專利名稱：鯉魚電極穿顱植入腦立體定位法的制作方法
技術(shù)領(lǐng)域：
本發(fā)明涉及一種不開顱將電極植入鯉魚腦組織的立體定位方法，屬于腦立體技術(shù) 領(lǐng)域，即通過鯉魚顱骨表面標(biāo)志建立電極定位區(qū)，應(yīng)用腦立體定位儀確定植入電極的坐標(biāo) 位置，將電極經(jīng)顱骨鉆孔穿過植入腦組織，借助醫(yī)學(xué)成像設(shè)備進(jìn)行導(dǎo)航并糾正偏差，實(shí)現(xiàn)植 入電極精確定位從而進(jìn)行水生動(dòng)物的腦電信號(hào)處理或生物行為控制。
背景技術(shù)：
現(xiàn)代科學(xué)研究對(duì)腦進(jìn)行定向注射、刺激、破壞、提取腦電以及生物行為控制等都需 要應(yīng)用腦立體定位技術(shù)來精確定位。1873年Dittmar首次介紹了立體定向技術(shù)的原理。 1906年，對(duì)立體定位原理和設(shè)備設(shè)計(jì)貢獻(xiàn)最大的英國(guó)的Robert Henry Clarke和Victory Horsley提出，腦內(nèi)任一靶點(diǎn)都可在腦切面圖譜上定位，欲使穿刺針尖到達(dá)腦內(nèi)某一結(jié)構(gòu)， 只要與相應(yīng)的X、Y、Z三坐標(biāo)點(diǎn)對(duì)應(yīng)即可，并于1908年設(shè)計(jì)了三維坐標(biāo)立體定向儀，這 是基于動(dòng)物腦顱骨上的標(biāo)志點(diǎn)(外耳道、眼窩下緣、鹵點(diǎn))和結(jié)構(gòu)特點(diǎn)，并且頭骨定點(diǎn)是 建立在笛卡爾三維立體坐標(biāo)系統(tǒng)。美國(guó)《The Johns Hopkins press》1966年出版的“A stereotaxic atlas of the brain of the pigeon”，介紹了鶴子腦定位時(shí)將兩耳蝸?zhàn)鳛楹?面固定點(diǎn)，選用嘴喙為前固定點(diǎn)。中國(guó)《東北師范大學(xué)學(xué)報(bào)》1989年第4期“鳥頭定位儀的 制作及腦的立體定位”論文，提出在鳥類發(fā)聲中樞立體定位實(shí)驗(yàn)中，利用兩耳和嘴喙三點(diǎn)定 位法，確定假想的水平面、矢狀面和冠狀面，并確定零坐標(biāo)進(jìn)行神經(jīng)核團(tuán)的立體定位。中國(guó) 《廣西科學(xué)技術(shù)出版社》1990年出版的“中緬鼠駒和廣西獼猴腦立體定位圖譜”，介紹其立 體定位方法是以三個(gè)互相垂直的標(biāo)準(zhǔn)平面的三維坐標(biāo)系統(tǒng)為基礎(chǔ)，確定三維坐標(biāo)系統(tǒng)的零 點(diǎn)，通過體視顯微鏡核對(duì)并糾正肉眼觀察的大體測(cè)量數(shù)據(jù)的偏差，再通過腦切片的平均數(shù) 來糾正誤差。日本《Brain Research Bulletin》雜志 2004 年第 62 卷 “Development of a stereotaxic instrument for study of the bovine central nervous system，，論文，設(shè) 計(jì)了可以借助X射線造影技術(shù)定位的腦定位方法，根據(jù)對(duì)牛頭的測(cè)量數(shù)據(jù)和顱骨標(biāo)志點(diǎn)及 腦內(nèi)部結(jié)構(gòu)，以眼眶突出點(diǎn)和與其平行的水平桿為水平面，以兩耳中間到嘴部的連線為垂 直面，兩面的交叉點(diǎn)與頭顱上的鹵點(diǎn)相重合，再借助X射線造影技術(shù)的輔助，可以達(dá)到精確 定位。