本發(fā)明屬于神經(jīng)刺激領(lǐng)域，特別涉及一種微型探測神經(jīng)刺激器及其裝置。

背景技術(shù)：

神經(jīng)刺激器為21世紀(jì)目前廣泛應(yīng)用于生物醫(yī)學(xué)領(lǐng)域的技術(shù)。通常以植入體產(chǎn)生電流，刺激目標(biāo)神經(jīng)或肌肉以達(dá)成恢復(fù)功能，訓(xùn)練等目的。對于急性電刺激，一般采用的是表皮電刺激。此種刺激一般使用貼片電極通過表皮進(jìn)行治療或者康復(fù)，使用這種電極一般需要專業(yè)醫(yī)生或者護(hù)士指導(dǎo)，確保電刺激位置正確，電刺激強(qiáng)度合適。目前醫(yī)療領(lǐng)域使用并具有顯著效果的是疼痛神經(jīng)表皮刺激阻隔的治療等。對于長期電刺激，一般采用的是經(jīng)皮穿刺電極或者長期整體植入體。這種刺激通過將植入體準(zhǔn)確的放入目標(biāo)刺激位置，通過合適的參數(shù)控制可以確保植入體長期穩(wěn)定在體內(nèi)，并且可以直接調(diào)節(jié)目標(biāo)神經(jīng)。在此種植入體植入前通常需要進(jìn)行目標(biāo)神經(jīng)網(wǎng)絡(luò)的電生理確認(rèn)，以及目標(biāo)神經(jīng)的位置確認(rèn)，從而保證長期植入體植入的位置正確可靠。目前市面上流行的植入體以美敦力公司為代表，此種植入體組成為帶有元器件的密封殼體和帶有導(dǎo)線的刺激電極，在植入前根據(jù)其應(yīng)用的領(lǐng)域使用規(guī)格不一的手術(shù)工具和配套刺激器確認(rèn)植入位置。如美敦力產(chǎn)品中的急迫性尿失禁刺激器Intrastim，通過手術(shù)穿刺針穿入骶孔，并通過尾端連接其配套神經(jīng)刺激器進(jìn)行相應(yīng)參數(shù)進(jìn)行調(diào)制，其調(diào)制參數(shù)會(huì)與Intrastim的實(shí)際使用的植入體參數(shù)相配套。通過患者反饋，調(diào)整參數(shù)和穿刺針深度，醫(yī)生可以確認(rèn)植入位置，此時(shí)，醫(yī)生會(huì)使用擴(kuò)張工具根據(jù)穿刺針刻度植入到目標(biāo)深度，取出穿刺針和神經(jīng)刺激器，并將Intrastim植入體送入目標(biāo)位置。最后連接Instrastim機(jī)器進(jìn)行縫皮前測試。手術(shù)植入前使用臨時(shí)手術(shù)用刺激器刺激測試對病人電生理情況定量定性的一個(gè)重要步驟，除了了解病人手術(shù)前神經(jīng)電生理狀態(tài)外，同時(shí)可以在患者植入前確認(rèn)長期植入體的植入位置，保證植入體的植入安全性和有效性。

現(xiàn)有技術(shù)中，手術(shù)前配合手術(shù)工具的刺激器可以歸類至臨時(shí)急性使用電刺激器，目前大致分為兩種類型：電池式和非電池式。電池式刺激器常為電生理，肌電訊號圖刺激器，將電極貼附于表面進(jìn)行生理肌肉電訊號檢測。可偵測表層肌肉運(yùn)動(dòng)，但一般不配合穿刺針對體內(nèi)植入點(diǎn)做探測。配合長期植入體植入的手術(shù)刺激器一般都是針對該產(chǎn)期植入體植入位置和應(yīng)用進(jìn)行的特制產(chǎn)品，不具有推廣應(yīng)用性。而非電池式刺激器多為大型機(jī)臺(tái)，常為一計(jì)算機(jī)及顯示器，搭配刺激探針。相關(guān)手術(shù)進(jìn)行時(shí)，常以探針電極插入指定位置，以顯示器顯示病人體內(nèi)電生理狀態(tài)。

