一种参考电极固定装置的制作方法

本实用新型属于实验装置技术领域，尤其涉及一种参考电极固定装置。

背景技术：

在科研实验过程中，常常需要制作不同的大鼠模型，例如癫痫模型、脊髓损伤模型、外周神经损伤模型等，用于探索不同的病理环境下的神经、肌肉的功能康复方法。其中，采集多种干预疗法或者不同状态如跑步、取食等条件下，大鼠的神经或者肌肉的电信号成为一个无可或缺的神经肌肉功能康复监测手段。因此，在制作实验动物模型或者信号采集时，会根据后续实验的需要，将信号采集电极固定在实验动物上，一般采用差分电极，包含正极、负极和参考电极，其中参考电极对降低信号噪声非常重要。参考电极多为丝状，需要进行额外固定。以大鼠为例，为了防止电极在实验中被动物的毁坏。大部分电极固定在大鼠背部C6段或者头部，实验中，如固定在C6段则需要剔除大鼠对应区域的毛、切开表皮、皮下组织、平滑肌一直分离至大鼠脊椎骨，然后将电极丝打结，做成环状铆定点，缝合固定在脊柱骨骼附近，并留出一段延伸到骨骼与骨骼保持接触，然后再将皮下组织、肌肉以及表皮层层缝合。耗时1-2小时，这期间需要保持大鼠持续麻醉。如果固定在颅骨上,同样需要进行脱毛、切开表皮、分离皮下组织暴露头骨，然后根据颅骨接头的底座打下打孔，然后在孔里旋入螺丝，将参考电极丝固定在螺丝上，再将底座固定后用牙科水泥等进行固定，时间一般为1-2小时。

近年来，生物电信息的采集取得了长足的发展，如脑深部神经信号记录、外周神经信号的记录、肌电信号采集等。在记录动物电生理信号时，为了降低环境和动物自身的阻抗，通常需要将一根参考电极固定在动物的骨骼上。目前，主要采用两种方式进行参考电极固定，一种是如201310104168.2提到的一种生物电极固定器、201010588332.8脑部电极导线固定装置、201210291725.1大鼠初级听皮层微电极阵列植入固定手术方法等专利文献，主要针对中枢神经信号记录，将参考电极和记录电极固定在动物颅骨上，这种对于本身就需要在脑区提取信号的实验，是方便的，且有利于信号的保真。该方法也在外周神经信号的记录、肌电信号的采集等动物实验中，被多次采用。但这样就涉及两次电极的固定：记录电极固定和参考电极的固定，造成实验时间过长，且对动物本体的伤害更大。同时，部分实验者，考虑将参考电极丝，固定在脊髓中段，(大鼠无法自己用爪子触碰到的位置)，同样需要层层分离大鼠的表皮、皮下组织，脂肪等，将金属丝与脊椎接触，并将金属丝用手术线固定在附近的组织上，该方法，一方面耗时比较长，同时金属丝一端触碰在脊柱上很容易因为动物清醒后，身体活动而发生游离，无法确保，金属丝一直与脊柱保持良好的接触。同理，专利文献200410079559.4提出了用于生物阻抗、电阻或者电位测量的参考电极夹，该发明主要是通过将参考电极线固定在电极夹上，然后固定在动物的手、足腕关节处，但是该发明只适应于动物麻醉状态下在临时采集，并不能是适合长期在体记录。

目前参考电极主要是采用在颅骨或者是在脊柱C6位置固定。因此可以查阅到颅骨固定装置，如专利文献201310104168.2、201010588332.8等都是针对该方法，将电极固定在颅骨，但是普遍都需要进行脱毛、切皮、分离组织、打孔、固定等过程，因此，只能针对中枢神经进行信号采集等活动时候，具有优势，针对外周神经或者肌肉等生理信号采集与测量并不具备优势，特别是需要对动物进行两次较大的手术(一次为外周记录电极的固定，一次为颅骨上的参考电极的固定)，时间较长，对动物的伤害较大。

