CN109350298B - 实现间歇性气道阻塞的通气调控设备 - Google Patents
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Abstract
本发明公开了一种实现间歇性气道阻塞的通气调控设备,包括气道阻塞装置、控制主机和电脑端程序,电脑端程序分别控制连接气道阻塞装置和控制主机,控制主机连接气道阻塞装置;气道阻塞装置上的进气腔上端设有空气进气口,进气腔下端连接气管插管一端,气管插管另一端外壁设有与气管插管外管连通的套囊,气管插管外管连接充气连接管,充气连接管端部设有充气阀,充气连接管上设有指示球囊,进气腔内设有可调孔径遮罩和驱动装置,可调孔径遮罩与伸入进气腔内的气管插管内管相连通,可调孔径遮罩传动连接驱动装置。本发明主要用于OSAHS动物模型的制备,设备结构简单,使用方便,调节频率高,控制精度准,智能化程度高,使用寿命长。
Description
技术领域
本发明属于生物学技术领域,尤其涉及一种实现间歇性气道阻塞的通气调控设备,用于OSAHS动物模型的构建。
背景技术
鼾症和阻塞性睡眠呼吸暂停低通气综合征(OSAHS)近年来越来越受到人们的关注,其危害性在于出现逐渐严重的间歇性低氧血症和胸腔压力波动,并引发一系列心脑血管疾病、代谢和内分泌疾病、以及认知功能障碍等,加重家庭及社会经济负担、占用有限的医疗资源,已成为一个亟待解决的公共卫生问题。
由于诱发性动物模型与临床试验相比,具有更强的操控性、直观性及易于重复的优点,能更精准的从解剖形态的组织病理学等多角度研究OSAHS。所以,寻求一种简易、稳定,更接近人类发病特征的动物模型迫在眉睫。
OSAHS动物模型建立的相关机理包括:(1)使动物长期暴露在慢性间歇性缺氧环境;(2)上呼吸道阻塞或呼吸肌功能障碍导致呼吸力学异常;(3)胸腔负压在反复的呼吸暂停和呼吸恢复的过程中不断波动,对心脏和血流动力学产生影响;(4)经常性夜间觉醒和睡眠相关碎片。研究表明,OSAHS的发生受多种因素影响,其中上气道阻塞或呼吸肌功能障碍导致呼吸力学异常是OSAHS产生的解剖基础,也是目前人类OSAHS的常见病因。
目前国内外应用最普遍的OSAHS模型是在电磁阀控制的间歇低氧箱内实现间歇性的低氧环境,模拟呼吸暂停时的缺氧状态;但这个过程较为片面,实验动物并没有发生实质性的呼吸道阻塞,也没有胸腔压力波动和由此继发的呼吸力学、血流动力学的相应改变,故较为片面。另外,国内外对于改变上气道的结构控制氧流建立模型包括以下几种方法:
(1)在舌内或舌下注射不同药物(如硅胶、聚二甲基硅氧烷)模拟不全性持续性呼吸道阻塞;(2)软腭粘膜肌层注入亲水性聚丙烯酰胺凝胶模拟不全性持续性呼吸道阻塞;(3)气道塌陷-重开放等控制气道大小或压力造成低通气模型,动物在实验过程中需要维持麻醉状态。
由于OSAHS危害大都是由于长期间歇性低氧、胸腔压力波动和呼吸力学改变所致,故同步实现间歇性的血氧饱和度降低、间歇性的胸腔压力波动,引起呼吸力学改变,成为制备OSAHS动物模型的关键;而如何精确模拟不同程度的呼吸暂停,使其达到人类OSAHS的临床诊断标准是建立模型的难点。
因此,现有技术中存在上述的技术缺陷,是本领域技术人员亟待解决的技术问题。
发明内容
本发明的目的在于提供一种实现间歇性气道阻塞的通气调控设备,旨在解决现有技术中存在的现有OSAHS动物模型无法精确模拟不同程度的气道阻塞、同步实现间歇性低氧和间歇性胸腔压力波动的缺陷的问题。
本发明是这样实现:
