CN106037980B - 一种制作坐骨神经张力性损伤模型的万向型牵拉装置及其应用 - Google Patents

Abstract

本发明涉及一种制作坐骨神经张力性损伤模型的万向型牵拉装置及其应用，包括连接底板及设置在连接底板上的牵拉模块、无变形测力模块、导向模块、固定钳夹模块、活动钳夹模块及计算机，无变形测力模块一侧与牵拉模块连接、另一侧与导向模块连接，固定钳夹模块与活动钳夹模块相对设置且活动钳夹模块设置在导向模块上，无变形测力模块和牵拉模块均与计算机连接。本发明在制作坐骨神经张力性损伤模型时，通过计算机的连接控制，能够获取更为精准的牵拉力度和牵拉长度以及二者之间的对应关系，同时可调整钳夹的伸出长度、位置，改变了过去传统实验装置的粗犷式做法，使整个实验过程更便捷、更高效，实验结果更可靠。

Description

一种制作坐骨神经张力性损伤模型的万向型牵拉装置及其 应用

技术领域

本发明涉及一种制作坐骨神经张力性损伤模型的万向型牵拉装置及其应用，属于医疗实验器械技术领域。

背景技术

周围神经损伤是临床上常见的严重创伤性疾病之一，其恢复过程缓慢，且恢复效果常令人难以满意。确定神经损伤程度及修复再生能力是提高临床治疗效果的重要前提，实验诱导的兔坐骨神经张力性损伤模型为常用的神经损伤程度及修复再生能力的研究手段之一，兔坐骨神经张力性损伤模型的制作需要将麻醉后的兔侧卧绑定，于处理侧后肢大腿后方切开皮肤，沿股二头肌内侧与内收大肌之间的肌间隙进行钝性分离，将暴露出坐骨神经的测试段进行夹持、牵拉，并准确测定该段坐骨神经牵拉的长度及力度。

为加快伤口的愈合速度并提高愈合效果，侧后肢大腿后方的皮肤开口及股二头肌内侧与内收大肌之间肌间隙的分离尺寸应尽量减小。为保障钳夹头顺畅透过肌间隙并对坐骨神经进行合理夹持，钳夹头外形应尽量窄细，以减小坐骨神经的夹持尺寸，并提高坐骨神经的牵拉使用率；为保障夹持力度的合理性及稳定性，钳夹头的夹持力度需方便调节；为实现钳夹动作的灵活性及紧凑性，钳夹头的开、关动作需简便灵活；为保障对测试段牵拉的稳定性，固定钳夹头与活动钳夹头的刚性要大并且能牢固安装在各自的固定模块中；为保障牵拉长度的测定准确性，测力工具的变形不能干扰牵拉长度；为保障牵拉力度的测定准确性，牵拉导轨的摩擦力不能干扰牵拉力度；牵拉导轨的导向方向必须顺应侧后肢大腿的摆放方向且与坐骨神经方向平行；此外，牵拉速度需灵活可调，牵拉力度与牵拉长度的对应关系可实时采集。

然而，目前并没有实现上述功能的合适装置。现有的腰椎间盘突出症髓核摘除术中使用的神经拉钩虽然能量化神经牵拉的力度，但无法对测试段的坐骨神经进行准确长度的定量牵拉，且该神经拉钩无法便捷调整牵拉速度及实时采集牵拉力度与牵拉长度的对应关系。

因此，亟需研制一种小巧、可便捷夹持坐骨神经并能准确采集牵拉力度与牵拉长度的实验装置。

发明内容

针对现有技术的不足，本发明提供一种制作坐骨神经张力性损伤模型的万向型牵拉装置。

本发明还提供上述一种制作坐骨神经张力性损伤模型的万向型牵拉装置的使用方法。

本发明的技术方案如下：

一种制作坐骨神经张力性损伤模型的万向型牵拉装置，包括连接底板及设置在连接底板上的牵拉模块、无变形测力模块、导向模块、固定钳夹模块、活动钳夹模块及计算机，无变形测力模块一侧与牵拉模块连接、另一侧与导向模块连接，固定钳夹模块与活动钳夹模块相对设置且活动钳夹模块设置在导向模块上，无变形测力模块和牵拉模块均与计算机连接。本发明万向型牵拉装置，在制作坐骨神经张力性损伤模型时，可以满足模型更为精确的制作要求，通过无变形测力模块和牵拉模块与计算机的连接控制，能够获取更为精准的牵拉力度和牵拉长度，以及二者之间的对应关系。

