一種含有可快速制冷的顱內(nèi)皮層?xùn)艩铍姌O及其監(jiān)控系統(tǒng)的制作方法
【技術(shù)領(lǐng)域】
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[0001]本實用新型涉及一種醫(yī)療裝置，特別涉及一種含有可快速制冷的顱內(nèi)皮層?xùn)艩铍姌O及其監(jiān)控系統(tǒng)。
[0002]【背景技術(shù)】:
[0003]癲癇作為一種常見的中樞神經(jīng)系統(tǒng)疾病，在我國的發(fā)病率為0.7%。藥物治療雖為癲癇治療的首選，但是抗癲癇藥物只能控制大約60-70%的癲癇病人的癲癇發(fā)作，30-40%的病人將發(fā)展成為藥物難治性癲癇。雖然部分難治性癲癇病人可以接受手術(shù)治療，但手術(shù)治療目前仍有很多難題和危險。高達30-40%的藥物難治性癲癇患者的存在，激勵著醫(yī)學(xué)工作者不斷地尋找和探索開發(fā)新型的替代療法來控制難治性癲癇。為了避免高劑量抗癲癇藥物的聯(lián)合應(yīng)用引起毒副作用和手術(shù)可能造成的永久性神經(jīng)損傷，開發(fā)一種可逆性的、短時間內(nèi)迅速降低致癇區(qū)神經(jīng)細胞興奮性，在終止癲癇發(fā)作的同時，又不會造成致癇區(qū)神經(jīng)細胞的永久性損傷的治療方法，對于難治性癲癇的治療具有極其重要的意義。
[0004]過去十五年中，本項目研宄小組和其它研宄機構(gòu)先后發(fā)現(xiàn)應(yīng)用熱電模塊(Peltier Device)引起局部快速低溫可迅速終止癲癇發(fā)作，并對局部低溫的作用機制，低溫是否引起神經(jīng)細胞損傷進行了細致的研宄。本申請人在過去十余年在小動物癲癇模型上積累了大量的局部低溫控制癲癇發(fā)作的實驗數(shù)據(jù)，目前準備將該技術(shù)進行臨床轉(zhuǎn)化研宄。在臨床轉(zhuǎn)化研宄中，首先確認在癲癇患者體內(nèi)，局部低溫終止或減少皮層癲癇發(fā)作所需要的閾值溫度。只有確認了這一溫度閾值的范圍，才能夠指導(dǎo)并計算出今后研發(fā)的可植入性的熱電模塊所需要的能量供應(yīng)參數(shù)和散熱參數(shù)。而這一閾值溫度的測定需要一種可以植入患者顱內(nèi)的制冷設(shè)備，已有的皮層快速制冷技術(shù)包括:1，應(yīng)用熱電模塊(Peltier Device)局部制冷。熱電模塊技術(shù):傳統(tǒng)的熱電模塊體積較大，新型超薄熱電模塊雖然體積小，厚度薄，但是裝置表面材料的生物兼容性較差，且散熱系統(tǒng)仍然不夠完善，目前還不能植入顱內(nèi)。故該技術(shù)裝置目前用于在人體上測試低溫控制人類癲癇發(fā)作的閾值溫度還不現(xiàn)實。2，應(yīng)用改良的夾層水囊顱內(nèi)皮層?xùn)艩铍姌O局部制冷。改良的夾層水囊顱內(nèi)皮層?xùn)艩铍姌O:該電極是在目前已經(jīng)用于臨床的顱內(nèi)監(jiān)測電極的基礎(chǔ)上，加上一夾層水囊改良而成，通過向水囊中灌注冷生理鹽水，來達到局部降溫的作用。由于改良電極所使用的材料均為目前臨床顱內(nèi)皮層電極所使用的材料，故解決了制冷設(shè)備表面生物兼容性的問題，也可以植入顱內(nèi)。但是應(yīng)用該電極制冷，制冷速度很慢，且制冷部位定位不夠精準。而我們前期的實驗結(jié)果顯示只有快速、精準的降溫才能很好的終止癲癇發(fā)作，所以慢速降溫及降溫區(qū)域控制的不準確，都將對于控制癲癇發(fā)作的溫度閾值的結(jié)果測定產(chǎn)生極大的影響。故我們研制了新型快速制冷的顱內(nèi)皮層?xùn)艩铍姌O。

【發(fā)明內(nèi)容】

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[0005]本實用新型要解決的主要技術(shù)問題是:解決現(xiàn)有技術(shù)中熱電模塊制冷設(shè)備表面材料的生物兼容性差，且散熱系統(tǒng)不完善，及夾層水囊顱內(nèi)皮層?xùn)艩铍姌O制冷速度慢、定位不精準的問題。本實用新型結(jié)合了超薄熱電模塊的快速制冷、定位精準的性能和改良的夾層水囊顱內(nèi)皮層?xùn)艩铍姌O的表面生物兼容性好及可以植入顱內(nèi)的優(yōu)點，制作一個應(yīng)用超薄熱電模塊快速精確制冷的水囊顱內(nèi)皮層?xùn)艩铍姌O。該電極既具有制冷速度極快，溫度調(diào)解很靈敏，制冷位點十分精確等特點，又做到了設(shè)備表面生物兼容性良好，可以植入癲癇患者顱內(nèi)，同時借助水囊解決了熱電模塊的散熱問題，從而可以精確測定能夠終止不同癲癇患者癲癇發(fā)作的溫度閾值。
