CN105251117A - 适于动物脑区植入深度动态可调电极 - Google Patents

Abstract

本发明公开了一种适于动物脑区植入深度动态可调电极，包括微电极、电极丝深度调节装置，电极丝深度调节装置包括上、下支撑板和调节板，上、下支撑板之间通过间隔设置的两导向立柱连接为一体；位于两导向立柱之间垂直设置有螺栓结构的螺杆，螺杆的下端转动置于设置在下支撑板上的轴套内，其上端转动置于开设在上支撑板上的阶梯孔内，调节板通过通孔滑动套装在两导向立柱上，调节板中部通过螺接件与螺杆螺纹传动；贯穿下支撑板垂直向下固定有不锈钢定位管；微电极固定在调节板上，微电极的电极丝垂直向下间隙穿在所述不锈钢定位管内。本发明解决了检测电极和刺激电极深度调节方式不通用的问题，形式灵活，适用广泛。

Description

适于动物脑区植入深度动态可调电极

技术领域

本发明涉及动物的运动行为诱导和神经机制解析领域，尤其是涉及适于动物脑区植入深度动态可调电极。

背景技术

微电极或微电极阵列是神经系统与外界电子电路的接口，起着记录来自脑区纤维电信号以解析大脑工作机制，或利用电信号激励神经活动以实现功能性电刺激的重要作用，其性能决定了整个系统的信号采集或刺激的效果。微电极的植入有急性和慢性两种方式，利用脑立体定位仪将微电极植入到指定神经位点以实现信号采集或刺激的功能。急性植入方式是在动物麻醉状态下利用脑立体定位仪调整微电极的植入深度，以获得可靠的神经活动或实现不同层神经活动的检测或刺激；慢性植入方式则是在动物麻醉状态下将微电极植入特定脑区后，利用牙科水泥将电极固定在动物颅骨上，待动物恢复后再进行检测或刺激实验。慢性植入方式相对于急性植入方式，优点是显而易见的，其大大扩展了神经实验的研究范围。但是在慢性植入方式中，由于微电极已经固定在了颅骨上，使得后期难以进行微电极植入深度的调整，往往需要对实验动物进行大量重复植入实验，才能获得理想的结果。因此，实现一种可以在慢性植入方式中进行微电极深度调节装置，对于神经科学的研究有着重要的意义，但目前尚未见诸对检测和刺激电极都适用的微电极深度调节装置。

发明内容

本发明提供了一种适于动物脑区植入深度动态可调电极，主要针对上述微电极慢性植入方式下实现微电极植入深度的调节。

为实现上述目的，本发明采用下述技术方案：

本发明所述的适于动物脑区植入深度动态可调电极，包括微电极、电极丝深度调节装置，所述电极丝深度调节装置包括上、下支撑板和调节板，所述上、下支撑板之间通过间隔设置的两导向立柱连接为一体；位于所述两导向立柱之间垂直设置有螺栓结构的螺杆，所述螺杆的下端转动置于设置在下支撑板上的轴套内，其上端转动置于开设在上支撑板上的阶梯孔内，所述阶梯孔的上孔直径小于螺杆上端直径而下孔直径大于螺杆上端直径；所述调节板通过通孔滑动套装在所述两导向立柱上，调节板中部通过螺接件与螺杆螺纹传动；贯穿下支撑板垂直向下固定有不锈钢定位管；所述微电极固定在调节板上，微电极的电极丝垂直向下间隙穿在所述不锈钢定位管内。

所述螺接件为开设在调节板中部的螺孔；或为：固定在调节板中部通孔内的内螺纹轴套；或为：螺纹连接在所述螺杆上的两螺母，调节板通过开设在其中部的通孔间隙套装在位于两螺母之间的螺杆上。

所述微电极保护装置为固定在所述上、下支撑板之间的两个倒L形铜棒，和用于包裹所述电极丝深度调节装置四周的铜网。

本发明优点主要体现在以下方面：

1、采用模块化设计，使所述电极丝深度调节装置和微电极二者相互独立，因此既适用于检测电极，同时也适用于刺激电极，解决了检测电极和刺激电极深度调节方式不通用的问题，形式灵活，适用广泛。

2、所述电极丝垂直向下穿在所述不锈钢定位管内，可以在不去除受试动物大脑硬脑膜的情况下进行电极丝的植入，不仅减少了开颅手术对大脑的伤害，而且避免了牙脱水泥固定时接触到电极丝，提高了植入的成功率。

