Ⅰ. Микроигольчатые электроды и их применение
Микроигольчатые электроды — это микроиглоподобные-устройства, которые могут частично или полностью проникать в поверхность кожи для сбора электрофизиологических/электрохимических сигналов или электрической стимуляции. Они широко используются в носимых/имплантируемых датчиках, нейробиологии и интерфейсах-компьютеров. Их основным преимуществом является способность непрерывно определять физиологические и патологические параметры in vivo, такие как электрокардиограммы и электромиограммы, предоставляя прямые и точные данные для диагностики и лечения.
Электродная решетка Юты, разработанная Университетом Юты, является типичной технологией в области микроигольчатых электродных решеток. Его уникальная трехмерная-игольчатая-структура позволяет каждому электроду обладать как высоким пространственно-временным разрешением, так и превосходной изоляцией. После имплантации кончик электрода воздействует только на окружающую группу нейронов и может даже регистрировать возбуждение одного нейрона. С развитием технологии МЭМС биосовместимость, механическая гибкость, долговременная-стабильность и разрешение микроигольчатых электродов значительно улучшились.
Ⅱ. Решения для сбора электрофизиологических сигналов
В биомедицинской области сбор и анализ электрофизиологических сигналов имеют решающее значение для диагностики заболеваний и оценки состояния здоровья. Однако эти сигналы сложны и слабы, что делает эффективное приобретение постоянной проблемой. В настоящее время существует два основных решения: имплантируемое и носимое.
Имплантируемые решения включают непосредственную имплантацию массива микроигольных электродов в тело человека для обеспечения непрерывного-мониторинга электрофизиологических сигналов в режиме реального времени. Его преимущества заключаются в высоком пространственно-временном разрешении и стабильности, точно фиксируя активность отдельных нейронов. Однако он также создает проблемы, такие как хирургические риски, недостаточная долгосрочная-стабильность и проблемы биосовместимости.
Носимые решения отдают приоритет удобству и комфорту. Встраивая массивы микроигольных электродов на поверхность кожи или под одежду, пользователи могут легко контролировать электрофизиологические сигналы. Это решение исключает необходимость хирургического вмешательства, снижает риски и повышает простоту использования и комфорт. Однако он по-прежнему сталкивается с техническими проблемами, такими как помехи сигнала и подавление шума, которые требуют разрешения.
Ⅲ. Применение микроэлектродов в нейромедицине
Технология микроэлектродных матриц, являющаяся ключевым инструментом для получения электрофизиологических сигналов, играет жизненно важную роль в нейромедицине и интерфейсах-компьютерных интерфейсов. Имплантируя или нанося массивы микроэлектродов на тело человека, ученые могут отслеживать активность нейронов, сигналы электроэнцефалограммы (ЭЭГ) и другие электрофизиологические сигналы в режиме реального времени, обеспечивая тем самым надежную поддержку для диагностики и лечения неврологических заболеваний. В то же время технология микроэлектродных матриц также привела к новым прорывам в развитии технологии мозгового-компьютерного интерфейса, что позволило людям управлять внешними устройствами с помощью мысли.
Ⅳ. Полимерные гибкие микроигольные сухие электроды
Гибкие сухие электроды с микроиглами на основе полимеров изобретательно разработаны для эффективного мониторинга электрических сигналов нейронов, предоставляя новые инструменты для нейромедицинских исследований. Эта технология не только повышает эффективность сбора электрофизиологических сигналов, но и открывает новые возможности для ранней диагностики и лечения неврологических заболеваний.