專利名稱：自發(fā)活動(dòng)檢測(cè)方法及其檢測(cè)裝置的制作方法
技術(shù)領(lǐng)域：
本發(fā)明屬于藥理學(xué)中的自發(fā)活動(dòng)檢測(cè)方法及其檢測(cè)裝置。
1986年我們?cè)诘诙萌珖怆娂夹g(shù)與系統(tǒng)學(xué)術(shù)會(huì)上發(fā)表了《三維光電自動(dòng)式藥理生體效應(yīng)自發(fā)特性測(cè)定》的論文。該論文提出用三維光學(xué)模板陣列來描述生體的體位。該方法用X、Y、Z三個(gè)坐標(biāo)來測(cè)定生體所處的空間的位置，但識(shí)別生體體位須要形成兩個(gè)平面的方陣。用此方法形成的裝置光點(diǎn)布置比較復(fù)雜，信號(hào)處理也較繁瑣。
1990年日本富山醫(yī)科藥科大學(xué)漢和藥研究所生物研究部門松木欣等人在《日藥理誌》第96期上發(fā)表了《マウス連動(dòng)量の測(cè)定及ぴ解析のための新しぃシステム》的論文。該論文提出用圓周式光電點(diǎn)陣方法測(cè)定動(dòng)物的自發(fā)活動(dòng)。該方法由于沿徑向等角度分布光點(diǎn)(見日本富山醫(yī)科大學(xué)沿半徑方向分布光點(diǎn)的方法示意

圖16)，存在著光點(diǎn)分布不均勻、圓心可能會(huì)產(chǎn)生重復(fù)計(jì)數(shù)，而圓盤邊緣處又可能產(chǎn)生漏計(jì)數(shù)的缺點(diǎn)。此外，它仍然要在Z方向上二重布置點(diǎn)陣，結(jié)構(gòu)也較復(fù)雜。
藥理學(xué)中往往要求成組測(cè)定動(dòng)物，而以上兩種方法每次僅能測(cè)定單個(gè)動(dòng)物的自發(fā)活動(dòng)，要測(cè)定一組動(dòng)物所花的時(shí)間比較長，而且測(cè)定的結(jié)果容易受動(dòng)物的個(gè)體差異及環(huán)境條件變化的影響。此外，以上兩種方法均不能用二維的檢測(cè)方法達(dá)到三維的識(shí)別效果。
本發(fā)明的目的在于針對(duì)上述現(xiàn)有技術(shù)的不足，提供一種自發(fā)活動(dòng)檢測(cè)方法及其檢測(cè)裝置。通過該檢測(cè)方法及其檢測(cè)裝置能定量地評(píng)定動(dòng)物的自發(fā)習(xí)慣性活動(dòng)與探究活動(dòng)，并用二維的檢測(cè)方法達(dá)到三維的識(shí)別效果，實(shí)現(xiàn)動(dòng)物自發(fā)活動(dòng)的科學(xué)檢測(cè)。該檢測(cè)裝置光點(diǎn)分布均勻，結(jié)構(gòu)合理，調(diào)整簡單，測(cè)定結(jié)果準(zhǔn)確。
為了實(shí)現(xiàn)上述發(fā)明目的，本發(fā)明的技術(shù)解決方案是用單光源分束的方法構(gòu)成相互垂直的光學(xué)方陣，其原理是將單光源置于測(cè)定箱的一個(gè)角上，在光源的相鄰垂直的兩個(gè)方向上各放置一組光線分束器，分束器上裝有反光鏡。光源和分束器的位置都可以進(jìn)行調(diào)整，通過調(diào)整兩組分束器的轉(zhuǎn)角使光源所發(fā)出的光，經(jīng)過兩組反光鏡反射后形成互相垂直的光學(xué)方陣。每組反光鏡可為6～24個(gè)，反光鏡的垂直間距可根據(jù)被測(cè)動(dòng)物的大小決定，一般可為7～50mm，如被測(cè)動(dòng)物較大，間距也可更大一些。測(cè)定時(shí)動(dòng)物在測(cè)試箱內(nèi)運(yùn)動(dòng)，它將擋住光學(xué)方陣上不同位置的交叉光點(diǎn)，該信號(hào)被兩組分束器對(duì)邊的兩組光電元件所接收，光電元件是安裝在光電元件線路板上的。我們可設(shè)定一個(gè)很短的時(shí)間間隔，對(duì)動(dòng)物的活動(dòng)進(jìn)行采樣。設(shè)相鄰兩次采樣的時(shí)間內(nèi)，動(dòng)物由A點(diǎn)運(yùn)動(dòng)到B點(diǎn)，它的運(yùn)動(dòng)距離，可以根據(jù)X和Y方向的點(diǎn)陣位置的變化求得。動(dòng)物在測(cè)試時(shí)間內(nèi)的總位移，是每次采樣求得的位移的總和。用這一總位移可以作為評(píng)定動(dòng)物的自發(fā)習(xí)慣性活動(dòng)的指標(biāo)之一。
