Summary
Dieses Protokoll enthält die Entwürfe und Software notwendig, um eine vorhandene stereotaktischen Instrument, um einem Roboter-Upgrade (CNC-gesteuert, CNC) stereotaktischen Instrument für rund $ 1.000 (ohne Bohrer).
Abstract
Dieses Protokoll enthält die Entwürfe und Software notwendig, um eine vorhandene stereotaktischen Instrument an einen Roboter (CNC) stereotaktischen Instrument für rund $ 1.000 (ohne Bohrer) zu aktualisieren, mit Industrie-Standard-Schrittmotoren und CNC-Steuerungssoftware. Jede Achse hat variable Drehzahlregelung und können gleichzeitig oder unabhängig voneinander betrieben werden. Die Flexibilität des Roboters und offene Kodierungssystem (G-Code) ist es in der Lage ist benutzerdefinierte Aufgaben, die nicht von kommerziellen Systemen unterstützt werden. Die Anwendungen umfassen, sind aber nicht beschränkt auf, das Bohren von Löchern, scharfe Kante Kraniotomien, Schädel Ausdünnung, und Senken Elektroden oder Kanüle. Um das Schreiben der für einfache Operationen g-Kodierung zu beschleunigen, haben wir eigene Skripte, die Individuen, um eine Operation ohne Programmierkenntnisse entwerfen lassen entwickelt. Für Anwender, die meisten aus der motorisierten stereotax zu bekommen, wäre es von Vorteil Kenntnisse in der mathematischen Programmierung und G-Coding (einfache prog zu seinRammen für die CNC-Bearbeitung).
Die empfohlene Bohrerdrehzahl größer als 40.000 Umdrehungen pro Minute. Der Schrittmotor Auflösung 1,8 ° / Schritt, um 0,346 ° / Step ausgerichtet. Ein Standard-stereotax hat eine Auflösung von 2,88 um / Schritt. Die maximal empfohlene Schnittgeschwindigkeit beträgt 500 um / sec. Die maximal empfohlene Jogging-Drehzahl beträgt 3.500 um / sec. Die maximal empfohlene Bohrergröße ist HP 2.
Introduction
Stereotaktische Nagetier-Operation wird in einer Vielzahl von Anwendungen der Neurowissenschaften, einschließlich der Läsion 1, 2 Iontophorese, Mikroimplantation 3, 4 Stimulation, und dünne Schädelbild 5 verwendet. Allerdings gibt es große Hürden, die diejenigen, die diese Techniken, einschließlich der steilen Lernkurve für die Durchführung präzise stereotaktische Operation und der hohen Wahrscheinlichkeit von menschlichen Fehlern anwenden möchten. Menschliche Fehler sind Mess-und Berechnungsfehler, sowie die geringe Genauigkeit und Reproduzierbarkeit der menschlichen Bewegungen. In dem Bemühen, diese Störfaktoren Fehler zu reduzieren, würde die stereotaktische Chirurgen aus einem System, das sicherstellt, dass alle chirurgischen Verfahren sind identisch für Probanden profitieren. Die Reduzierung von Fehlern ist auch eine Methode, mit der Ermittler die Verwendung von tierischen Themen, ein primäres Ziel der National Institutes of Health für die Tierversuche 6 zu minimieren. In einer idealen Welt, alle stereotactic Operationen würde perfekt reproduzierbare Experimente innerhalb als auch zwischen Labors. Um dieses Problem anzugehen, haben die Unternehmen neue ultra-präzise stereotaxics und digitale Displays zum Lesen Messungen entwickelt. Um menschliche Bewegungsfehler zu entfernen, wurden motorisierten Mikromanipulatoren und stereotaxics kommerziell hergestellt, aber ihre hohen Kosten prohibitiv zu einem Labor mit einem begrenzten Budget. Auch ist ihre Software vollständig geschützt sind und nicht durch den Forscher modifiziert, um eine neue Art der Operation anzupassen.
