專利名稱：一種癲癇治療裝置的制作方法
技術(shù)領(lǐng)域：
本發(fā)明屬于醫(yī)療器具，具體涉及一種用于癲癇疾病的治療裝置。
背景技術(shù)：
癲癇在臨床上是一種常見病和多發(fā)病，目前醫(yī)學(xué)界公認(rèn)癲癇發(fā)作是由于神經(jīng)元同 步興奮導(dǎo)致的。我們知道神經(jīng)元是神經(jīng)中樞系統(tǒng)中的可興奮細(xì)胞，神經(jīng)元細(xì)胞之間通過(guò)化學(xué)突觸 和電突觸進(jìn)行信息交換。由于神經(jīng)元在靜息狀態(tài)下細(xì)胞膜只對(duì)K+通透，因而導(dǎo)致細(xì)胞內(nèi)外 存在NA+、K+濃度差，生理學(xué)上假定細(xì)胞膜外的電位為0，因此靜息神經(jīng)元細(xì)胞內(nèi)存在-70mV 左右的靜息電位。神經(jīng)元細(xì)胞在接受外來(lái)較弱的興奮性刺激時(shí)(閾下刺激)時(shí)不足以導(dǎo)致細(xì) 胞膜上NA+離子通道大量開放，但當(dāng)接受閾刺激時(shí)會(huì)導(dǎo)致細(xì)胞膜上NA+離子通道大量開放， 此時(shí)，NA+經(jīng)離子通道迅速進(jìn)入細(xì)胞內(nèi)，并導(dǎo)致瞬間的膜內(nèi)外電位的翻轉(zhuǎn)，稱之去極化。去極 化代表神經(jīng)元的興奮產(chǎn)生，此時(shí)產(chǎn)生的高幅電位，稱之動(dòng)作電位。當(dāng)單個(gè)神經(jīng)元產(chǎn)生的動(dòng)作 電位迅速波及相鄰或遠(yuǎn)隔神經(jīng)元，并導(dǎo)致數(shù)量眾多的神經(jīng)元過(guò)份同步興奮時(shí)，代表了癇性 電活動(dòng)的產(chǎn)生，生理學(xué)上稱之超同步化放電。這是現(xiàn)今所認(rèn)識(shí)的癇性發(fā)病的電生理學(xué)機(jī)制。對(duì)癲癇這種疾病我們常采取藥物治療和手術(shù)治療。這些方法就是抑制和阻斷神經(jīng) 元的超同步放電。有很多病人藥物治療無(wú)法控制癲癇的發(fā)作，同時(shí)藥物治療也有嚴(yán)重的副作用。神經(jīng)外科對(duì)一些難治性癲癇采取手術(shù)治療，手術(shù)切除或毀損病理灶和癇性灶，臨 床上取得了一定的療效；對(duì)一些難治性癲癇采取手術(shù)治療也遇到了嚴(yán)重的挑戰(zhàn)，當(dāng)癇性灶 位于重要的功能區(qū)時(shí)手術(shù)切除或毀損會(huì)導(dǎo)致功能的缺失，不切除或毀損癇性灶又會(huì)使癲癇 無(wú)法控制。

發(fā)明內(nèi)容
本發(fā)明的目的是提供一種可以控制或減少發(fā)病，對(duì)腦部神經(jīng)系統(tǒng)無(wú)嚴(yán)重?fù)p傷的癲 癇治療裝置。本發(fā)明解決其技術(shù)問(wèn)題所采用的技術(shù)方案是