此外，我們用單位時(shí)間內(nèi)動(dòng)物的位移來評(píng)定活動(dòng)強(qiáng)度，這一指標(biāo)也作為評(píng)定動(dòng)物的自發(fā)習(xí)慣性活動(dòng)的另一個(gè)指標(biāo)。這一指標(biāo)對(duì)于評(píng)定藥物的作用時(shí)間及藥物作用的大小很有用處。
此外，由于動(dòng)物所處的體位不同，如爬行、直立、上跳，它所占有的光點(diǎn)位置和多少都不相同。我們利用動(dòng)物活動(dòng)的體位特征的不同，用模式識(shí)別的方法判別被測(cè)動(dòng)物的爬行、直立與上跳活動(dòng)，從而將動(dòng)物的活動(dòng)分解為自發(fā)習(xí)慣性活動(dòng)和探究活動(dòng)，構(gòu)成了體位方陣的識(shí)別。在判別被測(cè)動(dòng)物的爬行、直立與上跳的體位時(shí)要應(yīng)用體位特征判據(jù)K。
K＝f×INT[W/P]×INT[L/P]其中W 為動(dòng)物的體寬，L 為動(dòng)物的體長，P 為方陣點(diǎn)間距，INT 為取整，f 為判據(jù)系數(shù)，根據(jù)動(dòng)物的運(yùn)動(dòng)特點(diǎn)來決定，可取1～1/4。動(dòng)物體形細(xì)而長時(shí)可取較小值。
當(dāng)Nx+Ny≥K 時(shí)，被測(cè)動(dòng)物為爬行狀態(tài)，0＜Nx+Ny＜K時(shí)，被測(cè)動(dòng)物為直立狀態(tài)，Nx+Ny＝0時(shí)，被測(cè)動(dòng)物為上跳狀態(tài)。
其中Nx、Ny分別表示被測(cè)動(dòng)物在X、Y方向的擋光數(shù)。
在光線分束器的對(duì)邊各放置一組光電元件，動(dòng)物活動(dòng)情況的信息將被兩排光電元件所接收，并轉(zhuǎn)換為相應(yīng)的電信號(hào)。再經(jīng)過信號(hào)的放大、整形，變成“0”和“1”的數(shù)字信號(hào)，可以通過計(jì)算機(jī)讀入這些信號(hào)。計(jì)算機(jī)可以是8位的或高位數(shù)的。由于光電信號(hào)有6～24一共兩組信號(hào)，故要對(duì)這些信號(hào)的讀入進(jìn)行按排，首先在采樣時(shí)間到來時(shí)，要同時(shí)鎖存這些信號(hào)，然后由計(jì)算機(jī)通過接口電路讀入這些信號(hào)，通過軟件對(duì)這些信號(hào)進(jìn)行X，Y坐標(biāo)的拼接，求得動(dòng)物在方陣中的確切位置，通過計(jì)算求出采樣時(shí)間間隔內(nèi)動(dòng)物的位移，并求出單位時(shí)間內(nèi)的活動(dòng)強(qiáng)度和測(cè)定時(shí)間內(nèi)的總位移，以及通過對(duì)體位特征的模式識(shí)別，判別它的直立與上跳，求出直立次數(shù)與上跳次數(shù)。所求得的結(jié)果可通過打印機(jī)以數(shù)據(jù)和圖形的形式打印出來。
裝置的工作流程圖如圖32所示，裝置在中斷模式IM2下工作，它的中斷服務(wù)子程序流程圖如圖33所示。
這一檢測(cè)裝置是用光學(xué)、機(jī)械及電子和計(jì)算機(jī)技術(shù)所構(gòu)成的檢測(cè)裝置。本檢測(cè)裝置由一個(gè)控制箱和測(cè)試箱組所組成，測(cè)試箱組又由四個(gè)測(cè)試箱組成，可同時(shí)對(duì)1～4個(gè)動(dòng)物進(jìn)行測(cè)定，從而減少了環(huán)境因素對(duì)測(cè)定結(jié)果的影響。此外，在測(cè)試前可先對(duì)動(dòng)物進(jìn)行篩選，把活動(dòng)能力基本相同的動(dòng)物分在同一組進(jìn)行測(cè)試，從而避免了被測(cè)動(dòng)物個(gè)體差異對(duì)測(cè)定結(jié)果的影響。本裝置測(cè)定時(shí)間的控制可以直接給定，也可通過鍵盤進(jìn)行設(shè)置。本裝置還具有測(cè)定時(shí)間的倒計(jì)數(shù)顯示功能，可以隨時(shí)了解測(cè)定時(shí)間進(jìn)行的情況。裝置還有自檢功能，可以在測(cè)定前判斷裝置工作是否正常，此外還有對(duì)干擾的自恢復(fù)功能。
