申请/专利权人：上海交通大学医学院附属第九人民医院

申请日：2018-05-08

公开（公告）日：2023-12-01

公开（公告）号：CN108652776B

主分类号：A61D1/00

分类号：A61D1/00

优先权：

专利状态码：有效-授权

法律状态：2023.12.01#授权;2018.11.09#实质审查的生效;2018.10.16#公开

摘要：本发明提供一种弥漫性轴索损伤致伤装置及实验方法，弥漫性轴索损伤致伤装置包括打击平台、直线打击损伤部及旋转角加减速度损伤部，打击平台用于放置实验动物；直线打击损伤部包括：打击棒、锁定装置，当直线打击损伤部工作时，锁定装置松开连接绳，打击棒自由下落，击打位于打击平台上的实验动物；旋转角加减速度损伤部包括：转轴、旋转转盘、驱动弹簧、阻挡棘手杆、推拉件，推拉件能够推动或者拉动阻挡棘手杆，使其从旋转转盘的齿状卡槽内脱离，使得旋转转盘在驱动弹簧扭力的作用下旋转，带动转轴旋转，进而带动打击平台回转。本发明优点在于，既能联合直线加速损伤和旋转加速损伤，又能调节参数，复制不同级别脑损伤。

主权项：1.一种弥漫性轴索损伤致伤装置，其特征在于，包括一打击平台、一直线打击损伤部及一旋转角加减速度损伤部，所述打击平台用于放置实验动物；所述直线打击损伤部包括：一打击棒，与一连接绳的一端连接，所述连接绳将所述打击棒吊起，使其正对所述打击平台；一锁定装置，其能够锁定所述连接绳的另一端，进而将所述打击棒吊起一定高度；当直线打击损伤部工作时，所述锁定装置松开所述连接绳，所述打击棒自由下落，击打位于打击平台上的实验动物；所述旋转角加减速度损伤部包括：一转轴，其一端与所述打击平台连接；一旋转转盘，套设在所述转轴上，并能够带动所述转轴旋转，所述旋转转盘圆周方向间隔设置有齿状卡槽，每一齿状卡槽与旋转转盘的初始位置具有一初始夹角，当该齿状卡槽位于所述旋转转盘的初始位置时，该齿状卡槽的初始夹角为旋转转盘旋转的预设角度；一驱动弹簧，一端固定，另一端固定在所述旋转转盘上，所述旋转转盘旋转至预设角度，能够带动所述驱动弹簧扭曲，在预设角度所述驱动弹簧具有一扭力；一阻挡棘手杆，在旋转转盘旋转至预设角度后，能够卡入与其对应的齿状卡槽内，阻止旋转转盘转动；一推拉件，能够推动所述阻挡棘手杆，使其从所述旋转转盘的齿状卡槽内脱离；当所述阻挡棘手杆从所述旋转转盘的齿状卡槽内脱离后，所述旋转转盘在驱动弹簧扭力的作用下回旋，进而带动打击平台回旋；所述弥漫性轴索损伤致伤装置还包括一控制器，所述控制器与所述锁定装置及所述推拉件连接，用于控制所述锁定装置启动或者关闭，控制所述推拉件启动或者关闭；不同的打击棒的重量与不同的打击平台的旋转角度的组合实现不同损伤级别。

全文数据：弥漫性轴索损伤致伤装置及实验方法技术领域[0001]本发明涉及医疗诊断研究领域，尤其涉及一种弥漫性轴索损伤致伤装置及实验方法。背景技术[0002]弥漫性轴索损伤：（diffuseaxonalinjury，DAI:指头部受到外伤作用后发生的，主要弥漫分布于脑白质、以轴索损伤为主要改变的一种原发性脑实质的损伤。其特点为：（1广泛性白质变性，小灶性出血；（2神经轴索回缩球，小胶质细胞簇出现；（3常与其他颅脑损伤合并，死亡率高。随着病理诊断技术的提高，多种动物模型的建立和高分辨率、高清晰度影像学技术的完善，为该病的诊断和治疗提供了有力的帮助。目前对于DAI发病机制的认识基本一致，即由于外伤使颅脑产生旋转加速度和或角加速度，使脑组织内部易发生剪力作用，导致神经轴索和小血管损伤。但迄今对于该病的诊断研究还是初步的，尚无统一的诊断标准，与其他类型脑损伤的关系亦不甚明了，这都妨碍了对疾病本质的认识，也使治疗措施难以取得突破。因此，制造了很多用动物模拟DAI机制的实验装置。临床TBI患者常为直线加速度与角加减速度损伤联合存在，而目前的实验装置要么是直线重物打击损伤，要么是旋转损伤，其无法将两种损伤力学联合引出。因此，亟需一种能够将这两种损伤力学联合引出的装置。[0003]另外，过去医学领域对于脑创伤的研究多关注于重型DAI，相关致伤的装置多为模拟重型脑外伤疾病特征，往往忽视轻度和中度DAI尤其是轻型DAI，但近年来，越来越的研究表明即使轻度DAI的患者往往也会伴有长期的认知功能障碍，因此目前也需要能够复制轻中度DAI的致伤装置。