一种基于射频技术的微创皮下神经介入芯片

1.本发明涉及皮下神经介入芯片技术领域，尤其是涉及一种基于射频技术的微创皮下神经介入芯片。


背景技术：

2.随着生活水平的提高和人口老龄化的到来，“脑血管病介入治疗”这一领域已显示了广活的前景。“神经介入，是指利用血管内导管操作技术，在计算机控制的数字减影血管造影系统的支持下，对累及人体神经系统的血管病变进行诊断和治疗的一门新兴学科。”3.这里所说的神经系统血管疾病，包神经介入综合疗法以科学的诊断为前提，在面部定位发病病灶和扳机点，通过皮下介入技术，将三氧分子这种强氧化剂，直接作用于病变部位的神经根部。通过三氧分子的化学作用，能够有效阻滞支配病变部位的神经传导，使其神经根纤维凝固变性，扩张血管，消除神经根的炎性改变和神经间的粘连肿胀，使痛觉神经失去传导功能，但又不损伤其他正常组织的非凡治疗效果。结合现代靶向用药技术，向病变的脑血管神经及周围组织输送修复神经、活血及止痛的药物，在消除疼痛的同时有效修复病变的神经组织、解除周围血管和组织的物理性刺激，真正实现了从源头上治疗脑血管神经痛，有效预防了脑血管神经痛复发医学难题。
4.神经介入综合疗法有创伤小、简便、安全、有效、并发症少和治疗时间明显缩短的临床效果。通过微创和药物相结合，达到深入病灶进行靶向治疗的目的，减轻和根除困扰患者的疼痛，让其免受脑血管神经痛的巨大痛苦。
5.然而目前，常规的神经介入综合疗法没有有效的跟踪监测手段，没有办法及时有效地跟踪三氧分子的作用情况，基于此，亟需研究一种配合神经介入综合疗法的微创皮下神经介入芯片。


技术实现要素：

6.为了解决神经介入综合疗法的上述技术问题，本发明提供一种基于射频技术的微创皮下神经介入芯片。采用如下的技术方案：
7.一种基于射频技术的微创皮下神经介入芯片，微创皮下神经介入芯片包括mcu内核、三氧分子传感单元、存储单元、时钟产生模块、射频模块和供电模块，三氧分子传感单元、存储单元、时钟产生模块、射频模块和供电模块分别与mcu内核通信连接；
8.三氧分子传感单元用于监测三氧分子的含量，并传输给mcu内核；
9.时钟产生模块用于生成时间戳数据，并将时间戳是数据作用于三氧监测数据；
10.存储单元用于存储mcu内核处理后的三氧监测数据；
11.射频模块用于向外界发射处理后的三氧监测数据；
12.供电模块用于为各电器件供电。
13.在神经介入综合疗法中，在面部定位发病病灶，通过微创皮下介入技术，将三氧分子这种强氧化剂，直接作用于病变部位的神经根部，同时在介入三氧分子时，将微创皮下神
经介入芯片植入到三氧分子作用部位，实际操作中，其更加靠近表皮，避免对神经根本造成刺激，微创皮下神经介入芯片作用的原理是：
14.神经系统疾病的致病因素大都涉及氧化应激，如自由基增多和脂质过氧化物的聚集等。活性氧与神经元损伤和神经传递异常有一定关系。研究表明，臭氧可促进氧化预处理，可通过增强内源性抗氧化剂的产生、改善局部血液循环和调节免疫反应来逆转慢性氧化应激。
15.三氧分子传感单元会对介入的三氧分子浓度进行监测，这里的三氧分子实际上就是臭氧分子(o3)，然而不同浓度的三氧分子对病灶的作用效果不同，在神经介入综合疗法中，初始介入的三氧分子含量是根据患者病情进行设定的，然而由于植入皮下后的环境变化，这个三氧分子有可能剧烈衰减，也可能缓慢衰减，三氧分子浓度的保持度对于神经介入综合疗法的效果有着重要的影响，现阶段还没有匹配神经介入综合疗法，跟踪三氧分子浓度的装置或设备，如果不及时发现三氧分子浓度的变化，只是对病症变化进行跟踪，一旦三氧分子浓度由于介入环境的原因迅速衰减，就大概率造成神经介入综合疗法的失败，如果不及时处理会耽误患者的治疗时间。
