CN217908640U - 一种用于血糖调节的神经调控系统 - Google Patents

Abstract

本申请公开了一种用于血糖调节的神经调控系统，涉及神经调控技术领域。包括控制模块以及与控制模块连接的红外成像定位模块、超声刺激模块和血糖监测模块，红外成像定位模块用于使颈部的血管显影，超声刺激模块用于向颈部的迷走神经发出超声波，血糖监测模块用于实时监测血糖浓度；控制模块被配置为：接收红外成像定位模块实时发送的血管显影信号和血糖监测模块实时发送的血糖浓度信号，调整超声刺激模块的焦点位置以及调节超声刺激模块的超声参数。本申请用于利用超声波干预颈部迷走神经进而实现血糖的调控。

Description

一种用于血糖调节的神经调控系统

技术领域

本申请涉及神经调控技术领域，尤其涉及一种用于血糖调节的神经调控系统。

背景技术

糖尿病是一种常见的代谢性疾病，主要由于胰岛素分泌不足及胰岛素抵抗造成血糖不能得到有效控制。药物治疗是目前主要的治疗方式，随着对糖尿病研究深入，发现糖尿病的发病机制与神经系统有着密切关系，尤其是己经证明了外周迷走神经与血糖有着重要联系，因此通过神经调控技术干预迷走神经治疗糖尿病具有重要意义。

神经调控技术己经广泛应用于神经系统疾病的治疗和研究中。超声刺激是一种除电、磁、光外的新型神经调控技术。超声刺激在中枢神经系统疾病己经有广泛的研究。最新进展发现，超声刺激对外周神经系统同样存在调控作用。目前而言，超声对迷走神经的作用有着充分的实验研究，但是由于人体颈部组织解构复杂，迷走神经与其它组织的关系多样，难以精准定位，由于缺乏针对迷走神经的超声神经调控系统，给超声神经调控的临床应用带来了重大难题。现有技术利用超声调控小鼠外周神经，利用超声刺激肝脏能够有效调节小鼠血糖水平，超声调节腹腔脾脏迷走神经也可以调节血糖，取得较好效果，但是腹腔中的神经节定位困难，胃肠道器官由于含有大量气体，容易干扰超声作用。

同时，目前神经调控技术都是按照预设的治疗方案进行持续刺激，长时程刺激同样会给人体带来心率、血压不稳等生命安全的潜在威胁，因此，需要一套可以实时监测患者血糖及生命体征变化，按患者实际情况给予治疗的迷走神经超声调控系统。

实用新型内容

本申请提供一种用于血糖调节的神经调控系统，利用颈部血管与迷走神经的伴行关系定位迷走神经，解决了迷走神经定位不准确的弊端，同时实现血糖的调控。

为达到上述目的，本申请提供了一种用于血糖调节的神经调控系统，包括控制模块以及与控制模块连接的红外成像定位模块、超声刺激模块和血糖监测模块，其中：所述红外成像定位模块用于使颈部的血管显影，所述超声刺激模块用于向颈部的迷走神经发出超声波，所述血糖监测模块用于实时监测血糖浓度；

所述控制模块被配置为：接收红外成像定位模块实时发送的血管显影信号和血糖监测模块实时发送的血糖浓度信号，调整超声刺激模块的焦点位置以及调节超声刺激模块的超声参数。

进一步地，控制模块包括连接的蓝牙接收器、中央控制器及显示屏，其中：

所述蓝牙接收器用于接收红外成像定位模块实时发送的定位信号以及血糖监测模块实时发送的血糖浓度信号；

所述中央控制器被配置为：根据颈部血管与迷走神经的伴行关系定位迷走神经、根据迷走神经的位置调整超声刺激模块的焦点位置以及根据用户的触摸操作调节超声刺激模块的超声参数；

