基于無線通訊的穿戴式大鼠嗅覺神經信號檢測裝置及方法

基于無線通訊的穿戴式大鼠嗅覺神經信號檢測裝置及方法
【專利摘要】本發明公開了一種基于無線通訊的穿戴式大鼠嗅覺神經信號檢測裝置及方法，所述裝置包括微絲電極陣列、前置探頭插針、前置放大器、FPC排線、FPC排線連接器、鋰電池、第一印刷電路板、第二印刷電路板、計算機或移動終端；微絲電極陣列包括鎳鉻合金微絲、電極印刷電路板和環氧膠，鎳鉻合金微絲平行排列于電極印刷電路板正反兩面，每面各排列四根，通過環氧膠封裝；第一印刷電路板包括放大濾波電路和電源模塊；第二印刷電路板包括微控制器和Wi-Fi芯片；本發明的微絲電極陣列可滿足活動大鼠嗅覺神經信號的在體檢測；本發明采用鋰電池供電結合Wi-Fi技術，不限定大鼠的活動范圍，對實驗環境要求小，具有操作簡單和遠距離測量的優點。
【專利說明】
【技術領域】
[0001] 本發明涉及動物神經信號檢測領域，尤其涉及一種基于無線通訊的穿戴式大鼠嗅 覺神經信號檢測裝置及方法。 基于無線通訊的穿戴式大鼠嗅覺神經信號檢測裝置及方法

【背景技術】
[0002] 利用植入式嗅覺氣味微電極陣列結合信號采集系統記錄和分析大鼠嗅覺神經系 統的電生理活動具有廣泛的應用需求。目前，技術較為成熟、商品化的在體多通道神經信號 米集系統主要有美國 Plexon、Blackrock Microsystems、TDT、德國 Multichannel systems 等公司推出的系列產品，而國內公司起步較晚，生產的儀器性能與國外相比還存在一定差 距，此外，國內外已報道的植入式微電極陣列不能滿足嗅覺氣味的在體檢測。傳統儀器采用 有線傳輸的方式，極大的限制了動物的活動范圍，對實驗環境要求較高。


【發明內容】

[0003] 本發明的目的在于針對現有技術的不足，提供一種基于無線通訊的穿戴式大鼠嗅 覺神經信號檢測裝置及方法。
[0004] 本發明的目的是通過以下技術方案來實現的：一種基于無線通訊的穿戴式大鼠嗅 覺神經信號檢測裝置，包括：微絲電極陣列、前置探頭插針、前置放大器、FPC排線、FPC排線 連接器、鋰電池、第一印刷電路板、第二印刷電路板、計算機或移動終端；其中，所述微絲電 極陣列包括鎳鉻合金微絲、電極印刷電路板和環氧膠，鎳鉻合金微絲平行排列于電極印刷 電路板正反兩面，每面各排列四根，通過環氧膠封裝；所述第一印刷電路板包括放大濾波電 路和電源模塊；第二印刷電路板包括微控制器和Wi-Fi芯片；前置放大器一端通過前置探 頭插針、電極印刷電路板與鎳鉻合金微絲相連，另一端通過FPC排線與第一印刷電路板輸 入端相連，第一印刷電路板輸出端通過FPC排線與第二印刷電路板相連；鋰電池與第一印 刷電路板的電源模塊相連；Wi-Fi芯片通過無線局域網與計算機或移動終端進行通信；第 一印刷電路板、鋰電池和第二印刷電路板由下至上排列，通過動物背包固定在大鼠背部；
[0005] 所述放大濾波電路包括8組子電路，每組子電路均包括依次相連的工頻陷波器、 二級放大器、帶通濾波器和輸出緩沖，放大濾波電路對前置放大器輸出的8路信號進行放 大濾波處理。