一种实现间歇性气道阻塞的通气调控设备,包括气道阻塞装置、控制主机和电脑端程序,所述电脑端程序分别控制连接所述气道阻塞装置和控制主机,所述控制主机连接所述气道阻塞装置;所述气道阻塞装置包括进气腔、充气连接管、指示球囊、充气阀、气管插管、套囊、可调孔径遮罩和驱动装置,所述进气腔上端设有空气进气口,所述进气腔下端连接气管插管一端,所述气管插管另一端外壁设有与气管插管外管连通的套囊,所述气管插管外管连接充气连接管,所述充气连接管端部设有充气阀,所述充气连接管上设有指示球囊,所述进气腔内设有可调孔径遮罩和驱动装置,所述可调孔径遮罩与伸入所述进气腔内的气管插管内管相连通,所述可调孔径遮罩传动连接所述驱动装置,所述驱动装置信号连接控制主机和电脑端程序。
进一步的,所述可调孔径遮罩外周设有与其拨杆连接的大齿轮,所述大齿轮与所述可调孔径遮罩同轴设置,所述驱动装置包括微型电机和小齿轮,所述微型电机输出端同轴传动设置小齿轮,所述小齿轮与所述大齿轮相啮合。
进一步的,还包括呼吸流量传感器、运动传感器、蓄电池、单片机和无线模块,所述蓄电池固定设于所述进气腔内壁,并为所述微型电机供电,所述蓄电池上设有外接电源接口并穿出所述进气腔外壁,所述微型电机连接设于所述进气腔内壁的单片机,所述单片机上设有无线模块,所述无线模块信号连接所述控制主机和电脑端程序,所述气管插管外壁上固定有呼吸流量传感器,所述进气腔内还设有运动传感器,所述呼吸流量传感器和运动传感器均连接所述单片机。用来监测呼吸气流的流速和流量,转换成潮气量、分钟通气量等指标在显示屏上动态显示。运动传感器根据所获取到的运动信息,用来判断模型动物是否处于睡眠状态,可以设置在清醒状态下是否允许发生低通气或呼吸暂停事件。无线模块信号连接所述控制主机,接收控制主机的指令,并将监测数据传输给控制主机进行屏幕显示和SD卡数据存储。
所述蓄电池固定设于所述进气腔内壁,并为所述微型电机供电;外接电源接口可以通过外接5V电源或干电池组为所述微型电机供电,同时为蓄电池充电。
进一步的,所述控制主机包括机壳,所述机壳前面板上设置有显示屏、多功能主控旋钮、外接血氧饱和度传感器接口和标准O2、CO2、N2气体输出接口,所述机壳后面板上设置有标准O2、CO2、N2气体输入接口、USB端口、开关、天线和SD卡插槽,所述机壳内部有主电路板、气体调节电磁阀、无线传输模块和供电模块,所述主电路板电连接所述显示屏、多功能主控旋钮、外接血氧饱和度传感器接口、USB端口、开关、天线、SD卡插槽、气体调节电磁阀、无线传输模块和供电模块,所述气体调节电磁阀用于控制O2、CO2、N2的流量大小,所述电脑端程序通过数据线或无线方式连接控制主机,可通过所述电脑端程序对控制主机参数和功能进行设置、记录数据和波形、数据分析处理。通过对内置程序菜单的参数设置和调节,将指令通过无线连接方式传输给气道阻塞装置,且所设置的低通气指数、呼吸暂停指数和呼吸紊乱指数等均显示在所述显示屏上。
进一步的,所述外接血氧饱和度传感器接口连接经皮血氧饱和度传感器,且测量数值显示在所述控制主机的所述显示屏上。可选市售血氧饱和度传感器,通过导线连接在上述接口上,将监测到的血氧饱和度信号返回所述控制主机,在所述显示屏上进行显示,并对所述气道阻塞装置进行反馈调控。
进一步的,所述控制主机上的O2、CO2、N2输入接口分别连接O2、CO2、N2气源,所述控制主机上的O2、CO2、N2输出接口连接多功能动物饲养箱,通过设置在所述机壳内部相应的三种气体流量电磁阀的开关大小,输出不同浓度的O2、CO2、N2的配比,并在显示屏上显示相应的输出O2、CO2、N2浓度的数值,对多功能动物饲养箱的O2、CO2、N2浓度进行调节控制,实现常氧、低氧、高氧、低二氧化碳和高二氧化碳不同饲养条件。
进一步的,所述进气腔外周壁对称设有两个固定翼,所述固定翼通过绑带将所述进气腔固定在OSAHS模型动物的颈部。
进一步的,一台所述控制主机可以同时与多个所述气道阻塞装置连接。
