用于鼠类大脑初级视觉皮层脑电测量的植入式脑电极的制作方法
【专利摘要】本发明提供了一种用于鼠类大脑初级视觉皮层脑电测量的植入式脑电极，其包括电极帽、两个电极丝阵列、柔性电路板和连接器；每个电极丝阵列包括多根电极丝，且每根电极丝沿竖直方向延伸并安装于电极帽的下表面；一个电极丝阵列中的至少部分电极丝配置成对鼠类大脑的单目区进行脑电测量，另一电极丝阵列中的至少部分电极丝配置成对鼠类大脑的双目区进行脑电测量；柔性电路板的一端与电极帽的顶部通路电连接；连接器安装于柔性电路板的另一端，配置成输出植入式脑电极采集得到的信号。该植入式脑电极能充分且快速获得可靠稳定的脑电信号，克服脑电信号采集不充分的障碍；还可将电极丝放置于脑电信号丰富的位置，采集的脑电信号更为精确。
【专利说明】
用于鼠类大脑初级视觉皮层脑电测量的植入式脑电极
技术领域
[0001]本发明涉及鼠类大脑初级视觉皮层的脑电测量，特别是涉及一种用于鼠类大脑初级视觉皮层脑电测量的植入式脑电极。
【背景技术】
[0002]近年来，基于脑机接口的脑科学发展越来越多，脑机接口技术是人脑与计算机或其他电子设备之间建立的直接的交流和控制通道。脑机接口技术已广泛应用于神经科学、心理认知科学、生物医学工程、临床医学等多个领域，能够记录到神经元水平电信号的植入式脑电极研究得到了迅速发展。
[0003]常见的植入式脑电极有线性脑电极，线性脑电极上一般会集成电子线路、灵活的带状导线和微流体通道，在选择的区域可形成任意的二维平面形状。然而，对于如何充分采集小白鼠大脑初级视觉皮层脑电信号，现有的线性脑电极无法满足要求。因此，针对脑电极如何充分采集小白鼠大脑初级视觉皮层脑电信号是一个迫在眉睫的问题。
【发明内容】
[0004]本发明的目的旨在克服上述问题或者至少部分地解决上述问题，针对现有脑电极技术难以充分采集到鼠类特定区域脑电信号的缺陷，提供一种植入式脑电极，以充分采集鼠类大脑初级视觉皮层脑电信号。
[0005]具体地，本发明提供了一种用于鼠类大脑初级视觉皮层脑电测量的植入式脑电极，其包括电极帽、两个电极丝阵列、柔性电路板和连接器；
每个所述电极丝阵列包括多根电极丝，且每根所述电极丝沿竖直方向延伸并安装于所述电极帽的下表面，且与所述电极帽的底部通路电连接;一个所述电极丝阵列中的至少部分所述电极丝配置成对所述鼠类大脑的单目区进行脑电测量，另一所述电极丝阵列中的至少部分所述电极丝配置成对所述鼠类大脑的双目区进行脑电测量；
所述柔性电路板的一端与所述电极帽的顶部通路电连接；
所述连接器安装于所述柔性电路板的另一端，配置成输出所述植入式脑电极采集得到的信号。
[0006]进一步地，每个所述电极丝阵列的多根所述电极丝中尖端距离所述电极帽的下表面最近的所述电极丝的尖端与所述电极帽的下表面之间的距离为第一距离；
每个所述电极丝阵列的多根所述电极丝中尖端距离所述电极帽的下表面最远的所述电极丝的尖端与所述电极帽的下表面之间的距离为第二距离；
所述第二距离与所述第一距离之间的差值小于或等于3mm。
[0007]进一步地，每个所述电极丝阵列的多根所述电极丝的尖端处于同一平面上。
[0008]进一步地，每根所述电极丝包括金属丝和设置于所述金属丝的部分周壁上的绝缘层。
[0009]进一步地，所述金属丝由铂铱合金或镍铬合金制成； 所述绝缘层由聚醋酸甲基乙烯脂生物相容性绝缘材料制成。
