一种用于迷走神经刺激和电生理检测的装置及植入方法

本发明涉及医疗设备技术领域，具体涉及一种用于迷走神经刺激和电生理检测的装置及植入方法。

背景技术：

迷走神经支配呼吸系统和消化系统的绝大部分器官以及心脏的感觉、运动以及腺体的分泌，针对迷走神经进行电刺激，对癫痫、糖尿病、失眠、抑郁症等具有很好的辅助治疗作用。但外周神经体积很小，常常分布在肌肉内部，穿行也很复杂，很难对其进行电生理检测。

目前已有的一些办法是在动物麻醉的情况下，将要检测的迷走神经暴露出来，使用麻醉动物进行检测，虽然也能够检测到电生理的信号以及变化，但是由于不是在动物的自然活动的情况下检测的，因此其信息无法代表动物自然活动状态下真实的生理表现。同时，迷走神经的位置会随着动物的自然呼吸产生不自主的变化，会导致传统硬电极检测位置的变化，导致电生理信息的不准确。

现有的神经刺激方式也具有局限性，电刺激信号无法对细胞进行精确的定位刺激，而化学药物起效速度慢，无法精确定时控制。

技术实现要素：

有鉴于此，本发明提供一种能够给予光刺激并可用于迷走神经电生理检测、中枢神经电生理检测的装置，同时能够避免动物运动对电极检测的影响。

一方面，提供一种用于迷走神经刺激和电生理检测的装置，包括：电极转接件、柔性光纤、中枢检测电极和迷走神经检测电极，所述柔性光纤用于为迷走神经节提供光刺激，所述中枢检测电极和所述迷走神经检测电极分别与所述电极转接件连接，所述柔性光纤和所述迷走神经检测电极用于固定在所述迷走神经节上，所述中枢检测电极用于固定在所述中枢神经节上，所述中枢检测电极和所述迷走神经检测电极检测的电生理数据通过所述电极转接件传输至记录系统。

本申请的方案，通过利用柔性光纤对神经进行光刺激能够更精确地定位刺激位点，并能够更精确地控制刺激时间，迷走神经检测电极用于检测被柔性光纤进行光刺激的迷走神经节的电生理数据，中枢神经检测电极用于检测经过对迷走神经节进行光刺激后通过神经传导在中枢神经所产生的电生理数据。同时通过有效固定中枢检测电极和迷走神经检测电极能够避免动物运动对电极检测准确度的影响。从而形成集光刺激、检测、记录多功能于一体的检测装置。

进一步的，用于迷走神经刺激和电生理检测的装置还包括激光发生器，所述柔性光纤连接所述激光发生器，所述激光发生器发射的光线传输至所述柔性光纤。

本申请的方案，通过激光发生器提供光源，并将光纤传输至柔性光纤，以使柔性光纤对被测动物的迷走神经节进行光刺激。

一种用于迷走神经刺激和电生理检测的装置还包括光纤插芯，所述柔性光纤和所述激光发生器直接连接，所述光纤插芯套设在所述柔性光纤外周，或者，所述柔性光线通过所述光纤插芯与所述激光发生器连接。

本申请的方案，光纤插芯的作用在于实现激光连接器与柔性光纤的精密对接，使激光连接器输出的光能量最大限度地耦合到柔性光纤中。

进一步的，所述中枢检测电极和所述迷走神经检测电极均包括若干个电极丝，所述电极丝的两端分别包括连接端和植入端；所述电极转接件包括若干金属针，所述电极丝的所述连接端缠绕在所述金属针上，实现所述电极丝与所述金属针的一一连接。

