用于鼠類大腦初級視覺皮層腦電測量的植入式腦電極的制作方法
【專利摘要】本發(fā)明提供了一種用于鼠類大腦初級視覺皮層腦電測量的植入式腦電極，其包括電極帽、兩個電極絲陣列、柔性電路板和連接器；每個電極絲陣列包括多根電極絲，且每根電極絲沿豎直方向延伸并安裝于電極帽的下表面；一個電極絲陣列中的至少部分電極絲配置成對鼠類大腦的單目區(qū)進行腦電測量，另一電極絲陣列中的至少部分電極絲配置成對鼠類大腦的雙目區(qū)進行腦電測量；柔性電路板的一端與電極帽的頂部通路電連接；連接器安裝于柔性電路板的另一端，配置成輸出植入式腦電極采集得到的信號。該植入式腦電極能充分且快速獲得可靠穩(wěn)定的腦電信號，克服腦電信號采集不充分的障礙；還可將電極絲放置于腦電信號豐富的位置，采集的腦電信號更為精確。
【專利說明】
用于鼠類大腦初級視覺皮層腦電測量的植入式腦電極
技術領域
[0001]本發(fā)明涉及鼠類大腦初級視覺皮層的腦電測量，特別是涉及一種用于鼠類大腦初級視覺皮層腦電測量的植入式腦電極。
【背景技術】
[0002]近年來，基于腦機接口的腦科學發(fā)展越來越多，腦機接口技術是人腦與計算機或其他電子設備之間建立的直接的交流和控制通道。腦機接口技術已廣泛應用于神經(jīng)科學、心理認知科學、生物醫(yī)學工程、臨床醫(yī)學等多個領域，能夠記錄到神經(jīng)元水平電信號的植入式腦電極研究得到了迅速發(fā)展。
[0003]常見的植入式腦電極有線性腦電極，線性腦電極上一般會集成電子線路、靈活的帶狀導線和微流體通道，在選擇的區(qū)域可形成任意的二維平面形狀。然而，對于如何充分采集小白鼠大腦初級視覺皮層腦電信號，現(xiàn)有的線性腦電極無法滿足要求。因此，針對腦電極如何充分采集小白鼠大腦初級視覺皮層腦電信號是一個迫在眉睫的問題。

【發(fā)明內(nèi)容】

[0004]本發(fā)明的目的旨在克服上述問題或者至少部分地解決上述問題，針對現(xiàn)有腦電極技術難以充分采集到鼠類特定區(qū)域腦電信號的缺陷，提供一種植入式腦電極，以充分采集鼠類大腦初級視覺皮層腦電信號。
[0005]具體地，本發(fā)明提供了一種用于鼠類大腦初級視覺皮層腦電測量的植入式腦電極，其包括電極帽、兩個電極絲陣列、柔性電路板和連接器；
每個所述電極絲陣列包括多根電極絲，且每根所述電極絲沿豎直方向延伸并安裝于所述電極帽的下表面，且與所述電極帽的底部通路電連接;一個所述電極絲陣列中的至少部分所述電極絲配置成對所述鼠類大腦的單目區(qū)進行腦電測量，另一所述電極絲陣列中的至少部分所述電極絲配置成對所述鼠類大腦的雙目區(qū)進行腦電測量；
所述柔性電路板的一端與所述電極帽的頂部通路電連接；
所述連接器安裝于所述柔性電路板的另一端，配置成輸出所述植入式腦電極采集得到的信號。
[0006]進一步地，每個所述電極絲陣列的多根所述電極絲中尖端距離所述電極帽的下表面最近的所述電極絲的尖端與所述電極帽的下表面之間的距離為第一距離；
每個所述電極絲陣列的多根所述電極絲中尖端距離所述電極帽的下表面最遠的所述電極絲的尖端與所述電極帽的下表面之間的距離為第二距離；
所述第二距離與所述第一距離之間的差值小于或等于3mm。
[0007]進一步地，每個所述電極絲陣列的多根所述電極絲的尖端處于同一平面上。
[0008]進一步地，每根所述電極絲包括金屬絲和設置于所述金屬絲的部分周壁上的絕緣層。
[0009]進一步地，所述金屬絲由鉑銥合金或鎳鉻合金制成； 所述絕緣層由聚醋酸甲基乙烯脂生物相容性絕緣材料制成。
