CN218774182U - 植入式脉冲发生器及其电路***、刺激器以及医疗*** - Google Patents
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Abstract
本申请提供了植入式脉冲发生器及其电路***、刺激器以及医疗***，所述植入式脉冲发生器用于植入于患者体内，所述电路***包括：板对板连接器；采用所述板对板连接器连接的第一PCB板和第二PCB板；控制芯片，所述控制芯片设置于所述第一PCB板，所述控制芯片用于生成刺激控制信号并通过所述板对板连接器输出；刺激芯片，所述刺激芯片设置于所述第二PCB板，所述刺激芯片用于通过所述板对板连接器接收所述刺激控制信号，生成刺激脉冲信号并输出至电极导线，以使所述电极导线向所述患者的体内组织递送电刺激。将控制芯片和刺激芯片分别设置于通过板对板连接器连接的两个PCB板，减小单个PCB板的体积，从而减小整个植入式脉冲发生器的体积。
Description
技术领域
本申请涉及植入式器械、脑深部神经刺激的技术领域，尤其涉及植入式脉冲发生器及其电路***、刺激器以及医疗***。
背景技术
随着科技发展和社会进步，患者渴望通过各种治疗手段来提高生命质量，其中医疗器械，尤其是植入式器械的应用前景非常广阔。植入式器械是指借助手术全部或者部分进入人体内或腔道(口)中，或者用于替代人体上皮表面或眼表面，并且在手术过程结束后留在人体内30日(含)以上或者被人体吸收的医疗器械。刺激器是植入式器械的一种，刺激器通常包括IPG、延伸导线和电极导线，能够为患者提供参数可控的精细化电刺激治疗，在市场上受到众多患者的青睐。
现有技术的脉冲发生器其PCB(Printed Circuit Board，印刷电路板)结构大多为一块多层板构成，在研发过程中可维修性不高，且不易于故障检测，若PCB上电子元器件较多，会使得其面积增大，造成整个产品体积过大，不能很好地适用于植入式器械的应用领域。
专利CN107952171A公开了一种神经调控体外脉冲发生器，包括：前壳、后壳、端盖、电池盖、导线接口端插头，以及PCB板；所述前壳、后壳和端盖将PCB板支撑在壳内；所述PCB板包括：第一PCB板和第二PCB板，二者通过板对板连接器进行连接，所述第一PCB板固定在前壳内，所述第二PCB板固定在后壳内，并通过FPC与板对板连接器进行连接；所述导线接口端插头安装在所述第二PCB板上。该体外脉冲发生器非植入式器械，无法解决植入式脉冲发生器体积过大的问题。
基于此，本申请提供了植入式脉冲发生器及其电路***、刺激器以及医疗***，以解决上述现有技术中存在的问题。
发明内容
本申请的目的在于提供植入式脉冲发生器及其电路***、刺激器以及医疗***，将控制芯片和刺激芯片分别设置于通过板对板连接器连接的两个PCB板，减小单个PCB板的体积，从而减小整个植入式脉冲发生器的体积。
本申请的目的采用以下技术方案实现：
第一方面，本申请提供了一种植入式脉冲发生器的电路***，所述植入式脉冲发生器用于植入于患者体内，所述电路***包括：
板对板连接器；
采用所述板对板连接器连接的第一PCB板和第二PCB板；
控制芯片，所述控制芯片设置于所述第一PCB板，所述控制芯片用于生成刺激控制信号并通过所述板对板连接器输出；
刺激芯片，所述刺激芯片设置于所述第二PCB板，所述刺激芯片用于通过所述板对板连接器接收所述刺激控制信号，生成刺激脉冲信号并输出至电极导线，以使所述电极导线向所述患者的体内组织递送电刺激。
该技术方案的有益效果在于：将控制芯片和刺激芯片分别设置于通过板对板连接器(BTB)连接的两个PCB板，减小单个PCB板的体积，减小电路***的体积，从而减小整个植入式脉冲发生器的体积。该电路***采用BTB的外形设计和电路架构设计，降低了植入式脉冲发生器产品整体的尺寸，采用模块化分板方式，利用第一PCB板和第二PCB板来分别设置控制芯片和刺激芯片，提高了产品的可靠性和可维修性，同时降低了故障检测难度。
在一些可选的实施方式中，所述板对板连接器的数量大于1个；
所述控制芯片和所述刺激芯片通过其中一个所述板对板连接器实现二者之间的数据传输功能。
该技术方案的有益效果在于：该电路***可以设置多个板对板连接器，用于实现多个元器件之间的数据传输功能，其中一个板对板连接器用于实现控制芯片和刺激芯片的数据传输功能，其余板对板连接器例如可以用于实现电源模块和刺激芯片之间的供电功能等。
