[发明专利]强迫游泳系统

说明书

技术领域

本发明涉及医疗器械技术领域，特别是涉及一种强迫游泳系统。

背景技术

强迫游泳系统能用于研究实验动物（如大、小鼠）在一个局限的环境内（如水中）的具体行为。例如，将实验动物放于强迫游泳系统中，动物通常表现出不动（动物四肢不动漂浮于水面，仅头部露出水面呼吸）、潜水（动物整个身体沉于水下）、游泳（动物在水中四处游动）、爬壁（动物前爪划动水面，碰触游泳缸壁）等四种行为状态。刚开始，动物试图挣扎逃避，主要表现出潜水、游泳、爬壁等行为状态，一段时间后，实验动物产生了明显的“行为绝望”，表现出典型的“不动状态”。研究表明，实验动物的不动时间和潜水时间的百分比可以用来分析实验动物的抑郁状态。因此，实验动物在强迫游泳中的行为状态常常用来作为抑郁状态的行为学检测指标，在神经药理学中主要用来进行抗抑郁、焦虑、止痛药物的研发与筛选。

经实验证明不同机制的抗抑郁药影响不同的行为状态，如地昔帕明和马普替林(N E再摄取抑制剂)可选择性增加大鼠的爬壁行为，而氟西汀(5-H T再摄取抑制剂)可选择性增加大鼠的游泳行为。因此，需要提供能对实验动物不动、潜水、游泳、爬壁等四种行为状态进行全面监测的强迫游泳系统。

传统的强迫游泳系统大多采用双摄像俯拍与侧拍相结合的视频装置以及游泳壁的微小震动监测感应器来监测实验动物的行为状态。传统的强迫游泳系统具有一定的技术优势，但也存在一定的局限性。图片像素点分析图片需要后期的大量工作，不能实时量化各种行为学的状态以及各种状态间的差异。通过强迫游泳缸壁的震动感应器来实现对于动物状态的判断存在时间上的分辨率，不能实时监测动物的行为状态，动物在产生了一个动作传到或者直接碰触缸壁引起震动，本身存在一定的时间间隔。另外对于动物潜于水下不动与漂浮不动对于缸壁都没有引起震动，那么在统计过程中没办法将这两种状态通过震动感应器来区分。

发明内容

基于此，有必要提供一种能实时监测实验动物不同行为状态的强迫游泳系统。

一种强迫游泳系统，包括强迫游泳容器、感应电流发生装置、感应电流采集装置以及中央控制装置；

所述感应电流发生装置包括缠绕在所述强迫游泳容器外壁中部的线圈以及用于固定在实验动物后脚上的磁铁；

所述感应电流采集装置与所述感应电流发生装置连接，用于实时采集线圈中的感应电流，并将所述感应电流传输至所述中央控制装置；

所述中央控制装置用于实时分析所述感应电流，所述中央控制装置能根据感应电流的大小及方向来确定实验动物处于不动、潜水、游泳或爬壁状态。

在其中一个实施例中，所述中央控制装置包括感应电流分析模块，所述中央控制装置通过所述感应电流分析模块实时分析所述感应电流。

在其中一个实施例中，所述强迫游泳容器为圆柱体形，所述强迫游泳容器的材质为透明玻璃或透明塑料。

在其中一个实施例中，所述强迫游泳容器的直径和高分别为30cm和40cm，所述线圈为直径为32.5cm的铜制线圈，所述线圈的匝数为10匝，所述磁铁的质量为2g。

在其中一个实施例中，所述强迫游泳容器的直径和高分别为18.5cm和25cm，所述线圈为直径为21cm的铜制线圈，所述线圈的匝数为10匝，所述磁铁的质量为1g。

在其中一个实施例中，所述中央控制装置还包括数据存储模块，所述数据存储模块包括四个分别用于存储实验动物处于不动、潜水、游泳及爬壁四个状态数据的存储单元，所述数据包括每个状态出现的次数、相应次数的持续时间以及相应次数的感应电流。

在其中一个实施例中，所述强迫游泳系统还包括用于记录实验动物处于强迫游泳实验中视频数据的摄像装置；

所述摄像装置包括摄像机，所述摄像机设置在所述强迫游泳容器的上方；

所述中央控制装置还包括视频分析模块；

所述摄像装置将采集的视频数据传输至所述中央控制装置中，所述中央控制装置通过所述视频分析模块对所述视频数据进行分析。

在其中一个实施例中，所述强迫游泳系统还包括光刺激装置，所述刺激装置包括波形发生器、微型激光器以及用于植入实验动物头部的光纤；

所述波形发生器与所述中央控制装置连接；

所述中央控制装置控制所述波形发生器发射波形函数，所述波形发生器控制所述微型激光器根据所述波形函数发射相应波长、强度、时程以及波形的激光信号，所述激光信号通过所述光纤传输至实验动物头部中，对实验动物头部导入有光敏感基因的细胞进行光刺激。