本發(fā)明的優(yōu)點(diǎn)在于1.用光學(xué)方陣法記錄動(dòng)物的活動(dòng)比目前沿半徑方向分布光點(diǎn)的方法更為精確，因?yàn)檠匕霃椒较虻挠涗浢芏却嬖谥虚g密，周圍疏的缺點(diǎn)，而方陣法在X和Y兩個(gè)方向上具有同一記錄密度，從而克服了這一缺點(diǎn)。
2.用單光源分束法形成方陣比用多光源法結(jié)構(gòu)、調(diào)整均較為簡單，方便省時(shí)，成本低。
3.用體位模式的特點(diǎn)判別動(dòng)物的活動(dòng)使得二維的檢測(cè)達(dá)到了三維判別的效果。
4.用測(cè)定時(shí)間內(nèi)的總位移，單位時(shí)間內(nèi)的活動(dòng)強(qiáng)度，以及直立次數(shù)與上跳次數(shù)評(píng)定動(dòng)物的自發(fā)活動(dòng)是科學(xué)的。把動(dòng)物的活動(dòng)分解為自發(fā)習(xí)慣性活動(dòng)及探究活動(dòng)使得本檢測(cè)方法及其檢測(cè)裝置不僅在藥理學(xué)，而且在生物生理學(xué)及行為生物學(xué)的研究中具有很好的應(yīng)用前景。
5.給小白鼠注射或服用不同的藥物，或同種的藥物不同的劑量后，測(cè)定其自發(fā)活動(dòng)，得到了以往的測(cè)試儀器中沒有得到的結(jié)果。例如a.給小白鼠注射以小劑量的戊巴比妥鈉時(shí)，動(dòng)物在測(cè)試開始后表現(xiàn)出明顯的興奮作用，而在大劑量作用下迅速進(jìn)入抑制狀態(tài)。
b.測(cè)出了同為神經(jīng)中樞興奮藥物的咖啡因與苯丙胺對(duì)動(dòng)物自發(fā)活動(dòng)的不同影響特征。從咖啡因與苯丙胺對(duì)動(dòng)物的作用看，相同處在于總位移都明顯增加，但苯丙胺卻使反映探究活動(dòng)的直立次數(shù)與上跳次數(shù)明顯減少，證實(shí)了苯丙胺具有刺激“盲目的興奮作用”的特點(diǎn)。
6.具有自檢及自恢復(fù)功能。
本發(fā)明有以下附圖圖1 自發(fā)活動(dòng)檢測(cè)裝置組成示意2 為圖1測(cè)試箱的B-B橫剖視3 為圖2的A-A剖視4 為圖3的C-C剖視放大圖(反光鏡的調(diào)整圖)
圖5 為圖2的D-D剖視放大圖(光源的調(diào)整圖)圖6 光電轉(zhuǎn)換電路原理7 信號(hào)處理電路原理8 信號(hào)鎖存與緩沖電路原理9 硬件電路原理框10 顯示控制電路原理11 圖8的其中一路信號(hào)處理的電路原理12 時(shí)鐘顯示的電路原理13 圖12中顯示小時(shí)的十位的電路原理14 信號(hào)讀入與控制電路原理15 坐標(biāo)拼接示意16 日本富山醫(yī)科大學(xué)沿半徑方向分布光點(diǎn)的方法示意17 測(cè)定咖啡因的作用時(shí)注射生理鹽水的對(duì)照組活動(dòng)強(qiáng)度18 注射劑量為30mg/kg的咖啡因時(shí)的活動(dòng)強(qiáng)度19 注射劑量為10mg/kg的咖啡因時(shí)的活動(dòng)強(qiáng)度20 測(cè)定苯丙胺的作用時(shí)注射生理鹽水的對(duì)照組活動(dòng)強(qiáng)度21 注射劑量為6mg/kg的苯丙胺時(shí)的活動(dòng)強(qiáng)度22 注射劑量為12mg/kg的苯丙胺時(shí)的活動(dòng)強(qiáng)度23 注射劑量為18mg/kg的苯丙胺時(shí)的活動(dòng)強(qiáng)度24 測(cè)定戊巴比妥鈉的作用時(shí)注射生理鹽水的對(duì)照組活動(dòng)強(qiáng)度25 注射劑量為20mg/kg的戊巴比妥鈉時(shí)的活動(dòng)強(qiáng)度26 注射劑量為25mg/kg的戊巴比妥鈉時(shí)的活動(dòng)強(qiáng)度27 注射劑量為50mg/kg的戊巴比妥鈉時(shí)的活動(dòng)強(qiáng)度28 測(cè)定速效棗仁安神膠囊的作用時(shí)注射生理鹽水的對(duì)照組活動(dòng)強(qiáng)度29 服用劑量為0.075mg/kg的速效棗仁安神膠囊時(shí)的活動(dòng)強(qiáng)度30 服用劑量為0.15mg/kg的速效棗仁安神膠囊時(shí)的活動(dòng)強(qiáng)度圖31 服用劑量為0.3mg/kg的速效棗仁安神膠囊時(shí)的活動(dòng)強(qiáng)度32 裝置工作流程33 中斷服務(wù)子程序流程圖本發(fā)明的具體實(shí)施例圖1是本發(fā)明的檢測(cè)裝置組成示意圖，它由一個(gè)控制箱(見圖1的5)和四個(gè)高度為250mm，長寬為290mm的測(cè)試箱(見圖1的1，2，3，4)所組成，可同時(shí)測(cè)定1～4個(gè)動(dòng)物。