然而目前国内外已有的动物模型致伤装置的机械参数多固定不可调节），只能模拟出一种严重程度的DAI，同一个模型不能通过调节参数复制出不同损伤级另Ij的DAI，这就限制了我们更加全面地研究DAI。发明内容[0004]本发明所要解决的技术问题是，提供一种弥漫性轴索损伤致伤装置及实验方法，其既能联合直线加速损伤和旋转加速损伤，又能通过调节参数，复制出不同级别DAI。[0005]为了解决上述问题，本发明提供一种弥漫性轴索损伤致伤装置，包括一打击平台、一直线打击损伤部及一旋转角加减速度损伤部，所述打击平台用于放置实验动物;所述直线打击损伤部包括:一打击棒，与一连接绳的一端连接，所述连接绳将所述打击棒吊起，使其正对所述打击平台；一锁定装置，其能够锁定所述连接绳的另一端，进而将所述打击棒吊起一定高度;当直线打击损伤部工作时，所述锁定装置松开所述连接绳，所述打击棒自由下落，击打位于打击平台上的实验动物;所述旋转角加减速度损伤部包括:一转轴，其一端与所述打击平台连接;一旋转转盘，套设在所述转轴上，并能够带动所述转轴旋转，所述旋转转盘圆周方向间隔设置有齿状卡槽，每一齿状卡槽与旋转转盘的初始位置具有一初始夹角，当该齿状卡槽位于所述旋转转盘的初始位置时，该齿状卡槽的初始夹角为旋转转盘旋转的预设角度;一驱动弹簧，一端固定，另一端固定在所述旋转转盘上，所述旋转转盘旋转至预设角度，能够带动所述驱动弹簧扭曲，在预设角度所述驱动弹簧具有一扭力;一阻挡棘手杆，在旋转转盘旋转至预设角度后，能够卡入与其对应的齿状卡槽内，阻止旋转转盘转动；一推拉件，能够推动或者拉动所述阻挡棘手杆，使其从所述旋转转盘的齿状卡槽内脱离；当所述阻挡棘手杆从所述旋转转盘的齿状卡槽内脱离后，所述旋转转盘在驱动弹簧扭力的作用下回旋，进而带动打击平台回旋。[0006]在一实施例中，在所述打击平台上设置有缓冲垫，实验动物放置在所述缓冲垫上。[0007]在一实施例中，所述直线打击损伤部还包括一第一支架，第一定滑轮及第二定滑轮设置在所述第一支架上，第一定滑轮设置在所述打击平台上方，第二定滑轮与所述锁定装置对应设置，所述连接绳经所述锁定装置、第一定滑轮及第二定滑轮与所述打击棒连接。[0008]在一实施例中，所述直线打击损伤部还包括一管路通道，所述管路通道设置在所述打击平台上方，且与所述第一支架连接，所述打击棒设置在所述管路通道内，并能够沿所述管路通道自由下落。[0009]在一实施例中，所述锁定装置包括一固定部及一伸缩部，所述连接绳位于所述固定部与所述伸缩部之间，所述伸缩部朝向所述固定部伸出，所述伸缩部与所述固定部将所述连接绳固定，所述伸缩部缩回，所述连接绳被释放。[0010]在一实施例中，所述打击棒端部呈锥形。[0011]在一实施例中，所述旋转角加减速度损伤部还包括一第二支架，所述驱动弹簧的一端固定在所述第二支架上，所述阻挡棘手杆可转动地连接在所述第二支架上。[0012]在一实施例中，所述旋转角加减速度损伤部还包括一安全弹簧，所述安全弹簧的一端与所述阻挡棘手杆连接，另一端与所述第二支架或所述推拉杆连接，所述安全弹簧能够防止旋转转盘旋转时将所述阻挡棘手杆抛出。[0013]在一实施例中，所述弥漫性轴索损伤致伤装置还包括一控制器，所述控制器与所述锁定装置及所述推拉件连接，用于控制所述锁定装置启动或者关闭，控制所述推拉件启动或者关闭。[0014]在一实施例中，所述弥漫性轴索损伤致伤装置还包括一旋转编码器、一信号采集模块、一文本处理模块及一操作屏幕，所述旋转编码器与所述转轴连接，用于根据所述转轴的旋转角度发射脉冲信号，所述信号采集模块采集所述旋转编码器发射的脉冲信号，并将其传输给所述文本处理模块，文本处理模块将该信号转换为转轴的力学数据而显示在所述操作屏幕上。[0015]在一实施例中，所述打击平台与所述转轴可伸缩连接，进而能够调整所述打击平台相对于所述打击棒的位置。[0016]在一实施例中，所述旋转转盘具有一沿所述转轴轴向凸出的前端，一定位部套设在所述前端，所述前端与所述定位部通过齿轮啮合，调整所述定位部与所述旋转转盘的相对位置，进而能够调整所述旋转转盘的初始位置。