本发明的有益效果在于:本发明通过在气管插管中设置可调孔径遮罩,可智能精确控制间歇性气道阻塞的程度、频率、时长,从而精确模拟不同程度的间歇低氧、胸腔压力波动、呼吸力学改变,具有可重复性,最终使气道阻塞、缺氧程度、发生缺氧事件、胸腔压力波动的特征符合不同严重程度的OSAHS的诊断标准;本申请通过驱动装置和可调孔径遮罩相结合,调节电机运转的方向和工作时间,实现对气管孔径和流量的控制,并可完成每分钟上百次的调节频率,且孔径控制更为精确,提高实验的准确性。OSAHS者在发生间歇性低血氧的同时,也存在胸腔压力的剧烈波动,后者会对血流动力学、神经反馈调节、觉醒等产生影响。该装置既可通过孔径实现不同程度和不同频率的气道阻塞,从而实现间歇性低氧过程,也可同步实现胸腔压力波动的过程。本发明结构简单,使用方便,调节频率快,控制精度高,智能化程度高,使用寿命长。
附图说明
图1为现有技术中的可调孔径遮罩的结构示意图;
图2为本发明气道阻塞装置结构示意图;
图3为本发明可调孔径遮罩和驱动装置传动连接俯视图;
图4为本发明的进气腔内结构示意图;
图5为本发明的可调孔径遮罩不同开关大小状态的结构示意图;
图6为本发明的控制主机前后面板结构示意图;
图7为本发明的设置菜单逻辑关系图;
图8为本发明的工作原理示意图;
图中:1进气腔;2充气连接管;3指示球囊;4充气阀;5气管插管;6套囊;7可调孔径遮罩;8驱动装置;81微型电机;82小齿轮;9控制主机;10固定翼;11拨杆;12大齿轮;13蓄电池;14无线模块;15呼吸流量传感器;16运动传感器。
具体实施方式
为了使本发明的目的、技术方案及优点更加清楚明白,以下结合附图及实施例,对本发明进行进一步详细说明。应当理解,此处所描述的具体实施例仅仅用以解释本发明,并不用于限定本发明。
实施例1
图1和2示出了本发明的实现间歇性气道阻塞的通气调控设备的硬件组成部分,包括气道阻塞装置、控制主机9和电脑端程序,所述电脑端程序分别控制连接所述气道阻塞装置和控制主机9,所述控制主机9连接所述气道阻塞装置;所述气道阻塞装置包括进气腔1、充气连接管2、指示球囊3、充气阀4、气管插管5、套囊6、可调孔径遮罩7和驱动装置8,所述进气腔1上端设有空气进气口,外界空气通过进气口与进气腔1相连通,方便空气进入到进气腔1中。气管插管5属于现有技术中的管体结构,包括内管和外管,外管将内管包裹在内部,并且内管与外管不相通。所述进气腔1下端连接气管插管5一端,所述气管插管5另一端外壁设有与气管插管5外管连通的套囊6,所述气管插管5外管连接充气连接管2,所述充气连接管2端部设有充气阀4,所述充气连接管2上设有指示球囊3,由上可知,可使充气设备与充气阀4进行连接,使充气设备为套囊6进行供气。具体的,在初始状态下,套囊6处于压瘪状态,可随气管插管5伸入到模型动物的气管中;通过充气设备与充气阀4进行连接,使气体依次通过指示球囊3、充气连接管2和气管插管5外管并进入到套囊6中,将套囊6支撑起来,并使套囊6外壁紧密接触到动物模型气管,而在充气到一定程度后,通过指示球囊3进行指示,充气完成将充气设备撤走,并关闭充气阀4使套囊6的状态始终保持支撑状态,并可通过指示球囊3进行指示。在使用时,所述进气腔1外周壁对称设有两个固定翼10,所述固定翼10通过绑带将所述进气腔1固定在OSAHS模型动物的颈部。
如图3至8,所述进气腔1内设有可调孔径遮罩7和驱动装置8,其为类似相机可调光圈的结构,由多个相互部分重叠的活动叶片形成通气孔,并可通过其外侧设置的拨杆11进行调节活动叶片重叠部分的多少,从而实现对通气孔大小的调节。所述可调孔径遮罩7与伸入所述进气腔1内的气管插管5内管相连通,所述可调孔径遮罩7传动连接所述驱动装置8,所述驱动装置8信号连接控制主机9和电脑端程序。因此,其中一种实施例是采用有线方式,通过导线在驱动装置8和控制主机9之间建立连接,可在使用时,通过控制主机9对驱动装置8发出信号,对驱动装置8运行的方向和时间等进行调节,驱动装置8带动可调孔径遮罩7实现通气孔大小的调节。同时,由于电脑端程序也与气道阻塞装置连接,从而可通过电脑端程序对气道阻塞装置中的驱动装置8进行控制。
