本技术公开了一种基于ZnO薄膜晶体管的植入式脊髓神经信号采集电极阵列。信号采集电极阵列的柔性电路板包含ZnO层,各个电极模块阵列排布在柔性电路板上,各个第一导线沿柔性电路板的长度方向间隔布置并电连接相邻的各个电极模块,各个第二导线沿柔性电路板的宽度方向间隔布置并电连接相邻的各个电极模块,各个第一导线依次传输脉冲信号后按顺序导通相邻的电极模块,各个第二导线输出所采集的脊髓的神经肌电信号。本发明的电极阵列可以使得分布在脊髓周围的电极周向分布最大化,同时使串扰污染最小化,有效减少噪声。阵列电极的设计既可以高密度采集脊髓信号,又可以实现信号的就地放大,减少微弱信号在传输过程中所受到的噪声干扰。
背景技术
脊髓是神经系统的主要组成部分,对于在大脑和周围系统之间传递运动和感觉信息至关重要。脊髓损伤可导致包括瘫痪和自主神经功能障碍在内的严重后果。脊髓损伤患者的生活质量差,亟待解决疼痛、走动和各种基本功能。传统的脊髓刺激设备主要设计用于治疗慢性疼痛,而非直接恢复运动功能。植入式脊髓桥接技术,有望解决脊髓损伤造成的问题,比如,中断大脑和脊髓区域之间的连接从而导致瘫痪,心血管和胃肠功能障碍。
而无论是从受损的上游脊髓神经采集信号还是在下游脊髓神经处施加电刺激信号,都需要合适的电极作为接口器件。由于受损的上游脊髓神经的信号比较微弱,且多种神经线聚在一起,采集分析这类信号是一大难题。
植入人体的电极需要面临植入后产生的炎症所带来的恶劣生物环境,即电极必须在持续的电刺激下能够抵抗腐蚀、分层、膨胀、溶解和机械应变,传统的金属基材无法满足植入式电极的安全性需求。而目前现有的植入式电极设计,如Utah阵列电极的微针(丝)结构和Michigan电极的探针结构,无法部署在脊髓上;又如螺旋电极和卡肤电极,无法满足紧密包裹脊髓的需要。
实现思路