闭环管理神经刺激装置

技术领域

本发明涉及医疗器械技术领域，尤其涉及闭环管理神经刺激装置。

背景技术

神经刺激器属于医疗仪器技术领域，主要用于神经电刺激疗法测试。植入式电刺激系统已经广泛应用于神经疾病的治疗，例如深部闹刺激装置常用来治疗帕金森病等运动障碍性疾病，脊髓刺激器可以有效改善慢性疼痛等。

现有的神经刺激器工作形式单一，仅能作为刺激工具使用，且输出的刺激信号形式单一，无法随着患者身体状况的变化而改变刺激形式，具有一定的局限性。且现有植入式体外刺激装置在启动时电路开关切换瞬间电流脉冲信号上升沿会产生毛刺，影响刺激信号的波形；同时现有外部刺激器电流源输出的最大电流范围固定，当电路中干扰信号达到一定程度后，就会影响刺激器的正常使用，因此限制了体外刺激器的使用范围；进一步现有的植入式的电刺激装置的电极容易出现极化现象，造成组织器官的损伤。

发明内容

本发明所要解决的技术问题是现有神经刺激器仅能作为刺激工具使用，且输出的刺激信号形式单一，无法随着患者身体状况的变化而改变刺激形式，具有一定的局限性。

为了解决上述技术问题，本发明提供了一种闭环管理神经刺激装置，其特征在于，包括脉冲发生器以及分别与所述脉冲发生器连接的监测电极组和电刺激电极组，所述监测电机组包括至少一个监测电极，所述电刺激电极组包括至少一个电刺激电极；

所述监测电极组，用于通过监测电极采集人体的预设参数数据；

所述脉冲发生器，用于基于所述预设参数数据生成相应的电刺激信号，并将所述电刺激信号传输给所述电刺激电极组；

所述电刺激电极组，用于通过电刺激电极基于所述电刺激信号对人体相应神经组织进行电刺激，以实现对所述预设参数数据的调节。

优选地，所述脉冲发生器包括电刺激电路和监测电路；

所述监测电路，与所述监测电极组中的监测电极连接，用于对所述预设参数数据进行滤波放大处理以获取模拟参数信号，并将所述模拟参数信号传输给所述电刺激电路；

所述电刺激电路，分别与所述监测电路和所述电刺激电极组连接，用于基于所述模拟参数信号获取人体状态信息，再基于所述人体状态信息生成电刺激信号，并将所述电刺激信号传输给所述电刺激电极组。

优选地，所述监测电路包括心电监测电路和血压监测电路；

所述心电监测电路，用于对所述预设参数数据中的心电数据进行滤波放大处理以获取模拟心电信号，并将所述模拟心电信号传输至所述电刺激电路；

所述血压监测电路，用于将所述预设参数数据中的血压电流数据转换为模拟血压信号，并将所述模拟血压信号传输至所述电刺激电路。

优选地，所述心电监测电路包括脑电前端信号处理芯片KS1092和第一运算放大器，所述脑电前端信号处理芯片KS1092的输出端与所述第一运算放大器的正向输入端连接；且所述脑电前端信号处理芯片KS1092的输入引脚连接有两阶滤波组件，以降低所述心电数据中的射频干扰；所述脑电前端信号处理芯片KS1092的右腿驱动端连接有双向滤波组件，以降低右腿驱动信号的射频干扰；所述第一运算放大器正向输入端还连接有一阶滤波组件，以降低所述第一运算放大器输出端输出的模拟心脏信号中的射频干扰。

优选地，所述血压监测电路包括第二运算放大器和第三运算放大器，所述第二运算放大器用于将所述血压电流数据转换为模拟血压信号，所述第三运算放大器的输出端通过整流组件与所述第二运算放大器的反向输入端连接，以为其提供直流参考电压；所述第二运算放大器的正向输入端连接有两阶滤波组件，以降低所述血压电流数据中的射频干扰。

优选地，所述电刺激电路包括依次连接的信号及输出电流模块、直流供电模块和电池供电模块；

所述信号及输出电流模块，用于基于所述模拟参数信号获取人体状态信息，并基于所述人体状态信息生成电刺激信号，再将所述电刺激信号传输给所述电刺激电极组；

所述直流供电模块，用于为所述信号及输出电流模块供电；

所述电池供电模块，用于为所述直流供电模块中的充电电池进行充电管理，并对所述充电电池充电。

优选地，所述信号及输出电流模块包括主控单元、数字模拟转换器、换向单元、假负载单元和电流源单元：

所述主控单元与数字模拟转换器、换向单元和假负载单元连接，用于基于所述模拟参数信号和预设参数阈值获取人体状态信息，再基于所述人体状态信息生成第一控制信号，并将所述第一控制信号传输至所述数字模拟转换器，同时输出第二控制信号至所述换向单元，并输出第三控制信号至所述假负载单元；

