产生双向脉冲的有源植入式脉冲发生器系统及控制方法与流程

1.本技术涉及植入式医疗器械技术领域，尤其涉及一种产生双向脉冲的有源植入式脉冲发生器系统及控制方法。


背景技术：

2.植入式脉冲发生器是长期植入人体的有源式医疗仪器，包括心脏起搏器、各类神经刺激器、肌肉刺激器等。植入式脉冲发生器一般由电路板、钛壳、电池、环氧树脂组成，它通过植入电极向人体目标治疗部位发放脉冲刺激信号以达到治疗的目的。植入式脉冲发生器通常有与之配套的程控设备，两者之间通过双向无线通讯交换信息。
3.在现有技术中，植入式脉冲发生器一般发出的是单向刺激脉冲，且能量较小，虽然单向刺激脉冲诱发动作效果比较好，但是经多方面研究证实单向刺激脉冲的电荷累积效应会对被刺激神经及人体组织造成损伤。


技术实现要素：

4.本技术提供了一种产生双向脉冲的有源植入式脉冲发生器系统及控制方法，以解决传统植入式脉冲发生器产生的电荷累积效应对被刺激神经及人体组织造成损伤的问题。
5.本技术解决上述技术问题所采取的技术方案如下：
6.第一方面，一种产生双向脉冲的有源植入式脉冲发生器系统，其特征在于，包括：
7.微控制器，用于控制有源植入式脉冲发生器的运行；
8.双向脉冲产生电路，与所述微控制器连接，用于通过电极导线向人体组织发放双向脉冲；
9.电荷泵单元，与所述微控制器和所述双向脉冲产生电路连接，用于将所述有源植入式脉冲发生器的供电电压进行倍压后向所述双向脉冲产生电路供电；
10.da单元，与所述微控制器、所述双向脉冲产生电路和所述电荷泵单元连接，用于将所述微控制器产生的用于控制双向脉冲目标幅度的数字信号转换为模拟信号传输给所述双向脉冲产生电路和所述电荷泵单元，使所述双向脉冲产生电路产生预设幅度的双向脉冲；
11.电极导线，与所述双向脉冲产生电路连接，用于将所述双向脉冲产生电路产生的双向脉冲施加于人体组织；
12.感知滤波放大单元，与所述微控制器和所述电极导线连接，用于检测所述电极导线感知到的人体组织的微弱信号，对所述信号进行滤波放大，并转换成模拟量传输给微控制器。
13.进一步的，所述电荷泵单元包括：第一电荷泵和第二电荷泵；
14.所述电极导线包括电极正极、电极负极和电极正极公共端。
15.进一步的，所述双向脉冲产生电路包括：第一充电电容单元、第二充电电容单元、第十九通断开关和若干放电回路；
16.所述第一充电电容单元通过第十一通断开关与所述第一电荷泵连接，所述第二充电电容单元通过第十二通断开关与所述第二电荷泵连接；
17.所述放电回路的一端与第一选择开关的动端连接，其另一端与第二选择开关的动端连接；
18.所述第一选择开关的一个触点连接在所述第一充电电容单元与所述第十一通断开关之间，所述第一选择开关的另一个触点与系统地连接；
19.所述第二选择开关的一个触点连接在所述第二充电电容单元与所述第十二通断开关之间，所述第二选择开关的另一个触点与系统地连接；
20.所述第十九通断开关并联在所述放电回路的两端。
21.进一步的，所述放电回路包括：第一放电通断开关、第二放电通断开关、第三放电通断开关、第四放电通断开关；
22.所述第一放电通断开关的一端与所述第一选择开关的动端连接，所述第一放电通断开关的另一端分别与所述第二放电通断开关的一端和所述第三放电通断开关的一端连接；
23.所述第二放电通断开关的另一端与所述电极正极的一端连接，所述第三放电通断开关的另一端与所述电极正极公共端的一端连接；
24.所述电极正极的另一端和所述电极正极公共端的另一端均用于与人体组织连接；
25.所述第四放电通断开关的一端与所述第二选择开关的动端连接，所述第四放电通断开关的另一端与所述电极负极的一端连接；
26.所述电极负极的另一端用于与所述人体组织连接。
27.进一步的，所述第一充电电容单元包括：第一组充电电容和与所述第一组充电电容对应的第一组充放电通断开关；
