Name: Costruire un Open-source Robotic Stereotassica Instrument (Video) | JoVE Journal
Uploaded: 2013-10-29T19:00:00.000+00:00
Duration: 11 min 40 s
Description: Scopri come costruire uno strumento stereotassico robotico open-source per neurochirurgia su roditori. Questo metodo economico migliora precisione e riproducibilità degli interventi chirurgici.

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Questo studio è stato sostenuto dal National Institute on Drug Abuse Borse di DA 006.886 e 032.270 DA.

<ol><li> Cablare i motori passo-passo bipolari avvitando i fili nei connettori forniti con la scheda driver. Colori dei fili su motori passo passo bipolari sono standardizzate (Figura 1). Nota: I motori passo-passo descritte hanno una risoluzione di 1,8 ° / step, volto a 0,346 ° / step. Un stereotax standard ha 3 mm/360 ° di viaggio. La risoluzione finale è 2.88 micron / step. I motori sono anche in grado di intervenire frazionata. <ol><li> Collegare il filo verde ad A +, collegare il filo nero ad A-, collegare il filo rosso al B + e collegare il filo blu a B-. </li></ol></li><li> Far scorrere gli accoppiatori sui motori passo-passo, facendo attenzione ad allineare i fori di montaggio e fissarli utilizzando 12x Viti M3 Socket testa (20 mm) (Figura 2). <ol><li> Assicurarsi che i manicotti sono saldamente attaccati ai motori. Nota: I modelli 3D non comprendono i thread. Le parti sono etichettati con dimensioni filettatura, ma devono essere sfruttato dopo che sonofabbricati. </li></ol></li><li> Rimuovere le viti di fermo dalle impugnature pollice su tutti e 3 gli assi dello strumento stereotassico con una piccola chiave esagonale. Gli incavi per i pollici sono filettati, in modo da girare in senso antiorario per la rimozione. Conservare le rondelle in PTFE posto sul braccio (Figura 3). </li><li> Avvitare l&#39;estremità filettata dei collari sulle aste filettate braccia dello strumento stereotassico (Figura 3). <ol><li> Assicurarsi che non c&#39;è divario tra i collari e PTFE O-ring. Ciò garantisce che le coordinate vengono mantenuti quando il robot cambia direzione. </li><li> Fissare i collari sui fili delle braccia stereotassica con 3x NF10-32 (1/4 di pollice) Viti punto tazza set. </li><li> Far scorrere ogni motore e accoppiatore sopra i collari e braccia stereotassica. Assicurarsi che i motori si siedono a filo con le armi, e i fori delle viti insieme sui collari allineati con la parte piatta degli alberi motore (Figura 4). </li><li> Fissare il couplers alla stereotax utilizzando i fori di montaggio e 6x NF10-32 (1/2 pollice) Viti punto cup set (Figura 4). </li><li> Fissare i collari per gli alberi motore con 3x NF10-32 (1/4 di pollice) viti di fermo (Figura 4). </li></ol></li><li> Preparare la scheda driver CNC impostando ciascuno dei perni del controller a mezzo passo. Nota: Questo driver motore passo-passo si presenta come un circuito esposto. Un caso può essere costruito, anche se non è necessario. Inoltre, può essere utilizzato un numero di differenti dispositivi di comando motore passo-passo bipolare. Se è così, in modo che le istruzioni sono seguite per la scheda specifica acquistato. <ol><li> Allineare tutte le 6 pin per motore passo-passo nello stesso modo. Half-passo consente il doppio della risoluzione passo in Gradi / step (Figura 5). </li><li> Capovolgere il pin 1 in posizione ON, pin 2 in posizione off, pin 3 alla posizione inzione, pin 4 nella posizione off, pin 5 in posizione ON, e pin 6 in posizione off (Figura 5). </li></ol></li><li> Collegare i motori (X - Y - Z) nel driver del motore passo-passo, con l&#39;alimentazione a 12 V. Il posizionamento corretto è segnato sul driver. Inoltre, collegare il driver passo passo alla porta seriale di un computer utilizzando un DB25cable (Figura 6). </li><li> Installare il software di fresatura CNC su un personal computer (questo dovrà essere situato in una zona chirurgica) seguendo le istruzioni predefinite. Una volta installato, aprire il software per iniziare la configurazione. <ol><li> Configurare il software per comunicare con i motori passo-passo. Nota: Le seguenti istruzioni devono essere utilizzati solo con il driver del motore passo-passo TB6560. </li><li> Fare clic attraverso i menu del software come segue. Aperto → Config → Porte e Pins→ Segnali di uscita. Compila la richiesta di abbinare la figura 7 e premi applica. </li><li> Fare clic attraverso i menu del software come segue. Aprire Config → → Porte e pin → segnali di ingresso. Compila la richiesta di abbinare la figura 8 e