Name: Construir um Robotic estereotáxica Instrumento Open-source (Vídeo) | JoVE Journal
Uploaded: 2013-10-29T19:00:00.000+00:00
Duration: 11 min 40 s
Description: Aprenda a construir um instrumento estereotáxico robótico de código aberto para neurocirurgia em roedores. Este protocolo detalha o design e software necessários para converter um equipamento padrão em versão automatizada por aproximadamente mil dólares.

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Este estudo foi financiado pelo Instituto Nacional sobre Abuso de Drogas Grants DA 006886, 032270 e DA.

<ol><li> Fio os motores de passo bipolares apertando os fios nos conectores fornecidos com a placa de motorista. As cores dos fios de motores de passo bipolares são padronizados (Figura 1). Nota: Os motores de passo descritos têm uma resolução de 1,8 ° / passo, orientada para 0,346 ° / passo. A stereotax padrão tem 3 mm/360 ° de viagem. A resolução final é 2,88 mM / passo. Os motores também são capazes de pisar fracionada. <ol><li> Conecte o fio verde para A +, conecte o fio preto para A-, conecte o fio vermelho para B + e ligar o fio azul para B-. </li></ol></li><li> Deslize os engates nos motores de passo, tomando cuidado para alinhar os furos de fixação, e prenda-os com 12x Parafusos M3 cabeça de soquete (20 mm) (Figura 2). <ol><li> Certifique-se de que os engates estão firmemente ligados aos motores. Nota: Os modelos 3D não incluem threads. As partes são rotulados com tamanho de rosca, mas que deve ser aproveitado após eles sãofabricado. </li></ol></li><li> Remova os parafusos de fixação das garras do polegar em todos os três eixos do instrumento estereotáxico usando uma pequena chave sextavada. Os apertos de polegar são segmentadas, assim transformá-las anti-horário para a remoção. Manter as anilhas de PTFE no lugar sobre o braço (Figura 3). </li><li> Parafuso a extremidade roscada de os colares sobre as barras roscadas de braços do instrumento estereotáxico (Figura 3). <ol><li> Certifique-se de que não há diferença entre os colares e anéis de vedação PTFE. Isto garante que as coordenadas são mantidas quando o robot muda de instruções. </li><li> Fixe os colares para os fios dos braços estereotáxica utilizando 3x NF10-32 (1/4 de polegada) parafusos de ponta cavada. </li><li> Deslize cada motor e acoplador sobre os colares e os braços estereotáxica. Certifique-se que os motores ficam nivelados com os braços, e os furos conjunto sobre os colares alinhar com a parte plana dos eixos do motor (Figura 4). </li><li> Fixe o couplers ao stereotax usando os furos de montagem e 6x NF10-32 (1/2 polegada) parafusos de ponta xícara (Figura 4). </li><li> Fixe os colares para os eixos do motor utilizando 3x NF10-32 (1/4 de polegada) parafusos de fixação (Figura 4). </li></ol></li><li> Prepare a placa de motorista CNC, definindo cada um dos pinos do controlador à metade do piso. Nota: Este driver de motor de passo vem como uma placa de circuito exposto. Um exemplo pode ser construído, embora não seja necessário. Além disso, podem ser utilizados um número de diferentes controladores de motor passo a passo bipolar. Se assim for, verifique se as instruções de instalação são seguidos para a placa que tiver adquirido. <ol><li> Alinhe todos os 6 pinos por motor de passo da mesma forma. Half-stepping permite o dobro da resolução passo em graus / passo (Figura 5). </li><li> Virar o pino 1 para a posição, o pino 2 para a posição desligado, o pino 3 ao em posiçãoção, o pino 4 para a posição desligado, o pino 5 para a posição, e pino 6 para a posição desligado (Figura 5). </li></ol></li><li> Ligue os motores (X - Y - Z) no driver de motor de passo, junto com a fonte de alimentação de 12 V. A colocação correta é marcado no driver. Além disso, conecte o condutor de passo a porta serial de um computador usando um DB25cable (Figura 6). </li><li> Instale o software de fresagem CNC em um computador pessoal (este terá de estar localizado em uma área cirúrgica) seguindo as instruções padrão. Uma vez instalado, abra o software para iniciar a configuração. <ol><li> Configure o software para se comunicar com os motores de passo. Nota: As seguintes instruções são para uso apenas com o driver de motor de passo TB6560. </li><li> Clique através dos menus do software como se segue. Abertas → Configuração → Ports and Pins→ Sinais de saída. Preencha o prompt para corresponder Figura 7 e clique em Aplicar. </li><li> Clique através dos menus do software como se