[發(fā)明專利]一種微型LED探針

在審

• 申請?zhí)枺?/td>: 201810333638.5
• 申請日: 2018-04-13
• 公開（公告）號: CN108814549A
• 公開（公告）日: 2018-11-16
• 發(fā)明（設(shè)計(jì)）人: 劉召軍;覃麗環(huán);王艷
• 申請（專利權(quán)）人: 南方科技大學(xué)
• 主分類號: A61B5/00
• 分類號: A61B5/00
• 代理公司: 北京品源專利代理有限公司 11332
• 代理人: 孟金喆

本發(fā)明公開了一種微型LED探針。所述微型LED探針包括探針頭和與探針頭連接的連接部；探針頭包括有源面板、驅(qū)動(dòng)電路、微型LED陣列和SPAD熒光探測器；驅(qū)動(dòng)電路包括多個(gè)呈陣列排布的驅(qū)動(dòng)單元，微型LED陣列包括多個(gè)呈矩陣排布的微型LED；驅(qū)動(dòng)單元與微型LED一一對應(yīng)，每個(gè)驅(qū)動(dòng)單元用于驅(qū)動(dòng)對應(yīng)微型LED；SPAD熒光探測器包括多個(gè)呈陣列排布的SPAD熒光探測元件。本發(fā)明技術(shù)方案實(shí)現(xiàn)了對神經(jīng)細(xì)胞的直接刺激和監(jiān)測，并將神經(jīng)細(xì)胞的活動(dòng)狀況實(shí)時(shí)成像。此外，由于每個(gè)微型LED由對應(yīng)驅(qū)動(dòng)單元獨(dú)立控制發(fā)光效果，因此可以實(shí)現(xiàn)對單個(gè)或多個(gè)神經(jīng)細(xì)胞的刺激，進(jìn)而得到神經(jīng)細(xì)胞的三維視圖效果。

技術(shù)領(lǐng)域

本發(fā)明實(shí)施例涉及神經(jīng)診療技術(shù)，尤其涉及一種微型LED探針。

背景技術(shù)

微型神經(jīng)探針是用于神經(jīng)科學(xué)的重要工具。神經(jīng)探針目前在醫(yī)學(xué)領(lǐng)域主要用于腦疾病，如癲癇，偏頭痛，阿爾茨海默氏癥，癡呆等神經(jīng)疾病。近年來，在微電子技術(shù)和光遺傳學(xué)不斷發(fā)展完善的背景下，神經(jīng)探針的研究也取得了快速的進(jìn)步和發(fā)展。通過將神經(jīng)探針植入大腦的不同區(qū)域，以記錄和刺激大腦中特定的位點(diǎn)，從而能夠進(jìn)行細(xì)胞級的檢測、處理以及解釋神經(jīng)數(shù)據(jù)，從而幫助醫(yī)學(xué)人員深入了解神經(jīng)疾病并做出合理對策。

然而，現(xiàn)有的神經(jīng)探針，雖然能夠?qū)崿F(xiàn)對大腦神經(jīng)細(xì)胞的刺激和監(jiān)測，但是需要對大腦進(jìn)行解剖，以觀察神經(jīng)細(xì)胞中的熒光物質(zhì)發(fā)出的光信號。在不解剖的情況下，無法將神經(jīng)細(xì)胞的活動(dòng)狀況實(shí)時(shí)直觀的表現(xiàn)出來，從而阻礙醫(yī)學(xué)人員進(jìn)一步了解神經(jīng)疾病。

發(fā)明內(nèi)容

本發(fā)明提供一種微型LED探針，以實(shí)現(xiàn)對神經(jīng)細(xì)胞的直接刺激和監(jiān)測，在不進(jìn)行人體解剖的情況下就能將神經(jīng)細(xì)胞的活動(dòng)狀況實(shí)時(shí)成像。

第一方面，本發(fā)明實(shí)施例提供了一種微型LED探針，包括探針頭和與所述探針頭連接的連接部；

所述探針頭包括有源面板、驅(qū)動(dòng)電路、微型LED陣列和單光子雪崩二極管SPAD熒光探測器；所述驅(qū)動(dòng)電路集成在所述有源面板的第一側(cè)面，包括多個(gè)呈陣列排布的驅(qū)動(dòng)單元，所述微型LED陣列位于所述驅(qū)動(dòng)電路遠(yuǎn)離所述有源面板的一側(cè)，包括多個(gè)呈矩陣排布的微型LED；所述驅(qū)動(dòng)單元與所述微型LED一一對應(yīng)，每個(gè)所述驅(qū)動(dòng)單元用于驅(qū)動(dòng)對應(yīng)所述微型LED；

所述SPAD熒光探測器集成在所述有源面板的第二側(cè)面，包括多個(gè)呈陣列排布的SPAD熒光探測元件，所述SPAD熒光探測元件與所述驅(qū)動(dòng)單元一一對應(yīng)。

具體地，所述SPAD熒光探測元件包括SPAD、第一電阻和存儲(chǔ)元件；所述第一電阻的第一端與所述有源面板上的第一電壓線電連接，第二端與所述存儲(chǔ)元件的第一極以及所述SPAD的陰極電連接，所述存儲(chǔ)元件的第二極以及所述SPAD的陽極接地。

具體地，所述存儲(chǔ)元件是第一電容。

具體地，所述微型LED探針還包括第一包覆層，所述第一包覆層等厚包覆所述微型LED探針除所述微型LED以及所述SPAD之外的區(qū)域。

具體地，所述第一包覆層的材料為聚對二甲苯Parylene C。

或者，所述微型LED探針還包括第二包覆層以及第三包覆層，所述第二包覆層等厚包覆所述探針頭除所述微型LED以及所述SPAD之外的區(qū)域，所述第三包覆層等厚包覆所述連接部。

具體地，所述驅(qū)動(dòng)單元包括第一晶體管、第二晶體管以及第二電容；所述第一晶體管的柵極與所述驅(qū)動(dòng)單元的控制端電連接，所述第一晶體管的第一極與所述驅(qū)動(dòng)單元的輸入端電連接，所述第一晶體管的第二極與所述第二晶體管的柵極以及第二電容的第一極電連接；所述第二晶體管的第一極和所述第二電容的第二極與所述有源面板上的第二電壓線電連接，所述第二晶體管的第二極與所述驅(qū)動(dòng)單元對應(yīng)的微型LED的陽極電連接；所述驅(qū)動(dòng)單元對應(yīng)的微型LED的陰極接地。

具體地，所述微型LED的尺寸為5μm。

具體地，所述探針頭的厚度為10μm。