CN110200595A - 一种步进式检测装置及系统 - Google Patents

Abstract

本发明实施例公开了一种步进式检测装置及系统，包括：支撑模块，固定至支撑表面，所述支撑模块包括一通孔；检测电极，包括用于采集生物电信号的第一端以及和所述第一端相对的第二端；活动模块，用于包裹和固定所述检测电极的第二端，所述活动模块至少部分设置于所述通孔内且可沿所述通孔移动；步进控制模块，设置于所述活动模块的外壁，用于可度量地调整所述活动模块进入所述通孔内的深度，以调整所述第一端伸出所述通孔的长度。本发明实施例的技术方案，通过在活动模块外壁设置步进控制模块，达到了不需要拆卸检测装置就能调整电极伸出的长度，从而采集不同位置生物电信号的技术效果。

Description

一种步进式检测装置及系统

技术领域

本发明实施例涉及医疗器械领域，尤其涉及一种步进式检测装置及系统。

背景技术

神经电生理从最初由意大利医生Luigi Galvani(伽伐尼)发现到现在已经经历了200多年的发展。现在人们已经认识到神经元——这种神经系统中最基本的单元，其传递信号主要是靠电信号的传导来发挥作用的。在这长达两个世纪的发展中，已经产生了像膜片钳这种可以将小小的一块膜片上的电压钳制住，从而记录到一个或几个离子通道的电流情况的强大技术。

针对多通道电生理记录技术研发的电极不在少数，目前市场上销售的最多的两种多通道记录电极是犹他电极和密歇根电极。他们都有各自的优点和使用范围，前者适合大脑浅层区域的研究，后者适宜较深核团不同层神经元放电的信号采集。但是目前的电极，需要采集不同位置的生物电信号时，都要将电极拆卸下来，调整长度后再重新安装至生物体上，这种记录不同位置的生物电信号方式非常不方便。

发明内容

本发明实施例公开了一种步进式检测装置及系统，以实现调整电极移动从而采集不同位置的生物电信号。

第一方面，本发明实施例公开了一种步进式检测装置，包括：

支撑模块，固定至支撑表面，所述支撑模块包括一通孔；

检测电极，包括用于采集生物电信号的第一端以及和第一端相对的第二端；

活动模块，用于包裹和固定所述检测电极的第二端，所述活动模块至少部分设置于所述通孔内且可沿所述通孔移动；

步进控制模块，设置于所述活动模块的外壁，用于可度量地调整所述活动模块进入所述通孔内的深度，以调整所述第一端伸出所述通孔的长度。

可选的，所述支撑模块还包括：

一裂缝，所述裂缝沿所述通孔的轴向贯通所述支撑模块。

可选的，所述活动模块的外径大于所述通孔的内径。

可选的，所述检测电极为一个或多个，一个或多个所述检测电极相互平行间隔设置。

可选的，所述检测电极的横截面的直径为5μm-50μm。

可选的，所述步进控制模块包括以螺旋缠绕方式固定在所述活动模块的外壁的丝线，所述丝线用于阻挡被缠绕的活动模块的部分进入所述通孔。

可选的，所述步进式检测装置还包括：

功能模块，包括用于输入生物刺激的第三端以及和第三端相对的第四端。

可选的，所述步进式检测装置还包括：

包裹模块，设置于所述支撑模块的外壁，包裹所述支撑模块。

第二方面，本发明实施例公开了一种步进式检测系统，包括本发明任一实施例所述的步进式检测装置。

可选的，还包括：

电极连接器，所述电极连接器上至少有一个孔，用于容纳所述检测电极，且与所述检测电极的第二端电连接；

参考线，所述参考线固定在所述电极连接器上，用于与所述电极连接器电连接；

地线，所述地线固定在所述电极连接器上，用于与所述电极连接器电连接。

本发明实施例，通过在活动模块外壁设置步进控制模块，解决了每次调整采集位置都需要拆卸检测装置的问题，克服了精准控制电极移动距离的技术缺陷，达到了不需要拆卸检测装置就能调整电极伸出的长度，从而采集不同位置生物电信号的技术效果。

