[发明专利]一种硬脑膜外电刺激视皮层神经假体的调压固定方法及装置

说明书

技术领域

本发明涉及一种皮层神经假体的调压固定技术。

背景技术

神经功能受损会给病人带来巨大痛苦，目前很难利用生物学方法治愈绝大部分的神经系统损伤。随着微电子技术和神经生物学相关领域技术的迅猛发展，产生了一个崭新的跨学科研究领域，即利用神经通路受损后存活神经元的功能，通过植入电极、功能集成电路以完成生物信息获取、处理和再生激励的功能，从而达到神经系统功能修复与重建的目的。神经功能修复的最终目标是研制出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。

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。皮层电刺激方法，根据刺激电极植入的位置，第一种是硬脑膜外电刺激(Epidural Microstimulation，EMS)，将电极阵列植入到硬脑膜外，损伤较小，第二种是皮层下电刺激假体(Intracortical Microstimulation，ICMS)，将电极阵列插入皮层内进行刺激，损伤较大。由于硬脑膜外电刺激(Epidural Microstimulation，EMS)损伤较小，近年来EMS在皮层神经假体的研究报道较多。硬脑膜外皮层假体技术具有优势：一是微创性。开颅手术对脑造成微创伤。二是脑组织保持完整。由于微电极、功能集成电路植入的位置是硬脑膜外，所以使脑组织得以保持完整。三是感染风险小。由于微电极、功能集成电路植入的位置在硬脑膜外，因此不存在脑脊液泄露引起的感染。

硬脑膜外电刺激视皮层的视觉修复的基本原理是：主要是将微电极、功能集成电路植入人体硬脑膜的特定区域，通过对该特定区域正下方的视皮层进行电刺激来激活视皮层靶区域的神经元，使原先由于病理原因导致阻断的神经通路再次激活，从而修复视皮层靶区域对应的神经功能。

在硬脑膜外电刺激视皮层假体方面，国内的专利比较少。(200710078520.4)提出一种视皮层刺激装置及刺激方法。

申请者经长期的研究发现，植入电极芯片与所植入硬脑膜的连接不牢固，植入电极芯片所受到的机械牵拉会影响记录/刺激电信号。因此，已有皮层神经假体接口的有效工作时间有很大的局限性，电极芯片所植入的位置，在动物颅顶上所开出的骨窗内，电极芯片与骨窗内硬脑膜紧密接触，这些特性为设计新的皮层神经假体固定方法提供了可能，从而提高皮层神经刺激装置工作的长效性。

发明内容

本发明的目的是克服现有技术的不足，提出一种硬脑膜外电刺激视皮层神经假体的调压固定装置及方法，以使微电极阵列芯片与骨窗内硬脑膜之间的压力可调，避免机械压力对硬脑膜的异常刺激，减小电极芯片对硬脑膜组织的机械伤害，提高电极芯片记录信号的真实性、准确性，增强皮层神经假体电极芯片工作的长效性。

本发明的技术方案如下：

一种硬脑膜外电刺激视皮层神经假体的固定装置，所述装置由微电极阵列芯片、琼脂盖片、调压板和立体定位架组成；所述微电极阵列芯片放置于骨窗内，琼脂盖片通过调压板压在微电极阵列芯片上，调压板的两端通过螺钉固定在骨窗的外侧颅骨上，中央设置调节螺钉，调节螺钉压在调压板上，通过调节螺钉的螺距来实现对微电极阵列芯片的压力调节。

微电极阵列芯片通过引线与转接口的一端相连，外界神经电刺激信号发生器/多通道生理信号记录仪经引线与转接口的另一端相连。引线靠近转接口的一段固定在支架的顶端。

立体定位架由调节支架，横梁和主架构成，主架通过横梁连接调节支架上端，调节支架与横梁之间采用可滑动连接，使调节支架沿横梁水平滑动，由于转接口固定在调节支架的下端，可调节转接口的空间位置，从而调节微电极阵列芯片的引线应力，通过调节微电极阵列芯片与骨窗内硬脑膜的紧密接触程度，从而提高电信号在微电极阵列芯片与外界神经电刺激信号发生器/多通道生理信号记录仪之间的准确传递。