Name: Bir Açık kaynak Robotik Stereotaksik Enstrüman Bina (Video) | JoVE Journal
Uploaded: 2013-10-29T19:00:00.000+00:00
Duration: 11 min 40 s
Description: Keşfedin, açık kaynak robotik stereotaksik enstrüman tasarlama ve monte etme yöntemini kemirgen nöroşirürji için. Bu düşük maliyetli sistem, araştırmacılara hassas cerrahi planlama ve paylaşım olanağı sunar.

ai_agent_IP

ai_agent

maintenance

instantTrialDurationMinutes

isBiopharma

enableNewMyJoveSectionDesign

educationFeatures

seoMetaApi

ai_copilot_institution_blacklist

ai_chat_institution_blacklist

freeAccessWindow

ssoRoleCapture

scheduledMaintenanceBanner

joveLabsFeatures

disable_autoplay_for_bots

extended_trial_duration

5 minutes

Bu çalışma, Ulusal Uyuşturucu Bağımlılığı Hibeleri Enstitüsü DA 006886 ve DA 032270 tarafından desteklenmiştir.

<ol>
	<li>Kabloları sürücü kartıyla birlikte verilen konektörlere vidalayarak bipolar step motorları bağlayın. Bipolar step motorlardaki tel renkleri standartlaştırılmıştır (Şekil 1). 
	Not: Açıklanan step motorlar, 0,346°/adım'a dişli, 1,8°/adım çözünürlüğe sahiptir. Standart bir stereotax 3 mm / 360 ° hareket mesafesine sahiptir. Son çözünürlük 2.88 μm/adımdır. Motorlar ayrıca fraksiyonel adımlama yeteneğine de sahiptir.
	<ol>
		<li>Yeşil kabloyu A+'ya bağlayın, siyah kabloyu A-'ya bağlayın, kırmızı kabloyu B+'ya bağlayın ve mavi kabloyu B-'ye bağlayın.</li>
	</ol>
	</li>
	<li>Montaj deliklerini hizalamaya dikkat ederek kuplörleri step motorların üzerine kaydırın ve 12x M3 Soket Başlı Vidalar (20 mm) kullanarak sabitleyin (Şekil 2).
	<ol>
		<li>Kuplörlerin motorlara sıkıca takıldığından emin olun. 
		Not: 3D modeller iş parçacığı içermez. Parçalar diş boyutu ile etiketlenmiştir, ancak üretildikten sonra kılavuz çekilmeleri gerekir.</li>
	</ol>
	</li>
	<li>Küçük bir altıgen anahtar kullanarak stereotaksik aletin 3 ekseninin tümündeki başparmak tutamaklarından ayar vidalarını çıkarın. Başparmak kulpları dişlidir, bu nedenle çıkarmak için saat yönünün tersine çevirin. PTFE rondelalarını kol üzerinde yerinde tutun (Şekil 3).</li>
	<li>Bileziklerin dişli ucunu stereotaksik aletin kollarının dişli çubuklarına vidalayın (Şekil 3).
	<ol>
		<li>Bilezikler ve PTFE O-ringler arasında boşluk olmadığından emin olun. Bu, robot yön değiştirdiğinde koordinatların korunmasını garanti eder.</li>
		<li>3x NF10-32 (1/4 inç) fincan nokta ayar vidaları kullanarak bilezikleri stereotaksik kolların dişlerine sabitleyin.</li>
		<li>Her motoru ve kuplörü bileziklerin ve stereotaksik kolların üzerine kaydırın. Motorların kollarla aynı hizada oturduğundan ve manşonlardaki ayar vida deliklerinin motor millerinin düz kısmı ile aynı hizada olduğundan emin olun (Şekil 4).</li>
		<li>Montaj deliklerini ve 6x NF10-32 (1/2 inç) fincan nokta ayar vidalarını kullanarak kuplörleri stereotax'a sabitleyin (Şekil 4).</li>
		<li>3x NF10-32 (1/4 inç) ayar vidalarını kullanarak bilezikleri motor millerine sabitleyin (Şekil 4).</li>
	</ol>
	</li>
	<li>Kontrolör pinlerinin her birini yarım adıma ayarlayarak CNC sürücü kartını hazırlayın. 
	Not: Bu step motor sürücüsü, açıkta kalan bir devre kartı olarak gelir. Gerekli olmasa da bir dava inşa edilebilir. Ayrıca, bir dizi farklı bipolar step motor sürücüsü kullanılabilir. Öyleyse, satın alınan belirli anakart için kurulum talimatlarına uyulduğundan emin olun.
	<ol>
		<li>Step motor başına 6 pimin tümünü aynı şekilde hizalayın. Yarım adımlama, adım çözünürlüğünün Derece/adım cinsinden iki katına çıkarılmasına olanak tanır (Şekil 5).</li>
		<li>Pim 1'i açık konuma, pim 2'yi kapalı konuma, pim 3'ü açık konuma, pim 4'ü kapalı konuma, pim 5'i açık konuma ve pim 6'yı kapalı konuma çevirin (Şekil 5).</li>
	</ol>
	</li>
	<li>Motorları (X - Y - Z) 12 V güç kaynağı ile birlikte step motor sürücüsüne takın. Doğru yerleşim sürücü üzerinde işaretlenmiştir. Ayrıca, step sürücüyü bir DB25 kablosu kullanarak bir bilgisayarın seri bağlantı noktasına bağlayın (Şekil 6).</li>
	<li>Varsayılan talimatları izleyerek CNC freze yazılımını kişisel bir bilgisayara kurun (bunun cerrahi bir alana yerleştirilmesi gerekir). Kurulduktan sonra, yapılandırmaya başlamak için yazılımı açın.
	<ol>
		<li>Yazılımı step motorlarla iletişim kuracak şekilde yapılandırın. 
		Not: Aşağıdaki talimatlar yalnızca TB6560 step motor sürücüsü ile kullanılmak üzere tasarlanmıştır.</li>
		<li>Yazılımın menülerini aşağıdaki gibi tıklayın. →Config→ bağlantı noktalarını ve pinleri→çıkış sinyallerini açın. Şekil 7 ile eşleşmesi için istemi doldurun ve uygula'ya basın.</li>
