CN114831043A - 一种脊髓损伤大鼠减重步行被动运动跑轮 - Google Patents
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Abstract
脊髓损伤大鼠减重步行被动运动跑轮，属于脊髓损伤大鼠康复训练领域，包括跑轮组件、后肢支撑组件和悬吊组件，所述跑轮组件包括驱动机构一、支撑架、支座和旋转的跑轮，所述驱动机构一安装在支座上部，所述驱动机构一驱动跑轮转动，所述悬吊组件包括支具、以及对支具悬吊的悬吊架，所述支具长度方向两端设有开口的第一端口和第二端口，所述支具外侧靠近第一端口的位置开设有两个前肢孔；本脊髓损伤大鼠减重步行被动运动跑轮可在下肢在跑步机上进行原地减重步态康复训练，可改变大鼠脊髓损伤拖曳步态并且影响步行的神经调控，对于有下肢力量的大鼠可以起到肌肉训练的作用，使步速提高，平衡功能得到改善。
Description
技术领域
本发明涉及一种用于脊髓损伤大鼠减重步行被动运动跑轮，属于脊髓损伤大鼠康复运动领域。
背景技术
脊髓损伤可造成重要的残疾，后期的继发性损伤及并发症会增加康复的难度，近些年来康复器具如功率自行车，手功能训练器等应用领域广泛，该技术通过制作一种模拟人工手动被动活动配合大鼠跑步运动的跑轮相结合的装置，给与脊髓损伤大鼠使用，使其在运动时进行下肢的被动运动，临床及实验研究显示该种支具能有效促进脊髓损伤患者下肢残存运动功能的恢复、促进下肢肌张力降低，但其生物效应及具体机制尚不清楚。采用脊髓损伤实验动物研究其生物效应及机制成为脊髓损伤康复研究的重要手段和内容，虽然此减重步行训练跑轮可对不同程度损伤大鼠的脊柱进行被动运动和减重步行，但在使用过程中易出现下列问题：大鼠的前肢和头部对支持具的扯拽和啃咬；大鼠的不同重量，体态有明显差异性，减重的具体数值具有不精确性。
发明内容
为解决上述背景技术中提及的问题，本发明的目的在于提供脊髓损伤大鼠减重步行被动运动跑轮，可在下肢在跑步机上进行原地减重步态康复训练，可改变大鼠脊髓损伤拖曳步态并且影响步行的神经调控，对于有下肢力量的大鼠可以起到肌肉训练的作用，使步速提高，平衡功能得到改善。对于完全性脊髓大鼠而言，减重悬吊被动运动跑轮的作用更多是关节活动度的维持，防止下肢运动评分的降低。
本发明解决其技术问题所采用的技术方案，提供了脊髓损伤大鼠减重步行被动运动跑轮，包括跑轮组件、后肢支撑组件和悬吊组件，所述跑轮组件包括驱动机构一、支撑架、支座和旋转的跑轮，所述驱动机构一安装在支座上部，所述驱动机构一驱动跑轮转动。
所述悬吊组件包括支具、以及对支具悬吊的悬吊架，所述支具长度方向两端设有开口的第一端口和第二端口，所述支具外侧靠近第一端口的位置开设有两个前肢孔。
作为本发明的一种优选技术方案，所述后肢固定件为魔术贴、弹性套筒或者两端开口的锥管。
作为本发明的一种优选技术方案，所述悬吊架包括竖直设置的支撑杆、以及沿支撑杆上下移动的悬吊板，所述悬吊板上开设有螺纹孔，所述螺纹孔上安装有螺栓。
其中，正反转螺栓、螺栓顶在支撑杆侧面或者螺栓脱离与支撑杆接触。
作为本发明的一种优选技术方案，所述悬吊板的下方安装有两个横杆，所述横杆的端部通过连接件和支具侧面连接。
作为本发明的一种优选技术方案，所述支具有两个半壳体组成，两个半壳体可拆卸连接。
作为本发明的一种优选技术方案，所述跑轮的内壁安装有若干个凸起或者开设有若干个凹槽。
作为本发明的一种优选技术方案，所述驱动机构一的输出轴上安装有支撑架，所述支撑架和跑轮侧面连接，所述跑轮的轴线和驱动机构一的输出轴重合。
作为本发明的一种优选技术方案，
与现有技术相比，本发明的有益效果为：
本发明对脊髓损伤大鼠的双后肢加设被动运动装置：
1、对大鼠进行支撑以及限位范围，避免大鼠的前肢和头部对支持具的扯拽和啃咬，保证本设备的安全。
