脊髓损伤是指人体的脊柱受到严重的外力打击,从而导致的脊椎骨折,引起的脊髓受损,或者是由于病人患脊髓炎、脊髓肿瘤、脊髓血管病变而引发的病变。由于脊髓损伤的伤害程度难以界定,相关治疗药物种类较少。我国脊髓研究部门每年都投入大量人力物力对脊髓损伤药物及治疗方案进行研究,但是由于无法制备出不同损伤程度的脊髓损伤模型,导致脊髓损伤治疗的研究存在很大障碍。脊髓损伤模型是指研究人员在实验室内利用小白鼠或小兔子等脊椎动物作为实验对象,将它们的脊柱外壳切开,裸露出脊髓,然后使用重物下落的方式对它们的脊髓进行打击,得出应用于药物测试的实验样本。现阶段的实验研究基本上都是通过更换不同质量的重物进行打击来获得不同损伤程度的脊髓损伤模型。经过对以上问题的探究,本课题研制了一套脊髓致伤力测量系统,该系统由控制系统和三维移动平台以及测力传感器测量系统组成。控制系统由S7-300PLC和三个步进电机组成,该系统可对三维移动平台的运动进行控制,通过PLC编程,实现对三维移动平台上的三台电机的运动方向以及运动距离进行控制。三维移动平台上部还安装了电磁铁,由PLC控制其通断,通电时可以将冲击锤吸住,断电时将释放冲击锤,从而实现对实验对象的打击。在冲击锤的尖部安装有一个可以灵活伸缩的撞针,撞针的一端用来冲击脊髓,另一端与测力传感器的测量头相连,从而能够实时的测量脊髓所受到的冲击力。测力传感器的输出电压由高频数据采集系统测量,对传感器输出的电压进行快速的抽样测量,输出电压波形,通过对该波形的分析就能够计算出每一次打击冲击力产生的冲量,进而得出脊髓受伤程度的实验模型。通过实验,得到了测力传感器输出电压的波形,通过对测力传感器输出电压波形的平移以及翻转处理,再进行取样,得到了最终的冲击力数据,在坐标系中描绘出点,连成曲线,得到子冲击力的的波形。再通过将冲击力数据输入C++程序中得到冲击力的冲量,将最大冲击力、平均冲击力,以及作用时间和冲量展示在表格中,便于医学人员观察应用。