專利名稱：大鼠腓腸肌肌肉拉傷試驗(yàn)機(jī)的制作方法
技術(shù)領(lǐng)域：
本實(shí)用新型涉及一種運(yùn)動(dòng)生理學(xué)和運(yùn)動(dòng)生物力學(xué)實(shí)驗(yàn)中的急性拉傷模型制造裝置，具體涉及一種大鼠腓腸肌肌肉拉傷試驗(yàn)機(jī)。
背景技術(shù)：
肌肉主動(dòng)強(qiáng)烈收縮或被動(dòng)過(guò)度拉長(zhǎng)造成肌肉微細(xì)損傷，導(dǎo)致肌肉部分撕裂或完全斷裂，這種損傷類稱為肌肉拉傷。建立肌肉拉傷模型，是為了反映運(yùn)動(dòng)訓(xùn)練、比賽、甚至日常活動(dòng)中肌肉拉傷的各種特征，是醫(yī)科院校、科研單位進(jìn)行實(shí)驗(yàn)教學(xué)以及治療藥物和治療措施研究工作的必要手段。國(guó)內(nèi)外現(xiàn)有的急性拉傷模型，有手術(shù)方法制作肌肉拉傷模型(注通過(guò)手術(shù)暴露試驗(yàn)肌肉，通過(guò)材料試驗(yàn)機(jī)作定量肌肉拉傷實(shí)驗(yàn))，有電刺激方法制作肌肉拉傷模型(注使用電刺激儀以定量電壓值刺激實(shí)驗(yàn)肌群，使其強(qiáng)直收縮，通過(guò)拉伸試驗(yàn)機(jī)作定量肌肉拉傷實(shí)驗(yàn))，物理學(xué)方法制作肌肉拉傷模型(注使用電刺激儀以定量電壓值刺激實(shí)驗(yàn)肌群，使其強(qiáng)直收縮，通過(guò)定量重力沖擊作肌肉拉傷實(shí)驗(yàn))等幾種。上述模型主要存在的不足是1.肌肉通過(guò)機(jī)械拉傷或重力沖擊拉傷，很難真實(shí)準(zhǔn)確反映運(yùn)動(dòng)和日常活動(dòng)中肌肉拉傷的各種特征；2.特別是手術(shù)方法制作肌肉拉傷模型，與活體肌肉拉傷在生理及力學(xué)特性方面距離較大，并且操作復(fù)雜；3.無(wú)較為一致和精確的方法，也沒(méi)有標(biāo)準(zhǔn)；4.速度和力量不能精確控制，增加了實(shí)驗(yàn)的不準(zhǔn)確性；5.拉伸實(shí)驗(yàn)機(jī)和材料試驗(yàn)機(jī)，設(shè)備較大，操作不方便；6.不能作動(dòng)態(tài)肌肉拉傷試驗(yàn)；7.用示波器顯示并記錄實(shí)驗(yàn)結(jié)果的方式落后。
實(shí)用新型內(nèi)容為了克服現(xiàn)有技術(shù)下的上述缺陷，本實(shí)用新型的目的在于提供一種大鼠腓腸肌肌肉拉傷試驗(yàn)機(jī)，使其具有操作方便、控制精確、可作動(dòng)態(tài)肌肉拉傷試驗(yàn)、可真實(shí)準(zhǔn)確反映和記錄運(yùn)動(dòng)訓(xùn)練、比賽、甚至日?；顒?dòng)中肌肉拉傷的各種特征等諸多優(yōu)點(diǎn)。本實(shí)用新型所采用的技術(shù)方案是一種大鼠腓腸肌肌肉拉傷試驗(yàn)機(jī)，包括用于放置被試動(dòng)物的工作臺(tái)、 用于刺激所述被試動(dòng)物實(shí)驗(yàn)肌肉的電刺激儀和設(shè)置在所述工作臺(tái)上的用于動(dòng)作驅(qū)動(dòng)的步進(jìn)電機(jī)，還包括用于控制所述步進(jìn)電機(jī)工作的控制器和用于固定被試動(dòng)物踝關(guān)節(jié)的固定裝置，所述固定裝置固定安裝于所述步進(jìn)電機(jī)的輸出軸上，所述固定裝置上設(shè)有用于將被試動(dòng)物踝關(guān)節(jié)系緊于其上的系帶，所述系帶在所述固定裝置上的設(shè)置位置與所述輸出軸的軸線之間有一定距離。所述電刺激儀的供電線路上設(shè)有電子開(kāi)關(guān)，所述電子開(kāi)關(guān)的控制端與所述控制器電連接。