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).
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Artigo de método
Construir um Robotic estereotáxica Instrumento Open-source
Neste artigo
Resumo
Resumo
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.
Introdução
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 beneficiar....
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Protocolo
- 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.- 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-.
- Deslize os engates nos motores de passo, tomando cuidado para alinhar os furos de fixação, e prenda-o....
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Resultados
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.......
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Discussão
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 .......
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Divulgações
Os autores não têm concorrentes interesses financeiros para divulgar.
Agradecimentos
Este estudo foi financiado pelo Instituto Nacional sobre Abuso de Drogas Grants DA 006886, 032270 e DA.
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Materiais
| Nome | Empresa | Número de catálogo | Comentários |
|---|---|---|---|
| 1x Quadro U Padrão Stereotax | Kopf | Kopf | Este protocolo deve funcionar com a maioria dos dispositivos estereotáxicos existentes. |
| 3x 12 V, 1.6 A, 233 oz-inch Motor de Passo Bipolar com Engrenagem | Phidgets | Robot Shop | Qualquer motor de passo com engrenagem de alto torque deve servir. |
| 1x Controlador de Placa de Driver de Motor de Passo CNC de 3 Eixos | Toshiba | Ebay | Qualquer driver CNC de 3 Eixos deve servir. Item vinculado inclui software CNC Mach3. |
| 2x Acopladores de Braço: medial-lateral (ML) & dorsal-ventral (DV) | usinados sob medida | Desenhos de Peças | Estes devem ser usinados por sua oficina mecânica local. (os custos variam) |
| 1x Acoplador anterior-posterior (AP) | usinado sob medida | Desenhos de Peças | Estes devem ser usinados por sua oficina de máquinas local. (os custos variam) |
| 3x Colar de Motor para Estereotaxe | usinado sob medida | Desenhos de Peças | Estes devem ser usinados pela sua oficina local. (os custos variam) |
| Ver no Navegador | |||
| 12x Parafusos de Fixação de Ponta de Copo NF10-32 | McMaster Carr | ½ ” Comprimento | Você precisará de 6 de cada. |
| ¼ ” Comprimento | |||
| 12x Parafusos de Cabeça de Soquete M3 (20 mm) | McMaster Carr | 20mm Comprimento | Você precisará de 4 para cada motor |
| 1x Furadeira Micro-Motor | Buffalo Dental | X50 | Qualquer furadeira Micromotor funcionará. Pelo menos 38,000 rpm recomendado |
| 1x Fonte de Alimentação de 12 V DC | Adaptadores de 12 Volts | 12v DC - 7 Amp | 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). |
| 1x Suporte de Sonda Extra Grande | Stoelting | Stoelting | |
| 1x Crânio de Rato Grau B | Caveiras Unlimited | Skulls Unlimited | |
| Mach 3 Mill | ArtSoft USA | a href="http://www.machsupport.com/ccount/click.php?id=1">Trial Download | Qualquer software de controle CNC padrão deve funcionar. |
| Designer de cirurgia | Kevin Coffey David Barker | MATLAB File Exchange | Esses códigos estão disponíveis para modificação. Não aceitamos nenhuma responsabilidade pelo uso ou modificação do código. |
Referências
- Yin, H. H., Knowlton, B. J., Balleine, B. W. Lesions of dorsolateral striatum preserve outcome expectancy but disrupt habit formation in instrumental learning. Eur. J. Neurosci. 19 (1), 181-189 (2004).
- West, M. O., Woodward, D. J.
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Reimpressões e permissões
