一種脊髓損傷定位裝置的制造方法
【技術(shù)領(lǐng)域】
[0001]本發(fā)明涉及一種醫(yī)療器械裝置，特別涉及一種脊髓損傷定位的裝置。
【背景技術(shù)】
[0002]脊髓損傷(spinal cord injury，SCI)是人類神經(jīng)系統(tǒng)經(jīng)歷的最為災(zāi)難性的損傷之一，可以造成永久性的神經(jīng)缺陷。世界上因SCI引起癱瘓的患者有近千萬，我國SCI病人亦逾100多萬。以2008年的汶川大地震為例，據(jù)民政部傷亡報告以及各個縣市傷亡報告中的數(shù)據(jù)估計，災(zāi)區(qū)有5000至7000的SCI患者。隨著急救技術(shù)的發(fā)展和康復(fù)手段的發(fā)展，SCI患者的預(yù)期壽命也可以與正常人相近，但是SCI的完全恢復(fù)在臨床上還不可能。在SCI患者中，接近50%的初始損傷發(fā)生在16?30歲，患者的一生都將在輪椅上度過。
[0003]成熟的中樞神經(jīng)系統(tǒng)只有有限的損傷后再生能力，細胞移植、增加神經(jīng)營養(yǎng)因子和振蕩電場刺激等方法均可促進脊髓損傷后的軸突再生，但是這些治療手段收效甚微，還不足以廣泛應(yīng)用于臨床，這就更加凸顯了損傷后早期治療的重要性。急性脊髓損傷后早期防止繼發(fā)性損傷的發(fā)生、發(fā)展一直以來都被視為脊髓損傷治療的有效手段。損傷后的椎板切除脊髓減壓、大劑量的甲基強地松龍等手段已經(jīng)廣泛應(yīng)用與臨床，有效地保留了損傷后的脊髓白質(zhì)，改善了患者的預(yù)后。目前研究者和臨床醫(yī)師的共識是越早采取有效措施，患者的預(yù)后就越好。
[0004]脊髓損傷后的損傷定位是實施手術(shù)治療的先決條件，目前的損傷定位多依賴CT和磁共振等大型成像設(shè)備，但是由于大型設(shè)備數(shù)量有限且不能隨意移動，造成患者等待手術(shù)等常規(guī)治療的時間較長，不能在損傷后的第一時間接受治療，也就失去了獲得更好預(yù)后的機會。

【發(fā)明內(nèi)容】

[0005]本發(fā)明的目的是克服現(xiàn)有技術(shù)的缺點，提出一種快速定位、操作簡便的脊髓損傷定位裝置。
[0006]本發(fā)明所述脊髓損傷定位裝置包括一對電流注入電極、多個電壓測量電極、恒流源電路、多路開關(guān)、電壓放大器和控制器。控制器中包括多路開關(guān)控制模塊、注入電流幅度與頻率控制模塊、阻抗分析模塊和損傷定位顯示模塊。阻抗分析模塊的輸出端和損傷定位顯示模塊連接?？刂破髦械淖⑷腚娏鞣扰c頻率控制模塊、阻抗分析模塊輸入端和多路開關(guān)控制模塊分別與控制器的第一接口、第二接口和第三接口連接。所述的一對電流注入電極與恒流源電路輸出端連接；多個電壓測量電極分別與多路開關(guān)的輸入端連接，多路開關(guān)的輸出端與電壓放大器的輸入端連接；恒流源電路輸入端、電壓放大器的輸出端和多路開關(guān)的控制端口分別與控制器的第一接口、第二接口和第三接口連接，進而實現(xiàn)注入電流幅度與頻率控制模塊、阻抗分析模塊輸入端和多路開關(guān)控制模塊分別與恒流源電路輸入端、電壓放大器的輸出端和多路開關(guān)的控制端口的連接。
