CN114447725B - 一种脑机接口固定互连装置 - Google Patents
一种脑机接口固定互连装置 Download PDFInfo
- Publication number
- CN114447725B CN114447725B CN202111599878.8A CN202111599878A CN114447725B CN 114447725 B CN114447725 B CN 114447725B CN 202111599878 A CN202111599878 A CN 202111599878A CN 114447725 B CN114447725 B CN 114447725B
- Authority
- CN
- China
- Prior art keywords
- brain
- connector
- skull
- limiting
- computer interface
- Prior art date
- Legal status (The legal status is an assumption and is not a legal conclusion. Google has not performed a legal analysis and makes no representation as to the accuracy of the status listed.)
- Active
Links
- 210000001154 skull base Anatomy 0.000 claims abstract description 49
- 210000003625 skull Anatomy 0.000 claims abstract description 41
- 230000033001 locomotion Effects 0.000 claims description 11
- 230000003321 amplification Effects 0.000 claims description 6
- 238000003199 nucleic acid amplification method Methods 0.000 claims description 6
- 230000004323 axial length Effects 0.000 claims description 3
- 210000004556 brain Anatomy 0.000 description 46
- 238000001727 in vivo Methods 0.000 description 9
- 230000007774 longterm Effects 0.000 description 7
- 238000004458 analytical method Methods 0.000 description 6
- 238000010171 animal model Methods 0.000 description 6
- 238000010586 diagram Methods 0.000 description 6
- 238000000034 method Methods 0.000 description 6
- 238000006073 displacement reaction Methods 0.000 description 5
- 230000008054 signal transmission Effects 0.000 description 5
- 230000000694 effects Effects 0.000 description 4
- 241001465754 Metazoa Species 0.000 description 3
- 230000009471 action Effects 0.000 description 3
- 238000004891 communication Methods 0.000 description 3
- 230000001054 cortical effect Effects 0.000 description 3
- 230000005611 electricity Effects 0.000 description 3
- 238000002513 implantation Methods 0.000 description 3
- 238000009434 installation Methods 0.000 description 3
- 210000005036 nerve Anatomy 0.000 description 3
- 230000008569 process Effects 0.000 description 3
- 230000002411 adverse Effects 0.000 description 2
- 230000007547 defect Effects 0.000 description 2
- 201000010099 disease Diseases 0.000 description 2
- 208000037265 diseases, disorders, signs and symptoms Diseases 0.000 description 2
- 210000000944 nerve tissue Anatomy 0.000 description 2
- 238000011160 research Methods 0.000 description 2
- 239000000523 sample Substances 0.000 description 2
- 210000004761 scalp Anatomy 0.000 description 2
- 238000010146 3D printing Methods 0.000 description 1
- 241000283973 Oryctolagus cuniculus Species 0.000 description 1
- XUIMIQQOPSSXEZ-UHFFFAOYSA-N Silicon Chemical compound [Si] XUIMIQQOPSSXEZ-UHFFFAOYSA-N 0.000 description 1
- 230000004308 accommodation Effects 0.000 description 1
- 239000000853 adhesive Substances 0.000 description 1
- 230000001070 adhesive effect Effects 0.000 description 1
- 230000009286 beneficial effect Effects 0.000 description 1
- 239000003364 biologic glue Substances 0.000 description 1
- 230000005540 biological transmission Effects 0.000 description 1
- 210000000988 bone and bone Anatomy 0.000 description 1
- 210000005013 brain tissue Anatomy 0.000 description 1
- 210000003169 central nervous system Anatomy 0.000 description 1
