一種寬視野視網膜微電極陣列制造技術

本發明專利技術涉及一種寬視野視網膜微電極陣列，其主要技術特點是：所述的電極陣列部分由柔軟聚酯襯底、視網膜刺激電極陣列構成，刺激電極陣列嵌入在柔軟聚酯襯底上，刺激電極陣列呈矩形且水平方向的長度大于垂直方向的長度，在柔軟聚酯襯底設有固定孔；電極陣列引出部分由柔軟聚酯襯底及嵌入在其上的電極引線構成；所述的外接電刺激點陣部分由外接電刺激部分襯底及外接刺激點陣構成，外接刺激點陣嵌入在柔軟聚酯襯底上，刺激電極陣列通過電極引線與外接刺激點陣相連接。本發明專利技術采用呈矩形排列且水平方向大于垂直方向長度的電極陣列，在水平方向可以刺激更多的視錐細胞和視桿細胞，從而提供水平方向較寬的視野，同時，不會增加微電極陣列加工的難度。

【技術實現步驟摘要】

本專利技術屬于生物醫學信號檢測領域，尤其是一種寬視野視網膜微電極陣列。
技術介紹
視網膜位于眼球后壁，是光敏感區，包含光敏單元視桿細胞和視錐細胞。視神經將光刺激到視桿細胞和視錐細胞產生的電信號傳導到大腦進行視覺處理。在視網膜病變情況下，老年性黃斑變性(AMD)和視網膜色素變性(RP)視錐細胞和視桿細胞發生不同程度的退化，造成視力減退或失明；然而，視神經卻沒有受到損壞，仍然可以將視網膜的電信號傳輸給大腦。因此，通過對視網膜尚未損毀的部分給于適當的刺激，可以使患者的視力得到改善或恢復。視網膜假體(Retinal Prothesis)是針對上述視網膜疾病，通過植入視網膜，刺激尚存的視桿細胞和視錐細胞，使光信息在大腦形成。視網膜假體的電極陣列不僅能夠產生電刺激，而且它可以決定視覺圖像的分辨率和視野。現有的視網膜假體通常采用各向同性排列I、正方形排列的刺激電極陣列，其通過引出線部分將電極刺激點引出，以便用外部刺激大道刺激視網膜相應部位，其在水平方向和豎直方向提供同樣的視野和分辨率；2、六角形蜂窩狀排列的電極陣列，該排列方式采用不同的刺激方式，使得電極參數在同樣的條件下，可以提供比正方形電極排布方式更高的分辨率，其在水平方向與豎直方向的視野也是一致的；3、弧形襯底的電極陣列，該電極陣列將電極襯底制作成分段式，然后組裝、固定，其在水平與豎直方向的視野比前兩種寬一些。上述的電極陣列排布方法，都存在著不同程度的問題I、正方形排列的刺激電極陣列，雖然在水平和垂直方向都能獲得相等的視覺范圍，但在同等數量的電極情況下，分辨率在水平與豎直方向等同。2、六角形蜂窩狀排列的電極陣列，與正方形排列的刺激電極陣列相似，同樣局限到水平方向的視野，不能使水平方向獲得更高的分辨率。3、弧形襯底的電極陣列，是依照視網膜的天然弧度，將電極陣列的襯底進行分割，在植入視網膜時，需要進行拼接、固定后使合成的電極陣列呈球面弧型，該電極陣列雖然在水平方向和垂直方向都能獲得更寬的視野，但是，這種視網膜假體的加工制作和植入難度太聞。
技術實現思路
本專利技術的目的在于克服現有技術的不足，提供一種設計合理、能夠提供水平方向較寬視野且易于加工和植入的寬視野視網膜微電極陣列。本專利技術解決其技術問題是采取以下技術方案實現的一種寬視野視網膜微電極陣列，包括依次連接的電極陣列部分、電極陣列引出部分和外接電刺激點陣部分，所述的電極陣列部分由柔軟聚酯襯底、刺激電極陣列構成，刺激電極陣列嵌入在柔軟聚酯襯底上，刺激電極陣列呈矩形且水平方向的長度大于垂直方向的長度，在柔軟聚酯襯底設有固定孔；電極陣列弓I出部分由柔軟聚酯襯底及嵌入在其上的電極引線構成；所述的外接電刺激點陣部分由外接電刺激部分襯底及外接刺激點陣構成，夕卜接刺激點陣嵌入在柔軟聚酯襯底上，刺激電極陣列通過電極引線與外接刺激點陣相連接。而且，所述的刺激電極陣列由水平方向和垂直方向等距排列的電極點構成，每個電極點與電極引線相連接。而且，所述的外接刺激點陣由外接刺激點構成并沿外接電刺激部分襯底的邊緣設置，所述的外接刺激點與電極引線相連接。而且，所述的刺激電極陣列由三角形等距離排列的電極點構成，每個電極點與電極引線相連接。而且，所述的外接刺激點陣由外接刺激點構成并沿外接電刺激部分襯底呈陣列設置，所述的外接刺激點與電極引線相連接。 而且，所述的刺激電極陣列中的電極點與外接電刺激點的給入方式為三角形刺激方式，或六角形刺激方式。而且，所述的電極引線為沿電極陣列引出部分的襯底單層分布，或雙層分布或多層分布。而且，所述的電極引線由一組細微金屬線構成。而且，所述的固定孔設置在柔軟聚酯襯底的四個頂角處。