28.所述第一组充电电容的一端接地，其另一端通过所述第一组充放电通断开关与所述第十一通断开关的一端和所述第一连接开关的一个触点连接；
29.所述第二充电电容单元包括：第二组充电电容和与所述第二组充电电容对应的第二组充放电通断开关；
30.所述第二组充电电容的一端接地，其另一端通过所述第二组充放电通断开关与所述第十二通断开关的一端和所述第二连接开关的一个触点连接。
31.进一步的，所述第一组充电电容包括第一充电电容、第二充电电容和第三充电电容，所述第一组充放电通断开关包括第十三通断开关、第十四通断开关和第十五通断开关；
32.所述第一充电电容的一端、所述第二充电电容的一端和所述第三充电电容的一端均接地，所述第一充电电容的另一端与所述第十三通断开关的一端连接，所述第二充电电容的另一端与所述第十四通断开关的一端连接，所述第三充电电容的另一端与所述第十五通断开关的一端连接，所述第十三通断开关的另一端、所述第十四通断开关的另一端和所述第十五通断开关的另一端均与所述第十一通断开关的一端和所述第一选择开关的一个触点连接；
33.所述第二组充电电容包括第四充电电容、第五充电电容和第六充电电容，所述第二组充放电通断开关包括第十六通断开关、第十七通断开关和第十八通断开关；
34.所述第四充电电容的一端、所述第五充电电容的一端和所述第六充电电容的一端
均接地，所述第四充电电容的另一端与所述第十三通断开关的一端连接，所述第五充电电容的另一端与所述第十七通断开关的一端连接，所述第六充电电容的另一端与所述第十八通断开关的一端连接，所述第十六通断开关的另一端、所述第十七通断开关的另一端和所述第十八通断开关的另一端均与所述第十二通断开关的一端和所述第二选择开关的一个触点连接。
35.第二方面，一种产生双向脉冲的有源植入式脉冲发生器系统控制方法，所述方法包括：
36.微控制器控制电荷泵单元给双向脉冲产生电路充电；
37.微控制器控制所述双向脉冲产生电路产生和发放若干组双向脉冲；
38.将放电电极短接，进行电荷平衡。
39.进一步的，所述微控制器控制电荷泵单元给双向脉冲产生电路充电包括：
40.向第一充电电容单元充电包括：所述微控制器发送充电开关闭合指令，使第十一通断开关闭合，分别使第十三通断开关、第十四通断开关和第十五通断开关均闭合；
41.第一电荷泵分别检测第一充电电容的电压值、第二充电电容的电压值和第三充电电容的电压值，若所述第一电荷泵检测到所述第一充电电容的电压值、所述第二充电电容的电压值和所述第三充电电容的电压值与da单元输出指示的预设电压值一致，则所述微控制器发送充电开关断开指令，使所述第十一通断开关、所述第十三通断开关、所述第十四通断开关和所述第十五通断开关均断开；
42.向第二充电电容单元充电包括：所述微控制器发送充电开关闭合指令，使第十二通断开关闭合，分别使第十六通断开关、第十七通断开关和第十八通断开关均闭合；
43.第二电荷泵分别检测第四充电电容的电压值、第五充电电容的电压值和第六充电电容的电压值，若所述第二电荷泵检测到所述第四充电电容的电压值、所述第五充电电容的电压值和所述第六充电电容的电压值与所述da单元输出指示的所述预设电压值一致，则所述微控制器发送充电开关断开指令，使所述第十二通断开关、所述第十六通断开关、所述第十七通断开关和所述第十八通断开关均断开。
44.进一步的，所述微控制器控制所述双向脉冲产生电路产生和发放若干组双向脉冲包括：
45.所述微控制器控制所述双向脉冲产生电路产生和发放一次正向脉冲放电包括：
46.所述微控制器发送正向脉冲放电开关闭合指令：
47.使第十三通断开关和/或第十四通断开关和/或第十五通断开关闭合；
48.使第一放电通断开关闭合，使第二放电通断开关或第三放电通断开关闭合，使第四放电通断开关闭合；
49.使第二选择开关与其系统地的触点接通；
50.经过预设脉冲放电时间后，所述微控制器发送正向脉冲放电开关断开指令：
