脊髓損傷用生物電信號傳導裝置的制作方法

本發明涉及醫療設備領域，具體而言，涉及一種脊髓損傷用生物電信號傳導裝置。

背景技術：

隨著世界各國經濟水平的發展，脊髓損傷發生率呈現逐年增高的趨勢。脊髓損傷是脊柱損傷最嚴重也是最常見的并發癥，往往導致損傷節段以下肢體嚴重的功能障礙。脊髓損傷不僅會給患者本人帶來身體和心理的嚴重傷害，還會對整個社會造成巨大的經濟負擔。由于脊髓損傷所導致的社會經濟損失，針對脊髓損傷的預防、治療和康復已成為當今醫學界的一大課題，目前對于脊髓損傷還沒有有效的設備以恢復患者脊髓功能。

針對上述現有技術中還沒有有效修復脊髓損傷的設備的問題，目前尚未提出有效的解決方案。

技術實現要素：

本發明實施例提供了一種脊髓損傷用生物電信號傳導裝置，以至少解決現有技術中還沒有有效修復脊髓損傷的設備的技術問題。

根據本發明實施例的一個方面，提供了一種脊髓損傷用生物電信號傳導裝置，包括：生物電信號接收器，用于安裝于脊髓損傷節段的一端并接收脊髓損傷節段一端的生物電信號；生物電信號處理放大器，與生物電信號接收器連接，用于對生物電信號進行放大處理；生物電信號發生器，與生物電信號處理放大器連接，用于安裝于脊髓損傷節段的另一端并接收經過放大處理后的生物電信號。

進一步的，生物電信號接收器為環形管狀包繞結構。

進一步的，生物電信號接收器內表面分布有多個微電極。

進一步的，生物電信號發生器為環形管狀包繞結構。

進一步的，生物電信號發生器內表面分布有多個微電極。

進一步的，生物電信號接收器和生物電信號發生器均為環形管狀包繞結構且尺寸相同。

進一步的，生物電信號處理放大器包括第一接口和第二接口，生物電信號接收器通過第一接口與生物電信號處理放大器連接，生物電信號發生器通過第二接口與生物電信號處理放大器連接。

進一步的，生物電信號接收器通過第一集成線路與生物電信號處理放大器連接。

進一步的，生物電信號發生器通過第二集成線路與生物電信號處理放大器連接。

進一步的，第一集成線路上與生物電信號處理放大器連接的位置設置有與第一接口匹配的第三接口，第二集成線路上與生物電信號處理放大器連接的位置設置有與第二接口匹配的第四接口。

在本發明實施例中，通過安裝于脊髓損傷節段的一端的生物電信號接收器，接收脊髓損傷節段一端的生物電信號，然后由生物電信號處理放大器將生物電信號進行放大處理，最后由安裝于脊髓損傷節段的另一端的生物電信號發生器接收經過放大處理后的生物電信號，達到了對生物電信號的實時傳遞的目的，從而實現了修復脊髓損傷后患者脊髓功能的技術效果，進而解決了現有技術中還沒有有效修復脊髓損傷的設備的技術問題。

附圖說明

此處所說明的附圖用來提供對本發明的進一步理解，構成本申請的一部分，本發明的示意性實施例及其說明用于解釋本發明，并不構成對本發明的不當限定。在附圖中：

圖1是根據本發明實施例的一種脊髓損傷用生物電信號傳導裝置的結構示意圖；以及

圖2是根據本發明實施例的生物電信號接收器或生物電信號發生器內表面的結構示意圖；

圖3是根據本發明實施例的生物電信號處理器的結構示意圖；以及

圖4是根據本發明實施例的生物電信號處理放大器的結構示意圖。

具體實施方式

為了使本技術領域的人員更好地理解本發明方案，下面將結合本發明實施例中的附圖，對本發明實施例中的技術方案進行清楚、完整地描述，顯然，所描述的實施例僅僅是本發明一部分的實施例，而不是全部的實施例。基于本發明中的實施例，本領域普通技術人員在沒有做出創造性勞動前提下所獲得的所有其他實施例，都應當屬于本發明保護的范圍。

實施例1

根據本發明實施例，提供了一種脊髓損傷用生物電信號傳導裝置的產品實施例，圖1是根據本發明實施例的脊髓損傷用生物電信號傳導裝置，如圖1所示，該裝置包括生物電信號接收器1、生物電信號處理放大器2和生物電信號發生器3，其中，生物電信號接收器1，用于安裝于脊髓損傷節段的一端并接收脊髓損傷節段一端的生物電信號；生物電信號處理放大器2，與生物電信號接收器1連接，用于對生物電信號進行放大處理；生物電信號發生器3，與生物電信號處理放大器2連接，用于安裝于脊髓損傷節段的另一端并接收經過放大處理后的生物電信號。

在本發明實施例中，通過安裝于脊髓損傷節段的一端的生物電信號接收器1，接收脊髓損傷節段一端的生物電信號，然后由生物電信號處理放大器2將生物電信號進行放大處理，最后由安裝于脊髓損傷節段的另一端的生物電信號發生器3接收經過放大處理后的生物電信號，達到了對生物電信號的實時傳遞的目的，從而實現了修復脊髓損傷后患者脊髓功能的技術效果，進而解決了現有技術中還沒有有效修復脊髓損傷的設備的技術問題。

