一种光调控动物血压实时监测系统技术方案

本发明专利技术公开了一种光调控动物血压实时监测系统，包括与动物大脑相连用于控制神经元活动的光遗传刺激装置、埋置于动物体内的血压植入子、用于接收所述血压植入子测得的血压值的数据接收器、与所述数据接收器电连接的主机电控装置、以及与所述主机电控装置相连接用于对实验过程进行监控的监控装置。以此结构设计，不仅能够通过光遗传刺激装置实时调控大脑神经元活动，又能够通过与光遗传刺激装置相连接的其它装置或器件的设置，实现在光遗传刺激装置的作用下的同步血压遥控和监测。

Real time monitoring system for animal blood pressure controlled by light

The invention discloses a real-time monitoring system for optical control of animal blood pressure, including animal brain connected with light stimulation device, used for genetic control of neuronal activity embedded in animal blood pressure, blood pressure implant for receiving the blood pressure value measured by implantation of sub data receiving device, and the data receiver host electric control device the connection, and the host is connected with an electric control device for monitoring device to monitor the experiment process. Based on the structure design, can not only through the light stimulation device for real-time control of genetic neural activity in the brain, but also through other devices or devices connected with the light of genetic stimulation device settings, to achieve synchronous blood pressure remote control and monitoring in the light stimulation device under the action of genetic.

【技术实现步骤摘要】
一种光调控动物血压实时监测系统
本专利技术涉及生命科学
，尤其涉及一种光调控动物血压实时监测系统。
技术介绍
血压是血液在血管内流动时，作用于血管壁的压力，它是推动血液在血管内流动的动力。高血压和低血压都是危及人类生命的疾病，因此解释其发病机理和治疗方法很重要。血压的调控主要有体液和神经调节两种方式，由于中枢神经集中在大脑中，神经细胞的活动时程短，速度快，而且具有统一功能的细胞集中在同一位置形成核团，控制比较困难。光遗传学技术的出现使这个问题迎刃而解，光遗传学选用光敏感蛋白，用特定波长的光照射时，光敏感通道打开，离子交换，引起细胞去极化，产生动作电位，细胞兴奋。这一过程在ms级水平实现，所以光遗传学控制的神经元活动引起的行为学等变化是实时的。旧式血压的监测是用传感器放在皮肤外侧接近劲动脉处的，离真实的血压值差距较大，而且在进行血压测量之前需要经过脱毛适应等处理，动物应激大，血压值偏离真实值。例如，采用该血压的监测方法在对小鼠进行血压监测时，首先将血压传感器放在小鼠颈部，而放之前小鼠需要经过脱毛，适应等一系列实验过程，进而造成血压的测试非实时监测，而且传感器和接收器必须在小鼠身上，导致动物应激大，实验操作繁琐，结果不准确。采用该血压的监测方法存在的缺点有：一、实验前需要经过脱毛，适应等实验，操作繁琐，实验复杂；二、血压传感器不和动脉直接接触，血压数据不准确；三、传感器比较不敏感，操作过程中需要固定小鼠不动，固定太紧小鼠应激大，固定血压数据不稳定。现有技术下，也有将新一代的血压传感器埋置植入小鼠颈动脉处，可以实现实时监测血压小鼠，传感器和接收器可以放在不同位置，实现真正的实时遥测血压。但以此方式进行监测的主要缺点，在于不能在实时调控大脑的同时监测血压。新一代的血压监测技术，也有采用将植入子，手术植入，可以长时间实时监测血压，动物应激小，可以获得实时有效血压数据，但是该血压植入子只能监测血压，不能在同时调控神经系统。目前在光遗传实时刺激的同时，实时监控调控血压的技术还没有，因此有必要开发一种在实时控制大脑活动的情况下能实时监测血压的监测系统。
技术实现思路
本专利技术的目的在于提供一种能够通过光遗传刺激装置的作用下，对血压进行同步监测的光调控动物血压实时监测系统，为达此目的，本专利技术采用以下技术方案：一种光调控动物血压实时监测系统，包括与动物大脑相连用于控制神经元活动的光遗传刺激装置、埋置于动物体内的血压植入子、用于接收所述血压植入子测得的血压值的数据接收器、与所述数据接收器电连接的主机电控装置、以及与所述主机电控装置相连接用于对实验过程进行监控的监控装置。其中，所述光遗传刺激装置包括光脉冲发生器、与所述光脉冲发生器相连接的激光发射器、与所述激光发射器相连接的光纤跳线、以及与所述光纤跳线相连接用于将刺激光导入血糖调控中枢的光纤插芯。其中，所述主机电控装置包括主机，以及与所述主机相连接用于显示实时血压值的显示器，所述主机包括中央处理器，以及分别与所述中央处理器电连接的存储装置和第一数据采集卡，所述第一数据采集卡与所述数据接收器电连接。其中，所述监控装置包括红外摄像头，以及与所述红外摄像头相连接的第二数据采集卡，所述第二数据采集卡与所述主机的中央处理器相连接。其中，所述激光发生器包括用于激活表达CHR2蛋白的神经元的蓝光激光器，以及用于抑制表达eNpHR的神经元的黄光激光器。其中，所述蓝光激光器的波长设定为488nm，所述黄光激光器的波长设定为594nm。本专利技术的有益效果：本专利技术包括与动物大脑相连用于控制神经元活动的光遗传刺激装置、埋置于动物体内的血压植入子、用于接收所述血压植入子测得的血压值的数据接收器、与所述数据接收器电连接的主机电控装置、以及与所述主机电控装置相连接用于对实验过程进行监控的监控装置。以此结构设计，不仅能够通过光遗传刺激装置实时调控大脑神经元活动，又能够通过与光遗传刺激装置相连接的其它装置或器件的设置，实现在光遗传刺激装置的作用下的同步血压遥控和监测。附图说明图1是本专利技术一种光调控动物血压实时监测系统的结构示意图。具体实施方式下面结合附图并通过具体实施方式来进一步说明本专利技术的技术方案。如图1所示，本实施例中一种光调控动物血压实时监测系统，包括与动物大脑1相连用于控制神经元活动的光遗传刺激装置、埋置于动物体内的血压植入子、用于接收所述血压植入子测得的血压值的数据接收器2、与所述数据接收器2电连接的主机电控装置3、以及与所述主机电控装置3相连接用于对实验过程进行监控的监控装置4。具体的，本实施例中，所述光遗传刺激装置包括光脉冲发生器51、与所述光脉冲发生器51相连接的激光发射器52、与所述激光发射器52相连接的光纤跳线53、以及与所述光纤跳线53相连接用于将刺激光导入血糖调控中枢的光纤插芯。该光遗传刺激装置的功能是实现光遗传特意调控血压相关脑区，基因编辑技术将离子通道型光敏蛋白表达在控制血压的脑区，ChR2及其变体表达在控制血压脑区神经元细胞膜上后，用473nm的蓝光激活，可以打开离子通道，使得K+外流，Na+内流，造成细胞去极化，神经元被激活，自身分泌神经递质去调控或者将这种电活动直接传输给下一级神经元，最终影响血管上皮细胞上的神经纤维。eNpHR及其变体表达在控制血糖血压脑区的神经元包膜上后，用593nm的黄光去抑制这些神经元活动，最终影响血压。光脉冲发生器51的作用是设置光波的频率，幅度，占空比等条件，产生特定强度，特定频率的光波；激光发射器52产生特定波长的光，488nm蓝光激光器用于激活表达CHR2蛋白的神经元，594nm黄光激光器用于抑制表达enphr的神经元；光纤跳线53的作用是将激光发射器52产生的光导出，并传输至光纤插芯；光纤插芯的作用是埋置在小鼠特定脑区，将激光导入特定脑区，激活或者抑制特定脑区的神经元活动。血压植入子通过手术植入动物动脉，长时间实时监测血压。本实施例中，所述主机电控装置3包括主机31，以及与所述主机31相连接用于显示实时血压值的显示器32，所述主机31包括中央处理器，以及分别与所述中央处理器电连接的存储装置和第一数据采集卡，所述第一数据采集卡与所述数据接收器2电连接，所述监控装置4包括红外摄像头，以及与所述红外摄像头相连接的第二数据采集卡，所述第二数据采集卡与所述主机31的中央处理器相连接，以此结构设计，能够实时将采集到的血压值显示在显示屏32上，第一数据采集卡可以存储采集到的血压数据，并且提供算法，供输出简单易看懂的血压值。监控装置4，包括红外摄像头可以在明暗场中监控整个实验过程，第二数据采集卡用于存储视频数据供后续实验分析。上述光调控动物血压实时监测系统不仅可以用于研究动物的血压，还可以用于其他需要血压研究的相关科学问题，耦合电击刺激可以研究电击时血压的变化。也可以用于血糖等其他用植入子监测代谢的科学研究中。以上结合具体实施例描述了本专利技术的技术原理。这些描述只是为了解释本专利技术的原理，而不能以任何方式解释为对本专利技术保护范围的限制。基于此处的解释，本领域的技术人员不需要付出创造性的劳动即可联想到本专利技术的其它具体实施方式，这些方式都将落入本专利技术的保护范围之内。本文档来自技高网...

