CN113599700A - 用于电活动感测的*** - Google Patents

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CN113599700A CN202111054819.2A CN202111054819A CN113599700A CN 113599700 A CN113599700 A CN 113599700A CN 202111054819 A CN202111054819 A CN 202111054819A CN 113599700 A CN113599700 A CN 113599700A
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朱为然
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Abstract

一种***，包括：多个电极，所述多个电极能够定位于患者脑内，以向所述患者递送治疗或者感测电活动；治疗递送电路，所述治疗递送电路可操作地耦接到所述多个电极以向所述患者递送治疗；感测电路，所述感测电路可操作地耦接到所述多个电极以感测电活动；以及控制器，所述控制器包括可操作地耦接到所述治疗递送电路和所述感测电路的处理电路***，所述控制器被配置成：通过所述治疗递送电路，控制所述多个电极中的一个或多个向所述患者递送治疗，在递送治疗的过程中，通过所述感测电路，感测所述多个电极的电位，并且基于所述多个电极的电位，计算其中任意两个电极的电位的差值，得到所述任意两个电极之间的电压。

Description

用于电活动感测的***
技术领域
本申请涉及植入式医疗***技术领域，尤其涉及用于电活动感测的***，特别是在递送治疗的同时进行电活动感测。
背景技术
植入式医疗***通常包括植入式神经电刺激***、植入式心脏电刺激***、植入式药物输注***。
以植入式神经电刺激***为例，主要包括植入体内的脉冲发生器、电极以及体外的控制装置。其中，脉冲发生器与电极相连接，从而将脉冲发生器所产生的脉冲传输到电极，脉冲发生器产生的脉冲信号由电极传输至特定神经部位进行电刺激，从而使人体机能恢复到正常运作的状态。
目前在采集患者的脑深部电信号时，是在患者未接受刺激的情况下进行的，采集到的电信号并不能反映患者在接受刺激时的脑部状况。
发明内容
根据本申请公开的实施例，提供一种用于电活动感测的***，包括：多个电极，所述多个电极能够定位于患者脑内，以向所述患者递送治疗或者感测电活动；治疗递送电路，所述治疗递送电路可操作地耦接到所述多个电极以向所述患者递送治疗；感测电路，所述感测电路可操作地耦接到所述多个电极以感测电活动；以及控制器，所述控制器包括可操作地耦接到所述治疗递送电路和所述感测电路的处理电路***，所述控制器被配置成：通过所述治疗递送电路，控制所述多个电极中的一个或多个向所述患者递送治疗，在递送治疗的过程中，通过所述感测电路，感测所述多个电极的电位，并且基于所述多个电极的电位，计算其中任意两个电极的电位的差值，得到所述任意两个电极之间的电压。
在一实施例中，其中所述控制器被进一步配置成：通过所述治疗递送电路，控制所述多个电极中的其中一个电极向所述患者递送治疗，并且基于所述其中一个电极与所述多个电极中的其他电极之间的电压，获取所述其中一个电极向所述患者递送治疗的电压衰减曲线和所述其中一个电极与所述多个电极中的其他电极之间的脑组织的阻抗中的一个或多个。