51.使所述第十三通断开关和/或所述第十四通断开关和/或所述第十五通断开关断开；
52.使所述第一放电通断开关断开，使所述第二放电通断开关或所述第三放电通断开关断开，使所述第四放电通断开关断开；
53.使所述第二选择开关接通其另一个触点；
54.所述微控制器控制所述双向脉冲产生电路产生和发放一次负向脉冲放电包括：
55.所述微控制器发送负向脉冲放电开关闭合指令：
56.使第十六通断开关和/或第十七通断开关和/或第十八通断开关闭合；
57.使第四放电通断开关闭合，使第二放电通断开关或第三放电通断开关闭合，使第一放电通断开关闭合；
58.使第一选择开关与其系统地的触点接通；
59.经过所述预设脉冲放电时间后，所述微控制器发送负向脉冲放电开关断开指令：
60.使所述第十六通断开关和/或所述第十七通断开关和/或所述第十八通断开关断开；
61.使所述第四放电通断开关断开，使所述第二放电通断开关或所述第三放电通断开关断开，使所述第一放电通断开关断开；
62.使所述第一选择开关接通其另一个触点；
63.其中，一组所述双向脉冲包括一次正向脉冲放电和一次负向脉冲放电。
64.进一步的，所述将放电电极短接，进行电荷平衡包括：
65.所述微控制器发送电荷平衡开关闭合指令，使每一个放电回路中的第一放电通断开关、第二放电通断开关、第三放电通断开关和第四放电通断开关均闭合，使第十九通断开关闭合；
66.经过预设电荷平衡时间后，所述微控制器发送电荷平衡开关断开指令，使所述每一放电回路中的所述第一放电通断开关、所述第二放电通断开关、所述第三放电通断开关和所述第四放电通断开关均断开。
67.本技术提供的技术方案包括以下有益技术效果：
68.本技术提供的一种产生双向脉冲的有源植入式脉冲发生器系统及控制方法，该系统包括：微控制器、双向脉冲产生电路、电荷泵单元、da单元、电极导线、感知滤波放大单元，其中设置的双向脉冲产生电路包括两个充电电容单元和若干放电回路。该系统在微控制器的控制下，首先通过电荷泵单元为两个充电电容单元充电，然后双向脉冲产生电路可以按照预设电压值、预设脉冲放电时间向人体组织发放预设组数的双向脉冲，以达到治疗的目的，最后通过将放电电极短接，使人体组织中的电荷达到平衡，消除了单向刺激脉冲引起的电荷累积效应，从而避免了电荷累积效应对人体组织造成损伤的问题。
附图说明
69.图1为本技术实施例提供的产生双向脉冲的有源植入式脉冲发生器系统结构示意图；
70.图2为本技术实施例提供的双向脉冲产生电路；
71.图3为本技术实施例提供的双向脉冲序列波形示意图。
72.附图标记说明：100-微控制器，200-双向脉冲产生电路，300-电荷泵单元，301-第一电荷泵，302-第二电荷泵，400-da单元，500-电极导线，600-感知滤波放大单元，700-人体组织，e1-第一充电电容，e2-第二充电电容，e3-第三充电电容，e4-第四充电电容，e5-第五充电电容，e6-第六充电电容，k1-第一选择开关，k2-第二选择开关，k3-第三通断开关，k4-第四通断开关，k5-第五通断开关，k6-第六通断开关，k7-第七通断开关，k8-第八通断开关，
k9-第九通断开关，k10-第十通断开关，k11-第十一通断开关，k12-第十二通断开关，k13-第十三通断开关，k14-第十四通断开关，k15-第十五通断开关，k16-第十六通断开关，k17-第十七通断开关，k18-第十八通断开关，k19-第十九通断开关，r1-第一人体组织等效电阻，r2-第二人体组织等效电阻，501-第一电极正极，502-第一电极负极，503-第一电极正极公共端，504-第二电极正极，505-第二电极负极，506-第二电极正极公共端。
具体实施方式
73.为便于对申请的技术方案进行描述和理解，以下结合附图及实施例对本技术的技术方案作进一步的说明。以下首先对本技术所涉及到的一些概念进行说明。
