CN114246751A - 一种小鼠经颅超声刺激实验手术台 - Google Patents
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Abstract
本发明公开了一种小鼠经颅超声刺激实验手术台，属于实验设备器材技术领域，该手术台包括主体平台，所述主体平台台面中心部位设有凹槽；仪器组，设置在所述主体平台上，用于被试物经颅超声刺激实验；固定组，设置在所述凹槽上，用于真空吸附固定被试物；本发明可以均匀施力固定小鼠整个躯体，手术时小鼠任何局部部位都受力固定不易便宜，提高手术成功率；具备超声刺激模块、生理信号采集模块和电子显微镜放大成像模块等仪器，能够满足小鼠经颅超声刺激实验需求。
Description
技术领域
本发明属于实验设备器材技术领域，尤其涉及一种小鼠经颅超声刺激实验手术台。
背景技术
脉冲经颅超声刺激(pTUS)是一种很有发展前景的神经调控技术，具有非侵入性、高空间分辨率(2mm)、高穿透深度等优点，近些年得到了越来越广泛的关注。脉冲超声作为一种机械压力波，可以通过颅骨传导，并且颅骨还能对超声进行聚焦，促进或抑制神经活动。1929年，使用超声对蛙神经和鸟龟的肌肉进行了刺激，首次证明超声能够调节细胞活动。1958年，研究证明超声能够刺激到猫的侧向膝装神经核。2008年Tyler W.J.与他们的团队采用超声刺激海马切片，证明了超声刺激可以直接作用于神经元并引发动作电位，并促使钙，钠离子通道的改变。随后Tufail Y.等人在小鼠上使用超声刺激，刺激小鼠的运动皮层，观测到了明显的肢体及尾部肌肉活动。自此，超声刺激作为一种神经调控手段引起了泛的关注。
但是，超声刺激的作用机制尚不明确。除了针对于离体组织切片和细胞的研究外，针对活体动物的研究也应运而生。针对小鼠的超声刺激实验也被广泛开展起来。可是目前针对小鼠的超声刺激实验都是依托超声刺激平台而实现的，整个平台相对笨重，成本高，整个平台和小鼠都需要固定的机械夹持机构进行固定，每次实验都需要重新调校，极大的影响了实验的效率与准确性。
中国专利CN106859805A提出了一种便携一体式动物实验手术台，包括手术台盖子、手术台台体、可折叠挡板，标准化设计便于手术台器材更换及使用，内置紫外灯使得手术台消毒更加方便。中国专利CN211325833U公开了一种用于
教学实验的简易小鼠手术台装置，包括手术操作台、设置在手术操作台下表面的支撑腿，操作方便快捷，固定效果好，采用木板材质、简单易得、制作简单、成本低廉、不易破损、可制作成不同大小规格、满足不同实验需求。中国专利CN213076069U公开了一种大小鼠一体式实验手术台，包括操作平台，所述操作平台上设置有大鼠固定组件，具有能够在大鼠实验手术台和小鼠实验手术台间快速切换的优点，操作简单方便，无需反复调整用于固定大鼠或小鼠的固定结构。上述专利使用不同的固定机构对小鼠的某些肢体部位进行局部固定，无法均匀施力固定小鼠整个躯体，容易导致小鼠局部手术时的偏移，另外，上述专利中对于小鼠手术都是通用型的，没有针对经颅超声刺激这一实验进行针对性的手术台设计创新。综上，目前的小鼠手术台有以下不足；
1.小鼠手术台无法均匀施力固定小鼠整个躯体，手术时小鼠局部部位的容易偏移，导致手术失败；
2.小鼠手术台不能满足经颅超声刺激实验需求，不具备超声刺激模块、生理信号采集模块等。
针对上述问题，设计能够辅助进行小鼠经颅超声刺激实验和均匀施力固定小鼠整个躯体的手术台变得十分必要。
发明内容
本发明为了解决上述缺陷，提出一种小鼠经颅超声刺激实验手术台。
为解决上述技术问题，本发明所采用的技术方案是：
一种小鼠经颅超声刺激实验手术台，包括：
主体平台，所述主体平台台面中心部位设有凹槽；
仪器组，设置在所述主体平台上，用于被试物经颅超声刺激实验；
固定组，设置在所述凹槽上，用于真空吸附固定被试物。
本发明的进一步改进在于：所述固定组包括：活动篦，设置有若干个通孔，用于放置被试物；
开关池，设置在活动篦下方，开关池设有通气孔，所述开关池设有用于导通或关闭通气孔的开关篦，开关篦通过推杆电机导通或关闭通气孔。
本发明的进一步改进在于：所述仪器组包括：
脑肌电电极，所述主体平台台面设有电极接口，脑肌电电极与电极接口配合连接；
参考极，参考极与电极接口配合连接；
万向架，所述万向架包括显微镜万向架和超声模组万向架，所述主体平台台面设有与显微镜万向架、超声模组万向架一端配合的接口，显微镜万向架另一端设有显微镜模块，超声模组万向架另一端设有超声模组，
显示器，设置在主体平台侧面。
