一种植入式闭环系统中生物电信号处理方法和装置制造方法及图纸

本说明书实施例公开了一种植入式闭环系统中生物电信号处理方法和装置，至少包括：采样电极、刺激电极、电平衡电路、放大模块、模拟开关以及微控制单元，在采样开始时，模拟开关切换连接至采样电极，同时切换连接至放大模块，采样电极采集的生物电信号经放大模块中放大电路以及二阶滤波器的放大滤波处理，发送给微控制单元进行分析；在确定刺激信号后，触发模拟开关切换连接至刺激电极，同时，切换连接至电平衡电路，将刺激信号反馈给刺激电极对被检测生物体进行治疗；在治疗结束后，电平衡电路将刺激电极施加刺激信号所聚积残留的额外电荷释放。从而，快速释放闭环刺激产生的积聚电荷，降低或避免对植入体干扰损伤，提升生物电信号的采集灵敏度。

【技术实现步骤摘要】
一种植入式闭环系统中生物电信号处理方法和装置
本文件涉及医疗器件
，尤其涉及一种植入式闭环系统中生物电信号处理装置和方法。
技术介绍
目前，植入式医疗器件(ImplantableMedicalDevice，IMD)通常会具有生物电信号(比如心电信号或脑电信号等)检测功能。IMD可对采集的生物电信号进行分析，以改善或提升治疗性能。然而，现有的生物电信号的采集灵敏度不高，而且，在IMD对被植入的对象等生物体进行刺激治疗时，往往会产生积聚的电荷，容易对生物体进行干扰损伤。
技术实现思路
本说明书一个或多个实施例的目的是提供一种植入式闭环系统中生物电信号处理方法和装置，以提升生物电信号的采集灵敏度，同时还可以快速释放闭环刺激产生的积聚电荷，降低或避免对植入体的干扰损伤。为解决上述技术问题，本说明书一个或多个实施例是这样实现的：第一方面，提出了一种植入式闭环系统中生物电信号处理装置，至少包括：采样电极和刺激电极、电平衡电路、放大模块、模拟开关以及微控制单元；其中，所述模拟开关分别与所述采样电极、刺激电极、电平衡电路和所述放大模块连接；所述采样电极和刺激电极植入在被检测生物体内，分别用于在采样阶段采集所述被检测生物体的生物电信号，以及在治疗阶段向所述被检测生物体发射刺激信号；所述电平衡电路，用于在治疗阶段结束后，释放刺激信号聚积而残留的额外电荷；所述放大模块至少包括：放大电路和内置高倍电阻的二阶滤波器，用于对采样阶段采集的生物电信号进行放大处理；在采样开始时，所述模拟开关切换连接至采样电极，同时切换连接至放大模块，所述采样电极采集的生物电信号经放大模块中放大电路以及二阶滤波器的放大滤波处理，发送给微控制单元进行分析；在确定刺激信号后，触发模拟开关切换连接至刺激电极，同时，切换连接至电平衡电路，将刺激信号反馈给刺激电极对被检测生物体进行治疗；在治疗结束后，所述电平衡电路对所述刺激电极施加刺激信号所聚积残留的额外电荷进行释放。第二方面，提出了一种植入式闭环系统中生物电信号处理装置，包括：采样电极、刺激电极、电平衡电路、放大电路、内置高倍电阻的二阶滤波器、模拟开关、微控制单元、模拟数字转换器、低压差线性稳压器、直流变换器、恒流刺激电路和电池；其中，所述模拟开关分别与所述采样电极、刺激电极、电平衡电路和所述放大电路连接；所述采样电极和刺激电极植入在被检测生物体内，分别用于在采样阶段采集所述被检测生物体的生物电信号，以及在治疗阶段向所述被检测生物体发射刺激信号；所述电平衡电路，用于在治疗阶段结束后，释放刺激信号聚积而残留的额外电荷；所述放大电路，用于对采样阶段采集的生物电信号进行放大处理；在采样开始时，所述模拟开关切换连接至采样电极，同时切换连接至放大电路，所述采样电极采集的生物电信号经放大电路放大处理，并经过二阶滤波器滤波处理后，通过模拟数字转换器发送给微控制单元进行分析；同时，所述电池通过低压差线性稳压器为闭合回路提供稳定的电压，以及通过直流变换器和恒流刺激电路将分析得到的刺激信号进行恒流稳压处理；在确定刺激信号后，触发模拟开关切换连接至刺激电极，同时，切换连接至电平衡电路，将刺激信号反馈给刺激电极对被检测生物体进行治疗；在治疗结束后，所述电平衡电路对所述刺激电极施加刺激信号所聚积残留的额外电荷进行释放。