所述控制器還可以連接有上位機(jī)，所述上位機(jī)可以采用工控機(jī)或PC機(jī)。對(duì)于前述的任意一種所述大鼠腓腸肌肌肉拉傷試驗(yàn)機(jī)，其還可設(shè)有用于檢測(cè)所述固定裝置是否運(yùn)動(dòng)到設(shè)計(jì)位置的位置傳感器，所述位置傳感器的感應(yīng)信號(hào)輸出端連接所述控制器的傳感信號(hào)輸入端。所述設(shè)計(jì)位置有一個(gè)或兩個(gè)，當(dāng)為一個(gè)時(shí)，所述設(shè)計(jì)位置優(yōu)選為實(shí)驗(yàn)肌肉被拉伸到試驗(yàn)最大幅度時(shí)所述固定裝置運(yùn)動(dòng)到的位置；當(dāng)為兩個(gè)時(shí)，兩個(gè)所述設(shè)計(jì)位置可分別為實(shí)驗(yàn)肌肉被拉伸和收縮到試驗(yàn)最大幅度時(shí)所述固定裝置運(yùn)動(dòng)到的位置。所述位置傳感器優(yōu)選為光電開(kāi)關(guān)。對(duì)于前述的任意一種所述大鼠腓腸肌肌肉拉傷試驗(yàn)機(jī)，所述固定裝置均可以采用下列結(jié)構(gòu)中的任一種所述固定裝置包括軸套，所述軸套上固定連接有其延伸方向與所述軸套的軸線相交叉的固定板，所述軸套固定套接在所述步進(jìn)電機(jī)的輸出軸上，所述系帶套設(shè)于所述固定板上。所述固定裝置包括相嚙合的齒輪和齒條，所述齒輪同軸固定在所述步進(jìn)電機(jī)的輸出軸上，所述系帶套設(shè)于所述齒條上，或者，所述齒條上固定連接有固定板，所述系帶套設(shè)于所述固定板上，被試動(dòng)物肢體可固定在所述齒條上或所述固定板上。所述固定裝置采用曲柄連桿機(jī)構(gòu)，包括順次鉸接的曲柄、連桿和滑塊，所述曲柄固定在所述步進(jìn)電機(jī)的輸出軸上，所述系`帶套設(shè)于所述滑塊上，或者，所述滑塊上固定連接有固定板，所述系帶套設(shè)于所述固定板上，被試動(dòng)物肢體可固定在所述滑塊上或所述固定板上。本實(shí)用新型的有益效果為1.在控制器精確的控制下作肌肉拉傷模型實(shí)驗(yàn)，可較真實(shí)地模擬日?；顒?dòng)和運(yùn)動(dòng)中肌肉拉傷的各種典型特征，與現(xiàn)實(shí)中的肌肉拉傷在生理及力學(xué)特性方面相近；2.由于采用活體肌肉作拉傷實(shí)驗(yàn)，克服了手術(shù)方法制作肌肉拉傷模型與活體肌肉比較在生理及力學(xué)特性方面距離較大的不足，并使操作簡(jiǎn)單；3.由于所述控制器電連接所述步進(jìn)電機(jī)，代替了現(xiàn)有技術(shù)使用的材料試驗(yàn)機(jī)和拉伸試驗(yàn)機(jī)，提供了一致和精確的實(shí)驗(yàn)方法；4.所有設(shè)備體積小巧，占用空間小,易于操作和放置；5.由于所述控制器可精確控制速度和力量，克服了速度和力量不能精確控制的不足；6.由于所述控制器的控制方式可調(diào)，能作動(dòng)態(tài)肌肉拉傷試驗(yàn)；7.由于所述控制器電連接上位機(jī)，并與所述上位機(jī)進(jìn)行通信，可通過(guò)所述上位機(jī)的操作對(duì)所述控制器的控制進(jìn)行調(diào)整，也可通過(guò)所述上位機(jī)的顯示裝置動(dòng)態(tài)監(jiān)測(cè)實(shí)驗(yàn)數(shù)據(jù)。實(shí)驗(yàn)和記錄方式先進(jìn)，并且有利于進(jìn)一步改造升級(jí)。
圖1是本實(shí)用新型的一種實(shí)施例的結(jié)構(gòu)示意圖。
具體實(shí)施方式
