CN115715711A - 一种创伤性颅脑损伤仪 - Google Patents

Abstract

本发明涉及实验设备技术领域，具体涉及一种创伤性颅脑损伤仪；包括基座，基座上通过运动组件设有活动小车，活动小车下等距设有与运动组件相匹配的轮体，活动小车上通过安装座设有压力转换机构，基座的一侧固定设有与压力转换机构相匹配的动力组件，并且基座远离动力组件的一端固定设有捆绑组件，压力转换机构与捆绑组件之间设有调节机构，调节机构上设有模拟组件；通过增设液压管及活动小车，将重力落锤的作用力转化为活动小车的运动，从而避免重力落锤直接撞击实验动物造成的创伤不一致的情况，有效提升模拟事故发生时，对人类病理生理的特征的模拟准确性。

Description

一种创伤性颅脑损伤仪

技术领域

本发明涉及实验设备技术领域，尤其涉及一种创伤性颅脑损伤仪。

背景技术

车祸导致的创伤性颅脑损伤是世界范围内致死、致残率最高的疾病之一，往往给患者、家庭和社会带来沉重的负担，但是目前模拟车祸致颅脑损伤的研究设备相对匮乏，现有的装置也存在一定缺陷；

如现有的专利公开号为CN105943187B公开了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；

但是该种创伤性颅脑损伤仪与实际事故相比，重力落锤造成的撞击伤害与交通事故相比具有一定的误差，具体为重力落锤为旋转撞击，会使得实验动物颅脑处部分接触到重力落锤后，会先与重力落锤的一部分接触，导致创伤不符合交通事故的情况，并且在实际交通事故发生时，由于驾驶人员和乘坐人员的姿势和角度不同，在安全气囊弹出时也会对脑部造成损伤，不能更好的、真实的模拟还原实际的交通事故对颅脑造成的损伤。

发明内容

本发明的目的在于提供一种创伤性颅脑损伤仪，很好解决上述背景技术中提出的问题。

为实现上述目的，本发明提供如下技术方案：一种创伤性颅脑损伤仪，包括基座，基座上通过运动组件设有活动小车，活动小车下等距设有与运动组件相匹配的轮体，活动小车上通过安装座设有压力转换机构，基座的一侧固定设有与压力转换机构相匹配的动力组件，并且基座远离动力组件的一端固定设有捆绑组件，压力转换机构与捆绑组件之间设有调节机构，调节机构上设有模拟组件；压力转换机构包括固定设置在安装座上的液压管，液压管内部开设有储液腔，储液腔的一端设有对接组件，对接组件与动力组件相匹配，并且液压管远离对接组件的一端设有撞击组件。

优选的，为了吸附重力落锤，避免重力落锤因反作用力而出现的回转情况，对接组件包括设置在储液腔内部的活塞杆，活塞杆的一端与储液腔内壁过盈配合、另一端穿出储液腔固定设有对接座，对接座上固定设有吸盘。

优选的，为了可以根据需要更换撞击板，也即可根据需要选择与实验动物颅脑碰撞的碰撞面积，撞击组件包括固定设置在液压管远离活塞杆一端的固定杆，固定杆通过安置头设有撞击板。

优选的，为了将重力落锤的动能转化为压力转换机构收到的压力，并经压力转换机构作用到实验动物颅脑处，以避免重力落锤直接撞击实验动物的颅脑处而造成的伤口不匹配情况，动力组件包括固定设置在基座上的安装支架，安装支架上固定设有圆弧形刻度尺，并且圆弧形刻度尺的一侧设有连接杆，连接杆的一端与安装支架转动连接、另一端固定设有与吸盘相匹配的重力落锤。

优选的，为了从而限制活动小车的移动路径，避免在运动过程中发生偏移，保证精确性，运动组件包括等距设置在基座上的运动导轨，运动导轨上开设有与轮体相契合的导槽。

优选的，为了配合捆绑组件，从而使得活动小车与捆绑组件的距离能得到调整，两个导槽的外侧均设有刻度线，刻度线位于靠近架体的一端，且与轮体相匹配。

优选的，为了通过将实验动物安置在架体上，并通过束缚带束缚实验动物的四肢，使得实验动物能以颅脑处对准撞击板的方式，来面对活动小车的撞击，从而有助于观测撞击创口，捆绑组件包括固定设置在基座远离安装支架一端的架体，且架体的中心与两个导槽中心相对应，架体上等距设有束缚带。