第三方面，提出了一种植入式闭环系统中生物电信号处理方法，包括：在采样开始时，所述模拟开关切换连接至采样电极，同时切换连接至放大模块，所述采样电极采集的生物电信号经放大模块中放大电路以及二阶滤波器的放大滤波处理，发送给微控制单元进行分析；在确定刺激信号后，触发模拟开关切换连接至刺激电极，同时，切换连接至电平衡电路，将刺激信号反馈给刺激电极对被检测生物体进行治疗；在治疗结束后，所述电平衡电路对所述刺激电极施加刺激信号所聚积残留的额外电荷进行释放。由以上本说明书一个或多个实施例提供的技术方案可见，在采样电路中设置电平衡电路，可以减少甚至避免由于刺激治疗残留的额外电荷造成的损伤干扰，同时，还可以通过设置的放大电路和二阶滤波器，提升采样电路中信号采样精度以及灵敏度。附图说明为了更清楚地说明本说明书一个或多个实施例或现有技术中的技术方案，下面将对一个或多个实施例或现有技术描述中所需要使用的附图作简单地介绍，显而易见地，下面描述中的附图仅仅是本说明书中记载的一些实施例，对于本领域普通技术人员来讲，在不付出创造性劳动性的前提下，还可以根据这些附图获得其他的附图。图1是本说明书实施例提供的一种植入式闭环系统中生物电信号处理装置100的结构示意图。图2是本说明书实施例提供的一种植入式闭环系统中生物电信号处理装置200的结构示意图。图3是本说明书的一个实施例提供的一种植入式闭环系统中生物电信号处理方法的步骤示意图。具体实施方式为了使本
的人员更好地理解本说明书中的技术方案，下面将结合本说明书一个或多个实施例中的附图，对本说明书一个或多个实施例中的技术方案进行清楚、完整地描述，显然，所描述的一个或多个实施例仅仅是本说明书一部分实施例，而不是全部的实施例。基于本说明书中的一个或多个实施例，本领域普通技术人员在没有作出创造性劳动前提下所获得的所有其他实施例，都应当属于本文件的保护范围。实施例一图1为本说明书实施例提供的一种植入式闭环系统中生物电信号处理装置100的结构示意图，应理解，本说明书主要为了解决采集生物电信号时的一些问题，因此，主要示出了与采集操作这一处理相关的功能模块或电路元件，其它未示出的功能模块可理解为按照现有方案实现，在此不做过多描述。所述植入式闭环系统具体可以是植入式闭环自响应神经刺激系统，本说明书所涉及的方案均是基于该植入式闭环自响应神经刺激系统实现。参照图1所示，所述装置100至少可以包括：采样电极101和刺激电极102、电平衡电路103、放大模块104、模拟开关105以及微控制单元106；其中，所述模拟开关105分别与所述采样电极101、刺激电极102、电平衡电路103和所述放大模块104连接；实际上，所述模拟开关105的信号输入端连接着采样电极101和刺激电极102，并在不同处理阶段通过内置控制模块切换模拟开关连接至采样电极101，或者，切换连接至刺激电极102；所述模拟开关105的信号输出端连接着电平衡电路103和放大模块104，并在模拟开关105切换至采样电极101的同时，模拟开关105切换连接至放大模块104，在模拟开关105切换至刺激电极102的同时，模拟开关105切换连接至电平衡电路103。所述采样电极101和刺激电极102植入在被检测生物体内，分别用于在采样阶段采集所述被检测生物体的生物电信号，以及在治疗阶段向所述被检测生物体发射刺激信号；其实，这里的采样电极101和刺激电极102可以分别是不同的电极，也可以是同一个电极；也就是说，在被检测生物体内，一般可以是脑部，具体可以是脑皮层或是大脑内侧，植入靶点位置以作为本文档来自技高网...

