CN218792286U - 可植入式电极装置 - Google Patents

Abstract

本申请提供可植入式电极装置。该可植入式电极装置包括电极连接器、至少一个电极及电极套管。每一电极固定在电极连接器上。电极套管套设于至少一个电极并固定在电极连接器上，电极套管包括套管主体和套管前段，套管前段相较于套管主体远离电极连接器设置，其中，套管前段的管径沿着远离套管主体的方向逐渐减小。本申请提供的可植入式电极装置，通过设置套管前段的管径逐渐减小，使得套管前段植入组织后能够减小对组织造成的损伤，并且可增强套管前段的韧性，使得套管前段可随组织形变，从而可进一步减小对组织造成的损伤，此外，可根据待测组织来调整套管前段的尺寸，以减小对待测组织的损伤并利于电极与待测组织接触。

Description

可植入式电极装置

技术领域

本申请涉及医疗器械技术领域，尤其涉及一种可植入式电极装置。

背景技术

在神经科学领域尤其是行为学研究中，同时记录和调控神经元活动对于神经系统功能解析和病理干预具有重要意义。而得益于电子制造业和计算机等行业的发展，从1957年钨丝电极诞生到发展成以四电极、密歇根电极、犹他微阵列为代表的传统电极，再升级为具有高密度、长时稳定植入、多功能整合等特点的新型电极阵列，过去的六十几年电极阵列的发展可谓突飞猛进，对神经科学的研究起到了推动作用。

目前，通常使用硅管电极进行细胞特异性的调控和电生理记录，而硅管电极由于硅管前端为直筒型，并且工业生产的硅管尺寸较大且统一，使得电极植入动物组织后对组织造成的损伤较大，且在实际应用中无法针对具体作用组织对硅管尺寸作出适应性调整。

实用新型内容

为解决上述技术问题，本申请提供一种可植入式电极装置，能够减小对待测组织造成的损伤，且能够针对待测组织作出适应性调整。

本申请提供一种可植入式电极装置，所述可植入式电极装置包括电极连接器、至少一个电极及电极套管。每一电极固定在所述电极连接器上。所述电极套管套设于所述至少一个电极并固定在所述电极连接器上，所述电极套管包括套管主体和套管前段，所述套管前段相较于所述套管主体远离所述电极连接器设置，其中，所述套管前段的管径沿着远离所述套管主体的方向逐渐减小。

本申请提供的可植入式电极装置，通过设置所述电极套管的套管前段的管径沿远离套管主体的方向逐渐减小，使得套管前段植入组织后能够减小对组织造成的损伤，并且通过设置管径逐渐减小可增强所述套管前段的韧性，使得套管前段植入组织后能够在一定范围内随组织形变，从而可进一步减小对组织造成的损伤，并且可保护电极使其顶端不易被折断。此外，可根据具体的待测组织来调整所述电极套管的套管前段的尺寸，以减小对待测组织的损伤并以利于电极与待测组织接触。

附图说明

为了更清楚地说明本申请的技术方案，下面将对实施方式中所需要使用的附图作简单地介绍，显而易见地，下面描述中的附图是本申请一些实施方式，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可植入式电极装置的结构示意图。

图2为图1中A的放大图。

图3为本申请一实施例提供的电极的结构示意图。

图4为本申请另一实施例提供的电极的结构示意图。

主要元件符号说明：

可植入式电极装置    100

电极连接器          10

电极                20

电极套管            30

套管主体            31

套管前段            32

第一端              21

第二端              22

子电极              23

绝缘层              40

光纤                50

给药管              60

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付出创造性劳动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。

本申请的描述中，术语“第一”、“第二”、等是用于区别不同对象，而不是用于描述特定顺序，另外，术语“上”、“内”、“外”等指示的方位或者位置关系为基于附图所示的方位或位置关系，仅是为了便于描述本申请和简化描述，而不是指示或者暗示所指的装置或者元件必须具有特定的方位、以特定的方位构造和操作，因此不能理解为对本申请的限制。

本申请的描述中，除非另有明确的规定和限定，术语“连接”应做广义理解，例如，可以是固定连接，也可以是可拆卸连接，或一体地连接；可以是直接相连，也可以通过中间媒介间接相连，也可以是两个元件内部的连通；可以是通讯连接；可以是电连接。对于本领域的普通技术人员而言，可以根据具体情况理解上述术语在本申请中的具体含义。

