[发明专利]一种多通道电极阵列的切换方法及系统

说明书

技术领域

本发明关于电生理技术领域，特别是关于电生理的神经微电极阵列技术，具体的讲是一种多通道电极阵列的切换方法及系统。

背景技术

目前，在全球范围内有至少十分之一的人口正饱受神经精神疾病的困扰，每年由癫痫、精神分裂症、抑郁症、药物成瘾、老年痴呆症等神经精神疾病的治疗负担占全部疾病的13％，超过了心血管疾病和癌症。并且随着生活节奏的加快和人口结构的老龄化，患者人数还在逐渐增多。目前全球范围内神经精神疾病发病率的不断增高，不仅给患者和社会造成了沉重的负担，同时也对这些疾病的治疗和研究带来了前所未有的挑战。同时，由于大脑的复杂性与现有的研究和治疗技术之间的矛盾，严重制约了人们对神经精神疾病的深入研究。

为了全面和深入地研究神经回路的重塑和修复机制，改善神经精神疾病的诊疗现状，迫切需要在清醒活动的动物模型中研究特定行为与特定脑区神经细胞编码之间的联系。电生理技术是实现这一目的的重要技术手段之一。通过植入在模型动物特定脑区的电极，可以记录到不同刺激条件下的电生理信号，研究模型动物特定行为学与电生理信号放电模式的联系。

为了提高电极的空间分辨率，获得更多神经细胞的编码信息，记录到更多神经细胞的电活动，目前采用微电极阵列的方式来进行电生理记录。由于微电极阵列的通道数通常达到64通道以上，甚至达到上千通道。因此，多通道电极阵列的修饰和检测过程非常繁琐。然而，目前尚无专门用于神经电极修饰和检测的通道切换系统，仅能通过人工方式进行切换。这不仅消耗大量的人力进行重复性的工作，并且还需要有一定专业知识的技术人员对测量的结果进行评判和记录，极易发生错误，并且极有可能因参数控制不当或操作不当损坏电极。

因此，如何开发出一套完善的多通道电极阵列自动切换机制来解决目前用于电生理研究的神经微电极阵列的制备和检测过程中多个仪器和多通道间切换问题是本领域亟待解决的技术难题。

发明内容

为了解决现有技术中用于电生理研究的神经微电极阵列的制备和检测过程中多个仪器和多通道间切换问题，本发明提供了一种多通道电极阵列的切换方法及系统，通过控制单元来控制第一多通道模拟开关、第二多通道模拟开关，并结合检测装置以及电镀装置，实现了全动化的多通道微电极修饰和测量以及通道间的自动切换，实现了无人值守条件下的微电极阵列制备，加速了神经电极的制备过程，适用于商品化神经微电极阵列的生产。

本发明的目的之一是，提供一种多通道电极阵列的切换方法，所述方法包括：控制单元向第二多通道模拟开关发送检测信号；所述的第二多通道模拟开关根据所述的检测信号切换至与检测装置相连接；所述的检测装置测量第一多通道模拟开关在当前通道时电极阵列的阻抗值；所述的检测装置将所述的阻抗值发送至所述的控制单元；所述的控制单元根据所述的阻抗值切换所述第一多通道模拟开关。

在本发明的优选实施方式中，所述的控制单元根据所述的阻抗值切换所述第一多通道模拟开关包括：所述的控制单元获取预先设定的第一阻抗阈值、第二阻抗阈值，且所述的第一阻抗阈值小于所述的第二阻抗阈值；所述的控制单元判断所述的阻抗值是否小于所述的第一阻抗阈值或所述的阻抗值是否大于所述的第二阻抗阈值；当判断为是时，所述的控制单元输出负反馈信号；所述的控制单元根据所述的负反馈信号切换所述的第一多通道模拟开关进入到下一通道；所述的控制单元记录所述电极阵列的通道信息。

在本发明的优选实施方式中，所述的控制单元根据所述的阻抗值切换所述第一多通道模拟开关包括：所述的控制单元获取预先设定的第一阻抗阈值、第二阻抗阈值，且所述的第一阻抗阈值小于所述的第二阻抗阈值；所述的控制单元判断所述的阻抗值是否大于所述的第一阻抗阈值且小于所述的第二阻抗阈值；当判断为是时，所述的控制单元向所述的第二多通道模拟开关发送电镀信号；所述的第二多通道模拟开关根据所述的电镀信号切换至与电镀装置相连接；所述的电镀装置对所述的电极阵列进行电镀；电镀结束后，所述的第二多通道模拟开关切换至与所述的检测装置相连接；所述的检测装置测量第一多通道模拟开关在当前通道时、电镀结束后电极阵列的阻抗值；所述的检测装置将电镀结束后电极阵列的阻抗值发送至所述的控制单元；所述的控制单元根据所述的电镀结束后电极阵列的阻抗值切换所述第一多通道模拟开关。