- 230000003920 cognitive function Effects 0.000 description 1
- 238000001514 detection method Methods 0.000 description 1
- 238000003745 diagnosis Methods 0.000 description 1
- 210000001951 dura mater Anatomy 0.000 description 1
- 238000002474 experimental method Methods 0.000 description 1
- 229920005570 flexible polymer Polymers 0.000 description 1
- 230000010354 integration Effects 0.000 description 1
- 238000003754 machining Methods 0.000 description 1
- 230000007246 mechanism Effects 0.000 description 1
- 239000002184 metal Substances 0.000 description 1
- 238000002324 minimally invasive surgery Methods 0.000 description 1
- 238000012986 modification Methods 0.000 description 1
- 230000004048 modification Effects 0.000 description 1
- 238000010079 rubber tapping Methods 0.000 description 1
- 229910052710 silicon Inorganic materials 0.000 description 1
- 239000010703 silicon Substances 0.000 description 1
Classifications
-
- H—ELECTRICITY
- H01—ELECTRIC ELEMENTS
- H01R—ELECTRICALLY-CONDUCTIVE CONNECTIONS; STRUCTURAL ASSOCIATIONS OF A PLURALITY OF MUTUALLY-INSULATED ELECTRICAL CONNECTING ELEMENTS; COUPLING DEVICES; CURRENT COLLECTORS
- H01R35/00—Flexible or turnable line connectors, i.e. the rotation angle being limited
-
- A—HUMAN NECESSITIES
- A61—MEDICAL OR VETERINARY SCIENCE; HYGIENE
- A61B—DIAGNOSIS; SURGERY; IDENTIFICATION
- A61B5/00—Measuring for diagnostic purposes; Identification of persons
- A61B5/24—Detecting, measuring or recording bioelectric or biomagnetic signals of the body or parts thereof
- A61B5/25—Bioelectric electrodes therefor
- A61B5/271—Arrangements of electrodes with cords, cables or leads, e.g. single leads or patient cord assemblies
- A61B5/273—Connection of cords, cables or leads to electrodes
-
- A—HUMAN NECESSITIES
- A61—MEDICAL OR VETERINARY SCIENCE; HYGIENE
- A61B—DIAGNOSIS; SURGERY; IDENTIFICATION
- A61B5/00—Measuring for diagnostic purposes; Identification of persons
- A61B5/24—Detecting, measuring or recording bioelectric or biomagnetic signals of the body or parts thereof
- A61B5/25—Bioelectric electrodes therefor
- A61B5/279—Bioelectric electrodes therefor specially adapted for particular uses
- A61B5/291—Bioelectric electrodes therefor specially adapted for particular uses for electroencephalography [EEG]
-
- A—HUMAN NECESSITIES
- A61—MEDICAL OR VETERINARY SCIENCE; HYGIENE
- A61B—DIAGNOSIS; SURGERY; IDENTIFICATION
- A61B5/00—Measuring for diagnostic purposes; Identification of persons
- A61B5/24—Detecting, measuring or recording bioelectric or biomagnetic signals of the body or parts thereof
- A61B5/316—Modalities, i.e. specific diagnostic methods
- A61B5/369—Electroencephalography [EEG]
-
- A—HUMAN NECESSITIES
- A61—MEDICAL OR VETERINARY SCIENCE; HYGIENE
- A61B—DIAGNOSIS; SURGERY; IDENTIFICATION
- A61B5/00—Measuring for diagnostic purposes; Identification of persons
- A61B5/24—Detecting, measuring or recording bioelectric or biomagnetic signals of the body or parts thereof
- A61B5/316—Modalities, i.e. specific diagnostic methods
- A61B5/369—Electroencephalography [EEG]
- A61B5/386—Accessories or supplementary instruments therefor
-
- H—ELECTRICITY
- H01—ELECTRIC ELEMENTS