请一并参阅图1与图2，图1为本申请实施例提供的可植入式电极装置100的结构示意图，图2为图1中A的放大图。如图1与图2所示，所述可植入式电极装置100包括电极连接器10、至少一个电极20及电极套管30。每一电极20固定在所述电极连接器10上。所述电极套管30套设于所述至少一个电极20并固定在所述电极连接器10上，所述电极套管30包括套管主体31和套管前段32，所述套管前段32相较于所述套管主体31远离所述电极连接器10设置，其中，所述套管前段32的管径沿着远离所述套管主体31的方向逐渐减小。在一些实施例中，如图2所示，所述套管前段32可呈圆锥状。

本申请实施例提供的所述可植入式电极装置100，通过设置所述电极套管30的套管前段32的管径沿远离套管主体31的方向逐渐减小，使得套管前段32植入组织后能够减小对组织造成的损伤，并且通过设置管径逐渐减小可增强所述套管前段32的韧性，使得套管前段32植入组织后能够在一定范围内随组织形变，从而可进一步减小对组织造成的损伤，并且可保护电极20使其顶端不易被折断。此外，可根据具体的待测组织来调整所述电极套管30的套管前段32的尺寸，以减小对待测组织的损伤并以利于电极20与待测组织接触。

其中，所述电极套管30通过所述套管主体31固定在所述电极连接器10上，具体的，所述套管主体31的远离所述套管前段32的一端与所述电极连接器10固定。

其中，如图1与图2所示，每一电极20包括相对的第一端21和第二端22，每一电极20的第一端21固定在所述电极连接器10上，每一电极20的远离所述电极连接器10的第二端22从所述电极套管30的套管前段32伸出。所述第二端22用于与待测组织的目标区域接触，以采集待测组织产生的电信号或者刺激待测组织进行细胞的调控和修复，例如，采集外周神经产生的电信号或者刺激肌肉的运动纤维。

其中，所述电极套管30包括第一端口和第二端口，所述第一端口为所述套管主体31的远离所述套管前段32的一端，所述第二端口为所述套管前段32的远离所述套管主体31的一端，所述电极套管30通过所述第一端口的端沿与所述电极连接器10固定连接，例如，可使用粘胶将所述第一端口的端沿粘附在所述电极连接器10上而将所述电极套管30固定在所述电极连接器10上，或者，所述电极连接器10上设置有与所述第一端口的端沿适配的凹槽，通过将所述第一端口嵌入在所述凹槽中使得所述电极套管30固定在所述电极连接器10上。其中，所述第二端口用于供每一电极20的第一端21穿过而固定在所述电极连接器10上，所述第二端口可供所述至少一个电极20的第二端22伸出。

其中，所述电极连接器10的靠近所述电极套管30的一侧设置有至少一个电极接口，每一电极接口用于与一电极20的第一端21电连接，所述电极连接器10内设置有电路，所述至少一个电极接口通过该电路与信号处理组件或者电刺激器连接。每一电极20的远离所述电极连接器10的第二端22从所述电极套管30的套管前段32伸出后，可与待测组织接触，而采集相应的电信号，所述电极20可通过与其连接的电极接口将采集到的电信号传输至所述信号处理组件，以使所述信号处理组件对待测组织产生的电信号进行处理。或者，所述电刺激器可通过所述至少一个电极接口施加电刺激至所述至少一个电极20，以电刺激与所述至少一个电极20的第二端22接触的待测组织，以进行细胞调控和修复。其中，所述电极接口可为引脚，可通过将所述第一端21与所述引脚焊接在一起，而将所述电极20固定在所述电极连接器10上。

其中，所述电极套管30可为一体成型结构。

其中，所述至少一个电极20的排布方式可根据不同需求而变化，例如，可呈矩阵排布，或者圆形排布，或者其它任意的排布方式。

其中，所述至少一个电极20的长度可相同或者不同，具体根据实际的测试需求设定。

其中，所述电极20的材料可为金属材料，例如，镍镉合金、铂铱合金等，这类金属材料不仅导电性好，且化学性质稳定，不会与待测组织的电解质反应，可抗腐蚀。在其它实施例中，所述电极20的材料还可为碳纳米管、石墨烯、导电聚合物等。

