CN105943187A - 一种创伤性颅脑损伤仪 - Google Patents

Abstract

本发明涉及一种创伤性颅脑损伤仪，包括：底座，底座的上部为平面；导轨，导轨设置于底座的上部；小车，小车的轮子在导轨内运动；支撑板，支撑架竖向固定在小车上；支撑杆，支撑杆的底部固定在底座上；圆弧形刻度尺，圆弧形刻度尺固定在支撑杆上部；连接杆，连接杆一端固定在支撑杆上部，一端连接重力落锤；重力落锤，重力落锤绕连接杆的中心转动，且转动时所在的平面与圆弧形刻度尺所在平面平行。本发明结构相比现有技术中的设备结构简单，价格低，操作简便，由于圆弧形刻度尺的标示，作用力精准，致伤力可调，能够有效复制闭合性脑损伤模型，小车随着撞击运动，避免撞击后的二次损伤。

Description

一种创伤性颅脑损伤仪

技术领域

本发明涉及实验室设备领域，特别是一种创伤性颅脑损伤的动物实验用的设备。

背景技术

创伤性颅脑损伤(traumatic brain injury，TBI)，是当今威胁人类生命健康的重要疾患之一，因其高发生率、高致残率及高死亡率已引起医学工作者的广泛重视。由于近年交通事故伤发生率明显增加，创伤性脑损伤的发生率也在逐年升高。模拟交通事故伤的动物模型主要有闭合性脑损伤和穿通性脑损伤两类，其中闭合性脑损伤模型较穿通性脑损伤模型能更好地复制人类TBI后病理生理特征。

目前用于复制闭合性脑损伤模型主要有液压冲击损伤模型(fluidpercussion injury model，FPI)、控制性皮层撞击模型(corticalcontrolled impact model，CCI)以及改良Marmarou模型(Marmarou’sweight-drop model)等。液压冲击损伤仪(FPI)致伤力准确、可复制出不同程度的脑损伤；但实验操作过程复杂，对操作者技术要求高。电子颅脑挫伤控制仪(eCCI)可精确连续地控制撞击速度，并获得实际撞击深度和停留时间等参数，但装置价格昂贵。Michael J.Kane，MarianaAngoa-Perez等人改良Marmarou法设计的重物坠落法，可减少因反弹形成的二次损伤，减少实验结果变异。但装置中铝箔张力、裂隙大小等难以量化。

发明内容

本发明的目的是提供一种结构简单，价格低，操作简便，作用力精准，能够有效复制的创伤性颅脑损伤仪。

一种创伤性颅脑损伤仪，包括：

底座，所述底座的上部为平面；

导轨，所述导轨设置于底座的上部；

小车，所述小车的轮子在导轨内运动；

支撑板，所述支撑架竖向固定在小车上；

支撑杆，所述支撑杆的底部固定在底座上；

圆弧形刻度尺，所述圆弧形刻度尺固定在支撑杆上部；

连接杆，所述连接杆一端固定在支撑杆上部，一端连接重力落锤；

重力落锤，所述重力落锤绕连接杆的中心转动，且转动时所在的平面与圆弧形刻度尺所在平面平行。

所述底座的底部为平面，所述底座底部与底座上部平面平行。

所述导轨为凹槽状，数量为两个，各个导轨的尺寸相同，所述导轨为固定在底座上部平面上的导槽或者设置在底座上部平面下的导槽。

所述小车的轮子数量为四个，分别置于小车两侧，镜像对称。

所述支撑板与底座的上部平面相互垂直，所述支撑板上部设有通孔，两侧分别设有两个半圆形固定环，所述支撑板设有半圆形固定环。

所述支撑杆通过螺纹固定在底座上。

所述圆弧形刻度尺为扇形，圆弧为四分之一圆，所述圆弧上刻有刻度，所述刻度朝向重力落锤。

所述重力落锤的底部落锤和上部的连杆通过螺纹连接。

所述底座平面上，远离小车的一端还设有缓冲海绵。

本发明重力落锤的底部落锤绕上部的连杆摆动，重力落锤的重量及下坠高度均可改变，使造成的致伤力可调节。当撞击到捆绑在支撑架上的实验对象时，对实验对象的颅脑进行损伤实验，固定支撑架的小车会在撞击力的作用下在底座上的导轨内运动，并最终停下来。本发明结构相比现有技术中的设备结构简单，价格低，操作简便，由于圆弧形刻度尺的标示，作用力精准，致伤力可调，能够有效复制闭合性脑损伤模型，小车随着撞击运动，避免撞击后的二次损伤。

附图说明

图1为本发明的示意图；

图中：1、底座，2、导轨，3、小车，4、支撑板，5、支撑杆，6、圆弧形刻度尺，7、连接杆，8、重力落锤，9、缓冲海绵。

具体实施方式

以下结合附图和具体实施例，对本发明做进一步说明。

实施例1：

一种创伤性颅脑损伤仪，包括：底座1，底座1的上部为平面；导轨2，导轨2设置于底座1的上部；小车3，小车3的轮子在导轨2内运动；支撑板4，支撑架4竖向固定在小车3上；支撑杆5，支撑杆5的底部固定在底座1上；圆弧形刻度尺6，圆弧形刻度尺6固定在支撑杆5上部；连接杆7，连接杆7一端固定在支撑杆5上部，一端连接重力落锤8；重力落锤8，重力落锤8绕连接杆7的中心转动，且转动时所在的平面与圆弧形刻度尺6所在平面平行。