本申请的方案，通过将电极丝的连接端缠绕在金属针，实现电极丝与金属针的一一连接，从整体上实现中枢检测电极和/或迷走神经检测电极与电极转接件连接的稳定性。

进一步的，将所述电极丝的所述连接端包覆第一胶黏剂。

本申请的方案，通过将电极丝的连接端采用第一胶黏剂包覆，能够使得电极丝在金属针上缠绕的基础上更进一步稳定连接，还能够保护电极丝与金属针的连接免受外界环境的干扰。

进一步的，若干所述电极丝的至少部分区域相互缠绕。

本申请的方案，通过电极丝缠绕可以增加电极丝整体的韧度和硬度，方便植入。

进一步的，所述中枢检测电极还包括套管，所述套管套设于若干所述电极丝上，所述套管用于引导所述电极丝，以使所述电极丝的所述植入端插入至目标区域。

本申请的方案，通过套管引导中枢检测电极的电极丝插入目标区域，可以克服电极丝较为柔软，在植入过程中难以插入至目标区域的技术问题。

另一方面，提供一种所述迷走神经刺激和电生理检测的装置的植入方法，包括以下步骤：

在第一通道、第一目标区域和第二目标区域手术，所述第一目标区域包括迷走神经节，所述第二目标区域包括中枢神经节；

将柔性光纤和迷走神经检测电极穿过所述第一通道，并将所述柔性光纤和所述迷走神经检测电极固定在所述迷走神经节上；

将中枢检测电极固定在所述中枢神经节上。

本申请的方案，通过将柔性光纤和迷走神经检测电极固定在第一目标区域，方便迷走神经检测电极直接检测柔性光纤对迷走神经节进行光刺激后的电生理数据，中枢检测电极则用于检测经过对迷走神经节进行光刺激后通过神经传导在中枢神经所产生的电生理数据。将迷走神经检测电极及中枢检测电极植入目标区域并固定可以确保电极与神经节连接的稳定性，不随动物呼吸或其他动作而产生位置的偏移，提高检测的准确率。

进一步的，将所述迷走神经检测电极的所述电极丝的所述植入端扎入所述第一目标区域的所述迷走神经节，并用第二胶黏剂固定，所述迷走神经检测电极的中间段通过缝线固定；所述柔性光纤的一端贴附到所述第一目标区域的神经节上，并用第三胶黏剂固定，所述柔性光纤的中间段通过所述缝线固定。

本申请的方案，通过胶黏剂固定和缝线固定的双重固定方式，可以强化迷走神经电极以及柔性光纤在第一目标区域的连接稳定性。

进一步的，将所述中枢检测电极的所述电极丝的所述植入端扎入所述第二目标区域的所述中枢神经节，并使用牙科水泥固定。

本申请的方案，牙科水泥具有良好的生物相容性和结构稳定性，通过牙科水泥固定中枢神经检测电极，可以确保中枢检测电极在被测动物大脑内的稳定性。

附图说明

为了更清楚地说明本发明实施方式或现有技术中的技术方案，下面将对实施方式或现有技术描述中所需要使用的附图作简单地介绍，显而易见地，下面描述中的附图仅仅是本发明的一些实施方式，对于本领域普通技术人员来讲，在不付出创造性劳动的前提下，还可以根据这些附图获得其他的附图。

图1是本发明实施例提供的一种用于迷走神经刺激和电生理检测的装置的正面示意图；

图2是本发明实施例提供的一种用于迷走神经刺激和电生理检测的装置的背面示意图；

图3是本发明实施例提供的一种中枢检测电极的横截面示意图；

图4是本发明实施例提供的一种迷走神经检测电极的横截面示意图；

图5是本发明实施例提供的一种迷走神经刺激和电生理检测的装置的植入方法的流程图。

附图标记说明：

电极转接件－11、柔性光纤－12、中枢检测电极－14、迷走神经检测电极－13、光纤插芯－15、电极丝－16、金属针－111及套管－141。

具体实施方式

下面将结合本发明实施方式中的附图，对本发明实施方式中的技术方案进行清楚、完整地描述，显然，所描述的实施方式仅仅是本发明一部分实施方式，而不是全部的实施方式。基于本发明中的实施方式，本领域普通技术人员在没有做出创造性劳动前提下所获得的所有其他实施方式，都属于本发明保护的范围。

