腦損傷大鼠感覺-平衡-運動一體化訓練裝置製造方法
2023-10-17 03:32:34
腦損傷大鼠感覺-平衡-運動一體化訓練裝置製造方法
【專利摘要】一種腦損傷大鼠感覺-平衡-運動一體化訓練裝置，包括外框支架，控制臺和多個訓練籠，控制臺連接在外框支架的外側，多個訓練籠並排安裝在外框支架內，多個訓練籠包括至少一個前後平衡訓練籠和至少一個左右平衡訓練籠，各訓練籠內分別設有跑步機；在前後平衡訓練籠的下方設有前後擺動調節機構，在左右平衡訓練籠的下方設有左右擺動調節機構。控制臺與各跑步機、前後擺動調節機構、左右擺動調節機構電信相連。本發明的裝置既可進行單一的跑臺訓練，又可實施感覺一平衡一運動的多功能康復訓練模式，滿足研究者的實驗需求，為腦損傷疾病的神經機制康復研究提供先進的動物實驗手段。
【專利說明】腦損傷大鼠感覺-平衡-運動一體化訓練裝置
【技術領域】
[0001]本發明涉及一種醫學模擬實驗裝置，特別涉及一種腦損傷大鼠感覺-平衡-運動一體化訓練裝置。
【背景技術】
[0002]腦損傷包括腦卒中，是常見的臨床病症，發病率高、死亡率高、致殘率高和治癒率低，其高致殘率給患者、家庭以及社會造成巨大負擔。臨床實驗證實，感覺一平衡一運動等康復療法能提高腦損傷後遺症患者行走能力，但其神經機制尚不明確，這在一定程度上阻礙了康復醫學的發展。人體實驗受到方法學和道德方面的限制，具有較大的局限性，非常有必要通過動物實驗進行研究。大鼠與人類的基因相似，使用大鼠進行模擬人體生理病理狀態實驗，研究各種幹預或康復治療手段的成效與機制，對認識疾病的本質和康復治療具有極其重要的作用，是推動臨床突破的重要手段。
[0003]國內外現有多跑道實驗動物跑臺、美國Exer-3 / 6動物實驗跑臺等，但其功能單一，只能進行運動功能訓練，且腦卒中後早期即進行有氧運動訓練不符臨床現狀。臨床康復治療中，腦卒中早期患者無法完成主動運動，治療師給予被動手法治療外，還常讓患者肢體摩擦、觸摸、感受不同手感和質地的材料，訓練其辨別物體能力，以促進其感覺功能恢復。待患者肌力和感覺功能有所恢復，能自主站立後，由於其肌力尚不能滿足運動需要，故先給予平衡功能訓練，包括平衡板訓練等。在患者肌力進一步恢復後，才讓患者進行主動運動訓練。對於腦卒中康復治療，現代康復的理念不僅針對運動功能的改善，還需包括觸覺與平衡覺的改善。缺乏感覺反饋，患者很難正常地調節控制運動、維持姿勢和保持平衡。在訓練過程中感覺、平衡和運動訓練不能截然分開，必須建立感覺一平衡一運動訓練一體化的概念。
[0004]因此，研發一種新型的符合現代康復醫學理念的多功能大鼠康復訓練裝置，用於大鼠或其他動物的感覺訓練、平衡功能訓練、運動功能等訓練意義重大。多功能大鼠康復訓練裝置既可進行單一的跑臺訓練，又可實施感覺一平衡一運動康復訓練方法相結合，真實地模擬臨床上感覺一平衡一運動的多功能化康復訓練模式，還能靈活根據實驗要求選擇跑步速度、搖擺速度、訓練時間等，量化訓練量，滿足研究者的實驗需求，為腦損傷疾病的感覺一平衡一運動及其組合療法的神經機制康復研究提供先進的動物實驗手段。
【發明內容】
