一種應(yīng)用于心臟起搏器的極性選擇電路的制作方法
【專利摘要】本發(fā)明涉及一種應(yīng)用于心臟起搏器的極性選擇電路，包括雙極性選擇的電路和三極性選擇的電路；通過共用一個電極導(dǎo)線的起搏、心電信號采集、心臟阻抗測量正確地進(jìn)行雙極、三級性選擇；該電路具有單向?qū)ǘ嗤返奶攸c，能夠保證各個功能信號只在其固定的通路中傳輸，在正確的極性選擇的同時，將各功能在其單獨的通路中完成，能夠在電路上對各個功能信號進(jìn)行有效隔離；且由于核心電路由開關(guān)型MOS管構(gòu)成，信號損失較小，隔離度高，安全性好。從而本裝置適用于大面積推廣和廣泛使用。
【專利說明】一種應(yīng)用于心臟起搏器的極性選擇電路
【技術(shù)領(lǐng)域】
[0001] 本發(fā)明屬于集成電路【技術(shù)領(lǐng)域】，具體涉及一種應(yīng)用于心臟起搏器的極性選擇電 路。
【背景技術(shù)】
[0002] 心臟起搏器可用于治療一些由于某些心律失常所致的心臟功能障礙等疾病，其主 要由起搏器和電極導(dǎo)線兩部分構(gòu)成，起搏器植入人體后，通過電極導(dǎo)線與心臟相連。電極導(dǎo) 線內(nèi)部一根金屬線將起搏脈沖傳送至心臟，為起搏器的陽極；另一根金屬線將心電信號傳 回起搏器，為起搏器陰極；同時起搏器的外殼也能通過人體組織將起搏脈沖傳送至心臟。越 來越多的臨床數(shù)據(jù)表明通過改變電極極性，產(chǎn)生最接近心臟本征起搏脈沖信號的去極化起 搏脈沖，更有助于穩(wěn)定心率，提尚心臟起搏器的治療效果。極性選擇電路能使心臟起搏器完 成從起搏器陽極到起搏器陰極、從起搏器外殼到起搏器陰極、從起搏器陰極到起搏器陽極 的不同電極之間的起搏、心臟阻抗測量等功能。隨著心臟起搏器功能的越來越完善，安全可 靠的極性選擇電路越來越重要。
[0003] 專利U. S. No. 4628934通過一種電路結(jié)構(gòu)實現(xiàn)了具有多腔電極導(dǎo)線的起搏器起搏 時的多種極性的選擇，但不具有心電信號采集、心臟阻抗測量的極性選擇功能。
[0004] 專利U. S. No. 6477417B1通過一種電路結(jié)構(gòu)實現(xiàn)了具有多腔電極導(dǎo)線的起搏器起 搏、心電信號采集的多種極性的選擇，但其起搏與心電信號采集功能均需各自的電極導(dǎo)線。
【發(fā)明內(nèi)容】
[0005] 本發(fā)明的目的在于克服上述現(xiàn)有技術(shù)中存在的缺點，提供一種應(yīng)用于心臟起搏器 的極性選擇電路，具有隔離度高、抗干擾能力強的優(yōu)點。
[0006] 為實現(xiàn)上述目的，本發(fā)明采用以下技術(shù)方案：包括雙極性選擇的電路和三極性選 擇的電路；
[0007] 所述的雙極性選擇電路包括：源端連接在一起的第一 MOS管和第二MOS管，且第一 MOS管和第二MOS管的柵端共接在其對應(yīng)的高壓驅(qū)動電路輸出端；第一 MOS管和第三MOS管 的漏端均連接至起搏電路輸出的正端；第三MOS管和第四MOS管的源端相連接，第三MOS管 和第四MOS管柵端共接在其對應(yīng)的高壓驅(qū)動電路輸出端；第二MOS的漏端與起搏器外殼相 連接；第四MOS管的漏端與起搏器陽極相連接；第五和第六MOS管的源端均與心電采集電 路輸出的正端相連接，第五和第六MOS管柵端分別連接其對應(yīng)的控制譯碼電路的輸出端； 第五MOS管漏端與起搏器外殼相連接，第六MOS管漏端與起搏器陽極相連接；第七M(jìn)OS管和 第八MOS管源端相連接，且第七M(jìn)OS管、第八MOS管柵端共接在其對應(yīng)的控制譯碼電路輸出 端；第七M(jìn)OS管和第九MOS管漏端均與起搏電路輸出的正端相連接；第九和第十MOS管源 端相連接；第九MOS管和第十MOS管的柵端共接在其對應(yīng)的控制譯碼電路輸出端；第八MOS 管的漏端與起搏器外殼相連接；第十MOS管的漏端與起搏器陽極相連接；