segue. Abrir → Configuração → Ports and Pins → sinais de entrada. Preencha o prompt para corresponder Figura 8 e clique em Aplicar. </li><li> Clique através dos menus do software como se segue. Abra → Configuração → Portos e pinos → saídas do motor. Preencha o prompt para corresponder Figura 9 e clique em Aplicar. </li><li> Clique através dos menus do software como se segue. Afinação Configuração → Motor → Abrir. Preencha o prompt para corresponder Figura 10 e clique em Salvar configurações do Eixo. Repita o passo anterior para todos os 3 eixos usando os mesmos valores. </li></ol></li><li> Calibre o stereotax para a escala do software CNC. Nota: O software é projetado para máquinas de usinagem convencionais, pelo que a sua unidade de medida não será proporcional ao percurso de um instrumento estereotáxico.<ol><li> Defina a velocidade dos motores de 1 polegada por minuto, e &quot;jog&quot; eixo Z do instrumento estereotáxico com PgUp / PgDn ao milímetro. Nota: A velocidade máxima recomendada é de corrida de 3.500 mM / seg ea velocidade máxima recomendada de corte é 500 mm / seg. </li><li> Zero do eixo Z, e Jog o estereotáxica instrumento de 1 mm. A distância percorrida no eixo Z no Mach3 é a &quot;Escala Constant&quot;. Coordenadas da máquina são determinadas multiplicando as coordenadas do crânio (mm) pela &quot;Escala Constant&quot;. </li><li> Realizar testes aleatórios de todos os 3 eixos, programando-os a viajar algumas distâncias conhecidas, e garantir os movimentos são precisos. Se a viagem stereotax está muito longe ou curto, modificar a constante de escala de acordo. Nota: Depois de escala é concluída, os scripts personalizados incluídos podem ser usados ​​para gerar g-code para cirurgias. No entanto, é altamente recomendável que os usuários se familiarizem com g-code antes de tentar gerar auto-cirurgias. Isto é imperativo para a solução de problemas e modificar cirurgias automatizadas. </li></ol></li><li> Prenda a broca micro motor para o instrumento estereotáxico usando o suporte extra grande sonda. Nota: A velocidade mínima recomendada broca é de 40.000 rpm. </li><li> Auto-gerar G-Code para uma craniotomia borda afiada com 3 furos para parafusos crânio. <ol><li> Coloque todos os scripts personalizados da tabela de software em uma única pasta em um PC. </li><li> Abra o script &quot;SharpEdgeCraniotomy.m&quot; e executar o código. </li><li> Selecione Ambos para o prompt &quot;que tipo de cirurgia você estará realizando?&quot; (Figura 11). </li><li> Selecione Personalizar para definir os cantos da janela do crânio. Preencha cada pedido para combinar Figura 12. </li><li> Definir as posições X e Y dos cantos craniotomia. Cada coordenada deve ser inserido na ordem correta, de acordo com o exemplo na Figura 13 </strong&gt;. </li><li> Insira 3 no prompt para produzir 3 buracos do crânio (Figura 14). </li><li> Selecione Definir utilizando coordenadas e insira as coordenadas de cada buraco a partir do modelo na Figura 15. Nota: Se as coordenadas precisas não são importantes, há uma opção para apontar e clicar as posições dos furos para uma imagem de um crânio de ratos. Posições será gerada automaticamente. </li><li> Definir os parâmetros de perfuração. Pela primeira cirurgia testes, aceite os valores padrão. Nota: Estes valores estão dependentes dos motores de passo, e o crânio do animal. Cada local raça de rato e alvo tem uma espessura crânio ligeiramente diferente. Para as poucas cirurgias iniciais utilizando este dispositivo, estar preparado para testar a profundidade de perfuração e remova todos os pedaços do crânio restantes manualmente. Os valores podem então ser modificados para cirurgias futuras (Figura 16). </li><li> Nomeie o g-code, que será gerado e sa automaticamenteved ao diretório de trabalho. </li></ol></li><li> Carregue o g-code no software de fresagem CNC e um crânio de teste para os instrumentos estereotáxica barras de ouvido. <ol><li> Correr manualmente a broca para Bregma usando as setas. Use uma velocidade de jog lento (~ 5 polegadas / m) para garantir a precisão. </li><li> Comece a broca rotativa de maior do que 38.000 rpm. </li><li> Imprensa CycleStart, o stereotax irá realizar muitas passagens da mesma corte, em diferentes profundidades. Entre cada passagem, o stereotax fará uma pausa, de modo que o cirurgião pode continuar ou abortar corte. Pressione o botão Continuar Ciclo (Alt-R) para continuar cortando passes. </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>

