[實用新型]一種用于脊髓功能調控的閉環光刺激系統有效

申請號：	201420588300.1	申請日：	2014-10-11
公開（公告）號：	CN204147437U	公開（公告）日：	2015-02-11
發明（設計）人：	趙曉東;俞乾;張云鵬;王守巖	申請（專利權）人：	中國科學院蘇州生物醫學工程技術研究所
主分類號：	A61N5/06	分類號：	A61N5/06;A61B5/04
代理公司：	北京遠大卓悅知識產權代理事務所(普通合伙) 11369	代理人：	史霞
地址：	215163 江***	國省代碼：	江蘇;32
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摘要：
搜索關鍵詞：	一種用于脊髓功能調控閉環刺激系統
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【說明書】：

技術領域

本實用新型涉及一種閉環光刺激器，具體涉及一種用于脊髓功能調控的閉環光刺激系統。

背景技術

脊髓是中樞神經系統中極易受損的部位，脊髓損傷的致殘率高，嚴重危及人類的健康。脊髓損傷后的修復一直是醫學領域的難點。脊髓損傷后神經生長因子(NGF)在一定的條件下，可促進未損傷神經元出芽，重建被破壞的神經回路。但在沒有外界干預的情況下，中重度損傷內源性NGF表達量不足以起到保護和修復的作用，且維持時間較短。

目前，細胞移植和基因治療是脊髓損傷治療的重要手段，在動物實驗中取得了好的效果，但離臨床應用還很遠。細胞移植治療所需的理想細胞量、移植效果的維持時間以及如何應用神經營養因子、免疫抑制藥物等一系列問題。脊髓損傷的基因治療也面臨著不少問題：(1)中樞神經系統排斥反應；(2)移植細胞在宿主體內不能長期存活；(3)遺傳修飾細胞移植后，轉基因表達隨時間延長而下降，失去治療作用；(4)安全性問題，如外源基因的致癌性。

近年來，脊髓電刺激技術在抑制疼痛、治療脊髓損傷和植物人喚醒等方面發展很快。這種治療方法是將電極直接放在脊髓相關位置，通過刺激器產生電刺激脈沖來治療相關疾病，已在臨床上取得了可喜的效果。

隨著近幾年光感基因調控技術的發展，人們發現光刺激可以更為精準地針對特定神經元進行刺激，將光遺傳學應用于脊髓刺激，有望取得比電刺激更好的效果。光遺傳學以光學和光遺傳基因工程學為基礎，將視蛋白基因加上特異啟動子通過病毒轉染導入特定的神經元類群，然后通過特定波長的光刺激來興奮或抑制該類神經元的生理活動。例如，藍光刺激可興奮帶光敏蛋白ChR2的神經元，而在黃光的刺激下，帶光敏蛋白NaHR的神經元活動將被抑制。相對于電刺激，光遺傳學實現了對特定神經元的精確靶向刺激，且避免了電流對人體組織的傷害。

現有技術中，對脊髓的單向光刺激無法根據脊髓狀態作出調節，故而調控效果受限。

實用新型內容

為克服現有技術的不足，本實用新型的目的是提供一種用于脊髓功能調控的閉環光刺激器系統，該系統旨在通過柔性光-電電極采集使用者的脊髓神經傳導電信號，對其進行分析以確定脊髓狀態，并根據相應算法驅動LED對移植入脊髓特定部位的帶光敏蛋白的神經元進行光調控，有針對性地修復損傷后的脊髓。

為實現上述目的，本實用新型通過以下技術方案實現：

本實用新型所述的用于脊髓功能調控的閉環光刺激系統，包括：

柔性光-電電極，其包括用于采集神經電信號的金屬電極和用于光刺激的LED；

信號采集單元，其與所述柔性光-電電極通訊連接，以接收所述金屬電極采集到的脊髓神經傳導電信號；

主控單元，其與所述信號采集單元通訊連接，且根據采集到的脊髓神經傳導電信號，調整LED驅動指令；

LED驅動單元，其與所述主控單元通訊連接，且根據所述LED驅動指令，驅動所述LED工作；

供電單元，其向所述柔性光-電電極、主控單元、信號采集單元和LED驅動單元供電。

優選的是，所述的用于脊髓功能調控的閉環光刺激系統，其中，還包括：

上位機，其通過通訊單元與所述主控單元通訊，以保存其中的信息。