专利名称：肝气逆证、pms肝气逆证病证结合大鼠模型刺激仪的制作方法
技术领域：
本发明涉及一种动物造模用的生物刺激仪，特别涉及一种肝气逆证、PMS肝气逆证病证结合大鼠模型刺激仪。
背景技术：
肝气逆证、经前期综合征(PMS)肝气逆证为临床常见病证，但目前使用的大鼠造模生物刺激仪，其准确度和精度都较低，刺激强度不易调节，操作不方便，不能进行数字显示等，刺激造模效果一般，不能对动物造模参数量化和进行数字显示等。
发明内容本发明为了克服以上技术的不足，提供了一种操作方便，易于调节，具有较高准确度和精度的肝气逆证、PMS肝气逆证病证结合大鼠模型刺激仪。
本发明是通过以下措施来实现的本发明公开了一种肝气逆证、PMS肝气逆证病证结合大鼠模型刺激仪，包括有单片机定时器与数码显示电路、脉冲宽度调制与控制电路、变频电路、脉冲幅度测量与数码显示电路、输出与连接电路、电源电路、音频刺激电路和刺激笼；所述刺激笼固定有正极和负极接线端子。
上述刺激仪中，所述的单片机定时器与数码显示电路采用倒计时定时电路设计，利用四键整定，4位时间显示，1位功能显示。
上述刺激仪中，所述的脉冲宽度调制与控制电路包含 位数字A/D转换器,内部设有参考电压、独立模拟开关、逻辑控制、显示驱动、自动调零。
上述刺激仪中，所述刺激笼的正极和负极交替分布在刺激笼的下部和侧面。正极和负极为网状结构，以提高对大鼠的刺激效果。
本发明的工作原理本发明的刺激仪主要是通过单片机定时器产生的定时开关脉冲信号控制脉冲宽度调制电路的输出，其输出的脉冲电压控制变频电路的压控电压，使其随外部参数的设置而改变脉冲刺激频率；脉冲幅度的高低，通过宽度调制电路控制输出脉冲的占空比，使其随外部参数的设置而改变脉冲刺激的强度，再通过输出电路和电缆连接到特制大鼠刺激笼及音频刺激实现对大鼠的刺激实验；电源电路提供上述电路的电源，定时器的时间、脉冲幅度的高低，分别通过相应的数码显示电路显示。
本发明的刺激仪用于肝气逆证、PMS肝气逆证病证结合大鼠的刺激造模，其效果如下。
肝气逆证、PMS肝气逆证为临床常见病证，造出符合临床辨证要求的动物模型对该病证的治疗及深化对中医基础理论的认识具有重大意义。我们经过长时期的实践摸索，与济南军区空军司令通信修配厂通力合作研制出本仪器。
实验大鼠编号装入造模刺激笼后，连接本发明的刺激仪给予刺激。技术条件脉冲电压Vpp0-6000v；电击脉宽0.1-0.5S；电击间隔白天15-30min，夜晚30-60min；噪音音频400-1800HZ，间隔40-80min，夜晚使用。
1.宏观验证1.1大鼠表情行为变化比较通过观察发现肝气逆证盐水组大鼠眼睛红赤，体毛竖立，叫声粗，嘴鼻后龇，电击时被击怒，站立对打；若激惹刺激呈嘶咬攻击反应。同证用药组大鼠则表现为较少发怒反应，活动较少，眼稍红，胡须体毛无明显改变，饮食尚可，对激惹刺激呈躺闪反应，表明用药对造模刺激起了一定预防拮抗作用。
肝气郁证盐水组大鼠活动明显减少，胡须下垂，眼神亦呆滞，叫声尖细，饮食减少，体重下降，激惹刺激呈现典型回避退缩反应。同证用药组大鼠肝气郁滞症状、体征则明显减轻。眼神稍呆滞，胡须稍低但不下垂，体毛略疏而无下塌，饮食尚可，对激惹刺激呈躺闪反应，表明用药拮抗了造模刺激因素。
