JP3215859U - Fatigue model animal production device - Google Patents
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Abstract
【課題】研究目的に合う医療実験用の疲労モデル動物を効率よく且つ容易に作製できる疲労モデル動物作製装置を提供する。【解決手段】コンベア式の走路面16aを有し、走路面16aを後方向に移動させることによって小動物Sを前方向に歩行させるトレッドミル16を備える。トレッドミル16の周囲を囲み、小動物Sが走路面16aから降りることができないようにする前壁20を備える。走路面16aの後端部16a(2)に電極18aが設置され、電極18aに接触した小動物Sに対し、小動物Sを不快にさせる電気刺激を与える電気刺激装置18を備える。小動物Sが走路面16a上のどの位置に居るかを検出する位置検出用センサ22を備える。【選択図】図2A fatigue model animal production apparatus capable of efficiently and easily producing a fatigue model animal for a medical experiment suitable for a research purpose is provided. A treadmill 16 having a conveyor-type running road surface 16a and causing a small animal S to walk forward is provided by moving the running road surface 16a backward. A front wall 20 is provided that surrounds the treadmill 16 and prevents the small animal S from descending from the road surface 16a. An electrode 18a is installed at the rear end portion 16a (2) of the running road surface 16a, and an electrical stimulation device 18 that applies electrical stimulation that makes the small animal S uncomfortable is provided to the small animal S in contact with the electrode 18a. A position detection sensor 22 for detecting where the small animal S is on the road surface 16a is provided. [Selection] Figure 2
Description
この考案は、マウス等の小動物にストレスを与え、医療実験用の疲労モデル動物を作製するための疲労モデル動物作製装置に関する。 The present invention relates to a fatigue model animal production apparatus for producing stress model animals for medical experiments by applying stress to small animals such as mice.
従来、この種の装置として、例えば特許文献1に開示されているように、慢性的なストレス性の睡眠障害の研究に適したモデル動物を作製するための小動物飼育装置があった。この小動物飼育装置は、小動物が回転輪の内周面に沿って歩行することにより回転輪が回動するランニングホイールと、回転輪に着脱可能に設けられた回転輪の駆動装置と、小動物の動きを検出するセンサとを備えている。そして、センサの出力信号を分析し、小動物が動いていると判定した時は、駆動装置を回転輪から切り離し、小動物が動かない状態が一定時間継続すると(眠っていると判定すると)、駆動装置で回転輪を回動させて小動物を覚醒させる。この動作を継続することによって、回転輪内に閉じ込めた小動物に対して継続的にストレスを与え、睡眠障害モデル動物を作製することができる。 Conventionally, as this type of device, as disclosed in Patent Document 1, for example, there has been a small animal breeding device for producing a model animal suitable for studying chronic stress-related sleep disorders. This small animal breeding apparatus includes a running wheel in which a rotating wheel rotates when the small animal walks along the inner peripheral surface of the rotating wheel, a driving device for the rotating wheel that is detachably attached to the rotating wheel, and a movement of the small animal. And a sensor for detecting. When the sensor output signal is analyzed and it is determined that the small animal is moving, the driving device is disconnected from the rotating wheel, and if the small animal does not move for a certain period of time (determining that it is asleep), the driving device Rotate the wheel to awaken the small animal. By continuing this operation, it is possible to continuously apply stress to the small animal confined in the rotating wheel and to create a sleep disorder model animal.
疲労モデル動物作製装置とは分野が異なるが、特許文献2に開示されているように、コンベア式のトレッドミルとトレッドミルの下方に設置された動画カメラとを備え、トレッドミルにおいて小動物を強制歩行させ、小動物の足の動きを動画カメラで撮影し、歩行異常であるか否か分析する足動解析システムがあった。
Although the field is different from that of a fatigue model animal production device, as disclosed in
疲労モデル動物を作製する際に小動物にストレスを与え過ぎると、研究目的に合う疲労モデル動物が得られないので、ストレスの強さの調節や、ストレスの付与を止めるタイミングの判断を適切に行うことが重要になる。 If too much stress is applied to a small animal when creating a fatigue model animal, it will not be possible to obtain a fatigue model animal that suits the purpose of the study, so make appropriate adjustments to the strength of the stress and judgment of when to stop applying stress. Becomes important.
