肝氣逆證、pms肝氣逆證病證結合大鼠模型刺激儀的製作方法
2023-05-09 13:57:36
專利名稱：肝氣逆證、pms肝氣逆證病證結合大鼠模型刺激儀的製作方法
技術領域：
本發明涉及一種動物造模用的生物刺激儀，特別涉及一種肝氣逆證、PMS肝氣逆證病證結合大鼠模型刺激儀。
背景技術：
肝氣逆證、經前期症候群(PMS)肝氣逆證為臨床常見病證，但目前使用的大鼠造模生物刺激儀，其準確度和精度都較低，刺激強度不易調節，操作不方便，不能進行數字顯示等，刺激造模效果一般，不能對動物造模參數量化和進行數字顯示等。
發明內容本發明為了克服以上技術的不足，提供了一種操作方便，易於調節，具有較高準確度和精度的肝氣逆證、PMS肝氣逆證病證結合大鼠模型刺激儀。
本發明是通過以下措施來實現的本發明公開了一種肝氣逆證、PMS肝氣逆證病證結合大鼠模型刺激儀，包括有單片機定時器與數碼顯示電路、脈衝寬度調製與控制電路、變頻電路、脈衝幅度測量與數碼顯示電路、輸出與連接電路、電源電路、音頻刺激電路和刺激籠；所述刺激籠固定有正極和負極接線端子。
上述刺激儀中，所述的單片機定時器與數碼顯示電路採用倒計時定時電路設計，利用四鍵整定，4位時間顯示，1位功能顯示。
上述刺激儀中，所述的脈衝寬度調製與控制電路包含 位數字A/D轉換器,內部設有參考電壓、獨立模擬開關、邏輯控制、顯示驅動、自動調零。
上述刺激儀中，所述刺激籠的正極和負極交替分布在刺激籠的下部和側面。正極和負極為網狀結構，以提高對大鼠的刺激效果。
本發明的工作原理本發明的刺激儀主要是通過單片機定時器產生的定時開關脈衝信號控制脈衝寬度調製電路的輸出，其輸出的脈衝電壓控制變頻電路的壓控電壓，使其隨外部參數的設置而改變脈衝刺激頻率；脈衝幅度的高低，通過寬度調製電路控制輸出脈衝的佔空比，使其隨外部參數的設置而改變脈衝刺激的強度，再通過輸出電路和電纜連接到特製大鼠刺激籠及音頻刺激實現對大鼠的刺激實驗；電源電路提供上述電路的電源，定時器的時間、脈衝幅度的高低，分別通過相應的數碼顯示電路顯示。
本發明的刺激儀用於肝氣逆證、PMS肝氣逆證病證結合大鼠的刺激造模，其效果如下。
肝氣逆證、PMS肝氣逆證為臨床常見病證，造出符合臨床辨證要求的動物模型對該病證的治療及深化對中醫基礎理論的認識具有重大意義。我們經過長時期的實踐摸索，與濟南軍區空軍司令通信修配廠通力合作研製出本儀器。
實驗大鼠編號裝入造模刺激籠後，連接本發明的刺激儀給予刺激。技術條件脈衝電壓Vpp0-6000v；電擊脈寬0.1-0.5S；電擊間隔白天15-30min，夜晚30-60min；噪音音頻400-1800HZ，間隔40-80min，夜晚使用。
1.宏觀驗證1.1大鼠表情行為變化比較通過觀察發現肝氣逆證鹽水組大鼠眼睛紅赤，體毛豎立，叫聲粗，嘴鼻後齜，電擊時被擊怒，站立對打；若激惹刺激呈嘶咬攻擊反應。同證用藥組大鼠則表現為較少發怒反應，活動較少，眼稍紅，鬍鬚體毛無明顯改變，飲食尚可，對激惹刺激呈躺閃反應，表明用藥對造模刺激起了一定預防拮抗作用。
肝氣鬱證鹽水組大鼠活動明顯減少，鬍鬚下垂，眼神亦呆滯，叫聲尖細，飲食減少，體重下降，激惹刺激呈現典型迴避退縮反應。同證用藥組大鼠肝氣鬱滯症狀、體徵則明顯減輕。眼神稍呆滯，鬍鬚稍低但不下垂，體毛略疏而無下塌，飲食尚可，對激惹刺激呈躺閃反應，表明用藥拮抗了造模刺激因素。
