Ⅰ. Elèctrodes de microagulla i les seves aplicacions
Els elèctrodes de microagulla són dispositius semblants a agulles{0}}de microescala que poden penetrar parcialment o completament a la superfície de la pell per recollir senyals electrofisiològics/electroquímics o aconseguir estimulació elèctrica. S'utilitzen àmpliament en sensors portàtils/implantables, neurociència i interfícies d'ordinadors cerebrals-. El seu avantatge principal és la capacitat de detectar contínuament paràmetres fisiològics i patològics in vivo, com ara electrocardiogrames i electromiogrames, proporcionant dades directes i precises per al diagnòstic i el tractament.
La matriu d'elèctrodes d'Utah, desenvolupada per la Universitat d'Utah, és una tecnologia representativa en matrius d'elèctrodes de microagulles. La seva estructura única en forma d'agulla-tridimensional-permet que cada elèctrode posseeix una alta resolució espaciotemporal i un excel·lent aïllament. Després de la implantació, la punta de l'elèctrode actua només sobre el grup neuronal circumdant, i fins i tot pot registrar el disparament d'una sola neurona. Amb el desenvolupament de la tecnologia MEMS, les matrius d'elèctrodes de microagulles han experimentat millores significatives en la biocompatibilitat, la flexibilitat mecànica, l'estabilitat a llarg termini-i la resolució.
Ⅱ. Solucions d'adquisició de senyals electrofisiològiques
En l'àmbit biomèdic, l'adquisició i l'anàlisi de senyals electrofisiològics són crucials per al diagnòstic de la malaltia i l'avaluació de la salut. Tanmateix, aquests senyals són complexos i febles, la qual cosa fa que l'adquisició efectiva sigui un repte persistent. Actualment, hi ha dues solucions principals: implantable i wearable.
Les solucions implantables impliquen la implantació directa d'una matriu d'elèctrodes de microagulles al cos humà per aconseguir un seguiment continu-real dels senyals electrofisiològics. Els seus avantatges rau en l'alta resolució i estabilitat espaciotemporal, capturant amb precisió l'activitat de disparament de les neurones individuals. Tanmateix, també presenta reptes com ara riscos quirúrgics, una estabilitat-a llarg termini insuficient i problemes de biocompatibilitat.
Les solucions portàtils prioritzen la comoditat i la comoditat. En incrustar matrius d'elèctrodes de microagulles a la superfície de la pell o a l'interior de la roba, els usuaris poden controlar fàcilment els senyals electrofisiològics. Aquesta solució elimina la necessitat de cirurgia, reduint riscos i millorant la facilitat d'ús i la comoditat. No obstant això, encara s'enfronta a reptes tècnics com la interferència del senyal i la supressió de soroll que requereixen resolució.
Ⅲ. Aplicacions dels microelèctrodes en neuromedicina
La tecnologia de matriu de microelèctrodes, com a eina clau per a l'adquisició de senyals electrofisiològiques, té un paper fonamental en les interfícies d'ordinadors de neuromedicina i cervell-. Mitjançant la implantació o l'ús de matrius de microelèctrodes al cos humà, els científics poden controlar l'activitat de tret neuronal, els senyals d'electroencefalograma (EEG) i altres senyals electrofisiològics en temps real, proporcionant així un fort suport per al diagnòstic i tractament de malalties neurològiques. Simultàniament, la tecnologia de matrius de microelèctrodes també ha aportat nous avenços en el desenvolupament de la tecnologia d'interfície d'ordinador-cervell, fent possible que els humans controlin dispositius externs a través del pensament.
Ⅳ. Elèctrodes secs de microagulla flexibles de polímer
Basats en polímers, els elèctrodes secs de microagulla flexibles estan dissenyats de manera enginyosa per controlar eficaçment els senyals elèctrics neuronals, proporcionant noves eines per a la investigació neuromèdica. Aquesta tecnologia no només millora l'eficiència de l'adquisició del senyal electrofisiològic sinó que també ofereix noves possibilitats per al diagnòstic i tractament precoç de malalties neurològiques.