2、可在下肢在跑步机上进行原地减重步态康复训练，可改变大鼠脊髓损伤拖曳步态并且影响步行的神经调控，对于有下肢力量的大鼠可以起到肌肉训练的作用，使步速提高，平衡功能得到改善。对于完全性脊髓大鼠而言，减重悬吊被动运动跑轮的作用更多是关节活动度的维持，防止下肢运动评分的降低。
3、通过调节支具的高度、根据脊髓损伤大鼠的重量以及脊髓损伤大鼠的体态调节夹具的高度，对大鼠的支撑调节方便准确。
附图说明：
为了易于说明，本发明由下述的具体实施及附图作以详细描述。
图1为本发明的一视角结构示意图；
图2为本发明的另一视角结构示意图；
图3为本发明的后肢支撑组件结构示意图；
图4为本发明的悬吊组件结构示意图。
图中：1跑轮组件、101跑轮、102驱动机构一、103支撑架、104支座、2后肢支撑组件、201驱动机构二、202固定杆、203安装座、204后肢固定件、205支撑座、3悬吊组件、301支具、302连接件、303横杆、304悬吊板、305螺栓、306支撑杆、307底座。
具体实施方式：
为使本发明的目的、技术方案和优点更加清楚明了，下面通过附图中示出的具体实施例来描述本发明。但是应该理解，这些描述只是示例性的，而并非要限制本发明的范围。此外，在以下说明中，省略了对公知结构和技术的描述，以避免不必要地混淆本发明的概念。
在此，还需要说明的是，为了避免因不必要的细节而模糊了本发明，在附图中仅仅示出了与根据本发明的方案密切相关的结构和/或处理步骤，而省略了与本发明关系不大的其他细节。
实施方式一：
如图1-4所示，本具体实施方式采用以下技术方案：脊髓损伤大鼠减重步行被动运动跑轮，包括跑轮组件1、后肢支撑组件2和悬吊组件3，跑轮组件1包括驱动机构一102、支撑架103、支座104和旋转的跑轮101，驱动机构一102安装在支座104上部，驱动机构一102驱动跑轮101转动。
悬吊组件3包括支具301、以及对支具301悬吊的悬吊架，支具301长度方向两端设有开口的第一端口和第二端口，支具301外侧靠近第一端口的位置开设有两个前肢孔。
进一步的，支具301由两个半壳体组成，两个半壳体通过卡扣或者环形螺钉可拆卸连接，两个半壳体使支具301安装方便。
优选的，跑轮101的内壁安装有若干个凸起或者开设有若干个凹槽，增大脊髓损伤大鼠前肢运动时、前肢和跑轮101之间的摩擦力。
驱动机构一102的输出轴上安装有支撑架103，支撑架103和跑轮101侧面连接，跑轮101的轴线和驱动机构一102的输出轴重合，驱动机构一102通过支撑架103带动跑轮101转动。
根据8周健康成年大鼠体重及胸腰腹周长及脊柱形态制作环绕胸腰腹部的支具301，支具301对应大鼠T5-T11节段背部脊柱处呈“口”字型开放式孔。
10%水合氯醛腹腔注射将大鼠麻醉后将其俯卧固定于鼠板上，选取T10节段脊髓为损伤区，手术区皮肤消毒，以T7-T9节段骨性标志为中心，延棘突做纵行约4cm切口，切开皮肤和浅筋膜并皮下游离，尖刀片紧贴棘突骨面两侧做椎旁肌纵行切开，显微撑开器撑开两侧锥旁肌，以T7-T9节段棘突为标志确定T8椎板棘突，显微咬骨器咬除T7-T9棘突，暴露椎板，蚊式止血钳横向轻轻钳夹摩擦椎板直至暴露硬膜囊外间隙。显微咬骨器由尾端向头侧咬除椎板直至两侧椎弓根，完整暴露脊髓。
在剪短两侧椎板后去除相应阶段棘突，脊髓暴露，取一寸针灸针，用止血钳将针尖扭成环状，边缘光滑，再沿该环面垂直方向将针灸针折成扇面弧形，将针具穿过脊髓前缘到达另一侧，在用止血钳将另一只针灸针针尖弯成鱼钩状，钩住已经穿过脊髓前缘针灸针的圆环部，双手持两针柄轻轻向上拉，可见针下方为椎管，无脊髓组织，双手沿大鼠脊柱方向水平移动，证明没有横穿过脊髓组织，用剪刀剪下宽度和脊髓宽度相当的11号犀牛刀片，用止血钳夹持，垂直方向横断T10节段脊髓，针灸针顺脊髓断端横穿脊髓，脊髓断端外翻，双下肢抖动迅速回缩，痉挛后即完全松弛瘫痪，术毕逐层缝合切口，即大鼠脊髓损伤模型造模成功，大鼠双下肢瘫痪。脊髓损伤造模后，大鼠下肢瘫痪且脊柱正常生理形态消失，双下肢拖曳行走。