[0010]进一步地，对所述鼠类大脑的单目区进行脑电测量的所述电极丝被布置成使得均匀分布于所述鼠类大脑的单目区；
对所述鼠类大脑的双目区进行脑电测量的所述电极丝被布置成使得均匀分布于所述鼠类大脑的双目区。
[0011]进一步地，所述植入式脑电极还包括电极盒，所述电极帽安装于所述电极盒内，且每根所述电极丝的尖端伸出所述电极盒。
[0012]进一步地，所述电极盒包括:
盒体，其具有底板和第一侧板，所述电极帽的下表面安装于所述底板的上表面，所述柔性电路板的所述一端安装于所述第一侧板；
盒盖，其具有顶板、两个相对的第二侧板，以及与所述第一侧板相对设置的第三侧板，所述盒盖可拆卸地安装于所述盒体。
[0013]进一步地，对所述鼠类大脑的单目区进行脑电测量的所述电极丝的数量为8根;对所述鼠类大脑的双目区进行脑电测量的所述电极丝的数量为8根。
[0014]进一步地，所述植入式脑电极还包括两根用作地线的地线电极丝，每根所述地线电极丝沿竖直方向延伸并安装于所述电极帽的下表面，且与所述电极帽的底部通路电连接，而且具有与所述电极丝相同的结构。
[0015]本发明的植入式脑电极因为具有两个电极丝阵列，且两个电极丝阵列中多根电极丝的分布形状与鼠类大脑初级视觉皮层相契合，所以能充分且快速获得可靠稳定的脑电信号，克服脑电信号采集不充分的障碍，从而解决一直以来在采集鼠类初级视觉皮层脑电信号采集不充分的问题;还可将电极丝放置于脑电信号丰富的位置，采集的脑电信号更为精确。此外，本发明的植入式脑电极结构非常巧妙，性能也更加突出。
【附图说明】
[0016]后文将参照附图以示例性而非限制性的方式详细描述本发明的一些具体实施例。附图中相同的附图标记标示了相同或类似的部件或部分。本领域技术人员应该理解，这些附图未必是按比例绘制的。附图中:
图1是根据本发明一个实施例的植入式脑电极的示意性结构图；
图2是图1所示植入式脑电极的另一视角的示意性结构图；
图3是图1所示植入式脑电极的示意性爆照图；
图4是图1所示植入式脑电极的示意性局部结构图。
【具体实施方式】
[0017]根据下文结合附图对本发明具体实施例的详细描述，本领域技术人员将会更加明了本发明的上述以及其他目的、优点和特征。
[0018]图1是根据本发明一个实施例的植入式脑电极的示意性结构图。如图1所示，并参考图2至图4，本发明实施例提供了一种用于鼠类大脑初级视觉皮层脑电测量的植入式脑电极，其包括电极帽20、两个电极丝阵列30、柔性电路板40和连接器50。
[0019]每个电极丝阵列30包括多根电极丝31，且每根电极丝31沿竖直方向延伸并安装于电极帽20的下表面，且与电极帽20的底部通路电连接。两个电极丝阵列30中多根电极丝31的分布形状与鼠类大脑初级视觉皮层相契合;也就是说，一个电极丝阵列30中的至少部分电极丝31配置成对鼠类大脑的单目区进行脑电测量，另一电极丝阵列30中的至少部分电极丝31配置成对鼠类大脑的双目区进行脑电测量。在本发明实施例中，每个电极丝阵列30中的所有电极丝31均用于脑电测量。
[0020]柔性电路板40的一端与电极帽20的顶部通路电连接。连接器50安装于柔性电路板40的另一端，配置成输出植入式脑电极采集得到的信号。
