Name: La construcción de un código abierto robótica estereotáxica Instrumento (Video) | JoVE Journal
Uploaded: 2013-10-29T19:00:00.000+00:00
Duration: 11 min 40 s
Description: Aprende a construir un instrumento estereotáxico robótico de código abierto para neurocirugía en roedores. Este protocolo económico mejora la precisión quirúrgica y facilita el diseño de procedimientos personalizados.

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Este estudio fue apoyado por el Instituto Nacional sobre el Abuso de Drogas Subvenciones DA 006886, 032270 y DA.

<ol><li> 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. <ol><li> 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-. </li></ol></li><li> Deslice los enganches en los motores paso a paso, con cuidado para alinear los orificios de montaje y fije usando 12x Tornillos M3 de cabeza hueca (20 mm) (Figura 2). <ol><li> Asegúrese de que los acopladores estén firmemente sujetos a los motores. Nota: Los modelos 3D no incluyen roscas. Las partes se etiquetan con los diámetros de rosca, pero deben ser aprovechados después de que sefabricado. </li></ol></li><li> Quite los tornillos de fijación de los apoyos para el pulgar en los 3 ejes del instrumento estereotáxico utilizando una llave hexagonal pequeña. Los apoyos para el pulgar son roscados, para convertirlos a la izquierda para la extracción. Mantenga las arandelas de PTFE en su sitio en el brazo (Figura 3). </li><li> Atornillar el extremo roscado de los collares sobre las varillas roscadas de los brazos del instrumento estereotáxico (Figura 3). <ol><li> Asegúrese de que no hay diferencia entre los collares y PTFE juntas tóricas. Esto garantiza que las coordenadas se mantienen cuando el robot cambia de dirección. </li><li> Asegure los collares en la rosca de los brazos estereotáxicas utilizando 3x NF10-32 (1/4 de pulgada) tornillos de punta ahuecada. </li><li> Deslizar cada motor y el acoplador sobre los collarines y los brazos estereotáxica. Asegúrese de que los motores se sientan al ras con los brazos, y los agujeros de tornillo de fijación en los collares se alinean con la parte plana de los ejes del motor (Figura 4). </li><li> Asegure la couplers al stereotax utilizando los orificios de montaje y 6x NF10-32 (1/2 pulgada) tornillos de punta ahuecada (Figura 4). </li><li> Asegure los cuellos de los ejes del motor utilizando 3x NF10-32 (1/4 de pulgada) tornillos de fijación (Figura 4). </li></ol></li><li> Prepare el tablero de conductor del CNC mediante la creación de cada uno de los pines del controlador a medio paso a paso. Nota: Este controlador de motor paso a paso se presenta como una placa de circuito expuesto. Un caso puede ser construido, aunque no es necesario. También, se puede utilizar un número de diferentes controladores de motor paso a paso bipolar. Si es así, asegúrese de que las instrucciones de configuración se siguen para la junta que haya adquirido. <ol><li> Alinear los 6 alfileres por motor paso a paso de la misma manera. La mitad-paso a paso permite el doble de la resolución de paso en grados / paso (Figura 5). </li><li> Voltear el pin 1 a la posición de encendido, el pin 2 a la posición de apagado, el pin 3 para ponerlo en la posiciónción, el pin 4 a la posición de apagado, el pin 5 a la posición de encendido, y la patilla 6 a la posición de apagado (Figura 5). </li></ol></li><li> Enchufe los motores (X - Y - Z) en el controlador de motor paso a paso, junto con la fuente de alimentación de 12 V. La colocación correcta se marca en el controlador. También, conecte el conductor de pasos al puerto serie de un ordenador mediante un DB25cable (Figura 6). </li><li> Instalar el software de fresado CNC a un ordenador personal (este tendrá que ser situado en una zona quirúrgica) siguiendo las instrucciones predeterminadas. Una vez instalado, abra el software para comenzar la configuración. <ol><li> Configurar el software para comunicarse con los motores paso a paso. Nota: Las siguientes instrucciones son para uso exclusivo con el conductor del motor de pasos TB6560. </li><li> Haga clic a través de los menús del software de la siguiente manera. Abrir → Config → Puertos y pines→ Señales de salida. Rellene el símbolo para que coincida con la Figura 7 y pulse Aplicar. </li><li> Haga clic a través de los menús del software de la siguiente manera. Abrir → Config → Puertos y pines → Señales de entrada. Rellene el símbolo para que coincida con la Figura 8 y pulse Aplicar. </li><li> Haga clic a través de los menús del software de la siguiente manera. Abra → Config → Puertos y Pasadores → Salidas de motor. Rellene el símbolo para que coincida con la Figura 9 y pulse Aplicar. </li><li> Haga clic a través de los menús del software de la siguiente manera. Abrir → tuning Config → Motor. Rellene el símbolo para que coincida con la Figura 10 y haga clic en Guardar configuración del Eje. Repita el paso anterior para los 3 ejes con los mismos valores. </li></ol></li><li> Calibrar el stereotax a la escala de los programas de CNC. Nota: El software está diseñado para máquinas de fresado estándar, por lo que su unidad de medida no será proporcional al recorrido de un instrumento estereotáxico.