CN102686147B - 波导神经接口装置 - Google Patents

波导神经接口装置 Download PDF

Info

Publication number
CN102686147B
CN102686147B CN201080052821.XA CN201080052821A CN102686147B CN 102686147 B CN102686147 B CN 102686147B CN 201080052821 A CN201080052821 A CN 201080052821A CN 102686147 B CN102686147 B CN 102686147B
Authority
CN
China
Prior art keywords
light
interface device
neural interface
wave guide
waveguide
Prior art date
Legal status (The legal status is an assumption and is not a legal conclusion. Google has not performed a legal analysis and makes no representation as to the accuracy of the status listed.)
Active
Application number
CN201080052821.XA
Other languages
English (en)
Other versions
CN102686147A (zh
Inventor
约翰·P·西摩
梅屿拉柴特·古拉里
达里尔·R·基普克
K·C·孔
Current Assignee (The listed assignees may be inaccurate. Google has not performed a legal analysis and makes no representation or warranty as to the accuracy of the list.)
NeuroNexus Technologies Inc
Original Assignee
Greatbatch Ltd
Priority date (The priority date is an assumption and is not a legal conclusion. Google has not performed a legal analysis and makes no representation as to the accuracy of the date listed.)
Filing date
Publication date
Application filed by Greatbatch Ltd filed Critical Greatbatch Ltd
Publication of CN102686147A publication Critical patent/CN102686147A/zh
Application granted granted Critical
Publication of CN102686147B publication Critical patent/CN102686147B/zh
Active legal-status Critical Current
Anticipated expiration legal-status Critical

Links

Classifications

    • A—HUMAN NECESSITIES
    • A61—MEDICAL OR VETERINARY SCIENCE; HYGIENE
    • A61N—ELECTROTHERAPY; MAGNETOTHERAPY; RADIATION THERAPY; ULTRASOUND THERAPY
    • A61N5/00—Radiation therapy
    • A61N5/06—Radiation therapy using light
    • A61N5/0613—Apparatus adapted for a specific treatment
    • A61N5/0622—Optical stimulation for exciting neural tissue
    • A—HUMAN NECESSITIES
    • A61—MEDICAL OR VETERINARY SCIENCE; HYGIENE
    • A61B—DIAGNOSIS; SURGERY; IDENTIFICATION
    • A61B5/00—Measuring for diagnostic purposes; Identification of persons
    • A61B5/0059—Measuring for diagnostic purposes; Identification of persons using light, e.g. diagnosis by transillumination, diascopy, fluorescence
    • A61B5/0082—Measuring for diagnostic purposes; Identification of persons using light, e.g. diagnosis by transillumination, diascopy, fluorescence adapted for particular medical purposes
    • A61B5/0084—Measuring for diagnostic purposes; Identification of persons using light, e.g. diagnosis by transillumination, diascopy, fluorescence adapted for particular medical purposes for introduction into the body, e.g. by catheters
    • A—HUMAN NECESSITIES
    • A61—MEDICAL OR VETERINARY SCIENCE; HYGIENE
    • A61B—DIAGNOSIS; SURGERY; IDENTIFICATION
    • A61B5/00—Measuring for diagnostic purposes; Identification of persons
    • A61B5/24—Detecting, measuring or recording bioelectric or biomagnetic signals of the body or parts thereof
    • A—HUMAN NECESSITIES
    • A61—MEDICAL OR VETERINARY SCIENCE; HYGIENE
    • A61B—DIAGNOSIS; SURGERY; IDENTIFICATION
    • A61B5/00—Measuring for diagnostic purposes; Identification of persons
    • A61B5/40—Detecting, measuring or recording for evaluating the nervous system
    • A61B5/4076—Diagnosing or monitoring particular conditions of the nervous system
    • A—HUMAN NECESSITIES
    • A61—MEDICAL OR VETERINARY SCIENCE; HYGIENE
    • A61B—DIAGNOSIS; SURGERY; IDENTIFICATION
    • A61B2562/00—Details of sensors; Constructional details of sensor housings or probes; Accessories for sensors
    • A61B2562/02—Details of sensors specially adapted for in-vivo measurements
    • A61B2562/0233—Special features of optical sensors or probes classified in A61B5/00
    • A—HUMAN NECESSITIES
    • A61—MEDICAL OR VETERINARY SCIENCE; HYGIENE
    • A61B—DIAGNOSIS; SURGERY; IDENTIFICATION
    • A61B2562/00—Details of sensors; Constructional details of sensor housings or probes; Accessories for sensors
    • A61B2562/04—Arrangements of multiple sensors of the same type
    • A61B2562/046—Arrangements of multiple sensors of the same type in a matrix array
    • A—HUMAN NECESSITIES
    • A61—MEDICAL OR VETERINARY SCIENCE; HYGIENE
    • A61N—ELECTROTHERAPY; MAGNETOTHERAPY; RADIATION THERAPY; ULTRASOUND THERAPY
    • A61N5/00—Radiation therapy
    • A61N5/06—Radiation therapy using light
    • A61N2005/0626—Monitoring, verifying, controlling systems and methods
    • A—HUMAN NECESSITIES
    • A61—MEDICAL OR VETERINARY SCIENCE; HYGIENE
    • A61N—ELECTROTHERAPY; MAGNETOTHERAPY; RADIATION THERAPY; ULTRASOUND THERAPY
    • A61N5/00—Radiation therapy
    • A61N5/06—Radiation therapy using light
    • A61N2005/0635—Radiation therapy using light characterised by the body area to be irradiated
    • A61N2005/0643—Applicators, probes irradiating specific body areas in close proximity
    • Y—GENERAL TAGGING OF NEW TECHNOLOGICAL DEVELOPMENTS; GENERAL TAGGING OF CROSS-SECTIONAL TECHNOLOGIES SPANNING OVER SEVERAL SECTIONS OF THE IPC; TECHNICAL SUBJECTS COVERED BY FORMER USPC CROSS-REFERENCE ART COLLECTIONS [XRACs] AND DIGESTS
    • Y10—TECHNICAL SUBJECTS COVERED BY FORMER USPC
    • Y10T—TECHNICAL SUBJECTS COVERED BY FORMER US CLASSIFICATION
    • Y10T29/00—Metal working
    • Y10T29/49—Method of mechanical manufacture
    • Y10T29/49002—Electrical device making
    • Y10T29/49016—Antenna or wave energy "plumbing" making

Abstract

一种波导神经接口装置包括：神经装置，其可植入在组织中并且包括电极部位的阵列，电极部位的阵列与电极部位的阵列的周围环境电连通，其中电极部位的阵列包括至少一个记录电极部位；以及波导部，其被耦合于神经装置，并且将光沿着纵向轴线传输并且包括将来自波导部的被传输的光再导向以照亮被选择性地靶向的组织的光导向元件，其中被再导向的光的至少一部分被远离纵向轴线地横向地导向并且记录电极部位被配置为对被照亮的组织进行取样。还描述了用于组装波导神经接口装置的方法。