所述数字模拟转换器与电流源单元连接，用于基于所述第一控制信号生成模拟血压信号，并将所述模拟血压信号传输至所述电流源单元；

所述电流源单元与所述换向单元和所述假负载单元连接，用于在所述模拟血压信号的控制下输出电刺激电流，并将所述电刺激电流传输给所述换向单元或所述假负载单元，且所述电流源单元输出的最大电流范围可调；

所述换向单元用于在所述第二控制信号的作用下输出不同流向的电刺激电流；

所述假负载单元用于在所述第三控制信号的作用下为所述电流源单元输出电流的跳变沿提供稳定负载。

优选地，所述信号及输出电流模块还包括多路选择器、电容阵列单元、电极连接器、电压参考单元和阻抗测量单元；

且所述主控单元还用于输出第四控制信号至所述多路选择器；

所述多路选择器，分别与所述主控单元和所述电容阵列单元连接，用于在所述第四控制信号的作用下接通所需通道，以使得所述电刺激电流从所述所需通道中输出；

所述电容阵列单元，分别与所述多路选择器和所述电极连接器连接，用于对所述电刺激电流中直流成分进行隔离形成电刺激信号；

所述电极连接器，分别与所述电容阵列单元和所述电刺激电极组连接，用于实现所述电容阵列单元和所述电刺激电极组中电刺激电极的连接；

所述电压参考单元，与所述数字模拟转换器连接，用于为所述数字模拟转换器提供参考电压；

所述阻抗测量单元，与所述主控单元连接，用于测量接入所述电极之间的人体阻抗。

优选地，所述信号及输出电流模块还包括与所述主控连接的9轴传感器单元；

所述9轴传感器单元，用于获取人体的运动状态，并将所述运动状态传输给所述主控单元，以作为所述主控单元生成第一控制信号的辅助信号。

优选地，所述信号及输出电流模块还包括温湿度传感器和天线单元；

所述温湿度传感器，与所述主控单元连接，用于检测所述脉冲发生器内部的温湿度信息，并将所述温湿度信息传输给所述主控单元，以使得所述主控单元可基于所述温湿度信息判断所述脉冲发生器的气密性是否良好；

所述天线单元，与所述主控单元无线连接，以实现与所述主控单元与外部的通信。

与现有技术相比，上述方案中的一个或多个实施例可以具有如下优点或有益效果：

应用本发明实施例提供的闭环管理神经刺激装置，通过监测电极和监测电路的设置实现人体参数数据的获取及处理，再通过将参数数据与预设的阈值进行对比以获取人体当前身体状态信息，而后基于人体当前身体状态信息通过电刺激电路输出相应的电刺激信号，最后通过电刺激信号对人体异常状态进行调节，实现人体监测与电刺激调节的闭环管理。进一步本发明装置中的电刺激电路具有降低干扰信号在电刺激电流中的占有比例增大体外刺激器的使用范围，消除电流尖峰点保证刺激信号波形的完整性，以及实现电极上电流的极性切换有效减轻电极对的极化现象的优点。且本发明装置中设置的9轴传感器单元还可获取人体运动状态信息，使得脉冲发生器可结合人体当前运动状态输出相对应的电刺激信号。

本发明的其它特征和优点将在随后的说明书中阐述，并且部分地从说明书中变得显而易见，或者通过实施本发明而了解。本发明的目的和其他优点可通过在说明书、权利要求书以及附图中所特别指出的结构来实现和获得。

附图说明

附图用来提供对本发明的进一步理解，并且构成说明书的一部分，与本发明的实施例共同用于解释本发明，并不构成对本发明的限制。在附图中：

图1示出了本发明实施例一闭环管理神经刺激装置的结构示意图；

图2示出了本发明实施例一中心电监测电路的电路图；

图3示出了本发明实施例一中血压监测电路的电路图；

图4示出了本发明实施例一中电流源单元的电路图；

图5示出了本发明实施例一电流源单元中一种输出电流范围调节电路的电路图；

图6示出了本发明实施例一中换向单元的电路图；

图7示出了本发明实施例一中假负载单元的电路图；

图8示出了本发明实施例一中电压参考单元的电路图；

图9示出了本发明实施例一中数字模拟转换器的电路图。

具体实施方式

以下将结合附图及实施例来详细说明本发明的实施方式，借此对本发明如何应用技术手段来解决技术问题，并达成技术效果的实现过程能充分理解并据以实施。需要说明的是，只要不构成冲突，本发明中的各个实施例以及各实施例中的各个特征可以相互结合，所形成的技术方案均在本发明的保护范围之内。

现有的神经刺激器工作形式单一，仅能作为刺激工具使用，且输出的刺激信号形式单一，无法随着患者身体状况的变化而改变刺激形式，具有一定的局限性。且现有植入式体外刺激装置在启动时电路开关切换瞬间电流脉冲信号上升沿会产生毛刺，影响刺激信号的波形；同时现有外部刺激器电流源输出的最大电流范围固定，当电路中干扰信号达到一定程度后，就会影响刺激器的正常使用，因此限制了体外刺激器的使用范围；进一步现有的植入式的电刺激装置的电极容易出现极化现象，造成组织器官的损伤。