16.基于上述原理，将三氧分子传感单元集成到皮下神经介入芯片中，对病灶处的三氧分子进行监测，并将监测的数据值通过mcu内核处理后进行存储，当医生在术后设定时间，比如半小时需要采集数据时，采用射频模块将三氧分子浓度数据向表皮外发送，医生采用射频接收装置接收并解析数据后就可以实现匹配神经介入综合疗法的三氧分子浓度监测。
17.时钟产生模块将时间戳是数据作用于三氧监测数据，这样医生在接收并解析的三氧分子浓度数据中就有时间戳数据，这样对于三氧分子的变化有更加直观地了解和判断。
18.还包括基于压力感应的控制模块，控制模块与mcu内核通信连接，用于监测外界的压力，并根据压力监测结果向mcu内核反馈数据发送需求，mcu内核根据数据发送需求通过射频模块向外发送三氧监测数据。
19.控制模块包括压力感应模块、压力变送单元和压力分析芯片，压力感应模块设置在靠近表皮的一侧，用于感应来自表皮的压力，压力变送单元与压力感应模块通信连接，用于将压力感应模块的压力模拟信号转化为压力数字信号，并传输给压力分析芯片，压力分析芯片用于分析压力数字信号，按照按压数字信号的分析结果得到数据发送需求：
20.设定压力阈值x和按压时间阈值t，当压力数字信号值存在大于x且持续时间大于t，小于2t时，记录发生一次按压a，当监测量有两次按压a发生，且时间间隔为1-3秒时，得到数据发送需求，向mcu内核反馈数据发送需求。
21.由于采用皮下植入的方案设计，因此芯片的体积会有较为严格的要求，为了节省电量，平时射频模块处于不工作状态，当需要采集三氧分子浓度数据时，只需在压力感应模块对应的表皮处进行轻轻的连续按压，这样就触发了控制模块的控制逻辑，也就是得到数据发送需求，mcu内核才控制射频模块开始工作向外界广播发送处理后的三氧分子浓度数据，可以设置发送持续时间，比如1分钟，时间过后射频模块继续处于静默状态，节省电能。
22.微创皮下神经介入芯片还设置医用硅胶封装层，医用硅胶封装层的两侧分别至少两个三氧检测口，用于三氧分子传感单元检测三氧分析含量。
23.整个介入芯片的封装采用柔性的医用硅胶封装层，避免对植入部位的刺激，开设
三氧检测口的目的是三氧分子传感单元能够直接接触到三氧分子介入部分，实现三氧分子浓度的监测。
24.医用硅胶封装层的厚度为0.2mm-0.5mm，且外形是胶囊状。
25.胶囊状的外形，端部比较圆润，更加方便植入，厚度0.2mm-0.5mm，能很好地隔绝保护内部元件。
26.医用硅胶封装层外还涂抹生物防滑涂层。
27.生物防滑涂层能很好地固定微创皮下神经介入芯片的位置，避免微创皮下神经介入芯片在植入部位出现游弋现象。
28.三氧分子传感单元包括至少两对三氧传感头、系留导丝和三氧传感分析模块，两对三氧传感头分别设置在医用硅胶封装层的两侧，分别位于三氧检测口处，监测两侧的三氧分子含量，并通过系留导丝传输给三氧传感分析模块，三氧传感分析模块集成在mcu内核一侧，与mcu内核通信连接，三氧传感分析模块将处理后的三氧分子含量数据传输给mcu内核。
29.三氧分子传感单元其设计原理采用系留式的设计，采用三氧传感头装在医用硅胶封装层的两侧，分别对应三氧检测口，实现三氧分子模拟量的采集，在经过系留导丝的传输后将模拟量传输给三氧传感分析模块，三氧传感分析模块将模拟量转化为数字量，最终传输给mcu内核，系留式的结构设计，避免传感器的整体化带来的大体积，且三氧传感头的布置更加灵活，可以根据手术情况选定不同位置三氧检测口的选择，使监测更加精准。
30.射频模块包括至少四个单片射频发射器芯片，医用硅胶封装层的四周均匀预设四个发射窗口，四个单片射频发射器芯片分别嵌入在四个发射窗口处，并通过通信数据线与mcu内核通信连接，单片射频发射器芯片安装完成后，表面距离医用硅胶封装层的最外层低于0.05mm。