被測(cè)動(dòng)物置于測(cè)試箱內(nèi)?？刂葡溆脕砜刂茢?shù)據(jù)的讀入和分析計(jì)算，得到測(cè)試結(jié)果，并實(shí)現(xiàn)對(duì)測(cè)試箱數(shù)、測(cè)定時(shí)間、取樣時(shí)間、裝置自檢、測(cè)試結(jié)果打印等功能的控制。圖1的6是鍵盤，它由31個(gè)鍵組成，包括16個(gè)數(shù)字鍵0～F，14個(gè)命令鍵和一個(gè)復(fù)位鍵。鍵盤安排如下所示。
復(fù)位控制箱與測(cè)試箱通過傳輸線(見圖1的10)連接起來?？刂葡渲杏袃山M顯示器(見圖1的7和8)，顯示器8用來實(shí)現(xiàn)控制箱中必要的數(shù)字控制的顯示，以及檢查CPU工作是否正常。顯示器7用來倒計(jì)數(shù)顯示測(cè)試時(shí)間和顯示自檢情況。測(cè)試結(jié)果通過打印機(jī)(見圖1的9)輸出。
測(cè)試箱的內(nèi)部結(jié)構(gòu)如圖2和圖3所示。圖2是測(cè)試箱(見圖1)的B-B橫剖視圖，它表示光學(xué)方陣的構(gòu)成。圖中1是測(cè)試箱框架，2為側(cè)板一號(hào)，3為光源，4為光線分束器，5為底板，6為活動(dòng)框架，7為Y方向的光電元件線路板，8為固定座，9為接插件，10為傳輸線，11為信號(hào)放大板插頭，12為信號(hào)處理板，13為插座，14為X方向的光電元件線路板，15為側(cè)板二號(hào)，16為電源插座，17為引線頭，18為電源支架，19為電源，20為箱底，21為頂面板。在測(cè)試箱內(nèi)的一角放置一個(gè)6v3w的燈泡(見圖2的3)，燈泡中心距底板(見圖2的5)的高度為12mm左右，可根據(jù)實(shí)際加工情況來決定。在與燈泡相鄰的兩邊即X、Y方向上各安裝有12個(gè)光線分束器(見圖2的4)，光線分束器的分束光座(見圖4的4-2)上垂直安有反光鏡(見圖4的4-1)，見反光鏡的調(diào)整圖(圖4)。通過調(diào)整分束光座使反光光束穿過測(cè)試箱孔，構(gòu)成互相垂直的光學(xué)方陣，并照射到對(duì)應(yīng)的光電元件光敏面上。調(diào)整時(shí)要先調(diào)整燈絲的高度，使之與測(cè)試箱的光束中心位置重合，見本測(cè)試箱的A-A剖視圖(圖3)。圖3中3-1至3-7為光源調(diào)節(jié)裝置，4-1至4-5為上述光線分束器的各組件，22為支撐腳，23為活動(dòng)底板，24為底板支架，25為側(cè)面板，26為提手，27為頂蓋板。燈泡調(diào)節(jié)時(shí)首先要松開圖5中螺釘(3-2)，移動(dòng)套筒(3-4)，調(diào)節(jié)燈絲高度。調(diào)節(jié)圖5(燈泡的調(diào)整圖)中的螺釘3-1，可調(diào)節(jié)光源座(見圖5的3-5)的水平位置，燈絲的位置可轉(zhuǎn)動(dòng)燈泡進(jìn)行調(diào)節(jié)。圖5中其它件為3-3為絕緣管，3-6為墊圈，3-8為彈簧，3-9為引線。
反光鏡的調(diào)節(jié)見圖4，每個(gè)反光鏡4-1均粘貼在分束光座4-2上，分束光座與底板的接觸處是球面的，使反光鏡可以旋轉(zhuǎn)。分束光座靠凸面墊圈4-4、凹面墊圈4-3和螺母4-5來固定。這24個(gè)反光鏡形成了144個(gè)垂直交叉光點(diǎn)的光學(xué)方陣。相鄰兩平行光束之間的距離可根據(jù)被測(cè)動(dòng)物的大小決定。用于小白鼠自發(fā)活動(dòng)的測(cè)定時(shí)，最靠邊的光束距測(cè)試箱壁的距離為7mm，相鄰兩平行光束之間的距離為14mm。
