神经刺激的电荷补偿电路和方法以及人工视网膜系统技术方案

本发明专利技术提供了一种神经刺激的电荷补偿电路，其是用于对脉冲电流产生电路进行电荷补偿的电荷补偿电路，脉冲电流产生电路产生用于神经刺激的双向脉冲电流，电荷补偿电路包括：检测电路，其用于检测由脉冲电流产生电路生成的双向脉冲电流信号的一个刺激周期内的电荷总量；判断电路，其用于判断由检测电路检测的电荷总量是否超过安全电荷量；以及补偿电路，其用于当判断电路判断电荷总量超过安全电荷量时，产生具有净电荷量的补偿脉冲电流信号以使电荷总量在安全电荷量以内。根据本发明专利技术，能够在不利用占据面积较大的大电容的情况下，在有限的空间内充分地提高电荷平衡能力。此外，本发明专利技术还提供了电荷补偿方法及人工视网膜系统。

Electrical circuit and method of charge compensation for nerve stimulation and artificial retina system

The invention provides a nerve stimulation charge compensation circuit, which is used for charge compensation circuit of pulse current charge compensation, pulse current generating circuit generates a bidirectional pulse current nerve stimulation, the charge compensation circuit includes a detection circuit, the charge quantity for a stimulus generated by the pulse generating circuit cycle detection the current bidirectional pulse current within the signal; judging circuit, which is used for judging whether the charge quantity detection circuit exceeds the safety charge; and compensation circuit, the power is used when the judge sentenced the road charge quantity exceeds the safe charge, compensation current pulse signal has a net charge to make the total amount of charge within security charge. According to the present invention, the charge balance ability can be fully improved in a limited space without using the large capacity of large occupied area. In addition, the invention also provides a charge compensation method and an artificial retina system.