74.在现有技术中，植入式脉冲发生器一般发出的是单向刺激脉冲，且能量较小，虽然单向刺激脉冲诱发动作效果比较好，但是研究证实单向刺激脉冲的电荷累积效应会对被刺激神经及人体组织造成损伤。而双向脉冲可以达到电荷平衡，减少脉冲刺激对神经及人体组织的损伤。
75.参见图1，为本技术实施例提供的产生双向脉冲的有源植入式脉冲发生器系统结构示意图。如图1中所示，该系统包含微控制单元100、双向脉冲产生电路200、电荷泵单元300、da单元400、电极导线500和感知滤波放大单元600。其中，微控制单元100用于控制双向脉冲产生电路200的充放电开关逻辑控制、电荷泵单元300倍压选择、感知滤波放大单元600输出的模拟信号的采集；电荷泵单元300用于将有源植入式脉冲发生器的供电电压完成倍压后向双向脉冲产生电路300供电，还用于控制充电阶段的目标电容电压不超过da单元400输出指示的脉冲幅度设定值；da单元400用于将微控制器产生的用于控制双向脉冲目标幅度的数字信号转换为模拟信号传输给双向脉冲产生电路和电荷泵单元，使双向脉冲产生电路产生预设幅度的双向脉冲；双向脉冲产生电路200是产生双向治疗脉冲的核心电路，用于根据微控制器100的指令对目标电容充电至指定幅度，并按时序要求通过电极导线500向人体组织700发放双向脉冲；感知滤波放大单元600用于检测电极导线500感知到人体组织700的微弱信号，对检测到的微弱信号的进行滤波放大，并转换成模拟量传输给微控制器100。
76.本技术实施例提供的产生双向脉冲的有源植入式脉冲发生器系统在微控制器的控制下，首先通过电荷泵单元为两个充电电容单元充电，然后双向脉冲产生电路可以按照预设电压值、预设脉冲放电时间向人体组织发放预设组数的双向脉冲，以达到治疗的目的，最后通过将放电电极短接，使人体组织中的电荷达到平衡，从而避免了电荷累积效应对人体组织造成损伤的问题。这一功能的具体实现电路和方法如下所述。
77.参见图2，为本技术实施例提供的双向脉冲产生电路。以下以两个放电回路为例，对本技术实施例提供的双向脉冲产生电路200进行说明，根据实际需要，该双向脉冲产生电路200中的放电回路可以设置若干组。
78.双向脉冲产生电路200包括：第一充电电容单元、第二充电电容单元、第十九通断开关k19和两组放电回路。其中，第一充电电容单元包括第一组充电电容和与第一组充电电容对应的第一组充放电通断开关，第一充电电容单元通过第十一通断开关k11与第一电荷泵301连接；第二充电电容单元包括第二组充电电容和与第二组充电电容对应的第二组充放电通断开关，第二充电电容单元通过第十二通断开关k12与第二电荷泵302连接。进一步的，第一组充电电容的一端接地，其另一端通过第一组充放电通断开关与第十一通断开关
k11的一端和第一连接开关k1的一个触点连接；第二组充电电容的一端接地，其另一端通过第二组充放电通断开关与第十二通断开关k12的一端和第二连接开关k2的一个触点连接。
79.每组放电回路包括第一放电通断开关、第二放电通断开关、第三放电通断开关和第四放电通断开关。每组放电回路的一端与第一选择开关k1的动端连接，其另一端与第二选择开关k2的动端连接；第一选择开关k1的一个触点连接在第一充电电容单元与第十一通断开关k11之间，第一选择开关k1的另一个触点与系统地连接；第二选择开关k2的一个触点连接在第二充电电容单元与第十二通断开关k12之间，第二选择开关k2的另一个触点与系统地连接；第十九通断开关k19并联在放电回路的两端。其中，第一放电通断开关的一端与第一选择开关k1的动端连接，其另一端分别与第二放电通断开关的一端和第三放电通断开关的一端连接；第二放电通断开关的另一端与电极正极的一端连接；第三放电通断开关的另一端与电极正极公共端的一端连接；电极正极的另一端和电极正极公共端的另一端均用于与人体组织连接；第四放电通断开关的一端与第二选择开关k2的动端连接，其另一端与电极负极的一端连接；电极负极的另一端用于与人体组织连接。