技術(shù)實(shí)現(xiàn)要素：

有鑒于此，本發(fā)明的目的在于提供一種微型探測神經(jīng)刺激器及其裝置，用于在植入特定微型可植入植入體前，通過微型探測神經(jīng)刺激器對植入目標(biāo)的準(zhǔn)確位置和對其的電生理參數(shù)進(jìn)行調(diào)整，以期達(dá)到配合微型可植入植入體手術(shù)過程，并可以在植入前進(jìn)行電生理檢測，探查植入位置，植入體釋放前再次確認(rèn)植入位置的目的。整體微型探測神經(jīng)刺激器體積小、電絕緣、低功耗。

為達(dá)到上述目的，本發(fā)明提供了一種微型探測神經(jīng)刺激器，包括刻度指示旋轉(zhuǎn)開關(guān)、指示燈、電路部分、參考電極接口、魯爾接環(huán)、電源、紙條開關(guān)和絕緣外殼，其中，

所述電路部分至少包括定時(shí)器、脈沖調(diào)整器和電荷調(diào)整電路，上述三者依次連接；所述定時(shí)器與所述電源連接，定時(shí)器輸出的穩(wěn)定頻率方波傳輸給脈沖調(diào)整器，脈沖調(diào)整器對方波脈沖的保持時(shí)間進(jìn)行改變后，對電荷調(diào)整電路進(jìn)行充電，電荷調(diào)整電路充電儲(chǔ)存能量后釋放刺激信號；

所述刻度指示旋轉(zhuǎn)開關(guān)和指示燈設(shè)置在所述絕緣外殼外部，所述電路部分和電源設(shè)置在所述絕緣外殼內(nèi)部，所述參考電極接口、魯爾接環(huán)和紙條開關(guān)分別設(shè)置在絕緣外殼上的三個(gè)孔洞，第一孔洞、第二孔洞和第三孔洞中；

所述刻度指示旋轉(zhuǎn)開關(guān)和指示燈分別與所述脈沖調(diào)整器連接，刻度指示旋轉(zhuǎn)開關(guān)用于調(diào)整脈沖調(diào)整器的輸出方波脈沖的保持時(shí)間，以改變刺激強(qiáng)度和顯示強(qiáng)度刻度，指示燈用于指示刺激強(qiáng)度，其閃爍頻率與刺激頻率了一致；

所述參考電極接口在所述絕緣外殼內(nèi)部與所述電路部分連接后，從第一孔洞延伸出絕緣外殼；

所述魯爾接環(huán)在所述絕緣外殼內(nèi)部與所述電路部分連接后，通過第二孔洞露出絕緣外殼；

所述紙條開關(guān)設(shè)置在所述電路部分和電源之間，從第三孔洞伸出絕緣外殼，當(dāng)紙條開關(guān)抽離后，所述電源與電路部分連接，電路部分開始工作。

優(yōu)選地，所述電源輸出為12V恒壓。

優(yōu)選地，所述刻度指示旋轉(zhuǎn)開關(guān)調(diào)節(jié)輸出刺激強(qiáng)度分10級，使電荷調(diào)整電路輸出的刺激信號輸出范圍為0.1-2.4V，電荷范圍為0.01-0.66uC。

優(yōu)選地，所述脈沖調(diào)整器，至少包括CD4047芯片；所述刻度指示旋轉(zhuǎn)開關(guān)至少包括第三電容和可調(diào)電阻，CD4047芯片的外接電容端通過第三電容與可調(diào)電阻連接，可調(diào)電阻的可調(diào)端與CD4047芯片的外接電阻電容公共端連接，可調(diào)電阻的固定端通過第五電阻與CD4047芯片的外接電阻端連接，CD4047的單穩(wěn)態(tài)脈沖輸出端與所述電荷調(diào)整電路連接。

優(yōu)選地，所述電荷調(diào)整電路，至少包括第六電阻、第七電阻、第六電容和齊納二極管，第六電阻的一端與所述脈沖調(diào)整器的輸出連接；另一端與齊納二極管和第六電容的一端連接，第六電容的另一端與第七電阻并聯(lián)。

