近红外光刺激神经的修复装置及方法制造方法及图纸

本发明专利技术公开了一种近红外光刺激神经的修复装置及方法，光纤与激光器连接，将激光器产生的近红外激光传送到预修复的神经组织上；微电极阵列插入预修复的神经组织中，并通过电极转接口、引线与多通道采集仪连接，该多通道采集仪通过传输光缆与计算机连接，多通道采集仪将微电极阵列采集到的诱发电位放大、滤波和数字化处理，并通过计算机处理、显示和存储,光纤的光纤长轴与记录微电极的轴线夹角为0～45°；激光器产生的近红外的波长范围为780～2526nm。本发明专利技术的装置及方法，能够有效激活神经组织并使之诱发出神经冲动，以实现神经功能的修复，且伪迹时程较短、分辨率较高、与神经组织不直接接触。

【技术实现步骤摘要】

本专利技术属于神经功能修复的装置及方法，具体涉及一种。
技术介绍
神经功能受损会给病人带来巨大痛苦，而目前又很难利用生物学方法治愈绝大部分的神经系统损伤。从神经功能信息传导通路的角度看，神经功能修复可以在感受器、传入神经、神经中枢、传出神经及效应器等层次展开。大脑皮层是最高级的神经中枢，是神经修复效果最好的神经假体方法，其刺激方法包括电刺激、磁刺激和光刺激等。随着科学技术和临床水平的提高，神经电刺激修复一度成为研究热点，其主要是利用神经微电极与功能恢复集成电路完全集成或混合集成的、可植入人体内的系统芯片，以实现神经功能的修复。然而，随着电刺激修复分辨率的提高、神经电刺激临床应用的开展，传统的电刺激逐渐暴露出以下局限性: (1)电刺激方法存在伪迹，在组织液中需振荡才会消失，且时间较长； (2)由于微电极尺寸受加工工艺的限制，且微电极在组织液中会被浸泡腐蚀，故电刺激分辨率的提高会受到微电极阵列的束缚； (3)电刺激的实现是电荷流动形式，生物组织中是离子流动形式，需要两种能量形式的转换，故需考虑电刺激能量在生物组织中的传递与转化，而且电刺激需要考虑植入电路以及植入电路的电源供应问题。
技术实现思路
本专利技术的目的是提供一种，能有效激活神经组织并使之诱发出神经冲动，以实现神经功能的修复，且伪迹时程较短、分辨率较高、与神经组织不直接接触。本专利技术所述近红外光刺激神经的修复装置，包括激光器、光纤、微电极阵列、电极转接口、引线、多通道采集仪、传输光缆和计算机； 所述光纤与激光器连接，激光器产生近红外激光，用于传送到预修复的神经组织上；所述微电极阵列用于插入到预修复的神经组织中，并通过电极转接口、引线与多通道采集仪连接，该多通道采集仪通过传输光缆与计算机连接，多通道采集仪将微电极阵列采集到的诱发电位放大、滤波和数字化处理，并通过计算机处理、显示和存储； 所述光纤的光纤长轴与记录微电极的轴线夹角为0 45° ; 所述激光器产生的近红外的波 长范围为780 2526nm。还包括定位架，该定位架包括支撑架、第一固定棒、第二固定棒、角度调节机构和高度调节机构，所述第一固定棒通过角度调节机构与支撑架连接，光纤的输出端固定在第一固定棒上，并通过角度调节机构调节光纤输出端的空间位置，所述微电极阵列固定在第二固定棒上，并通过高度调节机构调节微电极阵列的空间位置。所述角度调节机构由第一螺钉、第二螺钉、连接件和金属球组成，金属球固定在支撑架上，连接件的一端与第一固定棒连接，且第一固定棒与连接件之间通过第一螺钉锁紧，连接件的另一端与金属球连接，且连接件与金属球之间通过第二螺钉锁紧；所述高度调节机构为第三螺钉。所述激光器为脉冲式激光器，其脉宽< 10ms，频率< 100Hz，驱动电流幅度为<4A，阈值电流为< 999mA，步长为10mA。所述微电极阵列能采集预修复神经组织在近红外激光照射下诱发的局部场电位和SPIKE信号。