		<li>Yazılımın menülerini aşağıdaki gibi tıklayın. Açık→Yapılandırma→Bağlantı Noktaları ve Pimler→Giriş Sinyalleri. Şekil 8 ile eşleşmesi için istemi doldurun ve uygula'ya basın.</li>
		<li>Yazılımın menülerini aşağıdaki gibi tıklayın. Açık→Yapılandırma→Bağlantı Noktaları ve Pimler→Motor Çıkışları. Şekil 9 ile eşleşmesi için istemi doldurun ve uygula'ya basın.</li>
		<li>Yazılımın menülerini aşağıdaki gibi tıklayın. Açık→Config→Motor ayarı. Şekil 10 ile eşleşmesi için istemi doldurun ve Eksen Ayarlarını Kaydet'e tıklayın. Aynı değerleri kullanarak 3 eksenin tümü için önceki adımı tekrarlayın.</li>
	</ol>
	</li>
	<li>Stereotax'ı CNC yazılımının ölçeğine göre kalibre edin. 
	Not: Yazılım, standart freze makineleri için tasarlanmıştır, bu nedenle ölçü birimi, stereotaksik bir aletin hareketiyle orantılı olmayacaktır.
	<ol>
		<li>Motorların hızını dakikada 1 inç'e ayarlayın ve stereotaksik aletin Z eksenini PgUp/PgDn ile en yakın milimetreye "hareket ettirin". 
		Not: Önerilen maksimum koşu hızı 3.500 μm/sn ve önerilen maksimum kesme hızı 500 μm/sn'dir.</li>
		<li>Z eksenini sıfırlayın ve stereotaksik aleti 1 mm hareket ettirin. Mach3'te Z ekseninde kat edilen mesafe "Ölçekleme Sabiti" dir. Makine koordinatları, kafatası koordinatlarının (mm) "Ölçekleme Sabiti" ile çarpılmasıyla belirlenir.</li>
		<li>Bilinen bazı mesafeleri kat edecek şekilde programlayarak 3 eksenin tümünün rastgele testlerini gerçekleştirin ve hareketlerin doğru olduğundan emin olun. Stereotax hareketi çok uzak veya kısaysa, ölçeklendirme sabitini buna göre değiştirin. 
		Not: Ölçeklendirme tamamlandıktan sonra, dahil edilen özel komut dosyaları ameliyatlar için g kodu oluşturmak için kullanılabilir. Bununla birlikte, kullanıcıların ameliyatları otomatik olarak oluşturmaya çalışmadan önce g koduna aşina olmaları önemle tavsiye edilir. Bu, otomatik ameliyatlarda sorun giderme ve değiştirme için zorunludur.</li>
	</ol>
	</li>
	<li>Ekstra büyük prob tutucuyu kullanarak mikro motorlu matkabı stereotaksik alete takın. Not: Önerilen minimum matkap ucu hızı 40.000 rpm'dir.</li>
	<li>3 kafatası vida deliği ile keskin kenar kraniyotomi için otomatik G Kodu oluşturun.
	<ol>
		<li>Yazılım tablosundaki tüm özel komut dosyalarını bilgisayardaki tek bir klasöre yerleştirin.</li>
		<li>"SharpEdgeCraniotomy.m" komut dosyasını açın ve kodu çalıştırın.</li>
		<li>"Ne Tür Bir Ameliyat Yapacaksınız?" (Şekil 11) istemi için Her İkisi'ni de seçin.</li>
		<li>Kafatası penceresinin köşelerini tanımlamak için Özel'i seçin. Her istemi Şekil 12 ile eşleşecek şekilde doldurun.</li>
		<li>Kraniyotomi köşelerinin X ve Y konumlarını tanımlayın. Şekil 13'teki örneğe göre her koordinat doğru sırayla girilmelidir.</li>
		<li>3 kafatası deliği oluşturmak için komut istemine 3 girin (Şekil 14).</li>
		<li>Koordinatları Kullanarak Tanımla'yı seçin ve şablondan her bir deliğin koordinatlarını Şekil 15. 
		Not: Kesin koordinatlar önemli değilse, deliklerin konumlarını bir sıçan kafatası görüntüsüne işaret etme ve tıklama seçeneği vardır. Pozisyonlar otomatik olarak oluşturulacaktır.</li>
		<li>Delme parametrelerini tanımlayın. İlk test ameliyatı için varsayılan değerleri kabul edin. 
		Not: Bu değerler step motorlara ve hayvanın kafatasına bağlıdır. Her sıçan ırkı ve hedef konumu biraz farklı bir kafatası kalınlığına sahiptir. Bu cihazı kullanan ilk birkaç ameliyat için, delme derinliklerini test etmeye ve kalan kafatası parçalarını manuel olarak çıkarmaya hazır olun. Değerler daha sonra gelecekteki ameliyatlar için değiştirilebilir (Şekil 16).</li>
		<li>G kodunu adlandırın; otomatik olarak oluşturulacak ve çalışma dizinine kaydedilecektir.</li>
	</ol>
	</li>
	<li>G kodunu CNC freze yazılımına ve bir test kafatasını stereotaksik aletlerin kulak çubuklarına yükleyin.
	<ol>
		<li>Ok tuşlarını kullanarak matkap ucunu manuel olarak Bregma'ya doğru hareket ettirin. Doğruluğu sağlamak için yavaş bir koşu hızı (~ 5 inç / m) kullanın.</li>
		<li>Matkap ucunu 38.000 rpm'den daha yüksek bir hızda döndürmeye başlayın.</li>
		<li>CycleStart tuşuna basın; stereotax, aynı kesimin farklı derinliklerde birçok geçişini gerçekleştirecektir. Her geçiş arasında, stereotax duraklayacaktır, böylece cerrah kesmeye devam edebilir veya kesmeyi durdurabilir. Geçişleri kesmeye devam etmek için Döngüye Devam Et (Alt-R) düğmesine basın.</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>