80.具体的，如图2中所示，第一组充电电容包括第一充电电容e1、第二充电电容e2和第三充电电容e3，第一组充放电通断开关包括第十三通断开关k13、第十四通断开关k14和第十五通断开关k15。其中，第一充电电容e1的一端、第二充电电容e2的一端和第三充电电容e3的一端均接地，第一充电电容e1的另一端与第十三通断开关k13的一端连接，第二充电电容e2的另一端与第十四通断开关k14的一端连接，第三充电电容e3的另一端与第十五通断开关k15的一端连接，第十三通断开关k13的另一端、第十四通断开关k14的另一端和第十五通断开关k15的另一端均与第十一通断开关k11的一端和第一选择开关k1的一个触点连接。
81.第二组充电电容包括第四充电电容e4、第五充电电容e5和第六充电电容e6，第二组充放电通断开关包括第十六通断开关k16、第十七通断开关k17和第十八通断开关k18。其中，第四充电电容e4的一端、第五充电电容e5的一端和第六充电电容e6的一端均接地，第四充电电容e4的另一端与第十三通断开关k13的一端连接，第五充电电容e5的另一端与第十七通断开关k17的一端连接，第六充电电容e6的另一端与第十八通断开关k18的一端连接，第十六通断开关k16的另一端、第十七通断开关k17的另一端和第十八通断开关k18的另一端均与第十二通断开关k12的一端和第二选择开关k2的一个触点连接。
82.第一组放电回路包括第三通断开关k3、第七通断开关k7、第八通断开关k8和第五通断开关k5。其中，第三通断开关k3的一端与第一选择开关k1的动端连接，其另一端分别与第七通断开关k7的一端、第八通断开关k8的一端连接；第七通断开关k7的另一端与第一电极正极501的一端连接；第八通断开关k8的另一端与第一电极正极公共端503的一端连接；第一电极正极501的另一端和第一电极正极公共端503的一端均用于与第一人体组织连接，即示例性的如图2中所示的，第一电极正极501的另一端和第一电极正极公共端503的一端均与第一人体组织等效电阻r1的一端连接；第五通断开关k5的一端与第二选择开关k2的动端连接，其另一端与第一电极负极502的一端连接；第一电极负极502的另一端用于与第一人体组织连接，即示例性的如图2中所示的，第一电极负极502的另一端与第一人体组织等效电阻r1的另一端连接。
83.第二组放电回路包括第四通断开关k4、第九通断开关k9、第十通断开关k10和第六
通断开关k6。其中，第四通断开关k4的一端与第一选择开关k1的动端连接，其另一端分别与第九通断开关k9的一端、第十通断开关k10的一端连接；第九通断开关k9的另一端与第二电极正极504的一端连接；第十通断开关k10的另一端与第二电极正极公共端506的一端连接；第二电极正极504的另一端和第二电极正极公共端506的一端均用于与第二人体组织连接，即示例性的如图2中所示的，第二电极正极504的另一端和第二电极正极公共端506的一端均与第二人体组织等效电阻r2的一端连接；第六通断开关k6的一端与第二选择开关k2的动端连接，其另一端与第二电极负极505的一端连接；第二电极负极505的另一端用于与第二人体组织连接，即示例性的如图2中所示的，第二电极负极505的另一端与第二人体组织等效电阻r2的另一端连接。第十九通断开关k19的一端连接在第一选择开关k1的动端，其另一端连接在第二选择开关k2的动端，即第十九通断开关k19并联在放电回路的两端。
