CN107551412A - 一种自动收线的超声神经调控装置 - Google Patents

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郑海荣
周慧
牛丽丽
孟龙
夏向向
张金钮
郭瑞彪
苏敏
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Abstract

本发明提出了一种自动收线的超声神经调控装置，包括：超声信号发射模块，用于发射低能量脉冲电压信号；自动收线模块，用于通过电缆将所述超声信号发射模块发出的脉冲电压信号传输至换能器模块，并在超声刺激过程中自动拉伸和收缩所述电缆；以及换能器模块，用于接收所述脉冲电压信号并将所述脉冲电压信号转换为声压信号，发射实验所需的低频脉冲超声波信号。本发明通过自动收线模块，可以使清醒动物在行为学测试仪中自由移动，动物不会被长电缆缠绕，不会限制动物的活动区域，进而可以有效地探索超声对于动物刺激的实时行为学和电生理效果，可以实现动物无麻醉状态下实时评估超声的神经调控作用。

Description

一种自动收线的超声神经调控装置
技术领域
本发明涉及超声神经调控领域，尤其涉及一种自动收线的超声神经调控装置。
背景技术
随着脑部功能性疾病如帕金森、抑郁症、阿尔海默兹病的患者逐渐增多，其有效治疗方法逐渐成为现代医学研究的焦点，研究功能型疾病的关键在于确定病变所在核团及神经环路的神经传导通路。与现有调控技术的电刺激和磁刺激相比，超声刺激由于其安全性和无创性，日渐引起关注，国内外许多实验室正在进行超声动物刺激神经系统的研究。
现有的超声神经调控装置中，由于超声信号发射模块和换能器模块之间具有长电缆，其长度不可调节，对清醒动物进行超声刺激的过程中，动物移动时容易被长电缆缠绕，限制了动物的自由活动，进而影响了超声刺激的效果，不利于评估超声对脑部功能性疾病的治疗作用。
因此，需要一种新的超声神经调控装置。
发明内容
针对现有技术的上述问题，本发明提出了一种自动收线的超声神经调控装置，可以在清醒动物超声刺激过程中，动物不会被长电缆缠绕，可以有大范围的活动面积，从而记录模型动物行为学和电生理的改变，进而有效评估超声对脑部功能性疾病的治疗作用。
本发明的自动收线的超声神经调控装置，包括：超声信号发射模块，用于发射低能量脉冲电压信号；自动收线模块，用于通过电缆将所述超声信号发射模块发出的脉冲电压信号传输至换能器模块，并在超声刺激过程中自动拉伸和收缩所述电缆；以及换能器模块，用于接收所述脉冲电压信号并将所述脉冲电压信号转换为声压信号，发射实验所需的低频脉冲超声波信号。
优选地，所述超声信号发射模块发射脉冲电压信号的频率范围为0.1MHz～5MHz。
优选地，所述自动收线模块包括支架、绕线轴、弹性部件和供电缆缠绕和释放的绕线盘，所述绕线轴的两端分别固定在所述支架上，所述弹性部件设置在绕线盘和绕线轴之间，通过所述弹性部件的弹性恢复力以实现所述电缆的自动缩回。
优选地，所述自动收线模块进一步包括：360度旋转电连接器，其一端与所述超声发射模块连接，另一端与所述电缆连接；固定器，用于将所述360旋转电连接器固定于所述绕线盘的一端侧上。
优选地，所述自动收线模块的绕线盘具有圆柱形柱体，其柱体直径为6cm～10cm。
优选地，所述电缆的一端连接所述360度旋转电连接器连接，另一端与所述换能器模块连接。
优选地，所述电缆的电阻为50欧姆。
优选地，所述电缆的最大拉伸长度为1米。
优选地，所述弹性部件是盘簧组件。
优选地，所述换能器模块由单个阵元压电材料构成，其发射声场聚焦于动物脑区靶点。
有益效果
本发明的用于清醒动物的自动收线超声神经调控装置，通过自动收线模块，可以使清醒动物在行为学测试仪中自由移动，动物不会被长电缆缠绕，不会限制动物的活动区域，进而可以有效地探索超声对于动物刺激的实时行为学和电生理效果，可以实现动物无麻醉状态下实时评估超声的神经调控作用。
附图说明
图1是本发明的自动收线的超声神经调控装置的结构示意图。
图2是本发明的自动收线模块的结构示意图，其中，(a)是自动收线模块的侧面示意图，(b)是自动收线模块的正面示意图，(c)是自动收线模块的剖视图。
具体实施方式
在下列说明中，为了提供对本发明的彻底了解而提出许多具体细节。本发明可在不具有部分或所有这些具体细节的情况下实施。在其他情况下，为了不对本发明造成不必要的混淆，不详述众所周知的过程操作。虽然本发明将结合具体实施例来进行说明，但应当理解的是，这并非旨在将本发明限制于这些实施例。
下面结合图1来说明本发明的自动收线的超声神经调控装置的结构。
如图1所示，本发明的自动收线的超声神经调控装置，包括超声信号发射模块10、自动收线模块11和换能器模块12，自动收线模块11连接超声信号发射模块10和换能器模块12。其中，超声信号发射模块10用于发射低能量脉冲电压信号(低能量经颅脉冲电压信号)。自动收线模块11用于通过电缆将所述超声信号发射模块10发出的脉冲电压信号传输至换能器模块12，并在超声刺激过程中自动拉伸和收缩所述电缆。换能器模块12用于接收所述脉冲电压信号并将所述脉冲电压信号转换为声压信号，从而发射实验所需的低频脉冲超声波信号。
本发明中，所述超声信号发射模块10发射脉冲电压信号的频率范围为0.1MHz～5MHz。
所述换能器模块12由单个阵元压电材料构成，其发射声场聚焦于动物脑区靶点。换能器模块12佩戴于动物的头部。
下面结合图2来详细说明自动收线模块的结构和功能。
自动收线模块11一般设置于超声信号发射模块10附近。如图2(a)、图2(b)和图2(c)所示，自动收线模块11包括支架21、绕线轴22和绕线盘23，其中绕线盘23供电缆20缠绕和释放。绕线轴22的两端分别固定在支架21上，例如可以通过螺栓连接、铆接等公知的固定连接方式进行固定。弹性部件设置在绕线盘23和绕线轴22之间，该弹性部件可以是盘簧组件26，该盘簧组件26可以是一个或多个盘簧串联而成。绕线盘23具有圆柱形柱体供电缆缠绕，优选地，其柱体直径为6cm～10cm。绕线盘23的轴向一端侧通过固定器25固定设置有360度旋转电连接器24，例如电连接器24通过固定器25与绕线盘23螺纹固定连接或以其他公知的方式固定连接。360度旋转电连接器24，其一端通过电缆(未图示)与所述超声信号发射模块10连接，另一端与所述电缆20连接，从而保证电缆20在拉伸和缩回时始终处于带电状态。图2(b)中显示了电连接器24的正负极。固定器25，用于将所述360旋转电连接器24固定于绕线盘23的一端侧上。这里，通过上述结构，所述电缆20的一端与所述360度旋转电连接器24连接，另一端与所述换能器模块12连接。图2(c)示出了绕线轴22和绕线盘23之间的盘簧组件26。绕线盘23设置在绕线轴22上绕其转动。盘簧组件26的首尾两端分别固定在绕线轴22和绕线盘23上，例如可以通过焊接等公知的固定连接方式进行固定。
本发明的自动收线模块11中，通过弹性部件(盘簧组件26)的弹性实现所述电缆20的自动缩回。具体地，当电缆20被外力拉伸时，绕线盘23随之转动，盘簧组件26也被拉伸，当电缆20的放线长度满足要求，没有外力拉伸时，电缆20在盘簧组件26的弹性恢复力的作用下而缩回，从而实现自动收线的功能。
本发明中，优选地，所述电缆20的电阻为50欧姆。电缆20的最大拉伸长度为1米。
通过上述结构，本发明可以用于清醒动物的自动收线超声神经调控，通过自动收线模块，可以使清醒动物在行为学测试仪中自由移动，电缆随动物移动而自动伸缩，不会因长电缆缠绕动物而阻碍动物自由移动，进而可以有效地探索超声对于动物刺激的实时行为学和电生理效果。
显然，本技术领域中的普通技术人员应当认识到，以上的实施例仅是用来说明本发明，而并非用作为对本发明的限定，只要在本发明的实质精神范围内，对以上所述实施例的变化、变型都将落在本发明的权利要求书范围内。