专利文献200410079559.4提出的生物参考电极夹，通过一个夹子的设计将参考电极与动物的四肢(皮肤比较薄且接近骨骼)连接，达到阻抗测量或者驱动的目的。但是该设计并不能长期固定在动物体，只适用于术中，不适合于长期测量、检测等实验的需求。

上述类似的案例较多针对颅内神经信号采集，但是针对脑区以外的神经信号乃至肌肉信号的采集是很不方便的。

技术实现要素：

本实用新型旨在至少解决上述技术问题之一，提供了一种参考电极固定装置，其可方便对脑区以外的神经信号乃至肌肉信号进行采集，利于提高实验效率。

本实用新型的技术方案是：一种参考电极固定装置，包括弯针和连接杆，所述弯针的后端通过转动连接结构连接于所述连接杆的后端，所述弯针的前端为尖端；

参考电极固定装置还包括用于将所述弯针的前端与所述连接杆的前端连接的套管结构。

可选地，所述转动连接结构为连接扣，所述弯针于靠近后端处设置有第一穿孔，所述连接杆于靠近后端处设置有第二穿孔，所述连接扣连接于所述第一穿孔和所述第二穿孔。

可选地，所述连接扣由金属杆折弯形成，所述金属杆的两端贴合且所述连接扣呈闭合状，或者，所述金属杆的两端具有间隙且所述连接扣呈开口环状。

可选地，所述弯针的后端和所述连接杆的后端设置有转动支承结构。

可选地，所述转动支承结构包括设置于所述连接杆后端的球面凹穴或弧面凹穴及设置于所述弯针后端的球面凸起或弧面凸起；或者，

所述转动支承结构包括设置于所述连接杆后端的球面凸起或弧面凸起及设置于所述弯针后端的球面凹穴或弧面凹穴。

可选地，所述弯针、连接杆和连接扣的表面设置有可刮除的绝缘涂层。

可选地，所述连接杆包括横杆和相对所述横杆垂直的纵向杆，所述纵向杆的上端一体；所述连接扣连接于所述纵向杆的底部处，所述弯针呈弧形。

可选地，所述套管结构呈折角状；且/或，所述套管结构为连接软管。

可选地，所述套管结构为热缩管；或者，所述套管结构为医用橡胶管且所述医用橡胶管填充有供针尖插入的填充物。

可选地，所述弯针、连接杆和连接结构均采用金属材质制成，参考电极连接于所述弯针、连接杆和连接结构中的至少一处。

本实用新型所提供的一种参考电极固定装置，其操作简单，利于提高实验效率；可以灵活固定在动物体不同的部位，能满足外周神经、中枢神经以及肌电等电生理信号测量实验的需要；可以设计不同规格大小，灵活使用于多种不同体量的动物，且可以缝在动物表皮下，避免被动物撕下，确保长期有效。仅与骨骼接触部分以及电极连接部分导通，其他部分均采用绝缘涂层保护，信号保真性更好。

附图说明

为了更清楚地说明本实用新型实施例中的技术方案，下面将对实施例中所需要使用的附图作简单地介绍，显而易见地，下面描述中的附图仅仅是本实用新型的一些实施例，对于本领域普通技术人员来讲，在不付出创造性劳动的前提下，还可以根据这些附图获得其他的附图。

图1是本实用新型实施例提供的一种参考电极固定装置的立体示意图；

图2是本实用新型实施例提供的一种参考电极固定装置中弯针的立体示意图；

图3是本实用新型实施例提供的一种参考电极固定装置中连接杆的立体示意图；

图4是本实用新型实施例提供的一种参考电极固定装置中连接扣(连接环)的立体示意图。

具体实施方式

为了使本实用新型的目的、技术方案及优点更加清楚明白，以下结合附图及实施例，对本实用新型进行进一步详细说明。应当理解，此处所描述的具体实施例仅仅用以解释本实用新型，并不用于限定本实用新型。