しかし、特許文献1の小動物飼育装置は、回転輪内でストレスを受けている小動物の疲労度をデータとして検出する手段がないので、小動物に与えているストレスの強さは適切か、もうストレスの付与を止めるべきか、ということを客観的に判断することができない。また、小動物は常に一定の位置(回転輪内の最も低い位置)に居て手足を動かすだけであり、あちこち移動するようなダイナミックな動きがないので、これも小動物の疲労度を判断しにくい原因になっている。 However, since the small animal breeding device of Patent Document 1 does not have means for detecting the fatigue level of the small animal that is stressed in the rotating wheel as data, is the strength of the stress applied to the small animal appropriate? It is impossible to objectively judge whether the grant should be stopped. In addition, small animals are always in a certain position (the lowest position in the rotating wheel) and only move their limbs, and there is no dynamic movement to move around, so this is also the reason why it is difficult to judge the fatigue level of small animals It has become.
その他、特許文献2の足動解析システムのように、動画カメラを使用してトレッドミル上の小動物の動きを撮像し、画像データを詳細に分析して小動物の疲労度を把握する方法が考えられる。しかし、画像データの分析を客観的に行うためには、複雑なアルゴリズムの分析用プログラム等を考案しなければならず、しかも、動画カメラを設けることによるコストアップも大きいことから、一般的な疲労モデル動物作製装置に適用することは難しい。
In addition, like the foot motion analysis system of
この考案は、上記背景技術に鑑みて成されたものであり、研究目的に合う医療実験用の疲労モデル動物を効率よく且つ容易に作製できる疲労モデル動物作製装置を提供することを目的とする。 The present invention has been made in view of the above-described background art, and an object of the present invention is to provide a fatigue model animal production apparatus that can efficiently and easily produce a fatigue model animal for a medical experiment suitable for a research purpose.
この考案は、医療実験用の疲労モデル動物を作製するための装置であって、コンベア式の走路面を有し、前記走路面を後方向に移動させることによって小動物を前方向に歩行させるトレッドミルと、前記トレッドミルの周囲を囲み、小動物が前記走路面から降りることができないようにする囲い壁と、前記走路面の後方向の端部に電極が設置され、前記電極に接触した小動物に対し、小動物を不快にさせる電気刺激を与える電気刺激装置と、小動物が前記走路面上のどの位置に居るかを検出する位置検出用センサとを備える疲労モデル動物作製装置である。 The present invention is an apparatus for producing a fatigue model animal for medical experiments, having a conveyor-type running road surface, and moving the running road surface in a backward direction to allow a small animal to walk forward. And an enclosure wall that surrounds the treadmill and prevents small animals from getting off the road surface, and an electrode is installed at a rearward end of the road surface. A fatigue model animal production apparatus comprising: an electrical stimulation device that applies electrical stimulation that makes a small animal unpleasant; and a position detection sensor that detects a position on the road surface of the small animal.
前記位置検出用センサは、赤外線温度センサであることが好ましい。また、前記走路面を前後方向の傾斜角を調節するための傾斜角調節機構を備えることが好ましい。さらに、前記位置検出用センサの出力信号を取得して小動物の疲労度を判断するためのデータを作成し、これを表示するデータ表示装置を備えることが好ましい。 The position detection sensor is preferably an infrared temperature sensor. Moreover, it is preferable to provide an inclination angle adjusting mechanism for adjusting the inclination angle in the front-rear direction on the road surface. Furthermore, it is preferable to provide a data display device that obtains an output signal of the position detection sensor, creates data for judging the fatigue level of the small animal, and displays the data.
