脉冲控制电路、脉冲发生器以及脑深部电刺激系统技术方案

本实用新型专利技术公开了一种脉冲控制电路、脉冲发生器以及脑深部电刺激系统，与现有技术不同之处在于，利用脉冲开启器件和脉冲关闭器件来控制脉冲生成电路输出的脉冲。电路元器件数量极大的减少，降低了电路自身功耗和故障率，提高了脉冲控制电路的稳定性，同时更低的功耗可以延长植入式的电池寿命。可仅仅利用六个场效应管达到与使用集成运放同样输出的刺激精度和脉宽控制精度，在电路原理设计由繁杂设计转化为构思巧妙的精简设计。另外，现有技术中的场效应管内阻小于100欧姆，本实用新型专利技术采用内阻为1KΩ的场效应管提高控制分辨率、线性度，同等精度需求下可以实现对刺激脉冲脉宽和周期的精确控制。

【技术实现步骤摘要】
脉冲控制电路、脉冲发生器以及脑深部电刺激系统
本技术属于植入式医疗仪器
，尤其是涉及一种脉冲控制电路、脉冲发生器以及脑深部电刺激系统。
技术介绍
随着脑外科手术技术和神经电子科学技术的发展，脑深部电刺激(Deepbrainstimulation，DBS)凭借其优于损毁手术的临床效果，可以实现不破坏脑组织的神经介入手术过程以及治疗方案的可逆，成为世界范围内晚期帕金森病的首选治疗手段。现有的脑深部电刺激系统主要由植入体内的脉冲发生器(IPG)，刺激电极(Lead)，体内延长导线(Extension)，体外程控设备(Programer&Remoter)以及相关手术工具(Surgicaltool)等部分组成。在这个系统中，植入体内的脉冲发生器(IPG)的精确脉冲刺激是具备更好的治疗效果和更高的可靠性的基础，国内外已获得脑深部电刺激设备销售资质的企业均不遗余力的研制有关脉冲发生器的产品。现有的IPG的脉冲电流源大都是采用运放来实现，内部电路需要数十个场效应管，如图1所示，是现有技术中一种IPG的内部电路结构图，其电路结构复杂、器件繁多且功耗大。为了满足现有的脉宽和周期的精确控制需要高速的逻辑电路，导致功耗比较大。但如果想降低功耗，则需要牺牲控制精度，线性度也会随之下降，无法实现IPG的精确脉冲刺激。因此，需要提出一种结构简单功耗低的IPG控制电路方案。
技术实现思路
本技术的目的在于提供一种脉冲控制电路、脉冲发生器以及脑深部电刺激系统，用于解决现有技术中IPG的内部电路结构复杂、器件繁多且功耗大的问题。为了解决上述技术问题，本技术的第一方面提出一种脉冲控制电路，包括第一电源、脉冲开启器件、脉冲关闭器件、镜像电流源以及脉冲生成电路；所述镜像电流源具有第一输出端以及第二输出端；所述镜像电流源的输入端连接所述第一电源的正极，所述第一输出端连接所述脉冲开启器件的一端，所述第二输出端与所述脉冲关闭器件的一端及所述脉冲生成电路连接，所述脉冲生成电路与所述第一电源的正极和负极连接；所述脉冲开启器件的另一端以及所述脉冲关闭器件的另一端均连接至所述第一电源的负极；所述脉冲生成电路用于输出第三脉冲信号，所述脉冲开启器件通过第一脉冲信号控制所述第三脉冲信号的开启，所述脉冲关闭器件通过第二脉冲信号控制所述第三脉冲信号的关闭；所述第一脉冲信号与所述第二脉冲信号配合以控制所述第三脉冲信号的脉宽。可选的，所述脉冲开启器件为第一场效应管，所述脉冲关闭器件为第二场效应管；所述第一场效应管的栅极用于接收所述第一脉冲信号，所述第一场效应管的漏极连接所述第一输出端，所述第一场效应管的源极连接所述第一电源的负极；所述第二场效应管的栅极用于接收所述第二脉冲信号，所述第二场效应管的漏极连接所述第二输出端，所述第二场效应管的源极连接所述第一电源的负极。