CN104414825B - 脑损伤大鼠多功能康复训练装置 - Google Patents

Abstract

一种脑损伤大鼠多功能康复训练装置，包括外框支架，控制台和多个训练笼，控制台连接在外框支架的外侧，多个训练笼并排安装在外框支架内，多个训练笼包括至少一个普通训练笼、至少一个前后平衡训练笼和至少一个左右平衡训练笼，各训练笼内分别设有跑步机;在前后平衡训练笼的下方设有前后摆动调节机构，在左右平衡训练笼的下方设有左右摆动调节机构。控制台与各跑步机、前后摆动调节机构、左右摆动调节机构电信相连。本发明的装置既可进行单一的跑台训练，又可实施感觉‑平衡‑运动的多功能康复训练模式，满足研究者的实验需求，为脑损伤疾病的神经机制康复研究提供先进的动物实验手段。

Description

脑损伤大鼠多功能康复训练装置

技术领域

本发明涉及一种医学模拟实验装置，特别涉及一种脑损伤大鼠多功能康复训练装置。

背景技术

脑损伤包括脑卒中，是常见的临床病症，发病率高、死亡率高、致残率高和治愈率低，其高致残率给患者、家庭以及社会造成巨大负担。临床实验证实，感觉一平衡一运动等康复疗法能提高脑损伤后遗症患者行走能力，但其神经机制尚不明确，这在一定程度上阻碍了康复医学的发展。人体实验受到方法学和道德方面的限制，具有较大的局限性，非常有必要通过动物实验进行研究。大鼠与人类的基因相似，使用大鼠进行模拟人体生理病理状态实验，研究各种干预或康复治疗手段的成效与机制，对认识疾病的本质和康复治疗具有极其重要的作用，是推动临床突破的重要手段。

国内外现有多跑道实验动物跑台、美国Exer-3/6动物实验跑台等，但其功能单一，只能进行运动功能训练，且脑卒中后早期即进行有氧运动训练不符临床现状。临床康复治疗中，脑卒中早期患者无法完成主动运动，治疗师给予被动手法治疗外，还常让患者肢体摩擦、触摸、感受不同手感和质地的材料，训练其辨别物体能力，以促进其感觉功能恢复。待患者肌力和感觉功能有所恢复，能自主站立后，由于其肌力尚不能满足运动需要，故先给予平衡功能训练，包括平衡板训练等。在患者肌力进一步恢复后，才让患者进行主动运动训练。对于脑卒中康复治疗，现代康复的理念不仅针对运动功能的改善，还需包括触觉与平衡觉的改善。缺乏感觉反馈，患者很难正常地调节控制运动、维持姿势和保持平衡。在训练过程中感觉、平衡和运动训练不能截然分开，必须建立感觉-平衡-运动训练一体化的概念。

因此，研发一种新型的符合现代康复医学理念的多功能大鼠康复训练装置，用于大鼠或其他动物的感觉训练、平衡功能训练、运动功能等训练意义重大。多功能大鼠康复训练装置既可进行单一的跑台训练，又可实施感觉一平衡一运动康复训练方法相结合，真实地模拟临床上感觉一平衡一运动的多功能化康复训练模式，还能灵活根据实验要求选择跑步速度、摇摆速度、训练时间等，量化训练量，满足研究者的实验需求，为脑损伤疾病的感觉一平衡一运动及其组合疗法的神经机制康复研究提供先进的动物实验手段。

发明内容

本发明的目的，就在于解决上述问题，提供一种脑损伤大鼠多功能康复训练装置。

本发明的目的是这样实现的:一种脑损伤大鼠多功能康复训练装置，包括外框支架，控制台和多个训练笼，控制台连接在外框支架的外侧，多个训练笼并排安装在外框支架内，多个训练笼包括至少一个普通训练笼、至少一个前后平衡训练笼和至少一个左右平衡训练笼，各训练笼内分别设有跑步机;在前后平衡训练笼的下方设有前后摆动调节机构可带动所述跑步机前后摆动;在左右平衡训练笼的下方设有左右摆动调节机构可带动所述跑步机左右摆动;所述控制台与各跑步机、前后摆动调节机构、左右摆动调节机构电信相连并控制其运动状态。

