可编程脉冲发生器用于缓解疼痛的刺激,使用可生物吸收电极
Kangni Liu1, Anne Gormaley2, Kevin Woeppel3
1Department of ECE, University of Pittsburgh.
概括
这项研究介绍了用于神经刺激的可编程脉冲发生器,为止痛药提供了一个新的替代方案. 该设备表现出稳定的电极性能和可控制的生物吸收电极降解,用于慢性疼痛缓解应用.
科学领域:
- 生物医学工程 生物医学工程
- 神经科学是一个神经科学.
- 电气工程 电气工程
背景情况:
- 神经刺激是慢性疼痛管理中药物的关键替代品.
- 开发先进的脉冲发生器对于有效和安全的神经刺激疗法至关重要.
研究的目的:
- 设计和实施一个多功能,可编程的脉冲发生器 (PG) 用于止痛神经刺激.
- 评估不同的刺激模式及其对电极性能和寿命的影响.
主要方法:
- 该PG使用180nm CMOS技术实现,支持三个操作模式:双相不对称,双相电容合和单相降解命令 (DOC).
- 该系统产生±4mA电流脉冲,具有8位分辨率,可调节的脉冲持续时间 (1-256μs) 和频率 (16Hz-250kHz).
- 在体外研究中评估了不同刺激模式的电极阻抗变化和降解特征.
主要成果:
- 电容合双相刺激维持了电极的稳定性,在140万次脉冲后仅显示5Ω阻抗变化.
- 在DOC模式下,可生物吸收电极的降解加速,阻抗从100Ω增加到超过0.2MΩ在24小时内.
- 电池驱动的,紧的PG PCB实现了高达30小时的连续刺激,最高功耗为26.4mW.
结论:
- 设计的PG提供了一个可调和高效的神经刺激平台.
- 该研究验证了不同刺激模式对电极管理和治疗应用的潜力.
- 结果支持进行慢性疼痛缓解的体内研究.