1.2造模大鼠內臟器官肉眼及光鏡所見1.2.1大腦外觀變化經本儀器造模後可見肝氣逆證組大鼠大腦表面明顯充血，血色鮮紅，大腦頂部溝回與其底部腦橋，漏鬥等凹陷處有血液積存；肝氣鬱證組大鼠大腦呈現血液鬱滯現象，整個大腦顏色紫黯，硬、軟腦膜下血管走行看不清楚，腦回及腦底凹陷血色鬱滯明顯；正常大鼠大腦呈淺灰乳白色，硬、軟腦膜下血管走行清晰。比較之下，差異顯著。
1.2.2臟器大體標本觀察與光鏡所見1.2.2.1標本觀察 兩證造模大鼠肝臟色澤略呈暗紅褐色，質地稍硬，但與正常對照組大鼠相比差異不明顯，兩證組之間差別亦不顯著。說明造模刺激尚未引起受試大鼠肝臟形態的明顯改變。證之臨床，肝氣逆/肝氣鬱兩證為肝疏洩功能失常的始發證，病變較輕，一般無臟器形態改變。這表明兩證大鼠模型與臨床兩證病變程度是一致的。
1.2.2.2光鏡觀察光學顯微鏡觀察所見正常大鼠肝小葉結構清楚，細胞排列規整。造模大鼠肝小葉結構欠清晰，血竇處有血液充盈現象，肝細胞可見輕度腫脹、變性，未見有壞死及細胞增生，兩證組大鼠病理變化無顯著差別，以上表明造模刺激對肝臟細胞及其結構有一定影響。但籍此尚不能區分兩證模型，從一個側面說明肝疏洩失常以功能性病變為主，這與臨床兩證所見也是一致的。
1.3胃大體標本觀察及光鏡所見1.3.1標本觀察 兩證造模大鼠胃黏膜皺襞減少，色澤稍暗，黏膜可見點狀輕度糜爛。個別大鼠尚可見到充血、水腫現象，正常對照大鼠則無此變化。
1.3.2光鏡觀察胃粘模光鏡觀察所見組織切片顯示有充血，炎性滲出，血管擴張，水腫，炎性細胞浸潤，黏膜淺表糜爛較深。而對照大鼠除一隻可見輕微炎性滲出與輕度糜爛外，其餘未見異常。
2微觀驗證2.1.受檢大鼠五器官中HVA含量研究結果表明兩證造模大鼠下丘腦中HVA含量有顯著性差異，用藥後肝氣鬱證組大鼠恢復近正常。心臟方面變化類似下丘腦，肝鬱組高，用藥後拮抗該項改變。肝臟方面無顯著變化。
2.2受檢大鼠五器官中NA含量研究結果表明肝氣逆證組大鼠下丘腦、肝臟NA含量顯著高於正常對照，肝氣鬱證組明顯低於正常對照；用藥則分別拮抗這種改變。心臟方面NA含量較低，肝氣逆組明顯升高。、胃及腎上腺各組大鼠之間無顯著性差異。
2.3受檢大鼠五器官中Ad含量正常大鼠下丘腦中Ad水平極低，未能檢出。兩證造模大鼠均顯著升高，用藥未能改善。心臟中變化類似，造模大鼠均見升高，惟肝氣逆組更高。胃中肝氣鬱組大鼠明顯升高，用藥使其降低，但肝氣逆組用藥反見升高。肝與腎上腺方面，兩證各組及正常對照之間無顯著性差異。
2.4受檢大鼠五器官中Da含量下丘腦方面兩證造模大鼠Da水平均見顯著增高，用藥僅降低肝氣逆證組含量。心、肝、腎上腺三器官組織中Da水平在各證組之間無顯著性改變。胃中Da肝氣鬱證造模大鼠較正常對照明顯升高，但與肝氣逆證組相比尚未達到顯著性差異。
2.5受檢大鼠五器官中5-HT含量研究結果表明肝氣鬱證組造模大鼠5-HT含量比正常對照組大鼠及肝氣逆證組大鼠均有明顯升高(P＜0.01)，用藥後兩器官中5-HT含量明顯降低，說明舒肝衝劑對造模刺激所引起的5-HT升高具有良好的拮抗作用。
肝氣逆證組造模大鼠下丘腦與胃中5-HT水平無顯著性改變，但用藥卻使下丘腦中該指標含量明顯減低，提示平肝衝劑對下丘腦正常水平的5-HT有降低作用。