中國(guó)發(fā)明專利申請(qǐng)公布說明書200610086008. X“壁虎腦立體定位方法及裝置”，公開 了利用大壁虎左右兩眼眶后緣靠近下頌骨與上頌骨關(guān)節(jié)聯(lián)結(jié)處的骨節(jié)構(gòu)具有唯一性且能 定位并夾持，再通過上頌骨點(diǎn)位的夾持，三點(diǎn)確定一個(gè)定位基準(zhǔn)平面實(shí)現(xiàn)腦立體定位。
日本《Neuroscience Letters》雜志 2009 年第 452 期 “Artificial control of swimming in goldfishby brain stimulation !Confirmation of the midbrain nuclei as the swimming center”論文，介紹了金魚行為控制實(shí)驗(yàn)，主要是根據(jù)頭骨標(biāo)志點(diǎn)和統(tǒng)計(jì) 數(shù)值來確定靶點(diǎn)。金魚的運(yùn)動(dòng)是由中腦Nflm(內(nèi)核中縱束)決定的，刺激此區(qū)域可控制運(yùn) 動(dòng)。將金魚麻醉，切除頂蓋顱骨，暴露腦，在大腦背面標(biāo)記并定位Nflm中間部分。假定端 腦末端和小腦尖端之間距離是X，Nflm中間部分就是小腦體尖端向前0. 4X，距腦中線表面 1. IX深。確定位置后，插入電極，將硅橡膠倒入顱腔固定頭骨上的電極，產(chǎn)生的洞用牙科丙烯酸填補(bǔ)。電極通過薄絕緣電線連接到電刺激器，應(yīng)用電刺激器控制；或?qū)㈦姌O連接到固定 在魚背部的無線控制刺激回路，應(yīng)用無線控制微刺激系統(tǒng)進(jìn)行無線控制。
現(xiàn)代醫(yī)學(xué)影像設(shè)備磁共振成像(MRI)和電子計(jì)算機(jī)X線體層掃描(CT)可以顯示 顱內(nèi)病變及其靶點(diǎn)，避免了腦室造影間接定位不精確的缺點(diǎn)，使得立體定向手術(shù)更加安全 可靠，現(xiàn)代醫(yī)學(xué)立體定向手術(shù)已進(jìn)入以MRI和CT引導(dǎo)施行定向手術(shù)為代表的新階段。而MRI 的突出優(yōu)點(diǎn)是無創(chuàng)傷，無電離輻射，多方位，多參數(shù)，多序列，大視野，組織分辨率高，尤其是 對(duì)軟組織具有更好的分辨能力，能夠分辨腦白質(zhì)和腦灰質(zhì)，在臨床上更適合顱腦的成像。
國(guó)內(nèi)外在動(dòng)物腦立體定位方面研究爬行動(dòng)物、鳥類和陸地哺乳動(dòng)物的的比較多， 水下動(dòng)物研究的卻很少，而且國(guó)內(nèi)外主要都是采用開顱的方法將電極植入腦組織中。開顱 對(duì)顱骨和腦組織易造成損傷、出血、炎癥、感染，縮短動(dòng)物的生存時(shí)間，特別對(duì)水生動(dòng)物在深 水條件下抗水壓維持生命實(shí)現(xiàn)執(zhí)行水下任務(wù)是有影響的。所以需要最大限度地維持水生動(dòng) 物顱腦自身固有的結(jié)構(gòu)和形態(tài)，目前國(guó)內(nèi)外尚未提出借助磁共振成像技術(shù)不開顱的鯉魚腦 立體定位方法，因此研究這種腦立體定位方法具有一定的實(shí)用價(jià)值。發(fā)明內(nèi)容