[0006] 所述工頻陷波器包括5個電阻Rl-R5、3個電容C1-C3和2個運算放大器U1-U2 ; 電阻R1的一端與電容C1的一端相連后接入前置放大器的輸出端，電阻R1的另一端與電阻 R2的一端、電容C3的一端相連，電容C1的另一端與電容C2的一端、電阻R3的一端相連， 電阻R2的另一端與電容C2的另一端相連后接入運算放大器U1的同相輸入端，電容C3的 另一端與電阻R3的另一端相連后接入運算放大器U2的反相輸入端和輸出端；電阻R4的一 端與運算放大器U1的反相輸入端、輸出端相連后作為工頻陷波器的輸出端，電阻R4的另一 端與電阻R5的一端相連后接入運算放大器U2的同相輸入端，電阻R5的另一端與電源地相 連；運算放大器U1、U2的正電源端均與+5V電源相連，負電源端均與-5V電源相連。
[0007] 所述二級放大器和帶通濾波器包括5個電阻R6_R10、3個電容C4-C6和2個運算 放大器U3-U4 ;所述電容C4的一端與工頻陷波器的輸出端相連，另一端與電阻R8的一端相 連后接入運算放大器U3的同相輸入端，電阻R8的另一端與電源地相連；電阻R6和R7相連 后接入運算放大器U3的反相輸入端，電阻R6的另一端與電源地相連，電阻R7的另一端與 電阻R9的一端相連后接入運算放大器U3的輸出端；電阻R9的另一端與電阻R10、電容C5 的一端相連，電阻R10的另一端與電容C6的一端相連后接入運算放大器U4的同相輸入端， 電容C6的另一端與電源地相連，電容C5的另一端與運算放大器U4的輸出端、反相輸入端 相連后作為二級放大器和帶通濾波器的輸出端；運算放大器U3、U4的正電源端均與+5V電 源相連，負電源端均與-5V電源相連。
[0008] 所述輸出緩沖包括2個電阻R11-R12和運算放大器U5 ;電阻R12的一端與二級放 大器和帶通濾波器的輸出端相連，另一端與電阻Rl 1的一端相連后接入運算放大器U5的同 相輸入端，電阻R11的另一端與+5V電源相連；運算放大器U5的正電源端與+5V電源相連， 負電源端與-5V電源相連，反相輸入端與輸出端相連后作為輸出緩沖的輸出端。
[0009] 一種應用上述大鼠嗅覺神經信號檢測裝置檢測大鼠嗅覺神經信號的方法，包括以 下步驟：
[0010] (1)將鎳鉻合金微絲包埋于大鼠嗅球或嗅皮層：選取重200 - 250g的雄性SD大 鼠，麻醉后固定于立體定位儀上；手術在無菌條件下進行，利用顱鉆磨去嗅球/嗅皮層上方 覆蓋的頭骨，暴露出嗅球/嗅皮層背部；隨后用液壓微推進器將鎳鉻合金微絲緩慢植入到 大鼠嗅覺神經層；用牙科水泥對鎳鉻合金微絲進行包埋；
[0011] (2)選取單分子氣體和自然氣體對大鼠進行刺激；單分子氣體用無色無味的礦物 油進行稀釋，單分子氣體濃度為1(Γ 15?l〇4mol/L ;將大鼠放于長30cm，寬25cm，高30cm的 有機玻璃籠子中，將滴有〇. lmL單分子氣體的濾紙放于大鼠鼻腔旁，停留5s ;得到氣味響應 后，向籠子中通入新鮮空氣，并等待5min ;鎳鉻合金微絲記錄大鼠嗅覺神經信號；
[0012] (3)鋰電池與第一印刷電路板中電源模塊的輸入端相連后，微控制器執行硬件和 網絡協議棧的初始化，并建立TCP服務器，當計算機或移動終端與Wi-Fi芯片建立無線網絡 連接后，微控制器等待計算機或移動終端的指令，啟動數據采集；前置放大器對步驟3中鎳 鉻合金微絲記錄到的大鼠嗅覺神經信號進行前置放大后，對信號依次進行工頻陷波、二級 放大、帶通濾波和輸出緩沖處理；微控制器內置的數模轉換器循環掃描轉換8通道模擬信 號輸入，并將數據存入數據緩沖區，緩沖區滿之后，微控制器使用TCP協議將數據發送給計 算機或移動終端，由計算機或移動終端對大鼠嗅覺神經信號數據進行顯示、記錄。