- H01R—ELECTRICALLY-CONDUCTIVE CONNECTIONS; STRUCTURAL ASSOCIATIONS OF A PLURALITY OF MUTUALLY-INSULATED ELECTRICAL CONNECTING ELEMENTS; COUPLING DEVICES; CURRENT COLLECTORS
- H01R13/00—Details of coupling devices of the kinds covered by groups H01R12/70 or H01R24/00 - H01R33/00
- H01R13/62—Means for facilitating engagement or disengagement of coupling parts or for holding them in engagement
-
- H—ELECTRICITY
- H01—ELECTRIC ELEMENTS
- H01R—ELECTRICALLY-CONDUCTIVE CONNECTIONS; STRUCTURAL ASSOCIATIONS OF A PLURALITY OF MUTUALLY-INSULATED ELECTRICAL CONNECTING ELEMENTS; COUPLING DEVICES; CURRENT COLLECTORS
- H01R13/00—Details of coupling devices of the kinds covered by groups H01R12/70 or H01R24/00 - H01R33/00
- H01R13/62—Means for facilitating engagement or disengagement of coupling parts or for holding them in engagement
- H01R13/627—Snap or like fastening
-
- H—ELECTRICITY
- H01—ELECTRIC ELEMENTS
- H01R—ELECTRICALLY-CONDUCTIVE CONNECTIONS; STRUCTURAL ASSOCIATIONS OF A PLURALITY OF MUTUALLY-INSULATED ELECTRICAL CONNECTING ELEMENTS; COUPLING DEVICES; CURRENT COLLECTORS
- H01R13/00—Details of coupling devices of the kinds covered by groups H01R12/70 or H01R24/00 - H01R33/00
- H01R13/62—Means for facilitating engagement or disengagement of coupling parts or for holding them in engagement
- H01R13/629—Additional means for facilitating engagement or disengagement of coupling parts, e.g. aligning or guiding means, levers, gas pressure electrical locking indicators, manufacturing tolerances
-
- H—ELECTRICITY
- H01—ELECTRIC ELEMENTS
- H01R—ELECTRICALLY-CONDUCTIVE CONNECTIONS; STRUCTURAL ASSOCIATIONS OF A PLURALITY OF MUTUALLY-INSULATED ELECTRICAL CONNECTING ELEMENTS; COUPLING DEVICES; CURRENT COLLECTORS
- H01R24/00—Two-part coupling devices, or either of their cooperating parts, characterised by their overall structure
Landscapes
- Health & Medical Sciences (AREA)
- Life Sciences & Earth Sciences (AREA)
- Biomedical Technology (AREA)
- Heart & Thoracic Surgery (AREA)
- Veterinary Medicine (AREA)
- Biophysics (AREA)
- Pathology (AREA)
- Engineering & Computer Science (AREA)
- Public Health (AREA)
- Physics & Mathematics (AREA)
- Medical Informatics (AREA)
- Molecular Biology (AREA)
- Surgery (AREA)
- Animal Behavior & Ethology (AREA)
- General Health & Medical Sciences (AREA)
- Psychiatry (AREA)
- Psychology (AREA)
- Measurement And Recording Of Electrical Phenomena And Electrical Characteristics Of The Living Body (AREA)
Abstract
本发明涉及医疗器械技术领域，具体是一种脑机接口固定互连装置，包括颅骨基座、旋转连接件和信号放大组件；颅骨基座包括颅骨连接部、限位连接部和用于容纳第一连接器的第一容纳部，限位连接部上设有至少一个限位槽；信号放大组件上设置有用于容纳第二连接器的第二容纳部和与限位槽相匹配的限位部；第二容纳部与第一容纳部相对设置；旋转连接件的一端与信号放大组件连接，旋转连接件的另一端与限位连接部可拆卸连接，旋转连接件分别与信号放大组件和限位连接部转动连接；本发明使第一连接器和第二连接器精准连接，避免第一连接器和第二连接器发生位移或转动，保证脑机接口的安全性和稳定性，进而提高脑机接口传输的脑电信号质量。
Description
技术领域
本发明涉及医疗器械技术领域，特别涉及一种脑机接口固定互连装置。
背景技术
脑机接口(Brain-Computer/Machine-Interface,BCI/BMI),是指在中枢神经系统与外界电子通讯设备和系统之间建立起直接互连的通路，通过对神经电生理信号的长期稳定采集和解码，理解健康大脑、脑神经疾病乃至高级认知功能的神经环路作用机制，利用解码后的脑电信号赋予外部智能设备脑机界面以实现高效通讯和控制。以上各种应用都依赖于高质量脑电信号的长期安全稳定获取。然而现实中，不论是在科研实验室的动物实验中还是在医院的临床研究中，实现这一点都是较为困难的。
一个脑机接口系统中负责采集分析脑电信号的硬件大致可由脑电极、后端电路、信号放大器和外部脑电分析设备这四部分组成。其中，用于采集脑电信号核心器件是最前端、与神经组织建立界面的脑电极。普遍地，脑电极又被划分为与神经组织接触的前端、连接引线和与后端电路连接的后端三部分。目前，用于前沿基础研究和临床疾病诊治的脑机接口主要是侵入式和半侵入式这两种。侵入式脑机接口中主流的脑电极形式是深部电极，往往是数毫米至数厘米长的硅基、金属或柔性聚合物探针，通过神经外科微创手术植入脑组织中。半侵入式脑机接口中主流的脑电极形式是皮层电极，通过神经外科手术将其贴附于硬脑膜上或硬脑膜下。脑电极采集到的信号需要通过后端电路传输出脑外。后端电路由印刷电路基板(Print Circuit Board,PCB)或柔性印刷电路基板(Flexible PrintCircuit board,FPC)上的电路和连接器构成，将脑电极上的信号传输到信号放大器和外部脑电分析设备，最终后端电路固定在颅骨上。
