本發明涉及植入醫療系統，特別的涉及一種可安全快速充電的癲癇睡眠窒息預防系統。

背景技術：

癲癇是大腦神經元突發性異常放電，導致短暫的大腦功能障礙的一種慢性疾病，癲癇的發病機制非常復雜。中樞神經系統興奮與抑制間的不平衡導致癲癇發作，癲癇發作時不會直接致死，但是可能會帶來睡眠呼吸中止等并發癥，引起病人窒息。

美國專利US8812098B2公開了可以監測度量各睡眠階段的癲癇發作概率，進行腦深部電刺激來緩解癲癇癥狀的植入刺激器，但是無法預防睡眠呼吸中止。

美國專利US6961618B2公開了可以根據心臟速率監測癲癇發作，使用迷走神經刺激來緩解癲癇癥狀，但是也無法預防癲癇的并發癥睡眠呼吸中止。

可見，對在緩解癲癇的同時預防窒息并發癥并保證安全快速對癲癇睡眠窒息預防系統進行充電是目前面臨的技術難題。

技術實現要素：

本發明的目的在于克服上述技術中的不足，提供一種可在緩解癲癇癥狀的同時監測窒息的發生，并進行相應的肌肉刺激防止窒息的植入刺激系統。該系統包括：迷走神經刺激器和上氣道肌肉刺激器，所述迷走神經刺激器包括第一電極，第一脈沖發生器，呼吸參數采集設備，第一溫度傳感器，第一充電線圈，第一主電池，第一備用電池，第一處理器和第一通信模塊，第一電極纏繞于迷走神經；第一處理器控制第一充電線圈給第一主電池和第一備用電池充電；第一處理器控制第一備用電池也給第一主電池充電；第一溫度傳感器測量迷走神經刺激器的第一充電溫度。

上氣道肌肉刺激器包括第二脈沖發生器 ，第二處理器，喚醒模塊，第二電極，第二通信模塊，第二溫度傳感器，第二充電線圈，第二主電池和第二備用電池；第二電極位于上氣道肌肉處；第二處理器控制第二充電線圈給第二主電池和第二備用電池充電；第二處理器控制第二備用電池也給第二主電池充電，第二溫度傳感器測量上氣道肌肉刺激器的第二充電溫度。

當第一充電溫度超過一閾值時，由第一處理器停止給第一主電池充電；當第二充電溫度超過一閾值時，由第二處理器停止給第二主電池充電。

第一和第二主電池和所述第一和第二備用電池為鋰離子充電電池或者其他可以快充的充電電池。

第一處理器在病人睡眠時控制第一脈沖發生器以預設參數發送脈沖至纏繞迷走神經的第一電極進行刺激，同時呼吸參數傳感器采集呼吸參數如血氧飽和度，判斷血氧飽和度是不是低于窒息閾值，當低于窒息閾值時則第一通信模塊與第二通信模塊通信，激活喚醒模塊，喚醒上氣道肌肉刺激器，第二處理器控制第二脈沖發生器以預設參數發送脈沖至上氣道肌肉處的第二電極；迷走神經刺激器刺激迷走神經緩解癲癇癥狀，當要發生窒息時喚醒上氣道肌肉刺激器刺激上氣道肌肉，擴張上氣道，阻止窒息發生。

進一步的，還包括體外預警控制器，當上氣道肌肉刺激器刺激一段時間血氧飽和度仍未上升到一定閾值，則向體外通信進行預警。

進一步的，還包括：當上氣道肌肉刺激器刺激一段時間血氧飽和度仍未上升到一定閾值，與迷走神經刺激器通信，第一處理器設置脈沖發生器參數為可以喚醒患者但對患者無損傷的幅值，從而喚醒患者。