[0005]本發明的目的，就在於解決上述問題，提供一種腦損傷大鼠感覺-平衡-運動一體化訓練裝置。
[0006]本發明的目的是這樣實現的:一種腦損傷大鼠感覺-平衡-運動一體化訓練裝置，包括外框支架，控制臺和多個訓練籠，控制臺連接在外框支架的外側，多個訓練籠並排安裝在外框支架內，多個訓練籠包括至少一個前後平衡訓練籠和至少一個左右平衡訓練籠，各訓練籠內分別設有跑步機:在前後平衡訓練籠的下方設有前後擺動調節機構可帶動所述跑步機前後擺動；在左右平衡訓練籠的下方設有左右擺動調節機構可帶動所述跑步機左右擺動；所述控制臺與各跑步機、前後擺動調節機構、左右擺動調節機構電信相連並控制其運動狀態。
[0007]所述各訓練籠分別包括底座和罩殼；所述前後平衡訓練籠的底座與外框支架的底板可轉動相連，所述前後擺動調節機構安裝在外框支架的底板上並與前後平衡訓練籠的底座傳動相連可帶動底座前後擺動:所述左右平衡訓練籠的底座與外框支架的兩端板可轉動相連，所述左右擺動調節機構安裝在外框支架的底板上並與左右平衡訓練籠的底座傳動相連可帶動底座左右擺動；所述前後平衡訓練籠的罩殼與相應底座固定相連，所述左右平衡訓練籠的罩殼通過支撐杆與外框支架固定相連；所述跑步機分別安裝在各訓練籠的底座上。
[0008]所述罩殼均由透明的有機玻璃圍合而成，並且具有光滑的內表面，罩殼上方設有透氣孔，罩殼兩端分別設有活動頂蓋。
[0009]所述跑步機是由電機帶動的履帶式跑步機。
[0010]所述履帶式跑步機的履帶上用雙面膠粘貼具有不同摩擦係數的軟毛、帆布、紗布或刷毛。
[0011]所述前後平衡訓練籠的罩殼為方形罩殼，相應活動頂蓋為平蓋；所述左右平衡訓練籠的罩殼為圓弧形罩殼，相應活動頂蓋為圓弧形蓋:所述左右平衡訓練籠的底座兩側分別連接有圓弧形側板，兩個圓弧形側板套裝在所述圓弧形罩殼內並可沿圓弧形罩殼左右擺動。
[0012]各訓練籠的尾部分別設有電刺激機構，該電刺激機構包括後板和多個電刺激杆，後板安裝在訓練籠的尾端，多個電刺激杆等距排列傾斜安裝在後板上，電刺激杆呈橫U形結構，各電刺激機構分別與控制臺電連接由控制臺控制其用電狀態。
[0013]還包括糞便處理機構，該糞便處理機構包括抽拉式糞便盒、懸掛傾斜式糞便擋板和推桿式糞便刮板，抽拉式糞便盒穿過外框支架橫向設置在全部訓練籠一端的下方並可從外框支架抽出，懸掛傾斜式糞便擋板分別安裝在各訓練籠的跑步機出口下方並呈傾斜設置，其上端與跑步機的履帶接近，下端與抽拉式糞便盒銜接，推桿式糞便刮板為附件，用於定期手動將落在底座上的少量糞便刮入抽拉式糞便盒中。
[0014]所述外框支架底部四角分別安裝有萬向輪，各萬向輪均帶鎖扣固定機構。
[0015]所述前後平衡訓練籠和左右平衡訓練籠分別為兩個，兩個左右平衡訓練籠設置在外框支架的一側，兩個前後平衡訓練籠設置在外框支架的另一側。
[0016]本發明具有以下優點和特點:
[0017](I)裝置包括兩對不同訓練功能的訓練籠，可相互比較；
[0018](2)各跑道速度獨立控制，大鼠在各個通道內獨立運動，不會受到幹擾，彼此之間的限制因素較少；