Eine kostengünstige Lösung für den menschlichen Fehler Problem ist es, einen Roboter stereotax aus bestehenden Modell eines Labor zu bauen, mit Industrie-Standard-CNC-Ausrüstung. Aufgrund einer wachsenden CNC Bastler-Community, die Materialien sind deutlich günstiger als wissenschaftliche Geräte. Dies erlaubt es, eine genaue CNC stereotaktischen Instrument, das auch sehr flexibel und kostengünstig zu bauen. Mit einer Grundkenntnisse der CNC-Bearbeitung und G-Code individuellALS kann jede stereotaktischen Operation, dass sie sich vorstellen, zu programmieren, ohne die Beschränkungen proprietärer Software. Und, um die Produktion von G-Code für einfache Operationen zu beschleunigen, enthält dieses Protokoll-Software, die dem Benutzer Operationen (scharfe Kante Kraniotomie, dünne Schädelfenster, Lochbohren &-Implantat Senken) im Punkt Design und klicken Sie auf Menüs ermöglicht. Diese Programme Ausgang eine abgeschlossene g-Code, der direkt von der CNC-Software ausgeführt werden kann.
Alles in allem ist ein motorisierter stereotaktischen Upgrade ideal für diejenigen, die ein Interesse an der Erhöhung der Genauigkeit und Wiederholbarkeit von Operationen, unter Beibehaltung der Flexibilität und niedrige Kosten für eine Open Source-Plattform haben.
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Protocol
- Leiter Der bipolare Schrittmotoren durch Verschrauben der Drähte in die mit dem Treiber-Platine geliefert Steckverbinder. Aderfarben auf bipolare Schrittmotoren sind standardisiert (Abbildung 1).
Hinweis: Die beschriebenen Schrittmotoren verfügen über eine Auflösung von 1,8 ° / Schritt, um 0,346 ° / Schritt ausgerichtet. Ein Standard-stereotax hat 3 mm/360 ° des Reisens. Die endgültige Auflösung ist 2.88 um / Schritt. Die Motoren sind auch in der Lage fraktionierte Schritt.- Das grüne Kabel auf A +, verbinden Sie das schwarze Kabel mit A-, verbinden Sie das rote Kabel an B + und die blaue Ader zu B-.
- Schieben Sie die Kopplern über die Schrittmotoren, wobei darauf geachtet, die Befestigungslöcher ausrichten und befestigen Sie sie mit 12x M3 Kantschrauben (20 mm) (Abbildung 2).
- Sicherzustellen, dass die Kuppler sind fest mit den Motoren verbunden.
Hinweis: Die 3D-Modelle enthalten keine Threads. Die Teile sind mit Gewinde markiert, aber sie müssen abgegriffen werden nachdem siehergestellt.
- Sicherzustellen, dass die Kuppler sind fest mit den Motoren verbunden.
- Entfernen Sie die Befestigungsschrauben aus den Daumenmulden auf allen 3 Achsen des stereotaktischen Instrument mit einem kleinen Inbusschlüssel. Die Daumenmulden sind mit Gewinde versehen, so schalten Sie sie gegen den Uhrzeigersinn, für die Entfernung. Halten Sie die PTFE Unterlegscheiben an Ort und Stelle auf dem Arm (Abbildung 3).
- Schrauben Sie das Gewindeende der Kragen auf die Gewindestangen der Arme des stereotaktischen Instrument (Abbildung 3).
- Stellen Sie sicher, gibt es keine Lücke zwischen den Kragen und PTFE-O-Ringe. Dies garantiert, dass Koordinaten beibehalten werden, wenn der Roboter die Richtung ändert.
- Sichern Sie sich die Halsbänder auf die Gewinde der stereotaktischen Arme mit 3x NF10-32 (1/4 Zoll) Tasse Punkt Stellschrauben.
- Schieben Sie die Motor-und Kupplungs über den Kragen & stereotaktischen Arme. Stellen Sie sicher, dass die Motoren bündig mit den Armen, und die eingestellten Schraubenlöcher an den Kragen Linie mit dem flachen Teil der Motorwellen (Abbildung 4).
- Sichern Sie die Zusammenarbeituplers auf die stereotax mit den Befestigungslöchern und 6x NF10-32 (1/2 Zoll) Ringschneide-Schrauben (Bild 4).
- Sicherung der Kragen an den Motorwellen mit 3x NF10-32 (1/4 Zoll) Gewindestifte (4).