优选的，为了调节安全气囊与实验动物之间的距离，可模拟不同距离而对颅脑造成的损伤，调节机构包括对称开设在基座两侧端部的调节滑槽，调节滑槽内对称滑动设有调节块，调节块与基座侧壁之间通过限位组件相卡合，并且四个调节块与模拟组件固定连接。

优选的，为了调节安全气囊与实验动物之间的距离，可模拟不同距离而对颅脑造成的损伤，还可保证调节后的牢固性，避免整体发生滑动，保证模拟的精确性，限位组件包括开设在基座侧壁上的限位槽，限位槽与调节滑槽相连通，并且限位槽内设有调节螺栓，调节螺栓与调节块通过螺纹固定连接。

优选的，为了可以模拟安全气囊弹出时，不同的驾驶姿势和角度而造成的颅脑损伤，可以使建立的颅脑损伤模型损伤机制符合临床实际，为进一步研究脑损伤对骨折愈合的影响提供了必备的实验基础，模拟组件包括固定设置在调节块上的电动推杆，四电动推杆的输出端转动设有转动块，并且四个转动块上共同固定设有横板，横板内设有安全气囊。

与现有技术相比，本发明的有益效果是：

（1）通过上述机构的相互配合，通过增设液压管及活动小车，将重力落锤的作用力转化为活动小车的运动，从而避免重力落锤直接撞击实验动物造成的创伤不一致的情况，有效提升模拟事故发生时，对人类病理生理的特征的模拟准确性；

（2）通过将实验动物安置在架体上，并通过束缚带束缚实验动物的四肢，使得实验动物能以颅脑处对准撞击板的方式，来面对活动小车的撞击，从而有助于观测撞击创口，再将实验动物予以恢复后，建立的颅脑损伤模型损伤机制符合临床实际，为进一步研究脑损伤对骨折愈合的影响提供了必备的实验基础；

（3）通过调节其与实验动物之间的角度和距离，可模拟在不同驾驶姿势和角度下对颅脑造成的损伤，使建立的颅脑损伤模型损伤机制符合临床实际，为进一步研究脑损伤对骨折愈合的影响提供了必备的实验基础。

附图说明

图1是本发明提供的一种创伤性颅脑损伤仪的部分轴测结构示意图之一；

图2是本发明提供的一种创伤性颅脑损伤仪的活动小车的轴测结构示意图；

图3是本发明提供的一种创伤性颅脑损伤仪的活动小车的剖视结构示意图；

图4是本发明提供的一种创伤性颅脑损伤仪的活动小车的俯视结构示意图；

图5是本发明提供的一种创伤性颅脑损伤仪的活塞杆的轴测结构示意图；

图6是本发明提供的一种创伤性颅脑损伤仪的部分轴测结构示意图之二；

图7为本发明提出的一种创伤性颅脑损伤仪的部分轴测结构示意图之三；

图8为本发明提出的一种创伤性颅脑损伤仪中调节机构的结构示意图；

图9为本发明提出的一种创伤性颅脑损伤仪中撞击板与固定杆的结构示意图之一；

图10为本发明提出的一种创伤性颅脑损伤仪中撞击板与固定杆的结构示意图之二。

图中：1、基座；2、活动小车；3、安装支架；4、圆弧形刻度尺；5、连接杆；6、重力落锤；7、液压管；8、架体；9、束缚带；10、轮体；11、安装座；12、撞击板；13、固定杆；14、活塞杆；15、对接座；16、吸盘；17、储液腔；18、安置头；19、刻度线；20、运动导轨；21、导槽；22、安全气囊；23、横板；24、转动块；25、电动推杆；26、调节滑槽；27、调节块；28、限位槽；29、调节螺栓。

具体实施方式

下面将结合本发明实施例中的附图，对本发明实施例中的技术方案进行清楚、完整地描述，显然，所描述的实施例仅仅是本发明一部分实施例，而不是全部的实施例。基于本发明中的实施例，本领域普通技术人员在没有做出创造性劳动前提下所获得的所有其他实施例，都属于本发明保护的范围。

