【技术实现步骤摘要】
本专利技术涉及神经定位型治疗中枢神经系统疾病的颅内介入手术机器人，属于医疗器械。
技术介绍
1、脑出血、脑血栓等脑部病变在急性发病时会导致患者出现血脑屏障破坏、脑缺血缺氧、脑水肿、局部循环障碍或者颅内压激增等严重问题，如不能及时救治会导致患者死亡。这类脑部病变在发病时会导致患者脑部神经受损，在患者接受救治存活后，这会引发患者运动功能障碍、认知障碍等疾病。对于这类脑部病变，现有医疗技术的关注点主要集中在患者急性发病时及时抢救患者使之存活，其手段主要包括降低颅内压、缓解脑水肿、以及实施外科手术等，而对于患者因脑部病变导致的脑部神经受损则关注较少，医疗机构并不会针对脑部神经受损进行治疗，往往只是让患者进行康复治疗，而患者陷入丧失运动功能和自理能力的状况就只能由患者自己接受。虽然目前有报道能将芯片安装在颅内，对大脑进行刺激以实施治疗，但是这种技术手段尚处于科研阶段，并未成为成熟的医疗手段，存在定点不够准确，且定点后无法移动等缺点，其效果不够精细，且开颅手术对患者伤害较大，目前难以实际应用。
2、外科手术机器人是集电子、软件、影像、外科临床等诸多技术于一体的综合医疗手术设备，目前已延伸至心血管系统、消化系统、泌尿系统、骨外科等外科领域中。手术导航系统将病人术前或术中影像数据和手术床上病人解剖结构准确对应，手术中跟踪手术器械并将手术器械的位置在病人影像上以虚拟探针的形式实时更新显示，使医生对手术器械相对病人解剖结构的位置一目了然，使外科手术更快速、更精确、更安全。
3、不过，现有的外科手术机器人尚不能直接针对脑部神经
技术实现思路
1、本专利技术的主要目的是：克服现有技术存在的问题，提出一种神经定位型治疗中枢神经系统疾病的颅内介入手术机器人，通过神经介入方式从人体外微创进入体内，到达大脑内目标区域进行精准的神经功能区域定位，并在该精准定位区域实施治疗。
2、本专利技术解决其技术问题的技术方案如下：
3、一种神经定位型治疗中枢神经系统疾病的颅内介入手术机器人，包括介入输送控制系统、脑机接口以及位于颅外的神经定位系统。
4、介入输送控制系统包括介入输送控制器、介入导管、输送载体或输送臂；介入输送控制器具有介入输送功能、及运动轨迹控制功能；所述介入输送功能包括在血管中以介入导管建立通道后，通过控制输送载体或输送臂将脑机接口以神经介入方式输送至大脑内目标区域的血管内；所述运动轨迹控制功能包括在脑机接口处于大脑内目标区域的血管内之后，通过控制输送载体或输送臂使脑机接口按照预定运动轨迹在该目标区域的血管内运动。
5、脑机接口包括支架、刺激电极、控制器以及电池；刺激电极、控制器、电池安装在支架上；刺激电极具有透过血管壁对神经实施刺激的功能；电池分别与刺激电极、控制器电连接，以实现供电；刺激电极的受控端与控制器的控制端连接，以实现控制器对刺激电极的控制。
6、神经定位系统包括刺激模块、控制器模块、采集模块、数据分析处理中心；所述刺激模块通过设置刺激参数生成刺激指令信号并发送至控制器模块；所述控制器模块将刺激指令信号发送至脑机接口的控制器，使脑机接口的刺激电极按该刺激指令信号实施神经刺激；所述采集模块通过记录电极在预定的人体部位采集神经信号并发送至数据分析处理中心；所述数据分析处理中心对采集的神经信号进行数据分析处理。
7、神经定位系统的控制器模块与脑机接口的控制器通信连接；该通信连接为有线连接或无线连接。