在一些可选的实施方式中，每个所述板对板连接器均满足：
所述板对板连接器的公座设置于所述第一PCB板，所述板对板连接器的母座设置于所述第二PCB板；或者，
所述板对板连接器的公座设置于所述第二PCB板，所述板对板连接器的母座设置于所述第一PCB板。
该技术方案的有益效果在于：对于每个板对板连接器来说，公座和母座分别设置于不同的PCB板，也就是说，当公座设置于其中一个PCB板时，母座设置于另一个PCB板，这样就能够实现两个PCB板之间的数据传输功能。
在一些可选的实施方式中，所述控制芯片和所述刺激芯片之间通过SPI协议进行通信。
该技术方案的有益效果在于：SPI是串行外设接口(Serial PeripheralInterface)的缩写，是一种同步串行接口技术，具有支持全双工通信、通信简单、数据传输速率块的优点。
在一些可选的实施方式中，所述电路***还包括：
电源模块，所述电源模块设置于所述第一PCB板，所述电源模块用于为所述控制芯片和所述刺激芯片供电。
该技术方案的有益效果在于：将电源模块和控制芯片设置于同一PCB板上，而非和刺激芯片设置于一块PCB板上，这样做的好处是，控制芯片***电路较为复杂，所需要单独供电的***芯片较多，将电源模块和控制部分(包含控制芯片及其***电路)设置于一块PCB板上，能够减少板间电连接的线路数量，减少对板对板连接器的数量需求，降低布线的复杂程度。
在一些可选的实施方式中，所述电路***还包括：
外部唤醒电路，所述外部唤醒电路与所述控制芯片可通信地连接，所述外部唤醒电路用于提供计时功能以及对所述控制芯片进行复位。
该技术方案的有益效果在于：现有技术的植入式脉冲发生器的电路结构中，当控制芯片出现故障时，其电路***无法实现自动复位，具体而言，植入式脉冲发生器一旦被植入患者体内后，遇到芯片故障时，无法通过人工操作产品的实体复位按钮等常规的重启方式进行唤醒或者复位，而如果控制芯片不能在一定时间内自动复位，就会导致电路***死机，电刺激治疗失效，给患者带来痛苦。植入式脉冲发生器发生故障时电刺激治疗失效，为了继续电刺激治疗，患者不得不选择再次手术，由医生将植入式脉冲发生器植出，然后更换或者维修(对控制芯片进行唤醒或者复位)，再重新植入，给患者带来痛苦，同时造成昂贵的手术费用，患者的使用体验较差。采用上述外部唤醒电路的设计，当植入式脉冲发生器发生故障时，只要外部唤醒电路工作正常，将会在预设时长之内重启植入式脉冲发生器的控制芯片，这种自动唤醒功能能够减少患者的痛苦和手术费用，提升患者体验。举例说明，当患者进入磁共振(MR，Magnetic Resonance)扫描室，可能由于强磁场的原因使得植入式脉冲发生器发生故障，不能正常工作，通过上述电路设计就可以解决此问题。
在一些可选的实施方式中，所述外部唤醒电路采用计数器。
该技术方案的有益效果在于：采用计数器作为外部唤醒电路，电路简单，可操作性强，成本也较低。计数器的计数随时间变化而不断增加，当计数器的计数达到预设数值时，会自动发送复位信号至控制芯片，实现控制芯片的自动复位功能。在正常工作状态下，计数器在上电后就开始计数，控制芯片每隔预设时长将会发送清零信号以控制计数器清零，当控制芯片死机或者发生其他故障时，控制芯片不能及时发送清零信号，导致计数器的数值不断增加，当增加到上述预设数值时，就向控制芯片发送复位信号，以使控制芯片自动复位。这样做的好处是，为植入式脉冲发生器提供了自动外部复位的功能，当植入式脉冲发生器中的控制芯片出现故障时，可以及时的自动复位，使得植入式脉冲发生器得以重新激活。例如每当计数十分钟之内未收到控制器发送的清零信号，整个电路***就会自动复位，重启控制芯片，完成植入式脉冲发生器的自动复位，继续为患者提供电刺激治疗。
在一些可选的实施方式中，所述外部唤醒电路设置于所述第一PCB板。
该技术方案的有益效果在于：由于外部唤醒电路需要和控制芯片进行通信，因此，将外部唤醒电路和控制芯片设置于同一PCB板上，能够减少板间电连接，降低电路***的整体复杂程度，进一步减小整个电路***的体积。
第二方面，本申请提供了一种植入式脉冲发生器，所述植入式脉冲发生器包括上述任一项植入式脉冲发生器的电路***。
第三方面，本申请提供了一种刺激器，所述刺激器用于植入于患者体内，所述刺激器包括：