[0006]為此，本實用新型提供一種可快速制冷的顱內(nèi)皮層?xùn)艩铍姌O，其組成如下電極硅膠片(I)，水囊夾層(2)，電極(3)，熱電模塊(4)，熱電模塊動力線及溫度傳感線(5)，循環(huán)水出水口 ￠)，電極連接線(7)，循環(huán)水入水口(8)。
[0007]其連接方式如下:水囊夾層(2)由另外一硅膠片置于電極硅膠片(I)上并粘合在一起，形成有夾層的水囊，熱電模塊⑷的制冷面和電極⑶粘合在一起，而散熱面直接暴露于水囊中，電極(3)的另一面直接暴露于電極硅膠片的外面，熱電模塊動力線及溫度傳感線(5)和電極連接線(7)分別和熱電模塊⑷以及電極(3)相連，循環(huán)水出水口(6)和循環(huán)水入水口(8)分別連接在水囊夾層(2)兩端。
[0008]為了精準的控制上述可快速制冷的顱內(nèi)皮層?xùn)艩铍姌O進行制冷，本實用新型還提供一種監(jiān)控系統(tǒng)，該系統(tǒng)包括本實用新型的可快速制冷的顱內(nèi)皮層?xùn)艩铍姌O，以及溫度、動力綜合控制系統(tǒng)(9)，循環(huán)水泵(10)和腦電圖放大器及計算機數(shù)據(jù)存儲系統(tǒng)(11)，各部分連接方式如下:本實用新型的可快速制冷的顱內(nèi)皮層?xùn)艩铍姌O中的熱電模塊(4)通過熱電模塊動力線及溫度傳感線(5)和溫度、動力綜合控制系統(tǒng)(9)相連，循環(huán)水泵(10)的出水端和和循環(huán)水入水口(8)相連，入水端和循環(huán)水出水口(6)相連，電極(3)通過電極連接線(7)和腦電圖放大器及計算機數(shù)據(jù)存儲系統(tǒng)(11)相連。
[0009]本實用新型的目的為:研發(fā)一種可以植入癲癇患者顱內(nèi)并可以快速、準確定位、精確控制局部溫度的降溫設(shè)備，從而可以在癲癇患者顱內(nèi)測定到可以終止癲癇發(fā)作的溫度閾值，為今后研發(fā)永久植入的治療藥物難治性癲癇的低溫設(shè)備提供必要的技術(shù)參數(shù)。同時該制冷電極還可以用于今后癲癇患者術(shù)前對于功能區(qū)的定位。
[0010]本實用新型的制冷電極是一種基于傳統(tǒng)顱內(nèi)皮層電極結(jié)構(gòu)的電極，結(jié)合超薄熱電模塊制成的可迅速、精確調(diào)節(jié)、準確定位降溫的改良電極。我們將在傳統(tǒng)的顱內(nèi)皮層?xùn)艩铍姌O片的每一個電極上(直徑2.5毫米)粘貼一個超薄熱電模塊(2X2X0.2mm)。由于超薄熱電模塊極薄且體積很小，故制冷電極聯(lián)合體體積亦很小，從而不會影響制冷電極的柔軟程度，使其更加容易順應(yīng)腦組織輪廓貼服。制冷電極的溫度控制系統(tǒng)是通過一個綜合控制系統(tǒng)及一個處于熱電模塊制冷面的溫度傳感器組成。電極片上的各個電極的溫度可以通過綜合控制系統(tǒng)設(shè)定并控制。當設(shè)定目標溫度、溫控精度后，控制系統(tǒng)可以控制任何一個或多個制冷片開始工作，降低熱電模塊制冷面溫度，同時該區(qū)域溫度由溫度傳感器實時傳遞回綜合控制系統(tǒng)。當溫度低于設(shè)定溫度時(0.1°C )，熱電模塊停止工作；當溫度高于設(shè)定溫度時(0.1°c )，熱電模塊再次工作，保持該區(qū)域始終處于預(yù)設(shè)溫度范圍內(nèi)(預(yù)設(shè)溫度±0.rc)o由于制冷電極制冷片工作過程中，熱面會升溫，因此在熱面設(shè)有輔助散熱的循環(huán)液體流動。循環(huán)液體借助外置的泵的壓力流動，將熱量帶出電極。由于液體循環(huán)只是散熱功能，所以流量很小，故可以應(yīng)用與體溫相等的鹽水，這樣將會在很大程度上增加降溫的精準性，同時可以減少電極的厚度，使之更適合于植入顱內(nèi)。
[0011]本實用新型改進了水囊夾層顱內(nèi)電極制冷慢、制冷區(qū)域定位不準確，溫度無法精確控制等不足，同時也解決了以往熱電模塊技術(shù)無法植入患者顱內(nèi)直接探測可以終止癲癇發(fā)作的溫度閾值的難題。應(yīng)用新型可制冷顱內(nèi)皮層?xùn)艩铍姌O，可以在難治