[發(fā)明專利]手動組合式微電極推進器及制作方法

有效

• 申請?zhí)枺?/td>: 201110213414.9
• 申請日: 2011-07-28
• 公開（公告）號: CN102334988A
• 公開（公告）日: 2012-02-01
• 發(fā)明（設(shè)計）人: 劉小峰;郭峰
• 申請（專利權(quán)）人: 河海大學(xué)常州校區(qū)
• 主分類號: A61B5/0478
• 分類號: A61B5/0478;B81B3/00;B81C1/00
• 代理公司: 常州市維益專利事務(wù)所 32211
• 代理人: 王凌霄

技術(shù)領(lǐng)域

本發(fā)明涉及一種手動組合式微電極推進器及制作方法，尤其是一種適用于但不限于自由狀態(tài)下嚙齒類與鳥類動物的微電極推進的腦研究裝置。

背景技術(shù)

利用微電極記錄試驗動物(如嚙齒類和鳥類)的腦神經(jīng)活動是研究行為的神經(jīng)基礎(chǔ)、學(xué)習(xí)與記憶的神經(jīng)機制等高級神經(jīng)活動常用技術(shù)。在記錄過程中，特別是慢性記錄過程中，記錄神經(jīng)電活動通常采用微推進器將記錄電極插入試驗動物的腦區(qū)目標位置。

專利Hybrid?Multichannel?Printed?Circuit?Board?Microdrive(US20090105776)提供的微推裝置包括印制電路板基地、不銹鋼導(dǎo)管、電極、螺桿機構(gòu)。其中，印制電路板是電子與機械部件的基底。該專利方案是利用四套螺桿機構(gòu)通過滑塊獨立推進記錄電極。

專利Multi-electrode?Microdrive?Array(US7769421)提供的裝置包括圓形底座、滑道、手動調(diào)節(jié)的螺桿機構(gòu)、14套同樣的導(dǎo)管、毛細包裹的電極。通過螺桿機構(gòu)調(diào)節(jié)與包裹一組電極的毛細管連接一起的滑塊，在傾斜30°的滑道內(nèi)沿著導(dǎo)管進動。該專利方案優(yōu)點是應(yīng)用兼具剛度與韌性的毛細管包裹電極使電極在滑塊推動下沿著滑道做的一致進動，該專利的方案適宜高度柔韌性的電極。

專利“一種手動微電極推進器”(公開號：CN201157420)提供了一種手動微電極推進器，該裝置包括基座、推進桿、旋轉(zhuǎn)環(huán)、滑塊，隨著旋轉(zhuǎn)環(huán)帶動螺桿旋轉(zhuǎn)，滑塊在滑道內(nèi)垂直方向移動，滑塊懸空端開有滑道，滑道內(nèi)的電極塞可以通過旋鈕調(diào)整水平位置。該手動推進器整體結(jié)構(gòu)大，只能用于單電極的記錄與刺激試驗，適用于猴子和貓等大動物。

專利“微電極推進裝置及其方法”(公開號：CN101999897A)提供的裝置包括墊片、箱體、螺母、螺釘、滑塊和底板。箱體滑道內(nèi)置滑塊，微電極固定在滑塊的階梯槽上的陣列板，滑塊隨螺釘?shù)男D(zhuǎn)上下移動。該專利的方案適用于自由活動的大壁虎的腦內(nèi)微電極推進。

論文“Miniature?Motorized?Microdrive?and?Commutator?System?for?Chronic?Neural?Recording?in?Small?Animals”(J?Neurosci?Meth，2001，112：83-94)提供的裝置包括帶螺紋的滑塊、直流電機、電機安裝板、底座、絲杠、導(dǎo)管束。該方案是一種計算機遙控的高精度推進系統(tǒng)，能夠獨立調(diào)節(jié)三組電極推進，推進精度達1微米，整個裝置質(zhì)量僅為1.5g，造價昂貴。

論文“A?Semi-Chronic?Motorized?Microdrive?and?Control?Algorithm?for?Autonomously?Isolating?and?Maintaining?Optimal?Extracellular?Action?Potentials”(J?Neurophysiol，2005，93：570-579)提供的裝置包括導(dǎo)管、標準腔、腔轉(zhuǎn)接器、定位旋鈕、電機裝配帽、位置傳感器、壓電/電致伸縮直線電機組成。該文介紹了一種自動隔離與維持良好胞外記錄的控制算法，以便通過直線電機自動推進四組獨立的記錄電極。

上述能夠遙控或自動推進的微推進器精度高，應(yīng)用效果好，然而造價昂貴，難以普遍使用；而上述手動推進的裝置往往結(jié)構(gòu)復(fù)雜或體積與質(zhì)量較大、重復(fù)利用率低，在動物頭部固定時形成的創(chuàng)傷面也較大，對動物的自由行動影響較大，另外現(xiàn)有的微推進器難以組合使用而實現(xiàn)微電極以不同深度插入動物腦區(qū)。

發(fā)明內(nèi)容

本發(fā)明要解決的技術(shù)問題是：克服現(xiàn)有技術(shù)中之不足，提供一種結(jié)構(gòu)簡單輕巧、可重復(fù)使用、微電極適用性高的手動組合式微電極推進器以及該微電極推進器的制作方法。

本發(fā)明解決其技術(shù)問題所采用的技術(shù)方案是：一種手動組合式微電極推進器，用于嚙齒類和鳥類動物自由活動下的生物電信號采集和刺激，包括由兩半圓柱殼體合圍而成的柱狀外殼、與外殼上端連接的上緊合帽、與外殼下端連接并可固定在試驗動物顱骨上的下緊合帽，外殼內(nèi)設(shè)有電極夾持器，植入試驗動物顱骨的微電極固定在電極夾持器上并伸出外殼下端，用于推進電極夾持器移動的螺桿從外殼上端伸進外殼內(nèi)與電極夾持器點接觸，電極夾持器與外殼下端內(nèi)側(cè)面之間設(shè)有螺旋彈簧，微電極上連接有電極引線。

具體說，所述的電極夾持器為階梯狀圓柱體，其大端端面具有凸起的半球體，螺桿具有與所述半球體點接觸的半球形頭部，螺旋彈簧一端套裝在電極夾持器的小端上，另一端與外殼下端內(nèi)側(cè)面接觸，電極夾持器上開有供微電極插入固定的通孔。