CN109674476A - 一种对于化学刺激的呼吸中枢驱动反应性的测定装置 - Google Patents
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Abstract
本发明提供了一种对于化学刺激的呼吸中枢驱动反应性的测定装置，包括Y型管路(1)，在工作状态下，Y型管路(1)包括近人体端(11)以及远人体端(12)，远人体端(12)包括进气端(121)以及呼气端(122)，进气端(121)与呼气端(122)汇合后连接近人体端(11)形成所述Y型管路(1)，进气端(121)端部连接一多通管(2)，多通管(2)的多个分端(21)分别通过多个弹性气囊(3)连接多个气体源(4)，其通过在Y型管路的进气口设置进气源以及在出气口设置呼气末二氧化碳浓度/氧浓度感受探头以及便携肺功能仪，本发明结构简单、功能强大、操作方便，具有极高的商业价值。
Description
技术领域
本发明涉及医疗设备控制技术领域，尤其是一种对于化学刺激的呼吸中枢驱动反应性的测定装置。
背景技术
在不同环境下，人们的呼吸中枢驱动(P0.1)、分钟通气量(VT)、氧分压/二氧化碳分压等等这些指标在现有的医学中具有十分广泛的潜在应用，而如何获取这些指标成为了医学中难以攻克的难点。
目前临床上只有在空气中静息状态下对口腔阻断压(P0.1)的测定，或采用重复呼吸法(Rebuck和Cambell)造成低氧刺激或Read法致高二氧化碳刺激后对呼吸中枢驱动(P0.1)及分钟通气量(VT)进行获取，但该方法中氧分压/二氧化碳分压的测定需要采取动脉血气分析，为有创操作且不能重复地进行动态监测；且重复呼吸法中制造低氧时很难固定二氧化碳分压不变，同理，制造吸入高二氧化碳刺激时很难固定氧分压水平，导致测量结果并不理想和精确。
现如今市场上常见的呼吸系统检测装置并不能同时监测呼气末氧分压二氧化碳分压的具体情况，以及不能同步测定口腔阻断压力P0.1、潮气量以及分钟通气量。
因此，目前临床上缺乏对于某一病理生理状态下针对吸入某特定化学刺激的呼吸中枢驱动反应性的，无创且精准的测定装置，并没有一种能够解决上述技术问题的，一种设计简单，能够具有良好测定效果的测定装置，具体地，并没有一种对于化学刺激的呼吸中枢驱动反应性的测定装置。
发明内容
针对现有技术存在的技术缺陷，本发明的目的是提供一种对于化学刺激的呼吸中枢驱动反应性的测定装置，包括Y型管路1，在工作状态下，所述Y型管路1包括近人体端11以及远人体端12，所述远人体端12包括进气端121以及呼气端122，所述进气端121与所述呼气端122汇合后连接所述近人体端11形成所述Y型管路1，其中；
所述进气端121的端部连接一多通管2，所述多通管2的多个分端21分别通过多个弹性气囊3连接多个气体源4。
优选地，所述多通管2为三通管件。
优选地，所述气体源4至少包括高二氧化碳气体源充填的21％O2、7％CO2、72％N2罐装混合气、低氧气体源充填的100％氮气+4％二氧化碳、室内空气。
优选地，还包括呼气末二氧化碳浓度/氧浓度感受探头5，所述呼气末二氧化碳浓度/氧浓度感受探头设置在呼气端。
优选地，还包括便携肺功能仪6，所述便携肺功能仪设置在近人体端。
优选地，在工作状态下，所述便携肺功能仪获取人体口腔阻断压P0.1，潮气量、分钟通气量。
优选地，还包括第一单向活瓣7，所述第一单向活瓣设置在进气端中部并允许气体从远人体端流向近人体端。
优选地，还包括第二单向活瓣8，所述第二单向活瓣设置在呼气端中部并允许气体从近人体端流向远人体端。
本发明提供了一种对于化学刺激的呼吸中枢驱动反应性的测定装置，其通过在Y型管路的进气口设置进气源以及在出气口设置呼气末二氧化碳浓度/氧浓度感受探头以及便携肺功能仪，实时监测呼气末氧分压及二氧化碳分压，并同步测定口腔阻断压力P0.1、潮气量以及分钟通气量，本发明为了找到一种能够更快速的、更简单的获取上述测量结果的方法，而设计了本发明所提供的装置，本发明结构简单、功能强大、操作方便，具有极高的商业价值。
