专利名称：：一种测定动物运动能力的装置及方法
技术领域：
：本发明适用于毒理学领域，可测定各种因素(药物、毒性气体等)导致实验动物运动能力的改变及作用时间。
背景技术：
：测定动物运动能力的方法有多种。转笼法是目前使用较为广泛的方法，将动物置于转笼中，动物即开始奔跑带动翻转笼旋转，可通过测量转笼旋转来确定动物的运动能力。此法的缺陷在于，较长时间的测试中动物连续奔跑会导致动物本身的疲劳，也会使动物的运动减弱，可能与试验因素所导致的运动减弱相混淆。另一方面，此类方法的终点比较不易判读，受到外界扰动因素影响时，有时出现停止运动后一段时间又重新开始运动的现象，也影响了测定的结果。其它方法如转棒法、爬坡法等，不能在无手工干预的情况下自动连续测定，对于暴露室内进行的吸入试验不适用。
发明内容为克服现有测量动物运动能力转笼法的不足，本发明设计了翻转笼测定动物运动能力的装置。本发明包含a)利用翻转笼测定动物运动能力的装置；b)利用翻转笼测定动物运动能力的测试方法。本发明描述了一种测定动物运动能力的装置，其总体结构特征为它由翻转笼8、支架3、控制系统7、动力系统构成；翻转笼8安装于支架3上，支架3及翻转笼8的外形、尺寸，支架3上翻转笼8的数量因其容纳的动物种类而异。动力系统通过转轴ll带动翻转笼8旋转，控制系统7通过信号线2与控制信号接口l连接，控制电动机6的启停。本发明描述一种使用上述装置测定动物运动能力的方法，其操作步骤如下首先在控制器7上设置翻转笼8翻转的时刻，并将实验动物放入翻转笼8中。当药物、有毒气体等使动物运动能力改变的因素作用于动物后，翻转笼开始按预先设定的时刻翻转，使用者通过笼中动物的行为来判定其运动能力是否改变。如果翻转笼翻转180度后，动物能自主恢复正常体姿，认为其运动能力尚未有明显改变；如果翻转笼翻转后，动物随之转为腹面向上或侧卧体姿，不能自主恢复正常体姿者，则认为其已经失去运动能力。此方法可用于测量各种因素导致的实验动物运动能力改变。测定动物运动能力装置的控制系统7由可编程单片机、继电器、接触开关14组成，通过编程实现以下功能可以预先设置电动机运转次数、每次运转之间的间隔，并在指定的时间发出信号，令电动机开始旋转，控制翻转笼8于设定时间翻转180度。具体实现方式为翻转笼转轴11上带有金属杆13，转轴周围设置有两个接触开关14，其位置相对于转轴ll对称。控制器7发出旋转信号，电动机6开始工作，通过皮带16和减速轮17带动转轴11旋转，经由传动链条12带动所有传动齿轮10，翻转笼8就开始同步旋转，金属杆13亦随之旋转。到一定角度时，金属杆13触动接触开关14，信号传回控制器7，再向电动机6发出"停止"信号。此时，翻转笼8停止旋转。到下一个指定的旋转时刻，控制器7再发出旋转信号，翻转笼8在旋转180度后金属杆13碰到另一个接触开关14，又停止旋转。如此往复循环，实现了每到指定时刻令翻转笼旋转180度的目的。测定动物运动能力装置的动力系统由电动机6、减速轮17、皮带16、传动齿轮IO、链条12、转轴11组成。电动机6旋转通过减速轮17减速后，带动链条12，链条12带动翻转笼8同步旋转。电动机6的旋转时间、角度由控制系统7控制。测定动物运动能力装置的翻转笼8及支架3可设计为不同大小以便容纳不同的实验动物。以适用于大鼠的测定运动能力装置为例，翻转笼8尺寸为20X10X10cm，用不锈钢制作，顶面为可打开的门。翻转笼两端为转轴11，可以方便地从支架3的轴承4上拆卸，以便放入动物5。支架3上可放置六个翻转笼8。支架3顶端装有把手9。控制器7与支架顶端的控制信号接口l之间以信号线2连接。本装置能够在无手工干预的情况下自动、连续地进行运动能力测试。由于实验动物被翻转后恢复正常体姿的过程并不耗费大量体力，因此可避免较长时间试验中动物的疲劳。以能否恢复正常体姿作为判断运动能力是否改变的标准，终点明确清晰，不易受到外界扰动因素的影响，易于判读。可适用于不同的导致动物失去运动能力的因素。下面结合附图和实施例对本发明进一步说明。图1是翻转笼测定动物运动能力装置结构示意图。图2是动力系统和控制系统原理示意图。