[0019](3)履帶上可粘貼軟毛、帆布、砂布或刷毛等不同摩擦係數的材料，改善大鼠觸覺與平衡覺，選擇使用後可滿足不同的感覺功能實驗需求，符合腦卒中後進行早期訓練的臨床現狀；
[0020](4)由於設置了前後擺動調節機構和左右擺動調節機構，通過合理設定並控制前後、左右擺動的幅度和速度，可更準確地模擬臨床上的平衡板訓練，同時最大限度地保證了訓練的有效性和安全性。
[0021](5)訓練籠末端的電刺激機構防止大鼠尾巴和頭部被卡，並有效防止尿液造成電刺激短路失效現象。
[0022](6)實時處理的懸掛傾斜式糞便擋板和定期處理的推桿式糞便刮板均使糞便落入到抽拉式糞便盒中集中處理。
[0023](7)跑臺採用了完全的計算機控制系統，可以準確地控制跑道的平衡和運動各種參數，實時獲取實驗數據，提高實驗數據的分析效率，符合動物生理機能定量分析的發展趨勢。
【專利附圖】
【附圖說明】
[0024]圖1是本發明腦損傷大鼠感覺-平衡-運動一體化訓練裝置的總體結構示意圖；
[0025]圖2是本發明中的前後平衡訓練籠的總體結構示意圖；
[0026]圖3是本發明中的前後平衡訓練籠的驅動機構示意圖；
[0027]圖4是本發明中的左右平衡訓練籠的總體結構示意圖；
[0028]圖5是本發明中的左右平衡訓練籠的驅動機構示意圖；
[0029]圖6是本發明中的左右平衡訓練籠籠體內部結構示意圖；
[0030]圖7是本發明中的電刺激機構的結構示意圖。
【具體實施方式】
[0031]參見圖1，配合參見圖2、圖4，本發明的腦損傷大鼠感覺-平衡-運動一體化訓練裝置，包括外框支架1，控制臺2和多個訓練籠，控制臺2連接在外框支架I的外側，多個訓練籠並排安裝在外框支架內，多個訓練籠包括至少一個前後平衡訓練籠4和至少一個左右平衡訓練籠5，各訓練籠內分別設有跑步機41、51 ;在前後平衡訓練籠4的下方設有前後擺動調節機構6可帶動跑步機41前後擺動；在左右平衡訓練籠5的下方設有左右擺動調節機構?可帶動跑步機51左右擺動；控制臺2與各跑步機41、51、前後擺動調節機構6、左右擺動調節機構7電信相連並控制其運動狀態。
[0032]控制臺2可以根據要求在面板上做相應的操作，以便達到所期望的結果。第一排旋鈕用於控制每個跑步機的轉速，併集中數字顯示每個跑步機的轉速、累計運行時間、運行裡程數等參數；第二排旋鈕用於控制電刺激電壓，併集中數字顯示電刺激電壓、電擊次數等參數；第三排旋鈕用於控制左右擺動速度，前後擺動速度；併集中數字顯示左右擺動速度，前後擺動速度等參數；通過USB 口轉存以上所有訓練參數。
[0033]各訓練籠分別包括底座和罩殼。前後平衡訓練籠4的底座42與外框支架I的底板11可轉動相連，前後擺動調節機構6安裝在外框支架的底板11上並與前後平衡訓練籠的底座42傳動相連可帶動底座前後擺動；左右平衡訓練籠5的底座52與外框支架I的兩端板可轉動相連，左右擺動調節機構7安裝在外框支架I的底板11上並與左右平衡訓練籠的底座52傳動相連可帶動底座左右擺動；前後平衡訓練籠的罩殼43與相應底座固定相連，左右平衡訓練籠5的罩殼53通過支撐杆532與外框支架固定相連；各跑步機分別安裝在各訓練籠的底座上。
