小動物被動跑輪系統

小動物被動跑輪系統對運動耐力、協調性和疲勞程度的指標記錄能力分析

一、系統基本功能與記錄能力

小動物被動跑輪系統主要由跑輪組件、驅動裝置、傳感器和數據采集系統組成，能夠記錄以下基礎參數：

跑輪轉動方向（正轉/反轉）

累計轉數

總行程距離

轉速變化（1-20轉/分可調）

運動時間與休息時間比例

（如ZL-015）支持通過軟件設置：

階梯式增速模式（每5分鐘提升5%轉速）

加速度閾值控制

單次運行時間限制（如90分鐘）

強制間歇休息（休息時間≥運動時間的30%）

二、關鍵指標記錄能力

1. 運動耐力評估

被動跑輪系統可通過以下間接指標反映運動耐力：

持續運行時間：動物在設定轉速下的持續運動能力

轉速耐受性：逐步增加轉速至動物力竭的臨界值

恢復時間：運動后活動頻率恢復正常所需時間

量化標準參考：

小鼠力竭標準：連續10秒無法維持正常奔跑姿勢或腹部接觸跑道超過5秒

生理指標輔助：心率>700次/分鐘，肛溫>39.5℃或血乳酸值>8mmol/l

2. 協調性評估

系統可通過以下方式評估協調性：

步態分析（需結合視頻追蹤）：

步幅長度

后肢擺動時間

腳趾伸展程度

軌道寬度

失誤頻率：動物在跑輪上失去平衡的次數

運動軌跡穩定性：通過紅外傳感器監測運動路徑的規律性

3. 疲勞程度判斷

系統可記錄以下疲勞相關指標：

活動頻率下降：單位時間內運動次數減少

運動強度降低：轉速耐受性下降

恢復期延長：休息時間需求增加

行為異常：出現跛行、蜷縮等步態異常

三、技術參數與實驗設計建議

1. 典型設備參數

轉速范圍：1-20轉/分；耐力測試建議5-15轉/分

單次運動時間：≤90分鐘；避免體力透支

休息時間：≥運動時間的30%；恢復

方向控制：隨機交替；防止適應性

適應期：≥3天；從低轉速開始逐步增加

2. 實驗設計要點

對照組設置：

靜態對照組（不干預）

寬平臺對照組（直徑14cm的平臺）

環境對照組（相同裝置但不進行睡眠剝奪）

數據采集優化：

定期校準速度、距離傳感器

結合視頻記錄觀察步態異常

使用行為學分析軟件輔助分析

四、研究應用

神經肌肉病癥研究：如脊髓損傷、帕金森等模型的步態分析

運動生理學研究：評估不同干預措施對運動耐力的影響

藥品開發測試：抗疲勞藥效果評估