1.2造模大鼠内脏器官肉眼及光镜所见1.2.1大脑外观变化经本仪器造模后可见肝气逆证组大鼠大脑表面明显充血，血色鲜红，大脑顶部沟回与其底部脑桥，漏斗等凹陷处有血液积存；肝气郁证组大鼠大脑呈现血液郁滞现象，整个大脑颜色紫黯，硬、软脑膜下血管走行看不清楚，脑回及脑底凹陷血色郁滞明显；正常大鼠大脑呈浅灰乳白色，硬、软脑膜下血管走行清晰。比较之下，差异显著。
1.2.2脏器大体标本观察与光镜所见1.2.2.1标本观察 两证造模大鼠肝脏色泽略呈暗红褐色，质地稍硬，但与正常对照组大鼠相比差异不明显，两证组之间差别亦不显著。说明造模刺激尚未引起受试大鼠肝脏形态的明显改变。证之临床，肝气逆/肝气郁两证为肝疏泄功能失常的始发证，病变较轻，一般无脏器形态改变。这表明两证大鼠模型与临床两证病变程度是一致的。
1.2.2.2光镜观察光学显微镜观察所见正常大鼠肝小叶结构清楚，细胞排列规整。造模大鼠肝小叶结构欠清晰，血窦处有血液充盈现象，肝细胞可见轻度肿胀、变性，未见有坏死及细胞增生，两证组大鼠病理变化无显著差别，以上表明造模刺激对肝脏细胞及其结构有一定影响。但籍此尚不能区分两证模型，从一个侧面说明肝疏泄失常以功能性病变为主，这与临床两证所见也是一致的。
1.3胃大体标本观察及光镜所见1.3.1标本观察 两证造模大鼠胃粘膜皱襞减少，色泽稍暗，粘膜可见点状轻度糜烂。个别大鼠尚可见到充血、水肿现象，正常对照大鼠则无此变化。
1.3.2光镜观察胃粘模光镜观察所见组织切片显示有充血，炎性渗出，血管扩张，水肿，炎性细胞浸润，粘膜浅表糜烂较深。而对照大鼠除一只可见轻微炎性渗出与轻度糜烂外，其余未见异常。
2微观验证2.1.受检大鼠五器官中HVA含量研究结果表明两证造模大鼠下丘脑中HVA含量有显著性差异，用药后肝气郁证组大鼠恢复近正常。心脏方面变化类似下丘脑，肝郁组高，用药后拮抗该项改变。肝脏方面无显著变化。
2.2受检大鼠五器官中NA含量研究结果表明肝气逆证组大鼠下丘脑、肝脏NA含量显著高于正常对照，肝气郁证组明显低于正常对照；用药则分别拮抗这种改变。心脏方面NA含量较低，肝气逆组明显升高。、胃及肾上腺各组大鼠之间无显著性差异。
2.3受检大鼠五器官中Ad含量正常大鼠下丘脑中Ad水平极低，未能检出。两证造模大鼠均显著升高，用药未能改善。心脏中变化类似，造模大鼠均见升高，惟肝气逆组更高。胃中肝气郁组大鼠明显升高，用药使其降低，但肝气逆组用药反见升高。肝与肾上腺方面，两证各组及正常对照之间无显著性差异。
2.4受检大鼠五器官中Da含量下丘脑方面两证造模大鼠Da水平均见显著增高，用药仅降低肝气逆证组含量。心、肝、肾上腺三器官组织中Da水平在各证组之间无显著性改变。胃中Da肝气郁证造模大鼠较正常对照明显升高，但与肝气逆证组相比尚未达到显著性差异。
2.5受检大鼠五器官中5-HT含量研究结果表明肝气郁证组造模大鼠5-HT含量比正常对照组大鼠及肝气逆证组大鼠均有明显升高(P＜0.01)，用药后两器官中5-HT含量明显降低，说明舒肝冲剂对造模刺激所引起的5-HT升高具有良好的拮抗作用。
肝气逆证组造模大鼠下丘脑与胃中5-HT水平无显著性改变，但用药却使下丘脑中该指标含量明显减低，提示平肝冲剂对下丘脑正常水平的5-HT有降低作用。
其余心、肝、肾上腺三器官组织中5-HT含量在各证组之间无明显变化，用药亦未见明显改变。