具体的,所述可调孔径遮罩7外周设有与其拨杆11连接的大齿轮12,所述大齿轮12与所述可调孔径遮罩7同轴设置,优选的,将拨杆11周向均匀设置3个,拨杆11外端与大齿轮12内环壁进行焊接固定,因此,可通过大齿轮12带动拨杆11,使可调孔径遮罩7内部活动叶片的重叠结构发生改变,实现对通气孔大小的调节。所述驱动装置8包括微型电机81和小齿轮82,所述微型电机81输出端同轴传动设置小齿轮82,所述小齿轮82与所述大齿轮12相啮合。因此,通过微型电机81输出轴带动小齿轮82的转动,使的与小齿轮82啮合的大齿轮12而发生转动。
还包括呼吸流量传感器15、运动传感器16、蓄电池13、单片机(图中未示出)和无线模块14,所述蓄电池13固定设于所述进气腔1内壁,并为所述微型电机81供电,所述蓄电池13上设有外接电源接口并穿出所述进气腔1外壁,所述微型电机81连接设于所述进气腔1内壁的单片机,所述单片机上设有无线模块14,所述无线模块14信号连接所述控制主机9和电脑端程序,所述气管插管5外壁上固定有呼吸流量传感器15,所述进气腔1内还设有运动传感器16,所述呼吸流量传感器15和运动传感器16均连接所述单片机。用来监测呼吸气流的流速和流量,转换成潮气量、分钟通气量等指标在控制主机9显示屏上动态显示。运动传感器16根据所获取到的运动信息,用来判断模型动物是否处于睡眠状态,可以设置在清醒状态下是否允许发生低通气或呼吸暂停事件。无线模块14信号连接所述控制主机9,接收控制主机9的指令,并将监测数据传输给控制主机9进行屏幕显示和SD卡数据存储。
所述蓄电池13固定设于所述进气腔1内壁,并为所述微型电机81供电;外接电源接口可以通过外接5V电源或干电池组为所述微型电机81供电,同时为蓄电池13充电。
实施例2
更进一步的,所述控制主机9包括机壳,所述机壳前面板上设置有显示屏、多功能主控旋钮、外接血氧饱和度传感器接口和标准O2、CO2、N2气体输出接口,所述机壳后面板上设置有标准O2、CO2、N2气体输入接口、USB端口、开关、天线和SD卡插槽,所述机壳内部有主电路板、气体调节电磁阀、无线传输模块和供电模块,所述主电路板电连接所述显示屏、多功能主控旋钮、外接血氧饱和度传感器接口、USB端口、开关、天线、SD卡插槽、气体调节电磁阀、无线传输模块和供电模块,所述气体调节电磁阀用于控制O2、CO2、N2的流量大小,所述电脑端程序通过数据线或无线方式连接控制主机9,可通过所述电脑端程序对控制主机9参数和功能进行设置、记录数据和波形、数据分析处理。通过对内置程序菜单的参数设置和调节,将指令通过无线连接方式传输给气道阻塞装置,且所设置的低通气指数、呼吸暂停指数和呼吸紊乱指数等均显示在所述显示屏上。
所述控制主机9由多功能主控旋钮操控在显示屏上显示的程序菜单,来进行所述参数的设置,将指令发送给气道阻塞装置,并在所述显示屏上显示低通气指数、呼吸暂停指数和呼吸紊乱指数,以及各传感器获取到的血氧饱和度数值、呼吸流量参数如潮气量、分钟通气量、运动数值(清醒/睡眠状态)等。所述低通气指数(HI)与呼吸暂停指数(AI)之和等于所述呼吸紊乱指数(AHI),且低通气指数、呼吸暂停指数和呼吸紊乱指数均显示在所述显示屏上。
控制主机9由单片机作为核心部件,与气道阻塞装置之间无线连接,通过电子电路控制电机,一台主机可同时控制多个气道阻塞装置。
控制主机9的可调节参数包括:
(1)低通气(Hyponea)
气道狭窄严重程度(调节气道阻塞装置的通气孔的不同孔径大小,0-90%可调,或随机产生)
低通气频率(即低通气指数HI,每小时发生低通气的次数,0-200次/h可调,或随机产生)