Yazarların açıklayacak rakip mali çıkarları yoktur.

Otomatik cerrahi ekipmanlarının kullanılması, sinirbilim araştırmalarında en yaygın sorunlardan bazılarının ortadan kaldırılmasına yardımcı olur. İlk olarak, takım yolları %100 tekrarlanabilir. Her kesimin Bregma'ya göre aynı konumda olması garanti edilir. İkincisi, deneyci hatasını azaltmalıdır. Birçok araştırmacı çok yetenekli cerrahlar olmasına rağmen, yetkin bir cerrah olmak için bile olağanüstü miktarda pratik yapmak gerekir. Bu cihaz, yeni öğrencilerin son derece hassas ameliyatları hızlı ve kolay bir şekilde gerçe...

Stereotaktik kemirgen cerrahi hasraı 1, iyontoforez 2, mikrotel implantasyon 3, stimülasyon 4, ve ince kafatası görüntüleme 5 dahil nörobilim uygulamalar geniş bir yelpazede kullanılmaktadır. Ancak, doğru stereotaktik ameliyat için dik bir öğrenme eğrisi ve insan hatası, yüksek olasılık içeren bu teknikleri uygulamak isteyenler karşıya önemli engeller vardır. İnsan hata ölçüm ve hesaplama arızaları, hem de insan hareketlerinin düşük doğruluk ve tekrarlanabilirliğini içerir. Bu karıştırıcı hataları azaltmak için bir çaba, stereotaktik cerrahlar tüm cerrahi işlemler denekler genelinde aynı yerine getirilmesini sağlayan bir sistemden yararlanacak. Hatalarının azaltılması da araştırmacılar hayvan deneklerin kullanımını hayvan deney için 6 Ulusal Sağlık Enstitüleri birincil hedefi en aza indirmek mümkün kılan bir yöntemdir. İdeal bir dünyada, tüm stereotactic ameliyatları deneyler içinde mükemmel tekrarlanabilir olması ve laboratuarları arasında olacaktır. Bu sorunu çözmek için, şirketlerin ölçümleri okumak için yeni ultra-hassas stereotaxics ve dijital görüntüler geliştirdik. Insan hareketi hataları kaldırmak için, motorlu mikro manipülatörler ve stereotaxics ticari olarak üretilen, ancak yüksek maliyet sınırlı bir bütçe ile bir laboratuvara engelleyici olabilir. Ayrıca, kendi yazılım tamamen özel ve yeni bir cerrahi türü karşılamak için araştırmacı tarafından değiştirilemez. Insan hatası soruna uygun bir çözüm endüstri standardı CNC ekipman kullanarak, bir laboratuvar mevcut model bir robot stereotaksi inşa etmektir. Çünkü gelişen CNC hobi topluluğu, malzemeleri daha az pahalı bilimsel ekipman daha vardır. Bu da son derece esnek ve ucuz bir doğru CNC steryotaksik enstrüman, oluşturmanıza olanak verir. CNC işleme ve G-Code, individu temel bilgilere sahipals tescilli yazılım sınırlamaları olmadan, onlar hayal herhangi stereotaktik cerrahi programlayabilir. Ve, basit ameliyatlar için g-kod üretimini hızlandırmak için, bu protokol kullanıcı açısından içinde ameliyatları (keskin kenar kraniotomi, ince kafatası pencere, delik delme ve implant düşürücü) tasarım ve menüleri tıklayın sağlar yazılım içerir. Bu programlar çıktı CNC yazılımı doğrudan çalıştırılabilir olabilir tamamlanmış bir g-kodu. Tüm, motorlu stereotaksik yükseltme bir açık kaynak platformu esneklik ve düşük maliyetli korurken, ameliyatları doğruluğu ve tekrarlanabilirliği artan bir ilgi var olanlar için idealdir.