癲癇治療裝置包括至少一個(gè)電位監(jiān)測(cè)電極及相應(yīng)的電壓放大電路、至少一個(gè)電流電極 及相應(yīng)的電壓鉗制電路、電壓分析及控制電路和電源電路；所述電位監(jiān)測(cè)電極通過(guò)電壓放 大電路與電壓分析及控制電路的輸入端連接，電流電極通過(guò)電壓鉗制電路與電壓分析及控 制電路的輸出端連接，電源電路為各單元電路提供工作電源。所述電位監(jiān)測(cè)電極由導(dǎo)電性高，穩(wěn)定性好，具有生物相容性的材料構(gòu)成，用于檢測(cè) 細(xì)胞外液的電位，如采用銀材料或鉬銥合金外加絕緣以及連接導(dǎo)線構(gòu)成。_所述電流電極亦由導(dǎo)電性高，穩(wěn)定性好，具有生物相容性的材料構(gòu)成，用于向細(xì) 胞外液注入或?qū)С鲭娏?，如采用銀材料或鉬銥合金外加絕緣以及連接導(dǎo)線構(gòu)成。 所述電壓放大電路將電位監(jiān)測(cè)電極檢測(cè)到的電壓放大以便于測(cè)量分析。
所述電壓分析及控制電路對(duì)電壓放大電路輸出的電壓進(jìn)行分析，當(dāng)細(xì)胞外液電位 不是正常值時(shí)，啟動(dòng)電壓鉗制電路，鉗制細(xì)胞外液的電位，并鉗制電壓一定時(shí)間后，停止電 壓鉗制電路工作。所述電壓鉗制電路采用負(fù)反饋放大電路將放大后細(xì)胞外液電壓與指定的參考電 壓進(jìn)行比較，當(dāng)兩者相等時(shí)不向細(xì)胞外液注入或?qū)С鲭娏?通過(guò)電流電極)，當(dāng)兩者不相等 時(shí)通過(guò)電流電極注入極性相反的電流從而使細(xì)胞外液電位鉗定在某個(gè)值。上述的電壓放大電路、電壓分析及控制電路、電壓鉗制電路和電源電路均可采用 現(xiàn)有技術(shù)。我們知道神經(jīng)元興奮時(shí)NA+離子瞬時(shí)迅速內(nèi)流，從而影響局部的細(xì)胞外液的電場(chǎng)。 單個(gè)神經(jīng)元興奮時(shí)對(duì)細(xì)胞外液電場(chǎng)的影響很微弱，但當(dāng)在某個(gè)局部數(shù)量眾多的神經(jīng)元同步 興奮時(shí)，瞬時(shí)出現(xiàn)大量NA+離子由細(xì)胞外流向細(xì)胞內(nèi)，由此導(dǎo)致局部空間上細(xì)胞外液中的正 電荷減少與電位降低，而處于該處的尚未興奮神經(jīng)元細(xì)胞內(nèi)外壓差將變小，這意味著未興 奮神經(jīng)元興奮性得以增高，當(dāng)這電位變化大于一定的幅度時(shí)，會(huì)觸發(fā)該處的尚未興奮神經(jīng) 元?jiǎng)幼麟娢坏漠a(chǎn)生(興奮的形成)。因此，我們認(rèn)為神經(jīng)元的興奮性與細(xì)胞外液電場(chǎng)有密切 的關(guān)系，而通過(guò)穩(wěn)定癇性灶內(nèi)細(xì)胞外液電場(chǎng)可以降低癇性灶內(nèi)神經(jīng)元的興奮性，達(dá)到控制 或減少癲癇發(fā)作的目的。由以上分析可知癲癇就本質(zhì)而言就是眾多神經(jīng)元的超同步興奮，藥物治療和手術(shù) 治療就是降低神經(jīng)元的興奮性及阻斷神經(jīng)元興奮的傳導(dǎo)。本發(fā)明裝置的治療原理就是從控 制細(xì)胞外液電場(chǎng)的變化入手來(lái)控制和減少癲癇的發(fā)作。本發(fā)明裝置利用電位監(jiān)測(cè)電極檢測(cè)細(xì)胞外液的電位，經(jīng)電壓放大后通過(guò)電壓分析 及控制電路控制電壓鉗制電路，利用電流電極向細(xì)胞外液注入或?qū)С鲭娏?，以穩(wěn)定癇性灶 內(nèi)細(xì)胞外液電場(chǎng)達(dá)到降低癇性灶內(nèi)神經(jīng)元細(xì)胞的興奮性，從而控制或減少癲癇的發(fā)作。