8、具体实施过程包括：采用微创介入技术，在血管中以介入导管建立通道，利用介入输送控制器的介入输送功能，通过控制输送载体或输送臂将脑机接口从体外经血管运送到大脑内目标区域的血管内(该目标区域为大脑皮层、大脑功能区、或大脑神经核区域)。同时，在颅外的预定人体部位(该预定人体部位与大脑内目标区域相对应)设置记录电极。
9、利用介入输送控制器的运动轨迹控制功能，使脑机接口按照预定运动轨迹在该目标区域的血管内运动；与此同时，在神经定位系统中，刺激模块按照预设刺激参数生成刺激指令信号，控制器模块控制脑机接口的刺激电极按照刺激指令信号持续实施神经刺激，采集模块通过记录电极持续采集神经信号，数据分析处理中心对这些神经信号进行数据分析处理。通过上述过程，可实现对大脑内目标区域进行精准的神经功能区域定位。之后，即可在该精准定位神经功能区域实施治疗，以不同刺激参数进行刺激；脑机接口植入颅内后，可按预设的周期或疗程进行有效治疗，并可通过位于颅外的神经定位系统控制或调整脑机接口的刺激参数。
10、在实施治疗时，事先利用介入输送控制器的介入输送功能使脑机接口处于上述精准定位的神经功能区域；在神经定位系统中，刺激模块按照治疗刺激参数生成刺激指令信号，控制器模块将该刺激指令信号发送至脑机接口的控制器，脑机接口的控制器控制刺激电极按该刺激指令信号中设定的治疗刺激参数对神经功能区域进行刺激治疗。
11、上述预设刺激参数、治疗刺激参数分别包括刺激信号参数以及刺激时间长度；该刺激信号参数满足穿过血管壁到达神经功能区域进行刺激治疗的条件。
12、本专利技术进一步完善的技术方案如下：
13、优选地，在脑机接口中，支架、刺激电极、控制器、电池的外表面分别涂覆有外包膜涂层，刺激电极的与血管壁接触的头端部位保持电导通性；除刺激电极的头端部位外，外包膜涂层由具有绝缘性能的里涂层，生物相容性合格、亲水且具有抗凝血性能的外涂层构成。
14、优选地，所述脑机接口的支架呈网状、圆桶状、束状、或伞状。
15、更优选地，支架采用导电材料制成；刺激电极、控制器、电池分别安装在支架上；刺激电极有若干个，且分布在支架上，形成多点刺激电极；在具体实施时，先通过输送载体或输送臂将处于收缩闭合状态的支架输送至大脑内目标区域处的血管，再通过输送载体或输送臂将支架撑开，使刺激电极的头端部位与血管壁相接触。
16、更优选地，脑机接口的电池为无线充电电池，具有无线充电功能。
17、采用以上优选方案，可进一步优化脑机接口的具体结构。
18、优选地，当通信连接为有线连接时，脑机接口的控制器的有线通信接口经导线与神经定位系统的控制器模块的有线通信接口通信连接，该导线穿过介入导管；当通信连接为无线连接时，脑机接口的控制器的无线通信接口与神经定位系统的控制器模块的无线通信接口通信连接。
19、更优选地，在将脑机接口输送至大脑内目标区域后，先采用有线连接，确保启动脑机接口并进行调试，之后再采用无线连接，并在确认建立有效无线连接后，撤出介入输送控制系统的介入导管、输送载体或输送臂、以及导线，仅保留脑机接口在颅内。
20、采用以上优选方案，可进一步优化通信连接方式及其转换的具体技术特征。其中，在有线连接或无线连接的方式下均可实施神经功能区域定位或神经功能区域刺激治疗。
21、优选地，在介入输送控制系统中，所述输送载体或输送臂用以携带或操纵脑机接本文档来自技高网...
