脊髓电刺激专用体内外电能耦合功率传输装置制造方法及图纸

本申请公开了脊髓电刺激专用体内外电能耦合功率传输装置，包括体外磁场产生侧和体内磁场感应侧；所述体外磁场产生侧包括形成回路的电刺激脉冲发生器和电磁转换线圈；所述体内磁场感应侧包括微创手术固定于侧腹部皮下的环形外壳以及设置在环形外壳内的体内磁场感应电路；所述体内磁场感应电路包括与体外电刺激脉冲发生器通过电磁耦合感应进行脉冲功率接受的多个感应脉冲发生器、与每个感应脉冲发生器对应连接形成回路的电极丝以及与各个感应脉冲发生器和电极丝形成的回路分别连通的可变电容电池；环形外壳内设置有可沿环形外壳轴向向下伸展的伸缩管；伸缩管均匀分布在环形外壳的内壁上。

In vivo and external electric energy coupling power transmission device for spinal cord electrical stimulation

The invention discloses a spinal cord stimulation for in vivo power coupling power transmission device, including in vitro and in vivo magnetic induction magnetic field produced side side; the external magnetic field produced side includes forming a loop electrical stimulation pulse generator and electromagnetic conversion coil; the magnetic induction body side includes an annular housing fixed on the side of minimally invasive surgery of abdominal subcutaneous and the shell body is arranged in the annular magnetic induction circuit; the in vivo magnetic induction circuit includes a variable capacitor battery and in vitro stimulation by inductive coupling of multiple pulse induction pulse power generator, and each received impulse induction pulse generator connected to the corresponding formation of electrode wire loop and loop formation and the induction pulse generator and the wire electrode is connected respectively; the ring is arranged in the shell along the annular casing axial stretching The telescopic pipe is evenly distributed on the inner wall of the ring-shaped outer shell.