为解决现有技术中存在的技术问题，本发明实施例提供了一种闭环管理神经刺激装置。

图1示出了本发明实施例一闭环管理神经刺激装置的结构示意图；参考图1所示，本发明实施例闭环管理神经刺激装置包括脉冲发生器以及分别与脉冲发生器连接的监测电极组和电刺激电极组。

监测电极组中包括至少一个监测电极，在监测过程中监测电极植入到人体内。监测电极上设计有心电监测触点，心电监测触点可接收人体的心电心率等参数数据；监测电极头部设置有压电薄膜，压电薄膜通过电极导丝与电极输入端连接，以用来获取人体的血压血流量等参数数据，其中可选取压电陶瓷作为压电薄膜。即监测电极组主要用于通过监测电极采集人体的预设参数数据。其中预设参数数据可包括血压电流数据和心电数据。优选地，监测电极组中可设置4根监测电极以来监测人体的血压情况和心电情况，监测电极监测到监测压电流数据或心电数据后将其反馈给脉冲发生器，以使得脉冲发生器可根据监测信息输出相对应的电刺激信号。

电刺激电极组包括至少一个电刺激电极，在使用过程中也需植入到人体内。电刺激电极上设计有多个电接触点，电刺激电极的输出端与输入端之间通过电极内部导丝相连，脉冲发射器发出的电刺激信号通过输入端传输到输出端，进而实现对迷走神经、颈动脉窦、脊椎神经、交感神经等神经的刺激。进一步即电刺激电极组通过电刺激电极基于电刺激信号对人体相应神经组织进行电刺激，以实现对预设参数数据的调节。优选地，电刺激电极组中可设置3根电刺激电极，3根电刺激电极的末端与人体体内神经接触，且每根电刺激电极上设计有1到10个电触点，可以较大范围覆盖所需要刺激的神经。3根电刺激电极可以用来刺激患者的颈动脉窦、交感神经、脊髓神经、迷走神经等神经，以获得最佳的治疗效果。且电刺激电极组中可仅设置1根电刺激电极，此时电刺激电极用于刺激颈动脉窦的。

脉冲发生器主要用于基于预设参数数据生成相应的电刺激信号，并将电刺激信号传输给电刺激电极组。进一步脉冲发生器包括电刺激电路和监测电路，且监测电路分别与电刺激电路和监测电极组连接，电刺激电路与电刺激电极组连接。其中监测电路主要用于对监测电机组采集的预设参数数据进行滤波放大处理以获取模拟参数信号，并将模拟参数信号传输给电刺激电路。电刺激电路主要用于基于模拟参数信号获取人体状态信息，再基于人体状态信息生成电刺激信号，并将电刺激信号传输给电刺激电极组。且需要说明的是，当监测电极组监测到预设参数数据恢复正常时，脉冲发生器也会停止输出电刺激信号的，即实现预设参数数据的实时调节。

监测电路具体包括心电监测电路和血压监测电路。其中心电监测电路主要用于对监测电极采集的心电数据进行处理，以获取滤波放大后的信号即模拟心电信号，而后再将模拟心电信号传输至电刺激电路，以待电刺激电路基于其进行人体心电状态的判断。而血压监测电路则主要用于对监测电极采集的血压电流数据进行转化处理，以得到模拟血压信号，而后再将模拟血压信号传输至电刺激电路，以待电刺激电路基于其进行人体血压状态的判断。

图2示出了本发明实施例一中心电监测电路的电路图；参考图2所示，心电监测电路包括有脑电前端信号处理芯片KS1092、第一运算放大器以及电容电阻等元器件。其中脑电前端信号处理芯片KS1092的输入引脚INP1和输入引脚INN1为心电数据输入端，其上分别连接有两阶滤波组件，两阶滤波组件的设置均是为了降低在给植入体无线充电的时候引入的射频干扰对心电信号的影响。更近一步地，连接于输入引脚INP1上的两阶滤波组件包括串联的电阻R81和电阻R79，以及连接于电阻R79输出端与接地端的电容C22和连接于电阻R81输出端与接地端的电容C23，同理连接于输入引脚INN1上的两阶滤波组件包括串联的电阻R84和电阻R80，以及连接于电阻R80输出端与接地端的电容C24和连接于电阻R84输出端与接地端的电容C25。脑电前端信号处理芯片KS1092的右腿驱动引脚BSOUT与引脚BSINV通过电容C32连接，且右腿驱动引脚BSOUT上连接有双向滤波组件，以降低右腿驱动信号的射频干扰；其中右腿驱动引脚BSOUT上连接的双向滤波组件包括串联连接于右腿驱动引脚BSOUT上的电阻R77和电阻R76，以及连接于电阻R77输入端与接地端的电容C20。脑电前端信号处理芯片KS1092的输出引脚VO1与第一运算放大器的正向输入端连接，输出引脚VO1用于输出模拟心电信号，经第一运算放大器隔离后连接至主控单元的AD采样输入端口。第一运算放大器正向输入端还连接有一阶滤波组件，以降低第一运算放大器输出端输出的模拟心脏信号中的射频干扰；其中，连接于第一运算放大器正向输入端的一阶滤波组件包括与电阻R92以及连接于电阻R92输出端与接地端的电容C35。

