CN110384859A - 用于急慢性深部脑信号记录和刺激的自发散微电极阵列 - Google Patents
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Abstract
本发明涉及一种用于急慢性深部脑信号记录和刺激的自发散微电极阵列，包括连接头和电极束，所述连接头的下部横向均匀焊接有电极束，所述电极束的外部设置有套管，所述套管的下端部呈斜向的尖状；所述电极束，用于刺激及记录脑部神经元的电活动；所述连接头的两侧设置有引出线，所述引出线，用于向外部传输电极的电活动信号。本发明实现了对预定脑区的电活动的随机刺激和记录，且对脑区损伤极小。
Description
技术领域
本发明涉及脑电极技术领域，具体涉及一种用于急慢性深部脑信号记录和刺激的自发散微电极阵列。
背景技术
脑电极阵列是用于脑计算机界面的脑内信号的采集，脑内刺激，神经相关疾病的研究，神经功能的重建，像人工视觉，人工听觉，脑控机器人等。脑内微电极阵列，主要用于多通道急慢性脑内电信号的记录，多通道急慢性脑内微刺激。
脑计划是由美国开始实行，中国最近大力推进的项目，主要目的是脑和计算机的交互融合。脑计算机的交互融合的关键是脑信号的提取，计算机对脑信号的处理和学习（AI人工智能）及效应器（脑控无人机，脑控汽车，脑控机器人，脑控外骨骼等）。
目前，用于脑信号的提取包括：头皮电信号的提取（EEG），但其信号弱，分辨率差；颅内脑表面记录（EcoG），其信号较好，分辨率较好。但只能记录场电位，不能记录单个神经元的电活动；还有脑内微电极阵列，这类电极不仅可以记录场点位，也可以记录单个神经元的动作电位，其提取的信号最好，分辨率最高；但缺点是其侵入性和不可持久性（生物兼容性）。
如中国专利CN105561469B中公开了一种植入式多功能双面微型脑电极阵列芯片，该电极芯片以硅基为基底，多通道电极位点布局在电极芯片双侧，能够在进行电脉冲刺激的同时用于脑电信号和电化学检测，适合长期植入脑内；虽然该电极阵列设置多个电极位点，但其电极位点在电极杆的方向和间距等模式上的设置是具有规则的，并不是随机的，其检测的电位不能代表脑区内随机电位，因此本发明设计的一种用于急慢性深部脑信号记录和刺激的自发散微电极阵列解决了上述问题。
发明内容
本发明为解决现有的脑电极阵列的兼容性和电极位点的代表性问题，提供了一种用于急慢性深部脑信号记录和刺激的自发散微电极阵列，实现了对预定脑区的电活动的随机刺激和记录，且对脑区损伤极小。
为实现上述目的，本发明的技术方案是：
一种用于急慢性深部脑信号记录和刺激的自发散微电极阵列，包括连接头和电极束，所述连接头的下部横向均匀焊接有电极束，所述电极束的外部设置有套管，所述套管的下端部呈斜向的尖状；
所述电极束，用于刺激及记录脑部神经元的电活动；
所述连接头的两侧设置有引出线，所述引出线，用于向外部传输电极的电活动信号。
进一步地，所述电极束包括若干电极线，所述电极线为铂铱合金丝；所述铂铱合金丝的直径为10~15μm，所述铂铱合金丝的外部设置有聚氨酯绝缘层。
进一步地，所述电极线的数量为2~16根。
进一步地，所述电极线的长度为70~80mm。
进一步地，所述电极束的下端部伸出套管下端部1~2mm；所述套管，用于对大脑皮层的植入；
在植入时，套管到达预定脑区上部1~2mm；之后固定套管，通过连接头推动电极线前进1~2mm，使电极线从套管前端穿出自发散到预定脑区；电极束同时刺激脑区内神经元的多个电活动。
进一步地，所述套管采用不锈钢管，套管的外径不大于0.5mm。
通过上述技术方案，本发明的有益效果为：
本发明设置的脑内微电极阵列，用于多通道急慢性脑内电信号的记录，多通道急慢性脑内微刺激；采用铂铱合金丝作为电极束刺激神经元的电活动，且外部设置有聚氨酯绝缘层，对人的大脑具有较强的生物兼容性；同时，电极束的下端与套管配合，在进入预定脑区后呈自发散状，能够随机对预定脑区的神经元进行多处随机刺激，并将刺激电信号通过引出线传输至外部进行分析记录，以便脑计算机界面对于脑内信号的采集；且本发明设置的套管不进入预定脑区，只有电极束进入脑区内部，极大程度的减小了对脑区的损伤。
附图说明
图1是本发明用于急慢性深部脑信号记录和刺激的自发散微电极阵列的结构示意图之一。
图2是本发明用于急慢性深部脑信号记录和刺激的自发散微电极阵列的结构示意图之二。