上述任一项植入式脉冲发生器；
至少一个电极导线，每个所述电极导线分别与所述植入式脉冲发生器的电路***的刺激芯片可通信地连接。
在一些可选的实施方式中，所述刺激器还包括：
至少一个延伸导线，至少一个所述延伸导线与至少一个所述电极导线一一对应地连接，各所述延伸导线设置于所述刺激芯片与对应的电极导线之间，用于实现所述刺激芯片与对应的电极导线之间的数据传输功能。
该技术方案的有益效果在于：利用延伸导线实现刺激芯片和电极导线之间的数据传输功能，则植入式脉冲发生器和电极导线可以分别植入于患者体内的不同部位，减少同一部位的植入物数量，灵活程度高，进一步提升电刺激治疗效果。例如植入式脉冲发生器可以植入于胸前，而电极导线可以植入于颅内，用来治疗强迫症、抑郁症、焦虑症等精神类疾病、帕金森病或者辅助戒毒人员戒毒等。
在一些可选的实施方式中，所述电极导线的数量大于1个，至少一个所述电极导线植入于所述患者的大脑的左侧半球，至少一个所述电极导线植入于所述患者的大脑的右侧半球。
该技术方案的有益效果在于：在患者大脑的左右侧半球分别设置至少一个电极导线，能够实现针对大脑双侧靶点的联合电刺激，便于治疗病情程度较为严重、需要电刺激能量较大的患者。在医学上规定，能够向单个靶点(例如是伏隔核、内囊前肢等)递送的电刺激能量是有限的，因此如果想要同时递送更多电刺激能量，就需要同时刺激患者大脑左右两侧半球的多个靶点。
在一些可选的实施方式中，所述患者的疾病类型包括癫痫、震颤、帕金森病、抑郁症、强迫症、阿尔茨海默症、自闭症和药物成瘾症中的一个或多个。
该技术方案的有益效果在于：该刺激器适用于治疗多种疾病，为更多患者带来更好的治疗效果。
第三方面，本申请提供了一种医疗***，所述医疗***包括：
上述任一项刺激器；
程控设备，所述程控设备与所述刺激器的植入式脉冲发生器可通信地连接，所述程控设备用于向所述植入式脉冲发生器发送刺激控制指令，以使所述植入式脉冲发生器生成对应的刺激控制信号。
附图说明
下面结合附图和实施方式对本申请进一步说明。
图1示出了本申请实施例提供的一种医疗***的结构框图。
图2示出了本申请实施例提供的一种刺激器的结构框图。
图3示出了本申请实施例提供的一种植入式脉冲发生器的结构框图。
图4示出了本申请实施例提供的一种植入式脉冲发生器的电路***的结构框图。
图中：10、刺激器；20、程控设备；11、植入式脉冲发生器；12、电极导线；13、延伸导线；100、电路***；101、第一PCB板；102、第二PCB板；103、板对板连接器；104、控制芯片；105、刺激芯片；106、电源模块；107、外部唤醒电路。
具体实施方式
下面将结合本申请的说明书附图以及具体实施方式，对本申请中的技术方案进行描述，需要说明的是，在不相冲突的前提下，以下描述的各实施方式之间或各技术特征之间可以任意组合形成新的实施方式。
在本申请实施例中，“至少一个”是指一个或者多个，“多个”是指两个或两个以上。“和/或”，描述关联对象的关联关系，表示可以存在三种关系，例如，A和/或B，可以表示：单独存在A，同时存在A和B，单独存在B的情况，其中A，B可以是单数或者复数。字符“/”一般表示前后关联对象是一种“或”的关系。“以下至少一项(个)”或其类似表达，是指的这些项中的任意组合，包括单项(个)或复数项(个)的任意组合。例如，a，b或c中的至少一项(个)，可以表示：a，b，c，a和b，a和c，b和c，a和b和c，其中a、b和c可以是单个，也可以是多个。值得注意的是，“至少一项(个)”还可以解释成“一项(个)或多项(个)”。
还需说明的是，本申请实施例中，“示例性的”或者“例如”等词用于表示作例子、例证或说明。本申请实施例中被描述为“示例性的”或者“例如”的任何实施方式或设计方案不应被解释为比其他实施方式或设计方案更优选或更具优势。确切而言，使用“示例性的”或者“例如”等词旨在以具体方式呈现相关概念。
下面，首先对本申请实施例的其中一个应用领域(即植入式器械)进行简单说明。
