CN109602517A - 一种用于小动物经颅磁声刺激的持续性气体麻醉装置 - Google Patents

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刘志朋
王会琴
殷涛
周晓青
王欣
马任
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Abstract

本发明公开了属于神经技术领域的一种用于小动物经颅磁声刺激的持续性气体麻醉装置，包括固定支架的移动底座、头部固定装置、麻醉气体进气管、废气排出管、带孔橡胶塞以及密封橡胶活塞。本发明的一种用于小动物经颅磁声刺激的持续性气体麻醉装置，可以实现在不进行注射麻醉的条件下对小动物实施经颅磁声刺激，避免注射麻醉对经颅磁声刺激过程的影响；通过控制气体麻醉剂的浓度与进气剂量，实现对实验用小动物麻醉程度的控制；通过头部固定装置相对底座的高度标尺，实现固定装置高度的调节。

Description

一种用于小动物经颅磁声刺激的持续性气体麻醉装置
技术领域
本发明涉及一种神经调控技术，特别涉及一种用于小动物经颅磁声刺激的持续性气体麻醉装置。
背景技术
低强度聚焦经颅超声刺激是一种新型的神经调控技术，具有非侵入性、空间分辨率高、可实现深部刺激等特点，引起人们越来越多的关注与研究。经颅超声刺激是使用低强度的超声波对神经电活动进行调控，已有研究表明，其机制可能是基于细胞离子通道的机械敏感性，也可能是通过听觉神经的作用。经颅磁声耦合电刺激技术，简称经颅磁声刺激，是在经颅超声刺激的基础上引入磁场的一种新型神经调控技术。经颅磁声刺激的原理则是神经组织中的离子在超声波的作用下发生振动，进而切割磁感线产生感应电流与电场，对神经电活动进行直接调控，是基于导电组织的一种电磁耦合效应。因耦合了声场与电场，使得经颅磁声刺激除了具有超声的特点，还具备电场的特性，因而在神经调控方面具有独特的优势，逐渐成为人们研究神经科学领域的一门新技术。
由于经颅磁声刺激是耦合了超声声场与感应电场的复合场作用，因此无论是为探究经颅超声刺激与经颅磁声刺激对神经电活动的影响，还是区分经颅磁声刺激中电场与声场的作用效果，对经颅磁声刺激作用脑部区域的影响效果都需要进行更深入的研究。但是目前对实验中小动物所用的脑立体定位装置一般是基于经颅超声刺激，无法对进行经颅磁声刺激的小动物进行持续性气体麻醉操作，只能注射麻醉；而对于带有持续性气体麻醉装置的脑立体定位仪，则由于装置本身的限制，无法在该脑立体定位装置中引入较大强度的磁铁，这就极大地限制了基于持续性气体麻醉的经颅磁声刺激的进一步研究。
发明内容
本发明为了解决传统电磁兼容型脑立体定位装置在经颅磁声刺激过程中持续气麻操作与磁铁装载的问题，提出了一种可用于小动物经颅磁声刺激的持续性气体麻醉装置。
为实现上述目的，本发明的一种用于小动物经颅磁声刺激的持续性气体麻醉装置，包括有固定支架的移动底座、头部固定装置、麻醉气体进气管、废气排出管、带孔橡胶塞以及密封橡胶活塞。其中，所述移动底座用于负载头部固定装置；所述头部固定装置用于实现小动物头部固定以及麻醉气体的交换；所述麻醉气体进气管与废气排出管用于实现麻醉气体的进入与废气排出；所述带孔橡胶活塞用于实现麻醉气体进气管、废气排出管与头部固定装置腔体的连接；所述密封橡胶活塞用于堵塞头部固定装置腔体非头部固定的一端，保证装置的良好气密性。
进一步的，所述移动底座上端有一螺纹孔，与头部固定装置的下端通过螺丝进行配合，实现固定装置高度的调整；
进一步的，所述头部固定装置分为支撑底座与头部固定装置腔体两个部分，支撑底座下端与移动底座通过螺丝配合，头部固定装置腔体焊接于支撑底座。腔体的头部固定端下方有一椭圆形孔径，用于小动物牙齿咬合，稳定固定，非头部固定端用密封橡胶活塞堵塞；头部固定装置腔体的左右两侧各有一孔径，用于接入麻醉气体与排出废气。
进一步的，所述麻醉气体进气管与废气排出管一端通过带孔橡胶活塞与头部固定装置腔体相连，另一端与麻醉机自带气体泵出和回收的软管相连，用于麻醉气体的进入与废气的排出。
进一步的，所述带孔橡胶活塞两端孔径不同，孔径大的一端与麻醉气体进气管或废气排出管配合，孔径小的一端接入头部固定装置腔体两侧的孔径，用于麻醉气体进气管、废气排出管与头部固定装置的连接。
进一步的，所述密封橡胶活塞为两端尺寸大小不一的活塞，用于保证头部固定装置腔体的良好气密性。
