基于肌电信号的杓状软骨牵引装置 专利技术说明

医药医疗技术的改进;医疗器械制造及应用技术1.本发明涉及医疗器械技术领域，特别地涉及一种基于肌电信号的杓状软骨牵引装置。背景技术：2.声带运动障碍是一种比较常见的病症，有多种病因，通常表现为一侧声带无法正进行外展与内收等动作，从而影响患者的发音功能，甚至正常呼吸。3.目前针对声带运动障碍的治疗，根据具体的病因主要是从手术治疗入手。对于手术治疗而言，通常是通过对于声带部分的组织结构进行位置的调整、校正或者植入一些填充体来实现治疗，这种方式的治疗效果难以预测。4.因此，本发明考虑从外力辅助方面入手，提出一种基于肌电信号的杓状软骨牵引装置，利用外力辅助来主动牵引声带进行外展与内收，可以弥补声带组织结构本身在活动性上存在的功能缺陷，从而有效提高治疗效果。技术实现要素：5.为了解决现有技术中针对声带运动障碍的治疗手段存在的没有外力辅助，治疗效果难以预测的问题，本发明提出了一种基于肌电信号的杓状软骨牵引装置。6.本发明提出的一种基于肌电信号的杓状软骨牵引装置，包括：肌电信号获取组件，其能够植入至健康一侧的声带对应的组织中，所述肌电信号获取组件用于获取健康一侧的喉肌不同部位的肌电信号。7.牵引组件，其包括多个牵引单元，所述牵引单元包括牵引臂，多个所述牵引单元的所述牵引臂能够分别固定连接患病一侧的声带对应的杓状软骨的不同部位；以及牵引驱动组件，其包括与所述牵引单元一一对应的多个驱动单元，所述牵引驱动组件能够根据所述肌电信号使对应的所述驱动单元驱动相应的所述牵引单元的所述牵引臂，以使所述牵引臂带动所述杓状软骨对应的部位运动。8.在一个实施方式中，所述肌电信号获取组件包括肌电电极以及与所述肌电电极电连接的肌电识别单元，所述肌电电极能够植入至健康一侧的喉肌的相应部位中并获取对应的肌电信号，所述肌电识别单元能够植入至健康一侧的喉肌附近的组织中。9.在一个实施方式中，所述肌电电极包括环杓后肌电极、杓横肌和杓斜肌电极、环杓侧肌电极。10.在一个实施方式中，所述牵引组件包括三个所述牵引单元，三个所述牵引单元的所述牵引臂分别固定于所述杓状软骨的肌突、软骨体以及声带突上。11.在一个实施方式中，所述牵引组件还包括电磁力座，所述所述驱动单元为能够对所述电磁力座产生电磁作用的电磁线圈，所述电磁力座在所述电磁线圈的作用下能够产生电磁吸力或电磁推力，以驱动所述牵引臂运动。12.在一个实施方式中，所述牵引组件还包括牵引座，所述牵引座上具有牵引通道，所述电磁力座固定在所述牵引通道中，所述牵引臂至少部分地设置于所述牵引通道中，且所述牵引臂能够在所述牵引通道中滑动。13.在一个实施方式中，所述牵引座固定在所述杓状软骨附近的骨组织上。14.在一个实施方式中，所述牵引臂包括固定于所述杓状软骨的固定端以及与所述固定端连接的活动端，所述活动端对应并配合所述驱动单元。15.在一个实施方式中，所述固定端与所述活动端之间通过弹性件连接。16.在一个实施方式中，所述牵引驱动组件还包括能够固定在人体颈部的环颈支架，所述多个驱动单元设置在所述环颈支架上，且所述多个驱动单元的位置与植入至人体内的所述牵引单元一一对应。17.上述技术特征可以各种适合的方式组合或由等效的技术特征来替代，只要能够达到本发明的目的。18.本发明提供的一种基于肌电信号的杓状软骨牵引装置，与现有技术相比，至少具备有以下有益效果：本发明的一种基于肌电信号的杓状软骨牵引装置，通过将健康一侧的肌电信号（lemg）转换为患病一侧的电磁推/拉力信号，使牵引臂推/拉杓状软骨的肌突、体部、声带突发生位移，使杓状软骨产生外旋、内移以及内旋，从而带动萎缩的声带进行外展、内移以及内收，最终让声带活动，达到治疗单侧声带运动障碍（疾病）的目的。附图说明19.在下文中将基于实施例并参考附图来对本发明进行更详细的描述。其中：图1显示了本发明的基于肌电信号的杓状软骨牵引装置的整体结构示意图；图2显示了本发明的基于肌电信号的杓状软骨牵引装置在使声带外展状态下的示意图；图3显示了本发明的基于肌电信号的杓状软骨牵引装置在使声带内收状态下的示意图；图4显示了本发明的基于肌电信号的杓状软骨牵引装置在使声带前端闭合状态下的示意图。