[發(fā)明專利]一種植入式膈肌起搏器及其控制方法

在審

• 申請?zhí)枺?/td>: 202011387736.0
• 申請日: 2020-12-01
• 公開（公告）號: CN112451854A
• 公開（公告）日: 2021-03-09
• 發(fā)明（設(shè)計）人: 楊明亮;李建軍;顧小玉;石巖;任帥
• 申請（專利權(quán)）人: 中國康復(fù)研究中心
• 主分類號: A61N1/36
• 分類號: A61N1/36;A61N1/05;G06F17/16;G06F17/18;G06F30/20
• 代理公司: 北京慕達星云知識產(chǎn)權(quán)代理事務(wù)所(特殊普通合伙) 11465
• 代理人: 符繼超

1.一種植入式膈肌起搏器，其特征在于，包括：控制器、體表電極和光電極；所述控制器包括單片機、人機交互模塊、光電極驅(qū)動模塊、信號處理模塊和恒流刺激模塊；其中，所述單片機分別與所述人機交互模塊、所述信號處理模塊和所述恒流刺激模塊電性連接；所述信號處理模塊與所述體表電極電性連接；所述光電極驅(qū)動模塊分別與所述恒流刺激模塊和所述光電極電性連接；

所述人機交互模塊用于設(shè)置或調(diào)整所述單片機的初始刺激參數(shù)；

所述體表電極用于實時采集膈肌的電信號；

所述信號處理模塊根據(jù)膈肌的電信號預(yù)測實際呼吸氣流；

所述單片機用于將所述實際呼吸氣流與理想呼吸氣流進行比對，并根據(jù)比對結(jié)果對所述初始刺激參數(shù)進行自適應(yīng)調(diào)整，生成新的刺激參數(shù)；

所述恒流刺激模塊用于根據(jù)所述新的刺激參數(shù)產(chǎn)生恒定的刺激電流；

所述光電極驅(qū)動模塊用于根據(jù)所述刺激電流控制所述光電極產(chǎn)生相應(yīng)的光電刺激信號。

2.根據(jù)權(quán)利要求1所述的一種植入式膈肌起搏器，其特征在于，所述光電極由水凝膠基底、多個導(dǎo)光電極片和多個導(dǎo)電電極片組成；

其中，所述水凝膠基底包括安裝面和安裝耳；所述安裝面為弧面結(jié)構(gòu)；所述導(dǎo)光電極片和所述導(dǎo)電電極片呈交錯陣列布置，并嵌入所述安裝面的內(nèi)側(cè)弧面上；所述安裝耳徑向安裝在所述安裝面的外側(cè)弧面上，且對稱設(shè)置；所述安裝耳上開設(shè)有安裝孔。

3.根據(jù)權(quán)利要求2所述的一種植入式膈肌起搏器，其特征在于，所述安裝面的截面為2/3圓弧形。

4.根據(jù)權(quán)利要求1所述的一種植入式膈肌起搏器，其特征在于，所述體表電極采用醫(yī)用表面電極，且其表面涂覆有銀。

5.根據(jù)權(quán)利要求1所述的一種植入式膈肌起搏器，其特征在于，所述單片機的型號為STM32F091RxT；所述光電極驅(qū)動模塊的型號為TLC5940 LED。

6.一種植入式膈肌起搏器的控制方法，其適用于如權(quán)利要求1-5任一項所述的膈肌起搏器，其特征在于，包括以下步驟：

獲取所述膈肌起搏器的初始刺激參數(shù)和膈肌的實時電信號；

根據(jù)膈肌的實時電信號預(yù)測當(dāng)前實際呼吸氣流；

基于理想呼吸氣流模型計算理想呼吸氣流，并將所述當(dāng)前實際呼吸氣流與所述理想呼吸氣流進行比對，根據(jù)比對結(jié)果對所述初始刺激參數(shù)進行自適應(yīng)調(diào)整，生成新的刺激參數(shù)；

根據(jù)所述新的刺激參數(shù)產(chǎn)生恒定的刺激電流；

根據(jù)所述刺激電流控制所述光電極產(chǎn)生相應(yīng)的光電刺激信號，并作用于接觸位點。

7.根據(jù)權(quán)利要求6所述的一種植入式膈肌起搏器的控制方法，其特征在于，所述根據(jù)膈肌的實時電信號預(yù)測當(dāng)前實際呼吸氣流，包括：

將所述體表電極實時采集的膈肌電信號進行數(shù)字帶通濾波處理，得到處理后的膈肌電信號；

計算處理后膈肌電信號的樣本熵值；

基于所述樣本熵值預(yù)測當(dāng)前實際呼吸氣流。