本發(fā)明的目的是提供一種利用鯉魚顱骨表面標(biāo)志并借助磁共振成像技術(shù)輔助而 將電極直接穿過顱骨植入腦組織的立體定位方法，實(shí)現(xiàn)不開顱手術(shù)就能夠?qū)㈦姌O準(zhǔn)確植入 特定的腦神經(jīng)結(jié)構(gòu)，維持動(dòng)物顱腦自身固有的結(jié)構(gòu)，減輕損傷、出血、感染、炎性反應(yīng)，并在 深水條件下能夠?qū)箯?qiáng)大水壓有利于長(zhǎng)期維持生命以執(zhí)行水下任務(wù)。
本發(fā)明采取的技術(shù)方案
腦立體定位原理一般是利用顱骨表面解剖學(xué)標(biāo)志或其它參考點(diǎn)所規(guī)定的三度坐 標(biāo)系統(tǒng)，應(yīng)用由Robert Henry Clarke和Victory Horsley發(fā)明的設(shè)備系統(tǒng)使用笛卡爾坐標(biāo) 系的X軸、Y軸和Z軸三個(gè)坐標(biāo)軸，利用立體定位儀的三維移動(dòng)標(biāo)尺標(biāo)記腦內(nèi)神經(jīng)結(jié)構(gòu)的部 位，使顱外定位標(biāo)志與其腦組織在定位儀上的空間位置相互關(guān)聯(lián)，按照腦定位圖譜，將電極 植入腦內(nèi)靶目標(biāo)中，以便在非直視暴露下對(duì)其進(jìn)行定向刺激、破壞、注射、引導(dǎo)電位等研究。
魚頭部的解剖結(jié)構(gòu)和形態(tài)與陸地哺乳動(dòng)物具有較大的差別，魚頭部?jī)蓚?cè)沒有外耳 道，不能象陸地動(dòng)物和鳥類一樣將耳桿插入兩側(cè)外耳道同時(shí)固定上頌骨進(jìn)行定位及3點(diǎn)固 定。本發(fā)明方法是將魚嘴和背鰭鰭棘固定，并對(duì)向夾持兩側(cè)鰓蓋骨，對(duì)4個(gè)特征點(diǎn)進(jìn)行4點(diǎn) 固定，實(shí)現(xiàn)頭顱和身體保持平衡狀態(tài)并對(duì)中。腦組織內(nèi)任一點(diǎn)都可在腦定位圖譜上定位，如 果電極尖端植入腦內(nèi)某一位置，只要與相應(yīng)的X軸、Y軸、Z軸三坐標(biāo)點(diǎn)對(duì)應(yīng)即可準(zhǔn)確定位。 本發(fā)明方法確定水平基準(zhǔn)面、矢狀面、冠狀面作為電極定位的坐標(biāo)系3個(gè)平面。應(yīng)用7條線 將顱骨皮膚表面分6個(gè)定位區(qū)，每個(gè)區(qū)是一個(gè)坐標(biāo)系。根據(jù)鯉魚腦定位圖譜或?qū)嶒?yàn)統(tǒng)計(jì)數(shù) 據(jù)，應(yīng)用腦立體定位儀在每個(gè)坐標(biāo)區(qū)中分別標(biāo)記各電極的坐標(biāo)位置。在顱骨電極坐標(biāo)位置 上鉆孔，將電極經(jīng)鉆孔植入指定的腦神經(jīng)結(jié)構(gòu)。應(yīng)用先進(jìn)的磁共振醫(yī)學(xué)成像設(shè)備進(jìn)行成像， 核對(duì)立體位置，根據(jù)需要調(diào)整偏差，進(jìn)行三維立體定位。應(yīng)用牙科水泥封閉顱骨鉆孔并固定 電極。植入電極末端通過導(dǎo)線與儀器相連收集腦電信號(hào)，或應(yīng)用儀器發(fā)出電信號(hào)經(jīng)過植入 電極控制生物行為，或與搭載在身體上的無線移動(dòng)網(wǎng)絡(luò)通信遙控信號(hào)接收裝備相連遙控生 物行為。
