本發(fā)明涉及醫(yī)療器械領域，具體地是涉及一種自動調節(jié)強度的止疼神經刺激系統、方法及貼片裝置。

背景技術：

慢性疼痛是指持續(xù)一個月以上的疼痛。目前，中國至少有一億以上的慢性疼痛患者。電神經刺激是一種利用電流來緩解慢性疼痛的治療方式，它可以利用微小的電流脈沖刺激患者的外部或脊髓神經來干擾或阻隔疼痛信號的傳輸，以達到短期緩解疼痛的目的。

經皮電神經刺激(TENS，transcutaneous electrical nerve stimulation)是一種常見的通過電神經刺激治療來緩解疼痛的方式。通過由電池供電的小型設備，它可以產生低壓電流，并透過置于疼痛表面的刺激電極，經由皮膚將電荷傳送到疼痛部位，對大腦產生疼痛已經消除的信號，使患者減輕對疼痛的感知。相對于藥物止疼，TENS具有更顯著的效果和更低的副作用。因此，TENS已經成為一種非常有效的止疼方式。

然而，現有的TENS設備仍然具有諸多缺點：1)設備體積過大，使得患者無法隨身攜帶；2)刺激強度的調整有賴于患者自身，增加了患者的負擔；3)刺激強度的調整不夠智能，一些疼痛部位患者難以觸及，給調整增加了難度。4)電極貼片需要頻繁更換，增加了使用成本。因此，亟需構思一種新技術以改善其問題。

技術實現要素：

本發(fā)明旨在提供一種自動調節(jié)強度的止疼神經刺激系統、方法及貼片裝置。

為解決上述技術問題，本發(fā)明的技術方案是：

一種自動調節(jié)強度的止疼神經刺激系統，包括：

多個刺激微電極，對人體皮下神經進行點刺激；

刺激強度傳感器，與所述刺激微電極連接，獲取其信號；

刺激電極驅動電路，與所述刺激微電極連接，將刺激電流輸送給所述刺激微電極以驅動其工作；

信息采集處理芯片，與所述刺激強度傳感器和刺激電極驅動電路連接，獲取所述刺激強度傳感器的信號，并根據預先設置發(fā)送信號給所述刺激電極驅動電路，使其輸出相應強度的刺激電流；

線圈，與所述信息采集處理芯片連接，用于充電并提供電源給所述信息采集處理芯片。

優(yōu)選地，所述信息采集處理芯片包括：

刺激信號采集和處理模塊，用于采集所述刺激強度傳感器的信號并進行轉換處理；

無線充電模塊，用于給所述線圈進行無線充電；

通信模塊，用于對外部設備進行通信；

觸控傳感模塊，用于人機交互的觸控操作；

邏輯處理模塊，處理所述刺激信號采集和處理模塊轉換的信號；

電極驅動控制模塊，用于根據預先設定的模式控制所述刺激電極驅動電路輸出相應模式的電流。

優(yōu)選地，所述刺激信號采集和處理模塊包括電流傳感電路、峰值檢測電路和模數轉換電路。

優(yōu)選地，所述觸控傳感模塊包括時鐘、PWM控制器、比較器和觸控傳感器。

一種使用以上所述止疼神經刺激系統的刺激方法，包括以下步驟：

(1)通過所述信息采集處理芯片啟動整個系統，并啟動最低電壓刺激模式；

(2)通過對所述信息采集處理芯片上預設刺激模式進行選擇，所述信息采集處理芯片發(fā)送相應的控制信號給所述刺激電極驅動電路，所述刺激電極驅動電路輸出相應的刺激電流給所述刺激微電極，對用戶進行電刺激；

(3)所述刺激強度傳感器將所述刺激微電極上的電流信號反饋給所述信息采集處理芯片，所述信息采集處理芯片對反饋的電流信號進行處理，判斷其是否達到預設標準，如達到預設標準，則保持不變，如沒有達到或超過預設標準，則控制所述刺激電極驅動電路進行調整。

