[發明專利]用于痙攣型腦癱治療的智能自演進式神經調控裝置及方法

在審

• 申請號: 202010542871.1
• 申請日: 2020-06-15
• 公開（公告）號: CN111701142A
• 公開（公告）日: 2020-09-25
• 發明（設計）人: 任鵬宇;屈建強;韓鵬;徐創新;李云;周樂;閆先俠
• 申請（專利權）人: 西安交通大學醫學院第二附屬醫院
• 主分類號: A61N1/36
• 分類號: A61N1/36;A61N1/05;A61N1/20
• 代理公司: 西安合創非凡知識產權代理事務所(普通合伙) 61248
• 代理人: 居延娟

1.用于痙攣型腦癱治療的智能自演進式神經調控裝置，其特征在于：包括服務管理系統（1）、電源管理模塊（2）、中央處理器（3）、信息處理模塊（4）、閉環輸出驅動器（5）、電極管理系統（6）、調控電極陣列（7）、記錄電極陣列（8）、神經效應及行為監測傳感器（9）和信息采集系統（10），所述服務管理系統（1）的一端與互聯網系統相連，所述服務管理系統（1）的另一端與電源管理模塊（2）相交互，與互聯網相連目的在于實時檢索關于痙攣性腦癱治療最新高質量文獻及先驗知識以構建更新知識圖譜，與所述電源管理模塊（2）相交互目的一方面是用于程序演進升級，將更新的知識圖譜輸入至裝置內并加載于信息處理模塊（4）上，進行參數修改，另一方面用于裝置內信息數據提取分析，所述電源管理模塊（2）為所有元器件提供能量，主要完成電池管理、無線充電、以及程序升級或修改參數的無線數據接口，所述中央處理器（3）為信息處理核心，用于數據計算、各硬件系統管理和工作協調，所述信息處理模塊（4）在中央處理器（3）支持下，根據運動輸入數據進行實時數據處理、目標神經編碼信息解調計算、存儲，完成信息調制解調，并完成閉環輸出驅動器（5）需發放神經調控信息計算，實現閉環調控處理算法，所述閉環輸出驅動器（5）在接受調控指令后，通過所述電極管理系統（6），向所述調控電極陣列（7）的相關通道發放電流刺激并感知實施效果，所述電極管理系統（6）在正常工作時提供信息通道，參與部分編碼類型的調控，在空閑時或定期進行電極維護和“標定”工作，確定通道的可靠性和使用效果，為檢測提供硬件的“標準值”，同時與人互動，完成定期標定或檢查工作，所述調控電極陣列（7）的近端與閉環輸出驅動器（5）相連，所述調控電極陣列（7）的遠端與調控目標神經網絡相連，引導所述閉環輸出驅動器（5）發放刺激電流至需調控的目標神經處，驅使目標神經元編碼預期神經信息，所述記錄電極陣列（8）的一端與目標神經網絡神經相連，所述記錄電極陣列（8）的另一端與信息采集系統（10）及電極管理系統（6）相連，實時動態記錄目標神經網絡內神經的電活動及信息編碼狀況，所述神經效應及行為監測傳感器（9）涉及多種類型傳感器，用以實時動態監測及采集目標神經系統的生理和病理效應、行為信息數據，并輸入信息采集系統（10），所述信息采集系統（10）涉及多數據信息采集功能，既可動態獲取記錄電極采集信息，又可通過神經效應及行為監測傳感器（9）獲取目標神經支配區域效應信息和/或整體行為信息，在完成數據轉換后輸入信息處理模塊（4）。

2.根據權利要求1所述的用于痙攣型腦癱治療的智能自演進式神經調控裝置及方法，其特征在于：將生物電極陣列植入調控部位，通過模擬輸入缺失的生理性神經電活動，或減弱和阻斷失衡的病理性神經電活動，以緩解痙攣狀態；還通過生物電極陣列和各類傳感器監測目標神經在調控狀態下的神經電活動及行為效應，實時反饋，實現閉環的調控電流動態校準與痙攣狀態動態調控。

3.根據權利要求1所述的用于痙攣型腦癱治療的智能自演進式神經調控裝置及方法，其特征在于：所述閉環輸出驅動器（5）可輸出不同類型的調控電流以達成不同的調控目的，調控電流的類型包括，低頻脈沖電流、安全直流電和高頻脈沖電流。

4.根據權利要求1所述的用于痙攣型腦癱治療的智能自演進式神經調控裝置及方法，其特征在于：所述調控電極陣列（7）和記錄電極陣列（8）可使用不同類型，如單通道和多通道電極，還可根據具體調控部位設計不同形狀和構造的電極陣列，如圓形薄膜電極、爪狀電極、彈簧狀可伸縮電極和毛刷狀電極。

5.根據權利要求1所述的用于痙攣型腦癱治療的智能自演進式神經調控裝置及方法，其特征在于：所述神經效應及行為監測傳感器（9）可使用各類傳感器，如壓力傳感器、溫度傳感器、濕度傳感器、位置傳感器、液位傳感器、速度傳感器、加速度傳感器和射線輻射傳感器，還可使用圖像、視頻數據采集設備；所述的神經效應及行為監測傳感器（9）還可以實時動態地記錄目標神經支配區的行為效應，既用于神經行為信息反饋以調整調控電流，又用于神經行為效應信息存儲構建并擴充行為效應數據庫。