本發(fā)明的有益效果
本發(fā)明采用借助磁共振成像技術(shù)輔助不開顱而實(shí)現(xiàn)鯉魚電極穿顱植入腦立體定 位的方法，填補(bǔ)了國(guó)內(nèi)外的空白。
①將魚嘴、背鰭鰭棘和兩側(cè)鰓蓋骨的特征點(diǎn)夾持進(jìn)行4點(diǎn)固定，保持魚體平衡且 對(duì)中；
②確定水平基準(zhǔn)面、矢狀面、冠狀面作為電極定位坐標(biāo)系的3個(gè)平面；
③根據(jù)鯉魚顱骨表面標(biāo)志建立6個(gè)電極定位區(qū)；
④通過當(dāng)今世界先進(jìn)的磁共振醫(yī)學(xué)成像設(shè)備實(shí)現(xiàn)植入電極的精確導(dǎo)航并核實(shí)立 體位置及糾正偏差，應(yīng)用磁共振成像技術(shù)既可以進(jìn)行形態(tài)的觀察又可以進(jìn)行功能的觀察， 同時(shí)從形態(tài)和功能上進(jìn)行定位更有利于定位精確；
⑤本發(fā)明的突出優(yōu)點(diǎn)就是能夠最大限度地維持動(dòng)物顱腦自身固有的結(jié)構(gòu)和形態(tài)， 應(yīng)用不開顱的方法植入電極實(shí)現(xiàn)顱骨和腦組織的有效保護(hù)，減輕顱腦的機(jī)械損傷、出血、感 染、炎性反應(yīng)，同時(shí)操作簡(jiǎn)捷、快速；
⑥本發(fā)明即可用于鯉魚的腦立體定位，也可用于其他水生動(dòng)物的腦立體定位，尤 其適用于包括海洋動(dòng)物在內(nèi)的水生動(dòng)物在深水條件下能夠有效抗水壓從而長(zhǎng)期維持生命 實(shí)現(xiàn)執(zhí)行各種水下任務(wù)。


圖1是本發(fā)明的原點(diǎn)、唇點(diǎn)和參照點(diǎn)構(gòu)成水平基準(zhǔn)面原理圖2是本發(fā)明的鯉魚顱骨表面電極定位區(qū)分區(qū)示意圖3是電極定位區(qū)劃線(7)、⑶、(9)、(10)對(duì)應(yīng)的顱骨表面標(biāo)志側(cè)視圖。
具體實(shí)施方式
本發(fā)明是根據(jù)顱骨表面標(biāo)志與顱內(nèi)腦組織結(jié)構(gòu)具有著一定的立體對(duì)應(yīng)關(guān)系，利用 對(duì)應(yīng)關(guān)系在顱骨表面建立植入電極的坐標(biāo)區(qū)，每一個(gè)坐標(biāo)區(qū)就是一個(gè)坐標(biāo)系。以下分九個(gè) 部分介紹具體實(shí)施方式
1、頭顱的固定
應(yīng)用水產(chǎn)麻醉劑麻醉鯉魚，然后將麻醉的鯉魚撈出，將魚嘴、背鰭鰭棘和兩側(cè)鰓蓋 骨的4個(gè)特征點(diǎn)夾持進(jìn)行4點(diǎn)固定，以保持魚體平衡且對(duì)中。
2、平面的確定