如图1所示，本发明提供一种用于迷走神经刺激和电生理检测的装置，包括：电极转接件11、柔性光纤12、中枢检测电极14和迷走神经检测电极13，其中，柔性光纤12用于为迷走神经节提供光刺激，光刺激可以克服电信号刺激或化学药物刺激的不能精确定位以及不能精确定时的问题，光刺激具有高度时空特异性的优势，在时间上控制精度可达毫秒(ms)级别，空间精度可达单个细胞级别，是电信号刺激和化学药物所无法比拟的。其作用原理为：首先运用工具病毒载体，将光感基因(如chr2，ebr，nphr3.0，arch或optoxr等)转入到神经系统特定类型的细胞中进行特殊离子通道或gpcr的表达。光感离子通道在不同波长的光照刺激下会分别对阳离子或者阴离子的通过产生选择性，如cl－、na+、h+、k+，从而造成细胞膜两边的膜电位发生变化，达到对细胞选择性地兴奋或者抑制的目的。

中枢检测电极14和迷走神经检测电极13分别与电极转接件11连接，柔性光纤12和迷走神经检测电极13用于固定在迷走神经节上，中枢检测电极14用于固定在中枢神经节上，中枢检测电极14和迷走神经检测电极13检测的电生理数据通过电极转接件11传输至记录系统，记录系统记录接收到的电生理数据。其中，中枢检测电极14用于检测中枢神经系统的电生理数据，迷走神经检测电极13用于检测迷走神经节的电生理数据，在一种实施方式中，记录系统例如可以是处理器或计算机，中枢检测电极14和迷走神经检测电极13检测的电生理数据通过电极转接件11传输至处理器或计算机，处理器或计算机记录接收到的电生理数据。

在一种实施方式中，用于迷走神经刺激和电生理检测的装置还包括激光发生器，柔性光纤12连接激光发生器，激光发生器发射的光线传输至柔性光纤12。通过激光发生器提供光源，并将光纤传输至柔性光纤12，以使柔性光纤12对被测动物的迷走神经节进行光刺激。

在一种实施方式中，用于迷走神经刺激和电生理检测的装置还包括光纤插芯15，柔性光纤12和激光发生器直接连接，光纤插芯15套设在柔性光纤12外周；或者，柔性光线通过光纤插芯15与激光发生器连接。具体的，光纤插芯15安装于被测动物头部，利用激光发生器通过光纤插芯15将激光信号导入预先被转入有光感基因的被测动物，从而对被测动物进行光遗传刺激；该光纤插芯15也可以为中空插管，可以通过光纤将激光发生器发射出的激光导入被测动物。在一种实施方式中，被测动物头部插入的光纤插芯15可以为陶瓷插芯，用于通过光纤将激光发生器发射出的激光导入被测动物头部。

在一种实施方式中，光纤插芯15与电极转接件11通过采用502胶或其他胶黏剂连接。

如图2－图4所示，在一种实施方式中，中枢检测电极14和迷走神经检测电极13均包括若干个电极丝16，电极丝16的两端分别包括连接端和植入端。具体的，一根电极可以包括2个或4个电极丝16，1个电极丝16有1个通道，也即一根电极内有2个通道或4个通道；电极转接件11包括若干金属针111，金属针111凸设于电极转接件11表面，电极丝16的连接端缠绕在金属针111上，一个电极丝16缠绕在一个金属针111上，实现电极丝16与金属针111的一一连接，从而从整体上实现中枢检测电极14和/或迷走神经检测电极13与电极转接件11的连接。

在一种实施方式中，将电极丝16的连接端采用第一胶黏剂包覆，以使电极丝16与金属针111稳定连接。中枢检测电极14和迷走神经检测电极13的电极丝16可以采用相同或不同的胶黏剂包覆，其中，第一胶黏剂例如可以采用ab胶。采用第一胶黏剂包覆能够使得电极丝16在金属针111上缠绕的基础上更进一步稳定连接，还能够使得电极丝16与金属针111的连接免受外界环境的干扰。

在一种实施方式中，若干电极丝16的至少部分区域相互缠绕。在一种实施方式中，位于同一个迷走神经检测电极13或中枢电极的若干电极丝16的中间段相互缠绕。具体的，当一根电极丝16包括2个电极丝16时，2个电极丝16通过缠绕形成双股，当一根电极丝16包括4个电极丝16时，4个电极丝16缠绕形成四股。通过电极丝16缠绕可以增加电极丝16整体的韧度和硬度，方便植入。