- Bereiten Sie die CNC-Treiber-Platine, indem jeder der Controller-Pins zur Hälfte Schritt.
Hinweis: Diese Schrittmotor-Treiber kommt als ausgesetzt Platine. Ein Fall aufgebaut werden kann, obwohl es nicht notwendig ist. Auch kann eine Anzahl von verschiedenen bipolaren Schrittmotor-Treiber verwendet werden. Wenn dem so ist, dafür sorgen, dass die Setup-Anweisungen für die spezifische Bord gekauft gefolgt.- Alle 6 Pins pro Schrittmotor Richten Sie in der gleichen Weise. Half-Stepping ermöglicht die doppelte Schrittauflösung in Grad / Schritt (Abbildung 5).
- Flip Pin 1 mit dem auf Position, Pin 2 in die Stellung, Pin 3 mit der auf Positiontion, Pin 4 in die Stellung, Pin 5 an die Position auf, und Pin 6 in die Stellung (Abbildung 5).
- Stecken Sie die Motoren (X - Y - Z) in den Schrittmotor-Treiber, zusammen mit dem 12-V-Stromversorgung. Die korrekte Anordnung auf der Treiber gekennzeichnet. Außerdem bringen Sie die Schrittmotor-Treiber an die serielle Schnittstelle eines Computers mit einem DB25cable (Abbildung 6).
- Installieren CNC-Fräs-Software auf einem Personal Computer (diese müssen in einem chirurgischen Fläche möglich) nach den Standardanweisungen. Einmal installiert, öffnen Sie die Software, um die Konfiguration zu starten.
- Konfigurieren Sie die Software mit den Schrittmotoren zu kommunizieren.
Hinweis: Die folgenden Anweisungen sind nur für die Verwendung mit der TB6560 Schrittmotor-Treiber gedacht. - Klicken Sie wie folgt durch die Software-Menüs. Öffnen → Config → Ports und Pins→ Ausgangssignale. Füllen Sie die Eingabeaufforderung Abbildung 7 entsprechen und schlug an.
- Klicken Sie wie folgt durch die Software-Menüs. Öffnen → Config → Ports und Pins → Eingangssignale. Füllen Sie die Eingabeaufforderung Abbildung 8 entsprechen und schlug an.
- Klicken Sie wie folgt durch die Software-Menüs. Öffnen → Config → Ports und Pins → Motor Ausgänge. Füllen Sie in der Eingabeaufforderung zu Abbildung 9 entsprechen und schlug an.
- Klicken Sie wie folgt durch die Software-Menüs. Öffnen → Config → Motor-Tuning. Füllen Sie die Eingabeaufforderung Abbildung 10 entsprechen und klicken Sie auf Speichern Achseneinstellungen. Wiederholen Sie den vorherigen Schritt für alle drei Achsen mit den gleichen Werten.
- Konfigurieren Sie die Software mit den Schrittmotoren zu kommunizieren.
- Kalibrieren Sie den stereotax der Skala der CNC-Software.
Hinweis: Die Software ist für Standardfräsmaschinen entwickelt, so seine Maßeinheit wird nicht proportional zur Reise eines stereotaktischen Instrument sein.- Stellen der Motoren Geschwindigkeit bis 1 Zoll pro Minute und "Jog" der stereotaktischen Instrument der Z-Achse mit PgUp / PgDn auf den Millimeter genau.
Hinweis: Die maximal empfohlene Jogging-Drehzahl beträgt 3.500 um / s und die maximale empfohlene Schnittgeschwindigkeit beträgt 500 um / sec. - Null die Z-Achse und die Jog stereotaktischen Instrument 1 mm. Die zurückgelegte Strecke auf der Z-Achse in Mach3 ist das "Skalierungskonstante". Maschinenkoordinaten werden durch Multiplikation Schädel Koordinaten (mm) von der "Skalierung Constant" bestimmt.
- Führen Stichproben von allen 3 Achsen durch Programmierung ihnen einige bekannte Strecken, und sicherzustellen, dass die Bewegungen korrekt sind. Wenn die stereotax Reise ist zu weit oder kurz, ändern Sie die Skalierungskonstante entsprechend.