優(yōu)選地，所述指示燈至少包括串聯(lián)的第二電阻和LED。

優(yōu)選地，所述脈沖調(diào)整器，至少包括CD4047芯片；所述刻度指示旋轉(zhuǎn)開關(guān)至少包括第三電容和可調(diào)電阻，CD4047芯片的外接電容端通過第三電容與可調(diào)電阻連接，可調(diào)電阻的可調(diào)端與CD4047芯片的外接電阻電容公共端連接，可調(diào)電阻的固定端通過第五電阻與CD4047芯片的外接電阻端連接，CD4047的單穩(wěn)態(tài)脈沖輸出端與所述電荷調(diào)整電路連接。

優(yōu)選地，所述電荷調(diào)整電路，至少包括第六電阻、第七電阻、第六電容和齊納二極管，第六電阻的一端與所述脈沖調(diào)整器的輸出連接；另一端與齊納二極管和第六電容的一端連接，第六電容的另一端與第七電阻并聯(lián)。

優(yōu)選地，所述指示燈至少包括串聯(lián)的第二電阻和LED。

基于上述目的，本發(fā)明還提供了一種微型探測神經(jīng)刺激裝置，包括上述微型探測神經(jīng)刺激器、雙向魯爾接件、擴(kuò)張管、刺激內(nèi)針、鞘管和鞘管手柄，其中，

所述雙向魯爾接件呈中空圓柱狀，其一端與微型探測神經(jīng)刺激器的魯爾接環(huán)連接，另一端與鞘管手柄形狀匹配，內(nèi)部中空處與所述擴(kuò)張管連接，刺激內(nèi)針的一端插入所述魯爾接環(huán)處的第二孔洞，與所述電荷調(diào)整電路形成電氣連接，刺激內(nèi)針軸向穿過擴(kuò)張管；

所述鞘管和鞘管手柄連接，套在擴(kuò)張管外，在鞘管手柄與雙向魯爾接件卡合時(shí)，刺激內(nèi)針露出擴(kuò)張管和鞘管。雙向魯爾接件、擴(kuò)張管、刺激內(nèi)針、鞘管和鞘管手柄組成的手術(shù)工具與微型探測神經(jīng)刺激器一起組成微型探測神經(jīng)刺激裝置。

優(yōu)選地，所述刺激內(nèi)針和擴(kuò)張管為金屬材料制成，所述鞘管為絕緣材料制成。

本發(fā)明的有益效果在于：本發(fā)明配合的對應(yīng)需植入的微型植入體體積很小，沒有傳統(tǒng)長期植入體的長導(dǎo)線，通過直接植入目標(biāo)神經(jīng)位置，有效避免由于運(yùn)動(dòng)等拉扯造成的導(dǎo)線連接失效等傳統(tǒng)長期植入體的問題，但是目前沒有與手術(shù)工具配合的微型探測刺激器可以使用在植入前的步驟中。。傳統(tǒng)的急性使用刺激器一般需要導(dǎo)線連接到其他穿刺針進(jìn)行電生理研究和植入位置確認(rèn)，但是其無法與對應(yīng)的微型植入體的手術(shù)工具配套使用，需要復(fù)雜的植入工具配合，甚至需要X光的配合確認(rèn)位置，導(dǎo)致此類手術(shù)操作復(fù)雜，執(zhí)行難度大，患者手術(shù)風(fēng)險(xiǎn)高等問題。若使用非電池式大型臺(tái)式機(jī)，需專業(yè)操控，且成本高，當(dāng)使用探針電極刺激植入點(diǎn)后，植入微型植入體則需另外的植入工具由另一個(gè)位置憑借經(jīng)驗(yàn)插入，難以確保植入位置正確，且將長期植入體植入后固定前，無法再使用一次性電極確認(rèn)位置，確保植入位置為可行最佳植入點(diǎn)。目前市面上存在的刺激器在不調(diào)整刺激強(qiáng)度的情況下，無法確保使用內(nèi)針刺激和通過植入體刺激的強(qiáng)度一致性。另外目前市面上的手術(shù)用刺激器的等級對應(yīng)與我們需要植入的微型刺激器的臨床使用中的等級無法一一對應(yīng)。舉例為當(dāng)手術(shù)刺激器如果使用的等級5的刺激尋找到目標(biāo)位置并釋放一定電荷，那么在微型植入體植入后，刺激器通過軟件控制在等級5情況下釋放的電荷是與前者一致的。