在锻炼治疗时脊髓损伤大鼠佩戴支具301，脊髓损伤大鼠的头部伸出支具301的第一端口、脊髓损伤大鼠的后肢伸出支具301的第二端口，且脊髓损伤大鼠的前肢伸出前肢孔，悬吊架将脊髓损伤大鼠悬吊于跑轮上减重，脊髓损伤大鼠的前肢接触跑轮101的内壁，后肢支撑组件2固定后肢并保持正常大鼠的运动后肢姿势，驱动机构一102通过支撑架103带动跑轮101转动，脊髓损伤大鼠的前肢随跑轮101转动而运动，经过驱动机构二201的带动使大鼠后肢进行正常大鼠运动姿势的被动活动。
现有技术中，大鼠转笼运动是一种无需外界刺激或强迫的主动性运动，一般可分为单纯转笼运动和食物诱惑转笼运动但转笼训练的强度难以设定，运动训练参数不易控制，难以客观达到量化指标，结果不够精确。
实施方式二：
如图1和4所示，本实施例公开了脊髓损伤大鼠减重步行被动运动跑轮，其结构与实施例一的结构大致相同，不同之处在于，本实施例悬吊架包括竖直设置的支撑杆306、以及沿支撑杆306上下移动的悬吊板304，悬吊板304上安装有悬吊板定位件。
进一步的，悬吊板304的下方安装有两个横杆303，横杆303的端部通过连接件302和支具301侧面连接，连接件302为连接绳或者连接杆；悬吊板304通过横杆303和连接件302对支具301进行悬吊，优选的悬吊板304上开设有若干个安装孔，其中一个安装孔上设有螺纹连接横杆303的环形螺杆，两个横杆303之间的距离可调、从而使本悬吊架可以对不同长度的支具301进行悬吊、增强悬吊架的适用性。
悬吊板定位件包括螺栓305，悬吊板304上开设有螺纹孔，螺纹孔上安装有螺栓305，其中正反转螺栓305、螺栓305顶在支撑杆306侧面或者螺栓305脱离与支撑杆306接触；转动螺栓305使螺栓305和支撑杆306脱离接触，沿支撑杆306调节悬吊板304的高度，从而调节脊髓损伤大鼠的负重，然后反向转动螺栓305使螺栓305顶在支撑杆306上，使悬吊板304在支撑杆306上的高度固定。
或者悬吊板定位件包括固定在悬吊板304的摩擦块，摩擦块挤压贴在支撑杆306上，依靠摩擦块和支撑杆306之间的摩擦力实现悬吊板304在支撑杆306高度方向上的定位。
实施方式三：
如图1和图3所示，本实施例公开了脊髓损伤大鼠减重步行被动运动跑轮，其结构与实施例一的结构大致相同，不同之处在于，本实施例后肢支撑组件2包括驱动机构二201、固定杆202、安装座203、后肢固定件204和支撑座205，驱动机构二201安装在支撑座205上，驱动机构二201的输出轴和固定杆202的一端连接，安装座203的中部设有延伸板，延伸板和固定杆202远离驱动机构二201的一端转动连接，安装座203的两端安装有旋转的后肢固定件204，固定杆202的长度方向和驱动机构二201输出轴的方向不平行。
其中，固定杆202在竖直平面转动、安装座203随固定杆202转动做圆周摆动。
进一步的，后肢固定件204为弹性箍环、魔术贴或者两端开口的锥管。
脊髓损伤大鼠的两个后肢上均安装有后肢固定件204，驱动机构二201通过固定杆202、安装座203、后肢固定件204带动脊髓损伤大鼠的后肢运动、维持一定速度一定稳定性的被动活动，在穿戴支具301的情况下使用悬吊给脊髓损伤大鼠减重，让大鼠进行前肢的运动，以解决目前脊髓损伤大鼠损伤后后肢肌张力过高、运动缺乏、关节活动度降低，协调能力低下的问题。
本脊髓损伤大鼠减重步行被动运动跑轮在跑轮101上进行原地减重步态康复训练，可改变大鼠脊髓损伤拖曳步态并且影响步行的神经调控，对于有下肢力量的大鼠可以起到肌肉训练的作用，使步速提高，平衡功能得到改善，对于完全性脊髓大鼠而言，减重悬吊被动运动跑轮的作用更多是关节活动度的维持，防止下肢运动功能的降低。
驱动机构一102为步进电机、调速电机或者伺服电机，驱动机构二201为步进电机、调速电机或者伺服电机，驱动机构一102和驱动机构二201均与外部控制开关电连接、从而使其得到电源供应。
