基本信息
- 項目名稱：
- 可充電式神經(jīng)刺激裝置
- 小類：
- 機械與控制
- 大類：
- 科技發(fā)明制作B類
- 簡介：
- 可充電式神經(jīng)刺激裝置
- 詳細介紹：
- 可充電式神經(jīng)刺激裝置
作品專業(yè)信息
設(shè)計、發(fā)明的目的和基本思路、創(chuàng)新點、技術(shù)關(guān)鍵和主要技術(shù)指標
- 腦深部刺激系統(tǒng)（DBS）用于治療帕金森病、震顫和肌張力障礙。腦內(nèi)刺激電極和皮下導線都是永久性的，終身不需要更換，但脈沖發(fā)生器電池容量是一定的，一般可供使用5—10年，如電池耗完，需要更換脈沖發(fā)生器。對于帕金森病的治療，目前在治療上還有一定難度，藥物治療尚不理想，手術(shù)毀損治療尚在爭論中。 在目前國內(nèi)外的植入式心臟起搏器的電池為一次性使用電池，不能進行能量補充，當電池消耗了約85%的電量時（一般約為5~7年），就不能保證起搏器的正常工作，必須及時更換，重新植入新的起搏器。因此，目前植入式心臟起搏器存在的最大缺陷是電池壽命有限，最終會因為電池耗竭而需動手術(shù)更換起搏器，這不僅給患者增加了新的生理痛苦，手術(shù)風險和經(jīng)濟負擔，而且也制約了植入式心臟起搏器的使用價值。 本作品設(shè)計的可充電式的神經(jīng)刺激裝置就是針對以上以及其他的神經(jīng)刺激裝置由于電池電量耗盡，不能持續(xù)供電的缺點而設(shè)計的。 本作品作品設(shè)計有兩個電池供電，一個用于刺激裝置的正常工作，另個一個作為備用電池。當一個電池電量耗盡，可以采用軟開關(guān)切換使用備用電池。而對另一個電池進行充電以做備用 本作品設(shè)計是在人體外對人體內(nèi)的可充電電池充電，因而技術(shù)關(guān)鍵就是無線能量傳輸?shù)男蕟栴}。 本作品設(shè)計的可充電神經(jīng)刺激裝置，有兩個技術(shù)指標，第一個是可以在人體外對人體內(nèi)的可充電電池正常充電；第二個就是刺激裝置能產(chǎn)生頻率幅值等參數(shù)可調(diào)的脈沖電刺激。
科學性、先進性
- 本作品開發(fā)的神經(jīng)刺激裝置為可充電式，不僅成本大幅度降低，還基本上可以保證患者終生不需更換裝置或電池，而目前僅有的美國美頓力公司等極少數(shù)西方公司能夠生產(chǎn)的DBS，價格昂貴（高達人民幣8萬元/只），壽命短（內(nèi)置電池只有3～5年），不僅給患者帶來巨大的經(jīng)濟負擔（半數(shù)以上的患者需要安裝雙側(cè)兩只DBS，加上手術(shù)費用等高達20萬元以上），還給患者帶來痛苦（每隔3～5年要重新手術(shù)安裝DBS），我們開發(fā)的為可充電式神經(jīng)刺激裝置，一次安裝后無需重新手術(shù)，在很大程度上減輕了患者的痛苦。 [1] 參考文獻：李剛，白冰，熊慧等. 外置式DBS的體外控制電路. 納米技術(shù)與精密工程. 已錄用。 [2] 李剛，白冰，林凌.外置式腦深部刺激器核心技術(shù)的突破，中國醫(yī)療器械信息，2009，V15（9）：24-27 [3] 李剛;曹玉珍;于超;林凌，可充電的腦深部刺激器，專利號：ZL 2004 1 0019937.X
獲獎情況及鑒定結(jié)果
- 該項目分別獲得天津市和廣東省自然科學基金的資助：（1）外置式腦深部刺激器（DBS），天津市應(yīng)用基礎(chǔ)及前沿技術(shù)研究計劃（No. 08JCZDJC19400）（2）廣東省科技計劃項目（No.2008A030102010）。
作品所處階段
- 實驗室階段
技術(shù)轉(zhuǎn)讓方式
- 暫無
作品可展示的形式
- 圖片
