用于动物试验的差频电刺激设备及系统技术方案

本实用新型专利技术提供了一种用于动物试验的差频电刺激设备及系统，该差频电刺激设备包括电源模块，以及顺次连接的输入模块、中央处理器、信号发生模块和信号输出模块；信号输出模块包括多个输出接口，每个输出接口连接一对电极；该电极包括银质电极、塑料管电极或贴纸硅胶电极；至少两对电极设置在被刺激物的被刺激部位。该差频电刺激设备通过两对或多对的电极，将两组或者多组不同频率的电流输送给被刺激物，在这些电流的交叉区域，会产生对脑细胞有调节作用的低频调制的脉冲电流。由于这种低频调制电流是内部产生的，因此电极可以采用外部设置方式，以非侵入的特性降低了手术风险，安全性高，操作简单，成本低，适用性强。

Differential Frequency Stimulation Equipment and System for Animal Tests

【技术实现步骤摘要】
用于动物试验的差频电刺激设备及系统
本技术涉及医疗器械
，尤其是涉及一种用于动物试验的差频电刺激设备及系统。
技术介绍
由于现代生活节奏快，工作压力大，很多人受到一些脑部疾病的困扰，另外老年人们面临着认知功能逐渐下降的问题，因此人们希望通过一些可行的技术改善治疗一些脑部疾病，改善认知能力，提高自己的脑功能。目前通常对大脑进行电刺激来治疗脑部疾病，改善脑功能。由于具有低通特性的脑细胞只能响应频率较低的电流(简称低频电流，其频率范围约为：1-200Hz)，而低频电流不能直接深入脑组织内部同时不影响其他脑区，因此传统深度脑刺激(DBS，deepbrainstimulation)需要进行神经外科手术，打开患者的颅骨并植入电极。然而植入电极的手术有脑出血和感染等风险，术后很有可能会引起一些并发症。对于安全性、有效性有待确认的医疗器械，在进行临床试验之前，需要先进行动物试验。采用传统深度脑刺激方法进行动物试验时，由于需要在动物的大脑内植入电极，因此操作繁琐，成本高。
技术实现思路
有鉴于此，本技术的目的在于提供一种用于动物试验的差频电刺激设备及系统，以降低风险，简化操作，降低成本，提高安全性和适用性。第一方面，本技术实施例提供了一种用于动物试验的差频电刺激设备，包括电源模块，以及顺次连接的输入模块、中央处理器、信号发生模块和信号输出模块；所述电源模块分别与所述输入模块、所述中央处理器和所述信号发生模块连接；所述信号输出模块包括多个输出接口，每个所述输出接口连接一对电极；所述电极包括银质电极、塑料管电极或贴纸硅胶电极；至少两对所述电极设置在被刺激物的被刺激部位；所述中央处理器通过所述输入模块接收刺激参数，根据所述刺激参数发送控制信号至所述信号发生模块；所述刺激参数包括刺激电流值、刺激频率和刺激时长；所述信号发生模块根据接收的所述刺激参数产生多路不同频率的电流信号，并发送至所述信号输出模块；所述信号输出模块将多路所述电流信号通过多个所述输出接口传输至对应的多对电极，以使所述被刺激物上多路所述电流信号的交叉区域产生差频信号。结合第一方面，本技术实施例提供了第一方面的第一种可能的实施方式，其中，所述塑料管电极包括银线、盛装有盐水的塑料管和粘合剂；所述银线的一端与所述输出接口连接，另一端插入所述塑料管的盐水内；所述塑料管通过所述粘合剂固定在所述被刺激部位。结合第一方面，本技术实施例提供了第一方面的第二种可能的实施方式，其中，所述信号发生模块包括波形发生器、第一数字电位器、电压源、第二数字电位器和放大器；所述波形发生器与所述中央处理器的输出端连接，并通过所述第一数字电位器与所述放大器的第一输入端连接；所述电压源的输入端与所述电源模块的输出端连接，所述电压源的输出端通过所述第二数字电位器与所述放大器的第二输入端连接；所述放大器的输出端与所述信号输出模块连接；所述波形发生器用于根据接收的所述刺激参数产生多路正弦信号，并发送至所述第一数字电位器；所述第一数字电位器用于调整所述正弦信号的幅值；所述电压源通过所述第二数字电位器和所述放大器，对幅值调整后的正弦信号进行偏移电流的调整；所述放大器输出经幅值和偏移电流调整的正弦信号。