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CN118452935B - 一种植入式柔性电极、装置以及套件 - Google Patents

一种植入式柔性电极、装置以及套件 Download PDF

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CN118452935B
CN118452935B CN202410924547.4A CN202410924547A CN118452935B CN 118452935 B CN118452935 B CN 118452935B CN 202410924547 A CN202410924547 A CN 202410924547A CN 118452935 B CN118452935 B CN 118452935B
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CN
China
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electrode
microelectrode
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implantable
insulating layer
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杨贵强
王晋芬
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Beijing Zhiran Medical Technology Co ltd
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Beijing Zhiran Medical Technology Co ltd
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Abstract

本申请提供了一种植入式柔性电极、装置以及套件。植入式柔性电极包括植入组件以及近端触点部。植入组件采用柔性材料制成,植入组件包括辅助植入部、微电极部、宏电极部和引线部,引线部与微电极部和宏电极部电连接,宏电极部的宏电极位点用于植入后记录局部场电位信息,微电极部的微电极位点用于记录单细胞动作电位信息,微电极部远离宏电极部的一端的尺寸小于微电极部靠近宏电极部的一端的尺寸。近端触点部与引线部电连接。上述植入式柔性电极能够实现同时记录局部场电位信息和单细胞动作电位信息,以提供关于神经活动的全面信息。此外,采用柔性材料制成的电极可以显著减少对神经组织的损伤,提高植入部位的组织兼容性。

Description

一种植入式柔性电极、装置以及套件
技术领域
本申请属于植入式电极技术领域,尤其涉及一种植入式柔性电极、装置以及套件。
背景技术
在神经科学研究和临床神经疾病治疗中,对大脑神经活动的精确记录十分重要。现有技术中广泛使用的神经电极多为硬性材料制成,这些传统电极通常包括单一类型的位点,不具备同时记录多种电信号的能力,这在对复杂脑部活动的全面理解及疾病诊断和治疗中是不足的。
并且,目前硬性材料的神经电极在植入后对神经组织的适应性方面存在明显不足。硬性材料可能导致植入区域的组织反应和伤害,限制了其在精细、敏感区域的应用,并且缺乏足够的灵活性,难以精确适应复杂的脑部结构,这限制了它们的使用范围和有效性。对于需要长期监测和干预的应用,如癫痫或帕金森病等慢性神经疾病的诊断和治疗,这种不足尤为突出。
发明内容
针对现有技术中存在的上述技术问题,本申请提供了一种植入式柔性电极、装置以及套件,其能够实现同时记录局部场电位信息和单细胞动作电位信息,从而提供关于神经活动的全面信息。此外,该电极通过采用柔性材料制成,可显著减少对神经组织的损伤,提高植入部位的组织兼容性。
本申请实施例提供了一种植入式柔性电极,包括:
