[发明专利]光刺激系统及其控制方法

说明书

【技术领域】

本是发明涉及一种医疗器械，尤其是涉及一种光刺激系统及其控制方法。

【背景技术】

传统采用光感基因调控技术进行实验操作时，一般采用借助于立体定位图 谱(如脑立体定位图谱)，通过立体定向装置，按其读数，将光纤植入。这种定 位方式操作过程中均采用“盲插”的方法，不能客观地检测和控制光纤能精确 到达靶点区域。在光纤头处连接有金属电极将电极植入待实验部位(如脑颅骨 内的皮层中)，根据实验后的细胞的电活动形式判断电极是否处于靶点区。在光 纤头处加装电极进行记录采样需要另增加额外的设备，增加了成本且采用电极 植入待实验部位扩大的实验或手术创伤。且只能等活体实验结束后，通过后期 免疫组织化学染色或其他方法才能确证实验过程中光纤或电极具体所处的位 置。且刺激(如插入光纤、电极)及实验记录都需要人为完成，增加了人为误 差。

【发明内容】

基于此，有必要提供一种能实现自动化控制的光刺激系统。

此外，还有必要提供一种能实现自动化控制的控制方法。

一种光刺激系统，包括：上位机、与上位机连接的主体机，所述主体机包 括发射光源、光纤、分色镜、受激发光探测器，所述光纤一端与发射光源连接 另一端为自由端，所述发射光源所发出的发射光经光纤传递对光感基因细胞进 行激发产生受激发光，所述受激发光通过分色镜反射给受激发光探测器并传输 给上位机进行处理控制，所述上位机根据接收的受激发光对光纤自由端的运动 行程及发射光源进行调节。

优选的，所述发射光与受激发光为不同波长的光，所述分色镜通过发射光 并反射受激发光。

优选的，所述发射光源包括刺激光源与激发光源，所述刺激光源及激发光 源与上位机连接并由上位机控制。

优选的，所述上位机控制激发光源发出发射光对光感基因细胞进行激发并 在接收到受激发光后控制激发光源停止工作，同时控制刺激光源对光感基因细 胞进行刺激，所述主体机进一步包括设置于发射光源与分色镜之间的光纤耦合 器，所述与刺激光源及激发光源分别连接的光纤通过光纤耦合器耦合成一条光 纤。

优选的，上位机对刺激光源及激发光源的参数进行控制调节，所述发射光 包括激发光源产生的激发光及刺激光源产生的刺激光，所述光纤上连接有夹持 光纤的光纤夹持器。

优选的，所述光纤夹持器上连接设有马达，所述马达与上位机连接并由上 位机控制，所述上位机根据接收的受激发光控制马达的动作。

优选的，所述分色镜与受激发光探测器之间设置有滤片，所述受激发光为 荧光，所述受激发光探测器为荧光探测器，所述主体机与上位机之间或主体机 上设置有模数/数模转换器，所述发射光源、荧光探测器及马达通过模数/数模转 换器与上位机连接。

优选的，所述上位机根据导入到待检测的部位或器官中的光感基因细胞的 位置进行定位，并控制所述光纤夹持器带动所述光纤进入所述光感基因细胞所 在的区域并辅助立体定位图谱进行定位。

优选的，所述上位机包括采集模块及处理模块，所述采集模块接收采集荧 光探测器所反馈的荧光信息并传输给处理模块，处理模块对马达、刺激光源及 激发光源进行控制，

处理模块控制激发光源发出发射光并控制马达驱动光纤夹持器带动光纤进 入光感基因细胞所在的区域激发光感基因细胞产生荧光，处理模块判断接收到 荧光是否达到阈值控制马达停止，处理模块同时对刺激光源及激发光源的参数 及启动进行调节控制。

一种光刺激系统的控制方法，包括如下步骤：

I.发出发射光并通过推进光纤传输到光感基因所在的区域并激发光感基因 细胞产生受激发光；

II.采集经反射后的受激发光；

III.根据采集的受激发光控制光纤的行程，同时对发射光进行调节。

优选的，所述发射光包括激发光及刺激光，所述步骤I包括发出激发光并 调节激发光参数对光感基因细胞进行激发产生受激发光，

步骤III包括根据采集的受激发光判断受激发光是否达到阈值，若达到阈值 则停止光纤的推进，并停止激发光的发射，同时控制刺激光刺激光感基因在光 感基因细胞或细胞亚群中表达；若未达到阈值则控制激发光继续发出并激发光 感基因细胞产生受激发光。