然而，在术后长期采集脑电信号的数月乃至数年中，脑电极和后端电路与颅骨之间会受到自身活动或外力作用下，发生相对位移和转动；发生的位移和转动都会给手术后的安全性、脑电信号质量和采集稳定性带来不良影响；也无法在长期在体使用脑机接口时，为实验动物或病患提供自由活动的可能性和便捷性。
基于现有技术存在的缺点，急需研究一种脑机接口固定互连装置，来解决上述问题。
发明内容
为了解决上述技术问题，本发明的提供了一种脑机接口固定互连装置，本发明通过设置限位部和与所述限位部相配合的限位槽，限制所述信号放大组件随着所述旋转连接件进行旋转，保证所述旋转连接件仅带动所述信号放大组件朝向或远离所述颅骨连接部移动，使第一连接器和第二连接器精准连接；同时避免手术后长期在体使用脑机接口时第一连接器和第二连接器发生位移或转动，保证脑机接口的安全性和稳定性，进而提高脑机接口传输的脑电信号质量。
本发明公开了一种脑机接口固定互连装置，包括颅骨基座、旋转连接件和信号放大组件；
所述颅骨基座包括相互连接的颅骨连接部、限位连接部和用于容纳第一连接器的第一容纳部，所述第一容纳部设置在所述限位连接部远离所述颅骨连接部的一端，所述限位连接部上设有至少一个限位槽；
所述信号放大组件上设置有用于容纳第二连接器的第二容纳部和与所述限位槽相匹配的限位部；所述第二容纳部设置在所述信号放大组件朝向所述颅骨基座的一侧，且所述第二容纳部与所述第一容纳部相对设置；
所述旋转连接件的一端与所述信号放大组件可拆卸连接，所述旋转连接件的另一端与所述限位连接部可拆卸连接，且所述旋转连接件分别与所述信号放大组件和所述限位连接部转动连接。
进一步地，所述旋转连接件包括至少两个弹簧扣，所述信号放大组件上还设置有与所述弹簧扣相匹配的弹簧扣凹槽；
所述弹簧扣设置所述弹簧扣凹槽内，以使所述弹簧扣与所述弹簧扣凹槽卡接配合。
进一步地，所述弹簧扣凹槽为环形，至少两个所述弹簧扣均能够在所述弹簧扣凹槽内移动，以使所述旋转连接件相对所述信号放大组件转动。
进一步地，所述旋转连接件上设置有螺纹孔，所述限位连接部上设置有与所述螺纹孔相匹配的外螺纹，所述限位连接部与所述旋转连接件螺纹连接。
进一步地，所述旋转连接件与所述信号放大组件连接后，每个所述限位部均与所述螺纹孔内壁间具有间隙，以使所述旋转连接件能够绕着所述限位连接部转动。
进一步地，所述颅骨基座还包括用于限制所述旋转连接件移动位置的限位凸起；
所述旋转连接件还包括止旋限位凹槽，所述止旋限位凹槽的轴线与所述螺纹孔的轴线重合；
沿着所述颅骨基座的轴线方向，依次设置有所述限位连接部、所述限位凸起和所述颅骨连接部，所述限位凸起能够与所述止旋限位凹槽抵接。
进一步地，所述颅骨连接部上设置有至少一个用于与颅骨连接的连接孔，所述至少一个连接孔间隔设置在所述颅骨连接部上。
进一步地，所述信号放大组件包括定位板和信号放大器；
所述定位板的一侧与所述信号放大器固定连接，所述定位板的另一侧与所述旋转连接件卡接配合。
进一步地，所述限位槽沿着所述颅骨基座的轴线方向布置，所述螺纹孔的轴向长度与所述定位板的厚度的和值不大于所述限位连接部的长度。
进一步地，所述第二容纳部设置在所述信号放大器上，所述限位部设置在所述定位板上；
所述定位板上还设置有通孔，所述定位板与所述信号放大器连接后，所述通孔正对所述第二容纳部，且所述通孔的直径大于所述限位连接部的直径。
实施本发明实施例，具有如下有益效果：
本发明通过设置限位部和与所述限位部相配合的限位槽，限制所述信号放大组件随着所述旋转连接件进行旋转，保证所述旋转连接件仅带动所述信号放大组件朝向或远离所述颅骨连接部移动，使第一连接器和第二连接器精准连接；同时避免手术后长期在体使用脑机接口时第一连接器和第二连接器发生位移或转动，保证脑机接口的安全性和稳定性，进而提高脑机接口传输的脑电信号质量；并且脑机接口固定互连装置便于拆卸或安装，且拆卸或安装后不影响下一次采集脑电信号的可靠性、稳定性以及脑电信号的质量，从而提供给实验动物或病患自由活动的可能性和便捷性。
附图说明
为了更清楚地说明本发明的技术方案，下面将对实施例或现有技术描述中所需要使用的附图作简单的介绍。显而易见地，下面描述中的附图仅仅是本发明的一些实施例，对于本领域普通技术人员来讲，在不付出创造性劳动的前提下，还能够根据这些附图获得其它附图。
图1为本实施例所述脑机接口固定互连装置中第一连接器和第二连接器未对准时的结构图；
图2为本实施例所述脑机接口固定互连装置中第一连接器和第二连接器对准时的结构图；
图3为本实施例所述颅骨基座的结构图；
图4为图3中A-A方向的截面图；
图5为本实施例所述旋转连接件的结构图；
图6为图5中A-A方向的截面图；
图7为本实施例所述定位板的结构图；
图8为图7中A-A方向的截面图；
图9为本实施例所述信号放大器的结构图；
图10为图9中A-A方向的截面图。
其中，图中附图标记对应为：
1-颅骨基座；2-旋转连接件；3-信号放大组件；4-第一连接器；5-第二连接器；11-颅骨连接部；12-限位连接部；13-第一容纳部；14-限位凸起；21-弹簧扣；22-螺纹孔；23-止旋限位凹槽；31-定位板；32-信号放大器；111-连接孔；121-限位槽；311-限位部；312-弹簧扣凹槽。
具体实施方式
下面将结合本发明实施例中的附图，对本发明实施例中的技术方案进行清楚、完整地描述，显然，所描述的实施例仅仅是本发明一部分实施例，而不是全部的实施例。基于本发明中的实施例，本领域普通技术人员在没有做出创造性劳动的前提下所获得的所有其他实施例，都属于本发明保护的范围。
需要说明的是，本发明的说明书和权利要求书及上述附图中的术语“第一”、“第二”等是用于区别类似的对象，而不必用于描述特定的顺序或先后次序。应该理解这样使用的数据在适当情况下可以互换，以便这里描述的本发明的实施例能够以除了在这里图示或描述的那些以外的顺序实施。此外，术语“包括”和“具有”以及他们的任何变形，意图在于覆盖不排他的包含，例如，包含了一系列步骤或单元的过程、方法、系统、产品或设备不必限于清楚地列出的那些步骤或单元，而是可包括没有清楚地列出的或对于这些过程、方法、产品或设备固有的其它步骤或单元。
现有技术存在以下缺点：现有技术在术后长期采集脑电信号的数月乃至数年中，脑电极和后端电路与颅骨之间会受到自身活动或外力作用下，发生相对位移和转动；发生的位移和转动都会给手术后的安全性、脑电信号质量和采集稳定性带来不良影响；也无法在长期在体使用脑机接口时，为实验动物或病患提供自由活动的可能性和便捷性。
针对现有技术的缺陷，本发明通过设置限位部和与所述限位部相配合的限位槽，限制所述信号放大组件随着所述旋转连接件进行旋转，保证所述旋转连接件仅带动所述信号放大组件朝向或远离所述颅骨连接部移动，使第一连接器和第二连接器精准连接；同时避免手术后长期在体使用脑机接口时第一连接器和第二连接器发生位移或转动，保证脑机接口的安全性和稳定性，进而提高脑机接口传输的脑电信号质量；并且脑机接口固定互连装置便于拆卸或安装，且拆卸或安装后不影响下一次采集脑电信号的可靠性、稳定性以及脑电信号的质量，从而提供给实验动物或病患自由活动的可能性和便捷性。
实施例1
参见附图1～图10，本实施例提供了一种脑机接口固定互连装置，包括颅骨基座1、旋转连接件2和信号放大组件3；
颅骨基座1包括相互连接的颅骨连接部11、限位连接部12和用于容纳第一连接器4的第一容纳部13，第一容纳部13设置在限位连接部12远离颅骨连接部11的一端，限位连接部12上设有至少一个限位槽121；