需要说明的是，术语“设置”、“连接”应做广义理解，例如，可以是直接设置、连接，也可以通过居中元部件、居中结构间接设置、连接。

另外，本实用新型实施例中若有“纵向”、“横向”、“长度”、“宽度”、“厚度”、“上”、“下”、“前”、“后”、“左”、“右”、“竖直”、“水平”、“顶”、“底”“内”、“外”等指示的方位或位置关系的用语，其为基于附图所示的方位或位置关系或常规放置状态或使用状态，其仅是为了便于描述本实用新型和简化描述，而不是指示或暗示所指的结构、特征、装置或元件必须具有特定的方位或位置关系、也不是必须以特定的方位构造和操作，因此不能理解为对本实用新型的限制。在本实用新型的描述中，除非另有说明，“多个”的含义是两个或两个以上。

在具体实施方式中所描述的各个具体技术特征和各实施例，在不矛盾的情况下，可以通过任何合适的方式进行组合，例如通过不同的具体技术特征/实施例的组合可以形成不同的实施方式，为了避免不必要的重复，本实用新型中各个具体技术特征/实施例的各种可能的组合方式不再另行说明。

如图1至图4所示，本实用新型实施例提供的一种参考电极固定装置，可用于在科学实验中采集动物的外周神经信号、肌电信号，包括弯针1和连接杆2，弯针1的后端通过转动连接结构连接于连接杆2的后端，弯针1的前端为尖端11；参考电极固定装置还包括用于将弯针1的前端与连接杆2的前端连接的套管结构4。弯针1可以类似手术针一样穿过皮肤与组织，然后将穿出的针尖(尖端11)通过套管结构4(热缩管或者橡胶管)固定于连接杆2的前端，参考电极则根据需要自由选择固定在连接环或者刚性的连接杆2上，最后，将连接杆2的刚性部分、转动连接结构等部分作为铆定点，缝合在皮下组织上加以固定。这样，正常操作下，十分钟内可以固定好电极，降低了手术难度，减少了动物麻醉时间(可降低大鼠术中死亡率)，大大缩短了实验时间。

具体地，转动连接结构为连接扣31(连接环)，弯针1于靠近后端处设置有第一穿孔101，连接杆2于靠近后端处设置有第二穿孔201，连接扣31连接于第一穿孔101和第二穿孔201，连接可靠性高，弯针1可以相对连接杆2转动，以便于操作。通过弯针1穿过大鼠软组织层，并采用热缩管或者硅胶管将针尖与连接杆2连接固定，然后电极丝根据需要固定在连接环或者是连接杆2上，实现与大鼠骨骼的连通。该过程比较简单，所需实验时间较短，操作便捷，不会对动物造成过大的伤害，对固定的位置没有很严苛的要求，可固定在脊柱任意段，亦可固定在实验动物的头部，取决于实验需要。

具体地，连接扣31由金属杆折弯形成，金属杆的两端贴合且连接扣31呈闭合状，或者，金属杆的两端具有间隙30且连接扣31呈开口环状。开口可扣于弯针1的第一穿孔101，间隙尺寸小于第一穿孔101的轴向深度。具体应用中，连接扣31可呈矩形、圆形、盾形等。金属杆的直径不大于第一穿孔101、第二穿孔201的孔径。

具体地，弯针1的后端和连接杆2的后端设置有接触式的转动支承结构，一方面可以更可靠地实现信号传导，另一方面可以便于弯针1和连接杆2之间的角度调整，以便于穿刺操作。

具体地，转动支承结构包括设置于连接杆2后端的球面凹穴202或弧面凹穴及设置于弯针1后端的球面凸起102或弧面凸起。

或者，转动支承结构包括设置于连接杆2后端的球面凸起或弧面凸起及设置于弯针1后端的球面凹穴或弧面凹穴。

具体地，弯针1、连接杆2和连接扣31的表面设置有可刮除的绝缘涂层，绝缘涂层可为特氟龙涂层。转动支承结构、连接扣31与弯针1、连接杆2相接处可不设置有上述绝缘涂层(特氟龙涂层)，特氟龙涂层其可以降低表面张力，也可减少导电度，实验开始前，可将弯针1最底部表面的涂层刮掉部分，作为与骨骼接触导通的点，试验效果更佳。

