二个电回路组件，刺激仪本体（1）上设有电源接口（6），电源接口（6）与四个电极片（2）电连接。

2.根据权利要求1所述的一种双环路-交叉电极经皮颈部迷走神经刺激系统，其特征是，所述信号产生器包括第一电脉冲产生模块和第二电脉冲产生模块，第一电脉冲产生模块和第二电脉冲产生模块分别电连接在两个电回路组件上。

3.根据权利要求2所述的一种双环路-交叉电极经皮颈部迷走神经刺激系统，其特征是，所述控制器包括通道调节模块、频率调节模块、强度控制模块，第一电脉冲产生模块和第二电脉冲产生模块分别电连接在用于调节脉冲频率的频率调节模块上，第一电脉冲产生模块和第二电脉冲产生模块分别电连接在用于使第一电脉冲产生模块和第二电脉冲产生模块同步产生连续脉冲电流并形成同步双回路交叉电场的通道调节模块上，第一电脉冲产生模块和第二电脉冲产生模块分别电连接在用于调节脉冲强度的强度控制模块上。

4.根据权利要求1所述的一种双环路-交叉电极经皮颈部迷走神经刺激系统，其特征是，所述刺激仪本体（1）内固定有四个球头（4），电极片（2）的背端设有球形窝，四个球头（4）分别与四个电极片（2）的球形窝相配合。

5.根据权利要求1所述的一种双环路-交叉电极经皮颈部迷走神经刺激系统，其特征是，刺激仪本体（1）通过可拔插接口与电极片（2）可拆卸的连接在一起。

6.根据权利要求1所述的一种双环路-交叉电极经皮颈部迷走神经刺激系统，其特征是，所述电极片（2）是由导线连接的贴附式导电凝胶电极。

7.根据权利要求1所述的一种双环路-交叉电极经皮颈部迷走神经刺激系统，其特征是，所述电极片（2）为神经刺激电极。

8.根据权利要求1所述的一种双环路-交叉电极经皮颈部迷走神经刺激系统，其特征是，所述刺激仪本体（1）上设有用于握持的弧形凹面（5）。

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