【技术实现步骤摘要】
神经刺激的电荷补偿电路和方法以及人工视网膜系统本申请是申请日为2016年09月30日、申请号为201610875326.8、专利技术名称为电荷补偿电路、电荷补偿方法及人工视网膜系统的专利申请的分案申请。
本专利技术涉及神经刺激领域，具体涉及神经刺激的电荷补偿电路和方法以及人工视网膜系统。
技术介绍
在神经刺激领域中，通过刺激电极提供电刺激能够使神经组织产生反应，从而获得期望的功能。例如在现有的人工视网膜的视力修复系统中，为了给盲人恢复视觉感受，一般需要在盲人的眼球内放入植入体，这样的植入体替代了例如因视网膜色素变性(RP)或老年黄斑变性(AMD)等而受损的感光细胞的功能，在视觉通路的其他功能得到保留的情况下，可以通过植入体中的刺激电极来对视网膜保留完好的其他神经通路产生刺激从而让盲人恢复部分视力。在人工视网膜系统中，体外的摄像头捕捉视频图像，接着图像处理装置将视频图像转化为电信号并发送给植入体，然后，位于眼内的植入体将电信号转换为刺激信号，并通过植入体的刺激电极对视网膜的神经节细胞进行刺激，由此使盲人能够在大脑皮层上感受到光感，恢复部分视力。
技术实现思路
然而，在现有的神经刺激装置例如人工视网膜系统中，所产生的用于神经刺激的刺激电流很可能不能保证在一个刺激周期内电荷量在安全电荷量以内，被刺激的神经组织(例如视网膜的神经节细胞或双极细胞)因此有可能存在正电荷或负电荷等净电荷，导致神经组织例如视网膜的神经节细胞或双极细胞受到损伤。为了保证神经组织例如视网膜的神经节细胞或双极细胞所接收的刺激电荷的平衡性，也有考虑在脉冲电流产生电路与被刺激部位之间设置RC电路，以平衡神经节细胞或双极细胞上多余的电荷。然而，RC电路的电荷平衡性能与RC电路中的电容的容量正相关，为了平衡较多的正电荷或负电荷，需要将RC电路中的电容的容量提升，由此需要更大面积的电容。然而，在神经刺激领域中，电路设计空间往往容易受限，无法集成面积占据较大的大电容，因此，利用RC电路来平衡电荷能力并不能充分得到发挥。本专利技术是有鉴于上述的状况而作出的，其目的在于提供一种能够在有限的空间内能提高电荷平衡能力的电荷补偿电路、电荷补偿方法及人工视网膜系统。为此，本专利技术的第一方面提供了一种电荷补偿电路，其是用于对脉冲电流产生电路进行电荷补偿的电荷补偿电路，所述脉冲电流产生电路产生用于神经刺激的双向脉冲电流，所述电荷补偿电路包括：检测电路，其用于检测由所述脉冲电流产生电路生成的所述双向脉冲电流信号的一个刺激周期内的电荷总量；判断电路，其用于判断由所述检测电路检测的所述电荷总量是否超过安全电荷量；以及补偿电路，其用于当所述判断电路判断所述电荷总量超过安全电荷量时，产生具有净电荷量的补偿脉冲电流信号以使所述电荷总量在所述安全电荷量以内。在本专利技术中，通过检测电路来检测由脉冲电流产生电路所生成的双向脉冲电流信号在一个刺激周期内的电荷总量，利用判断电路来判断由检测电路检测的电荷总量是否超过安全电荷量，并且当判断电路判断电荷总量超过安全电荷量时，补偿电路产生具有净电荷量的补偿脉冲电流信号以使电荷总量在所述安全电荷量以内。如此，在不使用占据面积较大的大电容(RC电路)的情况下，通过发送具有净电荷量的补偿脉冲电流信号对双向脉冲电流进行电荷平衡，由此，能够在有限的空间内充分地提高电荷平衡能力。另外，在本专利技术所涉及的电荷补偿电路中，在所述补偿电路中，当所述判断电路判断所述电荷总量为正值时，产生具有负值的补偿电荷量的补偿脉冲电流信号以使所述电荷总量在所述安全电荷量以内，并且当所述判断电路判断所述电荷总量为负值时，产生具有正值的补偿电荷量的补偿脉冲电流信号以使所述电荷总量在所述安全电荷量以内。由此，能够更加有效地确保用于神经刺激的电荷总量在安全电荷量以内。另外，在本专利技术所涉及的电荷补偿电路中，可选地，所述补偿脉冲电流信号的幅值低于预设幅值，并且所述补偿脉冲电流信号的周期小于所述双向脉冲电流信号的周期。在这种情况下，可以用多次补偿的方式快速完成电荷补偿。另外，在本专利技术所涉及的电荷补偿电路中，可选地，在所述双向脉冲电流信号中，正向脉冲电流信号的波形与负向脉冲电流信号的波形相反，所述检测电路检测所述正向脉冲电流信号的电荷量与所述负向脉冲电流信号的电荷量的绝对值，所述判断电路通过比较所述正向脉冲电流信号的电荷量与所述负向脉冲电流信号的电荷量的绝对值来判断所述电荷总量是否超过安全电荷量。另外，在本专利技术所涉及的电荷补偿电路中，可选地，所述检测电路检测由脉冲电流产生电路生成的所述双向脉冲电流信号的平均值，所述判断电路判断所述平均值的绝对值是否大于预设值，并且当所述平均值的绝对值大于所述预设值时，补偿电路产生具有净电荷量的补偿脉冲电流信号以使所述电荷总量在所述安全电荷量以内。在这种情况下，通过检测平均值是否大于预设值，能够方便地确定是否需要提供电荷补偿。另外，在本专利技术所涉及的电荷补偿电路中，可选地，所述检测电路检测由所述脉冲电流产生电路生成的双向脉冲电流信号的电流平均值，并将所述电流平均值转换为电压平均值，并且所述判断电路判断所述电压平均值的绝对值是否大于预设电压值，当所述电压平均值的绝对值大于所述预设电压值时，所述补偿电路产生具有净电荷量的补偿脉冲电流信号以使所述电荷总量在所述安全电荷量以内。在这种情况下，可以将电流平均值转换成电压平均值来检测，并且通过将电压平均值的绝对值与预设电压值相比，当所述电压平均值的绝对值大于所述预设电压值时，通过补偿电路的补偿能够使用于神经刺激的电荷总量在所述安全电荷量以内。另外，在本专利技术所涉及的电荷补偿电路中，可选地，当所述电压平均值的绝对值大于预设电压值，且所述电压平均值为正值时，所述补偿电路产生具有负值的净电荷量的补偿脉冲电流信号以使用于神经刺激的所述电荷总量在所述安全电荷量以内，并且当所述电压平均值的绝对值大于预设电压值，且所述电压平均值为负值时，所述补偿电路产生具有正值的净电荷量的补偿脉冲电流信号以使用于神经刺激的所述电荷总量在所述安全电荷量以内。另外，本专利技术的第二方面提供一种电荷补偿方法，其是用于对脉冲电流产生电路进行电荷补偿的电荷补偿方法，所述脉冲电流产生电路产生用于神经刺激的双向脉冲电流，所述电荷补偿方法包括：检测由所述脉冲电流产生电路生成的所述双向脉冲电流信号的一个刺激周期内的电荷总量；判断由所述检测电路检测的所述电荷总量小于或等于安全电荷量；并且当所述判断电路判断所述电荷总量超过安全电荷量时，产生具有净电荷量的补偿脉冲电流信号以使所述电荷总量在所述安全电荷量以内。另外，在本专利技术所涉及的电荷补偿方法中，可选地，当判断所述电荷总量为正值时，产生具有负值的补偿电荷量的补偿脉冲电流信号以使所述电荷总量在所述安全电荷量以内，并且当判断所述电荷总量为负值时，产生具有正值的补偿电荷量的补偿脉冲电流信号以使所述电荷总量在所述安全电荷量以内。由此，能够更加有效地确保用于神经刺激的电荷总量在所述安全电荷量以内。此外，本专利技术的第三方面还提供一种人工视网膜系统，包括：植入装置，其至少具有上述的任一项所述的电荷补偿电路；摄像装置，其用于捕获视频图像，并且将所述视频图像转换成视觉信号；以及视频处理装置，其与所述摄像装置连接，并且将所述视觉信号进行处理并生成调制信号，所述调制信本文档来自技高网...

