基于水凝胺的新型多模态硬脑膜下皮层脑电电极

发布时间：2022-12-09 22:47

　　大脑中的神经元电活动控制着从肌肉运动的常规调节到记忆、推理等复杂的智能运算,这些电活动是神经系统信息传递的主要活动表征。因此,如何精确记录神经系统的电活动是神经科学发展的重要方向。硬膜下电极（Subdural Electrode）已在记录神经电信号等神经科学研究方面中得到了广泛的应用,通过硬膜下记录皮层脑电信号（Electrocorticography,ECoG）可以实现手势信息的解码以及控制手指等精密动作以及癫痫病灶定位等,具有非常好的临床应用前景。但是目前临床广泛应用的硬膜下电极都是以铂铱合金为导电材料,与神经组织存在着极大的机械不匹配性,导致脑部损伤和电极的功能丧失而无法实现安全的长期埋植。因此,临床中迫切需要解决长期埋植电极的生物兼容性问题。目前有两种解决方向:第一种是改进电极的金属部分,做薄做小;另外一种是选用新型材料代替金属进行导电,例如石墨烯和聚合物,但是这两种材料的弹性模量都远大于脑组织而导致生物兼容性问题。这两种改进方法,电极导电部分的弹性模量和神经组织仍差距较大,距离临床长期埋置有很长的距离。因此,本文提出以聚二甲基硅氧烷（Polydimethylsiloxane,... 

【文章页数】：85 页

【学位级别】：硕士

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致谢
摘要
Abstract
第1章 绪论
    1.1 引言
    1.2 研究进展
        1.2.1 脑电图的外部头皮记录(EEG,Electroencephalography)
        1.2.2 脑电图的表面皮层记录(ECoG,Electrocorticography)
        1.2.3 微脑电图的表面皮层记录(μECoG)
        1.2.4 穿透性电极探针阵列的脑内皮层记录
    1.3 研究现状及分析
        1.3.1 临床中神经接口的应用现状及分析
        1.3.2 透明性μECoG研究现状分析
        1.3.3 磁共振技术与脑电图的结合
        1.3.4 新型水凝胶材料的研究现状及分析
    1.4 研究内容
第2章 水凝胶电极的制作与植入
    2.1 引言
    2.2 水凝胶电极的设计与制备
        2.2.1 大型哺乳动物水凝胶电极阵列设计
        2.2.2 大型哺乳动物水凝胶电极阵列的制作
        2.2.3 小型啮齿类动物电极模板的设计与制作
        2.2.4 电极材料的制作
    2.3 电极埋置方法
        2.3.1 水凝胶电极在大型哺乳动物大脑中的埋置
        2.3.2 水凝胶电极在小型啮齿类动物大脑中的埋置
    2.4 本章小结
第3章 实验系统和实验数据采集
    3.1 神经信号的采集与预处理
    3.2 视觉刺激系统
    3.3 血管信号的采集与分析
        3.3.1 表面血管信号——内源性光学系统
        3.3.2 浅层及深层血管信号——近红外二区荧光显微成像系统
        3.3.3 小型啮齿类动物血管信号的采集与处理——双光子血管功能成像
        3.3.4 实验动物成像窗口制作
    3.4 核磁信号的采集与处理
    3.5 免疫组化数据的采集
    3.6 本章小结
第4章 实验结果
    4.1 电极基本性能
        4.1.1 水凝胶电极的电子性能检测
        4.1.2 信号记录能力
    4.2 电极透明度验证
    4.3 生物兼容性
        4.3.1 免疫组化反应
        4.3.2 大脑血管信号变化
            4.3.2.1 表面血管信号的变化
            4.3.2.2 浅层及深层血管的变化
    4.4 核磁兼容性
    4.5 小型啮齿类动物凝胶电极多模态成像技术
    4.6 本章小结
第5章 总结与展望
    5.1 本文总结
    5.2 未来的展望
参考文献
本人在读期间的研究成果



本文编号：3715521