Ⅰ. Мікроголкові електроди та їх застосування
Мікроголкові електроди – це мікророзмірні голчасті -пристрої, які можуть частково або повністю проникати в поверхню шкіри для збору електрофізіологічних/електрохімічних сигналів або досягнення електричної стимуляції. Вони широко використовуються в переносних/імплантованих датчиках, нейронауці та мозкових-комп’ютерних інтерфейсах. Їх основною перевагою є здатність безперервно виявляти in vivo фізіологічні та патологічні параметри, такі як електрокардіограми та електроміограми, надаючи прямі та точні дані для діагностики та лікування.
Електродна матриця Юта, розроблена Університетом Юти, є типовою технологією мікроголкових електродних матриць. Його унікальна три{1}}голка-структура дозволяє кожному електроду мати як високу просторово-часову роздільну здатність, так і чудову ізоляцію. Після імплантації наконечник електрода діє лише на навколишню групу нейронів і навіть може реєструвати активацію одного нейрона. З розвитком технології MEMS мікроголкові масиви електродів значно покращили біосумісність, механічну гнучкість, довгострокову-стабільність і роздільну здатність.
Ⅱ. Рішення для збору електрофізіологічних сигналів
У біомедичній галузі отримання та аналіз електрофізіологічних сигналів мають вирішальне значення для діагностики захворювання та оцінки стану здоров’я. Однак ці сигнали є складними та слабкими, що робить ефективне отримання постійною проблемою. В даний час існує два основних рішення: імплантація і носіння.
Рішення для імплантації передбачають пряме імплантування масиву електродів з мікроголками в тіло людини для досягнення-безперервного моніторингу електрофізіологічних сигналів у реальному часі. Його переваги полягають у високій просторово-часовій роздільній здатності та стабільності, що дозволяє точно фіксувати активність окремих нейронів. Однак це також створює проблеми, такі як хірургічні ризики, недостатня довгострокова -стабільність і проблеми з біосумісністю.
Рішення для носіння надають перевагу зручності та комфорту. Вставляючи масиви електродів з мікроголками на поверхню шкіри або всередину одягу, користувачі можуть легко контролювати електрофізіологічні сигнали. Це рішення усуває потребу в хірургічному втручанні, знижуючи ризики та покращуючи зручність використання та комфорт. Однак він все ще стикається з технічними проблемами, такими як перешкоди сигналу та придушення шуму, які потребують вирішення.
Ⅲ. Застосування мікроелектродів у нейромедицині
Технологія матриці мікроелектродів, як ключовий інструмент для отримання електрофізіологічних сигналів, відіграє життєво важливу роль у нейромедицині та мозкових{0}}комп’ютерних інтерфейсах. Імплантуючи або надягаючи масиви мікроелектродів на тіло людини, вчені можуть відстежувати активність нейронів, сигнали електроенцефалограми (ЕЕГ) та інші електрофізіологічні сигнали в режимі реального часу, забезпечуючи таким чином надійну підтримку для діагностики та лікування неврологічних захворювань. Водночас технологія масиву мікроелектродів також принесла нові прориви в розвиток технології інтерфейсу мозку-комп’ютера, дозволяючи людям керувати зовнішніми пристроями за допомогою думки.
Ⅳ. Полімерні гнучкі мікроголкові сухі електроди
На основі полімерів гнучкі мікроголкові сухі електроди геніально розроблені для ефективного моніторингу нейронних електричних сигналів, забезпечуючи нові інструменти для нейромедичних досліджень. Ця технологія не тільки покращує ефективність отримання електрофізіологічного сигналу, але й пропонує нові можливості для ранньої діагностики та лікування неврологічних захворювань.