CN103238533A - 动物晕动病诱发装置 - Google Patents

Abstract

一种动物晕动病诱发装置，解决了现有技术中啮齿类动物晕动病的刺激诱发造模单一、实验因素多元化影响测定数据不可靠等问题。其包括底座、通过转轴组装在底座上的带动实验动物运动的转盘及驱动装置，其技术要点是：所述转盘上至少固定有两个动物限位活动器，各动物限位活动器包括支架、设置粪便收集槽的基座、固定在基座上的行走机构、躯干限位罩及头部固定器；转轴利用轴承座组装在底座上，转盘驱动装置包括电机、固定在转轴上的从动轮、由电机驱动的主动轮和张紧在主动轮与从动轮上的传动带。其结构设计合理，操作方便，使用安全可靠，有效地建立了诱发晕动病的动物实验模型，便于控制对抗晕药物的研发、筛选以及利于指导晕动病的临床治疗。

Description

动物晕动病诱发装置

技术领域

本发明涉及一种用于诱发晕动病的动物实验模型，特别是一种用于因视觉-前庭感觉-本体感觉的错配条件下建立的动物晕动病诱发装置，主要用于从不同侧面揭示晕动病的发生机制，并就此机制研发、筛选抗晕药物，指导晕动病的临床治疗。

背景技术

晕动病是机体不能适应加速度、视觉和深部感觉的刺激而发生头晕、眩晕、恶心、呕吐、出冷汗、面色苍白等前庭器官和自主神经反应为主的症候群，包括晕车、晕船、晕机等。晕动病的发生机制，因其刺激过程受神经及内分泌等多元化复杂因素的影响，故至今尚未完全阐明。目前，人们普遍接受的晕动病发病机制大多是“感觉冲突理论”。它主要包括两方面内容：其一是当人处于乘车、船、或航空器等异常运动时，来自眼的视觉信息、内耳前庭器官的前庭信息和肌肉本体感受器的本体感觉信息传入脑内，产生不协同的、不一致的运动感觉。运动时间越长，运动强度越大，越容易引发晕动病；其二是新产生的运动感觉与先前的运动感觉经验或在此感觉经验基础上形成的预期感觉不一致时，就会在脑内产生不协同的感觉冲突而引发晕动病，这也被称之为“神经失匹配假说”。但现有的运动病诱发实验模型均由旋转刺激诱发，其主要通过前庭-耳石系统合成的垂线感与主观垂线感不一致而诱发运动病。

例如在《航空航天与环境医学》（Aviat Space Environ Med1985，56(5)：462-465）的“猫晕动病实验室研究的刺激装置”一文中，详细阐述了一种诱发猫产生晕动病的实验装置。近30年来，许多学者仿制该装置制备晕动病动物模型，从而进行有关晕动病的各项研究。相近的报道还有旋臂实验模型，如《生理学与行为》（Physiol Behav2007，92(4)：702—707）的“首次应用于啮齿类动物的新型晕动病模型”．一文中所提及：实验过程中每只动物都被放进独立的离心笼，之后悬吊在旋臂上，每个离心笼离转台中心轴线距离相等，整个转台有随动控制力矩马达驱动。上述旋臂实验装置在诱发晕动病产生的过程中，放置动物的离心笼随旋臂的转动而摇摆，对实验动物产生实验要求以外的刺激，使实验因素多元化，不利于实验结果的分析以及晕动病发生机制的探究。

据专利文献有关对啮齿类动物晕动病研究的报导，如公告号为CN201375509Y的“旋转调速式实验鼠晕动病诱发仪”中，记载的技术方案是：将实验鼠装在尺寸适合的有机玻璃圆筒内，再将圆筒固定在可以旋转的小圆盘上，遮挡动物的视线，排除视觉信号的影响。但是，该使用装置时，动物身体无法自由移动，本体感觉信号传入也相对稳定，因而该装置只能用于对前庭功能的研究。再如公告号为CN202043526U的“一种老鼠晕动病造模装置”，该装置将鼠笼固定在旋转横轴的两端，旋转电机带动转动竖轴旋转，同时转动竖轴带动旋转横轴两侧的鼠笼旋转，制备晕动症模型。但是，该装置刺激运动单一，动物在笼内可以自由活动，在此种条件下诱发的晕动病是动物对复合的、难以界定的多种感觉信号的反应，因为在刺激过程中各种感觉信息会因悬挂着的笼子的摆动及动物自身的自由运动而变化，不同动物的晕动反应差别较大，其测定的实验数据并不可靠。