Description

波导神经接口装置
相关申请的交叉引用
本申请要求于2010年11月5日提交的美国申请第12/940,748号以及于2009年11月5日提交的美国临时申请第61/258,494号以及于2010年4月5日提交的美国临时申请第61/321,089号的权益，其全部通过本引用以它们的整体并入。
技术领域
本发明大体上涉及神经装置(neuraldevice)领域，并且更具体地涉及神经装置领域中的改进的波导神经接口装置。
背景
神经科学的进步很大程度上依赖于技术的进步，技术的进步不断地提供新的用于扰动神经回路和测量回路的响应的方法。一个最近的进步是使用光基因(optogenetic)工具扰乱神经回路，特别是具有细胞类型特性的神经回路。光基因创造用于神经集合的光学刺激的感光的离子通道，并且因此允许实验者或医师以高精确度选择性地激发神经通道和/或抑制其他的神经通道。光基因技术正在推动用于将光刺激与高强度神经记录结合的新技术和产品的需求。皮质内光电装置或“光极”提供扰乱和监测能力的最终的组合。然而，常规的光极装置的技术和应用是不成熟的并且低效率的。工业系统是不可用的并且目前的技术具有在大多数实验中的限制。例如，许多神经科学家修改可商购获得的光纤以用于在他们对光基因的研究中的使用，但是这些具有限制了实际应用的缺点，包括具有仅一维的光输出，以及由于由熔合的二氧化硅制造而导致是易碎的和危险的。此外，当电极被放置在传导介质中并且被甚至在低强度照亮时产生电气伪像(electricalartifact)，被称为贝克勒尔效应或光电化学效应。在贝克勒尔效应中，入射光产生影响低频率电势的电流，由此搅乱某些神经记录应用。
因此，在包括神经错乱的临床治疗的神经接口领域中具有对创造改进的波导神经接口装置的需要。本发明提供这样的改进的波导神经接口装置。
附图简述
图1-6是第一优选的实施方案的波导神经接口装置的配置的变化形式的示意图；
图7和8是第一优选的实施方案的波导神经接口装置的带支路变化形式的示意图；
图9A-9C是分别优选的实施方案的波导神经接口装置的电路板的前视示意图、侧视示意图和后视示意图；
图9D和9E是优选的实施方案的波导神经接口装置的电路板的变化形式的示意图；
图10是第二优选的实施方案的波导神经接口装置的一个变化形式的示意图；
图11A和11B分别是第二优选的实施方案的波导神经接口装置的另一个变化形式的透视图和沿着图11A的线A-A取的横截面图的示意图；
图11C和11D分别是第二优选的实施方案的波导神经接口装置的另一个变化形式的俯视图和沿着图11C的线B-B取的横截面图的示意图；
图12A是常规的光极的侧视示意图；
图12B和12C是第二优选的实施方案的波导神经接口装置的变化形式的侧视示意图；
图12D是对于常规的光极和第二优选的实施方案的波导神经接口装置的作为沿着波导部(waveguide)的深度或纵向距离的函数的光强度的曲线图；
图13A-13D是第二优选的实施方案的波导神经接口装置的薄膜波导部的制造工艺的示意图；
图14A-14D分别是第二优选的实施方案的波导神经接口装置的波导部件、神经装置部件以及两个可能的被组装的透视图的示意图；
图15A-15E是制造优选的实施方案的波导神经接口装置的方法的示意图；以及
图16是制造另一个优选的实施方案的波导神经接口装置的方法的示意图。
优选实施方案的描述
本发明的优选的实施方案的以下描述不意图将本发明限制于这些优选的实施方案，而是意图使任何本领域的技术人员能够制造和使用本发明。如本文所使用的并且除非另有说明，术语“分散”(以及其的变体)用于指代作为光的漫射、散射(例如单一事件的散射或多重事件的散射)或任何合适的发射或改变方向的结果的光的分散。
1.第一优选的实施方案的波导神经接口装置
如图1和2中所示的，第一优选的实施方案的波导神经接口装置100包括：神经装置110，其可植入在组织中并且包括电极部位的阵列112，电极部位的阵列112与电极部位的阵列112的周围环境电连通，其中电极部位的阵列112包括至少一个记录电极部位；以及波导部120，波导部120被耦合于神经装置并且包括将光沿着纵向轴线传输并且再导向(redirect)被传输的光以照亮被选择性地靶向的组织(selectivelytargetedtissue)的光导向元件122。波导部120优选地与神经装置110分开地形成，将被传输的光的至少一部分横向地远离纵向轴线再导向，并且记录电极部位优选地被配置为对被照亮的组织进行取样。本实施方案的波导神经接口装置向神经光电装置或“光极”的设计空间提供更大的灵活性和功能性。波导神经接口装置可以提供一维的光学刺激型式(例如图1和图3-6)或至少一个二维的光学刺激型式(例如图10和11)。波导神经接口装置优选地向这样的光学刺激型式提供用于光基因技术的应用的神经记录能力。例如，装置可以使对具有空间选择性的神经活动性以及对于神经集合的临床治疗和机理研究有用的时间分辨率和持续时间的控制和监测成为可能。波导神经接口装置100优选地用于在临床应用(例如帕金森症、癫痫症、忧郁症、肥胖症、高血压的治疗，但是可以在任何其中刺激作为治疗是有用的疾病中或任何适合的疾病中使用)中和/或在任何合适的研究应用(例如将行为与神经集合的集中活动相联系和绘图)中提供光学刺激和神经监测。将高度专用的二维和三维神经探针(具有电传感和/或刺激)与光学传感和/或刺激组合可以显著地提高可能的实验应用和临床应用。波导神经接口装置优选地可插入或可植入在神经组织，以及更优选地脑组织中，但是可以被用于任何合适的组织。
神经装置110起作用以提供用于电极部位的阵列112的结构，且在某些情况下提供用于波导神经接口装置向组织中的插入和/或植入的结构。神经装置110可以是神经探针，例如在美国专利申请第2008/0208283号中描述的，2008/0208283通过本引用以其整体并入。可选择地，神经装置110可以是任何合适的神经探针或合适的结构。如图1-9中所示的，神经装置110包括电极基材以及被耦合于电极基材的电极部位的阵列112。电极部位的阵列112优选地包括对被照亮的组织进行取样的一个或多个记录电极部位，并且还可以包括一个或多个提供电刺激的刺激电极部位。电极部位的阵列112的至少一部分，特别是记录电极部位，优选地被定位为毗邻于波导部120的光导向元件122，以避免直接照亮在电极部位上的方式，由此减小或消除贝克勒耳效应对经过神经接口装置获得的信号的影响并且改进神经接口装置中的数据收集的精确度。神经装置110优选地是实质上平面的并且包括前部面以及在前部面后方或与前部面相反的背部面。虽然前部面和背部面优选地是平坦的，但是神经装置110可以可选择地具有弯曲的形状，例如其中前部面和/或背部面是凹形的、凸形的或波浪形的神经装置110。在可选择的形式中，神经装置110是近似圆柱形的并且电极部位112被排列为轴向地沿着和/或周向地围绕神经装置。神经装置110可以可选择地具有任何合适的形状或横截面，例如椭圆形的或矩形的。神经装置可以是柔性的(例如可以包括被耦合于电极基材的柔性的互相连接部)或刚性的(例如电极基材被耦合于刚性的背衬、刚性的承载器或其他的刚性结构)。
波导部120起作用以将光远离波导神经接口装置地再导向，以便光学地刺激被靶向的组织。在某些实施方案中，如图6中所示的，波导部120可以进一步地作为用于对插入组织中的波导神经接口装置提供结构支撑的承载器或其他结构。在这些实施方案中，波导部120优选地是刚性的或足够刚性以为了向组织中的插入提供支撑。例如，神经装置110可以是柔性的神经探针基材，其中波导部120是相对地厚的和刚性的并且神经探针基材是相对地薄的和/或柔性的。波导部120可以是成锥形的，朝向波导部的远端端部变窄，以减小在向组织中的插入期间的组织破环。波导部120优选地从光源沿着其纵向轴线接收光，但是可以可选择地以任何合适的方式接收光。为了接收光，波导部可以具有相对大的横截面，以与提供光的光连接器匹配。波导部120可以通过内部反射或任何合适的方法传输光。波导部120可以是刚性的、半刚性的或柔性的。波导部120优选地是薄膜结构，例如通过包括以下的多种合适的制造工艺中的一种或多种形成的薄膜结构：微光机电系统(MOEMS)、光刻、微浮凸、热纳米压印光刻(NIL)、组合的纳米压印和光刻(CNP)，和/或任何合适的制造工艺。用于这些制造技术的示例性波导部材料包括但不限于有机材料，例如SU-8、聚甲基丙烯酸甲酯(PMMA)、全氟聚合物、聚二甲基硅氧烷(PDMS)、聚对二甲苯，和/或无机材料，例如二氧化硅(SiO2)、氮化硅、氮氧化硅和二氧化硅(silica)。然而，波导部可以可选择地是光纤或由任何合适的材料制造的任何合适的光传输波导部。
如图1-6中所示的，波导部120优选地包括将光横向地远离波导部的纵向轴线导向(即，被导向的光在具有垂直于波导部的纵向轴线的非零分量的方向上被对准或传播)的光导向元件122。光导向元件122可以是多个变化形式中的一个或多个，包括一个或多个折射、反射、聚焦和/或散射光和/或进行光的任何合适的操纵的特征。在优选的实施方案中，波导部120还包括内芯部(innercore)以及覆盖芯部的包层部(claddinglayer)，并且芯部和包层材料优选地帮助沿着波导部的内部反射。波导部可以进行光刻工艺，以成型包层和选择性地暴露芯部，使得波导部的光导向部分包括被暴露的芯部。
