本發明涉及電極植入,尤其涉及一種仿蚊子腦部柔性電極植入機構。
背景技術:
1、神經系統疾病是全球健康主要威脅之一,根據世界衛生組織的數據,癲癇、阿爾茨海默病、帕金森病和中風等神經系統疾病占到了全球疾病負擔的6.3%,全球約10億人患有不同種類的神經系統疾??;隨著人口老齡化程度的不斷加深,神經疾病患者人數還將繼續增加。腦深部電刺激療法作為一種涉及電極植入的腦部刺激療法,在治療神經系統疾病中發揮了重要作用。
2、現有臨床證據表明:電極材料是限制腦深部電刺激療效的關鍵因素。目前腦深部電刺激手術中采用的電極大多數是由楊氏模量高于50gpa的材料制成(例如硅、鉑、碳纖維、玻璃),這明顯高于人類腦組織的模量(腦組織為0.6-15.2kpa,硬腦膜為31.5-61.5mpa),這些剛性電極在神經組織中的長期存在,會導致電極與周圍神經元之間的距離逐漸增加,致使療效顯著降低。
3、以柔性聚合物材料為基底的柔性電極,比剛性電極具有更好的生物相容性和長期可靠性。然而,柔性電極在插入組織期間缺乏抵抗機械彎曲的軸向剛度,容易發生屈曲及破裂的風險。目前的柔性電極植入技術主要采用梭子導入法,該方法由剛性針牽引柔性電極植入腦組織中,該方法對腦組織損傷較大,同時退針時的摩擦力會帶動電極回遷,植入成功率較低,并不適用于高效微創的腦部柔性電極植入手術。
4、為了解決前述技術問題,亟需提出一種仿蚊子腦部柔性電極植入機構。
技術實現思路
1、鑒于現有技術的上述缺點、不足,本發明提供一種仿蚊子腦部柔性電極植入機構,其解決了目前腦部柔性電極植入機構所存在的“在進行柔性電極植入腦部時,如何在降低了組織損傷機率的同時,提高植入有效性及植入成功率”這一技術問題。
2、為了達到上述目的,本發明采用的主要技術方案包括:
3、本發明提供一種仿蚊子腦部柔性電極植入機構,具體的,所述植入機構包括基座、植入驅動裝置、植入切割裝置、植入導向裝置和植入拉伸裝置;植入驅動裝置調節式安裝于基座底板;植入切割裝置、植入導向裝置和植入拉伸裝置沿豎直方向由上至下依次調節式安裝于基座定位臺;
4、植入切割裝置基于豎直方向的位置調節進行腦膜切割;植入拉伸裝置基于豎直方向的位置調節,對完成切割的腦膜進行向外拉伸;
5、植入驅動裝置基于豎直方向的往復位移,對完成向外拉伸的腦膜進行柔性電極植入驅動;植入導向裝置基于豎直方向的位置調節,對完成向外拉伸的腦膜進行柔性電極植入路徑約束。
6、可選的,基座定位臺固定安裝于基座底板的底端。
7、可選的,植入驅動裝置包括伺服電機、渦輪蝸桿、移動滑臺、法蘭、六維力傳感器、壓電陶瓷促動器、連接件、柱狀夾爪和夾緊環扣。
8、可選的,渦輪蝸桿固定于基座底板;移動滑臺基于渦輪蝸桿連接于伺服電機;
9、伺服電機驅動渦輪蝸桿,以帶動移動滑臺沿著豎直方向往復移動;
10、六維力傳感器基于法蘭固定于移動滑臺,壓電陶瓷促動器固定于六維力傳感器底部,柱狀夾爪基于連接件固定于壓電陶瓷促動器底部;
11、柱狀夾爪底端設有分叉結構;基于夾緊環扣控制分叉結構的張開/閉合,以實現對柔性電極的夾持。
12、可選的,植入切割裝置包括第一移動臺、第一超聲波振頭、第二超聲波振頭、第一切割刀和第二切割刀。
13、可選的,第一移動臺調節式安裝于基座定位臺,第一移動臺相對于基座定位臺進行豎直方向的位置移動;
14、第一超聲波振頭和第二超聲波振頭固定安裝于第一移動臺;
15、第一切割刀連接于第一超聲波振頭,第二切割刀連接于第二超聲波振頭。
16、可選的,植入導向裝置包括第二移動臺、導向臂架、第一柔性導向臂和第二柔性導向臂。
17、可選的,第二移動臺調節式安裝于基座定位臺,第二移動臺相對于基座定位臺進行豎直方向的位置移動;
18、導向臂架固定安裝于第二移動臺,第一柔性導向臂和第二柔性導向臂對稱固定于導向臂架的底部凹槽中。
19、可選的,植入拉伸裝置包括第三移動臺、舵機、拉伸機架、舵機法蘭、第一連桿、第二連桿、第一拉伸桿、第二拉伸桿、第一阻尼件和第二阻尼件。
20、可選的,第三移動臺調節式安裝于基座定位臺,第三移動臺相對于基座定位臺進行豎直方向的位置移動;
21、拉伸機架固定于第三移動臺,舵機安裝于拉伸機架,舵機法蘭安裝于舵機輸出轉軸,第一拉伸桿基于第一連桿連接于舵機法蘭,第二拉伸桿基于第二連桿連接于舵機法蘭;舵機驅動第一拉伸桿和第二拉伸桿沿著豎直方向往復移動;
22、第一阻尼件安裝于第一拉伸桿末端,第二阻尼件安裝于第二拉伸桿末端;第一阻尼件和第二阻尼件二者底端為波形齒槽結構。
23、本發明的有益效果為:
24、對于本機構,在柔性電極植入腦組織前,通過植入切割裝置對腦膜進行微創切割,提供柔性電極植入的微孔;通過植入拉伸裝置對腦膜進行拉伸和預緊,防止腦膜創口貼合;通過植入驅動裝置提供沿豎直方向的振動輔助植入驅動,降低植入阻力,完成柔性電極的植入,并進行實時的穿刺力感知;在柔性電極植入過程中,通過植入導向裝置為柔性電極腦外懸空部分提供植入導向和側向支撐,防止其屈曲變形。
25、基于前述,相對于傳統的柔性電極植入機構,本申請可在不借助外部牽引物的情況下實現柔性電極的深度植入,具有更高的植入效率和成功率,解決了當下柔性電極植入的“植不深、植不準、植不快”的技術問題;另外,本申請有助于實現柔性電極的批量植入,從而增加腦機信息的通道數量,進而實現可擴展和可定制的腦機接口,提高腦機接口在“恢復感覺功能、恢復運動功能、治療神經系統疾病”中的作用。
1.一種仿蚊子腦部柔性電極植入機構,其特征在于,
2.根據權利要求1所述的植入機構,其特征在于,基座定位臺固定安裝于基座底板的底端。
3.根據權利要求1所述的植入機構,其特征在于,
4.根據權利要求3所述的植入機構,其特征在于,
5.根據權利要求1所述的植入機構,其特征在于,
6.根據權利要求5所述的植入機構,其特征在于,
7.根據權利要求1所述的植入機構,其特征在于,
8.根據權利要求7所述的植入機構,其特征在于,
9.根據權利要求1所述的植入機構,其特征在于,
10.根據權利要求9所述的植入機構,其特征在于,