植入组件,其采用柔性材料制成,所述植入组件包括依次设置的辅助植入部、微电极部、宏电极部和引线部,所述辅助植入部用于使所述植入组件朝向目标靶区植入,所述引线部与所述微电极部和宏电极部电连接,所述宏电极部包括至少一个宏电极位点,所述宏电极位点用于植入后记录局部场电位信息,所述微电极部包括至少一个微电极位点,所述微电极位点用于记录单细胞动作电位信息,所述微电极部远离所述宏电极部的一端的尺寸小于所述微电极部靠近所述宏电极部的一端的尺寸;以及,
近端触点部,其与所述引线部电连接,以经由所述引线部与所述微电极部和宏电极部电连接。
在一些实施例中,所述微电极部自靠近所述宏电极部的一端至远离所述宏电极部的一端的宽度逐渐减小。
在一些实施例中,所述近端触点部包括多个与所述宏电极位点和微电极位点分别对应的电极触点,所述电极触点通过所述引线部与所述宏电极部位点和所述微电极部位点电学连接。
在一些实施例中,所述植入组件沿其厚度方向上具有第一柔性绝缘层、第二柔性绝缘层和导电层,所述导电层设置于所述第一柔性绝缘层和第二柔性绝缘层之间,所述第一柔性绝缘层和第二柔性绝缘层上形成有第一通孔,所述导电层从所述第一柔性绝缘层的第一通孔和第二柔性绝缘层的第一通孔中露出以形成所述宏电极位点与微电极位点。
在一些实施例中,所述第一柔性绝缘层和第二柔性绝缘层采用以下中的一个材料或多个材料的组合制成:SU-8光刻胶、聚对二甲苯、氟化高分子和聚酰亚胺;和/或,
所述导电层采用金属材料制成。
在一些实施例中,所述导电层包括贴合所述第一柔性绝缘层设置的第一导电层和贴合所述第二柔性绝缘层设置的第二导电层,所述植入组件沿其厚度方向上还具有第三柔性绝缘层,所述第三柔性绝缘层置于所述第一导电层和第二导电层之间。
在一些实施例中,所述第一导电层为多个,多个所述第一导电层并列设置,相邻的所述第一导电层之间设置有第四柔性绝缘层;和/或,
所述第二导电层为多个,多个所述第二导电层并列设置,相邻的所述第二导电层之间设置有第四柔性绝缘层。
在一些实施例中,所述第三柔性绝缘层上设有第二通孔,所述第二通孔使所述第一导电层和第二导电层电连接。
在一些实施例中,所述植入组件的厚度不大于50微米。
在一些实施例中,所述辅助植入部构造为辅助植入孔或者凹槽。
在一些实施例中,所述微电极部靠近所述宏电极部的一端的宽度的范围为100微米至1毫米。
在一些实施例中,所述微电极位点的面积不大于5000平方微米;和/或,
所述宏电极位点的面积不大于5000平方微米。
在一些实施例中,所述微电极位点的形状为以下中的一个或多个的组合:圆形、椭圆形和多边形;和/或,
所述宏电极位点的形状为以下中的一个或多个的组合:圆形、椭圆形和多边形。
在一些实施例中,所述近端触点部与电刺激器和/或射频消融仪电连接,所述电刺激器和/或射频消融仪用于产生脉冲信号,所述近端触点部的电极触点用于向所述植入组件的宏电极位点传输所述脉冲信号。
在一些实施例中,所述近端触点部与神经信号采集设备电连接,用于向所述神经信号采集设备传输所述局部场电位信息和单细胞动作电位信息。
本申请实施例还提供了一种植入式柔性电极装置,包括上述的植入式柔性电极,还包括牵引件,所述牵引件的远端形成牵引部,所述牵引部作用于所述植入式柔性电极的辅助植入部,以经由所述辅助植入部将所述植入组件朝目标靶区进行植入。
在一些实施例中,所述牵引件用于在受到朝向近端的作用力的情况下,带动所述牵引部与所述辅助植入部相脱离。
本申请实施例还提供了一种植入式柔性电极套件,包括上述的植入式柔性电极装置,还包括套体,所述套体沿其长度方向上具有贯通腔,所述套体套设于所述牵引件外,至少部分所述牵引部经由所述贯通腔穿出所述套体的远端外,且所述套体的远端形成有外径递减结构。
在一些实施例中,所述套体的外径递减结构沿其纵向方向的长度与所述植入式柔性电极的微电极部沿其纵向方向的长度对应设置。
在一些实施例中,所述套体的远端抵于所述植入式柔性电极的辅助植入部,以在所述牵引件向脱离于所述辅助植入部的方向运动时,经由所述套体对所述辅助植入部进行抵压限位。
与现有技术相比,本申请实施例的有益效果在于:本申请通过植入组件的微电极部和宏电极部,能够实现同时记录局部场电位信息和单细胞动作电位信息,以提供关于神经活动的全面信息,实现具备同时记录多种电信号的能力,以充分解决单一种类的信号对复杂神经活动的全面理解及疾病诊断和治疗不足的问题,并且,植入组件是采用柔性材料制成的,可显著减少对神经组织的损伤,提高植入部位的组织兼容性,并增强使用的稳定性,能够解决现有技术中硬性电极可能引起的组织损伤和灵活性不足的问题,同时增强了电极在神经活动监测和干预中的应用潜力,特别是在处理复杂的神经疾病诊断和治疗过程中。此外,通过设置微电极部远离宏电极部的一端的尺寸小于微电极部靠近宏电极部的一端的尺寸,可以有助于电极更好地适应神经组织的不同区域,同时减少对神经组织的损伤,以更好地适应复杂的神经组织结构,提高记录的精确性和干预的效果。