premi applica. </li><li> Fare clic attraverso i menu del software come segue. Aprire Config → → Porte e Spille → uscite motore. Compila la richiesta di abbinare Figura 9 e premi applica. </li><li> Fare clic attraverso i menu del software come segue. Aprire → sintonia Config → Motor. Compila la richiesta di abbinare Figura 10 e fare clic su Salva impostazioni dell&#39;Asse. Ripetere il passaggio precedente per tutti e 3 gli assi utilizzando gli stessi valori. </li></ol></li><li> Calibrare il stereotax alla scala del software CNC. Nota: Il software è progettato per le macchine di fresatura standard, quindi la sua unità di misura non sarà proporzionale alla corsa di uno strumento stereotassico.<ol><li> Impostare la velocità dei motori &#39;di 1 pollice per minuto, e &quot;jog&quot; Z-axis dello strumento stereotassico con PgUp / PgDn al millimetro. Nota: La velocità di jogging consigliata massima è 3.500 micron / sec e la velocità di taglio massimo consigliato è di 500 micron / sec. </li><li> Zero l&#39;asse Z, e il Jog stereotassico strumento 1 mm. La distanza percorsa sulla Z in Mach3 è il &quot;Scaling costante&quot;. Le coordinate della macchina sono determinate moltiplicando le coordinate del cranio (mm) dal &quot;Scaling costante&quot;. </li><li> Eseguire i test casuali di tutti e 3 gli assi programmando loro di percorrere alcune distanze note, e garantire i movimenti sono accurati. Se la corsa stereotax è troppo lontano o corto, modificare la costante ridimensionamento di conseguenza. Nota: Una volta che il ridimensionamento è completo, possono essere utilizzati i script personalizzati inclusi per generare g-code per gli ambulatori. Tuttavia, si consiglia vivamente agli utenti di familiarizzare con g-code prima di tentare di generare automaticamenteinterventi chirurgici. Questo è indispensabile per la risoluzione dei problemi e la modifica ambulatori automatizzati. </li></ol></li><li> Fissare il micro trapano del motore allo strumento stereotassico utilizzando il supporto extra large sonda. Nota: La velocità minima consigliata punta è di 40.000 rpm. </li><li> Generazione automatica di codice G per una craniotomia spigolo vivo con 3 fori cranio. <ol><li> Mettere tutti gli script personalizzati dalla tabella software in un&#39;unica cartella sul PC. </li><li> Aprire lo script &quot;SharpEdgeCraniotomy.m&quot; ed eseguire il codice. </li><li> Selezionare Sia al prompt &quot;Che tipo di chirurgia sarai Performing?&quot; (Figura 11). </li><li> Selezionare Personalizzata per definire gli angoli della finestra cranio. Compilare in ogni prompt per abbinare Figura 12. </li><li> Definire le posizioni X e Y degli angoli craniotomia. Ogni coordinata deve essere indicato in modo corretto, secondo l&#39;esempio in Figura 13 </strong&gt;. </li><li> Inserire 3 nel prompt di produrre 3 fori cranio (Figura 14). </li><li> Selezionare Definisci utilizzando le coordinate, inserisci le coordinate di ogni foro dal modello in Figura 15. Nota: Se le coordinate precise non sono importanti, c&#39;è la possibilità di puntare e fare clic collocare i buchi su un immagine di un teschio ratto. Le posizioni saranno generati automaticamente. </li><li> Definire i parametri di perforazione. Per il primo intervento chirurgico prove, accettare i valori predefiniti. Nota: Questi valori dipendono i motori passo-passo, e cranio dell&#39;animale. Ogni ratto razza e di destinazione posizione ha uno spessore cranio leggermente diverso. Per i pochi interventi chirurgici iniziali utilizzo di questo dispositivo, essere pronti a testare la profondità di foratura e rimuovere manualmente eventuali pezzi di cranio rimanenti. I valori possono essere modificate per interventi futuri (Figura 16). </li><li> Nominare il g-code, ma verrà generato e sa automaticamenteved nella directory di lavoro. </li></ol></li><li> Caricare il g-code nel software fresatura CNC e un teschio di prova negli strumenti stereotassica barre orecchio. <ol><li> Jogging manualmente la punta di Bregma utilizzando i tasti freccia. Utilizzare una velocità di corsa lenta (~ 5 pollici / m) per garantire l&#39;accuratezza. </li><li> Avviare la punta rotante a più di 38.000 giri al minuto. </li><li> Premere CycleStart, il stereotax eseguirà molti passaggi dello stesso taglio, a diverse profondità. Tra ogni passaggio, il stereotax metterà in pausa, in modo che il chirurgo può continuare o interrompere il taglio. Premere Continua Ciclo (Alt-R) per continuare a tagliare passaggi. </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>