进一步的，后肢支撑组件2固定后肢并保持正常大鼠的运动后肢姿势，经过电机的带动使大鼠后肢进行正常大鼠运动姿势的被动活动。
进一步的，支座104、支撑座205、底座307放置于外部的桌面或者固定安装在外部的桌面。
以上显示和描述了本发明的基本原理和主要特征和本发明的优点。本行业的技术人员应该了解，本发明不受上述实施例的限制，上述实施例和说明书中描述的只是说明本发明的原理，在不脱离本发明精神和范围的前提下，本发明还会有各种变化和改进，这些变化和改进都落入要求保护的本发明范围内。本发明要求保护范围由所附的权利要求书及其等效物界定。
Claims (10)
1.脊髓损伤大鼠减重步行被动运动跑轮，其特征在于：包括跑轮组件（1）、后肢支撑组件（2）和悬吊组件（3），所述跑轮组件（1）包括驱动机构一（102）、支撑架（103）、支座（104）和旋转的跑轮（101），所述驱动机构一（102）安装在支座（104）上部，所述驱动机构一（102）驱动跑轮（101）转动；
所述悬吊组件（3）包括支具（301）、以及对支具（301）悬吊的悬吊架，所述支具（301）长度方向两端设有开口的第一端口和第二端口，所述支具（301）外侧靠近第一端口的位置开设有两个前肢孔。
2.根据权利要求1所述的脊髓损伤大鼠减重步行被动运动跑轮，其特征在于：所述后肢支撑组件（2）包括驱动机构二（201）、固定杆（202）、安装座（203）、后肢固定件（204）和支撑座（205），所述驱动机构二（201）安装在支撑座（205）上，所述驱动机构二（201）的输出轴和固定杆（202）的一端连接，所述固定杆（202）的另一端和安装座（203）的中部转动连接，所述安装座（203）的两端安装有旋转的后肢固定件（204）；
其中，固定杆（202）在竖直平面转动、安装座（203）随固定杆（202）转动做圆周摆动。
3.根据权利要求2所述的脊髓损伤大鼠减重步行被动运动跑轮，其特征在于：所述后肢固定件（204）为魔术贴或者两端开口的锥管。
4.根据权利要求1所述的脊髓损伤大鼠减重步行被动运动跑轮，其特征在于：所述悬吊架包括竖直设置的支撑杆（306）、以及沿支撑杆（306）上下移动的悬吊板（304），所述悬吊板（304）上开设有螺纹孔，所述螺纹孔上安装有螺栓（305）；
其中，正反转螺栓（305）、螺栓（305）顶在支撑杆（306）侧面或者螺栓（305）脱离与支撑杆（306）接触。
5.根据权利要求4所述的脊髓损伤大鼠减重步行被动运动跑轮，其特征在于：所述悬吊板（304）的下方安装有两个横杆（303），所述横杆（303）的端部通过连接件（302）和支具（301）侧面连接。
6.根据权利要求5所述的脊髓损伤大鼠减重步行被动运动跑轮，其特征在于：所述连接件（302）为连接绳或者连接杆。
7.根据权利要求1所述的脊髓损伤大鼠减重步行被动运动跑轮，其特征在于：所述跑轮（101）的内壁安装有若干个凸起或者开设有若干个凹槽。
8.根据权利要求1所述的脊髓损伤大鼠减重步行被动运动跑轮，其特征在于：所述驱动机构一（102）的输出轴上安装有支撑架（103），所述支撑架（103）和跑轮（101）侧面连接，所述跑轮（101）的轴线和驱动机构一（102）的输出轴重合。
9.根据权利要求1所述的脊髓损伤大鼠减重步行被动运动跑轮，其特征在于：所述支具（301）由两个半壳体组成，两个半壳体可拆卸连接。
10.根据权利要求1所述的脊髓损伤大鼠减重步行被动运动跑轮，其特征在于：所述支具（301）的上部开设有开放式孔。
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2022
- 2022-05-11 CN CN202210508871.9A patent/CN114831043A/zh active Pending
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