在第一变化形式中，如图1B中所示的，光导向元件122包括以特定的折射角将被传输的光远离波导部120地折射的折射器122a。折射器可以被定位在波导部的远端端部处。例如，远端端部可以包括有角度的末端，有角度的末端的形状被配置为折射被波导部传输的光。作为另一个实施例，远端端部可以另外地和/或可选择地包括具有与波导部的其余部分不同的折射率的材料。折射器122a可以另外地和/或可选择地被定位在沿着波导部120的长度的任何合适的地点处。例如，如图2中所示的，波导部可以包括一个或多个有角度的折射器122a，其每个通过折射使被传输的光的一部分远离波导部120分布。光导向元件可以包括任何合适的数量的具有任何合适的尺寸或形状的折射器。
在第二变化形式中，如图1C和4A中所示的，光导向元件包括将被传输的光远离波导部120地反射或沿着纵向轴线反射回来的反射器122b。反射器122b可以是反射性金属的薄膜、镜子或任何合适的类型的反射器。该反射器的表面粗糙度可以被增加或减小以调整光路的方向性或聚焦。反射器可以被定位在波导部120的远端端部处。例如，波导部的远端端部可以包括成角度以将被传输的光以某个角度远离波导部地反射的反射器。作为另一个实施例，波导部的远端端部可以包括将被传输的光沿着纵向轴线在近端方向反射回来的反射器224，其可以被用于重新捕获“错过”或绕过其他光导向元件的光。在本实施例中，被反射的光(如果不以这种方式将被损失)优选地被给予另一个将被另一个光导向元件远离波导部120地导向的机会，由此增加波导神经接口装置的效率。反射器122b可以另外地和/或可选择地被定位在沿着波导部的长度的任何合适的位置。光导向元件还可以包括任何合适的数量的反射器。
在第三变化形式中，如图1D中所示的，光导向元件包括将光聚焦至远离波导部120的点的透镜122c。透镜122c可以是管状透镜或任何合适的透镜，优选地被配置为将被传输的光会聚至在波导部120外部的焦点、发散被传输的光，或以任何合适的方式导向被传输的光。透镜可以具有被预选择以将光聚焦至被靶向的组织的焦距。可选择地，透镜可以具有可调整的和/或可变的焦距，使透镜能够将光聚焦在远离波导部的可调整的距离处，由此提供组织靶向的控制的另一个维度。可调整的透镜的实例包括温度控制的透镜(例如液晶透镜)和电压控制的透镜(例如铁电透镜)。光导向元件还可以包括任何合适的数量的可以被单独地制造并且模块化地组装在装置孔114中的开口内部的透镜。
在第四变化形式中，光导向元件122包括将被传输的光远离波导部120地散射或沿着纵向轴线散射回来的散射元件，散射元件在应用上相似于反射器。散射元件可以包括分布的布拉格反射器、表面褶皱、光学分散覆层、内嵌在波导部120中的光学分散分子，和/或任何合适的类型的散射元件。光导向元件还可以包括任何合适的数量的散射元件。
波导部120可以包括一个或多个光导向元件122，并且如果具有多个光导向元件，那么光导向元件可以是以任何合适的组合的变化形式中的一个或多个。此外，波导部120可以包括以任何合适的型式纵向地和/或横向地沿着波导部的多个光导向元件的排列，由此将被传输的光以任何合适的方式远离波导部地分布。每个光导向元件可以从波导部上的不同点再导向被传输的光的一部分。特别地，每个光导向元件可以在沿着波导部长度的不同距离处再导向被传输的光的一部分。
在某些变化形式中，波导部120还可以包括滤波器，例如允许仅某个带宽的光经过的滤波器。例如，在其中被照亮的组织的仅一部分被配置为被某个颜色或波长刺激的应用中，允许该颜色或波长经过的滤波器可以因此允许被照亮的组织的仅可接受部分被刺激，由此提供组织靶向的另一个维度。
波导神经接口装置可以包括神经装置110、波导部120和一个或多个光导向元件122的任何合适的组合。在波导神经接口装置的第一变化形式中，如图1A-1D中所示的，电极部位的阵列112被定位在神经装置110的前部面110a上，并且波导部120被耦合于或安装在神经装置110的背部面110b上，其中神经装置的前部面110a可以是神经装置的任何合适的面(并且可以被定义为包括电极部位的阵列的至少一部分的任意面)并且背部面110b在前部面的相反的侧上(或“在其后方”)。“前部面”在本变化形式中，神经装置110优选地包括在背部面和前部面之间延伸的孔114。孔114优选地是通孔，但是可以包括任何合适的孔，例如光栅、网格状结构、滤波器或任何合适的允许光通过的结构。孔可以另外地和/或可选择地包括允许来自波导部的光通过的半透明材料。电极部位的阵列112和光导向元件122优选地相对于孔114定位，使得波导部120的光导向元件将光再导向经过孔114以照亮毗邻于电极部位的组织。例如，如图1A中所示的，电极部位的阵列112可以围绕孔114的周长排列。光导向元件122可以包括将光折射经过神经装置的孔的折射器、将光反射经过神经装置的孔的反射器，和/或将光穿过孔而聚焦的透镜。神经装置110可以包括沿着神经装置的长度并且相应于光导向元件而分布的另外的孔。
在波导神经接口装置的第二变化形式中，如图3和4中所示的，电极部位的阵列112被定位在神经装置110的前部面110a上，并且波导部120被耦合于或安装在神经装置的前部面上、毗邻于电极部位的阵列112。波导部120可以包括光导向元件变化形式的任何组合中的一个或多个。例如，被安装在前部的波导部包括在波导部的远端端部上的将光以照亮毗邻于电极部位的阵列112的组织的角度折射和/或反射的折射器122a和/或反射器122b光导向元件。作为另一个实施例，如图2中所示的，波导部120可以包括沿着波导部的长度定位的一个或多个光导向元件，使得每个光导向元件通过折射、反射、透镜或任何合适的光导向元件将被传输的光的至少一部分远离波导部120而分布。
在波导神经接口装置的第三变化形式中，如图5中所示的，波导部120横向地延伸超出电极基材或神经装置110的其他的部分。在本变化形式中，光导向元件可以横向地延伸超出神经装置，并且包括如上文描述的折射器、反射器、透镜和/或散射元件变化形式中的任何，或光导向元件的任何合适的变化形式。
波导神经接口装置的其他的变化形式包括以上的变化形式的任何合适的组合，例如其中电极部位的阵列112被定位在神经装置110的前部面上并且波导部120既被耦合于具有孔的神经装置的背部面又横向地延伸超出神经装置的一部分，使得某些被传输的光被经过孔远离波导部120地导向并且某些被传输的光被从横向延伸部远离波导部地导向的变化形式。
波导部120优选地与神经装置110分开形成，并且在组装期间被耦合于神经装置110，如下文描述的。然而，波导部可以可选择地与神经装置一体地形成(例如在波导神经接口装置的制造期间以晶片水平)。
在某些实施方案中，波导神经接口装置可以包括被配置为与组织的不同的靶向区域接口的多个支路和/或多个波导部。多个支路、多个波导部和/或多个电极部位的阵列的模块化集成使组织的不同区域的靶向成为可能，同时减小设备的总体尺寸和占用面积并且潜在地将多个外部连接部减少至单一的外部连接部。例如，如图7中所示的，神经装置110可以包括第一支路116a和第二支路116b，其中第一波导部120a被耦合于第一支路并且第二波导部被耦合于第二支路。另外的波导部可以被以任何合适的方式分布在神经装置的第一、第二或更多的支路上(例如，有两个波导部在一个支路上并且第三个在另一个支路上，如图9D中所示的)。支路可以被定位为相对于彼此从前部向后部和/或相对于彼此并排(图7)，或以任何合适的取向。作为另一个实施例，如图8中所示的，神经装置110可以包括经过颅骨中的不同的进入点的第一支路和第二支路，其中电极部位的阵列112(或电极部位的阵列的子集，例如包括刺激电极部位和/或某些记录电极部位的部分)被耦合于第一支路并且波导部被耦合于第二支路。神经装置110的支路可以是柔性的或刚性的，例如在柔性的或刚性的基材上。可选择地，支路的在单一的神经装置上的一部分可以是柔性的，而支路的另一个部分可以是刚性的。
波导神经接口装置优选地还包括与电极部位的阵列112和波导部120中的至少一个接口的电路板130。如图9A-9C中所示的，电路板优选地是双面的(或“双侧的”)并且包括具有与电极部位的阵列112接口的电气部件132的电气面(electricalface)130a以及具有与波导部120接口的光学部件134的光学面130b。电路板可以是具有两个面的单一的板或被紧固件、粘合剂或以任何合适的方式背靠背地耦合的两个板。通过分离电气部件和光学部件，电路板可以允许在电路板上的空间的最大化并且减少噪音耦合。波导部120优选地直接地耦合于电路板的光学面130b并且神经装置110优选地直接地耦合于电路板的电气面。这种“模块化”的耦合组装可以被特征辅助以改进部件对准，例如基准标记、凸台和/或相应的对准洞142。可选择地，如图9D中所示的，电路板可以包括具有电气部件132的电气区域以及具有光学部件134的光学区域，其中电气区域和光学区域二者都位于电路板130的同一个面或侧上。在另一个变化形式中，电路板的每个面可以包括电气部件和光学部件的混合(即每个面包括总的电气部件的一部分和总的光学部件的一部分)。在一个变化形式中，电路板可以包括被折叠在电路板的主要的面上的折叠部分。例如，折叠部分可以包括当折叠部分被折叠在电路板的主要的面上时接合并且耦合于波导部120的光源136。在另一个变化形式中，如图9E中所示的，电路板可以包括夹住波导部和/或神经装置的两个面(电路板可以折叠或包括两个分离的夹住件)，这可以有利地允许电路板的模块化的构造并且减少在电路板上的噪音耦合或其他的伴随的相互作用。电气部件132优选地包括各种无源的或有源的电气部件、用于电极部位的阵列的接合焊盘、用于将神经装置110接口于外部部件的连接器(例如承载用于电极部位的阵列的电线的柔性的互相连接部)、用于二级管或LED的电流驱动器133、用于提供控制信号的控制电子设备、电池电源和/或任何合适的电子设备。光学部件134优选地包括一个或多个光收集元件137、光聚焦元件139、光学滤波器和/或任何合适的光学部件。光学面还可以包括一个或多个被耦合于波导部的光源。光源136可以是被安装于电路板的发光二级管(LED)、激光二级管、垂直腔面发射激光器(VCSEL)或任何合适的激光器或光源。然而，光源可以是外部光源，例如激光器、激光二级管或一个或多个LED。耦合来自外部光源的或来自被安装于电路板的光源的光可以使用一种或多种技术实现，并且耦合选项的数量通过使用模块化的部件110和120被增加。例如，耦合光源和波导部可能涉及将任何数量的收集元件137(例如球面透镜、双凸透镜、平凸透镜)和聚焦元件139(例如梯度折射率(GRIN)透镜、球面透镜、双凸透镜、平凸透镜)安装在光源和波导部之间。耦合还可以使用直接地耦合光源和波导部的对接耦合。表面发射LED可以被竖直地(例如在“冲浪(surf)”板上的DIP插座)或水平地安装在同一个电路板上并且依赖于反射性元件以将路径导向一个或多个纵向地安装的波导部中。然而，可以使用任何合适的耦合手段将光源耦合于一个或多个波导部。