Os autores não têm concorrentes interesses financeiros para divulgar.

O uso de equipamentos de cirurgia automatizada ajuda a eliminar alguns dos problemas mais comuns na pesquisa em neurociência. Primeiro, os caminhos da ferramenta são 100% reproduzível. Cada corte tem a garantia de ser no mesmo local em relação ao bregma. Em segundo lugar, ele deve reduzir o erro experimentador. Embora muitos pesquisadores são cirurgiões altamente qualificados, é preciso uma quantidade excepcional de prática para se tornar até mesmo um cirurgião competente. Este dispositivo permitirá que os novos alunos ...

Cirurgia estereotáxica roedor é usado em uma ampla variedade de aplicações, incluindo a lesão neuroscience 1, iontoforese 2, o implante de microfio, 3, 4 estimulação, e imagiologia crânio fina 5. No entanto, existem grandes obstáculos enfrentados por aqueles que desejam aplicar essas técnicas, incluindo a curva de aprendizagem para a realização de cirurgia estereotáxica precisos e alta probabilidade de erro humano. Erros humanos incluem medição e falhas de cálculo, bem como a baixa precisão e reprodutibilidade dos movimentos humanos. Em um esforço para reduzir os erros de confusão, os cirurgiões estereotáxicos se beneficiariam de um sistema que garante que todos os procedimentos cirúrgicos são realizados de forma idêntica entre os indivíduos. A redução de erros também é um método pelo qual os investigadores podem minimizar o uso de matérias de origem animal, o objetivo principal dos Institutos Nacionais de Saúde para experimentos com animais 6. Em um mundo ideal, todo scirurgias tereotactic seria perfeitamente replicável dentro experimentos e entre laboratórios. Para resolver esse problema, as empresas desenvolveram novas stereotaxics ultra-precisos e displays digitais para leitura de medições. Para remover os erros de deslocação humanos, micro manipuladores e stereotaxics motorizados foram produzidas comercialmente, mas seu alto custo pode ser proibitivo para um laboratório com um orçamento limitado. Além disso, o software é totalmente exclusiva, e não pode ser modificada pelo investigador para acomodar um novo tipo de cirurgia. Uma solução acessível para o problema de erro humano é construir uma stereotax robótico do modelo existente de um laboratório, utilizando-se equipamento padrão da indústria CNC. Por causa de uma comunidade florescente hobby CNC, os materiais são significativamente menos caro do que o equipamento científico. Isto permite construir um instrumento estereotáxico precisas CNC, o que também é altamente flexível e barato. Com um conhecimento básico de usinagem CNC e G-Code, indivíduosals pode programar qualquer cirurgia estereotáxica que eles imaginam, sem as limitações de software proprietário. E, a fim de acelerar a produção de g-code para cirurgias simples, este protocolo inclui um software que permite ao usuário projetar cirurgias (craniotomia borda afiada, de janelas crânio fino, furo de perfuração e implantes rebaixamento) dentro de apontar e clicar menus. Estes programas de saída de um g-code concluído que pode ser executado diretamente de software CNC. Ao todo, um upgrade estereotáxica motorizada é ideal para quem tem interesse em aumentar a precisão ea replicabilidade das cirurgias, mantendo a flexibilidade e baixo custo de uma plataforma de código aberto.

