CN106725340B - 全自动动物脊髓损伤斜板实验评测装置 - Google Patents

Abstract

本发明公开了一种全自动动物脊髓损伤斜板实验评测装置，包括一个封闭箱体和一个与其铰接的水平底座；在水平底座上设有用于驱动封闭箱体绕水平底座转动的箱体倾斜驱动机构，评测装置还包括摄像机、电控制器和显示器，摄像机安装在封闭箱体内，摄像机用于采集底板上的动物图像信息，并通过无线或有线方式传送至电控制器，电控制器对摄像机采集的动物图像信息进行接收存贮和分析，并判断动物是否从底板上跌落，动物没有跌落时，电控制器控制箱体倾斜驱动机构继续驱动封闭箱体转动，当动物跌落时，电控制器控制箱体倾斜驱动机构停止封闭箱体转动，电控制器将动物图像信息和分析处理信息通过显示器显示给使用者。本发明操作简便，评测结果精准和直观。

Description

全自动动物脊髓损伤斜板实验评测装置

技术领域

本发明涉及一种利用斜板实验评测动物脊髓损伤后神经功能恢复情况的装置，属于医学实验装置技术领域。

背景技术

脊髓损伤后对实验动物神经功能恢复和四肢运动功能的评估，直接反映了脊髓修复与再生水平，以及外周运动功能的改善情况，对于评价各种治疗干预措施的效果而言是不可缺的。

现有的斜板实验评测装置，例如中国发明专利申请CN201310411258.6所公开的一种结构，其包括观察通道和支架，观察通道的底面是斜板，两侧面为透明玻璃板，顶面为透明网格板，通道的两端口敞开，支架由量角器、滑动支架、杆端关节轴承、固定旋钮和滑槽组成。

这种结构的评测装置在使用过程中存在以下几个方面的缺点：（1）由于其采用的是敞开透明式的观察通道，在此环境中，动物容易产生恐惧惊慌的情绪和行为，因而大大影响了评测结果的准确性；（2）实验时需要一人用手逐渐改变斜板的倾斜角度，另一人记录实验结果，实验需要两人才能完成，操作麻烦，费时费力；（3）实验时用手扶住斜板时手会抖动，抖动会影响动物四肢的抓持力度，从而影响评测结果的准确性，并且手抖动会造成斜板倾斜角度的变大或变小，使得评测结果误差较大；（4）由于人手不能控制细微的角度改变，尤其是当实验进入到动物四肢的敏感界限时，微小的角度改变就可能使动物从斜板上跌落，因而评测的精度较低。

发明内容

本发明要解决的技术问题是提供一种不仅操作简便，仅需一人即可完成，而且评测结果精准、直观，并能消除动物实验时产生恐惧惊慌情绪和行为的全自动动物脊髓损伤斜板实验评测装置。

为解决上述技术问题，本发明采用这样一种全自动动物脊髓损伤斜板实验评测装置，包括一个由顶板、底板、左侧板、右侧板、前侧板和后侧板构成的封闭箱体和一个与该封闭箱体铰接的水平底座；在所述封闭箱体的顶板上设有一个用于取放动物的开口和一个用于封闭所述开口的盖板，所述动物置于封闭箱体的底板上，在所述水平底座上设有一个用于驱动封闭箱体绕水平底座转动从而相对水平底座倾斜一定角度的箱体倾斜驱动机构，该斜板实验评测装置还包括摄像机、电控制器和显示器，所述箱体倾斜驱动机构、显示器分别与所述电控制器电连接，所述摄像机安装在所述封闭箱体内，摄像机用于采集底板上的动物图像信息，并通过无线或有线方式传送至所述电控制器，当所述箱体倾斜驱动机构驱动封闭箱体绕水平底座转动时，所述电控制器对摄像机采集的动物图像信息进行接收存贮和分析，并判断动物是否从底板上跌落，动物没有发生跌落时，所述电控制器控制所述箱体倾斜驱动机构继续驱动封闭箱体绕水平底座转动，使底板上的动物相对水平底座倾斜更大的角度；当动物发生跌落时，所述电控制器给出提示信息，控制所述箱体倾斜驱动机构停止封闭箱体转动，所述电控制器将摄像机采集的动物图像信息和分析处理信息通过所述显示器显示给使用者观察。