【技术保护点】
1.一种神经定位型治疗中枢神经系统疾病的颅内介入手术机器人，包括介入输送控制系统，其特征是，还包括脑机接口以及位于颅外的神经定位系统；
2.根据权利要求1所述的一种神经定位型治疗中枢神经系统疾病的颅内介入手术机器人，其特征是，所述颅内介入手术机器人的具体实施过程包括：
3.根据权利要求2所述的一种神经定位型治疗中枢神经系统疾病的颅内介入手术机器人，其特征是，第一步中，所述目标区域为大脑皮层、大脑功能区、或大脑神经核区域。
4.根据权利要求2所述的一种神经定位型治疗中枢神经系统疾病的颅内介入手术机器人，其特征是，第二步的预设刺激参数、第三步的治疗刺激参数分别包括刺激信号参数以及刺激时间长度；该刺激信号参数满足穿过血管壁到达神经功能区域进行刺激治疗的条件。
5.根据权利要求1至4任一项所述的一种神经定位型治疗中枢神经系统疾病的颅内介入手术机器人，其特征是，在脑机接口中，所述支架、刺激电极、控制器、电池的外表面分别涂覆有外包膜涂层，所述刺激电极的与血管壁接触的头端部位保持电导通性；除刺激电极的头端部位外，所述外包膜涂层由具有绝缘性能的里涂
6.根据权利要求5所述的一种神经定位型治疗中枢神经系统疾病的颅内介入手术机器人，其特征是，所述脑机接口的支架呈网状、圆桶状、束状、或伞状。
7.根据权利要求6所述的一种神经定位型治疗中枢神经系统疾病的颅内介入手术机器人，其特征是，所述支架采用导电材料制成；所述刺激电极、控制器、电池分别安装在支架上；所述刺激电极有若干个，且分布在支架上，形成多点刺激电极；在具体实施时，先通过输送载体或输送臂将处于收缩闭合状态的支架输送至大脑内目标区域处的血管，再通过输送载体或输送臂将支架撑开，使刺激电极的头端部位与血管壁相接触。
8.根据权利要求7所述的一种神经定位型治疗中枢神经系统疾病的颅内介入手术机器人，其特征是，所述脑机接口的电池为无线充电电池，所述无线充电电池具有无线充电功能。
9.根据权利要求1至4任一项所述的一种神经定位型治疗中枢神经系统疾病的颅内介入手术机器人，其特征是，当通信连接为有线连接时，脑机接口的控制器的有线通信接口经导线与神经定位系统的控制器模块的有线通信接口通信连接，该导线穿过介入导管；当通信连接为无线连接时，脑机接口的控制器的无线通信接口与神经定位系统的控制器模块的无线通信接口通信连接。
10.根据权利要求9所述的一种神经定位型治疗中枢神经系统疾病的颅内介入手术机器人，其特征是，在将脑机接口输送至大脑内目标区域后，先采用有线连接，确保启动脑机接口并进行调试，之后再采用无线连接，并在确认建立有效无线连接后，撤出介入输送控制系统的介入导管、输送载体或输送臂、以及导线，仅保留脑机接口在颅内。
11.根据权利要求1至4任一项所述的一种神经定位型治疗中枢神经系统疾病的颅内介入手术机器人，其特征是，在介入输送控制系统中，所述输送载体或输送臂用以携带或操纵脑机接口的运动或静止；所述输送载体或输送臂的受控端与介入输送控制器的控制端连接；所述介入输送控制器的运动轨迹控制功能包括：通过调整输送载体或输送臂的运动轨迹来控制脑机接口的运动轨迹。
12.根据权利要求11所述的一种神经定位型治疗中枢神经系统疾病的颅内介入手术机器人，其特征是，所述介入输送控制系统的介入输送控制器与神经定位系统设于同一主机内或设于不同主机内。