在 治療時(shí)，不需用藥，對(duì)病人沒有藥物副作用，也不需破壞腦部神經(jīng)系統(tǒng)，可以避免對(duì)病人腦 部神經(jīng)系統(tǒng)帶來(lái)嚴(yán)重?fù)p傷，影響神經(jīng)中樞的功能，也便于停止已進(jìn)行的治療，恢復(fù)治療前的 神經(jīng)系統(tǒng)結(jié)構(gòu)，具有較高的安全性。下面結(jié)合附圖進(jìn)一步說(shuō)明本發(fā)明的技術(shù)方案。


圖1是本發(fā)明裝置的結(jié)構(gòu)示意圖。圖2是本發(fā)明裝置中的電壓鉗制電路示意圖。圖3是本發(fā)明裝置中的電壓分析及控制電路示意圖。圖4是MCS-51單片機(jī)的接線示意圖。圖5是本發(fā)明裝置中電壓分析及控制電路單片機(jī)的工作流程圖。圖6是用常規(guī)器件構(gòu)成的電壓分析及控制電路示意圖。
具體實(shí)施例方式見圖1，癲癇治療裝置包括電位監(jiān)測(cè)電極2、電流電極7、電壓放大電路3、電壓分析 及控制電路5、電壓鉗制電路6和電源電路4 ；所述電位監(jiān)測(cè)電極2通過(guò)電壓放大電路3與 電壓分析及控制電路5的輸入端連接，電流電極7通過(guò)電壓鉗制電路6與電壓分析及控制
4電路5的輸出端連接，電源電路4為各單元電路3、5、6提供工作電源。電位監(jiān)測(cè)電極2和電流電極7采用銀金屬或鉬銥合金外加絕緣材料及連接導(dǎo)線構(gòu) 成，該電極具有較好的導(dǎo)電性、穩(wěn)定性和生物相容性。電壓放大電路3可以采用市售的放大電路如北京新拓公司的單導(dǎo)或多導(dǎo)電生理 放大器，它可以將毫伏或微伏的電信號(hào)放大數(shù)萬(wàn)或數(shù)十萬(wàn)倍。電壓放大電路3的輸入端與 電位監(jiān)測(cè)電極2連接，輸出端與電壓分析及控制電路5的輸入端連接。如圖2所示，電壓鉗制電路6可采用現(xiàn)有的高精度，低輸出電阻，高放大倍數(shù)的集 成運(yùn)算放大器61，如LM159，集成運(yùn)算放大器61將電壓分析及控制電路5的輸出的放大后 電壓輸入到其反向端，將電壓分析及控制電路5輸出的參考電壓輸入到其正向端。當(dāng)放大 后的細(xì)胞外液電位高于參考電壓時(shí)，由于放大后的細(xì)胞外液電壓接在集成運(yùn)算放大器的反 向端，就會(huì)產(chǎn)生一個(gè)流出的電流，從而降低細(xì)胞外液的電位；當(dāng)放大后的細(xì)胞外液電位低于 參考電壓時(shí)，由于放大后的細(xì)胞外液電壓接在集成運(yùn)算放大器61的反向端，就會(huì)產(chǎn)生一個(gè) 注入的電流，從而升高細(xì)胞外液的電位；由于集成運(yùn)算放大器61的高放大作用，從而鉗制 細(xì)胞外液的電位。當(dāng)集成運(yùn)算放大器61兩輸入端短路后鉗制電路6將停止工作。電壓分析及控制電路5可以應(yīng)用現(xiàn)有的電子元件搭配實(shí)現(xiàn)，也可以采用微電腦電 路實(shí)現(xiàn)其功能。采用微電腦電路的電壓分析及控制電路5如圖3所示，它由單片機(jī)51和A/D變換 模塊52、電壓鉗制電路控制模塊53構(gòu)成，單片機(jī)51可采用MCS-51系列的8751，見圖4，
