[发明专利]一种多功能动物减重训练跑台及其控制系统

说明书

技术领域

本发明涉及一种医学动物实验设备，更具体地说是涉及一种多功能动 物减重训练跑台及其控制系统。

背景技术

脊髓损伤是一种常见的疾病，多见于车祸、跌倒、运动创伤、挤压伤 和枪伤，在造成患者肢体感觉、运动功能障碍等生理损伤的同时，还给个 人心理带来严重的压力，对其回归社会有很大的影响。因此，采取积极有 效的训练方法促进患者行走能力的恢复是非常必要的，目前临床治疗方法 主要有功能性电刺激、减重疗法和药物干预等。

随着康复技术的发展，传统的减重疗法在临床上已得到越来越广泛的 应用。减重疗法是指在训练治疗过程中，通过减重支持装置减少患者下肢 (对于动物来说是后肢)的负重，并将步行三要素(负重、迈步、平衡)有 机地结合起来，促进正常步态模式的建立，激发治疗信心。减重疗法的最 终目的是帮助患者恢复肌体组织的运动机能，改善其运动功能。已有大量 的文献报道减重疗法在恢复步行能力、纠正步态、改善平衡及减轻肌肉痉 挛等方面有很大优势，不仅降低了治疗师的工作强度，而且提高了治疗安 全性。近年来将减重疗法与其它治疗方法(功能性电刺激、药物治疗等) 相结合的组合疗法逐渐成为研究热点。迄今为止，减重及其组合疗法主要 用于脊髓损伤患者和中风患者，也可用于骨折、关节疾病、截瘫等下肢运 动功能障碍患者。脊髓硬膜外电刺激是由功能电刺激发展而来的新技术， 国外研究人员将脊髓硬膜外电刺激与减重疗法相结合，用于不完全脊髓损 伤患者行走功能的康复，临床实验研究结果表明，这一新的组合疗法具有 提高不完全脊髓损伤患者康复后行走能力和调节运动能量代谢的功能。

尽管减重和脊髓硬膜外电刺激组合的新疗法在实验研究和临床应用领 域有着不可低估的重要地位，但其确切作用机制至今仍未完全阐明，大大 阻碍了该疗法广泛用于不完全脊髓损伤患者行走功能的临床康复治疗，因 此需通过动物实验研究该疗法最基本的神经机制，并指导临床应用。

为了开展动物实验研究，需开发相应的实验平台，对实验动物实施减 重训练。大鼠基因与人类基因较相似，医学实验研究通常采用大鼠作为实 验动物，因此本发明所研制的多功能动物跑台主要用于对大鼠不完全脊髓 损伤后实施减重训练，促进其后肢运动功能恢复。

中国专利(申请号：200910095261.5)公开一种大鼠水中跑台，可对水中 平板步行训练疗法治疗脊柱骨髓损伤的效果和机制进行动物模拟实验，其 中包括一个箱体和电动跑道，箱体内有一密封的内容腔，可将水倒入其内， 同时，电动跑道两侧设有护栏，可防止大鼠跑出跑道。

该跑台提供一种动物水中平板步行训练环境，功能单一，无法模拟陆 地步行训练环境，不适用于减重及其组合疗法的动物实验，并且没有康复 机械手辅助不完全脊髓损伤大鼠的后肢运动训练。

发明内容

本发明的目的在于提供一种多功能动物减重训练跑台，该动物跑台采用 减重支持装置给大鼠提供一个向上的拉力，以减轻动物后肢负重，并用康 复机械手辅助动物后肢进行特定的跑台训练，主要应用于实验动物脊髓损 伤后的行走功能恢复，也可提供运动医学研究所需的动物跑台训练。

一种多功能动物减重训练跑台，包括：跑步机，用于实验动物的运动训 练；减重支持装置，用于为实验动物提供减重支持；和康复机械手，用于 辅助上述实验动物的运动训练。

本发明所述的提供减重支持具体为：固定所述实验动物的躯干，使其 在跑步机上保持一定的站立姿势，并通过给其提供一个向上的拉力，减轻 其后肢的负重。

本发明所述的减重支持装置包括铝片，调节杆，内部具有弹簧的圆筒， 拉力传感器，螺纹杆，第二电动推杆以及门形框架；

铝片上安装吊带背心，用于固定所述实验动物的躯干，铝片通过调节 杆与圆筒内的弹簧连接，所述的拉力传感器用来测量减重支持装置给所述 实验动物提供的减重重量，其上下两端通过螺纹杆分别与第二电动推杆和 圆筒内的弹簧连接，所述的第二电动推杆垂直固定安装在门形框架上部， 所述的门形框架固定安装在所述的跑步机上。

本发明所述铝片内侧面与所述跑步机上的跑带表面的夹角通过所述调 节杆调节。

本发明所述的康复机械手通过其连杆机构末端的连接件与动物后肢连 接，在所述的连杆机构的驱动下，带动实验动物后肢实现矢状面内的两自 由度运动。