附图说明

图1是本发明实施例一提供的一种步进式检测装置的结构示意图；

图2是本发明实施例一提供的截取步进控制模块后的示意图；

图3是本发明实施例一提供的步进前以及步进后的示意图；

图4是本发明实施例二提供的另一种步进式检测装置的结构示意图；

图5是本发明实施例二提供的支撑模块的结构示意图；

图6本发明实施例二提供的包括多个电极的结构示意图；

图7是本发明实施例三提供的一种步进式检测系统的结构示意图；

图8是本发明实施例三提供的一种步进式检测系统的结构示意图。

具体实施方式

下面结合附图和实施例对本发明作进一步的详细说明。可以理解的是，此处所描述的具体实施例仅仅用于解释本发明，而非对本发明的限定。另外还需要说明的是，为了便于描述，附图中仅示出了与本发明相关的部分而非全部。

此外，术语“第一”、“第二”等可在本文中用于描述各种方向、动作、步骤或元件等，但这些方向、动作、步骤或元件不受这些术语限制。这些术语仅用于将第一个方向、动作、步骤或元件与另一个方向、动作、步骤或元件区分。举例来说，在不脱离本申请的范围的情况下，可以将第一速度差值为第二速度差值，且类似地，可将第二速度差值称为第一速度差值。第一速度差值和第二速度差值两者都是速度差值，但其不是同一速度差值。术语“第一”、“第二”等而不能理解为指示或暗示相对重要性或者隐含指明所指示的技术特征的数量。由此，限定有“第一”、“第二”的特征可以明示或者隐含地包括一个或者更多个该特征。在本发明的描述中，“多个”、“批量”的含义是至少两个，例如两个，三个等，除非另有明确具体的限定。

实施例一

图1是本发明实施例一提供的步进式检测装置的结构示意图，本实施例可适用于步进式检测装置的组成以及采集大脑电信号的情况。

如图1所示，本实施例一提供了一种步进式检测装置，包括支撑模块110，固定至支撑表面，所述支撑模块110包括一通孔111；检测电极120，包括用于采集生物电信号的第一端121以及和第一端121相对的第二端122；活动模块130，用于包裹和固定所述检测电极120的第二端122，所述活动模块130至少部分设置于所述通孔111内且可沿所述通孔111移动；步进控制模块140，设置于所述活动模块130的外壁，用于可度量地调整所述活动模块130进入所述通孔111内的深度，以调整所述第一端121伸出所述通孔111的长度。

具体地，支撑模块110的下表面112是和支撑表面接触的，支撑表面可以是颅骨表面，或其他采集电信号时需要进行支撑的表面都可以作为支撑表面，此处不做限制。支撑模块110的下表面112与支撑表面接触，因此支撑模块110下表面112以上的部分是暴露在空气中，因此也方便人员对活动模块130进行操作。支撑模块110中间部分有开设一个通孔111，通孔111的形状可以是方形状，也可以是圆柱状，此处不做限制。通孔111的形状优选为圆柱孔，可以方便活动模块130在通孔111内移动。活动模块130的形状与通孔111的形状相对应，如果通孔111的形状为方形状，则活动模块130也对应为长方体，如果通孔111的形状为圆柱状，则活动模块130也对应为圆柱体。另外，活动模块130的外径大于通孔111的内径，以实现过盈配合。因此，活动模块130活动模块130的外壁与通孔111需要比较光滑，且能发生弹性形变，通过挤压力和摩擦力，在不需要移动时使活动模块130保持在原位，光滑使得在需要移动时能更方便的进行。优选的，活动模块130和支撑模块110的材料均为陶瓷，以便活动模块130在通孔111内进行移动，并且还不容易影响生物体。

具体地，检测电极120包括第一端121和第二端122，第一端121用于插入生物体，例如生物体的脑部，从而采集脑部生物电信号。第一端122用于固定在活动模块130上且可以和其他部件连接。第一端121和第二端122仅仅是为了区分检测电极120两端，并不代表具体一端，替代实施例中用于采集生物电信号的一端也可以为第二端，那么另一端就是第一端，此处不做限制。检测电极120固定在活动模块130上，当活动模块130在通孔111内进行移动时，检测电极120也就跟随着活动模块130在通孔111内沿通孔111进行移动。由于支撑模块110的下表面112是与支撑表面接触的，因此检测电极120的第一端121直到支撑模块110下表面112的这部分在生物体的内部，例如在颅骨内的上脑区。