所述显示屏用于显示颈部的血管和迷走神经、血糖浓度、超声参数以及接收用户的触摸操作。

进一步地，所述超声刺激模块的超声参数根据血糖浓度的动态变化调节的。

进一步地，红外成像定位模块包括红外激发光源及聚焦透镜，红外激发光源用于发射红外光使血管显影。

进一步地，所述红外激发光源为LED灯泡，红外激发光源的频段为850nm和940nm。

进一步地，所述超声刺激模块包括超声换能器及参数控制器，所述参数控制器用于接收所述控制模块发送的超声参数调控指令，并根据超声参数调控指令控制超声波的强度。

进一步地，超声换能器为聚焦式超声换能器。

进一步地，血糖监测模块包括激光发射装置及接收装置。

进一步地，还包括电源、超声功率放大器以及用于与控制模型相互通讯的收发一体蓝牙芯片，所述收发一体蓝牙芯片电源嵌入电源内，所述电源设置在超声功率放大器上。

进一步地，控制模块还包括表盘状的外壳以及用于将外壳固定在手部的腕带，腕带的两端分别固定在外壳两端部，所述蓝牙接收器、中央控制器及显示屏均设置在外壳的内部，外壳背面的一侧设有电池。

本申请相比现有技术具有以下有益效果：

(1)本申请利用超声波干预颈部迷走神经进而调控血糖，调节系统具备无创，安全，准确、满足个性化操作及治疗的需求。由于超声刺激的无创性，超声能直接应用在颈部皮肤上，大大减少与手术相关的不良反应。通过红外激光成像，可以准确定位于目标位置，无创、快速得识别颈部血管标志，引导超声对神经血管的调控。

(2)本申请利用颈部血管与迷走神经的伴行关系定位迷走神经，在超声刺激前可以通过红外成像仪对颈部血管进行显影定位并调节超声换能器焦点位置，提高超声刺激的准确性和便捷性。

(3)本申请能在超声刺激的同时，接受其它部位治疗，并且被检查者在超声刺激同时可以适当的活动，大大地增加了被检查者的舒适性。同时，还包括血糖监测模块可，以观察血糖动态变化，使超声调控更加灵活、有效和安全。

附图说明

为了更清楚地说明本申请实施例或现有技术中的技术方案，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地介绍，显而易见地，下面描述中的附图仅仅是本申请的一些实施例，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，还可以根据这些附图获得其他的附图。

图1为本申请调控系统的示意图；

图2为蓝牙芯片、电源和超声功率放大器的装配示意图；

图3为本申请控制模块的示意图；

图4为外壳和腕带的连接示意图。

图中，1-红外成像定位模块，2-血糖监测模块，3-超声刺激模块，4-收发一体蓝牙芯片，5-电源，6-超声功率放大器，7-蓝牙接收器，8-显示屏，9-腕带，10-中央控制器，11-电池，12-外壳。

具体实施方式

下面将结合本申请实施例中的附图，对本申请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申请一部分实施例，而不是全部的实施例。基于本申请中的实施例，本领域普通技术人员在没有做出创造性劳动前提下所获得的所有其他实施例，都属于本申请保护的范围。

在本申请的描述中，需要说明的是，除非另有明确的规定和限定，术语“安装”、“相连”、“连接”应做广义理解，例如，可以是固定连接，也可以是可拆卸连接，或一体地连接；对于本领域的普通技术人员而言，可以具体情况理解上述术语在本申请中的具体含义。

超声波在传播过程中，由于介质的吸收、反射或者散射等作用，使超声波的声能向动能转化，对超声传播的介质产生力的作用，这种作用力就称为超声辐射力，超声神经调控是通过超声辐射力作用于神经组织，使神经组织的微观结构以及神经元作出反应，神经元突触发生状态的变化，可能会导致某些分泌细胞的细胞膜上的离子通道被激活，然后分泌相关蛋白，在宏观上表现为超声经过神经组织后对生命体具有神经调控作用。