【技术保护点】
1.一种植入式闭环系统中生物电信号处理装置，其特征在于，至少包括：采样电极和刺激电极、电平衡电路、放大模块、模拟开关以及微控制单元；其中，所述模拟开关分别与所述采样电极、刺激电极、电平衡电路和所述放大模块连接；/n所述采样电极和刺激电极植入在被检测生物体内，分别用于在采样阶段采集所述被检测生物体的生物电信号，以及在治疗阶段向所述被检测生物体发射刺激信号；/n所述电平衡电路，用于在治疗阶段结束后，释放刺激信号聚积而残留的额外电荷；/n所述放大模块至少包括：放大电路和内置高倍电阻的二阶滤波器，用于对采样阶段采集的生物电信号进行放大处理；/n在采样开始时，所述模拟开关切换连接至采样电极，同时切换连接至放大模块，所述采样电极采集的生物电信号经放大模块中放大电路以及二阶滤波器的放大滤波处理，发送给微控制单元进行分析；在确定刺激信号后，触发模拟开关切换连接至刺激电极，同时，切换连接至电平衡电路，将刺激信号反馈给刺激电极对被检测生物体进行治疗；在治疗结束后，所述电平衡电路对所述刺激电极施加刺激信号所聚积残留的额外电荷进行释放。/n

【技术特征摘要】
1.一种植入式闭环系统中生物电信号处理装置，其特征在于，至少包括：采样电极和刺激电极、电平衡电路、放大模块、模拟开关以及微控制单元；其中，所述模拟开关分别与所述采样电极、刺激电极、电平衡电路和所述放大模块连接；
所述采样电极和刺激电极植入在被检测生物体内，分别用于在采样阶段采集所述被检测生物体的生物电信号，以及在治疗阶段向所述被检测生物体发射刺激信号；
所述电平衡电路，用于在治疗阶段结束后，释放刺激信号聚积而残留的额外电荷；
所述放大模块至少包括：放大电路和内置高倍电阻的二阶滤波器，用于对采样阶段采集的生物电信号进行放大处理；
在采样开始时，所述模拟开关切换连接至采样电极，同时切换连接至放大模块，所述采样电极采集的生物电信号经放大模块中放大电路以及二阶滤波器的放大滤波处理，发送给微控制单元进行分析；在确定刺激信号后，触发模拟开关切换连接至刺激电极，同时，切换连接至电平衡电路，将刺激信号反馈给刺激电极对被检测生物体进行治疗；在治疗结束后，所述电平衡电路对所述刺激电极施加刺激信号所聚积残留的额外电荷进行释放。


2.如权利要求1所述的植入式闭环系统中生物电信号处理装置，其特征在于，所述放大模块，还包括：与所述微控制单元连接的低压差线性稳压器；
所述低压差线性稳压器，用于通过固定输出电压为所述放大模块供电。


3.如权利要求2所述的植入式闭环系统中生物电信号处理装置，其特征在于，所述低压差线性稳压器所提供的电压范围为：[1.8，3]V。


4.如权利要求1所述的植入式闭环系统中生物电信号处理装置，其特征在于，所述电平衡电路具体为差分放大器。


5.如权利要求2-4任一项所述的植入式闭环系统中生物电信号处理装置，其特征在于，在采样得到的生物电信号被放大滤波处理后，所述生物电信号的相对分辨率为：V/2x/N，其中，所述V为低压差线性稳压器提供的电压，所述X为AD采样时的位数，所述N为所述放大电路的放大倍数。


6.一种植入式闭环系统中生物电信号处理装置，其特征在于，包括：采样电极、刺激电极、电平衡电路、放大电路、内置高倍电阻的二阶滤波器、模拟开关、微控制单元、模拟数字转换器、低压差线性稳压器、直流变换器、恒流刺激电路和电池；其中，所述模拟开关...

【专利技术属性】
技术研发人员：王伟，周华明，陈新蕾，曹鹏，
申请(专利权)人：杭州诺为医疗技术有限公司，
类型：发明
国别省市：浙江;33