Ⅰ. الکترودهای میکرونیدل و کاربردهای آنها
الکترودهای میکروسوزن ابزارهایی مانند سوزن{0}}در مقیاس میکرو هستند که میتوانند به طور جزئی یا کامل به سطح پوست برای جمعآوری سیگنالهای الکتروفیزیولوژیکی/الکتروشیمیایی یا دستیابی به تحریک الکتریکی نفوذ کنند. آنها به طور گسترده در حسگرهای پوشیدنی/کاشتنی، علوم اعصاب، و رابطهای رایانه{2}}مغز استفاده میشوند. مزیت اصلی آنها توانایی تشخیص مداوم پارامترهای فیزیولوژیکی و پاتولوژیک in vivo مانند الکتروکاردیوگرام و الکترومیوگرام، ارائه داده های مستقیم و دقیق برای تشخیص و درمان است.
آرایه الکترود یوتا که توسط دانشگاه یوتا توسعه یافته است، یک فناوری معرف در آرایه های الکترود میکروسوزن است. ساختار منحصربهفرد-سوزن- آن به هر الکترود اجازه میدهد هم تفکیک مکانی و زمانی بالا و هم عایق عالی داشته باشد. پس از کاشت، نوک الکترود فقط بر روی گروه عصبی اطراف عمل می کند و حتی می تواند شلیک یک نورون را ثبت کند. با توسعه فناوری MEMS، آرایههای الکترود میکروسوزن پیشرفتهای قابلتوجهی در سازگاری زیستی، انعطافپذیری مکانیکی، پایداری طولانیمدت و وضوح مشاهده کردهاند.
Ⅱ. راه حل های الکتروفیزیولوژیک اکتساب سیگنال
در زمینه زیست پزشکی، کسب و تجزیه و تحلیل سیگنال های الکتروفیزیولوژیکی برای تشخیص بیماری و ارزیابی سلامت بسیار مهم است. با این حال، این سیگنالها پیچیده و ضعیف هستند و کسب مؤثر را به چالشی دائمی تبدیل میکنند. در حال حاضر دو راه حل اصلی وجود دارد: قابل کاشت و پوشیدنی.
راهحلهای کاشتنی شامل کاشت مستقیم یک آرایه الکترود میکروسوزن در بدن انسان برای دستیابی به نظارت مستمر در زمان واقعی سیگنالهای الکتروفیزیولوژیکی-است. مزایای آن در وضوح فضایی و زمانی بالا و پایداری، ثبت دقیق فعالیت شلیک تک تک نورون ها است. با این حال، چالشهایی مانند خطرات جراحی، پایداری طولانیمدت ناکافی-و مشکلات زیست سازگاری را نیز به همراه دارد.
راه حل های پوشیدنی، راحتی و راحتی را در اولویت قرار می دهند. با تعبیه آرایه های الکترود میکروسوزن روی سطح پوست یا داخل لباس، کاربران می توانند به راحتی سیگنال های الکتروفیزیولوژیکی را نظارت کنند. این محلول نیاز به جراحی را از بین می برد، خطرات را کاهش می دهد و سهولت استفاده و راحتی را بهبود می بخشد. با این حال، هنوز با چالش های فنی مانند تداخل سیگنال و سرکوب نویز مواجه است که نیاز به وضوح دارد.
Ⅲ. کاربردهای میکروالکترودها در عصب پزشکی
فناوری آرایه میکروالکترود، بهعنوان ابزاری کلیدی برای دریافت سیگنال الکتروفیزیولوژیکی، نقشی حیاتی در رابطهای رایانهای مغز و اعصاب دارد. با کاشت یا پوشاندن آرایههای میکروالکترودی بر روی بدن انسان، دانشمندان میتوانند فعالیت شلیک عصبی، سیگنالهای الکتروانسفالوگرام (EEG) و سایر سیگنالهای الکتروفیزیولوژیک را بهطور واقعی نظارت کنند، بنابراین پشتیبانی قوی برای تشخیص و درمان بیماریهای عصبی فراهم میکنند. به طور همزمان، فناوری آرایه میکروالکترودی پیشرفتهای جدیدی را برای توسعه فناوری رابط رایانه{3}}مغز به ارمغان آورده است و این امکان را برای انسان فراهم میکند که دستگاههای خارجی را از طریق فکر کنترل کند.
Ⅳ. الکترودهای خشک میکروسوزن انعطاف پذیر پلیمری
بر اساس پلیمرها، الکترودهای خشک میکروسوزن انعطاف پذیر به طور هوشمندانه ای طراحی شده اند تا به طور موثر سیگنال های الکتریکی عصبی را نظارت کنند و ابزار جدیدی را برای تحقیقات عصبی پزشکی ارائه دهند. این فناوری نه تنها کارایی دریافت سیگنال الکتروفیزیولوژیکی را بهبود می بخشد، بلکه امکانات جدیدی را برای تشخیص زودهنگام و درمان بیماری های عصبی ارائه می دهد.