專利名稱：中樞神經(jīng)系統(tǒng)功能障礙治療的裝置的制作方法
技術(shù)領(lǐng)域：
本發(fā)明涉及一種醫(yī)療設(shè)備，特別涉及一種中樞神經(jīng)系統(tǒng)功能障礙治療的裝置。
背景技術(shù)：
在醫(yī)學(xué)領(lǐng)域中，嚴(yán)重顱腦損傷后遺留的神經(jīng)功能障礙，是臨床神經(jīng)科學(xué)面 臨的一個十分棘手的難題，許多患者因此而終生殘疾，給個人、家庭、社會帶來 極大的痛苦和負(fù)擔(dān)。如何改善顱腦損傷病人的生存質(zhì)量、恢復(fù)損害的神經(jīng)功能成 為神經(jīng)科學(xué)研究的重點和難點，迄今未獲突破性進展。
大量的臨床研究表明，在顱腦損傷的早期，如果采取積極、有效而合理的 治療措施，嚴(yán)重顱腦損傷病人的預(yù)后可望得到改善，甚至康復(fù)。另一個值得關(guān)注
的現(xiàn)象，就是神經(jīng)元數(shù)量的減少與神經(jīng)退行性疾病，如Azhihaimer， s病、 Parkinson' s病的發(fā)生、發(fā)展有密切的關(guān)系，而這些疾病正日益成為威脅人類 健康與生活質(zhì)量的常見疾病，尤其隨著我國步入老年社會以后，這類老年疾病的 發(fā)生將更加突出。近年來的基礎(chǔ)與臨床研究表明，神經(jīng)營養(yǎng)因子在維持胚胎時期 神經(jīng)系統(tǒng)的正常發(fā)育、促進神經(jīng)再生、誘導(dǎo)損傷后的神經(jīng)功能重建，改善損傷或 多種神經(jīng)系統(tǒng)疾病造成的神經(jīng)功能障礙，提高生存質(zhì)量等方面均具有良好的治療 作用；同時也證實，神經(jīng)元的數(shù)量與維持依賴于神經(jīng)營養(yǎng)因子，臨床治療研究也 i正實，^申纟至營養(yǎng)因子確負(fù)&有^ti也 文善Parkinson， s病、Azhihaimer, s病病人 的癥狀和體征，治療效果十分明顯。事實上，神經(jīng)營養(yǎng)因子作為一種有效的治療 藥物在臨床上已經(jīng)開始應(yīng)用。美國CHR0N, SYNTEX等十余家大公司95年便開始 了 NGF即神經(jīng)營養(yǎng)因子的3期臨床實驗，現(xiàn)已正式投入臨床應(yīng)用，將神經(jīng)營養(yǎng)因 子通過靜脈或肌肉注射注入患者體內(nèi)進行治療，并且證實，神經(jīng)營養(yǎng)因子對損傷 的腦或脊髓神經(jīng)元有明顯的保護作用。但是同時也發(fā)現(xiàn)，神經(jīng)營養(yǎng)因子通過靜脈 或肌肉注射途徑給藥，或因機體內(nèi)在的生物降解作用、或受免疫排斥反應(yīng)影響、或因血腦屏障的阻隔等，有效血藥濃度十分有限，發(fā)揮治療作用時間短暫，嚴(yán)重 影響了神經(jīng)營養(yǎng)因子的治療效果。而且，更使人困惑的是，同一種神經(jīng)營養(yǎng)因子、 同一劑量、同一靜脈或肌肉注射給藥途徑對于不同的治療對象(實驗動物或人)， 其療效不盡相同。有的效果較好，有的卻不盡如人意。究其原因，認(rèn)為可能與神 經(jīng)營養(yǎng)因子的作用需要多因子的協(xié)同或聯(lián)合應(yīng)用有關(guān)。
然而，怎樣實現(xiàn)神經(jīng)營養(yǎng)因子與多因子聯(lián)合、同時給藥以及持續(xù)不間斷給 藥，并且采用靜脈或肌肉注射以外的途徑給藥，以減小因機體內(nèi)在的生物降解作 用、受免疫排斥反應(yīng)、因血腦屏障的阻隔等因數(shù)的影響，提高藥物的治療作用， 解決神經(jīng)營養(yǎng)因子聯(lián)合和協(xié)同作用的難題，此前尚未找到有效的辦法。
發(fā)明內(nèi)容
本發(fā)明的目的是提供一種中樞神經(jīng)系統(tǒng)功能障礙治療的裝置，它通過設(shè)置 的培養(yǎng)神經(jīng)營養(yǎng)因子的生物反應(yīng)器、層析柱以及蠕動泵等裝置，既能夠在培養(yǎng) 神經(jīng)營養(yǎng)因子的生物反應(yīng)器中培養(yǎng)含多種神經(jīng)營養(yǎng)因子的混合液，實現(xiàn)多因子 聯(lián)合、同時給藥，解決神經(jīng)營養(yǎng)因子聯(lián)合和協(xié)同作用的難題，又能實現(xiàn)從腦脊 液途徑為患者持續(xù)不間斷給藥，使神經(jīng)營養(yǎng)因子可以更直接地與靶細(xì)胞接觸， 最大限度地發(fā)揮其治療作用。