<table><tbody><tr><td>1x Standart U Çerçeve Stereotax</td><td>Kopf</td><td><a href="http://www.kopfinstruments.com/Stereotaxic/900.html">Kopf</a></td><td>Bu protokol mevcut stereotaksik cihazların çoğuyla çalışmalıdır.</td></tr><tr><td>3x 12 V, 1.6 A, 233 oz-inç Dişli Bipolar Step Motor</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>>Herhangi bir yüksek torklu dişli step motor yapmalıdır.&nbsp;</td></tr><tr><td>1x 3 Eksen CNC Step Motor Sürücü Kartı Denetleyicisi</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>Herhangi bir 3 Eksenli CNC sürücüsünün yapması gerekenler. Bağlantılı Öğe, Mach3 CNC yazılımını içerir.</td></tr><tr><td>2x Kol Kuplörleri: medial-lateral (ML) ve dorsal-ventral (DV)</td> <td>özel işlenmiş</td><td><a href="http://eden.rutgers.edu/~mrcoffey/images/3D%20Models%20-%20CNC%20Stereotax%20Parts.zip"> Parça Çizimleri</a></td> <td>Bunlar yerel makine atölyeniz tarafından işlenmelidir. (maliyetler değişecektir)</td></tr><tr><td>1x ön-arka (AP) Ataşman Değiştirici</td><td>özel işlenmiş</td><td><a href="http://eden.rutgers.edu/~mrcoffey/images/3D%20Models%20-%20CNC%20Stereotax%20Parts.zip">Parça Çizimleri</a></td> <td>Bunlar yerel makine atölyeniz tarafından işlenmelidir. (maliyetler değişecektir)</td></tr><tr><td>3x Motordan Stereotax Yakaya</td><td>özel işlenmiş</td><td><a href="http://eden.rutgers.edu/~mrcoffey/images/3D%20Models%20-%20CNC%20Stereotax%20Parts.zip">Parça Çizimleri</a></td> <td>Bunlar yerel makine atölyeniz tarafından işlenmelidir. (maliyetler değişecektir)</td></tr><tr><td><a href="http://eden.rutgers.edu/~mrcoffey/images/Collar.html">View in Browser</a></td><td></td><td></td><td></td></tr><tr><td>12x NF10-32 Fincan Nokta Ayar Vidaları</td><td>McMaster Carr</td><td><a href="http://www.mcmaster.com/#92313A829">&frac12; &rdquo; Uzunluk</a></td> <td>Her birinden 6 tanesine ihtiyacınız olacak.</td></tr><tr><td><a href="http://www.mcmaster.com/#92313A825">&frac14; &rdquo; Uzunluk</a></td><td></td><td></td><td></td></tr><tr><td>12x M3 Soket Başlı Vidalar (20 mm)</td><td>McMaster Carr</td><td><a href="http://www.mcmaster.com/#92855A319">20mm Uzunluk</a></td><td>Her motor için 4 adet ihtiyacınız olacak</td></tr><tr><td>1x Mikro Motorlu Matkap&nbsp;</td><td>Buffalo Dental</td><td><a href="http://www.buffalodental.com/pdfnew/x50.pdf">X50</a></td><td>Herhangi bir Mikromotor matkabı çalışacaktır.&nbsp; En az 38.000 rpm önerilir</td></tr><tr><td>1x 12 V DC Güç Kaynağı</td><td>12 Volt Adaptörler</td><td><a href="http://www.12vadapters.com/adapter/power-supply/12v/7-amp-7a.html">12v DC &ndash; 7 Amp</a></td><td>Herhangi bir 12 V DC PSU çalışmalıdır (amper değerinin motorların amper toplamından daha yüksek olduğundan emin olun).</td></tr><tr><td>1x Ekstra Büyük Prob Tutucu</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 B Sınıfı Sıçan Kafatası</td><td>Kafatasları Sınırsız</td><td><a href="http://www.skullsunlimited.com/record_variant.php?id=4009">Skulls Unlimited</a></td><td></td></tr><tr><td>Mach 3 Değirmen</td><td>ArtSoft USA</td><<td>a href="http://www.machsupport.com/ccount/click.php?id=1">Deneme Sürümünü İndirme</a></td><td>Herhangi bir Standart CNC kontrol yazılımı çalışmalıdır.</td></tr><tr><td>Cerrahi Tasarımcı</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>Bu kodlar değiştirilebilir. Kodu kullanımınız veya değiştirmeniz için hiçbir sorumluluk kabul etmiyoruz.</td></tr></tbody></table>