[0021]在本发明的一些实施例中，每个电极丝阵列30的多根电极丝31中尖端距离电极帽20的下表面最近的电极丝31的尖端与电极帽20的下表面之间的距离为第一距离。每个电极丝阵列30的多根电极丝31中尖端距离电极帽20的下表面最远的电极丝31的尖端与电极帽20的下表面之间的距离为第二距离。特别地，第二距离与第一距离之间的差值小于或等于3mm，以采集不同深度的信号。在一些可选的实施方式中，每个电极丝阵列30的多根电极丝31的尖端处于同一平面上。所有电极丝31的尖端可处于同一平面上。
[0022]为了更好地进行测量，每根电极丝31包括金属丝和设置于金属丝的部分周壁上的绝缘层。金属丝由铂铱合金或镍铬合金制成，绝缘层由聚醋酸甲基乙烯脂生物相容性绝缘材料制成。绝缘层可采用涂覆工艺涂装于金属丝上，然后对金属丝的尖端做削尖处理暴露出金属丝。对鼠类大脑的单目区进行脑电测量的电极丝31被布置成使得均匀分布于鼠类大脑的单目区。对鼠类大脑的双目区进行脑电测量的电极丝31被布置成使得均匀分布于鼠类大脑的双目区。
[0023]在本发明的一些实施例中，植入式脑电极还包括电极盒60，电极帽20安装于电极盒60内，且每根电极丝31的尖端伸出电极盒60。具体地，电极盒60包括盒体和可拆卸地安装于盒体的盒盖。盒体具有底板61和第一侧板62，电极帽20的下表面安装于底板61的上表面，柔性电路板40的一端安装于第一侧板62。盒盖具有顶板63、两个相对的第二侧板64，以及与第一侧板62相对设置的第三侧板65。盒盖可卡接于盒体。
[0024]在本发明的一些实施例中，电极帽20的尺寸可设计为12.7cmX12.7cmX5cm。盒体的尺寸可设计为14cm X 14cm X 14cm。柔性电路板40的长度可设计成28cm长。对鼠类大脑的单目区进行脑电测量的电极丝31的数量为8根，对鼠类大脑的双目区进行脑电测量的电极丝31的数量为8根。
[0025]在该实施例中，植入式脑电极还包括两根用作地线的地线电极丝，每根地线电极丝沿竖直方向延伸并安装于电极帽20的下表面，且与电极帽20的底部通路电连接，而且具有与电极丝31相同的结构。在一些替代性实施例中，两个地线电极丝也可集成到两个电极丝阵列30中。
[0026]柔性电路板40可具有18通路，连接器50为18通道连接器50。柔性电路板40中的两路的一端可与地线电极丝31相连，另一端连接连接器50，以作为地线通路。柔性电路板40的其余16通路的一端分别与16根电极丝31电连接，另一端连接连接器50。16根电极丝31中，8根均匀分布在小白鼠大脑单目区，另外8根均匀分布在小白鼠大脑双目区，这样的分布方式可以更加充分采集小白鼠大脑初级视觉皮层的脑电信号。
[0027]本发明实施例的植入式脑电极在使用时，可先将小白鼠麻醉，去除头部被毛，固定在立体定位仪上，然后用碘酒和酒精对皮肤进行消毒，剪掉头部皮肤，暴露头骨。用适当大小的钻头打穿小白鼠大脑形成电极洞，操作时注意不要损伤脑组织。最后将本发明实施例的植入式脑电极夹持到立体定位仪上，调整电极丝31位置，使各个电极丝31对准小白鼠初级视觉区域，在电极尖端刚好接触脑组织时，缓慢地下降立体定位仪的夹持臂，使电极丝31植入的深度为0.5mm至0.8mm。为了减小植入过程中对组织的损伤，一般使用气动冲击器将本发明实施例的植入式脑电极打入脑组织。在本发明的其它实施例中，也可使用大鼠等进行实验。