[0017]本发明还提供一种采用上述的弥漫性轴索损伤致伤装置进行实验的方法，包括如下步骤:将实验动物放置在打击平台上，所述旋转转盘旋转一预设角度，使所述打击平台旋转一预设角度，所述打击棒位于所述实验动物上方，所述打击棒具有预设重量;所述锁定装置松开所述连接绳，所述打击棒自由下落;在所述打击棒下落若干时间后，且未击中所述实验动物时，所述推拉件推动或者拉动所述阻挡棘手杆，使其从所述旋转转盘的齿状卡槽内脱离，使得所述旋转转盘在驱动弹簧扭力的作用下旋转，带动转轴旋转，进而带动打击平台旋转;在所述打击平台旋转时，所述打击棒击中所述实验动物，完成实验。[0018]在一实施例中，不同的打击棒的重量与不同的打击平台的旋转角度的组合实现不同损伤级别。[0019]在一实施例中，根据所述旋转编码器发射的脉冲信号，所述打击平台在旋转期间角加速度的计算公式为:α=Ρ·0.1·2π360·10_6,其中，所述P为连续两毫秒间脉冲数之差，所述转轴角速度的计算公式为：ω=N·0.1·2V360·ΚΓ3,其中N为每毫秒收集到的脉冲数。[0020]本发明的优点在于，本发明弥漫性轴索损伤致伤装置既能联合直线加速损伤和旋转加速损伤，又能调节参数，复制不同级别脑损伤。同时可以使用自动化程序编码控制，使得整套装置的运转为自动化，简单易操作，安全性高。该装置的成功建立可帮助我们在小鼠上复制出临床脑损伤患者的病症，对于我们研究脑损伤的致病机制有重要作用，同时基于该模型可开展不同损伤级别的脑损伤，有利于我们更加全面地准确地研究脑损伤及轴索损伤的特点，同时可进行潜在的药物动物实验。附图说明[0021]图1是本发明弥漫性轴索损伤致伤装置的结构示意图；[0022]图2是所述直线打击损伤部的结构示意图；[0023]图3是锁定装置的一个实施例的结构示意图；[0024]图4是旋转角加减速度损伤部的结构示意图；[0025]图5是旋转角加减速度损伤部的一侧面结构示意图；[0026]图6是旋转角加减速度损伤部的另一侧面结构示意图；[0027]图7是轻度组旋转角速度时程曲线；[0028]图8是轻度组旋转角加速度时程曲线；[0029]图9是中度组旋转角速度时程线；[0030]图10是中度组旋转角加速度时程曲线；[0031]图11是重度组旋转角速度时程曲线；[0032]图12是重度组旋转角加速度时程曲线。具体实施方式[0033]下面结合附图对本发明提供的弥漫性轴索损伤致伤装置及实验方法的具体实施方式做详细说明。[0034]图1是本发明弥漫性轴索损伤致伤装置的结构示意图。请参阅图1，本发明弥漫性轴索损伤致伤装置包括一打击平台1、一直线打击损伤部2及一旋转角加减速度损伤部3。[0035]所述打击平台1用于放置实验动物。优选地，在所述打击平台1上设置有缓冲垫10，实验动物放置在所述缓冲垫10上，所述缓冲垫10包括但不限于海绵垫，例如，厚度为7cm，长度为10cm、宽度为IOcm的海绵垫。所述缓冲垫10起到重物打击缓冲作用。若在无所述缓冲垫2的情况下，直接打击，实验动物的死亡率较高。[0036]所述直线打击损伤部2包括一打击棒20及一锁定装置21。图2是所述直线打击损伤部2的结构示意图，请参阅图1及图2。[0037]所述打击棒20与一连接绳22的一端连接，所述连接绳22将所述打击棒20吊起，使其正对所述打击平台1。所述打击棒20的重量及吊起高度可调，进而能够实现损伤分级。例如，所述打击棒20的重量有3种规格即5^、10^、15^，用于复制不同严重级别的0六1，质量越大，作用于实验动物头部的直线冲击力越大，产生的脑损伤越严重，所述打击棒20的吊起高度，可以为60厘米，或者其他高度，高度不同，可复制不同严重级别的DAI。进一步，所述打击棒20端部呈锥形，提高打击准确度。[0038]所述连接绳22可以为刚性连接绳，弹性小，可减小因打击棒20打击到实验动物头部时产生的弹性回力。例如，所述连接绳22为刚性钢丝绳。[0039]所述锁定装置21能够锁定所述连接绳22的另一端，进而所述连接绳22能够将所述打击棒20吊起一定高度。当直线打击损伤部2工作时，所述锁定装置21松开所述连接绳22，所述打击棒20自由下落，击打位于打击平台1上的实验动物。其中，一刚性垫片黏附于实验动物头部，重物不再直接打击实验动物头颅，而是使重物打击力分散，特别适用于复制DAI。[0040]图3是锁定装置21的一个实施例的结构示意图。