用于進(jìn)行急性記錄的電極裝置制造方法
【專利摘要】本發(fā)明提供了一種用于進(jìn)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(jié)構(gòu)，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(guò)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(gè)腦區(qū)的急性電生理信號(hào)。由于該方案可以同時(shí)提供多個(gè)腦區(qū)的急性電生理信號(hào)，從而更有利于對(duì)神經(jīng)環(huán)路或神經(jīng)網(wǎng)絡(luò)的研究，還有利于研究幾個(gè)相關(guān)腦區(qū)之間的相關(guān)性以及分析每個(gè)腦區(qū)在該神經(jīng)環(huán)路中所發(fā)揮的作用。
【專利說(shuō)明】用于進(jìn)行急性記錄的電極裝置

【技術(shù)領(lǐng)域】
[0001]本發(fā)明涉及醫(yī)療【技術(shù)領(lǐng)域】，特別涉及一種用于進(jìn)行急性記錄的電極裝置。

【背景技術(shù)】
[0002]神經(jīng)電生理技術(shù)是神經(jīng)科學(xué)研究、大腦神經(jīng)網(wǎng)絡(luò)解析的重要工具。其中多通道電生理記錄技術(shù)可以分為兩部分來(lái)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(dòng)的動(dòng)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(jīng)環(huán)路聯(lián)系、信號(hào)傳遞等信息。
[0003]多通道電生理記錄技術(shù)在近年來(lái)更是發(fā)展迅速，在即將到來(lái)的“大腦研究”盛宴中發(fā)揮越來(lái)越重要的作用。這主要得益于大數(shù)據(jù)存儲(chǔ)與分析的發(fā)展，使得相較于經(jīng)典的膜片鉗技術(shù)更為海量的數(shù)據(jù)得以解讀。在世界各國(guó)，包括美國(guó)、歐盟、日本等國(guó)家相繼啟動(dòng)各項(xiàng)腦計(jì)劃伊始，科學(xué)家們即提出來(lái)大尺度、動(dòng)態(tài)的神經(jīng)元活動(dòng)記錄技術(shù)的重要性與不可或缺性。其中多通道細(xì)胞外記錄技術(shù)的發(fā)展同樣備受關(guān)注，包括進(jìn)來(lái)發(fā)表在科學(xué)頂級(jí)雜志上的柔性電極的研究開(kāi)發(fā)。
[0004]此外，隨著神經(jīng)環(huán)路研究的發(fā)展，神經(jīng)電生理記錄與其他技術(shù)的聯(lián)用變得越來(lái)越普遍，包括光遺傳技術(shù)、神經(jīng)藥理學(xué)方法、行為學(xué)研究等。其中行為學(xué)的研究極少需要電極設(shè)計(jì)上的配合，而其他兩種方法卻常常需要電極設(shè)計(jì)上的匹配，例如已經(jīng)有幾年研究歷史的光電極。單腦區(qū)的光電極已經(jīng)較為普遍的用于實(shí)驗(yàn)室科研活動(dòng)中，而雙腦區(qū)光電極則相對(duì)稀缺。但是，現(xiàn)有技術(shù)中的單腦區(qū)的光電極或雙腦區(qū)的光電極不利于對(duì)神經(jīng)環(huán)路或神經(jīng)網(wǎng)絡(luò)的研究。