可选的，所述镜像电流源包括第三场效应管以及第四场效应管；所述第三场效应管的栅极分别连接所述第四场效应管的栅极以及所述第三场效应管的漏极，所述第三场效应管的源极连接所述第一电源的正极，所述第三场效应管的漏极用作所述第一输出端并连接所述第一场效应管的漏极；所述第四场效应管的源极连接所述第一电源的正极，所述第四场效应管的漏极用作所述第二输出端并连接所述第二场效应管的漏极以及所述脉冲生成电路。可选的，所述脉冲生成电路包括第五场效应管、第六场效应管、第一电容以及稳压管；所述第一电容的一端连接所述稳压管的阴极以及所述第四场效应管的漏极，所述第一电容的另一端以及所述第六场效应管的源极均连接所述第一电源的负极；所述第五场效应管的源极连接所述第一电源的正极，所述第五场效应管的栅极以及所述第六场效应管的栅极均连接所述稳压管的阳极，所述第五场效应管的漏极与所述第六场效应管的漏极连接并用于输出所述第三脉冲信号。可选的，所述第三脉冲信号的周期为T，其中T＝C*R*10，C为所述第一电容的容值，R为所述第四场效应管的沟道电阻阻值。可选的，所述第四场效应管的沟道电阻阻值为1KΩ。可选的，所述第一场效应管、所述第二场效应管以及所述第六场效应管均为N沟道场效应管。可选的，所述第三场效应管、所述第四场效应管以及所述第五场效应管均为P沟道场效应管。可选的，所述第一脉冲信号的频率为100Hz。可选的，所述第二脉冲信号的频率为100Hz。可选的，所述第一电源为10V直流电源。本技术的第二方面提出一种脉冲发生器，包括上述特征描述中任一所述的脉冲控制电路。本技术的第三方面提出一种脑深部电刺激系统，包括所述的脉冲发生器。本技术提出一种脉冲控制电路、脉冲发生器以及脑深部电刺激系统，与现有技术不同之处在于，利用脉冲开启器件和脉冲关闭器件来控制脉冲生成电路输出的脉冲。电路元器件数量极大的减少，降低了电路自身功耗和故障率，提高了脉冲控制电路的稳定性，同时更低的功耗可以延长植入式的电池寿命。此外，本技术提供的控制电路中，可仅仅利用六个场效应管达到与使用集成运放同样的输出刺激精度和脉宽控制精度，在电路原理设计上实现由繁杂设计转化为构思巧妙的精简设计。另外，现有技术中的场效应管内阻小于100欧姆，本技术采用内阻为1KΩ的场效应管，可以提高控制分辨率和线性度，在同等精度需求下可以实现对刺激脉冲脉宽和周期的精确控制。附图说明图1为现有技术中IPG内部电路示意图；图2为本技术实施例提供的一种脉冲控制电路示意图；图3为本技术另一实施例提供的一种脉冲控制方法流程示意图；100-镜像电流源，200-脉冲生成电路，T1-第一场效应管，T2-第二场效应管，T3-第三场效应管，T4-第四场效应管，T5-第五场效应管，T6-第六场效应管，D-稳压管，C1-第一电容，DC-第一电源。具体实施方式下面将结合示意图对本技术的具体实施方式进行更详细的描述。根据下列描述，本技术的优点和特征将更清楚。需说明的是，附图均采用非常简化的形式且均使用非精准的比例，仅用以方便、明晰地辅助说明本技术实施例的目的。在本技术的描述中，需要理解的是，术语“中心”、“上”、“下”、“左”、“右”等指示的方位或者位置关系为基于附图所示的方位或位置关系，仅是为了便于描述本技术和简化描述，而不是指示或暗示所指的装置或元件必须具有特定的方位、以特定的方位构造和操作，因此不能理解为对本技术的限制。此外，术语“第一”、“第二”仅用于描述目的，而不能理解为指示或暗示相对重要性或者隐含指明所指示的技术特征的数量。由此，限定有“第一”、“第二”的特征可以明示或者隐含地包括一个或者更多个该特征。在本技术的描述中，“多个”的含义是至少两个，例如两个，三个等，除非另有明确具体的限定。如图2所示，本技术的第一方面提出一种脉冲控制电路，包括第一电源DC、脉冲开启器件本文档来自技高网...

