脑深部电刺激,跨颅磁刺激及迷走神经电刺激对神经精神病的治疗作用

美国Andrews BJ.(2003年5月)指出,在过去的十年间,通过神经调制作用和神经保护作用,业已开展了三种对神经、精神疾病的新一代疗法。 一、脑深部电刺激(deep brain stimulation,DBS)是一种神经外科手术疗法,刺激器是如同起搏器样的装置,或者将刺激电极植入基底神经核区,或背侧丘脑,或底丘脑核区,以高频电刺激打断神经、精神病疾病的异常神经活动。McIntyre CC和Thakor NV.(2002)指出,     

慢性脑神经刺激电参数及刺激器的应用技术

在人脑和中枢神经系统植入电脉冲刺激器,是治疗神经性疾病的有效方法,但对刺激电参数的控制是该技术的关键,它不仅直接影响治疗效果,而且对减少或预防由刺激引起的有害的电化学反应起决定性作用。本文综述了有关慢性脑神经刺激电参数研究情况以及刺激器的应用技术,认为:刺激脉冲须经电容耦合;采用对称双向波;双相脉冲每一相电荷量限制在0.5微库以下;用惰性金属制作电极;刺激频率为15～100Hz,脉宽为0.1～0.5ms。     

鲤鱼机器人无线遥控系统设计与应用

为解决有线控制时导线对水生动物机器人缠绕和运动束缚问题,设计一种鲤鱼机器人脑电刺激无线遥控系统。其中,系统硬件包括无线通信模块、电刺激信号生成模块、电源模块,系统软件包括串口通信设置、运动模式选择。将脑电极植入后在颅腔表面进行防水封固,将无线电刺激器放入防水包内搭载于鲤鱼机器人上,利用上位机远程控制无线电刺激器,令电刺激器发射信号通过电极刺激脑运动区,控制鲤鱼机器人运动。将鲤鱼机器人(n=10)置于水迷宫进行水下实验,结果显示该系统可以控制鲤鱼机器人的前进、左转向和右转向运动,成功率分别为60%、70%、80%,表明所设计系统及应用方法对鲤鱼机器人水下无线控制均是有效且可行的。     

用于动物实验的植入式神经刺激器

很多科学研究和临床应用的植入式刺激器,如心脏起搏器、骨骼肌肉刺激器等近年来得到了很大的发展。在神经科学研究中,对象通常为小型实验室动物,故对植入式刺激器的设计有特殊的要求。用于实验的植入式神经刺激器的设计要求刺激源在最大程度上满足植入式装置的需要,如尺寸小、可靠性高、安全和易于使用。笔者考虑了上述基本问题并提出了两种类型的刺激装置。由于电刺激仅能通过小电极和     

基于腔内压力评价的植入式结肠电刺激系统设计与动物实验

目的测试自行研制的植入式结肠起搏点电刺激系统对增加盲肠运动的效果。方法植入式结肠电刺激系统由植入式体内刺激器、便携式体外控制器和计算机参数设置分析软件组成。刺激参数及指令经体外控制器,以无线通信模式发送至体内刺激器;表征结肠收缩活动的压力信息由结肠腔内压力感受器采集后通过无线通信模式发送至体外控制器存储卡储存。选择46kg健康白猪1只,麻醉后开腹,将体内刺激器植入右侧腹股沟皮下,刺激电极穿过腹壁植入盲肠壁内固定,刺激参数选择电压为10、15、20 V,双脉冲频率为10、40、120 Hz,脉冲时间为0.5、1.0、3.0、5.0 ms,每次刺激前后连续观察记录5 min。检测完成后植入器固定,关腹后饲养1个月再次手术取出植入器。结果植入式结肠起搏点电刺激系统工作正常,在上述的电压、脉冲频率和双脉冲宽度的任意组合参数刺激下,发现电压和频率相同时脉宽越长,肠壁收缩活动的幅度越大;脉宽和电压相同时脉冲频率越高,肠壁收缩活动的潜伏期越短;频率和脉宽相同时电压越大,肠壁收缩活动的潜伏期越短,收缩幅度越大。在脉宽5.0ms、频率120Hz、电压15V的脉冲电刺激下,盲肠处于强直收缩状态。体内刺激器植入1个月,无感染及异物反应,取出时见植入物周围有少许包裹性积液。结论自行研制的电刺激系统初步适合进行结肠电刺激动物实验,选择合适刺激参数的结肠起搏点电刺激可明显增加结肠收缩运动,为进一步探索结肠电刺激治疗慢传输性便秘提供了研究基础。     

