CN116616780B - 一种柔性电极及其制备方法 - Google Patents
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Abstract
本申请公开一种柔性电极及其制备方法，包括：将加强件的一端插入至植入端体中，将加强件的另一端插入至柔性细长体中，其中，植入端体与柔性细长体完全覆盖加强件；再将柔性电极件包覆在柔性细长体的外表面，得到柔性电极，本申请制备的柔性电极具有良好的柔性、延展性和生物相容性，且能够显著减小柔性电极的植入痕迹，不易对人体组织造成伤害，进而有利于缩短脑组织的术后恢复期，同时，该柔性电极可以探测到深部脑区的电极信号，且记录稳定性较高，从而具有较高的应用价值。
Description
技术领域
本申请涉及脑机接口技术领域，特别涉及一种柔性电极及其制备方法。
背景技术
脑监测技术，即通过对颅内脑电信号进行采集，并对采集到的脑电信号进行解码，以获取颅内脑功能的真实情况，随着脑监测技术的发展，与脑监测技术密切相关的脑机接口等也备受业界人士的关注。
一般，针对脑电信号采集的方法主要依靠脑部电极，目前应用比较广泛的脑部电极包括头皮脑电极、皮层脑电极、皮层微电极和深度脑电极，其中，皮层脑电、皮层微电极和深度脑电极均为植入式电极，即，电极的部分结构被置于颅内，以便对颅内的脑电信号进行采集，但是，现有的植入式电极的植入痕迹较大，进而极易造成颅内组织损伤，虽然现有技术中也使用了柔性材料，但在临床上使用的过程中，也会造成不同程度的损伤，进一步地，现有的植入式电极的延展性较差，在植入较深位置时极易被损坏。
因此，需要一种改进的柔性电极方案，以解决上述现有技术中存在的问题。
发明内容
为了解决现有技术的问题，本申请实施例提供了一种柔性电极及其制备方法的技术方案，其技术方案如下所述：
一方面，本申请提供了一种柔性电极的制备方法，包括：
将加强件的一端插入至植入端体中，将所述加强件的另一端插入至柔性细长体中，其中，所述植入端体与所述柔性细长体完全覆盖所述加强件；
将柔性电极件包覆在所述柔性细长体的外表面，得到柔性电极。
进一步地，以螺旋缠绕的方式将所述柔性电极件包覆在所述柔性细长体的外表面。
进一步地，以贴附的方式将所述柔性电极件靠近所述植入端体的一侧包覆在所述柔性细长体的外表面，以螺旋缠绕的方式将远离所述植入端体的一侧包覆在所述柔性细长体的外表面。
进一步地，所述柔性电极件包括第一采集部、第二采集部和至少一个缓冲部，所述第一采集部和所述第二采集部上均设有电极触点
进一步地，所述以贴附的方式将所述柔性电极件靠近所述植入端体的一侧包覆在所述柔性细长体的外表面，包括：
将所述柔性细长体和所述柔性电极件依次浸入高分子溶液中；
垂直取出所述柔性细长体，以使得所述柔性电极件贴附在所述柔性细长体的外表面。
进一步地，在所述将柔性电极件包覆在所述柔性细长体的外表面，得到柔性电极之前，所述方法还包括：
制备所述柔性电极件，具体为：
提供硅晶圆；
对所述硅晶圆进行金属薄膜沉积，在所述硅片晶圆上形成金属薄膜层；
对所述金属薄膜层远离所述硅晶圆的一侧旋涂有机高分子材料，得到第一绝缘层；
对所述第一绝缘层远离所述金属薄膜层的一侧进行金属薄膜沉积，得到金属粘合层；
对所述金属粘合层远离所述第一绝缘层的一侧进行金属薄膜沉积，得到金属层，并对所述金属层进行图形化处理，得到所述电极触点、电极导丝和微电极焊盘；
对所述电极触点和所述电极导丝远离所述金属粘合层的一侧旋涂有机高分子材料，得到第二绝缘层，并对所述第二绝缘层上与所述电极触点相对应的区域进行刻蚀处理，以使所述电极触点暴露；
刻蚀去除所述金属薄膜层和所述硅晶圆，得到所述柔性电极件。
另一方面，本申请还提供了一种柔性电极，包括：电极结构和电连接结构；
所述电极结构包括柔性细长体和柔性电极件，所述柔性细长体的外表面设有所述柔性电极件，所述柔性电极件的一端与所述电连接结构连接。
进一步地，所述柔性电极件包括电极触点和电极导丝，所述电极触点通过所述电极导丝与所述电连接结构连接。
进一步地，所述柔性电极件包括第一端、第二端和位于第一端与第二端之间的至少一个缓冲部，所述缓冲部的长度可变。
进一步地，所述柔性细长体包括植入端和与所述植入端相对的连接端，所述植入端设有植入端体，所述植入端体沿远离所述连接端的方向逐渐变小。
进一步地，所述柔性电极件包括第一采集部和第二采集部，所述第一采集部和所述第二采集部均位于所述第一端与所述第二端之间，所述第一采集部和所述第二采集部均包括电极触点，所述第一采集部为圆锥状。
进一步地，所述第一采集部位于所述植入端体的外侧。
进一步地，所述柔性电极件包括多个电极触点，多个所述电极触点沿所述柔性电极件的长度方向排列在所述柔性电极件上。