脑电前端信号处理芯片KS1092的引脚LDOIN与主控单元连接，主控单元为其提供3.3V的电压，以为芯片内内的引脚LDO，引脚VDDIO和引脚VDD提供电压，当不需要脑电前端信号处理芯片KS1092工作时，主控单元可直接拉低引脚LDOIN即可。引脚LDOIN上还连接于电阻R85以及连接于电阻85输入端和接地端的电容C29，以用于滤波处理。脑电前端信号处理芯片KS1092的引脚EN为脑电前端信号处理芯片KS1092的使能端，引脚EN通过电阻R86和电容C31接地。脑电前端信号处理芯片KS1092的引脚FR和引脚LDF连接。脑电前端信号处理芯片KS1092的引脚

进一步地，电阻R81与第一输入引脚INP1之间还连接有电容C26，电阻R84与第二输入引脚INN1之间还连接有电容C27。电阻R79输入端与接地端还连接有TVS二极管D3，电阻R80输入端与接地端还连接有TVS二极管D2，电阻R76的输入端与接地端还连接有TVS二极管D1，TVS二极管主要用做静电防护。电阻R76的输入端与接地端还连接有电容C21，电阻R77的输出端分别通过电阻R47和电阻R48与脑电前端信号处理芯片KS1092的输入引脚INP1和输入引脚INN1连接，电阻R77与右腿驱动引脚BSOUT之间还连接有电阻R78。脑电前端信号处理芯片KS1092的电源引脚VDD和引脚VDDIO上分别连接有3.3V电压，且引脚VDD还通过电容C28接地，引脚VDDIO通过电容C33接地。第一运算放大器型号为GS6001Y-TR，第一运算放大器的正向电源端分别通过电容C36和电容C37分别接地。

图3示出了本发明实施例一中血压监测电路的电路图；参考图3所示，血压监测电路包括第二运算放大器、第三运算放大器以及电容电阻等元器件。其中第二运算放大器的型号为ADA4051-1AKSZ-R7，其主要用于将血压电流数据转换为模拟血压信号，即将压电薄膜输出的微弱电荷信号转换成电压信号，该电压信号经过一阶低通滤波器滤波后生成模拟血压信号，该模拟血压信号输出至电刺激电路中主控单元的AD采样模拟输入端口；其中连接于第二运算放大器输出端的一阶低通滤波器包括电阻R46以及连接于电阻R46输出端与接地端的电容C48。而第三运算放大器的型号为LM4132AMF-2.0/NOPBTR-ND，第三运算放大器的输出端通过整流组件与第二运算放大器的反向输入端连接，以为其提供直流参考电压。其中整流组件产生直流参考电压，并连接至运放的反相输入端，给输入的压电薄膜产生的电信号提供一个直流耦合电压，进一步地，整流组件包括电容C51、电阻R49和电阻R99，其中第二运算放大器反向输入端分别通过电容C51和电阻R49分别接地，且第二运算放大器反向输入端还依次通过电阻R99与参考电压连接。

第二运算放大器的正向输入端连接有两阶滤波组件，以降低在给植入体无线充电的时候引入的射频干扰对心电信号的影响；连接于第二运算放大器正向输入端的两阶滤波组件包括串联的电阻R93和电阻R94，以及连接于电阻R93输出端与接地端的电容C42和连接于电阻R94输出端与接地端的电容C43。

进一步地，电阻R94的输出端与第二运算放大器正向输入端之间还依次连接有电容C44和电阻R95，电容C44的输入端还通过电容C47与第二运算放大器输出端连接，电容C44的输出端则依次通过电阻R96和电阻R98与第二运算放大器输出端连接，电阻R95两端并联连接有电容C45，且电阻R95输出端还通过电阻R97与电阻R98输入端连接，电阻R98两端并联连接有C46。电阻R99的输出端通过电阻R45与参考电压连接，电阻R45的输入端和输出端分别通过电容C49和电容C50分别接地。第三运算放大器的输入端输入3.3V电压，第三运算放大器的参考电压输出端VREF输出参考电压。第三运算放大器输入端分别通过电容C40和电容C41分别接地，第三运算放大器参考电压输出端分别通过电容C38和电容C39分别接地。

电刺激电路包括依次连接的电池供电模块、直流供电模块和信号及输出电流模块。其中信号及输出电流模块包括依次连接的主控单元MCU、数字模拟转换器DAC、电流源单元、换向单元、多路选择器MUX、电容阵列单元、电极连接器，以及与数字模拟转换器DAC连接的电压参考单元、与电流源单元连接的假负载单元和阻抗测量单元。