84.如上述示例性的双向脉冲产生电路200，其中包含6个充电电容，分别是第一充电电容e1、第二充电电容e2、第三充电电容e3及第四充电电容e4、第五充电电容e5、第六充电电容e6，设置两组充电电容可从电极的两个方向利用电容发放治疗脉冲，该治疗脉冲刺激人体组织达到治疗效果。第一选择开关k1用于将电极正极与脉冲发生器系统地接通或与第一组充电电容(第一充电电容e1和/或第二充电电容e2和/或第三充电电容e3)接通；第二选择开关k2用于将电极负极与脉冲发生器系统地接通或与第二组充电电容(第四充电电容e4和/或第五充电电容e5和/或第六充电电容e6)接通。第三通断开关k3用于将极性选择后的第一电极正极501或第一电极正极公共端503接入治疗脉冲第一组放电回路。第四通断开关k4用于将极性选择后的第二电极正极504或第二电极正极公共端506接入治疗脉冲第二组放电回路。第五通断开关k5用于将第一电极负极502接入治疗脉冲第一组放电回路。第六通断开关k6用于将第二电极负极505接入治疗脉冲第二组放电回路。第七通断开关k7用于将第一电极正极501接入治疗脉冲第一组放电回路。第八通断开关k8用于将第一电极正极公共端503接入治疗脉冲第一组放电回路。第九通断开关k9用于将第二电极正极504接入治疗脉冲第二组放电回路。第十通断开关k10用于将第二电极正极公共端506接入治疗脉冲第二组放电回路。第十一通断开关k11用于将第一电荷泵301接入治疗脉冲第一充电回路。第十二通断开关k12用于将第二电荷泵302接入治疗脉冲第二充电回路。第十三通断开关k13用于将第一充电电容e1接入治疗脉冲充放电回路。第十四通断开关k14用于将第二充电电容e2接入治疗脉冲充放电回路。第十五通断开关k15用于将第三充电电容e3接入治疗脉冲充放电回路。第十六通断开关k16用于将第四充电电容e4接入治疗脉冲充放电回路。第十七通断开关k17用于将第五充电电容e5接入治疗脉冲充放电回路。第十八通断开关k18用于将第六充电电容e6接入治疗脉冲充放电回路。第十九通断开关k19用于将放电电极短接。
85.默认状态下，所有通断开关处于断开状态，两个选择开关均与接通非系统地的一个触点。
86.上述实施例提供的产生双向脉冲的有源植入式脉冲发生器系统中的微控制器100控制电荷泵单元300给双向脉冲产生电路200充电控制方法为：
87.向第一充电电容单元充电包括：
88.微控制器100发送充电开关闭合指令，使第十一通断开关k11闭合，分别使第十三通断开关13、第十四通断开关k14和第十五通断开关k15均闭合，其余开关保持默认状态；
89.第一电荷泵301分别检测第一充电电容e1的电压值、第二充电电容e2的电压值和
第三充电电容e3的电压值，若第一电荷泵301检测到第一充电电容e1的电压值、第二充电电容e2的电压值和第三充电电容e3的电压值与da单元400输出指示的预设电压值一致，即第一充电电容单元的每个充电电容上的电已充满，则微控制器100发送充电开关断开指令，使第十一通断开关k11、第十三通断开关k13、第十四通断开关k14和第十五通断开关k15均断开，停止充电。
90.向第二充电电容单元充电包括：
91.微控制器100发送充电开关闭合指令，使第十二通断开关k12闭合，分别使第十六通断开关k16、第十七通断开关k17和第十八通断开关k18均闭合，其余开关保持默认状态；
92.第二电荷泵302分别检测第四充电电容e4的电压值、第五充电电容e5的电压值和第六充电电容e6的电压值，若第二电荷泵302检测到第四充电电容e4的电压值、第五充电电容e5的电压值和第六充电电容e6的电压值与da单元400输出指示的预设电压值一致，即第二充电电容单元的每个充电电容上的电已充满，则微控制器100发送充电开关断开指令，使第十二通断开关k12、第十六通断开关k16、第十七通断开关k17和第十八通断开关k18均断开，停止充电。
