闭环神经电刺激系统和设置闭环神经电刺激参数的方法技术方案

本发明专利技术涉及一种闭环神经电刺激系统，包括植入式神经电极和植入式控制器，所述植入式神经电极与所述植入式控制器电连接，所述植入式神经电极配置为接触选定神经的神经纤维，并检测所述选定神经的神经电信号，所述植入式控制器配置为根据所述神经电信号设置电刺激参数，使所述植入式神经电极根据所述电刺激参数对所述选定神经施加电刺激。本发明专利技术的闭环神经电刺激系统根据植入对象自身的生理特征，实时地动态调整电刺激参数，实现闭环的电刺激策略，使电刺激参数得到优化，从而达到最优的刺激效果。

【技术实现步骤摘要】
闭环神经电刺激系统和设置闭环神经电刺激参数的方法
本专利技术涉及医疗仪器领域，具体地涉及一种闭环神经电刺激系统和设置闭环神经电刺激参数的方法。
技术介绍
难治性高血压(ResistHypertension,RH)指在改善生活方式的基础上，高血压患者应用了足量且合理搭配的3种降压药物(其中一种为利尿剂)一个月以后，血压仍然在目标水平之上。难治性高血压患者出现不良心血管事件的风险较高。目前除了使用4种及以上药物来治疗难治性高血压以外，非药物治疗手段受到越来越多的关注，其中包括颈动脉窦压力感受器反射激活疗法(BaroreflexActivationTherapy,BAT)，或简称颈动脉窦电刺激。压力感受器反射激活疗法通过刺激颈动脉窦或主动脉弓附近的压力反射感受器，使位于颈动脉窦或主动脉弓处的压力感受器兴奋发放神经冲动，该神经冲动分别沿颈动脉窦神经和主动脉神经传至延髓心血管中枢，使心迷走紧张加强，而交感紧张和缩血管紧张减弱，导致心率减慢，血管舒张，外周阻力减小，从而使血压降低。目前市场上基于颈动脉窦压力感受器反射激活疗法的植入式压力反射刺激器可经手术将电极植入到患者双侧颈动脉窦附近，通过持续的向颈动脉窦施加电刺激，激活压力反射，从而实现对血压的控制。电刺激脉冲的幅度、频率等参数可以通过体外遥控装置来设置。然而，这种仪器存在以下几点问题：1.刺激参数需要人为设定，参数一旦固定下来，刺激电极就会以固定的刺激方式施加刺激，是一种开环调控机制。在这种开环调控机制下，刺激参数不能实时地、自适应地随着用户的动态血压、心率和呼吸频率等的变化而改变。2.采用包裹在颈动脉窦处的电极，覆盖面积较大，刺激选择性不高，在刺激靶点的同时刺激到了很多其他部位，带来吞咽困难、发音障碍、外壳并发症和呼吸系统问题等副作用。
技术实现思路
本专利技术所要解决的技术问题是提供一种可以根据植入对象自身生理参数的动态特征来调节电刺激参数的闭环神经电刺激系统以及优化设置闭环神经电刺激参数的方法。本专利技术为解决上述技术问题而采用的技术方案是一种闭环神经电刺激系统，其特征在于，包括：植入式神经电极和植入式控制器，所述植入式神经电极与所述植入式控制器电连接，所述植入式神经电极配置为接触选定神经的神经纤维，并检测所述选定神经的神经电信号，所述植入式控制器配置为根据所述神经电信号设置电刺激参数，使所述植入式神经电极根据所述电刺激参数对所述选定神经施加电刺激。在本专利技术的一实施例中，所述植入式控制器还配置为从所述神经电信号中提取生理参数，并根据所述生理参数设置电刺激参数。在本专利技术的一实施例中，所述生理参数包括血压指示数据。在本专利技术的一实施例中，所述植入式控制器还配置为从所述神经电信号中提取所述神经电信号发放频率的变化，将所述发放频率的变化作为所述血压指示数据。在本专利技术的一实施例中，所述植入式控制器还配置为从所述神经电信号中提取所述神经电信号的幅度和宽度，将所述幅度和宽度作为所述血压指示数据。在本专利技术的一实施例中，所述植入式控制器还配置为包括查找表，所述查找表中包括所述生理参数和所述电刺激参数的对应关系，当所述生理参数落入目标范围之外时，所述植入式控制器根据所述生理参数查询所述查找表获得第一电刺激参数，并用所述第一电刺激参数设置所述电刺激参数。