【技术保护点】
1.一种脉冲控制电路，其特征在于，包括第一电源、脉冲开启器件、脉冲关闭器件、镜像电流源以及脉冲生成电路；/n所述镜像电流源具有第一输出端以及第二输出端；/n所述镜像电流源的输入端连接所述第一电源的正极，所述第一输出端连接所述脉冲开启器件的一端，所述第二输出端与所述脉冲关闭器件的一端及所述脉冲生成电路连接，所述脉冲生成电路与所述第一电源的正极和负极连接；/n所述脉冲开启器件的另一端以及所述脉冲关闭器件的另一端均连接至所述第一电源的负极；/n所述脉冲生成电路用于输出第三脉冲信号，所述脉冲开启器件通过第一脉冲信号控制所述第三脉冲信号的开启，所述脉冲关闭器件通过第二脉冲信号控制所述第三脉冲信号的关闭；/n所述第一脉冲信号与所述第二脉冲信号配合以控制所述第三脉冲信号的脉宽。/n

【技术特征摘要】
1.一种脉冲控制电路，其特征在于，包括第一电源、脉冲开启器件、脉冲关闭器件、镜像电流源以及脉冲生成电路；
所述镜像电流源具有第一输出端以及第二输出端；
所述镜像电流源的输入端连接所述第一电源的正极，所述第一输出端连接所述脉冲开启器件的一端，所述第二输出端与所述脉冲关闭器件的一端及所述脉冲生成电路连接，所述脉冲生成电路与所述第一电源的正极和负极连接；
所述脉冲开启器件的另一端以及所述脉冲关闭器件的另一端均连接至所述第一电源的负极；
所述脉冲生成电路用于输出第三脉冲信号，所述脉冲开启器件通过第一脉冲信号控制所述第三脉冲信号的开启，所述脉冲关闭器件通过第二脉冲信号控制所述第三脉冲信号的关闭；
所述第一脉冲信号与所述第二脉冲信号配合以控制所述第三脉冲信号的脉宽。


2.如权利要求1所述的一种脉冲控制电路，其特征在于，所述脉冲开启器件为第一场效应管，所述脉冲关闭器件为第二场效应管；
所述第一场效应管的栅极用于接收所述第一脉冲信号，所述第一场效应管的漏极连接所述第一输出端，所述第一场效应管的源极连接所述第一电源的负极；
所述第二场效应管的栅极用于接收所述第二脉冲信号，所述第二场效应管的漏极连接所述第二输出端，所述第二场效应管的源极连接所述第一电源的负极。


3.如权利要求2所述的一种脉冲控制电路，其特征在于，所述镜像电流源包括第三场效应管以及第四场效应管；
所述第三场效应管的栅极分别连接所述第四场效应管的栅极以及所述第三场效应管的漏极，所述第三场效应管的源极连接所述第一电源的正极，所述第三场效应管的漏极用作所述第一输出端并连接所述第一场效应管的漏极；
所述第四场效应管的源极连接所述第一电源的正极，所述第四场效应管的漏极用作所述第二输出端并连接所述第二场效应管的漏极以及所述脉冲生成电路。


4....

【专利技术属性】
技术研发人员：龚嘉骏，何庆，夏俊伟，陈厚拴，何舒林，
申请(专利权)人：上海神奕医疗科技有限公司，
类型：新型
国别省市：上海;31