进一步地，所述电极结构包括加强件，所述柔性细长体的植入端包括容纳部，所述加强件设于所述容纳部内。
本申请提供的一种柔性电极及其制备方法，具有如下技术效果：
1、本申请通过在柔性细长体的外表面设置柔性电极件，以便显著减小柔性电极的植入痕迹，不易对脑组织造成伤害，进而有利于缩短脑组织的术后恢复期。
2、本申请提供的柔性电极可以探测到深部脑区的电极信号，且记录稳定性较高，从而具有较高的应用价值。
3、本申请通过在柔性电极件的第一端与第二端之间设置至少一个缓冲部，以便进一步提高柔性电极的柔性、延展性和生物相容性，进而可显著减少柔性电极在植入时对脑组织的损伤。
4、本申请通过在柔性细长体的植入端设置植入端体，且该植入端体沿远离柔性细长体的连接端的方向逐渐变小，以便提高植入效率。
5、本申请通过将柔性电极件的第一采集部设置为圆锥状，且将第一采集部设于植入端体的外侧，以便进一步减少柔性电极的植入痕迹，且能够获得更强和更稳定的电极信号。
6、本申请中的柔性电极的制备流程较为便捷简单，进而提高了制造柔性电极的良品率，进而减少了生产成本。
附图说明
为了更清楚地说明本申请实施例中的技术方案，下面将对实施例描述中所需要使用的附图作简单地介绍，显而易见地，下面描述中的附图仅仅是本申请的一些实施例，对于本领域普通技术人员来讲，在不付出创造性劳动的前提下，还可以根据这些附图获得其他的附图。
图1为本申请实施例提供的一种柔性电极的制备方法的流程示意图；
图2为本申请实施例提供的一种柔性电极的结构示意图；
图3为本申请实施例提供的另一种柔性电极的结构示意图；
图4为本申请实施例提供的柔性电极呈弯曲状的结构示意图；
图5为本申请实施例提供的柔性电极件绕柔性细长体的外表面缠绕前的结构示意图；
图6为本申请实施例提供的柔性电极件缠绕在柔性细长体的外表面后的局部放大图；
图7为本申请实施例提供的柔性电极件的结构示意图；
图8为本申请实施例提供的另一种柔性电极件的结构示意图；
图9为本申请实施例提供的加强件和植入端体的结构示意图；
图10为本申请实施例提供的装配有植入端体的电极结构的局部放大图；
图11为本申请实施例提供的柔性电极件的展开图；
图12为本申请实施例提供的第一采集部的结构示意图；
其中，附图标记对应为：1-电极结构；101-第一电极段；102-第二电极段；11-柔性细长体；12-柔性电极件；121-电极触点；122-延伸部；123-第一缓冲部；124-第二缓冲部；125-第二采集部；126-第一采集部；127-延长部；13-加强件；14-植入端体；15-连接部；2-电连接结构。
具体实施方式
下面将结合本申请实施例中的附图，对本申请实施例中的技术方案进行清楚、完整地描述，显然，所描述的实施例仅仅是本申请一部分实施例，而不是全部的实施例。基于本申请中的实施例，本领域普通技术人员在没有做出创造性劳动的前提下所获得的所有其他实施例，都属于本申请保护的范围。
需要说明的是，本申请的说明书和权利要求书及上述附图中的术语“第一”、“第二”等是用于区别类似的对象，而不必用于描述特定的顺序或先后次序。应该理解这样使用的数据在适当情况下可以互换，以便这里描述的本申请的实施例能够以除了在这里图示或描述的那些以外的顺序实施。
实施例1：
本申请实施例提供了一种柔性电极的制备方法，如图1所示，该制备方法包括：
S1：将加强件13的一端插入至植入端体14中，将加强件13的另一端插入至柔性细长体11中，其中，植入端体14与柔性细长体11完全覆盖加强件13。
具体的，加强件13的材质可以为钨或不锈钢材料等，示例性的，加强件13可以为柱状结构，在一具体实施例中，加强件13的径向截面可以为圆形、三角形或菱形等，优选的，加强件13的径向截面为圆形，本申请通过将加强件13设于柔性细长体11的植入端的容纳部内，以便增加柔性细长体11的植入端的强度，避免由于柔性细长体11的柔性过大，致使柔性电极在植入时弯曲的情况发生，同时，本申请将加强件13的一端插入至植入端体14中，以便于植入端体14通过加强件13与柔性细长体11连接，需要说明的是，柔性细长体11包括植入端和与植入端相对的连接端，植入端体14设于柔性细长体11的植入端，且植入端体14沿远离连接端的方向逐渐变小，以便提高植入柔性电极植入脑组织的效率，减少植入痕迹。
进一步地，植入端体14与柔性细长体11完全覆盖加强件13，以便完全包覆住加强件13，进而可加大柔性电极的强度。
S2：将柔性电极件12包覆在柔性细长体11的外表面，得到柔性电极。
在一个具体实施例中，步骤S2可以包括：
S21：以螺旋缠绕的方式将柔性电极件12包覆在柔性细长体11的外表面。