20.在附图中，相同的部件使用相同的附图标记。附图并未按照实际的比例。21.附图标记：1-牵引单元，11-牵引臂，111-固定端，112-活动端，113-弹性件，12-电磁力座，13-牵引座，131-牵引通道，2-牵引驱动组件，21-驱动单元，22-环颈支架，3-声带，4-杓状软骨，5-甲状软骨，6-皮肤。具体实施方式22.下面将结合附图对本发明作进一步说明。23.本发明的实施例提供了一种基于肌电信号的杓状软骨牵引装置，包括：肌电信号获取组件，其能够植入至健康一侧的声带3对应的组织中，肌电信号获取组件用于获取健康一侧的喉肌不同部位的肌电信号。24.牵引组件，其包括多个牵引单元1，牵引单元1包括牵引臂11，多个牵引单元1的牵引臂11能够分别固定连接患病一侧的声带3对应的杓状软骨4的不同部位；以及牵引驱动组件2，其包括与牵引单元1一一对应的多个驱动单元21，牵引驱动组件2能够根据肌电信号使对应的驱动单元21驱动相应的牵引单元1的牵引臂11，以使牵引臂11带动杓状软骨4对应的部位运动。25.具体地，如附图图1所示，本发明在结构上主要包括三个部分，即植入至健康一侧的声带3对应的喉肌的肌电信号获取组件（附图中未示出）、植入至患病一侧的声带3对应的杓状软骨4处的牵引组件以及外置于人体的牵引驱动组件2，本发明的核心思想是利用健康一侧的肌电信号来通过牵引驱动组件2驱动植入于患病一侧的牵引组件，从而利用牵引组件的外力辅助患病一侧的声带3的收展，实现对于单侧声带3运动障碍的治疗。附图图1中所示的声带3的结构仅为简单地示意。26.具体应用时，首先通过肌电信号获取组件中的肌电电极获取健康一侧的喉肌深层的肌电信号，肌电电极包括环杓后肌电极、杓横肌和杓斜肌电极、环杓侧肌电极，分别用于检测喉肌不同部位，即环杓后肌、杓横肌和杓斜肌、环杓侧肌部分的肌电信号，这几个部位分别用于控制健康的声带3进行各种姿态的收展。肌电电极采集健康一侧的肌电信号，并将肌电信号发送至肌电识别单元。肌电电极为头端为直径5μm、长约20μm的电极针，肌电电极的尾端通过导线与肌电识别单元相连，导线长约10mm、直径2mm。肌电识别单元植入于健康一侧的喉肌附近的组织中，例如固定在健康一侧的甲状软骨5的外侧面上。27.在一个实施例中，牵引组件包括三个牵引单元1，三个牵引单元1的牵引臂11分别固定于杓状软骨4的肌突、软骨体以及声带突上。参照附图图1，图上由上至下三个点位即为杓状软骨4的肌突、软骨体以及声带突，对于杓状软骨4的牵引从而实现声带3的姿态调整至少需要以上三个点位，当然也可以设置更多的点位来进一步细化对于声带3姿态的调整。28.在一个实施例中，牵引组件还包括电磁力座12，驱动单元21为能够对电磁力座12产生电磁作用的电磁线圈，电磁力座12在电磁线圈的作用下能够产生电磁吸力或电磁推力，以驱动牵引臂11运动。29.具体地，本实施例中利用电磁力（吸力或者推力）来实现对于牵引臂11的驱动牵引，电磁力座12（具有电磁特性的金属）植入于体内并固定在体内的相应组织上，驱动单元21的电磁线圈通电产生磁场，磁场作用到电磁力座12后，电磁力座12产生驱动牵引臂11的电磁力，进而使牵引臂11朝推动或者拉动杓状软骨4的方向移动。牵引臂11需要设置为能够被电磁力作用的结构，例如至少部分采用磁铁材质。当然，理论上可以不设置电磁力座12，直接由外置的驱动单元21来推动体内的牵引臂11，但是这样的驱动效果可能所有不足。30.在一个实施例中，牵引组件还包括牵引座13，牵引座13固定在杓状软骨4附近的骨组织上，牵引座13上具有牵引通道131，电磁力座12固定在牵引通道131中，牵引臂11至少部分地设置于牵引通道131中，且牵引臂11能够在牵引通道131中滑动。31.具体地，如附图图1所示，牵引组件设置有牵引座13，牵引座13用于安装电磁力座12以及提供对牵引臂11的运动进行导向的牵引通道131，牵引座13固定在杓状软骨4附近的骨组织上，本实施例中固定在患病一侧的甲状软骨5的内侧面上。牵引臂11在电磁力座12的驱动下，在牵引通道131中移动。