专利名称：替代面神经功能的人工面神经假体的利记博彩app
技术领域：
本发明涉及一种生物医学工程领域的人工假体，具体是一种替代面神经功能 的人工面神经假体。
背景技术：
周围性面瘫是临床上面神经出脑干后断离或受压常常引起面神经功能障碍。 面神经的病变可由感染性疾病、外伤、耳源性疾病、面神经、听神经等各种肿瘤 手术造成，有些是不可避免并终身不愈。由于神经细胞的不可再生和不可增殖性， 面神经受损在临床上尚缺乏有效的治疗手段，目前临床上的主要治疗有面神经减 压手术和面神经移植手术。此外，还有一些非手术治疗如电刺激治疗和中国传统 医学治疗。面神经减压术适合于面神经受压，其前提是面神经解剖上必须保持完 整，且有一定的时间限制，神经受压时间过长即使手术也无法达到很好的效果， 所以对病患限制较多，应用有局限。应用于面神经断离患者的是面神经吻合术(将 面神经的两断端缝合连接)和神经移植术(取一段其他部位的神经连接断离的面 神经)。但是这两种治疗方法尚存在着一些待解决的问题，主要是神经轴突生长 是从中枢端向周围生长，移植的神经仅起桥梁作用，如果断离位置很高，生长的 面神经需很长时间才能到达支配的肌肉。目前临床上神经吻合术和移植术对面神 经离断疗效有限，特别对于高位的面神经离断，而对面神经缺失者，临床上尚无 任何治疗方法。
经对现有技术文献的检索发现，昆单等在《医疗设备信息》19 (3) (2003) ppl4-16撰文"手持式面部神经肌肉刺激治疗仪的研制"，该技术是局部皮肤电 刺激促进面神经生长，但是上述实验中，刺激并不是持续的，长期刺激也只是指 每日6小时持续6个月的治疗，而且即使是携带方便的刺激仪，在治疗时对病人 的活动也会有一定的限制性。但是植入式控制就能持续发出电刺激，使面肌保持 一定的紧张性，阻止肌肉萎缩，而且治疗过程融入病人的日常生活，对病人的影 响低。
发明内容
本发明的目的在于针对现有技术的不足和缺陷，提出一种替代面神经功能的 人工面神经假体，使其利用植入电极和芯片直接替代面神经的功能，根据接受的 健侧的正常电信号刺激患侧面肌产生相应的对称运动，维持面部表情肌的对称性 和一致性，还可以刺激肌肉防止萎縮，促进离断的神经生长，用于治疗周围性面 瘫。
本发明是通过以下技术方案实现的，本发明包括信号采集模块、控制和处理 模块、供能模块、脉冲刺激模块、反馈模块、无线发射与接受模块。信号采集模 块在脸部健侧采集面肌肌电信号，将信号传到控制和处理模块完成信号的分析和 处理，并实现刺激脉冲的转化处理，由供能模块供能，刺激脉冲传给多路的脉冲 刺激模块，通过微刺激电极实现对患侧肌肉的电剌激，引发面肌收縮。反馈模块 在脸部患侧采集肌电信号，反馈到控制和处理模块，实现对刺激脉冲的调控，无 线发射与接受模块将体内的信息发射到体外，并将体外输入的控制信号进行接收 实现对面神经功能的人工假体的校准和调控。
所述的信号采集模块，是由多路的具有柔性的微电极构成，采集脸部健侧的 面神经或面肌信号。
所述的控制和处理模块，将肌电信号的采集模块传来的信号进行分析和处 理，判断健侧的面肌运动，产生患侧肌肉的电刺激脉冲，并传给多路的脉冲刺激 模块。控制和处理模块由供能模块供能。控制和处理模块可将反馈模块采集的肌 电信号进行分析和处理，分析患侧肌肉运动情况。控制和处理模块可与体内的无 线发射与接受模块进行双向通讯。控制和处理模块可以由通用可编程芯片实现， 也可以设计专用集成电路来实现。
所述的供能模块，为恢复面神经功能的人工假体实现供能，是指由电池、电 容器、射频无线供能、超声供能、振动供能、温差供能、红外功能或直接利用生 物体内的能量供能。
所述的脉冲刺激模块，是由多路的具有柔性的微电极构成，实现刺激脉冲对 脸部患侧肌肉的控制。
