一种深部脑刺激与激光多普勒测速一体化装置的制造方法
【技术领域】
[0001]本发明属于无损调控与测试技术，特别涉及一种深部脑刺激与激光多普勒测速一体化装置
【背景技术】
[0002]电刺激在神经系统基础研究以及癫痫等大脑疾病治疗过程中都得到越来越广泛的应用，深度脑刺激疗法主要是将刺激电极植入到小动物脑部组织内，运用脉冲发生器刺激其大脑深部的某些神经核，纠正异常的大脑电环路，从而减轻这些神经方面的症状。与永久性的不可调节和不可逆的损伤大脑的一些治疗方法不同，DBS并不破坏大脑结构，可以允许今后的进一步治疗。激光多普勒测速仪是利用激光多普勒效应来测量流体运动速度的一种仪器，它具有空间分辨率高、动态响应快、测量范围广、非接触测量等优点。
[0003]研究深部脑刺激作用下脑部血管的血流对于分析神经血管耦合有着重要意义。开展深部脑刺激与脑血流测量的动物研究，能够为深部脑刺激的临床应用提供指导。
[0004]通过对现有文献的检索发现，过去的专利中国专利申请号为:CN201210118753.3，名称为:一种高聚焦性多通道经颅直流电刺激装置和控制方法，虽然该装置具有覆盖全头、高聚焦性、多通道等优点，其刺激定位准确，并可定制复杂刺激的优点，但是该装置不能实现对刺激部位血流变化的测量；中国专利申请号为:CN201210042918.3，名称为:经颅直流电刺激仪，虽然该装置能够在刺激某个脑区时，产生聚焦在中央的精准定位的刺激，但是该装置不能实现对刺激部位血流变化的测量；
[0005]为克服已有技术的上述不足和缺陷，本发明提出了一种直流深部脑刺激与激光多普勒测速一体化装置，该装置既能进行直流深部脑刺激又能实现实时的脑血流速度测量。
【发明内容】
[0006]本发明目的在于提供一种操控方便、结构合理、深部脑刺激与血流测量同步的深部脑刺激与激光多普勒测速一体化装置。
[0007]为实现上述目的，采用了以下技术方案:本发明所述装置包括激光器5、分光系统
6、聚焦透镜a8、聚焦透镜b4、反光镜7、光电探测器3、前置放大器2、计算机1、直流电刺激器U、刺激隔离器12、刺激电极9;其中，激光器通过光纤与分光系统连接，光电探测器通过数据线与前置放大器连接，前置放大器通过数据线与计算机连接，直流电刺激器的输出端通过数据线与刺激隔离器的信号输入端连接，刺激隔离器的输出端通过数据线与刺激电极的输入端连接。
[0008]工作过程如下:
[0009]深部脑刺激疗法是将刺激电极植入到小动物脑部组织内，运用直流电刺激器产生的刺激信号刺激其大脑深部的某些神经核，对脑功能进行调控。激光多普勒测速仪是测量通过激光探头的示踪粒子的多普勒信号，再根据速度与多普勒频率的关系得到血流速度。在进行深部脑刺激的同时，对刺激部位的脑血流速度使用激光多普勒方法进行测量，达到脑刺激与脑血流检测的同步。
[0010]与现有技术相比，本发明具有如下优点:
[0011 ]该装置能够实时进行小动物深部脑刺激和血流速度的测量。
【附图说明】
[0012]图1是本发明的结构框图。
【具体实施方式】
[0013]下面结合附图对本发明做进一步说明:
[0014]如图1所示的本发明的结构框图中，本发明所述装置包括激光器5、分光系统6、聚焦透镜a8、聚焦透镜b4、反光镜7、光电探测器3、前置放大器2、计算机1、直流电刺激器11、刺激隔离器12、刺激电极9;其中，激光器5通过光纤与分光系统6连接，光电探测器3通过数据线与前置放大器2连接，前置放大器2通过数据线与计算机I连接，直流电刺激器11的输出端通过数据线与刺激隔离器12的信号输入端连接，刺激隔离器12的输出端通过数据线与刺激电极9的输入端连接，刺激电极9埋入小动物头部1中。