【技术实现步骤摘要】
脊髓电刺激专用体内外电能耦合功率传输装置
本专利技术涉及脊髓电刺激领域，具体涉及一种脊髓电刺激专用体内外电能耦合功率传输装置。
技术介绍
电源植入式脊髓电刺激（Spinalcordstimulation,SCS）神经调控技术控制顽固性神经痛是目前世界认可的最先进方法。成本昂贵是SCS植入术最重要的应用瓶颈，普通百姓很难支付其高额费用。占成本85%的固定容量电池和微电脑脉冲发生器，每隔2-7年需要重新手术置换，不仅花费昂贵，而且会让患者反复遭受手术的痛苦。为了解决采用原电池供电的植入式医疗仪器普遍价格昂贵但使用寿命较短问题，人们研制了体外电能耦合功率传输装置。体外电能耦合功率传输装置包括体内磁场感应侧和体外磁场产生侧。体外电能耦合功率传输装置将固定电容电池改为可充电的可变电容电池，可变电容电池与微电脑脉冲发生器以及感应线圈一起形成回路，作为体内磁场感应侧一起植入人体。体外磁场产生侧包括电磁转换线圈。体外磁场产生侧通过电磁转换线圈中的电流变化产生的变化磁场使体内磁场感应侧形成的回路在电磁感应的作用下产生电流，在对可变电容电池进行充电的同时，微电脑脉冲发生器工作发出脉冲电流刺激脊髓，达到脊髓电刺激作用。现在的体外电能耦合功率传输装置虽然解决了体外充电的问题，但是体内电磁感应侧中的微电脑脉冲发生器体积较大，整体植入和取出都较麻烦。且微电脑脉冲发生器整体植入人体内，一旦发生故障不好维修，仍然需要手术取出进行更换。仍然会存在手术的问题。因此，现有的体外电能耦合功率传输装置虽然有效减少了再次手术的风险，但是却无法避免。因此，现在急需研制出一种不仅可以体外充电还能避免再次手术风险的脊髓电刺激专用体内外电能耦合传输装置。
技术实现思路
本专利技术意在提供一种脊髓电刺激专用体内外电能耦合功率传输装置，以解决现有体外电能耦合功率传输装置不能避免再次手术风险的问题。为解决以上问题，提供如下方案：方案一：本方案中的脊髓电刺激专用体内外电能耦合功率传输装置，包括体外磁场产生侧和体内磁场感应侧；所述体外磁场产生侧包括形成回路的体外电刺激脉冲发生器和电磁转换线圈；所述体内磁场感应侧包括可与体外电刺激脉冲发生器通过电磁耦合感应进行脉冲功率接收的体内电磁转换脉冲发生器以及与沿着脊椎轴向设置的电极丝；所述体内电磁转换脉冲器包括多个分别为电极丝提供脉冲刺激的电磁脉冲发生器。名词解释：电磁耦合感应：指电磁感应和电磁耦合。电磁感应指在变化的磁通量中闭合回路中形成感应电流。电磁耦合指变化的电场会产生磁场，而变化的磁场又会变成电场，磁场和电场相辅相生，相互影响即为电磁耦合。工作原理及有益效果：工作时，首先将体外磁场产生侧的电磁转换线圈对准体内电磁转换脉冲发生器中的一个电磁脉冲发生器。体外磁场产生侧的电磁转换线圈需要对体内电磁转换脉冲发生器中的对应电磁脉冲发生器进行磁场变化，才能使该体内电磁转换脉冲发生器以及与之连接的电极丝向脊椎进行脉冲电刺激。启动体外磁场产生侧，使电刺激脉冲发生器和体内电磁转换脉冲发生器进行电磁耦合功率传输。将电刺激脉冲发生器靠近人的皮肤，使体内电磁转换脉冲发生器在电磁感应的作用下在被对准的该电磁脉冲发生器和电极丝形成的回路中产生电流。该电磁脉冲发生器开始工作，将产生的脉冲电刺激传递到电极丝上。使电极丝产生电刺激，通过刺激脊椎来刺激里面的脊髓，达到阻止疼痛的目的。多个电磁脉冲发生器分别为电极丝提供脉冲刺激，这样可以减小每个电磁脉冲发生器的功率，进而减小每个电磁脉冲发生器做功产生的热量，减缓每个电磁脉冲发生器的老化情况。因为多个电磁脉冲发生器分别为电极丝提供脉冲刺激，即使某一个电磁脉冲发生器损坏也不会影响电极丝的正常工作，更不用通过手术进行电磁脉冲发生器的更换。体内电磁转换脉冲发生器仅仅是由线圈等基本电路元器件构成的，不仅结构简单，体积有效缩小，还不易产生损耗和故障。只需要选用质量合格，且有足够使用寿命的电子元器件，就能有效避免了要手术取出进行维修更换的问题。体内磁场感应侧上的体内电磁转换脉冲发生器和电极丝形成的回路，在体外磁场产生侧的作用下，磁场感应接收线圈为体内电磁转换脉冲发生器和电极丝提供电能，可以在避免将一些复杂器件植入人体的同时对体内磁场感应侧进行体外充电。方案二：进一步，所述体外电刺激脉冲发生器包括用来实现电路电压稳定的电源管理模块，用来实现能量放大的E类放大器模块，用来进行体内外能量传输的无线发射电路模块，用来对传输信号进行调制的调制模块，以及与各个模块分别连接的微控制器；所述微控制器向调制模块发送刺激参数，调制模块进行信号调制并将调至后的数字信号传输给E类放大器模块。体外电刺激脉冲发生器通过微控制器发射刺激参数给调制模块，调制模块通过ASK调制，改变电容和电感的共振，调至出适合的数字信号发送给E类放大模块进行放大，以减少传递时的能量损失。E类放大模块将经过放大的脉冲电流传递给无线发射电路模块，无线发射电路模块将数字信号传递给电磁转换线圈进行电磁转换。电源管理模块将经过稳压后的市电电流接入电路中，为体外电磁脉冲发生器提供能源。方案三：进一步，所述体内磁场感应侧包括固定于侧腹部皮下的环形外壳，所述体内电磁转换脉冲发生器设置在环形外壳内；所述环形外壳上设置有可供电极丝伸出环形外壳的伸缩管。环形外壳起到了保护体内电磁转换脉冲发生器的作用，而电极丝设置在伸缩管内，可以根据病人的实际情况选择伸出的伸缩管伸出，使不同的病人在使用相同的装置时能够根据实际情况进行安装，增加本专利技术的通用性，有利于本专利技术在制作时的大规模生产。方案四：进一步，所述环形外壳内沿着环形外壳的连通方向布置有与可变电容电池连接的总感应线圈；所述伸缩管与环形外壳的连通处设置有磁场感应接收线圈；总感应线圈的轴线与各个磁场感应接收线圈的轴线均垂直。总感应线圈通过切割体外产生的磁感应线，发生电磁感应反应形成电流并储存在与之连接的可变电容电池中。运用可变电容电池相比于固定电容电池，其能够多次充放电，有利于反复利用，避免像以前一样需要取出并更换电池。伸缩管上的磁场感应接收线圈与总感应线圈的轴线垂直，当给相应的磁场感应接收线圈通入变化的磁通量时，即让这个磁场感应接收线圈切割磁感线，磁场感应接收线圈产生磁性。而因为总感应线圈与磁场感应线圈的轴线是垂直的，他们需要切割的磁感线的方向是不同的，即只有专门针对每个方向上的磁场感应接收线圈，才能使磁场感应接收线圈产生磁性。总感应线圈与磁场感应线圈互不干扰。方案五：进一步，所述环形外壳的内壁上涂有散热层，所述环形外壳的外壁上涂有吸热层。通过散热层能够将环形外壳内的体内磁场感应电路产生的热量散出去，使环形外壳内的体内磁场感应电路能够将工作产生的热量散发出去。热量通过环形外壳传递到吸热层，吸热层将热量吸收并消散掉，避免过大的热量对人体内造成伤害。方案六：进一步，所述体内电磁转换脉冲发生器包括依次连接的并联谐振电路、倍压整流电路、解调电路以及刺激脉冲波形产生电路。体内电磁脉冲发生器通过并联谐振电路将接收到的数字信号的电压损失达到最小，尽可能地保存能量信号不受损失，然后通过倍压整流电路将传递过来的载波信号传递给解调电路ASK解调得到刺激信号，最后通过刺激脉冲波形成电路将解调后的刺激信号和能量信号重新转变成刺激脉冲波传递到电极丝中用来刺激脊髓神经。本文档来自技高网...