Hinweis: Sobald Skalierung abgeschlossen ist, kann die mitgelieferten benutzerdefinierte Skripts verwendet werden, um G-Code für Arztpraxen zu generieren. Allerdings ist es sehr empfehlenswert, dass Benutzer mit G-Code vertraut zu machen, bevor Sie automatisch generierenOperationen. Dies ist zwingend notwendig für die Fehlersuche und Änderung automatisierten Operationen.
- Stellen der Motoren Geschwindigkeit bis 1 Zoll pro Minute und "Jog" der stereotaktischen Instrument der Z-Achse mit PgUp / PgDn auf den Millimeter genau.
- Befestigen Sie den Mikromotor Bohrer an den stereotaktischen Instrument mit dem extra großen Sondenhalter. Hinweis: Die empfohlene Mindestbohrergeschwindigkeit 40.000 Umdrehungen pro Minute.
- Automatische Generierung G-Code für eine scharfe Kante Kraniotomie mit 3 Schädel Schraubenlöcher.
- Zeigen alle benutzerdefinierte Skripts aus der Software-Tabelle in einem einzigen Ordner auf einem PC.
- Öffnen Sie das Script "SharpEdgeCraniotomy.m" und führen Sie den Code.
- Wählen Sowohl auf die Eingabeaufforderung "Welche Art von Chirurgie werden Sie durchführen?" (Abbildung 11).
- Wählen Sie Benutzerdefiniert, um die Ecken des Schädels Fenster definieren. Bitte geben Sie in jeder Eingabeaufforderung auf Abbildung 12 entsprechen.
- Definieren die X-und Y-Positionen der Kraniotomie Ecken. Jede Koordinate müssen in der richtigen Reihenfolge eingegeben werden, nach dem Beispiel in Abbildung 13
- Geben Sie 3 in der Eingabeaufforderung zu 3 Schädel Löcher (Abbildung 14) zu produzieren.
- Wählen Sie anhand von Koordinaten definieren, und geben Sie die Koordinaten von jedem Loch aus der Vorlage in Abbildung 15.
Hinweis: Wenn genauen Koordinaten sind nicht wichtig, es gibt eine Option, um die Löcher Positionen auf einem Bild eines Rattenschädel zeigen und klicken. Positionen werden automatisch erzeugt werden. - Definieren Sie die Bohr-Parameter. Für die ersten Tests Chirurgie, die Standardwerte.
Hinweis: Diese Werte sind abhängig von den Schrittmotoren, und das Tier Schädel. Jede Ratte Rasse und Zielort hat eine etwas andere Schädeldicke. Für die ersten paar Operationen mit diesem Gerät, sei bereit, die Bohrtiefen testen und alle restlichen Schädelstücke manuell zu entfernen. Die Werte können dann für zukünftige Operationen (Fig. 16) geändert werden. - Nennen Sie den G-Code, es wird automatisch generiert und sa werdenin das Arbeitsverzeichnis ved.
- Legen Sie die G-Code in die CNC-Fräs-Software und eine Test Schädel in die stereotaktischen Instrumenten Ohr Bars.
- Manuelles joggen den Bohrer zu Bregma mit den Pfeiltasten. Verwenden Sie eine langsame Tippgeschwindigkeit (~ 5 Zoll / m), um die Genauigkeit zu gewährleisten.
- Starten Sie den Bohrer bei mehr als 38.000 Umdrehungen pro Minute rotiert.
- Presse Cycle, die stereotax viele Pässe der gleichen Schnitt durchzuführen, in verschiedenen Tiefen. Zwischen jedem Durchgang wird die stereotax anzuhalten, so kann der Chirurg fortsetzen oder abbrechen Schneiden. Fortfahren drücken Zyklus (Alt-R), um fortzufahren Schnittaufteilung.
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Representative Results
Das Ergebnis der Operation in den Methoden entwickelt, wird eine Ratte Schädel mit einer scharfen Kante Kraniotomie und 3 Schädel Löcher (Abbildung 17) sein. Beachten Sie, daß der Schädel verwendet, um die Operation zeigen, viel breiter als der protoRattenSchädel. Die scharfe Kante Kraniotomie kann verwendet werden, um einen Mikroarray in das Gehirn, für High-Density-Aufnahmen neuronalen einzulegen. Die CNC stereotax können auch verwendet werden, um die Anordnung mit hoher Genauigkeit zu senken. Software wird in diesem Protokoll, das es dem Chirurgen, die Parameter eines Mikro definieren oder Kanüle Absenken ermöglicht enthalten. Scharfe Kante Kraniotomien könnte auch verwendet werden, um große Teile des motorischen Kortex zu entdecken, für sensomotorische Mapping-Studien werden.