但是，当机体接受异常运动刺激，来自视觉、前庭器官和本体感受器信息之间发生矛盾而产生冲突时，也可引发晕动病。基于上述问题，本发明人认为，只有通过建立视觉-前庭感觉-本体感觉传入信息错配条件下诱发晕动病的动物实验模型，才是研究晕动病的发病机制及研发抗晕动病药物的必要前提条件，这对晕动病的防治及航空航天事业的发展有着深远的影响。然而，当前尚无此类用于研究晕动病机制及抗晕动病药物的视觉-前庭感觉-本体感觉错配条件下诱发晕动病的动物实验模型。

发明内容

本发明的目的是为了提供一种动物晕动病诱发装置，解决了现有技术中啮齿类动物晕动病的刺激诱发造模单一、实验因素多元化影响测定数据不可靠等问题，其结构设计合理，操作方便，使用安全可靠，有效地建立了因视觉-前庭感觉-本体感觉错配条件下诱发晕动病的动物实验模型，提高测定数据的精确度，从不同侧面揭示晕动病的发生机制，便于控制对抗晕药物的研发、筛选以及利于指导晕动病的临床治疗。

本发明所采用的技术方案是：该动物晕动病诱发装置包括底座、通过转轴组装在底座上的带动实验动物运动的转盘及驱动装置，其技术要点是：所述转盘上至少固定有两个动物限位活动器，各动物限位活动器包括支架、设置粪便收集槽的基座、固定在基座上的行走机构、用于将实验动物限位在行走机构上的躯干限位罩及头部固定器；转轴利用轴承座组装在底座上，转盘驱动装置包括电机、固定在转轴上的从动轮、由电机驱动的主动轮和张紧在主动轮与从动轮上的传动带。

所述行走机构包括固定在基座上的支撑座、行走带以及用于驱动行走带的电动滚筒。

所述动物限位活动器与转盘之间设置180°转向调节结构。

所述动物限位活动器上方设置带有透气孔和遮光布的遮光罩。

本发明具有的优点及积极的技术效果是：由于本发明的转盘上至少固定有两个动物限位活动器，并通过转盘驱动装置与动物限位活动器巧妙地配合，有效地建立了一种由于视觉-前庭感觉-本体感觉传入信息相错而诱发晕动病的动物实验模型，其结构设计合理，操作方便，使用安全可靠。解决了现有技术中啮齿类动物晕动病的仅采用旋转变速刺激诱发造模单一、实验因素多元化影响测定数据不可靠等问题，进而从不同侧面揭示晕动病的发生机制，有利于就此机制研发、筛选抗晕药物，指导晕动病的临床治疗。通过该实验装置获得的实验数据将为感觉冲突理论及其发展而来的“神经失匹配假说”提供基础研究佐证，以确保实验顺利进行和实验结果的准确性。

附图说明

以下结合附图对本发明作进一步描述。

图1是本发明的一种立体结构示意图；

图2是图1中动物限位活动器的分体放大结构示意图；

图3是图2中头部固定器的立体结构示意图；

图4是图2中基座的一种结构示意图；

图5是图4沿A-A线的剖视图；

图6是图2中遮光罩的立体结构示意图；

图中序号说明：1动物限位活动器、2转盘、3主动轮、4传动带、5电机、6底座、7轴承座、8转轴、9从动轮、10遮光罩、11躯干限位罩、12支撑座、13基座、14支架、15粪便收集槽、16电动滚筒、17行走带、18头部固定器、19调整螺栓、20筛网、21尿液收集管。

具体实施方式

根据图1~6详细说明本发明的具体结构。该动物晕动病诱发装置包括底座6、通过转轴8组装在底座6上的带动实验动物运动的转盘2及驱动装置等部件。其中转轴8利用轴承座7组装在底座6上，驱动装置包括电机5、固定在转轴6上的从动轮9、由电机5驱动的主动轮3和张紧在主动轮3与从动轮上9的传动带4。转盘2上的动物限位活动器1的数量应根据实际需要设置，至少固定有两个动物限位活动器1。每个动物限位活动器1包括支架14、设置粪便收集槽15的基座13、固定在基座13上的行走机构、用于将实验动物限位在行走机构上的躯干限位罩12及头部固定器18。支架14通过螺栓连接或者焊接固定在基座13上，基座13通过支架14固定在转盘2上。其中，行走机构包括固定在基座13上的支撑座12、行走带17以及用于驱动行走带17的电动滚筒16。头部固定器18与躯干限位罩12上对应设置有相互铰接的连接片，头部固定器18铰接在躯干限位罩12一端。在头部固定器18为由若干金属条构成的镂空帽型结构（如图4所示），以消除实验动物佩戴时的不适感，使实验动物更易顺从。头部固定器18两侧设有用于夹紧实验动物头部的调整螺栓19，通过调整螺栓19在头部固定器18上的旋进、旋出，可将实验动物头部固定或脱离头部固定器18内。实验动物通过头部固定器18及躯干限位罩12限位在行走带17上。实验动物在行走带17上自由行走，其粪便从行走带17脱落后可刚好落入粪便收集槽15中。实验动物在行走带17上的前进方向与转盘2的旋转方向相反。这样便可出现实验动物视觉-前庭感觉感受器所感受的运动方向与转盘2的旋转方向一致，实验动物在行走带上行走时同时随转盘转动，即实验动物在行走带上反方向行走引起本体感受器感受的运动方向却与转盘旋转方向相反的状态，感觉失配因此产生。解决了啮齿类动物晕动病的仅采用旋转变速刺激诱发造模单一、实验因素多元化影响测定数据不可靠等问题，进而从不同侧面揭示晕动病的发生机制，有利于就此机制研发、筛选抗晕药物，指导晕动病的临床治疗。基座14底部设有尿液收集管21，并可在尿液收集管21端放置尿液收集盆（图中未示出），也可在尿液收集管21上设置由阀门开关控制的阀门（图中未示出，根据使用需要安装）。基座13内设有粪便收集槽15，粪便收集槽15呈弧形结构，弧形底部设有与尿液收集管21相通的尿液收集口，尿液收集口处设置筛网20。采用筛网20将实验动物的粪便与尿液分离，以便更精确地采集动物粪便及尿液，利于进行晕动病各项指标的评判。