この考案の疲労モデル動物作製装置は、小動物をトレッドミルで強制歩行させてストレスを付与するものであり、ストレスを付与している間、小動物が走行路のどの位置に居るかを位置検出用センサでリアルタイムに検出するというシンプルな構成であり、位置検出用センサの出力信号を分析することによって、小動物の疲労度を客観的に把握することができる。したがって、小動物に対するストレスの付与を止めるタイミングを適切に判断することができ、研究目的に合う疲労モデル動物を容易に作成することができる。 The fatigue model animal production apparatus of the present invention applies stress by forcibly walking a small animal with a treadmill, and a sensor for position detection that indicates where the small animal is on the traveling path while the stress is being applied. Therefore, it is possible to objectively grasp the fatigue level of small animals by analyzing the output signal of the position detection sensor. Therefore, it is possible to appropriately determine the timing to stop applying stress to a small animal, and it is possible to easily create a fatigue model animal that meets the research purpose.
その他、トレッドミルの走行路の移動速度を可変するだけでなく、走行路の前後方向の傾斜角を可変する機構を設けることによって、小動物の体質等に合わせてストレスの強さを調節することができ、さらに効率よく疲労モデル動物を作製することができる。 In addition to changing the moving speed of the road of the treadmill, it is possible to adjust the strength of the stress according to the constitution of the small animal by providing a mechanism that changes the inclination angle in the front-rear direction of the road. It is possible to produce a fatigue model animal more efficiently.
以下、この考案の疲労モデル動物作製装置の一実施形態について、図面に基づいて説明する。この実施形態の疲労モデル動物作製装置10は、マウス等の小動物Sを対象にした装置であり、図1(a)、(b)に示すように、直方体形状の透明な筐体12と、筐体12を支持する筐体支持機構14を備えている。そして、筐体12内部に、コンベア式の走路面16aを有したトレッドミル16が設置されている。
Hereinafter, an embodiment of a fatigue model animal producing apparatus of the present invention will be described based on the drawings. The fatigue model
トレッドミル16は、図2に示すように、前後一対のプーリ16bに無端ベルト16cを張架することによって走路面16aを形成している。そして、駆動装置16dが走路面16aを後方向(図2における左方向)に移動させることによって、走路面16a上の小動物Sを前方向(図2における右方向)に強制歩行させる。
As shown in FIG. 2, the treadmill 16 forms a running
走路面16aの後端部16a(2)の近くには電気刺激装置18が設けられ、電気刺激装置18の電極18aが後端部16a(2)に配置されている。電気刺激装置18は、電極18aに接触した小動物Sに対し、小動物Sを不快にさせる電気刺激を与える装置である。
An
走路面16aの左右側方には、筐体14が有する一対の側壁が近接配置され、前端部16a(1)には、前壁20が設けられている。筐体14の側壁及び前壁20は、小動物Sが走路面16aから降りられないようにする囲い壁である。
A pair of side walls of the
後端部16a(2)の上方には、位置検出用センサ22が設置されている。位置検出用センサ22は、下向きに約60度の広がりで熱源(小動物Sの体温)を感知できる赤外線温度センサであり、小動物Sが後端部16a(2)に近い領域Aに居ることを検出することができる。
A
筐体支持機構14は、図1に示すように、筐体14の底面の端部を支持する軸支部材14aと、筐体14の底面の中央部を支持するジャッキ部材14bとで構成され、ジャッキ部材14bを伸縮させることによって、走路面16aの前後方向の傾斜角を変化させることができる(傾斜角調節機構)。
As shown in FIG. 1, the
上記のように、走路面16aが後端部16a(2)に向かって移動しているので、小動物Sは、走路面16a上の一箇所でじっと休んでいると身体が電極18aに接触してしまう。したがって、小動物Sは、電極18aに接触するのを嫌がって、走路面16a上を前方向に歩き続けようとする。つまり、小動物Sを強制歩行させる形になり、小動物Sに対して一定のストレスを付与し続けることができる。ストレスの強さは、走行速度(走路面16aの移動速度)を変化させたり、走路面傾斜機構14で走路面16aの傾斜角を変化させたりすることによって可変調節することができる。
As described above, since the
その他、疲労モデル動物作製装置10は、図示しないデータ表示装置を備えている。データ表示装置は、位置検出用センサ22の出力信号を取得し、小動物Sの疲労度を判断するためのデータを作成し、これを表示する装置である。
In addition, the fatigue model
発明者は、2匹の健康な小動物S(S1,S2)を用意し、疲労モデル動物作製装置10に入れて強制歩行させる試験を行った。試験条件は、走路面16aの傾斜角をゼロ(ほぼ水平)、走行速度を15m/分とし、試験時間は約210分とした。
The inventor prepared two healthy small animals S (S1, S2), put them in the fatigue model
図3と図4は、データ表示装置が作成したデータであって、位置検出用センサ22の出力信号を取得し、試験開始から終了までの小動物Sの挙動をグラフ化したものである。上段のグラフは、右縦軸がセンサON時の時間比率であり、小動物Sが後端部16a(2)に近い領域Aに居る時間の比率を、2分刻みの棒グラフに表したものである、下段のグラフは、右縦軸がセンサONの回数であり、「小動物Sが領域Aに居る」と検出された回数(サンプリングの回数)を、2分刻みの棒グラフに表したものである。
