一种含有可快速制冷的颅内皮层栅状电极及其监控系统的制作方法
【技术领域】
:
[0001]本实用新型涉及一种医疗装置，特别涉及一种含有可快速制冷的颅内皮层栅状电极及其监控系统。
[0002]【背景技术】:
[0003]癫痫作为一种常见的中枢神经系统疾病，在我国的发病率为0.7%。药物治疗虽为癫痫治疗的首选，但是抗癫痫药物只能控制大约60-70%的癫痫病人的癫痫发作，30-40%的病人将发展成为药物难治性癫痫。虽然部分难治性癫痫病人可以接受手术治疗，但手术治疗目前仍有很多难题和危险。高达30-40%的药物难治性癫痫患者的存在，激励着医学工作者不断地寻找和探索开发新型的替代疗法来控制难治性癫痫。为了避免高剂量抗癫痫药物的联合应用引起毒副作用和手术可能造成的永久性神经损伤，开发一种可逆性的、短时间内迅速降低致痫区神经细胞兴奋性，在终止癫痫发作的同时，又不会造成致痫区神经细胞的永久性损伤的治疗方法，对于难治性癫痫的治疗具有极其重要的意义。
[0004]过去十五年中，本项目研宄小组和其它研宄机构先后发现应用热电模块(Peltier Device)引起局部快速低温可迅速终止癫痫发作，并对局部低温的作用机制，低温是否引起神经细胞损伤进行了细致的研宄。本申请人在过去十余年在小动物癫痫模型上积累了大量的局部低温控制癫痫发作的实验数据，目前准备将该技术进行临床转化研宄。在临床转化研宄中，首先确认在癫痫患者体内，局部低温终止或减少皮层癫痫发作所需要的阈值温度。只有确认了这一温度阈值的范围，才能够指导并计算出今后研发的可植入性的热电模块所需要的能量供应参数和散热参数。而这一阈值温度的测定需要一种可以植入患者颅内的制冷设备，已有的皮层快速制冷技术包括:1，应用热电模块(Peltier Device)局部制冷。热电模块技术:传统的热电模块体积较大，新型超薄热电模块虽然体积小，厚度薄，但是装置表面材料的生物兼容性较差，且散热系统仍然不够完善，目前还不能植入颅内。故该技术装置目前用于在人体上测试低温控制人类癫痫发作的阈值温度还不现实。2，应用改良的夹层水囊颅内皮层栅状电极局部制冷。改良的夹层水囊颅内皮层栅状电极:该电极是在目前已经用于临床的颅内监测电极的基础上，加上一夹层水囊改良而成，通过向水囊中灌注冷生理盐水，来达到局部降温的作用。由于改良电极所使用的材料均为目前临床颅内皮层电极所使用的材料，故解决了制冷设备表面生物兼容性的问题，也可以植入颅内。但是应用该电极制冷，制冷速度很慢，且制冷部位定位不够精准。而我们前期的实验结果显示只有快速、精准的降温才能很好的终止癫痫发作，所以慢速降温及降温区域控制的不准确，都将对于控制癫痫发作的温度阈值的结果测定产生极大的影响。故我们研制了新型快速制冷的颅内皮层栅状电极。
【发明内容】
:
[0005]本实用新型要解决的主要技术问题是:解决现有技术中热电模块制冷设备表面材料的生物兼容性差，且散热系统不完善，及夹层水囊颅内皮层栅状电极制冷速度慢、定位不精准的问题。本实用新型结合了超薄热电模块的快速制冷、定位精准的性能和改良的夹层水囊颅内皮层栅状电极的表面生物兼容性好及可以植入颅内的优点，制作一个应用超薄热电模块快速精确制冷的水囊颅内皮层栅状电极。该电极既具有制冷速度极快，温度调解很灵敏，制冷位点十分精确等特点，又做到了设备表面生物兼容性良好，可以植入癫痫患者颅内，同时借助水囊解决了热电模块的散热问题，从而可以精确测定能够终止不同癫痫患者癫痫发作的温度阈值。
