时变参数的电刺激模式设计及其在深部脑刺激中的应用
发布时间：2021-04-18 02:05
深部脑刺激（deep brain stimulation,DBS）在治疗临床上各类神经系统疾病上拥有着良好的发展潜力。常规DBS 一般采用的是固定刺激参数的双相脉冲高频刺激（high frequency stimulation,HFS）。然而,脉冲的频率、强度等参数的变化对于HFS的作用效果有重要影响,开发具有时变参数的新型刺激模式有利于进一步探究DBS的作用机制和优化刺激效果。神经元对于HFS的响应存在动态变化过程。例如,恒定刺激参数的HFS在起始阶段会诱发大量神经元群体的异常同步动作电位发放,存在诱发痫样活动以及损伤脑组织的风险。为了避免HFS初期的这种强烈作用（以下简称为“起始响应”）,本文基于前人在外周神经电刺激上利用变强度变频率刺激来避免起始响应的研究经验,设计了应用于DBS的变强度变频率电刺激模式。另一方面,为了进一步探讨时变参数DBS的作用机制,本文还设计了随机脉冲间隔（inter-pulse-interval,IP1）的电刺激模式。用于探讨刺激脉冲之间的间隔长短变化对于DBS作用效果可能造成的影响。本文的研究工作主要包括两部分:（1）设计并实现时变参数的电刺激器系统。利...
【文章来源】：浙江大学浙江省 211工程院校 985工程院校 教育部直属院校
【文章页数】：70 页
【学位级别】：硕士
【部分图文】：
神经元逆向、顺向单脉冲刺激分别诱发APS和OPS的示意图
电阻两端的电压，本文采用ＭＬ８８０型ＰｏｗｅｒＬａｂ多通道信号采集系统及其配套软件??ＬａｂＣｈａｒｔ７?（ＡＤＩｎｓｔｒｕｍｅｎｔｓＩｎｃ．）对电阻两端的电压信号逬行采集、记录，进而分析电刺??激器系统输出波形的准确性和精度（图４．１下方）。??在进行动物实验时，电刺激器系统输出的电流脉冲波形通过一个剌激电极传递到大鼠??大脑特定区域即可。在对大鼠脑区反馈的脑电信号进行采集时，由于脑电信号十分的微弱，??还需要将脑电信号先通过一个３６００型１６通道细胞外信号放大器，信号放大１００倍之后再??连接到ＰｏｗｅｒＬａｂ信号采集系统的硬件设备上（图４．１中间），而系统测试中，由于电阻比??较大，能得到较大的电压信号，故不需要使用信号放大器来放大电压信号。??时变参数的新型电刺激器系统??Ｉ?Ｉ??１?ＬａｂＶＩＥＷＳ?ＵＳＢ－６２５１数据采槩卡?２２００型模拟刺激隔离器１??制程序及其｜?｜??Ｉｎ＇靖，?麵
变强度变频率刺激器系统的用户界面包括两大部分：上部是所生成的刺激波形的显示??面板；下部则是刺激参数的设置面板，含有变强度参数设置、变频率参数设置和恒强度恒??频率参数设置三个子模块（图４．４）。例如图４．４所示的示例波形依次由下列三段信号组成：??Ｉｓ时长的变强度信号（０．３－３．０?Ｖ）、Ｉｓ时长的变频率信号（４００－?１００?Ｈｚ）和Ｉｓ时长的??２２??