其中，所述可植入式电极装置100用于植入人体、动物等的神经系统组织等组织结构中，而对所述该些组织结构进行检测和/或修复。其中，所述可植入式电极装置100可用于采集待测组织的电信号，具体的，可将所述可植入式电极装置100植入待测组织内，所述至少一个电极20与待测组织的目标区域接触，采集该目标区域产生的电信号，更具体的，为所述至少一个电极20的从所述电极套管30的套管前段32伸出的第二端22与待测组织的目标区域接触，而采集该目标区域产生的电信号。例如，可在小鼠颈部开口，钝性分离其颌下腺等组织，暴露位于颈动脉旁的迷走神经结，然后将所述电极连接器10留在体外，所述电极套管30伸入至迷走神经结处，并借助夹持器固定所述电极套管30，再调整所述至少一个电极20的第二端22至迷走神经的目标区域，并使用组织胶将所述至少一个电极20的第二端22与目标区域固定在一起，最后缝合伤口。其中，由于所述套管前段32的管径沿远离所述电极连接器10的方向逐渐减小，即所述套管前段32的管径沿着靠近所述待测组织的方向逐渐减小，从而能够减小所述套管前段32对待测组织造成的损伤，并且通过设置管径逐渐减小可增强所述套管前段32的韧性，使得所述套管前段32可随迷走神经产生形变，从而进一步降低迷走神经的损伤。

在一些实施例中，所述套管前段32的管径沿着远离所述套管主体31的方向呈线性减小，即所述套管前段32的某一位置的管径小于相较于该位置靠近所述套管主体31的位置的管径，如图2所示。

通过设置所述套管前段32的管径呈线性减小，可使得所述套管前段32的外表面较为平滑，而不会凹凸不平，从而可进一步减小所述电极套管30对待测组织造成的损伤。并且，设置所述套管前段32的管径线性减小，可使得所述套管前段32更易制造。

在一些实施例中，所述套管主体31的管径沿所述套管主体31的延伸方向相等。其中，所述套管主体31的管径沿所述套管主体31的延伸方向相等可为大致相等，即在一定的误差范围内的相等。由于制造工艺的限制，所述套管主体31的不同位置的管径可能会存在一定差异，因此所述套管主体31的管径大致相等可为大致相等。

其中，将所述套管主体31的不同位置的管径设置为大致相等，能够简化所述电极套管30的制造工艺，降低制造成本，并且管径均一的套管主体31能够减小对待测组织的破坏。

在一些实施例中，所述电极套管30为玻璃管。

其中，可通过对玻璃管进行拉制而形成所述电极套管30，从而制得的所述电极套管30为一体成型结构，所述玻璃管可为毛细玻璃管，具体的，使用拉制仪拉制所述毛细玻璃管，首先，可根据待测组织的具体位置设置拉制仪的拉制参数，例如，根据待测组织距离体表的深度确定所述套管前段32的长度和管径以及所述套管主体31的长度，再根据确定的所述套管前段32的长度和管径以及所述套管主体31的长度设置拉制仪的拉制参数；然后，将所述毛细玻璃管安装在拉制仪上，启动拉制仪，拉制仪则根据设置的所述拉制参数对所述毛细玻璃管进行拉制而得到所述电极套管30。其中，所述套管前段32的长度为所述套管前段32在所述套管前段32的延伸方向上的尺寸，所述套管主体31的长度为套管主体31在套管主体31的延伸方向上的尺寸。

其中，玻璃管造价低廉且非常普遍，通过拉制玻璃管形成所述电极套管30，可大大降低所述电极套管30的制作成本并且提高制作效率，从而有利于所述可植入式电极装置100生产成本的降低和生产效率的提升。

其中，在待测组织距离体表较深时，可设置所述套管前段32较长且所述套管前段32的锥度较小，即所述套管前段32越长且越尖，从而利于所述套管前段32伸入至待测组织处，并且所述套管前段32的长度越长，锥度越小，会使得所述套管前段32的韧性越好，从而越有利于所述套管前段32随待测组织的运动而产生形变，进而降低对待测组织的破坏，以及降低所述套管前段32和所述至少一个电极20被折断的风险。此外，还可设置所述套管主体31较长，足够长的所述套管主体31可使得在所述套管前段32与待测组织接触时，所述电极连接器10能够位于生物体外。在待测组织的目标区域较小时，可设置所述套管前段32的远离所述套管主体31的一端的管径较小，从而利于所述套管前段32的远离所述套管主体31的一端与待测组织的目标区域精准接触，进而利于所述至少一个电极20采集目标区域产生的电信号。

从而，通过根据待测组织的目标区域的深度和/或大小，设置所述套管前段32的长度、锥度和管径，以及所述套管主体31的长度和管径，能够尽量减小对待测组织造成的损伤，且有利于所述至少一个电极20与待测组织接触而采集电信号。并且还可根据设定的至少一个电极20的数量调整所述套管前段32的长度、锥度和管径，以及所述套管主体31的管径，例如，在所述至少一个电极20的数量较小时，可将所述套管前段32的管径及所述套管主体31的管径调整为较小，以降低生物体内的损伤。