本發(fā)明的目的是這樣實現(xiàn)的包括設(shè)有培養(yǎng)箱、電控箱的機架，培養(yǎng)箱設(shè) 有二氧化碳輸入口以及^^測二氧化碳的傳感器，培養(yǎng)箱內(nèi)設(shè)置培養(yǎng)神經(jīng)營養(yǎng)因子 的生物反應(yīng)器、層析柱，所述電控箱上設(shè)有用于從脊髓蛛網(wǎng)膜下腔或腦室系統(tǒng)抽 出腦脊液的蠕動泵、用于向脊髓蛛網(wǎng)膜下腔或腦室系統(tǒng)注入腦脊液的蠕動泵、用 于向?qū)游鲋⑷肭逑匆旱娜鋭颖?，所述用于從脊髓蛛網(wǎng)膜下腔或腦室系統(tǒng)抽出腦 脊液的蠕動泵的泵管下游端與用于培養(yǎng)神經(jīng)營養(yǎng)因子的生物反應(yīng)器的上游端連 通，該生物反應(yīng)器的下游端與層析柱的腦脊液入口連通，層析柱的腦脊液出口與 用于向脊髓蛛網(wǎng)膜下腔或腦室系統(tǒng)注入腦脊液的蠕動泵的泵管上游端連通，層析 柱的清洗液入口與用于向?qū)游鲋⑷肭逑匆旱娜鋭颖玫谋霉芟掠味诉B通，層析柱 的廢液出口連通廢液容器，所述電控箱上設(shè)有壓力傳感器，^r測泵管內(nèi)氣泡的傳 感器、泵管溫度加熱器，其中檢測腦脊液抽出壓力的壓力傳感器與用于從脊髓蛛
5網(wǎng)膜下腔或腦室系統(tǒng)抽出腦脊液的蠕動泵的上游泵管連接，檢測腦脊液注入壓力 的壓力傳感器與用于向脊髓蛛網(wǎng)膜下腔或腦室系統(tǒng)注入腦脊液的蠕動泵的下游 泵管連接，用于向脊髓蛛網(wǎng)膜下腔或腦室系統(tǒng)注入腦脊液的蠕動泵的下游泵管經(jīng) 過檢測泵管內(nèi)氣泡的傳感器及泵管溫度加熱器，各個蠕動泵、壓力傳感器、檢測 二氧化碳的傳感器、檢測泵管內(nèi)氣泡的傳感器、泵管溫度加熱器分別通過導(dǎo)線與 設(shè)于電控箱的控制電路連接。
由于采用了上述方案，本發(fā)明中樞神經(jīng)系統(tǒng)功能障礙治療的裝置具有以下
優(yōu)點
1. 在機架的培養(yǎng)箱內(nèi)設(shè)置培養(yǎng)神經(jīng)營養(yǎng)因子的生物反應(yīng)器、層析柱，通過 輸入培養(yǎng)箱內(nèi)的二氧化碳使培養(yǎng)神經(jīng)營養(yǎng)因子的生物反應(yīng)器能夠培養(yǎng)含多種神 經(jīng)營養(yǎng)因子的混合液，實現(xiàn)多因子聯(lián)合、同時給藥，解決了神經(jīng)營養(yǎng)因子聯(lián)合 和協(xié)同應(yīng)用的難題，可最大限度的發(fā)揮神經(jīng)營養(yǎng)因子的治療作用，其對中樞神 經(jīng)系統(tǒng)功能障礙治療的作用是任何單一 的神經(jīng)營養(yǎng)物質(zhì)無法比擬的。
2. 采用培養(yǎng)神經(jīng)營養(yǎng)因子的生物反應(yīng)器在治療過程中不斷培養(yǎng)的含多種神 經(jīng)營養(yǎng)因子的混合液，對中樞神經(jīng)系統(tǒng)功能障礙患者進行治療，既避免了生物 工程藥帶來的種種副作用，又節(jié)約使用生物工程藥的昂貴經(jīng)費。
3. 培養(yǎng)神經(jīng)營養(yǎng)因子的生物反應(yīng)器在供給神經(jīng)營養(yǎng)因子的同時，還能達到 利用星形膠質(zhì)細(xì)胞參與代謝、解毒、維持內(nèi)環(huán)境穩(wěn)定的作用。
4. 通過電控箱上設(shè)置的用于從脊髓蛛網(wǎng)膜下腔或腦室系統(tǒng)抽出腦脊液的蠕 動泵、用于向脊髓蛛網(wǎng)膜下腔或腦室系統(tǒng)注入腦脊液的蠕動泵，從腦脊液途徑 為患者給藥，既避開了機體免疫系統(tǒng)的作用，又解決了血腦屏障的阻隔，神經(jīng) 營養(yǎng)因子可以更直接地與靶細(xì)胞接觸，最大限度地發(fā)揮其治療作用。