[0028]至此，本领域技术人员应认识到，虽然本文已详尽示出和描述了本发明的多个示例性实施例，但是，在不脱离本发明精神和范围的情况下，仍可根据本发明公开的内容直接确定或推导出符合本发明原理的许多其他变型或修改。因此，本发明的范围应被理解和认定为覆盖了所有这些其他变型或修改。
【主权项】
1.一种用于鼠类大脑初级视觉皮层脑电测量的植入式脑电极，其特征在于，包括电极帽、两个电极丝阵列、柔性电路板和连接器； 每个所述电极丝阵列包括多根电极丝，且每根所述电极丝沿竖直方向延伸并安装于所述电极帽的下表面，且与所述电极帽的底部通路电连接;一个所述电极丝阵列中的至少部分所述电极丝配置成对所述鼠类大脑的单目区进行脑电测量，另一所述电极丝阵列中的至少部分所述电极丝配置成对所述鼠类大脑的双目区进行脑电测量； 所述柔性电路板的一端与所述电极帽的顶部通路电连接； 所述连接器安装于所述柔性电路板的另一端，配置成输出所述植入式脑电极采集得到的信号。2.根据权利要求1所述的植入式脑电极，其特征在于， 每个所述电极丝阵列的多根所述电极丝中尖端距离所述电极帽的下表面最近的所述电极丝的尖端与所述电极帽的下表面之间的距离为第一距离； 每个所述电极丝阵列的多根所述电极丝中尖端距离所述电极帽的下表面最远的所述电极丝的尖端与所述电极帽的下表面之间的距离为第二距离； 所述第二距离与所述第一距离之间的差值小于或等于3mm。3.根据权利要求2所述的植入式脑电极，其特征在于， 每个所述电极丝阵列的多根所述电极丝的尖端处于同一平面上。4.根据权利要求1所述的植入式脑电极，其特征在于， 每根所述电极丝包括金属丝和设置于所述金属丝的部分周壁上的绝缘层。5.根据权利要求4所述的植入式脑电极，其特征在于， 所述金属丝由铂铱合金或镍铬合金制成； 所述绝缘层由聚醋酸甲基乙烯脂生物相容性绝缘材料制成。6.根据权利要求1所述的植入式脑电极，其特征在于， 对所述鼠类大脑的单目区进行脑电测量的所述电极丝被布置成使得均匀分布于所述鼠类大脑的单目区； 对所述鼠类大脑的双目区进行脑电测量的所述电极丝被布置成使得均匀分布于所述鼠类大脑的双目区。7.根据权利要求1所述的植入式脑电极，其特征在于，还包括: 电极盒，所述电极帽安装于所述电极盒内，且每根所述电极丝的尖端伸出所述电极盒。8.根据权利要求7所述的植入式脑电极，其特征在于，所述电极盒包括: 盒体，其具有底板和第一侧板，所述电极帽的下表面安装于所述底板的上表面，所述柔性电路板的所述一端安装于所述第一侧板； 盒盖，其具有顶板、两个相对的第二侧板，以及与所述第一侧板相对设置的第三侧板，所述盒盖可拆卸地安装于所述盒体。9.根据权利要求1所述的植入式脑电极，其特征在于， 对所述鼠类大脑的单目区进行脑电测量的所述电极丝的数量为8根； 对所述鼠类大脑的双目区进行脑电测量的所述电极丝的数量为8根。10.根据权利要求9所述的植入式脑电极，其特征在于，还包括: 两根用作地线的地线电极丝，每根所述地线电极丝沿竖直方向延伸并安装于所述电极帽的下表面，且与所述电极帽的底部通路电连接，而且具有与所述电极丝相同的结构。
【文档编号】A61B5/0478GK105852855SQ201610232879
【公开日】2016年8月17日
【申请日】2016年4月15日
【发明人】裴东杰, 牛晓可, 王河山, 王治中, 周地广
【申请人】郑州科斗创客科技有限公司