[0007]多路開關(guān)輸入端的輸入通道數(shù)量等于或大于電壓測量電極的個數(shù)；多個電壓測量電極分別與多路開關(guān)的輸入通道對應(yīng)連接，每對電壓測量電極和多路開關(guān)輸入端的兩個輸入通道連接。多路開關(guān)的輸出端有兩個輸出通道，多路開關(guān)的兩個輸出通道與電壓放大器的輸入端連接。
[0008]所述的恒流源電路產(chǎn)生峰峰值為0.1?10mA，頻率為IkHz?IMHz的正弦電流，通過控制器中的注入電流幅度與頻率控制模塊選擇注入電流的頻率，通過電流注入電極將電流注入人體?？刂破髦械亩嗦烽_關(guān)控制模塊通過控制器的第三接口(或多路開關(guān)控制端口)控制多路開關(guān)，選定多路開關(guān)輸入端的兩個輸入通道與其自身的兩個輸出通道連通，使與此多路開關(guān)的輸入通道連接的兩個電壓測量電極與電壓放大器輸入端連通，進而實現(xiàn)多個電壓測量電極中的兩個與電壓放大器輸入端連通。電壓放大器將放大后的兩測量電極之間的電壓送至阻抗分析模塊。阻抗分析模塊利用測量得到的電壓數(shù)據(jù)和注入電流參數(shù)計算阻抗，并將實測阻抗與人體正常阻抗進行比較，找到阻抗異常位置，確定損傷位置，進而在損傷定位顯示模塊中顯示損傷位置。
[0009]本發(fā)明所述的脊髓損傷定位裝置基于生物電阻抗測量原理。急性脊髓損傷后，損傷處出現(xiàn)出血、水腫等癥狀，造成正常脊髓的電阻率下降，即阻抗變小，利用此變化可以確定是否出現(xiàn)損傷以及損傷程度。本發(fā)明通過粘貼在人體表面的兩個電流注入電極注入電流，電流注入電極之間的人體背部粘貼有多個電壓測量電極，并測量多個電壓測量電極中的任意兩個電壓檢測電極之間電壓。根據(jù)歐姆定律，可由測得的電壓與注入電流之間的比值確定人體阻抗的大小以及相位角。
[0010]應(yīng)用本發(fā)明時，首先需對正常人體脊髓的電阻抗進行測量，得到電阻抗模量和相位角的正常值，并建立數(shù)據(jù)庫，然后對患者進行檢測。本發(fā)明通過對人體脊髓損傷后電阻抗模量和相位角變化的檢測，實時觀測電阻抗的模量和相位角的數(shù)值，根據(jù)觀測得到數(shù)據(jù)，與正常人體脊髓節(jié)段間的阻抗對比，標定電阻抗異常位置，即確定阻抗異常的脊髓節(jié)段，從而實現(xiàn)損傷定位。
[0011]脊髓損傷定位裝置的工作過程為:首先在患者體表粘貼電流注入電極以及電壓測量電極，兩個電流注入電極分別對應(yīng)于脊柱的Cl和L5節(jié)段，然后緊鄰電流注入電極處粘貼一對電壓測量電極，這對電壓測量電極之間再平均分布多個電壓測量電極。布好電極后，控制器中的注入電流幅度與頻率控制模塊設(shè)定注入電流幅值和頻率，多路開關(guān)控制模塊控制多路開關(guān)，選定多路開關(guān)輸入端的兩個輸入通道與其自身的兩個輸出通道連通，多路開關(guān)的兩個輸出通道與電壓放大器的輸入端連接，使與此多路開關(guān)的輸入通道連接的兩個電壓測量電極與電壓放大器輸入端連通，進而將多個測量電極中的兩個與電壓放大器輸入端連通。兩個電流注入電極按照已設(shè)定的注入電流幅值和頻率開始工作，與電壓放大器連通的兩個電壓測量電極也開始工作，并將測得的各頻率下兩個測量電極之間的電壓值送至阻抗分析模塊，如此反復(fù)，直至多個電壓測量電極中的任意兩電極之間的電壓均被采集并送入控制器中的阻抗分析模塊。