本發(fā)明方法確定水平基準(zhǔn)面、矢狀面、冠狀面3個(gè)平面。如圖1所示，將顱骨表面 正中線與頭部和軀干第一片魚鱗交點(diǎn)定為坐標(biāo)系原點(diǎn)即零坐標(biāo)0(3)，以上嘴唇中點(diǎn)為唇點(diǎn) O)，以唇點(diǎn)之上的垂直高度H處位置定為參考點(diǎn)(1)，將經(jīng)過原點(diǎn)和參考點(diǎn)的直線作為標(biāo) 準(zhǔn)線。將經(jīng)過標(biāo)準(zhǔn)線的水平面定為水平基準(zhǔn)面，將經(jīng)過包括原點(diǎn)的標(biāo)準(zhǔn)線且與水平基準(zhǔn)面 垂直的平面定為矢狀面，將經(jīng)過原點(diǎn)且與水平基準(zhǔn)面和矢狀面均垂直的平面定為冠狀面。 根據(jù)不同體重級(jí)別的鯉魚進(jìn)行實(shí)驗(yàn)分組，進(jìn)行各實(shí)驗(yàn)組有關(guān)數(shù)值的統(tǒng)計(jì)，統(tǒng)計(jì)數(shù)據(jù)可作為 不同體重級(jí)別組鯉魚確定腦立體定位水平基準(zhǔn)面的依據(jù)。
3、定位區(qū)的建立
顱骨表面標(biāo)志與顱內(nèi)腦組織各結(jié)構(gòu)有著一定的立體對(duì)應(yīng)關(guān)系，根據(jù)對(duì)應(yīng)關(guān)系在顱 骨表面建立植入電極的坐標(biāo)區(qū)，每一個(gè)坐標(biāo)區(qū)就是一個(gè)坐標(biāo)系。
如圖2所示，以中線為軸身體兩側(cè)對(duì)稱，背鰭第一根鰭棘是居身體中線上，從第一 根鰭棘至原點(diǎn)方向是正中線方向，從魚嘴至頭部與軀干交接處即頭部與軀干第一片魚鱗交 界點(diǎn)，在頭部皮膚表面沿正中線即沿Y軸方向用鈍物劃一直線(5)；以左眼眶上邊緣為基 準(zhǔn)，平行于直線(5)劃一直線；以右眼眶上邊緣為基準(zhǔn)，平行于直線(5)劃一直線(6)。 如圖2和圖3所示，以左眼眶前邊緣和右眼眶前邊緣為參照點(diǎn)經(jīng)過并垂直于直線(5)即沿 X軸方向劃一連線(7)；以左眼眶后邊緣和右眼眶后邊緣為參照點(diǎn)經(jīng)過并垂直于直線(5)劃 一連線(8)；以兩側(cè)鰓蓋骨與兩塊眼眶骨交接活動(dòng)關(guān)節(jié)點(diǎn)為參照點(diǎn)經(jīng)過并垂直于直線(5) 劃一連線(9)；以頭部與軀干第一片魚鱗交接點(diǎn)為參照點(diǎn)經(jīng)過并垂直于直線(5)劃一直線 (10)。本發(fā)明將顱骨表面分成6個(gè)電極坐標(biāo)區(qū)A區(qū)、B區(qū)、C區(qū)、D區(qū)、E區(qū)和F區(qū)。
4、坐標(biāo)的確定
本發(fā)明根據(jù)鯉魚腦定位圖譜或?qū)嶒?yàn)統(tǒng)計(jì)數(shù)據(jù)，應(yīng)用腦立體定位儀在每個(gè)坐標(biāo)區(qū)中 標(biāo)記各電極的坐標(biāo)位置。在A區(qū)和B區(qū)植入電極時(shí)，以直線⑶與直線(5)的交點(diǎn)為坐標(biāo) 原點(diǎn)，根據(jù)XY坐標(biāo)系的X軸和Y軸數(shù)值，確定植入電極的坐標(biāo)位置；同理，在C區(qū)和D區(qū)植 入電極時(shí)，以直線(9)和直線(5)的交點(diǎn)為坐標(biāo)原點(diǎn)，確定植入電極的坐標(biāo)位置；在E區(qū)和 F區(qū)植入電極時(shí)，以直線(10)和直線(5)的交點(diǎn)為坐標(biāo)原點(diǎn)，確定植入電極的坐標(biāo)位置。
5、顱骨的鉆孔
應(yīng)用開顱鉆在電極坐標(biāo)位置上進(jìn)行顱骨鉆孔，將顱骨鉆透但不要傷及腦組織。