请参阅图3,在本具体实施方式中，所述锁定装置21包括一固定部210及一伸缩部211。所述连接绳22位于所述固定部210与所述伸缩部211之间。所述伸缩部211朝向所述固定部210伸出，所述伸缩部211与所述固定部210靠近，将所述连接绳22加紧，从而固定所述连接绳22。所述伸缩部211缩回，所述连接绳22被释放。其中，所述伸缩部211包括但不限于本领域技术人员熟知的结构，例如电动推杆。[0041]优选地，所述直线打击损伤部2还包括一第一支架23，所述第一支架23可固定在一底座4上。在本具体实施方式中，所述第一支架23为L形状，其中，L形状的一条边位于打击平台1的上方，另一条边位于打击平台1的侧面。一第一定滑轮24及一第二定滑轮25设置在所述第一支架23上。第一定滑轮24设置在所述打击平台1上方，第二定滑轮25与所述锁定装置21对应设置，在本具体实施方式中，所述第二定滑轮25设置在所述锁定装置21的正上方。所述连接绳22经所述锁定装置21、第一定滑轮24及第二定滑轮25后与所述打击棒20连接。所述第一定滑轮24与所述第二定滑轮25可减少连接绳在释放时产生的摩擦力。[0042]优选地，所述直线打击损伤部2还包括一管路通道26，所述管路通道26设置在所述打击平台1上方，且与所述第一支架23连接。所述打击棒20设置在所述管路通道26内，并能够沿所述管路通道26自由下落，可减小打击棒20自由下落时的空气阻力。所述管路通道26包括但不限于玻璃管道，其便于观察内部打击棒20下落情况。例如，外圈直径为12mm、内圈直径10mm、长度为80cm的有机玻璃管。[0043]图4是所述旋转角加减速度损伤部3的结构示意图，图5是所述旋转角加减速度损伤部3的一侧面结构示意图，图6是所述旋转角加减速度损伤部3的另一侧面结构示意图。请参阅图4、图5及图6,所述旋转角加减速度损伤部3包括一转轴30、一旋转转盘31、一驱动弹簧32、一阻挡棘手杆33及一推拉件34。[0044]所述转轴30的一端与所述打击平台1连接。所述转轴30转动能够带动所述打击平台1转动。所述转轴30旋转一角度，所述打击平台也旋转相同的角度或者旋转与转轴30旋转的角度具有比例关系的角度。例如，所述转轴30旋转10度，则所述打击平台1也旋转10度，或者所述转轴30旋转10度，所述打击平台1旋转其二分之一，即旋转5度。[0045]进一步，所述打击平台1与所述转轴30可伸缩连接，进而能够调整所述打击平台I相对于所述打击棒20的位置。例如，所述打击平台1底部通过一套管附图中未绘示套接在所述转轴30上，所述转轴30上设置有一个孔及所述套管上设置有多个孔，移动套管，使套管的不同孔与转轴30的孔对应，采用一插销将两者固定，进而能够调整打击平台相对于所述打击棒的位置，或者，所述转轴30上设置有多个孔及所述套管上设置有一个孔，移动套管，使套管的孔与转轴30的不同孔对应，采用一插销将两者固定，进而能够调整打击平台相对于所述打击棒的位置。[0046]所述旋转转盘31套设在所述转轴30上，并能够带动所述转轴30旋转。所述旋转转盘31可与所述转轴30固定连接，从而所述旋转转盘31转动能够带动所述转轴30转动。所述旋转转盘31圆周方向间隔设置有齿状卡槽311，每一齿状卡槽311与旋转转盘31的初始位置具有一初始夹角，当该齿状卡槽311位于所述旋转转盘31的初始位置时，该齿状卡槽311的初始夹角为旋转转盘31旋转的角度。所述旋转转盘31的初始位置指的是旋转转盘31预设的原始位置，例如，在本具体实施方式中，所述旋转转盘31的初始位置为其旋转角度为0度的位置，在其他实施例中，所述旋转转盘31的初始位置也可以为旋转转盘旋转一定角度之后的位置，本发明对此不进行限定。[0047]在本具体实施方式中，所述旋转转盘31由不锈钢盘加工而成，所述旋转转盘31圆周方向等间隔设置有十六个齿状卡槽311，则相邻的两个齿状卡槽311之间的间隔角度为22.5度，所述旋转转盘31的初始位置为旋转角度为0度的位置，每一齿状卡槽311与所述旋转转盘31的初始位置的初始夹角为22.5度的整数倍。若所述旋转转盘31的预设角度为45度，则将与所述旋转转盘31的初始位置的初始夹角为45度的齿状卡槽311旋转至旋转转盘31的初始位置，此时，所述旋转转盘的预设角度为45度。