93.双向脉冲通过将充电电容上的电能释放到人体组织达到治疗效果，一组双向脉冲由一个正向脉冲和一个负向脉冲组成。正向脉冲和负向脉冲指的是当通过示波器观察双向脉冲形态时，其中，脉冲前沿为上升沿且整个脉冲在示波器基线以上定义为正向脉冲，反之脉冲前沿为下降沿且整个脉冲在示波器基线以下定义为负向脉冲。具体的，观察该波形的示波器表笔接发脉冲电极的电极负极，示波器表笔地接发脉冲电极的电极正极。该脉冲可在两路电极的任意一路电极发放，也可在两路电极同时发放。该脉冲可选择在双极回路发放，也可选择在单极回路发放。通常双向脉冲由数组脉冲组成脉冲序列，一组双向脉冲产生与发放的具体过程如下：
94.微控制器100控制双向脉冲产生电路产生和发放一次正向脉冲放电包括：
95.微控制器100发送正向脉冲放电开关闭合指令：
96.使第十三通断开关k13和/或第十四通断开关k14和/或第十五通断开关k15闭合，即正向脉冲放电由第一充电电容e1、第二充电电容e2和第三充电电容e3分别放电或三个充电电容共同放电，通过闭合第十三通断开关k13、第十四通断开关k14和第十五通断开关k15中的一个开关，即闭合第十三通断开关k13由第一充电电容e1放电、闭合第十四通断开关k14由第二充电电容e2放电、闭合第十五通断开关k15由第三充电电容e3放电，或同时将第十三通断开关k13、第十四通断开关k14和第十五通断开关k15均闭合，实现第一充电电容e1、第二充电电容e2和第三充电电容e3的同时放电，以增加单个正向脉冲释放的能量；
97.使第一放电通断开关闭合，使第二放电通断开关或第三放电通断开关闭合，使第四放电通断开关闭合，即使第三通断开关k3和/或第四通断开关k4、第七通断开关k7或第八通断开关k8、第九通断开关k9或第十通断开关k10、第五通断开关k5和/或第六通断开关k6均闭合，其中，第三通断开关k3和/或第四通断开关k4与第五通断开关k5和/或第六通断开关k6的动作保持同步，即当选择第一电极和第二电极同时放电时，第三通断开关k3和第四通断开关k4均闭合，第五通断开关k5和第六通断开关k6均闭合；当选择第一电极放电时，第三通断开关k3和第五通断开关k5均闭合，第四通断开关k4和第六通断开关k6均保持断开状态；当选择第二电极放电时，第四通断开关k4和第六通断开关k6均闭合，第三通断开关k3和
第五通断开关k5均保持断开状态；
98.使第二选择开关k2与其系统地的触点接通；
99.经过预设脉冲放电时间后，微控制器发送正向脉冲放电开关断开指令，其中，预设脉冲放电时间可以确定正向脉冲宽度：
100.使第十三通断开关k13和/或第十四通断开关k14和/或第十五通断开关k15断开；
101.使第一放电通断开关断开，使第二放电通断开关或第三放电通断开关断开，使第四放电通断开关断开，使第二选择开关k2接通其另一个触点，即控制两组放电回路中的开关均回到默认状态结束正向脉冲放电。
102.微控制器100控制双向脉冲产生电路产生和发放一次负向脉冲放电包括：
103.微控制器100发送负向脉冲放电开关闭合指令：
104.使第十六通断开关k16和/或第十七通断开关k17和/或第十八通断开关k18闭合，即负向脉冲放电由第四充电电容e4、第五充电电容e5和第六充电电容e6分别放电或三个充电电容共同放电，通过闭合第十六通断开关k16、第十七通断开关k17和第十八通断开关k18中的一个开关，即闭合第十六通断开关k16由第四充电电容e4放电、闭合第十七通断开关k17由第五充电电容e5放电、闭合第十八通断开关k18由第六充电电容e6放电，或同时将第十六通断开关k16、第十七通断开关k17和第十八通断开关k18均闭合，实现第四充电电容e4、第五充电电容e5和第六充电电容e6的同时放电，以增加单个正向脉冲释放的能量；