5. 通過控制電路自動控制本中樞神經(jīng)系統(tǒng)功能障礙治療的裝置的工作，實 現(xiàn)對被治療者持續(xù)不間斷地給藥，可最大限度的發(fā)揮神經(jīng)營養(yǎng)因子的治療作用。
6. 尤其是本裝置將患者的腦脊液通過用于從脊髓蛛網(wǎng)膜下腔或腦室系統(tǒng)抽 出腦脊液的蠕動泵從脊髓蛛網(wǎng)膜下腔或腦室系統(tǒng)中逐漸抽出，在培養(yǎng)神經(jīng)營養(yǎng) 因子的生物反應(yīng)器獲得含有多種神經(jīng)營養(yǎng)因子的腦脊液混合藥液，經(jīng)層析柱過濾后，再由用于向脊髓蛛網(wǎng)膜下腔或腦室系統(tǒng)注入腦脊液的蠕動泵將腦脊液混 合藥液逐漸注入脊髓蛛網(wǎng)膜下腔或腦室系統(tǒng)中，并且通過溫度傳感器、壓力傳 感器、檢測泵管內(nèi)氣泡的傳感器等的檢測，以及加熱器的加熱，使患者的腦脊 液能夠被安全地抽出與注入，形成持續(xù)循環(huán)的治療，同時還能提供溫度、濕度、 相關(guān)指標(biāo)顯示、超限報警等，檢測指標(biāo)能回訪、瀏覽，并提供數(shù)據(jù)的打印輸出 功能等環(huán)境，為神經(jīng)疾病的治療帶來全新的理念，極大地改變目前神經(jīng)系統(tǒng)功 能障礙治療面臨的難題，具有十分重要的意義。
下面結(jié)合附圖和實施例對本發(fā)明作進一步說明。
圖l為本發(fā)明的結(jié)構(gòu)示意圖2為圖1的A向示意圖3為圖1的B向示意圖4為本發(fā)明的用于培養(yǎng)神經(jīng)營養(yǎng)因子的生物反應(yīng)器的剖面示意圖； 圖5為圖4的C向示意圖； 圖6為本發(fā)明的電路框圖； 圖7為本發(fā)明的電i 各圖； 圖8為本發(fā)明的信號調(diào)理電路圖； 圖9為本發(fā)明的隔離電路圖； 圖1 O為本發(fā)明的指示電路圖； 圖11為本發(fā)明的步進電機驅(qū)動器； 圖12為本發(fā)明的電源電路圖。
具體實施例方式
參見圖1至圖5，本中樞神經(jīng)系統(tǒng)功能障礙治療裝置包括設(shè)有培養(yǎng)箱11、 電控箱4的機架13,機架13的底部設(shè)有四個輪子15,使本裝置能夠輕便地移 動位置。所述培養(yǎng)箱11為可密閉的箱體，箱門16與箱體的接觸部設(shè)有磁性密 封條，箱門16上設(shè)有透明的觀察窗，可通過觀察窗觀看培養(yǎng)箱內(nèi)的情況。培養(yǎng) 箱ll設(shè)有二氧化碳輸入口 29,該二氧化碳輸入口 29通過設(shè)有電磁閥的管道與二氧化碳?xì)庠催B通。培養(yǎng)箱11內(nèi)設(shè)有檢測二氧化碳的傳感器9、培養(yǎng)箱溫度加 熱器7、溫度傳感器8、加濕器6、照明燈IO,照明燈10采用發(fā)光二極管，檢 測二氧化碳的傳感器9、培養(yǎng)箱溫度加熱器7、溫度傳感器8、加濕器6、照明 燈10均分別設(shè)置在培養(yǎng)箱11內(nèi)上部，所述^r測二氧化^暖的傳感器9、培養(yǎng)箱溫 度加熱器7、溫度傳感器8、加濕器6、照明燈IO分別通過導(dǎo)線與設(shè)于電控箱4 內(nèi)的控制電路連接，照明燈10的開關(guān)3采用箱門感應(yīng)開關(guān)，該開關(guān)3設(shè)于培養(yǎng) 箱11箱體與箱門16的接觸部，通過箱門的開閉控制照明燈。所述培養(yǎng)箱11內(nèi) 設(shè)置培養(yǎng)神經(jīng)營養(yǎng)因子的生物反應(yīng)器12、層析柱19。所述培養(yǎng)神經(jīng)營養(yǎng)因子的 生物反應(yīng)器12為內(nèi)部設(shè)有聚醚砜膜14的盒體，盒體中的聚醚砜半透膜 (polyethersulfone， PES)用于神經(jīng)營養(yǎng)因子的著床，有利于神經(jīng)營養(yǎng)因子生 長。所述培養(yǎng)神經(jīng)營養(yǎng)因子的生物反應(yīng)器12的盒體上分別設(shè)有腦脊液的輸入嘴 12a和輸出嘴12b，以及若干個供二氧化碳?xì)怏w進入的小孔12c,這些供二氧化 碳?xì)怏w進入的小孔12c設(shè)置在培養(yǎng)神經(jīng)營養(yǎng)因子的生物反應(yīng)器12盒體的上端， 培養(yǎng)神經(jīng)營養(yǎng)因子的生物反應(yīng)器12放置在培養(yǎng)箱11內(nèi)。