信号放大组件3上设置有用于容纳第二连接器5的第二容纳部和与限位槽121相匹配的限位部311；第二容纳部设置在信号放大组件3朝向颅骨基座1的一侧，且第二容纳部与第一容纳部13相对设置；
旋转连接件2的一端与信号放大组件3可拆卸连接，旋转连接件2的另一端与限位连接部12可拆卸连接，且旋转连接件2分别与信号放大组件3和限位连接部12转动连接。
具体地，颅骨基座1、旋转连接件2和信号放大组件3依次连接后，限位部311与限位槽121配合，限制颅骨基座1和信号放大组件3间的相对移动；旋转连接件2能够相对于颅骨基座1和信号放大组件3转动；且信号放大组件3能够在旋转连接件2的带动下朝向第一容纳部13移动，以使第一连接器4能够与第二连接器5对准后抵接，进而保证第一连接器4所在电路和第二连接器5所在电路电气互连。
需要说明的是：本实施例通过设置限位部311和与限位部311相配合的限位槽121，限制信号放大组件3随着旋转连接件2进行旋转，保证旋转连接件2仅带动信号放大组件3朝向或远离颅骨连接部11移动，使第一连接器4和第二连接器5精准连接；同时避免手术后期第一连接器4和第二连接器5发生位移或转动，保证脑机接口的安全性和稳定性，进而提高脑机接口传输的脑电信号质量；并且脑机接口固定互连装置便于拆卸或安装，且拆卸或安装后不影响下一次采集脑电信号的可靠性、稳定性以及脑电信号的质量，从而提供给实验动物或病患自由活动的可能性和便捷性。
还需要说明的是：本实施例脑机接口固定互连装置适用于兔子等中型及中型以上动物模型，以及临床研究；并且本实施例中的脑机接口固定互连装置尺寸小巧美观，能够满足长期在体的使用需求；同时本实施例中的颅骨基座1与旋转连接件2可拆卸连接，并旋转连接件2带动信号放大组件3朝向颅骨基座1移动，以使第一连接器4和第二连接器5对准并电气互连，同时颅骨基座1与信号放大组件3固定连接，避免信号放大组件3与颅骨基座1之间发生移动或转动，而影响脑电数据的质量；同时也避免了本实施例中的脑机接口固定互连装置长期在体使用时会受自身运动或外界作用力等因素干扰而影响脑电数据的质量。
具体地，与第一连接器4所在电路连接的电极可为柔性脑深部电极和柔性皮层电极。
在一些可能的实施例中，限位槽121的数量和位置与限位部311的数量和位置相对应。
具体地，限位槽121和限位部311的数量均为三个，三个限位部311间隔不均匀设置在信号放大组件3上，以使信号放大组件3与颅骨基座1只有一个安装角度，确保第一连接器4和第二连接器5精准定位，保证脑机接口固定互连装置的稳定性。
具体地，限位部311为导向销，导向销固定在信号放大组件3上，导向销的长度方向与限位槽121的长度方向一致，且两者的方向均与限位部311的长度方向一致，确保信号放大组件3和限位槽121之间的配合结构简单，信号放大组件3在旋转连接件2的带动下，沿着限位部311的长度方向移动，以使第一连接器4远离或靠近第二连接器5。
在一些可能的实施例中，信号放大组件3上设置有信号传输接口；颅骨连接部11的一侧与限位连接部12连接，颅骨连接部11的另一侧与柔性脑深部电极和柔性脑皮层电极连接，上述电极将采集到的脑电数据传输至信号放大组件3，信号放大组件3的信号传输接口与后端脑电分析设备通信连接，以发送脑电数据给后端脑电分析设备，此时脑机接口固定互连装置与脑电极之间不会发生位移或转动，也保证了脑电数据采集的质量。
在另一些可能的实施例中，第一容纳部13用来容纳负载有第一连接器4的柔性电路板或印制电路板。
具体地，当第一容纳部13容纳第一连接器4时，第一连接器4的一侧与柔性脑深部电极或柔性脑皮层电极连接，第一连接器4的另一侧与第二连接器5电气互连。
具体地，当第一容纳部13容纳负载有第一连接器4的柔性电路板或印制电路板时，柔性电路板或印制电路板与柔性脑深部电极或柔性脑皮层电极连接，其上的第一连接器4与第二连接器5电气互连。
更进一步地，第一连接器4或负载有第一连接器4的电路板与第一容纳部13卡接固定或粘结固定，以保证两者相对固定，保证后续脑电数据采集精度。
具体地，柔性脑深部电极或柔性脑皮层电极与颅骨基座1上的第一连接器4所在电路之间的电气互连方式为球栅阵列封装(Ball Grid Array,BGA)或平面焊盘阵列(LandGrid Array,LGA)等。
更为具体地，颅骨基座1可以兼容包括柔性深部电极和柔性皮层电极在内的各种脑电极，进而兼容以此为基础的侵入式脑机接口和半侵入式脑机接口。在植入手术前，将脑电极与颅骨基座1上的第一连接器4所在电路电气互连，再整体与颅骨基座1机械固定在一起。脑电极的植入手术完成后，对于长期在体使用脑机接口来说，颅骨需要闭合。脑电极的连接引线部分穿过颅骨开窗，将脑电信号引出颅外。特别地，该颅骨基座1与颅骨或头皮的机械固定方式可通过接骨螺钉或生物胶水固定连接，避免颅骨基座1与颅骨或头皮发生相对移动，而影响脑电数据的可靠性、稳定性以及脑电数据的质量。
在其他可能的实施例中，第一容纳部13为圆环凹槽，第一连接器4或第一连接器4所在电路板放置在圆环凹槽内，且与圆环凹槽卡接或粘结固定；第二连接器5或第二连接器5所在电路板放置在第二容纳部内，且与第二容纳部粘结固定或螺钉固定，以避免在脑机接口固定互连装置工作时第一连接器4或第二连接器5脱落而影响脑电数据的检测。
在另一些可能的实施例中，旋转连接件2为圆环形结构，圆环外壁上设置有多个凸起，以使旋转连接件2便于在施加的外力作用下实现整体的转动。
在一些可能的实施例中，旋转连接件2包括至少两个弹簧扣21，信号放大组件3上还设置有与弹簧扣21相匹配的弹簧扣凹槽312；
弹簧扣21设置弹簧扣凹槽312内，以使弹簧扣21与弹簧扣凹槽312卡接配合。
在一些可能的实施例中，旋转连接件2上的弹簧扣数量、位置和尺寸规格根据实际需求设置，在此不进行限定。
具体地，弹簧扣21的数量为八个，八个弹簧扣21间隔均匀设置在旋转连接件2上，弹簧扣21的尺寸根据实际情况设定，在此不进行限定。
在一些可能的实施例中，弹簧扣凹槽312为环形，至少两个弹簧扣21均能够在弹簧扣凹槽312内移动，以使旋转连接件2相对信号放大组件3转动，旋转连接件2相对信号放大组件3具有360°旋转的能力。
在本实施例中，弹簧扣21设置在环形的弹簧扣凹槽312内，弹簧扣与弹簧扣凹槽312卡接同时弹簧扣21能够在弹簧扣凹槽312内移动，进而带动旋转连接件2相对弹簧扣凹槽312转动；且限位部311设置在限位槽121内，使信号放大组件3不能随着旋转连接件2转动，但信号放大组件3在旋转连接件2旋转时能沿着限位槽121的方向移动，实现第一连接器4与第二连接器5之间的对准。
在一些可能的实施例中，旋转连接件2上设置有螺纹孔，限位连接部12上设置有与螺纹孔相匹配的外螺纹，限位连接部12与旋转连接件2螺纹连接，旋转连接件2与限位连接部12螺纹连接，可方便安装或拆卸，进而降低拆卸成本。
具体地，限位连接部12上的外螺纹的尺寸、螺纹孔的内螺纹的尺寸根据实际情况设定，在此不进行限定。
在一些可能的实施例中，旋转连接件2与信号放大组件3连接后，每个限位部311均与螺纹孔内壁间具有间隙，以使旋转连接件2能够绕着限位连接部12转动，避免限位部311与旋转连接件2发生干涉，而导致旋转连接件2与限位连接部12不能进行螺纹连接，而影响脑机接口固定互连装置的安装精度。
在一些可能的实施例中，颅骨基座1还包括用于限制旋转连接件2移动位置的限位凸起14；
旋转连接件2还包括止旋限位凹槽23，止旋限位凹槽23的轴线与螺纹孔22的轴线重合；
沿着颅骨基座1的轴线方向，依次设置有限位连接部12、限位凸起14和颅骨连接部11，限位凸起14能够与止旋限位凹槽23抵接。
