[發(fā)明專利]多級恒流脈沖發(fā)生電路

有效

• 申請?zhí)枺?/td>: 201210056251.2
• 申請日: 2012-03-06
• 公開（公告）號: CN102579042A
• 公開（公告）日: 2012-07-18
• 發(fā)明（設計）人: 鄔小玫;王建飛;楊圣均;方祖祥
• 申請（專利權）人: 復旦大學
• 主分類號: A61B5/05
• 分類號: A61B5/05
• 代理公司: 上海正旦專利代理有限公司 31200
• 代理人: 陸飛;盛志范

技術領域

本發(fā)明屬于醫(yī)療儀器技術領域，具體涉及一種脈寬、幅度可調的多級恒流脈沖發(fā)生電路，用于術前神經定位和術中神經監(jiān)測。

背景技術

術前神經刺激可用于定位神經位置，術中神經刺激可用于監(jiān)測神經狀況。

外周神經阻滯是很多外科手術的必須步驟，而準確定位神經叢的位置是阻滯手術成功的關鍵。傳統(tǒng)的外周神經阻滯手術結合解剖圖采用盲探法，即依賴醫(yī)生的經驗和患者對異感的反饋來判斷注藥針尖是否到達合適的位置。若醫(yī)生的經驗不足，這種盲目試探的方法可能會對患者神經造成機械性損傷并帶來疼痛；又或者患者處于昏迷狀態(tài)或不配合時，該方法即無法實施，特別對于肥胖患者，其體表由于堆積大量脂肪導致體表解剖標志不明顯，該方法效果即變得非常有限。

神經生理監(jiān)測技術是目前神經外科和脊柱外科領域受到廣泛關注的一項技術，其主要是通過采用特定參數的電脈沖刺激神經，觀察神經的各項指標來了解和監(jiān)控神經的功能狀況，臨床上用于術中避免神經損傷和預防術后神經功能受損。運動誘發(fā)電位（MEP）監(jiān)測是術中神經監(jiān)護（Intraoperative?Neuromonitoring，IONM）系統(tǒng)的重要組成部分，可在不開顱的條件下對皮層運動區(qū)施加刺激，實時評估手術中處于危險狀態(tài)的神經系統(tǒng)功能的完整性，并提示術者采取干預措施使神經損傷消除或減至最小。MEP的實施需要特殊的高壓、大電流、短脈沖電刺激器，且輸出刺激脈沖的電壓、電流、寬度的變化范圍大，刺激模式多。

參考專利：《神經叢刺激系統(tǒng)及神經叢刺激器》，申請?zhí)?01120096646.6。

發(fā)明內容

基于上述兩個背景，即術前神經刺激可用于定位神經位置和術中神經刺激可用于監(jiān)測神經狀況，本發(fā)明的目的在于提出一種脈寬、幅度可調的多級恒流脈沖發(fā)生電路。根據臨床需求不同，可選擇參數不同的刺激模式，主要體現(xiàn)在脈沖強度，即電流幅度、脈沖寬度、脈沖間隔和脈沖個數的不同。本電路尤其適合于運動誘發(fā)電位監(jiān)測。

神經刺激器的關鍵技術是多級恒流脈沖發(fā)生電路的設計，而多級恒流脈沖發(fā)生電路的關鍵在于多級和恒流控制。因為要求的電流級數較多，為滿足電流的調節(jié)精度，使用高壓充電電路在儲能電容上得到高壓，保證在電阻網絡中兩相鄰檔級間有足夠的壓差。恒流要求刺激電流的幅度不受負載阻抗變化的影響。

本發(fā)明提出的脈寬、幅度可調的多級恒流脈沖發(fā)生電路，由反激式高壓充電電路、電阻網絡分壓電路、三極管恒流輸出控制電路和微控制器組成。其中，所述反激式高壓充電電路將外供低壓直流電源升壓至所需高電壓并對儲能電容充電；所述電阻網絡分壓電路由電阻網絡對儲能電容上的電壓分壓，得到所需各級目標電壓；所述三極管恒流輸出控制電路由三極管基極從電阻分壓網絡取出所需檔級電壓，利用三極管發(fā)射極和基極的壓差恒定原理，實現(xiàn)對發(fā)射極參考電阻的恒壓控制，參考電阻取固定阻值，即可實現(xiàn)對集電極負載的恒流控制；所述微控制器實現(xiàn)反激式高壓充電電路的充電控制和反饋控制、電阻網絡分壓電路各模擬開關的通斷控制和三極管恒流輸出控制電路的輸出控制。恒流脈沖寬度、脈沖間隔和脈沖個數等由微控制器控制總開關導通、關斷時間和導通次數實現(xiàn)。

本發(fā)明中，采用反激式高壓充電電路作為開關電源以獲得所需高壓，所述反激式高壓充電電路可采用專利ZL?200720074627.7所述的電路。反激式開關電源具有結構簡單、成本低、體積小、效率高等優(yōu)點。

本發(fā)明中，電阻網絡可在大范圍實現(xiàn)以確定步長分壓。所述電阻網絡分壓電路可將儲能電容電壓分為所需目標檔級。

本發(fā)明中，電阻網絡分壓級數與輸入到負載上的恒流脈沖級數保持一致。

本發(fā)明中，在電阻網絡保持不變的情況下，發(fā)射極參考電阻取不同阻值，可實現(xiàn)在不同輸出電流范圍內有不同的調節(jié)步長。