[0034]各罩殼均由透明的有機玻璃圍合而成，並且具有光滑的內表面，罩殼上方設有透氣孔431、531，罩殼兩端分別設有活動頂蓋44、54。
[0035]本發明中的跑步機是由電機帶動的履帶式跑步機,履帶式跑步機的履帶上用雙面膠粘貼具有不同摩擦係數的軟毛、帆布、紗布或刷毛。
[0036]前後平衡訓練籠4的罩殼為方形罩殼，相應活動頂蓋為平蓋；左右平衡訓練籠5的罩殼為圓弧形罩殼，相應活動頂蓋為圓弧形蓋；左右平衡訓練籠5的底座52兩側分別連接有圓弧形側板521 (參見圖6)，兩個圓弧形側板521套裝在圓弧形罩殼53內並可沿圓弧形罩殼左右擺動。
[0037]配合參見圖7，各訓練籠的尾部分別設有電刺激機構8，該電刺激機構包括後板81和多個電刺激杆82，後板安裝在訓練籠的尾端，多個電刺激杆等距排列傾斜安裝在後板上，電刺激杆82呈橫U形結構，各電刺激機構分別與控制臺I電連接由控制臺控制其用電狀態。
[0038]本發明還包括糞便處理機構9，該糞便處理機構9包括抽拉式糞便盒91、懸掛傾斜式糞便擋板92和推桿式糞便刮板93，抽拉式糞便盒91穿過外框支架I橫向設置在全部訓練籠一端的下方並可從外框支架抽出，懸掛傾斜式糞便擋板92分別安裝在各訓練籠的跑步機出口下方並呈傾斜設置，其上端與跑步機的履帶接近，下端與抽拉式糞便盒銜接，推桿式糞便刮板93為附件，用於定期手動將落在底座上的少量糞便刮入抽拉式糞便盒中。
[0039]本發明中的外框支架I底部四角分別安裝有萬向輪(未圖示出來)，各萬向輪均帶鎖扣固定機構。
[0040]本發明中的前後平衡訓練籠的具體結構如圖2和圖3所示，其罩殼43與底座42固定相連，底座42與外框支架I的底板11可轉動相連，跑步機41安裝在底座42上，跑步機41由履帶調速機構控制,該履帶調速機構由調速電機411驅動大帶輪412,通過同步帶413傳動至小帶輪414,小帶輪414與履帶棍的中軸相連,實現履帶調速。方形罩殼43上方有圓透氣孔431，兩端設活動頂蓋44，頂蓋上有條形透氣孔431，保持大鼠在運動中不能逃逸同時又有足夠的空氣。在前後平衡訓練籠4的下方設有前後擺動調節機構6，前後擺動調節機構6安裝在外框支架的底板11上並與前後平衡訓練籠的底座42傳動相連可帶動底座前後擺動。該前後擺動調節機構6的實現方法是:步進電機61驅動帶輪62，通過同步帶63傳動，同步帶63帶動傳動軸65轉動，傳動軸65帶動雙偏心輪64轉動，通過雙偏心軸66驅動雙連杆67的同步運動；雙連杆67與雙鎖定機構68傳動相連，雙鎖定結構68焊接在底座42上，底座42下方通過中心軸69與外框支架底板11圓弧組合連接，使底座42以中心軸69為轉動中心前後擺動。前後平衡訓練籠的擺動特點是:採用雙偏心輪+雙臂式連杆機構同步運動，克服了前後平衡擺動時力臂長，力矩較大的難點，使跑臺前後擺動非常平穩。電刺激機構8位於跑步機的末端。懸掛傾斜式糞便擋板92實時將履帶415上的糞便落入抽拉式糞便盒中，附件推桿式糞便刮板93定期將落在底座42上的糞便推入抽拉式糞便盒91中。