所述層析柱19被夾持 在培養(yǎng)箱11內(nèi)設(shè)置的支架18上形成固定，使層析柱19的上下懸空，有利于與 輸液軟管連接。所述電控箱4位于培養(yǎng)箱11的上方，電控箱4上設(shè)有用于從脊 髓蛛網(wǎng)膜下腔或腦室系統(tǒng)抽出腦脊液的蠕動泵20a、用于向脊髓蛛網(wǎng)膜下腔或腦 室系統(tǒng)注入腦脊液的蠕動泵20b、用于向?qū)游鲋⑷肭逑匆旱娜鋭颖?0c。所述 用于從脊髓蛛網(wǎng)膜下腔或腦室系統(tǒng)抽出腦脊液的蠕動泵20a的泵管下游端進入 培養(yǎng)箱11與培養(yǎng)神經(jīng)營養(yǎng)因子的生物反應(yīng)器12上游端的腦脊液的輸入嘴12a 連通，該生物反應(yīng)器12下游端的腦脊液的輸出嘴12b通過輸液軟管與層析柱的 腦脊液入口連通，層析柱的腦脊液出口與用于向脊髓蛛網(wǎng)膜下腔或腦室系統(tǒng)注 入腦脊液的蠕動泵20b的泵管上游端連通，用于向脊髓蛛網(wǎng)膜下腔或腦室系統(tǒng) 注入腦脊液的蠕動泵20b的泵管上游端進入培養(yǎng)箱11內(nèi)與層析柱的腦脊液出口 連接，層析柱的清洗液入口與用于向?qū)游鲋⑷肭逑匆旱娜鋭颖?0c的泵管下 游端連通，用于向?qū)游鲋⑷肭逑匆旱娜鋭颖玫谋霉芟掠味诉M入培養(yǎng)箱11內(nèi)連 接層析柱的清洗液入口，層析柱的廢液出口通過輸液軟管穿出培養(yǎng)箱ll連通廢液容器24,所述培養(yǎng)箱11的上、下端分別設(shè)有管道進出箱體的密封裝置17， 這些密封裝置對進出箱體的管道與箱體之間的間隙進行密封，以保證培養(yǎng)箱內(nèi) 部的氣密性。所述電控箱4上設(shè)有壓力傳感器，其中，檢測腦脊液抽出壓力的 壓力傳感器22a與用于從脊髓蛛網(wǎng)膜下腔或腦室系統(tǒng)抽出腦脊液的蠕動泵20a 的上游泵管通過三通接頭連接，用于從脊髓蛛網(wǎng)膜下腔或腦室系統(tǒng)抽出腦脊液 的蠕動泵20a的上游泵管連通患者脊髓蛛網(wǎng)膜下腔或腦室系統(tǒng)，檢測腦脊液注 入壓力的壓力傳感器22b與用于向脊髓蛛網(wǎng)膜下腔或腦室系統(tǒng)注入腦脊液的蠕 動泵20b的下游泵管通過另一個三通接頭連接。電控箱4上還設(shè)有用于^r測泵 管內(nèi)氣泡的傳感器2、泵管溫度加熱器5，用于向脊髓蛛網(wǎng)膜下腔或腦室系統(tǒng)注 入腦脊液的蠕動泵的下游泵管經(jīng)過檢測泵管內(nèi)氣泡的傳感器2及泵管溫度加熱 器5，泵管溫度加熱器5采用半導(dǎo)體材料制作的加熱器，用于向脊髓蛛網(wǎng)膜下腔 或腦室系統(tǒng)注入腦脊液的蠕動泵的下游泵管經(jīng)過泵管溫度加熱器的一段嵌入加 熱器上設(shè)有的凹槽中，用于向脊髓蛛網(wǎng)膜下腔或腦室系統(tǒng)注入腦脊液的蠕動泵 的下游泵管終端連通患者脊髓蛛網(wǎng)膜下腔或腦室系統(tǒng)。電控箱4上還設(shè)有備用 的蠕動泵，該蠕動泵附近配置一備用的壓力傳感器，以備在使用的蠕動泵出現(xiàn) 故障時使用。各個蠕動泵、壓力傳感器、檢測二氧化碳的傳感器、檢測泵管內(nèi) 氣泡的傳感器、泵管溫度加熱器、培養(yǎng)箱溫度加熱器、溫度傳感器、加濕器、 照明燈等分別通過導(dǎo)線與設(shè)于電控箱的控制電路連接。所述電控箱4上設(shè)有觸 摸屏21及USB接口 27、打印機接口 26、急停開關(guān)1,其觸摸屏21作為操作的 人機界面，使操作、觀察更加直觀，USB接口 27、打印機接口 26,能夠用移動 儲存器儲存數(shù)據(jù)，和用打印機打印數(shù)據(jù)。本裝置還設(shè)計有聲響警報器，在管路 出現(xiàn)氣泡、壓力失控和培養(yǎng)箱傳感器故障時，均可以發(fā)出報警聲。所述機架13 上設(shè)有加濕器的補水箱23，補水箱23的輸水管30與設(shè)于機架上的補水輸入孔 28連接，為培養(yǎng)箱內(nèi)的加濕器補充所需的水。