在其它实施例中，所述套管主体31的管径沿所述套管主体31的延伸方向可不相等。

请参阅图3，图3为本申请一实施例提供的电极20的结构示意图。在一些实施例中，如图3所示，每一电极20的第一端21和第二端22之外的部分的外表面设置有绝缘层40。

其中，所述绝缘层40覆盖所述电极20的至少部分侧壁，至少所述电极20靠近所述电极连接器10的端面以及远离所述电极连接器10的端面裸露。

其中，所述绝缘层40可由高分子材料制成，例如，聚丙烯酸类聚合物、聚丙烯酸酯类聚合物、环氧树脂类聚合物、聚酰亚胺、聚对二甲苯等等。所述聚丙烯酸酯类聚合物可包括聚丙烯酸甲酯类聚合物、聚丙烯酸乙酯类聚合物、聚丙烯酸丙酯类聚合物、聚丙烯酸丁酯类聚合物、聚丙烯酸戊酯类聚合物等。所述环氧树脂类聚合物可包括双酚A型环氧树脂、改性环氧树脂等。由上述聚合物制成的所述绝缘层40生物毒性很小，对待测组织的几乎没有影响。

其中，在所述电极20的外表面设置所述绝缘层40，不仅能够防止所述电极20与其它电极20之间发生短路，并且还能提升所述电极20的硬度，使得所述电极20能够更好地进入待测组织并定位至目标区域，从而有利于所述电极20采集目标区域的电信号。此外，当采集结束时，所述电极20从待测组织取出后仍能保持良好的形态，有利于所述电极20的再次使用。

在一些实施例中，如图3所示，每一电极20包括两个子电极23，所述两个子电极23并行设置，每一电极20的所述两个子电极23的靠近所述电极连接器10的一端分别与所述电极连接器10连接，每一电极20的所述两个子电极23的远离所述电极连接器10的一端间隔设置，以使得每一子电极23独立采集与其接触的待测组织的电信号，即每一子电极23形成一个单独的采集通道。从而，每一电极20具有两个单独的采集通道。其中，所述两个子电极23的远离所述电极连接器10的一端构成对应电极20的第二端22，每一电极20的所述两个子电极23的靠近所述电极连接器10的一端构成对应电极20的第一端21。

其中，每一子电极23的两端之外的部分的外表面设置有绝缘层40。其中，所述绝缘层40包裹所述子电极23的至少部分侧壁，至少所述子电极23的远离所述电极连接器10的端面以及所述子电极23的靠近所述电极连接器10的端面裸露。

在一些实施例中，如图3所示，每一电极20的两个子电极23呈螺旋状缠绕在一起。

其中，通过将所述两个子电极23缠绕在一起，可增强所述电极20的强度，使得所述电极20与待测组织接触时，不易弯折变形，便于植入，并且可减小所述电极20的尺寸，从而可减小所述电极20植入时所需占据的空间，可进一步降低对待测组织造成的损伤。

请参图4，图4为本申请另一实施例提供的电极20的结构示意图。在一些实施例中，如图4所示，所述两个子电极23可大致平行设置。将所述两个子电极23设置为大致平行，可降低制造工艺的难度，简化工艺流程。

在一些实施例中，可通过弯折电极丝形成所述电极20，具体的，所述电极丝的侧壁设置有绝缘层40，可通过将所述电极丝弯折，然后在弯折处截断，即可形成所述两个子电极23，进一步的，还可将所述两个子电极23螺旋缠绕在一起，然后将所述绝缘层40的位于截断处的部分去除，使所述两个子电极23的截断处的部分完全裸露，即形成所述电极20。然后可将所述两个子电极23的截断处的部分焊接在所述电极连接器10的引脚上而实现将所述电极20固定在所述电极连接器10上。

其中，可根据待测组织的深度选择合适长度的电极丝，以使得通过所述电极丝形成的电极20足以植入至待测组织的目标区域。

其中，所述电极丝的直径可根据实际需求设置，在一些实施例中，所述电极丝的直径可为12μm。

在一些实施例中，每一电极20的所述两个子电极23可为两个独立的结构，所述两个子电极23的靠近所述电极连接器10的一端构成对应电极20的第一端21，所述两个子电极23的远离所述电极连接器10的一端构成对应电极20的第二端22。所述两个子电极23的靠近所述电极连接器10的一端可与同一电极接口连接。所述两个子电极23可形成两个单独的采集通道。