具体的，请参见图3-图8，柔性电极件12可以为条状结构，本申请以螺旋缠绕的方式将呈条状结构的柔性电极件12包覆在柔性细长体11的外表面，其中，可通过在柔性细长体11的外表面涂抹高分子胶粘剂，并将柔性电极件12螺旋缠绕在柔性细长体11的外表面，进而可显著增大柔性电极件12与柔性细长体11间的接触面积，从而有利于提高柔性电极件12与柔性细长体11间的贴附紧密性，以避免柔性电极件12在植入过程中发生断裂的情况，同时，柔性电极件12上包括多个电极触点121，多个电极触点121沿柔性电极件12的长度方向排列在柔性电极件12上，且单排相邻电极触点121的间距相等，进而通过以螺旋缠绕的方式将柔性电极件12包覆在柔性细长体11的外表面，可准确控制柔性电极件12上的电极触点121的分布，即，可确保电极触点121的密度和间距不变，以便准确获知脑电信号的来源信息，即，由于电极触点121的密度和间距不变，易知悉获取的脑电信号是哪些电极触点121所采集的，以提高对脑电信号采集的精确度，从而得到具有极佳空间辨识度的柔性电极，有利于识别来自不同方向的脑电信号，以便对相应的脑电信号进行分析处理，为后续处理脑电信号提供可靠的支持。
在另一个具体实施例中，步骤S2还可以包括：
S22：以贴附的方式将柔性电极件12靠近植入端体14的一侧包覆在柔性细长体11的外表面，以螺旋缠绕的方式将远离植入端体14的一侧包覆在柔性细长体11的外表面。
具体的，请参见图2和图11，柔性电极件12由片状结构和条状结构组成，其中，柔性电极件12的片状结构请参见图11，柔性电极件12的条状结构请参见图2中远离植入端体14的一侧的延长部127，本申请通过将柔性电极件12的片状结构以贴附的方式包覆在柔性细长体11的外表面，以及将柔性电极件12的条状结构以螺旋缠绕的方式包覆在柔性细长体11的外表面，以便形成具有良好延展性、良好力学稳定性和良好生物相容的柔性电极。
在一具体实施例中，柔性电极件12的片状结构包括第一采集部126、第二采集部125和至少一个缓冲部，第一采集部126和第二采集部125上均设有电极触点121，其中，柔性电极件12中的第一采集部126可以包覆在植入端体14的外侧，且将第一采集部126包覆在植入端体14的外侧后，第一采集部126呈圆锥状，以便进一步减少柔性电极的植入痕迹，且能够获得更强和更稳定的电极信号。
在实际的应用中，第一采集部126由多个长短不一的电极导丝构成，且多个电极导丝间不连接，具体的，多个长短不一的电极导丝按照远离柔性电极件12的第一端方向上长度依次减小的方式排列，即，将第一采集部126靠近柔性电极件12的第一端设置为V型结构，具体请参见图11，本申请通过将第一采集部126靠近柔性电极件12的第一端设置为多个V型结构，以便将第一采集部126包覆在植入端体14的外侧时形成圆锥状，从而可显著减少柔性电极的植入痕迹。同时，在第一采集部126靠近柔性电极件12的第一端处开设有多个电极触点121，即，在电极导丝靠近柔性电极件12的第一端的端点处开设电极触点121，以便在减小植入痕迹的同时，增强对脑电信号的采集稳定性。其次，第二采集部125上设有多个电极触点121(图中未示出)，以便实现对脑电信号进行多处且长期稳定的记录和采集，从而便于获取稳定性较高的脑电信号。
进一步地，至少一个缓冲部包括第一缓冲部123和第二缓冲部124，其中，第一缓冲部123为有一定弧度的网格结构，其中，第一缓冲部123由多个电极导丝构成，且相邻电极导丝间存在多个连接点，以形成有一定弧度的网格结构，具体第一缓冲部123的结构请参见图11，本申请通过将第一缓冲部123设置为有一定弧度的网格结构，其中，有一定弧度的网格结构的第一缓冲部123在柔性细长体11的轴向上是可延伸的，同时，在柔性细长体11的径向上是可收缩的，进而可在柔性电极植入的过程中，通过第一缓冲部123在柔性细长体11的轴向延伸和在柔性细长体11的径向上收缩，以便进一步提高柔性电极的抗断性、柔性和延展性，进而柔性电极在植入时第一缓冲部123对脑组织具有缓冲作用，从而可显著减少柔性电极在植入时对脑组织的损伤和植入痕迹。
再者，第二缓冲部124包括左右对称的缓冲结构，其中，左侧的缓冲结构由多个等间距且向左侧凸出的弧形电极导丝构成，右侧的缓冲结构由多个等间距且向右侧凸出的弧形电极导丝构成，且多个弧形电极导丝间无连接，具体第二缓冲部124的结构请参见图11，本申请通过将第二缓冲部124设置为左右对称的缓冲结构，以便确保柔性电极在形变过程中的力学稳定性，进一步提高柔性电极的延展性和收缩性，从而可提高柔性电极的使用寿命，避免柔性电极在植入时出现断折的情况。
再进一步地，柔性电极件12还可以包括至少一个延伸部122，其中，延伸部122由多个等间距且互相平行的电极导丝构成，且相邻电极导丝间无缝隙，以便增强柔性电极的强度。
需要说明的是，柔性电极件12的材质可以为Parylene或SU-8等高分子材料。