bir açık kaynak robotik stereotaksik enstrüman bina

Building An Open-source Robotic Stereotaxic Instrument

Bu protokol endüstri standardı step motorları ve CNC kontrol yazılımı kullanarak, yaklaşık 1.000 $ (matkap hariç) için bir robot (CNC) stereotaksik alet varolan stereotaksik enstrüman yükseltmek için gerekli tasarım ve yazılım içerir. Her eksen değişken hız kontrolü vardır ve aynı anda veya bağımsız çalıştırılabilir. Robotun esneklik ve açık kodlama sistemi (g-kodu) ticari sistemleri tarafından desteklenmeyen özel görevleri yetenekli olun. Uygulamaları, matkap delikleri, keskin kenar kraniyotomi, kafatası incelmesi ve düşürücü elektrotlar ya da kanül arasında, ancak bunlarla sınırlı değildir. Basit ameliyatlar için g-kodlama yazma hızlandırmak amacıyla, bireylerin hiçbir programlama bilgisine sahip bir cerrahi tasarlamak için izin özel komut geliştirdik. Ancak, motorlu stereotaksi dışında en iyi şekilde kullanıcılar için, matematiksel programlama ve G-Kodlama (basit prog bilgili olması faydalı olacaktır) CNC işleme için sıkıştırma. Önerilen matkap hızı 40.000 rpm daha büyüktür. Step motor çözünürlüğü 0,346 ° / Adım yönelik 1.8 ° / Step, olduğunu. Standart stereotaksi 2.88 mm / adım çözünürlüğe sahip. Önerilen maksimum kesme hızı 500 mm / sn &#39;dir. Önerilen maksimum koşu hızı 3,500 mm / sn &#39;dir. Önerilen maksimum matkap boyutu HP 2&#39;dir.

Yöntemlerde tasarlanan cerrahi işlemin nihai sonucu, keskin kenarlı bir kraniyotomisi ve 3 kafatası deliği olan bir sıçan kafatası olacaktır (Şekil 17). Cerrahi işlemi göstermek için kullanılan kafatasının, prototipik sıçan kafatasından çok daha geniş olduğuna dikkat edin. Keskin kenarlı kraniyotomi, yüksek yoğunluklu nöral kayıtlar için beyne bir mikrotel dizisi yerleştirmek amacıyla kullanılabilir. CNC stereotaks, diziyi büyük bir hassasiyetle indirmek için de kullanılabilir. Bu protokolde, cerrahın bi...

Bu protokol, mevcut bir stereotaksik aleti robotik (bilgisayar, sayısal kontrollü; CNC) yaklaşık 1.000 $ 'lık stereotaksik alet (matkap hariç).