[0048]所述驱动弹簧32的一端固定，另一端固定在所述旋转转盘31上。当所述旋转转盘31旋转时，由于驱动弹簧32的一端固定，则其另一端随所述旋转转盘31旋转，造成所述驱动弹簧32扭曲，进而产生扭力。当所述旋转转盘31没有其他结构阻挡时，在驱动弹簧32的扭力的作用下，所述旋转转盘31回转，进而带动所述打击平台1回转。[0049]进一步，所述旋转转盘31具有一沿所述转轴30轴向凸出的前端，一定位部39套设在所述前端，所述前端与所述定位部39通过齿轮啮合，转动所述旋转转盘31，调整所述定位部39与所述旋转转盘31的相对位置，进而能够调整所述旋转转盘31的初始位置，从而能够改变驱动弹簧32的预紧力。[0050]所述阻挡棘手杆33在所述旋转转盘31旋转一预设角度后，能够卡入与其对应的齿状卡槽311内，阻止所述旋转转盘31转动。其中，所述阻挡棘手杆33的端部具有一凸起331，所述凸起331能够卡入所述齿形卡槽311内，从而起到防止旋转转盘31转动的作用。[0051]进一步，所述旋转角加减速度损伤部3还包括一第二支架35。在本具体实施方式中，所述第二支架35固定在所述底座4上，所述驱动弹簧32的一端固定在所述第二支架35上，所述阻挡棘手杆33的另一端可转动地连接在所述第二支架35上。[0052]所述推拉件34能够推动或者拉动所述阻挡棘手杆33,使其从所述旋转转盘31的齿状卡槽311内脱离。由于失去了阻挡棘手杆33的阻挡，所述旋转转盘31在驱动弹簧32扭力的作用下旋转，带动转轴30旋转，进而带动打击平台1旋转，从而带动所述打击平台1旋转。在本具体实施方式中，所述推拉件34为电动推杆，所述电动推杆具有一伸缩部341，所述伸缩部341能够向上伸出，顶起所述阻挡棘手杆33,推动所述阻挡棘手杆33向上移动，从而使所述阻挡棘手杆33从所述旋转转盘31的齿状卡槽311内脱离。[0053]进一步，所述旋转角加减速度损伤部3还包括一安全弹簧36。所述安全弹簧36的一端与所述阻挡棘手杆连接，另一端与所述第二支架35或所述推拉件34固定连接，所述安全弹簧36能够防止旋转转盘旋转时将所述阻挡棘手杆33抛出。即当所述阻挡棘手杆33从所述齿形卡槽311内脱离后，所述旋转转盘的瞬间旋转有可能会将阻挡棘手杆33抛出，影响阻挡棘手杆33的后续使用，所述安全弹簧拉扯所述阻挡棘手杆33,从而能够避免其被抛出。[0054]在所述连接绳22释放后的一预设时间后，所述推拉件34推动所述阻挡棘手杆33，使所述旋转角加减速度损伤部3工作，则在打击棒30打击到所述实验动物时，所述打击平台1在同时旋转（即所述实验动物在同时旋转），实现了直线加速损伤和角加减速度损伤两种不同的力学机制联合，能够更准确地复制临床DAI致伤过程。[0055]本装置旋转转盘被等分，因此通过将阻挡棘手杆33卡住不同齿形卡槽上，旋转转盘带动驱动弹簧产成的扭力就不同，使得旋转参数调节简单易于操作。例如，在本具体实施方式中，使用的三组旋转损伤参数分别为:轻度DAI组22.5°、中度DAI组45°、重度DAI组90°。旋转转盘被旋转的角度越大，驱动弹簧产生的相应角剪切力越大，形成的角速度、角加减速度均变大，因此实验动物旋转损伤越严重，损伤级别越高。关于损伤级别，本发明仅是举例说明，实务中可根据具体情况进行设定。[0056]进一步，所述弥漫性轴索损伤致伤装置还包括一控制器附图中未绘示），所述控制器与所述锁定装置21及所述推拉件34连接，用于控制所述锁定装置21启动或者关闭，控制所述推拉件34启动或者关闭。例如，所述控制器控制所述锁定装置21释放所述连接绳22在本具体实施方式中，所述控制器控制所述锁定装置的伸缩部缩回，进而释放所述连接绳），在所述连接绳22释放后的一预设时间后，例如，25毫秒后，所述控制器控制所述推拉件34推动所述阻挡棘手杆33,使所述旋转角加减速度损伤部3工作。所述控制器为本领域的常规结构，不再赘述。[0057]进一步，所述弥漫性轴索损伤致伤装置还包括一旋转编码器37、一信号采集模块附图中未绘示）、一文本处理模块附图中未绘示及一操作屏幕38。所述旋转编码器37与所述转轴30连接，用于根据所述转轴30的旋转角度发射脉冲信号。在本具体实施方式中，所述旋转编码器37的分辨率为每转3600脉冲，即每旋转0.1°时，旋转编码器37发射1个脉冲信号。