參見圖6至圖10，所述控制電路包括單片機101，電源電路，步進電機驅(qū) 動器102，信號調(diào)理電3各103,隔離電^各104，；改大電3各105,照明、才艮警驅(qū)動 電路106，加熱、加濕驅(qū)動電路107。所述單片才幾101采用51系列單片才幾，本
9實施例采用的是C8051F060單片機。所述電源電路包括交流變直流模塊108、單 電源變雙電源模塊109、集成穩(wěn)壓器，220V電壓經(jīng)漏電保護開關(guān)110輸入交流 變直流模塊108，交流變直流模塊108為控制電路提供所需的+24V直流電壓， 并同時為單電源變雙電源模塊109提供+24V直流電壓，單電源變雙電源模塊109 為控制電路提供所需的+12V和-12V電壓，并同時為第一集成穩(wěn)壓器111提供 +12V電壓，第一穩(wěn)壓集成塊111為控制電路提供所需的正電源電壓VCC，并同 時為第二集成穩(wěn)壓器112提供正電源電壓，第二集成穩(wěn)壓器112為控制電路提 供所需的+3. 3V電壓。所述單片^幾101的電壓輸入腳VDD連4妄電源電路的+3. 3V 電壓輸出端。單片機101分別經(jīng)四個步進電機驅(qū)動器113連接各蠕動泵的步進 電機，步進電機驅(qū)動器均采用直流電機驅(qū)動集成塊，本實施例所用的為DCM4010 集成塊，四個步進電機驅(qū)動器113的PUL腳分別對應(yīng)連接單片機101的數(shù)字腳 81、 82、 83、 84,四個步進電機驅(qū)動器113的DIR腳分別對應(yīng)連接單片機101 的數(shù)字腳73、 74、 75、 76,四個步進電機驅(qū)動器113的ENA腳分別對應(yīng)連接單 片機101的數(shù)字腳77、 78、 79、 80,各個步進電機驅(qū)動器的OPTO腳接電源電路 的VCC電壓輸出，GND腳接電源電路的GND輸出，+V腳接電源電路的+24V電壓 輸出，A+、 A-、 B+、 B-腳對應(yīng)連接蠕動泵的步進電機正、負(fù)極。單片機101的 數(shù)字腳34、 35、 36分別經(jīng)信號調(diào)理電路103連接各壓力傳感器，本實施例的壓 力傳感器設(shè)有三個，分別用于檢測用于從髓腔抽出腦脊液的蠕動泵的泵管、用 于向髓腔注入腦脊液的蠕動泵的泵管、備用蠕動泵的泵管的壓力，每個壓力傳 感器與單片機之間設(shè)置一個信號調(diào)理電路，三個信號調(diào)理電路的結(jié)構(gòu)完全一樣，
在此僅以一個信號調(diào)理電路103的電路結(jié)構(gòu)進行說明。連接壓力傳感器的插座 116的腳1接電源電路的+12V電壓輸出，腳3接地，腳2經(jīng)電阻R33接集成運 算放大器0P1B的反相輸入腳6，集成運算放大器0P1B的輸出腳7經(jīng)電阻R34接 另一集成運算放大器0P1A的反相輸入腳2,集成運算放大器0P1A的正電源腳8 接電源電路的+12V電壓輸出，集成運算放大器0P1A的負(fù)電源腳4接電源電路的 -12V電壓輸出，集成運算放大器0P1A的輸出腳1接單片機101的數(shù)字腳36, 電源電路的-12V電壓輸出連接電位器W6的一固定端，電位器W6的滑動端與另一固定端連接后一路接集成運算放大器0P1B的反相輸入腳6，另一路經(jīng)電阻 R35、電阻R34接集成運算放大器0P1A的反相輸入腳2,集成運算放大器0P1A 的輸出腳1與電位器W5的第一固定端連接，電位器W5的滑動端與第二固定端 連接后接集成運算放大器0P1A的反相輸入腳2,電位器W5的第一固定端經(jīng)電容 C20接集成運算放大器0P1A的反相輸入腳2，集成運算放大器0P1B的同相輸入 腳5經(jīng)電阻R19接地，集成運算放大器0P1A的同相輸入腳3經(jīng)電阻R20接地。 單片機101經(jīng)隔離電路104連接檢測二氧化碳的傳感器，連接檢測二氧化碳的 傳感器的插座117的腳1接電源電路的+24V電壓輸出，插座117的腳2、腳4 接地，腳3接集成運算方文大器0P4A的同相輸入腳3,該同相輸入腳3經(jīng)電阻R12 接地，集成運算放大器OP4A的正電源腳8接電源電路的+12V電壓輸出，負(fù)電源 腳4接電源電路的-12V電壓輸出，集成運算放大器0P4A的輸出腳1與反相輸入 腳2并聯(lián)與單片機101的數(shù)字腳33連接。