液体硅橡胶在电子耳蜗中的初步应用

电子耳蜗的植入部分主要包括刺激电极及语音处理2部分，目前，对耳蜗电极进行了大量的研究，但是由于影响电极刺激效果的因素很多，所以不能确定哪一种刺激电极最好。介绍了液体硅橡胶在电子耳蜗电极上的应用，由于工艺及技术的问题，用Silastic MDX-4210做了初步尝试，希望对以后的研究有一定参考。     

单极、双极和三极刺激模式在人耳蜗内电场成像

为研究电子耳蜗刺激信号在人耳蜗内的频域分辨率,记录3种刺激模式在7位受试者耳蜗内的电场成像(EFI),并分析刺激模式和幅度对其影响。结果显示:蜗内电场成像(μV)从刺激电极向蜗顶和蜗底两侧指数衰减,而两侧特征参数显著相关(p0.01),说明电场成像沿电极组方向对称分布。刺激模式对电场成像有显著影响(p0.01),但不受刺激幅度的干扰。较于单极模式,多电极刺激模式的电场成像更集中,频域分辨率更高。但双极模式的电场成像不对称,双极和三极模式的耗电量过大。电子耳蜗使用者对不同刺激模式的感知能力还有待进一步研究。     

刺激速率对电子耳蜗纯音频率分辨的影响

目前对刺激速率是否影响电子耳蜗纯音频率分辨尚不清楚。分别开启基部和顶部4个电极,测试了刺激速率分别为250、720、900、1 200和2 400pps/ch(pulses per second per channel,pps/ch)的频率分辨率。共有11位佩戴Nucleus的ESPrit 3G言语处理器、并采用ACE(advanced combined encoder,ACE)处理策略的语后聋电子耳蜗植入者参与了实验。结果表明:1kHz以下纯音的频率分辨率要显著高于1kHz以上;刺激速率对纯音频率分辨率无显著影响。另外,与正常耳蜗对声刺激的响应不同,开启基部电极时高频段频率分辨率较低。进一步验证了刺激速率对无调语音识别无影响的相关研究结果。     

基于DSP的电子耳蜗语音处理器的研制

电子耳蜗是一项正在迅速发展的聋人康复新技术，其关键是要研制出可靠、灵活、价格低廉的产品。首先介绍电子耳蜗的原理及其进展，然后介绍基于TMS320VC5402 DSP处理器的电子耳蜗语音处理器。实验证明：基于DSP的电子耳蜗系统可以按照患者的实际情况灵活选择各种语音处理方案，并能方便实现语音预处理、噪声抑制和对应各电极的频谱阈值调整，是一种比较好的系统结构。     

电子耳蜗植入聋儿手术初探

我省现有７周岁以下聋儿３０万名，其中大多数为双耳重度或极重度感音神经性聋。由于目前还没有治疗感音神经性耳聋的有效药物，因此，这些聋儿一般选择配戴合适助听器以补偿听力，让聋儿接受语训开口说话。但是其中一部分聋儿因听力损失严重，使助听器助听效果极差。目前，一种代替正常耳蜗转换功能的人工装置──电子耳蜗使这些生活在无声世界的聋儿重新有了康复希望。电子耳蜗又叫人工耳蜗，是一种把声音信号换成电信号的特殊声电能装置，它能绕过损伤的内耳后细胞，直接刺激听觉，将听觉信号送到大脑，为重度或极重度聋的成人或儿童提供…     

用小波变换实现电子耳蜗CIS语音信号的处理

为克服以往滤波器组参数调整复杂问题和实现电子耳蜗语音处理的快速数字化计算,提出了将小波变换应用于电子耳蜗的语音处理。介绍了电子耳蜗的机理及连续交替取样（ Ｃ Ｉ Ｓ）语音信号处理方案,并对耳蜗的频率分析特性与小波变换的时间—尺度分析特点进行了比较; 讨论了用小波变换实现 Ｃ Ｉ Ｓ语音信号处理方案的方法及仿真结果,给出尺度的选择依据,并与滤波器组的分析方法进行了比较。结果表明,用小波变换实现电子耳蜗的 Ｃ Ｉ Ｓ语音信号处理方案是可行的     

走出无声世界

人类很早就懂得了“十聋九哑”“治聋不治哑”的道理。但是怎样才能把耳聋者从无声世界中拯救出来,始终是医学工作者的一大课题。面对这个课题,美国的科学家们有了一些令人振奋的研究成果和设想。电子耳这是新近研制出的一种可以永久植入耳内的助听装置,经过430名患者的试用,获得了满意的效果,对使用助听器无效的严重耳聋的成年人来说,是恢复听觉的得力“助手”。这个助听装置由微型传声器、信息处理机、传送机、接收机和电极5个部分组成。其工作原理是:首先由传声器把声音变成电信号,送到别在腰带或揣在口袋里的信息处理机上;信息处理机负责将电信号进行放大和过滤处理,然后送到固定在头部一侧的传送机里,电信号送达植入耳蜗内的电极,刺激那里的听觉细胞,从而产生听觉。这种电子耳还能治疗慢性耳     

三维分层脑组织的建立及DBS刺激电极下移仿真研究

针对手术过程脑组织内部不可透视的问题,采用有限元的方法构建三维分层脑组织,并对刺激电极的移位进行了仿真研究.结果显示丘脑底核的漂移大致为电极下移数据的一半,减小摩擦系数可以降低靶点漂移,但效果并不明显,得出电极的移位会造成丘脑底核的下移.产生靶点位移的主要原因是由于刺激电极对丘脑底核下层脑组织的挤压作用造成的.建立的三维脑组织-电极仿真模型可以为脑深部刺激术中或术后调整电极提供理论指导,实现电极更精准的定位,满足临床需求.     