进一步地，主控单元MCU主要用于将模拟参数信号与预设参数阈值进行对比，以获取人体状态信息，而后在基于人体状态信息输出相对应的控制信号，同时其还用于为电流源单元、假负载单元、换向单元和多路选择器MUX提供控制信号，以对上述单元进行控制。具体地，当主控单元MCU获取模拟心电信号时，将模拟心电信号与预设电压范围阈值进行对比，当模拟心电信号高于或低于预设电压范围阈值时判定人体状态异常，并基于人体状态异常情况输出相对应的第一控制信号；而当主控单元MCU获取模拟血压信号时，将模拟血压信号与预设电压范围阈值进行对比，当模拟心电数据高于或低于预设电压范围阈值时判定人体状态异常，并基于人体状态异常情况输出相对应的第一控制信号。主控单元MCU输出第一控制信号至数字模拟转换器DAC，经数字模拟转换器DAC转换为模拟电压信号后传输给电流源单元，以对电流源单元输出电流进行控制。同时主控单元MCU会输出第二控制信号至换向单元，以控制换向单元实现电刺激电流的换向。主控单元MCU还会输出第三控制信号至假负载单元，以用于控制假负载单元的负载电阻在电流源单元输出端的连通与断开。进一步主控单元MCU还会输出第四控制信号至多路选择器MUX，以用于控制多路选择器MUX接通所需通道，以使得电刺激电流从所需通道中流出。

数字模拟转换器DAC主要用于将主控单元MCU下发的控制信号转换为模拟电压信号，并将模拟电压信号传输至电流源单元，以对电流源单元输出电路进行控制。需要说明的是，数字模拟转换器DAC可单独设置为一个与主控单元MCU和电流源单元连接的单元，同时其也可直接设置主控单元MCU中或利用主控单元MCU中自带的数字模拟转换器DAC来实现上述功能。

更近一步地，图9示出了本发明实施例一中数字模拟转换器DAC的电路图，参考图9所示，数字模拟转换器DAC包括DAC8831芯片U13、电感B17、电感B18以及若干电阻和电容。具体地，DAC8831芯片U13的第7引脚CS、第8引脚SCLK和第10引脚SDI分别与主控单元MCU连接，构成3线SPI数据总线；且DAC8831芯片U13的第7引脚CS上还连接有电阻R74，电阻R74输入端与接地端之间连接有电容C108，电阻R74输出端与接地端之间连接有电容C110；DAC8831芯片U13的第8引脚SCLK上还连接有电阻R75，电阻R75输入端与接地端之间连接有电容C112，电阻R75输出端与接地端之间连接有电容C114；DAC8831芯片U13的第10引脚SDI上还连接有电阻R69，电阻R69输入端与接地端之间连接有电容C97，电阻R69输出端与接地端之间连接有电容C99。

DAC8831芯片U13的第11引脚LDAC用于输入数据更新控制信号DAC_CS_DC/DC_LDAC，当该信号为低电平时，DAC8831芯片U13会将SPI的数据更新到内部寄存器，并根据寄存器的值来设定DAC8831芯片U20第2引脚VOUT的电压。DAC8831芯片U13的第5引脚REF-S第6引脚VREF-F为芯片的基准电压输入，本实施例采用2.048V为基准电压。DAC8831芯片U13的第5引脚VREF-S和第6引脚VREF-F还连接有电感B18，电感B18的输入端与接地端还连接有电容C109和电容C111，以及电感B18的输出端与接地端还连接有电容C113和电容C115。

DAC8831芯片U20的第14引脚VDD通过电感B17接输入电源，且电感B17的输入端与接地端还连接有电容C104、电容C105和三端电容E4，以及电感B17的输出端与接地端还连接有电容C106、电容C107和三端电容E5。DAC8831芯片U13的第3引脚AGNDF、第4引脚AGNDS、第12引脚DGND和第15引脚EXP均接地。

电流源单元主要是用于在模拟电压信号的控制下输出电刺激电流，并将电刺激电流传输给换向单元或假负载单元。需要指出的是，本发明实施例电流源单元输出的最大电流范围是可调的。具体地，电流源单元包括电流源电路和输出电流范围调节电路。其中电流源电路主要是用于在模拟电压信号的控制下输出电刺激电流，并将电刺激电流传输给换向单元或假负载单元。而输出电流范围调节电路则是用于通过调整接入电流源电路中接地电阻的阻值来改变电流源电路的最大电流范围。

进一步地，图4示出了本发明实施例一中电流源单元的电路图；参考图4所示，电流源电路包括运算放大器U11、N-MOSFET管Q2、电感B15以及若干电阻和电容。其中运算放大器U11的正向输入端通过电阻R62与数字模拟转换器DAC的输出端连接，用于接收模拟电压信号；运算放大器U11的反向输入端通过电阻R70与输出电流范围调节电路输入端连接，运算放大器U11的输出端与N-MOSFET管Q2的栅极连接。N-MOSFET管Q2的源极通过电阻R71与输出电流范围调节电路输入端连接，N-MOSFET管Q2的源极通过电阻R73输出电刺激电流，以作为电流源单元的输出端，N-MOSFET管Q2的漏极通过电感B15连接输入电源，且电感B15输入端与接地端之间还连接有电容C86和电容C87，电感B15输出端与接地端之间还连接有电容C89和电容C90。运算放大器U11的正向输入端还连接有接地的电容C88。输出电流范围调节电路的输入端即为电流源的接地点CS_OUT。