低通气时长(每次低通气持续时间,0-300秒可调,或随机产生)
(2)呼吸暂停(Apnea)
气道阻塞装置在一定时间段内孔径缩小90%以上或完全关闭
呼吸暂停频率(即呼吸暂停指数AI,每小时气道阻塞装置关闭的次数,0-200次/h可调,或随机产生)
呼吸暂停时长(每次呼吸暂停的持续时间,0-300秒可调,或随机产生)
(3)呼吸紊乱指数(AHI)
AHI=AI+HI,即设定AI和HI之后,自动计算出AHI,
也可在设定AHI数值后,按比例设置或随机分配AI和HI的比例。
实施例3
更进一步的,所述外接血氧饱和度传感器接口(图中标记为SO2%传感器接口)连接经皮血氧饱和度传感器,且测量数值显示在所述控制主机9的所述显示屏上。可选市售血氧饱和度传感器,通过导线连接在上述接口上,将监测到的血氧饱和度信号返回所述控制主机9,在所述显示屏上进行显示,并对所述气道阻塞装置进行反馈调控。
气道阻塞装置在实验时,将血氧饱和度传感器连接至实验模型动物,动态监测其血氧饱和度,并将监测信号反馈到控制主机9,一旦实验模型动物的血氧低于设置的预警值,强制性完全开放气道阻塞装置,恢复正常呼吸。
使用中避免动物将导线咬断,也避免因导线存在而使动物活动范围受限,改进血氧饱和度传感器与控制主机9的连接方式,具体可将血氧饱和度传感器与无线模块14进行连接,将血氧饱和度传送给控制主机9。
实施例4
为了对呼吸通气流量进行监测,所述呼吸流量传感器15设于所述气管插管5外管中,所述呼吸流量传感器15连接所述无线模块14。呼吸流量传感器15采用市售产品即可。呼吸流量传感器15监测到呼吸流量的变化,并可通过无线模块14将相关流量信号传送给控制主机9,并对流量数值进行显示。
实施例5
为了更精确地模拟OSAHS的呼吸暂停低通气事件主要发生在睡眠状态下,而在清醒状态下一般没有呼吸暂停事件的特征,还包括了运动传感器16(即3D加速度传感器),根据所获取到的运动/静止信息,用来判断模型动物是否处于睡眠状态。可以设置在清醒状态下是否允许发生低通气或呼吸暂停事件:默认设置为“否”,即在低通气、呼吸暂停事件正在进行中的时候,若动物从睡眠期转换到觉醒期,则自动打开通气调控装置的进气口,恢复正常通气。若设置为“是”,则动物无论清醒还是睡眠,通气设备都会产生气道狭窄或阻塞。
实施例6
所述控制主机9上的O2、CO2、N2输入接口分别连接O2、CO2、N2气源,所述控制主机9上的O2、CO2、N2输出接口连接多功能动物饲养箱,通过设置在所述机壳内部相应的三种气体流量电磁阀的开关大小,输出不同浓度的O2、CO2、N2的配比,并在显示屏上显示相应的输出O2、CO2、N2浓度的数值,对多功能动物饲养箱的O2、CO2、N2浓度进行调节控制,实现常氧、低氧、高氧、低二氧化碳和高二氧化碳不同饲养条件。
实施例7
控制主机9内具有数据存储记录功能,可将设置的参数数值和传感器监测到的信号数据记录在SD卡上。控制主机9可有线/无线连接至电脑端程序,通过电脑端程序来控制气道阻塞装置、调节参数、记录数据、存储和分析数据。
本发明的工作原理如下:
具体使用时,将此设备的气管插管5端部插入到动物模型气管中,并使充气连接管2端部的充气阀4与充气设备进行连接,并开始充气使指示球囊3以及与气管插管5外管连通的套囊6鼓起,套囊6与气管内壁紧密接触使气体只能通过气管插管5内管与外界连通,指示球囊3鼓起到一定程度后,可关闭充气阀4并取走充气设备;此时通过操作控制主机9上的相应菜单选项,向驱动装置发送指令,微型电机输出轴端部的小齿轮与大齿轮啮合,实现对可调孔径遮罩7开口孔径大小的调节,并通过呼吸流量传感器监测气道内的呼吸气体流量大小,通过运动传感器判断动物的清醒/睡眠状态,通过血氧饱和度传感器监测动物的低氧,并通过有线/无线方式传输给控制主机并进行显示和调控。从而实现了可精确控制上气道阻塞的程度,精确模拟不同程度的低通气和呼吸暂停,以及由此造成的间歇性低氧、间歇性胸腔压力波动,具有较好的可重复性,用于构建OSAHS动物模型。
