0
  • 聊天消息
  • 系统消息
  • 评论与回复
登录后你可以
  • 下载海量资料
  • 学习在线课程
  • 观看技术视频
  • 写文章/发帖/加入社区
会员中心
创作中心

完善资料让更多小伙伴认识你,还能领取20积分哦,立即完善>

3天内不再提示

表面粘附电极阵列可实现对颈部神经活动的非侵入式监测

MEMS 来源:MEMS 作者:MEMS 2022-11-22 09:48 次阅读

人类颈椎(颈部)是自主神经系统的交汇点,这些神经系统紧密分布,包括迷走神经、交感神经以及副交感神经。颈动脉存在多源神经元信号,颈上神经节和胸交感神经节直接传输至皮肤、视觉、循环、呼吸和消化系统。鉴于颈部浅表的自主神经元结构对周围器官系统的强大控制,解码颈部神经信号以了解它们在人类健康和疾病中所扮演的角色,将对多种疾病诊疗产生重大影响。

据麦姆斯咨询报道,近期,美国加州大学圣地亚哥分校(University of California San Diego)、斯坦福大学(Stanford University)、圣地亚哥压力和心理健康中心(Center for Stress and Mental Health)的研究人员提出一种灵活、表面粘附电极阵列,可用于实现对颈部神经活动的非侵入式监测。相关研究成果已发表于Scientific Reports期刊。

该项研究中,为了对人类自主神经应激模式进行记录,研究人员开发了一种非侵入式、表面粘附电极阵列。通过采用氯化银作为电极材料,并将其与一个电极阵列相结合,该电极阵列由定制的生物电位数据采集单元和集成图形用户界面(GUI)组成,以实现实时监测的数据可视化。该阵列能够在覆盖多个神经系统的人类颈部左上前区域(即迷走神经及其分支、三叉神经分支、交感神经及其分支、舌下神经和舌咽神经以及肌肉和皮肤交感神经)保形定位。

d4ef0574-69b9-11ed-8abf-dac502259ad0.png

用于颈部神经活动监测的非侵入式电极阵列

d50a075c-69b9-11ed-8abf-dac502259ad0.jpg

可自由移动且物理结构粘附性与鲁棒性不受影响的电极阵列

初步测试表明,该电极设计可以在颈部神经记录期间实现高信噪比。为了证明该电极阵列检测颈部神经活动变化的能力,研究人员采用冷加压试验(CPT)和定时呼吸激发作为自主神经系统的应激源。研究发现:首先,在冷加压试验和定时呼吸激发期间,该柔性、表面粘附电极阵列被证明能够非侵入式地监测颈部神经元活动(尖峰放电)。其次,不同时空条件下,观测到了显著的传感器特异性响应。第三,在冷加压试验和定时呼吸激发期间发现了一种与颈部神经电图和心率变化相关的复合生物标志物,它可能代表和/或预测一种保守性自主神经生物型。

d51ce796-69b9-11ed-8abf-dac502259ad0.jpg

颈部神经元放电随冷加压试验启动而相应增加

d52da392-69b9-11ed-8abf-dac502259ad0.jpg

呼吸激发期间冷压测试增加器(CPTi)和冷压测试降低器(CPTd)之间的神经元放电对比

该项研究的独特之处在于:在冷加压试验和定时呼吸激发期间,都观察到了颈部吻侧至尾侧通道位置特异性放电模式,以及颈部神经电图的交叉放电生物特异性变化。未来,还可以通过以下几种方式帮助人们进一步提升对健康和疾病状态神经系统活动的认知:研究开发对药物和/或神经调节疗法反应的生物标志物;对疼痛炎症反应进行预测;帮助区分无菌和有菌炎症。

研究人员称,未来计划开发一种移动式颈部神经电图监测设备,能够实时反馈人体自主神经系统活动变化,从而对自主神经失调进行监测。此外,还需要开展更多工作来验证颈部神经电图的稳定性,以及在健康人群和患病人群中获得衍生生物型的能力。

审核编辑:郭婷

声明:本文内容及配图由入驻作者撰写或者入驻合作网站授权转载。文章观点仅代表作者本人,不代表电子发烧友网立场。文章及其配图仅供工程师学习之用,如有内容侵权或者其他违规问题,请联系本站处理。 举报投诉
  • 传感器
    +关注

    关注

    2545

    文章

    50411

    浏览量

    750793
  • 电极
    +关注

    关注

    5

    文章

    803

    浏览量

    27127

原文标题:新型柔性、表面粘附电极阵列,实现非侵入式颈部神经电图监测

文章出处:【微信号:MEMSensor,微信公众号:MEMS】欢迎添加关注!文章转载请注明出处。

收藏 人收藏

    评论

    相关推荐

    振弦表面应变计具有哪些功能?

    长期监测提供了关键的技术支持。那么振弦表面应变计具有有哪些功能呢?   一、应变测量   监测结构变形:   安装在混凝土结构如大坝、桥梁、隧道等
    发表于 10-28 13:53

    使用TMS320C31在通信网络中实现在线侵入测量设备

    电子发烧友网站提供《使用TMS320C31在通信网络中实现在线侵入测量设备.pdf》资料免费下载
    发表于 10-28 10:07 0次下载
    使用TMS320C31在通信网络中<b class='flag-5'>实现</b>在线<b class='flag-5'>非</b><b class='flag-5'>侵入</b><b class='flag-5'>式</b>测量设备

    电极传感器,用什么原理?

