【技术实现步骤摘要】
本申请涉及医疗设备，具体涉及一种电场耦合式神经刺激系统。
技术介绍
1、神经刺激通过电流脉冲刺激靶点神经来调节神经系统，在许多神经系统疾病治疗上显示出巨大应用潜力。电场耦合式神经刺激技术是更精确、更安全的刺激方式。它在组织内生成电场激活神经。相较直接接触刺激，电场耦合刺激可以激活更大面积的神经组织，提高空间刺激分辨率。
2、神经刺激系统通常采用主动平衡方式输出刺激电流，即同时输出一个正向刺激电流和反向平衡电流，正向电流起治疗作用，反向电流中和正向电流产生的电荷，以避免电荷不平衡对人体的危害。
3、而现有电场耦合式电路主要由4个电极作为耦合电极组成，其中两个为发射电极，两个为接收电极。一个发射电极对应一个接收电极组成电极组，该电路只能输出正向电流或反向电流，无法满足神经刺激系统以主动平衡方式输出刺激电流。
技术实现思路
1、本申请提供了一种电场耦合式神经刺激系统，可以满足神经刺激系统以主动平衡方式输出刺激电流。
2、在本申请的第一方面，本申请提供了一种电场耦合式神经刺激系统，包括能控器和神经刺激器，所述能控器包括电池、电源管理模块、主控模块、逆变模块、补偿模块以及三个发射电极，所述神经刺激器包括变换模块、刺激电极以及三个接收电极，其中：
3、所述电源管理模块的输入端与所述电池连接，所述电池管理模块的输出端分别与所述主控模块的输入端以及所述逆变模块的第一输入端连接；
4、所述逆变模块的第二输入端与所述主控模块的输出端连接，所述
5、各所述发射电极分别与所述补偿模块的各输出端连接，各所述接收电极分别与所述变换模块的各输入端连接，所述变换模块的输出端与所述刺激电极连接；
6、当所述能控器向所述神经刺激器输出刺激脉冲时，各所述发射电极与对应的接收电极建立电连接，构成三个电极组，所述刺激脉冲为正向刺激脉冲时，所述第一个电极组和所述第二个电极组构成正向脉冲通路，所述刺激脉冲为反向刺激脉冲时，所述第二个电极组和所述第三个电极组构成反向脉冲通路。
7、通过采用上述技术方案，相比于现有技术，无需在神经刺激器中加入电池模块，减小了神经刺激器的体积，延长了系统工作寿命。通过控制电极组的通断组合，可以构成正向脉冲通路和反向脉冲通路，从而可以满足神经刺激系统以主动平衡方式输出刺激电流。
8、可选的，所述刺激脉冲为正向刺激脉冲时，所述第三个电极组被配置为平衡电极组，所述刺激脉冲为反向刺激脉冲时，所述第一个电极组被配置为平衡电极组。
9、通过采用上述技术方案，配置平衡电极组可以增强正向刺激脉冲和反向刺激脉冲的对称性，避免电荷在发射电极的累积，提高系统的平衡输出能力，确保刺激过程的安全可靠。
10、可选的，所述逆变模块包括三个并联的转换单元，各所述转换单元的输出端通过所述补偿模块与对应的电极组连接，其中：
11、当所述能控器向所述神经刺激器输出刺激脉冲时，各所述转换单元互补导通；
12、当所述刺激脉冲为正向刺激脉冲时，所述第一个电极组和所述第二个电极组对应的转换单元的电位相反，所述第三个电极组和所述第二个电极组对应的转换单元的电位同步；
13、当所述刺激脉冲为反向刺激脉冲时，所述第二个电极组与所述第三个电极组对应的转换单元的电位相反，所述第一个电极组和所述第二个电极组对应的转换单元的电位同步。