作为本发明的一种优选实施方式，该斜板实验评测装置还包括一个设置在封闭箱体内且用于限制动物活动的动物活动限制机构，所述动物包括小鼠、大鼠、豚鼠、兔子、狗和猫。

在本发明中，所述动物活动限制机构包括内侧板、滑块导轨副和直线电机，所述内侧板平行地置于所述前侧板的内侧，且内侧板通过所述滑块导轨副与所述左侧板、右侧板滑动连接，所述直线电机安装在前侧板上，且直线电机的输出端与所述内侧板相连。

在本发明中，所述箱体倾斜驱动机构优选为液压缸或气缸，所述液压缸或气缸固定安装在水平底座上，且液压缸或气缸的输出轴与所述底板相抵，所述电控制器为单片机或微处理器或PLC可编程控制器，所述液压缸或气缸与所述电控制器电连接。

在本发明中，在所述封闭箱体的底板上铺设有6mm厚的橡胶垫，所述动物置于橡胶垫上。

采用上述结构后，本发明具有以下有益效果：

本发明采用摄像机、电控制器、显示器和箱体倾斜驱动机构，所述箱体倾斜驱动机构优选为液压缸或气缸，即本发明实验时底板上动物的倾斜角度、动物跌落时最大倾角等的数据采集、处理和控制等完全由计算机智能控制，无人为操作因素，运行速度快，评测结果准确、可靠，并能通过显示器实时直观地观测动物在封闭箱体内的状态、倾斜角度和评测结果等信息，还可以保存视频，以便事后进一步回放分析。

本发明通过电控制器和由电控制器控制的箱体倾斜驱动机构，能控制封闭箱体绕水平底座转动时细微的角度改变，当实验进入到动物四肢的敏感界限时，微小的角度改变就可使动物从斜板上跌落，因而本发明评测精度高。

本发明将动物放置在封闭箱体内，这样能消除动物实验时产生恐惧惊慌的情绪和行为，从而提高了评测结果的准确性。

本发明采用动物活动限制机构后，一方面能有效防止动物在箱体内四处窜动，另一方面能使动物保持正确的实验姿态，从而进一步提高了评测结果的准确性和实验的一致性。

本发明实验时仅需一人即可完成，操作简便，省时省力，能将实验误差降到最低，并为研究人体脊髓损伤后的脊髓修复与再生措施提供了良好的基础。

附图说明

以下结合附图对本发明的具体实施方式作进一步的详细说明。

图1为本发明全自动动物脊髓损伤斜板实验评测装置的一种结构示意图，图中未示电控制器和显示器。

图2为本发明中封闭箱体的一种结构示意图。

图3为本发明中封闭箱体内的动物活动限制机构的主视示意图。

图4为本发明中封闭箱体内的动物活动限制机构的的俯视示意图。

图5为本发明全自动动物脊髓损伤斜板实验评测装置的控制过程框图。

具体实施方式

参见图1至图5所示的一种全自动动物脊髓损伤斜板实验评测装置，包括一个由顶板1a、底板1b、左侧板1c、右侧板1d、前侧板1e和后侧板1f构成的封闭箱体1和一个通过铰链11与该封闭箱体1铰接的水平底座2，封闭箱体1的各板件优选由木板或其它不透明材料制成；在所述封闭箱体1的顶板1a上设有一个用于取放动物12的开口1a－1和一个用于封闭所述开口1a－1的盖板1a－2，所述动物12置于封闭箱体1的底板1b上，在所述水平底座2上设有一个用于驱动封闭箱体1绕水平底座2转动从而相对水平底座2倾斜一定角度的箱体倾斜驱动机构，该斜板实验评测装置还包括摄像机3、电控制器4和显示器5，所述箱体倾斜驱动机构、显示器5分别与所述电控制器4电连接，所述摄像机3安装在所述封闭箱体1内，如图所示摄像机3安装在后侧板1f上，当然也可安装在顶板1a上或左侧板1c、右侧板1d上，摄像机3优选采用红外微型摄像机，摄像机3用于实时采集底板1b上的动物图像信息，并通过无线如WIFI、GPRS等无线通信网络方式或有线方式传送至电控制器4，在本发明中，优选采用无线方式传送，当所述箱体倾斜驱动机构驱动封闭箱体1通过铰链11绕水平底座2转动时，所述电控制器4对摄像机3采集的动物图像信息进行接收存贮和通过常规的图像分析软件对图像信息进行分析，并判断动物是否从底板1b上跌落，动物没有发生跌落时，所述电控制器4控制所述箱体倾斜驱动机构继续驱动封闭箱体1绕水平底座2转动，使底板1b上的动物相对水平底座2倾斜更大的角度；当动物发生跌落时，所述电控制器4给出提示信息，控制所述箱体倾斜驱动机构停止封闭箱体1转动，所述电控制器4将摄像机3采集的动物图像信息和分析处理信息通过所述显示器5实时显示给使用者观察。

