[发明专利]一种可植入式多通道人工前庭装置

说明书

本发明公开了一种可植入式多通道人工前庭装置，包括电源管理系统、多轴运动传感器、中央处理器、信息处理模块、闭环输出驱动器、电极管理系统、服务软件系统、生物电极阵列、神经网络；所述电源管理系统电性连接中央处理器，所述中央处理器电性连接信息处理模块、多轴运动传感器、闭环输出驱动器，所述闭环输出驱动器电性连接电极管理系统，所述电极管理系统电性连接生物电极阵列，所述电源管理系统信号连接服务软件系统，所述生物电极阵列信号连接神经网络。从根本上解决了前庭神经系统感知信息的输入问题。用以将头部运动信息转化为前庭神经信号，输入前庭感觉通路，重建缺失的前庭神经功能，与人工耳蜗重建听觉类似。

技术领域

本发明涉及可植入式精密的电子设备技术领域，具体是一种可植入式多通道人工前庭装置。

背景技术

前庭感觉(vestibular sense)是人体功能最为强大的感觉之一，由前庭神经系统(vestibular system)提供，被誉为人类的“第六感觉”。然而，直到19世纪的中叶，前庭神经系统，才作为独立的感觉实体，被人们逐渐的发现以及认识。

每侧前庭迷路包含三个半规管(horizontal,anterior,posterior semicircularcanal)，他们在空间中彼此正交垂直并感知头部旋转运动，双侧前庭病(bilateralvestibulopathy,BVP)为是一种严重的致残性疾病，指由各种病因所导致的双侧前庭神经系统活性减弱或功能丧失。既往研究显示，BVP的相对发病率约为4-7％，成年人BVP患病率为0.28‰，可导致多种机体功能障碍，如振动幻视、姿势平衡障碍、认知障碍、空间定位障碍等，以及因以上症状所引发的抑郁等精神症状，严重影响患者的生活、工作、社交以及精神健康。

然而目前在国内外，对BVP尚无有效的治疗方法，主要依靠康复训练最大限度的激活机体其他多种感觉神经通路进行前庭功能的代偿。尽管这些额外的神经通路可以部分性的弥补BVP缺陷，然而代偿性的信号处理过程却需要较长的潜伏期，且代偿十分有限脆弱，因此在较快速的头部运动过程中，即使是日常生活中的一些头部运动，例如行走或者开车，均会使这些代偿信息输入失败，进而产生失代偿症状，导致代偿机制失败。此外严重的BVP患者几乎不可能通过其他代偿机制来改善原有症状。在BVP代偿失败之后或非代偿状况下，几乎所有的患者将遭受慢性视振荡，自身平衡丧失、姿势的不稳定维持，以及焦虑抑郁等，遗留永久性功能障碍甚至终生致残，医生能够给予的帮助只是健康宣教和康复指导。

针对BVP患者，潜在的治疗方案有二。其一，为干细胞移植。目前干细胞移植方法在内耳的应用主要集中在由于听神经系统疾病或者损伤引起的听力障碍,在前庭神经系统障碍方面的研究以及应用相对较少且仅限于实验室研究，因此在未来，该治疗方案用于临床治疗前庭功能障碍还有很长的一段路要走。其二，为神经调控技术。神经活动的基础及原理是神经细胞之间的电活动(electrical event)，神经信息编码及传递的本质是神经放电活动的发生及传递。因此可以通过模拟正常的神经通路中的携带重要信息编码来修复重建相关疾病或者损伤后的神经功能障碍。一般状况下，通过人为的、携带相关信息的电流刺激，激活受损的神经通路内残存的健康神经细胞(树突或者神经元胞体)，进而激活神经通路后续部分，完成相应的神经功能。BVP患者之所以所罹患的诸多症状是由于中枢神经系统缺失了头部运动信息及重力场方位信息的输入。因此基于神经调控技术而进行的前庭神经信息编码输入技术成为了有效治疗BVP的方法。

发明内容

本发明的目的在于提供一种可植入式多通道人工前庭装置，以解决上述背景技术中提的问题。主要用于修复因各种原因导致的受损的前庭神经系统功能。本发明通过多维度传感器，感知头部在空间中的运动状态，并通过电流刺激调控前庭神经，驱使其编码感知信息，经中枢整合后，重建受损和缺失的前庭功能。

为实现上述目的，本发明提供如下技术方案：