脊髓電刺激(SCS)治療慢性疼痛以一種開環的方式植入,植入后刺激參數一般保持不變。為了避免電極位置變化引起刺激強度不足或過度刺激,可以利用 SCS 電極記錄的誘發復合動作電位(ECAP)作為反饋信號,來調整刺激參數。本文建立了 SCS 同步記錄 ECAP 的仿真模型,并研究 ECAP 波形與脊髓背側柱(DC)纖維興奮程度之間的關系。通過 SCS 有限元仿真模型和感覺纖維多房室電纜模型的耦合計算 SCS 作用下由膜電流引起的單纖維動作電位(SFAP),將 SFAP 疊加獲得電極上記錄的差分形式的 ECAP 信號。仿真結果表明 ECAP 中不同的波谷對應著不同直徑的感覺纖維,由波谷位置和幅值可以判斷 DC 纖維興奮程度。不超過 10% DC 纖維興奮時的 ECAP 波谷對應著大直徑感覺纖維,20% 及以上 DC 纖維興奮時出現慢傳導的波谷,對應著小直徑感覺纖維,且 DC 纖維興奮程度越高,波谷幅值越大,但大直徑纖維對應的波谷幅值保持不變。本文建立的 SCS 同步采集 ECAP 仿真模型可以模擬 ECAP 信號并由波谷位置和幅度判斷 DC 纖維興奮程度,進而判定刺激強度過小、適當或過大,為基于 ECAP 的閉環 SCS 在未來的臨床應用提供理論依據。