優(yōu)選地，所述預設刺激模式包括普通模式、針灸模式、脈沖模式和調制模式；

所述普通模式設定如下：

A、每秒連續(xù)刺激脈沖數為66，脈沖寬度為200us；

B、脈沖波形：雙極型方波，周期30ms；

C、刺激電流：峰值Ip介于0.5mA-50mA；

D、刺激持續(xù)時間：至少30分鐘；

所述針灸模式設定如下：

E、每秒連續(xù)刺激脈沖數為2-5，脈沖寬度為200us；

F、脈沖波形：雙極型方波，周期500ms；

G、刺激電流：峰值Ip介于0.5mA-50mA；

H、刺激持續(xù)時間：至少30分鐘；

所述脈沖模式設定如下：

I、每秒連續(xù)刺激脈沖數為2-3，脈沖寬度為200us；

J、脈沖波形：由100Hz和2-3Hz的雙極型方波混合而成，周期500ms；

K、刺激電流：峰值Ip介于0.5mA-50mA；

所述調制模式設定如下：

L、每秒連續(xù)刺激脈沖數為66-130，脈沖寬度為200us；

M、脈沖波形：不規(guī)則雙極型方波，周期隨機；

N、刺激電流：峰值Ip介于10mA-25mA。

優(yōu)選地，所述步驟(3)具體為：所述刺激強度傳感器將采集到的所述刺激微電極上的電流信號傳輸入所述刺激信號采集和處理模塊；

所述峰值檢測電路采集并將峰值電流Ip轉化成電壓信號，經由模數轉換電路轉換，將電壓信號轉化為數字信號，送入所述邏輯處理模塊；

所述邏輯處理模塊將數字化后的峰值電流Ip與預設的最佳刺激電流比較，如達到標準，則保持不變，如沒有達到或超過標準，則通過所述電極驅動控制模塊改變刺激電壓，直到峰值電流Ip達到預設值。

優(yōu)選地，還包括手動控制模式：用戶可通過所述觸控傳感模塊對刺激強度進行強制更改。

一種使用以上所述止疼神經刺激系統的刺激貼片裝置，所述刺激強度傳感器、刺激電極驅動電路、信息采集處理芯片和線圈集成設置在PCB板上，所述PCB板設置在殼體中，所述多個刺激微電極設置在殼體外。

優(yōu)選地，所述觸控傳感器包括設置在所述殼體上的多個觸摸按鍵和多個I/O接口；所述觸摸按鍵上設置覆蓋層，所述覆蓋層為非導電材料層。

采用上述技術方案，本發(fā)明至少包括如下有益效果：

(1)本發(fā)明所述止疼神經刺激系統采用刺激強度傳感器檢測刺激電流來實現自動調節(jié)功能，大大提高了病人進行刺激強度調整的便利性。同時本發(fā)明可采用標準低功耗藍牙將刺激器與外部設備進行匹配，使手動調節(jié)的難度不再因疼痛部位而加大，進一步降低功耗并提升系統的易用性。

(2)本發(fā)明所述刺激方法不僅可以采用預設刺激模式來選擇刺激強度，還可以讓用戶或者有經驗的醫(yī)生在使用過程中通過藍牙來人工的改變刺激強度，更好的適應病情的需要，靈活設置。

(3)本發(fā)明所述刺激貼片裝置采用專用定制芯片高度集成，極大減小了系統體積，提高了刺激器的便攜性。

附圖說明

圖1為本發(fā)明所述止疼神經刺激系統的結構示意圖；

圖2為本發(fā)明所述刺激方法的流程圖；

圖3為本發(fā)明所述最低電壓刺激模式的波形示意圖；

圖4為本發(fā)明所述普通模式的波形示意圖

圖5為本發(fā)明所述針灸模式的波形示意圖

圖6為本發(fā)明所述脈沖模式的波形示意圖

圖7為本發(fā)明所述調制模式的波形示意圖。

其中：1-信息采集處理芯片，2-刺激電極驅動電路，3-刺激強度傳感器，4-線圈，5-刺激微電極，11-無線充電模塊，12-通信模塊，13-觸控傳感模塊，14-邏輯處理模塊，15-電極驅動控制模塊，16-刺激信號采集和處理模塊。

具體實施方式

下面將結合本發(fā)明實施例中的附圖，對本發(fā)明實施例中的技術方案進行清楚、完整地描述，顯然，所描述的實施例僅僅是本發(fā)明一部分實施例，而不是全部的實施例?；诒景l(fā)明中的實施例，本領域普通技術人員在沒有做出創(chuàng)造性勞動前提下所獲得的所有其他實施例，都屬于本發(fā)明保護的范圍。