附图说明
在不一定按比例绘制的附图中,相同的附图标记可以在不同的视图中描述相似的部件。附图大体上通过举例而不是限制的方式示出各种实施例,并且与说明书以及权利要求书一起用于对所公开的实施例进行说明。在适当的时候,在所有附图中使用相同的附图标记指代同一或相似的部分。这样的实施例是例证性的,而并非旨在作为本装置或方法的穷尽或排他实施例。
图1为本申请实施例植入式柔性电极的结构示意图;
图2为本申请实施例植入式柔性电极的局部结构示意图;
图3为本申请实施例植入式柔性电极的内部结构示意图;
图4为本申请实施例植入式柔性电极装置的结构示意图;
图5为本申请实施例植入式柔性电极装置植入至目标靶区的过程示意图;
图6为本申请实施例植入式柔性电极套件的结构示意图;
图7为本申请实施例植入式柔性电极套件的局部结构示意图。
图中的附图标记所表示的构件:
1、辅助植入部;2、微电极部;201、微电极位点;3、宏电极部;301、宏电极位点;4、引线部;5、近端触点部;501、电极触点;6、第一柔性绝缘层;7、第二柔性绝缘层;8、导电层;801、第一导电层;802、第二导电层;9、第三柔性绝缘层;10、第四柔性绝缘层;11、牵引件;111、牵引部;12、套体;122、外径递减结构。
具体实施方式
为使本领域技术人员更好的理解本申请的技术方案,下面结合附图和具体实施方式对本申请作详细说明。下面结合附图和具体实施例对本申请的实施例作进一步详细描述,但不作为对本申请的限定。
本申请中使用的“第一”、“第二”以及类似的词语并不表示任何顺序、数量或者重要性,而只是用来区分不同的部分。“包括”或者“包含”等类似的词语意指在该词前的要素涵盖在该词后列举的要素,并不排除也涵盖其他要素的可能。“上”、“下”、“左”、“右”等仅用于表示相对位置关系,当被描述对象的绝对位置改变后,则该相对位置关系也可能相应地改变。
在本申请中,当描述到特定器件位于第一器件和第二器件之间时,在该特定器件与第一器件或第二器件之间可以存在居间器件,也可以不存在居间器件。当描述到特定器件连接其它器件时,该特定器件可以与所述其它器件直接连接而不具有居间器件,也可以不与所述其它器件直接连接而具有居间器件。
本申请使用的所有术语(包括技术术语或者科学术语)与本申请所属领域的普通技术人员理解的含义相同,除非另外特别定义。还应当理解,在诸如通用字典中定义的术语应当被解释为具有与它们在相关技术的上下文中的含义相一致的含义,而不应用理想化或极度形式化的意义来解释,除非这里明确地这样定义。
对于相关领域普通技术人员已知的技术、方法和设备可能不作详细讨论,但在适当情况下,所述技术、方法和设备应当被视为说明书的一部分。
本申请实施例提供了一种植入式柔性电极。如图1和图2所示,植入式柔性电极包括植入组件以及近端触点部5。植入组件采用柔性材料制成,植入组件包括依次设置的辅助植入部1、微电极部2、宏电极部3和引线部4,辅助植入部1用于使植入组件朝向目标靶区植入,引线部4与微电极部2和宏电极部3电连接,宏电极部3包括至少一个宏电极位点301,宏电极位点301用于植入后记录局部场电位信息,微电极部2包括至少一个微电极位点201,微电极位点201用于记录单细胞动作电位信息,微电极部2远离宏电极部3的一端的尺寸小于微电极部2靠近宏电极部3的一端的尺寸。近端触点部5与引线部4电连接,以经由引线部4与微电极部2和宏电极部3电连接。
上述引线部4用于将宏电极部3的宏电极位点301和微电极部2的微电极位点201所记录的信息传输至近端触点部5,近端触点部5上设有对应的电极触点501用于与外部设备连接,确保信息的有效输出和输入。
上述辅助植入部1的结构设计确保了植入式柔性电极可以被精确且安全地植入目标靶区。如图1和图2所示,辅助植入部1设置在植入式柔性电极的远端,近端触点部5设置在植入式柔性电极的近端。其中,本申请所涉及的远端可理解为操作人员在操作植入式柔性电极时,距离操作人员较远的一端,近端可理解为操作人员在操作植入式柔性电极时,距离操作人员较近的一端。
