本发明专利技术涉及医学研究技术领域，具体涉及一种直升机飞行人员急性腰痛的模拟装置及分析模型。模拟装置，包括：坐姿套筒，用于放置试验动物；坐姿套筒固定矗立于振动平台上；振动平台，用于根据预设振动参数进行周期性低频振动。通过坐姿套筒放置试验动物，坐姿套筒固定矗立于振动平台上，利用振动平台根据预设振动参数进行周期性低频振动，实现模拟直升机振动后急性腰痛环境。本模拟装置能够模拟直升机飞行人员急性腰痛所处的环境，从而帮助直升机飞行人员急性腰痛的研究分析，为直升机飞行人员急性腰痛提供更多研究数据。
【技术实现步骤摘要】
本专利技术涉及医学研究，具体涉及一种直升机飞行人员急性腰痛的模拟装置及分析模型。
技术介绍
1、职业性全身振动是直升机飞行人员急性腰痛(acute low back pain，albp)的重要原因之一。急性发作性时腰部疼痛可延伸至下肢，呈腰部压痛明显，活动受限。研究表明，直升机飞行员一年内腰痛患病率为48.1％。腰背痛的高发生率多数归因于飞行人员的低频振动暴露，但许多albp发病机制不明、防治效果差、容易复发、难以根治。严重时可导致飞行人员停飞，直接影响飞行作业能力和飞行计划的实施。因此，亟待建立相应的albp模拟装置以探索albp成因，以及改善与防护措施，降低腰痛持续、脊柱退化和腰椎间盘突出症等康复风险。
2、直升机振动持续时间占整个飞行时间的90％～98％，以低频振动(6～20hz或10～30hz)为主，振幅多间于1.5～9mm，其中脊柱共振频率为8～12hz。近年有研究者用兔、狗、绵羊、牛、恒河猴和大鼠做椎间盘穿刺退变腰痛模型，与低频振动致albp在成因上存在显著差别。研究表明大鼠椎骨与人类椎骨的宽度与深度轴向长宽比非常相近，因此大鼠脊柱可以作为模拟人类脊柱轴向和剪切载荷的合适替代物。
3、现有技术中，虽有大鼠单独肢体或全身振动后疼痛诱导和维持评价，但其振动反应及其与损伤关系尚不明确。也有部分研究将大鼠在麻醉维持并进行振动暴露，得到全身振动是一种潜在的致痛原因的结论。但是其原理过程与飞行人员的所处环境完全不一样。现有技术缺少能够对直升机飞行人员的急性腰痛进行研究分析提供研究数据的模拟装置。
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br/>技术实现思路
1、针对现有技术存在的不足，本专利技术提出一种直升机飞行人员急性腰痛的模拟装置，以能够模拟直升机飞行人员急性腰痛所处的环境，从而帮助直升机飞行人员急性腰痛的研究分析。
2、第一方面，本专利技术提供一种直升机飞行人员急性腰痛的模拟装置。
3、在第一种可实现方式中，一种直升机飞行人员急性腰痛的模拟装置，包括：
4、坐姿套筒，用于放置试验动物；坐姿套筒固定矗立于振动平台上；
5、振动平台，用于根据预设振动参数进行周期性低频振动。
6、结合第一种可实现方式，在第二种可实现方式中，坐姿套筒为试验动物清醒坐姿体位下制备的套筒模具。
7、结合第一种可实现方式，在第三种可实现方式中，振动平台设置有振动仪，振动仪的振动参数设置如下：振动频率：9.90～10.10hz；振动强度：20％；重力加速度：0.2g～0.3g；振幅：1.5～1.7mm。
8、结合第一种可实现方式，在第四种可实现方式中，还包括：周期性低频振动的持续时间为5天，每天振动时间分别为1、3和6小时。
9、结合第一种可实现方式，在第五种可实现方式中，周期性低频振动的振动方向为三维六自由度。
10、结合第一种可实现方式，在第六种可实现方式中，还包括：通过设置实验组和空白组，进行旷场行为分析、肢体痛阈分析、步态分析、疲劳转棒分析、摄食量分析和腰部多裂肌组织学观察。
11、第一方面，本专利技术提供一种直升机飞行人员急性腰痛分析模型。
12、在第七种可实现方式中，一种直升机飞行人员急性腰痛分析模型的构建方法，其特征在于，基于上述的直升机飞行人员急性腰痛的模拟装置，包括：
13、利用上述的直升机飞行人员急性腰痛的模拟装置获取急性腰痛试验数据；急性腰痛试验数据包括旷场行为数据、肢体痛阈数据、步态数据、疲劳转棒数据、摄食量数据和多裂肌组织形态学数据；
14、根据急性腰痛试验数据构建急性腰痛分析模型。
15、结合第七种可实现方式，在第八种可实现方式中，旷场行为数据通过如下方式获取：
16、将试验动物经过直升机飞行人员急性腰痛的模拟装置进行试验后，将试验动物放入旷场实验区；
17、在预设时间内，通过红外探测器记录试验动物在旷场实验区的移动情况，移动情况包括在实验中心区时间与边缘区时间，以及总移动距离；通过摄像头进行视频记录，获取试验动物在非移动期间内的探索与直立行为。
18、结合第七种可实现方式，在第九种可实现方式中，肢体痛阈数据通过以下方式获取：
19、将试验动物经过直升机飞行人员急性腰痛的模拟装置进行试验后，置于透明箱内，透明箱底部为铁丝网；