优选的，所述万向型牵拉装置还包括万向旋转升降伸缩架，万向旋转升降伸缩架的一端与连接底板的底部连接。

进一步优选的，所述万向旋转升降伸缩架包括支撑杆、连接杆、万向旋转接头和连接平板，万向旋转接头的两端分别连接支撑杆和连接杆，连接杆的一端与连接平板的底部固定连接，连接平板与连接底板通过螺钉紧固连接。此设计的好处在于，通过万向旋转升降伸缩架可以很方便地调节连接底板上的实验装置，可以实现各个方位、各个角度的调节，能够满足实验要求的需要。

优选的，所述支撑杆的一端连接U型安装夹，所述U型安装夹上设有螺栓。此设计的好处在于，U型安装夹可以卡在实验操作台的边缘处，通过螺栓旋紧，可将整个实验装置固定在实验台上。

优选的，所述牵拉模块包括伺服电机、驱动轴和牵拉滑块，伺服电机与驱动轴传动连接，牵拉滑块设置在驱动轴上，牵拉滑块的上端开设有长槽孔。

优选的，所述无变形测力模块包括拉力传感器，在拉力传感器的两侧设置有连接柱，其中一侧的连接柱贯穿长槽孔后与牵拉滑块连接。

优选的，所述导向模块包括导轨、滑动块、导向过渡块和导向牵拉滑块，导轨固定设置在连接底板上，滑动块设置在导轨上并可在导轨上进行滑动，导向过渡块设置在滑动块上，导向牵拉滑块固定连接在导向过渡块的一侧，拉力传感器另一侧的连接柱与导向牵拉滑块连接。

进一步优选的，所述滑动块与导轨之间设有滚珠。此设计的好处在于，滑动块与导轨之间设有滚珠，滑动块可以在导轨上进行滑动时，可以借助滚珠的滚动摩擦提高滑动的顺畅性。

优选的，所述导向模块的导向方向与牵拉模块的驱动方向平行且共线。

优选的，所述固定钳夹模块、活动钳夹模块均包括无齿输精管分离钳、固定平板和固定夹板，无齿输精管分离钳位于固定平板和固定夹板之间，固定夹板上开设有横向凹槽，无齿输精管分离钳的上半部分设置在横向凹槽内，且无齿输精管分离钳通过螺钉固定于固定平板和固定夹板之间。

进一步优选的，无齿输精管分离钳通过三个螺钉固定于固定平板和固定夹板之间：其中两个螺钉将固定夹板和无齿输精管分离钳的上半部分固定在固定平板上，第三个螺钉位于两个螺钉下方并穿过无齿输精管分离钳中间分离扣的内侧空隙。

一种利用上述的万向型牵拉装置进行制作坐骨神经张力性损伤模型的方法，包括以下步骤，

步骤1：兔的侧卧位绑定

选取健康大白兔，以3％戊巴比妥钠经兔耳缘静脉或腹腔注射麻醉，侧卧位将兔子绑定在实验台上，把处理侧后肢大腿后方摆放至利于实验操作的方位；

步骤2：万向旋转升降伸缩架的安装及初步调整

将万向旋转升降伸缩架底端的U型安装夹装夹在实验台边缘处，通过紧固螺钉固定在实验台上，调整万向旋转升降伸缩架使固定钳夹模块和活动钳模块至处理侧后肢大腿后方皮肤待切开位置，夹持位置预判定完成后通过万向旋转升降伸缩架移开牵拉装置，开始兔坐骨神经的暴露手术；

步骤3：坐骨神经的暴露及夹持

将兔处理侧后肢大腿后方进行脱毛处理，常规消毒、铺巾，于处理侧后肢大腿后方切开皮肤，沿股二头肌内侧与内收大肌之间肌间隙进行钝性分离，暴露坐骨神经；调整万向旋转升降伸缩架使牵拉装置移回至步骤2预判定的位置，使固定钳夹模块上的无齿输精管分离钳距坐骨神经分叉1.0cm处夹持坐骨神经，活动钳夹模块上的无齿输精管分离钳与固定钳夹模块上的无齿输精管分离钳相距0.5cm处夹持坐骨神经，无齿输精管分离钳仅扣住一齿；