结合第一方面，本技术实施例提供了第一方面的第三种可能的实施方式，其中，所述差频电刺激设备还包括与所述中央处理器连接的采集模块；所述采集模块用于采集电刺激信息以及所述被刺激物的电场信息；其中，所述电刺激信息包括所述被刺激物的电阻、所述电流信号的频率、所述电流信号的幅值。结合第一方面的第三种可能的实施方式，本技术实施例提供了第一方面的第四种可能的实施方式，其中，所述采集模块包括顺次连接的测量电极阵列、接收处理器和采集芯片，所述采集芯片与所述中央处理器连接；所述测量电极阵列采集每个电极处的电压值，并通过所述接收处理器发送至所述采集芯片；所述采集芯片接收所述电压值，并输出对应的电场强度数据至所述中央处理器。结合第一方面的第三种可能的实施方式，本技术实施例提供了第一方面的第五种可能的实施方式，其中，所述输入模块包括触摸屏；所述触摸屏用于接收用户输入的刺激参数，以及实时显示所述电刺激信息。结合第一方面的第三种可能的实施方式，本技术实施例提供了第一方面的第六种可能的实施方式，其中，所述差频电刺激设备还包括与所述中央处理器连接的通信接口；所述中央处理器通过所述通信接口与上位机连接，所述中央处理器还用于传输所述刺激参数、所述电刺激信息以及所述电场信息至所述上位机。结合上述第一方面或其任一种可能的实施方式，本技术实施例提供了第一方面的第七种可能的实施方式，其中，所述差频电刺激设备还包括壳体；所述中央处理器和所述信号发生模块均设置在所述壳体内，所述输入模块和所述输出接口均设置在所述壳体的外表面，所述电极设置在所述壳体外。第二方面，本技术实施例还提供一种用于动物试验的差频电刺激系统，包括如上述第一方面或其任一种可能的实施方式所述的差频电刺激设备，还包括上位机；所述上位机与所述差频电刺激设备通信连接。结合第二方面，本技术实施例提供了第二方面的第一种可能的实施方式，其中，所述上位机包括电阻报警模块；所述上位机接收所述差频电刺激设备发送的被刺激物的电阻，当所述被刺激物的电阻大于预设的电阻值时，通过所述电阻报警模块进行报警。本技术实施例带来了以下有益效果：本技术实施例中，用于动物试验的差频电刺激设备包括电源模块，以及顺次连接的输入模块、中央处理器、信号发生模块和信号输出模块；电源模块分别与输入模块、中央处理器和信号发生模块连接；信号输出模块包括多个输出接口，每个输出接口连接一对电极；该电极包括银质电极、塑料管电极或贴纸硅胶电极；至少两对电极设置在被刺激物的被刺激部位；中央处理器通过输入模块接收刺激参数，根据刺激参数发送控制信号至信号发生模块；刺激参数包括刺激电流值、刺激频率和刺激时长；信号发生模块根据接收的刺激参数产生多路不同频率的电流信号，并发送至信号输出模块；信号输出模块将多路电流信号通过多个输出接口传输至对应的多对电极，以使被刺激物上多路电流信号的交叉区域产生差频信号。该差频电刺激设备通过两对或多对的电极，将两组或者多组不同频率的电流输送给被刺激物(大脑)，由于脑细胞的低通特性，频率较高的电流本身并不会对脑细胞有调节作用，但是在这些电流的交叉区域，电流会互相干扰，形成干扰电场，从而产生低频调制的脉冲电流(差频信号)，脉冲电流的频率在脑细胞可以响应的范围内，因此可以对脑细胞有调节作用。由于这种低频调制电流不是外部直接输入，而是以内生方式产生的，因此电极采用外部设置方式，也可以刺激到大脑深处而不影响表层的神经元细胞，在功能上可以比拟DBS，又以非侵入的特性降低了DBS的手术风险，安全性高，操作简单，成本低，适用性强。本技术的其他特征和优点将在随后的说明书中阐述，并且，部分地从说明书中变得显而易见，或者通过实施本技术而了解。本技术的目的和其他优点在说明书、权利要求书以及附图中所特别指出的结构来实现和获得。为使本技术的上述目的、特征和优点能更明显易懂，下文特举较佳实施例，并配合所附附图，作详细说明如下。附图说明为了更清楚地说明本技术具体实施方式或现有技本文档来自技高网...

