增益調節模塊及植入式神經刺激系統技術方案

本實用新型專利技術揭示了一種增益調節模塊及植入式神經刺激系統，增益調節模塊包括增益控制單元及與增益控制單元連接的模數轉換單元，增益控制單元用于根據預設增益及接收到的初始輸入信號而獲取初始輸出信號，并根據初始輸出信號的數值調整增益而獲取目標增益，且增益控制單元根據目標增益及初始輸入信號而獲取目標輸出信號，模數轉換單元將目標輸出信號轉換為數字信號。本實用新型專利技術的增益調整單元可以根據初始輸出信號的數值調整增益，實現增益的自動控制，使得最終獲取的目標增益可以適應當前的腦電信號，從而使得最終輸出至模數轉換單元的目標輸出信號的幅值保持在一定范圍內，進而提高模數轉換的準確率。

Gain Module and Implantable Nerve Stimulation System

【技術實現步驟摘要】
增益調節模塊及植入式神經刺激系統
本技術涉及植入式醫療領域，尤其涉及一種增益調節模塊及植入式神經刺激系統。
技術介紹
植入式醫療系統近年來在醫學臨床上得到越來越廣泛的應用，通常包括植入式神經刺激系統(包括腦深部刺激系統DBS，植入式腦皮層刺激系統CNS，植入式脊髓電刺系統激SCS，植入式骶神經刺激系統SNS，植入式迷走神經刺激系統VNS等)、植入式心臟刺激系統(俗稱心臟起搏器)、植入式藥物輸注系統(IDDS)等。在植入式醫療系統中，神經剌激系統通過對靶點神經進行慢性電剌激，可以有效控制功能性神經疾病和精神疾病的癥狀。靶點神經信號的頻率和幅值可以反映神經疾病的情況，通過讀取靶點神經信號可以判斷病情和采取優化治療方式，也可以客觀判斷神經剌激系統的治療效果。靶點神經腦電信號采集需要先通過增益運放單元對腦電信號進行放大，再通過模數轉換單元將腦電信號轉換成數字信號，最后通過無線通信將數字信號傳送出去。實際運用中，腦電信號幅值差異性很大，若增益運放單元通過固定的增益倍數對腦電信號進行放大，那么，模數轉換單元接收到的放大后的腦電信號可能會出現幅值偏大或偏小的現象，進而造成模數轉換不準確，因此，需要調整增益運放單元的增益倍數以適應不同幅值的腦電信號。
技術實現思路
本技術的目的在于提供一種增益調節模塊及植入式神經刺激系統。為實現上述技術目的之一，本技術一實施方式提供一種增益調節模塊，包括增益控制單元及與所述增益控制單元連接的模數轉換單元，所述增益控制單元用于根據預設增益及接收到的初始輸入信號而獲取初始輸出信號，并根據所述初始輸出信號的數值調整增益而獲取目標增益，且所述增益控制單元根據所述目標增益及所述初始輸入信號而獲取目標輸出信號，所述模數轉換單元將所述目標輸出信號轉換為數字信號。作為本技術一實施方式的進一步改進，所述增益控制單元包括增益運放單元、峰值檢測單元、比較單元、粗調單元及細調單元，所述增益運放單元及所述峰值檢測單元分別用于獲取初始輸出信號及初始峰值電壓而完成一次峰值獲取循環，所述比較單元用于判斷所述初始峰值電壓是否符合預設條件，若是，則進入細調過程，所述細調單元獲取細調倍數并傳輸至所述增益運放單元，且所述增益運放單元將細調倍數與預設增益的乘積作為目標增益；若否，則進入粗調過程，所述增益運放單元獲取所述粗調單元提供的粗調倍數并將粗調倍數與預設增益的乘積替代預設增益，且所述增益運放單元及所述峰值檢測單元根據峰值獲取循環而獲取中間峰值電壓，且當所述中間峰值電壓符合預設條件時進入細調過程，所述增益運放單元將粗調倍數、細調倍數與預設增益的乘積作為目標增益。作為本技術一實施方式的進一步改進，所述比較單元用于判斷所述初始峰值電壓是否位于預設范圍內，若是，則進入細調過程，所述細調單元根據當前峰值電壓得到細調倍數并傳輸至所述增益運放單元，細調倍數為當前峰值電壓與目標值之間的倍數，所述增益運放單元將細調倍數與預設增益的乘積作為目標增益；若否，則進入粗調過程。