其餘心、肝、腎上腺三器官組織中5-HT含量在各證組之間無明顯變化，用藥亦未見明顯改變。
本發明的有益效果是本發明的刺激儀主要採用了單片機晶片控制及管理技術，實現了數位化控制和適時的時鐘監測監控，採用了脈衝寬度調製和二次變頻技術，實現了輸出模值的數位化和大動態範圍的脈衝調節幅度。該儀器人機操作界面友好，方便直觀，具有全數位化操作，精度高，全隔離，操作安全、可靠、方便的特點。經過本發明的刺激儀對大鼠刺激實驗後，其動物造模完全符合醫學
具體實施方式
本發明的製作工藝如下a、豆乳發酵基料的製備大豆經脫皮機脫皮後，用3～4倍質量的0.25％NaHCO3溶液浸泡，清水洗淨，用90～95℃熱水熱燙5～8分鐘，再在90～95℃按料水比為1∶6～1∶8熱水磨漿，用120～150目濾布過濾去渣後得到豆乳，加入佔豆乳重量6～8％的糖，115～120℃滅菌10～15分鐘，冷卻製成發酵基料，其中的糖可以為蔗糖或/和葡萄糖，如果為蔗糖與葡萄糖的複合物時，兩者的比例為1∶1；b、菌種馴化培養液的製備取過程a的部分發酵基料與脫脂牛乳按體積比為0∶10，2∶8，4∶6，6∶4，8∶2，10∶0混合成6種，然後分別裝於各自的試管中，115～120℃滅菌10～15分鐘，冷卻得到菌種馴化培養液，並依次標為①號培養液、②號培養液、③號培養液、④號培養液、⑤號培養液及⑥號培養液；
●啟動鍵〖STA〗和設定鍵〖SET〗均為下沿(開關ON)有效。設定完成後按啟動鍵〖STA〗電路進入計時狀態；計時中按設定鍵〖SET〗電路重又返回設定狀態。
●單片機的兩個整定時間TA、TB和兩個時間單位UA、UB的設定均由〖SET〗鍵配和四位上行調整鍵(加鍵)〖S1〗～〖S4〗完成。按〖SET〗鍵第一次進入設定狀態時為TA設定，第二次為UA設定，第三次為TB設定，第四次為UB設定，第五次又回到TA設定，循環進行。整定時間TA、TB設定時由〖S1〗～〖S4〗鍵對應調整第一至第四位設定值，每按一下設定值便加一，按鍵間隔0.15秒，調整範圍為0→9→0循環。時間單位UA、UB的設定由〖S1〗鍵進行，由個位進行顯示，調整範圍為0→3→0循環。計時開始後改變設定不起作用。
《管腳說明》XTLI、XTLO外接4.096MHZ晶體或陶瓷諧振器，提供主時鐘。使用晶體時外接電容值為(15～18P)×2，使用陶瓷諧振器時外接電容值為(20～330P)×2。
UP循環定時的控制輸出端。a、b、c、d、e、g、f，復用端①共陰LED數碼管段驅動輸出端。「1」有效。
②各開關的信號輸入端。B1、B2、B3、B4、(B5)共陰LED數碼管位驅動輸出端。「0」有效。PWR片內上電復位電路外接阻容端，正常工作時應為高電平。
2、脈衝幅度測量與數碼顯示電路脈衝幅度測量與數碼顯示電路如圖3所示，採用了IC7107數字電壓表集成電路，它包含 位數字A/D轉換器，可直接驅動LED數碼管，內部設有參考電壓、獨立模擬開關、邏輯控制、顯示驅動、自動調零功能等。數字顯示用的數碼管為共陽型，2K可調電阻為多圈電阻，脈衝幅度輸出電壓測量端接於+、-。其電路如附圖
3。
3、脈衝寬度調製與控制電路如圖4所示。
4、變頻電路及輸出電路如圖5所示。
5、音頻刺激電路如圖6所示。