Die Schädel Löcher können verwendet werden, um Schädelschrauben (Abbildung 18) einzulegen. Diese können als Anker für Zahnzement, wenn die Anbringung eines Kopfstufe für das Tier eingesetzt werden. Die Löcher können auch verwendet werden, um einzelne Elektroden in das Gehirn einzulegen. Diese Elektroden kann narkotisierten oder chronischen Aufnahmen verwendet werden. Allerdings, wenn Sie die stereotax für narkotisierten Aufnahme, sorgen für die Stromversorgung der Motoren aus, bevor das Sammeln von Daten. Die Motoren elektrischen Eigenschaften kann Rauschen in der Aufnahme zu induzieren.
Die CNC stereotax können auch dünne Schädelfenster erzeugen mit großer Genauigkeit (Abbildung 19). Diese Fenster können für in vivo-optischen Bildgebungs in narkotisierten Tieren verwendet werden. Die Gleichmäßigkeit der dünnen Schädel ermöglicht noch Lichteinfall, die für Vergleichs oder quantitative Analyse der optischen Bildgebung Daten notwendig ist.
Fig. 1 ist. Schaltplan für Schrittmotor-Stecker.
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2. Montageschema für die Befestigung der Kuppler zu den Schrittmotoren.
3. Montageschema für die Befestigung der Kragen zu der stereotaktischen Arm.
4. Montageschema für die Befestigung der Motoren / Kopplern an den Kragen / stereotaktischen Arm.
5. Schalten Diagramm zur Einstellung der Schrittmotor-Treiber auf die Hälfte Schritte.
6. Schaltplan für Schrittmotor-Treiber.
Abbildung 7. Konfigurationsschema für Ausgangssignale in der CNC-Software.
Abbildung 8. Konfigurationsschema für Eingangssignale in der CNC-Software.
Abbildung 9. Configuration-Diagramm für Motorleistungen in der CNC-Software.
Abbildung 10. Konfigurationsdiagramm für Motortuning in der CNC-Software.
Abbildung 11. Eingabeaufforderung für die Wahl in der Art der Operation "Operation Gestaltung" Software (sharpedgecraniotomies.m).
Abbildung 12. Prompt für die Wahl benutzerdefinierten oder voreingestellten Zielkoordinaten in der Software "Operation Gestaltung".
Abbildung 13. Aufforderung für entering Fensterkoordinaten (4 Ecken) in der Software "Operation Gestaltung".
Abbildung 14. Eingabeaufforderung für die Wahl der Anzahl der Schädel Löcher in der Software "Operation Gestaltung".
Abbildung 15. Fordert für die Wahl der Methode der Platzierung Schädel Löcher und für die Eingabe der Koordinaten Loch in der Software "Operation Gestaltung".
Abbildung 16. Eingabeaufforderung für die Festlegung der Bohrungen Parameter in der Software "Operation Gestaltung".
Abbildung 17. Ein Schädel, die das Ergebnis der Ausführung des zuvor entworfenen Chirurgie.
Abbildung 18. Ein Totenschädel, die Schrauben in einer während der Operation beispielsweise hergestellt Loch eingeführt. Der Bohrer Größe Durchmesser des Lochs und konsequent die Schraubengröße zu bestimmen.
Abbildung 19. Zeigt den Schädel aus dem Beispiel Chirurgie, enthaltenda dünne Schädelfenster, durch die Pfeile angedeutet. Beachten Sie, dass auf der rechten Seite, (Schädel von innen beleuchtet)Licht scheint die dünne Schädelfenster gleichmäßig durchdringen. Beachten Sie auch, dass das Fenster muss nicht quadratisch sein, oder enthalten 90 °-Ecken.
