[發明專利]一種大鼠脊髓神經信號檢測與評估系統及方法

有效

• 申請號: 201811218657.X
• 申請日: 2018-10-19
• 公開（公告）號: CN109173056B
• 公開（公告）日: 2022-03-22
• 發明（設計）人: 沈曉燕;馬磊;許鵬;陶春伶
• 申請（專利權）人: 南通大學
• 主分類號: A61N1/36
• 分類號: A61N1/36;A61B5/24;A61B5/00
• 代理公司: 北京科億知識產權代理事務所(普通合伙) 11350
• 代理人: 湯東鳳

本發明公開了一種大鼠脊髓神經信號檢測與評估系統及方法，包括刺激電極、記錄電極、脈沖刺激器和神經信號采集系統，刺激電極連接脈沖刺激器，記錄電極連接神經信號采集系統，本發明利用電子學檢測方法對大鼠的腦初級運動皮層進行功能電刺激，記錄脊椎T9?T12節段對應的脊髓神經信號和相應位點坐標，從相關系數和延遲時間兩個指標檢測大鼠腦運動皮層支配下肢運動的神經在脊髓中的傳導通路，結果表明有效位點記錄到的信號之間有著較高的相關系數，且存在一定的延時。本發明能夠為微電子神經橋接實驗的探測電極植入提供實用數據，從電子信息學角度對大鼠脊髓傳導功能進行檢測和評估，在動物實驗水平證明了微電子神經橋接實驗的可行性。

技術領域

本發明涉及神經信號檢測評估技術領域，具體為一種大鼠脊髓神經信號檢測與評估系統及方法。

背景技術

脊髓是人和脊椎動物中樞神經系統的一部分，在椎管里面，上端連接延髓，兩旁發出成對的神經，分布到四肢、體壁和內臟。脊髓的內部有一個H形(蝴蝶型)灰質區，主要由神經細胞構成；在灰質區周圍為白質區，主要由有髓神經纖維組成。脊髓是許多簡單反射的中樞。脊髓兩旁發出許多成對的神經(稱為脊神經)分布到全身皮膚、肌肉和內臟器官。脊髓是周圍神經與腦之間的通路。也是許多簡單反射活動的低級中樞。脊柱外傷時，常全并脊髓損傷。嚴重者脊髓損傷可引起下肢癱瘓、大小便失禁等。脊髓位于椎管內，呈圓柱形，前后稍偏，外包被膜，它與脊柱的彎曲一致。脊髓的上端在平齊枕骨大孔處與延髓相連，下端平齊第一腰椎下緣，長約40～45cm。脊髓的末端變細，稱為脊髓圓柱。自脊髓圓柱向下延為細長的終絲，它已是無神經組織的細叢，在第二骶椎水平為硬脊膜包裹，向下止于尾骨的背面。脊髓的全長粗細不等，有兩個膨大部，自頸椎第四節到胸椎第一節稱頸膨大；自胸椎第九節至第十二節稱腰膨大。脊髓的表面有前后兩條正中縱溝分為對稱的兩半。前面的前正中裂較深，后面的后正中溝較淺。此外還有兩對外側溝，即前外側溝和后外側溝。前根自前外側溝走出，由運動神經纖維組成；后根經后外側溝進入脊髓，由脊神節感覺神經元的中樞突所組成。每條后根在與前根會合前，有膨大的脊神經節。腰、骶、尾部的前后根在通過相應的椎間孔之前，圍繞終絲在椎管內向下行走一段較長距離，它們共同形成馬尾。在成人(男性)一般第一腰椎以下已無脊髓，只有馬尾；脊髓的橫切面，顯有位于中央部的灰質和位于周圍部的白質；頸部的脊髓，灰質和白質都很發達。

隨著世界各國經濟水平的發展，脊髓損傷發生率呈現逐年增高的趨勢。脊髓損傷是脊柱損傷最嚴重的并發癥，往往導致損傷節段以下肢體嚴重的功能障礙。脊髓損傷不僅會給患者本人帶來身體和心理的嚴重傷害，還會對整個社會造成巨大的經濟負擔。由于脊髓損傷所導致的社會經濟損失，針對脊髓損傷的預防、治療和康復已成為當今醫學界的一大課題。脊髓損傷是一種中樞神經系統的創傷，是人類致殘的主要原因之一。每百萬人口中約有20-40例人患有脊髓損傷，可導致病人運動功能和感覺功能受損，使患者喪失勞動和生活能力并造成巨大的精神傷害。學者們試圖通過干細胞移植、仿生支架材料、神經生長抑制因子剔除等方法達到治愈脊髓損傷的目的，雖然取得一定成效，但存在很多不利因素和治療技術難關。因此，如何有效地治療脊髓損傷仍是一項重大挑戰。脊柱損傷的早期救治包括現場救護、急診救治、早期?？浦委煹?。早期救治措施的正確與否直接影響患者的生命安全和脊柱脊髓功能的恢復。對各種創傷患者進行早期評估應從受傷現場即開始進行。意識減退或昏迷患者往往不能訴說疼痛。對任何有顱腦損傷、嚴重面部或頭皮裂傷、多發傷的患者都要懷疑有脊柱損傷的可能，通過有序的救助和轉運，減少對神經組織進一步損傷。

大鼠，鼠科多種嚙齒動物的統稱，常指本科多種不相關物種。18世紀后期開始人工飼養，其習性晝伏夜動，喜獨居，膽小怕驚，門齒較長，喜啃咬，抗病力較強，敏感性強，遺傳學較為一致，激怒、襲擊抓捕時易咬手，尤其是哺乳期的母鼠更兇險，常會主動咬工作人員喂飼時伸入鼠籠的手。大鼠對實驗條件反應較為近似，被譽為精密的生物研究工具，被廣泛用于內分泌、藥物、行為學、老年病學、腫瘤、感染性疾病、心血管疾病及中醫藥等方面的研究，并具有多個品種、品系，可供不同實驗選用。