本发明的进一步改进在于：所述超声模组包括激光测距器、超声换能器和准直器，所述超声换能器与准直器同轴依次连接，激光测距器设置在超声换能器侧面，激光测距器、超声换能器的轴线平行。
本发明的进一步改进在于：所述主体平台下方设有真空腔，真空腔与通气孔连接，真空腔通过真空管与真空源连接。
本发明的进一步改进在于：所述主体平台台面设有磁吸架。
本发明的进一步改进在于：所述主体平台下方设有支腿。
由于采用了上述技术方案，本发明取得的技术进步是：
1.本发明提供一种小鼠经颅超声刺激实验手术台，可以均匀施力固定小鼠整个躯体，手术时小鼠任何局部部位都受力固定不易便宜，提高手术成功率；
2.本发明提供一种小鼠经颅超声刺激实验手术台，具备超声刺激模块、生理信号采集模块和电子显微镜放大成像模块等仪器，能够满足小鼠经颅超声刺激实验需求。
附图说明
为了更清楚地说明本发明运行原理和使用的技术方案，下面将对运行原理和使用的技术所需要使用的附图做简单地介绍。显而易见，下面描述中的附图进仅是本发明的一些运行例子，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它的附图。
图1为本发明提供的小鼠经颅超声刺激试验手术台整体结构示意图；
图2为本发明提供的主体平台结构示意图；
图3为本发明提供的仪器组结构示意图；
图4为本发明提供的仪器组结构示意图；
图5为本发明提供的活动篦结构示意图；
图6为本发明提供的固定组结构俯视示意图；
图7为图6提供的固定组结构剖面图；
其中，1、主体平台，2、仪器组，3、固定组，11、支腿，12、真空腔，13、真空管，14、磁吸架，15、显示架，16、电极接口，17、显微镜接口，18、超声接口，21、脑肌电电极，22、参考极，23、万向架，24、超声模组，25、电子显微镜，26、显示器，241、激光测距器，242、超声换能器，243、准直器，31、活动篦，32、开关池，33、开关篦，34、推杆电机，35、通气孔。
具体实施方式
为使本发明的目的、技术方案和优点更加清楚，下面将结合本发明中的附图，对本发明中的技术方案进行清楚、完整地描述。显然，所述的实施例是本发明部分实施例，而不是全部的实施例。基于发明中的实施例，本领域普通技术人员在没有付出创造性劳动前提下所获得的所有其它实施例，都属于本发明保护的范围。
本发明提供了一种小鼠经颅超声刺激实验手术台，具体结构如图1所示，包括：主体平台1、仪器组2和固定组3，主体平台1为小鼠经颅超声刺激实验手术台的机架，用于承载仪器组2和固定组3，仪器组2能够辅助完成小鼠经颅超声刺激实验，具备实验所需的各种仪器，固定组3能够利用真空吸附原理均匀固定小鼠整个躯体；
图2展示的是主体平台1的结构，主体平台1包括：支腿11、真空腔12、真空管13、磁吸架14、显示架15、电极接口16、显微镜接口17和超声接口18，支腿11为主体平台1的支撑柱，将主体平台1架在适合进行实验的高度，真空腔12在主体平台1的台面下方，与真空管13连接，当外部真空泵通过真空管13持续抽出空气时，真空腔12可以形成一个负压环境，磁吸架14固定在主体平台1的台面一侧，为永磁体材质，可以吸附和固定手术所需的金属手术器械，显示架15固定在主体平台1的后方，用于支撑和固定显示器26，电极接口16固定在主体平台1的台面的另一侧，用于插放实验所用的生理信号采集电极，显微镜接口17和超声接口18分别位于主体平台1台面的左上角和右上角，用于插放和固定超声模组24和电子显微镜25；主体平台1的台面中心开有一个凹槽，凹槽位于真空腔12的正上方，为进行小鼠手术的具体位置；
图3和图4展示的是仪器组2的具体结构，仪器组2包括：脑肌电电极21、参考极22、万向架23、超声模组24、电子显微镜25和显示器26，脑肌电电极21插放在电极接口16处，用于采集小鼠接受经颅超声刺激后的脑肌电信号，参考极22插放在电极接口16处，为脑肌电电极21的参考电极，辅助完成脑肌电信号的采集，万向架23底部固定在显微镜接口17和超声接口18处，万向架23的首端用于固定电子显微镜25和超声模组24，超声模组24用于对小鼠施加经颅超声刺激，电子显微镜25用于采集小鼠手术部位图像并放大，传输至显示器26，由显示器26实时显示经放大后的小鼠手术部位图像，提高手术观察和操作的精确性；万向架23为中空的航空铝合金材质，其内容可以通过数据线与电源线，且由于航空铝合金材质特性，万向架23任意长度位置都以进行全方位的扭转变形，且可以在一定的外力范围内保持固定形态；超声模组24包括：激光测距器241、超声换能器242和准直器243，激光测距器241固定在超声模组24的一侧，其轴线方向与超声换能器242、准直器243的轴线同向平行，用于测量超声模组24与小鼠目标位置的有效距离，超声换能器242的轴线与准直器243的轴线共线，超声换能器242和准直器243配合用于对小鼠施加不同参数的经颅超声刺激；