在本专利技术的一实施例中，所述查找表中包括在不同的时间段中所述生理参数和所述电刺激参数的对应关系。在本专利技术的一实施例中，所述植入式控制器还配置为在根据所述电刺激参数刺激所述选定神经之后，若所述生理参数落入所述目标范围之外，则调整所述电刺激参数为第二电刺激参数，并用所述第二电刺激参数替换所述查找表中的所述第一电刺激参数。在本专利技术的一实施例中，所述植入式控制器还配置为：当所述生理参数落入目标范围以内时，控制所述植入式神经电极停止检测所述选定神经的神经电信号，待经过第一预设时长之后再次检测所述神经电信号。在本专利技术的一实施例中，所述植入式神经电极还配置为：在根据所述电刺激参数刺激所述选定神经时，停止检测所述选定神经的神经电信号。在本专利技术的一实施例中，所述植入式神经电极还配置为：在根据所述电刺激参数刺激所述选定神经时，持续检测所述选定神经的神经电信号。在本专利技术的一实施例中，所述电刺激参数包括：电刺激脉冲的频率、幅度、脉宽和刺激持续时长。在本专利技术的一实施例中，还包括：体外控制器，所述体外控制器配置为与所述植入式控制器之间进行无线通信，所述植入式控制器配置为将所述神经电信号发送给所述体外控制器，所述体外控制器还配置为根据所述神经电信号生成电刺激参数，并将所述电刺激参数发送至所述植入式控制器。在本专利技术的一实施例中，还包括体外生理参数传感器，用于无创采集人体的生理参数，并将所述生理参数发送至所述植入式控制器，所述植入式控制器配置为根据所述生理参数设置电刺激参数。在本专利技术的一实施例中，所述植入式神经电极包括神经束内碳纳米管线电极。在本专利技术的一实施例中，所述神经束内碳纳米管线电极外表面包裹绝缘层，所述绝缘层的厚度范围是10纳米到10微米。本专利技术为解决上述技术问题还提出一种设置闭环神经电刺激参数的方法，其特征在于，包括：检测选定神经的神经纤维的神经电信号；以及根据所述神经电信号设置电刺激参数。在本专利技术的一实施例中，还包括：从所述神经电信号中提取生理参数，根据所述生理参数设置电刺激参数。在本专利技术的一实施例中，所述生理参数包括血压指示数据。在本专利技术的一实施例中，从所述神经电信号中提取生理参数的步骤包括：从所述神经电信号中提取所述神经电信号发放频率的变化，将所述发放频率的变化作为所述血压指示数据。在本专利技术的一实施例中，从所述神经电信号中提取生理参数的步骤包括：从所述神经电信号中提取所述神经电信号的幅度和宽度，将所述幅度和宽度作为所述血压指示数据。在本专利技术的一实施例中，根据所述生理参数设置电刺激参数的步骤包括：在查找表中查询所述生理参数对应的第一电刺激参数，用所述第一电刺激参数设置所述电刺激参数。在本专利技术的一实施例中，所述查找表中包括在不同的时间段中所述生理参数和所述电刺激参数的对应关系。在本专利技术的一实施例中，在根据所述电刺激参数刺激所述选定神经之后，若所述生理参数落入目标范围以外，则调整所述电刺激参数为第二电刺激参数，并用所述第二电刺激参数替换所述查找表中的第一电刺激参数。在本专利技术的一实施例中，从所述神经电信号中提取生理参数之后，还包括：若所述生理参数落入目标范围以内，则停止检测所述选定神经的神经电信号，待经过第一预设时长之后再次检测所述神经电信号。在本专利技术的一实施例中，在根据所述电刺激参数刺激所述选定神经时，停止检测所述选定神经的神经电信号。在本专利技术的一实施例中，在根据所述电刺激参数刺激所述选定神经时，持续检测所述选定神经的神经电信号。在本专利技术的一实施例中，所述电刺激参数包括：电刺激脉冲的频率、幅度、脉宽和刺激持续时长。本专利技术的闭环神经电刺激系统本文档来自技高网...