作为本发明的一种优选实施方式，如图3、4所示，该斜板实验评测装置还包括一个设置在封闭箱体1内且用于限制动物活动的动物活动限制机构，所述动物12包括小鼠、大鼠、豚鼠、兔子、狗和猫。

在本发明中，所述动物活动限制机构包括内侧板6、滑块导轨副7和直线电机8，所述内侧板6平行地置于所述前侧板1e的内侧，且内侧板6通过所述滑块导轨副7与所述左侧板1c、右侧板1d滑动连接，在实施时，只需在左侧板1c、右侧板1d上分别固定安装一根导轨，在内侧板6的左右两侧分别安装一个在导轨内滑动的滑块，如图3所示。所述直线电机8固定安装在前侧板1e上，且直线电机8的输出端8a与所述内侧板6相连，直线电机8优选通过无线通信方式与电控制器4电信号连接。在实验时，可根据动物12的大小，直接启动直线电机8或通过电控制器4无线启动直线电机8，通过直线电机8的输出端8a驱动内侧板6向前或向后运动，从而将动物12限制在一个窄小的空间内，这样一方面能有效防止动物12在箱体1内四处窜动，另一方面能使动物12保持正确的实验姿态，即动物12例如大鼠的头朝向右侧板1d，尾部朝向左侧板1c，身体与前侧板1e或后侧板1f平行，如图1所示，从而能提高评测结果的准确性和实验的一致性。

在本发明中，如图1所示，所述箱体倾斜驱动机构优选为液压缸或气缸9，所述液压缸或气缸9固定安装在水平底座2上，且液压缸或气缸9的输出轴9a与所述底板1b相抵，工作时，通过输出轴9a的上下运动推动封闭箱体1及其底板1b绕水平底座2转动，所述电控制器4优选为单片机或微处理器或PLC可编程控制器，所述液压缸或气缸9与所述电控制器4电连接。在本发明中，液压缸或气缸9优选通过无线通信方式与电控制器4电信号连接，当然，也可通过电缆与电控制器4连接。另外，所述箱体倾斜驱动机构也可采用直线电机、步进电机等。

如图1所示，在所述封闭箱体1的底板1b上优选铺设有6mm厚的橡胶垫10，所述动物置于橡胶垫10上。在底板1b上设置橡胶垫10，能够增大动物四肢的摩擦力，这样能避免底板1b太滑而影响四肢肌力的检测结果，又保证了四肢与底面具有均质和相同的摩擦系数。

作为本发明的一种优选工作方式，如图1、4、5所示，首先将动物12例如大鼠经封闭箱体1的开口1a－1放置于铺有橡胶垫10的底板1b上，盖上盖板1a－2并启动直线电机8驱动内侧板6向前或向后运动，将大鼠限制在一个窄小空间内，并使其保持头朝向右侧板1d，尾部朝向左侧板1c，身体与后侧板1f平行的正确实验姿态，然后电控制器4例如PLC可编程控制器通过无线信号控制箱体倾斜驱动机构例如液压缸9驱动封闭箱体1及其底板1b由0°起逐渐增加角度例如每次增加1°或者5°绕水平底座2转动，转动时优选每转动1°或者5°时停留5秒种，同时，摄像机3实时采集底板1b上的大鼠图像信息，并通过无线例如WIFI通信方式传送至PLC可编程控制器，PLC可编程控制器对大鼠图像信息进行接收存贮和分析，并判断大鼠是否从底板1b上跌落，大鼠没有发生跌落时，PLC可编程控制器通过无线信号控制液压缸9继续驱动封闭箱体1绕水平底座2转动，当大鼠刚好在底板1b上停留5秒跌落时，PLC可编程控制器给出提示信息，控制液压缸9停止封闭箱体1转动，在实验过程中，PLC可编程控制器将摄像机3实时采集的大鼠图像信息和分析处理信息包括大鼠刚好在底板1b上停留5秒时底板1b的最大倾角以及评测结果通过显示器5提供给使用者。