6、電極的植入
本發(fā)明不需要開顱手術(shù)以避免更大的損傷，將電極經(jīng)鉆孔直接穿過沿著坐標(biāo)系Z 軸方向植入指定的腦功能區(qū)或神經(jīng)核團(tuán)，根據(jù)需要在不同的坐標(biāo)區(qū)植入一定數(shù)量的電極。
7、成像設(shè)備的導(dǎo)航定位
應(yīng)用磁共振醫(yī)學(xué)成像設(shè)備對(duì)電極植入過程進(jìn)行引導(dǎo)，顯示植入電極在腦組織中的 三維立體位置，核實(shí)位置并根據(jù)需要調(diào)整偏差，精確進(jìn)行三維立體定位。
8、電極的固定
應(yīng)用牙科水泥封閉顱骨鉆孔以固定植入電極，并且可以防止?jié)B水。
9、電極的連線
植入電極末端通過導(dǎo)線與儀器相連可收集腦電信號(hào)進(jìn)行處理和分析；或者傳導(dǎo)儀 器發(fā)出的電信號(hào)控制鯉魚的生物行為；或者與搭載鯉魚身體上的無線移動(dòng)網(wǎng)絡(luò)通信遙控信 號(hào)接收裝置相連進(jìn)行生物行為的遙控。
具體實(shí)例
首先將鯉魚浸泡于丁香酚水產(chǎn)麻醉劑溶液中，然后將麻醉的鯉魚從溶液中撈出， 固定于腦立體定位儀，水平位夾持魚嘴，向上輕輕牽拉并夾持背鰭鰭棘，對(duì)向夾持兩側(cè)鰓蓋 骨，進(jìn)行4特征點(diǎn)固定，確保魚體處于平衡狀態(tài)且對(duì)中。
如圖1所示，將顱骨表面正中線與頭部和軀干第一片魚鱗交界處的交點(diǎn)定為坐標(biāo) 系原點(diǎn)(3)，以上嘴唇中點(diǎn)為唇點(diǎn)O)，以唇點(diǎn)之上的垂直高度H處位置定為參考點(diǎn)(1)，將 經(jīng)過原點(diǎn)和參考點(diǎn)的直線作為標(biāo)準(zhǔn)線。將經(jīng)過標(biāo)準(zhǔn)線的水平面定為水平基準(zhǔn)面，將經(jīng)過包 括原點(diǎn)的標(biāo)準(zhǔn)線且與水平基準(zhǔn)面垂直的平面定為矢狀面，將經(jīng)過原點(diǎn)且與水平基準(zhǔn)面和矢 狀面均垂直的平面定為冠狀面。本發(fā)明根據(jù)實(shí)驗(yàn)統(tǒng)計(jì)結(jié)果，體重1.06士0. 12Kg成年鯉魚(η =50)的唇點(diǎn)比原點(diǎn)的垂直距離低3. 65士0. 31cm(P < 0. 05)。
如圖2所示，從魚嘴至頭部與軀干交接處即頭部與軀干第一片魚鱗交界點(diǎn)，用鉛 筆和直尺在頭部皮膚表面沿正中線用鈍物劃一直線(5)；以左眼眶上邊緣為基準(zhǔn)，平行于 直線(5)劃一直線；以右眼眶上邊緣為基準(zhǔn)，平行于直線(5)劃一直線(6)。如圖2和 圖3所示，以左眼眶前邊緣和右眼眶前邊緣為參照點(diǎn)經(jīng)過并垂直于直線(5)劃一連線(7)； 以左眼眶后邊緣和右眼眶后邊緣為參照點(diǎn)經(jīng)過并垂直于直線(5)劃一連線(8)；以兩側(cè)鰓 蓋骨與兩塊眼眶骨交接活動(dòng)關(guān)節(jié)點(diǎn)為參照點(diǎn)經(jīng)過并垂直于直線(5)劃一連線(9)；以頭部 與軀干第一片魚鱗交接點(diǎn)為參照點(diǎn)經(jīng)過并垂直于直線(5)劃一直線(10)。劃成6個(gè)定位 區(qū)。