14、通过采用上述技术方案，采用多个并联的转换单元可以独立控制每个发射电极，灵活地构建正向和反向刺激电压分布，实现可控的双向刺激脉冲的输出。
15、可选的，所述转换单元包括两个mos管，所述两个mos管互补导通构成半桥电路，各所述半桥电路并联构成三相全桥逆变电路。
16、通过采用上述技术方案，将3组mos管半桥电路并联，可以合成三相交流输出来驱动发射电极。采用三相全桥逆变可以获得更低的输出纹波，提供更为平滑和稳定的正弦交流信号，有利于电场耦合输电的效果，以及提升系统的功率传输能力。
17、可选的，所述转换单元包括mos管、二极管以及电容，所述二极管反向并联于所述mos管的源极和漏极，所述电容并联于所述mos管的源极和漏极。
18、通过采用上述技术方案，当mos管导通时，电感充电；当mos管截止后，电感和电源共同向补偿模块供电，二极管和电容可以吸收冲击电流，起到保护mos管的作用。补偿模块对无功功率进行补偿，减小系统等效阻抗，提高转换单元的输出功率和效率。
19、可选的，所述转换单元的输入端与所述主控模块的输出端连接；
20、当所述能控器向所述神经刺激器输出刺激脉冲时，所述主控模块用于根据所述刺激脉冲的频率调整对应两个转换单元之间的相位差。
21、通过采用上述技术方案，主控模块可以根据输出功率调节相位差的方式，检测逆变器输出的功率，在功率过大时增大转换单元之间的相位差，在功率过小时减小相位差。通过改变转换单元之间的相位，可以调节逆变输出的有效电压，实现针对不同刺激频率的输出功率调节。
22、可选的，所述变换模块包括两个整流单元和两个mos管，所述两个整流单元串联形成三个输入端和三个输出端，所述两个mos管的栅极相连接，并连接于所述三个输出端中的一个输出端，各所述mos管的源极分别连接于所述三个输入端中的另两个输出端，各所述mos管的漏极分别与所述刺激电极连接，所述三个输入端分别于各所述接收电极连接；
23、当所述能控器向所述神经刺激器输出刺激脉冲时，所述整流单元用于根据各所述接收电极的电位差输出刺激电流至所述刺激电极。
24、通过采用上述技术方案，双整流器串联后形成多个输入端和输出端，根据接收电极的电压差，相应输出端产生整流脉冲电压。可以检测发射端电压分布，精确控制刺激电极输出方向，实现刺激电流的准确控制。
25、可选的，所述整流单元包括两个半波整流电路，所述两个半波整流电路串联，各所述半波整流电路包括两个串联的二极管、一个电容、一个电阻，和/或，一个稳压二极管。
26、通过采用上述技术方案，两组二极管分别与电容、电阻等组成半波整流电路，串联后构成整流单元。根据发射电极间的电压分布，相应半波进行整流。加入稳压二极管可以为整流电路提供过压保护。当整流电压过高时，稳压二极管发生击穿进入导通状态，释放多余电荷，避免过压。
27、可选的，所述整流单元包括两个全桥整流电路，所述两个全桥整流电路串联，各所述全桥整流电路包括四个二极管、一个电容、一个电阻，和/或一个稳压二极管，其中，各所述二极管两两串联，一个串联后的二极管分别另一个串联后的二极管、所述电容、所述电阻，和/或，所述稳压二极管并联。
28、通过采用上述技术方案，采用全桥整流电路，能够获得更大的传输功率，并且其负载特性的线性度更高。两组全桥整流电路并联，每个包含四个二极管形成桥臂，进行整流并输出平滑脉冲。全桥整流提高了接收功率，稳本文档来自技高网...
