一種基于磁刺激的深部腦刺激系統(tǒng)的制作方法
【專利摘要】本實用新型公開一種基于磁刺激的深部腦刺激系統(tǒng)，包括：埋置腦部內(nèi)的刺激電極，與刺激電極尾部連接的電極接收線圈，位于電極接收線圈上方的刺激發(fā)射線圈，位于腦部外的脈沖發(fā)生器，以及連接刺激發(fā)射線圈與脈沖發(fā)生器的連接線。本實用新型可以降低設(shè)備成本、延長設(shè)備使用壽命，手術(shù)難度低，對病人的副作用小。
【專利說明】一種基于磁刺激的深部腦刺激系統(tǒng)

【技術(shù)領(lǐng)域】
[0001]本實用新型涉及深部腦定位磁刺激【技術(shù)領(lǐng)域】，尤其涉及一種不用將脈沖發(fā)生器埋置在胸部的基于磁刺激的深部腦刺激系統(tǒng)。

【背景技術(shù)】
[0002]目前，大腦神經(jīng)功能調(diào)制包括無創(chuàng)性的經(jīng)頡磁刺激(transcranial magneticstimulat1n, TMS)和有創(chuàng)性的深部腦刺激(Deep brain stimulat1n, DBS)。TMS 利用電磁感應(yīng)原理，用儲能的高壓電容通過電子開關(guān)向刺激線圈放電，刺激線圈產(chǎn)生瞬變的磁場透過顱骨，在大腦表淺的皮層誘發(fā)感應(yīng)電流，刺激顱內(nèi)神經(jīng)，引起神經(jīng)細(xì)胞膜電位的變化、興奮性的變化而調(diào)節(jié)神經(jīng)功能。磁刺激強度隨著距離的增加呈指數(shù)形式下降，一般認(rèn)為TMS的有效刺激深度只有2?2.5厘米。TMS可以用特殊的H型線圈做大腦深部刺激，但刺激范圍大，精度不高。DBS要求高精度(毫米級)的大腦深部刺激，DBS是近年來功能神經(jīng)外科實施的一種新的神經(jīng)功能障礙的治療技術(shù)，屬于有創(chuàng)性、高難度、高成本的治療方法。
[0003]DBS設(shè)備常常稱之為腦起搏器，包括3個體內(nèi)植入式部件:刺激深部腦的電極、連接線和電脈沖發(fā)生器。這種技術(shù)要求神經(jīng)外科醫(yī)生在病人麻醉的情況下，在頭部切開直徑為14毫米的顱骨孔，采用立體定位框架的導(dǎo)航技術(shù)，把大腦深部電極插入大腦深部靶刺激部位，連接從頭皮通過頸部到胸部的皮下埋置連接線，再接到胸部皮下埋置鈦金屬外殼的由電池驅(qū)動的電脈沖發(fā)生器。由其發(fā)送電脈沖到選擇腦區(qū)，調(diào)節(jié)不同的刺激頻率與強度，治療中樞運動和情感功能障礙等疾病。
[0004]目前，DBS的適應(yīng)癥為運動障礙，如帕金森氏病、震顫綜合征、肌張力障礙；疼痛綜合征:如中樞性疼痛綜合征、傷害性疼痛、神經(jīng)病理性疼痛；還可能治療精神障礙如強迫癥、抑郁癥、成癮性疾病等。
[0005]DBS技術(shù)雖然認(rèn)為是一種安全有效的治療神經(jīng)功能障礙的方法，但存在以下缺陷:
[0006]1、設(shè)備成本高；
[0007]2、DBS的脈沖發(fā)生器需要用電池供電，電池壽命有限，更換電池要進(jìn)行二次手術(shù)，而體外充電成本更高。
[0008]3、要求醫(yī)生的手術(shù)技術(shù)高，難度大、手術(shù)時間長。