脑深部刺激电极的结构优化及其模拟分析

为了进一步揭示脑深部电刺激术中微脑电极的结构与电刺激参数之间的关联作用对神经活动的抑制机理,利用有限元方法,研究微脑电极刺激触点结构对其作用区域的刺激范围和刺激程度.分析结果表明,电极触点阵列,特别是触点长度和触点间距是微脑电极结构尺寸中的关键因素,也是对脑电极作用区域影响最大的结构尺寸.电极触点长度或触点间距的增加将会增大对脑部的刺激强度和刺激范围,同时触点长度2倍于触点间距将使得脑部的刺激更加平稳、有效.电极触点长度和触点间距不仅直接影响其作用位置,而且影响其对脑部作用区域的刺激强度和刺激范围的变化规律.研究结果为微脑电极的构建提供了新的设计依据.     

不同刺激条件下经颅直流电刺激的仿真

经颅直流电刺激是一种非侵入式的脑刺激方法。为了优化电刺激中电极与刺激强度的选择,基于人体头部解剖结构,建立了4层同心球体有限元模型,通过数值计算方法,讨论了不同刺激电极面积和电流强度对大脑表面电场和内部电场的影响。结果表明:提高刺激电流能够增大整个大脑区域的电场强度。刺激的有效强度面积比率与电极面积呈良好的线性关系。且减小刺激电极面积,可增加大脑皮层与内部的电场强度比例。在实际应用中,应根据刺激脑区的位置和刺激强度的要求,合理选择电极面积大小及刺激电流强度。该研究对经颅直流电刺激参数的选择具有一定的参考意义。     

Better speech recognition with cochlear implants.

HIGH levels of speech recognition have been achieved with a new sound processing strategy for multielectrode cochlear implants. A cochlear implant system consists of one or more implanted electrodes for direct electrical activation of the auditory nerve, an external speech processor that transforms a microphone input into stimuli for each electrode, and a transcutaneous (rf-link) or percutaneous (direct) connection between the processor and the electrodes. We report here the comparison of the new strategy and a standard clinical processor. The standard compressed analogue (CA) processor presented analogue waveforms simultaneously to all electrodes, whereas the new continuous interleaved sampling (CIS) strategy presented brief pulses to each electrode in a nonoverlapping sequence. Seven experienced implant users, selected for their excellent performance with the CA processor, participated as subjects. The new strategy produced large improvements in the scores of speech reception tests for all subjects. These results have important implications for the treatment of deafness and for minimal representations of speech at the auditory periphery.     

燃料电池用聚苯胺载Pt电极的制备及性能分析

利用恒电位法、循环伏安法和双电位阶跃法在聚苯胺修饰Pt电极上沉积Pt微粒,并用其制备了甲醇阳极氧化的催化电极.研究结果表明,此种电极对甲醇氧化具有很好的电催化活性,并有协同催化作用.对不同Pt微粒电化学沉积方式所得电极的电催化活性进行了比较.在其它条件都相同的情况下,恒电位法沉积Pt微粒所得复合电极的电催化活性最好,双电位阶跃法沉积Pt微粒所得复合电极的电催化活性最差.同时,沉积方式相同时,不同沉积条件对所得复合电极的电催化活性有一定影响.在所研究的范围内,恒电位-0.25 V,循环电位-0.25~0.65 V以及双电位阶跃在-0.25 V持续时间为100 s时所得电极的催化活性优于其它条件下所得复合电极的电催化活性.     

Long-term motor cortex plasticity induced by an electronic neural implant

It has been proposed that the efficacy of neuronal connections is strengthened when there is a persistent causal relationship between presynaptic and postsynaptic activity. Such activity-dependent plasticity may underlie the reorganization of cortical representations during learning, although direct in vivo evidence is lacking. Here we show that stable reorganization of motor output can be induced by an artificial connection between two sites in the motor cortex of freely behaving primates. An autonomously operating electronic implant used action potentials recorded on one electrode to trigger electrical stimuli delivered at another location. Over one or more days of continuous operation, the output evoked from the recording site shifted to resemble the output from the corresponding stimulation site, in a manner consistent with the potentiation of synaptic connections between the artificially synchronized populations of neurons. Changes persisted in some cases for more than one week, whereas the output from sites not incorporated in the connection was unaffected. This method for inducing functional reorganization in vivo by using physiologically derived stimulus trains may have practical application in neurorehabilitation after injury.     