在一个可选的实施方式中，步骤S22中的以贴附的方式将柔性电极件12靠近植入端体14的一侧包覆在柔性细长体11的外表面可以包括：
S221：将柔性细长体11和柔性电极件12依次浸入高分子溶液中。
S222：垂直取出柔性细长体11，以使得柔性电极件12贴附在柔性细长体11的外表面。
具体的，熔融态高分子液体可以为PEG(聚乙二醇，分子量2000～4000)或壳聚糖化合物溶液，其中，PEG(聚乙二醇)或壳聚糖化合物溶液具有良好的生物相容性，进而通过将柔性细长体11和柔性电极件12依次浸入PEG(聚乙二醇)或壳聚糖化合物溶液中，既可使得柔性电极件12自然贴附在柔性细长体11的外表面，增加柔性电极件12与柔性细长体11间的贴附紧密性，简化将柔性电极件12包覆在柔性细长体11的外表面的流程，同时，也可进一步提高柔性电极的生物相容性。
在实际的应用中，柔性电极件12包括第一端和第二端，第一端为植入脑区的一端，缓冲部包括第一缓冲部123和第二缓冲部124，其中，第一缓冲部123为网格结构，第二缓冲部124包括左右对称的缓冲结构，柔性电极件12在沿远离第一端的方向上依次包括第一采集部126、第二采集部125、第二缓冲部124、第一缓冲部123和延伸部122，本申请可将柔性细长体11和柔性电极件12依次浸入高分子溶液中，并垂直取出柔性细长体11，以使得柔性电极件12中的第一采集部126与植入端体14相匹配，第二采集部125、第二缓冲部124、第一缓冲部123和延伸部122均与柔性细长体11相匹配，并进行冷却固化，以实现柔性细长体11与柔性电极件12和植入端体14与柔性电极件12的紧密粘接。
在另一实施例中，柔性细长体11可以包括第一子柔性细长体和第二子柔性细长体，第一子柔性细长体包括植入端和与植入端相对的第一子连接端，第二子柔性细长体包括第二子连接端和与第二子连接端相对的连接端，进而，步骤S2的具体步骤可包括如下步骤：首先，可分别在第一子柔性细长体的外表面和第二子柔性细长体的外表面均涂抹高分子胶粘剂，将柔性电极件12中的第一采集部126和第二采集部125粘接在第一子柔性细长体的外表面，将柔性电极件12中的延伸部122粘接在第二子柔性细长体的外表面，并进行冷却固化，然后，将粘接有第一子柔性细长体和第二子柔性细长体的柔性电极件12浸入高分子溶液中，直至高分子溶液完全填充第二缓冲部124和第一缓冲部123，或，使用注射器直接从第二缓冲部124和第一缓冲部123的空隙处注入高分子溶液，直至高分子溶液完全填充第二缓冲部124和第一缓冲部123，并进行冷却固化，以将柔性电极件12包覆在柔性细长体11的外表面和植入端体14的外表面，需要说明的是，通过上述将柔性电极件12包覆在柔性细长体11的外表面和植入端体14的外表面的方式，可进一步提高柔性电极的柔性、延展性和生物相容性，进而可显著减少柔性电极在植入时对脑组织的损伤，进而有利于缩短脑组织的术后恢复期。
需要说明的是，第一子柔性细长体的植入端与柔性电极件12的第一端相匹配，第二子柔性细长体的第二子连接端与第一子柔性细长体的第一子连接端相对设置，第二子柔性细长体的连接端与电连接结构2连接，高分子胶粘剂可以为环氧胶或PU胶。
需要说明的是，柔性电极件12还可以包括延长部127，其中，延长部127与延伸部122远离第一缓冲部123的一端连接，延长部127呈条带状，可将延长部127螺旋缠绕于柔性细长体11的外表面。
在一个可选的实施方式中，在执行步骤S2之前，所述方法还包括：制备柔性电极件12，其中，制备柔性电极件12的具体方法为：
S31：提供硅晶圆。
S32：对硅晶圆进行金属薄膜沉积，在硅片晶圆上形成金属薄膜层。
具体的，金属薄膜沉积为对金属进行薄膜沉积，其中，薄膜沉积的方法可以为电子束蒸发、磁控溅射和原子层沉积其中之一，其中，薄膜沉积的金属可以为铝或铜等，优选的，薄膜沉积的金属为铝单质。
S33：对金属薄膜层远离硅晶圆的一侧旋涂有机高分子材料，得到第一绝缘层。
具体的，有机高分子材料可以为聚酰亚胺，第一绝缘层的厚度为5μm～15μm，优选的，第一绝缘层的厚度为10μm。
S34：对第一绝缘层远离金属薄膜层的一侧进行金属薄膜沉积，得到金属粘合层。
具体的，薄膜沉积的金属为铬，金属粘合层的厚度可以为1～30nm，进一步地，金属粘合层的厚度还可以为1～10nm、2～20nm、10～15nm、10～20nm、20～30nm和1～30nm，优选的，金属粘合层的厚度为2～20nm。
S35：对金属粘合层远离第一绝缘层的一侧进行金属薄膜沉积，得到金属层，并对金属层进行图形化处理，得到电极触点121、电极导丝和微电极焊盘。
