颅内深部电极的技术原理及材料特性主要体现在以下几个方面:
技术原理:
颅内深部电极主要用于脑电监测和刺激,通过向大脑特定区域传递电脉冲或记录神经信号。其核心原理是通过电极与脑组织的直接接触,实现对神经活动的监测或调控。例如,深部脑刺激(DBS)通过电极向特定脑区输送电脉冲,以调节异常神经活动。此外,电极还可用于记录脑电活动,如局部场电位(LFP)和单神经元信号。
材料特性:
材料选择:电极材料需具备良好的生物相容性、导电性、惰性及长期稳定性。常见的材料包括铂-铱合金(Pt-Ir)、不锈钢、聚氨酯、聚酰亚胺等。例如,铂-铱因其低毒性、优异的导电性和化学稳定性被广泛用于电极触点。
结构设计:电极通常由电极点、导丝、套管等组成,部分设计采用多触点阵列、柔性材料(如聚酰亚胺)以减少对脑组织的机械刺激。
性能要求:电极需具备良好的信号传输能力、抗干扰性、长期稳定性和可操作性,同时需考虑MRI兼容性。
应用与局限性:
颅内深部电极广泛应用于癫痫监测、脑深部病灶定位、脑机接口等场景,但其长期植入可能面临材料降解、胶质瘢痕形成等问题。
综上,颅内深部电极的技术原理基于电-神经信号的交互,其材料与结构设计需兼顾生物相容性、功能性和临床需求。
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