在阻抗分析模塊中利用測量得到的電壓除以注入電流就可以得到兩個電壓測量電極之間的阻抗，將兩個電壓測量電極之間的阻抗與正常人體阻抗比對，如果兩個電壓測量電極之間阻抗小于正常人體阻抗，則表明該處損傷。在損傷電位顯示模塊中顯示損傷位置，即兩個電壓測量電極之間阻抗異常處。為了精確測量損傷位置，在已定位的兩個電壓測量電極之間增加更多的電壓測量電極，以縮小電極間距，重復(fù)之前的操作步驟，即可獲得更加精確的損傷定位信息。
[0012]與現(xiàn)有技術(shù)相比，本發(fā)明具有以下特點:
[0013](I)本發(fā)明所述裝置基于低成本的電阻抗測量的原理，與現(xiàn)有的CT、磁共振等技術(shù)相比具有成本低廉的特點；
[0014](2)本發(fā)明所述裝置體積小，耗能低，操作方便，可在患者損傷后第一時間進行測試，為損傷診斷節(jié)省時間。
【附圖說明】
[0015]圖1本發(fā)明用于脊髓損傷定位裝置的原理圖；
[0016]圖2本發(fā)明用于脊髓損傷定位裝置的工作步驟。
【具體實施方式】
[0017]以下結(jié)合附圖和【具體實施方式】進一步說明本發(fā)明。
[0018]圖1所示為本發(fā)明用于脊髓損傷定位裝置的原理圖。如圖1所示，本發(fā)明脊髓損傷定位系統(tǒng)的實施例包括2個電流注入電極、6個電壓測量電極、I個多路開關(guān)5、恒流源電路3、電壓放大器4和控制器6。所述的控制器6中含有多路開關(guān)控制模塊7、注入電流幅度與頻率控制模塊8、阻抗分析模塊9和損傷定位顯示模塊10。阻抗分析模塊9的輸出端和損傷定位顯示模塊10連接?？刂破?中的注入電流幅度與頻率控制模塊8、阻抗分析模塊9輸入端和多路開關(guān)控制模塊7分別與控制器的第一接口、第二接口和第三接口連接。電流注入電極包括第一電流注入電極Ia和第二電流注入電極lb。第一電流注入電極Ia和第二電流注入電極Ib與恒流源電路3的輸出端連接。恒流源電路3的輸入端與注入電流幅度與頻率控制模塊8連接。電壓測量電極包括第一電壓測量電極2a、第二電壓測量電極2b、第三電壓測量電極2c、第四電壓測量電極2d、第五電壓測量電極2e和第六電壓測量電極2f。六個電壓測量電極分別與多路開關(guān)5輸入端的六個輸入通道對應(yīng)連接，每對電壓測量電極和多路開關(guān)輸入端的兩個輸入通道連接。多路開關(guān)5輸出端的兩個輸出通道與電壓放大器4的輸入端連接。電壓放大器4的輸出端通過控制器6的第二接口與阻抗分析模塊9的輸入端連接。所述的恒流源電路3產(chǎn)生頻率為IkHz?1MHz，幅度為0.1?1mA的正弦電流，通過第一電流注入電極Ia和第二電流注入電極Ib將電流注入人體，注入電流的幅度和頻率由控制器6中的注入電流幅度與頻率控制模塊8設(shè)定；
[0019]控制器6中的多路開關(guān)控制模塊7通過控制器6的第三接口(或多路開關(guān)控制端口)控制多路開關(guān)5選擇兩個電壓測量電極；兩個電壓測量電極測得的電壓信號經(jīng)過電壓放大器4將電壓信號送至阻抗分析模塊9，阻抗分析模塊9首先計算出兩測量電極之間的阻抗和相位角，然后根據(jù)電流注入電極和電壓測量電極的位置信息確定電阻率異常的位置，進而在損傷定位顯示