[实用新型]植入式双模刺激芯片及双模神经刺激系统

说明书

技术领域

本实用新型涉及植入式神经电刺激系统，尤其是具有电压刺激和电流刺激两种刺激模式的双模刺激芯片及双模神经刺激系统。 

背景技术

植入式神经电刺激在神经功能失调治疗和神经损伤康复中具有重要的作用。植入式神经电刺激系统通过在人体内诸如运动神经、感觉神经的特定神经靶点处植入电极，来释放高频电刺激，以对特定神经进行刺激，从而使人体机能恢复到正常运作的状态。 

目前，植入式神经电刺激系统主要包括用于治疗以帕金森病等典型运动障碍型疾病的植入式脑深部电刺激(DBS，俗称脑起搏器)，植入式脑皮层电刺激(CNS)，植入式脊髓电刺激系统(SCS)，植入式骶神经电刺激系统(SNS)，植入式迷走神经电刺激系统(VNS)等等。 

已知的植入式神经电刺激系统通常主要包括脉冲发生器、电极、延伸导线、以及体外控制装置。其中，脉冲发生器与延伸导线连接，延伸导线进而又连接至电极，从而将脉冲发生器所产生的脉冲传输到电极，以对神经靶点进行电刺激。 

现有技术中的脉冲发生器的输出刺激脉冲仅具有恒压刺激模式或者恒流刺激模式中的一种。恒压刺激输出的优点是电路结构简单耗能较少、能够节省电能延长使用寿命，缺点是较易受阻抗变化的影响，而恒流刺激输出的优点是刺激强度不受人体组织阻抗变化的影响但相对能耗大结构相对复杂。因此亟需一种能够集两种刺激模式的优点于一体的双模刺激芯片及植入式神经电刺激系统，使医生或病人能够使用体外控制装置根据需要选择恒压刺激模式或恒流刺 激模式。 

实用新型内容

针对现有技术中存在的不足，本实用新型要解决的技术问题是提供一种电路结构简单且可支持恒压刺激和恒流刺激两种工作模式的双模刺激芯片及植入式神经电刺激系统，使医生或病人能够使用体外控制装置根据需要选择恒压刺激模式或恒流刺激模式。 

根据本实用新型所提供的技术方案，一种植入式双模刺激芯片，包括： 

数字控制模块，所述数字控制模块用于输出数字控制信号控制刺激脉冲的输出； 

模拟脉冲发生模块，所述模拟脉冲发生模块与所述数字控制模块相连接，所述模拟脉冲发生模块包括恒压刺激发生电路和恒流刺激发生电路，用于产生恒压刺激脉冲或恒流刺激脉冲； 

输出控制模块，所述输出控制模块与所述数字控制模块、模拟脉冲发生模块均相连接，用于将恒压刺激脉冲或恒流刺激脉冲通过电极输出体外； 

刺激输出测量模块，所述刺激输出测量模块与所述数字控制模块、输出控制模块均相连接，所述刺激输出测量模块由数字控制模块控制，用于测量所述输出控制模块输出的刺激电压或刺激电流并反馈给所述数字控制模块； 

所述植入式双模刺激芯片具有恒压刺激模式和恒流刺激模式两种刺激模式，当处于恒压刺激模式时，所述模拟脉冲发生模块的恒压刺激发生电路产生恒压刺激脉冲输出；当处于恒流刺激模式时，所述模拟脉冲发生模块的恒流刺激发生电路产生恒流刺激脉冲输出。 

优选地，所述恒压刺激发生电路包括基准电流发生模块、对所述基准电流 发生模块进行运算得到的基准电压发生模块、用于所述基准电压发生模块的输出电压进行反馈放大的电压反馈放大模块、恒压刺激运算放大输出模块。 

优选地，所述恒流刺激发生电路包括所述基准电流发生模块及对所述基准电流发生模块的输出电流进行反馈放大的电流反馈放大模块。 

优选地，所述基准电流发生模块包括可编程电流数模转换电路Current DAC，用于产生基准电流Idac； 

所述基准电压发生模块包括第一电阻Rdac，所述第一电阻Rdac的输入端与所述可编程电流数模转换电路Current DAC的输出端相连接，其两端用于产生基准电压Vdac； 

所述电压反馈放大模块包括串联连接在刺激脉冲输出端和刺激地输出端之间的第一反馈分压电阻Rfb和第二反馈分压电阻Rfn，所述第二反馈分压电阻Rfb两端产生的反馈电压Vs_fb用于调节刺激电压脉冲输出为设定值； 

所述恒压刺激运算放大输出模块包括运算放大器A1，所述运算放大器A1的同相输入端与所述第一电阻Rdac的输入端相连接用于将基准电压Vdac输入运算放大器，所述运算放大器的反相输入端与所述第一反馈分压电阻Rfb和第二反馈分压电阻Rfn之间的连接端相连接用于将反馈电压Vs_fb输入运算放大器，所述运算放大器A1用于对所述基准电压Vdac进行放大运算产生恒压刺激电压输出。 

优选地，所述恒压刺激发生电路还包括：