[0010]進一步地，對所述鼠類大腦的單目區(qū)進行腦電測量的所述電極絲被布置成使得均勻分布于所述鼠類大腦的單目區(qū)；
對所述鼠類大腦的雙目區(qū)進行腦電測量的所述電極絲被布置成使得均勻分布于所述鼠類大腦的雙目區(qū)。
[0011]進一步地，所述植入式腦電極還包括電極盒，所述電極帽安裝于所述電極盒內(nèi)，且每根所述電極絲的尖端伸出所述電極盒。
[0012]進一步地，所述電極盒包括:
盒體，其具有底板和第一側板，所述電極帽的下表面安裝于所述底板的上表面，所述柔性電路板的所述一端安裝于所述第一側板；
盒蓋，其具有頂板、兩個相對的第二側板，以及與所述第一側板相對設置的第三側板，所述盒蓋可拆卸地安裝于所述盒體。
[0013]進一步地，對所述鼠類大腦的單目區(qū)進行腦電測量的所述電極絲的數(shù)量為8根;對所述鼠類大腦的雙目區(qū)進行腦電測量的所述電極絲的數(shù)量為8根。
[0014]進一步地，所述植入式腦電極還包括兩根用作地線的地線電極絲，每根所述地線電極絲沿豎直方向延伸并安裝于所述電極帽的下表面，且與所述電極帽的底部通路電連接，而且具有與所述電極絲相同的結構。
[0015]本發(fā)明的植入式腦電極因為具有兩個電極絲陣列，且兩個電極絲陣列中多根電極絲的分布形狀與鼠類大腦初級視覺皮層相契合，所以能充分且快速獲得可靠穩(wěn)定的腦電信號，克服腦電信號采集不充分的障礙，從而解決一直以來在采集鼠類初級視覺皮層腦電信號采集不充分的問題;還可將電極絲放置于腦電信號豐富的位置，采集的腦電信號更為精確。此外，本發(fā)明的植入式腦電極結構非常巧妙，性能也更加突出。
【附圖說明】
[0016]后文將參照附圖以示例性而非限制性的方式詳細描述本發(fā)明的一些具體實施例。附圖中相同的附圖標記標示了相同或類似的部件或部分。本領域技術人員應該理解，這些附圖未必是按比例繪制的。附圖中:
圖1是根據(jù)本發(fā)明一個實施例的植入式腦電極的示意性結構圖；
圖2是圖1所示植入式腦電極的另一視角的示意性結構圖；
圖3是圖1所示植入式腦電極的示意性爆照圖；
圖4是圖1所示植入式腦電極的示意性局部結構圖。
【具體實施方式】
[0017]根據(jù)下文結合附圖對本發(fā)明具體實施例的詳細描述，本領域技術人員將會更加明了本發(fā)明的上述以及其他目的、優(yōu)點和特征。
[0018]圖1是根據(jù)本發(fā)明一個實施例的植入式腦電極的示意性結構圖。如圖1所示，并參考圖2至圖4，本發(fā)明實施例提供了一種用于鼠類大腦初級視覺皮層腦電測量的植入式腦電極，其包括電極帽20、兩個電極絲陣列30、柔性電路板40和連接器50。
[0019]每個電極絲陣列30包括多根電極絲31，且每根電極絲31沿豎直方向延伸并安裝于電極帽20的下表面，且與電極帽20的底部通路電連接。兩個電極絲陣列30中多根電極絲31的分布形狀與鼠類大腦初級視覺皮層相契合;也就是說，一個電極絲陣列30中的至少部分電極絲31配置成對鼠類大腦的單目區(qū)進行腦電測量，另一電極絲陣列30中的至少部分電極絲31配置成對鼠類大腦的雙目區(qū)進行腦電測量。在本發(fā)明實施例中，每個電極絲陣列30中的所有電極絲31均用于腦電測量。
[0020]柔性電路板40的一端與電極帽20的頂部通路電連接。連接器50安裝于柔性電路板40的另一端，配置成輸出植入式腦電極采集得到的信號。