步骤4：兔坐骨神经的牵拉

将兔分为10组，每组2只，先通过计算机将拉力传感器置零，设置牵拉模块的牵拉速度为1mm/s，然后开始对兔坐骨神经进行牵拉实验，每组兔子的牵拉长度分别为0.6、0.7、0.8、0.9、1.0、1.2、1.4、1.6、1.8、2.0cm及每次牵拉后停止时间30s；然后，开始对兔坐骨神经进行牵拉实验，并对每组实验的牵拉力度及牵拉长度进行实时采集，每组牵拉实验完成后松开无齿输精管分离钳，进行生理盐水冲洗及消毒处理，然后依次缝合肌肉及皮肤。

本发明的有益效果在于：

1.本发明万向型牵拉装置，利用直线驱动轴和伺服电机组成的驱动模块可准确控制驱动速度及驱动行程，利用计算机控制能够保障牵拉速度和牵拉长度的准确性，提升了制作坐骨神经张力性损伤模型时的实验精度。

2.本发明万向型牵拉装置，利用拉力传感器实施采集牵拉力度，消除了弹簧测力计等因变形对牵拉长度的干扰，与计算机控制的牵拉模块配合使用可便捷获取牵拉力度与牵拉长度的实时对应关系，便于精确控制坐骨神经张力性损伤模型的制作过程。

3.本发明万向型牵拉装置，将无齿输精管分离钳的上半部分固定在与之凸凹配合的固定夹板中，只调节分离钳的下半部分即可灵活控制钳夹头的开、关动作及调整夹持力度，通过调整无齿输精管分离钳在固定板凹槽中的横向位置可灵活调整钳夹悬臂的长度，实现了钳夹头的小巧化设计及便捷稳定夹持，便于实验操作。

4.本发明万向型牵拉装置，利用万向旋转升降伸缩架实现了整个装置任意空间位置及俯仰姿态的灵活调节，降低了兔侧卧绑定时腿部的摆放难度，便于调整无齿输精管分离钳的钳夹头至最合适的钳夹位置，同时便于调整牵拉方向与坐骨神经的方向平行；避免了复杂的腿部摆放及工具位置和姿态的调整过程，降低了实验人员的劳动量，同时使实验模型的制作过程更便捷、更高效。

附图说明

图1为本发明万向型牵拉装置的结构示意图；

图2为万向旋转升降伸缩架和连接底板的结构示意图；

图3为测力及驱动模块的结构示意图；

图4为带凹槽的固定夹板和无齿输精管分离钳的结构示意图；

图5为活动钳夹模块及导向模块的结构示意图；

其中：1、万向旋转升降伸缩架；101、支撑杆；102、万向旋转连接头；103、连接杆；104、连接平板；2、连接底板；3、牵拉模块；301、驱动轴；302、牵拉滑块；303、伺服电机；304、长槽孔；4、无变形测力模块；401、拉力传感器；402、连接柱；5、导向模块；501、导轨；502、滑动块；503、导向过渡块；504、导向牵拉滑块；6、固定钳夹模块；601、无齿输精管分离钳；602、固定平板；603、固定夹板；7、活动钳夹模块；8、U型安装夹；9、计算机。

具体实施方式

下面通过实施例并结合附图对本发明做进一步说明，但不限于此。

实施例1：

如图1至图5所示，一种制作坐骨神经张力性损伤模型的万向型牵拉装置，包括连接底板及设置在连接底板上的牵拉模块、无变形测力模块、导向模块、固定钳夹模块、活动钳夹模块及计算机，无变形测力模块一侧与牵拉模块连接、另一侧与导向模块连接，固定钳夹模块与活动钳夹模块相对设置且活动钳夹模块设置在导向模块上，无变形测力模块和牵拉模块均与计算机连接。

其中，万向型牵拉装置还包括万向旋转升降伸缩架1，万向旋转升降伸缩架1的一端与连接底板2的底部连接。万向旋转升降伸缩架包括支撑杆101、连接杆103、万向旋转接头102和连接平板104，万向旋转接头102的两端分别连接支撑杆101和连接杆103，连接杆103的一端与连接平板104的底部固定连接，连接平板104与连接底板2通过螺钉紧固连接。通过万向旋转升降伸缩架可以很方便地调节连接底板上的实验装置，可以实现各个方位、各个角度的调节，能够满足实验要求的需要。