植入式神经刺激***(一种植入式医疗***)主要包括植入患者体内的刺激器以及设置于患者体外的程控设备。现有的神经调控技术主要是通过立体定向手术在体内特定结构(即靶点)植入电极，并由植入患者体内的刺激器经电极向靶点发放电脉冲，调控相应神经结构和网络的电活动及其功能，从而改善症状、缓解病痛。其中，刺激器可以是植入式神经电刺激装置、植入式心脏电刺激***(又称心脏起搏器)、植入式药物输注装置(Implantable Drug Delivery System，简称I DDS)和导线转接装置中的任意一种。植入式神经电刺激装置例如是脑深部电刺激***(Deep Brain Stimulation，简称DBS)、植入式脑皮层刺激***(Cortical Nerve Stimulation，简称CNS)、植入式脊髓电刺激***(SpinalCord Stimulation，简称SCS)、植入式骶神经电刺激***(Sacral Nerve Stimulation，简称SNS)、植入式迷走神经电刺激***(Vagus Nerve Stimulation，简称VNS)等。
刺激器可以包括IPG、延伸导线和电极导线，IPG(implantable pulse generator，植入式脉冲发生器)设置于患者体内，依靠密封电池和电路向体内组织提供可控制的电刺激能量，通过植入的延伸导线和电极导线，为体内组织的特定区域递送一路或两路可控制的特定电刺激。延伸导线配合IPG使用，作为电刺激信号的传递媒体，将IPG产生的电刺激信号，传递给电极导线。电极导线通过多个电极触点，向体内组织的特定区域递送电刺激。刺激器设置有单侧或双侧的一路或多路电极导线，电极导线上设置有多个电极触点，电极触点可以均匀排列或者非均匀排列在电极导线的周向上。作为一个示例，电极触点可以以4行3列的阵列(共计12个电极触点)排列在电极导线的周向上。电极触点可以包括刺激电极触点和/或采集电极触点。电极触点例如可以采用片状、环状、点状等形状。
在一些可能的实施方式中，受刺激的体内组织可以是患者的脑组织，受刺激的部位可以是脑组织的特定部位。当患者的疾病类型不同时，受刺激的部位一般来说是不同的，所使用的刺激触点(单源或多源)的数量、一路或多路(单通道或多通道)特定电刺激信号的运用以及刺激参数数据也是不同的。本申请实施例对适用的疾病类型不做限定，其可以是脑深部刺激(DBS)、脊髓刺激(SCS)、骨盆刺激、胃刺激、外周神经刺激、功能性电刺激所适用的疾病类型。其中，DBS可以用于治疗或管理的疾病类型包括但不限于：痉挛疾病(例如，癫痫)、疼痛、偏头痛、精神疾病(例如，重度抑郁症(MDD))、躁郁症、焦虑症、创伤后压力心理障碍症、轻郁症、强迫症(OCD)、行为障碍、情绪障碍、记忆障碍、心理状态障碍、移动障碍(例如，特发性震颤或帕金森氏病)、亨廷顿病、阿尔茨海默症、药物成瘾症、自闭症或其他神经学或精神科疾病和损害。
本申请实施例中，程控设备和刺激器建立程控连接时，可以利用程控设备调整刺激器的刺激参数(不同的刺激参数所对应的电刺激信号不同)，也可以通过刺激器感测患者脑深部的生物电活动以采集得到电生理信号，并可以通过所采集到的电生理信号来继续调节刺激器的电刺激信号的刺激参数。
程控设备可以是医生程控设备(即医生使用的程控设备)或者患者程控设备(即患者使用的程控设备)。医生程控设备例如可以是搭载有程控软件的平板电脑、笔记本电脑、台式计算机、手机等智能终端设备。患者程控设备例如可以是搭载有程控软件的平板电脑、笔记本电脑、台式计算机、手机等智能终端设备，患者程控设备还可以是其他具有程控功能的电子设备(例如是具有程控功能的充电器、数据采集设备)。
本申请实施例对医生程控设备和刺激器的数据交互不进行限制，当医生远程程控时，医生程控设备可以通过服务器、患者程控设备与刺激器进行数据交互。当医生线下和患者面对面进行程控时，医生程控设备可以通过患者程控设备与刺激器进行数据交互，医生程控设备还可以直接与刺激器进行数据交互。
在一些可选的实施方式中，患者程控设备可以包括(与服务器通信的)主机和(与刺激器通信的)子机，主机和子机可通信的连接。其中，医生程控设备可以通过3G/4G/5G网络与服务器进行数据交互，服务器可以通过3G/4G/5G网络与主机进行数据交互，主机可以通过蓝牙协议/WIFI协议/USB协议与子机进行数据交互，子机可以通过401MHz-406MHz工作频段/2.4GHz-2.48GHz工作频段与刺激器进行数据交互，医生程控设备可以通过401MHz-406MHz工作频段/2.4GHz-2.48GHz工作频段与刺激器直接进行数据交互。