[0013] 本發明的有益效果是：本發明的八通道微絲電極陣列可滿足活動大鼠嗅覺神經信 號的在體檢測；本發明采用鋰電池供電結合Wi-Fi技術，不限定實驗中大鼠的活動范圍，對 實驗環境要求小，操作簡單，可進行遠距離測量；本發明裝置具有低噪聲、輕負重、高通量的 優點。

【專利附圖】

【附圖說明】
[0014] 圖1是微絲電極陣列結構圖；
[0015] 圖2是本發明穿戴式活動大鼠嗅覺神經信號檢測裝置結構圖；
[0016] 圖3是本發明穿戴式活動大鼠嗅覺神經信號檢測裝置原理框圖；
[0017] 圖4是放大濾波電路流程圖；
[0018] 圖5是工頻陷波器電路圖；
[0019] 圖6是二級放大器和帶通濾波器電路圖；
[0020] 圖7是輸出緩沖電路圖；
[0021] 圖8是電源模塊原理圖；
[0022] 圖9是+5V電源電路圖；
[0023] 圖10是-5V電源電路圖；
[0024] 圖11是+3. 3V電源電路圖；
[0025] 圖12是微控制器和Wi-Fi芯片原理圖；
[0026] 圖13是嵌入式Wi-Fi模塊電路圖；
[0027] 圖14是微控制器控制流程圖；
[0028] 圖15中（a)為大鼠受六種不同氣體刺激時記錄到的嗅覺神經信號示意圖，（b)為 神經元受不同濃度的香芹酮刺激時的發放頻率變化圖；
[0029] 圖中，鎳鉻合金微絲1、電極印刷電路板2、環氧膠3、前置探頭插針4、前置放大器 5、FPC排線6、FPC排線連接器7、鋰電池8、第一印刷電路板9、第二印刷電路板10。

【具體實施方式】
[0030] 以下結合附圖及具體實施例對本發明作詳細描述，但并不是限制本發明。
[0031] 如圖1-3所示，本發明基于無線通訊的穿戴式大鼠嗅覺神經信號檢測裝置，包括： 微絲電極陣列、前置探頭插針4、前置放大器5、FPC排線6、FPC排線連接器7、鋰電池8、第 一印刷電路板9、第二印刷電路板10、計算機或移動終端；其中，直徑為65 μ m鎳鉻合金微絲 1表面用聚醋酸甲基乙烯脂做絕緣層，平行排列于電極印刷電路板2正反兩面，每面各排列 四根，鎳鉻合金微絲1之間的距離為200-400 μ m，自由端剝除絕緣層后焊接于電極印刷電 路板2的焊盤，并用環氧膠3封裝，每根鎳鉻合金微絲1的阻抗在1kHz時約為300k Ω ;所 述第一印刷電路板9包括放大濾波電路和電源模塊；第二印刷電路板10包括微控制器和 Wi-Fi芯片；前置放大器5 -端通過前置探頭插針4、電極印刷電路板2與鎳鉻合金微絲1 相連，另一端通過FPC排線6與第一印刷電路板9輸入端相連，第一印刷電路板9輸出端通 過FPC排線6與第二印刷電路板10相連；鋰電池8與第一印刷電路板9的電源模塊相連； Wi-Fi芯片通過無線局域網與計算機或移動終端進行通信；第一印刷電路板9、鋰電池8和 第二印刷電路板10由下至上排列，通過動物背包固定在大鼠背部；
[0032] 如圖4所示，所述放大濾波電路包括8組子電路，每組子電路均包括依次相連的工 頻陷波器、二級放大器、帶通濾波器和輸出緩沖，放大濾波電路對前置放大器5輸出的8路 信號進行放大濾波處理。
[0033] 如圖5所示，所述工頻陷波器采用雙T網絡結構，包括5個電阻R1_R5、3個電容 C1-C3和2個運算放大器U1-U2 ;電阻R1的一端與電容C1的一端相連后接入前置放大器5 的輸出端，電阻R1的另一端與電阻R2的一端、電容C3的一端相連，電容C1的另一端與電 容C2的一端、電阻R3的一端相連，電阻R2的另一端與電容C2的另一端相連后接入運算放 大器U1的同相輸入端，電容C3的另一端與電阻R3的另一端相連后接入運算放大器U2的 反相輸入端和輸出端；電阻R4的一端與運算放大器U1的反相輸入端、輸出端相連后作為工 頻陷波器的輸出端，電阻R4的另一端與電阻R5的一端相連后接入運算放大器U2的同相輸 入端，電阻R5的另一端與電源地相連；運算放大器U1、U2的正電源端均與+5V電源相連，負 電源端均與-5V電源相連。