31.射频模块的设计采用四个单片射频发射器芯片的环绕式设计，避免微创皮下神经介入芯片不明情况地转到导致单片射频发射器芯片朝向人体内侧，影响到数据传输，四个单片射频发射器芯片形成阵列式的布局，无论微创皮下神经介入芯片如何转动，都会有一个单片射频发射器芯片接近皮肤，保证数据传输质量。
32.供电模块包括微型电池和电源管理芯片，微型电池在电源管理芯片的控制下分别为各个电器件供电。
33.供电模块的微型电池体积小，一般神经介入综合疗法的介入操作一般就几十分钟，后续的监测时间一般也不超过一周，因此选用体积更小的离电池就可以满足用电需求。
34.还包括加密芯片，加密芯片与mcu内核通信连接，用于为三氧分子含量数据加密。
35.加密芯片的设置是避免患者数据的泄露。
36.综上所述，本发明包括以下至少一种有益技术效果：
37.本发明能提供一种基于射频技术的微创皮下神经介入芯片，将三氧分子传感单元集成到皮下神经介入芯片中，对脑血管神经病灶处的三氧分子进行监测，并将监测的数据值通过mcu内核处理后进行存储，当医生在术后设定时间采用射频模块将三氧分子浓度数据向表皮外发送，医生采用射频接收装置接收并解析数据后就可以实现匹配神经介入综合疗法的三氧分子浓度监测，能有效提升神经介入综合疗法的术后监测效果。
附图说明
38.图1是本发明的电器件连接原理示意图；
39.图2是本发明结构示意图。
40.附图标记说明：1、mcu内核；2、三氧分子传感单元；21、三氧传感头；22、系留导丝；23、三氧传感分析模块；3、存储单元；4、时钟产生模块；5、射频模块；51、单片射频发射器芯片；6、供电模块；61、微型电池；62、电源管理芯片；7、控制模块；71、压力感应模块；72、压力变送单元；73、压力分析芯片；8、医用硅胶封装层；81、三氧检测口；82、生物防滑涂层；9、加密芯片。
具体实施方式
41.以下结合附图对本发明作进一步详细说明。
42.本发明实施例公开一种基于射频技术的微创皮下神经介入芯片。
43.参照图1和图2，一种基于射频技术的微创皮下神经介入芯片，微创皮下神经介入芯片包括mcu内核1、三氧分子传感单元2、存储单元3、时钟产生模块4、射频模块5和供电模块6，三氧分子传感单元2、存储单元3、时钟产生模块4、射频模块5和供电模块6分别与mcu内核1通信连接；
44.三氧分子传感单元2用于监测三氧分子的含量，并传输给mcu内核1；
45.时钟产生模块4用于生成时间戳数据，并将时间戳是数据作用于三氧监测数据；
46.存储单元3用于存储mcu内核1处理后的三氧监测数据；
47.射频模块5用于向外界发射处理后的三氧监测数据；
48.供电模块6用于为各电器件供电。
49.在神经介入综合疗法中，在面部定位发病病灶，通过微创皮下介入技术，将三氧分子这种强氧化剂，直接作用于病变部位的神经根部，同时在介入三氧分子时，将微创皮下神经介入芯片植入到三氧分子作用部位，实际操作中，其更加靠近表皮，避免对神经根本造成刺激，微创皮下神经介入芯片作用的原理是：
50.神经系统疾病的致病因素大都涉及氧化应激，如自由基增多和脂质过氧化物的聚集等。活性氧与神经元损伤和神经传递异常有一定关系。研究表明，臭氧可促进氧化预处理，可通过增强内源性抗氧化剂的产生、改善局部血液循环和调节免疫反应来逆转慢性氧化应激。
51.三氧分子传感单元2会对介入的三氧分子浓度进行监测，这里的三氧分子实际上就是臭氧分子(o3)，然而不同浓度的三氧分子对病灶的作用效果不同，在神经介入综合疗法中，初始介入的三氧分子含量是根据患者病情进行设定的，然而由于植入皮下后的环境变化，这个三氧分子有可能剧烈衰减，也可能缓慢衰减，三氧分子浓度的保持度对于神经介入综合疗法的效果有着重要的影响，现阶段还没有匹配神经介入综合疗法，跟踪三氧分子浓度的装置或设备，如果不及时发现三氧分子浓度的变化，只是对病症变化进行跟踪，一旦三氧分子浓度由于介入环境的原因迅速衰减，就大概率造成神经介入综合疗法的失败，如果不及时处理会耽误患者的治疗时间。