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Discussion
Die Verwendung von automatischen Chirurgiegeräte hilft, einige der häufigsten Probleme in der neurowissenschaftlichen Forschung zu beseitigen. Erstens sind die Werkzeugwege 100% reproduzierbar. Jeder Schnitt ist garantiert in der gleichen Position relativ zum Bregma sein. Zweitens sollte es Experimentator Fehler zu reduzieren. Obwohl viele Forscher sind hoch qualifizierte Chirurgen, dauert es ein außergewöhnliches Maß an Übung, um auch ein kompetenter Chirurg zu werden. Dieses Gerät ermöglicht es neuen Studenten schnell und einfach hochpräzise Operationen durchzuführen. Drittens sollten motorisierte Chirurgie Geräte die Zahl der Tiere notwendig, um ein Experiment durchführen 6 zu reduzieren. Chirurgen werden weniger Training brauchen, und Fehler werden weniger häufig vorgenommen werden. Schließlich ist der motorisierte stereotaktischen Lage, präzise und genaue Bewegungen als die menschliche Hand, so dass für mehr Auflösung in der Koordinaten Wahl.
In der heutigen Neurowissenschaften Klima, hat es eine Push-to-die Richtigkeit der s erhöhenurgical Methoden und Techniken. Es ist nicht mehr genug, um eine Hirnregion als Ganzes zielen, wenn klar ist, dass kleinere Teilbereiche gibt, und dass sie funktionell unterschiedlich sein könnte. Ein Beispiel kommt aus der Forschung mit Schwerpunkt auf Mikroinjektionen in Hippocampus. Nicht nur Einzelpersonen Wunsch nach Teilregionen gezielt, wie CA1 und CA3, aber sie dorsalen und ventralen Felder innerhalb dieser Regionen 7 studieren möchten. , Gezielt diese Regionen mit einem manuellen Operationstechnik ist jedoch äußerst schwierig. Der Nutzen des motorisierten stereotaktischen Ansatz ist, dass, sobald die richtigen Koordinaten eines Zielregion identifiziert werden, kann jeder künftige Chirurgie der identischen Stelle gerichtet werden. Allerdings ist es wichtig zu beachten, dass morphologische Unterschiede in den Schädel und Gehirn der Tiere wird noch einige Fehler zu Operationen bei.
Ein weiteres Feld, das die Automatisierung von Operationen profitieren würden chronisch Mikroelektroden-Implantationen. Einige Labors versuchenan die Elektroden in Teilbereichen der Kerne, wie den Teilbereichen des Globus pallidus oder ventralen pallidum 8 abzusenken. Tieferlegung Elektroden mit einem motorisierten stereotaktischen Instrument wird nicht nur die Genauigkeit zu erhöhen, sollte aber bespielbare Neuron Ausbeute zu erhöhen. Dies ist aufgrund der Tatsache, dass die Mikrodrähte beschädigen, wenn sie abgesenkt werden. Der Roboter ist in der Lage, eine Senkung der Elektroden langsamer als menschliche Hände und mit einer konstanten Rate, um diese vor Beschädigung zu Axone oder Neuronen, die sehr gut afferenten mit dem Zielbereich sein.
Der Roboter Genauigkeit sollte auch von Vorteil für diejenigen, die durch Schädel Bildgebung werden, um ein quantitatives Maß der optischen Dichte 9 erhalten. Die Lichtmenge, die durch den Schädel ein-und austreten kann, ist abhängig von der Dicke Schädel. Unsere motorisierten stereotax der Lage ist, sicherzustellen, dass die gesamte Oberfläche der dünnen Schädel Fenster identische Tiefe. Dies hilft, Licht durchdringen die Fenster gleichmäßig über ihre gesamteOberfläche.