所述各训练笼分别包括底座和罩壳;所述普通训练笼的底座与外框支架的底板固定相连;所述前后平衡训练笼的底座与外框支架的底板可转动相连，所述前后摆动调节机构安装在外框支架的底板上并与前后平衡训练笼的底座传动相连可带动底座前后摆动;所述左右平衡训练笼的底座与外框支架的两端板可转动相连，所述左右摆动调节机构安装在外框支架的底板上并与左右平衡训练笼的底座传动相连可带动底座左右摆动;所述普通训练笼和前后平衡训练笼的罩壳分别与相应底座固定相连，所述左右平衡训练笼的罩壳通过支撑杆与外框支架固定相连;所述跑步机分别安装在各训练笼的底座上。

所述罩壳均由透明的有机玻璃围合而成，并且具有光滑的内表面，罩壳上方设有透气孔，罩壳两端分别设有活动顶盖。

所述跑步机是由电机带动的履带式跑步机。

所述履带式跑步机的履带上用双面胶粘贴具有不同摩擦系数的软毛、帆布、纱布或刷毛。

所述普通训练笼和前后平衡训练笼的罩壳都为方形罩壳，相应活动顶盖为平盖;所述左右平衡训练笼的罩壳为圆弧形罩壳，相应活动顶盖为圆弧形盖；所述左右平衡训练笼的底座两侧分别连接有圆弧形侧板，两个圆弧形侧板套装在所述圆弧形罩壳内并可沿圆弧形罩壳左右摆动。

各训练笼的尾部分别设有电刺激机构，该电刺激机构包括后板和多个电刺激杆，后板安装在训练笼的尾端，多个电刺激杆等距排列倾斜安装在后板上，电刺激杆呈横U形结构，各电刺激机构分别与控制台电连接由控制台控制其用电状态。

还包括粪便处理机构，该粪便处理机构包括抽拉式粪便盒、悬挂倾斜式粪便挡板和推杆式粪便刮板，抽拉式粪便盒穿过外框支架横向设置在全部训练笼一端的下方并可从外框支架抽出，悬挂倾斜式粪便挡板分别安装在各训练笼的跑步机出口下方并呈倾斜设置，其上端与跑步机的履带接近，下端与抽拉式粪便盒衔接，推杆式粪便刮板为附件，用于定期手动将落在底座上的少量粪便刮入抽拉式粪便盒中。

所述外框支架底部四角分别安装有万向轮，各万向轮均带锁扣固定机构。

所述普通训练笼、前后平衡训练笼和左右平衡训练笼分别为两个，两个左右平衡训练笼设置在外框支架的一侧，两个普通训练笼设置在外框支架的另一侧，两个前后平衡训练笼设置在外框支架的中间。

本发明具有以下优点和特点:

(1)装置包括三对不同训练功能的训练笼，可相互比较;

(2)各跑道速度独立控制，大鼠在各个通道内独立运动，不会受到干扰，彼此之间的限制因素较少;

(3)履带上可粘贴软毛、帆布、砂布或刷毛等不同摩擦系数的材料，改善大鼠触觉与平衡觉，选择使用后可满足不同的感觉功能实验需求，符合脑卒中后进行早期训练的临床现状;

(4)由于设置了前后摆动调节机构和左右摆动调节机构，通过合理设定并控制前后、左右摆动的幅度和速度，可更准确地模拟临床上的平衡板训练，同时最大限度地保证了训练的有效性和安全性。

(5)训练笼末端的电刺激机构防止大鼠尾巴和头部被卡，并有效防止尿液造成电刺激短路失效现象。

(6)实时处理的悬挂倾斜式粪便挡板和定期处理的推杆式粪便刮板均使粪便落入到抽拉式粪便盒中集中处理。

(7)跑台采用了完全的计算机控制系统，可以准确地控制跑道的平衡和运动各种参数，实时获取实验数据，提高实验数据的分析效率，符合动物生理机能定量分析的发展趋势。

附图说明

图1是本发明脑损伤大鼠多功能康复训练装置的总体结构示意图;

图2是本发明中的普通训练笼的结构示意图;

图3是本发明中的前后平衡训练笼的总体结构示意图;

图4是本发明中的前后平衡训练笼的驱动机构示意图;

图5是本发明中的左右平衡训练笼的总体结构示意图;

图6是本发明中的左右平衡训练笼的驱动机构示意图;

图7是本发明中的左右平衡训练笼笼体内部结构示意图;