Bir Açık kaynak Robotik Stereotaksik Enstrüman Bina

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

Bu prosedürün genel amacı, araştırmacılara esnek, ucuz ve açık kaynaklı bir robotik stereotaksik cihaz oluşturmaları için planlar ile cerrahileri tasarlamak ve paylaşmak için gerekli yazılımı sağlayarak, robotik kemirgen nörocerrahisinin erişilebilirliğini ve esnekliğini artırmaktır. Bu işlem, öncelikle bilgisayar kontrollü sayısal (CNC) bir stereotaksik cihazın işlenmesi ve monte edilmesiyle gerçekleştirilir. İkinci adım ise stereotaksik saldırıların ölçeklendirme oranının belirlenmesidir.Motor mesafesi başına katedilen stereotaksik mesafe ölçülerek, kafatası koordinatlarından otomatik bir takım yolu oluşturulacak ve bu yol G kodu formatında dışa aktarılacaktır. Son adım, hayvan türlerinin kafataslarını kullanarak cerrahi işlemleri test etmektir. Tasarlanan cerrahi yöntem, test sonuçlarına göre modifiye edilmelidir.Nihayetinde, stereotaksik cihaz, canlı kemirgen nörocerrahisini hızla gerçekleştirmek ve paylaşmak için kullanılabilir. Mevcut uygulamalar arasında kraniyotomiler, ince kafatası pencereleri ile elektrot veya kanül yerleştirmeleri yer almakla birlikte, bunlarla sınırlı değildir. Robotik cerrahi aletlerin kullanılması, kemirgen nörocerrahisinin doğruluğunu ve tekrarlanabilirliğini artırabilir.Bununla birlikte, ticari modeller aşırı derecede pahalı olabilir. Aşağıdaki protokol, mevcut bir stereo mikroskobu motorlu bir stereo mikroskoba yükseltmek için planlar sunmaktadır. Motorları kontrol etmek için kullanılan G kodu açık kaynaklıdır ve cerrahların oldukça spesifik ihtiyaçlarını karşılamak üzere modifiye edilebilir.Ekli MATLAB betikleri, erken benimseyenlerin basit nokta ve tıklama menülerini kullanarak otomatik olarak cerrahi işlemler oluşturmasına yardımcı olacaktır. Şu anda yalnızca birkaç oluşturulmuş cerrahi işlem desteklense de robot, hayvan modellerinde kullanılan nöroşirürji tekniklerinin büyük çoğunluğunu gerçekleştirebilir. Robotik cerrahiler, belirli zamanlardaki değişkenleri ortadan kaldırmak gibi birçok avantaja sahiptir.Son 30 yılda, laboratuvarım hayatta kalma cerrahilerimizde düşük sağkalım oranlarının yaşandığı dönemler geçirdi. Tek tek elenmesi gereken çok sayıda değişken olduğu için bu dönemler oldukça yıpratıcı olabiliyor. Robotik cerrahi, bu değişkenlerin bazılarını ortadan kaldıracak ve sorun giderme sürecimizi basitleştirecektir.Genel olarak, bu yöntem daha tutarlı cerrahi müdahaleleri, daha hızlı iyileşme sürelerini ve daha az hayvan ölümünü teşvik eder. Bu prosedüre, bipolar step motorları sürücü kartıyla birlikte verilen konnektörlere kablolayarak başlayın. Yeşil kabloyu A artıya, siyah kabloyu A eksiye, kırmızı kabloyu B artıya ve mavi kabloyu B eksiye bağlayın.Sıradaki slayt. Montaj deliklerini dikkatlice hizalayarak kaplinleri step motorların üzerine yerleştirin. Ardından, 2 mm M3 soket başlı vidaları kullanarak bunları sabitleyin ve kaplinlerin motorlara sıkıca tutturulduğundan emin olun.Kupleler ve yakalık için hazırlanan 3D modellerin dişleri içermediğini unutmayın. Bir diş boyutuyla etiketlenmiş delikler, imalat sonrası kılavuzla açılmalıdır. Ardından, küçük bir alyan anahtarı kullanarak stereotaksik cihazın her üç eksenindeki başparmak tutamaklarında bulunan set vidalarını çıkarın.Başparmak tutamakları dişli olduğu için, PTFE pullar kol üzerinde yerinde kalacak şekilde tutamakları saat yönünün tersine çevirerek çıkarın. Ardından, manşonların dişli uçlarını stereotaksik cihaz kollarının dişli millerine vidalayın; manşonlar ve PTFE halkalar arasında boşluk kalmadığından emin olun. Bu işlem, robot yön değiştirdiğinde koordinatların korunduğunu garanti eder.Ardından, üç adet bir çeyrek inç nf 10 32 konik uçlu set vidası kullanarak kelepçeleri stereotaksik kolların dişlerine sabitleyin. Her bir motoru ve kaplini kelepçelerin ve stereotaksik kolların üzerine kaydırın. Motorların kollara tam olarak oturduğundan ve kelepçelerdeki set vidası deliklerinin motor millerinin düz kısımlarıyla hizalandığından emin olun.Ardından, bağlantı aparatlarını montaj deliklerini ve altı adet yarım inç NF 10 32 konik uçlu set vidalarını kullanarak stereotiplere sabitleyin. Sonrasında, kolları üç çeyrek inç NF 10 32 set vidalarını kullanarak motor şaftlarına sabitleyin. Şimdi, üç step kontrolcüsünün her birini, her bir kontrolcü için adım çözünürlüğünü iki katına çıkaran yarım adım moduna getirerek CNC sürücü kartını hazırlayın. Birinci pini açık, ikinci pini kapalı, üçüncü pini açık, dördüncü pini kapalı, beşinci pini açık ve altıncı pini kapalı konuma getirin.x, y ve Z motorlarını, 12 volt güç kaynağı ile birlikte step motor sürücüsüne bağlayın. Ardından, step sürücüsünü bir DB 25 kablo kullanarak bilgisayar seri portuna bağlayın. Şimdi, step motor iletişim yapılandırmasını başlatmak için CNC frezeleme