波导部120的制造优选地还包括通过任何合适的工艺从基材释放波导部，并且切割至合适的预确定的长度。构建、释放，然后切割波导部220的工艺可以对改进工艺的模块化和/或特定的波导神经接口装置的定制是有用的，例如对于光学部分的形状和分布以及总体波导部的尺寸的具体定制来说。光导向元件122还可以在切割或蚀刻波导部的过程中控制和形成以产生各种末端轮廓和角度。
2.第二优选的实施方案的波导神经接口装置
如图10和11中所示的，第二优选的实施方案的波导神经接口装置200包括：神经装置210，其可植入在组织中并且包括电极部位的阵列212，电极部位的阵列212与电极部位的阵列212的周围环境电连通，其中电极部位的阵列包括至少一个记录电极部位；以及波导部220，波导部220被耦合于神经装置210并且将光沿着纵向轴线传输并且包括分散被传输的光以照亮被选择性地靶向的组织的光学分散部分(opticallydissipatingportion)222。被分散的光的至少一部分优选地从光学分散部分222远离纵向轴线地横向地传播，并且记录电极部位优选地被配置为对可以通过照亮被电激发的被照亮的组织进行取样。第二优选的实施方案的波导神经接口装置优选地以与第一优选的实施方案相似的方式被使用。
第二优选的实施方案的神经装置210优选地相似于第一优选的实施方案的神经装置110。神经装置210优选地包括被在波导部220上成层的电极基材，并且电极基材优选地包括电极部位的阵列212的至少一部分。
波导神经装置的第二优选的实施方案的波导部220起作用以将光远离波导神经接口装置地再导向，以光学地刺激被靶向的组织。波导神经接口装置的第二优选的实施方案的波导部220可以相似于第一优选的实施方案的波导部。波导部220可以是圆柱形的(例如光纤或其他的圆柱形的波导部，如在图10中的)、实质上平面的(例如薄膜波导部，如在图11A中的)或任何合适的形状。在本实施方案中，波导部220优选地包括一个或多个将光远离波导神经接口装置地分散的光学分散部分222。光学分散部分222可以是实质上矩形的、椭圆形的、圆形的或任何合适的形状的长形的“光口”。光学分散部分的具体的形状和分布可以取决于具体的应用和期望的定制。如图11B中所示的，被分散的光优选地远离波导部220的纵向轴线地横向地传播(即，被分散的光在具有垂直于波导部的纵向轴线的非零分量的方向传播)。被分散的光优选地具有作为沿着波导部220的距离的函数以及优选地作为沿着光学分散部分的距离的函数的实质上均一的强度。如图12A和12D中所示的，常规的光纤光极提供轴向沿着从光纤的一个端部的仅一个维度的光，这导致不受控制的散射、圆锥形的分布和作为沿着波导部的距离(即装置的当被插入组织中时的深度)的函数的迅速地下降的强度。相反地，如图12B-12D中所示的，本文描述的波导神经接口装置优选地使至少二维的光能够具有受控的散射和作为沿着波导部的距离的函数的均一的强度，但是在某些可选择的实施方案中装置可以提供以任何合适型式的分布和/或强度的光。
波导部220包括内芯部230以及覆盖芯部的包层部232，并且芯部和包层材料优选地被选择使得芯部和包层配合以帮助内部反射。波导部220优选地进行光刻工艺以成型包层以及选择性地暴露芯部，使得波导部的光学分散部分222包括被暴露的芯部。然而，光学分散部分222可以可选择地被以任何合适的方式形成。光学分散部分可以包括进一步限定光漫射的量的分散材料。光学分散部分222提供的光漫射的量至少部分地取决于芯部的表面粗糙度的量、分散材料的具体的性质、光学分散部分相对于总波导部宽度的宽度、以及波导部厚度。在制造期间，这些参数中的许多(如果不是所有的的话)可以被密切地控制，提供波导部特征的精确规格以及波导神经接口装置的用于多种应用的详细定制。
在波导部制造工艺的一个变化形式中，如图13A中所示的，材料的牺牲层238被沉积至基材236上，并且包层材料的下包层部232a被沉积至牺牲层上(例如通过CVD、PECVD、自旋工艺或任何合适的沉积工艺)。如图13B中所示的，芯部材料被沉积至结构上并且被成型以形成内芯部230。包层材料的上包层部232b被沉积在芯部230上，随后是硬掩模的沉积和成型。上包层部232b优选地使用选择性地除去上包层部232b和/或粗糙化芯部表面以形成光学分散部分222的合适的成型工艺被成型。被暴露的芯部表面可以另外地和/或可选择地被以任何合适的方式织构化以形成光学分散部分222。分散介质(例如漫射和/或散射材料)的向被暴露的芯部中的可选择的受控的加入可以进一步影响光学分散部分提供的光分散的量。在一个变化形式中，如图13C中所示的，光分散材料(例如氧化铝、二氧化钛、金刚石粉末或任何合适的材料)的包覆层234可以在被暴露的芯部上沉积和成型。例如，光学分散材料的加入可以相似于在美国专利第5,946,441和5,580,932号中描述的，5,946,441和5,580,932通过本引用以它们的整体并入。分散材料优选地是生物相容的，具有大于波导部芯部的折射率的折射率，并且具有低的光学吸收。在另一个变化形式中，光分散材料的分子可以使用离子注入或扩散或任何合适的内嵌的手段被内嵌在暴露的芯部中。此外，对波长敏感的光分散分子可以在各种位置处被施用于波导部中的不同的“开口”，以根据波长选择性地控制光发射(例如为定制的另一个维度提供光输出的空间控制)，例如在美国专利第7,194,158号中描述的，7,194,158通过本引用以其整体并入。
沉积并且成型光学分散层可以可选择地在沉积包层材料的上包层部之前进行。波导部220的制造优选地还包括通过任何合适的工艺从基材释放波导部，并且切割至合适的预确定的长度。构建、释放，然后切割波导部220的工艺可以对改进工艺的模块化和/或特定的波导神经接口装置的定制是有用的，例如对于光学分散部分的形状和分布以及总体波导部的尺寸的具体定制来说。可选择地，波导部220的最终的长度可以在从基材释放之前使用另一个硬掩模蚀刻。在某些优选的实施方案中，波导部220的总体长度可以在3-400mm长之间和/或在厚度上高至200μm，这取决于应用。
在一个具体的实施例中，波导部包括SU-8(由MicroChem供应)的芯部以及CytopCTL-809M(由AsahiGlass供应)的包层部。Cytop包括比SU-8(n＝1.59)低的折射率(n＝1.34)，使得两种材料的组合形成具有内部反射的波导部。牺牲层、下包层部、芯部以及上包层部优选地被如上文描述地形成。上包层部然后被使用氧等离子体成型以暴露和粗糙化芯部表面。约300nm厚的氧化铝的分散层被溅射沉积在被除去的上包层部的位置。氧化铝的层然后被使用缓冲氢氟(HF)酸成型。波导部然后被从晶片释放，且被金刚石刻划至期望的长度。在本实施例中，波导部厚度在约30μm的数量级。
在波导部制造工艺的另一个变化形式中，如图14中所示的，波导部220是具有内部芯部230和围绕芯部的外包层部232的光纤。相似于波导部制造工艺的第一变化形式，包层部优选地被成型以选择性地除去包层部以暴露和/或粗糙化芯部表面。被暴露的芯部表面可以另外地和/或可选择地以任何合适的方式织构化以形成光学分散部分。分散覆层和/或内嵌的分散分子向芯部表面的可选择的受控的加入可以进一步限定光学分散部分。另外的可选择的用于产生波导部220的工艺在名称为“Light-diffusingdeviceforanopticalfiber，methodsofproducingandusingsame，andapparatusfordiffusinglightfromanopticalfiber(用于光纤的光扩散装置，生产和使用其的方法以及用于扩散来自光纤的光的设备)”的美国专利第5,946,441号中描述，5,946,441通过本引用以其整体并入。
神经装置210的电极基材优选地被在波导部220上成层，并且更优选地以使得波导部的光学分散部分毗邻于电极部位的阵列的至少一部分的方式成层。波导神经接口装置可以包括神经装置210和波导部220的任何合适的组合。如图10和14中所示的，在第一变化形式中，电极基材被围绕波导部220包裹。在本变化形式中，电极基材优选地包括至少一个孔214，孔214相应于波导部220的光学分散部分222，使得被分散的光被散射经过孔214以照亮组织。孔214可以在围绕波导部220包裹之前在神经装置210中形成，或可以在围绕波导部包裹之后形成。此外，光学分散部分222可以在将电极基材围绕波导部包裹之前或之后在波导部220中形成。电极部位的阵列212的至少一部分优选地接近或毗邻于孔214，使得至少一个记录电极部位被配置为对被照亮的组织进行取样。孔214可以是实质上矩形的、圆形的、椭圆形的或任何合适的形状。作为另一个实施例，孔214可以在波导部的纵向轴线的方向是长形的，如图10中所示的。电极基材的孔214优选地是与波导部220的下面的光学分散部分222在形状和尺寸上相似的，但是孔可以可选择地比光学分散部分222小或大。电极基材可以被永久地附接于波导部220，使得其相对于波导部的位置被固定。可选择地，电极基材可以被非永久地附接于波导部，使得神经装置是沿着长度可调整的和/或围绕波导部220旋转，使得孔214作为选择性地允许来自光学分散部分的光的可运动窗口，由此增加了定制的另一个维度。被分散的光优选地具有作为沿着孔214的距离的函数的实质上均一的强度。此外，电极基材可以包括多个孔，每个相应于光学分散部分。电极基材中的孔的数量可以小于、等于或大于光学分散部分的数量。在一种制造方法中，包层除去和孔214可以使用激光烧蚀被同时地产生，随后是漫射介质的沉积。可选择地，包层除去和孔形成可以使用任何合适的技术例如烧蚀或选择性蚀刻而单独地发生。