图8是本发明中的电刺激机构的结构示意图。

具体实施方式

参见图1，配合参见图2、图3、图5，本发明的脑损伤大鼠多功能康复训练装置，包括外框支架1，控制台2和多个训练笼，控制台2连接在外框支架1的外侧，多个训练笼并排安装在外框支架内，多个训练笼包括至少一个普通训练笼3、至少一个前后平衡训练笼4和至少一个左右平衡训练笼5，各训练笼内分别设有跑步机31、41、51;在前后平衡训练笼4的下方设有前后摆动调节机构6可带动跑步机41前后摆动;在左右平衡训练笼5的下方设有左右摆动调节机构7可带动跑步机51左右摆动;控制台2与各跑步机31、41、51、前后摆动调节机构6、左右摆动调节机构7电信相连并控制其运动状态。

控制台2可以根据要求在面板上做相应的操作，以便达到所期望的结果。第一排旋钮用于控制每个跑步机的转速，并集中数字显示每个跑步机的转速、累计运行时间、运行里程数等参数;第二排旋钮用于控制电刺激电压，并集中数字显示电刺激电压、电击次数等参数;第三排旋钮用于控制左右摆动速度，前后摆动速度;并集中数字显示左右摆动速度，前后摆动速度等参数;通过USB口转存以上所有训练参数。

各训练笼分别包括底座和罩壳。普通训练笼3的底座32通过支撑杆321与外框支架1的底板固定相连;前后平衡训练笼4的底座42与外框支架1的底板11可转动相连，前后摆动调节机构6安装在外框支架的底板11上并与前后平衡训练笼的底座42传动相连可带动底座前后摆动;左右平衡训练笼5的底座52与外框支架1的两端板可转动相连，左右摆动调节机构7安装在外框支架1的底板11上并与左右平衡训练笼的底座52传动相连可带动底座左右摆动;普通训练笼的罩壳33和前后平衡训练笼的罩壳43分别与相应底座固定相连，左右平衡训练笼5的罩壳53通过支撑杆532与外框支架固定相连;各跑步机分别安装在各训练笼的底座上。

各罩壳均由透明的有机玻璃围合而成，并且具有光滑的内表面，罩壳上方设有透气孔331、431、531，罩壳两端分别设有活动顶盖34、44、54。

本发明中的跑步机是由电机带动的履带式跑步机，履带式跑步机的履带上用双面胶粘贴具有不同摩擦系数的软毛、帆布、纱布或刷毛。

普通训练笼3和前后平衡训练笼4的罩壳都为方形罩壳，相应活动顶盖为平盖;左右平衡训练笼5的罩壳为圆弧形罩壳，相应活动顶盖为圆弧形盖;左右平衡训练笼5的底座52两侧分别连接有圆弧形侧板521(参见图7)，两个圆弧形侧板521套装在圆弧形罩壳53内并可沿圆弧形罩壳左右摆动。

配合参见图8，各训练笼的尾部分别设有电刺激机构8，该电刺激机构包括后板81和多个电刺激杆82，后板安装在训练笼的尾端，多个电刺激杆等距排列倾斜安装在后板上，电刺激杆82呈横U形结构，各电刺激机构分别与控制台1电连接由控制台控制其用电状态。

本发明还包括粪便处理机构9，该粪便处理机构9包括抽拉式粪便盒91、悬挂倾斜式粪便挡板92和推杆式粪便刮板93，抽挝式粪便盒91穿过外框支架1横向设置在全部训练笼一端的下方并可从外框支架抽出，悬挂倾斜式粪便挡板92分别安装在各训练笼的跑步机出口下方并呈倾斜设置，其上端与跑步机的履带接近，下端与抽拉式粪便盒衔接，推杆式粪便刮板93为附件，用于定期手动将落在底座上的少量粪便刮入抽拉式粪便盒中。

本发明中的外框支架1底部四角分别安装有万向轮(未图示出来)，各万向轮均带锁扣固定机构。

配合参见图2，本发明中的普通训练笼3通过支撑杆321将底座32固定在外框支架1上，跑步机31由履带调速机构控制，该履带调速机构由调速电机311驱动大带轮312，通过同步带313传动至小带轮314，小带轮314与履带棍的中轴相连，实现履带315调速;方形罩壳33上方有圆透气孔331，两端设活动顶盖34，顶盖上有条形透气孔331，保持大鼠在运动中不能逃逸同时又有足够的空气;电刺激机构8位于跑步机的末端。悬挂倾斜式粪便挡板92在履带315的运动过程中自动去除粘附在履带上的大部分粪便，附件推杆式粪便刮板93定期将落在底座32上的少量粪便手动推入抽拉式粪便盒91中。

