[發明專利]一種智能顱內皮質電極及其精確采集皮質腦電的方法

在審

• 申請號: 201910001363.X
• 申請日: 2019-01-02
• 公開（公告）號: CN109645991A
• 公開（公告）日: 2019-04-19
• 發明（設計）人: 姜濤;賀國慶;許永川
• 申請（專利權）人: 華南理工大學
• 主分類號: A61B5/0478
• 分類號: A61B5/0478;A61B5/0476
• 代理公司: 廣州市華學知識產權代理有限公司 44245
• 代理人: 陳宏升

本發明涉及一種智能顱內皮質電極，包括：“梳狀”條/片電極陣列(Ⅰ)和智能電極接觸狀態檢測器(Ⅱ)；所述“梳狀”條/片電極陣列(Ⅰ)由m條相同的n點條形電極組成，包括“梳狀”柔性基底(1)、嵌套在柔性基底(1)中的陣列電極(2)、埋置在柔性基底(1)中的電極絲(3)、用于包裹電極絲(3)的導聯線套管(4)和電極輸出插頭(5)。各柔性基底(1)在“梳狀”柔性基底(1)的“梳背”處連接，在“梳齒”處分離，有利于電極良好接觸大腦皮質，并保持各電極間的相對位置固定。所述智能電極接觸狀態檢測器(Ⅱ)連接“梳狀”條/片電極陣列，能夠實時檢測電極與大腦皮質的接觸狀態，從而保證ECoG的精確采集。

技術領域

本發明涉及腦電分析的神經外科臨床應用技術領域，特別是涉及一種智能顱內皮質電極及其精確采集皮質腦電的方法。

背景技術

依據人體生物電原理和神經系統反射弧原理，以及功能腦電特異性原理，基于皮質腦電(electrocorticogram,ECoG)分析的術中腦功能定位被廣泛應用于神經系統的科學研究和神經外科臨床應用。基于皮質腦電分析的術中腦功能定位首先在大腦植入硬膜下行列式顱內皮質電極，拍攝術中矩陣式電極圖片，并采集各種腦功能活動的皮質腦電信號；然后通過建模、分析各個電極特異性腦電的腦功能區屬性，同時識別定位硬膜下矩陣式電極的圖像坐標和序號；最后繪制各個腦功能區的功能映射圖，從而精確定位各個腦功能區邊界。其中，精確采集各種腦功能活動的皮質腦電信號是術中腦功能定位的基礎。

采集皮質腦電(ECoG)的顱內皮質電極主要有條形和片形兩種形態。其中，片形顱內皮質電極的柔性基底內部嵌有m×n個行列式電極。由于各個電極放置的相對位置固定，有利于識別定位顱內皮質電極的圖像坐標和序號。但是，由于顱內皮質電極片均嵌在“平面形”柔性基底中，各相鄰電極片之間相互以“多向”方式拉伸牽制，不能隨意變形成各種“曲面”；而大腦皮質表面結構為各種凹凸不平的“曲面”，并且存在腦組織液的干擾。因此，出現片形顱內皮質電極與大腦皮質表面接觸不緊密問題，接觸不良，甚至懸空，導致采集的腦電信號不準確、不完整，進而影響腦電信號的建模分析以及術中腦功能區定位。而為了解決這類電極與顱內皮質接觸不緊密的問題，通常在神經外科手術中采用滴加導電性生理鹽水方法，將大腦皮質的ECoG信號傳到電極片。但是，生理鹽水也必然導致相關電極短路，而相互短路電極采集到的ECoG信號相同。因此，出現各個電極ECoG信號的特異性丟失問題，同樣導致采集的腦電信號不可靠、不準確，進而誤導腦電信號的建模分析以及術中腦功能區定位。

同時，條形顱內皮質電極的柔性基底內部嵌有1*n個電極片，顱內皮質電極片均嵌在“直線形”柔性基底中，各相鄰電極片之間相互以“單向”方式拉伸牽制，容易變形成各種的“平面曲線”。而大腦表面結構凹凸不平，其橫截面也是“平面曲線”。因此，條形顱內皮質電極與大腦皮質表面較容易(但不絕對)接觸緊密，有利于準確采集腦電信號。但多條條形顱內皮質電極放置在大腦皮質時，其相對位置不易固定，不利于識別定位顱內皮質電極的圖像坐標和序號。

綜上所述，無論是條形還是片形顱內皮質電極，電極與大腦顱內皮質表面接觸狀態不同程度地存在4個問題：電極接觸不良或懸空，電極相互短路，電極坐標相對位置不固定，而且上述問題出現具有隨機性，使腦電信號的采集具有不確定性。將導致采集的腦電信號不準確、不完整和不確定，進而無法進行腦電信號的精確建模分析以及術中腦功能區定位。

發明內容

針對現有技術存在的上述問題，本發明提供一種智能顱內皮質電極及其精確采集皮質腦電的方法。

本申請的具體方案如下：