<ol><li> Ajuste la velocidad de los motores &#39;a 1 pulgada por minuto, y &quot;jog&quot; Z-eje del instrumento estereotáxico con RePág / AvPág al milímetro. Nota: La velocidad de avance lento recomendada máxima es de 3500 m / s, y la velocidad de corte máxima recomendada es de 500 m / seg. </li><li> Poner a cero el eje Z, y el Jog estereotáxica instrumento 1 mm. La distancia recorrida en el eje Z en Mach3 es la &quot;constante de escala&quot;. Coordenadas de la máquina se determinan multiplicando las coordenadas del cráneo (mm) por la &quot;constante de escala&quot;. </li><li> Realizar pruebas aleatorias de los 3 ejes programándolas viajar algunas distancias conocidas, y asegurar que los movimientos son precisos. Si el recorrido stereotax está demasiado lejos o definitiva, modificar la constante de escala en consecuencia. Nota: Una vez que la escala es completa, los scripts incluidos se pueden utilizar para generar código G para las cirugías. Sin embargo, se recomienda encarecidamente que los usuarios se familiaricen con el código G antes de intentar generar automáticamentecirugías. Esto es imprescindible para la solución de problemas y la modificación de las cirugías automatizados. </li></ol></li><li> Fije el taladro micro motor para el instrumento estereotáxico se utiliza el soporte extra grande sonda. Nota: La velocidad de la broca mínima recomendada es de 40.000 rpm. </li><li> Generación automática de código G para una craneotomía borde afilado con 3 orificios de los tornillos del cráneo. <ol><li> Coloque todos los scripts de la tabla de software en una sola carpeta en un PC. </li><li> Abra el script &quot;SharpEdgeCraniotomy.m&quot; y ejecutar el código. </li><li> Seleccionar Tanto al mensaje &quot;¿Qué tipo de cirugía usted estará presentando?&quot; (Figura 11). </li><li> Seleccione Personalizado para definir las esquinas de la ventana de cráneo. Rellene cada pregunta para que coincida con la figura 12. </li><li> Definir las posiciones X e Y de las esquinas de craneotomía. Cada coordenada se debe introducir en el orden correcto, según el ejemplo de la Figura 13 </strong&gt;. </li><li> Introduzca 3 en el símbolo para producir 3 agujeros del cráneo (Figura 14). </li><li> Seleccione Definir mediante coordenadas, e introduzca las coordenadas de cada agujero de la plantilla en la Figura 15. Nota: Si las coordenadas exactas no son importantes, hay una opción para apuntar y hacer clic en las posiciones de los agujeros &#39;en una imagen de un cráneo de la rata. Las posiciones serán generados automáticamente. </li><li> Defina los parámetros de perforación. Por primera cirugía de pruebas, acepte los valores por defecto. Nota: Estos valores dependen de los motores paso a paso, y el cráneo del animal. Cada lugar de la raza de la rata y el objetivo tiene un grosor del cráneo ligeramente diferente. Para las pocas cirugías iniciales usando este dispositivo, esté preparado para poner a prueba la profundidad de perforación y retire todos los trozos de cráneo restantes manualmente. Los valores se pueden modificar para futuras cirugías (Figura 16). </li><li> Nombra el código G, sino que se generará de forma automática y saved al directorio de trabajo. </li></ol></li><li> Cargue el código G en el software de fresado CNC y un cráneo de ensayo en los instrumentos estereotáxicas bares del oído. <ol><li> Refrescar manualmente la broca para Bregma con las teclas de flecha. Utilice una velocidad de trote lento (~ 5 pulgadas / m) para asegurar la exactitud. </li><li> Iniciar la broca que gira a mayor que 38.000 rpm. </li><li> Presione CycleStart, el stereotax realizará muchos pases del mismo corte, a diferentes profundidades. Entre cada paso, el stereotax hará una pausa, por lo que el cirujano puede continuar o cancelar el corte. Pulse Continuar Ciclo (Alt-R) para continuar cortando pases. </li></ol></li></ol>