【發(fā)明內(nèi)容】

[0005]本發(fā)明實(shí)施例提供了一種用于進(jìn)行急性記錄的電極裝置，以解決現(xiàn)有技術(shù)中的光電極不利于對(duì)神經(jīng)環(huán)路或神經(jīng)網(wǎng)絡(luò)的研究的技術(shù)問(wèn)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(jié)構(gòu)，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(guò)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(gè)腦區(qū)的急性電生理信號(hào)。
[0006]在一個(gè)實(shí)施例中，還包括:光纖，穿過(guò)所述孔道固定在所述電極骨架上，用于為所述多個(gè)腦區(qū)輸入光信號(hào)；和/或，給藥管，穿過(guò)所述孔道固定在所述電極骨架上，用于為所述多個(gè)腦區(qū)輸入生物化學(xué)分子。
[0007]在一個(gè)實(shí)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(jìn)入所述多個(gè)腦區(qū)的位置。
[0008]在一個(gè)實(shí)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(shè)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(jìn)入所述多個(gè)腦區(qū)的位置。
[0009]在一個(gè)實(shí)施例中，還包括:引導(dǎo)組件，固定在所述孔道中，用于引導(dǎo)所述至少3根電極穿過(guò)所述孔道。
[0010]在一個(gè)實(shí)施例中，還包括:電極長(zhǎng)度控制組件，所述電極長(zhǎng)度控制組件為預(yù)設(shè)尺寸的空心管，所述電極長(zhǎng)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(zhǎng)度控制組件的另一端在所述孔道的外面，所述引導(dǎo)組件穿過(guò)所述電極長(zhǎng)度控制組件，所述電極長(zhǎng)度控制組件用于改變所述至少3根電極進(jìn)入腦區(qū)的長(zhǎng)度。
[0011]在一個(gè)實(shí)施例中，所述電極長(zhǎng)度控制組件為單層空心管或雙層空心套管。
[0012]在一個(gè)實(shí)施例中，采用快干膠將所述電極長(zhǎng)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(gè)實(shí)施例中，所述電極骨架通過(guò)3D打印機(jī)打印成型。
[0014]在本發(fā)明實(shí)施例中，通過(guò)電極骨架上分布的孔道固定至少3根電極，并通過(guò)至少3根電極來(lái)同時(shí)采集多個(gè)腦區(qū)的急性電生理信號(hào)，實(shí)現(xiàn)了可以同時(shí)采集多個(gè)腦區(qū)的急性電生理信號(hào)，與現(xiàn)有技術(shù)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(shí)提供多個(gè)腦區(qū)的急性電生理信號(hào)，更有利于對(duì)神經(jīng)環(huán)路或神經(jīng)網(wǎng)絡(luò)的研究，還有利于研究幾個(gè)相關(guān)腦區(qū)之間的相關(guān)性以及分析每個(gè)腦區(qū)在該神經(jīng)環(huán)路中所發(fā)揮的作用。

【專利附圖】

【附圖說(shuō)明】
[0015]此處所說(shuō)明的附圖用來(lái)提供對(duì)本發(fā)明的進(jìn)一步理解，構(gòu)成本申請(qǐng)的一部分，并不構(gòu)成對(duì)本發(fā)明的限定。在附圖中:
[0016]圖1是本發(fā)明實(shí)施例提供的一種用于進(jìn)行急性記錄的電極裝置的結(jié)構(gòu)圖。

