Este protocolo incluye los diseños y el software necesario para actualizar un instrumento estereotáxico existente a un robot (numérico controlado por ordenador; CNC) instrumento estereotáxico para alrededor de 1.000 dólares (sin incluir un taladro).
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Artículo de método
La construcción de un código abierto robótica estereotáxica Instrumento
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Resumen
Resumen
Este protocolo incluye los diseños y el software necesarios para actualizar un instrumento estereotáctico existente a un robot (CNC) instrumento estereotáxica por alrededor de $ 1.000 (sin incluir un taladro), utilizando motores de pasos estándar de la industria y el software de control CNC. Cada eje tiene control de velocidad variable y puede ser operado de manera simultánea o independientemente. La flexibilidad del robot y el sistema de codificación abierta (g-code) que sea capaz de realizar las tareas personalizadas que no son compatibles con los sistemas comerciales. Sus aplicaciones incluyen, pero no se limitan a, los agujeros de perforación, craneotomías borde afilado, adelgazamiento cráneo, y electrodos o cánula de descenso. Con el fin de agilizar la redacción del g-codificación para cirugías simples, hemos desarrollado scripts personalizados que permiten a los individuos para diseñar una cirugía sin ningún conocimiento de programación. Sin embargo, para que los usuarios obtener el máximo provecho de la stereotax motorizado, sería beneficioso tener conocimiento de programación matemática y G-Codificación de Mercancías (sencilla progembistiendo por CNC mecanizado).
La velocidad recomendada de la fresa es mayor que 40.000 rpm. La resolución de motor paso a paso es de 1,8 ° / Paso, dirigido a 0.346 ° / Paso. A stereotax estándar tiene una resolución de 2,88 micras / paso. La velocidad de corte máxima recomendada es de 500 m / seg. La velocidad de avance lento recomendada máxima es de 3500 m / seg. El tamaño máximo recomendado broca es HP 2.
Introducción
La cirugía estereotáctica roedor se utiliza en una amplia variedad de aplicaciones de neurociencia, incluyendo lesioning 1, iontoforesis 2, la implantación microhilo 3, 4 estimulación, y de formación de imágenes del cráneo delgada 5. Sin embargo, hay grandes obstáculos que enfrentan aquellos que desean aplicar estas técnicas, incluyendo la curva de aprendizaje para la realización de la cirugía estereotáctica exacta y la alta probabilidad de error humano. Los errores humanos incluyen la medición y fallas de cálculo, así como la poca precisión y replicabilidad de los movimientos humanos. En un esfuerzo para reducir estos erro....
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Protocolo
- Cablear los motores paso a paso bipolares enroscando los cables en los conectores que se suministran con la tarjeta de drivers. Colores de los cables de motores paso a paso bipolares están estandarizados (Figura 1).
Nota: Los motores paso a paso se describen tienen una resolución de 1,8 ° / paso, orientado a 0,346 ° / paso. A stereotax estándar tiene 3 mm/360 ° de recorrido. La resolución final es de 2.88 m / paso. Los motores son también capaces de paso a paso fraccional.- Conecte el cable verde a A +, conecte el cable negro a A-, conecte el cable rojo a B + y conectar el cable azul a B-.
- Deslice los enganches en los motores paso ....
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Resultados
El resultado final de la cirugía diseñada en los métodos será un cráneo de rata con una craneotomía borde afilado, y 3 agujeros del cráneo (Figura 17). Tenga en cuenta que el cráneo utilizado para demostrar la cirugía fue mucho más amplio que el cráneo de rata prototípico. La craneotomía borde afilado se puede usar para insertar una matriz de microhilo en el cerebro, para las grabaciones de alta densidad neuronales. El stereotax CNC también se puede usar para reducir la matriz con gran precisión. Softwa.......
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Discusión
El uso de equipos de cirugía automatizada ayuda a eliminar algunos de los problemas más comunes en la investigación en neurociencias. En primer lugar, las trayectorias de la herramienta son 100% reproducible. Cada corte está garantizado a estar en la misma ubicación con respecto a Bregma. En segundo lugar, se debe reducir el error experimentador. Aunque muchos investigadores son cirujanos altamente calificados, se necesita una cantidad excepcional de la práctica a ser aún un cirujano competente. Este dispositivo permiti.......
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Divulgaciones
Los autores no tienen intereses financieros en competencia a revelar.
Agradecimientos
Este estudio fue apoyado por el Instituto Nacional sobre el Abuso de Drogas Subvenciones DA 006886, 032270 y DA.
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Materiales
| Nombre | Empresa | Número de catálogo | Comentarios |
|---|---|---|---|
| 1x Standard U Frame Stereotax | Kopf | Kopf | Este protocolo debería funcionar con la mayoría de los dispositivos estereotáxicos existentes. |
| 3 motores paso a paso bipolares con engranajes de 12 V, 1.6 A, 233 oz-pulgadas | Phidgets | Robot Shop | Cualquier motor paso a paso con engranajes de alto par debería servir. |
| 1x Controlador de placa de controlador de motor paso a paso CNC de 3 ejes | Toshiba | Ebay | Cualquier controlador CNC de 3 ejes debería servir. El artículo vinculado incluye el software CNC Mach3. |
| 2x Acopladores de brazo: medial-lateral (ML) y dorsal-ventral (DV) | mecanizados a medida | Dibujos de piezas | Estos deben ser mecanizados por su taller mecánico local. (los costos pueden variar) |
| 1x Acoplador antero-posterior (AP) | mecanizado a medida | Planos de piezas | Estos deben ser mecanizados por su taller de mecanizado local. (los costos pueden variar) |
| 3x Motor a Collar Stereotax | mecanizado a medida | Dibujos de piezas | Estos deben ser mecanizados por su taller mecánico local. (los costos pueden variar) |
| Ver en el navegador | |||
| 12x Tornillos de fijación de punta de copa NF10-32 | McMaster Carr | ½ ” Longitud | Necesitará 6 de cada uno. |
| ¼ ” Longitud | |||
| 12x Tornillos de cabeza hueca M3 (20 mm) | McMaster Carr | 20mm Longitud | Necesitará 4 para cada motor |
| 1x Taladro de micromotor | Buffalo Dental | X50 | Cualquier taladro de micromotor funcionará. Se recomiendan al menos 38,000 rpm |
| 1 fuente de alimentación de 12 V CC Adaptadores | 12 voltios | 12v DC – 7 Amp | Cualquier fuente de alimentación de 12 V CC debería funcionar (asegúrese de que la clasificación de amperaje sea mayor que la suma del amperaje de los motores). |
| 1x Soporte de sonda extra grande | Stoelting | Stoelting | |
| 1x Grado B Cráneo | de Rata Cráneos Ilimitados | Skulls Unlimited | |
| Mach 3 Mill | ArtSoft USA | a href="http://www.machsupport.com/ccount/click.php?id=1">Descarga de prueba | Cualquier software de control CNC estándar debería funcionar. |
| Diseñador de cirugía | Kevin Coffey David Barker | MATLAB File Exchange | Estos códigos están disponibles para modificar. No aceptamos ninguna responsabilidad por el uso o la modificación del código. |
Referencias
- Yin, H. H., Knowlton, B. J., Balleine, B. W. Lesions of dorsolateral striatum preserve outcome expectancy but disrupt habit formation in instrumental learning. Eur. J. Neurosci. 19 (1), 181-189 (2004).
- West, M. O., Woodward, D. J.
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Reimpresiones y permisos