本申请提供了一种用于血糖调节的神经调控系统，是利用颈部迷走神经相对表浅以及颈部血管与迷走神经之间的并行关系，精确定位迷走神经。

参见图1，系统包括控制模块以及与控制模块连接的红外成像定位模块1、超声刺激模块3和血糖监测模块2。具体地，红外成像定位模块1、血糖监测模块2和超声刺激模块3从外向内依次套设。红外成像定位模块1能够使颈部的血管显影，超声刺激模块3用于向颈部的迷走神经发出超声波，血糖监测模块2用于实时监测血糖浓度。控制模块被配置为：接收红外成像定位模块1实时发送的血管显影信号以及血糖监测模块2实时发送的血糖浓度信号，根据颈部血管与迷走神经的伴行关系定位迷走神经，并根据迷走神经的位置调整超声刺激模块3的焦点位置；调节超声刺激模块3的超声参数。

本申请通过红外成像定位模块1对颈部血管进行显影，并将血管显影信号发送至控制模块，控制模块就可根据血管显影信号以及颈部血管与迷走神经的伴行关系定位迷走神经，进而调节超声刺激模块3焦点位置，经过调焦后的超声刺激模块3向颈部的迷走神经发出超声波，干预颈部迷走神经调控血糖代谢活动，就可达到治疗相关代谢性疾病的目的。在超声波刺激的同时，通过血糖监测模块2监测血糖浓度的动态变化，及时调整超声刺激。

红外成像定位模块1包括红外激发光源及聚焦透镜，红外激发光源用于发射红外光，红外线发出后到达皮肤深部，可以使血管显影。红外成像定位模块1在将红外光发射到皮肤及深处的同时接收反馈信号，将反馈信号传送到控制模块中完成定位。红外成像定位模块1可以采用LED灯泡作为光源，也根据实验情况选择能产生红外线的其它光源。优选的选用850nm和940nm频段的红外光源，但不限于其它红外频段。

超声刺激模块3包含超声换能器及超声参数控制器，超声换能器能够利用压电材料将电能转化为声能。参数控制器用于接收控制模块发送的超声参数调控指令，并根据超声参数调控指令控制超声波的强度。超声换能器内包含聚焦压力陶瓷片，可以产生超声并与红外成像模块一起将超声聚焦于颈部迷走神经。值得说明的时，根据研究与治疗需要，可以选择不同频率、不同聚焦效果，不同输出能量和不同焦斑大小和焦距的超声换能器，优选的使用基频为200kHz-4MHz的超声换能器，但不限于上述的参数。在超声换能器材料上，优选为磁兼容材料，但不限于选择其它材料。优选的使用聚焦式超声换能器及在低强度能量输出下工作，但不限于使用聚焦式超声换能器，也可以选用其它类型的超声换能器。

血糖监测模块2包括激光发射装置及接收装置，激光发射器发生近红外激光到达皮肤，利用组织间隙中的葡萄糖都会对近红外产生特异性的吸收光谱，通过检测反射强度，判断血糖浓度。近红外监测模块中利用到红外光作为监测指标，优选的采用通过激光激发的近红外短波(780～1100nm)和近红外长波(1100～2526nm)两个频段内的参数，但不限于选择其它来源的光源及其它参数。

参见图3，控制模块包括连接的蓝牙接收器7、中央控制器10及显示屏8，蓝牙接收器7用于接收红外成像定位模块1实时发送的血管显影信号以及血糖监测模块2实时发送的血糖浓度信号。中央控制器10用于根据血管显影信号定位迷走神经，再根据迷走神经的位置调整超声刺激模块3的焦点位置，还能够调节超声刺激模块3的超声参数，在调节参数时，控制模块可血糖浓度的动态变化自行调节至相应的参数，也可根据用户在触摸屏上的触摸操作命令调节超声刺激模块3的超声参数；显示屏8用于显示颈部的血管和迷走神经、血糖浓度、超声参数以及接收用户的触摸操作。

参见图4，控制模块还包括表盘状的外壳12，蓝牙接收器8、中央控制器10及显示屏11均封装在外壳12的内部，外壳12的两端部固定有腕带9，外壳12背面的一侧设有电池11，构成一个类似智能手表结果，便于穿戴。蓝牙接收器7为蓝牙收发一体芯片，显示屏8为液晶面板，可视化观察各项指标的状态。外壳要可以选用树脂、塑料及peek等组织相容性好的材料，但不限于如金属等其它材料。电池11优选的是充电式锂电池，但不限于使用其它电池类型。