52.基于上述原理，将三氧分子传感单元集成到皮下神经介入芯片中，对病灶处的三氧分子进行监测，并将监测的数据值通过mcu内核1处理后进行存储，当医生在术后设定时
间，比如半小时需要采集数据时，采用射频模块5将三氧分子浓度数据向表皮外发送，医生采用射频接收装置接收并解析数据后就可以实现匹配神经介入综合疗法的三氧分子浓度监测。
53.时钟产生模块4将时间戳是数据作用于三氧监测数据，这样医生在接收并解析的三氧分子浓度数据中就有时间戳数据，这样对于三氧分子的变化有更加直观地了解和判断。
54.还包括基于压力感应的控制模块7，控制模块7与mcu内核1通信连接，用于监测外界的压力，并根据压力监测结果向mcu内核1反馈数据发送需求，mcu内核1根据数据发送需求通过射频模块5向外发送三氧监测数据。
55.控制模块7包括压力感应模块71、压力变送单元72和压力分析芯片73，压力感应模块71设置在靠近表皮的一侧，用于感应来自表皮的压力，压力变送单元72与压力感应模块71通信连接，用于将压力感应模块71的压力模拟信号转化为压力数字信号，并传输给压力分析芯片73，压力分析芯片73用于分析压力数字信号，按照按压数字信号的分析结果得到数据发送需求：
56.设定压力阈值x和按压时间阈值t，当压力数字信号值存在大于x且持续时间大于t，小于2t时，记录发生一次按压a，当监测量有两次按压a发生，且时间间隔为1-3秒时，得到数据发送需求，向mcu内核1反馈数据发送需求。
57.由于采用皮下植入的方案设计，因此芯片的体积会有较为严格的要求，为了节省电量，平时射频模块5处于不工作状态，当需要采集三氧分子浓度数据时，只需在压力感应模块71对应的表皮处进行轻轻的连续按压，这样就触发了控制模块7的控制逻辑，也就是得到数据发送需求，mcu内核1才控制射频模块5开始工作向外界广播发送处理后的三氧分子浓度数据，可以设置发送持续时间，比如1分钟，时间过后射频模块5继续处于静默状态，节省电能。
58.微创皮下神经介入芯片还设置医用硅胶封装层8，医用硅胶封装层8的两侧分别至少两个三氧检测口81，用于三氧分子传感单元2检测三氧分析含量。
59.整个介入芯片的封装采用柔性的医用硅胶封装层8，避免对植入部位的刺激，开设三氧检测口81的目的是三氧分子传感单元2能够直接接触到三氧分子介入部分，实现三氧分子浓度的监测。
60.医用硅胶封装层8的厚度为0.2mm-0.5mm，且外形是胶囊状。
61.胶囊状的外形，端部比较圆润，更加方便植入，厚度0.2mm-0.5mm，能很好地隔绝保护内部元件。
62.医用硅胶封装层8外还涂抹生物防滑涂层82。
63.生物防滑涂层82能很好地固定微创皮下神经介入芯片的位置，避免微创皮下神经介入芯片在植入部位出现游弋现象。
64.三氧分子传感单元2包括至少两对三氧传感头21、系留导丝22和三氧传感分析模块23，两对三氧传感头21分别设置在医用硅胶封装层8的两侧，分别位于三氧检测口81处，监测两侧的三氧分子含量，并通过系留导丝22传输给三氧传感分析模块23，三氧传感分析模块23集成在mcu内核1一侧，与mcu内核1通信连接，三氧传感分析模块23将处理后的三氧分子含量数据传输给mcu内核1。
65.三氧分子传感单元2其设计原理采用系留式的设计，采用三氧传感头21装在医用硅胶封装层8的两侧，分别对应三氧检测口81，实现三氧分子模拟量的采集，在经过系留导丝22的传输后将模拟量传输给三氧传感分析模块23，三氧传感分析模块23将模拟量转化为数字量，最终传输给mcu内核1，系留式的结构设计，避免传感器的整体化带来的大体积，且三氧传感头21的布置更加灵活，可以根据手术情况选定不同位置三氧检测口81的选择，使监测更加精准。