在一实施例中，其中所述基于所述其中一个电极与所述多个电极中的其他电极之间的电压，获取所述其中一个电极向所述患者递送治疗的电压衰减曲线包括：以所述其中一个电极与所述多个电极中的其他电极之间的距离为横轴，以所述其中一个电极与所述多个电极中的其他电极之间的电压为纵轴，绘制所述其中一个电极向所述患者递送治疗的电压衰减曲线。
在一实施例中，其中所述控制器被进一步配置成：基于所述其中一个电极向所述患者递送治疗的电压衰减曲线和所述其中一个电极与所述多个电极中的其他电极之间的脑组织的阻抗中的一个或多个，确定包含所述其中一个电极的第一电极组合，并且通过所述治疗递送电路，控制所述第一电极组合向所述患者递送治疗。
在一实施例中，其中所述控制器被进一步配置成：基于所述多个电极中的每个电极向所述患者递送治疗的电压衰减曲线，确定衰减最慢的第二电极组合，并且通过所述治疗递送电路，控制所述第二电极组合向所述患者递送治疗。
在一实施例中，其中所述多个电极能够感测的电活动包括向所述患者递送治疗的电活动和所述患者自身的生物电活动。
在一实施例中，还包括滤波器，所述滤波器可操作地耦接在所述感测电路和所述控制器之间，以滤除所述多个电极感测到的所述患者自身的生物电活动或者向所述患者递送治疗的电活动。
在一实施例中，还包括信号放大电路，所述信号放大电路可操作地耦接在所述感测电路和所述控制器之间，以放大所述多个电极感测到的所述患者自身的生物电活动。
在一实施例中，还包括信号缩小电路，所述信号缩小电路可操作地耦接在所述感测电路和所述控制器之间，以缩小所述多个电极感测到的向所述患者递送治疗的电活动。
在一实施例中，其中所述患者自身的生物电活动是单细胞的电活动、核团的电活动或者核团局部的电活动。
根据本申请公开的实施例，提供一种***，包括：用于响应于多个电极中的一个或多个向患者递送治疗，接收所述多个电极的电位的装置；以及用于基于所述多个电极的电位，计算其中任意两个电极的电位的差值，得到所述任意两个电极之间的电压的装置；其中，所述多个电极能够定位于患者脑内，以向所述患者递送治疗或者感测电活动。
在一实施例中，还包括：用于控制所述多个电极中的其中一个电极向所述患者递送治疗的装置；以及用于基于所述其中一个电极与所述多个电极中的其他电极之间的电压，计算所述其中一个电极向所述患者递送治疗的电压衰减曲线和所述其中一个电极与所述多个电极中的其他电极之间的脑组织的阻抗中的一个或多个的装置。
在一实施例中，其中所述用于基于所述其中一个电极与所述多个电极中的其他电极之间的电压，计算所述其中一个电极向所述患者递送治疗的电压衰减曲线和所述其中一个电极与所述多个电极中的其他电极之间的脑组织的阻抗中的一个或多个的装置被进一步配置成：以所述其中一个电极与所述多个电极中的其他电极之间的距离为横轴，以所述其中一个电极与所述多个电极中的其他电极之间的电压为纵轴，绘制所述其中一个电极向所述患者递送治疗的电压衰减曲线。
在一实施例中，还包括：用于基于所述其中一个电极向所述患者递送治疗的电压衰减曲线和所述其中一个电极与所述多个电极中的其他电极之间的脑组织的阻抗中的一个或多个，确定包含所述其中一个电极的第一电极组合的装置；以及用于控制所述第一电极组合向所述患者递送治疗的装置。
在一实施例中，还包括：用于基于所述多个电极中的每个电极向所述患者递送治疗的电压衰减曲线，确定衰减最慢的第二电极组合的装置；以及用于控制所述第二电极组合向所述患者递送治疗的装置。
附图说明
根据下面的具体实施方式及附图，本申请公开的主题的进一步特征、性质及各种优点将更显而易见，其中，
图1是本申请实施例提供的一***的简化框图的示意性示出。
具体实施方式
下面，结合附图以及具体实施方式，对本申请做进一步描述，需要说明的是，在不相冲突的前提下，以下描述的各实施例之间或各技术特征之间可以任意组合形成新的实施例。