在兩組反光鏡的對(duì)邊各有12個(gè)光電接收元件。本裝置采用2CR5×5mm的光電池，每個(gè)測(cè)試箱共有24個(gè)，用來接收動(dòng)物運(yùn)動(dòng)時(shí)的光信息。每組的12個(gè)硅光電池分別被固定在相應(yīng)的光電元件線路板上(見圖2和圖3的7)，相應(yīng)的光電轉(zhuǎn)換電路原理圖見圖6。光電轉(zhuǎn)換后的電信號(hào)送到信號(hào)處理板(見圖2的12)上，信號(hào)處理的電路原理圖見圖7，其中一路信號(hào)處理的電路原理放大圖見圖11。圖6和圖7通過JX、JY插頭座相連接。24路信號(hào)經(jīng)過6個(gè)LM324運(yùn)算放大器放大后送到74LS14施密特整形器進(jìn)行整形，然后分別送到3個(gè)74LS373鎖存器鎖存，見信號(hào)鎖存與緩沖電路原理圖(圖8)，鎖存器的鎖存控制信號(hào)由CPU控制。圖7所示的信號(hào)處理電路與圖8所示的鎖存與緩沖電路通過S1～S24連接起來。
本裝置中采用TP801B單板機(jī)并外擴(kuò)并行接口PI02、時(shí)鐘顯示器、譯碼器和一個(gè)16行微型打印機(jī)。它的硬件電路原理框圖如圖9所示。CPU通過并行接口PI01控制時(shí)鐘的顯示，如圖10所示。PI01B口發(fā)出的控制信號(hào)經(jīng)74LS138譯碼，控制時(shí)鐘的數(shù)位，PI01A口送出顯示的數(shù)據(jù)。該數(shù)據(jù)通過JXS插座送至?xí)r鐘顯示電路(見圖12)，數(shù)據(jù)的鎖存緩沖由74LS377完成，然后通過反相器分別送至各個(gè)數(shù)位的顯示器，本裝置采用LC5011-11顯示器。圖13是圖12中顯示小時(shí)的十位的電路原理圖。
CPU通過并行接口PI02控制1～4箱測(cè)試數(shù)據(jù)的讀入，見硬件電路原理框圖(圖9)和信號(hào)讀入與控制電路原理圖(圖14)。TP801B除了要與PI02口相互通訊，需要Reset，M1和IORQ引線之外，還要向PI02的B口送出譯碼信號(hào)，該信號(hào)經(jīng)4-16譯碼器74LS154譯碼去控制1～4箱的選通，以及控制每一箱的74LS373的數(shù)據(jù)讀入。所讀入的數(shù)據(jù)再由PI02的A口送往TP801B的CPU，從而完成讀數(shù)的過程。
由于沿X和Y方向各有12路信號(hào)，而CPU是8位的，每次只能讀入8位數(shù)據(jù)，因此在讀取信號(hào)時(shí)將X和Y方向的各12路信號(hào)分為三組，每組8位。即X和Y方向的第1～8個(gè)光電池的輸出經(jīng)后續(xù)處理后的信號(hào)X0～X7、Y0～Y7各為一組，而將X和Y方向的第9～12個(gè)光電池的輸出經(jīng)后續(xù)處理后的信號(hào)X8～X11和Y8～Y11拼為一組，見坐標(biāo)拼接示意圖(圖15)，在軟件中用坐標(biāo)拼接法將這3組8位信號(hào)予以還原，還原成包含被測(cè)動(dòng)物在方陣中位置的X0～X11和Y0～Y11的信號(hào)。
在此基礎(chǔ)上，設(shè)第i次和第i+1次采樣時(shí)動(dòng)物所處的坐標(biāo)位置為(Xi，Yi)和(Xi+1，Yi+1)，可得到在采樣時(shí)間間隔內(nèi)動(dòng)物的位移為ΔSi=(Xi+1-Xi)2+(Yi+1-Yi)2]]>設(shè)T為測(cè)定時(shí)間，tc為采樣周期，則在測(cè)定時(shí)間內(nèi)的總位移為S=Σi=1MΔSi]]>，M＝T/tc其中M為測(cè)定時(shí)間內(nèi)的總采樣數(shù)。
在本裝置中采樣周期取為33毫秒，測(cè)定時(shí)間可根據(jù)鍵盤直接設(shè)置為20分鐘、30分鐘、40分鐘、1小時(shí)和2小時(shí)，也可通過操作在1秒～100小時(shí)范圍內(nèi)任意設(shè)置。
動(dòng)物在單位時(shí)間t內(nèi)的活動(dòng)強(qiáng)度以t時(shí)間內(nèi)的平均速度來評(píng)定，設(shè)t時(shí)間內(nèi)的位移為△S，則V＝△S/t，ΔS=Σi=1NΔSi]]>，N＝t/tc其中N為單位時(shí)間內(nèi)采樣次數(shù)，則活動(dòng)強(qiáng)度為V=Σi=1NΔSi]]>t稱為取樣時(shí)間，可在1秒～99秒范圍內(nèi)設(shè)置，實(shí)際測(cè)試時(shí)常取t＝30秒。