<ol><li>Yin, H. H., Knowlton, B. J., Balleine, B. W. <a target="_blank" href="http://www.ncbi.nlm.nih.gov/pubmed?term=((Lesions+of+dorsolateral+striatum+preserve+outcome+expectancy+but+disrupt+habit+formation+in+instrumental+learning%5BTitle%5D)+AND+%22Eur.+J.+Neurosci%22%5BJournal%5D)">Lesions of dorsolateral striatum preserve outcome expectancy but disrupt habit formation in instrumental learning.</a> Eur. J. Neurosci. 19 (1), 181-189 (2004).</li>
<li>West, M. O., Woodward, D. J. <a target="_blank" href="http://www.ncbi.nlm.nih.gov/pubmed?term=((A+technique+for+microiontophoretic+study+of+single+neurons+in+the+freely+moving+rat%5BTitle%5D)+AND+%22J.+Neurosci.+Methods%22%5BJournal%5D)">A technique for microiontophoretic study of single neurons in the freely moving rat.</a> J. Neurosci. Methods. 11 (3), 179-186 (1984).</li>
<li>Peoples, L. L., West, M. O. <a target="_blank" href="http://www.ncbi.nlm.nih.gov/pubmed?term=((Phasic+firing+of+single+neurons+in+the+rat+nucleus+accumbens+correlated+with+the+timing+of+intravenous+cocaine+self-administration%5BTitle%5D)+AND+%22J.+Neurosci%22%5BJournal%5D)">Phasic firing of single neurons in the rat nucleus accumbens correlated with the timing of intravenous cocaine self-administration.</a> J. Neurosci. 16 (10), 3459-3473 (1996).</li>
<li>Wolske, M., Rompre, P. P., Wise, R. A., West, M. O. <a target="_blank" href="http://www.ncbi.nlm.nih.gov/pubmed?term=((Activation+of+single+neurons+in+the+rat+nucleus+accumbens+during+self-stimulation+of+the+ventral+tegmental+area%5BTitle%5D)+AND+%22J.+Neurosci%22%5BJournal%5D)">Activation of single neurons in the rat nucleus accumbens during self-stimulation of the ventral tegmental area.</a> J. Neurosci. 13 (1), 1-12 (1993).</li>
<li>Bozza, T., McGann, J. P., Mombaerts, P., &Wachowiak, M. <a target="_blank" href="http://www.ncbi.nlm.nih.gov/pubmed?term=((In+vivo+imaging+of+neuronal+activity+by+targeted+expression+of+a+genetically+encoded+probe+in+the+mouse%5BTitle%5D)+AND+%22Neuron%22%5BJournal%5D)">In vivo imaging of neuronal activity by targeted expression of a genetically encoded probe in the mouse.</a> Neuron. 42 (1), 9-21 (2004).</li>
<li>Pitts, M. Office of Laboratory Animal Welfare. <a target="_blank" href="http://scholar.google.com/scholar?hl=en&safe=off&q=author%3aPitts%2C+M+%22Institutional+animal+care+and+use+committee+guidebook%22">Institutional animal care and use committee guidebook</a>. , (2002).</li>
<li>Yoon, T., Otto, T. <a target="_blank" href="http://www.ncbi.nlm.nih.gov/pubmed?term=((Differential+contributions+of+dorsal+vs.+ventral+hippocampus+to+auditory+trace+fear+conditioning%5BTitle%5D)+AND+%22Neurobiol.+Learn.+Mem%22%5BJournal%5D)">Differential contributions of dorsal vs. ventral hippocampus to auditory trace fear conditioning.</a> Neurobiol. Learn. Mem. 87 (4), 464-475 (2007).</li>
<li>Root, D. H., et al. <a target="_blank" href="http://www.ncbi.nlm.nih.gov/pubmed?term=((Differential+roles+of+ventral+pallidum+subregions+during+cocaine+self-administration+behaviors%5BTitle%5D)+AND+%22J.+Comp.+Neurol%22%5BJournal%5D)">Differential roles of ventral pallidum subregions during cocaine self-administration behaviors.</a> J. Comp. Neurol. 521 (3), 558-588 (2012).</li>
<li>Yang, G., Pan, F., Parkhurst, C. N., Grutzendler, J., Gan, W. B. <a target="_blank" href="http://www.ncbi.nlm.nih.gov/pubmed?term=((Thinned-skull+cranial+window+technique+for+long-term+imaging+of+the+cortex+in+live+mice%5BTitle%5D)+AND+%22Nat.+Protoc%22%5BJournal%5D)">Thinned-skull cranial window technique for long-term imaging of the cortex in live mice.</a> Nat. Protoc. 5 (2), 201-208 (2010).</li>
<li>Feng, L., Sametsky, E. A., Gusev, A. G., Uteshev, V. V. <a target="_blank" href="http://www.ncbi.nlm.nih.gov/pubmed?term=((Responsiveness+to+nicotine+of+neurons+of+the+caudal+nucleus+of+the+solitary+tract+correlates+with+the+neuronal+projection+target%5BTitle%5D)+AND+%22J.+Neurophysiol%22%5BJournal%5D)">Responsiveness to nicotine of neurons of the caudal nucleus of the solitary tract correlates with the neuronal projection target.</a> J. Neurophysiol. 108 (7), 1884-1894 (2012).</li>
<li>Babaei, P., Soltani Tehrani,, B,, Alizadeh, A. <a target="_blank" href="http://www.ncbi.nlm.nih.gov/pubmed?term=((Transplanted+Bone+Marrow+Mesenchymal+Stem+Cells+Improve+Memory+in+Rat+Models+of+Alzheimer%27s+Disease%5BTitle%5D)+AND+%22Stem+Cells+Int%22%5BJournal%5D)">Transplanted Bone Marrow Mesenchymal Stem Cells Improve Memory in Rat Models of Alzheimer's Disease.</a> Stem Cells Int. 2012, 369417(2012).</li>
</ol>