本发明的有益效果是本发明的刺激仪主要采用了单片机芯片控制及管理技术，实现了数字化控制和适时的时钟监测监控，采用了脉冲宽度调制和二次变频技术，实现了输出模值的数字化和大动态范围的脉冲调节幅度。该仪器人机操作界面友好，方便直观，具有全数字化操作，精度高，全隔离，操作安全、可靠、方便的特点。经过本发明的刺激仪对大鼠刺激实验后，其动物造模完全符合医学
具体实施方式
本发明的制作工艺如下a、豆乳发酵基料的制备大豆经脱皮机脱皮后，用3～4倍质量的0.25％NaHCO3溶液浸泡，清水洗净，用90～95℃热水热烫5～8分钟，再在90～95℃按料水比为1∶6～1∶8热水磨浆，用120～150目滤布过滤去渣后得到豆乳，加入占豆乳重量6～8％的糖，115～120℃灭菌10～15分钟，冷却制成发酵基料，其中的糖可以为蔗糖或/和葡萄糖，如果为蔗糖与葡萄糖的复合物时，两者的比例为1∶1；b、菌种驯化培养液的制备取过程a的部分发酵基料与脱脂牛乳按体积比为0∶10，2∶8，4∶6，6∶4，8∶2，10∶0混合成6种，然后分别装于各自的试管中，115～120℃灭菌10～15分钟，冷却得到菌种驯化培养液，并依次标为①号培养液、②号培养液、③号培养液、④号培养液、⑤号培养液及⑥号培养液；
●启动键〖STA〗和设定键〖SET〗均为下沿(开关ON)有效。设定完成后按启动键〖STA〗电路进入计时状态；计时中按设定键〖SET〗电路重又返回设定状态。
●单片机的两个整定时间TA、TB和两个时间单位UA、UB的设定均由〖SET〗键配和四位上行调整键(加键)〖S1〗～〖S4〗完成。按〖SET〗键第一次进入设定状态时为TA设定，第二次为UA设定，第三次为TB设定，第四次为UB设定，第五次又回到TA设定，循环进行。整定时间TA、TB设定时由〖S1〗～〖S4〗键对应调整第一至第四位设定值，每按一下设定值便加一，按键间隔0.15秒，调整范围为0→9→0循环。时间单位UA、UB的设定由〖S1〗键进行，由个位进行显示，调整范围为0→3→0循环。计时开始后改变设定不起作用。
《管脚说明》XTLI、XTLO外接4.096MHZ晶体或陶瓷谐振器，提供主时钟。使用晶体时外接电容值为(15～18P)×2，使用陶瓷谐振器时外接电容值为(20～330P)×2。
UP循环定时的控制输出端。a、b、c、d、e、g、f，复用端①共阴LED数码管段驱动输出端。“1”有效。
②各开关的信号输入端。B1、B2、B3、B4、(B5)共阴LED数码管位驱动输出端。“0”有效。PWR片内上电复位电路外接阻容端，正常工作时应为高电平。
2、脉冲幅度测量与数码显示电路脉冲幅度测量与数码显示电路如图3所示，采用了IC7107数字电压表集成电路，它包含 位数字A/D转换器，可直接驱动LED数码管，内部设有参考电压、独立模拟开关、逻辑控制、显示驱动、自动调零功能等。数字显示用的数码管为共阳型，2K可调电阻为多圈电阻，脉冲幅度输出电压测量端接于+、-。其电路如附图
3。
3、脉冲宽度调制与控制电路如图4所示。
4、变频电路及输出电路如图5所示。
5、音频刺激电路如图6所示。