[0008] 所述的三極性選擇電路包括：漏端均與起搏電路輸出正端相連接的第十一 MOS 管、第十三MOS管和第十五MOS管；第^^一 MOS管和第十二MOS管柵端共接在其對應(yīng)的高壓 驅(qū)動電路輸出端；第十二MOS管源端與第^^一 MOS管漏端相連接，第十二MOS管漏端與起搏 器外殼相連接；第十三MOS管源端與第十四MOS管源端相連接，兩MOS柵端共接在其對應(yīng)的 高壓驅(qū)動電路輸出端；第十四MOS管的漏端與起搏器陽極和第二十三MOS管的漏端相連接； 第二十三MOS管的柵端與其對應(yīng)的控制譯碼電路輸出端相連，源端與起搏電路輸出的負(fù)端 及阻抗測量電路的負(fù)端相連；第十五MOS管源端和第十六MOS管源端相連接，兩MOS柵端共 接在其對應(yīng)的高壓驅(qū)動電路輸出端，第十六MOS管的漏端與起搏器陰極和第二十四MOS管 漏端相連接；第二十四MOS管的柵端與其對應(yīng)的控制譯碼電路輸出相連，源端與起搏電路 輸出的負(fù)端及阻抗測量電路的負(fù)端相連的；第十七M(jìn)OS管、第十九MOS管、第二^^一 MOS管 漏端均與阻抗測量電路輸出正端相連接；第十七M(jìn)OS管源端與第十八MOS管源端相連接， 柵端共接在其對應(yīng)的控制譯碼電路的輸出端，第十八MOS管漏端與起搏器外殼相連接；第 十九MOS管源端與第二十MOS管源端相連接，柵端共接在其對應(yīng)的控制譯碼電路的輸出端， 第二十MOS管漏端與起搏器陽極相連接；第二一^h MOS管源端與第二十二MOS管源端相連 接，柵端共接在其對應(yīng)的控制譯碼電路的輸出端，第二十二MOS管漏端與起搏器陰極相連 接。
[0009] 所述的第一 MOS管、第二MOS管、第三MOS管、第四MOS管、第^^一 MOS管、第十二 MOS管、第十三MOS管、第十四MOS管、第十五MOS管和第十六MOS管均為柵耐高壓的switch 型 M0S。
[0010] 所述的第五MOS管、第六MOS管、第七M(jìn)OS管、第八MOS管、第九MOS管、第十MOS 管、第十七M(jìn)OS管、第十八MOS管、第十九MOS管、第二十MOS管、第二^^一 MOS管、第二十二 MOS管、第二十三MOS管和第二十四MOS管均為漏端耐高壓的switch型M0S。
[0011] 本發(fā)明具有以下的有益效果：相比較現(xiàn)有技術(shù)，本發(fā)明通過共用一個電極導(dǎo)線的 起搏、心電信號采集、心臟阻抗測量正確地進(jìn)行雙極、三級性選擇；該電路具有單向?qū)ǘ?通路的特點，能夠保證各個功能信號只在其固定的通路中傳輸，在正確的極性選擇的同時， 將各功能在其單獨的通路中完成，能夠在電路上對各個功能信號進(jìn)行有效隔離；且由于核 心電路由開關(guān)型MOS管構(gòu)成，信號損失較小，隔離度高，安全性好。從而本裝置適用于大面 積推廣和廣泛使用。
[0012] 進(jìn)一步的，由于第一 MOS管、第二MOS管、第三MOS管、第四MOS管、第^^一 MOS管、 第十二MOS管、第十三MOS管、第十四MOS管、第十五MOS管和第十六MOS管均為柵耐高壓 的switch型M0S，從而具有低導(dǎo)通電阻，
[0013] 進(jìn)一步的，由于第五MOS管、第六MOS管、第七M(jìn)OS管、第八MOS管、第九MOS管、第 十MOS管、第十七M(jìn)OS管、第十八MOS管、第十九MOS管、第二十MOS管、第二^^一 MOS管、第 二十二MOS管、第二十三MOS管和第二十四MOS管均為漏端耐高壓的switch型M0S，從而具 有低的導(dǎo)通電阻，電源電壓即可驅(qū)動。
【專利附圖】
【附圖說明】
[0014] 圖1為心臟起搏器的極性選擇原理圖；
[0015] 圖2為本發(fā)明提供雙極性選擇的電路原理圖；
[0016] 圖3為本發(fā)明提供三極性選擇的電路原理圖；
[0017] 圖4為圖2所示STI = 0, SEN = 0時電路的仿真結(jié)果圖；