多点胃功能电刺激的胃电图影响研究

采用同步高频（频率高于２５Ｈｚ）双极电压,由微处理器控制的多点胃功能电刺激是实现胃活动人工控制的一种有效方法。但是这种序列刺激对胃电活动的影响尚不清楚。由于序列收缩的作用力,所以使用植入电极来评价实验动物的胃电活动（ＧＥＡ）即使有可能也是非常困难的。胃电图（ＥＧＧ）是一种无损伤的ＧＥＡ记录,它为研究多点功能电刺激提供了一种很好的手段。本文研究了４只麻醉狗,通过手术给它们植入４组圆环状刺激电极组和４个靠近刺激电极阻的压力传感器。电极植入后将腹部缝合并将三个标准的胎儿心电电极安装在胃轴的腹投影上,分…     

脉冲电刺激对植物生长的影响研究

本文通过分析植物电刺激的现状及存在的问题，采用脉冲电刺激植物的方法，消除了直流电刺激引起的电极极化现象。脉刺激器经电阻给每一电极提供刺激电流对植物进行刺激。实验结果表明：脉冲电刺激能够促进植物生长。     

国外窗口

国外窗口电刺激法可减少癫痫发作最近，美国、加拿大、荷兰和德国用电刺激颈部迷走神经减少癫病发作频率，在１２７例应用中获得初步结果。此法将刺激器埋植于左胸上部皮下，电极从刺激器伸展至颈部，置于迷走神经周围。可在门诊进行埋植，或在医院住一夜。整个手术约需１...     

硬膜外脊髓电刺激的应用研究进展

硬膜外脊髓电刺激(epidural spinal cord stimulation,ESCS)是一种将电极植入脊柱椎管内硬膜外腔,通过脉冲电流直接作用于脊髓神经的中枢神经功能性电刺激方法,最初应用于对慢性顽固性疼痛的抑制,之后的研究主要集中于该方法在运动功能恢复及神经系统疾病诊断等方面,现已成为神经接口与康复工程中的一个研究热点。本文通过总结ESCS在疼痛抑制、运动功能恢复中的研究进展,并结合ESCS研究背景,探讨了ESCS作用机制及刺激参数的优化。随后通过简述ESCS在运动功能恢复的应用研究,并结合ESCS刺激系统,提出了研制应用于运动功能的植入式刺激器的重要性,最后对ESCS的研究趋势进行展望。     

长期置入骶神经根刺激电极的兔组织学变化及其安全性

背景：有研究表明基于阳极阻滞技术的骶神经根刺激器能有效重建脊髓损伤兔的膀胱排尿功能,但符合此技术的刺激电极至今未见报道。 目的：设计并研制既与兔骶神经根匹配又符合阳极阻滞技术的刺激电极,观察长期植入刺激电极的兔骶神经根超微结构及病理形态学变化,评估刺激电极安全性。 方法：纳入新西兰兔30只,随机抽取10只兔切取双侧S2及S3神经前根,光镜下测量其直径后,制成与其直径相匹配的套筒型刺激电极。将剩余20只兔随机分为对照组及植入组,每组10只。植入组麻醉后将刺激电极植入S2及S3神经根前处,饲养半年后处死取材,观察植入处骶神经根超微结构变化。 结果与结论：长期植入该刺激电极后,光学显微镜下见植入组植入处骶神经根神经细胞结构保存良好,轴突无明显变性,无炎症细胞浸润及胶质瘢痕形成;透射电镜下观察,植入组髓鞘排列紧密,无脱髓鞘现象,神经元无核萎缩、核凹陷和异染色质增多等现象。免疫组织化学染色显示,与对照组相比,植入组植入处神经根中胶质纤维酸性蛋白、Bax,Bcl-2和Caspase-3蛋白表达差异无显著性意义。结果说明实验成功研制了兔骶神经根刺激电极,长期植入骶神经根未出现组织病理学改变及无细胞凋亡现象,安全性好。     

临床电磁骨刺激器的设计

一、引言近来,很多人对利用电及电磁刺激器辅助骨愈合很感兴趣。目前采用的技术分三种类型。首先,在骨折部位埋植丝状电极,并使低电平直流电通过这些电极。动物实验表明,它可以刺激骨的生长,通常是在阴极的周围,并且已在美国的一些医疗中心的2,000多病人身上作了临床使用,许多学者引证的成功率在80％以上。因这种技术是创伤性的,所以常常将这种电刺激的方法与其它方法交替使用。它是根据利用随时间而变化的磁场在骨折部位的附近产生电场的原理。主要采用两种类型的线圈,一种是空心的,另一种是铁心的。铁心的方法是将病人骨折部位置于上面绕有线圈的叠片C型铁心的磁极片之间。空心的方     

