现有介入支架式神经电极采集精度低，会使其应用受限

行业领域

生物与新医药技术,医疗仪器技术、设备与医学专用软件

需求背景

采集皮层单细胞信号的介入神经电极是脑科学研究与神经疾病微创诊疗的核心工具，但现有介入支架式技术面临致命局限：采集精度低，单细胞神经活动（AP）识别率＜60%，局部场电位（LFP）记录信噪比不足，难以捕捉神经信号的细微特征，无法满足复杂神经环路解析与精准调控的需求。尽管免开颅血管介入路径（如绵羊模型颈部入路）已实现微创植入，但低精度问题严重制约技术临床转化。

现有研究虽通过无支架超柔性电极设计初步提升精度，但仍存在核心瓶颈：电极材料阻抗高（＞10kΩ）导致信号衰减，电极 - 组织界面贴合度不足引发信号失真，且缺乏针对性的降噪算法。在此背景下，研发介入神经电极精度提升技术，突破 “微创 - 高精度” 协同难题，对推动脑机接口技术升级、助力神经科学研究具有迫切需求与重大价值。

需解决的主要技术难题

本项目围绕 “介入神经电极采集精度提升” 核心目标，需解决以下关键技术难题：

1. 高导电电极材料研发难题：针对电极阻抗高导致信号衰减的问题，研发过渡金属层（如钛、铱）- 导电聚合物（如聚吡咯）复合纳米材料，优化材料沉积工艺，降低电极阻抗至 5kΩ 以下，提升信号采集灵敏度。

2. 电极 - 组织界面优化难题：突破传统支架式电极贴合度不足的局限，优化无支架超柔性电极的力学性能（如弹性模量、表面粗糙度），确保电极与皮层组织紧密贴合，减少信号失真，提升单细胞信号捕捉率。

3. 高精度信号降噪算法难题：针对介入场景中血管噪声、电磁干扰等问题，研发基于 AI 的多模态信号降噪算法（如小波变换 + 深度学习融合模型），增强单细胞活动（AP）与局部场电位（LFP）的识别精度，解决微弱信号提取难题。

期望实现的主要技术目标

a. 电极材料性能：复合纳米涂层电极阻抗≤5kΩ，导电率≥200 S/cm，在模拟体液环境下浸泡 30 天后性能衰减≤5%；

b. 信号采集精度：单细胞神经活动（AP）识别率≥90%，局部场电位（LFP）采集信噪比≥30dB，信号采样率≥20kHz，通道间串扰率≤3%；

c. 电极贴合度：无支架超柔性电极与皮层组织贴合面积≥95%，植入后因贴合问题导致的信号丢失率≤2%；

d. 动物验证效果：在绵羊模型中，通过颈部血管入路至颅内视觉皮层，连续 10 周稳定记录单细胞信号，信号质量保持初始值的≥85%，无明显衰减；

e. 工艺指标：形成 “材料制备 - 电极成型 - 算法集成” 一体化工艺，批次生产良率≥85%，单个高精度介入神经电极制造成本控制在预期范围内

科创中国

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