[0018] 圖5為圖2所示STI = 1，SEN = 1時電路的仿真結(jié)果圖；
[0019] 圖6為圖2所示STI = 0, SEN = 1時電路的仿真結(jié)果圖；
[0020] 圖7為圖2所示STI = 1，SEN = 0時電路的仿真結(jié)果圖；
[0021] 圖8為圖3所示起搏脈沖最高幅值6. 2V時電路的仿真結(jié)果圖；
[0022] 圖9為圖3所示起搏脈沖最高幅值6. 75V時電路的仿真結(jié)果圖；
[0023] 圖10為圖3所示起搏脈沖最高幅值6. 76V時電路的仿真結(jié)果圖。
【具體實施方式】
[0024] 下面結(jié)合附圖，對本發(fā)明作進(jìn)一步詳細(xì)說明。
[0025] 參見圖2、3,本發(fā)明包括雙極性選擇的電路和三極性選擇的電路；雙極性選擇電 路包括：源端連接在一起的第一 MOS管Ml和第二MOS管M2,且第一 MOS管Ml和第二MOS管 M2的柵端共接在其對應(yīng)的高壓驅(qū)動電路輸出端；第一 MOS管Ml和第三MOS管M3的漏端均 連接至起搏電路輸出的正端；第三MOS管M3和第四MOS管M4的源端相連接，第三MOS管M3 和第四MOS管M4柵端共接在其對應(yīng)的高壓驅(qū)動電路輸出端；第二MOS的漏端與起搏器外殼 相連接；第四MOS管M4的漏端與起搏器陽極相連接；第五和第六MOS管M6的源端均與心 電采集電路輸出的正端相連接，第五和第六MOS管M6柵端分別連接其對應(yīng)的控制譯碼電路 的輸出端；第五MOS管M5漏端與起搏器外殼相連接，第六MOS管M6漏端與起搏器陽極相連 接；第七M(jìn)OS管M7和第八MOS管M8源端相連接，且第七M(jìn)OS管M7、第八MOS管M8柵端共 接在其對應(yīng)的控制譯碼電路輸出端；第七M(jìn)OS管M7和第九MOS管M9漏端均與起搏電路輸 出的正端相連接；第九和第十MOS管MlO源端相連接；第九MOS管M9和第十MOS管MlO的 柵端共接在其對應(yīng)的控制譯碼電路輸出端；第八MOS管M8的漏端與起搏器外殼相連接；第 十MOS管MlO的漏端與起搏器陽極相連接；
[0026] 三極性選擇電路包括：漏端均與起搏電路輸出正端相連接的第十一 MOS管M11、第 十三MOS管M13和第十五MOS管M15 ;第^^一 MOS管Mll和第十二MOS管M12柵端共接在 其對應(yīng)的高壓驅(qū)動電路輸出端；第十二MOS管M12源端與第^^一 MOS管Mll漏端相連接，第 十二MOS管M12漏端與起搏器外殼相連接；第十三MOS管M13源端與第十四MOS管M14源 端相連接，兩MOS柵端共接在其對應(yīng)的高壓驅(qū)動電路輸出端；第十四MOS管M14的漏端與起 搏器陽極和第二十三MOS管M23的漏端相連接；第二十三MOS管M23的柵端與其對應(yīng)的控 制譯碼電路輸出端相連，源端與起搏電路輸出的負(fù)端及阻抗測量電路的負(fù)端相連；第十五 MOS管M15源端和第十六MOS管M16源端相連接，兩MOS柵端共接在其對應(yīng)的高壓驅(qū)動電 路輸出端，第十六MOS管M16的漏端與起搏器陰極和第二十四MOS管M24漏端相連接；第 二十四MOS管M24的柵端與其對應(yīng)的控制譯碼電路輸出相連，源端與起搏電路輸出的負(fù)端 及阻抗測量電路的負(fù)端相連的；第十七M(jìn)OS管M17、第十九MOS管M19、第二^^一 MOS管M21 漏端均與阻抗測量電路輸出正端相連接；第十七M(jìn)OS管M17源端與第十八MOS管M18源端 相連接，柵端共接在其對應(yīng)的控制譯碼電路的輸出端，第十八MOS管M18漏端與起搏器外殼 相連接；第十九MOS管M19源端與第二十MOS管M20源端相連接，柵端共接在其對應(yīng)的控制 譯碼電路的輸出端，第二十MOS管M20漏端與起搏器陽極相連接；第二一^h MOS管M21源端 與第二十二MOS管M22源端相連接，柵端共接在其對應(yīng)的控制譯碼電路的輸出端，第二十二 MOS管M22漏端與起搏器陰極相連接。
