[发明专利]可控恒压脉冲发生电路

说明书

技术领域

本发明属于医疗仪器技术领域，具体涉及一种脉宽、幅度可调的可控恒压脉冲发生电路，用于术前神经定位和术中神经监测。

背景技术

术前神经刺激可用于定位神经位置，术中神经刺激可用于监测神经状况。

外周神经阻滞是很多外科手术的必须步骤，而准确定位神经丛的位置是阻滞手术成功的关键。传统的外周神经阻滞手术结合解剖图采用盲探法，即依赖医生的经验和患者对异感的反馈来判断注药针尖是否到达合适的位置。若医生的经验不足，这种盲目试探的方法可能会对患者神经造成机械性损伤并带来疼痛；又或者患者处于昏迷状态或不配合时，该方法即无法实施，特别对于肥胖患者，其体表由于堆积大量脂肪导致体表解剖标志不明显，该方法效果即变得非常有限。

神经生理监测技术是目前神经外科和脊柱外科领域受到广泛关注的一项新技术，其主要是通过采用特定参数的电脉冲刺激神经，观察神经的各项指标来了解和监控神经的功能状况，临床上用于术中避免神经损伤和预防术后神经功能受损。运动诱发电位（MEP）监测是术中神经监护（Intraoperative Neuromonitoring，IONM）系统的重要组成部分，可在不开颅的条件下对皮层运动区施加刺激，实时评估手术中处于危险状态的神经系统功能的完整性，并提示术者采取干预措施使神经损伤消除或减至最小。MEP的实施需要特殊的高压、大电流、短脉冲电刺激器，且输出刺激脉冲的电压、电流、宽度的变化范围大，刺激模式多。

参考专利：《神经丛刺激系统及神经丛刺激器》，申请号201120096646.6。

发明内容

基于上述两个背景，即术前神经刺激可用于定位神经位置和术中神经刺激可用于监测神经状况，本发明的目的在于提出一种脉宽、幅度可调的可控恒压脉冲发生电路。

本发明的目的在于提出的可控恒压脉冲发生电路，根据临床需求不同，可选择参数不同的刺激模式，这些参数为脉冲强度，即电流幅度、脉冲宽度、脉冲间隔和脉冲个数等。本电路尤其适合于运动诱发电位监测。

神经刺激器的关键技术是可控恒压脉冲发生电路的设计。可控——要求输出脉冲幅度可根据设置的参数进行调整；恒压——要求脉冲发放过程中，刺激电压的幅度不受负载阻抗变化的影响。

本发明提出的可控恒压脉冲发生电路，由微控制器、高压充电电路、脉冲幅度控制电路和三极管恒压输出控制电路组成。其中：

所述微控制器，接收外部的控制指令，设置脉冲幅度、宽度、间隔、个数等参数，根据指令控制相应硬件电路动作，按参数要求发放脉冲，同时对高压充电电路和脉冲幅度控制电路进行充电控制和反馈检测，保证硬件电路正常工作；

所述高压充电电路，将外供低压直流电源升至所需高电压并对其中的储能电容充电，该高压送入三极管控制电路作为电源电压；

所述脉冲幅度控制电路利用外供低压直流电源对其中小容值的控制电容快速充电至设定电压值，该可控电压送入三极管控制电路作为控制电压；

所述三极管恒压输出控制电路，由三极管基极通过总开关管从脉冲幅度控制电路中取出所设定电压值，利用三极管发射极和基极的压差恒定原理，实现对发射极负载的恒压控制。其中，脉冲幅度是由微控制器通过数-模转换的输出电压V_DAC控制，脉冲宽度、间隔和个数的控制是由微控制器通过输出信号Ctrl3控制总开关管的导通时间、截止时间和导通次数实现。

本发明中，采用反激式开关电源构成高压充电电路以获得所需高压，并对储能电容充电。采用反激式开关电源构成脉冲幅度控制电路，对小容值的控制电容进行快速充电至设定的电压值，该设定电压由微控制器的数-模转换输出电压值决定，从而实现脉冲幅度可控。反激式开关电源可采用专利ZL 200720074627.7所述的电路。反激式开关电源具有结构简单、成本低、体积小、效率高等优点。