Los autores no tienen intereses financieros en competencia a revelar.

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...

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 errores de confusión, los cirujanos estereotácticas se beneficiarían de un sistema que asegura que todos los procedimientos quirúrgicos se realizan de forma idéntica en todos los sujetos. La reducción de los errores también es un método por el cual los investigadores pueden reducir al mínimo el uso de sujetos animales, un objetivo primordial de los Institutos Nacionales de la Salud para la experimentación animal 6. En un mundo ideal, todos los scirugías tereotactic serían perfectamente reproducible dentro de los experimentos y entre laboratorios. Para solucionar este problema, las empresas han desarrollado nuevos stereotaxics ultra-precisos, y pantallas digitales para la lectura de las mediciones. Para eliminar los errores de movimiento humano, manipuladores y stereotaxics micro motorizados fueron producidos comercialmente, pero su alto coste puede ser prohibitivo para un laboratorio con un presupuesto limitado. Además, su software es totalmente de propiedad, y no puede ser modificado por el investigador para dar cabida a un nuevo tipo de cirugía. Una solución asequible para el problema de error humano es construir una stereotax robótico del modelo existente de un laboratorio, utilizando un equipo estándar de la industria CNC. Debido a la creciente comunidad de aficionados del CNC, los materiales son mucho más baratos que los equipos científicos. Esto permite a uno construir un instrumento estereotáxico CNC precisa, que también es muy flexible y de bajo costo. Con un conocimiento básico de mecanizado CNC y G-Code, individualmenteals pueden programar cualquier cirugía estereotáctica que se imaginan, sin las limitaciones de software propietario. Y, a fin de acelerar la producción de g-código para cirugías simples, este protocolo incluye un software que permite al usuario diseñar cirugías (craneotomía afilada punta, ventanas cráneo delgado, taladrado y de implantes bajar) dentro de apuntar y hacer clic menús. Estos programas de salida de un código de g concluido que se pueden ejecutar directamente desde el software de CNC. En total, una actualización estereotáxica motorizado es ideal para aquellos que tienen un interés en el aumento de la precisión y la repetibilidad de las cirugías, al tiempo que conserva la flexibilidad y el bajo coste de una plataforma de código abierto.

<table><tbody><tr><td>1x Standard U Frame Stereotax</td><td>Kopf</td><td><a href="http://www.kopfinstruments.com/Stereotaxic/900.html">Kopf</a></td><td>Este protocolo debería funcionar con la mayoría de los dispositivos estereotáxicos existentes.</td></tr><tr><td>3 motores paso a paso bipolares con engranajes de 12 V, 1.6 A, 233 oz-pulgadas</td><td>Phidgets</td><td><a href="http://www.robotshop.com/geared-bipolar-stepper-motor-3v-233-oz-in.html">Robot Shop</a></td><td>Cualquier motor paso a paso con engranajes de alto par debería servir.&nbsp;</td></tr><tr><td>1x Controlador de placa de controlador de motor paso a paso CNC de 3 ejes</td><td>Toshiba</td><td><a href="http://www.ebay.com/itm/CNC-Router-3-Axis-TB6560-3-5A-Stepper-Motor-Driver-Board-For-Engraving-Machine-/300981888819">Ebay</a></td><td>Cualquier controlador CNC de 3 ejes debería servir. El artículo vinculado incluye el software CNC Mach3.