一种经颅直流电刺激与激光多普勒测速一体化装置，包括刺激信号系统和测速系统；刺激信号系统由直流电刺激器、刺激隔离器、阳极电极片、阴极电极片组成；测速系统由激光器、分光器、聚焦透镜A、聚焦透镜B、反光镜、光电探测器、前置放大器和计算机组成。刺激信号系统对动物体头部进行直流电刺激，测速系统对动物体头部的脑血流速度进行测量。本发明专利技术具有操控安全简便、设计合理等优点。
【技术实现步骤摘要】
本专利技术涉及刺激与检测装备，尤其是一种对动物脑部进行直流电刺激并检测血液流速的装置。
技术介绍
电刺激在神经系统研究以及癫痫、帕金森、阿尔兹海默症等大脑疾病治疗过程中都得到越来越广泛的应用。经烦直流电刺激(transcranial direct currentstimulat1n，tDCS)是一种非侵入性的，利用低强度直流电调节大脑皮层神经元电活动的技术。tDCS由阳极和阴极两个表面电极组成，以微弱极化直流电作用于大脑皮质。研究表明阳极刺激通常能增强刺激部位神经元的兴奋性，阴极刺激则降低刺激部位神经元的兴奋性。激光多普勒测速技术是指利用激光多普勒效应来测量流体运动速度，它具有空间分辨率高、动态响应快、测量范围广、非接触测量等优点。研究直流电刺激作用下脑部血管的血流变化情况，对于分析神经血管耦合有着重要意义。在相关技术如下，专利号为200880105399.2的专利文件，介绍了一种刺激装置，该装置虽然能高精度地刺激大脑皮质运动区，但是不能实现对刺激部位血流变化的测量。而专利申请号为CN200410009261.6的专利文件，介绍了一种基于双频激光器的自混合干涉多普勒测速仪，虽然该装置是一种结构紧凑简单，性价比高，并且易于实现速度方向识别的测速装置，但是该装置不能在进行测量血流流速的同时进行经颅直流电刺激。综上所述，为克服已有技术的不足和缺陷，本专利技术提出了一种既能进行直流电刺激又能实现刺激时实时的脑血流速度测量的装置。
技术实现思路
本专利技术目的在于提供一种操控方便、结构合理、能同时进行直流电刺激与脑血流测量的经颅直流电刺激的激光多普勒测速装置。为实现上述目的，采用了以下技术方案:本专利技术所述装置包括刺激信号系统和测速系统;刺激信号系统由直流电刺激器、刺激隔离器、阳极电极片、阴极电极片组成，直流电刺激器的输出端通过数据线与刺激隔离器的信号输入端连接，刺激隔离器的阳极输出端通过导线与阳极电极片连接，刺激隔离器的阴极输出端通过导线与阴极电极片连接;测速系统由激光器、分光器、聚焦透镜A、聚焦透镜B、反光镜、光电探测器、前置放大器和计算机组成，激光器通过光纤与分光器连接，分光器将激光器发出的激光分解为两束等光强的平行光束，两条平行光束通过聚焦透镜A形成聚焦点；在分光器和聚焦透镜A之间的位置处安装一块反光镜，该反光镜的镜面与分光器分解出的两条光束呈非平行非接触状态，在反光镜的反射光路上安装聚焦透镜B，在聚焦透镜B的下方安装光电探测器，所述光电探测器的接收探头与聚焦透镜B的聚焦点重合，光电探测器的输出端通过数据线与前置放大器的输入端连接，前置放大器的输出端通过数据线与计算机连接。工作过程大致如下:刺激信号系统中的阳极电极片贴在小动物的颅骨上，阴极电极片贴于小动物脖子后侧皮肤，或者将二者调换位置亦可。直流电刺激器产生的信号经过刺激隔离器传递到阳极电极片和阴极电极片;直接经颅电流刺激的电流从阳极电极片流入从阴极电极片流出，电流流经小动物的大脑皮层，引起脑部神经生理变化，达到刺激目的。测速系统中，激光器、分光器、聚焦透镜A、聚焦透镜B、反光镜、光电探测器、前置放大器和计算机组成激光多普勒测速仪，通过激光探头的血细胞的多普勒信号被光电探测器收集，再经过前置放大器将信号进行放大，放大后的信号传输至计算机进行处理，根据速度与多普勒频率的关系得到脑血流速度。与现有技术相比，本专利技术具有如下优点:操控安全简便、设计合理，能同时进行经颅直流电刺激和脑血流速度的测量。【附图说明】图1是本专利技术的结构框图。附图标号:1-计算机、2-前置放大器、3-光电探测器、4-聚焦透镜B、5-激光器、6-分光器、7-反光镜、8-聚焦透镜A、9-直流电刺激器、10-刺激隔离器、11-阳极电极片、12-阴极电极片、13_大鼠头部。