专利名称：光刺激装置及调节光刺激时的温度的方法
技术领域：
本发明涉及医疗器械领域，特别是涉及ー种光刺激装置及调节光刺激时的温度的方法。
背景技术：
世界范围内的神经系统疾病和精神疾病已成为当今社会的两大难题。包括癫痫、帕金森症、精神分裂症、神经性厌食、抑郁症、老年痴呆症、震颤、痉挛、強迫症、焦虑症、脑中风、以及毒瘾等在内的众多中枢神经系统和精神疾病一直威胁人类健康，困扰人类正常生活。而光遗传学技术(Optogenetics)的出现让使得上述 问题的解决成为可能。光遗传学技术是近几年正在迅速发展的ー项整合了光学、基因工程、电生理以及电子工程的一种全新的多学科交叉的生物技术。其主要原理是首先采用基因技术将光感基因转入到神经系统中特定类型的细胞中进行表达，使其在细胞膜上形成特殊的离子通道。这些离子通道在不同波长的光刺激下会分别对阳离子或者阴离子的通过产生选择性，造成细胞膜两边的膜电位发生变化，对细胞选择性地兴奋或者抑制，从而达到治疗神经系统疾病和精神疾病的目的。然而，传统技术中的光刺激装置在通过光纤传导光进行光刺激吋，光纤会产生热量使得温度逐渐升高。而神经组织对温度较敏感，会影响光刺激的治疗效果。因此传统技术中的光刺激装置的散热性较差。
发明内容
基于此，有必要提供一种散热性较好的光刺激装置。ー种光刺激装置，包括温度传感器，用于检测神经组织的温度；中央处理器，与所述温度传感器连接，用于接收所述温度传感器回馈的温度信息；给药装置，与所述中央处理器连接，用于灌注溶液；制冷装置，与中央处理器和所述给药装置连接，用于制冷所述给药装置灌注的溶液；微导管，与制冷装置连接，用于将制冷后的溶液传输到神经组织中；所述中央处理器还用于根据所述温度传感器回馈的温度信息调整所述给药装置灌注溶液的參数，以及调整所述制冷装置对溶液进行制冷的制冷參数。在其中一个实施例中，还包括信号发生器，与所述中央处理器连接，用于产生光刺激信号；光源，与信号发生器连接，用于根据光刺激信号产生光束；光纤，与光源连接，用于对神经组织进行光刺激；所述中央处理器还用于根据所述温度传感器回馈的温度信息调整所述信号发生器产生的光刺激信号的參数。在其中一个实施例中，所述温度传感器还包括管状的用于检测温度的探测头，所述探测头与所述光纤、所述微导管排列成束状结构。在其中一个实施例中，所述光刺激信号的參数包括波形和/或占空比。在其中一个实施例中，所述灌注溶液的參数为液体流速,所述制冷參数为制冷功率。在其中一个实施例中，所述温度传感器为热电偶型温度传感器、红外线温度传感器、纳米荧光传感器中的至少ー种。
在其中一个实施例中，所述中央传感器还用于将接收到的温度传感器回馈的温度信息缓存，并在温度高于阈值时报警。此外，还有必要提供一种能降低光刺激时的温度的调节光刺激时的温度的方法。一种调节光刺激时的温度的方法，包括获取受到光刺激的神经组织的温度信息；根据所述温度信息灌注溶液；根据所述温度信息对所述灌注的溶液进行制冷；将所述溶液导入所述神经组织。在其中一个实施例中，所述获取受到光刺激的神经组织的温度信息的步骤之后还包括根据所述温度信息调节光刺激信号；根据所述调节后的光刺激信号生成光束；通过所述光束对所述神经组织进行光刺激。在其中一个实施例中，所述根据所述温度信息调节光刺激信号的步骤为根据所述温度信息调节光刺激信号的波形和/或占空比。上述光刺激装置，添加了温度传感器、中央处理器、给药装置、制冷装置和微导管，中央处理器可通过温度传感器检测受到光刺激的神经组织的温度信息，并根据温度信息控制给药装置、制冷装置产生温度较低的溶液，并通过微导管将该溶液导入到受到光刺激的神经组织处，从而起到了对神经组织散热降温的作用。将中央处理器与信号发生器连接后，中央处理器可根据温度传感器回馈的温度信息调节光刺激的強度和时长。例如，当温度较高吋，降低光刺激強度和时长；当温度较低吋，提高光刺激強度和时长。从而对温度进行了调节，起到了降温散热的作用。