【技术保护点】
一种光调控动物血压实时监测系统，其特征在于：包括与动物大脑相连用于控制神经元活动的光遗传刺激装置、埋置于动物体内的血压植入子、用于接收所述血压植入子测得的血压值的数据接收器、与所述数据接收器电连接的主机电控装置、以及与所述主机电控装置相连接用于对实验过程进行监控的监控装置。

【技术特征摘要】
1.一种光调控动物血压实时监测系统，其特征在于：包括与动物大脑相连用于控制神经元活动的光遗传刺激装置、埋置于动物体内的血压植入子、用于接收所述血压植入子测得的血压值的数据接收器、与所述数据接收器电连接的主机电控装置、以及与所述主机电控装置相连接用于对实验过程进行监控的监控装置。2.根据权利要求1所述的一种光调控动物血压实时监测系统，其特征在于：所述光遗传刺激装置包括光脉冲发生器、与所述光脉冲发生器相连接的激光发射器、与所述激光发射器相连接的光纤跳线、以及与所述光纤跳线相连接用于将刺激光导入血糖调控中枢的光纤插芯。3.根据权利要求1所述的一种光调控动物血压实时监测系统，其特征在于：所述主机电控装置包括主机，以及与所述主机相连接用于显示实时血压...

【专利技术属性】
技术研发人员：贾香连，蔚鹏飞，任真，王立平，
申请(专利权)人：深圳先进技术研究院，
类型：发明
国别省市：广东,44