上述植入组件可理解为植入组织内的部分,近端触点部5可理解为非植入组织内的部分,当然,根据实际的植入操作需求,可以使部分近端触点部5植入组织内,也可使部分引线部4未植入组织内,本申请对此不做具体限定。
在设置上述微电极部2远离宏电极部3的一端的尺寸小于微电极部2靠近宏电极部3的一端的尺寸的同时,微电极部2的平均宽度可以小于宏电极部3的平均宽度。
上述植入式柔性电极整体可构造为层结构,各个层可均采用柔性材料制成。另外,植入式柔性电极的整体形状可构造为长条状,以利于植入式柔性电极植入组织内。
本申请通过植入组件的微电极部2和宏电极部3,能够实现同时记录局部场电位信息和单细胞动作电位信息,以提供关于神经活动的全面信息,实现具备同时记录多种电信号的能力,以充分解决单一信号对复杂神经活动的全面理解及疾病诊断和治疗不足的问题,并且,植入组件是采用柔性材料制成的,可显著减少对神经组织的损伤,提高植入部位的组织兼容性,并增强使用的稳定性,能够解决现有技术中硬性电极可能引起的组织损伤和灵活性不足的问题,同时增强了电极在神经活动监测和干预中的应用潜力,特别是在处理复杂的神经疾病诊断和治疗过程中。此外,通过设置微电极部2远离宏电极部3的一端的尺寸小于微电极部2靠近宏电极部3的一端的尺寸,可以有助于电极更好地适应神经组织的不同区域,同时减少对神经组织的损伤,以更好地适应复杂的神经组织结构,提高记录的精确性和干预的效果。上述植入式柔性电极适用于植入深部脑区或难以接触的神经组织,对于治疗和研究癫痫等多种神经疾病具有重要的意义和价值。
尤其地,本申请植入式柔性电极特别适用于神经信号监测与分析,如立体脑电图。立体脑电图是一种用于难治性癫痫和其他神经功能障碍的诊断与治疗方法,需要高精度和深度的脑电信号采集。
在一些实施例中,如图1和图2所示,微电极部2自靠近宏电极部3的一端至远离宏电极部3的一端的宽度逐渐减小。
上述微电极部2的尺寸是逐渐减小的设计,可以有助于电极更好地适应神经组织的不同区域,减少对神经组织的损伤,以更好地适应复杂的神经组织结构。
可选地,上述微电极部2靠近宏电极部3的一端的宽度可与宏电极部3的宽度相同或不同,在二者不同的情况下,可以使微电极部2靠近宏电极部3的一端的宽度小于宏电极部3的宽度,本申请对此不做具体限定。
可选地,上述宏电极部3的各处宽度可保持一致。
在一些实施例中,如图1和图2所示,近端触点部5包括多个与宏电极位点301和微电极位点201分别对应的电极触点501,电极触点501通过引线部4与宏电极部3位点和微电极部2位点电学连接。
如此,可通过与宏电极位点301和微电极位点201分别对应的电极触点501实现信号的稳定传输。
在一些实施例中,如图1和图3所示,植入组件沿其厚度方向上具有第一柔性绝缘层6、第二柔性绝缘层7和导电层8,导电层8设置于第一柔性绝缘层6和第二柔性绝缘层7之间,第一柔性绝缘层6和第二柔性绝缘层7上形成有第一通孔,导电层8从第一柔性绝缘层6的第一通孔和第二柔性绝缘层7的第一通孔中露出以形成宏电极位点301与微电极位点201。
如此,可通过第一柔性绝缘层6和第二柔性绝缘层7起到保护导电层8的作用,并且导电层8可以从第一柔性绝缘层6的第一通孔和第二柔性绝缘层7的第一通孔中露出以形成宏电极位点301与微电极位点201,可以便于宏电极位点301与微电极位点201能直接与目标神经组织接触,并且可以实现宏电极位点301与微电极位点201的配置灵活性,提高了植入式柔性电极的功能性和操作性。
上述结构设计允许在不同的宏电极位点301与微电极位点201进行精确的电信号的采集和输出,增强了电极的功能性,且植入式柔性电极可以在不同的层间建立电连接,从而增强了植入式柔性电极整体的功能性,利于在多点进行电刺激或信号记录。
在一些实施例中,第一柔性绝缘层6和第二柔性绝缘层7采用以下中的一个材料或多个材料的组合制成:SU-8光刻胶、聚对二甲苯、氟化高分子和聚酰亚胺;和/或,导电层8采用金属材料制成。
如此,第一柔性绝缘层6和第二柔性绝缘层7采用所采用的上述绝缘材料可以确保植入式柔性电极的柔性及生物兼容性,并且,导电层8采用金属材料制成,可以保证信号的有效传导。
上述导电层8可以采用如金、铂、铱等金属材料,以确保电信号的有效传输。
在一些实施例中,如图1和图3所示,导电层8包括贴合第一柔性绝缘层6设置的第一导电层801和贴合第二柔性绝缘层7设置的第二导电层802,植入组件沿其厚度方向上还具有第三柔性绝缘层9,第三柔性绝缘层9置于第一导电层801和第二导电层802之间。