【参考文献】：
期刊论文
[1]全植入式变频电刺激对局灶性脑缺血模型大鼠卒中后神经功能和大脑重塑的影响[J]. 陈琪,许玉皎. 广东医学. 2017(05)
[2]深部脑刺激中单相脉冲与双相脉冲的作用比较[J]. 胡娜,封洲燕,郭哲杉,王兆祥,余颖. 中国生物医学工程学报. 2015(05)
[3]实时癫痫电位检测与闭环式电刺激系统的设计[J]. 胡振华,封洲燕,郑晓静,余颖. 生物医学工程学杂志. 2015(01)
[4]大鼠海马神经元群体对于高频电刺激的响应[J]. 封洲燕,余颖,曹嘉悦,郭哲杉. 中国生物医学工程学报. 2014(02)
[5]一种闭环式神经电刺激系统的设计[J]. 封洲燕,陈丹,肖乾江. 仪器仪表学报. 2012(02)
[6]应用线性硅电极阵列检测海马场电位和单细胞动作电位[J]. 封洲燕,光磊,郑晓静,王静,李淑辉. 生物化学与生物物理进展. 2007(04)
[7]用高频双向脉冲电刺激实现有髓神经传导阻断的仿真研究[J]. 张旭,邰常峰,马斌荣. 北京生物医学工程. 2006(03)
[8]动作电位形成的机制[J]. 左明雪. 生物学通报. 2006(06)
博士论文
[1]大鼠海马区神经元对于轴突高频电刺激的响应及作用机制研究[D]. 余颖.浙江大学 2016
硕士论文
[1]多功能神经电刺激系统的设计及其在深部脑刺激实验研究中的应用[D]. 胡娜.浙江大学 2016
本文编号：3144581
【文章来源】：浙江大学浙江省 211工程院校 985工程院校 教育部直属院校
【文章页数】：70 页
【学位级别】：硕士
【部分图文】：
神经元逆向、顺向单脉冲刺激分别诱发APS和OPS的示意图
电阻两端的电压，本文采用ＭＬ８８０型ＰｏｗｅｒＬａｂ多通道信号采集系统及其配套软件??ＬａｂＣｈａｒｔ７?（ＡＤＩｎｓｔｒｕｍｅｎｔｓＩｎｃ．）对电阻两端的电压信号逬行采集、记录，进而分析电刺??激器系统输出波形的准确性和精度（图４．１下方）。??在进行动物实验时，电刺激器系统输出的电流脉冲波形通过一个剌激电极传递到大鼠??大脑特定区域即可。在对大鼠脑区反馈的脑电信号进行采集时，由于脑电信号十分的微弱，??还需要将脑电信号先通过一个３６００型１６通道细胞外信号放大器，信号放大１００倍之后再??连接到ＰｏｗｅｒＬａｂ信号采集系统的硬件设备上（图４．１中间），而系统测试中，由于电阻比??较大，能得到较大的电压信号，故不需要使用信号放大器来放大电压信号。??时变参数的新型电刺激器系统??Ｉ?Ｉ??１?ＬａｂＶＩＥＷＳ?ＵＳＢ－６２５１数据采槩卡?２２００型模拟刺激隔离器１??制程序及其｜?｜??Ｉｎ＇靖，?麵
变强度变频率刺激器系统的用户界面包括两大部分：上部是所生成的刺激波形的显示??面板；下部则是刺激参数的设置面板，含有变强度参数设置、变频率参数设置和恒强度恒??频率参数设置三个子模块（图４．４）。例如图４．４所示的示例波形依次由下列三段信号组成：??Ｉｓ时长的变强度信号（０．３－３．０?Ｖ）、Ｉｓ时长的变频率信号（４００－?１００?Ｈｚ）和Ｉｓ时长的??２２??
【参考文献】：
期刊论文
[1]全植入式变频电刺激对局灶性脑缺血模型大鼠卒中后神经功能和大脑重塑的影响[J]. 陈琪,许玉皎. 广东医学. 2017(05)
[2]深部脑刺激中单相脉冲与双相脉冲的作用比较[J]. 胡娜,封洲燕,郭哲杉,王兆祥,余颖. 中国生物医学工程学报. 2015(05)
[3]实时癫痫电位检测与闭环式电刺激系统的设计[J]. 胡振华,封洲燕,郑晓静,余颖. 生物医学工程学杂志. 2015(01)
[4]大鼠海马神经元群体对于高频电刺激的响应[J]. 封洲燕,余颖,曹嘉悦,郭哲杉. 中国生物医学工程学报. 2014(02)
[5]一种闭环式神经电刺激系统的设计[J]. 封洲燕,陈丹,肖乾江. 仪器仪表学报. 2012(02)
[6]应用线性硅电极阵列检测海马场电位和单细胞动作电位[J]. 封洲燕,光磊,郑晓静,王静,李淑辉. 生物化学与生物物理进展. 2007(04)
[7]用高频双向脉冲电刺激实现有髓神经传导阻断的仿真研究[J]. 张旭,邰常峰,马斌荣. 北京生物医学工程. 2006(03)
[8]动作电位形成的机制[J]. 左明雪. 生物学通报. 2006(06)
博士论文
[1]大鼠海马区神经元对于轴突高频电刺激的响应及作用机制研究[D]. 余颖.浙江大学 2016
硕士论文
[1]多功能神经电刺激系统的设计及其在深部脑刺激实验研究中的应用[D]. 胡娜.浙江大学 2016
本文编号：3144581
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