13.根据权利要求11所述的一种神经定位型治疗中枢神经系统疾病的颅内介入手术机器人，其特征是，所述神经定位系统的数据分析处理中心与介入输送控制系统的介入输送控制器通信连接；所述神经定位系统的数据分析处理中心在对大脑内目标区域进行精准的神经功能区域定位后获得精准定位的神经功能区域，经记录和存储以形成患者的神经定位信息；所述介入输送控制器根据神经定位信息生成运动指令信号、并将该运动指令信号发送至输送载体或输送臂，所述输送载体或输送臂按照该运动指令信号所设定的运动轨迹进行运动，进而带动脑机接口按该运动轨迹进行运动。
14.根据权利要求13所述的一种神经定位型治疗中枢神经系统疾病的颅内介入手术机器人，其特征是，所述颅内介入手术机器人还包括手术导航系统、或利用外部手术导航系统，用以提供影像信号；所述手术导航系统的输入输出端与介入输送控制器的输入输出端连接，以实现介入输送控制系统与手术导航系统的联合使用；所述介入输送控制器根据手术导航系统生成的影像信号和神经定位系统生成的神经定位信息，控制输送载体或输送臂、脑机接口的运动或静止，或者，调整输送载体或输送臂、脑机接口的运动轨迹。
...【技术特征摘要】
1.一种神经定位型治疗中枢神经系统疾病的颅内介入手术机器人，包括介入输送控制系统，其特征是，还包括脑机接口以及位于颅外的神经定位系统；
2.根据权利要求1所述的一种神经定位型治疗中枢神经系统疾病的颅内介入手术机器人，其特征是，所述颅内介入手术机器人的具体实施过程包括：
3.根据权利要求2所述的一种神经定位型治疗中枢神经系统疾病的颅内介入手术机器人，其特征是，第一步中，所述目标区域为大脑皮层、大脑功能区、或大脑神经核区域。
4.根据权利要求2所述的一种神经定位型治疗中枢神经系统疾病的颅内介入手术机器人，其特征是，第二步的预设刺激参数、第三步的治疗刺激参数分别包括刺激信号参数以及刺激时间长度；该刺激信号参数满足穿过血管壁到达神经功能区域进行刺激治疗的条件。
5.根据权利要求1至4任一项所述的一种神经定位型治疗中枢神经系统疾病的颅内介入手术机器人，其特征是，在脑机接口中，所述支架、刺激电极、控制器、电池的外表面分别涂覆有外包膜涂层，所述刺激电极的与血管壁接触的头端部位保持电导通性；除刺激电极的头端部位外，所述外包膜涂层由具有绝缘性能的里涂层，生物相容性合格、亲水且具有抗凝血性能的外涂层构成。
6.根据权利要求5所述的一种神经定位型治疗中枢神经系统疾病的颅内介入手术机器人，其特征是，所述脑机接口的支架呈网状、圆桶状、束状、或伞状。
7.根据权利要求6所述的一种神经定位型治疗中枢神经系统疾病的颅内介入手术机器人，其特征是，所述支架采用导电材料制成；所述刺激电极、控制器、电池分别安装在支架上；所述刺激电极有若干个，且分布在支架上，形成多点刺激电极；在具体实施时，先通过输送载体或输送臂将处于收缩闭合状态的支架输送至大脑内目标区域处的血管，再通过输送载体或输送臂将支架撑开，使刺激电极的头端部位与血管壁相接触。
8.根据权利要求7所述的一种神经定位型治疗中枢神经系统疾病的颅内介入手术机器人，其特征是，所述脑机接口的电池为无线充电电池，所述无线充电电池具有无线充电功能。
9.根据权利要求1至4任一项所述的一种神经定位型治疗中枢神经系统疾病的颅内介入手术机器人，其特征是，当通信连接为有线连接时，脑机接口的控制器的有线通信接口经导线与神经定位系统的控制器模块的有线通信接口通信连接，该...
【专利技术属性】
技术研发人员：请求不公布姓名，
申请(专利权)人：上海锦立城医疗科技有限公司，
类型：发明
国别省市：
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