由于运算放大器U11的同相和反相输入电压会相等，因此电流源电路中运算放大器U11的第3引脚的电压DAC_BUFF_OUT和第2引脚的电压CS_OUT是相等的，又由于CS_OUT电压等于输出电流I和接地电阻Rr的乘积，因此电流源电路的输出电流即为I＝DAC_BUFF_OUT/Rr。

需要说明的是，电流源电路中的N-MOSFET管Q2还可用NPN三极管替换，其连接方式参考N-MOSFET管的连接方式，在此不再对其进行赘述。

进一步地，输出电流范围调节电路包括至少一组接地子电路，且接地子电路包括DG1412芯片，DG1412芯片的至少一个通道引脚上接有接地预电阻，DG1412芯片的数据信号引脚与主控单元MCU连接，以使得主控单元MCU通过控制DG1412芯片通道引脚的连通，来控制所有连通接地预电阻形成的总阻值。需要说明的是，所有接地预电阻可以设置为相同阻值的电阻，也可以设置为不同阻值的电阻；接地子电路通过连通不同数据信号通道来连通不同的接地预电阻，所有连通的接地预电阻集体构成接地电阻。

更近一步地，图5示出了本发明实施例一电流源单元中一种输出电流范围调节电路的电路图；参考图5所示，输出电流范围调节电路包括DG1412芯片U10、电感B13以及若干电阻和电容。其中DG1412芯片U10的第5引脚D4、第8引脚D3、第13引脚D2、第16引脚D1分别通过电阻R59、电阻R61、电阻R42、电阻R41与电流源单元的接地点连接。DG1412芯片U10的第11引脚V+通过电感B13接输入电源，且电感B13的输入端与接地端还连接有电容C79和电容C80，以及电感B13的输出端与接地端还连接有电容C60和电容C75。DG1412芯片U10的第1引脚S1、第2引脚V-、第3引脚GND、第4引脚S4、第9引脚S3、第12引脚S2和第17引脚EXP均接地。DG1412芯片U10的第6引脚IN4接电阻R63，且DG1412芯片U10的第6引脚IN4与接地端之间还连接有电容C91。DG1412芯片U10的第7引脚IN3接电阻R60，且DG1412芯片U10的第6引脚IN3与接地端之间还连接有电容C82。DG1412芯片U10的第14引脚IN2接电阻R44，且DG1412芯片U10的第14引脚IN2与接地端之间还连接有电容C59。DG1412芯片U10的第15引脚IN1接电阻R43，且DG1412芯片U10的第15引脚IN1与接地端之间还连接有电容C58。

电流源单元为压控电流源，输出电流的大小由输入电压和接地电阻决定，本设计中电流设置电阻有4个(电阻R59、电阻R61、电阻R42、电阻R41)，根据主控单元MCU输出的控制信号不同，DG1412芯片中相应的通道被连通至CS_OUT；若接地电阻为Rr，电流源输入信号电压为V_DAC_BUFF_OUT，那么电流源输出的电流I＝V_DAC_BUFF_OUT/R，因为V_DAC_BUFF_OUT最大电压为电压参考的电压，即2.048V，所以电流源的最大电流Imax＝2.048V/Rr。而DG1412芯片U10具体选通哪个通道是由DG1412芯片U10的第15引脚IN1、第14引脚IN2、第7引脚IN3和第6引脚IN4的高电平决定的，例如当DG1412芯片U10的第15引脚IN1为高电平时，那么R41被选中，最大电流Imax＝2.048V/R41。

换向单元主要用于在第二控制信号的作用下输出不同流向的电刺激电流。图6示出了本发明实施例一中换向单元的电路图；参考图6所示，具体地，换向单元包括第一DG1409E芯片U16、电感B22以及若干电阻和电容。其中第一DG1409E芯片U16的第16引脚EN与主控单元MCU连接，以使得主控单元MCU控制第一DG1409E芯片U16工作或禁用；即当主控单元MCU向第一DG1409E芯片U16的第16引脚EN输出为高电平时，第一DG1409E芯片U16开始工作，当主控单元MCU向第一G1409E芯片U16的第16引脚EN输出为低电平时，第一DG1409E芯片U16被禁用，进入低功耗模式。且主控单元MCU通过电阻R83与第一DG1409E芯片U16的第16引脚EN连接，第一G1409E芯片U16的第16引脚EN与接地端之间还连接有电容C140。