[0006]为此，本实用新型提供一种可快速制冷的颅内皮层栅状电极，其组成如下电极硅胶片(I)，水囊夹层(2)，电极(3)，热电模块(4)，热电模块动力线及温度传感线(5)，循环水出水口 ￠)，电极连接线(7)，循环水入水口(8)。
[0007]其连接方式如下:水囊夹层(2)由另外一硅胶片置于电极硅胶片(I)上并粘合在一起，形成有夹层的水囊，热电模块⑷的制冷面和电极⑶粘合在一起，而散热面直接暴露于水囊中，电极(3)的另一面直接暴露于电极硅胶片的外面，热电模块动力线及温度传感线(5)和电极连接线(7)分别和热电模块⑷以及电极(3)相连，循环水出水口(6)和循环水入水口(8)分别连接在水囊夹层(2)两端。
[0008]为了精准的控制上述可快速制冷的颅内皮层栅状电极进行制冷，本实用新型还提供一种监控系统，该系统包括本实用新型的可快速制冷的颅内皮层栅状电极，以及温度、动力综合控制系统(9)，循环水泵(10)和脑电图放大器及计算机数据存储系统(11)，各部分连接方式如下:本实用新型的可快速制冷的颅内皮层栅状电极中的热电模块(4)通过热电模块动力线及温度传感线(5)和温度、动力综合控制系统(9)相连，循环水泵(10)的出水端和和循环水入水口(8)相连，入水端和循环水出水口(6)相连，电极(3)通过电极连接线(7)和脑电图放大器及计算机数据存储系统(11)相连。
[0009]本实用新型的目的为:研发一种可以植入癫痫患者颅内并可以快速、准确定位、精确控制局部温度的降温设备，从而可以在癫痫患者颅内测定到可以终止癫痫发作的温度阈值，为今后研发永久植入的治疗药物难治性癫痫的低温设备提供必要的技术参数。同时该制冷电极还可以用于今后癫痫患者术前对于功能区的定位。
[0010]本实用新型的制冷电极是一种基于传统颅内皮层电极结构的电极，结合超薄热电模块制成的可迅速、精确调节、准确定位降温的改良电极。我们将在传统的颅内皮层栅状电极片的每一个电极上(直径2.5毫米)粘贴一个超薄热电模块(2X2X0.2mm)。由于超薄热电模块极薄且体积很小，故制冷电极联合体体积亦很小，从而不会影响制冷电极的柔软程度，使其更加容易顺应脑组织轮廓贴服。制冷电极的温度控制系统是通过一个综合控制系统及一个处于热电模块制冷面的温度传感器组成。电极片上的各个电极的温度可以通过综合控制系统设定并控制。当设定目标温度、温控精度后，控制系统可以控制任何一个或多个制冷片开始工作，降低热电模块制冷面温度，同时该区域温度由温度传感器实时传递回综合控制系统。当温度低于设定温度时(0.1°C )，热电模块停止工作；当温度高于设定温度时(0.1°c )，热电模块再次工作，保持该区域始终处于预设温度范围内(预设温度±0.rc)o由于制冷电极制冷片工作过程中，热面会升温，因此在热面设有辅助散热的循环液体流动。循环液体借助外置的泵的压力流动，将热量带出电极。由于液体循环只是散热功能，所以流量很小，故可以应用与体温相等的盐水，这样将会在很大程度上增加降温的精准性，同时可以减少电极的厚度，使之更适合于植入颅内。
[0011]本实用新型改进了水囊夹层颅内电极制冷慢、制冷区域定位不准确，温度无法精确控制等不足，同时也解决了以往热电模块技术无法植入患者颅内直接探测可以终止癫痫发作的温度阈值的难题。应用新型可制冷颅内皮层栅状电极，可以在难治