直立次數(shù)和上跳次數(shù)是通過判別每次采樣時(shí)動(dòng)物所處的體位情況來決定的，其體位特征判據(jù)為K。
K＝f×INT[W/P]×INT[L/P]根據(jù)動(dòng)物的不同，W與L的取值也不同。本裝置直接用于小白鼠自發(fā)活動(dòng)的測(cè)定，一般W取30mm，L取75mm，P＝14mm，f一般為2/5，故K為4。
當(dāng)Nx+Ny≥4時(shí)，被測(cè)動(dòng)物為爬行狀態(tài)，0＜Nx+Ny＜4時(shí)，被測(cè)動(dòng)物為直立狀態(tài)，Nx+Ny＝0時(shí)，被測(cè)動(dòng)物為上跳狀態(tài)。
在判別時(shí)僅當(dāng)狀態(tài)從爬行到直立，再回到爬行狀態(tài)時(shí)才認(rèn)為直立了一次，同樣，僅當(dāng)狀態(tài)從爬行到上跳，再回到爬行狀態(tài)時(shí)才認(rèn)為上跳了一次，而不管直立或上跳期間采樣了多少次。
比較聰明的動(dòng)物將表現(xiàn)出對(duì)周圍事物的新鮮感，測(cè)定這種動(dòng)物的自發(fā)活動(dòng)時(shí)，所記錄的直立與上跳次數(shù)均較多。故我們用直立次數(shù)與上跳次數(shù)來評(píng)定動(dòng)物的探究活動(dòng)，而用測(cè)定時(shí)間內(nèi)的總位移和單位時(shí)間內(nèi)的活動(dòng)強(qiáng)度來評(píng)定動(dòng)物的自發(fā)習(xí)慣性活動(dòng)。在測(cè)定同屬神經(jīng)中樞興奮藥物的咖啡因與苯丙胺對(duì)動(dòng)物作用的差異時(shí)，用這種評(píng)定方法效果很好。
計(jì)算機(jī)分析計(jì)算后的結(jié)果由打印機(jī)以數(shù)值和曲線相結(jié)合的形式來表示。數(shù)值形式表示如下＝Test Results＝Y(jié)/M/DT＝＊＊＊＊＊＊t＝＊＊ secondS1＝＊＊＊＊＊＊＊＊ mmS2＝＊＊＊＊＊＊＊＊ mmS3＝＊＊＊＊＊＊＊＊ mmS4＝＊＊＊＊＊＊＊＊ mmJ1＝＊＊＊＊ J3＝＊＊＊＊J2＝＊＊＊＊ J4＝＊＊＊＊D1＝＊＊＊＊ D3＝＊＊＊＊D2＝＊＊＊＊ D4＝＊＊＊＊
其中Y/M/D為測(cè)試日期，可由測(cè)試人填入;
T為總的測(cè)定時(shí)間(可用時(shí)分秒來表示)，t為取樣時(shí)間;
S1，S2，S3，S4分別為第1～4箱在測(cè)試時(shí)間內(nèi)的總位移;
J1，J2，J3，J4分別為第1～4箱的直立次數(shù);
D1，D2，D3，D4分別為第1～4箱的上跳次數(shù);
＊處為實(shí)際測(cè)試時(shí)各參數(shù)的具體數(shù)值。
活動(dòng)強(qiáng)度一般以V～t曲線的形式表示，從曲線圖中可直觀地看出對(duì)比測(cè)試時(shí)各動(dòng)物自發(fā)活動(dòng)之間的差別?；顒?dòng)強(qiáng)度的數(shù)值也可根據(jù)需要打印出來。
用本裝置進(jìn)行過許多的測(cè)試實(shí)驗(yàn)，例如圖18、圖19和圖21、圖22、圖23是對(duì)二組小白鼠分別注射了不同劑量的咖啡因和苯丙胺后的測(cè)定結(jié)果，圖17、圖20是注射生理鹽水的對(duì)照組。其總位移、直立次數(shù)及上跳次數(shù)的結(jié)果為總位移(mm) 直立次數(shù)(次) 上跳次數(shù)(次)1 咖啡因?qū)φ战M 00095732 99 92 咖啡因30mg/kg 00201222 612 1573 咖啡因10mg/kg 00112400 431 754 苯丙胺對(duì)照組 00084700 276 335 苯丙胺6mg/kg 00086884 38 86 苯丙胺12mg/kg 00115014 14 07 苯丙胺18mg/kg 00221536 9 0從以上結(jié)果可以看出咖啡因與苯丙胺興奮作用的表現(xiàn)在總位移上是相類似的，即隨著劑量的增加，總位移也隨之增加;但隨咖啡因劑量的增加動(dòng)物的直立次數(shù)與上跳次數(shù)是增加的，而隨苯丙胺劑量的增加動(dòng)物的直立次數(shù)與上跳次數(shù)卻是減少的，從而證實(shí)了苯丙胺具有刺激“盲目的興奮作用”的特點(diǎn)。
