適于動物腦區(qū)植入深度動態(tài)可調(diào)電極的制作方法
【技術(shù)領(lǐng)域】
[0001]本發(fā)明涉及動物的運動行為誘導(dǎo)和神經(jīng)機制解析領(lǐng)域，尤其是涉及適于動物腦區(qū)植入深度動態(tài)可調(diào)電極。
【背景技術(shù)】
[0002]微電極或微電極陣列是神經(jīng)系統(tǒng)與外界電子電路的接口，起著記錄來自腦區(qū)纖維電信號以解析大腦工作機制，或利用電信號激勵神經(jīng)活動以實現(xiàn)功能性電刺激的重要作用，其性能決定了整個系統(tǒng)的信號采集或刺激的效果。微電極的植入有急性和慢性兩種方式，利用腦立體定位儀將微電極植入到指定神經(jīng)位點以實現(xiàn)信號采集或刺激的功能。急性植入方式是在動物麻醉狀態(tài)下利用腦立體定位儀調(diào)整微電極的植入深度，以獲得可靠的神經(jīng)活動或?qū)崿F(xiàn)不同層神經(jīng)活動的檢測或刺激；慢性植入方式則是在動物麻醉狀態(tài)下將微電極植入特定腦區(qū)后，利用牙科水泥將電極固定在動物顱骨上，待動物恢復(fù)后再進行檢測或刺激實驗。慢性植入方式相對于急性植入方式，優(yōu)點是顯而易見的，其大大擴展了神經(jīng)實驗的研究范圍。但是在慢性植入方式中，由于微電極已經(jīng)固定在了顱骨上，使得后期難以進行微電極植入深度的調(diào)整，往往需要對實驗動物進行大量重復(fù)植入實驗，才能獲得理想的結(jié)果。因此，實現(xiàn)一種可以在慢性植入方式中進行微電極深度調(diào)節(jié)裝置，對于神經(jīng)科學(xué)的研究有著重要的意義，但目前尚未見諸對檢測和刺激電極都適用的微電極深度調(diào)節(jié)裝置。

【發(fā)明內(nèi)容】

[0003]本發(fā)明提供了一種適于動物腦區(qū)植入深度動態(tài)可調(diào)電極，主要針對上述微電極慢性植入方式下實現(xiàn)微電極植入深度的調(diào)節(jié)。
[0004]為實現(xiàn)上述目的，本發(fā)明采用下述技術(shù)方案:
本發(fā)明所述的適于動物腦區(qū)植入深度動態(tài)可調(diào)電極，包括微電極、電極絲深度調(diào)節(jié)裝置，所述電極絲深度調(diào)節(jié)裝置包括上、下支撐板和調(diào)節(jié)板，所述上、下支撐板之間通過間隔設(shè)置的兩導(dǎo)向立柱連接為一體；位于所述兩導(dǎo)向立柱之間垂直設(shè)置有螺栓結(jié)構(gòu)的螺桿，所述螺桿的下端轉(zhuǎn)動置于設(shè)置在下支撐板上的軸套內(nèi)，其上端轉(zhuǎn)動置于開設(shè)在上支撐板上的階梯孔內(nèi)，所述階梯孔的上孔直徑小于螺桿上端直徑而下孔直徑大于螺桿上端直徑；所述調(diào)節(jié)板通過通孔滑動套裝在所述兩導(dǎo)向立柱上，調(diào)節(jié)板中部通過螺接件與螺桿螺紋傳動；貫穿下支撐板垂直向下固定有不銹鋼定位管；所述微電極固定在調(diào)節(jié)板上，微電極的電極絲垂直向下間隙穿在所述不銹鋼定位管內(nèi)。
[0005]所述螺接件為開設(shè)在調(diào)節(jié)板中部的螺孔；或為:固定在調(diào)節(jié)板中部通孔內(nèi)的內(nèi)螺紋軸套；或為:螺紋連接在所述螺桿上的兩螺母，調(diào)節(jié)板通過開設(shè)在其中部的通孔間隙套裝在位于兩螺母之間的螺桿上。
[0006]所述微電極保護裝置為固定在所述上、下支撐板之間的兩個倒L形銅棒，和用于包裹所述電極絲深度調(diào)節(jié)裝置四周的銅網(wǎng)。
[0007]本發(fā)明優(yōu)點主要體現(xiàn)在以下方面: 1、采用模塊化設(shè)計，使所述電極絲深度調(diào)節(jié)裝置和微電極二者相互獨立，因此既適用于檢測電極，同時也適用于刺激電極，解決了檢測電極和刺激電極深度調(diào)節(jié)方式不通用的問題，形式靈活，適用廣泛。