使用說明,技術(shù)特點和優(yōu)勢,適應(yīng)范圍,推廣前景的技術(shù)性說明,市場分析,經(jīng)濟效益預(yù)測
- 技術(shù)特點：對于各種神經(jīng)刺激裝置采用可充電的電池進行供電，當電池電量耗盡，可以使用外部設(shè)備對體內(nèi)電池充電。刺激裝置可以產(chǎn)生相應(yīng)脈沖電刺激。優(yōu)勢：作品設(shè)計有兩個電池供電，一個用于刺激裝置的正常工作，另個一個作為備用電池。當一個電池電量耗盡，可以采用軟開關(guān)切換使用備用電池。而對另一個電池進行充電以做備用。適應(yīng)范圍：可以用于脊髓刺激器，深部腦刺激器，迷走神經(jīng)刺激器，骶神經(jīng)刺激器，人工耳蝸刺激器等神經(jīng)次級裝置。技術(shù)性分析：領(lǐng)先于國際先進水平。市場分析：神經(jīng)刺激裝置對二十余種神經(jīng)或精神疾病具有良好的治療前景?？缮窠?jīng)刺激器售價昂貴，電池耗盡后進行手術(shù)的價格也很昂貴。而本作品設(shè)計的可充電式可以節(jié)省術(shù)后的手術(shù)費用，這樣具有更廣闊的市場。經(jīng)濟效益：本作品生產(chǎn)不需特殊設(shè)備和條件。所有原材料均可從市場購得。
同類課題研究水平概述
- 1997 年以來，已有超過 25,000個帕金森病患者受惠于Medtronic提供的腦深部電刺激器療法。1997年到2000年，全世界實施了6,000例迷走神經(jīng)刺激器手術(shù)，而到2004病例數(shù)目則增長到27,000例。 目前僅有美國美頓力公司等極少數(shù)西方公司能夠生產(chǎn)，價格昂貴（高達人民幣8萬元/只），壽命短（內(nèi)置電池只有3～5年），不僅給患者帶來巨大的經(jīng)濟負擔（半數(shù)以上的患者需要安裝雙側(cè)兩只DBS，加上手術(shù)費用等高達20萬元以上），還給患者帶來痛苦（每隔3～5年要重新手術(shù)安裝DBS）。 植入式心臟起搏器存在的最大缺陷是電池壽命有限，最終會因為電池耗竭而需動手術(shù)更換起搏器，這不僅給患者增加了新的生理痛苦，手術(shù)風險和經(jīng)濟負擔，而且也制約了植入式心臟起搏器的使用價值。 迷走神經(jīng)刺激器，用于治療抑郁癥的裝置，脈沖器通過電極有規(guī)律地釋放出電脈沖，刺激迷走神經(jīng)，從而產(chǎn)生血清素等影響大腦活動的化學物質(zhì)，以調(diào)整認得精神狀態(tài)。由于這種裝置依靠電池提供動力，病人每5年左右就要重新接受手術(shù)，更換新裝置。 國內(nèi)自1999年引進腦起搏器以來，已有十幾家醫(yī)院開展了近千例植入手術(shù)，且數(shù)字逐年以幾何級數(shù)遞增。清華大學李路明課題組研制了神經(jīng)刺激器的設(shè)計，并完成樣機和功能測試，成功應(yīng)用于動物實驗中，現(xiàn)在處在臨床實驗階段。神經(jīng)電刺激療法已被證實對二十余種神經(jīng)功能失調(diào)疾病具有確切的療效，且安全可逆，正在成為首選治療方案。 作為長期植入的高精度儀器，植入式電刺激器的售價高昂。例如，單側(cè)腦深部電刺激器手術(shù)費用9-10萬元，其中Medtronic提供的腦深部電刺激器價格高達85000元，而且電池一般只能用5-8年，到時需要手術(shù)更換。治療癲癇的迷走神經(jīng)刺激器由Cyberonics公司生產(chǎn)，預(yù)期壽命8年左右，售價14萬元。因此，大力研發(fā)和普及植入式神經(jīng)電刺激器不僅能夠為更多患者提供服務(wù)，更是從根本上發(fā)展電刺激器產(chǎn)業(yè)、提高國家競爭力的有效手段。