[0021]在本發(fā)明的一些實施例中，每個電極絲陣列30的多根電極絲31中尖端距離電極帽20的下表面最近的電極絲31的尖端與電極帽20的下表面之間的距離為第一距離。每個電極絲陣列30的多根電極絲31中尖端距離電極帽20的下表面最遠的電極絲31的尖端與電極帽20的下表面之間的距離為第二距離。特別地，第二距離與第一距離之間的差值小于或等于3mm，以采集不同深度的信號。在一些可選的實施方式中，每個電極絲陣列30的多根電極絲31的尖端處于同一平面上。所有電極絲31的尖端可處于同一平面上。
[0022]為了更好地進行測量，每根電極絲31包括金屬絲和設置于金屬絲的部分周壁上的絕緣層。金屬絲由鉑銥合金或鎳鉻合金制成，絕緣層由聚醋酸甲基乙烯脂生物相容性絕緣材料制成。絕緣層可采用涂覆工藝涂裝于金屬絲上，然后對金屬絲的尖端做削尖處理暴露出金屬絲。對鼠類大腦的單目區(qū)進行腦電測量的電極絲31被布置成使得均勻分布于鼠類大腦的單目區(qū)。對鼠類大腦的雙目區(qū)進行腦電測量的電極絲31被布置成使得均勻分布于鼠類大腦的雙目區(qū)。
[0023]在本發(fā)明的一些實施例中，植入式腦電極還包括電極盒60，電極帽20安裝于電極盒60內(nèi)，且每根電極絲31的尖端伸出電極盒60。具體地，電極盒60包括盒體和可拆卸地安裝于盒體的盒蓋。盒體具有底板61和第一側板62，電極帽20的下表面安裝于底板61的上表面，柔性電路板40的一端安裝于第一側板62。盒蓋具有頂板63、兩個相對的第二側板64，以及與第一側板62相對設置的第三側板65。盒蓋可卡接于盒體。
[0024]在本發(fā)明的一些實施例中，電極帽20的尺寸可設計為12.7cmX12.7cmX5cm。盒體的尺寸可設計為14cm X 14cm X 14cm。柔性電路板40的長度可設計成28cm長。對鼠類大腦的單目區(qū)進行腦電測量的電極絲31的數(shù)量為8根，對鼠類大腦的雙目區(qū)進行腦電測量的電極絲31的數(shù)量為8根。
[0025]在該實施例中，植入式腦電極還包括兩根用作地線的地線電極絲，每根地線電極絲沿豎直方向延伸并安裝于電極帽20的下表面，且與電極帽20的底部通路電連接，而且具有與電極絲31相同的結構。在一些替代性實施例中，兩個地線電極絲也可集成到兩個電極絲陣列30中。
[0026]柔性電路板40可具有18通路，連接器50為18通道連接器50。柔性電路板40中的兩路的一端可與地線電極絲31相連，另一端連接連接器50，以作為地線通路。柔性電路板40的其余16通路的一端分別與16根電極絲31電連接，另一端連接連接器50。16根電極絲31中，8根均勻分布在小白鼠大腦單目區(qū)，另外8根均勻分布在小白鼠大腦雙目區(qū)，這樣的分布方式可以更加充分采集小白鼠大腦初級視覺皮層的腦電信號。
[0027]本發(fā)明實施例的植入式腦電極在使用時，可先將小白鼠麻醉，去除頭部被毛，固定在立體定位儀上，然后用碘酒和酒精對皮膚進行消毒，剪掉頭部皮膚，暴露頭骨。用適當大小的鉆頭打穿小白鼠大腦形成電極洞，操作時注意不要損傷腦組織。最后將本發(fā)明實施例的植入式腦電極夾持到立體定位儀上，調整電極絲31位置，使各個電極絲31對準小白鼠初級視覺區(qū)域，在電極尖端剛好接觸腦組織時，緩慢地下降立體定位儀的夾持臂，使電極絲31植入的深度為0.5mm至0.8mm。為了減小植入過程中對組織的損傷，一般使用氣動沖擊器將本發(fā)明實施例的植入式腦電極打入腦組織。在本發(fā)明的其它實施例中，也可使用大鼠等進行實驗。
