專利名稱:用于進行急性記錄的電極裝置制造方法
【專利摘要】本實用新型實施例提供了一種用于進行急性記錄的電極裝置，該電極裝置包括：電極骨架和至少3根電極，其中，所述電極骨架為一封閉結構，所述電極骨架上分布有貫穿所述電極骨架且相互平行的孔道；所述至少3根電極穿過所述孔道固定在所述電極骨架上，所述至少3根電極用于采集多個腦區(qū)的急性電生理信號。由于該方案可以同時提供多個腦區(qū)的急性電生理信號，從而更有利于對神經環(huán)路或神經網絡的研究，還有利于研究幾個相關腦區(qū)之間的相關性以及分析每個腦區(qū)在該神經環(huán)路中所發(fā)揮的作用。
【專利說明】用于進行急性記錄的電極裝置
【技術領域】
[0001]本實用新型涉及醫(yī)療【技術領域】，特別涉及一種用于進行急性記錄的電極裝置。
【背景技術】
[0002]神經電生理技術是神經科學研宄、大腦神經網絡解析的重要工具。其中多通道電生理記錄技術可以分為兩部分來看待，一方面是急性記錄，包括麻醉電生理記錄和清醒固定電生理記錄，另一方面是慢性記錄，主要是自由活動的動物在體電生理記錄。麻醉電生理記錄可以在較少的外界干擾條件下獲得固有的神經環(huán)路聯系、信號傳遞等信息。
[0003]多通道電生理記錄技術在近年來更是發(fā)展迅速，在即將到來的“大腦研宄”盛宴中發(fā)揮越來越重要的作用。這主要得益于大數據存儲與分析的發(fā)展，使得相較于經典的膜片鉗技術更為海量的數據得以解讀。在世界各國，包括美國、歐盟、日本等國家相繼啟動各項腦計劃伊始，科學家們即提出來大尺度、動態(tài)的神經元活動記錄技術的重要性與不可或缺性。其中多通道細胞外記錄技術的發(fā)展同樣備受關注，包括進來發(fā)表在科學頂級雜志上的柔性電極的研宄開發(fā)。
[0004]此外，隨著神經環(huán)路研宄的發(fā)展，神經電生理記錄與其他技術的聯用變得越來越普遍，包括光遺傳技術、神經藥理學方法、行為學研宄等。其中行為學的研宄極少需要電極設計上的配合，而其他兩種方法卻常常需要電極設計上的匹配，例如已經有幾年研宄歷史的光電極。單腦區(qū)的光電極已經較為普遍的用于實驗室科研活動中，而雙腦區(qū)光電極則相對稀缺。但是，現有技術中的單腦區(qū)的光電極或雙腦區(qū)的光電極不利于對神經環(huán)路或神經網絡的研宄。
實用新型內容
[0005]本實用新型實施例提供了一種用于進行急性記錄的電極裝置，以解決現有技術中的光電極不利于對神經環(huán)路或神經網絡的研宄的技術問題。該電極裝置包括:電極骨架和至少3根電極，其中，所述電極骨架為一封閉結構，所述電極骨架上分布有貫穿所述電極骨架且相互平行的孔道；所述至少3根電極穿過所述孔道固定在所述電極骨架上，所述至少3根電極用于采集多個腦區(qū)的急性電生理信號。
[0006]在一個實施例中，還包括:光纖，穿過所述孔道固定在所述電極骨架上，用于為所述多個腦區(qū)輸入光信號；和/或，給藥管，穿過所述孔道固定在所述電極骨架上，用于為所述多個腦區(qū)輸入生物化學分子。
[0007]在一個實施例中，還包括:電極夾持組件，與所述電極骨架連接，用于將所述電極骨架夾持到所述至少3根電極能夠進入所述多個腦區(qū)的位置。
[0008]在一個實施例中，所述電極夾持組件包括:夾持棒，所述夾持棒的一端與所述電極骨架固定連接；操作設備，與所述夾持棒的另一端固定連接，用于將所述電極骨架夾持到所述至少3根電極能夠進入所述多個腦區(qū)的位置。