具体地，限位凸起14为圆环结构，限位凸起14套设在限位连接部12上，且限位凸起14与限位连接部12固定连接。
在一些可能的实施例中，颅骨连接部11上设置有至少一个用于与颅骨连接的连接孔111，至少一个连接孔111间隔设置在颅骨连接部11上。
在一些可能的实施例中，连接孔111为螺纹孔，连接孔111为八个，八个连接孔111间隔设置在颅骨连接部11上，通过设置自攻螺钉依次穿过连接孔111和颅骨上，以确保颅骨基座1与颅骨固定连接，避免发生移位或转动。
在另一些可能的实施例中，颅骨基座1为圆柱状结构，颅骨基座1的高度范围在10-50mm，颅骨连接部11的直径范围在10-50mm。
具体地，颅骨基座1的高度为16.80mm，颅骨连接部11的直径为24.00mm，本实施例中的脑机接口固定互连装置尺寸小巧美观，能够满足长期在体的使用需求。
在一些可能的实施例中，信号放大组件3包括定位板31和信号放大器32；
定位板31的一侧与信号放大器32固定连接，定位板31的另一侧与旋转连接件2卡接配合。
在一些可能的实施例中，限位槽121沿着颅骨基座1的轴线方向布置，螺纹孔22的轴向长度与定位板31的厚度的和值不大于限位连接部12的长度，确保设置第一容纳部13上的第一连接器4或第一连接器4所在电路板能够与第二连接器5或第二连接器5所在电路板电气互连。
在一些可能的实施例中，颅骨基座1、旋转连接件2、定位板31和信号放大器32可利用3D打印和CNC(ComputerNumerical Control)数控加工等技术加工制备；
在一些可能的实施例中，第二容纳部设置在信号放大器32上，限位部311设置在定位板31上；
定位板31上还设置有通孔，定位板31与信号放大器32连接后，通孔正对第二容纳部，且通孔的直径大于限位连接部12的直径。
具体地，定位板31为30.0mm*24.0mm*3.4mm的板件，通孔直径为16.0mm；信号放大器32为长宽高30.0mm*24.0mm*16.0mm的立方体，本实施例中的脑机接口固定互连装置尺寸小巧美观，能够满足长期在体的使用需求。
在另一些可能的实施例中，在定位板31上设置通孔，主要为颅骨基座1上的第一连接器4所在电路与信号放大器32上的后端电路提供接触的界面，在旋转连接件2向下旋紧的过程中，可以保持第一连接器4所在电路与信号放大器32上的后端电路之间不发生相对转动，而在限位部311与限位槽121对准后，上述两部分后端电路的相互对准随之完成，最终在旋转连接件2拧紧到终止位时，上述第一连接器4所在电路与信号放大器32上的后端电路实现精准的电气互连。
具体地，通过在定位板31上设置通孔，保证第二连接器5所在电路的部分暴露在外，以使得第一连接器4与第二连接器5能够对准并电气互连。
在其他可能的实施例中，信号传输接口设置在信号放大器32上，通过信号传输接口将脑电数据传输至外部脑电分析设备。
具体地，信号放大器32的型号根据实际情况选定，在此不进行限定；信号传输接口的形式为HDMI、SPI总线等以及无线传输的各种形式。更进一步地，第二连接器5所在的后端电路与信号放大器32可粘结固定或螺钉固定。
在一些可能的实施例中，第二连接器5所在电路与第一连接器4所在电路之间的电气互连方式可选BGA、LGA、弹簧探针、弹簧连接器、板对板连接器等通用连接器或定制化连接器。本实施例中的脑机接口固定互连装置适用于使用各种通用或定制连接器的脑机接口后端电路，也适用于将后端电路与信号放大器进行片上集成制备的脑机接口后端芯片。
具体地，脑电极与颅骨基座1上第一连接器4所在电路电气互连，颅骨基座1上第一连接器4所在电路与第二连接器5所在电路电气互连，第二连接器所在电路与信号放大器32电气互连，所述信号放大器32通过信号传输接口与外部脑电分析设备电气互连。
具体地，限位部311的数量为三个，第一个限位部311与第二个限位部311之间的夹角为90°，第二个限位部311与第三个限位部311之间的夹角为90°，第三个限位部311与第一个限位部311之间的夹角180°，这样设置能够保证信号放大组件3与颅骨基座1只有一个安装角度，确保第一连接器4和第二连接器5精准定位，保证脑机接口固定互连装置的稳定性。
脑机接口固定互连装置的组装过程：颅骨基座1在脑电极植入手术之前应与脑电极电气互连并机械固定，将第二连接器5所在电路板固定安装在第二容纳部上；将信号放大器32与定位板31的一侧通过螺钉固定连接，旋转连接件2的弹簧扣21设置在定位板31另一侧的弹簧扣凹槽312内，以使旋转连接件2与定位板31卡接；再将旋转连接件2套设在限位连接部12上，使旋转连接件2带动信号放大组件3不断朝向颅骨连接部11移动直至止旋限位凹槽23与限位凸起14抵接，此时第一连接器4与第二连接器5实现精准的电气互连。
需要说明的是：本实施例中，通过设置旋转连接件2与定位板31卡接固定，并设置颅骨基座1与旋转连接件2可拆卸的螺纹连接，并将信号放大组件3上的限位部311设置在颅骨基座1上的限位槽121内，保证第一连接器4与第二连接器5精准电气互连，同时也实现了脑电极与外部脑电分析设备之间精准、可靠、耐久和方便安装拆卸的电气互连，进而提高了脑电数据的质量。
虽然本发明已经通过优选实施例进行了描述，然而本发明并非局限于这里所描述的实施例，在不脱离本发明范围的情况下还包括所作出的各种改变以及变化。
在本文中，所涉及的前、后、上、下等方位词是以附图中零部件位于图中以及零部件相互之间的位置来定义的，只是为了表达技术方案的清楚及方便。应当理解，所述方位词的使用不应限制本申请请求保护的范围。
在不冲突的情况下，本文中上述实施例及实施例中的特征能够相互结合。
以上所揭露的仅为本发明一种较佳实施例而已，当然不能以此来限定本发明之权利范围，因此依本发明权利要求所作的等同变化，仍属本发明所涵盖的范围。
Claims (10)
1.一种脑机接口固定互连装置，其特征在于，包括颅骨基座(1)、旋转连接件(2)和信号放大组件(3)；
所述颅骨基座(1)包括相互连接的颅骨连接部(11)、限位连接部(12)和用于容纳第一连接器(4)的第一容纳部(13)，所述第一容纳部(13)设置在所述限位连接部(12)远离所述颅骨连接部(11)的一端，所述限位连接部(12)上设有至少一个限位槽(121)；
所述信号放大组件(3)上设置有用于容纳第二连接器(5)的第二容纳部和与所述限位槽(121)相匹配的限位部(311)；所述第二容纳部设置在所述信号放大组件(3)朝向所述颅骨基座(1)的一侧，且所述第二容纳部与所述第一容纳部(13)相对设置；
所述旋转连接件(2)的一端与所述信号放大组件(3)可拆卸连接，所述旋转连接件(2)的另一端与所述限位连接部(12)可拆卸连接，且所述旋转连接件(2)分别与所述信号放大组件(3)和所述限位连接部(12)转动连接。
2.根据权利要求1所述的脑机接口固定互连装置，其特征在于，所述旋转连接件(2)包括至少两个弹簧扣(21)，所述信号放大组件(3)上还设置有与所述弹簧扣(21)相匹配的弹簧扣凹槽(312)；
所述弹簧扣(21)设置所述弹簧扣凹槽(312)内，以使所述弹簧扣(21)与所述弹簧扣凹槽(312)卡接配合。
3.根据权利要求2所述的脑机接口固定互连装置，其特征在于，所述弹簧扣凹槽(312)为环形，至少两个所述弹簧扣(21)均能够在所述弹簧扣凹槽(312)内移动，以使所述旋转连接件(2)相对所述信号放大组件(3)转动。
4.根据权利要求3所述的脑机接口固定互连装置，其特征在于，所述旋转连接件(2)上设置有螺纹孔(22)，所述限位连接部(12)上设置有与所述螺纹孔(22)相匹配的外螺纹，所述限位连接部(12)与所述旋转连接件(2)螺纹连接。
5.根据权利要求4所述的脑机接口固定互连装置，其特征在于，所述旋转连接件(2)与所述信号放大组件(3)连接后，每个所述限位部(311)均与所述螺纹孔内壁间具有间隙，以使所述旋转连接件(2)能够绕着所述限位连接部(12)转动。