Es ist wichtig zu beachten, die Grenzen der Chirurgie enthalten erzeugenden Software. Zuerst werden alle Ecken aus dem Radius des Bohrers aufgerundet. Für die Lochbohren Code ist der Durchmesser jedes Lochs von der Bohrer Durchmesser. Für die dünne Schädelfenster und Kraniotomie Codes, wird das Zentrum des Bohrers die Schnitt Weg zu folgen. Dies bedeutet, dass die Größe des Fensters wird auf allen Seiten von dem Radius des Bohrers zu erhöhen. Dies kann durch Subtraktion des Radius des Bohrers von der Ecke Maße beseitigt werden. Auch für die dünne Schädelfenster und Kraniotomie Codes, ist die Tiefe der Bohrungen statisch bei jedem Durchgang. Dies bedeutet, dass das gesamte Fenster wird auf die gleiche Tiefe gebohrt werden, unabhängig von der Krümmung des Schädels. Dies ist besonders wichtig bei extrem seitlichen Koordinaten, wo der Schädel Kurven ventral betrachten. Allerdings gibt es keine derartigen Beschränkungen für die Hardware und die Forscher müssen nicht mit dem mitgelieferten SoftwarE. Mit der richtigen Verständnis von g-Code, können Benutzer Operationen von Grund auf, die sich perfekt der Kontur des spezifischen Schädel verwendeten entsprechen zu schaffen. Auch kann jedes Loch größer als der aktuelle Bit Durchmesser mit einfachen Kreis-Interpolation durchgeführt werden. Bewegung in drei Dimensionen ist nur durch die Bewegung des stereotax beschränkt, und Fertigkeiten des Benutzers bei G-Kodierung.
In allen, die Automatisierung von Operationen bietet eine Reihe von Vorteilen für die moderaten Kosten, und als solche ist ein zunehmend beliebte Technik 10, 11. Aber es ist wichtig zu erkennen, dass die Genauigkeit des Roboters hängt von der Qualität der Bearbeitung, richtige Einstellung und das richtige Verständnis, wie CNC-Maschinen bedienen. Solange Forscher sind bereit, sich die Zeit nehmen, um das Funktionieren dieser motorisierten stereotaktischen Instrument zu verstehen, können sie Operationen genauer durchzuführen, mit einer besseren Reproduzierbarkeit und mit weniger Training. Dies ermöglicht die Integration einer motorisierten stereotaktischen InstrumentExperimente eine kluge Wahl für jedes Labor, das eine große Anzahl von Operationen durchführt.
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Disclosures
Die Autoren haben keine finanziellen Interessen im Wettbewerb offen zu legen.
Acknowledgments
Diese Studie wurde vom National Institute on Drug Abuse Grants DA 006886, 032270 und DA unterstützt.
Materials
| Name | Company | Catalog Number | Comments |
| 1x Standard U Frame Stereotax | Kopf | Kopf | This protocol should work with most existing stereotaxic devices. |
| 3x 12 V, 1.6 A, 233 oz-inch Geared Bipolar Stepper Motor | Phidgets | Robot Shop | Any high torque geared stepper motor should do. |
| 1x 3 Axis CNC Stepper Motor Driver Board Controller | Toshiba | Ebay | Any 3 Axis CNC driver should do. Linked Item includes Mach3 CNC software. |
| 2x Arm Couplers: medial-lateral (ML) & dorsal-ventral (DV) | custom machined | Part Drawings | These must be machined by your local machine shop. (costs will vary) |
| 1x anterior-posterior (AP) Coupler | custom machined | Part Drawings | These must be machined by your local machine shop. (costs will vary) |
| 3x Motor to Stereotax Collar | custom machined | Part Drawings | These must be machined by your local machine shop. (costs will vary) |
| View in Browser | |||
| 12x NF10-32 Cup Point Set Screws | McMaster Carr | ½” Length | You will need 6 of each. |
| ¼” Length | |||
| 12x M3 Socket Head Screws (20 mm) | McMaster Carr | 20mm Length | You will need 4 for each motor |
| 1x Micro-Motor Drill | Buffalo Dental | X50 | Any Micromotor drill will work. At least 38,000 rpm recommended |
| 1x 12 V DC Power Supply | 12 Volt Adapters | 12v DC – 7 Amp | Any 12 V DC PSU should work (ensure amperage rating is higher than the sum of the motors’ amperage). |
| 1x Extra Large Probe Holder | Stoelting | Stoelting | |
| 1x Grade B Rat Skull | Skulls Unlimited | Skulls Unlimited | |
| Mach 3 Mill | ArtSoft USA | Trial Download | Any Standard CNC controlling software should work. |
| Surgery Designer | Kevin Coffey David Barker | MATLAB File Exchange | These codes are available to modify. We accept no responsibility for your use or modification of code. |
References
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