Claims (10)

1.一种自动收线的超声神经调控装置，其特征在于，包括：
超声信号发射模块，用于发射低能量脉冲电压信号；
自动收线模块，用于通过电缆将所述超声信号发射模块发出的脉冲电压信号传输至换能器模块，并在超声刺激过程中自动拉伸和收缩所述电缆；以及
换能器模块，用于接收所述脉冲电压信号并将所述脉冲电压信号转换为声压信号，发射实验所需的低频脉冲超声波信号。
2.根据权利要求1所述的自动收线的超声神经调控装置，其特征在于，所述超声信号发射模块发射脉冲电压信号的频率范围为0.1MHz～5MHz。
3.根据权利要求2所述的自动收线的超声神经调控装置，其特征在于，所述自动收线模块包括支架、绕线轴、弹性部件和供电缆缠绕和释放的绕线盘，所述绕线轴的两端分别固定在所述支架上，所述弹性部件设置在绕线盘和绕线轴之间，通过所述弹性部件的弹性恢复力以实现所述电缆自动缩回。
4.根据权利要求3所述的自动收线的超声神经调控装置，其特征在于，所述自动收线模块进一步包括：
360度旋转电连接器，其一端与所述超声发射模块连接，另一端与所述电缆连接；
固定器，用于将所述360旋转电连接器固定于所述绕线盘的一端侧上。
5.根据权利要求4所述的自动收线的超声神经调控装置，其特征在于，所述自动收线模块的绕线盘具有圆柱形柱体，其柱体直径为6cm～10cm。
6.根据权利要求5所述的自动收线的超声神经调控装置，其特征在于，所述电缆的一端连接所述360度旋转电连接器连接，另一端与所述换能器模块连接。
7.根据权利要求6所述的自动收线的超声神经调控装置，其特征在于，所述电缆的电阻为50欧姆。
8.根据权利要求6所述的自动收线的超声神经调控装置，其特征在于，所述电缆的最大拉伸长度为1米。
9.根据权利要求4所述的自动收线的超声神经调控装置，其特征在于，所述弹性部件是盘簧组件。
10.根据权利要求1所述的自动收线的超声神经调控装置，其特征在于，所述换能器模块由单个阵元压电材料构成，其发射声场聚焦于动物脑区靶点。
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