具体实施方式

下面将参照附图来详细描述本公开的各种示例性实施例。应注意到：除非另外具体说明，否则在这些实施例中阐述的部件和步骤的相对布置、数字表达式和数值不限制本公开的范围。

近红外光谱(Near-infrared spectroscopy，NIRS)是新近出现的一种无创光学成像技术，利用大脑活动时皮质局部所伴随的氧合血红蛋白(HbO2)和脱氧合血红蛋白(Hb)含量的变化来获得大脑功能信息。氧合血红蛋白和脱氧血红蛋白对近红外波段(650～950nm)的吸收很小，该特性使得近红外光能够穿透大脑头皮及颅骨进入头皮下2～3cm深的大脑皮层皮质区域。当大脑皮层的局部区域活动增强时，血流量增加，引起氧合血红蛋白含量增加，脱氧血红蛋白含量减少。氧合血红蛋白和脱氧血红蛋白具有不同的光谱吸收特性，采用两种以上不同波长的近红外光从大脑头皮的某一点入射，从距离入射点几厘米以外(国际公认2～5cm为最佳距离)的位置检测出射光的变化，就可以反算出氧合血红蛋白和脱氧血红蛋白的含量变化，从而获取脑功能激活特性。

目前，红外成像产品的红外探头3仅分布在头皮表面，所搜集到的信号是由大量神经组织的突触后电位同步总和而成，但由于人体组织的复杂性、头皮的厚度因人而异，因此获得的数据需要软件进行修正，难免存在一定的偏差。而且，红外光能够穿透大脑头皮及颅骨进入头皮下2-3cm深的大脑皮层皮质区域，采集信号的深度受限，加上单个神经元电活动非常微小，不能在头皮记录到。

为解决上述问题，本申请实施例提供了一种红外复合皮层电极和监测系统。

参照图1和图2，复合型颅内皮层电极包括皮层电极本体和设置在皮层电极本体上的红外探头3；皮层电极本体包括片状基底1、部分设置于片状基底1本体内的第一连接线4以及设置于片状基底1上且与第一连接线4连接的电极点2，红外探头3设置在片状基底1上，并且与部分设置在片状基底1内的第二连接线5连接，其中，电极点2设置在片状基底1的下表面，片状基底1和/或电极点2被配置为不遮挡红外探头3发出的红外光。

皮层电极可以通过外科手术置于颅内硬脑膜下，将皮层电极贴附于大脑皮层表面，使得皮层电极的电极点2与大脑皮层接触，在皮层电极植入颅内后，可以通过皮层电极上的电极点2来检测脑电信号，同时通过皮层电极上的红外探头3利用红外光谱技术对颅内进行成像，从而根据脑电信号的变化研究变化区域对应的红外成像数据，以得出脑内神经单元在空间和时间上的活动变化信息。也可以在对病灶部位进行过热凝时，通过脑电信号和红外成像数据，有助于研究人员预判需要的热凝的时间并通过红外成像数据监测热凝程度。

在本申请实施例中，通过手术的方式将皮层电极置于大脑皮层表面，使得红外探头3能够一同被植入颅内，并对颅内浅层脑组织进行成像，同时可以利用皮层电极上的电极点2监测脑电信号，在将本申请植入到大脑皮层表面时，只需承受与原有皮层电极相同的创伤，提高了手术的安全性。

需要说明的是，红外探头3包括近红外探头3和/或中红外探头3。红外光中的近红外光和中红外光均可直接作用于神经组织，从而激活或抑制神经元上动作电位的发放，进而调节大脑的功能。近红外神经刺激的作用机理被普遍认为是光热作用，即红外光被水吸收而产热，温度的突然变化在细胞上产生跨膜电容电流或激活了热敏感离子通道，进而影响神经细胞的电活动。中红外光的光热作用弱于近红外光，难以通过光热作用调控神经细胞活动，中红外光调节神经细胞活动的原理是：动作电位的产生依赖于细胞膜上离子通道蛋白的活动（包括通道的开放、关闭、离子筛选和通透等），特别是电压门控钠通道和钾通道，而这些生物大分子内部化学键的振动频率处于中红外区间。通过特定频率的中红外光与离子通道的关键化学键形成共振可以实现调控通道的功能，从而影响神经元的电活动。

参照图1和图2，在本申请实施例中，片状基底1可以是方形的片状基底1，电极点2在片状基底1上单排或多排分布，同一排中的电极点2之间的距离相等。

参照图3，电极点2可以是阶梯圆台形状，在制作皮层电极时，可以先将电极点2和感测件放置在用于浇筑片状基底1的模具内的预设位置上，然后再将液状基底浇筑在模具内，待基底凝固后形成片状电极，成品皮层电极的电极点2部分固定在片状基底1内，部分从片状基底1的下表面露出。

在本申请实施例中，参照图4，红外探头3是片状基底1上单排或多排分布，具体地，红外探头3可以设置在每一排中的两个电极点2之间，在每一排中，电极点2和红外探头3交错分布，进一步地，在每一排中，红外探头3与相邻的两个电极点2之间的距离相等。

在一些实施例中，参照图1和图2，每个电极点2周围的多个电极点2可以是均匀分布的，例如，在每个电极点2周围环绕有4个红外探头3，4个红外探头3呈90°间隔均匀分布；使得，红外探头3可以在电极点2的周围均匀成像。

在一些实施例中，红外探头3可以是不规则设置在片状基底1上的，只要不与电极点2的位置冲突即可。

具体地，可以是围绕着每个电极点2设置有多个红外探头3，红外探头3在电极点2的周围不规则分布。

在制作皮层电极时，红外探头3和电极点2可以摆放在模具的预设位置上，并将电极点2与第一连接线4连接，将红外探头3与第二连接线5连接，然后再将液状基底浇筑在模具内，待基底凝固后形成片状电极。在片状电极制作完成后，红外探头3和电极点2均位于片状基底1的下表面，并部分从下表面露出。

需要说明的是，每个电极点2对应一根第一连接线4，每个红外探头3对应一根第二连接线5。

在另一些实施例中，参照图5，电极点2可以是环形电极点2，红外探头3嵌设在电极点2内，并且红外探头3的下表面与电极点2的下表面平齐，使得在将本申请植入大脑皮层表面后，红外探头3的设置不会影响环形电极点2与大脑皮层贴合，并且环形电极点2不会遮挡红外探头3的红外光。

另一方面，参见图，6，本申请实施例还提供了一种监测系统，该系统包括上述的复合型颅内皮层电极以及多模态脑-机接口子系统6，多模态脑-机接口子系统6与复合型颅内皮层电极中的第一连接线4和/或第二连接线5连接。

多模态脑-机接口子系统6可以实时监测脑电信号和红外成像信息，使用人员可以通过多模态脑-机接口子系统6的人机交换界面进行脑电信号和近红外成像数据的监测，必要时可进行热凝等相关操作。

在本申请实施例中，通过将复合型颅内皮层电极中的第一连接线4和/或第二连接线5连接在多模态脑-机接口子系统6上，能够实现在皮层电极采集大脑皮层脑电信号和局部热凝的同时，可以得到多模态脑成像信息，形成多模态脑功能信息数据，在临床研究上具有重要指导意义。

以上均为本申请的较佳实施例，并非依此限制本申请的保护范围，故：凡依本申请的结构、形状、原理所做的等效变化，均应涵盖于本申请的保护范围之内。