本發(fā)明使用時(shí)僅需要一個(gè)3mm大小的創(chuàng)面，即配合吸管粗細(xì)的手術(shù)工具精確地把本發(fā)明準(zhǔn)確探測到目標(biāo)位置，并通過調(diào)整刺激輸出和位置深度試探，進(jìn)行植入前確認(rèn)。

附圖說明

為了使本發(fā)明的目的、技術(shù)方案和有益效果更加清楚，本發(fā)明提供如下附圖進(jìn)行說明：

圖1為本發(fā)明實(shí)施例的微型探測神經(jīng)刺激器的結(jié)構(gòu)示意圖；

圖2為本發(fā)明實(shí)施例的微型探測神經(jīng)刺激器的電源與電路部分連接示意圖；

圖3為本發(fā)明一具體實(shí)施例的微型探測神經(jīng)刺激器電路部分的電路原理圖；

圖4為本發(fā)明實(shí)施例的微型探測神經(jīng)刺激裝置的結(jié)構(gòu)示意圖；

圖5為本發(fā)明實(shí)施例的微型探測神經(jīng)刺激裝置的刺激波形圖；

具體實(shí)施方式

下面將結(jié)合附圖，對本發(fā)明的優(yōu)選實(shí)施例進(jìn)行詳細(xì)的描述。

參見圖1-2，本發(fā)明公開了一種微型探測神經(jīng)刺激器，包括：刻度指示旋轉(zhuǎn)開關(guān)11、指示燈12、電路部分13、參考電極接口14、魯爾接環(huán)15、電源16、紙條開關(guān)17和絕緣外殼18，其中，

電路部分13至少包括定時(shí)器21、脈沖調(diào)整器22和電荷調(diào)整電路23，上述三者依次連接；定時(shí)器21與電源16連接，定時(shí)器21輸出的穩(wěn)定頻率方波傳輸給脈沖調(diào)整器22，脈沖調(diào)整器22對方波脈沖的上升時(shí)間進(jìn)行改變后，對電荷調(diào)整電路23進(jìn)行充電，電荷調(diào)整電路23充電儲(chǔ)存能量后釋放刺激信號；

刻度指示旋轉(zhuǎn)開關(guān)11和指示燈12設(shè)置在絕緣外殼18外部，電路部分13和電源16設(shè)置在絕緣外殼18內(nèi)部，參考電極接口14、魯爾接環(huán)15和紙條開關(guān)17分別設(shè)置在絕緣外殼18上的三個(gè)孔洞，第一孔洞、第二孔洞和第三孔洞中；

刻度指示旋轉(zhuǎn)開關(guān)11和指示燈12分別與脈沖調(diào)整器22連接，刻度指示旋轉(zhuǎn)開關(guān)11用于調(diào)整脈沖調(diào)整器22的輸出方波脈沖的上升時(shí)間，以改變刺激強(qiáng)度和顯示強(qiáng)度刻度，指示燈12用于指示刺激強(qiáng)度，其閃爍頻率與刺激強(qiáng)度成正比；

參考電極接口14在絕緣外殼18內(nèi)部與電路部分13連接后，從第一孔洞延伸出絕緣外殼18，用于在使用時(shí)連接回路電極，與輸出的刺激形成回路；

魯爾接環(huán)15在絕緣外殼18內(nèi)部與電路部分13連接后，通過第二孔洞露出絕緣外殼18；

紙條開關(guān)17設(shè)置在電路部分13和電源16之間，從第三孔洞伸出絕緣外殼18，當(dāng)紙條開關(guān)17抽離后，電源16與電路部分13連接，電路部分13開始工作。

具體實(shí)施例中，電源16輸出為12V恒壓；刻度指示旋轉(zhuǎn)開關(guān)11調(diào)節(jié)輸出刺激強(qiáng)度分10級，使電荷調(diào)整電路23輸出的刺激信號輸出范圍為0.1-2.4V，電荷范圍為0.01-0.66uC。