參見(jiàn)圖1，一種大鼠腓腸肌肌肉拉傷試驗(yàn)機(jī)，包括用于放置被試動(dòng)物的工作臺(tái)1、用于刺激被試動(dòng)物實(shí)驗(yàn)肌肉的電刺激儀2和設(shè)置在所述工作臺(tái)上的用于動(dòng)作驅(qū)動(dòng)的步進(jìn)電機(jī)5，還包括用于精確控制所述步進(jìn)電機(jī)5工作的控制器7和用于固定被試動(dòng)物踝關(guān)節(jié)的固定裝置4，所述固定裝置4固定安裝于所述步進(jìn)電機(jī)5的輸出軸上，所述固定裝置上設(shè)有用于將被試動(dòng)物踝關(guān)節(jié)系緊于其上的系帶3，所述系帶在所述固定裝置上的設(shè)置位置與所述輸出軸的軸線之間有一定距離。由于所述控制器7電連接所述步進(jìn)電機(jī)5，代替了現(xiàn)有技術(shù)使用的材料試驗(yàn)機(jī)和拉伸試驗(yàn)機(jī)，提供了一致和精確的實(shí)驗(yàn)方法。由于所述控制器7可精確控制速度和力量，克服了速度和力量不能精確控制的不足。由于所述控制器7的控制方式可調(diào)，能作動(dòng)態(tài)肌肉拉傷試驗(yàn)。在控制器7精確控制下作肌肉拉傷模型實(shí)驗(yàn)，可較真實(shí)地模擬日常活動(dòng)和運(yùn)動(dòng)中肌肉拉傷的各種典型特征，與現(xiàn)實(shí)中的肌肉拉傷在生理及力學(xué)特性方面相近。并且所有設(shè)備體積小巧，占用空間小，易于操作和放置。所述電刺激儀2的供電線路上設(shè)有電子開(kāi)關(guān)，所述電子開(kāi)關(guān)的控制端與所述控制器7電連接，可通過(guò)所述控制器7精確控制電刺激的時(shí)間和強(qiáng)度。由于采用活體肌肉作拉傷實(shí)驗(yàn)，克服了手術(shù)方法制作肌肉拉傷模型與活體肌肉比較在生理及力學(xué)特性方面距離較大的不足，并使操作簡(jiǎn)單。所述控制器7還連接有上位機(jī)8，所述上位機(jī)8采用工控機(jī)或PC機(jī)。可通過(guò)對(duì)所述上位機(jī)8的操作實(shí)現(xiàn)對(duì)所述控制器7的控制的調(diào)整，也可通過(guò)所述上位機(jī)8的顯示裝置動(dòng)態(tài)顯示和記錄監(jiān)測(cè)實(shí)驗(yàn)數(shù)據(jù)。采用上位機(jī)8，實(shí)驗(yàn)和記錄方式更加先進(jìn)，并且有利于該試驗(yàn)機(jī)的進(jìn)一步改造升級(jí)。
所述大鼠腓腸肌肌肉拉傷試驗(yàn)機(jī)還設(shè)有用于檢測(cè)所述固定裝置4是否運(yùn)動(dòng)到設(shè)計(jì)位置的位置傳感器6，所述位置傳感器6的感應(yīng)信號(hào)輸出端連接所述控制器7的傳感信號(hào)輸入端，所述控制器7根據(jù)所述位置傳感器6發(fā)出的感應(yīng)信號(hào)判斷實(shí)驗(yàn)狀態(tài)，并據(jù)此協(xié)調(diào)控制所述步進(jìn)電機(jī)5和所述電刺激儀2。所述設(shè)計(jì)位置可以有一個(gè)或兩個(gè)，當(dāng)為一個(gè)時(shí)，所述設(shè)計(jì)位置為實(shí)驗(yàn)肌肉被拉伸到試驗(yàn)最大幅度時(shí)所述固定裝置4運(yùn)動(dòng)到的位置；當(dāng)為兩個(gè)時(shí)，兩個(gè)所述設(shè)計(jì)位置分別為實(shí)驗(yàn)肌肉被拉伸和收縮到試驗(yàn)最大幅度時(shí)所述固定裝置4運(yùn)動(dòng)到的位置。所謂的設(shè)計(jì)位置是指根據(jù)實(shí)驗(yàn)需要(如被試肌肉的拉伸幅度)確定的所述固定裝置的理論上的運(yùn)動(dòng)極限位置。本實(shí)施例中，所述位置傳感器6僅為一個(gè)，且采用的是光電開(kāi)關(guān)。