《神經假體中電極-神經組織接口特性的測量與研究》是依託上海交通大學，由吳開傑擔任項目負責人的青年科學基金項目。
基本介紹
- 中文名：神經假體中電極-神經組織接口特性的測量與研究
- 項目類別：青年科學基金項目
- 項目負責人：吳開傑
- 依託單位：上海交通大學
項目摘要,結題摘要,
項目摘要
電極刺激式假體旨在幫助病人恢復因疾病、傷病等原因而失去的能力。成功實現電刺激神經假體的關鍵因素之一在於如何設計一個安全、可靠、和諧的電極-神經組織的接口。本課題旨在通過動物模型在體實驗，利用可植入ASIC設計復阻抗譜測量系統，無創地監測植入神經假體的電極復阻抗譜變化，有機結合組織病理切片分析結果，評估不同階段刺入式電極與神經組織的接口回響特性，為電極的最佳化設計提供實驗依據，為初步介入措施提供重要的參考信息。
結題摘要
電刺激式假體旨在幫助病人恢復因疾病、傷病等原因而失去的能力。成功實現電刺激神經假體的關鍵因素之一在於如何設計一個安全可靠、生物相容的電極-神經組織的接口。本課題旨在設計可植入ASIC設計復阻抗譜測量系統，通過動物模型在體實驗，無創地監測植入神經假體的電極復阻抗譜變化，有機結合組織病理切片分析結果，評估不同階段刺入式電極與神經組織的接口回響特性，為電極的最佳化設計提供實驗依據，為初步介入措施提供重要的參考信息。 主要研究成果和結論： 1、根據生物組織等效電路模型及Cole-Cole阻抗特徵理論，建立膠質細胞擴張模型。仿真結果表明神經微電極的阻抗譜受細胞體積分數影響，細胞體積分數越大，神經微電極的阻抗越大。電極植入後，由於膠質瘢痕組織內會發生星形膠質細胞的增生和肥大，兩者都會影響組織的細胞體積分數。 2、基於高精度的阻抗轉換器（AD5933）構建復阻抗譜系統，對商用或自製的神經微電極進行阻抗測試。實驗數據表明，AD5933測量結果與參考值相近，最大偏差3.75%，平均偏差1.84%，滿足測量要求，為進一步在體測量奠定了基礎。 3、 利用 ASIC 神經刺激器晶片自身的電極電壓、電流檢測功能，配合分立元器件、低功耗微控制器、幅度相位檢測晶片，建立了基於ASIC晶片的復阻抗譜測量系統。基於Class E功率放大器建立射頻無線傳輸系統，能夠為低能磁耦合工作條件下的經皮傳輸提供更大的能量傳輸。設計了反向無線傳輸功能，有待進一步進行驗證。 4、利用AD5933復阻抗譜系統，對植入於動物腦皮層的神經電極進行復阻抗測試，獲取電極與神經組織接口回響特性的變化規律，衡量ETI電極的極化反應程度、排異反應所造成的電極周邊組織包裹物的緻密程度、神經組織的損傷程度等。本項目在研期間發表EI文章1篇，核心期刊5篇；課題相關發明專利授權3項，公開4項；指導碩士研究生2名，本科畢業設計2名。
