A Real-Time Wearable Electromyography Measurement System for Small Animals

이 방법은 측정 장비에 테더로 연결할 필요 없이 작은 동물의 EMG를 측정하려고 합니다. 테더링은 동물의 움직임을 제한하고 특정 단점을 초래할 수 있습니다. 우리는 이러한 한계를 해결할 수 있을지에 대한 질문으로 시작했습니다.

현재 근육과 신경을 치료하기 위한 전기 자극 장치를 개발 및 테스트하고 있습니다. 회복을 위해 개방 루프 자극을 사용하는 기존 방법과 달리, 당사의 접근 방식은 폐쇄 루프 피드백을 통합하여 효과를 실시간으로 모니터링합니다. 이 통합은 치료 결과를 향상시키는 것을 목표로 합니다.

우리의 초점은 움직임을 제한하지 않고 살아있는 동물에게 사용할 수 있도록 장치를 소형화하는 것입니다. 일부 숙련된 엔지니어링 팀은 유사한 테스트를 부담 없이 수행할 수 있지만 순전히 과학적인 배경을 가진 팀에게는 이를 달성하는 것이 어렵습니다. 우리의 연구는 특히 무선 웨어러블 시스템을 사용하는 것을 목표로 하며, 이러한 목표를 염두에 두고 장치를 설계했습니다.

주요 장점 중 하나는 커넥터와 장치 자체를 소형화했다는 것입니다. 이 설계는 측정 실험 중, 특히 동물 피험자로 작업할 때 부담을 줄이는 데 도움이 됩니다. 본 연구실은 폐쇄 루프 피드백 모니터링을 통한 생체 신호 측정 시스템을 개발하여 소동물 치료에 대한 연구를 발전시키는 것을 목표로 하고 있습니다.

이 시스템을 통해 보다 정확하고 적응력이 뛰어난 치료 결과를 얻을 수 있어 치료 효과를 높일 수 있습니다. 시작하려면 폴리테트라플루오로에틸렌 코팅된 스테인리스 스틸 와이어를 140mm 및 60mm 길이로 자릅니다. 140mm 길이의 와이어에 세 개의 오버핸드 매듭을 묶고 매듭을 기준으로 40mm와 100mm에 놓습니다.

140mm 와이어의 짧은 쪽에 있는 매듭에서 2mm 간격을 두십시오. 그런 다음 납땜 인두를 사용하여 2mm의 절연체를 부분적으로 벗겨냅니다. 긴면에서 끝에서 2mm의 단열재를 완전히 벗겨냅니다.

60mm 와이어의 경우 한쪽 끝에서 2mm, 다른 쪽 끝에서 10mm의 절연체를 제거합니다. 절연체를 완전히 제거한 후 커넥터 액세서리에 납땜하여 와이어를 고정합니다. 와이어에 연결된 금속 부분을 플라스틱 하우징에 조립합니다.

커넥터를 동물 가죽에 고정하기 위한 구멍이 있는 3D 프린팅 플라스틱 가이드에 부착합니다. 생체 적합성 시아노아크릴레이트를 적용하여 납땜된 부분이 절개 부위에 닿지 않도록 합니다. 0.2mm 두께의 니켈 플레이트를 자르고 커넥터 주위로 구부려 보호하여 동물의 잠재적인 손상을 방지합니다.

시작하려면 수술 용 가위를 사용하여 마취 된 쥐의 요추 부위 주위를 5-10mm로 절개하여 커넥터를 부착하십시오. 그런 다음 대상 근육 위의 피부를 약 10-15mm 절개하고 피부 아래의 근막을 제거하여 근육을 노출시킵니다. 멸균 투관침을 사용하여 와이어가 요추 절개 부위에서 목표 근육 위치로 통과할 수 있는 통로를 만듭니다.

철사 전극 및 연결관 집합을 준비한 후에, 요추 절개 부위에 철사 전극을 꼬집기 위하여 투관침을 사용하고, 표적 근육 절개 부위에 주의깊게 처음부터 끝까지 당깁니다. 봉합사 바늘을 사용하여 전극선을 대상 근육에 삽입합니다. 근육을 통과한 와이어를 삽입 지점으로 다시 안내합니다.

오버핸드 매듭으로 고정하고 나머지 와이어를 자릅니다. 와이어 전극을 타겟 근육에 고정한 후 절개 부위를 4/0 봉합사를 사용하여 봉합합니다. 커넥터 아래의 절개 부위를 봉합하여 전체 와이어가 몸체에 삽입되고 단단히 봉합되었는지 확인합니다.

마지막으로 봉합사를 사용하여 커넥터를 쥐의 등 피부에 고정합니다.