有益效果：本发明一种用于小动物经颅磁声刺激的持续性气体麻醉装置，可以实现经颅磁声刺激过程中小动物的持续气体麻醉操作，避免了注射麻醉剂对小动物生理状态的影响，可通过调整移动底座相对立体定位仪的位置，解决了传统脑立体装置对铁磁装载的限制问题，增大了经颅磁声刺激中磁场强度的可选范围，操作简单，使用方便。
附图说明
图1为本发明用于小动物经颅磁声刺激的持续性气体麻醉装置的结构示意图，其中1-移动底座、2-头部固定装置、3-麻醉气体进气管、4-废气排出管、5-带孔橡胶活塞、6-密封橡胶活塞。
图2为本发明移动底座的结构示意图，其中1.1-螺丝。
图3为本发明头部固定装置的结构示意图，其中2.1-支撑底座、2.2-头部固定装置腔体、2.2.1-牙齿咬合装置。
图4为本发明麻醉气体进气管与废气排出管的结构示意图。
图5为本发明带孔橡胶活塞的结构示意图。
图6为本发明密封橡胶活塞的结构示意图。
图7为本发明小动物经颅磁声刺激的持续性气体麻醉装置在经颅磁声刺激系统中应用的示意图，其中7-超声激励模块、8-超声换能器、9-电磁兼容型脑立体定位仪、10-静磁铁、11-持续性气体麻醉装置、12-样本。
具体实施方式
下面结合实施例和附图对本发明的小动物经颅磁声刺激的持续性气体麻醉装置做出详细说明。
如图1-6所示，本发明一种用于小动物经颅磁声刺激的持续性气体麻醉装置，包括包括固定支架的移动底座1、头部固定装置2、麻醉气体进气管3、废气排出管4、带孔橡胶塞5以及密封橡胶活塞6，所述移动底座1为金属材料，上端有一螺纹孔，与头部固定装置的下端通过螺丝1.1进行配合，实现固定装置高度的调整。所述头部固定装置2分为支撑底座2.1与头部固定装置腔体2.2两个部分，支撑底座2.1下端与移动底座1通过螺丝配合，头部固定装置腔体焊接于支撑底座2.1；头部固定装置腔体2.2的头部固定端下方设有牙齿咬合装置2.2.1，为椭圆形小孔，用于小动物牙齿咬合，稳定固定，非头部固定端用密封橡胶活塞6堵塞；头部固定装置腔体2.2的左右两侧各有一孔径，用于接入麻醉气体与排出废气。与麻醉气体进气管3和废气排出管4通过带孔的橡胶活塞5相连，实现气体麻醉剂的进入与排出。所述带孔橡胶活塞5两端孔径不同，孔径大的一端与麻醉气体进气管3或废气排出管4配合，孔径小的一端接入头部固定装置腔体2.2两侧的孔径，用于麻醉气体进气管3、废气排出管4与头部固定装置2的连接。所述头部固定装置2的非头部放置的一端利用封闭的橡胶活塞6进行堵塞，保证头部固定装置腔的良好气密性。
本发明小动物经颅磁声刺激的持续性气体麻醉装置在经颅磁声刺激系统中的应用如图7所示，被测样本12固定在脑立体定位仪9的加热垫上，牙齿咬合住持续性气体麻醉装置11的椭圆形孔并进行头部固定。由依次相连的两个函数信号发生器和功率放大器构成的超声激励模块7产生特定的超声激励信号，由超声换能器和连接在超声换能器底端的声准直器构成的超声换能模块8，将超声激励电信号转换为声信号，并垂直靶向到被测样本12的刺激区域；静磁铁10位于被测样本12的前侧，调节静磁铁10使之置于被测样本12的正前方，实现经颅磁声耦合电刺激。
当需调节被测样本12的头部高度时，可通过调整持续性气麻装置11中头部固定装置底部与移动底座的相对位置即可。
本发明的一种用于小动物经颅磁声刺激的持续性气体麻醉装置的实施例中所述的超声激励模块7是由相连的两个函数信号发生器与一个功率放大器组成，两个信号发生器的型号分别为TFG6920A和Tektronix -AFG3252，用于产生特定的超声信号；功率放大器为NF-HSA4101，其可以放大从DC到1MHz的信号，同时最高输出150Vpp的电压值；所述超声换能器8为Olympus-V301平面型超声换能器，中心频率500kHz，用于将电信号转换为声信号；输出端与注满超声耦合剂的声准直器相连，一起固定于小动物的颅骨上方，较少超声在传播过程中的衰减；所述静磁铁10为一强度0.3T的永磁体；所述呼吸麻醉剂为RWD R520IP,气体麻醉剂选择异弗烷；所述脑立体定位仪型号为SR-6M，具有6个活动自由度，最大调整精度为0.01mm，脑立体定位仪有一内含加热装置的固定垫，保证实验过程中被测样品的恒温。
以上公开的仅为本发明的具体实施例，但是，本发明并非局限于此，任何本领域的技术人员能思之的变化都应落入本发明的保护范围。