图5、图6和图7展示的是固定组3的具体结构，固定组3包括：活动篦31、开关池32、开关篦33、推杆电机34和通气孔35，活动篦31尺寸与主体平台1台面中心的凹槽长宽尺寸一致，活动篦31中心大部分区域开有小通孔，两侧有把手从而容易从凹槽中取出，活动篦31用于放置受试小鼠，开关池32位于主体平台1台面中心的凹槽中，同时位于活动篦31的正下方，开关池32的底部阵列开有通气孔35，通气孔35与真空腔12连通，开关篦33开有栅格形孔，推杆电机34尾端固定在开关池32的一侧，首端固定在开关篦33的一侧，通过推杆电机34可以推动开关篦33横向移动，使得栅格栏完全挡住或者打开开关池32底部的通气孔35，从而控制开关池32与真空腔12的隔绝和连通，当开关篦33的栅格栏完全挡住通气孔35时，开关池32与真空腔12的隔绝，开关池32为正常大气压，所以对活动篦31上的被试小鼠不产生吸附固定作用，可以任意调整小鼠的位置，当开关篦33的栅格孔对齐通气孔35时，开关池32与真空腔12的连通，由于真空腔12内为负压，所以对活动篦31上的被试小鼠整个躯体产生均匀的吸附固定作用；当开关篦33的栅格孔对齐通气孔35并对活动篦31上的被试小鼠整个躯体产生均匀的吸附固定作用时，真空管13连接的外部真空泵处于持续工作状态，保持真空腔12内持续具有恒定的负压力；
本发明提供了一种小鼠经颅超声刺激实验手术台，利用真空负压吸附原理，通过固定组3对小鼠的整个躯体施加均匀的吸附力起到固定作用，并通过控制推杆电机34可以一键关闭吸附力，任意移动小鼠的位置，根据小鼠经颅超声刺激实验的需求，在主体平台1上设置了仪器组2，可以通过脑肌电电极21配合参考极22采集小鼠的脑肌电生理参数，可以通过超声模组24对小鼠施加经颅超声刺激，可以通过电子显微镜25配合显示器26放大小鼠局部特征方便进行精准手术和实验操作。
以上所述的实施例仅仅是对本发明的优选实施方式进行描述，并非对本发明的范围进行限定，在不脱离本发明设计精神的前提下，本领域普通技术人员对本发明的技术方案做出的各种变形和改进，均应落入本发明权利要求书确定的保护范围内。
Claims (7)
1.一种小鼠经颅超声刺激实验手术台，其特征在于，包括：
主体平台(1)，所述主体平台(1)台面中心部位设有凹槽；
仪器组(2)，设置在所述主体平台(1)上，用于被试物经颅超声刺激实验；
固定组(3)，设置在所述凹槽上，用于真空吸附固定被试物。
2.根据权利要求1所述的一种小鼠经颅超声刺激实验手术台，其特征在于，所述固定组(3)包括：
活动篦(31)，设置有若干个通孔，用于放置被试物；
开关池(32)，设置在活动篦(31)下方，开关池(32)设有通气孔(35)，所述开关池(32)设有用于导通或关闭通气孔(35)的开关篦(33)，开关篦(33)通过推杆电机(34)导通或关闭通气孔(35)。
3.根据权利要求1或2所述的一种小鼠经颅超声刺激实验手术台，其特征在于，所述仪器组(2)包括：
脑肌电电极(21)，所述主体平台(1)台面设有电极接口(16)，脑肌电电极(21)与电极接口(16)配合连接；
参考极(22)，参考极(22)与电极接口(16)配合连接；
万向架(23)，所述万向架(23)包括显微镜万向架和超声模组万向架，所述主体平台(1)台面设有与显微镜万向架、超声模组万向架一端配合的接口，显微镜万向架另一端设有显微镜模块，超声模组万向架另一端设有超声模组(24)；
显示器(26)，设置在主体平台(1)侧面。
4.根据权利要求3所述的一种小鼠经颅超声刺激实验手术台，其特征在于，所述超声模组(24)包括激光测距器(241)、超声换能器(242)和准直器(243)，所述超声换能器(242)与准直器(243)同轴依次连接，激光测距器(241)设置在超声换能器(242)侧面，激光测距器(241)、超声换能器(242)的轴线平行。
5.根据权利要求4所述的一种小鼠经颅超声刺激实验手术台，其特征在于，所述主体平台(1)下方设有真空腔(12)，真空腔(12)与通气孔(35)连接，真空腔(12)通过真空管(13)与真空源连接。
6.根据权利要求5所述的一种小鼠经颅超声刺激实验手术台，其特征在于，所述主体平台(1)台面设有磁吸架(14)。
7.根据权利要求6所述的一种小鼠经颅超声刺激实验手术台，其特征在于，所述主体平台(1)下方设有支腿(11)。
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