Cuff电极的构建与性能的初步研究

论文摘要

Cuff电极是一种植入到外周神经周围的电极,可以用来记录神经电信号,并可作为刺激电极用于神经肌肉功能性刺激( functional neuromuscular stimulation,FNS)。本研究中我们首先建立了一种Cuff电极的构建方法,并对其物理性能作了研究;然后将其作为一种神经信号记录电极,植入到狗的面神经分支周围,以探讨我们所构建的电极作为神经电极的可行性;最后通过分析记录到的信号的稳定性以及对神经的组织形态学的影响,研究应用该电极进行长期植入时的稳定性能。目的:1.构建Cuff电极,并从物理性能方面研究其作为植入电极使用的可能性;2.将构建的Cuff电极,植入到狗的面神经颧支周围,提取神经电信号,以研究这种电极能否作为提取外周神经电信号的电极使用;3.将Cuff电极作为神经记录电极长期植入动物体内,从所提取到的神经电信号的稳定性,以及对植入电极组织形态的影响方面,观察是否可以作为长期植入电极使用?方法:1.使用预成套管缝合法构建Cuff电极,然后从电极的导电性与绝缘性两个方面测试其物理性能;2.在狗面神经颧支周围植入Cuff电极,通过这个植入电极,提取神经信号并进行信号分析;3.在狗面神经颧支周围植入Cuff电极,通过这个植入电极,分别在14天、6月后提取自然发生的神经电信号,比较分析不同时间提取的信号的差异性。通过组织形态学的方法,在Cuff电极植入后6个月观察分析周围有电极植入的神经段落的组织形态学变化,以分析植入电极对神经的影响。结果:1.应用预成硅胶套管缝合法构建出了Cuff电极,测试结果显示其具有良好的导电性和绝缘性,可作为植入电极使用;2.通过研究中所构建的Cuff电极可以提取到能反映神经所支配肌肉的功能作用状态的神经电信号,说明这种电极可以作为用来提取神经电信号的神经电极使用;3.在电极植入后14天、6月均能提取出能反映眨眼动作发生的神经信号,所提取到的自然睁眼状态下的神经信号在根方均值RMS和中位频率MPF方面没有明显的变化。长期植入Cuff电极的神经,未发现有明显的损伤性形态改变,这说明该电极可以作为长期植入性电极进行应用。结论:本研究提供了一种神经Cuff电极的制作方法,通过这种方法构建的神经Cuff电极,可以应用于神经电信号的研究和神经功能修复等领域。

论文目录

• 缩略语表
• 中文摘要
• ABSTRACT
• 前言和文献回顾
• 正文
• 实验一 Cuff 电极的构建
• 1. 研究方法
• 1.1 Cuff 电极的构建
• 1.2 Cuff 电极物理性能测试方法
• 2. 研究结果
• 2.1 Cuff 电极的构建结果
• 2.2 研究中构建的 Cuff 电极物理性能检测结果
• 3. 分析与讨论
• 实验二 研究中所构建的 Cuff 电极在面神经电信号的提取方面的研究
• 1. 研究方法
• 1.1 电极的植入过程
• 1.2 神经电信号的提取方法
• 1.2.1 信号提取时放大器的使用
• 1.2.2 信号提取时三极 Cuff 电极与放大器的连接方法
• 1.2.3 整个神经电信号提取系统的连接方法
• 1.2.4 提取神经电信号时动物状态的确定方法
• 2. 结果
• 2.1 放大器输入端短路噪声的采集结果
• 2.2 神经支配肌肉静息状态下面神经信号的采集结果
• 2.3 神经支配肌肉收缩状态下面神经信号的采集结果
• 3. 分析与讨论
• 3.1 关于本研究中构建的Cuff 电极在神经电信号提取中的应用
• 3.2 关于狗面神经颧支的神经电信号的提取
• 实验三 Cuff 电极长期植入性能初步研究
• 1. 材料和方法
• 1.1 材料
• 1.2 方法
• 1.2.1 Cuff 电极稳定性研究
• 1.2.2 Cuff 电极对其作用神经结构的影响研究
• 2. 结果
• 2.1 对眨眼动作发生的反映情况
• 2.2 不同的植入时间神经电信号差异性分析
• 2.3 Cuff 电极对其作用神经结构的影响研究结果
• 3. 讨论
• 小结
• 参考文献
• 个人简历和研究成果
• 致谢