所述的反馈模块，是由多路的具有柔性的微电极构成，采集脸部患侧面肌信 号，并将信号反馈到控制和处理模块，调整脉冲剌激信号。所述的无线发射与接受模块，与控制和处理模块相连接，将体内的信号经无 线方式传到体外，在体外进行分析，对控制和处理模块输出的脉冲刺激信号参数 进行调整，并将体外的控制信号接收到体内，实现体外对植入的人工假体进行检 测和调整控制。该无线发射与接受模块可采用蓝牙技术、红外、射频及超声技术 实现信号的发送和接收。
与现有技术对比，本发明通过多个肌电信号采集电极接受健侧面神经或面肌 的兴奋电位信息，经过控制和处理模块的分析判断出对侧面肌的兴奋模式，然后 以相应的模式输出电流，通过多个刺激电极直接刺激患侧的面肌，促使患侧面肌 与健侧同模式协调收縮，以维持面部表情对称的结构，纠正闭眼不能、口角歪斜、 漱口不能和鼻唇沟变浅的临床症状。另外，安静时随机发放电流，刺激患侧面肌 维持轻微收縮功能，可以防止面肌废用性萎缩。其功能主要包括三方面， 一是替 代患侧的面神经中枢和面神经，直接刺激面肌，完成表情动作，维持患侧与健侧 对称性。二是在面神经移植术后暂时维持面肌肌张力，防止面肌废用性萎縮，待 面神经功能恢复后停止使用。三是做为面神经移植手术的补充功能，当面神经移 植术无效或效果差，可提供刺激电流，增加面肌收縮强度，使患侧面肌与健侧对 称。
本发明与以往单纯的电刺激治疗最大的区别在于，电极的置入除了刺激肌肉 运动，防止萎縮，促进神经生长外，还可以直接替代面神经的功能，直接刺激面 肌根据接受的对侧正常电信号产生相应的对称运动，维持表情的对称性和一致 性。它不需要面神经解剖结构的完整，也不需要神经-肌接头的参与，是一种的 独立治疗面瘫的方法。
图l为本发明结构框图
具体实施例方式
下面结合附图对本发明的实施例作详细说明本实施例在以本发明技术方案 为前提下进行实施，给出了详细的实施方式和过程，但本发明的保护范围不限于 下述的实施例。
如图1所示，本实施例包括信号采集模块、控制和处理模块、供能模块、脉 冲刺激模块、反馈模块、无线发射与接受模块。通过多路信号采集模块在脸部健 侧采集肌电信号，将信号传到控制和处理模块完成信号的分析和处理，并实现刺 激脉冲的转化处理，由供能模块供能，刺激脉冲传给多路的脉冲刺激模块，通过 微刺激电极实现对患侧肌肉的刺激，利用反馈模块在脸部患侧采集肌电信号，反 馈到控制和处理模块，实现对刺激脉冲的调控，无线发射与接受模块将体内的信 息发射到体外，并将体外输入的控制信号进行接收实现对面神经功能的人工假体 的校准和调控。
所述信号采集模块由集成电路工艺技术制备柔性的微电极，以聚对二甲苯为 微电极的衬底和电极绝缘层，且聚对二甲苯具有良好的密封性。对于面瘫，选取 脸部健侧部位的5-6个重要部位的肌肉眼轮匝肌、颊肌、笑肌和口轮匝肌等，
通过埋入5-6路肌电信号的采集电极，采集日常情感如悲伤、微笑、大笑的肌电 表达。采集电压范围0. 5-50mv，连续实时采集。
所述控制和处理模块由通用可编程器件(FPGA、 CPLD或DSP等)，将从肌电 信号的采集模块传来的信号进行处理和分析，判断出健侧面肌的兴奋模式，如大 笑、哭等表情，并产生刺激脉冲用于刺激脸部患侧的肌肉。剌激脉冲主要采用双 相脉冲即正、负双相电脉冲输出，波幅l mV -50 mV，刺激电流0. 5-100mA， 剌激间隔0. 1-1000ms或随机出现。
所述脉冲刺激模块为集成电路工艺技术制备柔性的微电极，以聚对二甲苯为 微电极的衬底和电极绝缘层。将刺激电极植入患侧的肌肉，如眼轮匝肌、颊肌和 口轮匝肌等，刺激肌肉产生相应的对称运动，维持表情的对称性和一致性。
所述反馈模块由集成电路工艺技术制备柔性的微电极，将采集电极植入患侧 的肌肉，如眼轮匝肌、颊肌和口轮匝肌等，拾取肌肉因收縮产生相应的电信号， 将信号反馈到控制和处理模块。由控制和处理模块调整刺激信号。
所述无线发射与接受模块将体内的信号经无线方式传到体外并将体外的信 号接收到体内，在体外进行分析，对控制和处理模块输出的脉冲刺激信号参数进 行调整，并将体外的控制信号接收到体内，调整脉冲刺激信号的频率、脉宽等。 该无线发射与接受模块采用蓝牙技术的发送和接受。