[0008]2、所述電極絲垂直向下穿在所述不銹鋼定位管內(nèi)，可以在不去除受試動物大腦硬腦膜的情況下進行電極絲的植入，不僅減少了開顱手術(shù)對大腦的傷害，而且避免了牙脫水泥固定時接觸到電極絲，提高了植入的成功率。
[0009]3、所述微電極保護裝置的設(shè)置，不僅減少了電極絲被損壞的概率，增加了電極的牢固性，而且在信號采集時也可以有效減少外界噪聲的干擾。
【附圖說明】
[0010]圖1是本發(fā)明的立體結(jié)構(gòu)示意圖。
[0011]圖2是本發(fā)明所述電極絲深度調(diào)節(jié)裝置的立體結(jié)構(gòu)示意圖。
[0012]圖3是圖2的主視局剖圖。
[0013]圖3.1是本發(fā)明所述調(diào)節(jié)板通過螺孔與螺桿螺接的結(jié)構(gòu)示意圖。
[0014]圖3.2是本發(fā)明所述調(diào)節(jié)板通過內(nèi)螺紋軸套與螺桿螺接的結(jié)構(gòu)示意圖。
[0015]圖4是本發(fā)明所述銅網(wǎng)的結(jié)構(gòu)示意圖。
[0016]圖5是本發(fā)明用于家鴿腦區(qū)植入的參考圖。
【具體實施方式】
[0017]如圖1-4所示，本發(fā)明所述的適于動物腦區(qū)植入深度動態(tài)可調(diào)電極，包括微電極
1、電極絲深度調(diào)節(jié)裝置和微電極保護裝置；電極絲深度調(diào)節(jié)裝置包括上支撐板和下支撐板2以及調(diào)節(jié)板3，上支撐板由蓋板4和襯板5疊置后通過螺釘6固連為一體，蓋板4中部開設(shè)有階梯孔，階梯孔的上孔直徑小于下孔直徑，襯板5中部開設(shè)有穿孔；襯板5與下支撐板2之間通過間隔設(shè)置的兩導(dǎo)向立柱7、8連接為一體，兩導(dǎo)向立柱7、8的橫截面為方形；位于兩導(dǎo)向立柱7、8之間垂直設(shè)置有螺栓結(jié)構(gòu)的螺桿9，螺桿9的下端轉(zhuǎn)動置于安裝在下支撐板2上的軸套10內(nèi)，其上端穿過襯板5中部的穿孔轉(zhuǎn)動置于蓋板4中部階梯孔的下孔內(nèi)，如圖3所示，階梯孔的上孔11直徑小于螺桿9的頭部12直徑；調(diào)節(jié)板3通過通孔滑動套裝在兩導(dǎo)向立柱7、8上，調(diào)節(jié)板3中部通過螺接件與螺桿9螺紋傳動；螺接件為螺紋連接在所述螺桿9上的兩螺母13、14，調(diào)節(jié)板3通過開設(shè)在其中部的通孔間隙套裝在位于兩螺母13、14之間的螺桿9上；當然，螺接件也可如圖3.1所示，為開設(shè)在調(diào)節(jié)板3中部的螺孔15 ;或如圖3.2所示，為固定在調(diào)節(jié)板3中部通孔內(nèi)的內(nèi)螺紋軸套16。貫穿下支撐板2垂直向下固定有不銹鋼定位管17，微電極1固定在調(diào)節(jié)板3上，微電極1的電極絲18垂直向下間隙穿于不銹鋼定位管17的管腔內(nèi)。微電極保護裝置如圖1所示，由固定在蓋板4和下支撐板2之間的兩個倒L形銅棒19、20，和如圖4、5所示，用于包裹電極絲深度調(diào)節(jié)裝置四周的銅網(wǎng)21組成。
[0018]本發(fā)明使用方法，現(xiàn)以家鴿為例作進一步說明，具體步驟如下:
第一步、將實驗家鴿22腹腔注射麻醉，并固定于腦立體定位儀上，然后對顱骨外皮膚進行消毒和剝離，暴露顱骨，而后用雙氧水清洗顱骨表面，最后利用腦立體定位儀上的三維移動臂確定擬植入?yún)^(qū)域； 第二步、打開擬植入?yún)^(qū)域的顱骨、暴露硬腦膜，用電極夾持器將本發(fā)明固定于腦立體定位儀三維移動臂上，并移動至擬植入?yún)^(qū)域，然后向下移動腦立體定位儀三維移動臂來調(diào)整微電極1位置，使不銹鋼定位管17的尖端接觸到硬腦膜，作為參考零點；
第三步、再次向下移動腦立體定位儀三維移動臂繼續(xù)調(diào)整微電極1位置，使不銹鋼定位管17的尖端穿透硬腦膜進入大腦，然后使下支撐板2與顱骨表面接觸，記下電極絲18位置；