而且，所述的電極陣列部分、電極陣列引出部分與外接電刺激點陣部分一體制成，其厚度不大于20 μ m ;刺激電極陣列水平方向長度為5mm，垂直方向的長度為3mm。本專利技術的優點和積極效果是本專利技術采用基本呈矩形排列且水平方向大于垂直方向長度的電極陣列，該電極陣列部分參照了視錐細胞的參數，使得電極刺激能夠引起視錐細胞的反應，最終產生的視皮層映像達到一定的分辨率，將電極陣列植入視網膜后，在水平方向可以刺激更多的視錐細胞和視桿細胞，從而提供水平方向較寬的視野，同時，不會增加刺激電極陣列加工的難度。附圖說明圖I為本專利技術的一種實施例的結構示意圖；圖2為本專利技術的另一種實施例的結構示意圖；圖3為本專利技術的刺激信號與接收信號的電極位置關系示意圖，其中圖3-1是三角形刺激方式的電極位置關系示意圖，圖3-2是六角形刺激方式的電極位置關系示意圖；圖4為寬視野視網膜微電極陣列的一種植入方法示意圖；圖5為寬視野視網膜微電極陣列的另一種植入方法示意圖；圖6為本專利技術的工作原理示意圖。具體實施例方式以下結合附圖對本專利技術實施例做進一步詳述一種寬視野視網膜微電極陣列，如圖I及圖2所示，包括依次連接的電極陣列部分、電極陣列引出部分和外接電刺激點陣部分，電極陣列部分、電極陣列引出部分與外接電刺激點陣部分一體制成，避免了銜接的復雜工藝，其厚度不大于20 μ m。下面對電極陣列部分、電極陣列引出部分和外接電刺激點陣部分分別進行說明在圖I所示的實施例中，電極陣列部分由具有生物相容性的柔軟聚酯襯底l_a、刺激電極陣列ι-b構成，刺激電極陣列嵌入在柔軟聚酯襯底上上，刺激電極陣列由水平方向和垂直方向等距排列的電極點Ι-c構成，刺激電極陣列呈矩形且水平方向的長度大于垂直方向的長度，其水平方向長度為5mm，垂直方向的長度為3mm，這種電極排列方式使得電極陣列不僅可以刺激中心部位的視錐細胞和視桿細胞，還可以刺激中心區左、右的視錐細胞和視桿細胞。每個電極點通過一根引出線連接到電極陣列引出部分上，在柔軟聚酯襯底的四個頂角處分別設有固定孔ι-d，在電極陣列部分植入視網膜后，通過在固定孔處打入視網膜固定釘可將電極陣列部分固定在視網膜表面上。所述的電極陣列引出部分由具有生物相容性的柔軟聚酯襯底Ι-e及其表面嵌入的電極引線構成，電極引線由一組細微金屬線構成，這些金屬線之間的間距在設置時充分考慮刺激電流強度，以避免在引線之間產生電路串擾。這些細微金屬線分別與電極陣列部 分上的電極點及外接電刺激點陣部分的刺激點相連，能夠將外部電刺激點陣部分的電刺激信號傳導到電極陣列部分的電極點上。本專利技術的電極引線可以為沿襯底單層分布，也可以雙層分布或多層分布。所述的外接電刺激點陣部分由外接電刺激部分襯底l_f及其表面設置的外接刺激點陣Ι-g構成，外接刺激點陣Ι-g由以不同排列方式嵌入的刺激點Ι-h構成，這些刺激點為微金屬點并分別與電極陣列引出部分的微細金屬線相連；外接刺激點陣沿襯底的邊緣設置，這種排布方式便于單排引出接口的制作。外部施加的電刺激信號直接作用在外加電刺激點陣，通過與刺激點相連接的電極引線傳導到植入部分電極陣列，從而將電刺激作用到視網膜上。在圖2所示的實施例中，電極陣列部分由具有生物相容性的柔軟聚酯襯底2_a、刺激電極陣列2-b構成，刺激電極陣列嵌入在柔軟聚酯襯底上上，刺激電極陣列內的電極點排列基本呈矩形，且水平方向的長度大于垂直方向的長度的長度，刺激電極陣列中的單個電極點2-c的排列方式為三角形等距離排列，每個電極點通過一根引出線連接到電極陣列引出部分上，在柔軟聚酯襯底的四個頂角處分別設有固定孔2-d。電極陣列引出部分2-e與本文檔來自技高網...

【技術保護點】
一種寬視野視網膜微電極陣列，包括依次連接的電極陣列部分、電極陣列引出部分和外接電刺激點陣部分，其特征在于：所述的電極陣列部分由柔軟聚酯襯底、刺激電極陣列構成，刺激電極陣列嵌入在柔軟聚酯襯底上，刺激電極陣列呈矩形且水平方向的長度大于垂直方向的長度，在柔軟聚酯襯底設有固定孔；電極陣列引出部分由柔軟聚酯襯底及嵌入在其上的電極引線構成；所述的外接電刺激點陣部分由外接電刺激部分襯底及外接刺激點陣構成，外接刺激點陣嵌入在柔軟聚酯襯底上，刺激電極陣列通過電極引線與外接刺激點陣相連接。

【技術特征摘要】

【專利技術屬性】
技術研發人員：謝小波，徐圣普，汪建濤，胡勇，崔紅巖，馮莉，
申請(專利權)人：中國醫學科學院生物醫學工程研究所，天津醫科大學眼科中心，
類型：發明
國別省市：