參見圖3，為本發(fā)明一具體實(shí)施例的微型探測神經(jīng)刺激器10電路部分13的電路原理圖，12V電池與第二電容C2并聯(lián)組成電源16，為電路部分13供電；定時(shí)器21主要功能由555芯片U1實(shí)現(xiàn)，其復(fù)位端連接芯片電源16電壓VCC，觸發(fā)端通過第五電容C5接地，閾值端通過串聯(lián)的第一電阻R1和第三電阻R3連接芯片電源16電壓VCC，放電端通過第一電阻R1連接芯片電源16電壓VCC，輸出端通過串聯(lián)的第二電阻R2和LED D1連接芯片電源16電壓VCC。指示燈12包括串聯(lián)的第二電阻R2和LED D1，在直跳開關(guān)從絕緣外殼18的第三孔洞中抽出后，電路部分13開始工作，指示燈12閃爍，在刻度指示旋轉(zhuǎn)開關(guān)11調(diào)節(jié)輸出的刺激強(qiáng)度時(shí)，LED D1的閃爍頻率與刺激頻率一致。

脈沖調(diào)整器22主要功能由CD4047芯片U2實(shí)現(xiàn)，其下降沿觸發(fā)輸入端與定時(shí)器21的555芯片U1的輸出端連接，刻度指示旋轉(zhuǎn)開關(guān)11包括串聯(lián)的第三電容C3和可調(diào)電阻R4，CD4047芯片U2的外接電容端通過第三電容C3與可調(diào)電阻R4連接，可調(diào)電阻R4的可調(diào)端與CD4047芯片U2的外接電阻電容公共端連接，可調(diào)電阻R4的固定端通過第五電阻R5與CD4047芯片U2的外接電阻端連接，CD4047芯片U2的單穩(wěn)態(tài)脈沖輸出端與電荷調(diào)整電路23連接。

電荷調(diào)整電路23，包括串聯(lián)的第六電阻R6和第六電容C6，與第六電容C6并聯(lián)的第七電阻R7和齊納二極管Q1，第六電阻R6的一端與脈沖調(diào)整器22的CD4047芯片U2的單穩(wěn)態(tài)脈沖輸出端連接；另一端與齊納二極管Q1和第六電容C6的一端連接，電荷調(diào)整電路23的輸出由第六電容C6和第七電阻R7的連接端引出。

圖3中各分立元件的值可以根據(jù)不同電刺激應(yīng)用需求進(jìn)行改變，從而改變電路實(shí)現(xiàn)的性能，例如膀胱神經(jīng)、骶神經(jīng)、平滑肌、無髓鞘的神經(jīng)元等，刺激它們需要不同的時(shí)長和電荷量，才能達(dá)到閾值以實(shí)現(xiàn)刺激的激發(fā)。在這種情況下，改變可調(diào)電阻R4可改變脈沖調(diào)整器22輸出方波脈沖的上升時(shí)間；改變第六電阻R6、第六電容C6和第七電阻R7可改變其組成的RC充放電電路的時(shí)間常數(shù)；使用不同擊穿電壓的齊納二極管Q1適用不同刺激頻率的應(yīng)用。

基于上述實(shí)施例對應(yīng)的，本發(fā)明還提供了一種微型探測神經(jīng)刺激裝置，參見圖4，包括上述微型探測神經(jīng)刺激器10、雙向魯爾接件31、擴(kuò)張管32、刺激內(nèi)針33、鞘管34和鞘管手柄35，其中，

雙向魯爾接件31呈中空圓柱狀，其一端與微型探測神經(jīng)刺激器10的魯爾接環(huán)15連接，另一端與鞘管手柄35形狀匹配，內(nèi)部中空處與擴(kuò)張管32連接，刺激內(nèi)針33的一端插入魯爾接環(huán)15處的第二孔洞，與電荷調(diào)整電路23形成電氣連接，刺激內(nèi)針33軸向穿過擴(kuò)張管32；

鞘管34和鞘管手柄35連接，套在擴(kuò)張管32外，在鞘管手柄35與雙向魯爾接件31卡合時(shí)，刺激內(nèi)針33露出擴(kuò)張管32和鞘管。雙向魯爾接件31、擴(kuò)張管32、刺激內(nèi)針33、鞘管34和鞘管手柄35組成的手術(shù)工具與微型探測神經(jīng)刺激器10一起組成微型探測神經(jīng)刺激裝置。