<table><tbody><tr><td>1x Quadro U Padrão Stereotax</td><td>Kopf</td><td><a href="http://www.kopfinstruments.com/Stereotaxic/900.html">Kopf</a></td><td>Este protocolo deve funcionar com a maioria dos dispositivos estereotáxicos existentes.</td></tr><tr><td>3x 12 V, 1.6 A, 233 oz-inch Motor de Passo Bipolar com Engrenagem</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>Qualquer motor de passo com engrenagem de alto torque deve servir.&nbsp;</td></tr><tr><td>1x Controlador de Placa de Driver de Motor de Passo CNC de 3 Eixos</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>Qualquer driver CNC de 3 Eixos deve servir. Item vinculado inclui software CNC Mach3.&nbsp;</td></tr><tr><td>2x Acopladores de Braço: medial-lateral (ML) & dorsal-ventral (DV)</td> <td>usinados sob medida</td><td><a href="http://eden.rutgers.edu/~mrcoffey/images/3D%20Models%20-%20CNC%20Stereotax%20Parts.zip">Desenhos de Peças</a></td><td>Estes devem ser usinados por sua oficina mecânica local. (os custos variam)</td></tr><tr><td>1x Acoplador anterior-posterior (AP)</td><td>usinado sob medida</td><td><a href="http://eden.rutgers.edu/~mrcoffey/images/3D%20Models%20-%20CNC%20Stereotax%20Parts.zip">Desenhos de Peças</a></td><td>Estes devem ser usinados por sua oficina de máquinas local. (os custos variam)</td></tr><tr><td>3x Colar de Motor para Estereotaxe</td><td>usinado sob medida</td><td><a href="http://eden.rutgers.edu/~mrcoffey/images/3D%20Models%20-%20CNC%20Stereotax%20Parts.zip">Desenhos de Peças</a></td><td>Estes devem ser usinados pela sua oficina local. (os custos variam)</td></tr><tr><td><a href="http://eden.rutgers.edu/~mrcoffey/images/Collar.html">Ver no Navegador</a></td><td></td><td></td><td></td></tr><tr><td>12x Parafusos de Fixação de Ponta de Copo NF10-32</td><td>McMaster Carr</td><td><a href="http://www.mcmaster.com/#92313A829">&frac12; &rdquo; Comprimento</a></td><td>Você precisará de 6 de cada.</td></tr><tr><td><a href="http://www.mcmaster.com/#92313A825">&frac14; &rdquo; Comprimento</a></td><td></td><td></td><td></td></tr><tr><td>12x Parafusos de Cabeça de Soquete M3 (20 mm)</td><td>McMaster Carr</td><td><a href="http://www.mcmaster.com/#92855A319">20mm Comprimento</a></td><td>Você precisará de 4 para cada motor</td></tr><tr><td>1x Furadeira Micro-Motor&nbsp;</td><td>Buffalo Dental</td><td><a href="http://www.buffalodental.com/pdfnew/x50.pdf">X50</a></td><td>Qualquer furadeira Micromotor funcionará.&nbsp; Pelo menos 38,000 rpm recomendado</td></tr><tr><td>1x Fonte de Alimentação de 12 V DC</td><td>Adaptadores de 12 Volts</td><td><a href="http://www.12vadapters.com/adapter/power-supply/12v/7-amp-7a.html">12v DC - 7 Amp</a></td><td>Qualquer PSU de 12 V DC deve funcionar (certifique-se de que a classificação de amperagem é maior que a soma da amperagem dos motores).</td></tr><tr><td>1x Suporte 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 Crânio de Rato Grau B</td><td>Caveiras 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">Trial Download</a></td><td>Qualquer software de controle CNC padrão deve funcionar.</td></tr><tr><td>Designer de cirurgia</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>Esses códigos estão disponíveis para modificação. Não aceitamos nenhuma responsabilidade pelo uso ou modificação do código.</td></tr></tbody></table>