附图说明
通过阅读参照以下附图对非限制性实施例所作的详细描述，本发明的其它特征、目的和优点将会变得更明显：
图1示出了根据本发明的具体实施方式的，一种对于化学刺激的呼吸中枢驱动反应性的测定装置的各部件的连接示意图。
具体实施方式
为了更好的使本发明的技术方案清晰地表示出来，下面结合附图对本发明作进一步说明。
本领域技术人员理解，本发明主要公开了一种对于化学刺激的呼吸中枢驱动反应性的测定装置，其用于通过本发明所提供的装置来更快速的、更方便的获取到呼吸中枢驱动反应性的各项数据指标，而这些数据指标作为中间结果，并不涉及到具体的应用以及医学诊断，而是作为一种潜在结果，提供更加广泛的潜在应用。
图1示出了根据本发明的具体实施方式的，一种对于化学刺激的呼吸中枢驱动反应性的测定装置的各部件的连接示意图，具体地，本发明的目的是提供一种对于化学刺激的呼吸中枢驱动反应性的测定装置，包括Y型管路1，如图1所示，所述Y型管路尾端连接人体口腔，优选地，在所述Y型管路尾端连接人体口腔出设置一咬合部，方便人体咬合，同时也可在所述Y型管路尾端连接人体口腔出设置一呼吸面罩，更加利于用户呼吸，在所述Y型管路首端分别是一进气管与一出气管，所述进气管的气体经所述在所述Y型管路尾端进入人体口腔，同时人体呼出的气体有所述在所述Y型管路尾端流出至所述在所述Y型管路出气管。
进一步地，所述管路还可以设置为“十”字型，其中，所述“十”字形的一端连接人体呼吸通道，另外两端分别为呼气端与进气端，剩余的一端为辅助气体的进气端，如人体在使用时若出现突发缺氧的状况，则开启辅助气体的进气端，所述辅助气体中的气体为氧气。
进一步地，在工作状态下，所述Y型管路1包括近人体端11以及远人体端12，所述远人体端12包括进气端121以及呼气端122，所述进气端121与所述呼气端122汇合后连接所述近人体端11形成所述Y型管路1，如图1所示，以所述进气端及所述呼气端的汇合处为分界点，右边为所述近人体端，左边为所述远人体端。
所述进气端121的端部连接一多通管2，所述多通管2的多个分端21分别通过多个弹性气囊3连接多个气体源4，所述多个气体源同时进入所述多通管内，并汇合进入所述进气端的管道内，相应地，在所述多通管的每个出口与所述多个气体源之间对应设置多个弹性气囊，所述弹性气囊可使管道内的气压与管道外的气压相等，具体地，当人体吸气时，所述多个气体源的气体通过所述多通管向所述进气端输送气体，而此时所述管道内的气压低于所述管道外的气压，同时，所述弹性气囊会有相应地收缩，待人体吸气结束后，所述弹性气囊进行膨胀，还原至初始状态，使所述管道内的气压与管道外的气压相同。
进一步地，所述多通管2为三通管件，在这样的实施例中，所述多通管优选地为三通管件，所述三通管件包含一主进出气口以及三个副进出气口，所述三个副进出气口分别与所述多个混合气体管道连接，所述主进出气口与所述进气端的管道连接，所述多个混合气体管道内的气体分任意一个进入与其对应的副进出气口，并在通过所述三通管件内部，最终由所述三通管道的主进出气口流出并进入所述进气端的管道内。
本领域技术人员理解，所述三通管道内任意一个进出气口开启时，则另外的两个副进出气口关闭，优选地，所述多通管道并不限于三通管件，还可以是四通、五通甚至更多，在此不予赘述。
进一步地，所述气体源4至少包括高二氧化碳气体源充填的21％O2、7％CO2、72％N2罐装混合气，所述高二氧化碳气体源内的气体主要包含氧气、二氧化碳以及氮气，本领域技术人员理解，正常的空气中空气成分的比例为78％的氮气、21％的氧气以及约1％的稀有气体，其中二氧化碳的占比约为0.031％，由于正常的空气中的二氧化碳的比例较低，所以为了提高二氧化碳的气体浓度，将所述混合气体的比例调整至21％的氧气、7％的二氧化碳以及72％的氮气，既保证了人体对氧气的需求，同时也提高了二氧化碳的浓度，这样的气体可测试人体在高二氧化碳的情况下的呼吸反映。