其P0，ALE， !.，ft ,P2,而等信號(hào)與A/D變換模塊2相連，A/D變換模塊52
再與電壓放大電路3的輸出端連接，單片機(jī)51的PO腳，ALE， ΙΓ .，麗，Ρ2，面等信號(hào) 與電壓鉗制電路控制模塊53相連，電壓放大電路3的輸出端與電壓鉗制電路控制模塊53 相連，電壓鉗制電路控制模塊53再與電壓鉗制電路6的集成運(yùn)算放大器的輸入端連接。A/ D變換模塊52將放大后電壓值模擬量轉(zhuǎn)換成數(shù)字量并輸入到單片機(jī)51，鉗制電路控制模塊 53接受單片機(jī)51的指令啟動(dòng)或停止集成運(yùn)算放大器工作，提供電壓鉗制電路6所需要的參 考電壓。單片機(jī)51運(yùn)行特定軟件完成電壓分析和控制的工作?！獑纹瑱C(jī)工作流程示意圖如圖5所示，單片機(jī)連續(xù)檢測(cè)細(xì)胞外液的電位，當(dāng)細(xì)胞 外液的電位超出某個(gè)范圍時(shí)，啟動(dòng)電壓鉗制電路的LM159工作并計(jì)時(shí)，當(dāng)指定的時(shí)間到，停 止電壓鉗制電路工作，單片機(jī)不段重復(fù)上述工作。由于細(xì)胞外液電位在正常范圍變化時(shí)電 壓鉗制電路不工作，從而使治療儀對(duì)病人正常生活影響較小。用常規(guī)器件構(gòu)成的電壓分析及電壓控制電路示意圖見圖6，由集成施密特觸發(fā)器 54、非門56、非門57、電容C、電壓控制開關(guān)和電阻R以及集成電路定時(shí)器(ΝΕ555)55組成， 電壓控制開關(guān)由開關(guān)Kl、Κ2、Κ3和相應(yīng)的繼電器Ml、Μ2、Μ3組成。集成施密特觸發(fā)器54可 采用CD4093，其功能就是實(shí)現(xiàn)電壓的比較，當(dāng)電壓處在某范圍內(nèi)時(shí)輸出低電壓，反之輸出高 電壓，非門57實(shí)現(xiàn)電壓的翻轉(zhuǎn)，電容C和電阻R以及集成電路定時(shí)器(ΝΕ555)55構(gòu)成單穩(wěn) 態(tài)電路實(shí)現(xiàn)定時(shí)，該單穩(wěn)態(tài)電路需負(fù)脈沖觸發(fā)，非門56實(shí)現(xiàn)電壓VO的翻轉(zhuǎn)。電壓放大電路放大后的細(xì)胞外液電壓輸入到集成施密特觸發(fā)器54的輸入端，當(dāng) 放大后的細(xì)胞外液電壓處在正常范圍時(shí)集成施密特觸發(fā)器54輸出低電壓，經(jīng)非門56變成 高電壓，電容C和電阻R以及集成電路定時(shí)器(ΝΕ555) 55構(gòu)成單穩(wěn)態(tài)電路輸出低電壓，VO為低電壓，Vl為高電壓，開關(guān)K1，K3斷開，Κ2閉合，電壓鉗制電路正負(fù)極短路，鉗制電路不 工作；當(dāng)放大后的細(xì)胞外液電壓超出正常范圍時(shí)集成施密特觸發(fā)器54輸出高電壓，經(jīng)非門 56變成低電壓，電容C和電阻R以及集成電路定時(shí)器(ΝΕ555)55構(gòu)成單穩(wěn)態(tài)電路開始輸出 高電壓(負(fù)脈沖觸發(fā))，VO為高電壓，Vl為低電壓，開關(guān)Kl，Κ3閉合，Κ2斷開，電壓鉗制電路 工作，一段時(shí)間后，單穩(wěn)態(tài)電路輸出低電壓，VO為低電壓，Vl為高電壓，開關(guān)Kl，Κ3斷開，Κ2 閉合，電壓鉗制電路正負(fù)極短路，鉗制電路停止工作。電壓分析及電壓控制電路還可以采用現(xiàn)有技術(shù)的其它方案實(shí)現(xiàn)。癲癇治療裝置中的電位監(jiān)測(cè)電極2和電流電極7可根據(jù)需要用多個(gè)，每個(gè)電位監(jiān) 測(cè)電極2和電流電極7分別與相應(yīng)的電壓放大電路3和電壓鉗制電路6連接，各電壓放大 電路3和電壓鉗制電路6均與電壓分析及控制電路5連接。這種裝置可以用于需要多個(gè)電 極的情況。癲癇治療裝置的使用方法