参见图2，系统还包括电源5、超声功率放大器6以及用于与控制模型相互通讯的收发一体蓝牙芯片4，收发一体蓝牙芯片4嵌入电源5内，电源5包含一块可充电式锂电池，为设备提供电力，电源5设置在超声功率放大器6上，超声功率放大器6能够为超声换能器提供更大的功率。

本申请具有无创性及易用性，能够更快速、准确识别颈部血管及神经，引导超声对神经的调控作用，同时，本申请可以通过血糖监测模块监测实施对像的血糖变化，及时调整超声刺激，可以有效推进超声刺迷走神经调控血糖的应用。

以上，仅为本申请的具体实施方式，但本申请的保护范围并不局限于此，任何在本申请揭露的技术范围内的变化或替换，都应涵盖在本申请的保护范围之内。因此，本申请的保护范围应该以权利要求的保护范围为准。

Claims (10)

1.一种用于血糖调节的神经调控系统，其特征在于，包括控制模块以及与控制模块连接的红外成像定位模块、超声刺激模块和血糖监测模块，其中：所述红外成像定位模块用于使颈部的血管显影，所述超声刺激模块用于向颈部的迷走神经发出超声波，所述血糖监测模块用于实时监测血糖浓度；

所述控制模块被配置为：接收红外成像定位模块实时发送的血管显影信号和血糖监测模块实时发送的血糖浓度信号，调整超声刺激模块的焦点位置以及调节超声刺激模块的超声参数。

2.根据权利要求1所述的一种用于血糖调节的神经调控系统，其特征在于，控制模块包括连接的蓝牙接收器、中央控制器及显示屏，其中：

所述蓝牙接收器用于接收红外成像定位模块实时发送的血管显影信号以及血糖监测模块实时发送的血糖浓度信号；

所述中央控制器被配置为：根据颈部血管与迷走神经的伴行关系定位迷走神经、根据迷走神经的位置调整超声刺激模块的焦点位置以及根据用户的触摸操作调节超声刺激模块的超声参数；

所述显示屏用于显示颈部的血管和迷走神经、血糖浓度、超声参数以及接收用户的触摸操作。

3.根据权利要求1所述的一种用于血糖调节的神经调控系统，其特征在于，所述超声刺激模块的超声参数根据血糖浓度的动态变化调节的。

4.根据权利要求1所述的一种用于血糖调节的神经调控系统，其特征在于，红外成像定位模块包括红外激发光源及聚焦透镜，红外激发光源用于发射红外光使血管显影。

5.根据权利要求4所述的一种用于血糖调节的神经调控系统，其特征在于，所述红外激发光源为LED灯泡，红外激发光源的频段为850nm和940nm。

6.根据权利要求2或3所述的一种用于血糖调节的神经调控系统，其特征在于，所述超声刺激模块包括超声换能器及参数控制器，所述参数控制器用于接收所述控制模块发送的超声参数调控指令，并根据超声参数调控指令控制超声波的强度。

7.根据权利要求6所述的一种用于血糖调节的神经调控系统，其特征在于，超声换能器为聚焦式超声换能器。

8.根据权利要求1所述的一种用于血糖调节的神经调控系统，其特征在于，血糖监测模块包括激光发射装置及接收装置。

9.根据权利要求1所述的一种用于血糖调节的神经调控系统，其特征在于，还包括电源、超声功率放大器以及用于与控制模型相互通讯的收发一体蓝牙芯片，所述收发一体蓝牙芯片电源嵌入电源内，所述电源设置在超声功率放大器上。

10.根据权利要求2所述的一种用于血糖调节的神经调控系统，其特征在于，控制模块还包括表盘状的外壳以及用于将外壳固定在手部的腕带，腕带的两端分别固定在外壳两端部，所述蓝牙接收器、中央控制器及显示屏均设置在外壳的内部，外壳背面的一侧设有电池。

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