本发明通过在气管插管中设置可调孔径遮罩,可智能精确控制间歇性气道阻塞的程度、频率、时长,从而精确模拟不同程度的间歇低氧、胸腔压力波动、呼吸力学改变,具有可重复性,最终使气道阻塞、缺氧程度、发生缺氧事件、胸腔压力波动的特征符合不同严重程度的OSAHS的诊断标准;本申请通过驱动装置和可调孔径遮罩相结合,调节电机运转的方向和工作时间,实现对气管孔径和流量的控制,并可完成每分钟上百次的调节频率,且孔径控制更为精确,提高实验的准确性。OSAHS者在发生间歇性低血氧的同时,也存在胸腔压力的剧烈波动,后者会对血流动力学、神经反馈调节、觉醒等产生影响。该装置既可通过孔径实现不同程度和不同频率的气道阻塞,从而实现间歇性低氧过程,也可同步实现胸腔压力波动的过程。本发明结构简单,使用方便,调节频率快,控制精度高,智能化程度高,使用寿命长。
上述虽然结合附图对本发明的具体实施方式进行了描述,但并非对本发明保护范围的限制,所属领域技术人员应该明白,在本发明的技术方案的基础上,本领域技术人员不需要付出创造性的劳动即可做出的各种修改或变形仍在本发明的保护范围之内。
Claims (6)
1.一种实现间歇性气道阻塞的通气调控设备,其特征在于:包括气道阻塞装置、控制主机和电脑端程序,所述电脑端程序分别控制连接所述气道阻塞装置和控制主机,所述控制主机连接所述气道阻塞装置;所述气道阻塞装置包括进气腔、充气连接管、指示球囊、充气阀、气管插管、套囊、可调孔径遮罩和驱动装置,所述进气腔上端设有空气进气口,所述进气腔下端连接气管插管一端,所述气管插管另一端外壁设有与气管插管外管连通的套囊,所述气管插管外管连接充气连接管,所述充气连接管端部设有充气阀,所述充气连接管上设有指示球囊,所述进气腔内设有可调孔径遮罩和驱动装置,所述可调孔径遮罩与伸入所述进气腔内的气管插管内管相连通,所述可调孔径遮罩传动连接所述驱动装置,所述驱动装置信号连接控制主机和电脑端程序;
所述可调孔径遮罩外周设有与其拨杆连接的大齿轮,所述大齿轮与所述可调孔径遮罩同轴设置,所述驱动装置包括微型电机和小齿轮,所述微型电机输出端同轴传动设置小齿轮,所述小齿轮与所述大齿轮相啮合;
还包括呼吸流量传感器、运动传感器、蓄电池、单片机和无线模块,所述蓄电池固定设于所述进气腔内壁,并为所述微型电机供电,所述蓄电池上设有外接电源接口并穿出所述进气腔外壁,所述微型电机连接设于所述进气腔内壁的单片机,所述单片机上设有无线模块,所述无线模块信号连接所述控制主机和电脑端程序,所述气管插管外壁上固定有呼吸流量传感器,所述进气腔内还设有运动传感器,所述呼吸流量传感器和运动传感器均连接所述单片机。
2.如权利要求1所述的实现间歇性气道阻塞的通气调控设备,其特征在于:所述控制主机包括机壳,所述机壳前面板上设置有显示屏、多功能主控旋钮、外接血氧饱和度传感器接口和标准O2、CO2、N2气体输出接口,所述机壳后面板上设置有标准O2、CO2、N2气体输入接口、USB端口、开关、天线和SD卡插槽,所述机壳内部有主电路板、气体调节电磁阀、无线传输模块和供电模块,所述主电路板电连接所述显示屏、多功能主控旋钮、外接血氧饱和度传感器接口、USB端口、开关、天线、SD卡插槽、气体调节电磁阀、无线传输模块和供电模块,所述气体调节电磁阀用于控制O2、CO2、N2的流量大小,所述电脑端程序通过数据线或无线方式连接控制主机,可通过所述电脑端程序对控制主机参数和功能进行设置、记录数据和波形、数据分析处理。
3.如权利要求2所述的实现间歇性气道阻塞的通气调控设备,其特征在于:所述外接血氧饱和度传感器接口连接经皮血氧饱和度传感器,且测量数值显示在所述控制主机的所述显示屏上。
