基本信息
- 项目名称：
- 小动物无创心率监测仪
- 来源：
- 第十二届“挑战杯”省赛作品
- 小类：
- 生命科学
- 大类：
- 科技发明制作A类
- 简介：
- 本作品是一种新型小动物无创伤心率及存活时间监测仪。、该仪器用于无创测量清醒状态下的大、小鼠心率，并自动记录小动物的存活时间。该作品已获中国专利授权。 本仪器采用独创的尾部脉搏信号拾取方法，无创伤测量小动物心率及存活时间，有效避免了采用植入式或介入式心率测量方法中创伤对受试动物身体状况的影响，提高了实验结果的准确性、可靠性。
- 详细介绍：
- 本作品是一种新型小动物无创伤心率及存活时间监测仪。在药理、毒理及生理学实验中，动物受药后的心率变化以及存活期等是重要的生理指标。该仪器用于无创测量清醒状态下的大、小鼠心率，并自动记录小动物的存活时间。该作品已获中国专利授权。 采用独创的专用鼠尾夹具与压电式脉搏波传感器组合将鼠尾脉搏信号转换成电信号，经多级放大、滤波、比较等环节，转换为数字信号；采用微处理器（单片机）对数字化的脉搏信号进行智能化分析识别，挑选出正确的心动周期计算实时的心率值；实时心率由LED数码管进行显示，并将该心率值经通讯接口传送至上位机记录显示或进行统计计算；测量心率的同时，可启动定时器记录动物存活期；该仪器还具有心率音响提示功能及动物心率异常或动物死亡音响报警功能。 本仪器采用独创的尾部脉搏信号拾取方法，无创伤测量小动物心率及存活时间，有效避免了采用植入式或介入式心率测量方法中创伤对受试动物身体状况的影响，提高了实验结果的准确性、可靠性。该仪器技术先进、功能完善、性能稳定、操作方便、价格便宜，可作为一种新型动物实验仪器，广泛用于科学研究和学生实验，具有较好的应用前景和推广价值。
作品图片
作品专业信息
设计、发明的目的和基本思路、创新点、技术关键和主要技术指标
- 本作品是一种新型小动物无创心率及存活时间监测仪，可广泛用于药理、毒理及生理实验中，测量无创清醒状态下的大、小鼠心率，并自动记录小动物的存活时间。作品已获国家专利授权。采用独创的专用鼠尾夹具与压电式脉搏波传感器组合将鼠尾脉搏信号转换成电信号，经多级放大、滤波、比较等环节，转换为数字脉冲信号；采用微处理器（单片机）对数字化的脉搏信号进行智能化分析识别，计算实时的心率值，实时心率由LED数码管进行显示，并将该心率值经通讯接口传送至上位机记录显示或进行统计计算；测量心率的同时，可启动定时器记录动物存活期。创新点及技术关键：独创的鼠尾夹具与压电式脉搏波传感器组合可方便、稳定地检测到小动物脉搏信号；智能化分析识别技术可准确计算动物的实时心率值。主要技术指标：心率测量范围：0～1000次/min ；存活时间计时范围：0～100min。
科学性、先进性
- 在药理、毒理和生理实验中，小动物受药后的心率变化以及存活期等是重要的研究指标。本作品是一种智能化无创动物心率及存活期测量仪器。 目前动物心率测量技术主要有：①植入式生理信号无线遥测系统。此种方法可准确测量动物心电波形及各项指标，但实验操作复杂、要求技术高，实验费用高，对动物有创伤，术中动物死亡率较高，且植入体容易发生排异反应。②动脉介入法。此方法可获得血压波形，但需要将针头或导管刺入动物动脉并固定，创伤和刺入物将严重影响实验结果。 以上几种方法由于成本高、技术复杂，目前都只适用于科学实验研究。与植入式或介入式心率测量仪器相比，本作品采用无创尾部信号测量方法，有效地避免了创伤对动物身体状况的影响，提高了实验结果的准确性和可靠性。与无创充气尾套法测量心率相比，本仪器采用独创的专用鼠尾夹具与压电式脉搏波传感器组合拾取动物脉搏信号，操作简单，可测量大鼠、小鼠无创清醒状态下的心率，并自动记录小动物的存活期。