本发明中的前后平衡训练笼的具体结构如图3和图4所示，其罩壳43与底座42固定相连，底座42与外框支架1的底板11可转动相连，跑步机41安装在底座42上，跑步机41由履带调速机构控制，该履带调速机构由调速电机411驱动大带轮412，通过同步带413传动至小带轮414，小带轮414与履带棍的中轴相连，实现履带调速。方形罩壳43上方有圆透气孔431，两端设活动顶盖44，顶盖上有条形透气孔431，保持大鼠在运动中不能逃逸同时又有足够的空气。在前后平衡训练笼4的下方设有前后摆动调节机构6，前后摆动调节机构6安装在外框支架的底板11上并与前后平衡训练笼的底座42传动相连可带动底座前后摆动。该前后摆动调节机构6的实现方法是:步进电机61驱动带轮62，通过同步带63传动，同步带63带动传动轴65转动，传动轴65带动双偏心轮64转动，通过双偏心轴66驱动双连杆67的同步运动;双连杆67与双锁定机构68传动相连，双锁定结构68焊接在底座42上，底座42下方通过中心轴69与外框支架底板11圆弧组合连接，使底座42以中心轴69为转动中心前后摆动。前后平衡训练笼的摆动特点是:采用双偏心轮+双臂式连杆机构同步运动，克服了前后平衡摆动时力臂长，力矩较大的难点，使跑台前后摆动非常平稳。电刺激机构8位于跑步机的末端。悬挂倾斜式粪便挡板92实时将履带415上的粪便落入抽拉式粪便盒中，附件推杆式粪便刮板93定期将落在底座42上的粪便手动推入抽拉式粪便盒91中。

本发明中的左右平衡训练笼5的具体结构如图5、图6、图7所示，其罩壳53通过支撑杆532与外框支架固定相连，其底座52与外框支架1的两端板可转动相连，底座52两侧分别连接有圆弧形侧板521，两个圆弧形侧板521套装在圆弧形罩壳53内并可沿圆弧形罩壳左右摆动。左右摆动调节机构7安装在外框支架1的底板11上并与左右平衡训练笼的底座52传动相连可带动底座左右摆动。跑步机51安装在底座52上，跑步机51由履带调速机构控制，该履带调速机构由调速电机511驱动大带轮512，通过同步带513传动至小带轮514，小带轮514与履带棍的中轴相连，实现履带515调速。由于左右平衡训练笼5的圆弧形罩壳53通过支撑杆532与外框支架1的底板11固定在一起，当跑步机运动时，圆弧形罩壳53是不动的。圆弧形罩壳53上方有出气孔531，两端均设有一个带把手541的圆弧形活动顶盖54，抓住把手541即可提起活动顶盖54，方便操作人员的操作，前后罩上也有出气孔，保持大鼠在运动中不能逃逸同时又有足够的空气。左右摆动调节机构7的实现方法是:安装在外框支架底板11上方的步迸电机71通过同步轮传动机构72带动轴74转动，轴74的两端分别安装在轴承73上，轴74的一端连接偏心轮75，轴74的转动带动偏心轮75驱动连杆76，连杆76与倒杆77活动连接，带动倒杆77运动，倒杆77直接和底座52固定，使跑台实现左右摆动。左右平衡训练笼的摆动特点是:使用单偏心轮+连杆机构，实现多自由度改变运动方向，带动跑步机实现左右摆动;电刺激机构8位于跑台末端，悬挂倾斜式粪便挡板92实时将履带515上的粪便落入抽拉式粪便盒中。附件推杆式粪便刮板93定期将落在底座52上的粪便手动推入抽拉式粪便盒91中。

本发明的一个最佳实施例是，普通训练笼3、前后平衡训练笼4和左右平衡训练笼5分别为两个，两个左右平衡训练笼5设置在外框支架的一侧，两个普通训练笼3设置在外框支架的另一侧，两个左右平衡训练笼4设置在外框支架的中间。

本发明是一种新型的符合现代康复医学理念的多功能大鼠康复训练装置，在三对训练笼中，通过跑步方式的不同、跑道履带材料的不同、或角度的不同对实验大鼠进行训练和比较。在左右平衡训练笼和前后平衡训练笼中，通过摇晃跑步机使得大鼠在跑步训练的同时还要受到左右晃动或前后晃动的影响，可观察大鼠的平衡能力。本发明可用于大鼠或其他动物的运动训练、平衡功能训练、感觉功能训练等，不仅可准确的量化训练量，且能实现多功能化。既可进行单一康复训练方法的研究，又可真实的模拟临床上感觉-平衡-运动的康复训练模式，达到治疗的目的。