牵拉模块3包括伺服电机303、驱动轴301和牵拉滑块302，伺服电机303与驱动轴301传动连接，牵拉滑块302安装在驱动轴301上表面，牵拉滑块302的上端开设有长槽孔304，长槽孔304可以保证后续与后续拉力传感器401连接时的直线性。伺服电机303由计算机9连接控制，通过计算机9可精确控制伺服电机对牵拉滑块302牵拉长度的调整。

无变形测力模块4包括拉力传感器401，在拉力传感器401的两侧设置有连接柱402，其中右侧的连接柱贯穿长槽孔304后与牵拉滑块302连接。拉力传感器401选用微小型合金钢弹性体拉力传感器，拉力传感器401连接计算机9，由计算机9采集拉力传感器401的拉力数据。

导向模块5包括导轨501、滑动块502、导向过渡块503和导向牵拉滑块504，导轨501固定安装在连接底板2上，滑动块502卡设在导轨201上并可在导轨201上进行滑动，导向过渡块203安装在滑动块502上能够随滑动块移动，导向牵拉滑块504固定连接在导向过渡块503的一侧，拉力传感器左侧的连接柱与导向牵拉滑块504连接。导向模块5的导向方向与牵拉模块3的驱动方向平行且共线。

固定钳夹模块6、活动钳夹模块7均包括无齿输精管分离钳、固定平板和固定夹板，以固定钳夹模块6为例说明其组成部分的构成，无齿输精管分离钳601位于固定平板602和固定夹板603之间，固定夹板603上开设有横向凹槽，无齿输精管分离钳601的上半部分(图4中的A部分)设置在横向凹槽内，且无齿输精管分离钳通过螺钉固定于固定平板和固定夹板之间。

无齿输精管分离钳601通过三个螺钉固定于固定平板602和固定夹板603之间：其中两个螺钉将固定夹板603和无齿输精管分离钳的上半部分固定在固定平板602上，第三个螺钉位于两个螺钉下方并穿过无齿输精管分离钳中间分离扣的内侧空隙。

本实施例的技术方案，通过计算机连接控制伺服电机和拉力传感器，通过计算机精确控制伺服电机，保证牵拉滑块牵拉长度的位移调整，同时可以采集拉力传感器的牵拉力度的数据，并可得到牵拉长度和牵拉力度的对应关系，此技术方案能够保证实验过程的精确控制，改变了传统实验装置的粗犷式做法，保障了制作的实验模型在后续的实验过程中更可靠，同时钳夹的位置可调整，夹持位置可调，方便实验过程实验人员的操作，使整个实验过程更便捷、更高效，实验结果更可靠。

实施例2：

一种制作坐骨神经张力性损伤模型的万向型牵拉装置，结构如实施例1所述，其不同之处在于：支撑杆101的底端连接U型安装夹8，U型安装夹8上设有螺栓。U型安装夹可以卡在实验操作台的边缘处，通过螺栓旋紧，可将整个实验装置固定在实验台上。

实施例3：

一种制作坐骨神经张力性损伤模型的万向型牵拉装置，结构如实施例2所述，其不同之处在于：滑动块502与导轨501之间设有滚珠，滚珠分布设置在滑动块502与导轨501两侧的连接处。在滑动块与导轨之间增设滚珠，滑动块可以在导轨上进行滑动时，可以借助滚珠的滚动摩擦提高滑动的顺畅性。

实施例4：

一种利用实施例3所述的万向型牵拉装置对兔坐骨神经进行牵拉获取坐骨神经张力性损伤模型的实验过程，其具体步骤如下：

步骤1：兔的侧卧位绑定

选取健康新西兰大白兔，体重2.0-3.0kg，以3％(剂量1ml/kg)戊巴比妥钠经兔耳缘静脉或腹腔注射麻醉，侧卧位将兔子绑定在实验台上，把处理侧后肢大腿后方摆放至利于实验操作的方位；

步骤2：万向旋转升降伸缩架的安装及初步调整

将万向旋转升降伸缩架底端的U型安装夹装夹在实验台边缘处，通过紧固螺钉固定在实验台上，调整万向旋转升降伸缩架使固定钳夹模块和活动钳模块至处理侧后肢大腿后方皮肤待切开位置，夹持位置预判定完成后通过万向旋转升降伸缩架移开牵拉装置，开始兔坐骨神经的暴露手术；