[0027] 第一 MOS 管 Ml、第二 MOS 管 M2、第三 MOS 管 M3、第四 MOS 管 M4、第^-一 MOS 管 Ml 1、 第十二MOS管M12、第十三MOS管M13、第十四MOS管M14、第十五MOS管M15和第十六MOS 管M16均為柵耐高壓的switch型M0S。第五MOS管M5、第六MOS管M6、第七M(jìn)OS管M7、第 八MOS管M8、第九MOS管M9、第十MOS管M10、第十七M(jìn)OS管M17、第十八MOS管M18、第十九 MOS管M19、第二十MOS管M20、第二^-一 MOS管M21、第二十二MOS管M22、第二十三MOS管 M23和第二十四MOS管M24均為漏端耐高壓的switch型M0S。
[0028] 本實例的電路級仿真采用的是HHNEC 0· 35um B⑶工藝，并使用Cadence公司的 Spectre在ADE (模擬集成電路設(shè)計自動化仿真軟件）環(huán)境下仿真得到的，電路工作的電源 電壓為2. 8V。
[0029] 參考圖2和圖3本發(fā)明一共包括24個LDNMOS管。注意本發(fā)明所保護(hù)的范圍不局 限于這里描述的實例。在這些實例中，MOS管都是用的LDNM0S，當(dāng)然可以使用LDPM0S、一般 的開關(guān)型MOS管等代替LDNMOS。
[0030] 圖2為適用于提供心臟起搏器雙極性選擇的電路，其工作過程包括：起搏電路的 雙極性的選擇；心臟阻抗測量電路的雙極性選擇；心電信號采集電路的雙極性選擇。對于 起搏電路的雙極性選擇：首先接收STI_L信號使STI極性控制有效；當(dāng)STI = 0時，Pl端口 輸入高壓，漏端與起搏電路輸出正端相連接的NMOS第一 MOS管Ml導(dǎo)通，源端與第一 MOS管 Ml源端相連接，漏端與起搏器金屬外殼相連接的NMOS第二MOS管M2導(dǎo)通，其余各MOS管柵 均接〇電平，即為關(guān)斷狀態(tài)，這樣就得到了起搏的起搏器外殼一起搏器陰極極性；當(dāng)STI = 1時，P2端口輸入高壓，漏端與起搏電路輸出正端相連接的NMOS第三MOS管M3導(dǎo)通，源端 與第三MOS管M3源端相連接，漏端與心臟正端相連接的NMOS第四MOS管M4導(dǎo)通，其余各 MOS管柵均接0電平，即為關(guān)斷狀態(tài)，這樣就得到了起搏的陽極一陰極極性；同時在起搏選 擇極性時，心電信號采集通路與心臟阻抗測量通路均關(guān)斷，由于起搏脈沖最高幅值在8V之 內(nèi)，而所采用的LDNMOS漏端均耐30V高壓，完全保證了起搏脈沖不會回流入心電信號采集 電路與心臟阻抗測量電路中，具有很好地隔離性。起搏電路的雙極性選擇真值表如表1所 不O
[0031] 表1起搏電路的雙極性選擇真值表
[0032]
【權(quán)利要求】
1. 一種應(yīng)用于心臟起搏器的極性選擇電路，其特征在于：包括雙極性選擇的電路和三 極性選擇的電路； 所述的雙極性選擇電路包括：源端連接在一起的第一 MOS管（Ml)和第二MOS管（M2)， 且第一 MOS管（Ml)和第二MOS管（M2)的柵端共接在其對應(yīng)的高壓驅(qū)動電路輸出端；第一 MOS管（Ml)和第三MOS管（M3)的漏端均連接至起搏電路輸出的正端；第三MOS管（M3)和 第四MOS管（M4)的源端相連接，第三MOS管（M3)和第四MOS管（M4)柵端共接在其對應(yīng)的 高壓驅(qū)動電路輸出端；第二MOS的漏端與起搏器外殼相連接；第四MOS管（M4)的漏端與起 搏器陽極相連接；第五和第六MOS管（M6)的源端均與心電采集電路輸出的正端相連接，第 五和第六MOS管（M6)柵端分別連接其對應(yīng)的控制譯碼電路的輸出端；第五MOS管（M5)漏 端與起搏器外殼相連接，第六MOS管（M6)漏端與起搏器陽極相連接；第七M(jìn)OS管（M7)和第 