[0015]所述激光器5为He-Ni激光器。
[0016]所述刺激隔离器12为JL-E刺激隔离器。
[0017]所述刺激电极9为镍镉合金单通道电极。
[0018]应用该装置的方法，包括以下操作步骤:
[0019](I)将小动物放置在脑立体定位仪上，固定小动物的头部10，通过开颅手术去掉动物的部分颅骨，去掉硬膜，保留完整的血管，调整定位仪的三维坐标将刺激电极9精准的放置在小动物脑部组织中；
[0020](2)将固定住小动物的脑立体定位仪放置在聚焦透镜a8的正下方，调整立体定位仪与聚焦透镜a8的位置，以便于聚焦透镜a8的焦点能够聚焦在头部血管位置，调整立体定位仪与聚焦透镜a8的角度，以便于聚焦透镜与头部血管形成倾斜角；
[0021](3)配置直流电刺激器11产生深部脑刺激所需的信号参数；
[0022](4)直流电刺激器11产生的信号经过刺激隔离器12，传递到刺激电极9的输入端；
[0023](5)刺激电极9接收到刺激信号后，对小动物头部10神经组织进行刺激；
[0024](6)直流脑刺激的同时，打开激光器5开关，配置激光器5参数，激光器5发出的激光经分光系统6将光源分解为等光强的两束平行光源，两束平行光源通过聚焦透镜a8在其交点处聚焦，其焦点正好在头部组织的血管并且与血管形成角度；
[0025](7)光源照射在头部血管后，经过血流的散射作用后，散射光又通过反射镜7，通过反射镜7的散射光再通过聚焦透镜b4聚焦到光电探测器3处；
[0026](8)光电探测器3接收到散射光信号后，将散射光信号转换为相应的电信号；
[0027](9)光电探测器3将电信号传递给前置放大器2，经前置放大器2的放大作用后，传递给带有计算机I;
[0028](10)计算机I接收到电信号之后，计算机I中的上位机对电信号处理从而得到刺激部位的脑血流速度。
[0029]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、改进、修饰、替代、组合、简化，均应落入本发明权利要求书确定的保护范围内。
【主权项】
1.一种深部脑刺激与激光多普勒测速一体化装置，其特征是:所述装置包括激光器、分光系统、聚焦透镜a、聚焦透镜b、反光镜、光电探测器、前置放大器、计算机、直流电刺激器、刺激隔离器、刺激电极;其中，激光器通过光纤与分光系统连接，光电探测器通过数据线与前置放大器连接，前置放大器通过数据线与计算机连接，直流电刺激器的输出端通过数据线与刺激隔离器的信号输入端连接，刺激隔离器的输出端通过数据线与刺激电极的输入端连接。2.根据权利要求1所述的一种深部脑刺激与激光多普勒测速一体化装置，其特征是:所述一体化装置可以同时实现深部脑刺激和脑血流测量。
【专利摘要】一种深部脑刺激与激光多普勒测速一体化装置，本实用新型所述装置包括激光器、分光系统、聚焦透镜a、聚焦透镜b、反光镜、光电探测器、前置放大器、计算机、直流电刺激器、刺激隔离器、刺激电极；其中，激光器通过光纤与分光系统连接，光电探测器通过数据线与前置放大器连接，前置放大器通过数据线与计算机连接，直流电刺激器的输出端通过数据线与刺激隔离器的信号输入端连接，刺激隔离器的输出端通过数据线与刺激电极的输入端连接。本实用新型具有结构简单、操控方便、能同步进行深部脑刺激与脑血流速度测量等优点。
【IPC分类】A61B5/026, A61N1/36
【公开号】CN205252316
【申请号】CN201520827400
【发明人】袁毅, 王怀宝, 马志涛, 王红
【申请人】燕山大学
【公开日】2016年5月25日
【申请日】2015年10月23日