實施例1

如圖1所示，為符合本發(fā)明的一種自動調節(jié)強度的止疼神經刺激系統，包括：

2個刺激微電極5，對人體皮下神經進行點刺激，緩解傷患的病痛；

刺激強度傳感器3，與所述刺激微電極5連接，獲取其上的電流信號；

刺激電極驅動電路2，與所述刺激微電極5連接，將刺激電流輸送給所述刺激微電極5以驅動其工作；

信息采集處理芯片1，與所述刺激強度傳感器3和刺激電極驅動電路2連接，獲取所述刺激強度傳感器3的信號，并根據預先設置發(fā)送信號給所述刺激電極驅動電路2，使其輸出相應強度的刺激電流，當所述信息采集處理芯片1感應到刺激強度傳感器3傳回的電流信號中電壓與設定的不符時，則進行調節(jié)；本發(fā)明所述止疼神經刺激系統采用刺激強度傳感器3檢測刺激電流來實現自動調節(jié)功能，大大提高了病人進行刺激強度調整的便利性。

線圈4，與所述信息采集處理芯片1連接，用于充電并提供電源給所述信息采集處理芯片1。

實施例2

在實施例1所述的自動調節(jié)強度的止疼神經刺激系統的基礎上，所述信息采集處理芯片1優(yōu)選的包括：

刺激信號采集和處理模塊16，用于采集所述刺激強度傳感器3的信號并進行轉換處理；

無線充電模塊11，用于給所述線圈4進行無線充電，無線充電更加方便便捷，還可以減少相關外接口的設置，便于將本系統設置的更加集中，小巧；

通信模塊12，用于對外部設備進行通信，本實施例中所述通信模塊12優(yōu)選的采用低功耗的藍牙裝置，降低能耗，并且用戶可以方便的通過手機登外部設備了解系統使用情況，還可以進行調節(jié)，但不限于使用藍牙裝置，還可采用其他2G、3G或4G通信裝置進行通信，具體根據產品需要進行選擇；

觸控傳感模塊13，用于人機交互的觸控操作，可選擇相應的刺激模式，并改變刺激強度大?。?/p>

邏輯處理模塊14，處理所述刺激信號采集和處理模塊16轉換的信號；

電極驅動控制模塊15，用于根據預先設定的模式控制所述刺激電極驅動電路2輸出相應模式的電流。

在優(yōu)選的實施方式中，所述刺激信號采集和處理模塊16包括電流傳感電路、峰值檢測電路和模數轉換電路。

在優(yōu)選的實施方式中，所述觸控傳感模塊13包括時鐘、PWM控制器、比較器和觸控傳感器。

實施例3

一種實施例1或2所述止疼神經刺激系統的刺激方法，其流程框圖如圖2所示，包括以下步驟：

(1)通過所述信息采集處理芯片1啟動整個系統，優(yōu)選的在所述觸控傳感模塊13上設置啟動功能，并啟動最低電壓刺激模式，其示意圖如圖3所示，由于開始沒有進行刺激模式的選擇，因此開機時防止開機電流過大，或者一些突發(fā)電流造成使用者被電擊傷，需要在開機時就立即啟動最低電壓刺激模式，保護患者的安全；

(2)通過對所述信息采集處理芯片1上預設刺激模式進行選擇，所述預設刺激模式可根據需要緩解的疼痛等級來設定不同的刺激強度，具體可根據需要設置很多種，所述信息采集處理芯片1發(fā)送相應的控制信號給所述刺激電極驅動電路2，所述刺激電極驅動電路2輸出相應的刺激電流給所述刺激微電極5，對用戶進行電刺激；

(3)所述刺激強度傳感器3將所述刺激微電極5上的電流信號反饋給所述信息采集處理芯片1，所述信息采集處理芯片1對反饋的電流信號進行處理，判斷其是否達到預設標準，如達到預設標準，則保持不變，如沒有達到或超過預設標準，則控制所述刺激電極驅動電路2進行調整。

