置入式心脏起搏器专用电路研制进展.pdfVIP

中国心畦起搏与心电生理杂志2004年第18卷第2期(增刊) ·71· 置人式心脏起搏器专用电路研制进展 金捷1 孙卫新1 白朝军1黄诒焯1杨天成2魏斌2 中图分类号R318．11文献标识码A 文章编号1(107—2659(2004)SO一咖1—02 置人式心脏电治疗装置，如心脏起搏器、除颤复律器、心力 2系统设计原理和特点 衰竭治疗装置等在心律失常和心力衰竭治疗方面有着广泛的应 用和发展前景。作为其延伸产物的置^式脑和外周神经刺激器 国际上现代起搏器设计多采用客户定制的带微处理器的 在治疗帕金森病、癫痫、老年痴呆症、镇痛及戒毒等方面也有着 专用集成电路设计，即按起搏器电路设计要求，将微功耗的微处 诱人前景。以心脏起搏器为例，世界上每年置人数为60万 理器内核和外围的逻辑电路乃至模拟电路做成一或两块专用集 只…。我国大陆受经济条件限制，目前每年的置人量约为2万 成电路，再和电容、晶振、干簧管等分立元件一起做成厚膜电路。 这种电路设计功能强，可靠性高，编程灵活，可满足系统功能扩 台，年增长率为15％一20％，实际需求量为20～40万只／年旧j。 起搏器平均售价为2．5万元，以此计算的国内市场容量为50一 展的要求。但这种设计对于我国这样的发展中国家来说，研发 100亿人民币。 费用大、周期长、投资风险很高。国家和企业都难以支持这样的 但由于我国以前不掌握这类装置的核心技术，即置入式电 研发项目。 治疗专用电路的设计和制造，因而在这一具有重要社会和经济 本项目根据目前微电子技术发展情况和我国国情，选用微 价值的高新技术产品领域几乎完全依赖进口，价格居高不下，许 封装的具有SOC功能的微处理器辅以少量的外围器件构成起 多新技术难以推广应用。而我国自己在这一领域的研究成果由 搏器的硬件电路，充分利用软件功能实现起搏器的各种功能。 于缺乏技术依托，也难以转化为实用的装置或治疗手段。为此， 这方面我们已有成功的经验和相当的工作基础，前期的预研工 尽快研发出具有我国自主知识产权的核心技术，发展我国自己 作更进一步证明了这种技术路线的可行性。 的起搏器和置入式治疗装置系列产品，是一项有重要社会和经 遥测和程控电路的主要功能是实现起搏器和外部程控仪 济价值的课题。 的无线双向数据传输。程控数据是由程控仪主动发射的射频信 为了尽快掌握这类专用电路设计和制造的核心技术，西安 号，起搏器向外发送的遥测数据采用负载调制的被动发射方式， 交通大学医学院医学电子工程研究所自2001年起，选择国内心 以简化电路和减少内部的能量消耗。该电路具有电源自动管理 脏起搏临床目前最需要的SSI起搏器专用电路和神经电刺激方 功能，在程控仪作用期间，起搏器电路将自动转化为外部射频场 面最具代表性的多极深部脑刺激器专用电路为突破口，经两年 供电，不消耗内部电池能量。这对于具有较强遥测和诊断功能 努力，先后研制出了微处理器控制的单腔7程控心脏起搏器专 的起搏器电路设计尤为有用。 用电路、深部脑刺激器专用电路及配套的程控仪。其中单腔7 微处理器MCU是系统的主控单元，它在管理和监控遥测 程控心脏起搏器已通过国标测试和动物实验验证。结果表明， 电路的工作的同时，按程控参数控制起搏脉冲的发放和对感知 实验样机性能稳定可靠，本项目预研所采用的技术路线可行。 到的腔内心电信号进行分析处理。系统的感知功能采用双感知 在此基础上，我所和宝鸡秦明公司合作，以国际同类产品先进水 设计，在正常情况下，它能感知P波或R波信号，按设定的起搏 平为研发目标，正式开始了国产起搏器和有源置入式装置系列 模式工作，而在频率高于4Hz的强干扰环境下，起搏器将转换为 产品研制计划。作为第一阶段目标，我们将在本年度完成 S00工作模式，以防止