根據(jù)鯉魚腦結(jié)構(gòu)定位圖譜或事先測(cè)定出來的X軸、Y軸和Z軸的實(shí)驗(yàn)統(tǒng)計(jì)數(shù)值，應(yīng) 用腦立體定位儀在每個(gè)坐標(biāo)區(qū)中標(biāo)記各電極的坐標(biāo)。在A區(qū)和B區(qū)植入電極時(shí)，以直線(8) 與直線(5)的交點(diǎn)為坐標(biāo)原點(diǎn)，根據(jù)XY坐標(biāo)系的X軸和Y軸數(shù)值，確定植入電極的坐標(biāo)位 置；在C區(qū)和D區(qū)植入電極時(shí)，以直線(9)和直線(5)的交點(diǎn)為坐標(biāo)原點(diǎn)；在E區(qū)和F區(qū)植 入電極時(shí)，以直線(10)和直線(5)的交點(diǎn)為坐標(biāo)原點(diǎn)。
應(yīng)用開顱鉆在坐標(biāo)位置上進(jìn)行顱骨鉆孔，將電極經(jīng)鉆孔直接穿過并沿著Z軸植入 指定的腦功能區(qū)或神經(jīng)核團(tuán)。應(yīng)用磁共振成像設(shè)備成像，顯示植入電極在腦組織中的三維 立體位置，核實(shí)位置并調(diào)整偏差，精確進(jìn)行三維立體定位。應(yīng)用牙科水泥封閉鉆孔并固定植 入電極。植入電極通過導(dǎo)線與儀器相連或與搭載魚體上的無線信號(hào)接收裝置相連，將鯉魚 放回水中。
權(quán)利要求
1.鯉魚電極穿顱植入腦立體定位法，其特征在于包含以下步驟(1)麻醉鯉魚，將魚嘴、背鰭鰭棘和兩側(cè)鰓蓋骨的特征點(diǎn)夾持進(jìn)行4點(diǎn)固定，保持魚體 平衡且對(duì)中；(2)確定水平基準(zhǔn)面、矢狀面、冠狀面作為電極定位坐標(biāo)系的3個(gè)平面，將顱骨表面 正中線與頭部和軀干第一片魚鱗交界處的交點(diǎn)定為坐標(biāo)系原點(diǎn)(3)，以上嘴唇中點(diǎn)為唇點(diǎn) (2)，以唇點(diǎn)之上的垂直高度H處位置定為參考點(diǎn)(1)，將經(jīng)過原點(diǎn)和參考點(diǎn)的直線作為標(biāo) 準(zhǔn)線，將經(jīng)標(biāo)準(zhǔn)線且與其平行的水平桿平面定為水平基準(zhǔn)面；將經(jīng)過包括原點(diǎn)的標(biāo)準(zhǔn)線且 與水平基準(zhǔn)面垂直的平面定為矢狀面；將經(jīng)原點(diǎn)且與水平基準(zhǔn)面和矢狀面均垂直的平面定 為冠狀面；(3)根據(jù)鯉魚顱骨表面標(biāo)志劃分為6個(gè)電極定位區(qū)，即6個(gè)電極坐標(biāo)系，從魚嘴至頭部 與軀干交接處即頭部與軀干第一片魚鱗交界點(diǎn)，在頭部皮膚表面沿正中線即沿Y軸方向用 鈍物劃一直線(5)；以左眼眶上邊緣為基準(zhǔn)，平行于直線(5)劃一直線；以右眼眶上邊 緣為基準(zhǔn)，平行于直線(5)劃一直線(6)；以左眼眶前邊緣和右眼眶前邊緣為參照點(diǎn)經(jīng)過并 垂直于直線(5)即沿X軸方向劃一連線(7)；以左眼眶后邊緣和右眼眶后邊緣為參照點(diǎn)經(jīng) 過并垂直于直線(5)劃一連線(8)；以兩側(cè)鰓蓋骨與兩塊眼眶骨交接活動(dòng)關(guān)節(jié)點(diǎn)為參照點(diǎn) 經(jīng)過并垂直于直線(5)劃一連線(9)；以頭部與軀干第一片魚鱗交接點(diǎn)為參照點(diǎn)經(jīng)過并垂 