6.根据权利要求5所述的脑机接口固定互连装置，其特征在于，所述颅骨基座(1)还包括用于限制所述旋转连接件(2)移动位置的限位凸起(14)；
所述旋转连接件(2)还包括止旋限位凹槽(23)，所述止旋限位凹槽(23)的轴线与所述螺纹孔(22)的轴线重合；
沿着所述颅骨基座(1)的轴线方向，依次设置有所述限位连接部(12)、所述限位凸起(14)和所述颅骨连接部(11)，所述限位凸起(14)能够与所述止旋限位凹槽(23)抵接。
7.根据权利要求1所述的脑机接口固定互连装置，其特征在于，所述颅骨连接部(11)上设置有至少一个用于与颅骨连接的连接孔(111)，所述至少一个连接孔(111)间隔设置在所述颅骨连接部(11)上。
8.根据权利要求5所述的脑机接口固定互连装置，其特征在于，所述信号放大组件(3)包括定位板(31)和信号放大器(32)；
所述定位板(31)的一侧与所述信号放大器(32)固定连接，所述定位板(31)的另一侧与所述旋转连接件(2)卡接配合。
9.根据权利要求8所述的脑机接口固定互连装置，其特征在于，所述限位槽(121)沿着所述颅骨基座(1)的轴线方向布置，所述螺纹孔(22)的轴向长度与所述定位板(31)的厚度的和值不大于所述限位连接部(12)的长度。
10.根据权利要求9所述的脑机接口固定互连装置，其特征在于，所述第二容纳部设置在所述信号放大器(32)上，所述限位部(311)设置在所述定位板(31)上；
所述定位板(31)上还设置有通孔，所述定位板(31)与所述信号放大器(32)连接后，所述通孔正对所述第二容纳部，且所述通孔的直径大于所述限位连接部(12)的直径。
Priority Applications (1)
| Application Number | Priority Date | Filing Date | Title |
|---|---|---|---|
| CN202111599878.8A CN114447725B (zh) | 2021-12-24 | 2021-12-24 | 一种脑机接口固定互连装置 |
Applications Claiming Priority (1)
| Application Number | Priority Date | Filing Date | Title |
|---|---|---|---|
| CN202111599878.8A CN114447725B (zh) | 2021-12-24 | 2021-12-24 | 一种脑机接口固定互连装置 |
Publications (2)
| Publication Number | Publication Date |
|---|---|
| CN114447725A CN114447725A (zh) | 2022-05-06 |
| CN114447725B true CN114447725B (zh) | 2024-04-19 |
Family
ID=81363929
Family Applications (1)
| Application Number | Title | Priority Date | Filing Date |
|---|---|---|---|
| CN202111599878.8A Active CN114447725B (zh) | 2021-12-24 | 2021-12-24 | 一种脑机接口固定互连装置 |
Country Status (1)
| Country | Link |
|---|---|
| CN (1) | CN114447725B (zh) |
Citations (8)
| Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
|---|---|---|---|---|
| US7794233B1 (en) * | 2009-06-09 | 2010-09-14 | Tyco Electronics Corporation | Flexible circuit member for electrically coupling connectors with one another |
| CN102522037A (zh) * | 2011-11-01 | 2012-06-27 | 中国人民解放军第四军医大学 | 一种基于真实形状和电阻率分布的颅骨物理模型实验装置 |
| CN106785342A (zh) * | 2017-01-16 | 2017-05-31 | 广东小天才科技有限公司 | 连接结构及具有该连接结构的穿戴设备 |
| CN207833762U (zh) * | 2017-11-01 | 2018-09-07 | 天津天堰科技股份有限公司 | 口腔麻醉训练模型 |
| CN108767521A (zh) * | 2018-05-22 | 2018-11-06 | 深圳市深台帏翔电子有限公司 | 连接器及终端设备 |
| CN110401081A (zh) * | 2019-03-28 | 2019-11-01 | 上海徕木电子股份有限公司 | 一种转轴连接器 |
| CN111969346A (zh) * | 2020-08-14 | 2020-11-20 | 中国科学院上海微系统与信息技术研究所 | 一种可转换通道的脑电极接口及脑电极后端连接装置 |
| CN112971807A (zh) * | 2021-02-07 | 2021-06-18 | 辽宁科技大学 | 一种脑机接口信号采集系统 |
Family Cites Families (5)
| Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
|---|---|---|---|---|
| US7302298B2 (en) * | 2002-11-27 | 2007-11-27 | Northstar Neuroscience, Inc | Methods and systems employing intracranial electrodes for neurostimulation and/or electroencephalography |
| US20050075680A1 (en) * | 2003-04-18 | 2005-04-07 | Lowry David Warren | Methods and systems for intracranial neurostimulation and/or sensing |
| US7187967B2 (en) * | 2003-09-30 | 2007-03-06 | Neural Signals, Inc. | Apparatus and method for detecting neural signals and using neural signals to drive external functions |
| FR2937556B1 (fr) * | 2008-10-23 | 2011-12-16 | Commissariat Energie Atomique | Dispositif de fixation transcranien pour sondes de stimulation cerebrale profonde |
| CN108064367B (zh) * | 2016-12-29 | 2021-06-11 | 深圳市柔宇科技股份有限公司 | 柔性电子装置 |
-