获奖情况及鉴定结果
- 2011年5月，在河北医科大学，获校级挑战杯特等奖。
作品所处阶段
- 完成样机制作及动物实验。
技术转让方式
- 全部技术转让及生产过程技术指导。
作品可展示的形式
- 实物、现场演示
使用说明,技术特点和优势,适应范围,推广前景的技术性说明,市场分析,经济效益预测
- 将大鼠或小鼠装入自制的简易鼠笼（选者直径合适的塑料瓶，去掉底部即可），等待数分钟让动物适应环境处于安静状态。打开仪器电源，接通心率提示音开关。将动物尾部置于传感器的凹槽内，调节鼠尾专用夹具的螺杆使压板慢慢压住动物尾部，直到听到连续均匀脉搏声音。按下启/停键，启动主机测量程序，仪器的数码显示器将显示当前的动物心率及存活时间。启动上位机程序，界面上显示当前的动物心率，并自动开启一个文档，将实时的心率按时间顺序存入当前文档。动物死亡后，仪器发出报警声并自动锁定该动物的存活时间。 本仪器独创专用鼠尾夹具与压电式脉搏波传感器组合无创伤拾取动物脉搏信号，综合应用传感器技术、电子技术和计算机机技术设计硬件软件，仪器技术先进、功能完善、操作方便、价格便宜。可广泛用于科学研究和教学实验，测量大鼠、小鼠无创清醒状态下的心率及记录小动物的存活时间。有较好的推广价值和市场前景，可批量生产。每台成本约500元，按售价3500元，销售1000台计算，可获利润300万元。
同类课题研究水平概述
- 在药理、毒理和生理实验中，小动物受药后的心率变化以及存活期等是重要的生理指标。在科学研究中主要采用植入式、介入式和充气尾套法测量小动物心率。而学生实验还停留在人工测试阶段，目前还没有一种方便实用、经济、科学准确的测量方法。 1.VitalView植入式生理信号无线遥测系统：系统由植入体、无线数据接收器、转换器和记录分析计算机构成。1厘米大小的植入体集成了传感器、放大器和无线信号发射器。操作者将植入体埋入动物皮下，生理信号被植入体采集到并转换成相应的电信号后用无线电发射出来，由饲养笼下方的接收器接收到并传递给数据转换器，完成数据转换后送入中央处理器进行数据处理。 2. 小鼠尾动脉介入法：固定动物，用乙醇擦拭尾部使其血管扩张，表皮角质软化，使动脉充盈，将带有压力传感器的头皮针，从距鼠尾根部2～3 cm处插入尾动脉，由测量仪可测得血压波形曲线和动物心率等指标。 3．颈动脉介入法：在显微镜下将无菌的聚丙烯酞胺导管插入颈动脉直接测心率。手术刺激对动物内分泌代谢系统及生理活动有影响，成功率低，测量后动物往往死亡，不具有可重复性。 植入式、介入式检测仪器可提高检测数据的准确性，并可测量多项生理指标，但其使用的前提是要对小动物的身体产生创伤，而这种创伤对小动物的身体状况必然会产生相应的影响，从而使得小动物的心率产生相应的变化，因此，即使该仪器所检测的数据很准确，但这个数据并不能准确反映小动物受药物后的心率及其变化情况。 4. 充气尾套法：原理类似于袖带测压法。可无创测量大鼠脉搏信号，但是测量前要对大鼠尾部进行加温加压，易引起大鼠烦躁不安，导致心率反射性增高。且仪器价格高达数万元一台。 人工测试方法：由于小动物本身正常的心率达数百次，因此，靠人工记录小动物的心率，测量难度较大，准确度低，误差大。当实验小动物数量较多时，每次实验都要占用很多的人力，工作效率十分低下。 与植入式或介入式心率测量仪器相比，本作品采用无创尾部信号测量方法，有效地避免了创伤对动物身体状况的影响。与无创充气尾套法测量心率相比，本仪器采用独创的专用鼠尾夹具与压电式脉搏波传感器组合拾取动物脉搏信号，操作简单、 实用性强、且价格便宜。本仪器有较好的推广价值和市场前景。