當(dāng)所述固定裝置運(yùn)動(dòng)到使實(shí)驗(yàn)肌肉被拉伸到試驗(yàn)最大幅度的位置時(shí)，所述光電開(kāi)關(guān)將檢測(cè)信號(hào)通知給所述控制器7，所述控制器7根據(jù)該檢測(cè)信號(hào)判斷實(shí)驗(yàn)肌肉已被拉伸到實(shí)驗(yàn)要求下的最大幅度，表示此時(shí)可以再次控制啟動(dòng)所述電刺激儀2。所述固定裝置4可以采用現(xiàn)有技術(shù)下的多種結(jié)構(gòu)，本實(shí)施例中優(yōu)選采用如下結(jié)構(gòu)所述固定裝置包括軸套4. 1，所述軸套上固定連接有其延伸方向與所述軸套4.1的軸線相交叉的固定板4. 2，所述軸套4.1固定套接在所述步進(jìn)電機(jī)5的輸出軸上，所述系帶3套設(shè)于所述固定板4. 2上。本實(shí)施例中，所述固定板的延伸方向優(yōu)選垂直于所述軸套的軸線，使大鼠的肢體在垂直于所述步進(jìn)電機(jī)的輸出軸的平面內(nèi)屈伸。所述固定板4. 2用于定位大鼠類小動(dòng)物的踝關(guān)節(jié)，所述系帶3用于系緊大鼠類小動(dòng)物的踝關(guān)節(jié)。[0040]下面以大鼠腓腸肌肌肉拉傷試驗(yàn)為例，說(shuō)明該試驗(yàn)機(jī)的工作過(guò)程將麻醉后的大鼠置于所述工作臺(tái)I上，將其踝關(guān)節(jié)通過(guò)所述系帶3系緊在所述固定板4. 2上，于大鼠的腓腸肌遠(yuǎn)、近端分別接觸所述電刺激儀2的針電極，啟動(dòng)所述電刺激儀2放電刺激大鼠的腓腸肌，腓腸肌強(qiáng)直收縮，腿部彎曲，此時(shí)控制步進(jìn)電機(jī)5運(yùn)行，所述步進(jìn)電機(jī)5在所述控制器7的控制下轉(zhuǎn)動(dòng)，帶動(dòng)所述固定板4. 2擺動(dòng)，并拉動(dòng)大鼠彎曲的腿部伸展，當(dāng)所述固定板4. 2擺動(dòng)到設(shè)計(jì)要求的位置時(shí)，所述光電開(kāi)關(guān)6將檢測(cè)到的位置信號(hào)通知所述控制器7，所述控制器7通知所述步進(jìn)電機(jī)5停止轉(zhuǎn)動(dòng)，再次啟動(dòng)電刺激儀工作，大鼠腿部再次彎曲，帶動(dòng)固定板4. 2回位，為下一次拉伸做好準(zhǔn)備，自此，完成了一個(gè)工作循環(huán)。
本實(shí)用新型還可用于其他類似小動(dòng)物的肌肉拉傷試驗(yàn)。
權(quán)利要求1.一種大鼠腓腸肌肌肉拉傷試驗(yàn)機(jī)，其特征在于包括用于放置被試動(dòng)物的工作臺(tái)、用于刺激被試動(dòng)物實(shí)驗(yàn)肌肉的電刺激儀和設(shè)置在所述工作臺(tái)上的用于動(dòng)作驅(qū)動(dòng)的步進(jìn)電機(jī)，還包括用于控制所述步進(jìn)電機(jī)工作的控制器和用于固定被試動(dòng)物踝關(guān)節(jié)的固定裝置，所述固定裝置固定安裝于所述步進(jìn)電機(jī)的輸出軸上，所述固定裝置上設(shè)有用于將被試動(dòng)物踝關(guān)節(jié)系緊于其上的系帶，所述系帶在所述固定裝置上的設(shè)置位置與所述輸出軸的軸線之間有一定距離。
2.根據(jù)權(quán)利要求1所述的大鼠腓腸肌肌肉拉傷試驗(yàn)機(jī)，其特征在于所述電刺激儀的供電線路上設(shè)有電子開(kāi)關(guān)，所述電子開(kāi)關(guān)的控制端與所述控制器電連接。
3.根據(jù)權(quán)利要求2所述的大鼠腓腸肌肌肉拉傷試驗(yàn)機(jī)，其特征在于所述控制器還連接有上位機(jī)。
4.根據(jù)權(quán)利要求3所述的大鼠腓腸肌肌肉拉傷試驗(yàn)機(jī)，其特征在于所述上位機(jī)采用工控機(jī)或PC機(jī)。
