CN106562786A - 一种多脑区场电位记录电极及植入方法 - Google Patents

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Abstract

本发明实施例公开了一种多脑区场电位记录电极，包括：多个单脑区电极以及单脑区电极持针器，所述单脑区电极，用于植入到目标脑区中；单脑区电极持针器，用于夹持所述单脑区电极，在立体定位仪的引导下分别移动所述多个单脑区电极，并将所述多个单脑区电极植入到多个目标脑区中。本发明实施例还公开了这种多脑区场电位记录电极的植入方法，采用本发明可以在只记录多脑区局部场电位的情况下，简化多脑区场电位记录的电极样式及对应的电极植入方法，降低植入的电极负重。

Description

一种多脑区场电位记录电极及植入方法
技术领域
本发明涉及医疗技术领域，尤其涉及一种多脑区场电位记录电极及植入方法。
背景技术
用多脑区场电位记录解析特定行为相关的环路功能，这在神经科学领域是比较常见的神经环路解析的一种方法——在自由活动的实验动物上，同时记录特定的几个脑区局部场电位，在记录的同时测试自由活动的实验动物的一些行为，用一些数据信号处理的方法可以分析该特定行为相关的神经环路功能。这对神经环路功能解析很有帮助。
目前，实现多脑区场电位记录以解析特定行为相关的环路功能的电极设计已有不少，如可步进神经电极装置，利用电极支撑架预先将需要记录的电极引导至特定脑区。这种电极的确可较精确的记录自由活动的动物的多个脑区的电生理信号，不仅可以记录局部场电位，还能记录单个神经元spike信号。但是，这类电极制备比较复杂，因此制备一个这种电极需要较长的时间；而且该电极复杂精细，对电极植入的要求比较高；就这两点而言，对电生理记录的实验人员的要求也比较高；此外，电极体积比较大，对于小型实验动物如小鼠的负重压力较大。
发明内容
本发明实施例提供了一种多脑区场电位记录电极及植入方法，采用本发明实施例提供的方案能够在只记录多脑区局部场电位的情况下，简化多脑区场电位记录的电极样式及对应的电极植入方法，降低植入的电极负重。
本发明实施例第一方面提供了一种多脑区场电位记录电极，包括多个单脑区电极，
所述单脑区电极，用于植入到目标脑区中；
单脑区电极持针器，用于夹持所述单脑区电极，在立体定位仪的引导下分别移动所述多个单脑区电极，并将所述多个单脑区电极植入到多个目标脑区中。
结合本发明实施例第一方面，在本发明实施例第一方面的第一种实现方式中，所述单脑区电极，包括：
金属丝电极和套管；
其中，所述金属丝电极包括单电极、双电极或者四电极，所述金属丝电极的一端与所述目标脑区相连，另一端与排针相连；所述排针与电生理记录仪器相匹配；
其中，所述套管用于引导所述金属丝电极，套在所述金属丝电极外侧。
结合本发明实施例第一方面的第一种实现方式，在本发明实施例第一方面的第二种实现方式中，所述金属丝电极材料为惰性金属材料。
结合本发明实施例第一方面的第二种实现方式，在本发明实施例第一方面的第三种实现方式中，所述单脑区电极持针器，包括：
可固定在所述立体定位仪上的部分，用于将所述单脑区电极持针器固定在立体定位仪上，以使所述单脑区电极持针器能够在立体定位仪的引导下，将夹持的单脑区电极植入到目标脑区中。
结合本发明实施例第一方面的第三种实现方式，在本发明实施例第一方面的第四种实现方式中，所述单脑区电极持针器，还包括：
前端针管状部分，所述前端针管状部分底部为凹形结构，所述凹形结构的预留空间供所述单脑区电极套管嵌入其中，以使所述单脑区电极可从所述单脑区持针器中自由拆卸。
本发明实施例第二方面提供了一种多脑区场电位记录电极的植入方法，包括：
基于当前动物脑区进行定位，选定多个目标脑区；
通过单脑区电极持针器夹持单脑区电极，在立体定位仪的引导下移动所述单脑区电极到对应的目标脑区，并将所述单脑区电极植入到所述对应的目标脑区中；
直到通过所述单脑区电极持针器完成所有单脑区电极植入到所述多个目标脑区。
结合本发明实施例第二方面，在本发明实施例第二方面的第一种实现方式中，所述所有单脑区电极植入到所述多个目标脑区之后，还包括：
焊接所有金属丝电极至排针；所述排针与电生理记录仪器相匹配；
封装整个电极至颅骨表面，完成所述电极的植入。