所述信号采集模块采集所述旋转编码器37发射的脉冲信号，并将其传输给所述文本处理模块，文本处理模块将该信号转换为转轴的力学数据而显示在所述操作屏幕38上。其中，所述旋转编码器37、信号采集模块、文本处理模块及一操作屏幕38为本领域常规的装置，不再赘述。所述力学参数包括但不限于旋转的时间、角速度、角加减速度、峰值角速度和平均角速度等。[0058]脑损伤模型的机械装置为了在动物上复制出DAI损伤往往需要较大的外力，且作用时间短，任何一种DAI模型装置的机械原理均较为复杂，操作繁琐，且对于实验人员有一定的危险性。因此本装置设计为可自动化操作，所有动作的启动停止均可由控制器控制，这就使得整个实验动物DAI致伤过程简单，易复制。[0059]采用上述的弥漫性轴索损伤致伤装置进行实验的方法包括如下步骤。[0060]一将实验动物放置在打击平台上，所述旋转转盘旋转一预设角度，使所述打击平台旋转一预设角度，所述打击棒位于所述实验动物上方，所述打击棒具有预设重量。[0061]二所述锁定装置松开所述连接绳，所述打击棒自由下落。[0062]三在所述打击棒下落若干时间后，且未击中所述实验动物时，所述推拉件推动或者拉动所述阻挡棘手杆，使其从所述旋转转盘的齿状卡槽内脱离，使得所述旋转转盘在驱动弹簧扭力的作用下旋转，带动转轴旋转，进而带动打击平台旋转；[0063]四）在所述打击平台旋转时，所述打击棒击中所述实验动物，完成实验。[0064]其中，利用不同的打击棒的重量与不同的打击平台的旋转角度的组合可实现不同损伤级别。举例说明，在某一实验情况下，损伤级别为轻度时，打击棒的重量为50g，打击平台的旋转角度为22.5度，损伤级别为中度时，打击棒的重量为IOOg，打击平台的旋转角度为45度，损伤级别为重度时，打击棒的重量为150g，打击平台的旋转角度为90度。关于损伤级另IJ，本发明仅是举例说明，实务中可根据具体情况进行设定。[0065]进一步，根据所述旋转编码器发射的脉冲信号，以所述旋转编码器的分辨率为每转3600脉冲为例，所述打击平台在旋转期间的角加速度的计算公式为：α=Ρ·0.1·231360·10'其中，所述P为连续两毫秒间脉冲数之差;所述转轴的角速度的计算公式为：ω=N·0.1·2π360·10_3,其中N为每毫秒所收集到的脉冲数。[0066]本发明还提供一种采用上述的弥漫性轴索损伤致伤装置进行实验的方法的一实施例，以进一步说明采用本发明弥漫性轴索损伤致伤装置进行实验的方法，具体描述如下。本实施例中，以如下参数定义损伤级别:损伤级别为轻度时，打击棒的重量为50g，打击平台的旋转角度为22.5度，损伤级别为中度时，打击棒的重量为100g，打击平台的旋转角度为45度，损伤级别为重度时，打击棒的重量为150g，打击平台的旋转角度为90度，在其他实施例中，并不限于此。[0067]1进入操作界面。[0068]2点击操作界面对应选项，启动锁定装置及推拉杆，使连接绳可自由拉动，阻挡棘手杆可卡住旋转转盘防止其转动。[0069]3麻醉小鼠后，将小鼠固定于海绵垫上，使小鼠头部及身体位于海绵垫中线位置，并头部正对于旋转转盘处方向；[0070]4调整有机玻璃管与第一定滑轮及第二定滑轮的位置，使有机玻璃管位置在第一定滑轮正下方，并使有机玻璃管正对于小鼠头部，使打击棒尖端能够垂直作用于小鼠头部黏附的钢垫中心位置附近，使第二定滑轮位于所述锁定装置的上方；[0071]5固定有机玻璃管和第一定滑轮的位置，从锁定装置端拉动连接绳至打击棒高度为60cm打击棒尖端距离小鼠动物头部处，启动锁定装置，锁定装置锁定连接绳，打击棒静止状态。[0072]6转动旋转转盘至预定的卡槽处代表转至预定的角度），再次调整打击平台角度，防止因为旋转转盘旋转带动打击平台转动导致小鼠头部不能位于预定打击棒作用位置。[0073]⑵在操作界面点击开始按钮，锁定装置及推拉件前后即刻启动时间间隔25ms。[0074]8锁定装置释放连接绳，打击棒开始自由下落并打击到小鼠头部钢垫位置;推拉件工作，将阻挡棘手杆向上顶，当将阻挡棘手杆从旋转转盘齿状卡槽处顶出时，旋转转盘开始释放，被旋转过的驱动弹簧释放扭力带动转轴旋转，并带动打击平台旋转。