4.如权利要求3所述的实现间歇性气道阻塞的通气调控设备,其特征在于:所述控制主机上的O2、CO2、N2输入接口分别连接O2、CO2、N2气源,所述控制主机上的O2、CO2、N2输出接口连接多功能动物饲养箱,通过设置在所述机壳内部相应的三种气体流量电磁阀的开关大小,输出不同浓度的O2、CO2、N2的配比,并在显示屏上显示相应的输出O2、CO2、N2浓度的数值,对多功能动物饲养箱的O2、CO2、N2浓度进行调节控制,实现常氧、低氧、高氧、低二氧化碳和高二氧化碳不同饲养条件。
5.如权利要求4所述的实现间歇性气道阻塞的通气调控设备,其特征在于:所述进气腔外周壁对称设有两个固定翼,所述固定翼通过绑带将所述进气腔固定在OSAHS模型动物的颈部。
6.如权利要求5所述的实现间歇性气道阻塞的通气调控设备,其特征在于:一台所述控制主机可以同时与多个所述气道阻塞装置连接。
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Families Citing this family (1)
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---|---|---|---|---|
CN114558217B (zh) * | 2022-02-28 | 2024-06-25 | 重庆医科大学 | 一种应用于气管切开术的堵管设备 |
Citations (10)
Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
---|---|---|---|---|
CN201260829Y (zh) * | 2008-09-16 | 2009-06-24 | 吕麦青 | 气管插管端口封堵器 |
CN201861762U (zh) * | 2010-11-15 | 2011-06-15 | 上海交通大学医学院附属瑞金医院 | 动物实验用低氧箱 |
CN103007404A (zh) * | 2012-11-23 | 2013-04-03 | 广州医学院第一附属医院 | 一种建立气管狭窄动物模型的方法及其设备 |
CN205460308U (zh) * | 2016-03-03 | 2016-08-17 | 中国人民解放军第四军医大学 | 一种可调节流量大小的气管套管 |
CN106137453A (zh) * | 2016-08-29 | 2016-11-23 | 叶贤伟 | 一种实时反馈多模式氧控制系统 |
CN205964214U (zh) * | 2016-04-28 | 2017-02-22 | 首都医科大学附属北京安贞医院 | 阻塞性睡眠呼吸暂停低通气综合征鼠模型造模装置 |
CN106872118A (zh) * | 2017-04-13 | 2017-06-20 | 四川大学华西第二医院 | 一种智能监测及自动调节气管导管对气道密闭状态的装置 |
CN206295492U (zh) * | 2016-08-18 | 2017-07-04 | 四川大学华西医院 | 一种可调节气流量的气管插管 |
CN206577220U (zh) * | 2016-11-25 | 2017-10-24 | 王伟丽 | 气管插管切口愈合期使用的变流量呼吸调节器 |
CN208659623U (zh) * | 2017-10-24 | 2019-03-29 | 天津市胸科医院 | 实现osahs动物模型的通气设备 |
Family Cites Families (4)
Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