本发明的斜板实验评测装置可用于小鼠、大鼠、豚鼠、兔子、狗和猫等常用实验动物神经功能恢复和四肢运动功能的评测，使用范围广。

经过试用，本发明不仅结构简单，操作简便，而且评测结果准确和直观，动物实验时无恐惧情绪和行为，实验时间短，取得了良好的效果。

Claims (5)

1.一种全自动动物脊髓损伤斜板实验评测装置，其特征在于：包括一个由顶板（1a）、底板（1b）、左侧板（1c）、右侧板（1d）、前侧板（1e）和后侧板（1f）构成的封闭箱体（1）和一个与该封闭箱体（1）铰接的水平底座（2）；在所述封闭箱体（1）的顶板（1a）上设有一个用于取放动物的开口（1a－1）和一个用于封闭所述开口（1a－1）的盖板（1a－2），所述动物置于封闭箱体（1）的底板（1b）上，在所述水平底座（2）上设有一个用于驱动封闭箱体（1）绕水平底座（2）转动从而相对水平底座（2）倾斜一定角度的箱体倾斜驱动机构，该斜板实验评测装置还包括摄像机（3）、电控制器（4）和显示器（5），所述箱体倾斜驱动机构、显示器（5）分别与所述电控制器（4）电连接，所述摄像机（3）安装在所述封闭箱体（1）内，摄像机（3）用于采集底板（1b）上的动物图像信息，并通过无线或有线方式传送至所述电控制器（4），当所述箱体倾斜驱动机构驱动封闭箱体（1）绕水平底座（2）转动时，所述电控制器（4）对摄像机（3）采集的动物图像信息进行接收存贮和分析，并判断动物是否从底板（1b）上跌落，动物没有发生跌落时，所述电控制器（4）控制所述箱体倾斜驱动机构继续驱动封闭箱体（1）绕水平底座（2）转动，使底板（1b）上的动物相对水平底座（2）倾斜更大的角度；当动物发生跌落时，所述电控制器（4）给出提示信息，控制所述箱体倾斜驱动机构停止封闭箱体（1）转动，所述电控制器（4）将摄像机（3）采集的动物图像信息和分析处理信息通过所述显示器（5）显示给使用者观察；其中，电控制器（4）控制箱体倾斜驱动机构驱动封闭箱体（1）及其底板（1b）由0°起逐渐增加角度，每次增加1°或者5°绕水平底座（2）转动。

2.根据权利要求1所述的全自动动物脊髓损伤斜板实验评测装置，其特征在于：该斜板实验评测装置还包括一个设置在封闭箱体（1）内且用于限制动物活动的动物活动限制机构，所述动物包括小鼠、大鼠、豚鼠、兔子、狗和猫。

3.根据权利要求2所述的全自动动物脊髓损伤斜板实验评测装置，其特征在于：所述动物活动限制机构包括内侧板（6）、滑块导轨副（7）和直线电机（8），所述内侧板（6）平行地置于所述前侧板（1e）的内侧，且内侧板（6）通过所述滑块导轨副（7）与所述左侧板（1c）、右侧板（1d）滑动连接，所述直线电机（8）安装在前侧板（1e）上，且直线电机（8）的输出端（8a）与所述内侧板（6）相连。

4.根据权利要求1至3中任一项所述的全自动动物脊髓损伤斜板实验评测装置，其特征在于：所述箱体倾斜驱动机构为液压缸或气缸（9），所述液压缸或气缸（9）固定安装在水平底座（2）上，且液压缸或气缸（9）的输出轴（9a）与所述底板（1b）相抵，所述电控制器（4）为单片机或微处理器或PLC可编程控制器，所述液压缸或气缸（9）与所述电控制器（4）电连接。

5.根据权利要求4所述的全自动动物脊髓损伤斜板实验评测装置，其特征在于：在所述封闭箱体（1）的底板（1b）上铺设有6mm厚的橡胶垫（10），所述动物置于橡胶垫（10）上。

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