在具體應用中，本發明基于的是微電子信號傳遞理論，通過串聯脊髓損傷上下節段來達到恢復脊髓生物電傳遞的目的，具體操作中，在脊髓損傷患者損傷節段上靠近損傷節段處應用生物電信號接收器1，接收生物電信號后通過與該生物電信號接收器1連接的生物電信號處理放大器2將生物電信號進行放大處理后，傳遞至脊髓損傷患者損傷節段下靠近損傷節段處的生物電信號發生器3，完成脊髓損傷的生物電信號實時傳遞修復脊髓損傷后患者脊髓功能。

在一種可選的實施例中，生物電信號接收器1為環形管狀包繞結構。

具體的，生物電信號接收器1可以為能夠自由開合的環形管狀包繞結構，以便于實現對脊髓卡合。

在一種可選的實施例中，在生物電信號接收器1為環形管狀包繞結構的基礎上，圖2可以表示生物電信號接收器1的內表面的示意圖，如圖2所示，生物電信號接收器1內表面分布有多個微電極。

具體的，生物電信號接收器1內表面可以布滿微電極，并且微電極可以按照一定的陣列排列。

具體的，生物電信號接收器1可以通過多電極接收的方式收集損傷節段上靠近損傷節段處脊髓損傷生物電信號，電極覆蓋范圍為脊髓不同功能的全區域，收集電極覆蓋區域范圍內的脊髓電信號后，可以根據電極排列順序傳導至生物電信號處理放大器2，將生物電信號進行處理適當放大。

在一種可選的實施例中，生物電信號發生器3為環形管狀包繞結構。

具體的，生物電信號發生器3可以為能夠自由開合的環形管狀包繞結構，以便于實現對脊髓卡合。

在一種可選的實施例中，在生物電信號發生器3為環形管狀包繞結構的基礎上，圖2可以表示生物電信號發生器3的內表面的示意圖，如圖2所示，生物電信號發生器3內表面分布有多個微電極。

具體的，生物電信號發生器3內表面可以布滿微電極，并且微電極可以按照一定的陣列排列。

具體的，生物電信號發生器3與生物電信號處理放大器2連接，通過覆蓋于脊髓損傷節段以下處的全范圍微電極，將放大處理后的生物電信號傳遞至脊髓損傷節段以下的脊髓，完成整個脊髓吻合，達到生物電信號的傳遞過程。

在一種可選的實施例中，為了保證生物電信號接收器1和生物電信號發生器3覆蓋的脊髓區域的大小相同，可以使生物電信號接收器1和生物電信號發生器3的形狀和尺寸完全相同，通過生物電信號接收器1和生物電信號發生器3連接脊髓損傷受損橫斷面上下脊髓組織，同時連接處上下對應相同脊髓區域，以同等支配范圍傳遞脊髓生物電信號，因此，可選的，生物電信號接收器1和生物電信號發生器3均為環形管狀包繞結構且尺寸相同。

在一種可選的實施例中，生物電信號處理放大器2包括第一接口和第二接口，生物電信號接收器1通過第一接口與生物電信號處理放大器2連接，生物電信號發生器通過第二接口與生物電信號處理放大器2連接。

此處需要說明的是，生物電信號處理放大器2的第一接口和第二接口可以為凸出設置的接口，也可以是內陷設置的接口。

在一種可選的實施例中，生物電信號接收器1通過第一集成線路與生物電信號處理放大器2連接，其中，第一集成線路為微線路。

在一種可選的實施例中，生物電信號發生器3通過第二集成線路與生物電信號處理放大器2連接，其中，第二集成線路為微線路。

在一種可選的實施例中，第一集成線路上與生物電信號處理放大器2連接的位置設置有與第一接口匹配的第三接口，第二集成線路上與生物電信號處理放大器2連接的位置設置有與第二接口匹配的第四接口。

在一種可選的實施例中，生物電信號接收器1、生物電信號處理放大器2和生物電信號發生器3的材質均為生物相容性材料(如硅芯片、水凝膠芯片等)，其中，生物電信號接收器1和生物電信號發生器3的尺寸可以分為小、中、大三個型號，三個型號的直徑可以分別為8mm、10mm、12mm。

在一種可選的實施例中，本發明實施例的脊髓損傷用生物電信號傳導裝置除了包括生物電信號接收器1、生物電信號處理放大器2以及生物電信號發生器3之外，還可以包括生物電信號處理器、激勵器等，其中，生物電信號處理器的一端與生物電信號處理放大器2連接，另一端與激勵器的一端連接，激勵器的另一端與生物電信號發生器3連接，生物電信號接收器1中包括的微電極可以是檢測電極，主要用于檢測生物電信號，生物電信號經過生物電信號處理放大器2放大后，經過生物電信號處理器處理，然后由激勵器對經過處理的生物電信號進行放大并形成生物電刺激信號，并施加至生物電信號發生器3，因此生物電信號發生器3也可以包括電極，電極中一部分可以是刺激電極，用來刺激受損的脊髓再生出生物電信號。