[0009]4、對病人創(chuàng)面大，從頭到頸到胸都要埋置異物，會產(chǎn)生手術(shù)損傷；副作用多，刺激器和連接線作為異物埋置體內(nèi)會有排斥反應(yīng)、疼痛和其他不適。
實用新型內(nèi)容
[0010]為了克服現(xiàn)有技術(shù)的不足，本實用新型提出一種可以降低設(shè)備成本、延長設(shè)備使用壽命，手術(shù)難度低，對病人的副作用小的基于磁刺激的深部腦刺激系統(tǒng)。
[0011]為了達(dá)到上述目的，本實用新型提出一種基于磁刺激的深部腦刺激系統(tǒng)，包括:埋置腦部內(nèi)的刺激電極，與所述刺激電極尾部連接的電極接收線圈，位于所述電極接收線圈上方的刺激發(fā)射線圈，位于腦部外的脈沖發(fā)生器，以及連接所述刺激發(fā)射線圈與脈沖發(fā)生器的連接線。
[0012]優(yōu)選地，所述電極接收線圈包裹有硅膠。
[0013]優(yōu)選地，所述電極接收線圈包裹于腦部的腦皮內(nèi)，所述刺激發(fā)射線圈置于腦皮外。
[0014]優(yōu)選地，該基于磁刺激的深部腦刺激系統(tǒng)還包括:位于腦部外的線圈固定塑料片，所述刺激發(fā)射線圈固定在所述線圈固定塑料片上。
[0015]優(yōu)選地，所述線圈固定塑料片通過橡筋帶緊固在腦部。
[0016]優(yōu)選地，所述脈沖發(fā)生器上設(shè)置有參數(shù)設(shè)置與開停按鍵。
[0017]優(yōu)選地，所述脈沖發(fā)生器的刺激強度為:0?25mA，頻率為'2?250Hz，脈沖寬度為:50 ?500us。
[0018]本實用新型提出的一種的基于磁刺激的深部腦刺激系統(tǒng)，相比現(xiàn)有技術(shù)，具有如下有益效果:
[0019]1、不用埋置原來DBS的連接線與鈦合金外殼的脈沖發(fā)生器，減少體內(nèi)埋置部件，使大面積的有創(chuàng)手術(shù)變?yōu)槲?chuàng)手術(shù)，減少了手術(shù)難度、手術(shù)時間、手術(shù)風(fēng)險和副作用；利于DBS技術(shù)的推廣；
[0020]2、脈沖發(fā)生器與刺激電極的線圈無直接接觸，局部為無線的電脈沖傳導(dǎo)，而脈沖發(fā)生器隨時可更換電池(或用充電電池)，材料成本低，維修更換方便，可以無限期使用；
[0021]3、設(shè)備成本低。

【專利附圖】

【附圖說明】
[0022]圖1是本實用新型基于磁刺激的深部腦刺激系統(tǒng)的示意圖；
[0023]圖2是本實用新型基于磁刺激的深部腦刺激系統(tǒng)中刺激接收線圈與刺激電極在頭顱骨內(nèi)的連接示意圖。
[0024]為了使本實用新型的技術(shù)方案更加清楚、明了，下面將結(jié)合附圖作進(jìn)一步詳述。

【具體實施方式】
[0025]應(yīng)當(dāng)理解，此處所描述的具體實施例僅僅用以解釋本實用新型，并不用于限定本實用新型。
[0026]如圖1所示，本實用新型較佳實施例提出的一種基于磁刺激的深部腦刺激系統(tǒng)，包括:埋置腦部內(nèi)的刺激電極1，與所述刺激電極I尾部連接的電極接收線圈2，位于所述電極接收線圈2上方的刺激發(fā)射線圈3，位于腦部外的脈沖發(fā)生器4，以及連接所述刺激發(fā)射線圈3與脈沖發(fā)生器4的連接線5。