[0034] 如圖6所示，所述二級放大器和帶通濾波器包括5個電阻R6-R10、3個電容C4-C6 和2個運算放大器U3-U4 ;所述電容C4的一端與工頻陷波器的輸出端相連，另一端與電阻 R8的一端相連后接入運算放大器U3的同相輸入端，電阻R8的另一端與電源地相連；電阻 R6和R7相連后接入運算放大器U3的反相輸入端，電阻R6的另一端與電源地相連，電阻R7 的另一端與電阻R9的一端相連后接入運算放大器U3的輸出端；電阻R9的另一端與電阻 R10、電容C5的一端相連，電阻R10的另一端與電容C6的一端相連后接入運算放大器U4的 同相輸入端，電容C6的另一端與電源地相連，電容C5的另一端與運算放大器U4的輸出端、 反相輸入端相連后作為二級放大器和帶通濾波器的輸出端；運算放大器U3、U4的正電源端 均與+5V電源相連，負電源端均與-5V電源相連。
[0035] 如圖7所示，所述輸出緩沖包括2個電阻R11-R12和運算放大器U5 ;電阻R12的 一端與二級放大器和帶通濾波器的輸出端相連，另一端與電阻R11的一端相連后接入運算 放大器U5的同相輸入端，電阻R11的另一端與+5V電源相連；運算放大器U5的正電源端與 +5V電源相連，負電源端與-5V電源相連，反相輸入端與輸出端相連后作為輸出緩沖的輸出 端。
[0036] 圖8為電源模塊原理圖，鋰電池輸出電壓經過DC/DC轉換得到±5V和+3. 3V電源。
[0037] 圖9為+5V電源電路，包括鋰電池 BAT，2個電阻R13-R14、3個電容C7-C9、電感L1、 TPS61200芯片U6。鋰電池 BAT的負極與電容C7的一端、電源地相連，正極與電容C7另一 端、電感L1的一端連接后與TPS61200芯片U6的5、6、7、8號引腳相連；電感L1的另一端與 TPS61200芯片U6的3號引腳相連。TPS61200芯片U6的0、4、9號引腳與電源地相連，2號 引腳為+5V電源輸出端，2號引腳與電阻R13、電容C9的一端相連，1號引腳與電容C8的一 端相連，10號引腳與電阻R13的另一端、電阻R14的一端相連；電容C9的另一端、電阻R14 的另一端、電容C8的另一端與電源地相連。
[0038] 圖10為-5V電源電路，包括4個電阻R15-R18、6個電容C10-C15、鋰電池 BAT、二極 管D1、電感L2、TPS63700芯片U7。鋰電池 BAT的負極與電容C11的一端、電源地相連，正極 與電阻R15相連后接入TPS63700芯片U7的5號引腳，電阻R15的另一端與電容C10的一 端相連后接入TPS63700芯片U7的3、4號引腳，電容C10的另一端與電源地相連；TPS63700 芯片U7的0、2、7號引腳與電源地相連，1號引腳與電容C13的一端相連，6號引腳與二極管 D1的負極、電感L2的一端相連，8號引腳為-5V電源輸出引腳，8號引腳與二極管D1的正 極、電阻R17的一端、電阻R18的一端、電容C15的一端相連，9號引腳與電阻R17的另一端、 電阻R16的一端、電容C14的一端相連，10號引腳與電容C12的一端、電阻R16的另一端相 連；電容C14的另一端與電阻R18的另一端相連，電容C12、C13、C15的另一端與電源地相 連，電感L2的另一端與電源地相連。