Claims (10)

1.一种脑损伤大鼠多功能康复训练装置，其特征在于:包括外框支架，控制台和多个训练笼，控制台连接在外框支架的外侧，多个训练笼并排安装在外框支架内，多个训练笼包括至少一个普通训练笼、至少一个前后平衡训练笼和至少一个左右平衡训练笼，各训练笼内分别设有跑步机;在前后平衡训练笼的下方设有前后摆动调节机构可带动所述跑步机前后摆动;在左右平衡训练笼的下方设有左右摆动调节机构可带动所述跑步机左右摆动;所述控制台与各跑步机、前后摆动调节机构、左右摆动调节机构电信相连并控制其运动状态。

2.根据权利要求1所述的脑损伤大鼠多功能康复训练装置，其特征在于：所述各训练笼分别包括底座和罩壳;所述普通训练笼的底座与外框支架的底板固定相连；所述前后平衡训练笼的底座与外框支架的底板可转动相连，所述前后摆动调节机构安装在外框支架的底板上并与前后平衡训练笼的底座传动相连可带动底座前后摆动;所述左右平衡训练笼的底座与外框支架的两端板可转动相连，所述左右摆动调节机构安装在外框支架的底板上并与左右平衡训练笼的底座传动相连可带动底座左右摆动;所述普通训练笼和前后平衡训练笼的罩壳分别与相应底座固定相连，所述左右平衡训练笼的罩壳通过支撑杆与外框支架固定相连;所述跑步机分别安装在各训练笼的底座上。

3.根据权利要求2所述的脑损伤大鼠多功能康复训练装置，其特征在于:所述罩壳均由透明的有机玻璃围合而成，并且具有光滑的内表面，罩壳上方设有透气孔，罩壳两端分别设有活动顶盖。

4.根据权利要求1所述的脑损伤大鼠多功能康复训练装置，其特征在于:所述跑步机是由电机带动的履带式跑步机。

5.根据权利要求4所述的脑损伤大鼠多功能康复训练装置，其特征在于:所述履带式跑步机的履带上用双面胶粘贴具有不同摩擦系数的软毛、帆布、纱布或刷毛。

6.根据权利要求2或3所述的脑损伤大鼠多功能康复训练装置，其特征在于:所述普通训练笼和前后平衡训练笼的罩壳都为方形罩壳，相应活动顶盖为平盖;所述左右平衡训练笼的罩壳为圆弧形罩壳，相应活动顶盖为圆弧形盖;所述左右平衡训练笼的底座两侧分别连接有圆弧形侧板，两个圆弧形侧板套装在所述圆弧形罩壳内并可沿圆弧形罩壳左右摆动。

7.根据权利要求1所述的脑损伤大鼠多功能康复训练装置，其特征在于:各训练笼的尾部分别设有电刺激机构，该电刺激机构包括后板和多个电刺激杆，后板安装在训练笼的尾端，多个电刺激杆等距排列倾斜安装在后板上，电刺激杆呈横U形结构，各电刺激机构分别与控制台电连接由控制台控制其用电状态。

8.根据权利要求1所述的脑损伤大鼠多功能康复训练装置，其特征在于:还包括粪便处理机构，该粪便处理机构包括抽拉式粪便盒、悬挂倾斜式粪便挡板和推杆式粪便刮板，抽拉式粪便盒穿过外框支架横向设置在全部训练笼一端的下方并可从外框支架抽出，悬挂倾斜式粪便挡板分别安装在各训练笼的跑步机出口下方并呈倾斜设置，其上端与跑步机的履带接近，下端与抽拉式粪便盒衔接，推杆式粪便刮板为附件，用于定期手动将落在底座上的少量粪便刮入抽拉式粪便盒中。

9.根据权利要求1所述的脑损伤大鼠多功能康复训练装置，其特征在于:所述外框支架底部四角分别安装有万向轮，各万向轮均带锁扣固定机构。

10.根据权利要求1所述的脑损伤大鼠多功能康复训练装置，其特征在于:所述普通训练笼、前后平衡训练笼和左右平衡训练笼分别为两个，两个左右平衡训练笼设置在外框支架的一侧，两个普通训练笼设置在外框支架的另一侧，两个前后平衡训练笼设置在外框支架的中间。