---|---|---|---|---|
CN203490383U (zh) * | 2013-08-26 | 2014-03-19 | 广州安特激光技术有限公司 | 用于紫外激光玻璃切割机的电动可调光阑 |
CN203490445U (zh) * | 2013-10-12 | 2014-03-19 | 中山联合光电科技有限公司 | 一种可控式光圈切换系统 |
CN205824633U (zh) * | 2016-07-08 | 2016-12-21 | 广州力铭光电科技有限公司 | 一种led聚光柔光灯光学及调节系统 |
CN106772886A (zh) * | 2016-12-29 | 2017-05-31 | 中国科学院西安光学精密机械研究所 | 一种电动可变光阑调光机构 |
-
2018
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Patent Citations (10)
Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
---|---|---|---|---|
CN201260829Y (zh) * | 2008-09-16 | 2009-06-24 | 吕麦青 | 气管插管端口封堵器 |
CN201861762U (zh) * | 2010-11-15 | 2011-06-15 | 上海交通大学医学院附属瑞金医院 | 动物实验用低氧箱 |
CN103007404A (zh) * | 2012-11-23 | 2013-04-03 | 广州医学院第一附属医院 | 一种建立气管狭窄动物模型的方法及其设备 |
CN205460308U (zh) * | 2016-03-03 | 2016-08-17 | 中国人民解放军第四军医大学 | 一种可调节流量大小的气管套管 |
CN205964214U (zh) * | 2016-04-28 | 2017-02-22 | 首都医科大学附属北京安贞医院 | 阻塞性睡眠呼吸暂停低通气综合征鼠模型造模装置 |
CN206295492U (zh) * | 2016-08-18 | 2017-07-04 | 四川大学华西医院 | 一种可调节气流量的气管插管 |
CN106137453A (zh) * | 2016-08-29 | 2016-11-23 | 叶贤伟 | 一种实时反馈多模式氧控制系统 |
CN206577220U (zh) * | 2016-11-25 | 2017-10-24 | 王伟丽 | 气管插管切口愈合期使用的变流量呼吸调节器 |
CN106872118A (zh) * | 2017-04-13 | 2017-06-20 | 四川大学华西第二医院 | 一种智能监测及自动调节气管导管对气道密闭状态的装置 |
CN208659623U (zh) * | 2017-10-24 | 2019-03-29 | 天津市胸科医院 | 实现osahs动物模型的通气设备 |
Non-Patent Citations (1)
Title |
---|
Canine model of obstructive sleep apnea model description and preliminary application;Kimoff R J etc.;《Journal of applied physiology》;19941231;第76卷(第4期);第1810-1812页 * |
Also Published As
Publication number | Publication date |
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