如此,通过第一柔性绝缘层6、第二柔性绝缘层7、第一导电层801、第二导电层802以及第三柔性绝缘层9的配置,可以进一步增强植入式柔性电极的功能性和适用性,尤其地,通过将第三柔性绝缘层9设置在第一导电层801和第二导电层802之间,可以保证第一导电层801从第一柔性绝缘层6的第一通孔中露出以形成宏电极位点301与微电极位点201,以及第二导电层802从第二柔性绝缘层7的第一通孔中露出以形成宏电极位点301与微电极位点201,实现不同位置的位点能够采集到相同的信息。
上述第三柔性绝缘层9可以采用以下中的一个材料或多个材料的组合制成:SU-8光刻胶、聚对二甲苯、氟化高分子和聚酰亚胺。
在一些实施例中,如图1和图3所示,第一导电层801为多个,多个第一导电层801并列设置,相邻的第一导电层801之间设置有第四柔性绝缘层10;和/或,第二导电层802为多个,多个第二导电层802并列设置,相邻的第二导电层802之间设置有第四柔性绝缘层10。
如此,通过设置第四柔性绝缘层10可以起到保护相邻的第一导电层801和/或相邻的第二导电层802的作用。
示例性地,图3中示出的第一导电层801和第二导电层802均为两个,相邻的两个第一导电层801设置有第四柔性绝缘层10,相邻的两个第二导电层802设置有第四柔性绝缘层10。当然,第一导电层801和第二导电层802的数量也可为三个、四个等,本申请对此不做具体限定。
在一些实施例中,第三柔性绝缘层9上设有第二通孔,第二通孔使第一导电层801和第二导电层802电连接。
如此,可以使暴露于第一导电层801和第二导电层802电的两个电极位点短接,以实现利用植入式柔性电极进行电刺激和/或消融时,用同一个脉冲信号对多个不同的靶区位置进行电刺激和/或消融。
在一些实施例中,植入组件的厚度不大于50微米。
在一些实施例中,辅助植入部1构造为辅助植入孔或者凹槽。
如此,通过设置辅助植入部1为辅助植入孔或者凹槽,有助于固定植入式柔性电极,并减少植入过程中可能出现的移位问题,以便于手术中的操作。
可选地,上述辅助植入孔可构造为圆孔。如图2所示,图2中示出的辅助植入孔即为圆孔。
在一些实施例中,微电极部2靠近宏电极部3的一端的宽度的范围为100微米至1毫米。
如此,可以通过控制微电极部2靠近宏电极部3的一端的宽度的范围在100微米至1毫米之间,可以实现高分辨率的单细胞记录。
可选地,宏电极部3的宽度的范围可为不小于100微米,以确保与神经组织足够的接触面积,以记录局部场电位信息,并且可以进行有效的电刺激和组织消融。
在一些实施例中,微电极位点201的面积不大于5000平方微米;和/或,宏电极位点301的面积不大于5000平方微米。
在一些实施例中,微电极位点201的形状为以下中的一个或多个的组合:圆形、椭圆形和多边形;和/或,宏电极位点301的形状为以下中的一个或多个的组合:圆形、椭圆形和多边形。
如此,可通过微电极位点201的形状和/或宏电极位点301的形状设计,增加了植入式柔性电极设计的多功能性和适应性。
在一些实施例中,近端触点部5与电刺激器和/或射频消融仪电连接,电刺激器和/或射频消融仪用于产生脉冲信号,近端触点部5的电极触点501用于向植入组件的宏电极位点301传输脉冲信号。
如此,可利用植入式柔性电极的近端触点部5与电刺激器和/或射频消融仪电连接,对神经组织进行电刺激和/或周围组织的消融治疗,适用于处理神经系统疾病如癫痫的干预,极大提高了治疗的精确性和效果。
在一些实施例中,近端触点部5与神经信号采集设备电连接,用于向神经信号采集设备传输局部场电位信息和单细胞动作电位信息。
如此,可通过近端触点部5与神经信号采集设备电连接,实现局部场电位信息和单细胞动作电位信息的传输。
本申请实施例还提供了一种植入式柔性电极装置。如图4和图5所示,植入式柔性电极装置包括上述的植入式柔性电极,还包括牵引件11,牵引件11的远端形成牵引部111,牵引部111作用于植入式柔性电极的辅助植入部1,以经由辅助植入部1将植入组件朝目标靶区进行植入。其中,图5为本申请实施例植入式柔性电极装置植入至目标靶区的过程示意图。
上述牵引件11的远端形成牵引部111与辅助植入部1的作用关系,不仅可以保证植入式柔性电极在植入前与植入中不会脱离,还保护植入式柔性电极在植入过程中不受损伤。在实施植入操作时,牵引件11通过作用于辅助植入部1引导植入式柔性电极沿预定路径移动至目标靶区。
