本發(fā)明屬于醫(yī)療設(shè)備，具體涉及一種基于內(nèi)窺成像傳感器的神經(jīng)刺激裝置。

背景技術(shù)：

1、現(xiàn)有的可植入神經(jīng)刺激電極包括形狀為金屬環(huán)的刺激觸點(通常為2至4個環(huán))。一些現(xiàn)有的可植入神經(jīng)刺激電極內(nèi)部具有一個腔，用于插入剛性引導(dǎo)桿、導(dǎo)絲或電記錄線。一個例子是用于骶神經(jīng)刺激的可植入電極，其被插入骶孔內(nèi)。這種用于骶神經(jīng)刺激的可植入電極內(nèi)部具有一個腔，用于插入剛性引導(dǎo)桿或?qū)Ыz。

2、現(xiàn)有的可植入神經(jīng)刺激電極沒有成像傳感器用于成像組織內(nèi)的神經(jīng)位置。因此，這些可植入的神經(jīng)刺激電極可能遠(yuǎn)離目標(biāo)神經(jīng)放置，導(dǎo)致電極刺激無法有效激活目標(biāo)神經(jīng)，使患者從神經(jīng)刺激治療中獲得的益處有限(或沒有益處)。

技術(shù)實現(xiàn)思路

1、本發(fā)明的主要目的在于提供一種基于內(nèi)窺成像傳感器的神經(jīng)刺激裝置，解決了神經(jīng)刺激電極相對于目標(biāo)神經(jīng)放置不準(zhǔn)確的問題，這種問題往往導(dǎo)致使用過多電流，從而引起不適或疼痛。通過結(jié)合實時成像和導(dǎo)航工具，本發(fā)明顯著提高了植入神經(jīng)刺激電極的精度，減少不適并改善治療效果。

2、為達(dá)到以上目的，本發(fā)明提供一種基于內(nèi)窺成像傳感器的神經(jīng)刺激裝置，包括內(nèi)窺鏡成像傳感電極模塊、跟蹤標(biāo)簽、外部3d跟蹤系統(tǒng)和外部導(dǎo)航系統(tǒng)，其中：

3、所述內(nèi)窺鏡成像傳感電極模塊包括刺激電極以及安裝于所述刺激電極的內(nèi)窺鏡成像傳感器，所述內(nèi)窺鏡成像傳感器捕捉來自組織的灰度圖像和光譜數(shù)據(jù)(使用可見光和/或紅外光)并且將灰度圖像和光譜數(shù)據(jù)傳輸?shù)剿鐾獠繉?dǎo)航系統(tǒng)，所述外部導(dǎo)航系統(tǒng)進(jìn)行數(shù)據(jù)分析后(分析來自內(nèi)窺鏡傳感器的亮度、散射和顏色數(shù)據(jù))區(qū)別目標(biāo)神經(jīng)和其他組織(皮膚、脂肪、骨骼、肌肉等)；

4、所述跟蹤標(biāo)簽安裝于所述窺鏡成像傳感器并且結(jié)合所述外部3d跟蹤系統(tǒng)進(jìn)行三角定位，從而確定當(dāng)前跟蹤標(biāo)簽的具體位置并且將該具體位置傳輸?shù)剿鐾獠繉?dǎo)航系統(tǒng)，以確保對刺激電極的精確導(dǎo)航(通過精確導(dǎo)航，然后根據(jù)內(nèi)窺鏡成像傳感器的數(shù)據(jù)反饋，將刺激電極精確導(dǎo)航到目標(biāo)神經(jīng)，實現(xiàn)精確電刺激)。

5、作為上述技術(shù)方案的進(jìn)一步優(yōu)選的技術(shù)方案，所述內(nèi)窺鏡成像傳感器置于所述刺激電極的腔體內(nèi)，所述內(nèi)窺鏡成像傳感器包括本體、第一端、第二端和多個成像芯片，所述第一端和所述第二端分別安裝于所述本體的兩端，所述成像芯片安裝于所述第一端或者第二端，其中：

6、所述本體包括一個或者多個光源(如led、微型led、光纖或垂直腔表面發(fā)射激光器或者光子波導(dǎo))以及光源的保護(hù)壁，當(dāng)所述內(nèi)窺鏡成像傳感電極模塊進(jìn)入人體組織，則所述光源照亮位于第一端周圍的人體組織，所述成像芯片檢測到由周圍組織反射的光的灰度圖像和光譜數(shù)據(jù)并且傳輸?shù)剿鐾獠繉?dǎo)航系統(tǒng)(光源可以位于遠(yuǎn)端尖端，即第一端，如果光源位于內(nèi)視鏡成像感測器之外，則光通過光纖束傳輸至第一端，選擇性地，每個光源都可以配備光學(xué)聚焦鏡頭和擴(kuò)散濾鏡和/或干涉濾鏡和/或吸收濾鏡和/或編碼孔徑振幅遮光罩和/或相位遮罩，以及/或鏡頭、濾鏡和/或遮罩的組合)；