[0009]在一個實施例中，還包括:引導組件，固定在所述孔道中，用于引導所述至少3根電極穿過所述孔道。
[0010]在一個實施例中，還包括:電極長度控制組件，所述電極長度控制組件為預設尺寸的空心管，所述電極長度控制組件的一端固定在所述孔道的電極穿入端，所述電極長度控制組件的另一端在所述孔道的外面，所述引導組件穿過所述電極長度控制組件，所述電極長度控制組件用于改變所述至少3根電極進入腦區(qū)的長度。
[0011]在一個實施例中，所述電極長度控制組件為單層空心管或雙層空心套管。
[0012]在一個實施例中，采用快干膠將所述電極長度控制組件的一端固定在所述孔道的電極穿入端。
[0013]在一個實施例中，所述電極骨架通過3D打印機打印成型。
[0014]在本實用新型實施例中，通過電極骨架上分布的孔道固定至少3根電極，并通過至少3根電極來同時采集多個腦區(qū)的急性電生理信號，實現了可以同時采集多個腦區(qū)的急性電生理信號，與現有技術中的單腦區(qū)的光電極或雙腦區(qū)的光電極相比，可以同時提供多個腦區(qū)的急性電生理信號，更有利于對神經環(huán)路或神經網絡的研宄，還有利于研宄幾個相關腦區(qū)之間的相關性以及分析每個腦區(qū)在該神經環(huán)路中所發(fā)揮的作用。
【附圖說明】
[0015]此處所說明的附圖用來提供對本實用新型的進一步理解，構成本申請的一部分，并不構成對本實用新型的限定。在附圖中:
[0016]圖1是本實用新型實施例提供的一種用于進行急性記錄的電極裝置的結構圖。
【具體實施方式】
[0017]為使本實用新型的目的、技術方案和優(yōu)點更加清楚明白，下面結合實施方式和附圖，對本實用新型做進一步詳細說明。在此，本實用新型的示意性實施方式及其說明用于解釋本實用新型，但并不作為對本實用新型的限定。
[0018]發(fā)明人考慮到，現有技術中單腦區(qū)的光電極或雙腦區(qū)的光電極不能同時采集多個腦區(qū)的電生理信號，使得不利于進行神經環(huán)路或神經網絡的研宄，因此提出一種可以同時采集多個腦區(qū)電生理信號的用于進行急性記錄的電極裝置，以便于進行神經環(huán)路或神經網絡的研宄。
[0019]基于此，在本實用新型實施例中，提供了一種用于進行急性記錄的電極裝置，如圖1所示，該電極裝置包括:
[0020]電極骨架101和至少3根電極102，其中，所述電極骨架101為一封閉結構，所述電極骨架上分布有貫穿所述電極骨架且相互平行的孔道103 ;
[0021]所述至少3根電極102穿過所述孔道103固定在所述電極骨架102上，所述至少3根電極用于采集多個腦區(qū)的急性電生理信號。
[0022]由圖1所示可知，在本實用新型實施例中，通過電極骨架上分布的孔道固定至少3根電極，并通過至少3根電極來同時采集多個腦區(qū)的急性電生理信號，實現了可以同時采集多個腦區(qū)的電生理信號，與現有技術中的單腦區(qū)的光電極或雙腦區(qū)的光電極相比，可以提供多個腦區(qū)的電生理信號，更有利于對神經環(huán)路或神經網絡的研宄，還有利于研宄幾個相關腦區(qū)之間的相關性以及分析每個腦區(qū)在該神經環(huán)路中所發(fā)揮的作用。
[0023]具體實施時，如圖1所示，電極骨架101可以為正方體的封閉結構，電極骨架101的具體形狀，本實施例不做限定；電極骨架101上的孔道103可以根據具體需求進行一定方式的排列，進而實現對電極、光纖、給藥管等固定，固定電極、光纖、給藥管等的相對位置，以實現目標核團的精確定位，每個孔道可以固定電極、光纖和給藥管中的其中之一或任意組入口 ο