本专利技术所述的近红外光刺激神经的修复方法，其步骤如下: 步骤一、将光纤与激光器连接，将多通道采集仪通过电极转接口、引线与微电极阵列连接，并将多通道采集仪通过传输光缆与计算机连接； 步骤二、将微电极阵列固定在定位架上，并将微电极阵列插入到预修复的神经组织区域中； 步骤三、将光纤的输出端固定在定位架上，且光纤的输出端对准预修复的神经组织区域，使激光器输出的近红外激光能照射在预修复的神经组织区域上； 步骤四、调节激光器的驱动电流、脉宽、频率参数控制激光器输出不同波长的激光，微电极阵列采集预修复的神经组织在近红外激光照射下的诱发电位，并通过电极转接口、弓丨线输入多通道采集仪，多通道采集仪将微电极阵列采集到的诱发电位放大、滤波和数字化处理，并通过传输光缆输入计算机进行处理、显示和存储。所述步骤二中，所述微电极阵列固定在定位架的第二固定棒上，并通过第三螺钉调节微电极阵列的空间位置。所述步骤三中，所述光纤的输出端固定在定位架的第一固定棒上，并通过第一螺钉、第二螺钉和金属球调节光纤输出端的空间位置。上述所述的用近红外光刺激神经的修复装置对神经组织进行修复的方法， (1)由于光能量的吸收较快，故伪迹时程较短； (2)由于不会受到微电极加工工艺、微电极材料生物相容性的限制，故光刺激神经功能修复技术的分辨率较高； (3)由于近红外光在组织中的穿透深度可达5cm以上，能直接作用到皮肤、皮下组织的血管、淋巴管、神经末梢，故采用近红外激光刺激方法无需与组织直接接触、无需在生物组织体内安置电路，无需考虑植入电路的电源问题。综上所述，本专利技术利用近红外光照射神经组织，能够有效激活神经组织并使之诱发出神经冲动，从而达到神经功能修复的目的，具有伪迹时程较短、分辨率较高、刺激方向性较好，并与神经组织不直接接触的优点。附图说明图1是本专利技术的结构示意图。具体实施方式 下面结合附图对本专利技术作进一步说明:如图1所示的近红外光刺激神经的修复装置，包括激光器1、光纤2、微电极阵列10、电极转接口 8、引线4、多通道采集仪5、传输光缆6和计算机7 ;光纤2与激光器I连接，激光器I产生近红外激光，用于传送到预修复的神经组织9上；微电极阵列10用于插入到预修复的神经组织9中，并通过电极转接口 8、引线4与多通道采集仪5连接，该多通道采集仪5通过传输光缆6与计算机7连接，多通道采集仪5将微电极阵列10采集到的诱发电位放大、滤波和数字化处理，并通过计算机7处理、显示和存储；光纤2的光纤长轴与记录微电极10的轴线夹角为0 45°。 该近红外光刺激神经的修复装置通过光纤2取代电刺激中的电极，通过激光取代电刺激中的刺激信号发生源，将光纤2置于预修复的神经细胞上方，传导激光照射神经细胞来激活或抑制神经冲动，从而修复皮层靶区域对应的神经功能。还包括定位架3，该定位架3包括支撑架3h、第一固定棒3a、第二固定棒3f、角度调节机构和高度调节机构，所述第一固定棒3a通过角度调节机构与支撑架3h连接,光纤2的输出端用医用胶带包缠在第一固定棒3a上，并通过角度调节机构调节光纤2输出端的空间位置进行精确调节(即:调节光纤2长轴与预修复神经组织9水平面的夹角以及光纤2输出端与预修复的神经组织9的距离)，以确保激光器I输出的近红外激光能较好地照射在预修复的神经组织9区域上，所述微电极阵列10通过引线4用医用胶带包缠在第二固定棒3f上，并通过高度调节机构调节微电极阵列10的空间位置进行精确调节，以确保调节微电极阵列10垂直插入预修复神经组织9，并精确定位记录微电极的插入深度。进一步，角度调节机构由第一螺钉3b、第二螺钉3c、连接件3g和金属球3d组成，金属球3d固定在支撑架3h上,连接件3g的一端与第一固定棒3a连接,且第一固定棒3a与连接件3g之间通过第一螺钉3b锁紧，连接件3g的另一端与金属球3d连接，且连接件3g与金属球3d之间通过第二螺钉3c锁紧；所述高度调节机构为第三螺钉3e。所述激光器I为脉冲式激光器，包括激光二极管、电源和驱动电路、光路系统、光纤接口。驱动电路由定时电路、脉冲发生器、电子开关和供电电源组成。通过调节驱动电流、脉宽、频率参数控制激光器I发出不同波长的低能量激光(连续或不同脉宽、不同频率的脉冲信号)，该激光器I的脉宽< 10ms本文档来自技高网...