如此设计考虑了植入的操作性和安全性,确保植入式柔性电极可以顺畅地穿过神经组织,减少对周围组织的潜在伤害。一旦植入式柔性电极被正确地植入到目标靶区,就可以通过施加朝向近端的作用力使辅助植入部1和牵引部111分离。这种设计允许牵引件11在不干扰已植入电极的情况下,独立地从目标靶区抽离并回收,这一过程的顺利执行对于确保植入式柔性电极的功能完整性和长期稳定性十分重要。
此实施方式不仅提高了植入手术的安全性和可靠性,而且通过精确控制植入深度和位置,增强了植入式柔性电极的功能效果,使得植入式柔性电极更适合于进行复杂的神经信号记录和神经疾病的治疗,如对于癫痫病灶定位和治疗。
采用上述植入式柔性电极的植入式柔性电极装置通过植入组件的微电极部2和宏电极部3,能够实现同时记录局部场电位信息和单细胞动作电位信息,以提供关于神经活动的全面信息,实现具备同时记录多种电信号的能力,以充分解决单一信号对复杂神经活动的全面理解及疾病诊断和治疗不足的问题,并且,植入组件是采用柔性材料制成的,可显著减少对神经组织的损伤,提高植入部位的组织兼容性,并增强使用的稳定性,能够解决现有技术中硬性电极可能引起的组织损伤和灵活性不足的问题,同时增强了电极在神经活动监测和干预中的应用潜力,特别是在处理复杂的神经疾病诊断和治疗过程中。此外,通过设置微电极部2远离宏电极部3的一端的尺寸小于微电极部2靠近宏电极部3的一端的尺寸,可以有助于电极更好地适应神经组织的不同区域,同时减少对神经组织的损伤,以更好地适应复杂的神经组织结构,提高记录的精确性和干预的效果。上述植入式柔性电极适用于植入深部脑区或难以接触的神经组织,对于治疗和研究癫痫等多种神经疾病具有重要的意义和价值。
尤其地,本申请植入式柔性电极特别适用于神经信号监测与分析,如立体脑电图。立体脑电图是一种用于难治性癫痫和其他神经功能障碍的诊断与治疗方法,需要高精度和深度的脑电信号采集。
在一些实施例中,牵引件11用于在受到朝向近端的作用力的情况下,带动牵引部111与辅助植入部1相脱离。
上述牵引件11远端的牵引部111与植入式柔性电极的辅助植入部1形成连接,可在植入至目标位置后通过施加向近端方向的力使牵引部111与植入式柔性电极分离,以便植入式柔性电极植入至目标靶区后,牵引件11能够独立地向近侧抽离目标靶区部位,从而简化了植入过程并降低了对组织的损伤。
本申请实施例还提供了一种植入式柔性电极套件。如图6和图7所示,植入式柔性电极套件包括上述的植入式柔性电极装置,还包括套体12,套体12沿其长度方向上具有贯通腔,套体12套设于牵引件11外,至少部分牵引部111经由贯通腔穿出套体12的远端外,且套体12的远端形成有外径递减结构122。
可选地,上述贯通腔的远端外径的范围可在0.01mm至5mm之间,近侧外径的范围可在0.02mm至10mm之间。如此设计使得套体12的远端形成一个台阶状的外径递减结构122,外径递减结构122的长度可以从0.01mm延伸至12cm,可以根据植入的深度和所需的精确度调整外径递减结构122的长度,台阶状的外径递减结构122的设计有助于在植入过程中减少对神经组织的损伤。
上述牵引部111穿出套体12的长度的范围可以在0.01mm至10mm之间,以允许牵引部111在完成植入后顺利地脱离套体12,避免对已植入的植入式柔性电极造成干扰或移动。
植入式柔性电极的厚度范围可在0.05mm以下,以最大程度减少对神经组织的损伤和植入时的创伤。
采用上述植入式柔性电极装置的植入式柔性电极套件通过植入组件的微电极部2和宏电极部3,能够实现同时记录局部场电位信息和单细胞动作电位信息,以提供关于神经活动的全面信息,实现具备同时记录多种电信号的能力,以充分解决单一信号对复杂神经活动的全面理解及疾病诊断和治疗不足的问题,并且,植入组件是采用柔性材料制成的,可显著减少对神经组织的损伤,提高植入部位的组织兼容性,并增强使用的稳定性,能够解决现有技术中硬性电极可能引起的组织损伤和灵活性不足的问题,同时增强了电极在神经活动监测和干预中的应用潜力,特别是在处理复杂的神经疾病诊断和治疗过程中。此外,通过设置微电极部2远离宏电极部3的一端的尺寸小于微电极部2靠近宏电极部3的一端的尺寸,可以有助于电极更好地适应神经组织的不同区域,同时减少对神经组织的损伤,以更好地适应复杂的神经组织结构,提高记录的精确性和干预的效果。上述植入式柔性电极适用于植入深部脑区或难以接触的神经组织,对于治疗和研究癫痫等多种神经疾病具有重要的意义和价值。
