用于可植入肌肉接口的系统和方法.pdf

(19)国家知识产权局(12)发明专利申请(10)申请公布号CN115916055A(43)申请公布日2023.04.04(21)申请号202180038802.X(74)专利代理机构上海专利商标事务所有限公(22)申请日2021.05.25司31100专利代理师周全张鑫(30)优先权数据63/030,7782020.05.27US(51)Int.Cl.A61B5/313(2006.01)(85)PCT国际申请进入国家阶段日2022.11.28(86)PCT国际申请的申请数据PCT/US2021/0340952021.05.25(87)PCT国际申请的公布数据WO2021/242775EN2021.12.02(71)申请人约翰斯霍普金斯大学地址美国马里兰州(72)发明人C·格拉斯N·V·赞科尔S·图法哈A·罗威权利要求书3页说明书9页附图24页(54)发明名称用于可植入肌肉接口的系统和方法(57)摘要本文公开了一种可植入人机接口系统，其包括可植入肌肉接口设备，该可植入肌肉接口设备包括基板，该基板包括第一多个传感器和第二多个放大器，其在表示意志肢体移动的神经信号的控制下分别捕获和放大源自运动单元的肌电(EMG)信号；以及收发器设备，所述收发器设备连接到第一多个传感器，将信号无线地传送到外部解码器，该外部解码器产生对表示运动单元的移动的运动信号进行区分的解码信号，其中基板至少部分地围绕产生EMG信号的肌肉；以及接收器设备，其使用解码信号以用于与外部系统进行交互。系统包括第一多个电极和第二可植入功率源，该第二可植入功率源为了感觉反馈和神经调节的目的而将电刺激施加到下层组织和其内的感觉轴突。CN115916055ACN115916055A权利要求书1/3页1.一种可植入肌肉接口系统，包括：基板，所述基板包括：第一多个传感器和第二多个放大器，所述第一多个传感器和第二多个放大器在表示意志肢体移动的神经信号的控制下分别捕获和放大源自运动单元的肌电(EMG)信号；以及无线收发器设备，所述无线收发器设备电连接到所述第一多个传感器，将信号无线地传送到外部解码器，所述外部解码器产生用于对表示所述运动单元的移动的运动信号进行区分的解码信号，其中所述基板至少部分地围绕产生所述EMG信号的肌肉；以及接收器设备，所述接收器设备使用所述解码信号以用于与外部系统进行交互。2.根据权利要求1所述的可植入肌肉接口系统，其特征在于，所述基板是柔性的、可拉伸的、刚性的或半刚性的。3.根据权利要求1所述的可植入肌肉接口系统，其特征在于，所述接收器设备包括放大组件、滤波组件、无线通信组件或它们的组合。4.根据权利要求1所述的可植入肌肉接口系统，其特征在于，所述基板、所述第一多个传感器、所述第二多个放大器和所述无线收发器设备被封围在单个气密密封容器或封装涂层中。5.根据权利要求1所述的可植入肌肉接口系统，其特征在于，进一步包括功率源，所述功率源对所述第一多个传感器、所述第二多个放大器和所述无线收发器设备供电。6.根据权利要求5所述的可植入肌肉接口系统，其特征在于，所述基板、所述第一多个传感器、所述第二多个放大器、所述无线收发器设备、以及所述功率源被封围在单个气密密封容器或封装涂层中。7.根据权利要求1所述的可植入肌肉接口系统，其特征在于，所述第一多个传感器、所述第二多个放大器和所述无线收发器设备由电磁功率源、超声功率源、压电功率源或光功率源从外部供电。8.根据权利要求1所述的可植入肌肉接口系统，其特征在于，由所述无线收发器设备传送的所述信号是从来自所述第一多个传感器的多个信道进行多路复用的模拟信号、或者是从来自所述第一多个传感器的多个信道进行多路复用并用模数转换器数字化的模拟信号、或者是用于安全通信的加密信号。9.根据权利要求1所述的可植入肌肉接口系统，其特征在于，所述基板由生物相容性材料构成，所述生物相容性材料包括聚合物、聚对二甲苯聚酰亚胺、塑料、橡胶、硅树脂、聚合物纤维、丝素蛋白、3D打印聚合物、聚酰亚胺、聚二甲基硅氧烷(PDMS)、金属、水凝胶或脱细胞支架。10.根据权利要求1所述的可植入肌肉接口系统，其特征在于，所述基板由具有导电电极以及沉积或嵌入其中的导电迹线的生物相容性聚合物构成，所述生物相容性聚合物包括：生物相容性金属；导电聚合物；包含纤维、纳米管和石墨烯的所述导电碳基材料；金；铂；聚吡咯；聚(3,4‑乙二氧噻吩)(PEDOT)；聚(3,4‑乙二氧噻吩)聚苯乙烯磺酸盐(PEDOT:PSS)；或它们的组合。11.根据权利要求1所述的可植入肌肉接口系统，其特征在于，所述外部系统包括假肢、2CN115916055A权利要求书2/3页矫形器、外骨骼、计算机、家用电器、遥控器、游戏设备、移动计算设备、音频设备、增强现实系统、虚拟现实系统或人类增强/强化设备。12.根据权