在另一个变化形式中，分散部分222可以可选择地和/或另外地被沉积或以其他方式基成在电极基材中。在本变化形式中，包层232被选择性地从波导部除去但是光分散材料可以被在电极基材中实现而不直接地在波导部上实现。漫射层与相应包层的对准在组装期间发生。透明的粘合剂可以被施用以改进向漫射区域的光耦合。
在第二变化形式中，如图11A中所示的，波导部220优选地横向地延伸超出电极基材或神经装置210的其他部分，并且更优选地波导部220的光学分散部分222横向地延伸超出电极基材。如图12B-12D中所示的，被分散的光优选地远离波导部220的纵向轴线地横向地传播并且优选地具有作为沿着波导部的距离的函数的实质上均一的强度。在本变化形式中，波导部220可以包括单一的连续的光学分散部分(图12B)或两个或更多个光学分散部分(图12C)，以产生沿着波导部的长度的不连续的照亮。
在第三变化形式中，如图11C和11D中所示的，波导部220优选地被安装在装置210的第一侧(例如装置210的顶部)上。在本变化形式中，光学分散部分位于波导部上，使得光学分散部分通过将光沿着波导部的至少一部分的长度扩散和/或散射光来发射经过波导部的侧部和/或经过波导部的顶部的光。光学分散部分可以被在任何合适的边缘、侧部和/或面上形成以在任何合适的方向发射光。相似于第二变化形式，波导部可以包括单一的连续的光学分散部分或两个或更多个分离的光学分散部分，以产生沿着波导部的长度的不连续的照亮。这样的装置的一个优点是在接近漫射元件的局部组织体积中产生均一的光强度并且在相对长的空间维度上做这些，例如图11C中示出的成角度的边缘。
如图14A中所示的，波导部220还可以包括将被传输的光沿着纵向轴线反射的反射器末端。反射器末端可以相似于在波导神经接口装置的第一优选的实施方案中描述的反射器末端。通过将被传输的光沿着纵向轴线反射回来，如果不以这种方式将被损失的光被沿着波导部220返回，以进行潜在的通过光学分散部分的再导向，由此增加效率。
波导神经接口装置的另外的变化形式可以包括神经装置210、电极部位的阵列和波导部220的任何合适的组合。例如，波导神经接口装置可以包括第一优选的实施方案的光导向元件和第二优选的实施方案的光学分散部分二者。
在某些实施方案中，相似于第一优选的实施方案的波导神经接口装置，第二优选的实施方案的波导神经接口装置可以包括被配置为与组织的不同区域接口的多个支路和/或多个波导部，并且优选地包括与电极部位的阵列和波导部中的至少一个接口的电路板。第二优选的实施方案中的电路板优选地相似于第一优选的实施方案的电路板。
3.组装波导神经接口装置的方法
如图15A-15E中所示的，制造优选的实施方案的波导神经接口装置的方法S300包括以下步骤：提供包括多个电极部位的神经装置S310；提供波导部，波导部与神经装置分离并且被配置为将光沿着纵向轴线传输并且包括将被传输的光远离波导部地再导向的光导向元件S320；提供电路板，电路板与神经装置和波导部分离并且被配置为与多个电极部位和波导部接口S330；将波导部的光发射元件相对于神经装置取向至预确定的角取向S340，其中预确定的角取向是基于被再导向的光的所选择的方向；以及将包括神经装置、波导部和电路板的组中的每个结构耦合于所述组中的其他结构中的至少一个S350，其中耦合包括将波导部相对于神经装置固定在预确定的角取向S352。
制造波导神经接口装置的方法S300是具有多个潜在的优点的模块化的成本有效的途径。首先，方法可以提供高空间分辨率，因为波导部可以沿着任何轴线旋转以将平面的x-y维度转换为有效的z轴维度，如果不以这种方式这是难以实现的。第二，方法可以使制造能够进行具体区域的照亮的定制波导神经接口装置成为可能，同时避免如果不以这种方式将发生的成本和生产率问题。换句话说，如果波导部和神经装置被在晶片水平一体化，那么波导神经接口装置设计的期望的/有用的置换的数量是大的，使得其阻碍了这样的装置的销售的收益性。本方法可以克服该问题，超越了晶片水平途径的实际极限。第三，方法可以分离了在神经装置制造或波导部制造的一个方面的产量问题，由此改进平均产量以及降低最终组合波导神经接口产品的总成本。然而，在可选择的实施方案中，制造波导神经接口装置的方法可以包括任何合适的步骤。例如，神经装置、波导部和电路板部件中的一部分或所有可以被以一体化的方式制造(例如，依次使用任何光刻工艺和/或任何合适的技术制造，而没有在方法300中描述的制造后的组装)。例如，神经装置和波导部可以依次作为集成结构共同地制造，并且然后在制造之后被耦合于电路板。
提供神经装置S310、提供波导部S320和提供电路板S330的步骤优选地包括提供相似于上文在波导神经接口装置的第一优选的实施方案100和/或第二优选的实施方案200中描述的那些的神经装置或神经探针、波导部和电路板，但是可以可选择地包括提供任何合适的神经装置、波导部和/或电路板。此外，虽然方法主要地使用第一优选的实施方案的波导神经接口装置被例证，但是方法可以被实施以组装第二优选的实施方案的波导神经接口装置(图14和16)，或组装优选地具有至少分离的神经装置和波导部件并且可能另外地具有分离的电路板部件的任何合适的波导神经接口装置。
步骤S340包括将波导部的光导向元件取向至预确定的角取向的步骤，且起作用以将被再导向的光的方向设置成特定的方向。如图15B中所示的，取向光导向元件的步骤优选地包括将波导部围绕波导部的纵向轴线旋转至预确定的角取向S342。然而，波导部可以被围绕任何合适的轴线旋转。此外，取向波导部的光导向元件的步骤可以包括将波导部沿着纵向轴线、横向轴线或任何合适的轴线平移S344。以这种方式取向波导部优选地使沿着另一个轴线的另一个空间维度变化成为可能，特别是在被相对于神经装置旋转时，典型地在x-y平面中的特征能够变成z轴中的特征。步骤S340使波导神经接口装置的进一步定制成为可能。
步骤S350包括将包括神经装置、波导部和电路板的组中的每个结构耦合于所述组中的其他结构中的至少一个的步骤，且起作用以固定和组装所述组的结构以形成波导神经接口装置。步骤S350优选地包括将波导部固定在相对于神经装置和/或电路板的预确定的角取向。在步骤S350中，三个部件(神经装置、波导部和电路板)可以被以任何顺序安装或附接。在第一变化形式中，如图15C中所示的，步骤S350包括耦合波导部和电路板以形成波导部-电路板结构S362并且耦合神经探针和波导部-电路板结构S364。在本变化形式中，耦合波导部和电路板S350可以包括将波导部耦合于电路板的具有光学部件的光学面并且将神经装置耦合于电路板的具有电气部件的电气面。在第二变化形式中，如图15D中所示的，步骤S350包括耦合神经装置和电路板以形成神经装置-电路板结构S372并且耦合波导部和神经装置-电路板结构S374。在第三变化形式中，如图15E中所示的，步骤S350包括耦合波导部和神经装置以形成波导部-神经装置结构S382并且耦合电路板和波导部-神经装置结构S384。在步骤S350的变化形式的汇总中，可以使用神经装置、波导部和电路板的任何组装顺序：(1)耦合波导部和电路板，然后耦合神经装置和波导部-电路板结构，(2)耦合神经装置和电路板，然后耦合波导部和神经装置-电路板结构；或(3)耦合波导部和神经装置，然后耦合电路板和波导部-神经装置结构。在步骤S350的这些变化形式中的任何中，将电路板耦合于波导部可以包括耦合将来自光源的光传递至波导部的光学耦合器。在步骤S350的这些变化形式中的任何中，将电路板耦合于神经装置可以包括将互相连接部(例如柔性的互相连接部)耦合在神经装置和电路板之间以传递电信号。耦合步骤S350可以包括成层或堆叠部件中的两个(例如将神经装置成层在波导部上)、包裹一个部件(例如将神经装置包裹在波导部上)、端对端地连接(例如将电路板耦合于神经装置或波导部的轴向端部)，和/或任何合适的耦合步骤。此外，在其他的实施方案中，另外的中间部件可以被引入以间接地耦合结构中的任何两个。例如，神经装置和波导部二者可以被耦合于共用的基部，例如承载器，而不使神经装置和波导部被直接地耦合于彼此。
耦合的步骤S350可以被手动地和/或使用机器辅助进行。部件中的一个或多个可以包括用于辅助部件对准的特征，例如基准符标记、凸台和/或相应的对准洞。耦合结构中的任何两个的步骤可以包括涂布环氧化物，例如医学级环氧化物(例如EpoxyTekH70E-2或320，其被设计为屏蔽光)或可紫外固化的环氧化物，或使用紧固件，或任何合适的粘合剂或其他用于耦合的手段。耦合结构中的任何两个的步骤可以另外地和/或可选择地包括将聚合物外覆层围绕组中的结构中的至少两个施用。
如本领域的技术人员将从上文的详细描述以及从附图和权利要求意识到的，可以进行对本发明的优选的实施方案的修改和改变而不偏离本发明的在以下的权利要求中限定的范围。