尤其地,本申请植入式柔性电极特别适用于神经信号监测与分析,如立体脑电图。立体脑电图是一种用于难治性癫痫和其他神经功能障碍的诊断与治疗方法,需要高精度和深度的脑电信号采集。
在一些实施例中,如图6和图7所示,套体12的外径递减结构122沿其纵向方向的长度与植入式柔性电极的微电极部2沿其纵向方向的长度对应设置。
如此,可通过设置套体12的外径递减结构122沿其纵向方向的长度与植入式柔性电极的微电极部2沿其纵向方向的长度的精确匹配关系,确保了在植入时微电极部2的细致处理,从而在执行精准的神经信号采集和刺激时,能够最大限度地减少神经组织的创伤。
上述微电极部2沿其纵向方向的长度范围在0.01mm至10cm之间,确保整个微电极部2能够顺利通过套体12引导到目标靶区。
在一些实施例中,如图6和图7所示,套体12的远端抵于植入式柔性电极的辅助植入部1,以在牵引件11向脱离于辅助植入部1的方向运动时,经由套体12对辅助植入部1进行抵压限位。
上述套体12的设计不仅对牵引件11提供物理保护,还在牵引件11抽离的过程中,套体12通过其远端的管壁与植入式柔性电极的辅助植入部1接触,实现压抵限位,使得植入过程更为稳定和可控,确保植入式柔性电极在目标靶区的精确植入。当植入完成后,牵引件11与套体12的配合也允许通过简单的操作抽离牵引件11,而不影响已植入的植入式柔性电极的位置和功能,提高了整个植入操作的安全性和效率。
本申请植入式柔性电极在立体脑电图中可以用于探测癫痫病灶并进行治疗的方法。在这一应用中,植入式柔性电极首先通过精确的外科手术植入到疑似癫痫发作起始区的大脑深部区域,利用本申请植入式柔性电极的微电极部2和宏电极部3的结构特点,可以同时捕获局部场电位信息和单细胞动作电位信息,这对于精确识别病灶位置十分重要。
当植入式柔性电极植入后,医生可以通过外部设备开始监测患者的脑电活动。期间,微电极位点201因其高分辨率能够记录细微的电活动变化,而宏电极位点301则记录较广区域的电活动,这种组合使用使得医生能够对癫痫病灶进行全面评估。当癫痫病灶被准确识别后,可以通过宏电极位点301进行定向的电刺激和/或组织消融,直接在病灶处进行治疗,而不影响周围健康的脑组织,这种治疗方式可以极大地减少二次手术的侵入性,降低治疗风险。
此外,尽管已经在本文中描述了示例性实施例,其范围包括任何和所有基于本申请的具有等同元件、修改、省略、组合(例如,各种实施例交叉的方案)、改编或改变的实施例。权利要求书中的元件将被基于权利要求中采用的语言宽泛地解释,并不限于在本说明书中或本申请的实施期间所描述的示例,其示例将被解释为非排他性的。
以上描述旨在是说明性的而不是限制性的。例如,上述示例(或其一个或更多方案)可以彼此组合使用。例如本领域普通技术人员在阅读上述描述时可以使用其它实施例。另外,在上述具体实施方式中,各种特征可以被分组在一起以简单化本申请。这不应解释为一种不要求保护的公开的特征对于任一权利要求是必要的意图。相反,本申请的主题可以少于特定的公开的实施例的全部特征。从而,权利要求书作为示例或实施例在此并入具体实施方式中,其中每个权利要求独立地作为单独的实施例,并且考虑这些实施例可以以各种组合或排列彼此组合。本申请的范围应参照所附权利要求以及这些权利要求赋权的等同形式的全部范围来确定。
以上实施例仅为本申请的示例性实施例,不用于限制本申请,本申请的保护范围由权利要求书限定。本领域技术人员可以在本申请的实质和保护范围内,对本申请做出各种修改或等同替换,这种修改或等同替换也应视为落在本申请的保护范围内。

Claims (17)

1.一种植入式柔性电极,其特征在于,包括:
植入组件,其采用柔性材料制成,所述植入组件包括依次设置的辅助植入部、微电极部、宏电极部和引线部,所述辅助植入部用于使所述植入组件朝向目标靶区植入,所述引线部与所述微电极部和宏电极部电连接,所述宏电极部包括至少一个宏电极位点,所述宏电极位点用于植入后记录局部场电位信息,所述微电极部包括至少一个微电极位点,所述微电极位点用于记录单细胞动作电位信息,以同时记录所述局部场电位信息和单细胞动作电位信息,所述微电极部远离所述宏电极部的一端的尺寸小于所述微电极部靠近所述宏电极部的一端的尺寸;以及,