5.根據(jù)權(quán)利要求1、2、3或4所述的大鼠腓腸肌肌肉拉傷試驗(yàn)機(jī)，其特征在于還設(shè)有用于檢測(cè)所述固定裝置是否運(yùn)動(dòng)到設(shè)計(jì)位置的位置傳感器，所述位置傳感器的感應(yīng)信號(hào)輸出端連接所述控制器的傳感信號(hào)輸入端。
6.根據(jù)權(quán)利要求5所述的大鼠腓腸肌肌肉拉傷試驗(yàn)機(jī)，其特征在于所述設(shè)計(jì)位置有一個(gè)或兩個(gè)，當(dāng)為一個(gè)時(shí)，所述設(shè)計(jì)位置為實(shí)驗(yàn)肌肉被拉伸到試驗(yàn)最大幅度時(shí)所述固定裝置運(yùn)動(dòng)到的位置；當(dāng)為兩個(gè)時(shí)，兩個(gè)所述設(shè)計(jì)位置分別為實(shí)驗(yàn)肌肉被拉伸和收縮到試驗(yàn)最大幅度時(shí)所述固定裝置運(yùn)動(dòng)到的位置。
7.根據(jù)權(quán)利要求5所述的大鼠腓腸肌肌肉拉傷試驗(yàn)機(jī)，其特征在于所述位置傳感器為光電開(kāi)關(guān)。
8.根據(jù)權(quán)利要求5所述的大鼠腓腸肌肌肉拉傷試驗(yàn)機(jī)，其特征在于所述固定裝置包括軸套，所述軸套上固定連接有其延伸方向與所述軸套的軸線相交叉的固定板，所述軸套固定套接在所述步進(jìn)電機(jī)的輸出軸上，所述系帶套設(shè)于所述固定板上。
9.根據(jù)權(quán)利要求5所述的大鼠腓腸肌肌肉拉傷試驗(yàn)機(jī)，其特征在于所述固定裝置包括相嚙合的齒輪和齒條，所述齒輪同軸固定在所述步進(jìn)電機(jī)的輸出軸上，所述系帶套設(shè)于所述齒條上，或者，所述齒條上固定連接有固定板，所述系帶套設(shè)于所述固定板上。
10.根據(jù)權(quán)利要求5所述的大鼠腓腸肌肌肉拉傷試驗(yàn)機(jī)，其特征在于所述固定裝置采用曲柄連桿機(jī)構(gòu)，包括順次鉸接的曲柄、連桿和滑塊，所述曲柄固定在所述步進(jìn)電機(jī)的輸出軸上，所述系帶套設(shè)于所述滑塊上，或者，所述滑塊上固定連接有固定板，所述系帶套設(shè)于所述固定板上。
專利摘要本實(shí)用新型涉及一種大鼠腓腸肌肌肉拉傷試驗(yàn)機(jī)，包括用于放置被試動(dòng)物的工作臺(tái)、用于刺激被試動(dòng)物實(shí)驗(yàn)肌肉的電刺激儀和設(shè)置在所述工作臺(tái)上的用于動(dòng)作驅(qū)動(dòng)的步進(jìn)電機(jī)，還包括用于控制所述步進(jìn)電機(jī)工作的控制器、用于固定被試動(dòng)物踝關(guān)節(jié)的固定裝置和用于檢測(cè)所述固定裝置是否運(yùn)動(dòng)到設(shè)計(jì)位置的位置傳感器，所述固定裝置上設(shè)有用于將被試動(dòng)物踝關(guān)節(jié)系緊于其上的系帶，所述系帶在所述固定裝置上的設(shè)置位置與所述輸出軸的軸線之間有一定距離，所述控制器電連接有上位機(jī)。本實(shí)用新型具有操作方便、控制精確、可作動(dòng)態(tài)肌肉拉傷試驗(yàn)、可真實(shí)準(zhǔn)確反映和記錄運(yùn)動(dòng)訓(xùn)練和比賽中肌肉拉傷的各種特征等諸多優(yōu)點(diǎn)。
文檔編號(hào)A61D3/00GK202859917SQ20122046660
公開(kāi)日2013年4月10日 申請(qǐng)日期2012年9月14日 優(yōu)先權(quán)日2012年9月14日
發(fā)明者周越, 張新明, 金宗學(xué), 何輝, 李俊平, 王瑞元, 熊開(kāi)宇 申請(qǐng)人:北京體育大學(xué)