【技术保护点】
1.一种用于动物试验的差频电刺激设备，其特征在于，包括电源模块，以及顺次连接的输入模块、中央处理器、信号发生模块和信号输出模块；所述电源模块分别与所述输入模块、所述中央处理器和所述信号发生模块连接；所述信号输出模块包括多个输出接口，每个所述输出接口连接一对电极；所述电极包括银质电极、塑料管电极或贴纸硅胶电极；至少两对所述电极设置在被刺激物的被刺激部位；所述中央处理器通过所述输入模块接收刺激参数，根据所述刺激参数发送控制信号至所述信号发生模块；所述刺激参数包括刺激电流值、刺激频率和刺激时长；所述信号发生模块根据接收的所述刺激参数产生多路不同频率的电流信号，并发送至所述信号输出模块；所述信号输出模块将多路所述电流信号通过多个所述输出接口传输至对应的多对电极，以使所述被刺激物上多路所述电流信号的交叉区域产生差频信号。

【技术特征摘要】
1.一种用于动物试验的差频电刺激设备，其特征在于，包括电源模块，以及顺次连接的输入模块、中央处理器、信号发生模块和信号输出模块；所述电源模块分别与所述输入模块、所述中央处理器和所述信号发生模块连接；所述信号输出模块包括多个输出接口，每个所述输出接口连接一对电极；所述电极包括银质电极、塑料管电极或贴纸硅胶电极；至少两对所述电极设置在被刺激物的被刺激部位；所述中央处理器通过所述输入模块接收刺激参数，根据所述刺激参数发送控制信号至所述信号发生模块；所述刺激参数包括刺激电流值、刺激频率和刺激时长；所述信号发生模块根据接收的所述刺激参数产生多路不同频率的电流信号，并发送至所述信号输出模块；所述信号输出模块将多路所述电流信号通过多个所述输出接口传输至对应的多对电极，以使所述被刺激物上多路所述电流信号的交叉区域产生差频信号。2.根据权利要求1所述的差频电刺激设备，其特征在于，所述塑料管电极包括银线、盛装有盐水的塑料管和粘合剂；所述银线的一端与所述输出接口连接，另一端插入所述塑料管的盐水内；所述塑料管通过所述粘合剂固定在所述被刺激部位。3.根据权利要求1所述的差频电刺激设备，其特征在于，所述信号发生模块包括波形发生器、第一数字电位器、电压源、第二数字电位器和放大器；所述波形发生器与所述中央处理器的输出端连接，并通过所述第一数字电位器与所述放大器的第一输入端连接；所述电压源的输入端与所述电源模块的输出端连接，所述电压源的输出端通过所述第二数字电位器与所述放大器的第二输入端连接；所述放大器的输出端与所述信号输出模块连接；所述波形发生器用于根据接收的所述刺激参数产生多路正弦信号，并发送至所述第一数字电位器；所述第一数字电位器用于调整所述正弦信号的幅值；所述电压源通过所述第二数字电位器和所述放大器，对幅值调整后的正弦信号进行偏移电流的调整；所述放大...

【专利技术属性】
技术研发人员：闫天翼，付新坤，李章平，耿佳宁，张天昱，唐炜懿，张晋菡，
申请(专利权)人：北京大智商医疗器械有限公司，
类型：新型
国别省市：北京,11