参见图1，本申请实施例提供了一种***40，包括：多个电极，所述多个电极能够定位于患者脑内，以向所述患者递送治疗或者感测电活动；治疗递送电路10，所述治疗递送电路10可操作地耦接到所述多个电极以向所述患者递送治疗；感测电路20，所述感测电路20可操作地耦接到所述多个电极以感测电活动；以及控制器30，所述控制器30包括可操作地耦接到所述治疗递送电路10和所述感测电路20的处理电路***40，所述控制器30被配置成：通过所述治疗递送电路10，控制所述多个电极中的一个或多个向所述患者递送治疗，在递送治疗的过程中，通过所述感测电路20，感测所述多个电极的电位，并且基于所述多个电极的电位，计算其中任意两个电极的电位的差值，得到所述任意两个电极之间的电压。
其中，治疗递送电路10可以包括脉冲发生器以及连接在脉冲发生器上的延伸导线，延伸导线的一端连接至脉冲发生器，另一端连接至电极，从而将脉冲发生器所产生的脉冲传输到电极，利用电极向患者递送治疗。脉冲发生器可以与控制器30耦接。
控制器30可以包括存储器和处理器。本申请对控制器30的大小、形状和位置不做限定。控制器30的控制功能可以由MPU、MCU、DSP、FPGA或其任意组合来实现，采用集成芯片的方式，支持无线升级嵌入式程序。
本申请的***40在感测电活动时，通过治疗递送电路10控制多个电极中的一个或多个向患者递送治疗，同时，通过感测电路20感测多个电极的电位，并且基于多个电极的电位，计算其中任意两个电极的电位的差值，得到任意两个电极之间的电压。
由于感测电活动是在对患者进行递送治疗的情况下同步进行的，因此测得的电压可以在一定程度上反映患者在接受递送治疗时的脑部状况，对患者的后续治疗有着较大的参考价值。
在一实施例中，所述控制器30可以被进一步配置成：通过所述治疗递送电路10，控制所述多个电极中的其中一个电极向所述患者递送治疗，并且基于所述其中一个电极与所述多个电极中的其他电极之间的电压，获取所述其中一个电极向所述患者递送治疗的电压衰减曲线和所述其中一个电极与所述多个电极中的其他电极之间的脑组织的阻抗中的一个或多个。
由此，通过获取其中一个电极向患者递送治疗的电压衰减曲线，可以更为直观地反映患者在接受递送治疗时的脑部状况，通过获取其中一个电极与多个电极中的其他电极之间的脑组织的阻抗中的一个或多个，可以在一定程度上反映患者在接受递送治疗时脑组织的状态。
在一实施例中，所述基于所述其中一个电极与所述多个电极中的其他电极之间的电压，获取所述其中一个电极向所述患者递送治疗的电压衰减曲线可以包括：以所述其中一个电极与所述多个电极中的其他电极之间的距离为横轴，以所述其中一个电极与所述多个电极中的其他电极之间的电压为纵轴，绘制所述其中一个电极向所述患者递送治疗的电压衰减曲线。
由此，通过以其中一个电极与多个电极中的其他电极之间的距离为横轴，以其中一个电极与多个电极中的其他电极之间的电压为纵轴，绘制其中一个电极向患者递送治疗的电压衰减曲线，可以反映患者在接受递送治疗时，该其中一个电极所在的治疗部位以及其他电极对应的部位的脑部状况。
在一实施例中，所述控制器30可以被进一步配置成：基于所述其中一个电极向所述患者递送治疗的电压衰减曲线和所述其中一个电极与所述多个电极中的其他电极之间的脑组织的阻抗中的一个或多个，确定包含所述其中一个电极的第一电极组合，并且通过所述治疗递送电路10，控制所述第一电极组合向所述患者递送治疗。
由此，在得到其中一个电极向患者递送治疗的电压衰减曲线和其中一个电极与多个电极中的其他电极之间的脑组织的阻抗中的一个或多个之后，可以将电压衰减曲线和脑组织的阻抗作为参考，通过治疗递送电路10，控制第一电极组合向患者递送治疗。
