[發明專利]對深度昏迷大腦進行脈沖刺激的多通道神經刺激裝置

有效

• 申請號: 201810080558.3
• 申請日: 2015-04-15
• 公開（公告）號: CN108126274B
• 公開（公告）日: 2022-04-08
• 發明（設計）人: 徐志強
• 申請（專利權）人: 徐志強
• 主分類號: A61N1/36
• 分類號: A61N1/36;A61N1/05
• 代理公司: 暫無信息
• 代理人: 暫無信息

一種用于對昏迷大腦進行脈沖刺激的多通道神經刺激裝置，包括主機和三組輸出電極，主機包括有脈沖產生模塊、輸出模塊、時序控制電路等，使用時將各輸出電極置于昏迷大腦的特定位置的三個神經核團，對其神經元施加具有前后依次輸出的時序關系的刺激脈沖。本發明通過各組輸出電極對特定神經通路上不同核團的神經元進行具有時序關系的脈沖刺激，誘發神經活動節律過低的神經元提高動作電位發放節律，使思維相關環路的神經元恢復生理功能，從而使昏迷大腦蘇醒過來。

技術領域 本發明為申請號為2015101775882的中國專利申請的分案申請，是對原案申請在審查時對權利要求書修改不當造成保護范圍丟失的補救。本發明涉及腦神經醫療領域的一種神經刺激裝置。

背景技術 通過對大腦的神經元進行電脈沖刺激，來影響神經元的活動，從而達到治療某些腦疾病的目的，是神經醫學領域的現有技術。但申請人發現，現有技術大多只是對某些位置的神經元進行孤立的刺激，影響這些神經元的活動，比如用于刺激某些神經核團，使其神經功能產生增強或減弱的變化，或者用于干預神經核團的信號傳遞，比如阻隔疼痛信號的傳遞達到電子止痛的目的。而若要用于啟動某種具體的神經活動，尤其是要產生或改變神經核團之間具有信號定向傳遞關系的可持續的動作電位發放，由于大腦中樞神經的各個神經鏈路的神經元之間是具有神經投射和信號傳遞關系的，所以，現有孤立的腦神經刺激技術，便難以產生這樣的技術效果，而申請人發現在某些有意義的特定應用場合，往往便需要具有這樣的技術效果。而且，現有技術對電刺激的具體位置、施加方式、和電脈沖的細節等無針對性，采取的技術往往跟用于外周神經刺激時是一樣的，但實際上，對中樞神經元的刺激具有其特殊性，比如，根據對大腦一些神經回路的放電研究，施加到神經元的電脈沖，頻率和脈沖幅度過低時無法觸發動作電位放電，而頻率或脈沖幅度過高時則會對神經元信號傳遞形成抑制，甚至使其失活。

發明內容 本發明目的是公開一種多通道的神經刺激裝置，適合于對某些神經通路的不同位置的神經元同時進行脈沖刺激，促使神經通路產生具有信號定向傳遞關系的動作電位發放。

本發明還公開對輸出信號進行優化，使其能更有效地誘發神經元發放動作電位的技術。

本發明同時公開上述的神經刺激裝置的一些應用，包括用于增強某些神經傳遞通路的傳遞效能，用于喚醒深度昏迷病人，以及用于對腦死亡在短時間內的激活。

本發明的神經刺激裝置，包括主機和連接主機的電極，電極包括有接地電極(或稱基準電極)和輸出電極，主機包括有用于產生刺激脈沖信號的脈沖產生模塊，連接各輸出電極的用于將刺激脈沖信號輸出到輸出電極的各個輸出模塊，其特征在于：所述的輸出電極包括有二組或二組以上的輸出電極，(比如三組輸出電極)；主機還包括有輸出時序控制電路，用于控制各輸出模塊輸出的刺激脈沖信號，使各輸出電極所輸出的相對于基準電極的刺激脈沖具有前后依次輸出的時序關系。

脈沖產生模塊屬于現有技術，所產生的脈沖可以采用方波、三角波、梯形波、或者模仿神經元動作電位脈沖的波形。脈沖寬度T0為0.5—10毫秒，更合適的是1—5毫秒，相當于神經元動作電位的脈沖寬度。各輸出電極輸出的脈沖信號，相對于基準電極(也即接地電極)的電位，脈沖信號的峰值電壓幅度，在20—1000毫伏之間進行調節，根據電極接觸位置及電極進入神經元的狀態而有所不同。

本發明的主機還包括脈沖周期調節電路，用于調節同一組輸出電極(第一、第二和第三輸出電極)所輸出的前后兩個脈沖的脈沖周期T。對于不同的應用，脈沖周期T是不同的，一般在25毫秒至1000毫秒之間，對應于頻率是1—40赫茲，見后面應用部分所述。

本發明主機還包括延遲時間調節電路，用于調節在同一個脈沖輸出周期中，前后兩個電極(比如第一輸出電極和第二輸出電極)輸出的前后兩個脈沖之間的延遲時間Ts。