[0075]⑶旋转转盘停止运动（即回到原始零角度时，在操作屏幕上点击停止按钮，锁定装置和推拉件恢复原始状态，用于下实验操作，同时本次相关力学数据旋转总时间，旋转角度、角速度、角加速度等即刻在操作屏幕上显示。[0076]10本次全过程结束，关机或进行下一次损伤操作。[0077]在本发明中，实验动物整个致伤过程包括直线加速损伤和旋转加速损伤。直线加速由三组不同质量的钢棒轻度50g中度IOOg重度150g于60cm高处坠落造成，而旋转损伤部分轻度、中度、重度三组旋转角度不同（分别旋转为22.5°、45°、90°，驱动弹簧产生的驱动力不同，因此产生的力学参数不同，三组的旋转部分数据统计如表1。[0078]表1.三种损伤组旋转部分的相关力学参数[0079][0080]本发明弥漫性轴索损伤致伤装置的直线损伤部分为单纯的打击负荷伤，力学机制简单，参数较为固定;旋转部分主要经历两个过程:第一部分为阻挡棘手杆顶出后，在驱动弹簧扭力的驱动下旋转转盘瞬间释放形成的瞬间加速度过程，角速度逐渐增大至峰值;第二部分为:旋转转盘旋转到初始位置时立刻停止形成的瞬间减速度过程，此后角速度由峰值逐渐至零。旋转部分的力学原理复杂涉及到较多的零部件，因此整个装置旋转部分数据存在一定的波动。通过整理文本记录的300ms旋转全时程的数据，我们可以计算并绘制出各损伤组旋转全过程角速度及角加减速度的时程-动态变化曲线。[0081]图7是轻度组旋转角速度时程曲线，图8是轻度组旋转角加速度时程曲线，图9是中度组旋转角速度时程线，图10是中度组旋转角加速度时程曲线，图11是重度组旋转角速度时程曲线，图12是重度组旋转角加速度时程曲线。从图7〜图12我们可以发现轻度、中度、重度旋转损伤组旋转22.5°、45°、90°分别约在751^、8〇1^、12511^时角速度及角加速度升高到峰值水平;约在90ms、100ms、125ms时，角速度及加速度瞬间转为负值峰值，即角减速度和角减加速度峰值，因此我们可以判断各损伤组约在90ms、100ms、125ms时，被旋转的转盘释放到原始初位置瞬间产生减速度，造成转盘回转，随后的数据波动可能是由于转盘多次回弹造成的。[0082]本发明弥漫性轴索损伤致伤装置具有如下优点:本装置通过打击棒的直接打击和打击平台的被动旋转，将直线加速损伤和角加减速度损伤两种不同的力学机制联合，能够更准确地复制临床DAI致伤过程;通过调节打击铁棒的质量以及旋转角度的大小，可使装置产生不同大小的机械力学，从而可以使小鼠出现不同损伤级别的DAI，因此可全面完整地开展关于不同严重程度DAI的研究;本装置可通过直接采集旋转全程的数据，自动分析计算旋转力学参数，并可在每次操作结束后立刻显示出该次旋转的相关关键力学数值峰值角速度、角加减速度和平均角速度、角加减速度等）；本装置操作过程为自动化操作，操作简便快捷、安全。[0083]以上所述仅是本发明的优选实施方式，应当指出，对于本技术领域的普通技术人员，在不脱离本发明原理的前提下，还可以做出若干改进和润饰，这些改进和润饰也应视为本发明的保护范围。

权利要求：1.一种弥漫性轴索损伤致伤装置，其特征在于，包括一打击平台、一直线打击损伤部及一旋转角加减速度损伤部，所述打击平台用于放置实验动物；所述直线打击损伤部包括：一打击棒，与一连接绳的一端连接，所述连接绳将所述打击棒吊起，使其正对所述打击平台；一锁定装置，其能够锁定所述连接绳的另一端，进而将所述打击棒吊起一定高度；当直线打击损伤部工作时，所述锁定装置松开所述连接绳，所述打击棒自由下落，击打位于打击平台上的实验动物；所述旋转角加减速度损伤部包括：一转轴，其一端与所述打击平台连接；一旋转转盘，套设在所述转轴上，并能够带动所述转轴旋转，所述旋转转盘圆周方向间隔设置有齿状卡槽，每一齿状卡槽与旋转转盘的初始位置具有一初始夹角，当该齿状卡槽位于所述旋转转盘的初始位置时，该齿状卡槽的初始夹角为旋转转盘旋转的预设角度；一驱动弹簧，一端固定，另一端固定在所述旋转转盘上，所述旋转转盘旋转至预设角度，能够带动所述驱动弹簧扭曲，在预设角度述驱动弹簧具有一扭力；一阻挡棘手杆，在旋转转盘旋转至预设角度后，能够卡入与其对应的齿状卡槽内，阻止旋转转盘转动；一推拉件，能够推动或者拉动所述阻挡棘手杆，使其从所述旋转转盘的齿状卡槽内脱离；当所述阻挡棘手杆从所述旋转转盘的齿状卡槽内脱离后，所述旋转转盘在驱动弹簧扭力的作用下回旋，进而带动打击平台回旋。