6、刺激笼电极示意图如图8所示。刺激笼包括有专用笼体2、正极接线柱5、负极接线柱1、电极分离隔离器4以及正负电极。正负电极分为呈锯齿状的齿状电极3和呈网格状的网状电极6。正电极与负电极交替分布，正电极与正极接线柱5相连接，负电极与负极接线柱1相连接。齿状电极3位于专用笼体2的下部内侧面，当大鼠靠近专用笼体时，齿状电极3与网状电极6相连接，对大鼠形成刺激。网状电极6位于专用笼体2的底部内侧，正、负电极交替分布，当大鼠的脚分别踏在正、负电极时，对大鼠形成刺激。
7、使用说明本刺激仪的使用调整分两部分进行，可分别调整设定即定时时间的调整设定和刺激强度的调整。在使用前应先调整设定，后启动使用，使用操作步骤如下(1)检查仪器面板电源开关“1/0”是否为关闭状态“0”；(2)连接电缆将电源电缆插头插入后面板电源插座后，再连接交流电源。将高压插头插入高压插座内，高压线的红、黑接线叉分别连接刺激笼的红、黑接线柱。
注意红、黑接线叉，刺激笼的红、黑接线柱以及刺激笼内的两极板不得短路，否则损坏仪器。
(3)面板电源开关“1/0”为开状态“1”时，数码显示器应显示数字，仪器工作正常。
(4)仪器的调整设定定时时间和刺激强度的调整，使用前调整设定，也可在使用中随机调整。
A、到正计时往复定时电路的调整使用，该定时电路为加计时电路。二键设定、双4位LED显示，双路定时电路。
两个定时时间TA、TB具有各自独立的3档时间单位UA、UB，其值为0～3，见表2。
表2时间单位与计时范围
TA定时输出为关闭刺激时间，TB定时输出为刺激时间，启动后循环定时由TA开始，TA和TB两个时间自动进行往复循环定时输出。
两个设定时间TA、TB和两个时间单位UA、UB的设定均由功能键和调整键调整完成。设定步骤按功能键(应大于3秒)，显示“A”或者“b”，再按调整键，选择“A”或者“b”，再按功能键(显示器后移)，选择3档时间单位(0、1、2)，再按功能键(显示器再后移一位)，可分别选择千位、百位、十位、个位时间，每位时间的调整均由调整键调整完成。设定完成后按写入键，再按启动键，电路进入计时状态，按住暂停键计时停止，计时中按功能键3秒以上电路重又返回设定状态，按其它键无效。
电路与外接存储器配合，无需备电，可永久保存设定值，无论是正常工作还是突然掉电，电路均可适时地自动存储设定值，无需人为操作。上电或复位后保存原设定的工作模式，每次使用只需按启动键，便可重新从设定的工作模式进行计时。工作中时间单位(0、1、2)指示灯(红灯)，兼作秒指示灯(闪烁)，绿灯指示输出状态。
B、刺激强度的调整本电路为数字式电路，输出准确，调整方便，可存储设定值(手动)，并永久保存。
按增加键或者减少键可调节输出刺激强度的大小，输出变化范围为0-6000伏峰值，并连续可调。设定完成后，按存储键，可存储设定值，无论是正常工作还是突然掉电，电路均可存储设定值，永久保存。
C、刺激声音的调整仪器工作后，当仪器工作于刺激瞬间(绿灯亮)时，调节后板音量调节电位器，顺时针调节音量大，反时针调节声音小。
(5)仪器工作后(启动后)，观察刺激笼内大鼠的动态，当仪器发出刺激声音时(大鼠应接触刺激电极)，大鼠出现乱蹦乱窜或者相互对叱、相互撕扯时，表明刺激强度基本适当；笼内大鼠被刺激后，出现昏迷或者活动能力明显降低，表明刺激强度太强，应降低刺激强度；笼内大鼠被刺激后，大鼠没有明显反应，表明刺激强度弱，应逐步提高刺激强度。刺激强度一般为400-800v较合适。
