激光刺激螺旋神经的机理研究

发布时间：2017-09-22 17:44

  本文关键词：激光刺激螺旋神经的机理研究

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【摘要】：上世纪六十年代，世界第一款单电极电子耳蜗面世，经过近半个世纪的发展，如今的电子耳蜗可植入的电极数已达到22个，由于受到植入电极之间电流扩散的影响，可植入电极的数量一直不能够突破，所以达不到很好的听觉效果。激光刺激神经研究的出现，对人工耳蜗刺激源的改进有着很好的启示，激光的方向性好且不存在扩散问题。所以，选择激光作为人工耳蜗的刺激源，就有希望通过增加植入光纤的数量来提高听觉效果。国外主要有两家机构在做该方向的研究，而在国内至今没有开展该领域的研究。在我们做了大量调研之后，，哈尔滨工业大学深圳研究生院与清华大学深圳研究生院合作，在国内率先进入光学耳蜗领域，开展了相关课题的研究。 本论文是对激光刺激螺旋神经节机理的研究，是光学人工耳蜗的前期研究。首先通过对国外研究状况的调研，明确了实验研究对于平台的需求，即需要采集声致ABR信号、需要对动物进行相应的手术，需要参数可调的脉冲激光和同步采集光致CAP信号；然后对现有的声致ABR信号采集平台进行调试，没有的光致CAP采集平台进行搭建，并利用搭建好的平台进行了实验，验证了激光刺激螺旋神经的有效性以及其机理为光热效应。 第一步是当声音作为刺激源时，ABR信号采集平台的调试过程。介绍了此平台硬件组成及其各部分的性能，其中重点介绍了软件界面的各种可调参数。然后通过对采集数据不准确的情况进行分析，并制定了调试办法，最后对调试数据行了对比分析，得到了最佳调试参数。 然后我们确定了动物手术的方案。选择动物实验所需的器件设备，研究并设计动物实验步骤和动物手术的具体操作方案，通过反复的动手操作，验证并完善了方案。经过该手术处理后的实验动物，就可以用到实验研究之中。 最后是光致CAP采集平台的搭建。分析该采集平台所要达到的功能目标，设计参数可调控的脉冲激光的产生方案，选择相关光学设备搭建出脉冲光产生光路。通过将RM6240多道生理采集仪的刺激输出端口作为光学快门的使能信号，实现了光刺激与CAP信号采集的同步。 至此，实验所需的条件均已具备，我们通过此平台采集了在不同波长脉冲激光刺激下，豚鼠的光致CAP。结果表明随着水对激光的吸收系数的增加，激光诱发的CAP信号幅值也在增大。由于我们采用的照射强度较低，不可能诱发组织内的光化学反应，这就说明吸收系数越大，透射深度越深，水吸收激光产生热量越多，也就是说激光刺激螺旋神经的机理是光热效应。该研究方向首次在国内提出，将对中国的人工光学耳蜗的发展起良好的导向作用。
【关键词】：人工耳蜗 实验平台 激光刺激 听神经 光热效应
【学位授予单位】：哈尔滨工业大学
【学位级别】：硕士
【学位授予年份】：2013
【分类号】：R764
【目录】：

• 摘要4-6
• Abstract6-10
• 第1章 绪论10-22
• 1.1 课题来源及背景10
• 1.2 研究的目的及意义10-12
• 1.3 听觉原理及损伤后修复12-16
• 1.3.1 听觉原理12-14
• 1.3.2 听觉损伤14-15
• 1.3.3 听力恢复的方法15-16
• 1.4 光学耳蜗的国内外研究现状16-19
• 1.5 本文的主要研究内容与结构19-22
• 第2章 声致 ABR 测量平台的调试22-30
• 2.1 引言22
• 2.2 平台简介22-24
• 2.3 平台调试24-29
• 2.4 本章小结29-30
• 第3章 动物实验操作的设计30-35
• 3.1 引言30
• 3.2 术前准备30-31
• 3.3 手术的设计31-34
• 3.3.1 电极安放手术设计31-32
• 3.3.2 光纤安放设计32-34
• 3.4 本章小结34-35
• 第4章 光致 CAP 测量平台的搭建35-42
• 4.1 引言35
• 4.2 脉冲激光发生平台的搭建35-39
• 4.3 CAP 的采集与光路同步控制39-40
• 4.4 实验平台整体架构40-41
• 4.5 本章小结41-42
• 第5章 激光刺激听神经的机理实验证明42-46
• 5.1 引言42
• 5.2 对比信号声致 CAP 的采集42-43
• 5.3 光致 CAP 的采集和机理研究实验43-45
• 5.4 本章小结45-46
• 结论46-48
• 参考文献48-52
• 致谢52

【参考文献】

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本文编号：902205