步骤3：坐骨神经的暴露及夹持

将兔处理侧后肢大腿后方进行脱毛处理，常规消毒、铺巾，于处理侧后肢大腿后方切开皮肤，沿股二头肌内侧与内收大肌之间肌间隙进行钝性分离，暴露坐骨神经；调整万向旋转升降伸缩架使牵拉装置移回至步骤2预判定的位置，使固定钳夹模块上的无齿输精管分离钳距坐骨神经分叉1.0cm处夹持坐骨神经，活动钳夹模块上的无齿输精管分离钳与固定钳夹模块上的无齿输精管分离钳相距0.5cm处夹持坐骨神经，无齿输精管分离钳仅扣住一齿；选用的无齿输精管分离钳能够有效夹持坐骨神经，保证实验过程的稳定性。

步骤4：兔坐骨神经的牵拉

将兔分为10组，每组2只，先通过计算机将拉力传感器置零，设置牵拉模块的牵拉速度为1mm/s，然后开始对兔坐骨神经进行牵拉实验，每组兔子的牵拉长度分别为0.6、0.7、0.8、0.9、1.0、1.2、1.4、1.6、1.8、2.0cm及每次牵拉后停止时间30s；然后，开始对兔坐骨神经进行牵拉实验，并对每组实验的牵拉力度及牵拉长度进行实时采集，每组牵拉实验完成后松开无齿输精管分离钳，进行生理盐水冲洗及消毒处理，然后依次缝合肌肉及皮肤。

Claims (7)

1.一种制作坐骨神经张力性损伤模型的万向型牵拉装置，其特征在于，包括连接底板及设置在连接底板上的牵拉模块、无变形测力模块、导向模块、固定钳夹模块、活动钳夹模块及计算机，无变形测力模块一侧与牵拉模块连接、另一侧与导向模块连接，固定钳夹模块与活动钳夹模块相对设置且活动钳夹模块设置在导向模块上，无变形测力模块和牵拉模块均与计算机连接；

所述牵拉模块包括伺服电机、驱动轴和牵拉滑块，伺服电机与驱动轴传动连接，牵拉滑块设置在驱动轴上，牵拉滑块的上端开设有长槽孔；

所述无变形测力模块包括拉力传感器，在拉力传感器的两侧设置有连接柱，其中一侧的连接柱贯穿长槽孔后与牵拉滑块连接；

所述导向模块的导向方向与牵拉模块的驱动方向平行且共线；

所述固定钳夹模块、活动钳夹模块均包括无齿输精管分离钳、固定平板和固定夹板，无齿输精管分离钳位于固定平板和固定夹板之间，固定夹板上开设有横向凹槽，无齿输精管分离钳的上半部分设置在横向凹槽内，且无齿输精管分离钳通过螺钉固定于固定平板和固定夹板之间。

2.如权利要求1所述的制作坐骨神经张力性损伤模型的万向型牵拉装置，其特征在于，所述万向型牵拉装置还包括万向旋转升降伸缩架，万向旋转升降伸缩架的一端与连接底板的底部连接。

3.如权利要求2所述的制作坐骨神经张力性损伤模型的万向型牵拉装置，其特征在于，所述万向旋转升降伸缩架包括支撑杆、连接杆、万向旋转接头和连接平板，万向旋转接头的两端分别连接支撑杆和连接杆，连接杆的一端与连接平板的底部固定连接，连接平板与连接底板通过螺钉紧固连接。

4.如权利要求3所述的制作坐骨神经张力性损伤模型的万向型牵拉装置，其特征在于，所述支撑杆的一端连接U型安装夹，所述U型安装夹上设有螺栓。

5.如权利要求1所述的制作坐骨神经张力性损伤模型的万向型牵拉装置，其特征在于，所述导向模块包括导轨、滑动块、导向过渡块和导向牵拉滑块，导轨固定设置在连接底板上，滑动块设置在导轨上并可在导轨上进行滑动，导向过渡块设置在滑动块上，导向牵拉滑块固定连接在导向过渡块的一侧，拉力传感器另一侧的连接柱与导向牵拉滑块连接。

6.如权利要求5所述的制作坐骨神经张力性损伤模型的万向型牵拉装置，其特征在于，所述滑动块与导轨之间设有滚珠。

7.如权利要求1所述的制作坐骨神经张力性损伤模型的万向型牵拉装置，其特征在于，无齿输精管分离钳通过三个螺钉固定于固定平板和固定夹板之间：其中两个螺钉将固定夹板和无齿输精管分离钳的上半部分固定在固定平板上，第三个螺钉位于两个螺钉下方并穿过无齿输精管分离钳中间分离扣的内侧空隙。