Gli autori non hanno concorrenti interessi finanziari da dichiarare.

L&#39;uso di attrezzature di chirurgia automatizzato aiuta a eliminare alcuni dei problemi più comuni nella ricerca neuroscientifica. In primo luogo, i percorsi utensile sono al 100% riproducibili. Ogni taglio è garantito essere nella stessa posizione rispetto al bregma. In secondo luogo, occorre ridurre l&#39;errore sperimentatore. Anche se molti ricercatori sono chirurghi altamente qualificati, ci vuole una quantità eccezionale di pratica per diventare anche un chirurgo competente. Questo dispositivo permetterà ai nuo...

Chirurgia stereotassica roditore è utilizzato in un&#39;ampia varietà di applicazioni Neuroscienze lesione 1, 2 ionoforesi, microconduttori impianto 3, 4 stimolazione, e sottile cranio immagini 5. Tuttavia, ci sono i principali ostacoli che devono affrontare coloro che desiderano applicare queste tecniche, tra cui la ripida curva di apprendimento per eseguire la chirurgia stereotassica preciso e la elevata probabilità di errore umano. Gli errori umani includono la misurazione e fallimenti di calcolo, così come la scarsa precisione e la riproducibilità di movimenti umani. Nel tentativo di ridurre questi errori confondenti, i chirurghi stereotassica trarrebbero beneficio da un sistema che assicura che tutte le procedure chirurgiche sono eseguite in modo identico tra i soggetti. La riduzione degli errori è anche un metodo attraverso il quale gli investigatori possono ridurre al minimo l&#39;uso di soggetti animali, un obiettivo primario dei National Institutes of Health per la sperimentazione animale 6. In un mondo ideale, tutti sambulatori tereotactic sarebbe perfettamente replicabile all&#39;interno di esperimenti, e tra i laboratori. Per risolvere questo problema, le aziende hanno sviluppato nuovi stereotaxics ultra-precisi e display digitali per la lettura misurazioni. Per rimuovere gli errori di movimento umano, motorizzati micro manipolatori e stereotaxics sono stati prodotti in commercio, ma il loro alto costo può essere proibitivo per un laboratorio con un budget limitato. Inoltre, il software è completamente proprietaria, e non può essere modificato dal ricercatore per accogliere un nuovo tipo di intervento chirurgico. Una soluzione economica al problema errore umano è quello di costruire un robot da stereotax modello esistente di un laboratorio, utilizzando attrezzature per l&#39;industria CNC standard. A causa di una fiorente comunità di hobbisti CNC, i materiali sono molto meno costosi di attrezzature scientifiche. Questo permette di costruire un accurato strumento stereotassico CNC, che è anche altamente flessibile ed economica. Con una conoscenza di base di lavorazione CNC e G-Code, indivials possono programmare qualsiasi intervento chirurgico stereotassica che si immagina, senza le limitazioni del software proprietario. E, al fine di accelerare la produzione di g-code per interventi chirurgici semplici, questo protocollo include un software che permette all&#39;utente di progettare interventi chirurgici (spigolo craniotomia, sottile windowing cranio, foratura e abbassando impianto) entro punta e clicca menù. Questi programmi di emettere un g-code completato che può essere eseguito direttamente dal software CNC. In tutto, un aggiornamento stereotassico motorizzata è ideale per coloro che hanno un interesse ad aumentare la precisione e la riproducibilità di interventi chirurgici, pur mantenendo la flessibilità e il basso costo di una piattaforma open source.