FIG. 3 and FIG. 4 are data created by the data display device, and are obtained by graphing the behavior of the small animal S from the start to the end of the test by obtaining the output signal of the
図3は、小動物S1のデータである。小動物S1の場合、ストレスを与え始めてから約120分が経過するとセンサONの回数が平均的に多くなり、小動物S1の疲労が溜まってきたことが分かる。そして、200分が経過すると、センサONの時間比率が急激に高くなり、かなり疲労して歩行する意欲が無くなったことが分かる。 FIG. 3 shows data of the small animal S1. In the case of the small animal S1, it can be seen that after about 120 minutes have passed since the start of applying the stress, the number of times the sensor is turned on increases on average and the fatigue of the small animal S1 has accumulated. And when 200 minutes pass, it turns out that the time ratio of sensor ON became high rapidly, and the willingness to walk was lost after being considerably tired.
図4は、小動物S2のデータである。小動物S2の場合、ストレスを与え始めてから約120分が経過するとセンサONの回数が若干多くなってきているが、小動物S1ほど顕著ではない。また、センサONの時間比率についても、210分が経過しても高くならなかった。これは、小動物S2の方が、小動物S1よりも疲労が蓄積しにくい体質なのだと考えられる。 FIG. 4 shows data of the small animal S2. In the case of the small animal S2, the number of times the sensor is turned on is slightly increased after about 120 minutes from the start of applying stress, but it is not as remarkable as the small animal S1. Also, the sensor ON time ratio did not increase after 210 minutes. This is considered to be because the small animal S2 is less likely to accumulate fatigue than the small animal S1.
図3、図4に示すデータは、研究目的に合う医療実験用の疲労モデル動物を作製するのに非常に有効である。例えば、研究目的に合う疲労モデル動物の疲労度が「センサONの回数が平均的に多くなり始める時の疲労度である」とか「センサONの時間比率が急激に高くなる時の疲労度である」のように予め分かっていれば、図3、図4のようなデータをリアルタイムに作成することによって、ストレスの付与を止めるべきタイミングを容易に認識することができる。また、狙いの疲労度になかなか達しない個体に対しては、走路面16aの移動速度を速くしたり傾斜角をきつくしたりすることによってストレスの強さを強くすることができるので、狙いの疲労度に達するまでの時間を短縮させることができる。
The data shown in FIG. 3 and FIG. 4 are very effective for producing a fatigue model animal for medical experiments that suits the research purpose. For example, the fatigue level of a fatigue model animal suitable for the research purpose is “the fatigue level when the number of sensor ONs starts to increase on average” or “the fatigue level when the time ratio of the sensor ON suddenly increases” If it is known in advance as in the above, it is possible to easily recognize the timing at which the application of stress should be stopped by creating data as shown in FIGS. 3 and 4 in real time. In addition, for an individual who does not easily reach the target fatigue level, the strength of the stress can be increased by increasing the moving speed of the
以上説明したように、疲労モデル動物作製装置10は、小動物Sをトレッドミル16で強制歩行させてストレスを付与するものであり、ストレスを付与している間、小動物Sが走行路16aのどの位置に居るかを位置検出用センサ22でリアルタイムに検出するというシンプルな構成であり、位置検出用センサ22の出力信号を分析することによって、小動物Sの疲労度を客観的に把握することができる。したがって、小動物Sに対するストレスの付与を止めるタイミングを適切に判断することができ、研究目的に合う疲労モデル動物を容易に作成することができる。
As described above, the fatigue model
また、トレッドミル16の走行路16aの移動速度を可変したり、筐体支持部材14で走路面16aの傾斜角を可変したりすることによって、小動物の体質に合わせてストレスの強さを調節することができ、効率よく疲労モデル動物を作製することができる。
Further, by changing the moving speed of the running
小動物Sの疲労度を「小動物Sが居る位置」を検出し分析するという構成なので、赤外線温度センサ等の安価な位置検出用センサを使用することができ、装置のコストアップを小さく抑えることができる。 Since the configuration is such that the “position where the small animal S is present” is detected and analyzed for the fatigue level of the small animal S, an inexpensive position detection sensor such as an infrared temperature sensor can be used, and the increase in the cost of the apparatus can be kept small. .