66.射频模块5包括至少四个单片射频发射器芯片51，医用硅胶封装层8的四周均匀预设四个发射窗口，四个单片射频发射器芯片51分别嵌入在四个发射窗口处，并通过通信数据线与mcu内核1通信连接，单片射频发射器芯片51安装完成后，表面距离医用硅胶封装层8的最外层低于0.05mm。
67.射频模块5的设计采用四个单片射频发射器芯片51的环绕式设计，避免微创皮下神经介入芯片不明情况地转到导致单片射频发射器芯片51朝向人体内侧，影响到数据传输，四个单片射频发射器芯片51形成阵列式的布局，无论微创皮下神经介入芯片如何转动，都会有一个单片射频发射器芯片51接近皮肤，保证数据传输质量。
68.供电模块6包括微型电池61和电源管理芯片62，微型电池61在电源管理芯片62的控制下分别为各个电器件供电。
69.供电模块6的微型电池61体积小，一般神经介入综合疗法的介入操作一般就几十分钟，后续的监测时间一般也不超过一周，因此选用体积更小的离电池就可以满足用电需求。
70.还包括加密芯片9，加密芯片9与mcu内核1通信连接，用于为三氧分子含量数据加密。
71.加密芯片9的设置是避免患者数据的泄露。
72.本发明实施例一种基于射频技术的微创皮下神经介入芯片的实施原理为：
73.在一个具体的脑血管神经介入综合疗法介入术后三氧分子监测应用场景下，将微创皮下神经介入芯片在介入术完成后植入到病灶处，三氧传感头21对三氧分子进行监测，并将监测的数据值通过mcu内核1处理后进行存储，同时时钟产生模块4将时间戳是数据作用于三氧监测数据，在术后20分钟的时候，医生想要了解20分钟三氧分子浓度的衰减情况，在压力感应模块71对应的表皮处进行轻轻的连续按压，这样就触发了控制模块7的控制逻辑，也就是得到数据发送需求，mcu内核1才控制射频模块5开始工作向外界广播发送处理后的三氧分子浓度数据，发送持续时间1分钟，时间过后射频模块5继续处于静默状态，节省电能。
74.医生在接收并解析的三氧分子浓度数据，并带有时间戳数据，得到术后20分钟的三氧分子浓度数据衰减情况，数据每分钟进行一次记录显示，参见表1：
75.表1
[0076][0077]
医生在对表1中的三氧分子浓度变化进行分析后得知，三氧介入术后出现三氧分子的泄露导致三氧分子浓度急剧衰减，因此需要对患者进行紧急处置，再择机进行二次手术。
[0078]
以上均为本发明的较佳实施例，并非以此限制本发明的保护范围，故：凡依本发明的结构、形状、原理所做的等效变化，均应涵盖于本发明的保护范围之内。

技术特征：
1.一种基于射频技术的微创皮下神经介入芯片，其特征在于：微创皮下神经介入芯片包括mcu内核(1)、三氧分子传感单元(2)、存储单元(3)、时钟产生模块(4)、射频模块(5)和供电模块(6)，所述三氧分子传感单元(2)、存储单元(3)、时钟产生模块(4)、射频模块(5)和供电模块(6)分别与mcu内核(1)通信连接；所述三氧分子传感单元(2)用于监测三氧分子的含量，并传输给mcu内核(1)；所述时钟产生模块(4)用于生成时间戳数据，并将时间戳是数据作用于三氧监测数据；所述存储单元(3)用于存储mcu内核(1)处理后的三氧监测数据；所述射频模块(5)用于向外界发射处理后的三氧监测数据；所述供电模块(6)用于为各电器件供电。2.根据权利要求1所述的一种基于射频技术的微创皮下神经介入芯片，其特征在于：还包括基于压力感应的控制模块(7)，所述控制模块(7)与mcu内核(1)通信连接，用于监测外界的压力，并根据压力监测结果向mcu内核(1)反馈数据发送需求，所述mcu内核(1)根据数据发送需求通过射频模块(5)向外发送三氧监测数据。3.