<table><tbody><tr><td>1x Stereotax U Frame standard</td><td>Kopf</td><td><a href="http://www.kopfinstruments.com/Stereotaxic/900.html">Kopf</a></td><td>Questo protocollo dovrebbe funzionare con la maggior parte dei dispositivi stereotassici esistenti.</td></tr><tr><td>3x 12 V, 1.6 A, 233 oz-pollice Motore passo-passo bipolare con ingranaggi</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>Qualsiasi motore passo-passo con ingranaggi a coppia elevata dovrebbe andare bene.&nbsp;</td></tr><tr><td>1x 3 assi CNC Stepper Motor Driver Board Controller</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>Qualsiasi driver CNC a 3 assi dovrebbe fare. L'articolo collegato include il software Mach3 CNC.</td></tr><tr><td>2x Accoppiatori per il braccio: mediale-laterale (ML) e dorsale-ventrale (DV)</td> <td>lavorati su misura</td><td><a href="http://eden.rutgers.edu/~mrcoffey/images/3D%20Models%20-%20CNC%20Stereotax%20Parts.zip">Disegni delle parti</a></td><td>Questi devono essere lavorati dalla tua officina meccanica locale. (i costi possono variare)</td></tr><tr><td>1x accoppiatore antero-posteriore (AP)</td><td>lavorato su misura</td><td><a href="http://eden.rutgers.edu/~mrcoffey/images/3D%20Models%20-%20CNC%20Stereotax%20Parts.zip">Disegni delle parti</a></td><td>Questi devono essere lavorati dalla tua officina meccanica locale. (i costi possono variare)</td></tr><tr><td>3x Motore a collare stereotipato</td><td>lavorato su misura</td><td><a href="http://eden.rutgers.edu/~mrcoffey/images/3D%20Models%20-%20CNC%20Stereotax%20Parts.zip">Disegni delle parti</a></td><td>Questi devono essere lavorati dalla tua officina meccanica locale. (i costi possono variare)</td></tr><tr><td><a href="http://eden.rutgers.edu/~mrcoffey/images/Collar.html">Visualizza nel browser</a></td><td></td><td></td><td></td></tr><tr><td>12x NF10-32 Viti di fissaggio per punte a tazza</td><td>McMaster Carr</td><td><a href="http://www.mcmaster.com/#92313A829">&frac12; &rdquo; Lunghezza</a></td><td>Avrai bisogno di 6 di ciascuno.</td></tr><tr><td><a href="http://www.mcmaster.com/#92313A825">&frac14; &rdquo; Lunghezza</a></td><td></td><td></td><td></td></tr><tr><td>12x Viti a brugola M3 (20 mm)</td><td>McMaster Carr</td><td><a href="http://www.mcmaster.com/#92855A319">20mm Lunghezza</a></td><td>Avrai bisogno di 4 per ogni motore</td></tr><tr><td>1x trapano a micromotore&nbsp;</td><td>Buffalo Dental</td><td><a href="http://www.buffalodental.com/pdfnew/x50.pdf">X50</a></td><td>Qualsiasi trapano a micromotore funzionerà.&nbsp; Almeno 38.000 giri/min consigliati</td></tr><tr><td>1x alimentatore da 12 V CC</td><td>Adattatori da 12 Volt</td><td><a href="http://www.12vadapters.com/adapter/power-supply/12v/7-amp-7a.html">12 V CC &ndash; 7 Amp</a></td><td>Qualsiasi alimentatore da 12 V CC dovrebbe funzionare (assicurarsi che l'amperaggio nominale sia superiore alla somma dell'amperaggio dei motori).</td></tr><tr><td>1x Supporto per Sonda Extra Large</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 Teschio di Ratto</td><td>Skull Unlimited</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">Download di prova</a></td><td>Qualsiasi software di controllo CNC standard dovrebbe funzionare.</td></tr><tr><td>Progettista chirurgico</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>Questi codici sono disponibili per la modifica. Non ci assumiamo alcuna responsabilità per l'uso o la modifica del codice.</td></tr></tbody></table>