作為本技術一實施方式的進一步改進，所述細調單元包括基準電壓單元及比較器，所述比較器包括第一輸入端、第二輸入端及第一輸出端，所述第一輸入端連接所述峰值檢測單元，所述第二輸入端連接所述基準電壓單元，其中，所述峰值檢測單元用于輸出當前峰值電壓，所述基準電壓單元用于輸出可變參考電壓，當所述比較器輸出出現翻轉時，所述細調單元將當前的可變參考電壓值作為當前峰值電壓。作為本技術一實施方式的進一步改進，所述基準電壓單元包括第一放大器及通道選擇單元，所述第一放大器包括第三輸入端、第四輸入端及第二輸出端，所述第三輸入端連接第一固定參考電壓，所述第二輸出端連接所述通道選擇單元，且所述第二輸出端設置有若干串聯電阻，所述第四輸入端連接若干串聯電阻的不同區域以實現所述第一放大器輸出可變電壓，所述通道選擇單元選擇可變電壓并將可變電壓輸出為所述可變參考電壓。作為本技術一實施方式的進一步改進，所述比較單元用于判斷所述初始峰值電壓是否小于預設值，若是，則進入細調過程，所述比較單元繼續判斷所述初始峰值電壓與所述預設值之間的差值是否小于預設閾值，若不小于預設閾值，則所述增益運放單元獲取所述細調單元提供的細調倍數并將細調倍數與預設增益的乘積替代預設增益，且所述增益運放單元及所述峰值檢測單元根據峰值獲取循環而獲取臨時峰值電壓，重復所述峰值獲取循環直至獲取的臨時峰值電壓與所述預設值之間的差值小于預設閾值，若小于預設閾值，則所述細調單元獲取當前的細調倍數并傳輸至所述增益運放單元，且所述增益運放單元將當前的細調倍數與預設增益的乘積作為目標增益；若否，則進入粗調過程。作為本技術一實施方式的進一步改進，所述粗調倍數包括若干可選粗調倍數，所述細調倍數包括若干可選細調倍數，且若干可選粗調倍數包括依次可被選擇的第一級粗調倍數、第二級粗調倍數及第三級粗調倍數。作為本技術一實施方式的進一步改進，細調倍數通過第二放大器實現，所述第二放大器包括第五輸入端、第六輸入端及第三輸出端，所述第五輸入端包括固定電阻及可變電阻，所述可變電阻的一端連接于所述固定電阻及所述第五輸入端之間，另一端連接第三輸出端，所述第六輸入端連接第二固定參考電壓，所述第三輸出端連接所述增益運放單元，其中，細調倍數為所述可變電阻與所述固定電阻的比值。作為本技術一實施方式的進一步改進，所述預設增益為所述增益調節模塊的最大增益。作為本技術一實施方式的進一步改進，所述峰值檢測單元包括依次相連的第一開關、二極管、第一電阻、接地設置的第一電容及接地設置且串聯的第二電阻、第二開關，其中，所述第一開關用于控制峰值檢測單元的輸入，所述第二開關用于復位，所述第二電阻用于限制放電電流，所述二極管配合所述第一電阻及所述第一電容實現若干輸入電壓的單向保存，而后通過若干輸入電壓獲取峰值電壓并作為所述峰值檢測單元的輸出。作為本技術一實施方式的進一步改進，所述峰值檢測單元包括第三放大器，所述第三放大器包括第七輸入端、第八輸入端及第四輸出端，所述第七輸入端設置有第三電阻、第二電容，所述第八輸入端連接所述第四輸出端且包括接地設置且串聯的第四電阻、第三開關以及接地設置的第三電容，所述第四輸出端設置有晶體管，所述晶體管的一端連接電源電壓，所述晶體管的另一端連接所述第三電容，其中，所述第三電阻及所述第二電容用于濾波，所述第三開關用于復位，所述晶體管用于產生偏置電流，通過所述第七輸入端輸入的逐漸增大的若干輸入電壓而獲取峰值電壓，所述第四輸出端將獲取的峰值電壓作為所述峰值檢測單元的輸出。為實現上述技術目的之一，本技術一實施方式提供一種植入式神經刺激系統，包括如上任意一項技術方案所述的增益調節模塊、刺激電極及終端設備，所述刺激電極用于獲取腦電信號以作為所述增益調節模塊的初始輸入信號，且所述增益調節模塊將轉換后的數字信號傳輸至所述終端設備。與現有技術相比，本技術的有益效果在于：本技術一實施方式的增益調整單元可以根據所述初始輸出信號的數值調整增益，實現增益的自動控制，使得最終獲取的目標增益可以適應當前的腦電信號，從而使得最終輸出至模數轉換單元的目標輸出信號的幅值保持在一定范圍內，進而提高模數轉換的準確率。附圖說明圖1是本技術一實施方式的植入本文檔來自技高網...