图I为ー个实施例中光刺激装置的结构示意图；图2为另ー个实施例中光刺激装置的结构示意图；图3为ー个实施例中温度传感器、光纤、微导管排列成的束状结构的结构意图；图4为ー个实施例中调节光刺激时的温度的方法的流程图。
具体实施例方式在一个实施例中，如图I所示，ー种光刺激装置，包括温度传感器102、与温度传感器102连接的中央处理器104、与中央处理器104连接的给药装置106、与中央处理器104和给药装置106连接的制冷装置108、与制冷装置108连接的微导管110。其中温度传感器102，用于检测神经组织的温度。中央处理器104，用于接收温度传感器102回馈的温度信息。给药装置106，用于灌注溶液。制冷装置108，与中央处理器104和给药装置106连接，用于制冷给药装置106灌注的溶液。微导管110，用于将制冷后的溶液传输到神经组织中。中央处理器104还用于根据温度传感器102回馈的温度 信息调整给药装置106灌注溶液的參数，以及调整制冷装置108对溶液进行制冷的制冷參数。进ー步的，温度传感器102可以是热电偶型温度传感器、红外线温度传感器、纳米荧光传感器中的至少ー种。进ー步的，给药装置106灌注溶液的參数为液体流速。进ー步的，制冷装置108的制冷參数为制冷功率。进ー步的，给药装置灌注的溶液为脑脊液。进ー步的，中央处理器104还用于将接收到的温度传感器102回馈的温度信息缓存，并在温度高于阈值时报警。可通过发光或发声报警。进ー步的，温度传感器102的测量精度小于I摄氏度。在一个实施例中，如图2所示，光刺激装置还包括与中央处理器104连接的信号发生器112、与信号发生器112连接的光源114、与光源114连接的光纤116。其中信号发生器112用于产生光刺激信号。光源114用于根据光刺激信号产生光束。光纤116用于对神经组织进行光刺激。中央处理器104还用于根据温度传感器102回馈的温度信息调整信号发生器112产生的光刺激信号的參数。在本实施例中，如图3所示，温度传感器102为管状，温度传感器102与光纤114、微导管110排列成束状结构。在治疗时，可将该束状结构的末梢接触神经组织，对神经组织进行光刺激。进ー步的，光刺激信号的參数包括波形和/或占空比。光刺激信号为电信号，光源可根据该光刺激信号通过光电转换产生用于光刺激的光束。上述光刺激装置，添加了温度传感器、中央处理器、给药装置、制冷装置和微导管，中央处理器可通过温度传感器检测受到光刺激的神经组织的温度信息，并根据温度信息控制给药装置、制冷装置产生温度较低的溶液，并通过微导管将该溶液导入到受到光刺激的神经组织处，从而起到了对神经组织散热降温的作用。将中央处理器与信号发生器连接后，中央处理器可根据温度传感器回馈的温度信息调节光刺激的強度和时长。例如，当温度较高吋，降低光刺激強度和时长；当温度较低吋，提高光刺激強度和时长。从而对温度进行了调节，起到了降温散热的作用。在一个实施例中，如图4所示，一种调节光刺激时的温度的方法，包括
步骤S102，获取受到光刺激的神经组织的温度信息。在一个实施例中，可通过温度传感器获取受到光刺激的神经组织的温度信息。温度传感器可以是热电偶型温度传感器、红外线温度传感器、纳米荧光传感器中的至少ー种。步骤S104，根据温度信息灌注溶液。在一个实施例中，可根据温度信息计算液体流速，根据液体流速灌注溶液。在本实施例中，可通过中央处理器根据温度信息调节给药装置灌注溶液。步骤S106，根据所述温度信息对所述灌注的溶液进行制冷。在一个实施例中，可根据温度信息计算制冷功率 ，根据制冷功率对灌注的溶液进行制冷。在本实施例中，可通过中央处理器根据温度信息调节制冷装置对灌注的溶液进行制冷。步骤S108，将溶液导入神经组织。在一个实施例中，可通过微导管将溶液导入到受到光刺激的神经组织处。在一个实施例中，获取受到光刺激的神经组织的温度信息的步骤之后还可根据温度信息调节光刺激信号；根据调节后的光刺激信号生成光束；通过光束并对神经组织进行光刺激。在本实施例中，根据温度信息调节光刺激信号的步骤具体为根据温度信息调节光刺激信号的波形和/或占空比。