yazılımını açın.Lütfen aşağıdaki talimatların yalnızca bir TB 6 5 6 0 step motor sürücüsü ile kullanılmak üzere tasarlandığını unutmayın. Yapılandırma'ya (config), ardından portlar ve çıkış sinyalleri'ne (ports and output signals) tıklayın. İstenilen bilgileri doldurun ve uygula'ya (apply) basın.Ardından "config ports and pins and input signals" (portları, pinleri ve giriş sinyallerini yapılandır) seçeneğine tıklayın. İstenen bilgileri doldurun ve "apply" (uygula) butonuna basın. Sonrasında "config" (yapılandır) seçeneğine tıklayın.Ardından portlar, pinler ve motor çıkışlarını belirleyin. İlgili alanları doldurun ve uygula düğmesine basın. Bundan sonra, yapılandırma ve motor ayarları kısmına tıklayın.Komut alanını doldurun, eksen ayarlarını kaydet düğmesine tıklayın ve aynı değerleri kullanarak bu adımları her üç AE için tekrarlayın. Ardından, motor hızını dakikada bir inç olarak ayarlayarak stereotaksik cihazları CNC yazılımının ölçeğine göre kalibre edin; stereotaksik cihazların Z eksenini sayfa yukarı/sayfa aşağı tuşlarıyla en yakın milimetreye kadar kaydırın, Z eksenini sıfırlayın ve stereotaksik cihazı bir milimetre kaydırın. Mach three üzerinde Z ekseninde katedilen mesafe, ölçeklendirme sabitidir.Hareketlerin doğru olduğundan emin olmak için üç eksenin tamamını belirli mesafeler kat edecek şekilde programlayıp rastgele testler gerçekleştirdikten sonra, mikro motor matkabı ekstra büyük prob tutucu kullanarak stereotaksik cihaza takın. Öncelikle, yazılım tablosundaki tüm özel scriptleri bir bilgisayarda tek bir klasöre yerleştirin. Ardından, sharp edge craniotomy M scriptini açın ve kodu çalıştırın.İstemde her ikisini de seçin. Ne tür bir cerrahi işlem gerçekleştireceksiniz? Ardından, kafatası penceresinin köşelerini belirlemek için "custom" (özel) seçeneğini seçin, kraniyotomi köşelerinin x ve Y konumlarını tanımlayın.Her bir koordinat doğru sırayla girilmelidir. Formu tamamladıktan sonra tamam düğmesine basın. Ardından, üç kafatası deliği oluşturmak için isteme üç değerini girin. Sonra koordinatları kullanarak tanımla seçeneğini belirleyin ve şablondaki her bir deliğin koordinatlarını girin.Ardından, ilk test cerrahisi için delme parametrelerini tanımlayın. Varsayılan değerleri kabul edin. G koduna bir isim verin.Otomatik olarak oluşturulacak ve çalışma dizinine kaydedilecektir. G kodunu CNC frezeleme yazılımına ve test kafatasını stereotaksik cihazlara yükleyin. Kulak çubuklarını manuel olarak ayarlayın ve klavyedeki ok tuşlarını kullanarak matkap ucunu hareket ettirin; doğruluğu sağlamak için düşük bir hareket hızını tercih edin.Şimdi mikro motorlu matkabı çalıştırın ve matkap kontrolörü üzerindeki hız kadranını 50,000 RPM değerine ayarlayın. Döngü başlat düğmesine basın. Stereo ataklar, her geçiş arasında farklı derinliklerde aynı kesimin birçok geçişini gerçekleştirecektir.Cerrahın devam edebilmesi veya işlemi iptal edebilmesi için stereo saldırılar duraklayacaktır.Kesme. Kesme geçişlerine devam etmek için devam döngüsüne basın. Burada, daha önce tasarlanan cerrahinin uygulanmasının nihai sonucunu gösteren bir kafatası ve bu kafatası ise bir deliğe yerleştirilmiş bir kafatası vidasını göstermektedir.Kullanılan matkap ucu boyutu deliğin çapını ve dolayısıyla vida boyutunu belirleyecektir. Bu şekil, oklarla belirtilen ince bir kafatası penceresini içeren kafatasını göstermektedir. Sağ panelde, ışığın ince kafatası penceresinden geçtiği görülmektedir.Tekdüze robotik cerrahi cihazlar, günümüzde nörobilimdeki en yaygın sorunların bazılarını çözmeye yardımcı olabilir. Birincisi, araç yolları %100 tekrarlanabilirdir. İkincisi, deney hatalarını azaltabilir.Üçüncü olarak, motorlu cerrahi cihazlar bir deneyi gerçekleştirmek için gereken hayvan sayısını azaltabilir ve son olarak, insan elinden daha hassas ve doğrudurlar. Araştırmacıların basit cerrahi işlemleri otomatik olarak oluşturmasına olanak tanıyan özel bir yazılım ekledik. Motorlu stereo atakların bu yazılımla kısıtlanmadığını hatırlatmak önemlidir.Araştırmacılar, kendilerine özgü nörocerrahi işlemleri için en uygun olacak şekilde karmaşık araç yollarını kodlayabilirler. Yine de robotun doğruluğu; kaliteli işleme, doğru kuruluma ve bir CNC makinesinin nasıl çalıştığının doğru anlaşılmasına bağlıdır. Araştırmacılar bu motorlu stereotaktik cihazın işleyişini anlamak için zaman ayırdıkları sürece, daha iyi tekrarlanabilirlik ile daha az eğitimle ameliyatları daha doğru bir şekilde gerçekleştirebilirler.Genel olarak, otomatik cerrahi birçok avantaj sağlamaktadır. Motorize stereotaktik sistemler mevcuttur. Bunlar ticari olarak temin edilebilmektedir, ancak oldukça pahalıdırlar.Kevin ve David'in burada kurdukları sistem aynı yüksek kaliteye sahiptir ancak maliyeti oldukça düşüktür; ayrıca yazılımı ve sistemi tüm araştırma topluluğunun ücretsiz kullanımına sunmaktadırlar.

