深部腦刺激（deep brain stimulation,DBS）在治療臨床上各類神經(jīng)系統(tǒng)疾病上擁有著良好的發(fā)展?jié)摿Α３Ｒ?guī)DBS 一般采用的是固定刺激參數(shù)的雙相脈沖高頻刺激（high frequency stimulation,HFS）。然而,脈沖的頻率、強(qiáng)度等參數(shù)的變化對于HFS的作用效果有重要影響,開發(fā)具有時變參數(shù)的新型刺激模式有利于進(jìn)一步探究DBS的作用機(jī)制和優(yōu)化刺激效果。神經(jīng)元對于HFS的響應(yīng)存在動態(tài)變化過程。例如,恒定刺激參數(shù)的HFS在起始階段會誘發(fā)大量神經(jīng)元群體的異常同步動作電位發(fā)放,存在誘發(fā)癇樣活動以及損傷腦組織的風(fēng)險(xiǎn)。為了避免HFS初期的這種強(qiáng)烈作用（以下簡稱為“起始響應(yīng)”）,本文基于前人在外周神經(jīng)電刺激上利用變強(qiáng)度變頻率刺激來避免起始響應(yīng)的研究經(jīng)驗(yàn),設(shè)計(jì)了應(yīng)用于DBS的變強(qiáng)度變頻率電刺激模式。另一方面,為了進(jìn)一步探討時變參數(shù)DBS的作用機(jī)制,本文還設(shè)計(jì)了隨機(jī)脈沖間隔（inter-pulse-interval,IP1）的電刺激模式。用于探討刺激脈沖之間的間隔長短變化對于DBS作用效果可能造成的影響。本文的研究工作主要包括兩部分:（1）設(shè)計(jì)并實(shí)現(xiàn)時變參數(shù)的電刺激器系統(tǒng)。利... 

【文章來源】：浙江大學(xué)浙江省 211工程院校 985工程院校 教育部直屬院校

【文章頁數(shù)】：70 頁

【學(xué)位級別】：碩士

【部分圖文】：

神經(jīng)元逆向、順向單脈沖刺激分別誘發(fā)APS和OPS的示意圖

電阻兩端的電壓，本文采用ＭＬ８８０型ＰｏｗｅｒＬａｂ多通道信號采集系統(tǒng)及其配套軟件??ＬａｂＣｈａｒｔ７?（ＡＤＩｎｓｔｒｕｍｅｎｔｓＩｎｃ．）對電阻兩端的電壓信號逬行采集、記錄，進(jìn)而分析電刺??激器系統(tǒng)輸出波形的準(zhǔn)確性和精度（圖４．１下方）。??在進(jìn)行動物實(shí)驗(yàn)時，電刺激器系統(tǒng)輸出的電流脈沖波形通過一個剌激電極傳遞到大鼠??大腦特定區(qū)域即可。在對大鼠腦區(qū)反饋的腦電信號進(jìn)行采集時，由于腦電信號十分的微弱，??還需要將腦電信號先通過一個３６００型１６通道細(xì)胞外信號放大器，信號放大１００倍之后再??連接到ＰｏｗｅｒＬａｂ信號采集系統(tǒng)的硬件設(shè)備上（圖４．１中間），而系統(tǒng)測試中，由于電阻比??較大，能得到較大的電壓信號，故不需要使用信號放大器來放大電壓信號。??時變參數(shù)的新型電刺激器系統(tǒng)??Ｉ?Ｉ??１?ＬａｂＶＩＥＷＳ?ＵＳＢ－６２５１數(shù)據(jù)采槩卡?２２００型模擬刺激隔離器１??制程序及其｜?｜??Ｉｎ＇靖，?麵

變強(qiáng)度變頻率刺激器系統(tǒng)的用戶界面包括兩大部分：上部是所生成的刺激波形的顯示??面板；下部則是刺激參數(shù)的設(shè)置面板，含有變強(qiáng)度參數(shù)設(shè)置、變頻率參數(shù)設(shè)置和恒強(qiáng)度恒??頻率參數(shù)設(shè)置三個子模塊（圖４．４）。例如圖４．４所示的示例波形依次由下列三段信號組成：??Ｉｓ時長的變強(qiáng)度信號（０．３－３．０?Ｖ）、Ｉｓ時長的變頻率信號（４００－?１００?Ｈｚ）和Ｉｓ時長的??２２??

【參考文獻(xiàn)】：
期刊論文
[1]全植入式變頻電刺激對局灶性腦缺血模型大鼠卒中后神經(jīng)功能和大腦重塑的影響[J]. 陳琪,許玉皎.  廣東醫(yī)學(xué). 2017(05)
[2]深部腦刺激中單相脈沖與雙相脈沖的作用比較[J]. 胡娜,封洲燕,郭哲杉,王兆祥,余穎.  中國生物醫(yī)學(xué)工程學(xué)報(bào). 2015(05)
[3]實(shí)時癲癇電位檢測與閉環(huán)式電刺激系統(tǒng)的設(shè)計(jì)[J]. 胡振華,封洲燕,鄭曉靜,余穎.  生物醫(yī)學(xué)工程學(xué)雜志. 2015(01)
[4]大鼠海馬神經(jīng)元群體對于高頻電刺激的響應(yīng)[J]. 封洲燕,余穎,曹嘉悅,郭哲杉.  中國生物醫(yī)學(xué)工程學(xué)報(bào). 2014(02)
[5]一種閉環(huán)式神經(jīng)電刺激系統(tǒng)的設(shè)計(jì)[J]. 封洲燕,陳丹,肖乾江.  儀器儀表學(xué)報(bào). 2012(02)
[6]應(yīng)用線性硅電極陣列檢測海馬場電位和單細(xì)胞動作電位[J]. 封洲燕,光磊,鄭曉靜,王靜,李淑輝.  生物化學(xué)與生物物理進(jìn)展. 2007(04)
[7]用高頻雙向脈沖電刺激實(shí)現(xiàn)有髓神經(jīng)傳導(dǎo)阻斷的仿真研究[J]. 張旭,邰常峰,馬斌榮.  北京生物醫(yī)學(xué)工程. 2006(03)
[8]動作電位形成的機(jī)制[J]. 左明雪.  生物學(xué)通報(bào). 2006(06)

博士論文
[1]大鼠海馬區(qū)神經(jīng)元對于軸突高頻電刺激的響應(yīng)及作用機(jī)制研究[D]. 余穎.浙江大學(xué) 2016

碩士論文
[1]多功能神經(jīng)電刺激系統(tǒng)的設(shè)計(jì)及其在深部腦刺激實(shí)驗(yàn)研究中的應(yīng)用[D]. 胡娜.浙江大學(xué) 2016



本文編號：3144581