【技术保护点】
脊髓电刺激专用体内外电能耦合功率传输装置，包括体外磁场产生侧和体内磁场感应侧；所述体外磁场产生侧包括形成回路的体外电刺激脉冲发生器和电磁转换线圈；其特征在于：所述体内磁场感应侧包括可与体外电刺激脉冲发生器通过电磁耦合感应进行脉冲功率接收的体内电磁转换脉冲发生器以及与沿着脊椎轴向设置的电极丝；所述体内电磁转换脉冲器包括多个分别为电极丝提供脉冲刺激的电磁脉冲发生器。

【技术特征摘要】
1.脊髓电刺激专用体内外电能耦合功率传输装置，包括体外磁场产生侧和体内磁场感应侧；所述体外磁场产生侧包括形成回路的体外电刺激脉冲发生器和电磁转换线圈；其特征在于：所述体内磁场感应侧包括可与体外电刺激脉冲发生器通过电磁耦合感应进行脉冲功率接收的体内电磁转换脉冲发生器以及与沿着脊椎轴向设置的电极丝；所述体内电磁转换脉冲器包括多个分别为电极丝提供脉冲刺激的电磁脉冲发生器。2.根据权利要求1所述的脊髓电刺激专用体内外电能耦合功率传输装置，其特征在于：所述体外电刺激脉冲发生器包括用来实现电路电压稳定的电源管理模块，用来实现能量放大的E类放大器模块，用来进行体内外能量传输的无线发射电路模块，用来对传输信号进行调制的调制模块，以及与各个模块分别连接的微控制器；所述微控制器向调制模块发送刺激参数，调制模块进行信号调制并将调至后的数字信号传输给E类放大器模块。3.根据权利要求1所述的脊髓电刺激专用体内外电能耦合功率传输装置，其他正在于：所述体内磁场感应侧包括固定于侧腹部皮下的环形外壳，所述体内电磁转换脉冲发生器设置在环形外壳内；所述环形外壳上设置有可供电极丝伸出环形外壳的伸缩管。4.根据权利要求3所述的脊髓电刺激专用体内外电能耦合功率传输装置，其他正在于：所述环形外壳内沿着环形外壳的连通方向布置有与可变电容电池连接的总感应线圈；所述伸缩管与环形外壳的连通处设置有磁场感应接收线圈；总感应线圈的轴线与各...

【专利技术属性】
技术研发人员：聂发传，沈启平，崔剑，李雪薇，
申请(专利权)人：中国人民解放军第三军医大学第一附属医院，
类型：发明
国别省市：重庆,50