[发明专利]基于影像和电生理实时定位的脑深部电极自动植入系统

说明书

本申请公开了基于影像和电生理实时定位的脑深部电极自动植入系统，包括：控制中心、颅骨穿刺单元、电生理信号采集单元、机械传送单元；颅骨穿刺单元用于实施穿刺操作；电生理信号采集单元用于采集脑深部电生理信号；机械传送单元用于带动颅骨穿刺单元、电生理信号采集单元采集以及脑深部电极；控制中心用于脑部三维立体影像生成影像靶点和虚拟植入通路，以及最佳植入点和植入深度，以及控制机械传送单元的动作。本申请通过影像和电生理信号的双重定位，得到最佳的电极植入位置，实现脑深部刺激电极或检测电极的精准植入，有效保证了脑深部电刺激的手术效果，整个植入过程自动完成，无需人工参与，耗时短，精度高。

技术领域

本申请属于医疗器械技术领域，具体涉及基于影像和电生理实时定位的脑深部电极自动植入系统。

背景技术

随着癫痫外科及功能神经外科在我国的迅速发展，使用深部脑电监测及神经调控的方式监测癫痫病灶或治疗功能神经外科疾病(如帕金森病等)，已成为这两类过去难以治疗的疾病的主要治疗方式。神经外科医生希望通过立体定向方式将各类脑部电极(包括脑深部电刺激(DBS)电极、立体脑电监测(SEEG)电极、射频及激光毁损电极等)精准地插入脑部特定目标结构(靶点)，从而向电极尖端周围的脑组织结构发放电刺激、射频辐射或激光脉冲，进而影响脑部核团功能或毁损脑部结构，发挥治疗作用；或通过脑电监测电极记录周围脑组织的电生理活动，进而确定癫痫病灶范围，对癫痫外科手术方式的选择具有关键意义。目前的电极植入手术过程中，通常外科医生首先通过三维立体定位装置确定病人脑部的靶点位置，然后根据靶点位置在颅骨寻找合适的部位钻孔并切开脑膜，再将刺激或监测电极通过骨孔和脑膜缺口插入到相应的靶点位置，部分外科医生在电极植入过程中借助于电生理监测信号对最终植入位置进行人为判断。在这个过程中，穿刺靶点、穿刺路径、最终植入深度等与术后效果直接相关的关键因素的选择都是由外科医生根据经验决定，而整个电极植入过程则是由外科医生借助工具及手术器械完成，其植入精度的系统误差和随机误差均较大，出现人为错误的几率也较高；此外，由于手术操作需要一定空间，手术切口长度通常为5-7cm、骨孔直径大小1.5-2.0cm、脑膜切开区域直径约1.2-1.5cm，因此这种手术仍具有一定损伤，且术后存在出现切口愈合不良、脑脊液漏等并发症的可能。目前也有研究在设置好靶点后通过机械臂替代手术医生操作进行电极植入，但切开头皮、钻孔等操作仍由手术医生完成，且依然存在植入后效果不佳的情况，其总手术时间甚至超过不借助机械臂的手术医生单独操作的时间。因此，对于脑深部电极植入进行治疗或监测这种对精度要求极高的手术，急需开发一种能够精确定位并完成电极精准植入的医疗设备，提升手术精度和自动化程度、减少人为和系统误差、降低手术创伤、减少手术时间。

发明内容

本申请提出了基于影像和电生理实时定位的脑深部电极自动植入系统，根据影像靶点，在植入通路上通过探测脑电信号，最终在电极植入区域定位出效果最优的电极植入点，再将脑刺激电极植入该最终的电极植入点，实现电极的精准植入。

为实现上述目的，本申请提供了如下方案：

基于影像和电生理实时定位的脑深部电极自动植入系统，包括：控制中心、颅骨穿刺单元、电生理信号采集单元、机械传送单元；

所述颅骨穿刺单元用于对患者实施穿刺操作，所述穿刺操作包括对头皮、颅骨、脑膜实施切开、钻孔；

所述电生理信号采集单元用于采集脑深部电生理信号；

所述机械传送单元用于带动所述颅骨穿刺单元实施所述穿刺操作，以及带动所述电生理信号采集单元采集所述脑深部电生理信号，以及带动脑深部电极完成植入操作；