[发明专利]基于微电极阵列的多通道神经信息检测系统

权利要求书

1.一种基于微电极阵列的多通道神经信息检测系统，其特征在于，其结合模拟开关阵列实现电极的双向功能切换，并通过电生理信号检测模块和电化学信号检测模块实现神经元的双模多通道同步检测；

多通道神经信息检测系统，包括：中央处理器单元，协处理器单元，模拟开关阵列，温度监测电路，刺激信号产生模块，电生理信号检测模块，电化学信号检测模块，多通道并行采集模块，高速缓存电路，高速USB通信接口，无线蓝牙通讯接口和计算机软件；其中，中央处理器单元连接多通道并行采集模块、高速缓存电路、协处理器单元，并通过高速USB芯片与计算机进行通信；协处理器单元连接无线蓝牙通讯接口、电生理信号检测模块、模拟开关阵列、刺激信号产生模块、电化学检测模块、温度监测电路；模拟开关阵列连接刺激信号产生模块、电化学检测模块、微电极阵列、并通过电生理信号检测模块与并行采集模块电连接；

微电极阵列与温度监测电路电连接。

2.如权利要求1所述的多通道神经信息检测系统，其特征在于，所述电极的双向功能，为检测与刺激功能；神经元的双模检测，为电生理和电化学信息检测；电生理信号检测模块包括伪迹消除电路和前置放大器电路，协处理器单元和模拟开关阵列分别与伪迹消除电路连接，伪迹消除电路经前置放大器电路与中央处理器单元连接，通过控制模拟开关阵列的导通状态，以对每个电极的使用功能进行选择。

3.如权利要求1所述的多通道神经信息检测系统，其特征在于，所述模拟开关阵列，由计算机软件控制，对微电极阵列所连接的模拟开关阵列进行设置，从而使每个电极选择不同的用途，分别连接到电生理信号检测模块、电化学信号检测模块、刺激信号产生模块，参考或地，由此根据具体的实验要求，方便的更改微电极阵列的功能排布。

4.如权利要求1所述的多通道神经信息检测系统，其特征在于，所述电化学检测模块与电生理检测模块配合，通过模拟开关阵列的控制，以选择微电极阵列上的每个电极做电化学检测或做电生理检测，从而实现检测位点设置的电化学信号和电生理信号多通道同步检测。

5.如权利要求1所述的多通道神经信息检测系统，其特征在于，所述无线蓝牙通讯接口和协处理器单元相连，是计算机直接通过协处理器单元来设置各模块的参数，避免占用USB的带宽，从而增强了系统的响应速度，使得系统在处理庞大数据量的同时，及时响应计算机的指令。

6.如权利要求1、2或5所述的多通道神经信息检测系统，其特征在于，所述协处理器单元，采用高速32位ARM芯片，通过电化学模块检测神经递质的含量，并协调系统内各模块之间的工作，减轻中央处理器的工作量，提高系统的实时响应速度。

7.如权利要求1所述的多通道神经信息检测系统，其特征在于，所述刺激信号产生模块，采用双电源供电的高精度数模转换芯片，实现频率、幅度和波形自定义的双极性电压或电流波形，使刺激后电极上的净电荷为零，降低对神经细胞的损伤，同时避免剩余电荷对电极的电解，延长电极的使用寿命。

8.如权利要求7所述的多通道神经信息检测系统，其特征在于，所述双极性电压或电流波形，是采用二选一的多路开关来实现，多路开关由计算机软件进行控制。

9.如权利要求1所述的多通道神经信息检测系统，其特征在于，所述温度检测电路，采用灵敏度为0.1℃的微型温度传感器，以实现对离体组织培养环境的准确实时监测，避免由于温度过低或过高带来的组织活性降低。