基于阵列电极的生物电刺激器研制

目的:设计制作一种用于阵列电极的便携式生物电刺激器。方法:下位机采用STM32L432KC作为硬件核心,设计小型DC-DC升压模块和光电隔离式双极性压控恒流源,通过串并转换芯片和光耦合双向可控硅选通电极输出电流;上位机采用Eclipse开发了在嵌入式Android系统下的人机交互软件,可以通过蓝牙模块以无线的方式灵活调节刺激电流幅值、脉宽、频率和电极选择方案。结果:刺激器能够选择最佳的刺激位点和刺激强度,为生物电刺激的临床应用和科学研究提供便利。结论:该仪器体积小、稳定性好、功耗低、操作方便,具有临床研究与推广价值。     

直接神经接口与控制技术

近年来逐渐成为热点的脑—机接口是一种不依靠外周神经和肌肉组织等通常的大脑输入/输出通道的通信与控制系统。直接神经接口与控制技术采用手术将电极阵列植入颅内,直接记录或刺激大脑神经元,以实现用户与外界的通信或控制神经弥补装置。目前的研究多以动物模型做实验,实现了对光标、游戏杆、机械臂以及运动小车等的控制。这种全新的通信技术可望为那些严重瘫痪患者提供与外界进行交流的途径。它的发展有赖于多学科的进展与融合。     

盆神经刺激器的研制

本文介绍了一种部分植入式盆神经刺激器，它主要由体外脉冲发射装置与体内感应接收器和刺激电极组成。文中描述该刺激器的电路设计原理及动物实验结果。     

肠道生物机器人中驱动装置的刺激控制系统研究

针对目前肠道诊疗设备的驱动问题,引入一种全新的肠道诊疗没备一肠道生物机器人.利用生物体作为驱动装置,携带肠道诊疗装置进入肠道内,通过体外的控制中心遥控生物体的运动行为,实现诊疗装置在肠道内主动前进、后退和定点泊位.选取黄鳝作为肠道生物机器人的生物体,并在了解其运动控制机理的基础上,设计出刺激控制系统.该系统由刺激电极和刺激器两部分组成,其刺激电极为表面式刺激电极和植入式刺激电极;其刺激器由LabVIEW软件和数据采集卡构成.采用该系统进行体外刺激控制实验,初步获得控制黄鳝前进的方法,证实该系统的可行性.     

用于外周神经的干涉电流刺激器设计

设计了一种用于外周神经电刺激的干涉电流刺激器。该刺激器为两路电流输出,可以产生4种波形,每种波形的频率、幅度等参数可在上位机进行设置,频率分辨率为0.2 Hz,幅度分辨率为0.01 mA,时间分辨率为0.1 μs。该刺激器的特点在于可在刺激强度一定的条件下连续改变电流比,或在电流比一定的情况下连续改变刺激强度。上位机采用LabVIEW开发,下位机采用FPGA对3片DAC进行控制,DAC产生的波形信号经过隔离恒流源电路后施加到负载。经过测试,刺激器能够准确产生4种波形,电流偏差在2.6%以内,恒流效果良好。该刺激器体积小,操作简单,产生波形稳定,可以用于无损选择电刺激研究。     

基于在体阻抗测量的视神经假体反馈系统构建

目的:构建视神经视觉假体反馈系统,寻求在体测量刺激电极-视神经联合阻抗的方法,使之作为在体情况下评估刺激电极状态的依据.方法:分析电极-视神经的阻抗模型,利用刺激器的双向脉冲刺激电流作为电极-视神经阻抗的载体,采用三电极阻抗测量法对电极-视神经的阻抗进行在体测量.结果:在误差允许的范围内,本试验构建的反馈系统能够在视神经视觉假体刺激的同时,测量出刺激电极间的电极-视神经阻抗.结论:在不改变测量信号发生器的情况下,可以利用微电流刺激器产生的刺激电流作为阻抗的测量信号,此种方法既不增加假体装置的规模,又能取得较精确的测量结果.     

听觉刺激器的研制

作者介绍一种用微机听觉诱发电位刺激器。该刺激器可以产生“喀呖”声，具有十二档刺激频率，四档刺激脉冲宽度，刺激强度最大１３２分贝，并具白噪声屏蔽。     

16通道人工耳蜗植入装置的原理和研制

人工耳蜗植入是利用电听觉原理恢复聋人听觉的一种有效方法，作者依据耳蜗在电刺激条件下的听觉生理学原理和心理声学参量，提出汉语主意编码方案的设想，研制出１６通道耳蜗植入电极系统和语言处理装置，并进行初步动物实验研究。     

直接神经接口与控制技术

近年来逐渐成为热点的脑-机接口是一种不依靠外周神经和肌肉组织等通常的大脑输入／输出通道的通信与控制系统。直接神经接口与控制技术采用手术将电极阵列植入颅内，直接记录或刺激大脑神经元，以实现用户与外界的通信或控制神经弥补装置。目前的研究多以动物模型做实验，实现了对光标、游戏杆、机械臂以及运动小车等的控制。这种全新的通信技术可望为那些严重瘫痪患提供与外界进行交流的途径。它的发展有赖于多学科的进展与融合。