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生命学院
植入式/非植入式神经功能刺激器
来源: 日期:2017年08月17日 10:31 点击数:

项目名称:植入式/非植入式神经功能刺激器

负责人: 王珏

联系电话:15332479788

E-mail:juewang@mail.xjtu.edu.cn

所在学院: 生命学院

项目简介:一、复合功能脑深部刺激器及 MEMS 脑电极:本课题组针对 MEMS 脑电极及其配套脑起搏器极端制造技术中的诸多关键难题,开展了如下研究:环形脑电极的键合、封装等工艺,制造了环形脑电极样品;MEMS 硅基脑电极的结构设计及制造工艺、键合方法和封装工艺,制造了硅基脑电极样品;螺旋微导线和转接线的制造工艺,制造了样品;植入式颅内压传感器的制造和封装工艺,制造出颅内压微传感器样品;经皮无线能量传输供电的关键技术和方法,制造出稳定地无线供电装置;植入装置与体外控制装置之间的无线通讯方法研究及其实用装置;脑深部神经核团信号采集方法研究及其实用装置;植入式脑起搏器的封装工艺和方法。

MEMS 电极及刺激器装置

二、小动物用脑深部刺激:啮齿类小动物电生理及行为学在体实验是研究神经功能电刺激、学习记忆、动物机器人以及药物依赖等前沿研究的重要手段。适用于小动物的神经刺激器是此类研究的必备器材。本研究成果以低功耗蓝牙片上系统 (Bluetooth Low Energy, BLE;System-on-a-Chip,SoC) 为刺激管理单元,结合优化功能的刺激发生器以及涂覆氮化钛和特氟龙涂层的植入式不锈钢同心圆电极实现具备遥控功能的小动物用神经刺激器,具有体积小、重量轻、数据传输距离远、刺激参数调整灵活的特点,可在小动物自由行走状态而不是传统的麻醉状态完成相关的电生理及行为学在体实验,使得实验数据更加真实可靠,贴近动物正常生理状态,可信度高,有利于推动相关前沿基础研究的进展。

动物实验

三、刺激 / 记录多功能复合微脑电极阵列芯片:在国家自然科学基金项目的资助下,西安交通大学生命科学与技术学院生物医学工程研究所等单位联合攻关,掌握了基于 MEMS 的双面布局的刺激/记录微脑电极阵列芯片制备的关键技术,并取得了初步成果,包括:设计了符合要求的双面多功能微脑电极阵列芯片;对设计的微脑电极阵列芯片的刺激效果进行了仿真研究;掌握了基于 MEMS 的双面微脑电极特殊加工工艺和关键技术,并加工出了电极样品;

动物实验结果表明,电极芯片可以顺利穿透硬软脑膜进入脑组织而不会发生弯曲,电极芯片可以较好地采集到神经元峰电位和局部场电位。

电极实物图、显微镜图以及尖端界面示意图

四、经络 / 神经刺激器:针灸及其衍生的各种疗法因其在许多病症上独有的疗效,被广泛应用于治疗脑血管疾病引起的偏瘫、风湿、关节炎、颈腰椎疾病,以及神经肌肉疾病等多种病症。通过对经络进行高压脉冲刺激可以实现针灸治疗效果,并且因治疗过程舒适、方便及无创等优点深受患者喜爱。功能特点:能够产生强度大小可调的高压脉冲刺激;当刺激电流超过设定的最大电流时,电源断开以达到保护患者的目的。脉冲刺激的强度可调,应用范围更广;打开开关即可产生脉冲刺激,避免因长时间使用压电脉冲电刺激器造成手部肌肉疲劳;体积小,操作简单,成本低。

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