【技术保护点】
一种神经刺激的电荷补偿电路，其特征在于，是用于对脉冲电流产生电路进行电荷补偿的电荷补偿电路，所述脉冲电流产生电路产生用于神经刺激的双向脉冲电流，所述电荷补偿电路包括：检测电路，其用于检测由所述脉冲电流产生电路生成的所述双向脉冲电流信号的一个刺激周期内的电荷总量；判断电路，其用于判断由所述检测电路检测的所述电荷总量是否超过安全电荷量；以及补偿电路，其用于当所述判断电路判断所述电荷总量超过安全电荷量时，产生具有净电荷量的补偿脉冲电流信号以使所述电荷总量在所述安全电荷量以内。

【技术特征摘要】
1.一种神经刺激的电荷补偿电路，其特征在于，是用于对脉冲电流产生电路进行电荷补偿的电荷补偿电路，所述脉冲电流产生电路产生用于神经刺激的双向脉冲电流，所述电荷补偿电路包括：检测电路，其用于检测由所述脉冲电流产生电路生成的所述双向脉冲电流信号的一个刺激周期内的电荷总量；判断电路，其用于判断由所述检测电路检测的所述电荷总量是否超过安全电荷量；以及补偿电路，其用于当所述判断电路判断所述电荷总量超过安全电荷量时，产生具有净电荷量的补偿脉冲电流信号以使所述电荷总量在所述安全电荷量以内。2.根据权利要求1所述的电荷补偿电路，其特征在于，在所述补偿电路中，当所述判断电路判断所述电荷总量为正值时，产生具有负值的补偿电荷量的补偿脉冲电流信号以使所述电荷总量在所述安全电荷量以内，并且当所述判断电路判断所述电荷总量为负值时，产生具有正值的补偿电荷量的补偿脉冲电流信号以使所述电荷总量在所述安全电荷量以内。3.根据权利要求1或2所述的电荷补偿电路，其特征在于，所述补偿脉冲电流信号的幅值低于预设幅值，并且所述补偿脉冲电流信号的周期小于所述双向脉冲电流信号的周期。4.根据权利要求1所述的电荷补偿电路，其特征在于，在所述双向脉冲电流信号中，正向脉冲电流信号的波形与负向脉冲电流信号的波形相反，所述检测电路检测所述正向脉冲电流信号的电荷量与所述负向脉冲电流信号的电荷量的绝对值，所述判断电路通过比较所述正向脉冲电流信号的电荷量与所述负向脉冲电流信号的电荷量的绝对值来判断所述电荷总量是否超过安全电荷量。5.根据权利要求1所述的电荷补偿电路，其特征在于，所述检测电路检测由脉冲电流产生电路生成的所述双向脉冲电流信号的平均值，所述判断电路判断所述平均值的绝对值是否大于预设值，并且当所述平均值的绝对值大于所述预设值时，补偿电路产生具有净电荷量的补偿脉冲电流信号以使所述电荷总量在所述安全电荷量以内。6.根据权利要求1所述的电荷补偿电路，其特征在于，所述检测电路检测由所述脉冲电流产生电路生成的双向脉冲电流信号的电流平均值，并将所述电流平...

【专利技术属性】
技术研发人员：夏斌，林郁，方贤文，陈志，赵瑜，
申请(专利权)人：深圳硅基仿生科技有限公司，
类型：发明
国别省市：广东,44