所述單片機101經(jīng)放大電路105連接 管路溫度傳感器，連接管路溫度傳感器的插座118的腳1連接單片機101的參 考電壓輸入腳2,并經(jīng)濾波電路115連接單片機101的參考電壓輸出腳4,插座 118的腳1經(jīng)串聯(lián)的電阻9、電阻10連接集成運算放大器0P4B的同相輸入腳5, 插座118的腳2經(jīng)電阻11連接集成運算放大器0P4B的反相輸入腳6,集成運算 放大器0P4B的反相輸入腳6與輸出腳7之間并聯(lián)電阻R14、電容C17，集成運 算放大器0P4B的輸出腳7連接單片機101的數(shù)字腳32，插座118的腳2經(jīng)電阻 R7接地，電阻9、電阻10之間經(jīng)電阻R8接地，集成運算放大器0P4B的同相輸 入腳5經(jīng)電阻R13接地。所述單片機101的數(shù)字腳67、 68分別經(jīng)照明、報警驅(qū) 動電路106連接照明燈、報警器。所述照明、報警驅(qū)動電路為兩個完全相同的 獨立的繼電器驅(qū)動電路，在此僅以照明燈的繼電器驅(qū)動電路進行說明，所述繼 電器驅(qū)動電路包括照明燈插座119、繼電器K、 二極管D8、發(fā)光二極管D16、三 極管T8、電阻R28，照明燈插座119的腳2、腳3接地，腳1接繼電器K的一觸 點端，繼電器的另一觸點端接電源電路的+24V電壓輸出，繼電器線圈的一端接 電源電路的VCC電壓輸出，另一端接三極管T8的集電極，三極管T8的基極接 單片機101的數(shù)字腳68,電源電路的VCC電壓輸出經(jīng)電阻R28接三極管T8的基極，三極管T8的發(fā)射極接地，三極管T8的集電極經(jīng)二極管D8接電源電路的VCC 電壓輸出，三極管T8的集電極并同時經(jīng)電阻R28連接發(fā)光二極管D16后接電源 電路的VCC電壓輸出。所述報警器的繼電器驅(qū)動電^4^于單片機101的數(shù)字腳 67。所述單片機101的數(shù)字腳69、 70與濕度傳感器的插座SHT連接，插座SHT 的VDD腳4接電源電路的VCC電壓輸出，插座SHT的接地腳1接地，插座SHT 的SCK腳3接單片機101的數(shù)字腳70,插座SHT的DATA腳2接單片機101的數(shù) 字腳69, DATA腳2同時經(jīng)電阻R5接電源電路的VCC電壓輸出。所述單片才幾IOI 的數(shù)字腳42連接箱門控制感應(yīng)開關(guān)120。所述單片機101的數(shù)字腳43連接檢測 泵管內(nèi)氣泡的傳感器的插座121。所述單片機101的數(shù)字腳46、 45、 44分別經(jīng) 加熱、加濕驅(qū)動電路(107)連接培養(yǎng)箱溫度加熱器、泵管溫度加熱器和加濕器， 所述加熱、加濕驅(qū)動電3各(107)為三個相同的交流固態(tài)繼電器K，三個交流固 態(tài)繼電器K的一觸點端1分別連接220V交流電壓輸入插座的腳1，另一觸點端 2各自與培養(yǎng)箱溫度加熱器的插座123、泵管溫度加熱器的插座124、加濕器的 插座122的腳1連接，各交流固態(tài)繼電器K的線圏一端腳3分別對應(yīng)連接單片 機101的數(shù)字腳，另一端腳4接地，220V交流電壓輸入插座125的腳2分別與 培養(yǎng)箱溫度加熱器、泵管溫度加熱器、加濕器的插座的腳2連接。所述單片機 101的腳26、 27經(jīng)晶振電路(114 )接地?？刂齐?各的+12V電壓、VCC電壓、+3. 3V 電壓、-12V電壓分別通過由電阻和發(fā)光二極管構(gòu)成的指示電路126接地，+12V 電壓經(jīng)依次串聯(lián)的電阻R21、發(fā)光二極管D17接地，VCC電壓經(jīng)依次串聯(lián)的電阻 R23、發(fā)光二極管D18接地，+3. 3V電壓經(jīng)依次串聯(lián)的電阻R24、發(fā)光二極管D19 接地，-12V電壓經(jīng)依次串聯(lián)的發(fā)光二極管D20、電阻R22接地。