进一步地，所述气体源还包括低氧气体源充填的100％氮气+4％二氧化碳，在这样的实例中，所述低氧气体源内并不包含氧气，而是100％的氮气+4％的二氧化碳，所述低氧气体源充填的气体用于测试人体在低氧状态下的低氧反应。
进一步地，所述气体源还包括室内空气，所述室内空气可视为正常的空气，由于正常空气中还包含一些稀有气体，将室内空气也作为气体源之一则可以满足人体对稀有气体的需求，同时可以测试出人体在正常空气状态下的呼吸反映。
本领域技术人员理解，通过在所述气体源中设置高二氧化碳气体源充填的21％O2、7％CO2、72％N2罐装混合气、低氧气体源充填的100％氮气+4％二氧化碳以及室内空气，可以测试出人体在高二氧化碳、低氧以及正常状态下的呼吸反映，优选地，所述气体源的出气口设置一开关阀，如需测试人体在正常气体状态下的呼吸反映，将所述室内空气的气体源开通，其他的气体源关闭。
进一步地，所述气体源的气体并不局限于以上三种，且并不局限于以上气体分配比例，根据人体的实际需求可对所述气体源的种类以及气体分配比例进行相应地调整，这并不影响本发明的技术效果。
进一步地，还包括呼气末二氧化碳浓度/氧浓度感受探头5，所述呼气末二氧化碳浓度/氧浓度感受探头设置在呼气端，在这样的实施例中，如图1所示，在所述呼气端的末端设置探头，所述探头可测试呼气末二氧化碳浓度及氧浓度感受，即人体在呼出气体时，其呼出气体内包含的二氧化碳浓度以及剩余氧气浓度等数据。
进一步地，还包括便携肺功能仪6，所述便携肺功能仪设置在近人体端，在所述近人体端的管道上设置一感应器，所述感应器连接所述便携肺功能仪，所述感应器与所述便携肺功能仪的连接形式包括但不限于数据线连接、无线网络连接、蓝牙连接或红外连接等形式，优选地，所述便携肺功能仪上带有一显示屏，用于显示所述便携肺功能仪获取到的数据。
进一步地，在工作状态下，所述便携肺功能仪获取人体口腔阻断压P0.1，潮气量、分钟通气量，所述便携肺功能仪通过获取人体呼吸数据，分析出人体的口腔阻断压P0.1、潮气量及分钟通气量，具体地，所述口腔阻断压P0.1为吸气用力开始0.1秒时，突然关闭气道，在口腔内产生的负压。
进一步地，所述潮气量是指平静呼吸时每次吸入或呼出的气量，所述潮气量与年龄、性别、体积表面、呼吸习惯、机体新陈代谢有关，所述潮气量的计算方式为潮气量＝吸气时间×供气速度，吸气时间越长，则潮气量越大。
进一步地，所述分钟通气量是指每分钟进或出肺的气体总量，为潮气量与呼吸频率的乘积，人体以极大的呼吸幅度和速度所达到的每分钟通气量即为最大通气量。
进一步地，所述测定装置还包括第一单向活瓣7，所述第一单向活瓣设置在进气端中部并允许气体从远人体端流向近人体端，如图1所示，在所述进气端设置所述第一单向活瓣，所述第一单向活瓣即只允许气体由所述远人体端流向所述近人体端，防止气体回流，具体地，当人体作出吸气动作时，所述近人体端的管道产生负压，致使所述第一单向活瓣开启，从而使所述进气管内的气体由所述远人体端通入所述近人体端，当人体吸气动作结束时，所述近人体端管道内的负压消失，所述第一单向活瓣的开关关闭，使人体在呼气时所述呼出气体不会有近人体端进入远人体端的进气端，从而使人体呼出气体只能通过所述呼气端管道排出。
进一步地，所述测定装置还包括第二单向活瓣8，所述第二单向活瓣设置在呼气端中部并允许气体从近人体端流向远人体端，在这样的实施例中，在所述呼气端设置所述第二单向活瓣，所述第二单项活瓣即只允许气体由所述近人体端流向所述远人体端，防止气体回流，具体地，当人体作出呼气动作时，所述近人体端内的管道内压力升高，致使所述第二单项活瓣开启，使所述气体经过所述呼气端流出，当人体呼气动作结束时，所述近人体端管道内压力消失，致使所述第二单项活瓣关闭，阻断气体回流。