实施例1

请参阅图1-图10，一种创伤性颅脑损伤仪，包括基座1，基座1底端设有支脚，可通过人工的方式进行焊接固定，以对基座1提供支撑，保证使用的稳定；

基座1上通过运动组件设有活动小车2，活动小车2下等距设有与运动组件相匹配的轮体10，活动小车2上通过安装座11设有压力转换机构，基座1的一侧固定设有与压力转换机构相匹配的动力组件，并且基座1远离动力组件的一端固定设有捆绑组件，压力转换机构与捆绑组件之间设有调节机构，调节机构上设有模拟组件；

压力转换机构包括固定设置在安装座11上的液压管7，两者可以采用螺钉的方式对液压管7进行固定安装，便于拆卸和安装，方便模拟使用；

液压管7内部开设有储液腔17，储液腔17内部填充盐水，当活塞杆14间接承受重力落锤6的撞击后，活塞杆14将受到的作用力传递给盐水，使得盐水将作用力传递给活动小车2，使得活动小车2移动实现对实验动物的撞击，从而提升撞击的接触面积；

储液腔17的一端设有对接组件，对接组件与动力组件相匹配，并且液压管7远离对接组件的一端设有撞击组件；

动力组件包括固定设置在基座1上的安装支架3，采用螺栓或工作人员进行焊接的方式进行固定，保证使用的稳定性；

安装支架3上固定设有圆弧形刻度尺4，其中与连接杆5相对应，便于记录摆动的角度；

并且圆弧形刻度尺4的一侧设有连接杆5，连接杆5的一端与安装支架3转动连接、另一端固定设有与吸盘16相匹配的重力落锤6；其中连接杆5沿着圆弧形刻度尺4的圆心进行旋转，进而便于带着重力落锤6转动落下，撞击压力转换件后，将重力落锤6的动能转化为压力转换件收到的压力，并经压力转换件作用到实验动物颅脑处，以避免重力落锤6直接撞击实验动物的颅脑处而造成的伤口不匹配情况；

捆绑组件包括固定设置在基座1远离安装支架3一端的架体8，且架体8的中心与两个导槽21中心相对应，架体8上等距设有束缚带9，其中束缚带9的数量为四个，捆绑组件用以安置实验动物，通过将实验动物安置在架体8上，束缚带9束缚实验动物的四肢，使得实验动物能以颅脑处对准撞击板12的方式，来面对活动小车2的撞击。

通过上述机构的相互配合，通过增设液压管7及活动小车2，将重力落锤6的作用力转化为活动小车2的运动，从而避免重力落锤6直接撞击实验动物造成的创伤不一致的情况，有效提升模拟事故发生时，对人类病理生理的特征的模拟准确性。

实施例2

请参阅图1-图10，对接组件包括设置在储液腔17内部的活塞杆14，活塞杆14的一端与储液腔17内壁过盈配合，活塞杆14通过活塞与储液腔17滑动配合，便于将活塞杆14间接承受重力落锤6的撞击后，活塞杆14将受到的作用力传递给盐水，使得盐水将作用力传递给活动小车2，使得活动小车2移动实现对实验动物的撞击，从而提升撞击的接触面积；

另一端穿出储液腔17固定设有对接座15，用以配合活塞杆14，从而承受重力落锤6的撞击，并将撞击传递给活塞杆14，对接座15上固定设有吸盘16，吸盘16采用橡胶材料制成，用以在对接座15在接收到重力落锤6的撞击后，吸附重力落锤6，避免重力落锤6因反作用力而出现的回转情况；

撞击组件包括固定设置在液压管7远离活塞杆14一端的固定杆13，固定杆13通过安置头18设有撞击板12，其中安置头18与撞击板12之间通过插接或螺纹的方式转动连接，可以根据需要更换撞击板12，也即可根据需要选择与实验动物颅脑碰撞的碰撞面积；

运动组件包括等距设置在基座1上的运动导轨20，运动导轨20上开设有与轮体10相契合的导槽21，两个导槽21的外侧均设有刻度线19，刻度线19位于靠近架体8的一端，且与轮体10相匹配；

运动导轨20引导活动小车2的运动路径，通过引导活动小车2的运动路径，从而使得活动小车2能直接撞击实验动物，从而提升对事故发生时人类受到创伤性颅脑损伤的相似程度，进而提升通过对实验动物创伤后的创口及恢复情况来帮助了解人类创伤性颅脑损伤情况。