[0027]其中，電極接收線圈2包裹有硅膠，嵌入在顱骨開孔處，包裹于腦部的腦皮內(nèi)，縫合頭皮完成微創(chuàng)手術(shù)。
[0028]所述刺激發(fā)射線圈3置于腦皮外，并通過腦部外的線圈固定塑料片6固定在人腦上；線圈固定塑料片6通過橡筋帶7緊固在腦部。
[0029]具體地，根據(jù)經(jīng)顱磁刺激的電磁感應(yīng)和電磁轉(zhuǎn)換原理，用I?η個微型刺激發(fā)射線圈3(根據(jù)刺激電極I的多少決定)作為適配器連接到脈沖發(fā)生器4。
[0030]大腦深部刺激電極I采用DBS的大腦深部埋藏電極，刺激電極I的尾部連接一個直徑為14毫米(該尺寸可以根據(jù)實際情況設(shè)定，在此不限定)的硅膠包裹線圈，作為刺激電極I的接收線圈，嵌入在顱骨開孔處，縫合頭皮完成微創(chuàng)手術(shù)。
[0031]脈沖發(fā)生器4發(fā)出的電脈沖經(jīng)過刺激發(fā)射線圈3產(chǎn)生瞬變磁場，這種磁場在靠近電極接收線圈2附近時，在電極接收線圈2內(nèi)切割線圈產(chǎn)生感應(yīng)電壓，通過刺激電極I刺激大腦深部的靶組織，達(dá)到刺激大腦深部的目的。
[0032]本實施例只需在頭部局部皮膚切開，用開孔器在頭顱骨上打開14_直徑的小孔，準(zhǔn)備插刺激電極1，如圖2所示。
[0033]以下詳細(xì)闡述本實用新型實施例的基本原理:
[0034]例如，要刺激深部腦區(qū)的丘腦下核，只需先用磁共振成像(MRI)事先在計算機上利用MRI的影像資料進(jìn)行三維定位，在避免重要功能區(qū)的前提下，確定刺激電極I插入部位、方向、深度。功能外科醫(yī)生利用框架式立體定位設(shè)備，把刺激電極I插入靶刺激部位，誤差可以為毫米級。
[0035]本實施例保留原來DBS系統(tǒng)中的大腦深部刺激電極1，在刺激電極I的尾端連接線5圈(I?η圈)，作為埋置部件。
[0036]在刺激電極I的尾部，頭顱骨的開孔處連接刺激電極I的接收線圈，接收線圈帶有硅膠包膜，接收線圈大小接近于直徑14_，可填充在頭顱骨破孔之中，再縫合頭皮，使DBS成為微創(chuàng)小手術(shù)。
[0037]便攜手持式脈沖發(fā)生器4能夠方便的調(diào)節(jié)各種刺激參數(shù)，輸出連接線5接到刺激發(fā)射線圈3，刺激發(fā)射線圈3根據(jù)頭部埋置電極接收線圈2的位置，對應(yīng)固定在線圈固定塑料片6上，線圈固定塑料片6兩端有橡筋帶7，便于刺激時，刺激發(fā)射線圈3相對固定在電極接收線圈2的上面。
[0038]刺激發(fā)射線圈3與刺激接收線圈相隔距離很小，組成一副無鐵芯變壓器。刺激發(fā)射線圈3如同變壓器的初級，刺激接收線圈如同變壓器的次級，改變初級線圈內(nèi)的電流參數(shù)，就可以等比例改變刺激接收線圈的感應(yīng)電壓和刺激電流。
[0039]本實施例脈沖發(fā)生器4可以采用現(xiàn)有的脈沖發(fā)生器4采用便攜式手持脈沖發(fā)生器4，在脈沖發(fā)生器4上設(shè)置有參數(shù)設(shè)置與開停按鍵8。該脈沖發(fā)生器4由機殼、液晶屏、按鍵、單片機、電池電源、升壓電路、儲能電容、脈沖波發(fā)生器、恒流輸出電路等元件組成，其可調(diào)的輸出參數(shù)如下(當(dāng)然也不限于以下范圍):