Claims (74)

1.一种波导神经接口装置，包括：
a)神经装置，其是可植入在组织中的并且包括从能连接到脉冲发生器的近端神经装置部分延伸到远端神经装置部分的神经装置侧壁；
b)电极部位的阵列，其由所述神经装置侧壁支撑，其中所述电极部位的阵列配置为与所述电极部位的阵列的周围环境电连通，并且包括定位在所述远端神经装置部分的第一面上的至少一个记录电极部位；
c)第一波导部，其从能连接到光源的近端第一波导部分延伸到具有远端第一波导端部的远端第一波导部分并且包括光再导向元件，其中所述远端第一波导部分由所述远端神经装置部分的第二面支撑；以及
d)第一孔，其在所述远端神经装置部分中从所述第一面穿过所述神经装置侧壁延伸到所述第二面；
其中所述光再导向元件毗邻于所述第一孔被所述远端第一波导部分支撑，并且
其中所述光再导向元件用于将沿着所述远端第一波导部分传播的光再导向通过所述远端神经装置部分中的所述第一孔，以因此照亮毗邻于所述远端神经装置部分的所述第一面上的所述至少一个记录电极部位的被选择性地靶向的组织，但是以避免直接照亮所述远端神经装置部分的所述第一面上的所述至少一个记录电极部位的方式，并且其中所述至少一个记录电极部位被配置为对被照亮的组织进行取样。
2.根据权利要求1所述的波导神经接口装置，其中所述神经装置是神经探针。
3.根据权利要求1所述的波导神经接口装置，其中被再导向的光实质上在垂直于所述光再导向元件的纵向轴线的方向对准。
4.根据权利要求1所述的波导神经接口装置，其中所述第二面是与所述远端神经装置部分的所述第一面相反的。
5.根据权利要求1所述的波导神经接口装置，其中所述第一波导部的所述光再导向元件包括选自由以下组成的组的至少一个：将光折射通过所述神经装置侧壁中的所述第一孔的折射器、将光反射通过所述神经装置侧壁中的所述第一孔的反射器，以及将光聚焦通过所述神经装置侧壁中的所述第一孔的透镜。
6.根据权利要求1所述的波导神经接口装置，其中所述第一波导部和所述电极部位的至少一部分被安装在所述远端神经装置部分的同一个面上。
7.根据权利要求1所述的波导神经接口装置，其中所述第一波导部的至少一部分横向地延伸超出所述神经装置，使得被再导向的光的第一部分传播通过所述第一孔，并且被再导向的光的第二部分被远离所述第一波导部横向地再导向。
8.根据权利要求1所述的波导神经接口装置，其中所述第一波导部的所述光再导向元件包括将光远离所述光再导向元件的纵向轴线地折射的折射器。
9.根据权利要求1所述的波导神经接口装置，其中所述第一波导部的所述光再导向元件包括将光远离所述光再导向元件的纵向轴线地反射的反射器。
10.根据权利要求9所述的波导神经接口装置，其中所述反射器包括被粗糙化的表面，所述被粗糙化的表面散射光。
11.根据权利要求1所述的波导神经接口装置，其中所述第一波导部的所述光再导向元件包括将光远离所述光再导向元件的纵向轴线地操纵的透镜。
12.根据权利要求1所述的波导神经接口装置，其中所述第一波导部的所述光再导向元件包括将光分散以照亮组织的光学分散部分。
13.根据权利要求1所述的波导神经接口装置，其中所述第一波导部包括多个光再导向元件，其中每个光再导向元件从沿着所述远端第一波导部分的不同点再导向光的一部分。
14.根据权利要求13所述的波导神经接口装置，其中每个光再导向元件在沿着所述远端第一波导部分的长度的不同距离处再导向光的一部分。
15.根据权利要求1所述的波导神经接口装置，还包括被耦合于所述神经装置的第二波导部。
16.根据权利要求15所述的波导神经接口装置，其中所述神经装置包括至少第一神经装置支路和第二神经装置支路。
17.根据权利要求16所述的波导神经接口装置，其中所述第一波导部被耦合于所述第一神经装置支路并且所述第二波导部被耦合于所述第二神经装置支路。
18.根据权利要求1所述的波导神经接口装置，其中所述第一波导部是刚性的。
19.根据权利要求1所述的波导神经接口装置，其中所述第一波导部还包括内芯部以及覆盖所述内芯部的包层部，并且其中所述包层部被成型为选择性地暴露所述内芯部，并且所述光再导向元件包括被暴露的内芯部。
20.根据权利要求1所述的波导神经接口装置，还包括与所述第一波导部和所述电极部位的阵列中的所述至少一个记录电极部位连接的电路板。
21.根据权利要求20所述的波导神经接口装置，其中所述电路板是双面的，并且包括具有与所述电极部位的阵列接口的电气部件的电气面以及具有与所述第一波导部连接的部件的光学面。
22.根据权利要求21所述的波导神经接口装置，其中与所述电路板的所述电气面连通的所述至少一个记录电极部位被定位在所述神经装置的所述第一面上，并且与所述电路板的所述光学面连通的所述第一波导部被定位在所述神经装置的所述第二面上。
23.根据权利要求22所述的波导神经接口装置，其中所述电路板还包括将光提供至所述第一波导部的光源。
24.根据权利要求1所述的波导神经接口装置，其中所述电极部位的阵列还包括至少一个刺激电极部位。
25.根据权利要求1所述的波导神经接口装置，其中所述光再导向元件包括光学漫射部分，所述光学漫射部分漫射光。
26.根据权利要求1所述的波导神经接口装置，其中所述光再导向元件包括光学散射部分，所述光学散射部分散射光。
27.根据权利要求1所述的波导神经接口装置，其中所述神经装置具有从近端神经装置端部到远端神经装置端部的第一长度，并且所述第一波导部具有从近端波导端部到所述远端第一波导端部的第二长度，并且其中所述光再导向元件驻留在所述远端第一波导端部，其中所述第二长度小于所述第一长度，以因此将所述光再导向元件定位成与所述远端神经装置部分的所述神经装置侧壁中的所述第一孔相对。
28.根据权利要求1所述的波导神经接口装置，其中所述光再导向元件由所述第一波导部支撑在所述远端第一波导端部。
29.根据权利要求27所述的波导神经接口装置，其中所述光再导向元件由所述远端第一波导部分支撑在接近所述远端神经装置端部的位置。
30.根据权利要求1所述的波导神经接口装置，其中所述神经装置包括在所述第一波导部上成层的电极基材，其中所述电极部位的阵列的至少一部分定位在所述电极基材上。
31.根据权利要求30所述的波导神经接口装置，其中所述第一波导部被安装到所述电极基材使得所述光再导向元件毗邻于所述电极部位的阵列的至少一部分。
32.根据权利要求30所述的波导神经接口装置，其中所述光再导向元件的至少一部分横向地延伸超过所述电极基材。
33.根据权利要求30所述的波导神经接口装置，其中所述电极基材围绕所述第一波导部包裹。
34.根据权利要求30所述的波导神经接口装置，其中所述电极基材包括基材孔，所述基材孔相应于毗邻于所述第一波导部的所述光再导向元件的所述第一孔，使得被再导向的光传播通过所述第一孔和所述基材孔。
35.根据权利要求1所述的波导神经接口装置，其中所述第一波导部包括第二光再导向元件，并且所述神经装置包括第二孔，所述第二孔毗邻于所述第一波导部的所述第二光再导向元件，使得被再导向的光从所述第二光再导向元件传播并且通过所述第二孔以因此照亮组织。
36.根据权利要求1所述的波导神经接口装置，其中所述第一孔沿着所述第一波导部的纵向轴线是长形的。
37.根据权利要求5所述的波导神经接口装置，其中所述反射器包括调整被反射光的路径的被选择性地粗糙化的表面。
38.根据权利要求19所述的波导神经接口装置，其中所述远端第一波导部分还包括被成型在所述被暴露的内芯部上的光学分散材料的层。
39.根据权利要求38所述的波导神经接口装置，其中所述光学分散材料是氧化铝。
40.根据权利要求19所述的波导神经接口装置，其中所述被暴露的内芯部内嵌有光学分散分子。
41.根据权利要求1所述的波导神经接口装置，其中所述第一波导部是薄膜结构。
42.根据权利要求1所述的波导神经接口装置，其中所述第一波导部是光纤。
43.根据权利要求1所述的波导神经接口装置，其中所述神经装置包括围绕所述第一波导部而包裹的电极基材，并且其中所述电极部位的阵列的至少一部分被定位在所述电极基材上。
44.根据权利要求19所述的波导神经接口装置，其中所述电极基材包括至少一个基材孔，所述至少一个基材孔相应于所述被暴露的内芯部，使得被再导向的光传播通过所述第一孔和所述基材孔。
45.根据权利要求44所述的波导神经接口装置，其中所述电极基材包括光学分散材料。
46.一种波导神经接口装置，包括：
a)神经装置，其是可植入在组织中的并且包括从能连接到脉冲发生器的近端神经装置部分延伸到远端神经装置部分的神经装置侧壁，其中至少所述远端神经装置部分沿着第一纵向轴线延伸；
b)电极部位的阵列，其由所述神经装置侧壁支撑，其中所述电极部位的阵列被配置成与所述电极部位的阵列的周围环境电连通，并且包括定位在所述远端神经装置部分的第一面上的至少一个记录电极部位；
c)第一波导部，其从能连接到光源的近端第一波导部分延伸到具有远端第一波导端部的远端第一波导部分并且包括光再导向元件，其中所述远端第一波导部分沿着第二纵向轴线延伸且由所述远端神经装置部分的第二面以并排的共轴关系支撑；
d)第一孔，其在所述远端神经装置部分中从所述第一面穿过所述神经装置侧壁延伸到所述第二面；
其中所述光再导向元件毗邻于所述第一孔被所述远端第一波导部分支撑，以及
其中所述光再导向元件用于将沿着所述远端第一波导部分传播的光远离所述第二纵向轴线再导向且通过所述神经装置侧壁中的所述第一孔，以因此照亮毗邻于所述远端神经装置部分的所述第一面上的所述至少一个记录电极部位的被选择性地靶向的组织，但是以避免直接照亮所述远端神经装置部分的所述第一面上的所述至少一个记录电极部位的方式，并且其中所述至少一个记录电极部位被配置为对被照亮的组织进行取样。
47.根据权利要求46所述的波导神经接口装置，其中所述神经装置是神经探针。
48.根据权利要求46所述的波导神经接口装置，其中所述神经装置包括在所述第一波导部上成层的电极基材，其中所述电极部位的阵列的至少一部分被定位在所述电极基材上。
49.根据权利要求48所述的波导神经接口装置，其中所述第一波导部被安装于所述电极基材，使得所述光再导向元件毗邻于所述电极部位的阵列的至少一部分。
50.根据权利要求48所述的波导神经接口装置，其中所述光再导向元件的至少一部分横向地延伸超出所述电极基材。
51.根据权利要求48所述的波导神经接口装置，其中所述电极基材围绕所述第一波导部而包裹。
52.根据权利要求48所述的波导神经接口装置，其中所述电极基材包括基材孔，所述基材孔相应于毗邻于所述第一波导部的所述光再导向元件的所述第一孔，使得被再导向的光传播通过所述第一孔和所述基材孔。
53.根据权利要求52所述的波导神经接口装置，其中所述第一波导部包括第二光再导向元件，并且所述神经装置包括第二孔，所述第二孔毗邻于所述第一波导部的所述第二光再导向元件，使得被再导向的光从所述第二光再导向元件传播并且通过所述第二孔以因此照亮组织。
54.根据权利要求52所述的波导神经接口装置，其中所述第一孔在所述第一波导部的所述第二纵向轴线的方向是长形的。
55.根据权利要求48所述的波导神经接口装置，其中所述光再导向元件包括将被传输的光沿着所述远端第一波导部分的所述第二纵向轴线反射的反射器末端。
56.根据权利要求55所述的波导神经接口装置，其中所述反射器包括调整被反射光的路径的被选择性地粗糙化的表面。
57.根据权利要求46所述的波导神经接口装置，其中通过所述光再导向元件再导向的光具有作为沿着所述远端第一波导部分的第二纵向轴线的距离的函数的实质上均一的强度。
58.根据权利要求46所述的波导神经接口装置，其中所述第一波导部还包括内芯部以及覆盖所述内芯部的包层部。
59.根据权利要求58所述的波导神经接口装置，其中所述包层部被成型为选择性地暴露所述内芯部，其中所述远端第一波导部分包括被暴露的内芯部。
60.根据权利要求59所述的波导神经接口装置，其中所述远端第一波导部分还包括被成型在所述被暴露的内芯部上的光学分散材料的层。
61.根据权利要求60所述的波导神经接口装置，其中所述光学分散材料是氧化铝。
62.根据权利要求59所述的波导神经接口装置，其中所述被暴露的内芯部内嵌有光学分散分子。
63.根据权利要求59所述的波导神经接口装置，其中所述第一波导部是薄膜结构。
64.根据权利要求59所述的波导神经接口装置，其中所述第一波导部是光纤。
65.根据权利要求59所述的波导神经接口装置，其中所述神经装置包括围绕所述第一波导部包裹的电极基材，并且其中所述电极部位的阵列的至少一部分被定位在所述电极基材上。
66.根据权利要求65所述的波导神经接口装置，其中所述电极基材包括至少一个基材孔，所述至少一个基材孔相应于所述被暴露的内芯部，使得被再导向的光传播通过所述第一孔和所述基材孔。
67.根据权利要求66所述的波导神经接口装置，其中所述电极基材包括光学分散材料。
68.根据权利要求66所述的波导神经接口装置，其中所述第一波导部包括第二光再导向元件，并且所述神经装置包括第二孔，所述第二孔毗邻于所述第一波导部的所述第二光再导向元件，使得被再导向的光从所述第二光再导向元件传播并且通过所述第二孔以因此照亮组织。
69.根据权利要求46所述的波导神经接口装置，还包括电路板，所述电路板是双面的，并且包括具有与所述电极部位的阵列接口的电气部件的电气面以及具有与所述第一波导部连接的部件的光学面。
70.根据权利要求46所述的波导神经接口装置，其中被再导向的光的至少一部分被远离所述远端第一波导部分的第二纵向轴线横向地导向。
71.根据权利要求46所述的波导神经接口装置，其中通过所述光再导向元件再导向的光具有作为沿着所述远端第一波导部分的距离的函数的实质上均一的强度。
72.一种波导神经接口装置，包括：
a)神经装置，其是可植入在组织中的并且包括从能连接到脉冲发生器的近端神经装置部分延伸到远端神经装置部分的神经装置侧壁，其中至少所述远端神经装置部分沿着第一纵向轴线延伸；
b)电极部位的阵列，其由所述神经装置侧壁支撑，其中所述电极部位的阵列配置为与所述电极部位的阵列的周围环境电连通，并且包括定位在所述远端神经装置部分的第一面上的至少一个记录电极部位；
c)波导部，其从能连接到光源的近端波导部分延伸到具有远端波导端部的远端波导部分，其中所述远端波导部分沿着第二纵向轴线延伸且由所述远端神经装置部分的第二面以并排的共轴关系支撑；
d)孔，其在所述远端神经装置部分中从所述第一面穿过所述神经装置侧壁延伸到所述第二面；
e)双面电路板，其包括具有与所述至少一个记录电极部位连接的电气部件的电气面，以及具有与所述波导部连接的部件的光学面；以及
f)光再导向元件，其毗邻于所述孔被所述远端波导部分支撑，
其中所述光再导向元件用于将沿着所述远端波导部分传播的光远离所述第二纵向轴线再导向并且通过所述神经装置侧壁中的所述孔，以因此照亮毗邻于在所述远端神经装置部分的所述第一面上的所述至少一个记录电极部位的被选择性地靶向的组织，但是以避免直接照亮在所述远端神经装置部分的所述第一面上的所述至少一个记录电极部位的方式，并且
其中所述至少一个记录电极部位被配置为对被照亮的组织进行取样，并且所述电路板被配置成将由所述记录电极部位记录的信息传输到所述近端神经装置部分。
73.根据权利要求72所述的波导神经接口装置，其中与所述电路板的所述电气面连通的所述至少一个记录电极部位被定位在所述神经装置的前面上，并且与所述电路板的所述光学面连通的所述波导部被定位在所述神经装置的背面上。
74.根据权利要求72所述的波导神经接口装置，其中所述电路板还包括将光提供至所述波导部的光源。
CN201080052821.XA 2009-11-05 2010-11-05 波导神经接口装置 Active CN102686147B (zh)