醫(yī)生在使用設(shè)備(如皮層腦電圖和深部腦電圖等)確定癇性灶后，將電位監(jiān)測(cè)電極2、電 流電極7置入到患者腦部的癇性灶內(nèi)，處于細(xì)胞外液1中，將地線置入到頭皮下，外接癲癇 治療裝置打開電源即可(參見圖1)。癲癇治療裝置通過(guò)電位監(jiān)測(cè)電極不斷監(jiān)測(cè)癇性灶內(nèi)細(xì) 胞外液1的電位并輸入到電壓分析及控制電路中，電壓分析及控制電路判斷是否正常，若 不正常，啟動(dòng)電壓鉗制電路工作，通過(guò)電流電極使細(xì)胞外液1的電位保持在某個(gè)值。例如當(dāng) 細(xì)胞外液1的電位低于-30mv時(shí)，電壓分析及控制電路啟動(dòng)電壓鉗制電路通過(guò)電流電極向 細(xì)胞外液1輸入電流使細(xì)胞外液1的電位保持在lmv，從而穩(wěn)定了細(xì)胞外液電場(chǎng)，防止或減 少由于細(xì)胞外液電場(chǎng)急劇變化引起的癲癇的發(fā)作，到設(shè)定時(shí)間到后電壓分析及控制電路停 止電壓鉗制電路工作，以減少治療設(shè)備對(duì)人體正常生理的影響，治療儀不斷重復(fù)上述過(guò)程。
權(quán)利要求
一種癲癇治療裝置，其特征是包括至少一個(gè)電位監(jiān)測(cè)電極及相應(yīng)的電壓放大電路、至少一個(gè)電流電極及相應(yīng)的電壓鉗制電路、電壓分析及控制電路和電源電路；所述電位監(jiān)測(cè)電極通過(guò)電壓放大電路與電壓分析及控制電路的輸入端連接，電流電極通過(guò)電壓鉗制電路與電壓分析及控制電路的輸出端連接，電源電路為各單元電路提供工作電源。
全文摘要
本發(fā)明公開了一種癲癇治療裝置，包括至少一個(gè)電位監(jiān)測(cè)電極及相應(yīng)的電壓放大電路、至少一個(gè)電流電極及相應(yīng)的電壓鉗制電路、電壓分析及控制電路和電源電路；所述電位監(jiān)測(cè)電極通過(guò)電壓放大電路與電壓分析及控制電路的輸入端連接，電流電極通過(guò)電壓鉗制電路與電壓分析及控制電路的輸出端連接，電源電路為各單元電路提供工作電源。本發(fā)明裝置在治療時(shí)，不需用藥，對(duì)病人沒有藥物副作用，也不需破壞腦部神經(jīng)系統(tǒng)，可以避免對(duì)病人腦部神經(jīng)系統(tǒng)帶來(lái)嚴(yán)重?fù)p傷，影響神經(jīng)中樞的功能，也便于停止已進(jìn)行的治療，恢復(fù)治療前的神經(jīng)系統(tǒng)結(jié)構(gòu)，具有較高的安全性。
文檔編號(hào)A61N1/38GK101947357SQ20101050995
公開日2011年1月19日 申請(qǐng)日期2010年10月18日 優(yōu)先權(quán)日2010年10月18日
發(fā)明者劉輝, 宋治, 黃獻(xiàn) 申請(qǐng)人:劉輝