一种植入式ECoG电极制造技术

技术编号:42558968 阅读:7 留言:0更新日期:2024-08-29 00:29
本技术公开一种植入式ECoG电极,其包括:电极触点区域和焊盘区域;其中,所述电极触点区域设置在所述电极上第一侧,所述电极触点区域包括多个电极触点;所述焊盘区域设置在所述电极上远离所述第一侧的第二侧,所述焊盘区域包括多个焊点;每一个所述电极触点和对应的一个所述焊点之间均通过一个导电线连接;所述电极触点区域上相邻两个所述电极触点之间除却所述导电线的端部的位置设置有镂空部,所述镂空部贯穿所述电极触点区域的顶面和底面。本技术能够增加电极的柔顺性和/或脑脊液的通过,并且镂空部能够起到锚点的作用,进而能够提高电极在皮层上的稳定性,使得电极不易移位和/或脱落,从而能够提高电极的有效性。

【技术实现步骤摘要】

本技术属于脑机接口,具体涉及一种植入式ecog(脑皮层电图)电极。


技术介绍

1、脑机接口是一项重要的技术,它通过传感终端将大脑与计算机或其他外部设备直接连接,以实现大脑信号的提取和解码最终转换成可用于操控外部设备的指令信号,而无需依赖传统的输出通道。其中,脑机接口的关键组成之一是信息提取,即将生物脑中的信息读取出来,而目前通常存在两种信息提取方式,分别是非植入式和植入式信息提取方式。非植入式的方式是通过带在头皮的脑电帽读取eeg(脑电图)数据;而植入式的方式包括通过植入式的微电极阵列、深脑电极以及半植入式的ecog(脑皮层电图)电极获得脑电数据。在这些技术中,ecog电极因其较高的信号分辨率、相对较长时间的稳定性以及相对较少的侵入性而在脑机接口领域得到了广泛的应用。ecog通过在大脑硬脑膜下空间植入电极阵列来测量皮层神经元的同步信号,这些信号主要由低频成分(<200 hz(赫兹))组成,幅度从微伏到毫伏不等。

2、与传统的硬质mea(多通道电极阵列)电极相比,ecog电极使用柔性材料,并朝着超高密度记录、大范围记录、微型化以及高生物相容性方向发展。美国加利福利亚董事会dayeh shadi a等人的专利us20210371987a1中提出了一种通过在平面金属电极上通过物理气相共沉积铂合金并刻蚀铂纳米棒的方式制作了一种位于柔性基板上的微电极传感器装置。该装置的改进在于,通过将纳米结构加入到电极表面,以提高其电化学性能。在该电极制作过程中,首先在柔性基底上形成平面金属电极图案,之后通过物理气相沉积的方法,在平面电极上沉积铂合金层,然后使用脱合金化的方法刻蚀铂合金,以形成多孔的铂纳米棒。而脱合金是通过酸选择性蚀刻铂合金中的非铂部分实现的。通过上述方法制备出的铂纳米棒电极虽然具有多孔结构(通过脱合金形成),具有相对较大的感应表面积,对目标神经元的信号更加敏感,并且这种制备工艺可以对铂纳米棒的形状和尺寸进行精细精确的控制,同时将绝缘层包裹在铂纳米棒和电极引线上也可以提高电极稳定性和长期性能,减少电极的氧化和腐蚀,但是,铂纳米棒电极依然存在以下缺点:(1)由于电极表面没有开孔设计,因此植入皮层后可能会无法传递生理液体,影响脑脊液的流通,并可能给皮层施加压力从而引发组织炎症或刺激神经元,导致不适。并且由于电极在皮层上没有稳定的锚点,因此更容易发生电极的移位或脱落,从而影响长期记录或治疗的有效性。(2)电极采用的parylene c(派瑞林c,二氯对二甲苯二聚体)涂层成型过程复杂,经济成本高。(3)电极的金属层包含cr(铬),存在泄露的风险,且铬为重金属,对人体有害。