圖25、圖26、圖27是不同劑量的戊巴比妥鈉對(duì)小白鼠自發(fā)活動(dòng)的影響。圖24是注射生理鹽水的對(duì)照組。圖25、圖26、圖27分別是注射劑量為20mg/kg、25mg/kg、50mg/kg的戊巴比妥鈉時(shí)的活動(dòng)強(qiáng)度圖。從圖中可以看出，在小劑量(本例為20mg/kg)的作用下小白鼠表現(xiàn)為明顯的興奮作用，而在大劑量(本例為25mg/kg、50mg/kg)作用下迅速進(jìn)入抑制狀態(tài)的情況。
圖29、圖30、圖31是服用不同劑量的速效棗仁安神膠囊對(duì)小白鼠自發(fā)活動(dòng)的影響，圖28是服用生理鹽水的對(duì)照組。其總位移、直立次數(shù)及上跳次數(shù)的結(jié)果為總位移(mm) 直立次數(shù)(次) 上跳次數(shù)(次)1 速效棗仁安神 00120106 271 97膠囊對(duì)照組2 速效棗仁安神 00085148 351 82膠囊0.075mg/kg3 速效棗仁安神 00033320 154 6膠囊0.15mg/kg4 速效棗仁安神 00027958 102 3膠囊0.3mg/kg從中可看出中藥速效棗仁安神膠囊在不同劑量時(shí)的安神作用。
權(quán)利要求
1.一種自發(fā)活動(dòng)檢測(cè)裝置，包括測(cè)試箱組及其控制箱，打印機(jī)，連接每一個(gè)測(cè)試箱與控制箱的傳輸線；其特征在于測(cè)試箱組由1～4個(gè)構(gòu)造相同的測(cè)試箱組成；每個(gè)測(cè)試箱內(nèi)的底部裝一底板，調(diào)整光源位置的單光源裝置位于每個(gè)測(cè)試箱內(nèi)的一個(gè)角上，并安裝在底板上；與該單光源裝置相鄰的兩個(gè)相互垂直的方向，且在底板上各布置一組光線分束器；每組光線分束器裝有6～24個(gè)能調(diào)整其位置的反光鏡，反光鏡之間的垂直間距為7～50毫米；在兩組光線分束器對(duì)邊的光學(xué)方陣的兩個(gè)相互垂直的最遠(yuǎn)側(cè)面各裝有光電元件線路板，該線路板上安裝有相對(duì)應(yīng)的光電元件，光電元件的光敏面正對(duì)光線方向；各光電元件所接收的信號(hào)經(jīng)處理后通過傳輸線與控制箱相連。
2.根據(jù)權(quán)利要求1所述的自發(fā)活動(dòng)檢測(cè)裝置，其特征在于每個(gè)光線分束器由一端穿過底板，另一端與底板呈球面接觸并向上伸出的分束光座;裝在分束光座上端缺口上的反光鏡;套在分束光座螺桿上且與底板下底面接觸的凹面墊圈和與之配合的凸面墊圈;以及裝在分束光座螺桿上的螺母所組成。
3.根據(jù)權(quán)利要求1所述的自發(fā)活動(dòng)檢測(cè)裝置，其特征在于單光源裝置由穿過底板孔，其凸緣支撐在底板上的光源座;裝入光源座通孔內(nèi)，其底部有一小孔的套筒;裝在套筒內(nèi)的彈簧;穿過彈簧，其上端支撐在彈簧上的絕緣管;套在光源座上，并與底板下底面接觸的墊圈;一端穿過墊圈的徑向螺孔，與光源座表面相接觸的螺釘;一端穿過光源座的徑向螺孔，與套筒外表面相接觸的螺釘所組成。
4.根據(jù)權(quán)利要求1所述的自發(fā)活動(dòng)檢測(cè)裝置，其特征在于在單光源裝置相鄰的兩個(gè)相互垂直的方向，且位于底板上，布置兩組，每組12個(gè)能調(diào)整位置的反光鏡，在兩組反光鏡的對(duì)面各裝有與反光鏡相對(duì)應(yīng)的光電元件。