6、刺激籠電極示意圖如圖8所示。刺激籠包括有專用籠體2、正極接線柱5、負極接線柱1、電極分離隔離器4以及正負電極。正負電極分為呈鋸齒狀的齒狀電極3和呈網格狀的網狀電極6。正電極與負電極交替分布，正電極與正極接線柱5相連接，負電極與負極接線柱1相連接。齒狀電極3位於專用籠體2的下部內側面，當大鼠靠近專用籠體時，齒狀電極3與網狀電極6相連接，對大鼠形成刺激。網狀電極6位於專用籠體2的底部內側，正、負電極交替分布，當大鼠的腳分別踏在正、負電極時，對大鼠形成刺激。
7、使用說明本刺激儀的使用調整分兩部分進行，可分別調整設定即定時時間的調整設定和刺激強度的調整。在使用前應先調整設定，後啟動使用，使用操作步驟如下(1)檢查儀器面板電源開關「1/0」是否為關閉狀態「0」；(2)連接電纜將電源電纜插頭插入後面板電源插座後，再連接交流電源。將高壓插頭插入高壓插座內，高壓線的紅、黑接線叉分別連接刺激籠的紅、黑接線柱。
注意紅、黑接線叉，刺激籠的紅、黑接線柱以及刺激籠內的兩極板不得短路，否則損壞儀器。
(3)面板電源開關「1/0」為開狀態「1」時，數碼顯示器應顯示數字，儀器工作正常。
(4)儀器的調整設定定時時間和刺激強度的調整，使用前調整設定，也可在使用中隨機調整。
A、到正計時往復定時電路的調整使用，該定時電路為加計時電路。二鍵設定、雙4位LED顯示，雙路定時電路。
兩個定時時間TA、TB具有各自獨立的3檔時間單位UA、UB，其值為0～3，見表2。
表2時間單位與計時範圍
TA定時輸出為關閉刺激時間，TB定時輸出為刺激時間，啟動後循環定時由TA開始，TA和TB兩個時間自動進行往復循環定時輸出。
兩個設定時間TA、TB和兩個時間單位UA、UB的設定均由功能鍵和調整鍵調整完成。設定步驟按功能鍵(應大於3秒)，顯示「A」或者「b」，再按調整鍵，選擇「A」或者「b」，再按功能鍵(顯示器後移)，選擇3檔時間單位(0、1、2)，再按功能鍵(顯示器再後移一位)，可分別選擇千位、百位、十位、個位時間，每位時間的調整均由調整鍵調整完成。設定完成後按寫入鍵，再按啟動鍵，電路進入計時狀態，按住暫停鍵計時停止，計時中按功能鍵3秒以上電路重又返回設定狀態，按其它鍵無效。
電路與外接存儲器配合，無需備電，可永久保存設定值，無論是正常工作還是突然掉電，電路均可適時地自動存儲設定值，無需人為操作。上電或復位後保存原設定的工作模式，每次使用只需按啟動鍵，便可重新從設定的工作模式進行計時。工作中時間單位(0、1、2)指示燈(紅燈)，兼作秒指示燈(閃爍)，綠燈指示輸出狀態。
B、刺激強度的調整本電路為數字式電路，輸出準確，調整方便，可存儲設定值(手動)，並永久保存。
按增加鍵或者減少鍵可調節輸出刺激強度的大小，輸出變化範圍為0-6000伏峰值，並連續可調。設定完成後，按存儲鍵，可存儲設定值，無論是正常工作還是突然掉電，電路均可存儲設定值，永久保存。
C、刺激聲音的調整儀器工作後，當儀器工作於刺激瞬間(綠燈亮)時，調節後板音量調節電位器，順時針調節音量大，反時針調節聲音小。
(5)儀器工作後(啟動後)，觀察刺激籠內大鼠的動態，當儀器發出刺激聲音時(大鼠應接觸刺激電極)，大鼠出現亂蹦亂竄或者相互對叱、相互撕扯時，表明刺激強度基本適當；籠內大鼠被刺激後，出現昏迷或者活動能力明顯降低，表明刺激強度太強，應降低刺激強度；籠內大鼠被刺激後，大鼠沒有明顯反應，表明刺激強度弱，應逐步提高刺激強度。刺激強度一般為400-800v較合適。