&nbsp;</td></tr><tr><td>2x Acopladores de brazo: medial-lateral (ML) y dorsal-ventral (DV)</td> <td>mecanizados a medida</td><td><a href="http://eden.rutgers.edu/~mrcoffey/images/3D%20Models%20-%20CNC%20Stereotax%20Parts.zip">Dibujos de piezas</a></td><td>Estos deben ser mecanizados por su taller mecánico local. (los costos pueden variar)</td></tr><tr><td>1x Acoplador antero-posterior (AP)</td><td>mecanizado a medida</td><td><a href="http://eden.rutgers.edu/~mrcoffey/images/3D%20Models%20-%20CNC%20Stereotax%20Parts.zip">Planos de piezas</a></td><td>Estos deben ser mecanizados por su taller de mecanizado local. (los costos pueden variar)</td></tr><tr><td>3x Motor a Collar Stereotax</td><td>mecanizado a medida</td><td><a href="http://eden.rutgers.edu/~mrcoffey/images/3D%20Models%20-%20CNC%20Stereotax%20Parts.zip">Dibujos de piezas</a></td><td>Estos deben ser mecanizados por su taller mecánico local. (los costos pueden variar)</td></tr><tr><td><a href="http://eden.rutgers.edu/~mrcoffey/images/Collar.html">Ver en el navegador</a></td><td></td><td></td><td></td></tr><tr><td>12x Tornillos de fijación de punta de copa NF10-32</td><td>McMaster Carr</td><td><a href="http://www.mcmaster.com/#92313A829">&frac12; &rdquo; Longitud</a></td><td>Necesitará 6 de cada uno.</td></tr><tr><td><a href="http://www.mcmaster.com/#92313A825">&frac14; &rdquo; Longitud</a></td><td></td><td></td><td></td></tr><tr><td>12x Tornillos de cabeza hueca M3 (20 mm)</td><td>McMaster Carr</td><td><a href="http://www.mcmaster.com/#92855A319">20mm Longitud</a></td><td>Necesitará 4 para cada motor</td></tr><tr><td>1x Taladro de micromotor&nbsp;</td><td>Buffalo Dental</td><td><a href="http://www.buffalodental.com/pdfnew/x50.pdf">X50</a></td><td>Cualquier taladro de micromotor funcionará.&nbsp; Se recomiendan al menos 38,000 rpm</td></tr><tr><td>1 fuente de alimentación de 12 V CC Adaptadores</td> de <td>12 voltios</td><td><a href="http://www.12vadapters.com/adapter/power-supply/12v/7-amp-7a.html">12v DC &ndash; 7 Amp</a></td><td>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).</td></tr><tr><td>1x Soporte de sonda extra grande</td><td>Stoelting</td><td><a href="http://www.stoeltingco.com/neuroscience/accessories/stereotaxic-probe-holders/extra-large-probe-holder-551.html">Stoelting</a></td><td></td></tr><tr><td>1x Grado B Cráneo</td><td>de Rata Cráneos Ilimitados</td><td><a href="http://www.skullsunlimited.com/record_variant.php?id=4009">Skulls Unlimited</a></td><td></td></tr><tr><td>Mach 3 Mill</td><td>ArtSoft USA</td><<td>a href="http://www.machsupport.com/ccount/click.php?id=1">Descarga de prueba</a></td><td>Cualquier software de control CNC estándar debería funcionar.</td></tr><tr><td>Diseñador de cirugía</td><td>Kevin Coffey David Barker</td><td><a href="http://www.mathworks.com/matlabcentral/fileexchange/40282-robot-assisted-stereotactic-surgery">MATLAB File Exchange</a></td><td>Estos códigos están disponibles para modificar. No aceptamos ninguna responsabilidad por el uso o la modificación del código.</td></tr></tbody></table>