具体地，活动模块130上有一个大于检测电极120的直径的孔，以用于检测电极120可以通过该孔延伸到支撑模块110。此外，在孔的顶部，本实施例使用脆性固体胶将检测电极120固定在活动模块130上，以实现活动模块130包裹和固定所述检测电极120的第二端122，因此检测电极120就能跟随活动模块130一起移动。

具体地，步进控制模块140设置在活动模块130的外壁，紧贴外壁。步进控制模块140的底部与支撑模块110的上表面113接触。参考图2，当需要调整电极位置时，预先将需要调整的距离，换算成步进控制模块140的长度，从而截取此长度。截取长度后，如图2所示，截取此一定长度的步进控制模块140的底部不再与支撑模块110的上表面113接触，而是与支撑模块110的上表面113之间有了H的高度落差，此时移动活动模块130，检测电极120，步进控制模块140也可进行相应移动，例如当朝向支撑模块110按压活动模块130，使得步进控制模块140的底部再次到达支撑模块110的上表面时，此时检测电极120移动的距离就是想要移动的距离。参考图3，图3为步进后的示意图。明显看到，步进后比步进前下降了高度H。

示例性地，当需要检测电极120下降高度H为100μm时，假设换算成步进控制模块140的长度是500μm。那么在步进控制模块140的底部开始截取500μm的长度，此时步进控制模块140的底部不再与支撑模块110的上表面接触。朝向支撑模块110按压活动模块130，当步进控制模块140的底部再次与支撑模块110的上表面113接触时，此时检测电极120移动的长度刚好为100μm。在本实施例中，检测电极120移动的长度为下降的高度。可选的，截取步进控制模块140的长度可以通过显微镜和高精密度的镊子实现。

本实施例通过从步进控制模块的底部截取一定长度，再移动活动模块使检测电极跟随移动，直到步进控制模块的底部再次接触支撑模块，达到了精确控制检测电极移动距离的技术效果。

实施例二

图4是本发明实施例二提供的步进式检测装置的结构示意图，本实施例提供的技术方案是在上述技术方案的基础上细化，适用于步进式检测装置的组成以及采集大脑电信号的场景。

如图4所示，本实施例二提供了另一种步进式检测装置，包括支撑模块210，固定至支撑表面，所述支撑模块210包括一通孔211；检测电极220，包括用于采集生物电信号的第一端221以及和第一端221相对的第二端222；活动模块230，用于包裹和固定所述检测电极220的第二端222，所述活动模块230至少部分设置于所述通孔211内且可沿所述通孔211移动；步进控制模块240，设置于所述活动模块230的外壁，用于可度量地调整所述活动模块230进入所述通孔内的深度，以调整所述第一端221伸出所述通孔211的长度。功能模块250，包括用于输入生物刺激的第三端251以及和第三端251相对的第四端252。包裹模块260，设置于所述支撑模块210的外壁，包裹所述支撑模块210。为了更好地展示包裹模块260的形状，把包裹模块260和支撑模块210区分开，实际支撑模块210的通孔深度和包裹模块260的轴向高度可以是相等。

具体地，如图5所示，支撑模块210上还包括一裂缝214，裂缝214沿通孔211的轴向贯通支撑模块210。由于活动模块230和支撑模块210的通孔211是过盈配合，因此当活动模块230沿通孔211轴向移动时，通过该裂缝214，支撑模块210可以的外径也可以进行适当的形变，从而更轻易地进行相对移动。

具体地，如图6所示，检测电极220的具体数量为一个或多个，可以根据需要设置，例如单电极、双电极或四电极等，此处不做限制。其中，如果检测电极220数量大于1，优选地，每个检测电极220之间相互平行间隔设置。其中，每个检测电极220的横截面的直径为5μm-50μm，优选地，每个检测电极220的横截面的直径一致，检测生物电信号的精度更高。