其中，所述两个子电极23可呈螺旋状缠绕在一起。在其它实施例中，所述两个子电极23可大致平行设置。

在一些实施例中，如图1与图2所示，所述可植入式电极装置100还包括光纤50和/或给药管60，所述光纤50设置在所述电极连接器10的设置有所述电极套管30的一侧，且与所述电极套管30间隔设置，所述给药管60的至少部分插设在所述电极套管30内。

其中，所述给药管60用于局部给药。所述电极连接器10可设置有沿所述电极套管30的延伸方向贯穿所述电极连接器10的通孔，所述给药管60包括相对的进药端和出药端，所述出药端穿过所述通孔并插入所述电极套管30内，所述进药端位于所述电极连接器10的远离所述电极套管30的一侧。其中，可在所述通孔处使用绝缘胶将所述给药管60固定在所述电极连接器10上。可使用注射器从所述进药端注入药液，从而实现对目标组织进行给药。

其中，所述给药管60的管径可根据所述电极套管30的管径设置，以使得所述给药管60较为顺畅地插入所述电极套管30内，且尽量与所述至少一个电极20间隔开。

其中，所述给药管60可由高分子材料制成，例如，可由聚乙烯、聚氯乙烯等制成。

通过使用所述电极套管30代替传统的金属给药套管套设所述给药管60，可大大降低对需要给药的组织造成的损伤。

其中，所述光纤50与所述电极套管30可邻近设置，所述光纤50用于传输光线至待测组织以对待测组织进行光刺激，所述至少一个电极20可采集受到光刺激的待测组织产生的电信号。

其中，所述光纤50可为柔性光纤，所述柔性光纤植入待测组织时能够随待测组织的运动产生形变，从而能够降低对待测组织的破坏。

其中，所述可植入式电极装置100还可包括其它功能组件，用户可根据实际需求在所述电极连接器10上设置不同的功能组件，以是实现相应的功能。

在上述实施例中，对各个实施例的描述都各有侧重，某个实施例中没有详述的部分，可以参见其他实施例的相关描述。

以上是本申请实施例的实施方式，应当指出，对于本技术领域的普通技术人员来说，在不脱离本申请实施例原理的前提下，还可以做出若干改进和润饰，这些改进和润饰也视为本申请的保护范围。

Claims (11)

1.一种可植入式电极装置，其特征在于，所述可植入式电极装置包括：

电极连接器；

至少一个电极，每一电极固定在所述电极连接器上；以及

电极套管，所述电极套管套设于所述至少一个电极并固定在所述电极连接器上，所述电极套管包括套管主体和套管前段，所述套管前段相较于所述套管主体远离所述电极连接器设置，其中，所述套管前段的管径沿着远离所述套管主体的方向逐渐减小。

2.根据权利要求1所述的可植入式电极装置，其特征在于，每一电极包括相对的第一端和第二端，每一电极的第一端的固定在所述电极连接器上，每一电极的远离所述电极连接器的第二端从所述电极套管的套管前段伸出。

3.根据权利要求1所述的可植入式电极装置，其特征在于，所述套管前段的管径沿着远离所述套管主体的方向呈线性减小。

4.根据权利要求1所述的可植入式电极装置，其特征在于，所述套管主体的管径沿所述套管主体的延伸方向相等。

5.根据权利要求1所述的可植入式电极装置，其特征在于，所述电极套管为玻璃管。

6.根据权利要求2所述的可植入式电极装置，其特征在于，每一电极的第一端和第二端之外的部分的外表面设置有绝缘层。

7.根据权利要求2所述的可植入式电极装置，其特征在于，每一电极包括两个子电极，所述两个子电极并行设置，每一电极的所述两个子电极的靠近所述电极连接器的一端分别与所述电极连接器固定连接，每一电极的所述两个子电极的远离所述电极连接器的一端间隔设置，每一子电极的两端之外的部分的外表面设置有绝缘层。

8.根据权利要求7所述的可植入式电极装置，其特征在于，每一电极的两个子电极呈螺旋状缠绕在一起或者平行设置。

9.根据权利要求1所述的可植入式电极装置，其特征在于，所述可植入式电极装置还包括光纤，所述光纤设置在所述电极连接器的设置有所述电极套管的一侧，且与所述电极套管间隔设置。

10.根据权利要求1所述的可植入式电极装置，其特征在于，所述可植入式电极装置还包括给药管，所述给药管的至少部分插设在所述电极套管内。

11.根据权利要求1所述的可植入式电极装置，其特征在于，所述电极套管为一体成型结构。

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