横向神经束多通道电极、纵向神经束电极和多极袖套电极在选择性刺激神经束方面的比较分析

选择适合神经假体应用的神经电极意味着在侵入性和选择性之间进行权衡，其中最终目标是以最小的侵入性和对神经的潜在损伤来实现对大量神经束的最高选择性。横向神经束多通道电极 (TIME) 旨在横向插入外周神经，并用于选择性激活同一神经不同神经束中的轴突子集。我们呈现了TIME、LIFE和多极袖套电极在小型神经选择性刺激方面的比较研究。电极植入在大鼠坐骨神经上，通过肌电信号记录腓肠肌、足底肌和胫前肌的激活。因此，该研究使我们能够确认在神经束间和神经束内水平的刺激选择性。该研究结果表明：(1) 神经束内电极（LIFE和TIME）提供了对植入神经束的局部激发，而神经外电极（袖套）则主要激发位于表层的神经束；(2) 使用TIME和LIFE进行肌肉激活的最小阈值显著低于袖套电极；(3) TIME使我们能够选择性激活三个测试肌肉，使用同一设备的不同激活点进行刺激时，无论是在神经束间还是在神经束内，而使用多极袖套（纵向三极刺激配置）进行选择性激活仅在神经束间对两条肌肉是可能的，同时LIFE在植入的神经束中并未选择性激活超过一条肌肉。