在一种实施方式中，中枢检测电极14还包括套管141，套管141套设于若干电极丝16上，连接端与植入端分别设置于电极丝16上相对的两端，植入端穿出套管141。在实际制作过程中，由于电极丝16采用的金属丝往往较为柔软，在植入过程中难以插入至对应的目标区域，因此，将套管141套设于电极丝16上，用于引导电极丝16，以使植入端插入至目标区域。本实施例中，套管141可以采用硅管，在其他实施例中，套管141还可以根据实际植入需求选用其他材质的管。而迷走神经检测电极13则没有硅管，因为硅管本身是硬的直的，在保护电极植入时很方便，但是在植入外周的迷走神经检测电极13外周则不需要借助硅管的指引功能。

如图5所示，在一种实施方式中，提供一种迷走神经刺激和电生理检测的装置的植入方法，包括以下步骤：

s01：在第一通道、第一目标区域和第二目标区域手术，第一目标区域包括迷走神经节，第二目标区域包括中枢神经节；

s02：将柔性光纤12和迷走神经检测电极13穿过第一通道，并将柔性光纤12和迷走神经检测电极13固定在迷走神经节上；

s03：将中枢检测电极14固定在中枢神经节上。

在一种实施方式中，将迷走神经检测电极13的电极丝16的植入端扎入第一目标区域的迷走神经节，并用第二胶黏剂固定，具体的，第二胶黏剂可以采用组织胶或其他生物相容性好的胶黏剂；迷走神经检测电极13的一端连接了电极转接件11，另一端连接了迷走神经节，两端之间的部分为迷走神经检测电极13的中间段，迷走神经电极的中间段通过缝线固定，从而保障迷走神经电极在被测动物体内连接的稳定性，不因动物体的呼吸或其他动作而发生迷走神经电极与被测区域连接的错位，确保检测的准确性以及稳定性。

柔性光纤12的一端贴附到第一目标区域的迷走神经节上，并用第三胶黏剂固定，另一端连接在光纤插芯15上，两端之间的部分为柔性光纤12的中间段，柔性光纤12的中间段则通过缝线固定。具体的，第三胶黏剂也可以采用组织胶或其他生物相容性较好的胶黏剂，由此实现精确选择刺激部位，并能确保光刺激的稳定性不随动物的呼吸或其他动作发生刺激偏位。

在一种实施方式中，将中枢检测电极14的电极丝16的植入端扎入第二目标区域的神经节，并使用牙科水泥固定。迷走神经检测电极13用于检测柔性光纤12所刺激区域的电生理信息，中枢神经检测电极用于检测经过对迷走神经节进行光刺激后通过神经传导在中枢神经所发生的电生理数据。

具体的，首先通过手术找出第一目标区域及第二目标区域的位置，分别剪开被测动物的头皮和喉部皮肤，将头骨和喉部开口贯通，由此得到第一通道，将柔性光纤12和迷走神经检测电极13穿过第一通道；然后根据中枢检测的位点要求找到第二目标区域，将中枢检测电极14的电极丝16的植入端扎入第二目标区域的神经节，并使用牙科水泥固定。

牙科水泥固定好之后，将被测动物翻个身开始进行喉部手术，即拨开喉部的组织，找到第一目标区域，暴露迷走神经节，将迷走神经检测电极13的电极丝16扎入第一目标区域的迷走神经节内，柔性光纤12则贴附到迷走神经节上，然后用组织胶将迷走神经检测电极13和柔性光纤12固定好。柔性光纤12的中间段以及迷走神经检测电极13的中间段可以用缝线进行固定。在一种实施方式中，被试动物可以是小鼠或兔子。

以上所揭露的仅为本发明一种较佳实施例而已，当然不能以此来限定本发明之权利范围，本领域普通技术人员可以理解实现上述实施例的全部或部分流程，并依本发明权利要求所作的等同变化，仍属于发明所涵盖的范围。