costruire un open-source robotic stereotassica instrument

Building An Open-source Robotic Stereotaxic Instrument

Questo protocollo include i disegni e il software necessari per aggiornare uno strumento stereotassico esistente a un robot (CNC) strumento stereotassico per circa 1.000 dollari (escluso il trapano), utilizzando l&#39;industria motori passo-passo standard e software di controllo CNC. Ogni asse ha il controllo di velocità variabile e possono essere azionati simultaneamente o indipendentemente. La flessibilità del robot e il sistema di codifica aperta (g-code), lo rendono in grado di svolgere attività personalizzate che non sono supportati da sistemi commerciali. Le sue applicazioni includono, ma non sono limitati a, fori, craniotomie bordi taglienti, cranio diradamento, ed elettrodi abbassamento o cannula. Al fine di accelerare la scrittura di g-codifica per interventi chirurgici semplici, abbiamo sviluppato script personalizzati che permettono agli individui di progettare un intervento chirurgico senza alcuna conoscenza di programmazione. Tuttavia, per gli utenti di ottenere il massimo del stereotax motorizzato, sarebbe utile per essere informati in programmazione matematica e G-Coding (semplice progsperonamento per la lavorazione CNC). La velocità di fresatura consigliata è superiore a 40.000 rpm. La risoluzione del motore passo-passo è 1,8 ° / Step, orientata a 0,346 ° / Step. Un stereotax standard ha una risoluzione di 2,88 micron / step. La velocità di taglio massima raccomandata è di 500 micron / sec. La velocità di jogging consigliata massima è 3.500 micron / sec. La dimensione massima consigliata punta da trapano è HP 2.

Il risultato finale della chirurgia creazione nei metodi sarà un teschio ratto con una craniotomia spigolo vivo, e 3 fori cranio (Figura 17). Si noti che il cranio utilizzato per dimostrare la chirurgia era molto più ampia del ratto cranio prototipo. Il bordo tagliente craniotomia può essere utilizzato per inserire una matrice microconduttori nel cervello, ad alta densità registrazioni neurali. Il stereotax CNC può essere usato per ridurre l&#39;array con grande precisione. Software è incluso in questo ...

Questo protocollo include i disegni e il software necessari per aggiornare uno strumento stereotassico esistente a un robot (controllo numerico computerizzato); CNC strumento stereotassico per circa 1.000 dollari (escluso un trapano).

Costruire un Open-source Robotic Stereotassica Instrument

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

L'obiettivo generale di questa procedura è ampliare l'accessibilità e la flessibilità della neurochirurgia robotica su roditore fornendo ai ricercatori i progetti per costruire uno strumento stereotassico robotico flessibile, economico e open source, insieme al software necessario per progettare e condividere interventi chirurgici. Questo risultato si ottiene innanzitutto lavorando e assemblando uno strumento stereotassico a controllo numerico computerizzato. Il secondo passaggio consiste nel determinare il rapporto di scala degli attacchi stereotassici.Misurando la distanza stereotassica percorsa per ogni unità di distanza motoria, verrà generato automaticamente un percorso utensile a partire dalle coordinate del cranio e questo sarà esportato in codice G. L'ultimo passaggio consiste nel testare gli interventi chirurgici utilizzando i crani della specie animale. Il dispositivo progettato per l'intervento chirurgico deve essere modificato in base ai risultati del test.In definitiva, lo strumento stereotassico può essere utilizzato per eseguire e condividere rapidamente interventi neurochirurgici su roditori in tempo reale. Le applicazioni attuali includono, ma non si limitano a, cr

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Ricerca

JoVE Journal

Neuroscience

Neuroscienze

Ablazione mirata della regione specifica del cervello (s) mediante infusione di uno eccitotossina utilizzando le coordinate stereotassico descritto. Questa tecnica può anche essere adattato per l'infusione di altre sostanze chimiche nel cervello di ratto.