la construcción de un código abierto robótica estereotáxica instrumento

Building An Open-source Robotic Stereotaxic Instrument

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.

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...

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).

La construcción de un código abierto robótica estereotáxica Instrumento

This protocol includes the designs and software necessary to upgrade an existing stereotaxic instrument to a robotic (CNC) stereotaxic instrument for ...

El objetivo general de este procedimiento es ampliar la accesibilidad y flexibilidad de la neurocirugía robótica en roedores al proporcionar a los investigadores planos para construir un instrumento estereotáxico robótico flexible, económico y de código abierto, así como el software necesario para diseñar y compartir cirugías. Esto se logra primero mediante la mecanización y ensamblaje de un instrumento estereotáxico controlado numéricamente por computadora. El segundo paso consiste en determinar la relación de escala de los estereotácticos.Al medir la distancia estereotáxica recorrida por unidad de distancia del motor, se generará automáticamente una trayectoria de herramienta a partir de las coordenadas del cráneo y se exportará a código G. El paso final consiste en probar las cirugías utilizando cráneos de la especie animal. El diseño para la cirugía debe modificarse según los resultados de la prueba.En última instancia, el instrumento estereotáxico puede utilizarse para realizar y compartir rápidamente cirugías neurológicas en roedores vivos. Las aplicaciones actuales incluyen, entre otras, craneotomías, cráneos delgados, ventanas y la colocación de electrodos o cánulas. La uti

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Research

Investigación

JoVE Journal

Neuroscience

Neurociencia

La ablación selectiva de la región específica del cerebro (s) mediante la infusión de una excitotoxina utilizando las coordenadas estereotáxicas se describe. Esta técnica también se podría adaptar para la infusión de otros productos químicos en el cerebro de rata.

La cirugía estereotáxica para la lesión excitotóxica de áreas específicas del cerebro en la rata adulta

Los vectores virales permiten la manipulación dirigida de genes. Se demuestra un método para la expresión génica condicional o ablación en la médula espinal de ratón, usando inyección estereotáxica de un vector viral en el asta dorsal, un sitio prominente de contacto sináptico entre las vías aferentes somatosensoriales y las neuronas del sistema nervioso central.