为提高刺激效果，设定时可尽量缩短刺激时间，提高刺激强度。反之刺激时间太长时，若提高刺激强度，可能使大鼠损伤或者电击身亡。
输出脉冲个数的计算，可按时间单位换算1/1000秒个求出。
8、仪器的使用检查仪器接通电源面板“1/0”为开状态“1”时，三排数码显示器应显示数字，调节各按扭应有相应的变化，仪器启动后，定时器应累计时，秒指示灯闪烁，刺激时间内，输出状态指示灯绿灯应亮，表明仪器工作正常。
9、本实施例的刺激仪的优点(1)实现了单片机控制的数字式计时和监测监控功能，可适时调节，计时精度准确，解决了先前使用的大鼠造模生物刺激仪的电阻、电容器延时不准确和精度低的问题。
(2)采用了数字显示器和数字键盘操作，具有显示直观，便于观测，调整准确方便，解决了调节不方便、无显示的度盘模拟操作的问题。
(3)采用了先进的脉冲宽度调制和二次变频技术，实现了数字量化，大范围的输出刺激强度调整，解决了输出采用电阻分压控制刺激强度不准确的问题。
(4)采用了计时与输出刺激脉冲个数计数的微型计算机控制技术，实现了不同需求状态下的刺激要求，可方便的实施单脉冲或脉冲串的刺激强度调整。
(5)采用了全隔离电路，屏蔽了外部电磁环境的干扰，防止了误触发和触发可控性差的问题，同时也解决了使用人员和实验动物的安全的问题。
权利要求
1.一种肝气逆证、PMS肝气逆证病证结合大鼠模型刺激仪，其特征在于包括有单片机定时器与数码显示电路、脉冲宽度调制与控制电路、变频电路、脉冲幅度测量与数码显示电路、输出与连接电路、电源电路、音频刺激电路和刺激笼；所述刺激笼固定有正极和负极接线端子。
2.根据权利要求1所述的肝气逆证、PMS肝气逆证病证结合大鼠模型刺激仪，其特征在于所述的单片机定时器与数码显示电路采用倒计时定时电路设计，利用四键整定，4位时间显示，1位功能显示。
3.根据权利要求1所述的肝气逆证、PMS肝气逆证病证结合大鼠模型刺激仪，其特征在于所述的脉冲宽度调制与控制电路包含 位数字A/D转换器，内部设有参考电压、独立模拟开关、逻辑控制、显示驱动、自动调零。
4.根据权利要求1所述的肝气逆证、PMS肝气逆证病证结合大鼠模型刺激仪，其特征在于所述刺激笼的正极和负极交替分布在刺激笼的下部和侧面。
5.根据权利要求4所述的肝气逆证、PMS肝气逆证病证结合大鼠模型刺激仪，其特征在于所述刺激笼的正极和负极为网状结构。
全文摘要
本发明涉及一种肝气逆证、PMS肝气逆证病证结合大鼠模型刺激仪。本发明的刺激仪，包括有单片机定时器与数码显示电路、脉冲宽度调制与控制电路、变频电路、脉冲幅度测量与数码显示电路、输出与连接电路、电源电路、音频刺激电路和刺激笼；所述刺激笼固定有正极和负极接线端子。本发明的有益效果是具有造模准确，实现了数字化控制和适时的时钟监测监控，实现了输出模值的数字化和大动态范围的脉冲调节幅度。该仪器人机操作界面友好，方便直观，具有全数字化操作，精度高，全隔离，操作安全、可靠、方便的特点。
文档编号A61N1/36GK1644225SQ200510042030
公开日2005年7月27日 申请日期2005年1月17日 优先权日2005年1月17日
发明者唐先锋, 刘选民, 孙祖胜 申请人:山东中医药大学