上述调节光刺激时的温度的方法，获取受到光刺激的神经组织的温度信息，根据温度信息灌注和制冷溶液后，将溶液导入神经组织，起到了对神经组织散热降温的作用。同时，根据温度信息调节光刺激信号，根据调节后的光刺激信号生成光束；通过光束并对神经组织进行光刺激。使得光刺激的強度和时长可根据温度信息得到调节，从而进一歩地起到了降温散热的作用。以上所述实施例仅表达了本发明的几种实施方式，其描述较为具体和详细，但并不能因此而理解为对本发明专利范围的限制。应当指出的是，对于本领域的普通技术人员来说，在不脱离本发明构思的前提下，还可以做出若干变形和改进，这些都属于本发明的保护范围。因此，本发明专利的保护范围应以所附权利要求为准。
权利要求
1.一种光刺激装置，其特征在于，包括 温度传感器，用于检测神经组织的温度； 中央处理器，与所述温度传感器连接，用于接收所述温度传感器回馈的温度信息； 给药装置，与所述中央处理器连接，用于灌注溶液； 制冷装置，与中央处理器和所述给药装置连接，用于制冷所述给药装置灌注的溶液； 微导管，与制冷装置连接，用于将制冷后的溶液传输到神经组织中； 所述中央处理器还用于根据所述温度传感器回馈的温度信息调整所述给药装置灌注溶液的参数，以及调整所述制冷装置对溶液进行制冷的制冷参数。
2.根据权利要求I所述的光刺激装置，其特征在于，还包括 信号发生器，与所述中央处理器连接，用于产生光刺激信号； 光源，与信号发生器连接，用于根据光刺激信号产生光束； 光纤，与光源连接，用于对神经组织进行光刺激； 所述中央处理器还用于根据所述温度传感器回馈的温度信息调整所述信号发生器产生的光刺激信号的参数。
3.根据权利要求2所述的光刺激装置，其特征在于，所述温度传感器还包括管状的用于检测温度的探测头，所述探测头与所述光纤、所述微导管排列成束状结构。
4.根据权利要求2所述的光刺激装置，其特征在于，所述光刺激信号的参数包括波形和/或占空比。
5.根据权利要求I所述的光刺激装置，其特征在于，所述灌注溶液的参数为液体流速，所述制冷参数为制冷功率。
6.根据权利要求I所述的光刺激装置，其特征在于，所述温度传感器为热电偶型温度传感器、红外线温度传感器、纳米荧光传感器中的至少一种。
7.根据权利要求I所述的光刺激装置，其特征在于，所述中央传感器还用于将接收到的温度传感器回馈的温度信息缓存，并在温度高于阈值时报警。
8.一种调节光刺激时的温度的方法，包括 获取受到光刺激的神经组织的温度信息； 根据所述温度信息灌注溶液； 根据所述温度信息对所述灌注的溶液进行制冷； 将所述溶液导入所述神经组织。
9.根据权利要求8所述的调节光刺激时的温度的方法，其特征在于，所述获取受到光刺激的神经组织的温度信息的步骤之后还包括 根据所述温度信息调节光刺激信号； 根据所述调节后的光刺激信号生成光束； 通过所述光束对所述神经组织进行光刺激。
10.根据权利要求9所述的调节光刺激时的温度的方法，其特征在于，所述根据所述温度信息调节光刺激信号的步骤为 根据所述温度信息调节光刺激信号的波形和/或占空比。
全文摘要
本发明涉及一种光刺激装置，包括温度传感器，用于检测神经组织的温度；中央处理器，与所述温度传感器连接，用于接收所述温度传感器回馈的温度信息；给药装置，与所述中央处理器连接，用于灌注溶液；制冷装置，与中央处理器和所述给药装置连接，用于制冷所述给药装置灌注的溶液；微导管，与制冷装置连接，用于将制冷后的溶液传输到神经组织中；所述中央处理器还用于根据所述温度传感器回馈的温度信息调整所述给药装置灌注溶液的参数，以及调整所述制冷装置对溶液进行制冷的制冷参数。此外，还提供了一种调节光刺激时的温度的方法。上述光刺激装置和调节光刺激时温度的方法可以在光刺激时起到散热降温的作用。
文档编号A61N5/06GK102764481SQ201210243620
公开日2012年11月7日 申请日期2012年7月13日 优先权日2012年7月13日
发明者刘楠, 屠洁, 张元元, 王立平, 蔚鹏飞, 钟成, 鲁艺 申请人:中国科学院深圳先进技术研究院