本领域技术人员理解，本发明提供了一种对于低氧或高二氧化碳刺激的呼吸中枢驱动反应性的测定装置，作为本发明的一个优选实施例，其包括便携肺功能仪，其用于对口腔阻断压P0.1，潮气量、分钟通气量进行测定、呼气末二氧化碳浓度/氧浓度感受探头、低氧(或高二氧化碳)混合气体源、弹性气囊、Y型管路、三通管、单向活瓣。其中，随着不同气体源的吸入，可以实时监测到口腔阻断压P0.1，潮气量、分钟通气量、呼气末氧分压/二氧化碳分压的动态变化。
本发明中用可吸入低氧或高二氧化碳刺激的装备代替传统的重复呼吸法模式，更好地模拟了呼吸障碍人体的病理生理状态(即低氧和/或高二氧化碳)，精准地固定吸入氧气及二氧化碳浓度，克服了以往重复呼吸模式下不能测定人体对某一固定化学刺激的呼吸中枢反应性这一不足；同时，加入呼气末氧浓度及二氧化碳浓度感受探头设计，可以无创地检测呼出气氧分压及二氧化碳分压的动态变进化；此外，装置中口腔阻断压力P0.1的近人体端设计可以在吸入低氧或高二氧化碳刺激后即刻测出呼吸驱动的动态变化。
在本发明中，由三通管连接三种不同的气体源(分别为空气、低氧以及高二氧化碳气体)，每个气体源分别有缓冲弹性气囊连接人体端，每次可以舒适地吸入一种气体源；通过在近人体端管路中置入第一单向活瓣，控制吸入气体方向，同时第二单向活瓣亦可保证呼出气全部流入Y字形管路的另外一端，以便精准地监测呼出气体二氧化碳分压及氧分压的实时变化。便携肺功能仪器直接通过口嘴与人体及Y字形管路的骑跨部位相连接，可第一时间测得吸入气体刺激后呼吸中枢及通气量等改变。
以上对本发明的具体实施例进行了描述，需要理解的是，本发明并不局限于上述特定实施方式，本领域技术人员可以在权利要求的范围内做出各种变形或修改，但这不影响本发明的实质内容，在此不予赘述。
Claims (8)
1.一种对于化学刺激的呼吸中枢驱动反应性的测定装置，其特征在于，包括Y型管路(1)，在工作状态下，所述Y型管路(1)包括近人体端(11)以及远人体端(12)，所述远人体端(12)包括进气端(121)以及呼气端(122)，所述进气端(121)与所述呼气端(122)汇合后连接所述近人体端(11)形成所述Y型管路(1)，其中；
所述进气端(121)的端部连接一多通管(2)，所述多通管(2)的多个分端(21)分别通过多个弹性气囊(3)连接多个气体源(4)。
2.根据权利要求1所述的测定装置，其特征在于，所述多通管(2)为三通管件。
3.根据权利要求1或2所述的测定装置，其特征在于，所述气体源(4)至少包括高二氧化碳气体源充填的21％O2、7％CO2、72％N2罐装混合气、低氧气体源充填的100％氮气+4％二氧化碳、室内空气。
4.根据权利要求1所述的测定装置，其特征在于，还包括呼气末二氧化碳浓度/氧浓度感受探头(5)，所述呼气末二氧化碳浓度/氧浓度感受探头设置在呼气端。
5.根据权利要求1所述的测定装置，其特征在于，还包括便携肺功能仪(6)，所述便携肺功能仪设置在近人体端。
6.根据权利要求5所述的测定装置，其特征在于，在工作状态下，所述便携肺功能仪获取人体口腔阻断压P0.1，潮气量、分钟通气量。
7.根据权利要求1所述的测定装置，其特征在于，还包括第一单向活瓣(7)，所述第一单向活瓣设置在进气端中部并允许气体从远人体端流向近人体端。
8.根据权利要求1所述的测定装置，其特征在于，还包括第二单向活瓣(8)，所述第二单向活瓣设置在呼气端中部并允许气体从近人体端流向远人体端。
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