3、所述微电极保护装置的设置，不仅减少了电极丝被损坏的概率，增加了电极的牢固性，而且在信号采集时也可以有效减少外界噪声的干扰。

附图说明

图1是本发明的立体结构示意图。

图2是本发明所述电极丝深度调节装置的立体结构示意图。

图3是图2的主视局剖图。

图3.1是本发明所述调节板通过螺孔与螺杆螺接的结构示意图。

图3.2是本发明所述调节板通过内螺纹轴套与螺杆螺接的结构示意图。

图4是本发明所述铜网的结构示意图。

图5是本发明用于家鸽脑区植入的参考图。

具体实施方式

如图1-4所示，本发明所述的适于动物脑区植入深度动态可调电极，包括微电极1、电极丝深度调节装置和微电极保护装置；电极丝深度调节装置包括上支撑板和下支撑板2以及调节板3，上支撑板由盖板4和衬板5叠置后通过螺钉6固连为一体，盖板4中部开设有阶梯孔，阶梯孔的上孔直径小于下孔直径，衬板5中部开设有穿孔；衬板5与下支撑板2之间通过间隔设置的两导向立柱7、8连接为一体，两导向立柱7、8的横截面为方形；位于两导向立柱7、8之间垂直设置有螺栓结构的螺杆9，螺杆9的下端转动置于安装在下支撑板2上的轴套10内，其上端穿过衬板5中部的穿孔转动置于盖板4中部阶梯孔的下孔内，如图3所示，阶梯孔的上孔11直径小于螺杆9的头部12直径；调节板3通过通孔滑动套装在两导向立柱7、8上，调节板3中部通过螺接件与螺杆9螺纹传动；螺接件为螺纹连接在所述螺杆9上的两螺母13、14，调节板3通过开设在其中部的通孔间隙套装在位于两螺母13、14之间的螺杆9上；当然，螺接件也可如图3.1所示，为开设在调节板3中部的螺孔15；或如图3.2所示，为固定在调节板3中部通孔内的内螺纹轴套16。贯穿下支撑板2垂直向下固定有不锈钢定位管17，微电极1固定在调节板3上，微电极1的电极丝18垂直向下间隙穿于不锈钢定位管17的管腔内。微电极保护装置如图1所示，由固定在盖板4和下支撑板2之间的两个倒L形铜棒19、20，和如图4、5所示，用于包裹电极丝深度调节装置四周的铜网21组成。

本发明使用方法，现以家鸽为例作进一步说明，具体步骤如下：

第一步、将实验家鸽22腹腔注射麻醉，并固定于脑立体定位仪上，然后对颅骨外皮肤进行消毒和剥离，暴露颅骨，而后用双氧水清洗颅骨表面，最后利用脑立体定位仪上的三维移动臂确定拟植入区域；

第二步、打开拟植入区域的颅骨、暴露硬脑膜，用电极夹持器将本发明固定于脑立体定位仪三维移动臂上，并移动至拟植入区域，然后向下移动脑立体定位仪三维移动臂来调整微电极1位置，使不锈钢定位管17的尖端接触到硬脑膜，作为参考零点；

第三步、再次向下移动脑立体定位仪三维移动臂继续调整微电极1位置，使不锈钢定位管17的尖端穿透硬脑膜进入大脑，然后使下支撑板2与颅骨表面接触，记下电极丝18位置；

第四步、在下支撑板2两侧分别植入两颗钛合金螺钉，并用耳脑胶封闭颅骨开口处，然后用牙科水泥进行固定；

第五步、待牙科水泥凝结固化后，将实验家鸽22从脑立体定位仪上取下，之后用铜网21将电极丝深度调节装置四周包裹起来（如图5所示），并用牙科水泥将铜网固定在颅骨上，最后缝合伤口，并对伤口进行清理，等待实验家鸽苏醒，植入完成。

当植物完成后，需要调整植入的电极丝18深度时，只需手握螺丝刀通过螺杆9的头部12来旋转螺杆9，通过设置在盖板4上板面上的标志位刻度尺23（如图2所示），即可便捷地调整微电极1的高度，并可根据调整的圈数确定调整的深度。

Claims (3)

1.一种适于动物脑区植入深度动态可调电极，包括微电极、电极丝深度调节装置，其特征在于：所述电极丝深度调节装置包括上、下支撑板和调节板，所述上、下支撑板之间通过间隔设置的两导向立柱连接为一体；位于所述两导向立柱之间垂直设置有螺栓结构的螺杆，所述螺杆的下端转动置于设置在下支撑板上的轴套内，其上端转动置于开设在上支撑板上的阶梯孔内，所述阶梯孔的上孔直径小于螺杆上端直径而下孔直径大于螺杆上端直径；所述调节板通过通孔滑动套装在所述两导向立柱上，调节板中部通过螺接件与螺杆螺纹传动；贯穿下支撑板垂直向下固定有不锈钢定位管；所述微电极固定在调节板上，微电极的电极丝垂直向下间隙穿在所述不锈钢定位管内。

2.根据权利要求所述的适于动物脑区植入深度动态可调电极，其特征在于：所述螺接件为开设在调节板中部的螺孔；或为：固定在调节板中部通孔内的内螺纹轴套；或为：螺纹连接在所述螺杆上的两螺母，调节板通过开设在其中部的通孔间隙套装在位于两螺母之间的螺杆上。

3.根据权利要求1或2所述的适于动物脑区植入深度动态可调电极，其特征在于：所述微电极保护装置为固定在所述上、下支撑板之间的两个倒L形铜棒，和用于包裹所述电极丝深度调节装置四周的铜网。