[0024]具體實施時，上述用于進行急性記錄的電極裝置還可以包括電極與電生理記錄系統(tǒng)耦合的接頭/排針，可以根據需要選擇不同樣式、不同通道數、不同個數的排針，排針的一半牢固地粘接在電極骨架上，與電極粘接導通，另一半可以插入headstage與多通道電生理記錄儀相連。
[0025]具體實施時，如圖1所示，上述用于進行急性記錄的電極裝置還可以包括:光纖104，穿過所述孔道固定在所述電極骨架上，用于為所述多個腦區(qū)輸入光信號；和/或給藥管105，穿過所述孔道固定在所述電極骨架上，用于為所述多個腦區(qū)輸入生物化學分子。具體的，光纖104或給藥管105可與外界光刺激或給藥泵等儀器設備耦合，對所研宄神經環(huán)路進行信號輸入或擾動，以實現藥理學或光遺傳學與電生理學的有效結合，進而對神經環(huán)路進行精細解析。
[0026]具體實施時，為了便于電極的固定以及保證電極可以準確進入目標腦區(qū)，本實施例中，上述用于進行急性記錄的電極裝置還包括:電極夾持組件，與所述電極骨架連接，用于將所述電極骨架夾持到所述至少3根電極能夠進入所述多個腦區(qū)的位置。具體的，所述電極夾持組件可以包括:夾持棒，所述夾持棒的一端與所述電極骨架固定連接；操作設備，與所述夾持棒的另一端固定連接，用于將所述電極骨架夾持到所述至少3根電極能夠進入所述多個腦區(qū)的位置。例如，夾持棒的一端與電極骨架中相應孔道(如圖1中的106)鑲嵌，夾持棒可以為金屬或其他堅硬材質的方形或其他形狀的棒狀物體，其主要特點在于形狀筆直，操作設備(操作設備可以為微操系統(tǒng))與夾持棒的另一端固定連接，以將整個電極骨架牢固的固定在操作設備上，通過操控操作設備來調整電極骨架的位置，以保持電極尖豎直或以固定角度準確地進入腦組織。
[0027]具體實施時，為了便于將電極、光纖和給藥管等引入孔道中，在本實施例中，如圖1所示，上述用于進行急性記錄的電極裝置還包括:引導組件107，固定在所述孔道103中，用于引導所述至少3根電極穿過所述孔道。具體的，引導組件107可置于電極骨架的不同位點的孔道中，根據需求以一定方式排布，繼而實現對電極、光纖及給藥管的引導，其材質可以為聚氨酯/硅管等材質的光滑細管，以排列成陣列或單根的形式固定在電極骨架的孔道中。
[0028]具體實施時，為了可以根據具體需求有效控制電極的長度，在本實施例中，上述用于進行急性記錄的電極裝置還包括:電極長度控制組件，所述電極長度控制組件為預設尺寸的空心管，所述電極長度控制組件的一端固定在所述孔道的電極穿入端，所述電極長度控制組件的另一端在所述孔道的外面，所述引導組件穿過所述電極長度控制組件，所述電極長度控制組件用于改變至少3根電極進入腦區(qū)的長度。具體的，電極長度控制組件的長度可由目標腦區(qū)的深度決定，以調整電極進入腦組織的相對深度。電極長度控制組件可以是單層空心套管，只負責一個陣列中的一個長度；還可以是雙層空心套管，兩層套管可確定兩個不同的長度，例如，可分別控制電極和光纖的長度。
[0029]另外，可采用聚丙烯酸類等快干膠將電極長度控制組件的一端固定在所述孔道的電極穿入端，以實現固定長度控制管的同時較容易的擰下為基準。