Applications Claiming Priority (7)

Application Number Priority Date Filing Date Title
US25849409P 2009-11-05 2009-11-05
US61/258,494 2009-11-05
US32108910P 2010-04-05 2010-04-05
US61/321,089 2010-04-05
US12/940,748 2010-11-05
US12/940,748 US8870857B2 (en) 2009-11-05 2010-11-05 Waveguide neural interface device
PCT/US2010/055720 WO2011057137A1 (en) 2009-11-05 2010-11-05 Waveguide neural interface device

Publications (2)

Publication Number Publication Date
CN102686147A CN102686147A (zh) 2012-09-19
CN102686147B true CN102686147B (zh) 2016-01-20

Family

ID=43970375

Family Applications (1)

Application Number Title Priority Date Filing Date
CN201080052821.XA Active CN102686147B (zh) 2009-11-05 2010-11-05 波导神经接口装置

Country Status (3)

Country Link
US (3) US8870857B2 (zh)
CN (1) CN102686147B (zh)
WO (1) WO2011057137A1 (zh)

Families Citing this family (57)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
US20130309278A1 (en) * 2005-08-05 2013-11-21 Gholam A. Peyman Methods to regulate polarization and enhance function of cells
WO2011068696A2 (en) * 2009-11-19 2011-06-09 The Regents Of The University Of Michigan Neural probe with optical stimulation capability
KR101150422B1 (ko) * 2010-10-26 2012-06-01 한국과학기술연구원 반사면을 구비한 광자극 탐침
EP2683439B1 (en) 2011-03-09 2019-12-18 NeuroNexus Technologies, Inc. Neural interface system with an edge array
US9192314B2 (en) 2011-03-29 2015-11-24 The Charles Stark Draper Laboratory, Inc. Probe for neural recording and optical spectroscopic interrogation
US9427164B2 (en) * 2011-06-04 2016-08-30 The Regents Of The University Of Michigan Insertable neural probe with flexible structure
US9782091B2 (en) 2011-07-25 2017-10-10 Neuronexus Technologies, Inc. Opto-electrical device for artifact reduction
US9801559B2 (en) 2011-07-25 2017-10-31 Diagnostic Biochips, Inc. Integrated optical neural probe
EP2736594B1 (en) 2011-07-25 2016-09-14 NeuroNexus Technologies, Inc. Neuromodulation transfection system with passive fluid delivery
US9700736B2 (en) 2011-07-25 2017-07-11 Neuronexus Technologies, Inc. Neuromodulation transfection system with active fluid delivery
WO2013049202A1 (en) * 2011-09-26 2013-04-04 Roukes Michael L Brain-machine interface based on photonic neural probe arrays
KR101317396B1 (ko) * 2011-12-05 2013-10-14 한국과학기술연구원 피에이치 농도 측정이 가능한 탐침 구조체
DE102012006953A1 (de) 2012-04-04 2013-10-10 Albert-Ludwigs-Universität Freiburg Vorrichtung zur Stimulierung und/oder Detektion von Zellaktivitäten innerhalb einer Zellenumgebung
US9950188B2 (en) * 2012-05-31 2018-04-24 Color Seven Co., Ltd. Apparatus for relaxing smooth muscles of human body
JP2015534495A (ja) * 2012-10-12 2015-12-03 デルタ、ダンスク・エレクトリニク、リス・オ・アクスティクＤｅｌｔａ，Ｄａｎｓｋ Ｅｌｅｋｔｒｏｎｉｋ，Ｌｙｓ Ｏｇ Ａｋｕｓｔｉｋ 監視デバイス
CA2894718A1 (en) * 2012-11-21 2014-05-30 Circuit Therapeutics, Inc. System and method for optogenetic therapy
WO2014081971A1 (en) * 2012-11-21 2014-05-30 Roukes Michael L Highly multiplexed optogenetic neural stimulation using integrated optical technologies
CN103083827B (zh) * 2012-12-26 2015-09-16 东南大学 一种植入式蓝宝石基二维神经激励芯片及其制备方法
US9486641B2 (en) * 2013-03-16 2016-11-08 Lawrence Livermore National Security, Llc Incorporating an optical waveguide into a neural interface
US20160073887A1 (en) * 2013-04-11 2016-03-17 Brown University Optoelectronic device to write-in and read-out activity in brain circuits
EP2808056B1 (en) * 2013-05-29 2020-04-15 Imec VZW Optical stimulation device
CA2913074C (en) 2013-05-30 2023-09-12 Graham H. Creasey Topical neurological stimulation
US11229789B2 (en) 2013-05-30 2022-01-25 Neurostim Oab, Inc. Neuro activator with controller
US10004917B2 (en) * 2013-07-11 2018-06-26 Board Of Trustees Of Michigan State University Neural prosthetic device and method of making same
ITTO20130603A1 (it) 2013-07-17 2015-01-18 Fond Istituto Italiano Di Tecnologia Strumento optogenetico per l'indirizzamento multiplo ed indipendente di finestre ottiche patternate
US9158080B2 (en) * 2013-08-23 2015-10-13 Corning Incorporated Light-coupling apparatus and methods for light-diffusing optical fibers
JP6507162B2 (ja) * 2013-12-03 2019-04-24 アイメック・ヴェーゼットウェーＩｍｅｃ Ｖｚｗ 被分析物の非侵襲測定のための装置および方法
IL246157B (en) 2013-12-20 2022-08-01 Neuronano Ab A medical device consisting of an electrode and a light source
US9829663B2 (en) * 2014-02-25 2017-11-28 Empire Technology Development Llc Silicon chip with refractive index gradient for optical communication
US10058263B2 (en) * 2014-03-24 2018-08-28 University Of Utah Research Foundation Neural interface
DE102014014927A1 (de) * 2014-10-07 2016-04-07 Neuroloop GmbH Implantierbare Elektrodenanordnung
CN104490385A (zh) * 2014-12-12 2015-04-08 上海大学 一种针式微电极阵列
US11077301B2 (en) 2015-02-21 2021-08-03 NeurostimOAB, Inc. Topical nerve stimulator and sensor for bladder control
WO2016201151A1 (en) * 2015-06-09 2016-12-15 Lawrence Livermore National Security, Llc Cylindrical microelectrode array for neural stimulation and recording
US10695581B2 (en) 2015-06-19 2020-06-30 The Regents Of The University Of Michigan Multicolor neural optoelectrode
US10471273B2 (en) * 2015-10-16 2019-11-12 California Institute Of Technology Implantable, highly collimated light-emitters for biological applications
FR3045391B1 (fr) * 2015-12-17 2019-09-06 Commissariat A L'energie Atomique Et Aux Energies Alternatives Dispositif implantable pour la stimulation optique du cerveau
WO2017136346A1 (en) 2016-02-05 2017-08-10 Boston Scientfic Neuromodulation Corporation Implantable optical stimulation lead
KR101828149B1 (ko) * 2016-05-13 2018-02-12 이화여자대학교 산학협력단 광 자극을 위한 신경 탐침 모듈 및 그를 구비한 신경 탐침 시스템
CN106178271B (zh) * 2016-07-05 2019-05-24 上海交通大学 Led光刺激和电记录集成的柔性神经电极器件及其制备方法
KR102560803B1 (ko) * 2016-07-05 2023-07-31 더 제너럴 하스피탈 코포레이션 능동적으로 제어되는 광학 이미징 장치를 위한 시스템들 및 방법들
US10625072B2 (en) * 2016-10-21 2020-04-21 Boston Scientific Neuromodulation Corporation Electrical stimulation methods with optical observation and devices therefor
EP3538936B1 (en) * 2016-11-14 2023-01-11 The Charles Stark Draper Laboratory Inc. Flexible optical waveguides and methods for manufacturing flexible optical waveguides
EP3538216B1 (en) * 2016-11-14 2024-04-10 The Charles Stark Draper Laboratory Inc. Compliant optrodes for monitoring and stimulating biological tissue with patterned light
WO2018140615A1 (en) * 2017-01-25 2018-08-02 Michael Lipson Thermally tunable low broadband waveguides and related systems and methods
US11547849B2 (en) * 2017-06-07 2023-01-10 Neuronexus Technologies, Inc. Systems and methods for ruggedized penetrating medical electrode arrays
WO2019094365A1 (en) 2017-11-07 2019-05-16 Neurostim Oab, Inc. Non-invasive nerve activator with adaptive circuit
US11135438B2 (en) * 2018-01-11 2021-10-05 Boston Scientific Neuromodulation Corporation Methods and systems for stimulation for glial modulation
US10912612B2 (en) 2018-01-17 2021-02-09 Gyrus Acmi, Inc. System and device for treating body tissue
WO2019166618A1 (en) * 2018-03-01 2019-09-06 Universität Basel Vizerektorat Forschung Neural probe for electrostimulation or recording and fabrication process for such a probe
US11565131B2 (en) 2018-03-23 2023-01-31 Boston Scientific Neuromodulation Corporation Optical stimulation systems with calibration and methods of making and using
EP3840824A1 (en) 2018-11-16 2021-06-30 Boston Scientific Neuromodulation Corporation An optical stimulation system with on-demand monitoring and methods of making
CA3144957A1 (en) 2019-06-26 2020-12-30 Neurostim Technologies Llc Non-invasive nerve activator with adaptive circuit
CA3152451A1 (en) 2019-12-16 2021-06-24 Michael Bernard Druke Non-invasive nerve activator with boosted charge delivery
US11806547B2 (en) * 2020-09-04 2023-11-07 Boston Scientific Neuromodulation Corporation Stimulation systems with a lens arrangement for light coupling and methods of making and using
KR102566150B1 (ko) * 2020-10-07 2023-08-14 이화여자대학교 산학협력단 광 프로브
CN115500831B (zh) * 2022-08-24 2024-01-12 武汉衷华脑机融合科技发展有限公司 一种基于集成电路芯片的复合微针结构

Citations (2)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
CN1147190A (zh) * 1995-01-25 1997-04-09 张在刚 波导耳
US5946441A (en) * 1995-10-31 1999-08-31 Indigo Medical, Inc. Light-diffusing device for an optical fiber, methods of producing and using same, and apparatus for diffusing light from an optical fiber