2021
- 2021-12-24 CN CN202111599878.8A patent/CN114447725B/zh active Active
Patent Citations (8)
| Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
|---|---|---|---|---|
| US7794233B1 (en) * | 2009-06-09 | 2010-09-14 | Tyco Electronics Corporation | Flexible circuit member for electrically coupling connectors with one another |
| CN102522037A (zh) * | 2011-11-01 | 2012-06-27 | 中国人民解放军第四军医大学 | 一种基于真实形状和电阻率分布的颅骨物理模型实验装置 |
| CN106785342A (zh) * | 2017-01-16 | 2017-05-31 | 广东小天才科技有限公司 | 连接结构及具有该连接结构的穿戴设备 |
| CN207833762U (zh) * | 2017-11-01 | 2018-09-07 | 天津天堰科技股份有限公司 | 口腔麻醉训练模型 |
| CN108767521A (zh) * | 2018-05-22 | 2018-11-06 | 深圳市深台帏翔电子有限公司 | 连接器及终端设备 |
| CN110401081A (zh) * | 2019-03-28 | 2019-11-01 | 上海徕木电子股份有限公司 | 一种转轴连接器 |
| CN111969346A (zh) * | 2020-08-14 | 2020-11-20 | 中国科学院上海微系统与信息技术研究所 | 一种可转换通道的脑电极接口及脑电极后端连接装置 |
| CN112971807A (zh) * | 2021-02-07 | 2021-06-18 | 辽宁科技大学 | 一种脑机接口信号采集系统 |
Also Published As
| Publication number | Publication date |
|---|---|
| CN114447725A (zh) | 2022-05-06 |
Similar Documents
| Publication | Publication Date | Title |
|---|---|---|
| CN212438615U (zh) | 可穿戴设备 | |
| US10946187B2 (en) | Three-dimensional neural probe microelectrode array and method of manufacture | |
| US8364238B2 (en) | Electrode system | |
| JP2012508619A5 (zh) | ||
| EP3681588B1 (en) | Biased lead connector for operating room cable assembly | |
| US8160688B2 (en) | Integrated self-contained recorder of biological data for small animal research | |
| US20080161656A1 (en) | Resposable biosensor assembly and method | |
| US20080306576A1 (en) | Optical Cell Control Prosthetics | |
| EP3142745B1 (en) | Device for interacting with neurological tissue | |
| Pinnell et al. | Miniature wireless recording and stimulation system for rodent behavioural testing | |
| CN114447725B (zh) | 一种脑机接口固定互连装置 | |
| CN115644881A (zh) | 一种柔性神经电极植入装置及系统 | |
| Borton et al. | Developing implantable neuroprosthetics: A new model in pig | |
| Ivica et al. | Design of a high-density multi-channel electrode for multi-structure parallel recordings in rodents | |
| US20140273545A1 (en) | High-density percutaneous chronic connector for neural prosthetics | |
| EP1940288A2 (en) | Device for measurement of physiological signals of an object | |
| US20200054258A1 (en) | Medical system | |
| Brosch et al. | TetrODrive: an open-source microdrive for combined electrophysiology and optophysiology | |
| Crispin-Bailey et al. | Miniature untethered EEG recorder improves advanced neuroscience methodologies | |
| Judy | Microelectrode technologies for neuroengineered systems | |
| US20240277279A1 (en) | Sensing System for Sensing Biological Signals Externally on a Patient | |
| AU2015200129B2 (en) | Electrode system | |
| CN113384283A (zh) | 一种带有整合结构的光源发射检测探头 | |
| Koripalli | A High Density Micro-Electrocorticography Device for a Rodent Model | |
| WO2021072164A1 (en) | Systems and methods for coupling electrodes and electrical components |
Legal Events
| Date | Code | Title | Description |
|---|---|---|---|
| PB01 | Publication | ||
| PB01 | Publication | ||
| SE01 | Entry into force of request for substantive examination | ||
| SE01 | Entry into force of request for substantive examination | ||
| GR01 | Patent grant | ||
| GR01 | Patent grant |