なお、この考案の疲労モデル動物作製装置は、上記実施形態に限定されるものではない。例えば、データ表示装置が表示する「小動物の疲労度を判断するためのデータ」は、図3、図4に示す「領域AのセンサONの時間比率のグラフ」や「領域AのセンサONの回数のグラフ」に限定されず、目的に応じて適宜変更することができる。上記の疲労モデル動物作製装置10の場合、小動物Sの挙動を、小動物Sが領域Aに入った時(又は領域Aに居る時)だけ検出する構成になっているが、例えば、図2に示す領域B,Cにも位置検出用センサ22を設置し、領域B,Cに入った時の挙動も検出する構成にすれば、小動物の疲労度をより詳しく分析することが可能になる。
In addition, the fatigue model animal production apparatus of this invention is not limited to the said embodiment. For example, the “data for determining the fatigue level of a small animal” displayed by the data display device is the “graph of the time ratio of sensor ON in area A” or “number of times sensor ON in area A” shown in FIGS. The graph is not limited to the above graph, and can be appropriately changed according to the purpose. In the case of the fatigue model
その他、位置検出用センサは、赤外線温度センサ以外のセンサを使用してもよい。上記の筐体支持部材14は、走路面16aの傾斜角を調節する傾斜角調節機構を備えているが、傾斜角の調節が不要であれば、傾斜角調節機構は省略してもよい。また、筐体14内を複数の部屋に区切り、部屋毎にトレッドミルや電気刺激装置等を設置し、複数の疲労モデル動物を同時に作製できる構造にしてもよい。
In addition, a sensor other than the infrared temperature sensor may be used as the position detection sensor. The
10 疲労モデル動物作製装置
12 筐体(囲い壁)
14 筐体支持部材(傾斜角調節機構)
16 トレッドミル
16a 走路面
18 電気刺激装置
18a 電極
20 前壁(囲い壁)
22 位置検出用センサ
10 Fatigue model
14 Housing support member (tilt angle adjustment mechanism)
16
22 Position detection sensor
Claims (4)
コンベア式の走路面を有し、前記走路面を後方向に移動させることによって小動物を前方向に歩行させるトレッドミルと、
前記トレッドミルの周囲を囲み、小動物が前記走路面から降りることができないようにする囲い壁と、
前記走路面の後方向の端部に電極が設置され、前記電極に接触した小動物に対し、小動物を不快にさせる電気刺激を与える電気刺激装置と、
小動物が前記走路面上のどの位置に居るかを検出する位置検出用センサとを備えることを特徴とする疲労モデル動物作製装置。 An apparatus for producing a fatigue model animal for medical experiments,
A treadmill that has a conveyor-type running surface, and that causes the small animals to walk forward by moving the running surface backwards;
An enclosure wall that surrounds the treadmill and prevents small animals from getting off the track surface;
An electrode is installed at the rearward end of the road surface, and an electrical stimulation device that applies electrical stimulation that makes the small animal unpleasant with respect to the small animal in contact with the electrode;
An apparatus for producing a fatigue model animal, comprising: a position detection sensor that detects where the small animal is on the road surface.
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