2.根据权利要求1所述的弥漫性轴索损伤致伤装置，其特征在于，在所述打击平台上设置有缓冲垫，实验动物放置在所述缓冲垫上。3.根据权利要求1所述的弥漫性轴索损伤致伤装置，其特征在于，所述直线打击损伤部还包括一第一支架，第一定滑轮及第二定滑轮设置在所述第一支架上，第一定滑轮设置在所述打击平台上方，第二定滑轮与所述锁定装置对应设置，所述连接绳经所述锁定装置、第一定滑轮及第二定滑轮与所述打击棒连接。4.根据权利要求3所述的弥漫性轴索损伤致伤装置，其特征在于，所述直线打击损伤部还包括一管路通道，所述管路通道设置在所述打击平台上方，且与所述第一支架连接，所述打击棒设置在所述管路通道内，并能够沿所述管路通道自由下落。5.根据权利要求1所述的弥漫性轴索损伤致伤装置，其特征在于，所述锁定装置包括一固定部及一伸缩部，所述连接绳位于所述固定部与所述伸缩部之间，所述伸缩部朝向所述固定部伸出，所述伸缩部与所述固定部将所述连接绳固定，所述伸缩部缩回，所述连接绳被释放。6.根据权利要求1所述的弥漫性轴索损伤致伤装置，其特征在于，所述打击棒端部呈锥形。7.根据权利要求1所述的弥漫性轴索损伤致伤装置，其特征在于，所述旋转角加减速度损伤部还包括一第二支架，所述驱动弹簧的一端固定在所述第二支架上，所述阻挡棘手杆可转动地连接在所述第二支架上。8.根据权利要求7所述的弥漫性轴索损伤致伤装置，其特征在于，所述旋转角加减速度损伤部还包括一安全弹簧，所述安全弹簧的一端与所述阻挡棘手杆连接，另一端与所述第二支架或所述推拉杆连接，所述安全弹簧能够防止旋转转盘旋转时将所述阻挡棘手杆抛出。9.根据权利要求1所述的弥漫性轴索损伤致伤装置，其特征在于，所述弥漫性轴索损伤致伤装置还包括一控制器，所述控制器与所述锁定装置及所述推拉件连接，用于控制所述锁定装置启动或者关闭，控制所述推拉件启动或者关闭。10.根据权利要求9所述的弥漫性轴索损伤致伤装置，其特征在于，所述弥漫性轴索损伤致伤装置还包括一旋转编码器、一信号采集模块、一文本处理模块及一操作屏幕，所述旋转编码器与所述转轴连接，用于根据所述转轴的旋转角度发射脉冲信号，所述信号采集模块采集所述旋转编码器发射的脉冲信号，并将其传输给所述文本处理模块，文本处理模块将该信号转换为转轴的力学数据而显示在所述操作屏幕上。11.根据权利要求9所述的弥漫性轴索损伤致伤装置，其特征在于，所述打击平台与所述转轴可伸缩连接，进而能够调整所述打击平台相对于所述打击棒的位置。12.根据权利要求1所述的弥漫性轴索损伤致伤装置，其特征在于，所述旋转转盘具有一沿所述转轴轴向凸出的前端，一定位部套设在所述前端，所述前端与所述定位部通过齿轮啮合，调整所述定位部与所述旋转转盘的相对位置，进而能够调整所述旋转转盘的初始位置。13.—种采用权利要求1〜12任意一项所述的弥漫性轴索损伤致伤装置进行实验的方法，其特征在于，包括如下步骤：将实验动物放置在打击平台上，所述旋转转盘旋转一预设角度，使所述打击平台旋转一预设角度，所述打击棒位于所述实验动物上方，所述打击棒具有预设重量；所述锁定装置松开所述连接绳，所述打击棒自由下落；在所述打击棒下落若干时间后，且未击中所述实验动物时，所述推拉件推动或者拉动所述阻挡棘手杆，使其从所述旋转转盘的齿状卡槽内脱离，使得所述旋转转盘在驱动弹簧扭力的作用下旋转，带动转轴旋转，进而带动打击平台旋转；在所述打击平台旋转时，所述打击棒击中所述实验动物，完成实验。14.根据权利要求13所述的实验的方法，其特征在于，不同的打击棒的重量与不同的打击平台的旋转角度的组合实现不同损伤级别。15.根据权利要求13所述的实验的方法，其特征在于，根据所述旋转编码器发射的脉冲信号，所述打击平台在旋转期间的角加速度的计算公式为:α=Ρ·0.1·2JT360·1Γ6,其中，所述P为连续两毫秒间脉冲数之差；所述转轴的角速度的计算公式为：ω=N·0.1·2JT360·HT3，其中N为每毫秒所收集到的脉冲数。

百度查询： 上海交通大学医学院附属第九人民医院 弥漫性轴索损伤致伤装置及实验方法

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