【技術保護點】
1.一種增益調節模塊，其特征在于，包括增益控制單元及與所述增益控制單元連接的模數轉換單元，所述增益控制單元用于根據預設增益及接收到的初始輸入信號而獲取初始輸出信號，并根據所述初始輸出信號的數值調整增益而獲取目標增益，且所述增益控制單元根據所述目標增益及所述初始輸入信號而獲取目標輸出信號，所述模數轉換單元將所述目標輸出信號轉換為數字信號。

【技術特征摘要】
1.一種增益調節模塊，其特征在于，包括增益控制單元及與所述增益控制單元連接的模數轉換單元，所述增益控制單元用于根據預設增益及接收到的初始輸入信號而獲取初始輸出信號，并根據所述初始輸出信號的數值調整增益而獲取目標增益，且所述增益控制單元根據所述目標增益及所述初始輸入信號而獲取目標輸出信號，所述模數轉換單元將所述目標輸出信號轉換為數字信號。2.根據權利要求1所述的增益調節模塊，其特征在于，所述增益控制單元包括增益運放單元、峰值檢測單元、比較單元、粗調單元及細調單元，所述增益運放單元及所述峰值檢測單元分別用于獲取初始輸出信號及初始峰值電壓而完成一次峰值獲取循環，所述比較單元用于判斷所述初始峰值電壓是否符合預設條件，若是，則進入細調過程，所述細調單元獲取細調倍數并傳輸至所述增益運放單元，且所述增益運放單元將預設增益與細調倍數的乘積作為目標增益；若否，則進入粗調過程，所述增益運放單元獲取所述粗調單元提供的粗調倍數并將粗調倍數與預設增益的乘積替代預設增益，且所述增益運放單元及所述峰值檢測單元根據峰值獲取循環而獲取中間峰值電壓，且當所述中間峰值電壓符合預設條件時進入細調過程，所述增益運放單元將粗調倍數、細調倍數與預設增益的乘積作為目標增益。3.根據權利要求2所述的增益調節模塊，其特征在于，所述比較單元用于判斷所述初始峰值電壓是否位于預設范圍內，若是，則進入細調過程，所述細調單元根據當前峰值電壓得到細調倍數并傳輸至所述增益運放單元，細調倍數為當前峰值電壓與目標值之間的倍數，所述增益運放單元將細調倍數與預設增益的乘積作為目標增益；若否，則進入粗調過程。4.根據權利要求3所述的增益調節模塊，其特征在于，所述細調單元包括基準電壓單元及比較器，所述比較器包括第一輸入端、第二輸入端及第一輸出端，所述第一輸入端連接所述峰值檢測單元，所述第二輸入端連接所述基準電壓單元，其中，所述峰值檢測單元用于輸出當前峰值電壓，所述基準電壓單元用于輸出可變參考電壓，當所述比較器輸出出現翻轉時，所述細調單元將當前的可變參考電壓值作為當前峰值電壓。5.根據權利要求4所述的增益調節模塊，其特征在于，所述基準電壓單元包括第一放大器及通道選擇單元，所述第一放大器包括第三輸入端、第四輸入端及第二輸出端，所述第三輸入端連接第一固定參考電壓，所述第二輸出端連接所述通道選擇單元，且所述第二輸出端設置有若干串聯電阻，所述第四輸入端連接若干串聯電阻的不同區域以實現所述第一放大器輸出可變電壓，所述通道選擇單元選擇可變電壓并將可變電壓輸出為所述可變參考電壓。6.根據權利要求2所述的增益調節模塊，其特征在于，所述比較單元用于判斷所述初始峰值電壓是否小于預設值，若是，則進入細調過程，所述比較單元繼續判斷所述初始峰值電壓與所述預設值之間的差值是...

【專利技術屬性】
技術研發人員：顏雨，李彩俊，朱為然，
申請(專利權)人：蘇州景昱醫療器械有限公司，
類型：新型
國別省市：江蘇,32