本中樞神經(jīng)系統(tǒng)功能障礙治療裝置使用時，利用預(yù)先編寫設(shè)定的程序自動控 制工作，通過觸摸屏人機界面操縱，啟動二氧化碳自動控制系統(tǒng)，培養(yǎng)箱內(nèi)的 二氧化碳濃度將自動穩(wěn)定到5%，啟動濕度控制系統(tǒng)，培養(yǎng)箱內(nèi)的濕度逐步自動 穩(wěn)定到95RH。/。，啟動溫度控制系統(tǒng)，培養(yǎng)箱內(nèi)的溫度和管路的溫度逐步自動穩(wěn)定 到37。C,啟動蠕動泵，蠕動泵工作使泵管的壓力值保持在500mmH2O以內(nèi)，用于從 脊髓蛛網(wǎng)膜下腔或腦室系統(tǒng)抽出腦脊液的蠕動泵通過泵管逐漸從患者的脊髓蛛網(wǎng)膜下腔或腦室系統(tǒng)中抽出腦脊液，并將腦脊液輸送進用于培養(yǎng)神經(jīng)營養(yǎng)因子 的生物反應(yīng)器中，腦脊液在用于培養(yǎng)神經(jīng)營養(yǎng)因子的生物反應(yīng)器中與，條件培 養(yǎng)基充分混合后形成含有多種神經(jīng)營養(yǎng)因子的腦脊液一條件培養(yǎng)基混合液，腦 脊液一條件培養(yǎng)基混合液經(jīng)層析柱過濾后，由用于向脊髓蛛網(wǎng)膜下腔或腦室系 統(tǒng)注入腦脊液的蠕動泵通過泵管將含有多種神經(jīng)營養(yǎng)因子的混合液重新注入患 者脊髓蛛網(wǎng)膜下腔或腦室系統(tǒng)，如此循環(huán)往復(fù)，達到充分發(fā)揮神經(jīng)營養(yǎng)因子的 神經(jīng)營養(yǎng)作用，促進神經(jīng)再生，并實現(xiàn)神經(jīng)功能重建，改善因損傷或多種神經(jīng) 系統(tǒng)疾病造成的神經(jīng)功能障礙，提高生存質(zhì)量的目的。本裝置工作過程中，當(dāng)
泵管的壓力超過200mmH20時，蠕動泵會立即停止轉(zhuǎn)動，低于10隨^0時會發(fā)出報 警。在管路出現(xiàn)氣泡、壓力失控和培養(yǎng)箱傳感器故障時，報警器發(fā)出報警聲， 可通過本裝置上設(shè)置的急停開關(guān)使裝置停止工作。
權(quán)利要求
1.一種中樞神經(jīng)系統(tǒng)功能障礙治療裝置，其特征在于包括設(shè)有培養(yǎng)箱、電控箱的機架，培養(yǎng)箱設(shè)有二氧化碳輸入口以及檢測二氧化碳的傳感器，培養(yǎng)箱內(nèi)設(shè)置培養(yǎng)神經(jīng)營養(yǎng)因子的生物反應(yīng)器、層析柱，所述電控箱上設(shè)有用于從脊髓蛛網(wǎng)膜下腔或腦室系統(tǒng)抽出腦脊液的蠕動泵、用于向脊髓蛛網(wǎng)膜下腔或腦室系統(tǒng)注入神經(jīng)營養(yǎng)液的蠕動泵、用于向?qū)游鲋⑷肭逑匆旱娜鋭颖?，所述用于從脊髓蛛網(wǎng)膜下腔或腦室系統(tǒng)抽出腦脊液的蠕動泵的泵管下游端與用于培養(yǎng)神經(jīng)營養(yǎng)因子的生物反應(yīng)器的上游端連通，該生物反應(yīng)器的下游端與層析柱的腦脊液入口連通，層析柱的腦脊液出口與用于向脊髓蛛網(wǎng)膜下腔或腦室系統(tǒng)注入腦脊液的蠕動泵的泵管上游端連通，層析柱的清洗液入口與用于向?qū)游鲋⑷肭逑匆旱娜鋭颖玫谋霉芟掠味诉B通，層析柱的廢液出口連通廢液容器。所述電控箱上設(shè)有壓力傳感器，檢測泵管內(nèi)氣泡的傳感器、泵管溫度加熱器，其中檢測腦脊液抽出壓力的壓力傳感器與用于從脊髓蛛網(wǎng)膜下腔或腦室系統(tǒng)抽出腦脊液的蠕動泵的上游泵管連接，檢測腦脊液注入壓力的壓力傳感器與用于向脊髓蛛網(wǎng)膜下腔或腦室系統(tǒng)注入腦脊液的蠕動泵的下游泵管連接，用于向髓腔注入腦脊液的蠕動泵的下游泵管經(jīng)過檢測泵管內(nèi)氣泡的傳感器及泵管溫度加熱器，各個蠕動泵、壓力傳感器、檢測二氧化碳的傳感器、檢測泵管內(nèi)氣泡的傳感器、泵管溫度加熱器分別通過導(dǎo)線與設(shè)于電控箱的控制電路連接。
2. 根據(jù)權(quán)利要求1所述的中樞神經(jīng)系統(tǒng)功能障礙治療裝置，其特征在于 所述培養(yǎng)箱內(nèi)設(shè)有培養(yǎng)箱溫度加熱器、溫度傳感器、加濕器、照明燈，所述培 養(yǎng)箱溫度加熱器、溫度傳感器、加濕器、照明燈分別通過導(dǎo)線與設(shè)于電控箱的 控制電路連接。
3. 根據(jù)權(quán)利要求1或2所述的中樞神經(jīng)系統(tǒng)功能障礙治療裝置，其特征在 于所述培養(yǎng)箱的箱體上設(shè)有管道進出箱體的密封裝置。