进一步地，第一DG1409E芯片U16的通道控制引脚与主控单元MCU连接，以用于接收第二控制信号。电流源单元的输出端和电流源单元中的接地点分别连接于第一DG1409E芯片U16的两组通道引脚两端，以使得第二控制信号为高电平时电刺激电流通过第一通道流出，第二控制信号为低电平时电刺激电流通过第二通道流出，第一通道和第二通道的流向相反。为了达到上述目的，本发明实施例将第一DG1409E芯片U16的第14引脚A1接地，将第一DG1409E芯片U16的第15引脚A0与主控单元MCU连接，用于接收第二控制信号，同时将第一DG1409E芯片U16的第2引脚S1A和第10引脚S2B与电流源单元的输出端连接，将第一DG1409E芯片U16的第3引脚S2A和第11引脚S1B与电流源单元的接地点连接，将第一DG1409E芯片U16的第6引脚DA和第7引脚DB连接负载。此时当第二控制信号为低电平时，第一DG1409E芯片U16的第2引脚S1A和第6引脚DA连通，第11引脚S1B与第7引脚DB连通，此时电流的流向是DA流向DB；当第二控制信号为高电平时，第一DG1409E芯片U16的第3引脚S1A和第6引脚DA连通，第10引脚S1B与第7引脚DB连通，此时电流的流向是DB流向DA。且主控单元MCU通过电阻R82与第一DG1409E芯片U16的第15引脚A0连接，且第一DG1409E芯片U16的第15引脚A0与接地端之间还连接有电容C138。

同时第一DG1409E芯片U16的第12引脚V+通过电感B22接输入电源，且电感B22的输入端与接地端之间还电容C136和电容C137，以及电感B22的输出端与接地端之间还电容C139和电容C141。第一DG1409E芯片U16的其它引脚均接地。

假负载单元主要用于在第三控制信号的作用下为电流源单元输出电流的跳变沿提供稳定负载。图7示出了本发明实施例一中假负载单元的电路图；参考图7所示，具体地，假负载单元包括第二DG1409E芯片U8、负载电阻R40、电感B12以及若干电容和电阻。其中负载电阻连接于第二DG1409E芯片U8的一组通道引脚之间，第二DG1409E芯片U8的两个输出引脚分别与电流源单元的输出端和电流源单元中的接地点连接，且第二G1409E芯片U8的使能端与主控单元MCU连接，以用于接收第三控制信号，以使得第三控制信号为高电平时，负载电阻连接于电流源单元的输出端和电流源单元的接地点之间，第三控制信号为低电平时，第二DG1409E芯片U8禁用。为了达到上述目的，本发明实施例将负载电阻连接于第二DG1409E芯片U8的第2引脚S1A和第11引脚S1B之间，且将第二DG1409E芯片U8的第15引脚A0设置为高电平，第二DG1409E芯片U8的第14引脚A1设置为低电平，以使得第二DG1409E芯片U8的第2引脚S1A和第6引脚DA连通，第11引脚S1B与第7引脚DB连通；将第二DG1409E芯片U8的第6引脚DA和第7引脚DB分别与电流源单元的输出端和电流源单元的接地点连接；将第二G1409E芯片U8的第16引脚EN与主控单元MCU连接，以用于接收第三控制信号。且主控单元MCU通过电阻R57与第二G1409E芯片U8的第16引脚EN连接，第二G1409E芯片U8的第16引脚EN与接地端之间还连接有电容C74。同时第二G1409E芯片U8的第15引脚A0上连接有R56，第二G1409E芯片U8的第15引脚A0与接地端之间还连接有电容C73。同时第二DG1409E芯片U8的第12引脚V+通过电感B12接输入电源，且电感B12的输入端与接地端之间还电容C77和电容C78，以及电感B12的输出端与接地端之间还电容C56和电容C57。第二DG1409E芯片U8的第3引脚S2A和第10引脚S2B悬空，其它引脚均接地。

在负载电阻没有连接到电流源单元时，因为电路中开关切换的延时以及开关自身在控制状态已定后的短时间内的阻抗不稳定性，会导致电流源单元的负载在信号切换瞬间变化较大且不稳定，而假负载单元在电流源单元后面的开关切换前就被连接到电流源单元上，这样在电流源单元后面的电路发生变化以及电流通路的阻值达到稳定前，电流源单元是稳定的，输出的电流被连接到负载电阻上，在电流源单元后面的电路稳定后，再把电流源单元的输出从负载电阻切换到换向单元。这样输出的电流脉冲上升沿和下降沿毛刺会减小，波形会比较平滑。

多路选择器MUX主要在第四控制信号的作用下接通所需通道，以使得电刺激电流从所需通道中输出。电容阵列单元主要是用于隔离电刺激电流中的直流成分进而形成电刺激信号。电极连接器主要用于连接电容阵列单元和电刺激电极组中电刺激电极。电压参考单元主要用于为数字模拟转换器DAC提供参考电压。图8示出了本发明实施例一中电压参考单元的电路图；参考图8所示，具体地，电压参考单元包括型号为LM4132AMF-2.0/NOPBTR-ND的芯片U25、电感B37和若干电容。芯片U25的第5引脚VR分别与三端电容E22连接，且芯片U25的第5引脚VRFF与接地端之间还连接有电容C237和电容C238。芯片U25的第4引脚VIN通过电感B37与三端电容E23连接，且电感B37的输入端与接地端之间分别连接有电容C239和电容C240，电感B37的输出端与接地端之间分别连接有电容C241和电容C242。芯片U25的第4引脚VIN和第3引脚EN连接，芯片U25的第2引脚GND接地。