技术实现思路

1、本技术的目的在于针对现有技术的不足之处,提供一种植入式ecog电极。

2、为解决上述技术问题,本技术采用如下技术方案:一种植入式ecog电极,包括:电极触点区域和焊盘区域;其中,所述电极触点区域设置在所述电极上第一侧,所述电极触点区域包括多个电极触点;所述焊盘区域设置在所述电极上远离所述第一侧的第二侧,所述焊盘区域包括多个焊点;每一个所述电极触点和对应的一个所述焊点之间均通过一个导电线连接;所述电极触点区域上相邻两个所述电极触点之间除却所述导电线的端部的位置设置有镂空部,所述镂空部贯穿所述电极触点区域的顶面和底面。

3、在一个具体实施例中,所述镂空部的数目为多个,多个所述镂空部呈间隔设置。

4、在一个具体实施例中,所述电极触点包括小触点和/或大触点。

5、在一个具体实施例中,多个所述电极触点为多个所述小触点时,多个所述小触点呈阵列布置,相邻两个所述小触点呈等间隔设置。

6、在一个具体实施例中,多个所述电极触点为多个所述大触点时,多个所述大触点呈阵列布置,相邻两个所述大触点呈等间隔设置。

7、在一个具体实施例中,多个所述电极触点为多个所述小触点和多个所述大触点时,多个所述小触点和多个所述大触点均呈阵列布置,所述小触点陈列和所述大触点陈列呈交错布置,相邻两个所述小触点和/或所述大触点之间呈等间隔设置。

8、在一个具体实施例中,所述小触点的外径为5~500微米,所述大触点的外径为500~2500微米。

9、在一个具体实施例中,所述电极触点的数目与所述焊点的数目相同。

10、在一个具体实施例中,所述电极触点的数目为16~1024。

11、在一个具体实施例中,所述电极触点区域的宽度和所述焊盘区域的宽度均大于所述导电线的中部区域的宽度,所述电极触点区域的宽度大于所述焊盘区域的宽度。

12、在一个具体实施例中,所述电极设置成片状薄膜,所述电极包括柔性基底、金属层以及封装层;其中,所述柔性基底设置在所述电极的底部;所述封装层设置在所述电极的顶部;所述金属层包括所述电极触点和所述焊点以及所述导电线;所述导电线设置在所述柔性基底和所述封装层之间;所述电极触点和所述焊点均裸漏出所述封装层;所述镂空部贯穿所述电极触点区域的所述封装层的顶面和所述柔性基底的底面。

13、在一个具体实施例中,所述柔性基底和所述封装层均为聚酰亚胺层。

14、在一个具体实施例中,所述金属层包括金层、钽层、铌层、铟层、钨层、铂层和/或钛层。

15、在一个具体实施例中,所述封装层的厚度小于等于所述柔性基底的厚度。

16、在一个具体实施例中,所述柔性基底的厚度为0.1~100微米,所述封装层的厚度为0.1~100微米。

17、在一个具体实施例中,所述金属层的厚度为10~1000纳米。

18、与现有技术相比,本技术的有益效果为:

19、1、本技术的植入式ecog电极的电极触点区域设置了镂空部,能够增加电极的柔顺性和/或脑脊液的通过,并且镂空部能够起到锚点的作用,进而能够提高电极在皮层上的稳定性,使得电极不易移位和/或脱落,从而能够提高电极的有效性。

20、2、本技术的植入式ecog电极的电极触点包括小触点和大触点时,该电极能够集记录和刺激功能于一体,即在运行信号刺激功能的同时也能够进行信号采集,便捷高效,且稳定性好,可靠性好。

21、3、本技术的植入式ecog电极的柔性基底和封装层均为聚酰亚胺层,具有生物相容性好的特点,且成型过程简单,经济性好。

22、4、本技术的植入式ecog电极的金属层包括金层、钽层、铌层、铟层、钨层、铂层和/或钛层,无泄漏风险,且对人体无害,安全性好。

23、5、本技术的植入式ecog电极结构简单,使用方便,应用范围广。

本文档来自技高网...