具体的，薄膜沉积的金属为金，金属层的厚度可以为100～400nm，进一步地，金属层的厚度还可以为100～200nm、150～300nm、200～350nm和300～400nm，优选的，金属层的厚度为150～300nm，进而，可对金属层进行图形化处理，得到电极触点121、电极导丝和微电极焊盘，其中，可将电极导丝构造成第一采集部126、第二采集部125和至少一个缓冲部，且电极触点121位于第一采集部126和第二采集部125上。
S36：对电极触点121和电极导丝远离金属粘合层的一侧旋涂有机高分子材料，得到第二绝缘层，并对第二绝缘层上与电极触点121相对应的区域进行刻蚀处理，以使电极触点121暴露。
具体的，有机高分子材料可以为聚酰亚胺，第二绝缘层的厚度为5μm～15μm，优选的，第二绝缘层的厚度为10μm。
S37：刻蚀去除金属薄膜层和硅晶圆，得到柔性电极件12。
由本申请实施例的上述技术方案可见，具有如下有益效果：
1、本申请通过在柔性细长体的外表面设置柔性电极件，以便显著减小柔性电极的植入痕迹，不易对脑组织造成伤害，进而有利于缩短脑组织的术后恢复期。
2、本申请制备的柔性电极可以探测到深部脑区的电极信号，且记录稳定性较高，从而具有较高的应用价值。
3、本申请通过在柔性电极件的第一端与第二端之间设置至少一个缓冲部，以便进一步提高柔性电极的柔性、延展性和生物相容性，进而可显著减少柔性电极在植入时对脑组织的损伤。
4、本申请通过在柔性细长体的植入端设置植入端体，且该植入端体沿远离柔性细长体的连接端的方向逐渐变小，以便提高植入效率。
5、本申请通过将柔性电极件的第一采集部设置为圆锥状，且将第一采集部设于植入端体的外侧，以便进一步减少柔性电极的植入痕迹，且能够获得更强和更稳定的电极信号。
6、本申请中的柔性电极的制备流程较为便捷简单，进而提高了制造柔性电极的良品率，进而减少了生产成本。
实施例2：
本申请实施例提供了一种柔性电极，请参阅图2-图12，下面结合图2-图12对本申请的技术方案进行详细描述。
本申请实施例提供了一种柔性电极，具体包括电极结构1和电连接结构2，其中，电极结构1包括柔性细长体11和柔性电极件12，柔性细长体11的外表面设有柔性电极件12，柔性电极件12的一端与电连接结构2连接。
在本申请实施例中，该柔性电极优选为可植入柔性电极，通过将柔性电极的部分结构植入至颅内，以便对脑部的电极信号进行采集和记录，其中，柔性一词可解释为挠性，是相对刚性而言的一种物体特性，在一实施例中，本申请实施例中的柔性电极为能够承受在植入过程中和植入颅内后多次弯折、挤压和拉伸，以便提高对深度脑部电极信号进行采集和记录的稳定性。
具体的，本申请通过在柔性细长体11的外表面设置柔性电极件12，以便探测到深部脑区的电极信号，记录稳定性较高，从而具有较高的应用价值，进一步地，该柔性电极还能够显著减小柔性电极的植入痕迹，使得植入颅内的柔性电极不易对脑组织造成伤害，从而有利于缩短脑组织的术后恢复期。
在一个可选实施例中，柔性细长体11可以为柱状结构、管状结构或桶装结构等，柔性细长体11沿轴向的横截面可以为圆形、菱形或三角形等，优选的，柔性细长体11为管状结构，柔性细长体11沿轴向的横截面为圆形，示例性的，呈管状结构的柔性细长体11的内径可以为0.1毫米-0.6毫米，呈管状结构的柔性细长体11的外径可以为0.3毫米-0.9毫米，优选的，柔性细长体11的内径为0.5毫米，柔性细长体11的外径为0.8毫米，在一具体实施例中，柔性细长体11的材料可以为热塑性聚氨酯弹性体，其中，该热塑性聚氨酯弹性体材料的硬度范围宽、耐磨、耐油和具有较高的弹性，能够结合设置在柔性细长体11的外表面的柔性电极件12，进而可大幅度提升柔性电极的柔性、延展性和强度。
在一个可选的实施方式中，柔性电极件12包括电极触点121和电极导丝，电极触点121通过电极导丝与电连接结构2连接。
具体的，电极触点121用于采集和记录脑区电极信号，电极导丝用于传输采集到的电极信号，优选的，如图11所示，柔性电极件12包括多个电极触点121，多个电极触点121分别通过电极导丝与电连接结构2连接，以便实现多通道对脑区的电极信号进行采集和记录，进而可提高对脑部电极信号进行采集和记录的效率。
在一个可选的实施方式中，柔性电极件12包括第一端、第二端和位于第一端与第二端之间的至少一个缓冲部，缓冲部的长度可变。
在本申请实施例中，第一端为植入脑区的一端，第二端为连接电连接结构2的一端，通过在柔性电极件12的第一端与第二端之间设置至少一个缓冲部，以便进一步提高柔性电极的柔性和延展性，进而可显著减少柔性电极在植入时对脑组织的损伤。