所述供能模块，采用射频线圈供能，频率为5.0腿z。
本发明利用植入电极直接替代面神经的功能，直接刺激面肌根据接受的对侧 正常电信号产生相应的对称运动，维持表情的对称性和一致性，还可以平时随机
刺激肌肉防止萎縮，促进神经生长外。这是一种治疗面神经解剖不完整，功能完 全缺失，且今后也无法恢复病人的唯一方法。而目前所有治疗方法都需要面神经 解剖和功能的完整。
权利要求
1、一种替代面神经功能的人工面神经假体，包括信号采集模块、控制和处理模块、供能模块、脉冲刺激模块、反馈模块、无线发射与接受模块，其特征在于所述信号采集模块在脸部健侧采集面肌肌电信号，将信号传到控制和处理模块；所述控制和处理模块完成信号的分析和处理，并实现刺激脉冲的转化处理，由供能模块供能，刺激脉冲传给多路的脉冲刺激模块；所述脉冲刺激模块通过微刺激电极实现对患侧肌肉的电刺激，引发面肌收缩；所述反馈模块在脸部患侧采集肌电信号，反馈到控制和处理模块，实现对刺激脉冲的调控；所述无线发射与接受模块将体内的信息发射到体外，并将体外输入的控制信号进行接收实现对面神经功能的人工假体的校准和调控。
2、 根据权利要求1所述的替代面神经功能的人工面神经假体，其特征是， 所述信号采集模块，是由多路的微电极构成，采集脸部健侧的面神经或面肌信号。
3、 根据权利要求1所述的替代面神经功能的人工面神经假体，其特征是， 所述控制和处理模块，将肌电信号的采集模块传来的信号进行分析和处理，判断 健侧的面肌运动，产生患侧肌肉的电刺激脉冲，并传给多路的脉冲刺激模块，控 制和处理模块由供能模块供能，控制和处理模块将反馈模块采集的肌电信号进行 分析和处理，分析患侧肌肉运动情况，控制和处理模块与体内的无线发射与接受 模块进行双向通讯。
4、 根据权利要求1所述的替代面神经功能的人工面神经假体，其特征是， 所述脉冲刺激模块，是由多路微电极构成，实现刺激脉冲对脸部患侧肌肉的控制。
5、 根据权利要求1所述的替代面神经功能的人工面神经假体，其特征是， 所述反馈模块，是由多路的微电极构成，采集脸部患侧面肌信号，并将信号反馈 到控制和处理模块，调整脉冲刺激信号。
6、 根据权利要求1所述的替代面神经功能的人工面神经假体，其特征是， 所述无线发射与接受模块，将体内的信号经无线方式传到体外，在体外进行分析， 对控制和处理模块输出的脉冲刺激信号参数进行调整，并将体外的控制信号接收 到体内，实现体外对植入的人工假体进行检测和调整控制。
7、根据权利要求1所述的替代面神经功能的人工面神经假体，其特征是， 所述供能模块，为恢复面神经功能的人工假体实现供能，具体采用电池、电容器、 射频无线供能、超声供能、振动供能、温差供能、红外功能或直接利用生物体内 的能量供能。
8、根据权利要求1或7所述的替代面神经功能的人工面神经假体，其特征 是，所述供能模块为射频线圈，频率为5.0MHz。
全文摘要
一种生物医学工程领域的替代面神经功能的人工面神经假体，其中信号采集模块在脸部健侧采集面肌肌电信号，将信号传到控制和处理模块完成信号的分析和处理，并实现刺激脉冲的转化处理，由供能模块供能，刺激脉冲传给多路的脉冲刺激模块，通过微刺激电极实现对患侧肌肉的电刺激，引发面肌收缩；反馈模块在脸部患侧采集肌电信号，反馈到控制和处理模块，实现对刺激脉冲的调控，无线发射与接受模块将体内的信息发射到体外，并将体外输入的控制信号进行接收实现对面神经功能的人工假体的校准和调控。本发明根据接受的对侧正常电信号刺激患侧面肌产生相应的对称运动，维持面部表情肌的对称性和一致性，还可以刺激肌肉防止萎缩，促进离断的神经生长。
文档编号A61N1/00GK101185788SQ20071017075
公开日2008年5月28日 申请日期2007年11月22日 优先权日2007年11月22日
发明者刘景全, 李克勇 申请人:上海市第一人民医院;上海交通大学