[0030]具體實施時，如此復雜的電極設計，對電極制備工藝的要求相當高，這需要花費相當的時間來培養(yǎng)相關的技術人員或專業(yè)學生。進一步講，即便實驗科研人員熟練掌握了該項技術，制備一個電極所需要花費的時間成本就相當高，尤其越是精細的電極設計就會有越高的廢品率，這對于提高效率、進行更有開創(chuàng)性的工作是一個很難接受的瓶頸制約。因此，本實施例的電極裝置考慮到目前迅猛發(fā)展的3D打印技術的先進性與優(yōu)越性，所述電極骨架通過3D打印機打印成型，即可以自行設置3D打印機的參數來打印電極骨架，所用材質可以根據打印機的能力范圍以及以較為堅硬為限進行選擇，以能夠大大節(jié)約人力、時間成本，使大量的電生理實驗研宄成為可能。
[0031]在本實用新型實施例中，通過電極骨架上分布的孔道固定至少3根電極，并通過至少3根電極來同時采集多個腦區(qū)的急性電生理信號，實現了可以同時采集多個腦區(qū)的急性電生理信號，與現有技術中的單腦區(qū)的光電極或雙腦區(qū)的光電極相比，可以提供多個腦區(qū)的電生理信號，更有利于對神經環(huán)路或神經網絡的研宄，還有利于研宄幾個相關腦區(qū)之間的相關性以及分析每個腦區(qū)在該神經環(huán)路中所發(fā)揮的作用。
[0032]以上所述僅為本實用新型的優(yōu)選實施例而已，并不用于限制本實用新型，對于本領域的技術人員來說，本實用新型實施例可以有各種更改和變化。凡在本實用新型的精神和原則之內，所作的任何修改、等同替換、改進等，均應包含在本實用新型的保護范圍之內。
【權利要求】
1.一種用于進行急性記錄的電極裝置，其特征在于，包括:電極骨架和至少3根電極，其中， 所述電極骨架為一封閉結構，所述電極骨架上分布有貫穿所述電極骨架且相互平行的孔道； 所述至少3根電極穿過所述孔道固定在所述電極骨架上，所述至少3根電極用于采集多個腦區(qū)的急性電生理信號。2.如權利要求1所述用于進行急性記錄的電極裝置，其特征在于，還包括: 光纖，穿過所述孔道固定在所述電極骨架上，用于為所述多個腦區(qū)輸入光信號； 和/或，給藥管，穿過所述孔道固定在所述電極骨架上，用于為所述多個腦區(qū)輸入生物化學分子。3.如權利要求1所述用于進行急性記錄的電極裝置，其特征在于，還包括: 電極夾持組件，與所述電極骨架連接，用于將所述電極骨架夾持到所述至少3根電極能夠進入所述多個腦區(qū)的位置。4.如權利要求3所述用于進行急性記錄的電極裝置，其特征在于，所述電極夾持組件包括: 夾持棒，所述夾持棒的一端與所述電極骨架固定連接； 操作設備，與所述夾持棒的另一端固定連接，用于將所述電極骨架夾持到所述至少3根電極能夠進入所述多個腦區(qū)的位置。5.如權利要求1至4中任一項所述用于進行急性記錄的電極裝置，其特征在于，還包括: 引導組件，固定在所述孔道中，用于引導所述至少3根電極穿過所述孔道。6.如權利要求5所述用于進行急性記錄的電極裝置，其特征在于，還包括: 電極長度控制組件，所述電極長度控制組件為預設尺寸的空心管，所述電極長度控制組件的一端固定在所述孔道的電極穿入端，所述電極長度控制組件的另一端在所述孔道的外面，所述引導組件穿過所述電極長度控制組件，所述電極長度控制組件用于改變所述至少3根電極進入腦區(qū)的長度。7.如權利要求6所述用于進行急性記錄的電極裝置，其特征在于，所述電極長度控制組件為單層空心管或雙層空心套管。8.如權利要求6所述用于進行急性記錄的電極裝置，其特征在于，采用快干膠將所述電極長度控制組件的一端固定在所述孔道的電極穿入端。9.如權利要求1至4中任一項所述用于進行急性記錄的電極裝置，其特征在于，所述電極骨架通過3D打印機打印成型。
【文檔編號】A61B5-04GK204293150SQ201420660103
【發(fā)明者】魯藝, 王立平, 鐘成 [申請人]中國科學院深圳先進技術研究院