construir um robotic estereotáxica instrumento open-source

Building An Open-source Robotic Stereotaxic Instrument

Este protocolo inclui os desenhos e software necessários para a atualização de um instrumento estereotáxico existente para um (CNC) instrumento estereotáxico robótico para cerca de US $ 1.000 (excluindo uma broca), utilizando motores de passo padrão da indústria e CNC software de controle. Cada eixo possui controle de velocidade variável e podem ser operadas simultaneamente ou independentemente. A flexibilidade do robô e sistema de codificação aberta (g-code) torná-lo capaz de realizar tarefas personalizadas que não são suportadas por sistemas comerciais. Suas aplicações incluem, mas não estão limitados a, abertura de furos, craniotomias borda afiada, desbaste crânio e eletrodos ou cânula diminuindo. A fim de agilizar a escrita de g-codificação para cirurgias simples, desenvolvemos scripts personalizados que permitem aos indivíduos para projetar uma cirurgia sem nenhum conhecimento de programação. No entanto, para os usuários a tirar o máximo proveito do stereotax motorizada, seria benéfico para ser entendido em programação matemática e G-Coding (prog simplesbatendo para usinagem CNC). A velocidade de perfuração recomendada é maior do que 40.000 rpm. A resolução do motor de passo é de 1,8 ° / Step, voltado para 0,346 ° / Step. A stereotax padrão tem uma resolução de 2,88 mM / passo. A velocidade máxima recomendada de corte é 500 mm / seg. A velocidade máxima recomendada é de corrida de 3.500 mM / seg. O tamanho recomendado máximo broca é HP 2.

O resultado final da cirurgia projetado nos métodos será um crânio de ratos com uma craniotomia borda afiada, e 3 buracos do crânio (Figura 17). Note-se que o crânio utilizado para demonstrar a cirurgia foi muito maior do que o crânio de ratos prototípico. A craniotomia aresta viva pode ser utilizado para inserir uma matriz microfio, dentro do cérebro, para a gravação de alta densidade neurais. O stereotax CNC também pode ser utilizado para baixar a matriz com uma grande precisão. Software estiver inclu...

Este protocolo inclui os desenhos e software necessário para atualizar um instrumento estereotáxico existente para um robô (numérico controlado por computador; CNC) instrumento estereotáxico para cerca de US $ 1.000 (excluindo uma broca).

Construir um Robotic estereotáxica Instrumento Open-source

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

O objetivo geral deste procedimento é ampliar a acessibilidade e a flexibilidade da neurocirurgia robótica em roedores, fornecendo aos pesquisadores planos para construir um instrumento estereotáxico robótico flexível, de baixo custo e de código aberto, bem como o software necessário para projetar e compartilhar cirurgias. Isso é realizado primeiramente usinando e montando um instrumento estereotáxico controlado numericamente por computador. O segundo passo é determinar a razão de escala dos ataques estereotáxicos.Ao medir a distância estereotáxica percorrida por distância motora, um caminho de ferramenta será gerado automaticamente a partir das coordenadas do crânio e será exportado para código G. O passo final é testar as cirurgias utilizando crânios da espécie animal. O design para cirurgia deve ser modificado de acordo com os resultados do teste.No fim das contas, o instrumento estereotáxico pode ser usado para realizar e compartilhar rapidamente cirurgias neurológicas em roedores vivos. As aplicações atuais incluem, mas não se limitam a, craniotomias, crânio fino, janelas e eletrodos ou cânulas. A redução de instrumentos cirúrgicos robóticos pode aumentar a precisão e a reprod

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Research

JoVE Journal

Neuroscience

Neurociência

Ablação alvo de região específica do cérebro (s) por infusão de uma excitotoxina utilizando coordenadas estereotáxico é descrito. Esta técnica pode também ser adaptado para infusão de outros produtos químicos para o cérebro de rato.