在一实施例中，所述控制器30可以被进一步配置成：基于所述多个电极中的每个电极向所述患者递送治疗的电压衰减曲线，确定衰减最慢的第二电极组合，并且通过所述治疗递送电路10，控制所述第二电极组合向所述患者递送治疗。
由此，可以基于多个电极中的每个电极向所述患者递送治疗的电压衰减曲线，确定衰减最慢的第二电极组合，通过治疗递送电路10，控制第二电极组合向患者递送治疗，一般而言，电极电压衰减越慢，其治疗效果越好。
在一实施例中，所述多个电极能够感测的电活动可以包括向所述患者递送治疗的电活动和所述患者自身的生物电活动。
一般而言，向患者递送治疗的电活动的信号强度较大，患者自身的生物电活动信号较为微弱，通常为微伏数量级。
在一实施例中，所述***40还可以包括滤波器，所述滤波器可操作地耦接在所述感测电路20和所述控制器30之间，以滤除所述多个电极感测到的所述患者自身的生物电活动或者向所述患者递送治疗的电活动。
一方面，通过设置滤波器，可以滤除患者自身的生物电活动，由此计算得到的电极之间的电压可以反映向患者递送治疗的强度；另一方面，利用滤波器可以滤除向患者递送治疗的电活动，由此计算得到的电极之间的电压可以反映患者的脑电信号强度。
在一实施例中，所述***40还可以包括信号放大电路，所述信号放大电路可操作地耦接在所述感测电路20和所述控制器30之间，以放大所述多个电极感测到的所述患者自身的生物电活动。放大倍数可以是10倍、100倍或者1000倍。
通过设置信号放大电路，可以放大多个电极感测到的患者自身的生物电活动，便于后续的计算。
在一实施例中，所述***40还可以包括信号缩小电路，所述信号缩小电路可操作地耦接在所述感测电路20和所述控制器30之间，以缩小所述多个电极感测到的向所述患者递送治疗的电活动。缩小倍数可以是2倍、3倍或者5倍。
通过设置信号缩小电路，可以缩小多个电极感测到的向所述患者递送治疗的电活动。一般而言，测量电极电位的仪器较为精密，量程较小，通过缩小多个电极感测到的向患者递送治疗的电活动，可以避免测量的电位值超出量程。
在一实施例中，所述患者自身的生物电活动是单细胞的电活动、核团的电活动或者核团局部的电活动。
一般而言，采集单细胞电信号所需的电极和采集局部场电位所需的电极不一样。单细胞需要小电极或微电极，单细胞采集出来的信号幅值高，频率高。局部场电位需要正常电极或宏电极，采集出来的信号幅值低，频率低。其中，正常电极的尺寸例如是6个平方毫米。
本申请的***可以利用多个电极感测单细胞的电活动、核团的电活动或者核团局部的电活动。
本申请实施例还提供了一种***，包括：用于响应于多个电极中的一个或多个向患者递送治疗，接收所述多个电极的电位的装置；以及用于基于所述多个电极的电位，计算其中任意两个电极的电位的差值，得到所述任意两个电极之间的电压的装置；其中，所述多个电极能够定位于患者脑内，以向所述患者递送治疗或者感测电活动。
由此，可以在对患者进行递送治疗的同时感测电活动，测得的电压可以在一定程度上反映患者在接受递送治疗时的脑部状况，对患者的后续治疗有着较大的参考价值。
在一实施例中，所述***还可以包括：用于控制所述多个电极中的其中一个电极向所述患者递送治疗的装置；以及用于基于所述其中一个电极与所述多个电极中的其他电极之间的电压，计算所述其中一个电极向所述患者递送治疗的电压衰减曲线和所述其中一个电极与所述多个电极中的其他电极之间的脑组织的阻抗中的一个或多个的装置。