[0041]本發明中的左右平衡訓練籠5的具體結構如圖4、圖5、圖6所示，其罩殼53通過支撐杆532與外框支架固定相連，其底座52與外框支架I的兩端板可轉動相連，底座52兩側分別連接有圓弧形側板521，兩個圓弧形側板521套裝在圓弧形罩殼53內並可沿圓弧形罩殼左右擺動。左右擺動調節機構7安裝在外框支架I的底板11上並與左右平衡訓練籠的底座52傳動相連可帶動底座左右擺動。跑步機51安裝在底座52上，跑步機51由履帶調速機構控制，該履帶調速機構由調速電機511驅動大帶輪512,通過同步帶513傳動至小帶輪514，小帶輪514與履帶棍的中軸相連，實現履帶515調速。由於左右平衡訓練籠5的圓弧形罩殼53通過支撐杆532與外框支架I的底板11固定在一起，當跑步機運動時，圓弧形罩殼53是不動的。圓弧形罩殼53上方有出氣孔531,兩端均設有一個帶把手541的圓弧形活動頂蓋54，抓住把手541即可提起活動頂蓋54，方便操作人員的操作，前後罩上也有出氣孔，保持大鼠在運動中不能逃逸同時又有足夠的空氣。左右擺動調節機構7的實現方法是:通過安裝在外框支架底板11上方的步進電機71通過同步輪傳動機構72帶動軸承轉動，利用兩個軸承73和一個軸74將偏心輪75位置固定，帶動一側的偏心輪75驅動連杆76，連杆76與倒杆77活動連接，帶動倒杆77運動，倒杆77直接和底座52固定，使跑臺實現左右擺動。左右平衡訓練籠的擺動特點是:使用單偏心輪+單個雙連杆機構，實現多自由度改變運動方向，帶動跑步機實現左右擺動。電刺激機構8位於跑臺末端，懸掛傾斜式糞便擋板92實時將履帶12上的糞便落入抽拉式糞便盒中。推桿式糞便刮板93定期手動清理落至底座52上的糞便。
[0042]本發明的一個最佳實施例是，前後平衡訓練籠4和左右平衡訓練籠5分別為兩個，兩個左右平衡訓練籠5設置在外框支架的一側，兩個前後平衡訓練籠4設置在外框支架的另一側。
[0043]本發明可實現對大鼠的跑步訓練，或電刺激與跑步訓練結合的組合訓練。在三對訓練籠中，通過跑步方式的不同、跑道履帶材料的不同、或角度的不同對實驗大鼠進行訓練和比較。在平衡裝置中，通過搖晃跑步機使得大鼠在跑步訓練的同時還要受到兩側晃動的影響,可觀察大鼠的平衡能力。
[0044]本發明是一種新型的符合現代康復醫學理念的多功能大鼠康復訓練裝置，用於大鼠或其他動物的運動訓練、平衡功能訓練、感覺功能訓練等，不僅可準確的量化訓練量，且能實現多功能化。既可進行單一康復訓練方法的研究，又可真實的模擬臨床上感覺一平衡一運動的康復訓練模式，達到治療的目的。
【權利要求】
1.一種腦損傷大鼠感覺-平衡-運動一體化訓練裝置，其特徵在於:包括外框支架，控制臺和多個訓練籠，控制臺連接在外框支架的外側，多個訓練籠並排安裝在外框支架內，多個訓練籠包括至少一個前後平衡訓練籠和至少一個左右平衡訓練籠，各訓練籠內分別設有跑步機；在前後平衡訓練籠的下方設有前後擺動調節機構可帶動所述跑步機前後擺動；在左右平衡訓練籠的下方設有左右擺動調節機構可帶動所述跑步機左右擺動；所述控制臺與各跑步機、前後擺動調節機構、左右擺動調節機構電信相連並控制其運動狀態。