為提高刺激效果，設定時可儘量縮短刺激時間，提高刺激強度。反之刺激時間太長時，若提高刺激強度，可能使大鼠損傷或者電擊身亡。
輸出脈衝個數的計算，可按時間單位換算1/1000秒個求出。
8、儀器的使用檢查儀器接通電源面板「1/0」為開狀態「1」時，三排數碼顯示器應顯示數字，調節各按扭應有相應的變化，儀器啟動後，定時器應累計時，秒指示燈閃爍，刺激時間內，輸出狀態指示燈綠燈應亮，表明儀器工作正常。
9、本實施例的刺激儀的優點(1)實現了單片機控制的數字式計時和監測監控功能，可適時調節，計時精度準確，解決了先前使用的大鼠造模生物刺激儀的電阻、電容器延時不準確和精度低的問題。
(2)採用了數字顯示器和數字鍵盤操作，具有顯示直觀，便於觀測，調整準確方便，解決了調節不方便、無顯示的度盤模擬操作的問題。
(3)採用了先進的脈衝寬度調製和二次變頻技術，實現了數字量化，大範圍的輸出刺激強度調整，解決了輸出採用電阻分壓控制刺激強度不準確的問題。
(4)採用了計時與輸出刺激脈衝個數計數的微型計算機控制技術，實現了不同需求狀態下的刺激要求，可方便的實施單脈衝或脈衝串的刺激強度調整。
(5)採用了全隔離電路，屏蔽了外部電磁環境的幹擾，防止了誤觸發和觸發可控性差的問題，同時也解決了使用人員和實驗動物的安全的問題。
權利要求
1.一種肝氣逆證、PMS肝氣逆證病證結合大鼠模型刺激儀，其特徵在於包括有單片機定時器與數碼顯示電路、脈衝寬度調製與控制電路、變頻電路、脈衝幅度測量與數碼顯示電路、輸出與連接電路、電源電路、音頻刺激電路和刺激籠；所述刺激籠固定有正極和負極接線端子。
2.根據權利要求1所述的肝氣逆證、PMS肝氣逆證病證結合大鼠模型刺激儀，其特徵在於所述的單片機定時器與數碼顯示電路採用倒計時定時電路設計，利用四鍵整定，4位時間顯示，1位功能顯示。
3.根據權利要求1所述的肝氣逆證、PMS肝氣逆證病證結合大鼠模型刺激儀，其特徵在於所述的脈衝寬度調製與控制電路包含 位數字A/D轉換器，內部設有參考電壓、獨立模擬開關、邏輯控制、顯示驅動、自動調零。
4.根據權利要求1所述的肝氣逆證、PMS肝氣逆證病證結合大鼠模型刺激儀，其特徵在於所述刺激籠的正極和負極交替分布在刺激籠的下部和側面。
5.根據權利要求4所述的肝氣逆證、PMS肝氣逆證病證結合大鼠模型刺激儀，其特徵在於所述刺激籠的正極和負極為網狀結構。
全文摘要
本發明涉及一種肝氣逆證、PMS肝氣逆證病證結合大鼠模型刺激儀。本發明的刺激儀，包括有單片機定時器與數碼顯示電路、脈衝寬度調製與控制電路、變頻電路、脈衝幅度測量與數碼顯示電路、輸出與連接電路、電源電路、音頻刺激電路和刺激籠；所述刺激籠固定有正極和負極接線端子。本發明的有益效果是具有造模準確，實現了數位化控制和適時的時鐘監測監控，實現了輸出模值的數位化和大動態範圍的脈衝調節幅度。該儀器人機操作界面友好，方便直觀，具有全數位化操作，精度高，全隔離，操作安全、可靠、方便的特點。
文檔編號A61N1/36GK1644225SQ200510042030
公開日2005年7月27日 申請日期2005年1月17日 優先權日2005年1月17日
發明者唐先鋒, 劉選民, 孫祖勝 申請人:山東中醫藥大學