一种反馈式动物神经电刺激装置制造方法及图纸

本发明专利技术涉及一种电刺激装置，一种反馈式动物神经电刺激装置，包括主控模块、多通道刺激脉冲发生模块、连接模块、无线通信模块、运动姿态捕捉模块、日历时钟模块及电源管理模块，所述多通道刺激脉冲发生模块还包括刺激电流生成单元并与其相连的多通道隔离单元。本发明专利技术的反馈式动物神经电刺激装置使用运动姿态捕捉模块获取受体动物的运动状态信息，以便于为电刺激装置的闭环控制提供反馈信息，此外，本发明专利技术的反馈式动物神经电刺激装置能够确保多个通道的电刺激电流相互隔离并能互不干扰地进行有效电刺激，并且能够根据电刺激装置工作时长调整电刺激参数以克服受体动物头部在植入电极后周围生理组织的生长对电流刺激效果的影响。

A Feedback Electrical Stimulation Device for Animal Nerves

The invention relates to an electrical stimulation device, a feedback animal nerve electrical stimulation device, which comprises a main control module, a multi-channel stimulation pulse generating module, a connection module, a wireless communication module, a motion attitude capture module, a calendar clock module and a power management module. The multi-channel stimulation pulse generating module also includes a stimulation current generating unit and a multi-channel separation connected with it. Out of unit. The feedback animal nerve electrical stimulation device of the present invention uses the motion posture capture module to obtain the motion state information of the recipient animals, so as to provide feedback information for the closed-loop control of the electric stimulation device. In addition, the feedback animal nerve electrical stimulation device of the present invention can ensure that the electric stimulation currents of multiple channels are isolated from each other and can effectively stimulate each other without interference, and can also provide feedback information for the closed-loop control of the electric stimulation device. The parameters of electrical stimulation can be adjusted according to the working time of the electrical stimulation device to overcome the influence of the growth of physiological tissue around the head of the recipient animal after implantation of the electrode on the effect of electrical stimulation.

【技术实现步骤摘要】
一种反馈式动物神经电刺激装置
本专利技术涉及一种电刺激装置，更具体地说，涉及一种反馈式动物神经电刺激装置。
技术介绍
动物的运动行为受脑区中特定区域的神经元的控制，相应区域的神经元放电能够控制动物运动行为，故采用适当的刺激方式调节相应区域的神经元放电能够控制动物的运动行为。现阶段的神经电刺激器从刺激源上主要分为两种：恒压源刺激和恒流源刺激。恒压源刺激的好处是电压能及时施加到神经组织上，能够保证刺激的快速性，但由于动物神经组织是阻抗和容抗的结合体，会使得恒压刺激效果不稳定，而采用恒流源刺激则可以避免这一问题。此外，恒流源刺激对电极的要求不高，并且也不容易造成局部电荷积累，故本装置使用电流源作为刺激源。由于动物脑部各个区域电位差未知，故不能让各个电极之间存在公共电势现象，需要保证各个电极之间相互电气隔离从而避免破坏动物脑部各个区域的电位差。目前，大多数植入式神经电刺激器均采用开环控制方式，即刺激参数由刺激前确定而不能根据实际刺激效果及时改变。中国专利CN201010239761.4中的反馈式闭环控制将刺激电极和测量电极合二为一，通过电极选择控制单元进行切换，从而获取反馈信息，但在一些使用本文档来自技高网...

【技术保护点】
1.一种反馈式动物神经电刺激装置，包括主控模块、多通道刺激脉冲发生模块、连接模块、无线通信模块、运动姿态捕捉模块、日历时钟模块及电源管理模块，其特征在于：所述多通道刺激脉冲发生模块还包括刺激电流生成单元并与其相连的多通道隔离单元，所述主控模块核心部件是STM32F411单片机，主控模块通过UART通信接口连接无线通信模块进行无线通信数据的接收与发送并根据无线通信模块接收的控制命令进行开环电刺激控制；所述主控模块还通过UART通信接口连接运动姿态捕捉模块进行受体动物的GPS地址和姿态角度数据的采集，为主控模块进行反馈式闭环电刺激提供反馈信息；所述主控模块还通过I2C通信接口连接日历时钟模块进行通...

【技术特征摘要】
1.一种反馈式动物神经电刺激装置，包括主控模块、多通道刺激脉冲发生模块、连接模块、无线通信模块、运动姿态捕捉模块、日历时钟模块及电源管理模块，其特征在于：所述多通道刺激脉冲发生模块还包括刺激电流生成单元并与其相连的多通道隔离单元，所述主控模块核心部件是STM32F411单片机，主控模块通过UART通信接口连接无线通信模块进行无线通信数据的接收与发送并根据无线通信模块接收的控制命令进行开环电刺激控制；所述主控模块还通过UART通信接口连接运动姿态捕捉模块进行受体动物的GPS地址和姿态角度数据的采集，为主控模块进行反馈式闭环电刺激提供反馈信息；所述主控模块还通过I2C通信接口连接日历时钟模块进行通信，用于记录电刺激装置的工作时长，自动调整电刺激参数以保证电刺激效果的一致性；所述主控模块与刺激电流生成单元相连，用于将STM32F411单片机内部的高性能12位DAC生成的电刺激电压转换成刺激电流生成单元生成相应的电刺激电流，再经过多通道隔离单元将电刺激电流分成多通道相互隔离的电刺激电流输出；所述多通道隔离单元通过连接模块与受体动物植入电极相连，用于将多通道电刺激电流导通至受体动物植入电极处进行电刺激，所述运动姿态捕捉模块及日历时钟模块分别与多通道刺激脉冲发生模块相连。2.根据权利要求1所述一种反馈式动物神经电刺激装置，其特征在于：所述无线通信模块采用A9G型GPRS和GPS通信模块并通过GPRS网络与外接无线控制台建立TCP连接并接收受体动物的GPS信号获取位置数据，无线控制台具有固定的公网IP并开通特定的TCP端口，无线通信模块通过公网IP与TCP端口建立数据通信连接，用于接收无线控制台的控制命令以及发送反馈式动物神经电刺激装置的工作状态信息。3.根据权利要求1所述一种反馈式动物神经电刺激装置，其特征在于：所述运动姿态捕捉模块采用MPU9250型MEMS运动传感器获取载体的三轴加速度、三轴角速度及三轴磁场强度，经过在STM32F411单片机中数据预处理和EKF数据融合后获得姿态角度数据，刺激装置利用该姿态角度数据作为反馈信息进行刺激参数调整从而对受体动物的运动行为进行闭环控制。4.根据权利要求1所述一种反馈式动物神经电刺激装置，其特征在于：所述日历时钟模块采用PCF8563芯片为核心进行时间记录，装置启动时，主控模块通过I2C通信接口将启动时刻的时间数据写入日历时钟芯片PCF8563中，该芯片以此为起点记录时间，主控模块可以通过I2C读取当前时刻的时间数据，包括年、月、日、星期、时、分、秒，主控模块将启动时刻时间数据和当前时刻时间数据对比即可得到电刺激装置的工作时长，电刺激装置便可利用工作时长进行刺激参数...

【专利技术属性】
技术研发人员：王孝良，谢军臣，张雪源，
申请(专利权)人：大连理工大学，
类型：发明
国别省市：辽宁,21