具体的，缓冲部的长度可变，即，缓冲部在柔性细长体11的轴向上是可延伸的，同时，缓冲部在柔性细长体11的径向上是可收缩的，在柔性电极植入的过程中，通过缓冲部在柔性细长体11的轴向延伸和在柔性细长体11的径向上收缩，以便进一步提高柔性电极的柔性和延展性，进而柔性电极在植入时缓冲部对脑组织具有缓冲作用，从而可显著减少柔性电极在植入时对脑组织的损伤和植入痕迹，有利于缩短脑组织的术后恢复期。
示例性的，如图11所示，缓冲部包括第一缓冲部123和第二缓冲部124，其中，第一缓冲部123为有一定弧度的网格结构，其中，第一缓冲部123由多个电极导丝构成，且相邻电极导丝间存在多个连接点，以形成网格结构，具体第一缓冲部123的结构请参见图11，第二缓冲部124包括左右对称的缓冲结构，其中，左侧的缓冲结构由多个等间距且向左侧凸出的弧形电极导丝构成，右侧的缓冲结构由多个等间距且向右侧凸出的弧形电极导丝构成，且多个弧形电极导丝间无连接，具体第二缓冲部124的结构请参见图11。
需要说明的是，第一缓冲部123的缓冲力度小于第二缓冲部124的缓冲力度，具体体现在，第一缓冲部123为有一定弧度的网格结构，进而第一缓冲部123在横向和纵向上均存在连接点限制，第二缓冲部124中多个弧形电极导丝间无连接，进而第二缓冲部124在横向上不存在连接点限制，其中，横向为电极导丝的长度方向，纵向为与横向垂直的方向，因此，第一缓冲部123的缓冲力度小于第二缓冲部124的缓冲力度，可见，第二缓冲部124与第一缓冲部123相比，可进一步提高柔性电极的柔性，有利于进一步减少柔性电极的植入痕迹。
在另一可选的实施方式中，柔性电极件12还可以包括至少一个延伸部122，其中，至少一个延伸部122位于第一端与第二端之间。
在一具体实施例中，请继续参见图11，延伸部122的数量可以为一个，该延伸部122由多个等间距且互相平行的电极导丝构成，其中，延伸部122可在横向和纵向上发生形变，以便增强柔性电极的柔性和延展性。
在一实施例中，第一缓冲部123、第二缓冲部124和延伸部122可在柔性电极件12的第一端与第二端之间任意布局，示例性的，柔性电极件12在沿远离第一端的方向上依次包括延伸部122、第一缓冲部123和第二缓冲部124，或者，柔性电极件12在沿远离第一端的方向上依次包括第二缓冲部124、第一缓冲部123和延伸部122，再或者，柔性电极件12在沿远离第一端的方向上依次包括第一缓冲部123、第二缓冲部124和延伸部122，优选的，柔性电极件12在沿远离第一端的方向上依次包括第二缓冲部124、第一缓冲部123和延伸部122，且第二缓冲部124、第一缓冲部123和延伸部122间依次连接。
本申请实施例通过设置第一缓冲部123、第二缓冲部124和延伸部122，以便增加柔性电极的长度，使得柔性电极可以探测到深部脑区的电极信号，并增强柔性电极的记录稳定性，同时，还能够确保在探测深部脑区的电极信号时，减少对脑组织的损伤。
在一个可选的实施方式中，柔性细长体11包括植入端和与植入端相对的连接端，植入端设有植入端体14，植入端体14沿远离连接端的方向逐渐变小。
在本申请实施例中，通过在柔性细长体11的植入端设置植入端体14，且该植入端体14沿远离柔性细长体11的连接端的方向逐渐变小，以便提高植入柔性电极植入脑组织的效率，减少植入痕迹。
在实际的应用中，植入端体14的材质可以为不锈钢材料，以便增加柔性电极在植入脑电组织时的强度，可选的，植入端体14与柔性细长体11分别成形，柔性细长体11的植入端与植入端体14连接。可选的，植入端体14与柔性细长体11一体成形。
在一个可选的实施方式中，柔性电极件12包括第一采集部126和第二采集部125，第一采集部126和第二采集部125均位于第一端与第二端之间，且第一采集部126、第二采集部125和第二缓冲部124依次连接，第一采集部126和第二采集部125均包括电极触点121，第一采集部126为圆锥状，在另一个可选的实施方式中，第一采集部126位于植入端体14的外侧。
在本申请实施例中，通过将柔性电极件12的第一采集部126设置为圆锥状，且将第一采集部126设于植入端体14的外侧，以便进一步减少柔性电极的植入痕迹，且能够获得更强和更稳定的电极信号。
优选的，第一采集部126包括多个电极触点121，其中，多个电极触点121均集中位于第一采集部126靠近柔性电极件12的第一端的位置上，且第一采集部126由多个电极导丝构成，多个电极触点121在第一采集部126上呈锯齿状布局，以便能够获得更强和更稳定的电极信号，第一采集部126的具体结构请参见图11和图12。
需要说明的是，植入端体14还能够对设置在植入端体14的外侧的第一采集部126起到支撑作用，避免由于第一采集部126的柔性过大，致使柔性电极在植入时弯曲的情况发生。
进一步地，本申请实施例通过在第二采集部125远离柔性细长体11的一侧上设置多个电极触点121(图未示出第二采集部125上的多个电极触点121)，且多个电极触点121均匀排列在柔性细长体11的四周，以便识别来自不同方向的脑电信号，同时，还能够提高对脑电信号进行采集的稳定性。
