[发明专利]一种微型LED探针

说明书

本发明公开了一种微型LED探针。所述微型LED探针包括探针头和与探针头连接的连接部；探针头包括有源面板、驱动电路、微型LED阵列和SPAD荧光探测器；驱动电路包括多个呈阵列排布的驱动单元，微型LED阵列包括多个呈矩阵排布的微型LED；驱动单元与微型LED一一对应，每个驱动单元用于驱动对应微型LED；SPAD荧光探测器包括多个呈阵列排布的SPAD荧光探测元件。本发明技术方案实现了对神经细胞的直接刺激和监测，并将神经细胞的活动状况实时成像。此外，由于每个微型LED由对应驱动单元独立控制发光效果，因此可以实现对单个或多个神经细胞的刺激，进而得到神经细胞的三维视图效果。

技术领域

本发明实施例涉及神经诊疗技术，尤其涉及一种微型LED探针。

背景技术

微型神经探针是用于神经科学的重要工具。神经探针目前在医学领域主要用于脑疾病，如癫痫，偏头痛，阿尔茨海默氏症，痴呆等神经疾病。近年来，在微电子技术和光遗传学不断发展完善的背景下，神经探针的研究也取得了快速的进步和发展。通过将神经探针植入大脑的不同区域，以记录和刺激大脑中特定的位点，从而能够进行细胞级的检测、处理以及解释神经数据，从而帮助医学人员深入了解神经疾病并做出合理对策。

然而，现有的神经探针，虽然能够实现对大脑神经细胞的刺激和监测，但是需要对大脑进行解剖，以观察神经细胞中的荧光物质发出的光信号。在不解剖的情况下，无法将神经细胞的活动状况实时直观的表现出来，从而阻碍医学人员进一步了解神经疾病。

发明内容

本发明提供一种微型LED探针，以实现对神经细胞的直接刺激和监测，在不进行人体解剖的情况下就能将神经细胞的活动状况实时成像。

第一方面，本发明实施例提供了一种微型LED探针，包括探针头和与所述探针头连接的连接部；

所述探针头包括有源面板、驱动电路、微型LED阵列和单光子雪崩二极管SPAD荧光探测器；所述驱动电路集成在所述有源面板的第一侧面，包括多个呈阵列排布的驱动单元，所述微型LED阵列位于所述驱动电路远离所述有源面板的一侧，包括多个呈矩阵排布的微型LED；所述驱动单元与所述微型LED一一对应，每个所述驱动单元用于驱动对应所述微型LED；

所述SPAD荧光探测器集成在所述有源面板的第二侧面，包括多个呈阵列排布的SPAD荧光探测元件，所述SPAD荧光探测元件与所述驱动单元一一对应。

具体地，所述SPAD荧光探测元件包括SPAD、第一电阻和存储元件；所述第一电阻的第一端与所述有源面板上的第一电压线电连接，第二端与所述存储元件的第一极以及所述SPAD的阴极电连接，所述存储元件的第二极以及所述SPAD的阳极接地。

具体地，所述存储元件是第一电容。

具体地，所述微型LED探针还包括第一包覆层，所述第一包覆层等厚包覆所述微型LED探针除所述微型LED以及所述SPAD之外的区域。

具体地，所述第一包覆层的材料为聚对二甲苯Parylene C。

或者，所述微型LED探针还包括第二包覆层以及第三包覆层，所述第二包覆层等厚包覆所述探针头除所述微型LED以及所述SPAD之外的区域，所述第三包覆层等厚包覆所述连接部。

具体地，所述驱动单元包括第一晶体管、第二晶体管以及第二电容；所述第一晶体管的栅极与所述驱动单元的控制端电连接，所述第一晶体管的第一极与所述驱动单元的输入端电连接，所述第一晶体管的第二极与所述第二晶体管的栅极以及第二电容的第一极电连接；所述第二晶体管的第一极和所述第二电容的第二极与所述有源面板上的第二电压线电连接，所述第二晶体管的第二极与所述驱动单元对应的微型LED的阳极电连接；所述驱动单元对应的微型LED的阴极接地。

具体地，所述微型LED的尺寸为5μm。

具体地，所述探针头的厚度为10μm。