学位论文 > 优秀研究生学位论文题录展示

基于MEMS技术的视觉假体多通道刺激微电极阵列的研究

作　者: 罗雪娇
导　师: 柴新禹；隋晓红
学　校: 上海交通大学
专　业: 生物医学工程
关键词: 视觉假体 MEMS技术微电极阵列脉络膜上腔植入
分类号: R318.1
类　型: 硕士论文
年　份: 2012年
下　载: 76次
引　用: 2次
阅　读: 论文下载

内容摘要

通过植入式神经微电极对人体的特定部位施加电刺激,能够治疗传统药物或手术无法治愈的神经损伤性疾病,例如帕金森、癫痫、瘫痪、肌张力异常、老年痴呆、大小便失禁、心脏起搏异常、耳聋以及失明等。目前,视觉假体已经成为神经功能修复领域新的研究热点。多通道神经刺激微电极阵列作为视觉假体的一部分,直接与视觉神经组织相接触,是实现视觉功能修复的关键部件。随着微机电系统(Micro-Electro-Mechanical System, MEMS)技术的不断发展,多通道MEMS神经刺激微电极阵列研究受到国内外广泛关注。本文主要研究内容包括:(1)基于MEMS技术,研制可植入到脉络膜上腔的柔性薄膜刺激微电极阵列。微电极直径为350μm,按照6×10排布,4个可选的回收电极排布在刺激电极周围。采用制作工艺简单、性能良好的光敏型聚酰亚胺(PI)作为微电极衬底材料,生物相容性及电化学性能良好的金属铂(Pt)作为电极材料。为了增加电极密度,提高刺激电极空间分辨率,我们采用双层金属制作工艺,并且通过增加钛(Ti)金属层和氧等离子表面轰击来提高衬底与导电层的黏附性。(2)对研制的刺激微电极阵列进行体外与在体评估。利用三电极自动阻抗测试分析平台,对脉络膜上腔柔性微电极阵列进行电化学阻抗测试与分析。通过体外循环伏安法和瞬态电压测试确定了微电极的电荷储存能力和电荷注入能力。兔子在体动物电生理实验表明,不同的刺激电极诱发的视皮层最大响应区域的位置不同。体外与在体实验结果表明该脉络膜上腔微电极阵列能够实现在体可靠工作。

全文目录

摘要  5-7
ABSTRACT  7-12
图录  12-14
表录  14-15
第一章绪论  15-38
  1.1 视觉假体  15-23
    1.1.1 视皮层假体  18
    1.1.2 视神经假体  18-19
    1.1.3 视网膜假体  19-23
  1.2 MEMS 技术  23-26
    1.2.1 MEMS 技术  23-25
    1.2.2 MEMS 技术在神经微电极中的应用  25-26
  1.3 视觉假体微电极阵列  26-36
    1.3.1 视皮层假体微电极阵列  26-28
    1.3.2 视神经假体微电极阵列  28-29
    1.3.3 视网膜假体微电极阵列  29-36
  1.4 本文的课题来源和研究内容  36-38
    1.4.1 课题来源  36
    1.4.2 研究内容  36-38
第二章基于MEMS 技术的脉络膜上腔双层柔性微电极阵列的设计与制作  38-55
  2.1 脉络膜上腔柔性微电极阵列材料选取  38-41
    2.1.1 基底材料  38-40
    2.1.2 电极材料  40-41
  2.2 脉络膜上腔柔性微电极阵列结构设计  41-45
  2.3 基于光敏PI 材料的双层柔性微电极阵列的微加工工艺  45-50
    2.3.1 实验器材  45-46
    2.3.2 基于光敏PI 双层柔性微电极阵列加工工艺流程  46-50
  2.4 微电极阵列的表面形貌  50-52
  2.5 柔性微电极阵列的引线焊接及封装  52-54
  2.6 本章小结  54-55
第三章脉络膜上腔柔性微电极阵列的性能测试评估  55-71
  3.1 微电极阵列的体外测试  55-65
    3.1.1 电化学阻抗测试  55-61
    3.1.2 CV 特性测试  61-63
    3.1.3 瞬间电势特性测试  63-65
  3.2 动物在体电生理评估  65-69
    3.2.1 实验材料及手术过程  65-66
    3.2.2 记录电极  66
    3.2.3 电极刺激及结果  66-69
  3.3 本章小结  69-71
第四章总结与展望  71-73
  4.1 全文总结  71-72
  4.2 研究展望  72-73
参考文献  73-78
致谢  78-79
攻读硕士学位期间已发表或录用的论文  79

基于MEMS技术的视觉假体多通道刺激微电极阵列的研究

内容摘要

全文目录

相似论文