20、利用一系列不同重量的纤维丝对试验动物的后肢足部中央区进行刺激，获取试验动物的应激缩足反应；
21、统计试验动物的应激缩足反应，根据统计结果计算试验动物的缩足阈值。
22、结合第六种可实现方式，在第十种可实现方式中，根据急性腰痛试验数据构建急性腰痛分析模型，包括：
23、根据多个急性腰痛试验数据构建训练集和测试集；
24、利用训练集对预设卷积神经网络进行训练；
25、根据测试集对训练后的卷积神经网络进行准确率测试；
26、将准确率大于预设阈值的训练后卷积神经网络确定为急性腰痛分析模型。
27、由上述技术方案可知，本专利技术的有益技术效果如下：
28、1.通过坐姿套筒放置试验动物，坐姿套筒固定矗立于振动平台上，利用振动平台根据预设振动参数进行周期性低频振动，实现模拟直升机振动后急性腰痛环境。本模拟装置能够模拟直升机飞行人员急性腰痛所处的环境，从而帮助直升机飞行人员急性腰痛的研究分析，为直升机飞行人员急性腰痛提供更多研究数据。
29、2.本方案提供的模拟装置及分析模型效果稳定，具有良好的应用前景，尤其对直升机飞行人员低频振动致急性腰痛的发生机制研究和减振防护效能评价研究具有重要价值，具有良好的可重复性和标准化。并且使用方便，模拟装置体积小，成本低，性能稳定。
30、3.本方案能够满足不同直升机机型振动条件下，与脊柱发生共振时急性腰痛的观察与综合评估，适合直升机飞行人员急性腰痛的病理生理学和生物力学机制研究，以及减振防护效果评价，实现清醒非肌松条件下急性腰痛模型制备，与飞行人员作业相关腰痛在腰部肌肉骨骼生物力学特点、体位上吻合度高。与现有振动所致腰痛模型相比，本模拟装置实现了清醒、坐姿条件下的急性腰痛发生过程模拟，能够有效避免既往低频振动条件下，麻醉处理引起的腰部肌肉尤其是多裂肌对脊柱的应力性保护效应受损，同时，避免了振动时卧位不能表征坐姿作业体位的局限性。此外，从行为学和组织学层面对急性腰痛实现量化评估。该模型效果稳定、操作简洁，评估指标客观。检测数据稳定、可靠，是直升机作业致急性腰痛病理诊断和基础实验研究中具有普遍生物学意义的实验模型，具有广泛的应用前景。
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【技术保护点】
1.一种直升机飞行人员急性腰痛的模拟装置，其特征在于，包括：
2.根据权利要求1所述的模拟装置，其特征在于，所述坐姿套筒为试验动物清醒坐姿体位下制备的套筒模具。
3.根据权利要求1所述的模拟装置，其特征在于，所述振动平台设置有振动仪，所述振动仪的振动参数设置如下：振动频率：9.90～10.10Hz；振动强度：20％；重力加速度：0.2g～0.3g；振幅：1.5～1.7mm。
4.根据权利要求1所述的模拟装置，其特征在于，还包括：所述周期性低频振动的持续时间为5天，每天振动时间分别为1、3和6小时。
5.根据权利要求1所述的模拟装置，其特征在于，所述周期性低频振动的振动方向为三维六自由度。
6.根据权利要求1所述的模拟装置，其特征在于，还包括：通过设置实验组和空白组，进行旷场行为分析、肢体痛阈分析、步态分析、疲劳转棒分析、摄食量分析和腰部多裂肌组织学观察。
7.一种直升机飞行人员急性腰痛分析模型，其特征在于，基于权利要求1至6任一项所述的直升机飞行人员急性腰痛的模拟装置，包括：
8.根据权利要求7所述的直升机飞行人员急性腰痛分析模型，其特征在于，所述旷场行为数据通过如下方式获取：
9.根据权利要求7所述的直升机飞行人员急性腰痛分析模型，其特征在于，所述肢体痛阈数据通过以下方式获取：
10.根据权利要求7所述的直升机飞行人员急性腰痛分析模型，其特征在于，根据所述急性腰痛试验数据构建急性腰痛分析模型，包括：
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【技术特征摘要】
1.一种直升机飞行人员急性腰痛的模拟装置，其特征在于，包括：
2.根据权利要求1所述的模拟装置，其特征在于，所述坐姿套筒为试验动物清醒坐姿体位下制备的套筒模具。
3.根据权利要求1所述的模拟装置，其特征在于，所述振动平台设置有振动仪，所述振动仪的振动参数设置如下：振动频率：9.90～10.10hz；振动强度：20％；重力加速度：0.2g～0.3g；振幅：1.5～1.7mm。
4.根据权利要求1所述的模拟装置，其特征在于，还包括：所述周期性低频振动的持续时间为5天，每天振动时间分别为1、3和6小时。
5.根据权利要求1所述的模拟装置，其特征在于，所述周期性低频振动的振动方向为三维六自由度。
6.根据...
【专利技术属性】
技术研发人员：杨策，刘红珍，刘媛，李森，杨承卓，高洁，朱莹，周阿香，王海燕，龙在云，王永堂，
申请(专利权)人：中国人民解放军陆军特色医学中心，
类型：发明
国别省市：
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