Claims (6)

1.一种用于小动物经颅磁声刺激的持续性气体麻醉装置，包括固定支架的移动底座（1）、头部固定装置（2）、麻醉气体进气管（3）、废气排出管（4）、带孔橡胶塞（5）以及密封橡胶活塞（6），其特征在于，所述移动底座（1）用于负载头部固定装置（2）；所述头部固定装置（2）与麻醉气体进气管（3）和废气排出管（4）通过带孔的橡胶活塞（5）相连，用于实现小动物头部固定以及麻醉气体的交换；所述麻醉气体进气管（3）与废气排出管（4）用于实现麻醉气体的进入与废气排出；所述带孔橡胶活塞（5）用于实现麻醉气体进气管（3）、废气排出管（4）与头部固定装置腔体（2.2）的连接；所述密封橡胶活塞（6）用于堵塞头部固定装置腔体（2.2）非头部固定的一端，保证装置的良好气密性。
2.根据权利要求1所述一种用于小动物经颅磁声刺激的持续性气体麻醉装置，其特征在于，所述的移动底座（1）上端有一螺纹孔，与头部固定装置的下端通过螺丝（1.1）进行配合，实现固定装置高度的调整。
3.根据权利要求1所述一种用于小动物经颅磁声刺激的持续性气体麻醉装置，其特征在于，所述头部固定装置（2）分为支撑底座（2.1）与头部固定装置腔体（2.2）两个部分，支撑底座（2.1）下端与移动底座（1）通过螺丝配合，头部固定装置腔体焊接于支撑底座（2.1）；头部固定装置腔体（2.2）的头部固定端下方设有牙齿咬合装置（2.2.1），用于小动物牙齿咬合，稳定固定，非头部固定端用密封橡胶活塞（6）堵塞；头部固定装置腔体（2.2）的左右两侧各有一孔径，用于接入麻醉气体与排出废气。
4.根据权利要求1所述一种用于小动物经颅磁声刺激的持续性气体麻醉装置，其特征在于，所述麻醉气体进气管（3）、废气排出管（4）一端通过带孔橡胶活塞（5）与头部固定装置腔体（2.2）相连，另一端与麻醉机自带气体泵出和回收的软管相连，用于麻醉气体的进入与废气的排出。
5.根据权利要求1所述一种用于小动物经颅磁声刺激的持续性气体麻醉装置，其特征在于，所述带孔橡胶活塞（5）两端孔径不同，孔径大的一端与麻醉气体进气管（3）或废气排出管（4）配合，孔径小的一端接入头部固定装置腔体（2.2）两侧的孔径，用于麻醉气体进气管（3）、废气排出管（4）与头部固定装置（2）的连接。
6.根据权利要求1所述一种用于小动物经颅磁声刺激的持续性气体麻醉装置，其特征在于，所述密封橡胶活塞（6）两端尺寸大小不同，用于保证头部固定装置腔体的良好气密性。
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