图中1—控制信号接口，2—信号线，3—支架，4—轴承，5—实验动物，6—电动机，7—控制系统，8—翻转笼，9一把手，10—传动齿轮，ll一转轴，12—链条，13一金属棒，14—接触开关，15—内部线路，16_皮带，17—减速轮。具体实施方式现以火灾烟气毒性危害研究中动物试验为例，简述本装置及方法的具体实施方式。首先将六只大鼠分别放入翻转笼8中，并装到支架3上，支架及翻转笼放入火灾气体暴露室中，信号线2穿过暴露室壁连接至位于暴露室之外的控制器7。待信号线2连接妥当，并在控制器上分别设定总翻转次数和翻转间隔时间为60次和30秒，即可开始试验。模拟火灾现场的毒性气体送入暴露室的同时，开启控制器令翻转笼装置开始按预定程序翻转。仔细观察翻转笼翻转时实验动物的行为，如果翻转笼翻转180度后，动物能自主恢复正常体姿，认为其运动能力无明显改变；如果翻转笼翻转后，动物随之转为腹面向上或侧卧体姿，不能自主恢复正常体姿者，则认为其己经失去运动能力。如果在第N次翻转时发现动物已失去运动能力，那么真正失去运动能力的时刻应处于第N-1次翻转和第N次翻转之间，为了便于计算，设定此时刻位于第N-l次翻转的时刻和N次翻转的时刻TN正中间。也即失去运动能力时间=0Vm+Tn)/2。试验结束后，我们观察到六只大鼠的失去运动能力时间分别为8.25、7.75、8.25、7.75、8.75、8.75分钟，测量得到的暴露室内气体浓度则为氧气22.23%，一氧化碳4615ppm，二氧化碳2.79%。经过多次类似的试验，将暴露室内的气体浓度和动物丧失运动能力时间互相对照，即可研究不同浓度、各种成份火灾烟气影响大鼠运动能力的规律，如表1所示。表1火灾烟气毒性研究试验数据<table>tableseeoriginaldocumentpage5</column></row><table>权利要求1、一种测定动物运动能力的装置，其特征为由翻转笼(8)、支架(3)、控制系统(7)、动力系统构成；翻转笼(8)安装于支架(3)上，动力系统通过转轴(11)带动翻转笼(8)旋转，控制系统(7)通过信号线(2)与控制信号接口(1)连接，控制电动机(6)的启停。2、一种测定动物运动能力的方法，其特征为该方法操作步骤如下首先设置翻转笼(8)总翻转次数和翻转间隔时间，并将实验动物放入翻转笼中，翻转笼(8)开始翻转，周期性地破坏实验动物的体姿，根据实验动物自行恢复正常体姿的能力来衡量实验动物运动能力。3、根据权利要求1所述的测定动物运动能力装置，其特征是控制系统(7)由可编程单片机、继电器、接触开关(14)组成，控制翻转笼(8)于设定时间翻转180度；当控制系统(7)发出旋转信号，电动机(6)通过皮带(16)和减速轮(17)带动转轴(11)旋转，使六个翻转笼(8)开始同步旋转，到一定角度时，金属杆(13)触动接触开关(14)，翻转笼(8)停止旋转；到下一个指定的旋转时刻，控制系统(7)再发出旋转信号，如此往复循环，达到指定时刻令翻转笼(8)旋转180度的目的。4、根据权利要求l所述的测定动物运动能力装置，其特征是动力系统由电动机(6)、减速轮(17)、皮带(16)、传动齿轮(10)、链条(12)、转轴(11)组成；在控制系统(7)控制下驱动翻转笼(8)旋转。5、根据权利要求1所述的测定动物运动能力装置，其特征为翻转笼(8)内可容纳不同的实验动物，翻转笼安装于支架(3)上，翻转笼(8)两端为转轴(11)，转轴(11)可从支架(3)的轴承上拆卸，支架(3)上端装有把手(9);由动力系统驱动、在控制系统控制下，翻转笼(8)可在设定时间翻转180度。全文摘要本发明提供了一种利用翻转笼来测定动物运动能力的装置。该装置由翻转笼、支架、控制系统、动力系统组成；使用时将动物置于翻转笼中，笼体可在任意指定时间翻转180度，使笼中动物翻转为腹面向上。用动物自行纠正体姿的能力来衡量其运动能力。该装置能在无需人工干预的情况下连续地测定动物的运动能力，与传统的转笼相比，其判断标准明确，动物行为较少受到环境因素的影响，具有明显的优势。本发明可用于药理学、毒理学的教学及科研。文档编号A61D99/00GK101125107SQ20061010942公开日2008年2月20日申请日期2006年8月15日优先权日2006年8月15日发明者童朝阳,阴忆烽,黄启斌申请人:中国人民解放军63975部队