building-an-open-source-robotic-stereotaxic-instrument

Research

JoVE Journal

Neuroscience

Sinirbilim

Kaynak: Lee, H. et. al., Serbestçe Davranan Farenin Amigdalasında Başa Monte Minyatür Mikroskopla Başarılı İn vivo Kalsiyum Görüntüleme. J. Vis. Uzm. (2020)Bu video, gradyan kırılma indisi veya GRIN lens ve minyatür bir mikroskop kullanılarak bir farede in vivo kalsiyum görüntülemeyi göstermektedir. Kurulum, sürtünmesiz bir mobil kafes sistemi içinde kafa sabitlemesini birleştirir, nöronları uyarır ve kalsiyum iyonu akışını tetikler. GRIN lens, beyindeki kalsiyum sinyalini yakalayarak nöronal...

Serbestçe Hareket Eden Bir Farede Gerçek Zamanlı Mikroendoskopik Kalsiyum Görüntüleme

Viral vektörler hedefli gen manipülasyonu için izin verir. Bu arka boynuzu içine, bir viral vektör stereotaksik enjeksiyon, birincil somatosensoriyel afferentleri ve merkezi sinir sistemi nöronları arasındaki sinaptik bir temas önemli yer kullanılarak, koşullu gen ekspresyonu ya da fare omurilik ablasyonu için bir yöntem göstermektedir.

Fare Omurilik Koşullu Gen Manipülasyon için bir Viral Vector Stereotaksik Enjeksiyon

SEEG metodolojisi basitleştirilmiştir ve stereotaktik bir robotla daha hızlı hale getirilmiştir. Ameliyathanede robotun kullanılmasından önce ameliyat öncesi volümetrik MRG'nin hastaya kaydedilmesine dikkat edilmelidir. Robot, prosedürü kolaylaştırarak ameliyat sürelerinin azalmasına ve doğru implantasyonlara yol açar.

Robotik stereotaktik rehberlik sistemi kullanan stereoelektroensefalografik (SEEG) metodoloji için operatif teknik ve nüanslar

Burada açıklanan, açılı bir koronal yaklaşım kullanarak zorlu ve ulaşılması zor beyin bölgelerini (mekansal sınırlamalar nedeniyle) hedef alabilen stereotaktik bir prosedürdür. Bu protokol hem fare hem de sıçan modellerine uyarlanabilir ve kanül implantasyonu ve viral yapıların mikroenjectionları da dahil olmak üzere çeşitli nörobilimsel uygulamalara uygulanabilir.

Çok Yönlü Nörobilim Teknikleri için Uyarlanabilir Açılı Stereotaktik Yaklaşım

Mikrobubble ajanları ile odaklanmış ultrason odaklama odak ve geçici kan beyin bariyeri açabilirsiniz. Bu teknik, kan beyin bariyeri boyunca çok çeşitli ajanlar sunmak için kullanılmıştır. Bu makale, MRI kılavuzu olsun veya olmadan kemirgen beynine lokalize teslimat için ayrıntılı bir protokol sağlar.

Bir Sıçan Modelinde Odaklanmış Ultrason Kullanarak Konuma Özgü Kan Beyin Bariyeri Açılışına Tezgah Üstü Yaklaşım

Kan-beyin bariyeri (BBB) mikrobubble aracılı odaklanmış ultrason (FUS) ile geçici olarak bozulabilir. Burada, ultrason olmayan uzmanlar için erişilebilen modüler bir FUS sistemi kullanarak yüksek verimli BBB açma in vivo için adım adım bir protokol açıklıyoruz.

Kemirgenlerde Kan-Beyin Bariyeri Açıklığı için Yüksek Verimli Görüntü Destekli Stereotaktik Nöronavigasyon ve Odaklanmış Ultrason Sistemi

Bu protokol, beyin dilimlerinde tek nöral kök hücre ve nöroniçine mikroenjeksiyon için robotik bir platform kullanımını göstermektedir. Bu teknik çok yönlüdür ve yüksek uzamsal çözünürlüğe sahip dokudaki hücreleri izleme yöntemi sunar.

Robotik Mikroenjeksiyon Kullanarak Beyin Dilimlerinde Tek Nöral Kök Hücre ve Nöronların Manipülasyonu

3D stereo videoların insan derinliği algısı kamera ayrımına, yakınsama noktasına, nesneye olan uzaklığa ve aşinalığına bağlıdır. Bu makale, ideal kamera yapılandırmasını belirlemek için canlı açık kalp ameliyatı sırasında hızlı ve güvenilir test verisi toplama için robotlaştırılmış bir yöntem sönmektedir.

Açık Kalp Cerrahisinin Stereo 3D Görselleştirilmesi için İdeal Yapılandırmayı Belirlemek için Kamera Konumlarının Robotlu Testi

Burada, sıçanlar için benzersiz, 3D yazdırılabilir bir implant sunuyoruz, TD Drive adlı, simetrik, iki taraflı tel elektrot kayıtları yapabilen, şu anda aynı anda on dağıtılmış beyin bölgesinde bulunuyor.

TD Drive: Davranan ve Uyuyan Sıçanlarda Çok Alanlı Elektrofizyolojik Kayıtlar için Parametrik, Açık Kaynaklı Bir İmplant

Bu protokol, dirençli epilepsili hastalarda invaziv nöbet monitörizasyonu için kullanılan intraserebral elektrotların stereotaktik implantasyonu için bir yöntem olan robot yardımlı stereo elektroensefalografiyi (sEEG) sunar. sEEG için stereotaktik robotik rehberliği içeren teknikler güvenli ve hassastır ve özellikle daha fazla sayıda elektrot implante ederken cerrahi verimliliği artırabilir.

İnvaziv Epilepsi İzleme için Robotik Kılavuzlu Stereoelektroensefalografi

Keşfedin, açık kaynak robotik stereotaksik enstrüman tasarlama ve monte etme yöntemini kemirgen nöroşirürji için. Bu düşük maliyetli sistem, araştırmacılara hassas cerrahi planlama ve paylaşım olanağı sunar.

Bir Açık kaynak Robotik Stereotaksik Enstrüman Bina

Daha fazla video keşfet