105.使第四放电通断开关闭合，使第二放电通断开关或第三放电通断开关闭合，使第一放电通断开关闭合，即使第五通断开关k5和/或第六通断开关k6、第七通断开关k7或第八通断开关k8、第九通断开关k9或第十通断开关k10、第三通断开关k3和/或第四通断开关k4均闭合，其中，第五通断开关k5和/或第六通断开关k6与第三通断开关k3和/或第四通断开关k4的动作保持同步，即当选择第一电极和第二电极同时放电时，第五通断开关k5和第六通断开关k6均闭合，第三通断开关k3和第四通断开关k4均闭合；当选择第一电极放电时，第三通断开关k3和第五通断开关k5均闭合，第四通断开关k4和第六通断开关k6均保持断开状态；当选择第二电极放电时，第四通断开关k4和第六通断开关k6均闭合，第三通断开关k3和第五通断开关k5均保持断开状态；
106.使第一选择开关k1与其系统地的触点接通；
107.经过所述预设脉冲放电时间后，微控制器发送负向脉冲放电开关断开指令，其中，预设脉冲放电时间可以确定负向脉冲宽度：
108.使第十六通断开关k16和/或第十七通断开关k17和/或第十八通断开关k18断开；
109.使第四放电通断开关断开，使第二放电通断开关或第三放电通断开关断开，使第一放电通断开关断开，使第一选择开关k1接通其另一个触点，即控制两个放电回路中的开关均回到默认状态结束负向脉冲放电。
110.结束负向脉冲放电后，则一组脉冲发放完毕。
111.一组脉冲可以像上述先发放正向脉冲再发送负向脉冲，也可以先发放负向脉冲再发放正向脉冲。
112.用于治疗的脉冲序列由多组脉冲组成，可以是1至5组。
113.脉冲充放电顺序可以是，脉冲序列发送结束之后统一对充电电容充电。或在发放脉冲时，向不放电的充电电容充电，即发放正向脉冲时，可向第四充电电容e4、第五充电电
容e5和第六充电电容e6充电；发放负向脉冲时，可向第一充电电容e1、第二充电电容e2和第三充电电容e3充电。
114.根据植入式脉冲发生器的特点，治疗脉冲幅度可以选择0.1v至7.5v，步长为0.1v；治疗脉冲宽度可以选择0.1ms至10ms，步长为0.1ms。
115.由于实际电路中脉冲充放电开关电路在动作过程中会产生寄生电容，长时间会造成在某些电极形成电荷积累，使其电中性不达标，从而对人体组织造成伤害。本技术实施例提供的产生双向脉冲的有源植入式脉冲发生器系统在每次脉冲序列发放完成之后，进入电荷平衡阶段，该阶段可使各电极达到电中性。
116.具体的控制方法为：微控制器100发送电荷平衡开关闭合指令，使每一个放电回路中的第一放电通断开关、第二放电通断开关、第三放电通断开关和第四放电通断开关均闭合，使第十九通断开关k19闭合，即使第三通断开关k3、第四通断开关k4、第五通断开关k5、第六通断开关k6、第七通断开关k7、第八通断开关k8、第九通断开关k9和第十通断开关k10均闭合，使第十九通断开关k19闭合；
117.经过预设电荷平衡时间，即保持预设电荷平衡时间后，微控制器100发送电荷平衡开关断开指令，使每一放电回路中的第一放电通断开关、第二放电通断开关、第三放电通断开关和第四放电通断开关均断开，即使第三通断开关k3、第四通断开关k4、第五通断开关k5、第六通断开关k6、第七通断开关k7、第八通断开关k8、第九通断开关k9、第十通断开关k10和第十九通断开关k19均断开，完成电极的电荷过程。这一过程中，其余开关保持默认状态，预设电荷平衡时间可以选择10ms至100ms，步长为1ms。
118.参见图3，为本技术实施例提供的双向脉冲序列波形示意图。采用上述实施例提供的产生双向脉冲的有源植入式脉冲发生器系统输出脉冲序列形态如图3所示，该示意图可以是第一电极正极501与第一电极负极502之间的波形，也可以是第二电极正极504与第二电极负极505之间的波形。如图3所示的脉冲序列是双向脉冲产生电路200输出脉冲的一种典型波形，该脉冲序列由3组脉冲组成，每组脉冲中的正向脉冲在前，负向脉冲在后，每组脉冲正负向脉冲的幅度相同。
119.本技术实施例提供的产生双向脉冲的有源植入式脉冲发生器系统及控制方法，可以向人体组织发放预设组数的双向脉冲，最后通过将放电电极短接，使人体组织中的电荷达到平衡，从而避免了电荷累积效应对人体组织造成损伤的问题。