【具體實(shí)施方式】
[0017]為使本發(fā)明的目的、技術(shù)方案和優(yōu)點(diǎn)更加清楚明白，下面結(jié)合實(shí)施方式和附圖，對(duì)本發(fā)明做進(jìn)一步詳細(xì)說(shuō)明。在此，本發(fā)明的示意性實(shí)施方式及其說(shuō)明用于解釋本發(fā)明，但并不作為對(duì)本發(fā)明的限定。
[0018]發(fā)明人考慮到，現(xiàn)有技術(shù)中單腦區(qū)的光電極或雙腦區(qū)的光電極不能同時(shí)采集多個(gè)腦區(qū)的電生理信號(hào)，使得不利于進(jìn)行神經(jīng)環(huán)路或神經(jīng)網(wǎng)絡(luò)的研究，因此提出一種可以同時(shí)采集多個(gè)腦區(qū)電生理信號(hào)的用于進(jìn)行急性記錄的電極裝置，以便于進(jìn)行神經(jīng)環(huán)路或神經(jīng)網(wǎng)絡(luò)的研究。
[0019]基于此，在本發(fā)明實(shí)施例中，提供了一種用于進(jìn)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(jié)構(gòu)，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(guò)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(gè)腦區(qū)的急性電生理信號(hào)。
[0022]由圖1所示可知，在本發(fā)明實(shí)施例中，通過(guò)電極骨架上分布的孔道固定至少3根電極，并通過(guò)至少3根電極來(lái)同時(shí)采集多個(gè)腦區(qū)的急性電生理信號(hào)，實(shí)現(xiàn)了可以同時(shí)采集多個(gè)腦區(qū)的電生理信號(hào)，與現(xiàn)有技術(shù)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(gè)腦區(qū)的電生理信號(hào)，更有利于對(duì)神經(jīng)環(huán)路或神經(jīng)網(wǎng)絡(luò)的研究，還有利于研究幾個(gè)相關(guān)腦區(qū)之間的相關(guān)性以及分析每個(gè)腦區(qū)在該神經(jīng)環(huán)路中所發(fā)揮的作用。
[0023]具體實(shí)施時(shí)，如圖1所示，電極骨架101可以為正方體的封閉結(jié)構(gòu)，電極骨架101的具體形狀，本實(shí)施例不做限定；電極骨架101上的孔道103可以根據(jù)具體需求進(jìn)行一定方式的排列，進(jìn)而實(shí)現(xiàn)對(duì)電極、光纖、給藥管等固定，固定電極、光纖、給藥管等的相對(duì)位置，以實(shí)現(xiàn)目標(biāo)核團(tuán)的精確定位，每個(gè)孔道可以固定電極、光纖和給藥管中的其中之一或任意組口 ο
[0024]具體實(shí)施時(shí)，上述用于進(jìn)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(jù)需要選擇不同樣式、不同通道數(shù)、不同個(gè)數(shù)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(dǎo)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(shí)施時(shí)，如圖1所示，上述用于進(jìn)行急性記錄的電極裝置還可以包括:光纖104，穿過(guò)所述孔道固定在所述電極骨架上，用于為所述多個(gè)腦區(qū)輸入光信號(hào)；和/或給藥管105，穿過(guò)所述孔道固定在所述電極骨架上，用于為所述多個(gè)腦區(qū)輸入生物化學(xué)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(shè)備耦合，對(duì)所研究神經(jīng)環(huán)路進(jìn)行信號(hào)輸入或擾動(dòng)，以實(shí)現(xiàn)藥理學(xué)或光遺傳學(xué)與電生理學(xué)的有效結(jié)合，進(jìn)而對(duì)神經(jīng)環(huán)路進(jìn)行精細(xì)解析。
[0026]具體實(shí)施時(shí)，為了便于電極的固定以及保證電極可以準(zhǔn)確進(jìn)入目標(biāo)腦區(qū)，本實(shí)施例中，上述用于進(jìn)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(jìn)入所述多個(gè)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(shè)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(jìn)入所述多個(gè)腦區(qū)的位置。例如，夾持棒的一端與電極骨架中相應(yīng)孔道(如圖1中的106)鑲嵌，夾持棒可以為金屬或其他堅(jiān)硬材質(zhì)的方形或其他形狀的棒狀物體，其主要特點(diǎn)在于形狀筆直，操作設(shè)備(操作設(shè)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(gè)電極骨架牢固的固定在操作設(shè)備上，通過(guò)操控操作設(shè)備來(lái)調(diào)整電極骨架的位置，以保持電極尖豎直或以固定角度準(zhǔn)確地進(jìn)入腦組織。
[0027]具體實(shí)施時(shí)，為了便于將電極、光纖和給藥管等引入孔道中，在本實(shí)施例中，如圖1所示，上述用于進(jìn)行急性記錄的電極裝置還包括:引導(dǎo)組件107，固定在所述孔道103中，用于引導(dǎo)所述至少3根電極穿過(guò)所述孔道。具體的，引導(dǎo)組件107可置于電極骨架的不同位點(diǎn)的孔道中，根據(jù)需求以一定方式排布，繼而實(shí)現(xiàn)對(duì)電極、光纖及給藥管的引導(dǎo)，其材質(zhì)可以為聚氨酯/硅管等材質(zhì)的光滑細(xì)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(shí)施時(shí)，為了可以根據(jù)具體需求有效控制電極的長(zhǎng)度，在本實(shí)施例中，上述用于進(jìn)行急性記錄的電極裝置還包括:電極長(zhǎng)度控制組件，所述電極長(zhǎng)度控制組件為預(yù)設(shè)尺寸的空心管，所述電極長(zhǎng)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(zhǎng)度控制組件的另一端在所述孔道的外面，所述引導(dǎo)組件穿過(guò)所述電極長(zhǎng)度控制組件，所述電極長(zhǎng)度控制組件用于改變至少3根電極進(jìn)入腦區(qū)的長(zhǎng)度。具體的，電極長(zhǎng)度控制組件的長(zhǎng)度可由目標(biāo)腦區(qū)的深度決定，以調(diào)整電極進(jìn)入腦組織的相對(duì)深度。電極長(zhǎng)度控制組件可以是單層空心套管，只負(fù)責(zé)一個(gè)陣列中的一個(gè)長(zhǎng)度；還可以是雙層空心套管，兩層套管可確定兩個(gè)不同的長(zhǎng)度，例如，可分別控制電極和光纖的長(zhǎng)度。