【技术保护点】

1.一种植入式ECoG电极,其特征在于,包括:电极触点区域(1)和焊盘区域(2);其中,

2.根据权利要求1所述的植入式ECoG电极,其特征在于,所述镂空部(12)的数目为多个,多个所述镂空部(12)呈间隔设置。

3.根据权利要求1所述的植入式ECoG电极,其特征在于,所述电极触点(11)包括小触点(111)和/或大触点(112)。

4.根据权利要求3所述的植入式ECoG电极,其特征在于,多个所述电极触点(11)为多个所述小触点(111)时,多个所述小触点(111)呈阵列布置,相邻两个所述小触点(111)呈等间隔设置。

5.根据权利要求3所述的植入式ECoG电极,其特征在于,多个所述电极触点(11)为多个所述大触点(112)时,多个所述大触点(112)呈阵列布置,相邻两个所述大触点(112)呈等间隔设置。

6.根据权利要求3所述的植入式ECoG电极,其特征在于,多个所述电极触点(11)为多个所述小触点(111)和多个所述大触点(112)时,多个所述小触点(111)和多个所述大触点(112)均呈阵列布置,所述小触点(111)陈列和所述大触点(112)陈列呈交错布置,相邻两个所述小触点(111)和/或所述大触点(112)之间呈等间隔设置。

7.根据权利要求3所述的植入式ECoG电极,其特征在于,所述小触点(111)的外径为5~500微米,所述大触点(112)的外径为500~2500微米。

8.根据权利要求1所述的植入式ECoG电极,其特征在于,所述电极触点(11)的数目与所述焊点(21)的数目相同。

9.根据权利要求8所述的植入式ECoG电极,其特征在于,所述电极触点(11)的数目为16~1024。

10.根据权利要求1所述的植入式ECoG电极,其特征在于,所述电极触点区域(1)的宽度和所述焊盘区域(2)的宽度均大于所述导电线(3)的中部区域(31)的宽度,所述电极触点区域(1)的宽度大于所述焊盘区域(2)的宽度。

11.根据权利要求1所述的植入式ECoG电极,其特征在于,所述电极设置成片状薄膜,所述电极包括柔性基底(4)、金属层(5)以及封装层(6);其中,

12.根据权利要求11所述的植入式ECoG电极,其特征在于,所述柔性基底(4)和所述封装层(6)均为聚酰亚胺层。

13.根据权利要求11所述的植入式ECoG电极,其特征在于,所述金属层(5)包括金层、钽层、铌层、铟层、钨层、铂层和/或钛层。

14.根据权利要求11所述的植入式ECoG电极,其特征在于,所述封装层(6)的厚度小于等于所述柔性基底(4)的厚度。

15.根据权利要求14所述的植入式ECoG电极,其特征在于,所述柔性基底(4)的厚度为0.1~100微米,所述封装层(6)的厚度为0.1~100微米。

16.根据权利要求11所述的植入式ECoG电极,其特征在于,所述金属层(5)的厚度为10~1000纳米。

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【技术特征摘要】

1.一种植入式ecog电极,其特征在于,包括:电极触点区域(1)和焊盘区域(2);其中,

2.根据权利要求1所述的植入式ecog电极,其特征在于,所述镂空部(12)的数目为多个,多个所述镂空部(12)呈间隔设置。

3.根据权利要求1所述的植入式ecog电极,其特征在于,所述电极触点(11)包括小触点(111)和/或大触点(112)。

4.根据权利要求3所述的植入式ecog电极,其特征在于,多个所述电极触点(11)为多个所述小触点(111)时,多个所述小触点(111)呈阵列布置,相邻两个所述小触点(111)呈等间隔设置。

5.根据权利要求3所述的植入式ecog电极,其特征在于,多个所述电极触点(11)为多个所述大触点(112)时,多个所述大触点(112)呈阵列布置,相邻两个所述大触点(112)呈等间隔设置。

6.根据权利要求3所述的植入式ecog电极,其特征在于,多个所述电极触点(11)为多个所述小触点(111)和多个所述大触点(112)时,多个所述小触点(111)和多个所述大触点(112)均呈阵列布置,所述小触点(111)陈列和所述大触点(112)陈列呈交错布置,相邻两个所述小触点(111)和/或所述大触点(112)之间呈等间隔设置。

7.根据权利要求3所述的植入式ecog电极,其特征在于,所述小触点(111)的外径为5~500微米,所述大触点(112)的外径为500~2500微米。

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【专利技术属性】
技术研发人员:张冰杰高庆袁柳
申请(专利权)人:深圳微灵医疗科技有限公司
类型:新型
国别省市:

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