7、如果所述成像芯片位于第二端，則被反射的光通過所述光纖束從所述第一端傳輸?shù)轿挥谒龅诙说乃龀上裥酒?；如果所述成像芯片位于第一端，則被反射的光直接傳輸?shù)轿挥谒龅谝欢说乃龀上裥酒?/p>

8、作為上述技術(shù)方案的進(jìn)一步優(yōu)選的技術(shù)方案，所述第一端設(shè)有光學(xué)聚焦透鏡(用于檢測由周圍組織反射的光)。

9、作為上述技術(shù)方案的進(jìn)一步優(yōu)選的技術(shù)方案，所述第二端包括一個被動或者主動的所述跟蹤標(biāo)簽，所述跟蹤標(biāo)簽結(jié)合所述外部3d跟蹤系統(tǒng)監(jiān)控所述刺激電極相對于目標(biāo)神經(jīng)的位置，被動的跟蹤標(biāo)簽包括不透射線材料、永磁體或rfid標(biāo)簽，主動的跟蹤標(biāo)簽為發(fā)射包括射頻信號、電磁信號、紅外光信號或超聲信號的標(biāo)簽；

10、所述外部3d跟蹤系統(tǒng)基于至少3個探測器(x射線探測器、射頻探測器、電磁探測器、紅外光探測器或超聲探測器)，通過三角測量法接收到跟標(biāo)標(biāo)簽的信號強(qiáng)度，確定跟蹤標(biāo)簽的3d位置(外部3d跟蹤系統(tǒng)的探測器在笛卡爾空間中按特定角度(例如45°或90°)相對于彼此定向)。

11、作為上述技術(shù)方案的進(jìn)一步優(yōu)選的技術(shù)方案，所述內(nèi)窺鏡成像傳感器捕捉發(fā)射的光譜數(shù)據(jù)，通過為灰度圖像分配偽色來區(qū)分不同組織，通過不同組織對光的反射率不同，來區(qū)分目標(biāo)神經(jīng)和其他組織(這些偽色有助于外科醫(yī)生識別并區(qū)分組織，指導(dǎo)電極的準(zhǔn)確放置)。

12、作為上述技術(shù)方案的進(jìn)一步優(yōu)選的技術(shù)方案，所述外部導(dǎo)航系統(tǒng)還接收來自第二成像系統(tǒng)的成像數(shù)據(jù)，第二成像系統(tǒng)包括x射線計算機(jī)斷層掃描、x射線透視、磁共振成像(mri)和/或超聲；

13、在所述外部導(dǎo)航系統(tǒng)進(jìn)行數(shù)據(jù)分析時，結(jié)合預(yù)先收集的成像數(shù)據(jù)，從而提高區(qū)別目標(biāo)神經(jīng)和其他組織的精度(以提高確定內(nèi)窺鏡成像傳感器3d位置的準(zhǔn)確性和/或更好地區(qū)分目標(biāo)神經(jīng)與其他組織)。

14、作為上述技術(shù)方案的進(jìn)一步優(yōu)選的技術(shù)方案，當(dāng)內(nèi)窺鏡成像傳感器插入植入式的刺激電極內(nèi)部時，所述外部導(dǎo)航系統(tǒng)收集來自內(nèi)窺鏡成像傳感器和外部3d跟蹤系統(tǒng)的信息。

15、作為上述技術(shù)方案的進(jìn)一步優(yōu)選的技術(shù)方案，反射的光譜數(shù)據(jù)為內(nèi)窺鏡成像傳感器中的成像芯片收集，并用于為收集到的灰度圖像分配不同的偽色，根據(jù)在某一頻段內(nèi)的強(qiáng)度與頻段之間的強(qiáng)度的比率，偽色從藍(lán)色到紅色分配給灰度圖像的每個像素。

技術(shù)特征：

1.一種基于內(nèi)窺成像傳感器的神經(jīng)刺激裝置，其特征在于，包括內(nèi)窺鏡成像傳感電極模塊、跟蹤標(biāo)簽、外部3d跟蹤系統(tǒng)和外部導(dǎo)航系統(tǒng)，其中：