具体地，步进控制模块240包括以螺旋缠绕方式固定在所述活动模块230的外壁的丝线，丝线用于阻挡被缠绕的活动模块230的部分进入所述通孔211。丝线在活动模块230上均匀缠绕。丝线的底端作为步进控制模块240的底部，是与支撑模块210的上表面213接触的。则缠绕在活动模块230这部分就无法进入到支撑模块210中。相应地，当需要下降检测电极220的高度时，通过换算成丝线的长度，再截取此长度，移动活动模块230直到丝线的底端再次接触支撑模块210的上表面213，此时检测电极220移动的距离刚好就是下降的高度。优选地，丝线为金属丝。丝线的直径影响步进控制模块240的精度，直径越小，精度越高，但是直径越小也越容易断裂。优选地，丝线的直径为100μm-200μm，可以通过显微镜和高精度的镊子进行截取。

具体地，功能模块250可以是用于光刺激的光纤，也可以是用于给药的微量给药管，或其他可以进行刺激从而进行试验的功能组件都可以代替，此处不做限制。功能模块250中输入生物刺激的第三端251是直接作用于生物体，从而使生物体产生生物电信号，而第四端252是给实验人员发生刺激的接口。示例性地，实验人员从第四端252输入刺激药剂或发射刺激信号，通过功能模块250的传输后到达第三端251，第三端251直接刺激生物体。功能模块250与检测电极220可以固定在一个孔径内，也可以固定在不同孔径内，优选地，功能模块250和检测电极220间隔固定在一个孔径内。功能模块250也可以设置为圆柱状，以一定排布方式绑定成束状，以光纤为例，光纤和所有检测电极220相互平行设置，然后绑定成束状，固定在活动模块230上。优选地，光纤用于刺激的一端与所有检测电极220的第一端221的端点都处于同一平面上。优选地，光纤和检测电极220可以用聚乙二醇封装，当不需要使用光纤时，可以将聚乙二醇溶解，从而取出光纤。

具体地，支撑模块210是暴露在大气中的，当支撑模块210上有裂缝时，空气中的一些颗粒或者是杂质容易从该裂缝进入到支撑模块210的通孔211中。对于活动模块230和支撑模块210的配合移动，对于支撑模块210的通孔211和活动模块230的光滑度要求比较高，颗粒或者杂志会影响活动模块230和通孔211的光滑度。将包裹模块260设置于支撑模块210的外壁，包裹住所述支撑模块210，空气中的颗粒或者杂志就不会进入到该通孔211中，也就不会影响活动模块230和通孔211之间的光滑度。另外，由于支撑模块210中有裂缝，在与活动模块230进行相对移动时，支撑模块210会发生形变，导致外径略微变大，因此，包裹模块260也要有一定的收缩能力。优选地，包裹模块260牢固地套紧支撑模块210，且两者之间不能相对移动。优选地，包裹模块260的材料为塑料，形状与支撑模块210的外径形状匹配。优选地，活动模块230、支撑模块210与包裹模块260的径向长度一致。

在另一代替实施例中，也可以只有功能模块250而没有包裹模块260，也可以只有包裹模块260而没有功能模块250。

本实施例通过从步进控制模块的底部截取一定长度，再移动活动模块使检测电极跟随移动，直到步进控制模块的底部再次接触支撑模块，达到了精确控制检测电极移动距离的技术效果。另外，增加了功能模块，可以直接通过检测装置对生物体进行刺激，以获取需要的生物电信号。

实施例三

图7是本发明实施例三提供的步进式检测系统的结构示意图，本实施例提供的技术方案是在上述技术方案的基础上细化，适用于步进式检测系统的组成以及采集大脑电信号的场景。

如图7所示，本实施例三提供了一种步进式检测系统，包括支撑模块310，固定至支撑表面，所述支撑模块310包括一通孔311；检测电极320，包括用于采集生物电信号的第一端321以及和第一端321相对的第二端322；活动模块330，用于包裹和固定所述检测电极320的第二端322，所述活动模块330至少部分设置于所述通孔311内且可沿所述通孔311移动；步进控制模块340，设置于所述活动模块330的外壁，用于可度量地调整所述活动模块330进入所述通孔内的深度，以调整所述第一端321伸出所述通孔311的长度。电极连接器350，所述电极连接器350上至少有一个孔，用于容纳所述检测电极320，且与所述检测电极320的第二端322电连接；参考线360，所述参考线360固定在所述电极连接器350上，用于与所述电极连接器350电连接；地线370，所述地线固定在所述电极连接器350上，用于与所述电极连接器350电连接。示例性地，参考线360可以是把一根阻抗低于0.01毫欧姆(Mohm)的丝，通常是同记录电极丝材质的无绝缘层的裸丝，置于电极阵列旁。这样当在线记录中发现难以消除的噪音时，可以选择以这个参考线360得到的信号为参考，因为这个参考线360得到的信号与记录电极得到的噪音更为相似，以它为参考后能够消除大部分噪音。而地线370可以是一根长长的银丝缠绕在接触硬脑膜的颅骨颅钉上面，主要用于排除外界干扰。

