[发明专利]鲤鱼电极穿颅植入脑立体定位法

说明书

技术领域

本发明涉及一种不开颅将电极植入鲤鱼脑组织的立体定位方法，属于脑立体技术领域，即通过鲤鱼颅骨表面标志建立电极定位区，应用脑立体定位仪确定植入电极的坐标位置，将电极经颅骨钻孔穿过植入脑组织，借助医学成像设备进行导航并纠正偏差，实现植入电极精确定位从而进行水生动物的脑电信号处理或生物行为控制。

背景技术

现代科学研究对脑进行定向注射、刺激、破坏、提取脑电以及生物行为控制等都需要应用脑立体定位技术来精确定位。1873年Dittmar首次介绍了立体定向技术的原理。1906年，对立体定位原理和设备设计贡献最大的英国的Robert Henry Clarke和Victory Horsley提出，脑内任一靶点都可在脑切面图谱上定位，欲使穿刺针尖到达脑内某一结构，只要与相应的X、Y、Z三坐标点对应即可，并于1908年设计了三维坐标立体定向仪，这是基于动物脑颅骨上的标志点(外耳道、眼窝下缘、卤点)和结构特点，并且头骨定点是建立在笛卡尔三维立体坐标系统。美国《The johns Hopkins press》1966年出版的“A stereotaxic atlas of the brain of the pigeon”，介绍了鸽子脑定位时将两耳蜗作为后面固定点，选用嘴喙为前固定点。中国《东北师范大学学报》1989年第4期“鸟头定位仪的制作及脑的立体定位”论文，提出在鸟类发声中枢立体定位实验中，利用两耳和嘴喙三点定位法，确定假想的水平面、矢状面和冠状面，并确定零坐标进行神经核团的立体定位。中国《广西科学技术出版社》1990年出版的“中缅鼠鼩和广西猕猴脑立体定位图谱”，介绍其立体定位方法是以三个互相垂直的标准平面的三维坐标系统为基础，确定三维坐标系统的零点，通过体视显微镜核对并纠正肉眼观察的大体测量数据的偏差，再通过脑切片的平均数来纠正误差。日本《Brain Research Bulletin》杂志2004年第62卷“Development of a stereotaxic instrument for study of the bovine central nervous system”论文，设计了可以借助X射线造影技术定位的脑定位方法，根据对牛头的测量数据和颅骨标志点及脑内部结构，以眼眶突出点和与其平行的水平杆为水平面，以两耳中间到嘴部的连线为垂直面，两面的交叉点与头颅上的卤点相重合，再借助X射线造影技术的辅助，可以达到精确定位。中国发明专利申请公布说明书200610086008.X“壁虎脑立体定位方法及装置”，公开了利用大壁虎左右两眼眶后缘靠近下颌骨与上颌骨关节联结处的骨节构具有唯一性且能定位并夹持，再通过上颌骨点位的夹持，三点确定一个定位基准平面实现脑立体定位。

日本《Neuroscience Letters》杂志2009年第452期“Artificial control of swimming in goldfishby brain stimulation：Confirmation of the midbrain nuclei as the swimming center”论文，介绍了金鱼行为控制实验，主要是根据头骨标志点和统计数值来确定靶点。金鱼的运动是由中脑Nflm(内核中纵束)决定的，刺激此区域可控制运动。将金鱼麻醉，切除顶盖颅骨，暴露脑，在大脑背面标记并定位Nflm中间部分。假定端脑末端和小脑尖端之间距离是X，Nflm中间部分就是小脑体尖端向前0.4X，距脑中线表面1.1X深。确定位置后，插入电极，将硅橡胶倒入颅腔固定头骨上的电极，产生的洞用牙科丙烯酸填补。电极通过薄绝缘电线连接到电刺激器，应用电刺激器控制；或将电极连接到固定在鱼背部的无线控制刺激回路，应用无线控制微刺激系统进行无线控制。

现代医学影像设备磁共振成像(MRI)和电子计算机X线体层扫描(CT)可以显示颅内病变及其靶点，避免了脑室造影间接定位不精确的缺点，使得立体定向手术更加安全可靠，现代医学立体定向手术已进入以MRI和CT引导施行定向手术为代表的新阶段。而MRI的突出优点是无创伤，无电离辐射，多方位，多参数，多序列，大视野，组织分辨率高，尤其是对软组织具有更好的分辨能力，能够分辨脑白质和脑灰质，在临床上更适合颅脑的成像。