具體實(shí)施例中，刺激內(nèi)針33和擴(kuò)張管32為金屬材料制成，鞘管34為絕緣材料制成。在使用時(shí)首先按照圖4所示連接，手持鞘管手柄35和微型探測神經(jīng)刺激器10，將微型探測神經(jīng)刺激器10向鞘管手柄35方向推進(jìn)，使刺激內(nèi)針33到達(dá)預(yù)植入部位，參考電極接口14連接回路電極，回路電極與外部皮膚接觸，與刺激內(nèi)針33發(fā)出的刺激形成回路，刺激內(nèi)針33對植入部位的電生理參數(shù)、最合適的刺激位置、刺激深度和刺激強(qiáng)度進(jìn)行測試和探測，調(diào)節(jié)刻度指示旋轉(zhuǎn)開關(guān)11于1-10級之間，以得到不同的刺激輸出，在確定了合適的刺激位置、深度和強(qiáng)度后，手持鞘管手柄35不動(dòng)，將微型探測神經(jīng)刺激器10和與其連接的雙向魯爾接件31、擴(kuò)張管32和刺激內(nèi)針33拔出；其次，將植入體放入鞘管34中，再次手持剛拔出的微型探測神經(jīng)刺激器10和與其連接的雙向魯爾接件31、擴(kuò)張管32和刺激內(nèi)針33，將植入體向植入部位推進(jìn)，整個(gè)過程中鞘管34和鞘管手柄35保持不動(dòng)，這樣也保證了放置植入體時(shí)的位置和深度與之前探測的相同，在植入體接觸植入部位時(shí)再次進(jìn)行刺激確認(rèn)，即用微型探測神經(jīng)刺激器10產(chǎn)生與上一步探測時(shí)相同的刺激強(qiáng)度，此時(shí)如果從植入體檢測輸出刺激強(qiáng)度是與上一步的從刺激內(nèi)針33輸出的刺激強(qiáng)度是相同的。參見圖5，VT為定時(shí)器21輸出，VC為脈沖調(diào)整器22輸出，VOUT為連接刺激內(nèi)針33或同時(shí)連接刺激內(nèi)針33和植入體的輸出，波形41、42、43、44為刻度指示旋轉(zhuǎn)開關(guān)11調(diào)節(jié)為第1級的對應(yīng)波形，波形51、52、53、54為刻度指示旋轉(zhuǎn)開關(guān)11調(diào)節(jié)為第5級的對應(yīng)波形，可以從波形43、44和53、54看出，波形面積相等，證明不論刻度指示旋轉(zhuǎn)開關(guān)11調(diào)節(jié)的刺激強(qiáng)度大小，通過刺激內(nèi)針33輸出的刺激能量與同時(shí)通過刺激內(nèi)針33和植入體時(shí)輸出的刺激能量相同，說明本發(fā)明對植入前的探測刺激是有效的。

本發(fā)明與現(xiàn)有的技術(shù)方案相比，電荷調(diào)整電路23通過控制釋放電荷的時(shí)長和電壓控制，確保在500us的時(shí)間內(nèi)，兩次放電的電荷量相差不超過20％。目前市面上沒有使用該技術(shù)成功應(yīng)用在微型刺激器上的?；旧掀渌碳て骶褂玫氖翘刂频姆烹婋娐罚c植入體本身不能達(dá)到相同效果。采用常見分立元件，電路結(jié)構(gòu)較簡單、成本低、可靠性高，不需要制作專用集成電路芯片，實(shí)現(xiàn)方便快捷，可移植性好，適用于刺激各種神經(jīng)細(xì)胞的長期植入體植入前使用。

最后說明的是，以上優(yōu)選實(shí)施例僅用以說明本發(fā)明的技術(shù)方案而非限制，盡管通過上述優(yōu)選實(shí)施例已經(jīng)對本發(fā)明進(jìn)行了詳細(xì)的描述，但本領(lǐng)域技術(shù)人員應(yīng)當(dāng)理解，可以在形式上和細(xì)節(jié)上對其做出各種各樣的改變，而不偏離本發(fā)明權(quán)利要求書所限定的范圍。