進一步的，還包括：體外預警控制器可控制兩刺激器脈沖發生器的脈沖參數。

進一步的，還包括：迷走神經刺激器可更換為腦深部電刺激器，同樣可以緩解癲癇癥狀。

上述癲癇睡眠窒息預防系統能夠在癲癇治療過程中有效的防止病人睡眠中的窒息，提高了對病人的生活質量。

附圖說明

圖1是本發明的癲癇睡眠窒息預防系統圖。

附圖標記說明：

101. 神經電刺激器；102.上氣道肌肉刺激器；103.體外預警控制器；

201.第一電極；202.第一脈沖發生器；203.呼吸參數采集設備；204.第一處理器；205.第一通信模塊；

301.第二脈沖發生器；302.第二處理器；303.喚醒模塊；304.第二電極；305.第二通信模塊。

具體實施方式

下面結合附圖和實施例對本發明進一步說明。

第一實施例：

如圖1所示，本發明的一種癲癇睡眠窒息預防系統，包括神經電刺激器101和上氣道肌肉刺激器102。

神經電刺激器101為植入式迷走神經電刺激系統（VNS）或植入式腦深部電刺激系統（DBS），用于對患者P的目標神經進行刺激，從而緩解癲癇癥狀。

上氣道肌肉刺激器102用于對患者P的上氣道肌肉進行刺激以擴張上氣道，從而阻止窒息的發生。

神經電刺激器101包括第一電極201、第一脈沖發生器202、呼吸參數采集設備203、第一溫度傳感器，第一充電線圈、第一主電池、第一備用電池、第一處理器204和第一通信模塊205。

第一電極201為纏繞于患者P迷走神經處的迷走神經刺激電極或者植入患者P腦深部的腦深部刺激電極，第一電極201通過延伸導線與第一脈沖發生器202電連接，將第一脈沖發生器202發出的電刺激脈沖施加至目標神經，以對神經靶點進行電刺激從而產生療效。

第一脈沖發生器202用于根據第一處理器204的控制生成相應的電刺激脈沖。

呼吸參數采集設備203用于感測患者P的一個或多個生理參數，例如心血管或腦脊髓液壓力或流量、心音、患者移動或姿態、溫度、血氧飽和度、二氧化碳、呼吸頻率、心率、浮腫或pH，以便于對患者P的呼吸狀態進行識別，優選地，生理參數選取血氧飽和度和呼吸頻率。呼吸參數采集設備203為測量上述生理參數的一個或多個傳感器，優選地，呼吸參數采集設備203選取用于測量血氧飽和度的血氧傳感器和用于測量呼吸頻率的加速度傳感器或生物阻抗傳感器。

第一處理器204用于生成不同治療方案下的預設脈沖參數，還用于根據呼吸參數采集設備203所采集到的生理參數判斷患者P的呼吸狀態，根據判斷得出的呼吸狀態適時生成用于喚醒上氣道肌肉刺激器102的喚醒信號，并通過第一通信模塊205將該喚醒信號傳送至上氣道肌肉刺激器102。

第一處理器204控制第一充電線圈給第一主電池和第一備用電池充電；第一處理器204控制第一備用電池也給第一主電池充電；第一溫度傳感器測量迷走神經刺激器101的第一充電溫度。當第一充電溫度超過一閾值時，由第一處理器204停止給第一主電池充電。

有關患者呼吸狀態異常的判斷，優選為監測睡眠性呼吸暫停即睡眠窒息的發生，具體判斷方法為，當加速度傳感器或生物阻抗傳感器在時間閾值Tth內未采樣到呼吸信號并且血氧飽和度下降超過閾值BOth時，第一處理器204判斷為發生睡眠窒息并生成普通模式喚醒信號。優選地，Tth為8-10秒，BOth為3%-5%。

優選地，進一步對睡眠窒息的嚴重程度進行劃分，當加速度傳感器或生物阻抗傳感器在時間閾值Tth1內未采樣到呼吸信號并且血氧飽和度下降超過閾值BOth1時，第一處理器204判斷為發生輕度睡眠窒息并生成A模式喚醒信號；當加速度傳感器或生物阻抗傳感器在時間閾值Tth2內未采樣到呼吸信號并且血氧飽和度下降超過閾值BOth2時，第一處理器204判斷為發生中度睡眠窒息并生成B模式喚醒信號；當加速度傳感器或生物阻抗傳感器在時間閾值Tth3內未采樣到呼吸信號并且血氧飽和度下降超過閾值BOth3時，第一處理器204判斷為發生嚴重睡眠窒息并生成C模式喚醒信號。優選地，Tth1為8秒，BOth1為3%；Tth2為9秒，BOth2為4%；Tth3為10秒，BOth3為5%。

第一通信模塊205用于神經電刺激器101與上氣道肌肉刺激器102及其他設備之間進行無線通信，其中的無線通信可使用本領域公知的任何技術，例如RF或藍牙等。

上氣道肌肉刺激器102包括第二脈沖發生器301、第二處理器302、喚醒模塊303、第二電極304、第二溫度傳感器、第二充電線圈、第二主電池、第二備用電池、第二通信模塊305。