结合本发明实施例第二方面或本发明实施例第二方面的第一种实现方式，在本发明实施例第二方面的第二种实现方式中，所述单脑区电极，包括：
所述金属丝电极和套管；
其中，所述金属丝电极包括单电极、双电极或者四电极，所述金属丝电极的一端与所述目标脑区相连，另一端与排针相连；所述排针与电生理记录仪器相匹配；
其中，所述套管用于引导所述金属丝电极，套在所述金属丝电极外侧。
结合本发明实施例第二方面第二种实现方式，在本发明实施例第二方面的第三种实现方式中，所述单脑区电极持针器，包括：
可固定在所述立体定位仪上的部分，用于将所述单脑区电极持针器固定在立体定位仪上，以使所述单脑区电极持针器能够在立体定位仪的引导下，将夹持的单脑区电极植入到目标脑区中。
结合本发明实施例第二方面第三种实现方式，在本发明实施例第二方面的第四种实现方式中，
所述单脑区电极持针器，还包括：
前端针管状部分，所述前端针管状部分底部为凹形结构，所述凹形结构的预留空间供所述单脑区电极套管嵌入其中，以使所述单脑区电极可从所述单脑区持针器中自由拆卸。
实施本发明实施例，在只记录多脑区局部场电位的情况下，简化了多脑区场电位记录的电极样式及相应的电极植入方法，简化了电极的制备工艺，电极重量减轻，降低了对实验动物的负重压力；同时简化了电极的植入工艺，使得单个单脑区电极的植入位置更加精确。
附图说明
为了更清楚地说明本发明实施例中的技术方案，下面将对实施例中所需使用的附图作简单地介绍，显而易见地，下面描述中的附图仅仅是本发明的一些实施例，对于本领域普通技术人员来讲，在不付出创造性劳动的前提下，还可以根据这些附图获得其他的附图。
图1是本发明实施例提供的一种单脑区电极示意图；
图2是本发明实施例提供的一种单脑区电极持针器示意图；
图3是本发明实施例提供的单脑区电极安装在持针器上的示意图；
图4是本发明实施例提供的一种多脑区场电位记录电极的示意图；
图5是本发明实施例提供的一种多脑区场电位记录电极植入方法流程图。
具体实施方式
本发明说明书、权利要求书和附图中出现的术语“包括”和“具有”以及它们任何变形，意图在于覆盖不排他的包含。例如包含了一系列步骤的过程、方法没有限定于已列出的步骤，而是可选地还包括没有列出的步骤，或可选地还包括对于这些过程、方法固有的其它步骤。
下面将结合本发明实施例中的附图，对本发明实施例中的技术方案进行清楚、完整地描述，显然，所描述的实施例仅仅是本发明一部分实施例，而不是全部的实施例。基于本发明中的实施例，本领域普通技术人员在没有作出创造性劳动前提下所获得的所有其他实施例，都属于本发明保护的范围。
下面结合图1和图2来说明本发明实施例提供的一种多脑器场电位记录电极的结构，多脑区场电位记录电极可以包括：多个单脑区电极以及单脑区电极持针器；
请参见图1，图1为本发明实施例提供的一种单脑区电极示意图，具体可以包括：金属丝电极082以及套管083；
其中，金属丝电极082用于，植入到目标脑区中；
具体地，金属丝电极082的一端与目标脑区相连，另一端与排针相连；所述排针与电生理记录仪器相匹配；
具体地，金属丝电极082可以但不限于为单电极、双电极或者四电极；
具体地，金属丝电极082的材料可以为惰性金属材料，例如可以是铂、铱、钨等；
具体地，金属丝电极082的直径一般可以为13μm、17μm、25μm等；
具体地，金属丝电极082的直径大小可以根据需求修改；例如，当不需要考虑电极对实验动物的损伤时，金属丝电极082的直径会较大；当需要减小金属丝电极082实验动物对的损伤时，金属丝电极082的直径会较小。
套管083用于，引导所述金属丝电极082，套在所述金属丝电极082外侧。
优选地，套管083的材料为硅；
可选地，套管083的材料为聚合物，例如可以是聚酰亚胺。
请参见图2，图2为本发明实施例提供的一种单脑区电极持针器示意图，具体可以包括：前端针管状部分084以及可固定在所述立体定位仪上的部分085；其中，
可固定在所述立体定位仪上的部分085，用于将所述单脑区电极持针器固定在立体定位仪上，以使所述单脑区电极持针器能够在立体定位仪的引导下，将夹持的单脑区电极植入到目标脑区中；
具体地，可固定在所述立体定位仪上的部分085体积较大，可以是非空心的，且适合固定在立体定位仪上，使得整个持针器能够随着立体定位仪上下移动，这样可以使得单脑区电极能稳定的插入到目标脑区中。