直流供电模块主要用于为信号及输出电流模块提供工作电量。具体地，直流供电模块包括相连的充电电池和DC/DC转换器；其中充电电池用于为DC/DC转换器提供工作电量，且充电电池为充电锂电池；DC/DC转换器包括升压电路和升降压电路，升压电路分别与电流源单元、换向单元、假负载、数字选择器和阻抗测量单元连接，以为其供电，升降压电路分别与主控单元MCU、数字模拟转换器DAC和电压参考单元连接，以为其供电。同时直流供电模块还包括安全防护单元，安全防护单元主要用于对充电电池进行安全监测。

电池供电模块则主要用于为直流供电模块中的充电电池进行充电管理，并对所述充电电池充电。电池供电模块包括无线充电单元和4G及电池管理单元，其中无线充电单元主要用于为充电电池提供充电电量，其可设置为内部线圈，通过与外部线圈相互作用实现充电；4G及电池管理单元主要用于对充电电池的充电模式进行管理。

信号及输出电流模块还包括9轴传感器单元，9轴传感器单元具体包括陀螺仪传感器、加速度传感器和磁场感应传感器，用于对人体的运动状态进行测量。9轴传感器单元与主控单元MCU连接，当其获取人体的运动状态信息后，会将运动状态信号反馈给主控单元MCU，主控单元MCU获取人体运动状态信息后，在生成第一控制信号时，可将其作为辅助信号，以便于电刺激电路提供适合人体运动状态的电刺激信号。

进一步信号及输出电流模块还包括温湿度传感器和天线单元。其中温湿度传感器设置于脉冲发生器内部，以用于获取脉冲发生器内部的温湿度数值；且温湿度传感器直接与主控单元MCU连接，将其检测到的脉冲发生器内部温湿度数值传输给主控单元MCU，主控单元MCU通过不同的温湿度数值的变化判别脉冲发生器是否有气密性不良现象。

天线单元与主控单元MCU无线连接，具体可在主控单元MCU和天线单元内部配置蓝牙匹配电路，通过蓝牙实现通信连接。即主控单元MCU可通过蓝牙电路将信号传输至天线单元，天线单元可将信号传输至外部器件，同时外部器件也可以通过天线单元实现将外部信号传输给主控单元MCU。天线单元即实现主控单元MCU与外部器件的通信。

本发明闭环管理神经刺激装置的工作方式为：监测电极组中的监测电极对人体血压心率等值进行监测以获取心电数据和/或血压电流数据，并将心电数据和/或血压电流数据传输给脉冲发生器，脉冲发生器设置有对应的预设参数阈值，脉冲发生器将心电数据和/或血压电流数据与预设参数阈值进行对比，当判断出异常信号时，如心率节律异常，血压异常等，通过电刺激电极组中的电刺激电极刺激相应的神经系统，以调节心率、心电、血压等并获得正常的电压值。刺激电极分别可以为3根刺激电极，分别刺激迷走神经，脊椎神经和颈动脉窦等，刺激颈动脉窦目的为告诉大脑交感神经异常，使副交感兴奋，副交感兴奋用来抑制交感神经，使交感神经恢复正常水平。刺激迷走神经的目的为：兴奋迷走神经，抑制交感神经兴奋。刺激脊椎神经目的为：抑制交感神经兴奋。本发明装置适用于心衰等病症，还可用于降低患者的血压，扩张血管。

本发明实施例提供的闭环管理神经刺激装置，通过监测电极和监测电路的设置实现人体参数数据的获取及处理，再通过将参数数据与预设的阈值进行对比以获取人体当前身体状态信息，而后基于人体当前身体状态信息通过电刺激电路输出相应的电刺激信号，最后通过电刺激信号对人体异常状态进行调节，实现人体监测与电刺激调节的闭环管理。进一步本发明装置中的电刺激电路具有降低干扰信号在电刺激电流中的占有比例增大体外刺激器的使用范围，消除电流尖峰点保证刺激信号波形的完整性，以及实现电极上电流的极性切换有效减轻电极对的极化现象的优点。且本发明装置中设置的9轴传感器单元还可获取人体运动状态信息，使得脉冲发生器可结合人体当前运动状态输出相对应的电刺激信号。

虽然本发明所公开的实施方式如上，但所述的内容只是为了便于理解本发明而采用的实施方式，并非用以限定本发明。任何本发明所属技术领域内的技术人员，在不脱离本发明所公开的精神和范围的前提下，可以在实施的形式上及细节上作任何的修改与变化，但本发明的保护范围，仍须以所附的权利要求书所界定的范围为准。