第二脈沖發生器301用于根據第二處理器302的控制生成相應的電刺激脈沖。

第二處理器302用于生成預設脈沖參數，優選地，第二處理器302用于生成不同模式下的預設脈沖參數。第二處理器302控制第二充電線圈給第二主電池和第二備用電池充電；第二處理器302控制第二備用電池也給第二主電池充電。第二溫度傳感器測量上氣道肌肉刺激器102的第二充電溫度。當第二充電溫度超過一閾值時，由第二處理器302停止給第二主電池充電。

喚醒模塊303由第二通信模塊305所接收到的喚醒信號進行激活從而喚醒上氣道肌肉刺激器102，優選地，喚醒模塊303還將不同模式的喚醒信號傳送至第二處理器302。

第二電極304設于上氣道肌肉處，第二電極304與第二脈沖發生器202電連接，以將第二脈沖發生器301發出的電刺激脈沖施加至上氣道肌肉處，從而擴張上氣道。

第二通信模塊305用于上氣道肌肉刺激器102與神經電刺激器101及其他設備之間進行無線通信，其中的無線通信可使用本領域公知的任何技術，例如RF或藍牙等。

第一和第二主電池和第一和第二備用電池為鋰離子充電電池或者其他可快充的電池。

該癲癇睡眠窒息預防系統的工作總流程描述如下：

（1）第一處理器204控制第一脈沖發生器202以選定治療方案下的預設脈沖參數發送電刺激脈沖至第一電極201以對患者P的神經靶點進行電刺激；

（2）同時，呼吸參數采集設備203對患者P的生理參數進行采集，第一處理器204通過上述生理參數判斷患者P的呼吸狀態；

（3）當第一處理器204判斷出睡眠窒息發生時，生成喚醒信號，優選地，第一處理器204進一步判斷睡眠窒息的嚴重程度并生成不同模式的喚醒信號；

（4）通過第一通信模塊204與第二通信模塊305進行通信，激活喚醒模塊303；

（5）喚醒模塊303喚醒上氣道肌肉刺激器102，優選地，喚醒模塊303還將不同模式的喚醒信號傳送至第二處理器302；

（6）第二處理器302控制第二脈沖發生器302以預設脈沖參數，優選地，以不同模式下的預設脈沖參數，發送電刺激脈沖至第二電極304以對患者P的上氣道肌肉進行電刺激。

第二實施例：

一種癲癇睡眠窒息預防系統，除了具有跟上一實施例相同的神經電刺激器101和上氣道肌肉刺激器102之外，還進一步包括體外預警控制器103，該體外預警控制器103用于對患者進行預警。體外預警控制器103可通過其內設的通信模塊與神經電刺激器101的第一通信模塊205以及上氣道肌肉刺激器102的第二通信模塊305進行無線通信。

加入了體外預警控制器103的癲癇睡眠窒息預防系統的工作流程除上述步驟（1）-（6）以外，還包括以下步驟：

（7）當喚醒上氣道肌肉刺激器102進行上氣道肌肉刺激并持續了一段時間Tla后，第一處理器204判斷睡眠窒息情況是否有所緩解，優選地，利用血氧飽和度上升超過閾值BOla作為睡眠窒息情況有所緩解的表征，優選地，Tla為120-240秒，BOla為3%-8%。，

（8）若第一處理器204判斷為睡眠窒息仍然持續，則與體外預警控制器103進行通信；

（9）體外預警控制器103對患者進行喚醒，優選地，對患者喚醒采用的具體方式為利用體外預警控制器103與神經電刺激器101通信，并通過第一處理器204為第一脈沖發生器202設置喚醒脈沖參數，該喚醒脈沖參數可產生可以喚醒患者但對患者無損傷的電脈沖刺激，從而對患者進行電刺激喚醒，或者，對患者喚醒采用的具體方式為利用體外預警控制器103的警報模塊發出一定幅值的聲音警報，從而對患者進行聲音警報叫醒，或者，對患者喚醒采用的具體方式為先采用電刺激喚醒，無效后再采用聲音警報叫醒。

進一步地，體外預警控制器103還可作為普通的患者控制器，以便于患者P在必要時分別對神經電刺激器101和上氣道肌肉刺激器102的脈沖參數進行手動調整。