    电极传感器是一种利用电极与被测物质之间的电化学反应来检测物质浓度的传感器。它们广泛应用于化学分析、环境监测、生物医学等领域。电极
    的头像 发表于 09-19 17:21 530次阅读

    电极传感器潜在失效分析

    电极传感器是一种利用电化学原理进行测量的传感器,广泛应用于水质分析、环境监测、生物医学等领域。由于其工作原理和应用环境的特殊性,电极传感
    的头像 发表于 09-19 16:51 198次阅读

    电极传感器如何控制水位的

    电极传感器是一种利用电学原理来检测水位的设备。它通过测量液体与电极之间的电阻或电导率来确定水位的高低。这种传感器广泛应用于工业、农业、环境监测等领域,用于自动控制水位,以确保系统的稳
    的头像 发表于 09-19 16:46 299次阅读

    基于压电陶瓷传感器的智能枕头侵入生命体征监测

    的新型智能枕头(InPillow),用于睡眠条件下的实时生命体征监测,以实现多参数检测、高精度、低成本和侵入性。PZT在外部压力下发生小变形时会产生电荷并提供电压,电压的大小可用于评
    发表于 06-12 15:20

    高鲁棒性植入神经电极界面,用于神经元电活动的长期追踪记录

    植入神经电极技术的发展已成为神经环路精准解析过程中的关键研究工具。然而,长期稳定的神经电极界面
    的头像 发表于 05-21 09:11 436次阅读
    高鲁棒性植入<b class='flag-5'>式</b><b class='flag-5'>神经</b><b class='flag-5'>电极</b>界面,用于<b class='flag-5'>神经</b>元电<b class='flag-5'>活动</b>的长期追踪记录

    一种制造高度可拉伸且定制化的微针电极阵列的方法

    可拉伸微针电极阵列可以穿透生物表层组织,并与组织的运动形变相适应,以微创的方式对生物体内部进行有针对性的传感和电刺激。
    的头像 发表于 05-09 11:33 609次阅读
    一种制造高度可拉伸且<b class='flag-5'>可</b>定制化的微针<b class='flag-5'>电极</b><b class='flag-5'>阵列</b>的方法

    基于超表面天线阵列的射频前端与数字后端联合抗干扰方案

    本文提出一种基于超表面天线阵列的射频前端与数字后端联合抗干扰方案,利用超表面天线快速重构能力,对同一信号切换不同方向图接收,令单通道等效为多通道,提高阵列自由度。
    发表于 02-20 11:01 441次阅读
    基于超<b class='flag-5'>表面天线阵列</b>的射频前端与数字后端联合抗干扰方案

    脑机接口产业进入下一阶段,侵入侵入路线均迎来突破

    电子发烧友网报道(文/周凯扬)随着脑机接口迎来产业发展期,侵入侵入脑机接口均迎来了产业化落地,并朝着临产使用迈进了一大步。在第二届南
    的头像 发表于 12-22 00:25 1949次阅读
    脑机接口产业进入下一阶段,<b class='flag-5'>非</b><b class='flag-5'>侵入</b><b class='flag-5'>式</b>与<b class='flag-5'>侵入</b><b class='flag-5'>式</b>路线均迎来突破

    傲意信息:侵入 VS 侵入,脑机接口产业化的十字路口

    对于侵入侵入两种脑机接口技术路线的分析,以及傲意信息在脑机接口上开展的相关研究与成果。 上海傲意信息科技有限公司医疗事务部副主任 马
    的头像 发表于 12-21 16:44 5113次阅读
    傲意信息:<b class='flag-5'>侵入</b> VS <b class='flag-5'>非</b><b class='flag-5'>侵入</b>,脑机接口产业化的十字路口

    用于颈部姿势监测和矫正的电子皮肤集成设备

    为了确保颈部运动过程中姿势传感和振动触觉呈现的可靠性,需要防止电子皮肤设备发生移位。为此,研究人员采用基于中空结构的方法将电子皮肤稳定地附着于颈部皮肤。
    的头像 发表于 12-05 14:47 809次阅读
    用于<b class='flag-5'>颈部</b>姿势<b class='flag-5'>监测</b>和矫正的电子皮肤集成设备

    基于汗液的侵入血糖监测公司Persperion获400万美元种子轮投资

    据麦姆斯咨询报道,从美国加州大学圣地亚哥分校(University of California San Diego)雅各布工程学院开发的技术中独立出来的初创公司Persperion Diagnostics获得了400万美元种子轮投资,这笔资金将用于其基于汗液的侵入
    的头像 发表于 12-04 09:49 1450次阅读
    基于汗液的<b class='flag-5'>非</b><b class='flag-5'>侵入</b><b class='flag-5'>式</b>血糖<b class='flag-5'>监测</b>公司Persperion获400万美元种子轮投资

    植入超柔性微电极阵列实现大规模单细胞水平的神经信号采集

    灵长类皮层长期埋植的超柔性微电极及配套植入方案,在实验猴的视皮层和运动皮层进行了长期埋植及单细胞水平神经信号记录,并进行了运动脑机接口等功能验证。该研究首次实现了使用超柔性微电极在非人
    的头像 发表于 11-23 17:00 672次阅读
    植入<b class='flag-5'>式</b>超柔性微<b class='flag-5'>电极</b><b class='flag-5'>阵列</b><b class='flag-5'>实现</b>大规模单细胞水平的<b class='flag-5'>神经</b>信号采集

    互补有源钳位实现超高功率密度反激电源设计

    互补有源钳位实现超高功率密度反激电源设计
    的头像 发表于 11-23 09:08 578次阅读
    <b class='flag-5'>非</b>互补有源钳位<b class='flag-5'>可</b><b class='flag-5'>实现</b>超高功率密度反激<b class='flag-5'>式</b>电源设计