前端针管状部分084，底部为凹形结构，且凹形结构的预留空间供所述单脑区电极套管083嵌入其中，从而使得单脑区电极可从单脑区持针器中自由拆卸，且不至于退到可固定在所述立体定位仪上的部分085中去。
为了更好地理解本发明方案提供的多脑区场电位记录电极的使用方法，下面将结合图3和图4来进行说明；
如图3所示，图3为发明实施例提供的单脑区电极安装在持针器上的示意图，单脑区电极契合的插入到单脑区电极持针器前端针管状部分084中，由于前端针管状部分084，底部为凹形结构，且凹形结构的预留空间供所述单脑区电极套管083嵌入其中，从而使得单脑区电极可从单脑区持针器中自由拆卸，且不至于退到可固定在所述立体定位仪上的部分085中去；待单个单脑区电极植入到目标脑区中且固定之后，可以将单脑区电极持针器用立体定位仪移上去，从而将单脑区电极从单脑区电极持针器上卸下来。
图4为本发明实施例提供的一种多脑区场电位记录电极的示意图，如图4所示，当所有单脑区电极分别被植入到目标脑区中之后，将金属丝电极082的每个通道一一焊接到排针086上，排针086与电生理记录仪器相匹配，且与电生理记录仪器导通，最后可以采用牙科水泥将整个电极封装至颅骨表面，完成电极的植入。
可以理解的是，本装置不限于多脑区场电位记录，也可以将光纤粘在电极上，从而在某些脑区植入光纤，对脑区进行光刺激，实现对自由活动的动物中某个特定的行为或者情绪等相关的神经环路进行扰动解析；此外，在实际记录过程中，该装置也不限于场电位的记录，还可以记录一些动作电位活动。
实施本发明实施例，在只记录多脑区局部场电位的情况下，简化了多脑区场电位记录的电极样式，简化了电极的制备工艺，电极重量减轻，降低了对实验动物的负重压力；同时简化了电极的植入工艺，使得单个单脑区电极的植入位置更加精确。
为了便于更好地实施本发明实施例的上述方案，本发明还对应提供了一种多脑区场电位记录电极的植入方法，请参见图5：
如图5示出的本发明实施例提供的一种多脑区场电位记录电极植入方法流程图，可以包括以下几个步骤：
步骤S501、基于当前动物脑区进行定位，选定多个目标脑区；
具体地，在实施该步骤之前，还可以根据需要对单脑区电极进行电化学修饰、检测；
具体地，对动物脑区进行定位手术，选定目标脑区，确定单脑区电极植入的具体位置。
步骤S502、通过单脑区电极持针器夹持单脑区电极，在立体定位仪的引导下移动所述单脑区电极到对应的目标脑区，并将所述单脑区电极植入到所述对应的目标脑区中；
具体地，单脑区电极具体可以包括：金属丝电极以及套管；
其中，金属丝电极用于植入到目标脑区中，一端与目标脑区相连，另一端与排针相连，其中，排针与电生理记录仪器相匹配；
具体地，金属丝电极可以但不限于为单电极、双电极或者四电极；
具体地，金属丝电极的材料可以为惰性金属材料，例如可以是铂、铱、钨等；
具体地，金属丝电极的尺寸很小，直径一般可以为13μm、17μm、25μm等；
具体地，金属丝电极的尺寸可以根据需求修改；例如，当不需要考虑电极对实验动物的损伤时，金属丝电极的直径会较大；当需要减小金属丝电极实验动物对的损伤时，金属丝电极的直径会较小。
套管用于引导所述金属丝电极，套在所述金属丝电极外侧。
优选地，套管的材料为硅；
可选地，套管的材料为聚合物，例如可以是聚酰亚胺。
具体地，单脑区电极持针器具体可以包括：前端针管状部分以及可固定在所述立体定位仪上的部分；其中，
可固定在所述立体定位仪上的部分，用于将所述单脑区电极持针器固定在立体定位仪上，以使所述单脑区电极持针器能够在立体定位仪的引导下，将夹持的单脑区电极植入到目标脑区中；
具体地，可固定在所述立体定位仪上的部分体积较大，可以是非空心的，且适合固定在立体定位仪上，使得整个持针器能够随着立体定位仪上下移动，这样可以使得单脑区电极能稳定的插入到目标脑区中。
前端针管状部分，底部为凹形结构，且凹形结构的预留空间供所述单脑区电极套管嵌入其中，从而使得单脑区电极可从单脑区持针器中自由拆卸，且不至于退到可固定在所述立体定位仪上的部分中去。
步骤S503、通过所述单脑区电极持针器完成所有单脑区电极植入到所述多个目标脑区；