[0040]刺激強度為:0?25mA，頻率為:2?250Hz，脈沖寬度為:50?500us，(串)刺激時程:0?20s，間歇時間為:0?20s，刺激時長為:0?30m，通道選擇:1、2、1和2。圖1中以刺激頻率為88Hz、刺激時程為88s、刺激間歇時間為:88s、刺激時長為:88m、刺激波寬為:88us、刺激強度為:88mA、通道選擇:12。
[0041]相比現(xiàn)有技術(shù)，本實用新型基于磁刺激的深部腦刺激系統(tǒng)，具有如下有益效果:
[0042]1、不用埋置原來DBS的連接線5與鈦合金外殼的脈沖發(fā)生器4，減少體內(nèi)埋置部件，使大面積的有創(chuàng)手術(shù)變?yōu)槲?chuàng)手術(shù)，減少了手術(shù)難度、手術(shù)時間、手術(shù)風(fēng)險和副作用；利于DBS技術(shù)的推廣；
[0043]2、脈沖發(fā)生器4與刺激電極I的線圈無直接接觸，局部為無線的電脈沖傳導(dǎo)，而脈沖發(fā)生器4隨時可更換電池(或用充電電池)，材料成本低，維修更換方便，可以無限期使用；
[0044]3、設(shè)備成本低。
[0045]上述僅為本實用新型的優(yōu)選實施例，并非因此限制本實用新型的專利范圍，凡是利用本實用新型說明書及附圖內(nèi)容所作的等效結(jié)構(gòu)或流程變換，或直接或間接運用在其它相關(guān)的【技術(shù)領(lǐng)域】，均同理包括在本實用新型的專利保護范圍內(nèi)。
【權(quán)利要求】
1.一種基于磁刺激的深部腦刺激系統(tǒng)，其特征在于，包括:埋置腦部內(nèi)的刺激電極，與所述刺激電極尾部連接的電極接收線圈，位于所述電極接收線圈上方的刺激發(fā)射線圈，位于腦部外的脈沖發(fā)生器，以及連接所述刺激發(fā)射線圈與脈沖發(fā)生器的連接線。
2.根據(jù)權(quán)利要求1所述的基于磁刺激的深部腦刺激系統(tǒng)，其特征在于，所述電極接收線圈包裹有硅膠。
3.根據(jù)權(quán)利要求2所述的基于磁刺激的深部腦刺激系統(tǒng)，其特征在于，所述電極接收線圈包裹于腦部的腦皮內(nèi)，所述刺激發(fā)射線圈置于腦皮外。
4.根據(jù)權(quán)利要求1、2或3所述的基于磁刺激的深部腦刺激系統(tǒng)，其特征在于，還包括:位于腦部外的線圈固定塑料片，所述刺激發(fā)射線圈固定在所述線圈固定塑料片上。
5.根據(jù)權(quán)利要求4所述的基于磁刺激的深部腦刺激系統(tǒng)，其特征在于，所述線圈固定塑料片通過橡筋帶緊固在腦部。
6.根據(jù)權(quán)利要求1所述的基于磁刺激的深部腦刺激系統(tǒng)，其特征在于，所述脈沖發(fā)生器上設(shè)置有參數(shù)設(shè)置與開停按鍵。
7.根據(jù)權(quán)利要求6所述的基于磁刺激的深部腦刺激系統(tǒng)，其特征在于，所述脈沖發(fā)生器的刺激強度為:0?25mA，頻率為'2?250Hz，脈沖寬度為:50?500us。
【文檔編號】A61N2/04GK204121602SQ201420556841
【公開日】2015年1月28日 申請日期:2014年9月19日 優(yōu)先權(quán)日:2014年9月19日
【發(fā)明者】楊亦錚 申請人:深圳英智科技有限公司