第四步、在下支撐板2兩側(cè)分別植入兩顆鈦合金螺釘，并用耳腦膠封閉顱骨開口處，然后用牙科水泥進行固定；
第五步、待牙科水泥凝結(jié)固化后，將實驗家鴿22從腦立體定位儀上取下，之后用銅網(wǎng)21將電極絲深度調(diào)節(jié)裝置四周包裹起來(如圖5所示)，并用牙科水泥將銅網(wǎng)固定在顱骨上，最后縫合傷口，并對傷口進彳丁清理，等待實驗家鶴蘇醒，植入完成。
[0019]當植物完成后，需要調(diào)整植入的電極絲18深度時，只需手握螺絲刀通過螺桿9的頭部12來旋轉(zhuǎn)螺桿9，通過設(shè)置在蓋板4上板面上的標志位刻度尺23 (如圖2所示)，即可便捷地調(diào)整微電極1的高度，并可根據(jù)調(diào)整的圈數(shù)確定調(diào)整的深度。
【主權(quán)項】
1.一種適于動物腦區(qū)植入深度動態(tài)可調(diào)電極，包括微電極、電極絲深度調(diào)節(jié)裝置，其特征在于:所述電極絲深度調(diào)節(jié)裝置包括上、下支撐板和調(diào)節(jié)板，所述上、下支撐板之間通過間隔設(shè)置的兩導(dǎo)向立柱連接為一體；位于所述兩導(dǎo)向立柱之間垂直設(shè)置有螺栓結(jié)構(gòu)的螺桿，所述螺桿的下端轉(zhuǎn)動置于設(shè)置在下支撐板上的軸套內(nèi)，其上端轉(zhuǎn)動置于開設(shè)在上支撐板上的階梯孔內(nèi)，所述階梯孔的上孔直徑小于螺桿上端直徑而下孔直徑大于螺桿上端直徑；所述調(diào)節(jié)板通過通孔滑動套裝在所述兩導(dǎo)向立柱上，調(diào)節(jié)板中部通過螺接件與螺桿螺紋傳動；貫穿下支撐板垂直向下固定有不銹鋼定位管；所述微電極固定在調(diào)節(jié)板上，微電極的電極絲垂直向下間隙穿在所述不銹鋼定位管內(nèi)。2.根據(jù)權(quán)利要求所述的適于動物腦區(qū)植入深度動態(tài)可調(diào)電極，其特征在于:所述螺接件為開設(shè)在調(diào)節(jié)板中部的螺孔；或為:固定在調(diào)節(jié)板中部通孔內(nèi)的內(nèi)螺紋軸套；或為:螺紋連接在所述螺桿上的兩螺母，調(diào)節(jié)板通過開設(shè)在其中部的通孔間隙套裝在位于兩螺母之間的螺桿上。3.根據(jù)權(quán)利要求1或2所述的適于動物腦區(qū)植入深度動態(tài)可調(diào)電極，其特征在于:所述微電極保護裝置為固定在所述上、下支撐板之間的兩個倒L形銅棒，和用于包裹所述電極絲深度調(diào)節(jié)裝置四周的銅網(wǎng)。
【專利摘要】本發(fā)明公開了一種適于動物腦區(qū)植入深度動態(tài)可調(diào)電極，包括微電極、電極絲深度調(diào)節(jié)裝置，電極絲深度調(diào)節(jié)裝置包括上、下支撐板和調(diào)節(jié)板，上、下支撐板之間通過間隔設(shè)置的兩導(dǎo)向立柱連接為一體；位于兩導(dǎo)向立柱之間垂直設(shè)置有螺栓結(jié)構(gòu)的螺桿，螺桿的下端轉(zhuǎn)動置于設(shè)置在下支撐板上的軸套內(nèi)，其上端轉(zhuǎn)動置于開設(shè)在上支撐板上的階梯孔內(nèi)，調(diào)節(jié)板通過通孔滑動套裝在兩導(dǎo)向立柱上，調(diào)節(jié)板中部通過螺接件與螺桿螺紋傳動；貫穿下支撐板垂直向下固定有不銹鋼定位管；微電極固定在調(diào)節(jié)板上，微電極的電極絲垂直向下間隙穿在所述不銹鋼定位管內(nèi)。本發(fā)明解決了檢測電極和刺激電極深度調(diào)節(jié)方式不通用的問題，形式靈活，適用廣泛。
【IPC分類】A61N1/05, A61N1/36
【公開號】CN105251117
【申請?zhí)枴緾N201510576585
【發(fā)明人】萬紅, 師黎, 劉新玉, 楊松領(lǐng), 趙坤, 孫朝奎, 海鑫, 王松偉
【申請人】鄭州大學(xué)
【公開日】2016年1月20日
【申請日】2015年9月11日