由此，通过获取其中一个电极向患者递送治疗的电压衰减曲线，可以更为直观地反映患者在接受递送治疗时的脑部状况，通过获取其中一个电极与多个电极中的其他电极之间的脑组织的阻抗中的一个或多个，可以在一定程度上反映患者在接受递送治疗时脑组织的状态。
在一实施例中，所述用于基于所述其中一个电极与所述多个电极中的其他电极之间的电压，计算所述其中一个电极向所述患者递送治疗的电压衰减曲线和所述其中一个电极与所述多个电极中的其他电极之间的脑组织的阻抗中的一个或多个的装置可以被进一步配置成：以所述其中一个电极与所述多个电极中的其他电极之间的距离为横轴，以所述其中一个电极与所述多个电极中的其他电极之间的电压为纵轴，绘制所述其中一个电极向所述患者递送治疗的电压衰减曲线。
由此，通过以其中一个电极与多个电极中的其他电极之间的距离为横轴，以其中一个电极与多个电极中的其他电极之间的电压为纵轴，绘制其中一个电极向患者递送治疗的电压衰减曲线，可以反映患者在接受递送治疗时，该其中一个电极所在的治疗部位以及其他电极对应的部位的脑部状况。
在一实施例中，所述***还可以包括：用于基于所述其中一个电极向所述患者递送治疗的电压衰减曲线和所述其中一个电极与所述多个电极中的其他电极之间的脑组织的阻抗中的一个或多个，确定包含所述其中一个电极的第一电极组合的装置；以及用于控制所述第一电极组合向所述患者递送治疗的装置。
由此，在得到其中一个电极向患者递送治疗的电压衰减曲线和其中一个电极与多个电极中的其他电极之间的脑组织的阻抗中的一个或多个之后，可以将衰减度和脑组织的阻抗作为参考，控制第一电极组合向患者递送治疗。
在一实施例中，所述***还可以包括：用于基于所述多个电极中的每个电极向所述患者递送治疗的电压衰减曲线，确定衰减最慢的第二电极组合的装置；以及用于控制所述第二电极组合向所述患者递送治疗的装置。
由此，可以基于多个电极中的每个电极向所述患者递送治疗的电压衰减曲线，确定衰减最慢的第二电极组合，控制第二电极组合向患者递送治疗，一般而言，电极电压衰减越慢，其治疗效果越好。
本申请从使用目的上，效能上，进步及新颖性等观点进行阐述，已符合专利法所强调的功能增进及使用要件，本申请以上的说明书及说明书附图，仅为本申请的较佳实施例而已，并非以此局限本申请，因此，凡一切与本申请构造，装置，特征等近似、雷同的，即凡依本申请专利申请范围所作的等同替换或修饰等，皆应属本申请的专利申请保护的范围之内。

Claims (15)

1.一种***，包括：
多个电极，所述多个电极能够定位于患者脑内，以向所述患者递送治疗或者感测电活动；
治疗递送电路，所述治疗递送电路可操作地耦接到所述多个电极以向所述患者递送治疗；
感测电路，所述感测电路可操作地耦接到所述多个电极以感测电活动；以及
控制器，所述控制器包括可操作地耦接到所述治疗递送电路和所述感测电路的处理电路***，所述控制器被配置成：
通过所述治疗递送电路，控制所述多个电极中的一个或多个向所述患者递送治疗，
在递送治疗的过程中，通过所述感测电路，感测所述多个电极的电位，并且
基于所述多个电极的电位，计算其中任意两个电极的电位的差值，得到所述任意两个电极之间的电压。
2.根据权利要求1所述的***，其中所述控制器被进一步配置成：
通过所述治疗递送电路，控制所述多个电极中的其中一个电极向所述患者递送治疗，并且
基于所述其中一个电极与所述多个电极中的其他电极之间的电压，获取所述其中一个电极向所述患者递送治疗的电压衰减曲线和所述其中一个电极与所述多个电极中的其他电极之间的脑组织的阻抗中的一个或多个。
3.根据权利要求2所述的***，其中所述基于所述其中一个电极与所述多个电极中的其他电极之间的电压，获取所述其中一个电极向所述患者递送治疗的电压衰减曲线包括：