2.根據(jù)權(quán)利要求1所述的一種基于內(nèi)窺成像傳感器的神經(jīng)刺激裝置，其特征在于，所述內(nèi)窺鏡成像傳感器置于所述刺激電極的腔體內(nèi)，所述內(nèi)窺鏡成像傳感器包括本體、第一端、第二端和多個成像芯片，所述第一端和所述第二端分別安裝于所述本體的兩端，所述成像芯片安裝于所述第一端或者第二端，其中：

3.根據(jù)權(quán)利要求2所述的一種基于內(nèi)窺成像傳感器的神經(jīng)刺激裝置，其特征在于，所述第一端設(shè)有光學(xué)聚焦透鏡。

4.根據(jù)權(quán)利要求3所述的一種基于內(nèi)窺成像傳感器的神經(jīng)刺激裝置，其特征在于，所述第二端包括一個被動或者主動的所述跟蹤標(biāo)簽，所述跟蹤標(biāo)簽結(jié)合所述外部3d跟蹤系統(tǒng)監(jiān)控所述刺激電極相對于目標(biāo)神經(jīng)的位置，被動的跟蹤標(biāo)簽包括不透射線材料、永磁體或rfid標(biāo)簽，主動的跟蹤標(biāo)簽為發(fā)射包括射頻信號、電磁信號、紅外光信號或超聲信號的標(biāo)簽；

5.根據(jù)權(quán)利要求1所述的一種基于內(nèi)窺成像傳感器的神經(jīng)刺激裝置，其特征在于，所述內(nèi)窺鏡成像傳感器捕捉發(fā)射的光譜數(shù)據(jù)，通過為灰度圖像分配偽色來區(qū)分不同組織，通過不同組織對光的反射率不同，來區(qū)分目標(biāo)神經(jīng)和其他組織。

6.根據(jù)權(quán)利要求5所述的一種基于內(nèi)窺成像傳感器的神經(jīng)刺激裝置，其特征在于，所述外部導(dǎo)航系統(tǒng)還接收來自第二成像系統(tǒng)的成像數(shù)據(jù)，第二成像系統(tǒng)包括x射線計算機(jī)斷層掃描、x射線透視、磁共振成像和/或超聲；

7.根據(jù)權(quán)利要求2所述的一種基于內(nèi)窺成像傳感器的神經(jīng)刺激裝置，其特征在于，當(dāng)內(nèi)窺鏡成像傳感器插入植入式的刺激電極內(nèi)部時，所述外部導(dǎo)航系統(tǒng)收集來自內(nèi)窺鏡成像傳感器和外部3d跟蹤系統(tǒng)的信息。

8.根據(jù)權(quán)利要求5所述的一種基于內(nèi)窺成像傳感器的神經(jīng)刺激裝置，其特征在于，反射的光譜數(shù)據(jù)為內(nèi)窺鏡成像傳感器中的成像芯片收集，并用于為收集到的灰度圖像分配不同的偽色，根據(jù)在某一頻段內(nèi)的強(qiáng)度與頻段之間的強(qiáng)度的比率，偽色從藍(lán)色到紅色分配給灰度圖像的每個像素。

技術(shù)總結(jié)
本發(fā)明公開了一種基于內(nèi)窺成像傳感器的神經(jīng)刺激裝置，包括內(nèi)窺鏡成像傳感電極模塊、跟蹤標(biāo)簽、外部3D跟蹤系統(tǒng)和外部導(dǎo)航系統(tǒng)，所述內(nèi)窺鏡成像傳感電極模塊包括刺激電極以及安裝于所述刺激電極的內(nèi)窺鏡成像傳感器，所述內(nèi)窺鏡成像傳感器捕捉來自組織的灰度圖像和光譜數(shù)據(jù)并且將灰度圖像和光譜數(shù)據(jù)傳輸?shù)剿鐾獠繉?dǎo)航系統(tǒng)。本發(fā)明公開的一種基于內(nèi)窺成像傳感器的神經(jīng)刺激裝置，解決了神經(jīng)刺激電極相對于目標(biāo)神經(jīng)放置不準(zhǔn)確的問題，通過結(jié)合實時成像和導(dǎo)航工具，本發(fā)明顯著提高了植入神經(jīng)刺激電極的精度，減少不適并改善治療效果。

技術(shù)研發(fā)人員：陳建峰,何佳俊
受保護(hù)的技術(shù)使用者：浙江邁達(dá)佩思醫(yī)療科技有限公司
技術(shù)研發(fā)日：
技術(shù)公布日：2024/12/19