通过将实验动物安置在架体8上，并通过束缚带9束缚实验动物的四肢，使得实验动物能以颅脑处对准撞击板12的方式，来面对活动小车2的撞击，从而有助于观测撞击创口，再将实验动物予以恢复后，建立的颅脑损伤模型损伤机制符合临床实际，为进一步研究脑损伤对骨折愈合的影响提供了必备的实验基础。

实施例3

请参阅图1-图10，调节机构包括对称开设在基座1两侧端部的调节滑槽26，调节滑槽26内对称滑动设有调节块27，调节块27与基座1侧壁之间通过限位组件相卡合，并且四个调节块27与模拟组件固定连接；

限位组件包括开设在基座1侧壁上的限位槽28，限位槽28与调节滑槽26相连通，并且限位槽28内设有调节螺栓29，其中调节螺栓29与限位槽28之间设有固定垫片，可保证在使用时的稳定性，避免发生滑动，调节螺栓29与调节块27通过螺纹固定连接；

模拟组件包括固定设置在调节块27上的电动推杆25，四电动推杆25的输出端转动设有转动块24，并且四个转动块24上共同固定设有横板23，横板23内设有安全气囊22，其中安全气囊22与汽车的安全气囊（较为成熟的技术，在此不做赘述）结构相同，其充气量和大小为汽车的安全气囊五分之一，可以更好的模拟气囊弹出对颅脑造成的损伤，通过调节其与实验动物之间的角度和距离，可模拟在不同驾驶姿势和角度下对颅脑造成的损伤，使建立的颅脑损伤模型损伤机制符合临床实际，为进一步研究脑损伤对骨折愈合的影响提供了必备的实验基础。

实施例4

对于模拟组件来说，参照图7-图8，可以在对实验动物进行模拟碰撞时，可通过滑动调节块27，可以使其在调节滑槽26内滑动，可以调节安全气囊22与实验动物之间的距离，而通过电动推杆25的伸缩，配合转动块24，可以带着横板23进行角度和高度的调节，进而可以调节安全气囊22与实验动物之间弹出的角度，进而可以更好的模拟在实际驾驶时，不同的驾驶姿势和角度对头部造成的损伤，使建立的颅脑损伤模型损伤机制符合临床实际，为进一步研究脑损伤对骨折愈合的影响提供了必备的实验基础。

实施例5

对于撞击板12来说，参照图9-图10，其形状还可为圆台、圆形尖状等，可以模拟锐器与实验动物头部发生撞击而对颅脑造成的损伤，进而可以让建立的颅脑损伤模型损伤机制符合临床实际，为进一步研究脑损伤对骨折愈合的影响提供了必备的实验基础。

实施例6

提供一种实验设计方案：

步骤一：取材料：取纯种成年新西兰大耳白兔20只，雄性，体质量(2500±100)g，常温饲养，自由饮食、水。

步骤二：兔颅脑损伤模型的建立：

步骤S101:按0.12mL/kg剂量，肌注复方氯胺酮(1.0mL×10支麻醉满意后，头顶部备皮，碘伏消毒；

步骤S102:沿中线矢状切开头顶部皮肤，切口长约3cm，剥离骨膜，暴露顶骨；

步骤S103:将一个不锈钢垫(直径1cm，厚0.3cm)置于冠状缝及人字缝间，以牙科水门汀固定，间断缝合皮肤；

步骤S104:待家兔完全清醒后，捆绑于捆绑支架上，并驱动重力落锤101，以驱使活动小车撞击动物颅骨顶部钢垫。

步骤三：验证脑损伤模型：

步骤S201:术后1天处死致伤后家兔并解剖头颅，大体观察颅骨、脑组织损伤程度；

步骤S202:取额顶部脑组织切片、苏木精-伊红染色，在光学显微镜下观察脑组织显微结构变化。

综上，通过将实验动物安置在架体8上，并通过束缚带9束缚实验动物的四肢，使得实验动物能以颅脑处对准撞击板12的方式，来面对活动小车2的撞击，从而有助于观测撞击创口，再将实验动物予以恢复后，建立的颅脑损伤模型损伤机制符合临床实际，为进一步研究脑损伤对骨折愈合的影响提供了必备的实验基础，通过增设液压管7及活动小车2，将重力落锤6的作用力转化为活动小车2的运动，从而避免重力落锤6直接撞击实验动物造成的创伤不一致的情况，有效提升模拟事故发生时，对人类病理生理的特征的模拟准确性，通过调节其与实验动物之间的角度和距离，可模拟在不同驾驶姿势和角度下对颅脑造成的损伤，使建立的颅脑损伤模型损伤机制符合临床实际，为进一步研究脑损伤对骨折愈合的影响提供了必备的实验基础。