Inyección estereotáxica de un vector viral para la manipulación genética condicional en la médula espinal de ratón

La metodología SEEG se simplifica y se hace más rápida con un robot estereotáctico. Se debe prestar especial atención al registro de la resonancia magnética volumétrica preoperatoria al paciente antes de usar el robot en el quirófano. El robot agiliza el procedimiento, lo que lleva a una disminución de los tiempos operativos y a implantes precisos.

Técnica operativa y matices para la metodología estereoelectroencefalográfica (SEEG) utilizando un sistema robótico de guía estereotáctica

Aquí se describe un procedimiento estereotáctico que puede apuntar a regiones cerebrales desafiantes y difíciles de alcanzar (debido a limitaciones espaciales) utilizando un enfoque coronal en ángulo. Este protocolo es adaptable tanto a modelos de ratón como de rata y se puede aplicar a diversas aplicaciones neurocientíficas, incluida la implantación de cánulas y microinyecciones de construcciones virales.

Enfoque estereotáctico en ángulo adaptable para técnicas versátiles de neurociencia

El ultrasonido enfocado con agentes de microburbuja puede abrir la barrera hematoencefálica de forma focal y transitoria. Esta técnica se ha utilizado para entregar una amplia gama de agentes a través de la barrera hematoencefálica. Este artículo proporciona un protocolo detallado para la entrega localizada al cerebro de roedores con o sin orientación de RMN.

Un enfoque de sobremesa para la ubicación específica de la barrera hematoencefálica que se abre con ultrasonido enfocado en un modelo de rata

Este protocolo demuestra el uso de una plataforma robótica para la microinyección en células madre y neuronas neuronales individuales en las rebanadas cerebrales. Esta técnica es versátil y ofrece un método de seguimiento de células en tejido con alta resolución espacial.

Manipulación de células madre y neuronas neuronales únicas en las rebanadas cerebrales mediante la microinyección robótica

La percepción de profundidad humana de los videos estéreo 3D depende de la separación de la cámara, el punto de convergencia, la distancia y la familiaridad del objeto. Este artículo presenta un método robotizado para la recopilación rápida y confiable de datos de prueba durante la cirugía a corazón abierto en vivo para determinar la configuración ideal de la cámara.

Pruebas robotizadas de las posiciones de la cámara para determinar la configuración ideal para la visualización estéreo en 3D de la cirugía a corazón abierto

El presente protocolo describe una estrategia práctica para acelerar la etapa de verificación de las coordenadas de inyección estereotáxica antes de realizar el rastreo viral utilizando tintes y secciones congeladas.

Validación preliminar de las coordenadas de inyección estereotáxica mediante criosección

Aquí, presentamos un implante único imprimible en 3D para ratas, llamado TD Drive, capaz de registros simétricos de electrodos de alambre bilaterales, actualmente en hasta diez áreas cerebrales distribuidas simultáneamente.

El TD Drive: un implante paramétrico de código abierto para registros electrofisiológicos multiárea en ratas que se comportan y duermen

El desarrollo de modelos ortotópicos de tumores cerebrales pediátricos requiere una precisión meticulosa, utilizando un dispositivo estereotáxico para implantar células cancerosas con precisión. La metodología presentada aquí describe los pasos involucrados en la preparación de las células tumorales cerebrales, la realización de inyecciones intracraneales y la implementación de un sistema de monitoreo postoperatorio para evaluar el injerto de tumor cerebral.

Establecimiento de modelos ortotópicos de xenoinjertos derivados de pacientes para tumores cerebrales utilizando un dispositivo estereotáxico

Aprende a construir un instrumento estereotáxico robótico de código abierto para neurocirugía en roedores. Este protocolo económico mejora la precisión quirúrgica y facilita el diseño de procedimientos personalizados.

La construcción de un código abierto robótica estereotáxica Instrumento

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