[0029]另外，可采用聚丙烯酸類(lèi)等快干膠將電極長(zhǎng)度控制組件的一端固定在所述孔道的電極穿入端，以實(shí)現(xiàn)固定長(zhǎng)度控制管的同時(shí)較容易的擰下為基準(zhǔn)。
[0030]具體實(shí)施時(shí)，如此復(fù)雜的電極設(shè)計(jì)，對(duì)電極制備工藝的要求相當(dāng)高，這需要花費(fèi)相當(dāng)?shù)臅r(shí)間來(lái)培養(yǎng)相關(guān)的技術(shù)人員或?qū)I(yè)學(xué)生。進(jìn)一步講，即便實(shí)驗(yàn)科研人員熟練掌握了該項(xiàng)技術(shù)，制備一個(gè)電極所需要花費(fèi)的時(shí)間成本就相當(dāng)高，尤其越是精細(xì)的電極設(shè)計(jì)就會(huì)有越高的廢品率，這對(duì)于提高效率、進(jìn)行更有開(kāi)創(chuàng)性的工作是一個(gè)很難接受的瓶頸制約。因此，本實(shí)施例的電極裝置考慮到目前迅猛發(fā)展的3D打印技術(shù)的先進(jìn)性與優(yōu)越性，所述電極骨架通過(guò)3D打印機(jī)打印成型，即可以自行設(shè)置3D打印機(jī)的參數(shù)來(lái)打印電極骨架，所用材質(zhì)可以根據(jù)打印機(jī)的能力范圍以及以較為堅(jiān)硬為限進(jìn)行選擇，以能夠大大節(jié)約人力、時(shí)間成本，使大量的電生理實(shí)驗(yàn)研究成為可能。
[0031]在本發(fā)明實(shí)施例中，通過(guò)電極骨架上分布的孔道固定至少3根電極，并通過(guò)至少3根電極來(lái)同時(shí)采集多個(gè)腦區(qū)的急性電生理信號(hào)，實(shí)現(xiàn)了可以同時(shí)采集多個(gè)腦區(qū)的急性電生理信號(hào)，與現(xiàn)有技術(shù)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(gè)腦區(qū)的電生理信號(hào)，更有利于對(duì)神經(jīng)環(huán)路或神經(jīng)網(wǎng)絡(luò)的研究，還有利于研究幾個(gè)相關(guān)腦區(qū)之間的相關(guān)性以及分析每個(gè)腦區(qū)在該神經(jīng)環(huán)路中所發(fā)揮的作用。
[0032]以上所述僅為本發(fā)明的優(yōu)選實(shí)施例而已，并不用于限制本發(fā)明，對(duì)于本領(lǐng)域的技術(shù)人員來(lái)說(shuō)，本發(fā)明實(shí)施例可以有各種更改和變化。凡在本發(fā)明的精神和原則之內(nèi)，所作的任何修改、等同替換、改進(jìn)等，均應(yīng)包含在本發(fā)明的保護(hù)范圍之內(nèi)。
【權(quán)利要求】
1.一種用于進(jìn)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(jié)構(gòu)，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(guò)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(gè)腦區(qū)的急性電生理信號(hào)。
2.如權(quán)利要求1所述用于進(jìn)行急性記錄的電極裝置，其特征在于，還包括: 光纖，穿過(guò)所述孔道固定在所述電極骨架上，用于為所述多個(gè)腦區(qū)輸入光信號(hào)； 和/或，給藥管，穿過(guò)所述孔道固定在所述電極骨架上，用于為所述多個(gè)腦區(qū)輸入生物化學(xué)分子。
3.如權(quán)利要求1所述用于進(jìn)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(jìn)入所述多個(gè)腦區(qū)的位置。
4.如權(quán)利要求3所述用于進(jìn)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(shè)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(jìn)入所述多個(gè)腦區(qū)的位置。
5.如權(quán)利要求1至4中任一項(xiàng)所述用于進(jìn)行急性記錄的電極裝置，其特征在于，還包括: 引導(dǎo)組件，固定在所述孔道中，用于引導(dǎo)所述至少3根電極穿過(guò)所述孔道。
6.如權(quán)利要求5所述用于進(jìn)行急性記錄的電極裝置，其特征在于，還包括: 電極長(zhǎng)度控制組件，所述電極長(zhǎng)度控制組件為預(yù)設(shè)尺寸的空心管，所述電極長(zhǎng)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(zhǎng)度控制組件的另一端在所述孔道的外面，所述引導(dǎo)組件穿過(guò)所述電極長(zhǎng)度控制組件，所述電極長(zhǎng)度控制組件用于改變所述至少3根電極進(jìn)入腦區(qū)的長(zhǎng)度。
7.如權(quán)利要求6所述用于進(jìn)行急性記錄的電極裝置，其特征在于，所述電極長(zhǎng)度控制組件為單層空心管或雙層空心套管。
8.如權(quán)利要求6所述用于進(jìn)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(zhǎng)度控制組件的一端固定在所述孔道的電極穿入端。
9.如權(quán)利要求1至4中任一項(xiàng)所述用于進(jìn)行急性記錄的電極裝置，其特征在于，所述電極骨架通過(guò)3D打印機(jī)打印成型。
【文檔編號(hào)】A61B5/04GK104367314SQ201410617040
【公開(kāi)日】2015年2月25日 申請(qǐng)日期:2014年11月5日 優(yōu)先權(quán)日:2014年11月5日
【發(fā)明者】魯藝, 王立平, 鐘成 申請(qǐng)人:中國(guó)科學(xué)院深圳先進(jìn)技術(shù)研究院