在一種可選的實施例中，生物電信號接收器1和生物電信號發生器3包括的微電極可以采用接觸點陣列電極，具體可以采用卡膚電極，可以在生物電信號接收器1與生物電信號處理放大器2的輸入端之間設置第一切換開關陣列，以及在生物電信號處理放大器2的輸出端和生物電信號發生器3之間設置第二切換開關陣列，在第一切換開關陣列上有用于連接生物電信號接收器1與生物電信號處理放大器2的第一開關，在第二切換開關陣列上有用于連接生物電信號處理放大器2和生物電信號發生器3的第二開關，切換開關陣列和開關的作用是根據兩個陣列與脊髓兩端的接觸情況，改變各電極的作用和連接關系，防止脊髓神經信道不正確互連以及恢復正確互連。

在一種可選的實施例中，上述生物電信號處理器的作用主要是識別和提取神經信號，如圖3所示，該生物電信號處理器可以包括有源低通濾波器，該有源低通濾波器包括一個rc網絡和一個運算放大器電路，經放大器放大后的神經信號經過電阻r2、r3輸出至運算放大器電路的同相輸入端，在運算放大器電路的同相輸入端上連接有電容c1并通過電容c1接地，在電阻r2、r3之間的節點與運算放大器電路輸出端上并聯連接有電容c2，在運算放大器電路的反相輸入端上連接有電阻r1并通過電阻r1接地，在運算放大器電路的反相輸入端與輸出端上并聯連接有電阻rf。

在一種可選的實施例中，如圖4所示，生物電信號處理放大器2可以包括放大器11、放大器22和加法器33，放大器11、放大器22的輸出端與加法器33的輸入端連接，加法器33的輸出端作為生物電信號處理放大器2的輸出端；生物電信號接收器1的檢測電極采用卡膚電極，卡膚電極與上述放大器11、放大器22的反相輸入端連接以及放大器11、放大器22的同相輸入端連接，生物電信號處理放大器2的作用是將電極檢測到的微弱信號放大到后續電路可以進一步處理的電壓幅度。

需要注意的是，這里所使用的術語僅是為了描述具體實施方式，而非意圖限制根據本申請的示例性實施方式。如在這里所使用的，除非上下文另外明確指出，否則單數形式也意圖包括復數形式，此外，還應當理解的是，當在本說明書中使用術語“包含”和/或“包括”時，其指明存在特征、步驟、操作、器件、組件和/或它們的組合。

除非另外具體說明，否則在這些實施例中闡述的部件和步驟的相對布置、數字表達式和數值不限制本發明的范圍。同時，應當明白，為了便于描述，附圖中所示出的各個部分的尺寸并不是按照實際的比例關系繪制的。對于相關領域普通技術人員已知的技術、方法和設備可能不作詳細討論，但在適當情況下，所述技術、方法和設備應當被視為授權說明書的一部分。在這里示出和討論的所有示例中，任何具體值應被解釋為僅僅是示例性的，而不是作為限制。因此，示例性實施例的其它示例可以具有不同的值。應注意到：相似的標號和字母在下面的附圖中表示類似項，因此，一旦某一項在一個附圖中被定義，則在隨后的附圖中不需要對其進行進一步討論。

在本發明的描述中，需要理解的是，方位詞如“前、后、上、下、左、右”、“橫向、豎向、垂直、水平”和“頂、底”等所指示的方位或位置關系通常是基于附圖所示的方位或位置關系，僅是為了便于描述本發明和簡化描述，在未作相反說明的情況下，這些方位詞并不指示和暗示所指的裝置或元件必須具有特定的方位或者以特定的方位構造和操作，因此不能理解為對本發明保護范圍的限制；方位詞“內、外”是指相對于各部件本身的輪廓的內外。

為了便于描述，在這里可以使用空間相對術語，如“在……之上”、“在……上方”、“在……上表面”、“上面的”等，用來描述如在圖中所示的一個器件或特征與其他器件或特征的空間位置關系。應當理解的是，空間相對術語旨在包含除了器件在圖中所描述的方位之外的在使用或操作中的不同方位。例如，如果附圖中的器件被倒置，則描述為“在其他器件或構造上方”或“在其他器件或構造之上”的器件之后將被定位為“在其他器件或構造下方”或“在其他器件或構造之下”。因而，示例性術語“在……上方”可以包括“在……上方”和“在……下方”兩種方位。該器件也可以其他不同方式定位(旋轉90度或處于其他方位)，并且對這里所使用的空間相對描述作出相應解釋。

此外，需要說明的是，使用“第一”、“第二”等詞語來限定零部件，僅僅是為了便于對相應零部件進行區別，如沒有另行聲明，上述詞語并沒有特殊含義，因此不能理解為對本發明保護范圍的限制。

以上所述僅是本發明的優選實施方式，應當指出，對于本技術領域的普通技術人員來說，在不脫離本發明原理的前提下，還可以做出若干改進和潤飾，這些改進和潤飾也應視為本發明的保護范圍。