本实施例中的实验动物主要选用SD大鼠或昆明种小白鼠等啮齿类动物。驱动电机5与电动滚筒16可根据实验需要采用匀速或变速电机。转盘2也可直接由同轴连接的电机带动旋转。粪便收集槽15还可根据实验需要制成其他形状，如长方形、圆形。实验动物在行走带17上行走的方向与转盘2圆周方向相切，且实验动物的前进方向与转盘2的转动方向相反（如转盘顺时针方向转动时，实验动物沿转盘切线的逆时针方向前进）。此外，也可与同一电机5同轴设置多个主动轮3，并通过传动带4连接多套实验装置，在每套实验装置的转盘2上设置多个动物限位活动器1，采用此种结构提高了实验效率。

本发明的使用过程如下：选用通常方法饲养的SD大鼠（以下称大鼠），实验前称重。同时，实验前测量基座14与筛网20的净重。通过头部固定器18、躯干限位罩12将大鼠固定在行走带17上，大鼠四肢可在行走带17上自由行走。启动电动滚筒16，驱动行走带17运动大鼠四肢在行走带上正常运动。启动电机5，电机5驱动主动轮3转动，主动轮3通过传动带4驱动从动轮9转动，从动轮9带动转盘转轴8与转盘2转动。转盘2的转动方向与大鼠前进方向相反，即产生感觉失配。大鼠粪便与尿液的混合物随行走带17转动落入粪便收集槽15中，其中尿液通过覆盖在尿液收集口上的筛网20通过尿液收集管21排出，粪便未被过滤而留在粪便收集槽15内。实验完毕后，再次称量基座14的重量，利用差量原理即可得出粪便的重量，由此便可用于大鼠晕动病各项指标的评判。

还可在动物限位活动器1与转盘2之间设置转向结构（图中未示出），该转向结构可将动物限位活动器1在转盘2上以180°转向并限位。采用该转向结构后，可在不同种类的视觉-前庭感觉-本体感觉配置条件下对动物进行实验，拓宽实验装置的适用范围。如分别在0°和180°时，实验动物前进方向与转盘转动方向相同或相反，从而产生不同的视觉-前庭感觉-本体感觉传入信息。

动物限位活动器1外还可装有带有透气孔11的遮光罩10，遮光罩10通过其底部的遮光罩限位卡槽限位在基座14上，遮光罩10上固定有遮光布。以便观察明暗变化对实验动物的影响，分析视觉系统在晕动病发生中的作用。

Claims (4)

1.一种动物晕动病诱发装置，包括底座、通过转轴组装在底座上的带动实验动物运动的转盘及驱动装置，其特征在于：所述转盘上至少固定有两个动物限位活动器，各动物限位活动器包括支架、设置粪便收集槽的基座、固定在基座上的行走机构、用于将实验动物限位在行走机构上的躯干限位罩及头部固定器；转轴利用轴承座组装在底座上，转盘驱动装置包括电机、固定在转轴上的从动轮、由电机驱动的主动轮和张紧在主动轮与从动轮上的传动带。

2.根据权利要求1所述的动物晕动病诱发装置，其特征在于：所述行走机构包括固定在基座上的支撑座、行走带以及用于驱动行走带的电动滚筒。

3.根据权利要求1所述的动物晕动病诱发装置，其特征在于：所述动物限位活动器与转盘之间设置180°转向调节结构。

4.根据权利要求1或2或3所述的动物晕动病诱发装置，其特征在于：所述动物限位活动器上方设置带有透气孔和遮光布的遮光罩。

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