图3是本发明电极阵列植入大脑皮层的示意图之一。
图4是本发明图3中A处的放大示意图。
图5是本发明电极阵列植入大脑皮层的示意图之二。
图6是本发明图5中B处的放大示意图。
附图中标号为：1为连接头，2为引出线，3为套管，4为电极线。
具体实施方式
下面结合附图和具体实施方式对本发明作进一步说明：
如图1~图6所示，一种用于急慢性深部脑信号记录和刺激的自发散微电极阵列，包括连接头1和电极束，所述连接头1的下部横向均匀焊接有电极束，所述电极束的外部设置有套管3，所述套管3的下端部呈斜向的尖状；
所述电极束，用于刺激及记录脑部神经元的电活动；
所述连接头1的两侧设置有引出线2，所述引出线2，用于向外部传输电极的电活动信号。
作为一种可实施方式，本实施例中的连接头1采用的是Omnetics 16导微型接头，型号为A 79038 -001。
作为一种优选地实施方式，所述电极束包括若干电极线4，所述电极线4为铂铱合金丝；所述铂铱合金丝的直径为10~15μm，所述铂铱合金丝的外部设置有聚氨酯绝缘层。优选地，本实施例中铂铱合金丝的直径为12.5μm。
作为一种优选地实施方式，所述电极线4的数量为2~16根，优选地，本实施例中，电极线4的数量设置为16根，能够同时采集脑区内神经元的16处的电活动。
作为一种优选地实施方式，所述电极线4的长度为70~80mm。
作为一种优选地实施方式，所述电极束的下端部伸出套管3下端部1~2mm；所述套管3，用于对大脑皮层的植入；
在植入时，套管3到达预定脑区上部1~2mm；之后固定套管3，通过连接头1推动电极线4前进1~2mm，使电极线4从套管3前端穿出自发散到预定脑区；电极束同时刺激脑区内神经元的多个电活动。
作为一种优选地实施方式，所述套管3采用不锈钢管，套管3的外径不大于0.5mm；电极束与套管3之间不直接固定，电极束能够在套管3内上下移动。
如图3~4所示，在植入时，将电极束的下部收回到套管3内，通过套管3的尖状的端部进入大脑皮层，之后将套管3向下移动，当套管3到达预定脑区上部1~2mm的位置处，停止移动并固定套管3。
之后，如图5~6所示，通过连接头1向下推动电极线4前进1~2mm，使电极线4从套管3前端穿出并自发散到预定脑区；电极束同时刺激脑区内神经元的多个电活动，电活动信号通过引出线2发送到外部连接的计算机中，通过对信号的记录及分析研究与该脑区相关的脑部活动的研究。
以上所述之实施例，只是本发明的较佳实施例而已，并非限制本发明的实施范围，故凡依本发明专利范围所述的构造、特征及原理所做的等效变化或修饰，均应包括于本发明申请专利范围内。
Claims (6)
1.一种用于急慢性深部脑信号记录和刺激的自发散微电极阵列，其特征在于，包括连接头（1）和电极束，所述连接头（1）的下部横向均匀焊接有电极束，所述电极束的外部设置有套管（3），所述套管（3）的下端部呈斜向的尖状；
所述电极束，用于刺激及记录脑部神经元的电活动；
所述连接头（1）的两侧设置有引出线（2），所述引出线（2），用于向外部传输电极的电活动信号。
2.根据权利要求1所述的用于急慢性深部脑信号记录和刺激的自发散微电极阵列，其特征在于，所述电极束包括若干电极线（4），所述电极线（4）为铂铱合金丝；所述铂铱合金丝的直径为10~15μm，所述铂铱合金丝的外部设置有聚氨酯绝缘层。
3.根据权利要求2所述的用于急慢性深部脑信号记录和刺激的自发散微电极阵列，其特征在于，所述电极线（4）的数量为2~16根。
4.根据权利要求2所述的用于急慢性深部脑信号记录和刺激的自发散微电极阵列，其特征在于，所述电极线（4）的长度为70~80mm。
5.根据权利要求2所述的用于急慢性深部脑信号记录和刺激的自发散微电极阵列，其特征在于，所述电极束的下端部伸出套管（3）下端部1~2mm；所述套管（3），用于对大脑皮层的植入；
在植入时，套管（3）到达预定脑区上部1~2mm；之后固定套管（3），通过连接头（1）推动电极线（4）前进1~2mm，使电极线（4）从套管（3）前端穿出自发散到预定脑区；电极束同时刺激脑区内神经元的多个电活动。
6.根据权利要求1所述的用于急慢性深部脑信号记录和刺激的自发散微电极阵列，其特征在于，所述套管（3）采用不锈钢管，套管（3）的外径不大于0.5mm。
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