5.一種實(shí)施權(quán)利要求1所述的自發(fā)活動(dòng)檢測(cè)裝置的檢測(cè)方法，包括對(duì)被測(cè)動(dòng)物進(jìn)行篩選、分組，設(shè)置測(cè)試箱數(shù)，設(shè)定測(cè)定時(shí)間與取樣時(shí)間，將被測(cè)動(dòng)物置于測(cè)試箱內(nèi)，通過光電元件接收被測(cè)動(dòng)物的光信息，通過光電轉(zhuǎn)換電路把光信息轉(zhuǎn)換為相應(yīng)的電信號(hào)，電信號(hào)經(jīng)放大、整形變成“0”和“1”的數(shù)字信號(hào)，通過計(jì)算機(jī)讀入信號(hào)，對(duì)信號(hào)進(jìn)行鎖存緩沖處理，沿光電元件方向建立平面從標(biāo)X、Y，求出被測(cè)動(dòng)物在光學(xué)方陣中的確切位置，確定相鄰兩次采樣的時(shí)間內(nèi)動(dòng)物的位移，求出單位時(shí)間內(nèi)的活動(dòng)強(qiáng)度和測(cè)定時(shí)間內(nèi)的總位移，通過對(duì)被測(cè)動(dòng)物體位特征的模式識(shí)別，判別它的直立與上跳，求出直立次數(shù)與上跳次數(shù)，將所求結(jié)果以數(shù)據(jù)和圖形的形式打印，其特征在于(1)在檢測(cè)前，調(diào)整單光源位置、兩組光線分束器的轉(zhuǎn)角和反光鏡之間的垂直距離，使單光源所發(fā)出的光，經(jīng)兩組反光鏡反射后，在單光源裝置前方所在的底板上方空間，構(gòu)成相互垂直的光學(xué)方陣;(2)將X、Y方向的各路信號(hào)進(jìn)行拼接，并由計(jì)算機(jī)讀取、分組處理，再通過軟件進(jìn)行光信號(hào)還原，還原成包含被測(cè)動(dòng)物在方陣中X、Y方向位置的信息;(3)用測(cè)定時(shí)間內(nèi)的總位移與單位時(shí)間內(nèi)的活動(dòng)強(qiáng)度來評(píng)定被測(cè)動(dòng)物的自發(fā)習(xí)慣性活動(dòng)，用直立次數(shù)與上跳次數(shù)來評(píng)定被測(cè)動(dòng)物的探究活動(dòng);(4)建立動(dòng)物體位特征判據(jù)KK＝f×INT[W/P]×INT[L/P]其中W 為動(dòng)物的體寬，L 為動(dòng)物的體長，P 為方陣點(diǎn)間距，INT 為取整數(shù)，f 為判據(jù)系數(shù)，根據(jù)動(dòng)物的運(yùn)動(dòng)特點(diǎn)來決定，可取1～1/4，動(dòng)物體形細(xì)而長時(shí)可取較小值，當(dāng)Nx+Ny≥K時(shí)，被測(cè)動(dòng)物為爬行狀態(tài)，0＜Nx+Ny＜K時(shí)，被測(cè)動(dòng)物為直立狀態(tài)，Nx+Ny＝0時(shí)，被測(cè)動(dòng)物為上跳狀態(tài)，其中Nx表示被測(cè)動(dòng)物在X方向的擋光數(shù)，Ny表示被測(cè)動(dòng)物在Y方向的擋光數(shù)。
6.根據(jù)權(quán)利要求4所述的自發(fā)活動(dòng)檢測(cè)裝置的檢測(cè)方法，其特征在于在讀取信號(hào)時(shí)，將X和Y方向的各12路信號(hào)分為三組，X、Y方向的第1至第8個(gè)光電池的輸出經(jīng)后續(xù)處理后的信號(hào)X0至X7、Y0至Y7各為一組，將X、Y方向的第9至第12個(gè)光電池的輸出經(jīng)后續(xù)處理后的信號(hào)X8至X11、Y8至Y11拼為一組。
全文摘要
本發(fā)明屬于藥理學(xué)中自發(fā)活動(dòng)檢測(cè)方法及其檢測(cè)裝置。本發(fā)明用單光源分束產(chǎn)生光學(xué)方陣，并用體位模式識(shí)別的方法檢測(cè)動(dòng)物的自發(fā)活動(dòng)。將動(dòng)物的活動(dòng)分解為自發(fā)習(xí)慣性活動(dòng)及探究活動(dòng)，并用測(cè)定時(shí)間內(nèi)的總位移。單位時(shí)間內(nèi)的活動(dòng)強(qiáng)度來評(píng)定動(dòng)物的自發(fā)習(xí)慣性活動(dòng)；用直立次數(shù)及上跳次數(shù)評(píng)定探究活動(dòng)，使二維的檢測(cè)方法達(dá)到了三維的判別效果。本發(fā)明在藥理學(xué)、生物生理學(xué)、行為生物學(xué)及時(shí)辰生物學(xué)的研究中有很大應(yīng)用價(jià)值。
文檔編號(hào)A61B5/00GK1097509SQ94111630
公開日1995年1月18日 申請(qǐng)日期1994年1月23日 優(yōu)先權(quán)日1994年1月23日
發(fā)明者楊冠玲, 何振江, 吳四喜, 徐嘉紅, 何瑋, 郭永彩, 謝利利, 郭孝恩 申請(qǐng)人:重慶大學(xué)