微創(chuàng)顱腦手術(shù)用可展開電極問世

2023-05-12 15:13:49


(資料圖)

科技日報北京5月11日電?(記者張佳欣)據(jù)最新一期《科學(xué)·機器人》雜志報道,瑞士洛桑聯(lián)邦理工學(xué)院研究團隊設(shè)計出一種能插入人類頭骨的微創(chuàng)電極。這種新穎的電極可通過頭骨上的一個小孔,插入一個較大的皮質(zhì)電極陣列,將其部署在頭骨和大腦表面之間約1毫米的空間內(nèi),而不會損害大腦。

這種電極有螺旋狀的“手臂”,每只“手臂”可在高度敏感的腦組織上展開。這是結(jié)合軟生物電子學(xué)和軟機器人技術(shù)概念后的工程設(shè)計。

這個電極陣列能穿過一個直徑2厘米的孔,但當展開時,會延伸成直徑4厘米的表面。它有6個螺旋形“手臂”,以最大限度地擴大電極陣列的表面積,從而增加與皮質(zhì)接觸的電極數(shù)量。

研究人員表示,該裝置有點像一只螺旋蝴蝶,在變形之前復(fù)雜地擠在它的繭里,電極陣列連同它的螺旋臂被整齊地折疊在一個圓柱形的管子里,即裝載器,能在通過頭骨上的小孔后展開。

受軟機器人啟發(fā),根據(jù)外翻驅(qū)動機制,每個螺旋“手臂”都輕輕地依次在敏感的腦組織上展開。研究人員表示,外翻機制的美妙之處在于,他們可以部署任意大小的電極,同時對大腦施加持續(xù)且最小的壓力。

電極陣列看起來像一種橡膠手套,每個螺旋形“手指”的一側(cè)都有柔性電極圖案。“手套”是倒置的,或是從里到外翻轉(zhuǎn)的,并在圓柱形裝載器內(nèi)折疊。在展開時,液體被注入每個倒置的“手指”中,一次一個,將倒置的“手指”向外旋轉(zhuǎn)。

到目前為止,可展開電極陣列已經(jīng)在小型豬身上測試成功。未來,該技術(shù)可能為癲癇患者提供微創(chuàng)解決方案。

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