多巴胺在多壁碳纳米管修饰电极上的电化学行为

采用循环伏安法、微分脉冲伏安法、计时安培法研究多巴胺（DA）在多壁碳纳米管修饰电极上的电化学行为,计算得到了多壁碳纳米管修饰电极有效面积Aeff以及DA电化学氧化过程的一些重要参数.实验结果显示,本实验条件下DA在碳纳米管修饰电极上的氧化反应受吸附过程控制.微分脉冲伏安结果显示,催化氧化峰电流与DA浓度在5×10-5 mol/L至5×10-7 mol/L范围内呈良好的线性关系,检出限达4.0×10-8 mol/L（S/N=3）.     

轻度剥离二硫化钼／石墨烯复合材料的制备及其电化学储锂性能

为了增强MoS2的电化学储锂性能,将轻度剥离的商业MoS2与氧化石墨烯悬浮液混合,用液相还原法制备了轻度剥离MoS2／石墨烯复合材料,并对其微观结构和形貌进行了表征。结果表明轻度剥离MoS2的层数明显减少,其表面产生了许多裂纹,复合材料中轻度剥离的MoS2与石墨烯能较好地复合在一起。电化学测试表明与商业化MoS2比,轻度剥离MoSe／石墨烯复合材料具有更高的电化学储锂容量（1022mAh／g）,更好的循环稳定性能和显著增强的充放电倍率性能。电化学阻抗测试表明石墨烯显著降低了电极反应过程中的电子转移电阻。电化学储锂性能的增强主要是由于轻度剥离MoS2层数的明显减少及其表面的许多裂纹,以及轻度剥离MoS2与石墨烯之间的相互协同作用。电化学阻抗测试证明了石墨烯显著增强了复合电极材料的导电性能和电化学贮锂过程中电子传递能力。     

石墨烯/纳米纤维素/亚甲基蓝修饰电极的电化学行为研究

采用电化学还原法在玻碳电极上直接制备了石墨烯/亚甲基蓝(GR/MB)﹑石墨烯/纳米纤维素(GR/NCC)﹑石墨烯/纳米纤维素/亚甲基蓝(GR/NCC/MB)修饰电极,研究了不同修饰电极的循环伏安行为.研究表明:相比GR/MB电极,GR/NCC/MB修饰电极对亚甲基蓝的电化学活性要高,氧化还原峰电流值可达4~5倍.其扫速的平方根与峰电流成线性关系.当石墨烯与纳米纤维素的质量比达到1.00∶4.60到1.00∶5.75时电化学活性最高.纳米纤维素和电化学还原的石墨烯通过协同作用增加亚甲基蓝的吸附能力,从而使GR/NCC/MB修饰电极表现出优异的电化学性能.     

掺杂磺酸聚苯胺/碳纳米管复合膜电极制备及其应用

采用共聚法制备了掺杂磺酸的聚苯胺/多壁碳纳米管复合薄膜,并用其对铂电极进行表面修饰而制备出复合膜电极;通过扫描电子显微镜和红外光谱仪对复合膜电极表面的形态和组分进行表征,并采用电化学方法对其导电性和电催化活性进行测试.结果表明:与聚苯胺电极相比,掺杂磺酸的聚苯胺/多壁碳纳米管复合膜电极的表面形态更均匀致密,导电性能显著提高,响应峰电流从145μA增加到1.61mA,表面电荷密度提高了12.1倍,且稳定性也相应提高;复合膜电极具有较高电催化活性,在草酸环境中对抗坏血酸(AA)的线性响应不受干扰,其线性相关系数为0.996 0,灵敏度为9.09A/(mol·cm2),氧化峰的电位差达到340mV,能够明显区分其混合物.     

LiCoO2电极中锂离子的扩散性能

为使锂离子电池在较高的充、放电倍率下满足动力型电源的需要,对LiCoO2中锂离子的扩散性能进行了理论推导及试验测定。以球状电极模型对LiCoO2电极进行了处理,在简化的假设条件下,推导出LiCoO2电极的扩散电流表达式,并可求得锂离子在LiCoO2电极中的固相扩散系数DLi 。研究结果表明:I对t-1/2在10～150s表现出很好的线性关系,与理论分析结果相符合;不同晶粒大小的LiCoO2样品扩散系数有很大差别,相差1个数量级以上;锂离子扩散动力学特征是由LiCoO2的晶粒尺寸决定的,与其粒径分布、比表面积及表面形貌等参数基本无关。     

卟啉/多壁碳纳米管修饰电极的制备及多巴胺的测定

利用电化学方法在多壁碳纳米管修饰的玻碳电极表面聚合一层无金属卟啉,制备了卟啉/多壁碳纳米管修饰电极,采用循环伏安法研究多巴胺(DA)在不同修饰电极上的电化学行为,并计算得到了不同修饰电极有效面积Aeff以及DA电化学氧化过程的一些重要参数.实验结果表明,这种双层膜修饰电极具有更为明显的催化效果,微分脉冲伏安结果显示,催化氧化峰电流与DA浓度在5×10-5mo·lL-1~3×10-7mo·lL-1范围内呈良好的线性关系,检出限达6×10-8mo·lL-1(S/N=3).