【技术保护点】
1.一种电场耦合式神经刺激系统，其特征在于，包括能控器和神经刺激器，所述能控器包括电池、电源管理模块、主控模块、逆变模块、补偿模块以及三个发射电极，所述神经刺激器包括变换模块、刺激电极以及三个接收电极，其中：
2.根据权利要求1所述的电场耦合式神经刺激系统，其特征在于，所述刺激脉冲为正向刺激脉冲时，所述第三个电极组被配置为平衡电极组，所述刺激脉冲为反向刺激脉冲时，所述第一个电极组被配置为平衡电极组。
3.根据权利要求1所述的电场耦合式神经刺激系统，其特征在于，所述逆变模块包括三个并联的转换单元，各所述转换单元的输出端通过所述补偿模块与对应的电极组连接，其中：
4.根据权利要求3所述的电场耦合式神经刺激系统，其特征在于，所述转换单元包括两个MOS管，所述两个MOS管互补导通构成半桥电路，各所述半桥电路并联构成三相全桥逆变电路。
5.根据权利要求3所述的电场耦合式神经刺激系统，其特征在于，所述转换单元包括MOS管、二极管以及电容，所述二极管反向并联于所述MOS管的源极和漏极，所述电容并联于所述MOS管的源极和漏极。
6.根据
7.根据权利要求1所述的电场耦合式神经刺激系统，其特征在于，所述变换模块包括两个整流单元和两个MOS管，所述两个整流单元串联形成三个输入端和三个输出端，所述两个MOS管的栅极相连接，并连接于所述三个输出端中的一个输出端，各所述MOS管的源极分别连接于所述三个输入端中的另两个输出端，各所述MOS管的漏极分别与所述刺激电极连接，所述三个输入端分别于各所述接收电极连接；
8.根据权利要求7所述的电场耦合式神经刺激系统，其特征在于，所述整流单元包括两个半波整流电路，所述两个半波整流电路串联，各所述半波整流电路包括两个串联的二极管、一个电容、一个电阻，和/或，一个稳压二极管，其中，所述两个串联的二极管分别与所述电容、所述电阻，和/或，所述稳压二极管并联。
9.根据权利要求7所述的电场耦合式神经刺激系统，其特征在于，所述整流单元包括两个全桥整流电路，所述两个全桥整流电路串联，各所述全桥整流电路包括四个二极管、一个电容、一个电阻，和/或，一个稳压二极管，其中，各所述二极管两两串联，一个串联后的二极管分别另一个串联后的二极管、所述电容、所述电阻，和/或，所述稳压二极管并联。
10.根据权利要求1所述的电场耦合式神经刺激系统，其特征在于，所述补偿模块包括两个并联的滤波单元，其中，各所述滤波单元分别由补偿电感和补偿电容构成三个补偿输出端，各所述补偿输出端分别与各所述发射电极连接，其中，所述补偿电感串联于对应的发射电极，所述补偿电容串联于对应的发射电极。
...【技术特征摘要】
1.一种电场耦合式神经刺激系统，其特征在于，包括能控器和神经刺激器，所述能控器包括电池、电源管理模块、主控模块、逆变模块、补偿模块以及三个发射电极，所述神经刺激器包括变换模块、刺激电极以及三个接收电极，其中：
2.根据权利要求1所述的电场耦合式神经刺激系统，其特征在于，所述刺激脉冲为正向刺激脉冲时，所述第三个电极组被配置为平衡电极组，所述刺激脉冲为反向刺激脉冲时，所述第一个电极组被配置为平衡电极组。
3.根据权利要求1所述的电场耦合式神经刺激系统，其特征在于，所述逆变模块包括三个并联的转换单元，各所述转换单元的输出端通过所述补偿模块与对应的电极组连接，其中：
4.根据权利要求3所述的电场耦合式神经刺激系统，其特征在于，所述转换单元包括两个mos管，所述两个mos管互补导通构成半桥电路，各所述半桥电路并联构成三相全桥逆变电路。
5.根据权利要求3所述的电场耦合式神经刺激系统，其特征在于，所述转换单元包括mos管、二极管以及电容，所述二极管反向并联于所述mos管的源极和漏极，所述电容并联于所述mos管的源极和漏极。
6.根据权利要求3所述的电场耦合式神经刺激系统，其特征在于，所述转换单元的输入端与所述主控模块的输出端连接；
7.根据权利要求1所述的电场耦合式神经刺激系统，其特征在于，所述变换模块包括两个整流单元和...
【专利技术属性】
技术研发人员：徐天睿，
申请(专利权)人：北京领创医谷科技发展有限责任公司，
类型：发明
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