根据权利要求2所述的一种基于射频技术的微创皮下神经介入芯片，其特征在于：所述控制模块(7)包括压力感应模块(71)、压力变送单元(72)和压力分析芯片(73)，所述压力感应模块(71)设置在靠近表皮的一侧，用于感应来自表皮的压力，所述压力变送单元(72)与压力感应模块(71)通信连接，用于将压力感应模块(71)的压力模拟信号转化为压力数字信号，并传输给压力分析芯片(73)，所述压力分析芯片(73)用于分析压力数字信号，按照按压数字信号的分析结果得到数据发送需求：设定压力阈值x和按压时间阈值t，当压力数字信号值存在大于x且持续时间大于t，小于2t时，记录发生一次按压a，当监测量有两次按压a发生，且时间间隔为1-3秒时，得到数据发送需求，向mcu内核(1)反馈数据发送需求。4.根据权利要求3所述的一种基于射频技术的微创皮下神经介入芯片，其特征在于：微创皮下神经介入芯片还设置医用硅胶封装层(8)，所述医用硅胶封装层(8)的两侧分别至少两个三氧检测口(81)，用于三氧分子传感单元(2)检测三氧分析含量。5.根据权利要求4所述的一种基于射频技术的微创皮下神经介入芯片，其特征在于：所述医用硅胶封装层(8)的厚度为0.2mm-0.5mm，且外形是胶囊状。6.根据权利要求5所述的一种基于射频技术的微创皮下神经介入芯片，其特征在于：所述医用硅胶封装层(8)外还涂抹生物防滑涂层(82)。7.根据权利要求6所述的一种基于射频技术的微创皮下神经介入芯片，其特征在于：三氧分子传感单元(2)包括至少两对三氧传感头(21)、系留导丝(22)和三氧传感分析模块(23)，两对三氧传感头(21)分别设置在医用硅胶封装层(8)的两侧，分别位于三氧检测口(81)处，监测两侧的三氧分子含量，并通过系留导丝(22)传输给三氧传感分析模块(23)，所述三氧传感分析模块(23)集成在mcu内核(1)一侧，与mcu内核(1)通信连接，三氧传感分析模块(23)将处理后的三氧分子含量数据传输给mcu内核(1)。8.根据权利要求7所述的一种基于射频技术的微创皮下神经介入芯片，其特征在于：射频模块(5)包括至少四个单片射频发射器芯片(51)，医用硅胶封装层(8)的四周均匀预设四个发射窗口，四个单片射频发射器芯片(51)分别嵌入在四个发射窗口处，并通过通信数据线与mcu内核(1)通信连接，单片射频发射器芯片(51)安装完成后，表面距离医用硅胶封装
层(8)的最外层低于0.05mm。9.根据权利要求8所述的一种基于射频技术的微创皮下神经介入芯片，其特征在于：供电模块(6)包括微型电池(61)和电源管理芯片(62)，所述微型电池(61)在电源管理芯片(62)的控制下分别为各个电器件供电。10.根据权利要求8所述的一种基于射频技术的微创皮下神经介入芯片，其特征在于：还包括加密芯片(9)，所述加密芯片(9)与mcu内核(1)通信连接，用于为三氧分子含量数据加密。

技术总结
本发明公开了一种基于射频技术的微创皮下神经介入芯片，涉及皮下神经介入芯片技术领域，微创皮下神经介入芯片包括MCU内核、三氧分子传感单元、存储单元、时钟产生模块、射频模块和供电模块，三氧分子传感单元、存储单元、时钟产生模块、射频模块和供电模块分别与MCU内核通信连接；本发明将三氧分子传感单元集成到皮下神经介入芯片中，对病灶处的三氧分子进行监测，并将监测的数据值通过MCU内核处理后进行存储，当医生在术后设定时间采用射频模块将三氧分子浓度数据向表皮外发送，医生采用射频接收装置接收并解析数据后就可以实现匹配神经介入综合疗法的三氧分子浓度监测，能有效提升神经介入综合疗法的术后监测效果。神经介入综合疗法的术后监测效果。神经介入综合疗法的术后监测效果。


技术研发人员：沈达勇 杨龙 王钰乔 杜丽 陈钧 崔晨晨
受保护的技术使用者：徐州医科大学附属医院
技术研发日：2023.06.16
技术公布日：2023/8/31