除了上述植入式器械的应用领域，本申请实施例还可以应用于其他医疗器械甚至非医疗器械的技术领域，本申请实施例不对此设限，只要涉及递送电刺激的场合均可应用，植入式脉冲发生器所接收的指令可以不局限于刺激控制指令。
***实施方式
参见图1，图1示出了本申请实施例提供的一种医疗***的结构框图。
本申请实施例提供了一种医疗***，所述医疗***包括：
刺激器10；
程控设备20，所述程控设备20与所述刺激器10的植入式脉冲发生器可通信地连接，所述程控设备20用于向所述植入式脉冲发生器发送刺激控制指令，以使所述植入式脉冲发生器生成对应的刺激控制信号。
本申请实施例对植入式脉冲发生器不作限定，其植入于患者体内，例如是颅内或者其他体内部位。
本申请实施例对程控设备20不作限定，其例如可以是平板电脑、笔记本电脑、台式计算机、手机、智能穿戴设备等。
在一些可选的实施方式中，刺激器10还可以用于采集患者的电生理信号并发送至程控设备20，程控设备20对接收到的电生理信号进行处理，并进行图形化的显示。
电生理信号例如可以是单细胞的电生理信号，也可以是体内组织或核团的局部场电位(即LFP，Local Field Potential)，体内组织例如可以是脑组织或者其他体内组织。局部场电位是一类特殊的电生理信号。在生物体内，具有一定体积的生物组织中的树突突触活动会引发电流，当这股电流流经具有一定阻抗的细胞外空间时，就形成了一定的电压分布，在某一点记录到的局部电压值就叫做局部场电位。
下文将对刺激器10进行说明。
刺激器实施方式
参见图2，图2示出了本申请实施例提供的一种刺激器的结构框图。
本申请还提供了一种刺激器，所述刺激器用于植入于患者体内，所述刺激器包括：
植入式脉冲发生器11；
至少一个电极导线12，每个所述电极导线12分别与所述植入式脉冲发生器11的电路***的刺激芯片可通信地连接。
在一些可选的实施方式中，所述刺激器还可以包括：
至少一个延伸导线13，至少一个所述延伸导线13与至少一个所述电极导线12一一对应地连接，各所述延伸导线13设置于所述刺激芯片与对应的电极导线12之间，用于实现所述刺激芯片与对应的电极导线12之间的数据传输功能。
由此，利用延伸导线13实现刺激芯片和电极导线12之间的数据传输功能，则植入式脉冲发生器11和电极导线12可以分别植入于患者体内的不同部位，减少同一部位的植入物数量，灵活程度高，进一步提升电刺激治疗效果。例如植入式脉冲发生器11可以植入于胸前，而电极导线12可以植入于颅内，用来治疗强迫症、抑郁症、焦虑症等精神类疾病、帕金森病或者辅助戒毒人员戒毒等。
在一些可选的实施方式中，所述电极导线12的数量可以大于1个，至少一个所述电极导线12植入于所述患者的大脑的左侧半球，至少一个所述电极导线12植入于所述患者的大脑的右侧半球。
由此，在患者大脑的左右侧半球分别设置至少一个电极导线12，能够实现针对大脑双侧靶点的联合电刺激，便于治疗病情程度较为严重、需要电刺激能量较大的患者。在医学上规定，能够向单个靶点(例如是伏隔核、内囊前肢等)递送的电刺激能量是有限的，因此如果想要同时递送更多电刺激能量，就需要同时刺激患者大脑左右两侧半球的多个靶点。
在一些可选的实施方式中，所述患者的疾病类型可以包括癫痫、震颤、帕金森病、抑郁症、强迫症、阿尔茨海默症、自闭症和药物成瘾症中的一个或多个。
由此，该刺激器适用于治疗多种疾病，为更多患者带来更好的治疗效果。
下文将对植入式脉冲发生器11进行说明。
植入式脉冲发生器实施方式
参见图3，图3示出了本申请实施例提供的一种植入式脉冲发生器的结构框图。
本申请实施例还提供了一种植入式脉冲发生器，所述植入式脉冲发生器包括植入式脉冲发生器的电路***100。
下文将对植入式脉冲发生器的电路***100进行说明。
电路实施方式
参见图4，图4示出了本申请实施例提供的一种植入式脉冲发生器的电路***的结构框图。
本申请实施例还提供了一种植入式脉冲发生器的电路***，所述植入式脉冲发生器用于植入于患者体内，所述电路***包括：
板对板连接器103；
采用所述板对板连接器103连接的第一PCB板101和第二PCB板102；
控制芯片104，所述控制芯片104设置于所述第一PCB板101，所述控制芯片104用于生成刺激控制信号并通过所述板对板连接器103输出；
刺激芯片105，所述刺激芯片105设置于所述第二PCB板102，所述刺激芯片105用于通过所述板对板连接器103接收所述刺激控制信号，生成刺激脉冲信号并输出至电极导线，以使所述电极导线向所述患者的体内组织递送电刺激。