具体地，连接杆2包括横杆21和相对横杆21垂直的纵向杆22，纵向杆22的上端一体连接于横杆21的后端，连接杆2整体可呈L形，本实施例中，第二穿孔201设置于纵向杆22靠近底端处，纵向杆22的底部设置有球面凹穴，弯针1的前端设置有球面凸起。连接扣31连接于纵向杆22的底部处，弯针1呈弧形。

具体地，套管结构4呈折角状，其分别连接于横杆21的前端和弯针1的前端。

具体地，套管结构4可为连接软管等。

具体应用中，套管结构4也可为热缩管；或者，套管结构4为医用橡胶管且医用橡胶管填充有供针尖插入的填充物。

具体地，弯针1、连接杆2和连接结构均采用金属材质制成，参考电极连接于弯针1、连接杆2和连接结构(连接扣31)中的至少一处。

本实施例中，弯针1、连接环以及连接杆2的刚性部分均表面镀有特氟龙涂层。实验开始前，可将弯针1最底部表面的涂层刮掉部分，作为与骨骼接触导通的点；然后采用弯针1刺入组织，到达动物脊柱或者颅骨等骨骼处，弯针1针尖向上穿过多层皮肤穿出到皮肤表面，采用热缩管或者软管结合硅胶等材料灵活的固定并藏好弯针1针尖部分，进而达到固定的目的，参考电极丝则根据实验的需要可以自由选择固定在弯针1、连接环或者连接杆2等金属材质部分，实现与动物骨骼的导通。连接环主要用于将将弯针1和连接杆2相连，采用卡扣结构方便组装，同时，弯针1顶部为半球形与连接杆2末端内凹的半球形契合形成一个支点，这样弯针1和连接杆2自由度高，方便实验者操作。该装置大大的方便了实验者操作实验，可以有效的缩短实验时间，且可以灵活地根据实验需要选择参考电极固定的位置，可方便对脑区以外的神经信号乃至肌肉信号进行采集。

本实用新型实施例所提供的固定参考电极的装置，主要用于动物科学实验中，方便实验者快速便捷的将参考电极固定在动物适当的身体部位，与动物骨骼连接形成一个等势体，为动物肌电、神经信号等生理电信号的采集与测量提供可靠的参比信息。以在采集SD大鼠的下肢肌电信号为例介绍具体的实施方法：

首先大鼠麻醉后进行俯卧位固定，对目标肌电采集区域以及参考电极的固定位置脱毛，打开大鼠下肢目标肌肉区域，同时切开脊柱C6区域的表层皮肤，暴露皮下结缔组织。将肌电电极固定在目标肌肉上，然后走皮下将参考电极延伸到C6暴露区域，将电极丝前端的绝缘侧去掉，同时刮去电极固定点附近的涂层，穿过连接环或者绕过连接杆2打结固定，使得电极丝导电区域与参考电极固定装置的金属导电部位充分接触后打结固定。刮去弯针1最底部将于骨骼接触部分的涂层后，用手术镊子夹持弯针1，刺入C6段上的皮下组织抵达脊柱后，弯针1转弯向上再次穿过皮下组织，暴露出弯针1的针尖，并用连接软管(套管结构4)包裹针尖，此处可根据需要采用热缩管作为连接软管，进行加热使得若所管贴合包被好针尖，也可以采用普通医用橡胶管，在中空部分填塞硅胶、橡胶等致密且针尖可插入的材料，方便针尖刺入固定。最后根据需要和松紧程度，用手术线将暴露的连接杆2、连接环固定在皮肤组织上，关闭表层皮肤即可。整个实验过程的时间大幅度缩减，同时也大大减少了实验人员的工作量，可方便对脑区以外的神经信号乃至肌肉信号进行采集，利于提高实验效率。

以上仅为本实用新型的较佳实施例而已，并不用以限制本实用新型，凡在本实用新型的精神和原则之内所作的任何修改、等同替换或改进等，均应包含在本实用新型的保护范围之内。