[發(fā)明專利]一種動物肢體拉伸儀及其實現(xiàn)方法

有效

• 申請?zhí)枺?/td>: 201310478955.3
• 申請日: 2013-10-14
• 公開（公告）號: CN103494655A
• 公開（公告）日: 2014-01-08
• 發(fā)明（設(shè)計）人: 吳金鵬;龔智勇;呂恒勇;胡甜甜;李迎新
• 申請（專利權(quán)）人: 中國醫(yī)學(xué)科學(xué)院生物醫(yī)學(xué)工程研究所
• 主分類號: A61D1/00
• 分類號: A61D1/00;A61B19/00
• 代理公司: 天津市三利專利商標(biāo)代理有限公司 12107
• 代理人: 李蕊

技術(shù)領(lǐng)域

本發(fā)明涉及一種拉伸加載裝置及其實現(xiàn)方法，尤其是一種動物肢體拉伸儀及其實現(xiàn)方法。

背景技術(shù)

牽張力是決定細胞形變和功能的主要因素，人體及動物體內(nèi)細胞的增殖、分化、遷移、凋亡等生物學(xué)過程受到包括力學(xué)因素在內(nèi)的多種環(huán)境因素的影響。

在不同的張應(yīng)力作用下細胞骨架的所有構(gòu)件發(fā)生整體重排，從而導(dǎo)致細胞發(fā)生形變，細胞形狀的改變發(fā)出信息并向胞核內(nèi)傳遞而導(dǎo)致不同結(jié)果。目前的拉伸研究主要處在細胞水平，所涉及的拉伸實驗裝置也是對于細胞等微觀結(jié)構(gòu)的拉伸。然而，在體狀態(tài)下研究細胞在生理狀態(tài)下對應(yīng)力的各種反應(yīng)，包括體液靜壓力、流體剪切應(yīng)力、電流及生化環(huán)境以及體外一系列復(fù)雜的環(huán)境，鮮有涉及。這樣，導(dǎo)致在體細胞拉伸研究難以進行。

目前的拉伸研究主要處在細胞水平，所涉及的拉伸實驗裝置也是對于細胞等微觀結(jié)構(gòu)的拉伸。然而，在體狀態(tài)下研究細胞在生理狀態(tài)下對應(yīng)力的各種反應(yīng)，包括體液靜壓力、流體剪切應(yīng)力、電流及生化環(huán)境以及體外一系列復(fù)雜的環(huán)境，鮮有涉及。用作探討活體模型對機械應(yīng)力的各種力學(xué)反應(yīng)機制，對比動物活體模型與細胞模型的研究結(jié)果的活體肢體拉伸加載裝置尚不存在。

發(fā)明內(nèi)容

本發(fā)明所要解決的技術(shù)問題在于提供一種動物肢體拉伸儀。

本發(fā)明所要解決的另一技術(shù)問題在于提供具有上述動物肢體拉伸功能的拉伸儀的實現(xiàn)方法。

為解決上述技術(shù)問題，本發(fā)明的技術(shù)方案是：

一種動物肢體拉伸儀，包括軀體支撐板、肢體固定器、傳動裝置和控制裝置，所述肢體固定器對稱設(shè)置于所述軀體支撐板兩側(cè)，所述肢體固定器通過傳動裝置與控制裝置配合連接。

優(yōu)選的，上述動物肢體拉伸儀，所述軀體支撐板兩側(cè)邊緣為齒狀結(jié)構(gòu)，該軀體支撐板的端部設(shè)置有頭部固定器，使動物平躺于軀體支撐板時，保證頭部與軀干部在同一平面上，所述肢體固定器由肢體擺臂和肢體固定支撐臂垂直固定組成，該肢體固定支撐臂的兩側(cè)邊緣為齒狀結(jié)構(gòu)，通過軀體支撐板以及肢體固定支撐臂的齒狀結(jié)構(gòu)，利用線繩的纏繞，可以對動物進行緊密固定，所述肢體固定支撐臂既可以固定動物上肢，也可以固定動物下肢。

優(yōu)選的，上述動物肢體拉伸儀，所述軀體支撐板中部為用于放置動物的凹面結(jié)構(gòu)，所述肢體固定支撐臂中部為用于放置動物肢體的凹面結(jié)構(gòu)。

優(yōu)選的，上述動物肢體拉伸儀，所述肢體固定支撐臂為球窩關(guān)節(jié)，能夠?qū)崿F(xiàn)軀干平面內(nèi)的轉(zhuǎn)動。

優(yōu)選的，上述動物肢體拉伸儀，所述頭部固定器為軟性頭部固定器，即采用柔性繩材質(zhì)的環(huán)狀可伸拉結(jié)構(gòu)。

優(yōu)選的，上述動物肢體拉伸儀，通過所述傳動裝置的齒輪和傳動皮帶的傳動配合，實現(xiàn)對所述肢體固定器的拉伸控制。

優(yōu)選的，上述動物肢體拉伸儀，所述傳動裝置還包括避免肢體固定器過度拉伸的限位部件。

優(yōu)選的，上述動物肢體拉伸儀，所述控制裝置包括角度刻度盤、控制面板、ARM開發(fā)板和伺服電機，其中，伺服電機用于提供動力，所述ARM開發(fā)板和伺服電機通信連接，信號交互，所述角度刻度盤和控制面板分別與所述ARM開發(fā)板線路連接。

優(yōu)選的，上述動物肢體拉伸儀，所述ARM開發(fā)板包括電源模塊、光電開關(guān)模塊、GPIO接口模塊、伺服驅(qū)動器并口接口模塊、以及脈沖線驅(qū)動模塊，其中，

電源模塊，用于提供接口電路的電源；

光電開關(guān)模塊，與電源模塊線路連接，用于限定肢體固定器的拉伸位置；

GPIO接口模塊，GPIO一個端口與光電開關(guān)模塊線路連接，用于控制和監(jiān)視角度刻度盤和控制面板所反饋的儀器拉伸狀態(tài)；

伺服驅(qū)動器并口接口模塊，與GPIO另一個端口線路連接，用于連接伺服電機；

脈沖線驅(qū)動模塊，與GPIO再一個端口線路連接，用于濾除干擾。

優(yōu)選的，上述動物肢體拉伸儀，所述脈沖線驅(qū)動模塊包括施密特觸發(fā)器、芯片S3C2440和芯片26LS31，光電開關(guān)模塊輸出的信號通過施密特觸發(fā)器濾除尖刺干擾后，通過外部中斷EINT3、EINT4通知芯片S3C2440，并在中斷服務(wù)程序中采取保護措施，停止PWM（脈沖寬度調(diào)制）輸出，以防肢體固定器的拉伸超過限位，芯片26LS31將GPIO接口模塊輸出的脈沖分為差分脈沖信號，增強信號的抗干擾能力。

優(yōu)選的，上述動物肢體拉伸儀，所述保護措施指通過WinCE6.0底層的中斷服務(wù)程序（Interrupt?Service?Routine，ISR）通知系統(tǒng)，并創(chuàng)建中斷服務(wù)線程（Interrupt?Service?Thread,IST），在IST中實現(xiàn)對該中斷的響應(yīng)。

具有上述動物肢體拉伸功能的拉伸儀的實現(xiàn)方法，具體實現(xiàn)方法為：