[0028]至此，本領域技術人員應認識到，雖然本文已詳盡示出和描述了本發(fā)明的多個示例性實施例，但是，在不脫離本發(fā)明精神和范圍的情況下，仍可根據(jù)本發(fā)明公開的內(nèi)容直接確定或推導出符合本發(fā)明原理的許多其他變型或修改。因此，本發(fā)明的范圍應被理解和認定為覆蓋了所有這些其他變型或修改。
【主權項】
1.一種用于鼠類大腦初級視覺皮層腦電測量的植入式腦電極，其特征在于，包括電極帽、兩個電極絲陣列、柔性電路板和連接器； 每個所述電極絲陣列包括多根電極絲，且每根所述電極絲沿豎直方向延伸并安裝于所述電極帽的下表面，且與所述電極帽的底部通路電連接;一個所述電極絲陣列中的至少部分所述電極絲配置成對所述鼠類大腦的單目區(qū)進行腦電測量，另一所述電極絲陣列中的至少部分所述電極絲配置成對所述鼠類大腦的雙目區(qū)進行腦電測量； 所述柔性電路板的一端與所述電極帽的頂部通路電連接； 所述連接器安裝于所述柔性電路板的另一端，配置成輸出所述植入式腦電極采集得到的信號。2.根據(jù)權利要求1所述的植入式腦電極，其特征在于， 每個所述電極絲陣列的多根所述電極絲中尖端距離所述電極帽的下表面最近的所述電極絲的尖端與所述電極帽的下表面之間的距離為第一距離； 每個所述電極絲陣列的多根所述電極絲中尖端距離所述電極帽的下表面最遠的所述電極絲的尖端與所述電極帽的下表面之間的距離為第二距離； 所述第二距離與所述第一距離之間的差值小于或等于3mm。3.根據(jù)權利要求2所述的植入式腦電極，其特征在于， 每個所述電極絲陣列的多根所述電極絲的尖端處于同一平面上。4.根據(jù)權利要求1所述的植入式腦電極，其特征在于， 每根所述電極絲包括金屬絲和設置于所述金屬絲的部分周壁上的絕緣層。5.根據(jù)權利要求4所述的植入式腦電極，其特征在于， 所述金屬絲由鉑銥合金或鎳鉻合金制成； 所述絕緣層由聚醋酸甲基乙烯脂生物相容性絕緣材料制成。6.根據(jù)權利要求1所述的植入式腦電極，其特征在于， 對所述鼠類大腦的單目區(qū)進行腦電測量的所述電極絲被布置成使得均勻分布于所述鼠類大腦的單目區(qū)； 對所述鼠類大腦的雙目區(qū)進行腦電測量的所述電極絲被布置成使得均勻分布于所述鼠類大腦的雙目區(qū)。7.根據(jù)權利要求1所述的植入式腦電極，其特征在于，還包括: 電極盒，所述電極帽安裝于所述電極盒內(nèi)，且每根所述電極絲的尖端伸出所述電極盒。8.根據(jù)權利要求7所述的植入式腦電極，其特征在于，所述電極盒包括: 盒體，其具有底板和第一側板，所述電極帽的下表面安裝于所述底板的上表面，所述柔性電路板的所述一端安裝于所述第一側板； 盒蓋，其具有頂板、兩個相對的第二側板，以及與所述第一側板相對設置的第三側板，所述盒蓋可拆卸地安裝于所述盒體。9.根據(jù)權利要求1所述的植入式腦電極，其特征在于， 對所述鼠類大腦的單目區(qū)進行腦電測量的所述電極絲的數(shù)量為8根； 對所述鼠類大腦的雙目區(qū)進行腦電測量的所述電極絲的數(shù)量為8根。10.根據(jù)權利要求9所述的植入式腦電極，其特征在于，還包括: 兩根用作地線的地線電極絲，每根所述地線電極絲沿豎直方向延伸并安裝于所述電極帽的下表面，且與所述電極帽的底部通路電連接，而且具有與所述電極絲相同的結構。
【文檔編號】A61B5/0478GK105852855SQ201610232879
【公開日】2016年8月17日
【申請日】2016年4月15日
【發(fā)明人】裴東杰, 牛曉可, 王河山, 王治中, 周地廣
【申請人】鄭州科斗創(chuàng)客科技有限公司