La chirurgia stereotassica della lesione eccitotossico di specifiche aree cerebrali nel ratto adulto

Vettori virali per consentire la manipolazione genica mirata. Abbiamo dimostrato un metodo per l'espressione genica condizionale o ablazione nel midollo spinale topo, utilizzando iniezione stereotassica di un vettore virale nel corno dorsale, un luogo di rilievo di contatto sinaptico tra afferenze somatosensoriali primarie e neuroni del sistema nervoso centrale.

Iniezione stereotassica di un vettore virale per la manipolazione del gene condizionale nel midollo spinale del mouse

La metodologia SEEG è semplificata e resa più veloce con un robot stereotassico. È necessario prestare particolare attenzione alla registrazione della risonanza magnetica volumetrica preoperatoria al paziente prima dell'uso del robot in sala operatoria. Il robot semplifica la procedura, portando a tempi operativi ridotti e impianti accurati.

Tecnica operativa e sfumature per la metodologia stereoelettroencefalografica (SEEG) utilizzando un sistema di guida stereotassica robotica

Qui è descritta una procedura stereotassica che può colpire regioni cerebrali impegnative e difficili da raggiungere (a causa di limitazioni spaziali) utilizzando un approccio coronale angolato. Questo protocollo è adattabile sia a modelli murini che di ratto e può essere applicato a diverse applicazioni neuroscientifiche, tra cui l'impianto di cannule e microiniezioni di costrutti virali.

Approccio stereotassico angolato adattabile per tecniche di neuroscienze versatili

Gli ultrasuoni focalizzati con agenti microbolli possono aprire la barriera ematica in modo focale e transitorio. Questa tecnica è stata utilizzata per fornire una vasta gamma di agenti attraverso la barriera eencefalica. Questo articolo fornisce un protocollo dettagliato per la consegna localizzata al cervello del roditore con o senza guida per la risonanza prima.

Un approccio da banco all'apertura della barriera ematica specifica della posizione utilizzando ultrasuoni focalizzati in un modello di ratto

Questo protocollo dimostra l'uso di una piattaforma robotica per la microiniezione in singole cellule staminali neurali e neuroni nelle fette cerebrali. Questa tecnica è versatile e offre un metodo per tracciare le cellule nei tessuti ad alta risoluzione spaziale.

Manipolazione di singole cellule staminali neurali e neuroni nelle fette cerebrali utilizzando la microiniezione robotica

La percezione della profondità umana dei video stereo 3D dipende dalla separazione della telecamera, dal punto di convergenza, dalla distanza e dalla familiarità dell'oggetto. Questo documento presenta un metodo robotizzato per la raccolta rapida e affidabile dei dati di test durante la chirurgia a cuore aperto dal vivo per determinare la configurazione ideale della telecamera.

Test robotizzati delle posizioni della telecamera per determinare la configurazione ideale per la visualizzazione 3D stereo della chirurgia a cuore aperto

Il presente protocollo descrive una strategia pratica per accelerare la fase di verifica delle coordinate di iniezione stereotassiche prima di eseguire il tracciamento virale utilizzando coloranti e sezioni congelate.

Validazione preliminare delle coordinate di iniezione stereotassiche tramite criosezione

Qui, presentiamo un impianto unico e stampabile in 3D per ratti, chiamato TD Drive, in grado di registrare elettrodi a filo bilaterali simmetrici, attualmente in un massimo di dieci aree cerebrali distribuite contemporaneamente.

TD Drive: un impianto parametrico open-source per registrazioni elettrofisiologiche multi-area in ratti comportamentali e addormentati

Lo sviluppo di modelli ortotopici di tumore cerebrale pediatrico richiede una precisione meticolosa, utilizzando un dispositivo stereotassico per impiantare con precisione le cellule tumorali. La metodologia qui presentata delinea le fasi coinvolte nella preparazione delle cellule tumorali cerebrali, nell'esecuzione di iniezioni intracraniche e nell'implementazione di un sistema di monitoraggio post-operatorio per valutare l'attecchimento del tumore cerebrale.

Istituzione di modelli ortotopici di xenotrapianto derivati da pazienti per tumori cerebrali utilizzando un dispositivo stereotassico

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