[0039] 圖11為+3. 3V電源電路圖，包括鋰電池 BAT、2個電容C16-C17、電感L3、TPS63031 芯片U8。鋰電池 BAT負極與電容C16的一端、電源地相連，正極與電容C16的另一端相連后 接入TPS63031芯片U8的5、6、7、8號引腳，TPS63031芯片U8的0、3、9號引腳與電源地相 連，4號引腳與電感L3的一端相連，2號引腳與電感L3的另一端相連，1號引腳為+3. 3V電 源輸出端，1、1〇號引腳與電容C17的一端相連，電容C17的另一端與電源地相連。
[0040] 圖12為微控制器和Wi-Fi芯片原理圖，微控制器STM32F205和Wi-Fi芯片 BCM43362集成在嵌入式Wi-Fi模塊EMW3161中。
[0041] 圖13為嵌入式Wi-Fi模塊EMW3161電路圖，包括嵌入式Wi-Fi模塊EMW3161U9、2 個電容 C18-C19、按鍵 S1。嵌入式 Wi-Fi 模塊 EMW3161U9 的 1、2、3、4、45、46、47、48 號引腳 為模擬輸入引腳，分別連接8組放大濾波電路的輸出端，40號引腳與電容C19、按鍵S1的一 端相連，電容C19、按鍵S1的另一端與電源地相連，41、44號引腳與電容C18的一端相連后 接入電源地，42、43號引腳與電容C18的另一端相連后連接+3. 3V電源，49號引腳連接電源 地，其他引腳處于未連狀態。
[0042] 圖14為微控制器控制流程圖，微控制器接收計算機或移動終端的命令，啟動信號 采集，并將數據通過無線網絡發送至計算機或移動終端。
[0043] 應用上述基于無線通訊的穿戴式大鼠嗅覺神經信號檢測裝置檢測大鼠嗅覺神經 信號的方法，包括以下步驟：
[0044] (1)將鎳鉻合金微絲1包埋于大鼠嗅球或嗅皮層：選取重200 - 250g的雄性SD大 鼠，從腹腔注射10%水合氯醛（注射量〇. 4ml/100g)麻醉后，固定于立體定位儀上；手術在 無菌條件下進行，利用顱鉆磨去嗅球/嗅皮層上方覆蓋的頭骨，暴露出嗅球/嗅皮層背部， 實驗過程中大鼠體溫需維持在正常水平；隨后用液壓微推進器將鎳鉻合金微絲1緩慢植入 到大鼠嗅覺神經層；手術過程中將鎳鉻合金微絲1連接到大鼠嗅覺神經信號檢測裝置進行 實時監測，當記錄到明顯、具有特征性的Spike信號時，認為鎳鉻合金微絲1尖端已進入嗅 覺神經層，同時停止鎳鉻合金微絲1植入，用牙科水泥對鎳鉻合金微絲1進行包埋；
[0045] (2)選取六中單分子氣體（香芹酮，檸檬醛，乙酸異戊酯，異丁醇，丁二酮，苯甲醚） 和自然氣體（香蕉）對大鼠進行刺激；單分子氣體用無色無味的礦物油進行稀釋，單分子氣 體濃度為ΚΓ 15?lO^nol/L ;將大鼠放于長30cm，寬25cm，高30cm的有機玻璃籠子中，將滴 有0. lmL單分子氣體的濾紙放于大鼠鼻腔旁，停留5s ;得到氣味響應后，向籠子中通入新鮮 空氣，并等待5min ;鎳鉻合金微絲1記錄大鼠嗅覺神經信號；