【技术保护点】
1.一种闭环神经电刺激系统，其特征在于，包括：植入式神经电极和植入式控制器，所述植入式神经电极与所述植入式控制器电连接，所述植入式神经电极配置为接触选定神经的神经纤维，并检测所述选定神经的神经电信号，所述植入式控制器配置为根据所述神经电信号设置电刺激参数，使所述植入式神经电极根据所述电刺激参数对所述选定神经施加电刺激。/n

【技术特征摘要】
1.一种闭环神经电刺激系统，其特征在于，包括：植入式神经电极和植入式控制器，所述植入式神经电极与所述植入式控制器电连接，所述植入式神经电极配置为接触选定神经的神经纤维，并检测所述选定神经的神经电信号，所述植入式控制器配置为根据所述神经电信号设置电刺激参数，使所述植入式神经电极根据所述电刺激参数对所述选定神经施加电刺激。


2.如权利要求1所述的系统，其特征在于，所述植入式控制器还配置为从所述神经电信号中提取生理参数，并根据所述生理参数设置电刺激参数。


3.如权利要求2所述的系统，其特征在于，所述生理参数包括血压指示数据。


4.如权利要求3所述的系统，其特征在于，所述植入式控制器还配置为从所述神经电信号中提取所述神经电信号发放频率的变化，将所述发放频率的变化作为所述血压指示数据。


5.如权利要求3所述的系统，其特征在于，所述植入式控制器还配置为从所述神经电信号中提取所述神经电信号的幅度和宽度，将所述幅度和宽度作为所述血压指示数据。


6.如权利要求2所述的系统，其特征在于，所述植入式控制器还配置为包括查找表，所述查找表中包括所述生理参数和所述电刺激参数的对应关系，当所述生理参数落入目标范围之外时，所述植入式控制器根据所述生理参数查询所述查找表获得第一电刺激参数，并用所述第一电刺激参数设置所述电刺激参数。


7.如权利要求6所述的系统，其特征在于，所述查找表中包括在不同的时间段中所述生理参数和所述电刺激参数的对应关系。


8.如权利要求6所述的系统，其特征在于，所述植入式控制器还配置为在根据所述电刺激参数刺激所述选定神经之后，若所述生理参数落入所述目标范围之外，则调整所述电刺激参数为第二电刺激参数，并用所述第二电刺激参数替换所述查找表中的所述第一电刺激参数。


9.如权利要求2所述的系统，其特征在于，所述植入式控制器还配置为：当所述生理参数落入目标范围以内时，控制所述植入式神经电极停止检测所述选定神经的神经电信号，待经过第一预设时长之后再次检测所述神经电信号。


10.如权利要求1所述的系统，其特征在于，所述植入式神经电极还配置为：在根据所述电刺激参数刺激所述选定神经时，停止检测所述选定神经的神经电信号。


11.如权利要求1所述的系统，其特征在于，所述植入式神经电极还配置为：在根据所述电刺激参数刺激所述选定神经时，持续检测所述选定神经的神经电信号。


12.如权利要求1所述的系统，其特征在于，所述电刺激参数包括：电刺激脉冲的频率、幅度、脉宽和刺激持续时长。


13.如权利要求1所述的系统，还包括：体外控制器，所述体外控制器配置为与所述植入式控制器之间进行无线通信，所述植入式控制器配置为将所述神经电信号发送给所述体外控制器，所述体外控制器还配置为根据所述神经电信号生成电刺激...

【专利技术属性】
技术研发人员：隋晓红，郭金尧，王继光，张元亭，
申请(专利权)人：上海交通大学，
类型：发明
国别省市：上海;31