【具体实施方式】下面结合附图对本专利技术做进一步说明:如图1所示的本专利技术的结构框图中，以大鼠头部13为例对本专利技术进行说明，本专利技术所述装置包括刺激信号系统和测速系统；刺激信号系统由直流电刺激器9、刺激隔离器10、阳极电极片11、阴极电极片12组成，直流电刺激器的输出端通过数据线与刺激隔离器的信号输入端连接，刺激隔离器的阳极输出端通过导线与阳极电极片连接，刺激隔离器的阴极输出端通过导线与阴极电极片连接;测速系统由激光器5、分光器6、聚焦透镜A8、聚焦透镜B4、反光镜7、光电探测器3、前置放大器2和计算机1组成，激光器通过光纤与分光器连接，分光器将激光器发出的激光分解为两束等光强的平行光束，两条平行光束通过聚焦透镜A形成聚焦点;在分光器和聚焦透镜A之间的位置处安装一块反光镜，该反光镜的镜面与分光器分解出的两条光束呈非平行非接触状态，在反光镜的反射光路上安装聚焦透镜B，在聚焦透镜B的下方安装光电探测器，所述光电探测器的接收探头与聚焦透镜B的聚焦点重合，光电探测器的输出端通过数据线与前置放大器的输入端连接，前置放大器的输出端通过数据线与计算机连接。其中，所述激光器为He-Ni激光器。所述光电探测器为日本Hamamatsu公司的S8703型光电探测器。所述前置放大器为日本Hamamatsu公司的C11184型前置放大器。所述直流电刺激器为上海嘉龙教仪厂的JL-B型直流电刺激器。所述刺激隔离器为上海嘉龙教仪厂的JL-E型刺激隔离器。所述分光器、聚焦透镜、聚焦透镜、反光镜均采用北京卓立汉光仪器公司的相关设备。具体实施方法步骤如下:(1)将大鼠放置在脑立体定位仪上，固定住大鼠头部，通过开颅手术去掉大鼠头部的部分颅骨，去掉硬膜，保留完整的血管，将阳极电极片粘贴在靠近血管的部位，将阴极电极片粘贴在远离血管的部位，两个电极片之间的距离为5cm;(2)将固定住大鼠的脑立体定位仪放置在聚焦透镜A的正下方，调整立体定位仪与聚焦透镜A的位置，以便于聚焦透镜A的焦点能够聚焦在头部血管位置，调整立体定位仪与聚焦透镜A的角度，以便于聚焦透镜与头部血管形成倾斜角；(3)配置直流电刺激器产生直流电刺激所需的信号参数；(4)直流电刺激器产生的信号经过刺激隔离器传递到阳极电极片和阴极电极片；(5)tDCS的电流从阳极电极片流入从阴极电极片流出，电流流经大脑皮层，引起脑部神经生理变化；(6)直流电刺激的同时，打开激光器开关，配置激光器参数，激光器发出的激光经分光器将光源分解为等光强的两束平行光源，两束平行光源通过聚焦透镜A在其交点处聚焦，其焦点正好在头部组织的血管并且与血管形成角度；(7)光源照射在头部血管后，经过血流的散射作用后，散射光又通过聚焦透镜A照射在反光镜上，反光镜将散射光反射并通过聚焦透镜B聚焦到光电探测器处；(8)光电探测器接收到散射光信号后，将散射光信号转换为相应的电信号；(9)光电探测器将电信号传递给前置放大器，经前置放大器的放大作用后，传递给带有计算机；(10)计算机接收到电信号之后，计算机中的上位机对电信号处理从而得到直流电刺激部位的脑血流速度。以上所述的实施例仅仅是对本专利技术的优选实施方式进行描述，并非对本专利技术的范围进行限定，在不脱离本专利技术设计精神的前提下，本领域普通技术人员对本专利技术的技术方案做出的各种变形和改进，均应落入本专利技术权利要求书确定的保护范围内。【主权项】1.一种经颅直流电刺激与激光多普勒测速一体化装置，其特征在于:所述装置包括刺激信号本文档来自技高网...
【技术保护点】
一种经颅直流电刺激与激光多普勒测速一体化装置，其特征在于：所述装置包括刺激信号系统和测速系统；刺激信号系统由直流电刺激器、刺激隔离器、阳极电极片、阴极电极片组成，直流电刺激器的输出端通过数据线与刺激隔离器的信号输入端连接，刺激隔离器的阳极输出端通过导线与阳极电极片连接，刺激隔离器的阴极输出端通过导线与阴极电极片连接；测速系统由激光器、分光器、聚焦透镜A、聚焦透镜B、反光镜、光电探测器、前置放大器和计算机组成，激光器通过光纤与分光器连接，分光器将激光器发出的激光分解为两束等光强的平行光束，两条平行光束通过聚焦透镜A形成聚焦点；在分光器和聚焦透镜A之间的位置处安装一块反光镜，该反光镜的镜面与分光器分解出的两条光束呈非平行非接触状态，在反光镜的反射光路上安装聚焦透镜B，在聚焦透镜B的下方安装光电探测器，所述光电探测器的接收探头与聚焦透镜B的聚焦点重合，光电探测器的输出端通过数据线与前置放大器的输入端连接，前置放大器的输出端通过数据线与计算机连接。
【技术特征摘要】
【专利技术属性】
技术研发人员：王怀宝，袁毅，王红，马志涛，
申请(专利权)人：燕山大学，
类型：发明
国别省市：河北;13
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