32.在一个实施例中，牵引臂11包括固定于杓状软骨4的固定端111以及与固定端111连接的活动端112，活动端112对应并配合驱动单元21，固定端111与活动端112之间通过弹性件113连接。33.具体地，如附图图1所示，牵引臂11整体为通过固定端111、活动端112以及弹性件113构成非刚性的结构，活动端112设置在牵引通道131中且牵引通道131内设置有防止活动端112脱出的限位结构（附图中未示出）。利用弹性件113所构成的非刚性的结构，可以在牵引臂11对杓状软骨4进行牵引时，起到一定的缓冲以及滞后作用，避免刚性结构对杓状软骨4产生瞬时牵引，造成组织拉伤等问题。34.此外，在驱动单元21通过电磁力驱动牵引单元1动作后，弹性件113产生形变，牵引单元1可以在电磁力消失后复位，复位可以通过弹性件113的弹力以及人体组织原本的弹性来实现。当然也可以采用施加反向的电磁力来时牵引单元1反向动作来实现。35.在一个实施例中，牵引驱动组件2还包括能够固定在人体颈部的环颈支架22，多个驱动单元21设置在环颈支架22上，且多个驱动单元21的位置与植入至人体内的牵引单元1一一对应。36.具体地，如附图图1所示，环颈支架22可以佩戴固定在人体的颈部，并且可以相对固定在颈部的皮肤6上，这样可以实现对于环颈支架22上的牵引单元1的位置的固定，从而实现与体内的牵引单元1在位置上一一对应。环颈支架22长约30cm，宽度、厚度、材质可个体化定制；环颈支架22内还设置有电源、肌电信号处理单元以及电线。37.肌电信号处理单元接收肌电信号获取组件的肌电识别单元发出的肌电信号，进而控制相应的驱动单元21动作，即基于健康一侧的肌电信号模拟出患病一侧原本应该进行的相应的声带3调整的姿态，并利用对应的牵引单元1的外力辅助患病一侧的声带3的姿态调整。38.参照附图图2至图4，在此对其中几种姿态调整进行说明：当环杓后肌电极采集到的肌电信号大于等于预设值（150μv），则肌电信号处理单元控制对杓状软骨4的肌突对应的牵引单元1进行驱动，如附图图2所示，使上方的牵引单元1的牵引臂11向外推出，此时双杓之间的距离变大，双声带3之间的距离变大，声门开放。当杓横肌和杓斜肌电极的肌电信号大于等于预设值（150μv），则肌电信号处理单元控制对杓状软骨4的肌突对应的牵引单元1进行驱动，如附图图3所示，使中间的牵引单元1的牵引臂11向外推出，此时双杓之间的距离变小，双声带3之间的距离相对变小，声门闭合。当环杓侧肌极的肌电信号大于等于预设值（150μv），则肌电信号处理单元控制对杓状软骨4的肌突对应的牵引单元1进行驱动，如附图图4所示，使下方的牵引单元1的牵引臂11向外推出，此时双杓之间的距离变大，双声带3之间的距离变小，声门闭合。39.通过将健康一侧的肌电信号（lemg）转换为患病一侧的电磁推拉力信号，使牵引臂11推拉杓状软骨4的肌突、体部、声带3突发生位移，使杓状软骨4产生外旋、内移以及内旋，从而带动萎缩的声带3进行外展、内移以及内收，最终让声带3活动，达到治疗单侧声带3运动障碍（疾病）的目的。40.在本发明的描述中，需要理解的是，术语“上”、“下”、“底”、“顶”、“前”、“后”、“内”、“外”、“左”、“右”等指示的方位或位置关系为基于附图所示的方位或位置关系，仅是为了便于描述本发明和简化描述，而不是指示或暗示所指的装置或元件必须具有特定的方位、以特定的方位构造和操作，因此不能理解为对本发明的限制。41.虽然在本文中参照了特定的实施方式来描述本发明，但是应该理解的是，这些实施例仅仅是本发明的原理和应用的示例。因此应该理解的是，可以对示例性的实施例进行许多修改，并且可以设计出其他的布置，只要不偏离所附权利要求所限定的本发明的精神和范围。应该理解的是，可以通过不同于原始权利要求所描述的方式来结合不同的从属权利要求和本文中所述的特征。还可以理解的是，结合单独实施例所描述的特征可以使用在其他所述实施例中。









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