八MOS管（M8)源端相連接，且第七M(jìn)OS管（M7)、第八MOS管（M8)柵端共接在其對應(yīng)的控 制譯碼電路輸出端；第七M(jìn)OS管（M7)和第九MOS管（M9)漏端均與起搏電路輸出的正端相 連接；第九和第十MOS管（M10)源端相連接；第九MOS管（M9)和第十MOS管（M10)的柵端 共接在其對應(yīng)的控制譯碼電路輸出端；第八MOS管（M8)的漏端與起搏器外殼相連接；第十 MOS管（M10)的漏端與起搏器陽極相連接； 所述的三極性選擇電路包括：漏端均與起搏電路輸出正端相連接的第十一 MOS管 (M11)、第十三MOS管（M13)和第十五MOS管（M15);第^^一 MOS管（Mil)和第十二MOS管 (M12)柵端共接在其對應(yīng)的高壓驅(qū)動電路輸出端；第十二MOS管（M12)源端與第^^一MOS管 (Mil)漏端相連接，第十二MOS管（M12)漏端與起搏器外殼相連接；第十三MOS管（M13)源 端與第十四MOS管（M14)源端相連接，兩MOS柵端共接在其對應(yīng)的高壓驅(qū)動電路輸出端；第 十四MOS管（M14)的漏端與起搏器陽極和第二十三MOS管（M23)的漏端相連接；第二十三 MOS管（M23)的柵端與其對應(yīng)的控制譯碼電路輸出端相連，源端與起搏電路輸出的負(fù)端及 阻抗測量電路的負(fù)端相連；第十五MOS管（M15)源端和第十六MOS管（M16)源端相連接，兩 MOS柵端共接在其對應(yīng)的高壓驅(qū)動電路輸出端，第十六MOS管（M16)的漏端與起搏器陰極 和第二十四MOS管（M24)漏端相連接；第二十四MOS管（M24)的柵端與其對應(yīng)的控制譯碼 電路輸出相連，源端與起搏電路輸出的負(fù)端及阻抗測量電路的負(fù)端相連的；第十七M(jìn)OS管 (M17)、第十九MOS管（M19)、第二^^一 MOS管（M21)漏端均與阻抗測量電路輸出正端相連 接；第十七M(jìn)OS管（M17)源端與第十八MOS管（M18)源端相連接，柵端共接在其對應(yīng)的控 制譯碼電路的輸出端，第十八MOS管（M18)漏端與起搏器外殼相連接；第十九MOS管（M19) 源端與第二十MOS管（M20)源端相連接，柵端共接在其對應(yīng)的控制譯碼電路的輸出端，第 二十MOS管（M20)漏端與起搏器陽極相連接；第二一^hMOS管（M21)源端與第二十二MOS 管（M22)源端相連接，柵端共接在其對應(yīng)的控制譯碼電路的輸出端，第二十二M0S管（M22) 漏端與起搏器陰極相連接。
2. 根據(jù)權(quán)利要求1所述的一種應(yīng)用于心臟起搏器的極性選擇電路，其特征在于：所述 的第一 M0S 管（Ml)、第二 M0S 管（M2)、第三 M0S 管（M3)、第四 M0S 管（M4)、第^^一 M0S 管 (M11)、第十二M0S管（M12)、第十三M0S管（M13)、第十四M0S管（M14)、第十五M0S管（M15) 和第十六M0S管（M16)均為柵耐高壓的switch型M0S。
3. 根據(jù)權(quán)利要求1所述的一種應(yīng)用于心臟起搏器的極性選擇電路，其特征在于：所述 的第五M0S管（M5)、第六M0S管（M6)、第七M(jìn)0S管（M7)、第八M0S管（M8)、第九M0S管（M9)、 第十MOS管（M10)、第十七M(jìn)OS管（M17)、第十八MOS管（M18)、第十九MOS管（M19)、第二十 M0S 管（M20)、第二^-一 M0S 管（M21)、第二十二 M0S 管（M22)、第二十三 M0S 管（M23)和第 二十四M0S管（M24)均為漏端耐高壓的switch型M0S。
【文檔編號】A61N1/362GK104491986SQ201410783277
【公開日】2015年4月8日 申請日期:2014年12月16日 優(yōu)先權(quán)日:2014年12月16日
【發(fā)明者】張瑞智, 趙陽, 張鴻, 許江濤, 李嘉, 張 杰 申請人:西安交通大學(xué)