具体地，在完成一个单脑区电极的植入后，卸下单脑区电极持针器，再用单脑区电极持针器夹持下一个单脑区电极，植入到相应的目标脑区中，重复植入所有的单脑区电极至相应的目标脑区中。
步骤S504、焊接所有金属丝电极至排针；所述排针与电生理记录仪器相匹配；
具体地，在所有单脑区电极植入固定完毕后将金属丝电极的每个通道一一焊接到排针上，排针与电生理记录仪器相匹配，且与电生理记录仪器导通。
步骤S505、封装整个电极至颅骨表面，完成所述电极的植入。
优选地，可以采用牙科水泥将整个电极封装至颅骨表面，从而完成了整个电极的植入。
本发明列举的植入方法是配以这种多脑区场电位记录电极使用的，然而在实际使用中，该方法和该电极的设计及使用可以分开，不一定要完全绑定在一起。
实施本发明实施例，在只记录多脑区局部场电位的情况下，简化了多脑区场电位记录的电极的植入方法，简化了电极的植入工艺，使得单个单脑区电极的植入位置更加精确；同时简化了电极的制备工艺，电极重量减轻，降低了对实验动物的负重压力。
以上所述，以上实施例仅用以说明本发明的技术方案，而非对其限制；尽管参照前述实施例对本发明进行了详细的说明，本领域的普通技术人员应当理解：其依然可以对前述各实施例所记载的技术方案进行修改，或者对其中部分技术特征进行等同替换；而这些修改或者替换，并不使相应技术方案的本质脱离本发明各实施例技术方案的范围。

Claims (10)

1.一种多脑区场电位记录电极，包括多个单脑区电极，其特征在于：
所述单脑区电极，用于植入到目标脑区中；
单脑区电极持针器，用于夹持所述单脑区电极，在立体定位仪的引导下分别移动所述多个单脑区电极，并将所述多个单脑区电极植入到多个目标脑区中。
2.如权利要求1所述的电极，其特征在于，所述单脑区电极，包括：
金属丝电极和套管；
其中，所述金属丝电极包括单电极、双电极或者四电极，所述金属丝电极的一端与所述目标脑区相连，另一端与排针相连；所述排针与电生理记录仪器相匹配；
其中，所述套管用于引导所述金属丝电极，套在所述金属丝电极外侧。
3.如权利要求2所述的电极，其特征在于，所述金属丝电极材料为惰性金属材料。
4.如权利要求3所述的电极，其特征在于，所述单脑区电极持针器，包括：
可固定在所述立体定位仪上的部分，用于将所述单脑区电极持针器固定在立体定位仪上，以使所述单脑区电极持针器能够在立体定位仪的引导下，将夹持的单脑区电极植入到目标脑区中。
5.如权利要求4所述的电极，其特征在于，所述单脑区电极持针器，还包括：
前端针管状部分，所述前端针管状部分底部为凹形结构，所述凹形结构的预留空间供所述单脑区电极套管嵌入其中，以使所述单脑区电极可从所述单脑区持针器中自由拆卸。
6.一种多脑区场电位记录电极的植入方法，其特征在于，包括：
基于当前动物脑区进行定位，选定多个目标脑区；
通过单脑区电极持针器夹持单脑区电极，在立体定位仪的引导下移动所述单脑区电极到对应的目标脑区，并将所述单脑区电极植入到所述对应的目标脑区中；
直到通过所述单脑区电极持针器完成所有单脑区电极植入到所述多个目标脑区。
7.如权利要求6所述的方法，其特征在于，所述所有单脑区电极植入到所述多个目标脑区之后，还包括：
焊接所有金属丝电极至排针；所述排针与电生理记录仪器相匹配；
封装整个电极至颅骨表面，完成所述电极的植入。
8.如权利要求6-7任一项所述的方法，其特征在于，所述单脑区电极，包括：所述金属丝电极和套管；
其中，所述金属丝电极包括单电极、双电极或者四电极，所述金属丝电极的一端与所述目标脑区相连，另一端与排针相连；所述排针与电生理记录仪器相匹配；
其中，所述套管用于引导所述金属丝电极，套在所述金属丝电极外侧。
9.如权利要求8所述的方法，其特征在于，所述单脑区电极持针器，包括：
可固定在所述立体定位仪上的部分，用于将所述单脑区电极持针器固定在立体定位仪上，以使所述单脑区电极持针器能够在立体定位仪的引导下，将夹持的单脑区电极植入到目标脑区中。
10.如权利要求9所述的方法，其特征在于，所述单脑区电极持针器，还包括：
前端针管状部分，所述前端针管状部分底部为凹形结构，所述凹形结构的预留空间供所述单脑区电极套管嵌入其中，以使所述单脑区电极可从所述单脑区持针器中自由拆卸。
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