【技术保护点】
一种近红外光刺激神经的修复装置，其特征在于：包括激光器（1）、光纤（2）、微电极阵列（10）、电极转接口（8）、引线（4）、多通道采集仪（5）、传输光缆（6）和计算机（7）；所述光纤（2）与激光器（1）连接，激光器（1）产生近红外激光，用于传送到预修复的神经组织（9）上；所述微电极阵列（10）用于插入到预修复的神经组织（9）中，并通过电极转接口（8）、引线（4）与多通道采集仪（5）连接，该多通道采集仪（5）通过传输光缆（6）与计算机（7）连接，多通道采集仪（5）将微电极阵列（10）采集到的诱发电位放大、滤波和数字化处理，并通过计算机（7）处理、显示和存储；所述光纤（2）的光纤长轴与记录微电极(10)的轴线夹角为0～45°；所述激光器（1）产生的近红外的波长范围为780～2526nm。

【技术特征摘要】
1.一种近红外光刺激神经的修复装置，其特征在于:包括激光器(I)、光纤(2)、微电极阵列(10)、电极转接口(8)、引线(4)、多通道采集仪(5)、传输光缆(6)和计算机(7)； 所述光纤(2)与激光器(I)连接，激光器(I)产生近红外激光，用于传送到预修复的神经组织(9)上； 所述微电极阵列(10)用于插入到预修复的神经组织(9)中，并通过电极转接口(8)、引线(4 )与多通道采集仪(5 )连接，该多通道采集仪(5 )通过传输光缆(6 )与计算机(7 )连接，多通道采集仪(5)将微电极阵列(10)采集到的诱发电位放大、滤波和数字化处理，并通过计算机(7)处理、显示和存储； 所述光纤(2)的光纤长轴与记录微电极(10)的轴线夹角为0 45° ; 所述激光器(I)产生的近红外的波长范围为780 2526nm。2.根据权利要求1所述的近红外光刺激神经的修复装置，其特征在于:还包括定位架(3)，该定位架(3)包括支撑架(3h)、第一固定棒(3a)、第二固定棒(3f)、角度调节机构和高度调节机构，所述第一固定棒(3a)通过角度调节机构与支撑架(3h)连接,光纤(2)的输出端固定在第一固定棒(3a)上，并通过角度调节机构调节光纤(2)输出端的空间位置，所述微电极阵列(10)固定在第二固定棒(3f)上,并通过高度调节机构调节微电极阵列(10)的空间位置。3.根据权利要求2所述的近红外光刺激神经的修复装置，其特征在于:所述角度调节机构由第一螺钉(3b)、第二 螺钉(3c)、连接件(3g)和金属球(3d)组成，金属球(3d)固定在支撑架(3h)上，连接件(3g)的一端与第一固定棒(3a)连接，且第一固定棒(3a)与连接件(3g)之间通过第一螺钉(3b)锁紧，连接件(3g)的另一端与金属球(3d)连接，且连接件(3g)与金属球(3d)之间通过第二螺钉(3c)锁紧；所述高度调节机构为第三螺钉(3e)。4.根据权利要求1至3任一所述的近红外光刺激神经的修复装置，其特征在于:所述激光器(I)为脉冲式激光器，...

【专利技术属性】
技术研发人员：王星，侯文生，郑小林，夏楠，汪曼青，万小萍，
申请(专利权)人：重庆大学，
类型：发明
国别省市：