在一个可选的实施方式中，柔性电极件12包覆在柔性细长体11的外表面，具体的，可将如图11所示的柔性电极件12包覆在柔性细长体11的外表面，且将第一采集部126包覆在植入端体14的外侧，以便柔性电极件12上的电极触点121采集和记录脑电组织的电极信号。
在一个可选的实施方式中，柔性电极件12还包括电极连接部，该电极连接部设置在远离柔性电极件12的第一端的位置上，以便柔性电极件12通过电极连接部与电连接结构2连接，优选的，电极连接部为微电极焊盘。
需要说明的是，电连接结构2可以为焊盘结构，电连接结构2的一端通过电极连接部与柔性电极件12连接，电连接结构2的另一端与外界设备连接。
在另一个可选的实施方式中，柔性电极件12包括多个电极触点121，多个电极触点121沿柔性电极件12的长度方向排列在柔性电极件12上。
在另一实施例中，本申请还可以将柔性电极件12设置为如图7和图8所示的结构，通过将如图7和图8所示的柔性电极件12螺旋缠绕于柔性细长体11的外表面，具体缠绕方式可参见图5，以便柔性电极件12上的多个电极触点121采集和记录脑电组织的电极信号，同时，螺旋缠绕的柔性电极件12具有极佳的空间辨识度，有利于识别来自不同方向的脑电信号。
优选的，多个电极触点121沿柔性电极件12的长度方向均匀排列在柔性电极件12上，其中，多个电极触点121在柔性电极件12上的布局可参见图7和图8，即，多个电极触点121可沿柔性电极件12的长度方向单排设置，多个电极触点121也可沿柔性电极件12的长度方向多排设置，以便进一步获取更强和更稳定的电极信号。
需要说明的是，柔性电极件12为片状结构，进而以便于将如图11所示的柔性电极件12包覆在柔性细长体11的外表面，或将如图7和图8所示的柔性电极件12螺旋缠绕于柔性细长体11的外表面。
在一个可选的实施方式中，电极结构1包括第一电极段101和第二电极段102，其中，第一电极段101为具有电极触点121的电极结构，第二电极段102为不具有电极触点121的电极结构，本申请通过设置第一电极段101和第二电极段102，以便增长柔性电极的轴向长度，以便可以探测到深部脑区的电极信号。
在一个可选的实施方式中，电极结构1包括加强件13，柔性细长体11的植入端包括容纳部，加强件13设于容纳部内。
在一个可选的实施方式中，植入端体14包括连接部15，连接部15与加强件13连接，植入端体14通过加强件13与柔性细长体11连接。
具体的，本申请通过将加强件13设于柔性细长体11的植入端的容纳部内，以便增加柔性细长体11的植入端的强度，避免由于柔性细长体11的柔性过大，致使柔性电极在植入时弯曲的情况发生。
优选的，加强件13的一端设于容纳部内，加强件13的另一端设于连接部15内，且容纳部与连接部15完全覆盖加强件13，以便完全包覆住加强件13，进而可加大柔性电极的强度。
在另一实施方式中，加强件13与植入端体14为一体式结构。
在一个可选的实施方式中，加强件13上设有稳固部，稳固部用于与柔性细长体11固定连接。
具体的，加强件13的材质可以为钨或不锈钢材料等，本申请通过在加强件13上设置稳固部，以便增强加强件13与柔性细长体11的连接稳固性，防止加强件13与柔性细长体11之间相对滑动，其中，加强件13与柔性细长体11间的连接方式为卡接或粘接等。
在一个可选的实施方式中，柔性细长体11的外表面设有电极容纳槽，电极容纳槽用于容纳柔性电极件12。
具体的，通过在柔性细长体11的外表面设有电极容纳槽，以便增加柔性细长体11与柔性电极件12的连接稳定性。
由本申请实施例的上述技术方案可见，具有如下技术效果：
1、本申请通过在柔性细长体的外表面设置柔性电极件，以便显著减小柔性电极的植入痕迹，不易对脑组织造成伤害，进而有利于缩短脑组织的术后恢复期。
2、本申请提供的柔性电极可以探测到深部脑区的电极信号，且记录稳定性较高，从而具有较高的应用价值。
3、本申请通过在柔性电极件的第一端与第二端之间设置至少一个缓冲部，以便进一步提高柔性电极的柔性、延展性和生物相容性，进而可显著减少柔性电极在植入时对脑组织的损伤。
4、本申请通过在柔性细长体的植入端设置植入端体，且该植入端体沿远离柔性细长体的连接端的方向逐渐变小，以便提高植入效率。
5、本申请通过将柔性电极件的第一采集部设置为圆锥状，且将第一采集部设于植入端体的外侧，以便进一步减少柔性电极的植入痕迹，且能够获得更强和更稳定的电极信号。
6、本申请中的柔性电极的制备流程较为便捷简单，进而提高了制造柔性电极的良品率，进而减少了生产成本。
