[发明专利]测量大鼠脊柱亚脱位动物模型的脊柱刚度测量装置

说明书

技术领域

本发明涉及一种用于刚度测量的装置，特别是涉及一种测量大鼠脊柱亚脱位动物模型的脊柱刚度测量装置。

背景技术

刚度是一个描述产生一定的位移所需施加力量的系统特性，通常用产生形变的力除以该力产生的形变(单位：N/mm)，它和物体施加一定的力量可产生多大的位移的顺应性相对应。对刚体结构而言，其刚度呈线性关系，表现在载荷位移图上为一斜线，常见具有线性刚度的机械系统是弹簧，该系统的刚度直线的斜率是相等的。临床上，腰痛患者脊柱运动节段的僵硬程度通常增大，通过触诊可以完成对脊柱柔韧性的评估，从而做出临床决策。徒手触诊脊柱节段刚度变化更多的是定性评估，较难量化。机械装置可以最大程度地减少可能影响脊柱刚度值测试的变量，更加可靠、有效、客观地观察脊柱刚度的变化，但在这方面也缺乏足够的资料。

发明内容

本发明要解决的技术问题是提供一种测量大鼠脊柱亚脱位动物模型的脊柱刚度测量装置，根据刚度测试的基本原理，开发出可用于动物实验的脊柱刚度测试装置。

为解决上述技术问题，本发明的测量大鼠脊柱亚脱位动物模型的脊柱刚度测量装置包括，包括步进电机、传动机构、压力传感器、压头和固定拉杆；所述步进电机固定安装在一基座板上，该步进电机通过传动机构与压头相连接，在压头的内部设置压力传感器；在步进电机的驱动下所述压头能上下移动；固定拉杆为两个，其一端与基座板固定连接。

采用本发明的脊柱刚度测量装置能够对与大鼠第五腰椎棘突节段L₅固定连接的棘突钢板加载，测定腰椎固定节段的刚度，实现定量评估脊柱节段刚度变化。

采用本发明的装置可以直观地在活体上观察大鼠“亚脱位”动物造模后的脊柱刚度变化，也为相关研究提供研究工具。

附图说明

下面结合附图与具体实施方式对本发明作进一步详细的说明：

图1是本发明的脊柱刚度测量装置结构图(一)；

图2是本发明的脊柱刚度测量装置结构图(二)；

图3是脊柱刚度测试系统程序的控制流程(一)；

图4是脊柱刚度测试系统程序的控制流程(二)；

图5是脊柱刚度测试系统程序截屏图；

图6至图17是本发明的实施例示意图；

图18是各组基线平均刚度所连成的曲线图；

图19是对照组各组干预前后平均刚度曲线比较图；

图20是实验组各组观察前后平均刚度曲线比较图；

图21是对照组与实验组观察后平均刚度曲线的比较图。

具体实施方式

刚度是物体抵抗变形的能力，通常采用产生变形的加载力除以该力产生的形变(位移)来表示，本发明通过对与大鼠第五腰椎棘突节段L₅固定连接的棘突钢板加载，测定腰椎固定节段的刚度，据此设计实验用加载装置。

参见图1、2所示，所述的脊柱刚度测量装置包括步进电机1、传动机构2、压力传感器3、压头4及固定拉杆5。在一具体实施例中所述传动机构2由螺杆、螺母等组成。

所述步进电机1固定安装在一基座板上，该步进电机1通过传动机构2与压头4相连接，在压头4的内部设置压力传感器3。在步进电机1的驱动下压头4能上下移动。固定拉杆5为两个，其一端与基座板固定连接，另一端分别与大鼠腰椎L4和L6棘突上的棘突钢板相连接。

在进行脊柱刚度测量时，固定拉杆5可以固定大鼠腰椎L4和L6棘突上的外固定钢板。当所述的脊柱刚度测量装置的压头4向下移动，向大鼠腰椎L5棘突上的外固定钢板施加载荷时，使大鼠腰椎L5棘突上的外固定钢板产生相对大鼠腰椎L4和L6棘突上的外固定钢板的位移。

结合图2所示，所述步进电机1由步进电机驱动器控制，该步进电机驱动器的输入端可以连接一个可调式频率振荡器，通过调节脉冲频率，控制步进电机1步距，进而控制压头4推进的速度。脉冲的数量能够反映压头4前进的距离。脊柱刚度测量装置通过步进电机1驱动压头4，对大鼠脊柱施加额定载荷，脊柱承受压力载荷后产生的形变可通过压头4的位移确定。因此，将可调式频率振荡器输出的脉冲同时通过I/O接口输入到计算机中。在自动控制方式下，当计算机检测到压力达到设定值时，通过I/O接口输出停止信号，切断步进电机驱动器对步进电机1的控制，使脊柱刚度测量装置停止加载。可调式频率振荡器的输出端可以连接一个频率表，用于输出脉冲频率的显示。