[0046] (3)鋰電池8與第一印刷電路板9中電源模塊的輸入端相連后，微控制器執行硬 件和網絡協議棧的初始化，并建立TCP服務器，當計算機或移動終端與Wi-Fi芯片建立無線 網絡連接后，微控制器等待計算機或移動終端的指令，啟動數據采集；前置放大器5對步驟 3中鎳鉻合金微絲1記錄到的大鼠嗅覺神經信號進行前置放大后，對信號依次進行工頻陷 波、二級放大、帶通濾波和輸出緩沖處理；微控制器內置的數模轉換器循環掃描轉換8通道 模擬信號輸入，并將數據存入數據緩沖區，緩沖區滿之后，微控制器使用TCP協議將數據發 送給計算機或移動終端，由計算機或移動終端對大鼠嗅覺神經信號數據進行顯示、記錄。實 驗過程中，計算機或移動終端可通過發送結束采集命令來關閉微控制器的數據采集，停止 實驗。
[0047] 我們分析了大鼠受六種單分子氣味刺激時本發明大鼠嗅覺神經信號檢測裝置及 方法記錄到的spike信號，發現從同一大鼠記錄到的嗅球信號具有非常高的特異性，如圖 15(a)所示，不同氣味誘發的spike發放模式，神經元興奮種類不同。此外，我們還逐步降 低氣味濃度，以香芹酮為例，其濃度在ΚΓ 9?lO^iol/L之間時，spike發放頻率幾乎不變， 而一旦低于l(T9m〇l/L，頻率迅速降低，并且spike的幅值也大大降低，如圖15(b)所示。實 驗結果表明，本發明基于無線通訊的穿戴式大鼠嗅覺神經信號檢測裝置具有非常高的靈敏 度，可正確記錄大鼠嗅覺神經彳目號。
【權利要求】
1. 一種基于無線通訊的穿戴式大鼠嗅覺神經信號檢測裝置，其特征在于，包括：微絲 電極陣列、前置探頭插針（4)、前置放大器（5)、FPC排線（6)、FPC排線連接器（7)、鋰電池 (8)、第一印刷電路板（9)、第二印刷電路板（10)、計算機或移動終端；其中，所述微絲電極 陣列包括鎳鉻合金微絲（1)、電極印刷電路板（2)和環氧膠（3)，鎳鉻合金微絲（1)平行排 列于電極印刷電路板⑵正反兩面，每面各排列四根，通過環氧膠⑶封裝；所述第一印刷 電路板（9)包括放大濾波電路和電源模塊；第二印刷電路板（10)包括微控制器和Wi-Fi芯 片；前置放大器（5) -端通過前置探頭插針（4)、電極印刷電路板⑵與鎳鉻合金微絲（1) 相連，另一端通過FPC排線（6)與第一印刷電路板（9)輸入端相連，第一印刷電路板（9)輸 出端通過FPC排線（6)與第二印刷電路板（10)相連；鋰電池（8)與第一印刷電路板（9)的 電源模塊相連;Wi-Fi芯片通過無線局域網與計算機或移動終端進行通信；第一印刷電路 板（9)、鋰電池（8)和第二印刷電路板（10)由下至上排列，通過動物背包固定在大鼠背部； 所述放大濾波電路包括8組子電路，每組子電路均包括依次相連的工頻陷波器、二級 放大器、帶通濾波器和輸出緩沖，放大濾波電路對前置放大器（5)輸出的8路信號進行放大 濾波處理。
2. 根據權利要求1所述基于無線通訊的穿戴式大鼠嗅覺神經信號檢測裝置，其特征在 于，所述工頻陷波器包括5個電阻Rl-R5、3個電容C1-C3和2個運算放大器U1-U2 ;電阻R1 的一端與電容C1的一端相連后接入前置放大器（5)的輸出端，電阻R1的另一端與電阻R2 的一端、電容C3的一端相連，電容C1的另一端與電容C2的一端、電阻R3的一端相連，電阻 R2的另一端與電容C2的另一端相連后接入運算放大器U1的同相輸入端，電容C3的另一端 與電阻R3的另一端相連后接入運算放大器U2的反相輸入端和輸出端；電阻R4的一端與運 算放大器U1的反相輸入端、輸出端相連后作為工頻陷波器的輸出端，電阻R4的另一端與電 阻R5的一端相連后接入運算放大器U2的同相輸入端，電阻R5的另一端與電源地相連；運 算放大器U1、U2的正電源端均與+5V電源相連，負電源端均與-5V電源相連。