对于本领域技术人员而言，显然本发明不限于上述示范性实施例的细节，而且在不背离本发明的精神或基本特征的情况下，能够以其他的具体形式实现本发明。因此，无论从哪一点来看，均应将实施例看作是示范性的，而且是非限制性的，本发明的范围由所附权利要求而不是上述说明限定，因此旨在将落在权利要求的等同要件的含义和范围内的所有变化囊括在本发明内。不应将权利要求中的任何附图标记视为限制所涉及的权利要求。

Claims (10)

1.一种创伤性颅脑损伤仪，其特征在于，包括基座（1），所述基座（1）上通过运动组件设有活动小车（2），所述活动小车（2）下等距设有与所述运动组件相匹配的轮体（10），所述活动小车（2）上通过安装座（11）设有压力转换机构，所述基座（1）的一侧固定设有与所述压力转换机构相匹配的动力组件，并且所述基座（1）远离所述动力组件的一端固定设有捆绑组件，所述压力转换机构与所述捆绑组件之间设有调节机构，所述调节机构上设有模拟组件；

所述压力转换机构包括固定设置在安装座（11）上的液压管（7），所述液压管（7）内部开设有储液腔（17），所述储液腔（17）的一端设有对接组件，所述对接组件与所述动力组件相匹配，并且所述液压管（7）远离所述对接组件的一端设有撞击组件。

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，所述对接组件包括设置在储液腔（17）内部的活塞杆（14），所述活塞杆（14）的一端与所述储液腔（17）内壁过盈配合、另一端穿出所述储液腔（17）固定设有对接座（15），所述对接座（15）上固定设有吸盘（16）。

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，所述撞击组件包括固定设置在液压管（7）远离活塞杆（14）一端的固定杆（13），所述固定杆（13）通过安置头（18）设有撞击板（12）。

4.根据权利要求2所述的一种创伤性颅脑损伤仪，其特征在于，所述动力组件包括固定设置在基座（1）上的安装支架（3），所述安装支架（3）上固定设有圆弧形刻度尺（4），并且所述圆弧形刻度尺（4）的一侧设有连接杆（5），所述连接杆（5）的一端与所述安装支架（3）转动连接、另一端固定设有与所述吸盘（16）相匹配的重力落锤（6）。

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，所述运动组件包括等距设置在基座（1）上的运动导轨（20），所述运动导轨（20）上开设有与所述轮体（10）相契合的导槽（21）。

6.根据权利要求5所述的一种创伤性颅脑损伤仪，其特征在于，两个所述导槽（21）的外侧均设有刻度线（19），所述刻度线（19）位于靠近所述架体（8）的一端，且与所述轮体（10）相匹配。

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，所述捆绑组件包括固定设置在基座（1）远离安装支架（3）一端的架体（8），且所述架体（8）的中心与两个所述导槽（21）中心相对应，所述架体（8）上等距设有束缚带（9）。

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，所述调节机构包括对称开设在基座（1）两侧端部的调节滑槽（26），所述调节滑槽（26）内对称滑动设有调节块（27），所述调节块（27）与所述基座（1）侧壁之间通过限位组件相卡合，并且四个所述调节块（27）与所述模拟组件固定连接。

9.根据权利要求8所述的一种创伤性颅脑损伤仪，其特征在于，所述限位组件包括开设在基座（1）侧壁上的限位槽（28），所述限位槽（28）与所述调节滑槽（26）相连通，并且所述限位槽（28）内设有调节螺栓（29），所述调节螺栓（29）与所述调节块（27）通过螺纹固定连接。

10.根据权利要求9所述的一种创伤性颅脑损伤仪，其特征在于，所述模拟组件包括固定设置在调节块（27）上的电动推杆（25），四所述电动推杆（25）的输出端转动设有转动块（24），并且四个所述转动块（24）上共同固定设有横板（23），所述横板（23）内设有安全气囊（22）。

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