Family Cites Families (95)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
US3921916A (en) 1974-12-31 1975-11-25 Ibm Nozzles formed in monocrystalline silicon
US4461304A (en) 1979-11-05 1984-07-24 Massachusetts Institute Of Technology Microelectrode and assembly for parallel recording of neurol groups
US4660925A (en) 1985-04-29 1987-04-28 Laser Therapeutics, Inc. Apparatus for producing a cylindrical pattern of light and method of manufacture
US4904237A (en) 1988-05-16 1990-02-27 Janese Woodrow W Apparatus for the exchange of cerebrospinal fluid and a method of treating brain and spinal cord injuries
US4946441A (en) * 1988-07-21 1990-08-07 Maurice Laderoute Limited use hypodermic syringe
US4986628A (en) 1988-08-23 1991-01-22 Lozhenko Alexandr S Light guide device for phototherapy
US5042980A (en) 1989-05-26 1991-08-27 C. R. Bard, Inc. Optical fiber diffusion tip for uniform illumination
US5269777A (en) 1990-11-01 1993-12-14 Pdt Systems, Inc. Diffusion tip for optical fibers
US5542017A (en) 1991-09-27 1996-07-30 Koike; Yasuhiro Light scattering light guide and applied optical apparatuses
US5207709A (en) 1991-11-13 1993-05-04 Picha George J Implant with textured surface
US5196005A (en) 1991-11-26 1993-03-23 Pdt Systems, Inc. Continuous gradient cylindrical diffusion tip for optical fibers and method for making
DE69321430T2 (de) 1992-07-08 1999-04-29 Matsushita Electric Ind Co Ltd Optischer Wellenleiter und dessen Herstellungsverfahren
JP3162398B2 (ja) 1992-11-27 2001-04-25 康博 小池 光散乱導光装置
US5325451A (en) 1993-01-05 1994-06-28 Motorola, Inc. Modular optical waveguide and method for making
US5308442A (en) 1993-01-25 1994-05-03 Hewlett-Packard Company Anisotropically etched ink fill slots in silicon
DE4329728A1 (de) 1993-09-03 1995-03-09 Microparts Gmbh Düsenplatte für Fluidstrahl-Druckkopf und Verfahren zu deren Herstellung
JPH07125221A (ja) 1993-10-29 1995-05-16 Sony Corp プリントヘッドおよびその製造方法
US5385635A (en) 1993-11-01 1995-01-31 Xerox Corporation Process for fabricating silicon channel structures with variable cross-sectional areas
DE69419172T2 (de) 1993-11-10 2000-02-24 Medtronic Cardiorhythm San Jos Elektrodenanordnung für katheter
US20060024359A1 (en) 1995-06-07 2006-02-02 Walker Jeffrey P Drug delivery system and method
FI954565A0 (fi) 1995-09-27 1995-09-27 Biocon Oy Biolgiskt upploeslig av ett polymerbaserat material tillverkad implant och foerfarande foer dess tillverkning
US5721795A (en) 1996-05-17 1998-02-24 Tir Technologies, Inc. High efficiency ejection of light from optical wave guide, by holographically produced light scattering means
US6778853B1 (en) 1997-12-17 2004-08-17 University Of South Florida Electroporation device
US6071302A (en) 1997-12-31 2000-06-06 Cardiofocus, Inc. Phototherapeutic apparatus for wide-angle diffusion
US6205361B1 (en) 1998-02-10 2001-03-20 Advanced Bionics Corporation Implantable expandable multicontact electrodes
US6232769B1 (en) 1998-06-16 2001-05-15 Balluff, Inc. Modular waveguide assembly for a position sensor and method for making the same
US6593130B1 (en) 1999-04-16 2003-07-15 The Regents Of The University Of California Method and apparatus for ex vivo and in vivo cellular electroporation of gene protein or drug therapy
US6374143B1 (en) 1999-08-18 2002-04-16 Epic Biosonics, Inc. Modiolar hugging electrode array
US6829498B2 (en) 2000-03-29 2004-12-07 Arizona Board Of Regents Device for creating a neural interface and method for making same
AU2001288251A1 (en) 2000-08-16 2002-02-25 Vanderbilt University Methods and devices for optical stimulation of neural tissues
US6834200B2 (en) 2000-10-19 2004-12-21 Philadelphia, Health & Education Corporation Ceramic based multi-site electrode arrays and methods for their production
CA2426330A1 (en) 2000-11-01 2002-05-10 3M Innovative Properties Company Electrical sensing and/or signal application device
US6613083B2 (en) 2001-05-02 2003-09-02 Eckhard Alt Stent device and method
EP1401513A4 (en) 2001-05-30 2007-09-12 Innersea Technology IMPLANTABLE DEVICES WITH A LIQUID CRYSTAL POLYMER SUBSTRATE
US7547551B2 (en) 2001-06-21 2009-06-16 University Of Antwerp. Transfection of eukaryontic cells with linear polynucleotides by electroporation
US6560472B2 (en) 2001-06-21 2003-05-06 Microhelix, Inc. Multi-channel structurally robust brain probe and method of making the same
IL145700A0 (en) 2001-09-30 2002-06-30 Younis Imad Electrode system for neural applications
AUPR851601A0 (en) 2001-10-26 2001-11-29 Cochlear Limited Auditory midbrain implant
US7010356B2 (en) 2001-10-31 2006-03-07 London Health Sciences Centre Research Inc. Multichannel electrode and methods of using same
US6993384B2 (en) 2001-12-04 2006-01-31 Advanced Bionics Corporation Apparatus and method for determining the relative position and orientation of neurostimulation leads
WO2003070905A2 (en) 2002-02-15 2003-08-28 Zycos, Inc. Electroporation methods for introducing bioactive agents into cells
US8150519B2 (en) 2002-04-08 2012-04-03 Ardian, Inc. Methods and apparatus for bilateral renal neuromodulation
US20040106169A1 (en) 2002-12-02 2004-06-03 Evans Daron G. System and method for metabolyte neuronal network analysis
US6878643B2 (en) 2002-12-18 2005-04-12 The Regents Of The University Of California Electronic unit integrated into a flexible polymer body
US7260289B1 (en) 2003-02-11 2007-08-21 Luxtera, Inc. Optical waveguide grating coupler with varying scatter cross sections
US20050021117A1 (en) 2003-07-21 2005-01-27 Jiping He Flexible integrated head-stage for neural interface
DE10336352B4 (de) 2003-08-08 2007-02-08 Schott Ag Verfahren zur Herstellung von Streulichtstrukturen an flächigen Lichtleitern
WO2005039696A1 (en) 2003-10-21 2005-05-06 The Regents Of The University Of Michigan Intracranial neural interface system
JP4168910B2 (ja) 2003-11-04 2008-10-22 日本電気株式会社 光導波路および光導波路の製造方法
US7689260B2 (en) 2003-11-06 2010-03-30 The Regents Of The University Of Colorado Shape-memory polymer coated electrodes
US8060207B2 (en) 2003-12-22 2011-11-15 Boston Scientific Scimed, Inc. Method of intravascularly delivering stimulation leads into direct contact with tissue
US7142759B2 (en) * 2004-01-13 2006-11-28 Lionix Bv Surface waveguide and method of manufacture
US7670838B2 (en) 2004-05-24 2010-03-02 The Board Of Trustees Of The Leland Stanford Junior University Coupling of excitation and neurogenesis in neural stem/progenitor cells
US20070167903A1 (en) 2004-06-11 2007-07-19 University Of South Florida Nervous Tissue Electrode Device
US7645635B2 (en) 2004-08-16 2010-01-12 Micron Technology, Inc. Frame structure and semiconductor attach process for use therewith for fabrication of image sensor packages and the like, and resulting packages
US7578819B2 (en) 2005-05-16 2009-08-25 Baxano, Inc. Spinal access and neural localization
US7937143B2 (en) 2004-11-02 2011-05-03 Ardian, Inc. Methods and apparatus for inducing controlled renal neuromodulation
US7883535B2 (en) * 2004-11-09 2011-02-08 Institut National D'optique Device and method for transmitting multiple optically-encoded stimulation signals to multiple cell locations
US7920915B2 (en) * 2005-11-16 2011-04-05 Boston Scientific Neuromodulation Corporation Implantable stimulator
US8349605B1 (en) * 2005-04-12 2013-01-08 Colorado State University Research Foundation Optical analyte sensor
US8594807B2 (en) 2005-05-02 2013-11-26 Boston Scientific Neuromodulation Corporation Compliant stimulating electrodes and leads and methods of manufacture and use
DE102005042523A1 (de) * 2005-05-31 2006-12-07 Osram Opto Semiconductors Gmbh Beleuchtungseinrichtung
US8831739B2 (en) 2005-06-02 2014-09-09 Huntington Medical Research Institutes Microelectrode array for chronic deep-brain microstimulation for recording
WO2006138358A2 (en) 2005-06-14 2006-12-28 The Regents Of The University Of Michigan Technology Management Office Flexible polymer microelectrode with fluid delivery capability and methods for making same
US8926959B2 (en) 2005-07-22 2015-01-06 The Board Of Trustees Of The Leland Stanford Junior University System for optical stimulation of target cells
US9238150B2 (en) 2005-07-22 2016-01-19 The Board Of Trustees Of The Leland Stanford Junior University Optical tissue interface method and apparatus for stimulating cells
US9278159B2 (en) 2005-07-22 2016-03-08 The Board Of Trustees Of The Leland Stanford Junior University Light-activated cation channel and uses thereof
US10052497B2 (en) 2005-07-22 2018-08-21 The Board Of Trustees Of The Leland Stanford Junior University System for optical stimulation of target cells
US7736382B2 (en) 2005-09-09 2010-06-15 Lockheed Martin Corporation Apparatus for optical stimulation of nerves and other animal tissue
EP1931419B1 (en) 2005-10-07 2016-08-10 NeuroNexus Technologies, Inc. Modular multichannel microelectrode array
US7881811B2 (en) 2005-12-08 2011-02-01 Cochlear Limited Flexible electrode assembly having variable pitch electrodes
US8126554B2 (en) * 2006-05-17 2012-02-28 Cardiac Pacemakers, Inc. Implantable medical device with chemical sensor and related methods
US7987303B2 (en) * 2006-07-07 2011-07-26 Signostics Limited Medical interface with multiple communication channels having diferent data rates wherein one channel is always active
RU2463088C2 (ru) 2006-09-26 2012-10-10 Сапиенс Стиринг Брейн Стимулейшн Б.В. Способ и устройство для стимуляции тканей
US8986298B2 (en) * 2006-11-17 2015-03-24 Biosense Webster, Inc. Catheter with omni-directional optical tip having isolated optical paths
US8306632B2 (en) * 2007-01-23 2012-11-06 Neuronano Ab Dissociating multi-channel electrode
US8401609B2 (en) 2007-02-14 2013-03-19 The Board Of Trustees Of The Leland Stanford Junior University System, method and applications involving identification of biological circuits such as neurological characteristics
US8731673B2 (en) 2007-02-26 2014-05-20 Sapiens Steering Brain Stimulation B.V. Neural interface system
US8545543B2 (en) 2009-10-08 2013-10-01 Massachusetts Institute Of Technology Methods and apparatus for microstructure lightguides
US8224417B2 (en) 2007-10-17 2012-07-17 Neuronexus Technologies, Inc. Guide tube for an implantable device system
WO2009052423A1 (en) 2007-10-17 2009-04-23 Neuronexus Technologies Three-dimensional system of electrode leads
US8958862B2 (en) 2007-10-17 2015-02-17 Neuronexus Technologies, Inc. Implantable device including a resorbable carrier
US10434327B2 (en) 2007-10-31 2019-10-08 The Board Of Trustees Of The Leland Stanford Junior University Implantable optical stimulators
US8562658B2 (en) 2007-12-06 2013-10-22 Technion Research & Development Foundation Limited Method and system for optical stimulation of neurons
US20090240314A1 (en) 2008-03-24 2009-09-24 Kong K C Implantable electrode lead system with a three dimensional arrangement and method of making the same
CA2722278C (en) 2008-04-23 2020-03-31 Feng Zhang Systems, methods and compositions for optical stimulation of target cells
MX2010012986A (es) 2008-05-29 2011-05-25 Univ Leland Stanford Junior Linea de celulas, sistema y metodo para control optico de mensajeros secundarios.
US10080499B2 (en) * 2008-07-30 2018-09-25 Medtronic, Inc. Implantable medical system including multiple sensing modules
US8396570B2 (en) * 2009-01-02 2013-03-12 Cochlear Limited Combined optical and electrical neural stimulation
US8231603B2 (en) 2009-02-10 2012-07-31 Angiodynamics, Inc. Irreversible electroporation and tissue regeneration
US9089698B2 (en) 2009-04-17 2015-07-28 The Regents Of The University Of California Method and apparatus for optogenetic treatment of blindness including retinitis pigmentosa
JP5903043B2 (ja) 2009-07-24 2016-04-13 サピエンス ステアリング ブレイン スティムレーション ベー ヴィ 電気刺激のための医療用具
US20110060377A1 (en) 2009-09-10 2011-03-10 Make A Mind Co., Inc. Medical co-processor for signaling pattern decoding and manipulation of cellular structures
US20110087126A1 (en) 2009-10-08 2011-04-14 Massachusetts Institute Of Technology Light-Proof Electrodes
US8936630B2 (en) 2009-11-25 2015-01-20 Medtronic, Inc. Optical stimulation therapy

Patent Citations (2)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
CN1147190A (zh) * 1995-01-25 1997-04-09 张在刚 波导耳
US5946441A (en) * 1995-10-31 1999-08-31 Indigo Medical, Inc. Light-diffusing device for an optical fiber, methods of producing and using same, and apparatus for diffusing light from an optical fiber

Also Published As

Publication number Publication date
WO2011057137A1 (en) 2011-05-12
US9643027B2 (en) 2017-05-09
CN102686147A (zh) 2012-09-19
US8870857B2 (en) 2014-10-28
US20110112591A1 (en) 2011-05-12
US20170326382A1 (en) 2017-11-16
US20150047179A1 (en) 2015-02-19

Similar Documents

Publication Publication Date Title
CN102686147B (zh) 波导神经接口装置
US9642545B2 (en) Neural probe with optical stimulation capability
Mohanty et al. Reconfigurable nanophotonic silicon probes for sub-millisecond deep-brain optical stimulation
Kampasi et al. Fiberless multicolor neural optoelectrode for in vivo circuit analysis
US20180140172A1 (en) Apparatus, systems, and methods for biomedical imaging and stimulation
US7233710B2 (en) Polymer based electro-optic scanner for image acquisition and display
US8834457B2 (en) Modular surgical laser systems
US20110087311A1 (en) Methods and Apparatus for Microstructure Lightguides
US20140142664A1 (en) Highly multiplexed optogenetic neural stimulation using integrated optical technologies
US20080086117A1 (en) Modular Surgical Laser Systems
US10471273B2 (en) Implantable, highly collimated light-emitters for biological applications
EP1991314A2 (en) Multi-cladding optical fiber scanner
EP3021738B1 (en) Optogenetic tool for multiple and independently addressing of patterned optical windows
EP1376180A3 (en) Light-reception/emission module with optical and electrical wiring combined therein, method for producing the module, and assembled member including the module
Lanzio et al. High-density electrical and optical probes for neural readout and light focusing in deep brain tissue
Lanzio et al. Small footprint optoelectrodes using ring resonators for passive light localization
Eriksson et al. Multichannel optogenetics combined with laminar recordings for ultra-controlled neuronal interrogation
Ward et al. Electro-optical mechanically flexible coaxial microprobes for minimally invasive interfacing with intrinsic neural circuits
EP2498673B1 (en) Waveguide neural interface device
JP3872878B2 (ja) 測定プローブ
Kobayashi et al. Development of Si neural probe with optical waveguide for highly accurate optical stimulation of neuron
Der Chen et al. Development of wafer-scale multifunctional nanophotonic neural probes for brain activity mapping
JP2016214374A (ja) レーザ治療装置および食道癌用光線力学的治療装置
Lanzio et al. Small footprint optoelectrodes for simultaneous readout and passive light localization by the use of ring resonators
Reddy High-density Flexible Neurophotonic Implants

Legal Events

Date Code Title Description
C06 Publication
PB01 Publication
C10 Entry into substantive examination
SE01 Entry into force of request for substantive examination
C41 Transfer of patent application or patent right or utility model
TA01 Transfer of patent application right

Effective date of registration: 20151126

Address after: American New York

Applicant after: Greatbatch Ltd.

Address before: michigan

Applicant before: Neuronexus Technologies

C14 Grant of patent or utility model
GR01 Patent grant
C41 Transfer of patent application or patent right or utility model
TR01 Transfer of patent right

Effective date of registration: 20160219

Address after: michigan

Patentee after: Neuronexus Technologies

Address before: American New York

Patentee before: Greatbatch Ltd.