[發明專利]多地址可控微型神經肌肉電刺激系統

無效

• 申請號: 201410216340.8
• 申請日: 2014-05-21
• 公開（公告）號: CN103949012A
• 公開（公告）日: 2014-07-30
• 發明（設計）人: 李耀;吉拉德·勒布;鄭凱慧;陳健
• 申請（專利權）人: 上海謹諾醫療科技有限公司
• 主分類號: A61N1/36
• 分類號: A61N1/36
• 代理公司: 上海精晟知識產權代理有限公司 31253
• 代理人: 馮子玲

技術領域

本發明屬于醫療器械領域，涉及一種多地址可控微型神經肌肉電刺激系統。

背景技術

神經肌肉電刺激是使用低頻電流使肌肉收縮的康復技術，從20世紀60年代起，被廣泛用于上肢、下肢、呼吸，膀胱以及直腸的運動功能恢復，同時作用于視覺、聽覺等神經假體直接取代人體的神經肌肉功能。神經肌肉電刺激按放置的相對位置不同分為表面系統、經皮系統和植入式系統。表面系統將電極置放于皮膚上，是一種非侵入式的，方便佩戴摘取，因此廣泛用于康復理療，并已成功用于站立、踏步以及手部抓握動作，但是很難定位小塊或深部肌肉，甚至因為反復佩戴摘取，很難重復進行刺激。經皮系統使用植入電極，能準確地放在目標肌肉或神經附近，但經皮式電極可能引發潛在并發癥，比如殘留電極碎片造成肉芽腫。植入式系統是將刺激器和電極都注入到體內，由體外控制器通過射頻技術發射指令和提供能量，與其他系統相比更方便、更美觀、更可靠，施加刺激的重復性也更好。

近年來，植入式系統在臨床治療方面已得到廣泛應用。1994年，美敦力(Medtronic)公司開始研制用于治療堵塞性睡眠呼吸暫停(OSA)植入刺激器(Inspire?II?System)，該植入設備通過監測睡眠呼吸胸口的壓力變化，一旦呼吸動作停止，管理器就通過刺激電極給予舌下神經刺激，從而打開上呼吸道。2001年，美國南加州大學Loeb研究小組報道了單通道圓柱體神經修復接口-BION^TM系統，可用于治療運動功能障礙。2008年，清華大學航天航空學院李路明研制出了一款用于大腦和神經刺激的植入式刺激器，用于治療帕金森綜合癥。同時，美國西儲大學研制了IST12手部系統、CWRU站立系統、VA行走系統等植入式系統。這些系統均已得到相關的食品藥物管理局認證，并進行了大量的臨床實驗。這些系統植入式系統都是單通道電刺激系統，只能完成單一肌肉或神經的刺激。

最近，一位C1水平癱瘓的患者被植入多部IST12系統，產生手部、肘、肩部運動，以幫助患者完成諸如吃飯和清潔等日?；救蝿?。多肌肉群協調動作，是人體基本運動的基礎，因此多通道植入式電刺激系統是植入式系統發展的必經之路。

發明內容

有鑒于此，本發明的目的在于提供一種多地址可控微型神經肌肉電刺激系統，該系統通過一個外部控制器通過指令控制多個電刺激器同步工作，實現多肌群協調運動，達到完善人體基本運動。

為達到上述目的，本發明提供如下技術方案：

一種多地址可控微型神經肌肉電刺激系統，包括體外控制器及多個體內微型電刺激器，其中每個體內微型電刺激器帶有區別的固定地址，體外控制器通過指令控制每個微型電刺激器同步工作，所述體外控制器通過無線射頻向每一體內微型電刺激器提供電刺激所需要的能量和發射電刺激命令。

進一步，所述體外控制器包括人機交互模塊、信號發射器、E類功率放大電路、以及射頻發射線圈，所述人機交互模塊用于接收外界功能指令，并傳輸給信號發射器；所述信號發射器產生功能指令映射的控制指令并調制到載波信號，生成數字調制信號；所述E類功率放大電路用于將數字調制信號進行功率放大，并通過屏蔽線傳輸到射頻發射線圈；所述射頻發射線圈用于通過近場電磁場向周圍傳遞能量和信息。

進一步，所述體內微型電刺激器包括感應線圈，電源管理器、解調控制器、開關電路以及生物兼容電極，其中所述感應線圈分兩組，一組是能量接收線圈，用于將所感應信號傳遞給電源管理器，一組是信號接收線圈，用于將所感應信號傳遞給解調控制器；所述電源管理器用于完成射頻信號整流、儲能、濾波及穩壓，為解調控制器、開關電路提供穩定工作電壓；所述解調控制器用于破譯接收到的調制信號，生成命令控制字，并判斷該命令是否對該刺激器有效，如果無效，則不改變現輸出狀態，如果有效，則根據控制字具體內容，映射、輸出相應的信號；所述開關電路是由H橋組成，根據解調控制器的輸出狀態，實現H橋的左右臂導通，左右臂輸出直接與兩側的第一電極和第二電極相連。

進一步，所述體內微型電刺激器形狀為圓柱體，長度10mm-15mm，直徑1mm-3mm；體內微型電刺激器的第一電極和第二電極分別放置在圓柱的兩端，電極的材料是生物兼容性材料體內微型電刺激器植入到人體內部，第一電極和第二電極直接作用于目標肌肉或目標神經的周圍。

進一步，所述射頻發射線圈的天線為能有效地減少外界磁性物質對本身阻抗特性的改變的屏蔽特定阻抗電纜線，

進一步，所述感應線圈為帶磁芯的多匝線圈，磁芯的材料是鐵氧體。