[發(fā)明專利]可遠程控制的多通道DBS裝置及評估系統(tǒng)

在審

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• 申請日: 2018-01-31
• 公開（公告）號: CN108325078A
• 公開（公告）日: 2018-07-27
• 發(fā)明（設計）人: 鄧斌;柴恩倉;蘇斐;常思遠;王江;楊雙鳴;王天昕
• 申請（專利權）人: 天津大學
• 主分類號: A61N1/36
• 分類號: A61N1/36
• 代理公司: 天津才智專利商標代理有限公司 12108
• 代理人: 呂志英

本發(fā)明提供一種可遠程控制的多通道DBS裝置及評估系統(tǒng)，所述DBS裝置包括相互連接的遠程控制模塊、DBS裝置核心硬件模塊和刺激電極模塊，所述遠程控制模塊包括智能觸摸式遙控器和藍牙模塊；DBS裝置與評估系統(tǒng)通過ADC模塊連接，進行信號的轉換和傳輸。有益效果是該系統(tǒng)實現了DBS裝置同步產生四種波形信號，并將信號同步傳送到刺激電極對被試對象進行同步刺激的功能，實現了評估系統(tǒng)對不同波形信號刺激效果進行實時評估的功能，滿足了對信號進行實時分析評估的要求。

技術領域

本發(fā)明涉及生物醫(yī)學工程技術，特別是一種可遠程控制的多通道DBS裝置及評估系統(tǒng)。

背景技術

帕金森病(PD)是一種常見的進行性神經退行性疾病，60歲以上人群中約有1％患有這種疾病。雖然PD無法治愈，但癥狀治療可改善患者的生活質量。盡管藥理學方法可以有效緩解該疾病的癥狀，但由于藥物在全身的擴散，可能會對其他器官產生副作用。此外，有些患者對藥物產生耐藥性，藥物治療效果差。因此，DBS等基于設備的療法受到了很大的關注。

現有的DBS裝置都采用不對稱、電荷平衡的矩形波形來施加其對神經系統(tǒng)的刺激。該波形具有較高的幅度，短時間的刺激階段，然后是低幅度、長時間的再充電階段。盡管數十年的臨床應用證明了此種波形在治療神經系統(tǒng)疾病方面能夠產生一些效果，但有研究表明許多非矩形波形可能比傳統(tǒng)的矩形波形更具有優(yōu)勢。而且，傳統(tǒng)的DBS裝置只有一個通道，該通道只能同時傳送一種波形信號，當需要多種波形信號配合工作時，傳統(tǒng)裝置顯得無能為力。此外，傳統(tǒng)DBS裝置缺少遠程控制功能，當需要對植入體內的裝置參數進行調整時，需要通過手術取出裝置，這給患者和醫(yī)生帶來了額外的負擔。因此開發(fā)一種能夠產生多種刺激波形信號的可遠程控制的多通道DBS裝置具有很好的前景。

DBS裝置是用于植入人體的一種脈沖發(fā)生裝置，在裝置正式投入臨床應用前，需要大量的實驗驗證，由于倫理性問題和安全性問題，不能在人體內反復進行實驗，因此，尋找一種仿真生理模型便成為最佳選擇。現場可編程門陣列(Field Programmable GateArray,FPGA)是一種重要的電路技術，數字運算能力強，運行速度快，計算效率高，可靠性高，具有靜態(tài)可重復編程和動態(tài)在系統(tǒng)重構的特點，基于FPGA開發(fā)板構建神經生理模型更加接近真實生理模型，故利用該模型對DBS裝置進行評估更具實際意義。

發(fā)明內容

針對上述技術存在的局限性，本發(fā)明提供了一種可遠程控制的多通道 DBS裝置及評估系統(tǒng)，該系統(tǒng)利用軟件程序控制單片機同步產生四種刺激波形信號，經一系列數字信號處理環(huán)節(jié)，轉換成預設波形，并同步傳送至四個刺激電極，實現了DBS裝置的多通道功能。運用FPGA構建基底核丘腦仿真模型，接受來自刺激電極的刺激信號，產生仿真LFP信號，進而評估不同波形信號所產生的刺激效果。

為實現上述目的，本發(fā)明采用的技術方案是提供了一種可遠程控制的多通道DBS裝置及評估系統(tǒng)，其中：所述DBS裝置包括相互連接的遠程控制模塊、DBS裝置核心硬件模塊和刺激電極模塊，所述遠程控制模塊包括智能觸摸式遙控器和藍牙模塊，所述DBS裝置核心硬件模塊包括單片機、DAC模塊、波形調理電路、模擬多路開關和開關控制信號；所述評估系統(tǒng)包括上位機和下位機，所述下位機包括ADC模塊、FPGA開發(fā)板、通道選擇模塊、DSP芯片和USB通訊模塊，DBS裝置與評估系統(tǒng)通過ADC模塊連接，進行信號的轉換和傳輸。