4. 根據(jù)權(quán)利要求1所述的中樞神經(jīng)系統(tǒng)功能障礙治療裝置，其特征在于 所述電控箱上設(shè)有觸摸屏及USB接口、打印機接口。
5. 根據(jù)權(quán)利要求1所述的中樞神經(jīng)系統(tǒng)功能障礙治療裝置，其特征在于 所述培養(yǎng)神經(jīng)營養(yǎng)因子的生物反應(yīng)器為內(nèi)部設(shè)有聚醚砜膜的盒體，盒體上分別 設(shè)有腦脊液的輸入嘴和輸出嘴，以及若干供二氧化碳?xì)怏w進入的孔，其輸入嘴 與用于從脊髓蛛網(wǎng)膜下腔或腦室系統(tǒng)抽出腦脊液的蠕動泵的泵管下游端連接， 輸出嘴與層析柱的腦脊液入口連通。
6. 根據(jù)權(quán)利要求1所述的中樞神經(jīng)系統(tǒng)功能障礙治療裝置，其特征在于 所述機架13的底部設(shè)有輪子。
7. 根據(jù)權(quán)利要求1所述的中樞神經(jīng)系統(tǒng)功能障礙治療裝置，其特征在于 所述控制電路包括單片機，電源電路，步進電機驅(qū)動器，信號調(diào)理電路，隔離 電路，放大電路，照明、報警驅(qū)動電路，加熱、加濕驅(qū)動電路，所述單片機的 電壓輸入腳連接電源電路的輸出端，單片機分別經(jīng)步進電機驅(qū)動器連接各蠕動 泵的步進電機，單片機分別經(jīng)信號調(diào)理電路連接各壓力傳感器，單片機經(jīng)隔離 電路連接檢測二氧化碳的傳感器，單片機經(jīng)放大電路連接管路溫度傳感器，單 片機分別經(jīng)照明、報警驅(qū)動電路連接照明燈、報警器，單片機分別連接濕度傳 感器、檢測泵管內(nèi)氣泡的傳感器，單片機分別經(jīng)加熱、加濕驅(qū)動電路連接加熱 器、加濕器，所述步進電機驅(qū)動器，信號調(diào)理電路，隔離電路，放大電路，照 明、報警驅(qū)動電路的電壓輸入端連接電源電路的輸出端，加熱、加濕驅(qū)動電路 的電源輸入端連接交流電源，所述單片機及上述各電路的接地端接地。
8. 根據(jù)權(quán)利要求7所述的中樞神經(jīng)系統(tǒng)功能障礙治療裝置，其特征在于 所述電源電路包括交流變直流模塊、單電源變雙電源模塊、集成穩(wěn)壓器，220V 電壓經(jīng)漏電保護開關(guān)輸入交流變直流模塊，交流變直流模塊為控制電路提供所 需的24V直流電壓，并同時為單電源變雙電源;漠塊提供24V直流電壓，單電源 變雙電源模塊為控制電路提供所需的+12V和-12V電壓，并同時為第一集成穩(wěn)壓 器提供+12V電壓，第一穩(wěn)壓集成塊為控制電蹤^是供所需的正電源電壓，并同時 為第二集成穩(wěn)壓器提供正電源電壓，第二集成穩(wěn)壓器為控制電路提供所需的 +3. 3V電壓。
全文摘要
本發(fā)明公開了一種中樞神經(jīng)系統(tǒng)功能障礙治療裝置，在機架上設(shè)有培養(yǎng)箱、電控箱，培養(yǎng)箱內(nèi)設(shè)置生物反應(yīng)器、層析柱，電控箱上設(shè)置蠕動泵，蠕動泵的泵管與生物反應(yīng)器連通，該生物反應(yīng)器經(jīng)層析柱與另一蠕動泵的泵管連通，電控箱上設(shè)有壓力傳感器，檢測泵管內(nèi)氣泡的傳感器、泵管溫度加熱器，各個蠕動泵、壓力傳感器、檢測二氧化碳的傳感器、檢測泵管內(nèi)氣泡的傳感器、泵管溫度加熱器分別通過導(dǎo)線與設(shè)于電控箱的控制電路連接。它能在生物反應(yīng)器中培養(yǎng)含多種神經(jīng)營養(yǎng)因子的混合液，實現(xiàn)多因子聯(lián)合、同時給藥，解決神經(jīng)營養(yǎng)因子聯(lián)合和協(xié)同作用的難題，實現(xiàn)從腦脊液途徑為患者持續(xù)不間斷給藥，使神經(jīng)營養(yǎng)因子可以更直接地與靶細(xì)胞接觸，發(fā)揮治療作用。
文檔編號A61M5/00GK101664571SQ20081007023
公開日2010年3月10日 申請日期2008年9月5日 優(yōu)先權(quán)日2008年9月5日
發(fā)明者楊沐曦, 陳潔平, 黃其林 申請人:中國人民解放軍第三軍醫(yī)大學(xué)第二附屬醫(yī)院