如图8所示，具体地，电极连接器350的形状可以为方形，此处不做限制。且电极连接器350有多个孔，用于连接检测电极320、参考线360以及地线370。如果步进式检测系统中有功能模块380，那么电极连接器350还有一个通孔，功能模块伸出电极连接器350的顶部。优选地，电极连接器350底部和活动模块330上表面331这部分检测电极为裸露的，也可以将此部分封装，已达到防潮防干扰的作用。

可选的，还可以包括包裹模块。本发明任一实施例提供的步进式检测装置，都可以用于该步进式检测系统中改进，拥有本发明任一实施例提供的技术效果。

本实施例通过从步进控制模块的底部截取一定长度，再移动活动模块使检测电极跟随移动，直到步进控制模块的底部再次接触支撑模块，达到了精确控制检测电极移动距离的技术效果。

注意，上述仅为本发明的较佳实施例及所运用技术原理。本领域技术人员会理解，本发明不限于这里所述的特定实施例，对本领域技术人员来说能够进行各种明显的变化、重新调整和替代而不会脱离本发明的保护范围。因此，虽然通过以上实施例对本发明进行了较为详细的说明，但是本发明不仅仅限于以上实施例，在不脱离本发明构思的情况下，还可以包括更多其他等效实施例，而本发明的范围由所附的权利要求范围决定。

Claims (10)

1.一种步进式检测装置，其特征在于，包括：

支撑模块，固定至支撑表面，所述支撑模块包括一通孔；

检测电极，包括用于采集生物电信号的第一端以及和所述第一端相对的第二端；

活动模块，用于包裹和固定所述检测电极的第二端，所述活动模块至少部分设置于所述通孔内且可沿所述通孔移动；

步进控制模块，设置于所述活动模块的外壁，用于可度量地调整所述活动模块进入所述通孔内的深度，以调整所述第一端伸出所述通孔的长度。

2.如权利要求1所述的步进式检测装置，其特征在于，所述支撑模块还包括：

一裂缝，所述裂缝沿所述通孔的轴向贯通所述支撑模块。

3.如权利要求2所述的步进式检测装置，其特征在于，所述活动模块的外径大于所述通孔的内径。

4.如权利要求1所述的步进式检测装置，其特征在于，所述检测电极为一个或多个，多个所述检测电极相互平行间隔设置。

5.如权利要求1所述的步进式检测装置，其特征在于，所述检测电极的横截面的直径为5μm-50μm。

6.如权利要求1所述的步进式检测装置，其特征在于，所述步进控制模块包括以螺旋缠绕方式固定在所述活动模块的外壁的丝线，所述丝线用于阻挡被缠绕的所述活动模块的部分进入所述通孔。

7.如权利要求1所述的步进式检测装置，其特征在于，所述步进式检测装置还包括：

功能模块，包括用于输入生物刺激的第三端以及和所述第三端相对的第四端。

8.如权利要求2所述的步进式检测装置，其特征在于，所述步进式检测装置还包括：

包裹模块，设置于所述支撑模块的外壁，包裹所述支撑模块。

9.一种步进式检测系统，其特征在于，包括如权利要求1-8任一项所述的步进式检测装置。

10.如权利要求9所述的步进式检测系统，其特征在于，还包括：

电极连接器，所述电极连接器上至少有一个孔，用于容纳所述检测电极，且与所述检测电极的第二端电连接；

参考线，所述参考线固定在所述电极连接器上，用于与所述电极连接器电连接；

地线，所述地线固定在所述电极连接器上，用于与所述电极连接器电连接。