以上所述，仅为本申请的具体实施方式，但本申请的保护范围并不局限于此，任何熟悉本技术领域的技术人员在本申请揭露的技术范围内，可轻易想到变化或替换，都应涵盖在本申请的保护范围之内。因此，本申请的保护范围应所述以权利要求的保护范围为准。
Claims (10)
1.一种柔性电极的制备方法，其特征在于，包括：
将加强件（13）的一端插入至植入端体（14）中，将所述加强件（13）的另一端插入至柔性细长体（11）中，其中，所述植入端体（14）与所述柔性细长体（11）完全覆盖所述加强件（13），所述柔性细长体（11）包括植入端和与所述植入端相对的连接端，所述植入端外侧设有所述植入端体（14），所述植入端体（14）沿远离所述连接端的方向逐渐变小；
将柔性电极件（12）包覆在所述柔性细长体（11）的外表面，得到柔性电极，其中，所述柔性电极件（12）包括第一端、第二端和位于第一端与第二端之间的至少一个缓冲部，所述缓冲部的长度可变；
所述至少一个缓冲部包括第一缓冲部（123）和第二缓冲部（124），所述第一缓冲部（123）为有一定弧度的网格结构，在所述柔性细长体（11）的轴向上是可延伸的，在所述柔性细长体（11）的径向上是可收缩的，所述第二缓冲部（124）包括左右对称的缓冲结构，左侧的缓冲结构由多个等间距且向左侧凸出的弧形电极导丝构成，右侧的缓冲结构由多个等间距且向右侧凸出的弧形电极导丝构成，且多个弧形电极导丝间无连接；
所述柔性电极件（12）包括第一采集部（126）和第二采集部（125），所述第一采集部（126）和所述第二采集部（125）均位于所述第一端与所述第二端之间，所述第一采集部（126）和所述第二采集部（125）均包括电极触点（121），所述第一采集部（126）为圆锥状。
2.根据权利要求1所述的制备方法，其特征在于，以螺旋缠绕的方式将所述柔性电极件（12）包覆在所述柔性细长体（11）的外表面。
3.根据权利要求1所述的制备方法，其特征在于，以贴附的方式将所述柔性电极件（12）靠近所述植入端体（14）的一侧包覆在所述柔性细长体（11）的外表面，以螺旋缠绕的方式将远离所述植入端体（14）的一侧包覆在所述柔性细长体（11）的外表面。
4.根据权利要求1所述的制备方法，其特征在于，以贴附的方式将所述柔性电极件（12）靠近所述植入端体（14）的一侧包覆在所述柔性细长体（11）的外表面，包括：
将所述柔性细长体（11）和所述柔性电极件（12）依次浸入高分子溶液中；
垂直取出所述柔性细长体（11），以使得所述柔性电极件（12）贴附在所述柔性细长体（11）的外表面。
5.根据权利要求2或4所述的制备方法，其特征在于，在所述将柔性电极件（12）包覆在所述柔性细长体（11）的外表面，得到柔性电极之前，所述方法还包括：
制备所述柔性电极件（12），具体为：
提供硅晶圆；
对所述硅晶圆进行金属薄膜沉积，在所述硅晶圆上形成金属薄膜层；
对所述金属薄膜层远离所述硅晶圆的一侧旋涂有机高分子材料，得到第一绝缘层；
对所述第一绝缘层远离所述金属薄膜层的一侧进行金属薄膜沉积，得到金属粘合层；
对所述金属粘合层远离所述第一绝缘层的一侧进行金属薄膜沉积，得到金属层，并对所述金属层进行图形化处理，得到电极触点（121）、电极导丝和微电极焊盘；
对所述电极触点（121）和所述电极导丝远离所述金属粘合层的一侧旋涂有机高分子材料，得到第二绝缘层，并对所述第二绝缘层上与所述电极触点（121）相对应的区域进行刻蚀处理，以使所述电极触点（121）暴露；
刻蚀去除所述金属薄膜层和所述硅晶圆，得到所述柔性电极件（12）。
6.一种柔性电极，其特征在于，所述柔性电极由如权利要求1-5任一项所述的柔性电极的制备方法得到，所述柔性电极包括：电极结构（1）和电连接结构（2）；
所述电极结构（1）包括柔性细长体（11）和柔性电极件（12），所述柔性细长体（11）的外表面设有所述柔性电极件（12），所述柔性电极件（12）的一端与所述电连接结构（2）连接。
7.根据权利要求6所述的柔性电极，其特征在于，所述柔性电极件（12）包括电极触点（121）和电极导丝，所述电极触点（121）通过所述电极导丝与所述电连接结构（2）连接。
8.根据权利要求6所述的柔性电极，其特征在于，所述第一采集部（126）位于所述植入端体（14）的外侧。
9.根据权利要求6所述的柔性电极，其特征在于，所述柔性电极件（12）包括多个电极触点（121），多个所述电极触点（121）沿所述柔性电极件（12）的长度方向排列在所述柔性电极件（12）上。
10.根据权利要求6所述的柔性电极，其特征在于，所述电极结构（1）包括加强件（13），所述柔性细长体（11）的植入端包括容纳部，所述加强件（13）设于所述容纳部内。
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