Cirurgia estereotáxica para lesão excitotóxica de áreas específicas do cérebro do rato adulto

Vetores virais permitem a manipulação de genes alvo. Nós demonstramos um método para a expressão de genes condicionais ou ablação da medula espinhal de rato, utilizando a injecção estereotáxica de um vector viral no corno dorsal, um local proeminente de contacto sináptico entre os aferentes primários e os neurónios de somatossensorial no sistema nervoso central.

Injeção estereotáxica de um vetor viral para manipulação genética condicional no Cabo de Rato Spinal

A metodologia do SEEG é simplificada e acelerada com um robô estereotáxico. Atenção cuidadosa deve ser dada ao registro da RM volumétrica pré-operatória para o paciente antes do uso do robô na SO. O robô agiliza o procedimento, levando à diminuição dos tempos operatórios e implantes precisos.

Técnica operatória e nuances para a metodologia estereoeletroencefalográfica (SEEG) utilizando um sistema robótico de orientação estereotáxica

Descrito aqui é um procedimento estereotático que pode atingir regiões cerebrais desafiadoras e de difícil acesso (devido a limitações espaciais) usando uma abordagem coronal angular. Este protocolo é adaptável tanto aos modelos de camundongos quanto a ratos e pode ser aplicado a diversas aplicações neurocientíficas, incluindo implantação de cânulas e microinjeções de construções virais.

Abordagem estereotática angular adaptável para técnicas versáteis de neurociência

Ultrassom focado com agentes de microbolhas pode abrir a barreira cerebral sanguínea de forma focal e transitória. Esta técnica tem sido usada para fornecer uma ampla gama de agentes através da barreira cerebral do sangue. Este artigo fornece um protocolo detalhado para a entrega localizada ao cérebro de roedores com ou sem orientação de ressonância magnética.

Uma abordagem benchtop para a abertura da barreira cerebral de sangue específica do local usando ultrassom focado em um modelo de rato

Este protocolo demonstra o uso de uma plataforma robótica para microinjeção em células-tronco neurais únicas e neurônios em fatias cerebrais. Esta técnica é versátil e oferece um método de rastreamento de células em tecido com alta resolução espacial.

Manipulação de células-tronco neurais únicas e neurônios em fatias cerebrais usando microinjeção robótica

A percepção de profundidade humana dos vídeos estéreo 3D depende da separação da câmera, ponto de convergência, distância e familiaridade do objeto. Este artigo apresenta um método robotizado para coleta rápida e confiável de dados de teste durante a cirurgia de coração aberto ao vivo para determinar a configuração ideal da câmera.

Teste robotizado de posições da câmera para determinar configuração ideal para visualização estéreo 3D de cirurgia de coração aberto

O presente protocolo descreve uma estratégia prática para agilizar a etapa de verificação das coordenadas de injeção estereotáxica antes de realizar o rastreamento viral usando corantes e seções congeladas.

Validação preliminar de coordenadas de injeção estereotáxica via crioseccionamento

Aqui, apresentamos um implante exclusivo e imprimível em 3D para ratos, denominado TD Drive, capaz de gravações bilaterais simétricas de eletrodos de fio, atualmente em até dez áreas cerebrais distribuídas simultaneamente.

O TD Drive: um implante paramétrico de código aberto para registros eletrofisiológicos de várias áreas em ratos que se comportam e dormem

O desenvolvimento de modelos ortotópicos de tumores cerebrais pediátricos requer precisão meticulosa, usando um dispositivo estereotáxico para implantar células cancerígenas com precisão. A metodologia apresentada aqui descreve as etapas envolvidas na preparação de células tumorais cerebrais, na realização de injeções intracranianas e na implementação de um sistema de monitoramento pós-operatório para avaliar o enxerto de tumor cerebral.

Estabelecimento de modelos ortotópicos de xenoenxerto derivados de pacientes para tumores cerebrais usando um dispositivo estereotáxico

Aprenda a construir um instrumento estereotáxico robótico de código aberto para neurocirurgia em roedores. Este protocolo detalha o design e software necessários para converter um equipamento padrão em versão automatizada por aproximadamente mil dólares.

Construir um Robotic estereotáxica Instrumento Open-source

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