以所述其中一个电极与所述多个电极中的其他电极之间的距离为横轴，以所述其中一个电极与所述多个电极中的其他电极之间的电压为纵轴，绘制所述其中一个电极向所述患者递送治疗的电压衰减曲线。
4.根据权利要求2所述的***，其中所述控制器被进一步配置成：
基于所述其中一个电极向所述患者递送治疗的电压衰减曲线和所述其中一个电极与所述多个电极中的其他电极之间的脑组织的阻抗中的一个或多个，确定包含所述其中一个电极的第一电极组合，并且
通过所述治疗递送电路，控制所述第一电极组合向所述患者递送治疗。
5.根据权利要求2所述的***，其中所述控制器被进一步配置成：
基于所述多个电极中的每个电极向所述患者递送治疗的电压衰减曲线，确定衰减最慢的第二电极组合，并且
通过所述治疗递送电路，控制所述第二电极组合向所述患者递送治疗。
6.根据前述权利要求中任一项所述的***，其中所述多个电极能够感测的电活动包括向所述患者递送治疗的电活动和所述患者自身的生物电活动。
7.根据权利要求6所述的***，还包括滤波器，所述滤波器可操作地耦接在所述感测电路和所述控制器之间，以滤除所述多个电极感测到的所述患者自身的生物电活动或者向所述患者递送治疗的电活动。
8.根据权利要求6所述的***，还包括信号放大电路，所述信号放大电路可操作地耦接在所述感测电路和所述控制器之间，以放大所述多个电极感测到的所述患者自身的生物电活动。
9.根据权利要求6所述的***，还包括信号缩小电路，所述信号缩小电路可操作地耦接在所述感测电路和所述控制器之间，以缩小所述多个电极感测到的向所述患者递送治疗的电活动。
10.根据权利要求6所述的***，其中所述患者自身的生物电活动是单细胞的电活动、核团的电活动或者核团局部的电活动。
11.一种***，包括：
用于响应于多个电极中的一个或多个向患者递送治疗，接收所述多个电极的电位的装置；以及
用于基于所述多个电极的电位，计算其中任意两个电极的电位的差值，得到所述任意两个电极之间的电压的装置；
其中，所述多个电极能够定位于患者脑内，以向所述患者递送治疗或者感测电活动。
12.根据权利要求11所述的***，还包括：
用于控制所述多个电极中的其中一个电极向所述患者递送治疗的装置；以及
用于基于所述其中一个电极与所述多个电极中的其他电极之间的电压，计算所述其中一个电极向所述患者递送治疗的电压衰减曲线和所述其中一个电极与所述多个电极中的其他电极之间的脑组织的阻抗中的一个或多个的装置。
13.根据权利要求12所述的***，其中所述用于基于所述其中一个电极与所述多个电极中的其他电极之间的电压，计算所述其中一个电极向所述患者递送治疗的电压衰减曲线和所述其中一个电极与所述多个电极中的其他电极之间的脑组织的阻抗中的一个或多个的装置被进一步配置成：
以所述其中一个电极与所述多个电极中的其他电极之间的距离为横轴，以所述其中一个电极与所述多个电极中的其他电极之间的电压为纵轴，绘制所述其中一个电极向所述患者递送治疗的电压衰减曲线。
14.根据权利要求12所述的***，还包括：
用于基于所述其中一个电极向所述患者递送治疗的电压衰减曲线和所述其中一个电极与所述多个电极中的其他电极之间的脑组织的阻抗中的一个或多个，确定包含所述其中一个电极的第一电极组合的装置；以及
用于控制所述第一电极组合向所述患者递送治疗的装置。
15.根据权利要求12所述的***，还包括：
用于基于所述多个电极中的每个电极向所述患者递送治疗的电压衰减曲线，确定衰减最慢的第二电极组合的装置；以及
用于控制所述第二电极组合向所述患者递送治疗的装置。
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