由此，将控制芯片104和刺激芯片105分别设置于通过板对板连接器103(BTB)连接的两个PCB板(即第一PCB板101和第二PCB板102)，减小单个PCB板的体积，减小电路***的体积，从而减小整个植入式脉冲发生器的体积。
该电路***采用BTB的外形设计和电路架构设计，降低了植入式脉冲发生器产品整体的尺寸，采用模块化分板方式，利用第一PCB板101和第二PCB板102来分别设置控制芯片104和刺激芯片105，提高了产品的可靠性和可维修性，同时降低了故障检测难度。
本申请实施例中，所述板对板连接器103的数量可以是1个、2个、3个、5个等。
本申请实施例中，控制芯片104的数量可以是1个或2个，刺激芯片105的数量可以是1个、2个、4个等，控制芯片104和刺激芯片105之间例如可以是一对一、一对多的关系。任意一组可以相互通信的控制芯片104和刺激芯片105之间均通过板对板连接器103进行数据交互。上述控制芯片104可以部分或全部设置于第一PCB板101，上述刺激芯片105可以部分或全部设置于第二PCB板102。
在一些可选的实施方式中，所述板对板连接器103的数量可以大于1个；
所述控制芯片104和所述刺激芯片105通过其中一个所述板对板连接器103实现二者之间的数据传输功能。
由此，该电路***可以设置多个板对板连接器103，用于实现多个元器件之间的数据传输功能，其中一个板对板连接器103用于实现控制芯片104和刺激芯片105的数据传输功能，其余板对板连接器103例如可以用于实现电源模块106和刺激芯片105之间的供电功能、其他位于两个PCB板的元器件之间的数据传输功能等。
在一些可选的实施方式中，每个所述板对板连接器103均可以满足：
所述板对板连接器103的公座设置于所述第一PCB板101，所述板对板连接器103的母座设置于所述第二PCB板102；或者，
所述板对板连接器103的公座设置于所述第二PCB板102，所述板对板连接器103的母座设置于所述第一PCB板101。
由此，对于每个板对板连接器103来说，公座和母座分别设置于不同的PCB板，也就是说，当公座设置于其中一个PCB板时，母座设置于另一个PCB板，这样就能够实现两个PCB板之间的数据传输功能。
本申请实施例中，可以通过板对板连接器103的公座和母座之间的对接，针对控制部分和刺激部分的外形和功能实现契合。其中，控制部分包括第一PCB板101以及设置于第一PCB板101上的多个电子元器件，刺激部分包括第二PCB板102以及设置于第二PCB板102上的多个电子元器件。电子元器件例如可以包括芯片、电阻器、电容器、电感器、电位器、晶体管(包括二极管、三极管、场效应管、晶闸管等)、电子管、散热器、机电元件、连接器、半导体分立器件、电声器件、激光器件、电子显示器件、光电器件、传感器、电源、开关、微特电机、电子变压器、继电器、集成电路、压电、晶体、石英、陶瓷磁性材料、电子功能工艺专用材料、电子胶(带)制品、电子化学材料及部品中的一种或多种。
在一些可选的实施方式中，所述控制芯片104和所述刺激芯片105之间可以通过SPI协议进行通信。
由此，SPI是串行外设接口(Serial Peripheral Interface)的缩写，是一种同步串行接口技术，具有支持全双工通信、通信简单、数据传输速率块的优点。
在另一些可选的实施方式中，所述控制芯片104和所述刺激芯片105之间可以通过UART协议或者I2C协议进行通信。
其中，UART(Universal Asynchronous Receiver/Transmitter，通用异步收发器)协议，是一种串行、异步、全双工的通信协议，在嵌入式领域应用广泛。
I2C(又写作I2C，Inter-Integrated Circuit)字面上的意思是积体电路之间，它其实是I2C Bus简称，中文名称是集成电路总线，是一种串列通信汇流排，使用多主从架构。
在一些可选的实施方式中，所述电路***还可以包括：
电源模块106，所述电源模块106设置于所述第一PCB板101，所述电源模块106用于为所述控制芯片104和所述刺激芯片105供电。