3. 根據權利要求1所述基于無線通訊的穿戴式大鼠嗅覺神經信號檢測裝置，其特征在 于，所述二級放大器和帶通濾波器包括5個電阻R6-R10、3個電容C4-C6和2個運算放大器 U3-U4 ;所述電容C4的一端與工頻陷波器的輸出端相連，另一端與電阻R8的一端相連后接 入運算放大器U3的同相輸入端，電阻R8的另一端與電源地相連；電阻R6和R7相連后接入 運算放大器U3的反相輸入端，電阻R6的另一端與電源地相連，電阻R7的另一端與電阻R9 的一端相連后接入運算放大器U3的輸出端；電阻R9的另一端與電阻R10、電容C5的一端 相連，電阻R10的另一端與電容C6的一端相連后接入運算放大器U4的同相輸入端，電容C6 的另一端與電源地相連，電容C5的另一端與運算放大器U4的輸出端、反相輸入端相連后作 為二級放大器和帶通濾波器的輸出端；運算放大器U3、U4的正電源端均與+5V電源相連，負 電源端均與-5V電源相連。
4. 根據權利要求1所述基于無線通訊的穿戴式大鼠嗅覺神經信號檢測裝置，其特征在 于，所述輸出緩沖包括2個電阻R11-R12和運算放大器U5 ;電阻R12的一端與二級放大器 和帶通濾波器的輸出端相連，另一端與電阻Rl 1的一端相連后接入運算放大器U5的同相輸 入端，電阻R11的另一端與+5V電源相連；運算放大器U5的正電源端與+5V電源相連，負電 源端與-5V電源相連，反相輸入端與輸出端相連后作為輸出緩沖的輸出端。
5. -種應用權利要求1所述基于無線通訊的穿戴式大鼠嗅覺神經信號檢測裝置檢測 大鼠嗅覺神經信號的方法，其特征在于，包括以下步驟： (1) 將鎳鉻合金微絲（1)包埋于大鼠嗅球或嗅皮層：選取重200 - 250g的雄性SD大鼠， 麻醉后固定于立體定位儀上；手術在無菌條件下進行，利用顱鉆磨去嗅球/嗅皮層上方覆 蓋的頭骨，暴露出嗅球/嗅皮層背部；隨后用液壓微推進器將鎳鉻合金微絲（1)緩慢植入到 大鼠嗅覺神經層；用牙科水泥對鎳鉻合金微絲（1)進行包埋； (2) 選取單分子氣體和自然氣體對大鼠進行刺激；單分子氣體用無色無味的礦物油進 行稀釋，單分子氣體濃度為1〇45?10 4m〇l/L ;將大鼠放于長30cm，寬25cm，高30cm的有機 玻璃籠子中，將滴有〇. lmL單分子氣體的濾紙放于大鼠鼻腔旁，停留5s ;得到氣味響應后， 向籠子中通入新鮮空氣，并等待5min ;鎳鉻合金微絲（1)記錄大鼠嗅覺神經信號； (3) 鋰電池（8)與第一印刷電路板（9)中電源模塊的輸入端相連后，微控制器執行硬件 和網絡協議棧的初始化，并建立TCP服務器，當計算機或移動終端與Wi-Fi芯片建立無線網 絡連接后，微控制器等待計算機或移動終端的指令，啟動數據采集；前置放大器（5)對步驟 3中鎳鉻合金微絲（1)記錄到的大鼠嗅覺神經信號進行前置放大后，對信號依次進行工頻 陷波、二級放大、帶通濾波和輸出緩沖處理；微控制器內置的數模轉換器循環掃描轉換8通 道模擬信號輸入，并將數據存入數據緩沖區，緩沖區滿之后，微控制器使用TCP協議將數據 發送給計算機或移動終端，由計算機或移動終端對大鼠嗅覺神經信號數據進行顯示、記錄。
【文檔編號】A61B5/04GK104055510SQ201410298491
【公開日】2014年9月24日 申請日期:2014年6月26日 優先權日:2014年6月26日
【發明者】王平, 曹端喜, 蘇凱麒, 莊柳靜, 郭甜甜, 胡寧 申請人:浙江大學