底座1的底部为平面，底座1底部与底座1上部平面平行。导轨2为凹槽状，数量为两个，各个导轨2的尺寸相同，导轨2为固定在底座1上部平面上的导槽或者设置在底座1上部平面下的导槽。小车3的轮子数量为四个，分别置于小车3两侧，镜像对称。支撑板4与底座1的上部平面相互垂直，支撑板4上部设有通孔，两侧分别设有两个半圆形固定环，支撑板4设有半圆形固定环。支撑杆5通过螺纹固定在底座1上。圆弧形刻度尺6为扇形，圆弧为四分之一圆，圆弧上刻有刻度，刻度朝向重力落锤8。重力落锤8的底部落锤和上部的连杆通过螺纹连接。底座1平面上，远离小车3的一端还设有缓冲海绵9。

重力落锤8的底部落锤和上部的连杆通过螺纹连接，可根据需要更换不同的底部落锤。底座1平面上，远离小车3的一端还设有缓冲海绵9，缓冲海绵9粘贴固定在底座1上，对于撞击力大，运动速度快的小车起缓冲作用。

取重力落锤8的质量为m(g)，重力加速度为g(m/s²),重力落锤8与竖直方向的偏角为α(°)，连接杆7的长度为L(m)，重力落锤8下落的高度为Δh(m)，重力落锤8下落到最低位置的速度为v(m/s)，线速度为w(弧度/s)，根据能量守恒定律，则有：

$mg\mathrm{\Δ}h=\frac{1}{2}{\mathrm{mv}}^2$

Δh＝L(1-cosα)

v＝Lw

经计算得出，重力落锤8在摆动到最低位置的角速度为：

$w=\frac{\sqrt{2g\[L(1-cos\mathrm{\α})\]}}{L}$

重力落锤8在最低位置的冲击力为：

F＝mw²L＝2mg[L(1-cosα)]

重力落锤8与竖直方向的偏角为α标示在圆弧形刻度尺6时，可按照上述公式标示。

致伤过程：将实验动物固定在支撑架4上，调节重力落锤8的高度，通过圆弧形刻度尺6的刻度调节作用力，松开重力落锤8，重力落锤8在支撑杆5和连接杆7的约束下转动，模仿创伤性颅脑损伤的效果。打击的同时，固定于小车3上的垂直支撑板4及小车3在导轨2的约束下，在底座1上行进，防止二次损伤，在底座1的末端缓冲海绵9的作用下停止。

以上已对本发明创造的较佳实施例进行了具体说明，但本发明创造并不限于所述的实施例，熟悉本领域的技术人员在不违背本发明创造精神的前提下还可以作出种种的等同的变型或替换，这些等同变型或替换均包含在本申请权利要求所限定的范围内。

Claims (9)

1.一种创伤性颅脑损伤仪，其特征在于，包括：

底座(1)，所述底座(1)的上部为平面；

导轨(2)，所述导轨(2)设置于底座(1)的上部；

小车(3)，所述小车(3)的轮子在导轨(2)内运动；

支撑板(4)，所述支撑架(4)竖向固定在小车(3)上；

支撑杆(5)，所述支撑杆(5)的底部固定在底座(1)上；

圆弧形刻度尺(6)，所述圆弧形刻度尺(6)固定在支撑杆(5)上部；

连接杆(7)，所述连接杆(7)一端固定在支撑杆(5)上部，一端连接重力落锤(8)；

重力落锤(8)，所述重力落锤(8)绕连接杆(7)的中心转动，且转动时所在的平面与圆弧形刻度尺(6)所在平面平行。

2.根据权利要求1所述的一种创伤性颅脑损伤仪，其特征在于，所述底座(1)的底部为平面，所述底座(1)底部与底座(1)上部平面平行。

3.根据权利要求1所述的一种创伤性颅脑损伤仪，其特征在于，所述导轨(2)为凹槽状，数量为两个，各个导轨(2)的尺寸相同，所述导轨(2)为固定在底座(1)上部平面上的导槽或者设置在底座(1)上部平面下的导槽。

4.根据权利要求1所述的一种创伤性颅脑损伤仪，其特征在于，所述小车(3)的轮子数量为四个，分别置于小车(3)两侧，镜像对称。

5.根据权利要求1所述的一种创伤性颅脑损伤仪，其特征在于，所述支撑板(4)与底座(1)的上部平面相互垂直，所述支撑板(4)上部设有通孔，两侧分别设有两个半圆形固定环，所述支撑板(4)设有半圆形固定环。

6.根据权利要求1所述的一种创伤性颅脑损伤仪，其特征在于，所述支撑杆(5)通过螺纹固定在底座(1)上。

7.根据权利要求1所述的一种创伤性颅脑损伤仪，其特征在于，所述圆弧形刻度尺(6)为扇形，圆弧为四分之一圆，所述圆弧上刻有刻度，所述刻度朝向重力落锤(8)。

8.根据权利要求1所述的一种创伤性颅脑损伤仪，其特征在于，所述重力落锤(8)的底部落锤和上部的连杆通过螺纹连接。

9.根据权利要求1所述的一种创伤性颅脑损伤仪，其特征在于，所述底座(1)平面上，远离小车(3)的一端还设有缓冲海绵(9)。