近端触点部,其与所述引线部电连接,以经由所述引线部与所述微电极部和宏电极部电连接;其中,
所述微电极部自靠近所述宏电极部的一端至远离所述宏电极部的一端的宽度逐渐减小;
所述微电极部靠近所述宏电极部的一端的宽度的范围为100微米至1毫米;
所述微电极位点的面积不大于5000平方微米;和/或,所述宏电极位点的面积不大于5000平方微米。
2.根据权利要求1所述的植入式柔性电极,其特征在于,所述近端触点部包括多个与所述宏电极位点和微电极位点分别对应的电极触点,所述电极触点通过所述引线部与所述宏电极部位点和所述微电极部位点电学连接。
3.根据权利要求1所述的植入式柔性电极,其特征在于,所述植入组件沿其厚度方向上具有第一柔性绝缘层、第二柔性绝缘层和导电层,所述导电层设置于所述第一柔性绝缘层和第二柔性绝缘层之间,所述第一柔性绝缘层和第二柔性绝缘层上形成有第一通孔,所述导电层从所述第一柔性绝缘层的第一通孔和第二柔性绝缘层的第一通孔中露出以形成所述宏电极位点与微电极位点。
4.根据权利要求3所述的植入式柔性电极,其特征在于,所述第一柔性绝缘层和第二柔性绝缘层采用以下中的一个材料或多个材料的组合制成:SU-8光刻胶、聚对二甲苯、氟化高分子和聚酰亚胺;和/或,
所述导电层采用金属材料制成。
5.根据权利要求3所述的植入式柔性电极,其特征在于,所述导电层包括贴合所述第一柔性绝缘层设置的第一导电层和贴合所述第二柔性绝缘层设置的第二导电层,所述植入组件沿其厚度方向上还具有第三柔性绝缘层,所述第三柔性绝缘层置于所述第一导电层和第二导电层之间。
6.根据权利要求5所述的植入式柔性电极,其特征在于,所述第一导电层为多个,多个所述第一导电层并列设置,相邻的所述第一导电层之间设置有第四柔性绝缘层;和/或,
所述第二导电层为多个,多个所述第二导电层并列设置,相邻的所述第二导电层之间设置有第四柔性绝缘层。
7.根据权利要求5所述的植入式柔性电极,其特征在于,所述第三柔性绝缘层上设有第二通孔,所述第二通孔使所述第一导电层和第二导电层电连接。
8.根据权利要求1所述的植入式柔性电极,其特征在于,所述植入组件的厚度不大于50微米。
9.根据权利要求1所述的植入式柔性电极,其特征在于,所述辅助植入部构造为辅助植入孔或者凹槽。
10.根据权利要求1所述的植入式柔性电极,其特征在于,所述微电极位点的形状为以下中的一个或多个的组合:圆形、椭圆形和多边形;和/或,
所述宏电极位点的形状为以下中的一个或多个的组合:圆形、椭圆形和多边形。
11.根据权利要求1所述的植入式柔性电极,其特征在于,所述近端触点部与电刺激器和/或射频消融仪电连接,所述电刺激器和/或射频消融仪用于产生脉冲信号,所述近端触点部的电极触点用于向所述植入组件的宏电极位点传输所述脉冲信号。
12.根据权利要求1所述的植入式柔性电极,其特征在于,所述近端触点部与神经信号采集设备电连接,用于向所述神经信号采集设备传输所述局部场电位信息和单细胞动作电位信息。
13.一种植入式柔性电极装置,其特征在于,包括如权利要求1至12中任一项所述的植入式柔性电极,还包括牵引件,所述牵引件的远端形成牵引部,所述牵引部作用于所述植入式柔性电极的辅助植入部,以经由所述辅助植入部将所述植入组件朝目标靶区进行植入。
14.根据权利要求13所述的植入式柔性电极装置,其特征在于,所述牵引件用于在受到朝向近端的作用力的情况下,带动所述牵引部与所述辅助植入部相脱离。
15.一种植入式柔性电极套件,其特征在于,包括如权利要求13至14中任一项所述的植入式柔性电极装置,还包括套体,所述套体沿其长度方向上具有贯通腔,所述套体套设于所述牵引件外,至少部分所述牵引部经由所述贯通腔穿出所述套体的远端外,且所述套体的远端形成有外径递减结构。
16.根据权利要求15所述的植入式柔性电极套件,其特征在于,所述套体的外径递减结构沿其纵向方向的长度与所述植入式柔性电极的微电极部沿其纵向方向的长度对应设置。
17.根据权利要求15所述的植入式柔性电极套件,其特征在于,所述套体的远端抵于所述植入式柔性电极的辅助植入部,以在所述牵引件向脱离于所述辅助植入部的方向运动时,经由所述套体对所述辅助植入部进行抵压限位。
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