由此，将电源模块106和控制芯片104设置于同一PCB板上，而非和刺激芯片105设置于一块PCB板上，这样做的好处是，控制芯片104***电路较为复杂，所需要单独供电的***芯片较多，将电源模块106和控制部分(包含控制芯片104及其***电路)设置于一块PCB板上，能够减少板间电连接的线路数量，减少对板对板连接器103的数量需求，降低布线的复杂程度。
在一些可选的实施方式中，电源模块106可以包括电源管理芯片、充放电保护电路、过压保护电路、ESD防静电电路、过流保护电路等。
在一些可选的实施方式中，所述电路***还可以包括：
外部唤醒电路107，所述外部唤醒电路107与所述控制芯片104可通信地连接，所述外部唤醒电路107用于提供计时功能以及对所述控制芯片104进行复位。
由此，现有技术的植入式脉冲发生器的电路结构中，当控制芯片104出现故障时，其电路***无法实现自动复位，具体而言，植入式脉冲发生器一旦被植入患者体内后，遇到控制芯片104故障时，无法通过人工操作产品的实体复位按钮等常规的重启方式进行唤醒或者复位，而如果控制芯片104不能在一定时间内自动复位，就会导致电路***死机，电刺激治疗失效，给患者带来痛苦。
植入式脉冲发生器发生故障时电刺激治疗失效，为了继续电刺激治疗，患者不得不选择再次手术，由医生将植入式脉冲发生器植出，然后更换或者维修(对控制芯片104进行唤醒或者复位)，再重新植入，给患者带来痛苦，同时造成昂贵的手术费用，患者的使用体验较差。采用上述外部唤醒电路107的设计，当植入式脉冲发生器发生故障时，只要外部唤醒电路107工作正常，将会在预设时长之内重启植入式脉冲发生器的控制芯片104，这种自动唤醒功能能够减少患者的痛苦和手术费用，提升患者体验。举例说明，当患者进入磁共振(MR，Magnetic Resonance)扫描室，可能由于强磁场的原因使得植入式脉冲发生器发生故障，不能正常工作，通过上述电路设计就可以解决此问题。
在一些可选的实施方式中，所述外部唤醒电路107可以采用计数器。
由此，采用计数器(即计数器复位芯片)作为外部唤醒电路107，电路简单，可操作性强，成本也较低。计数器的计数随时间变化而不断增加，当计数器的计数达到预设数值时，会自动发送复位信号至控制芯片104，实现控制芯片104的自动复位功能。
在正常工作状态下，计数器在上电后就开始计数，控制芯片104每隔预设时长将会发送清零信号以控制计数器清零，当控制芯片104死机或者发生其他故障时，控制芯片104不能及时发送清零信号，导致计数器的数值不断增加，当增加到上述预设数值时，就向控制芯片104发送复位信号，以使控制芯片104自动复位。
这样做的好处是，为植入式脉冲发生器提供了自动外部复位的功能，当植入式脉冲发生器中的控制芯片104出现故障时，可以及时的自动复位，使得植入式脉冲发生器得以重新激活。
例如每当计数十分钟之内未收到控制器发送的清零信号，整个电路***就会自动复位，重启控制芯片104，完成植入式脉冲发生器的自动复位，继续为患者提供电刺激治疗。
本申请实施例中，所述计数器所对应的预设时长例如可以是1分钟、3分钟、5分钟、10分钟、15分钟、30分钟等，所述计数器所对应的预设数值例如可以是5、10、15、20、30、50、100、200、300、500、1000、10000等。
本申请实施例中，计数器可以采用低功耗计数器或者超低功耗计数器。在待机状态下，计数器的静态电流可以是不大于100nA的，符合植入式医疗器械中的超低功耗要求。其中，计数器的输出脚可以连接至控制芯片104的复位引脚。
在另一些可选的实施方式中，所述外部唤醒电路107可以采用计数器以外的其他复位芯片或者其他复位电路。
在一些可选的实施方式中，所述外部唤醒电路107可以设置于所述第一PCB板101。
由此，由于外部唤醒电路107需要和控制芯片104进行通信，因此，将外部唤醒电路107和控制芯片104设置于同一PCB板上，能够减少板间电连接，降低电路***的整体复杂程度，进一步减小整个电路***的体积。
在另一些可选的实施方式中，所述外部唤醒电路107可以设置于所述第二PCB板102。
继续参见图4，在一个具体应用场景中，所述电路***包括：
板对板连接器103；
采用所述板对板连接器103连接的第一PCB板101和第二PCB板102；
控制芯片104，所述控制芯片104设置于所述第一PCB板101，所述控制芯片104用于生成刺激控制信号并通过所述板对板连接器103输出；