直于直線(5)劃一直線(10)；應(yīng)用7條直線將顱骨表面分成6個(gè)區(qū)A區(qū)、B區(qū)、C區(qū)、D區(qū)、 E區(qū)和F區(qū)，每一個(gè)區(qū)就是一個(gè)電極坐標(biāo)區(qū)，每一個(gè)坐標(biāo)區(qū)就是一個(gè)坐標(biāo)系；(4)根據(jù)魚腦立體定位圖譜或魚腦測(cè)量統(tǒng)計(jì)數(shù)據(jù)及顱骨標(biāo)志，應(yīng)用腦立體定位儀確定 植入電極的X軸、Y軸和Z軸的坐標(biāo)位置；(5)不進(jìn)行開顱手術(shù)，應(yīng)用開顱鉆在電極坐標(biāo)位置進(jìn)行鉆孔，將電極經(jīng)鉆孔穿過顱骨 而植入指定的腦神經(jīng)結(jié)構(gòu)中，應(yīng)用牙科水泥封閉顱骨鉆孔并固定電極，植入電極末端通過 導(dǎo)線與儀器相連收，或通過導(dǎo)線與搭載在魚體上的無線移動(dòng)網(wǎng)絡(luò)通信遙控信號(hào)接收裝置相 連；(6)應(yīng)用磁共振成像設(shè)備進(jìn)行導(dǎo)航并核對(duì)位置及糾正偏差，引導(dǎo)植入電極進(jìn)行精確的 三維立體定位。
2.根據(jù)權(quán)利要求1所述的鯉魚電極穿顱植入腦立體定位法，其特征在于在所述步驟O)中的參考點(diǎn)H進(jìn)一步分為以下步驟①以唇點(diǎn)之上的垂直高度H處位置定為參考點(diǎn)，此參考點(diǎn)數(shù)值是當(dāng)魚體保持水平位置 時(shí)測(cè)定并統(tǒng)計(jì)的數(shù)據(jù)；②鯉魚按照體重級(jí)別來實(shí)驗(yàn)分組，將同一組的測(cè)定數(shù)據(jù)進(jìn)行統(tǒng)計(jì)，某一體重鯉魚參考 點(diǎn)H數(shù)值依照同一體重級(jí)別實(shí)驗(yàn)組的統(tǒng)計(jì)數(shù)值應(yīng)用。
3.根據(jù)權(quán)利要求1所述的電極穿顱植入腦立體定位法用于水生動(dòng)物的腦電信號(hào)處理 和生物行為控制。
全文摘要
一種鯉魚電極穿顱植入腦立體定位法，屬于腦立體定位技術(shù)領(lǐng)域。本發(fā)明主要解決不開顱將電極植入腦進(jìn)行精確定位的問題。本發(fā)明方法是從魚嘴至頭與軀干第一片魚鱗交界點(diǎn)沿正中線劃一直線，以兩眼眶上邊緣為基準(zhǔn)平行于正中線各劃一直線；沿兩眼眶前緣劃一連線，沿兩眼眶后緣劃一連線，在兩側(cè)鰓蓋骨與眼眶骨交接活動(dòng)關(guān)節(jié)點(diǎn)之間劃一連線，經(jīng)頭與軀干第一片魚鱗交接點(diǎn)并垂直于正中線劃一條線。7條線將顱骨表面分6個(gè)區(qū)，每個(gè)區(qū)是一個(gè)坐標(biāo)系。利用嘴、背鰭和兩側(cè)鰓蓋骨夾持4點(diǎn)固定，腦立體定位儀定位，電極沿顱骨鉆孔植入腦，磁共振成像設(shè)備導(dǎo)航并糾正偏差實(shí)現(xiàn)不開顱三維立體精確定位。本發(fā)明適用于水生動(dòng)物收集腦電或傳導(dǎo)電信號(hào)控制生物行為。
文檔編號(hào)A61B19/00GK102028546SQ20101061705
公開日2011年4月27日 申請(qǐng)日期2010年12月24日 優(yōu)先權(quán)日2010年12月24日
發(fā)明者彭勇, 楊育林, 武云慧 申請(qǐng)人:燕山大學(xué)