2.根據權利要求1所述的腦損傷大鼠感覺-平衡-運動一體化訓練裝置，其特徵在於:所述各訓練籠分別包括底座和罩殼；所述前後平衡訓練籠的底座與外框支架的底板可轉動相連，所述前後擺動調節機構安裝在外框支架的底板上並與前後平衡訓練籠的底座傳動相連可帶動底座前後擺動；所述左右平衡訓練籠的底座與外框支架的兩端板可轉動相連，所述左右擺動調節機構安裝在外框支架的底板上並與左右平衡訓練籠的底座傳動相連可帶動底座左右擺動；所述前後平衡訓練籠的罩殼與相應底座固定相連，所述左右平衡訓練籠的罩殼通過支撐杆與外框支架固定相連；所述跑步機分別安裝在各訓練籠的底座上。
3.根據權利要求2所述的腦損傷大鼠感覺-平衡-運動一體化訓練裝置，其特徵在於:所述罩殼均由透明的有機玻璃圍合而成，並且具有光滑的內表面，罩殼上方設有透氣孔，罩殼兩端分別設有活動頂蓋。
4.根據權利要求1所述的腦損傷大鼠感覺-平衡-運動一體化訓練裝置，其特徵在於:所述跑步機是由電機帶動的履帶式跑步機。
5.根據權利要求4所述的腦損傷大鼠感覺-平衡-運動一體化訓練裝置，其特徵在於:所述履帶式跑步機的履帶上用雙面膠粘貼具有不同摩擦係數的軟毛、帆布、紗布或刷毛。
6.根據權利要求2或3所述的腦損傷大鼠感覺-平衡-運動一體化訓練裝置，其特徵在於:所述前後平衡訓練籠的罩殼為方形罩殼，相應活動頂蓋為平蓋:所述左右平衡訓練籠的罩殼為圓弧形罩殼，相應活動頂蓋為圓弧形蓋；所述左右平衡訓練籠的底座兩側分別連接有圓弧形側板，兩個圓弧形側板套裝在所述圓弧形罩殼內並可沿圓弧形罩殼左右擺動。
7.根據權利要求1所述的腦損傷大鼠感覺-平衡-運動一體化訓練裝置，其特徵在於:各訓練籠的尾部分別設有電刺激機構，該電刺激機構包括後板和多個電刺激杆，後板安裝在訓練籠的尾端，多個電刺激杆等距排列傾斜安裝在後板上，電刺激杆呈橫U形結構，各電刺激機構分別與控制臺電連接由控制臺控制其用電狀態。
8.根據權利要求1所述的腦損傷大鼠感覺-平衡-運動一體化訓練裝置，其特徵在於:還包括糞便處理機構，該糞便處理機構包括抽拉式糞便盒、懸掛傾斜式糞便擋板和推桿式糞便刮板，抽拉式糞便盒穿過外框支架橫向設置在全部訓練籠一端的下方並可從外框支架抽出，懸掛傾斜式糞便擋板分別安裝在各訓練籠的跑步機出口下方並呈傾斜設置，其上端與跑步機的履帶接近，下端與抽拉式糞便盒銜接，推桿式糞便刮板為附件，用於定期手動將落在底座上的少量糞便刮入抽拉式糞便盒中。
9.根據權利要求1所述的腦損傷大鼠感覺-平衡-運動一體化訓練裝置，其特徵在於:所述外框支架底部四角分別安裝有萬向輪，各萬向輪均帶鎖扣固定機構。
10.根據權利要求1所述的腦損傷大鼠感覺-平衡-運動一體化訓練裝置，其特徵在於:所述前後平衡訓練籠和左右平衡訓練籠分別為兩個，兩個左右平衡訓練籠設置在外框支架的一側，兩個前後平衡訓練籠設置在外框支架的另一側。
【文檔編號】A61H1/00GK104414826SQ201310413625
【公開日】2015年3月18日 申請日期:2013年9月11日 優先權日:2013年9月11日
【發明者】胡秀枋, 徐秀林, 安美君, 趙展, 馬關坡, 徐奚嬌, 趙俊 申請人:上海理工大學