刺激芯片105，所述刺激芯片105设置于所述第二PCB板102，所述刺激芯片105用于通过所述板对板连接器103接收所述刺激控制信号，生成刺激脉冲信号并输出至电极导线，以使所述电极导线向所述患者的体内组织递送电刺激；
电源模块106，所述电源模块106设置于所述第一PCB板101，所述电源模块106用于为所述控制芯片104和所述刺激芯片105供电；
外部唤醒电路107，所述外部唤醒电路107与所述控制芯片104可通信地连接，所述外部唤醒电路107用于提供计时功能以及对所述控制芯片104进行复位；其中，所述外部唤醒电路107采用计数器。
本申请从使用目的上，效能上，进步及新颖性等观点进行阐述，已符合专利法所强调的功能增进及使用要件，本申请以上的说明书及说明书附图，仅为本申请的较佳实施例而已，并非以此局限本申请，因此，凡一切与本申请构造，装置，特征等近似、雷同的，即凡依本申请专利申请范围所作的等同替换或修饰等，皆应属本申请的专利申请保护的范围之内。
Claims (11)
1.一种植入式脉冲发生器的电路***，其特征在于，所述植入式脉冲发生器用于植入于患者体内，所述电路***包括：
板对板连接器；
采用所述板对板连接器连接的第一PCB板和第二PCB板；
控制芯片，所述控制芯片设置于所述第一PCB板，所述控制芯片用于生成刺激控制信号并通过所述板对板连接器输出；
刺激芯片，所述刺激芯片设置于所述第二PCB板，所述刺激芯片用于通过所述板对板连接器接收所述刺激控制信号，生成刺激脉冲信号并输出至电极导线，以使所述电极导线向所述患者的体内组织递送电刺激；
所述板对板连接器的数量是1个或者大于1个；每个所述板对板连接器均满足：所述板对板连接器的公座设置于所述第一PCB板，所述板对板连接器的母座设置于所述第二PCB板；或者，所述板对板连接器的公座设置于所述第二PC B板，所述板对板连接器的母座设置于所述第一PCB板；
所述控制芯片和所述刺激芯片通过其中一个所述板对板连接器实现二者之间的数据传输功能；所述控制芯片和所述刺激芯片之间通过SPI协议、UART协议或者I2C协议进行通信。
2.根据权利要求1所述的植入式脉冲发生器的电路***，其特征在于，所述电路***还包括：
电源模块，所述电源模块设置于所述第一PCB板，所述电源模块用于为所述控制芯片和所述刺激芯片供电。
3.根据权利要求1所述的植入式脉冲发生器的电路***，其特征在于，所述电路***还包括：
外部唤醒电路，所述外部唤醒电路与所述控制芯片可通信地连接，所述外部唤醒电路用于提供计时功能以及对所述控制芯片进行复位。
4.根据权利要求3所述的植入式脉冲发生器的电路***，其特征在于，所述外部唤醒电路采用计数器。
5.根据权利要求3所述的植入式脉冲发生器的电路***，其特征在于，所述外部唤醒电路设置于所述第一PCB板。
6.一种植入式脉冲发生器，其特征在于，所述植入式脉冲发生器包括权利要求1-5任一项所述的植入式脉冲发生器的电路***。
7.一种刺激器，其特征在于，所述刺激器用于植入于患者体内，所述刺激器包括：
权利要求6所述的植入式脉冲发生器；
至少一个电极导线，每个所述电极导线分别与所述植入式脉冲发生器的电路***的刺激芯片可通信地连接。
8.根据权利要求7所述的刺激器，其特征在于，所述刺激器还包括：
至少一个延伸导线，至少一个所述延伸导线与至少一个所述电极导线一一对应地连接，各所述延伸导线设置于所述刺激芯片与对应的电极导线之间，用于实现所述刺激芯片与对应的电极导线之间的数据传输功能。
9.根据权利要求7所述的刺激器，其特征在于，所述电极导线的数量大于1个，至少一个所述电极导线植入于所述患者的大脑的左侧半球，至少一个所述电极导线植入于所述患者的大脑的右侧半球。
10.根据权利要求7所述的刺激器，其特征在于，所述患者的疾病类型包括癫痫、震颤、帕金森病、抑郁症、强迫症、阿尔茨海默症、自闭症和药物成瘾症中的一个或多个。
11.一种医疗***，其特征在于，所述医疗***包括：
权利要求7-10任一项所述的刺激器；
程控设备，所述程控设备与所述刺激器的植入式脉冲发生器可通信地连接，所述程控设备用于向所述植入式脉冲发生器发送刺激控制指令，以使所述植入式脉冲发生器生成对应的刺激控制信号。
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