在優(yōu)選的實施方式中，所述預設刺激模式包括普通模式、針灸模式、脈沖模式和調制模式；

所述普通模式緩解常規(guī)級別的疼痛，如圖4所示，設定如下：

A、每秒連續(xù)刺激脈沖數為66，脈沖寬度為200us；

B、脈沖波形：雙極型方波，周期30ms；

C、刺激電流：峰值Ip介于0.5mA-50mA；

D、刺激持續(xù)時間：至少30分鐘；

所述針灸模式可針對一些人體穴位的位置進行刺激按摩，還能起到刺激穴位的作用，如圖5所示，設定如下：

E、每秒連續(xù)刺激脈沖數為2-5，脈沖寬度為200us；

F、脈沖波形：雙極型方波，周期500ms；

G、刺激電流：峰值Ip介于0.5mA-50mA；

H、刺激持續(xù)時間：至少30分鐘；

所述脈沖模式可同時使能疼痛門檻機制(Pain Gate Mechanism)和類鴉片機制(Opioid)，前者激活Aβ知覺傳遞纖維(sensory fibres)來減少有害神經刺激，后者激活Aδ纖維以產生腦髓苷(encephalin)，如圖6所示，設定如下：

I、每秒連續(xù)刺激脈沖數為2-3，脈沖寬度為200us；

J、脈沖波形：由100Hz和2-3Hz的雙極型方波混合而成，100Hz對應疼痛門檻機制，2-3Hz對應類鴉片機制，周期500ms；

K、刺激電流：峰值Ip介于0.5mA-50mA；

所述調制模式，由不規(guī)則的刺激波形構成，用以應對長期規(guī)律性刺激使得刺激效果減輕的情況，對于長時間使用TENS(每天數小時)的患者最為有效，如圖7所示，設定如下：

L、每秒連續(xù)刺激脈沖數為66-130，脈沖寬度為200us；

M、脈沖波形：不規(guī)則雙極型方波，周期隨機；

N、刺激電流：峰值Ip介于10mA-25mA。

在優(yōu)選的實施方式中，所述步驟(3)具體為：所述刺激強度傳感器3將采集到的所述刺激微電極5上的電流信號傳輸入所述刺激信號采集和處理模塊16；

所述峰值檢測電路采集并將峰值電流Ip經由電阻轉化成電壓信號，再經由模數轉換電路轉換，將電流值轉化為數字信號，送入所述邏輯處理模塊14；

所述邏輯處理模塊14將數字化后的峰值電流Ip與預設的最佳刺激電流比較，如達到標準，則保持不變，如沒有達到或超過標準，則通過所述電極驅動控制模塊15改變刺激電壓，直到峰值電流Ip達到預設值。

在優(yōu)選的實施方式中，還包括手動控制模式：用戶可通過所述觸控傳感模塊13對刺激強度進行強制更改，本發(fā)明不僅可以采用預設刺激模式來選擇刺激強度，還可以讓用戶或者有經驗的醫(yī)生在使用過程中通過藍牙來人工的改變刺激強度，更好的適應病情的需要，靈活設置。

實施例4

一種以上實施例所述止疼神經刺激系統的刺激貼片裝置，所述刺激強度傳感器3、刺激電極驅動電路2、信息采集處理芯片1和線圈4集成設置在PCB板上，所述PCB板設置在殼體中，所述殼體可根據需要設定為非導電防水的材料，如醫(yī)用硅膠等，所述多個刺激微電極5設置在殼體外，本發(fā)明所述刺激貼片裝置采用專用定制芯片高度集成，極大減小了系統體積，提高了刺激器的便攜性。

在優(yōu)選的實施方式中，所述觸控傳感器包括設置在所述殼體上的多個觸摸按鍵和多個I/O接口；所述觸摸按鍵上設置覆蓋層，所述覆蓋層為非導電材料層，所述非導電材料層在本實施例中為玻璃，但不限定于此。

對所公開的實施例的上述說明，使本領域專業(yè)技術人員能夠實現或使用本發(fā)明。對這些實施例的多種修改對本領域的專業(yè)技術人員來說將是顯而易見的，本文中所定義的一般原理可以在不脫離本發(fā)明的精神或范圍的情況下，在其它實施例中實現。因此，本發(fā)明將不會被限制于本文所示的這些實施例，而是要符合與本文所公開的原理和新穎特點相一致的最寬的范圍。