CN109758153B - 全鼻腔气压检测设备及其应用方法 - Google Patents
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Abstract
本发明涉及检测技术领域。全鼻腔气压检测设备，包括一支架、模拟人体鼻腔的鼻腔模型、压力检测系统以及呼吸模拟系统；鼻腔模型上开设有前庭模拟气口、鼻咽模拟气口，鼻腔模型上开设有至少两个测试孔，所有的测试孔均连接有一检测气管，每个检测气管上安装有压力传感器；呼吸模拟系统包括呼气单元以及吸气单元，吸气单元包括真空泵，真空泵与鼻咽模拟气口通过一抽气通道连接，抽气通道上设有吸气阀门；呼气单元包括空压机，空压机与鼻咽模拟气口通过一输气通道连接，输气通道上设有呼气阀门。本专利对鼻咽模拟气口的输气与抽气的交替控制来模拟人体的呼吸，通过压力传感器来模拟检测人体呼吸时不同部位的压力情况。
Description
技术领域
本发明涉及检测技术领域，具体涉及鼻腔气压检测设备及其应用方法。
背景技术
解决鼻腔气流异常是鼻中隔、鼻腔手术的主要目的之一，因此准确评估鼻腔气流状况是提高诊疗水平的关键。目前对于鼻腔气流的评估主要是用鼻阻力检测，仅能反映鼻腔总体阻力(压力变化)情况，由鼻腔解剖结构复杂多变，对鼻腔内各部位的气压变化无法进行检测分析，无法准确评估鼻腔内部气流异常。
发明内容
针对现有技术存在的问题，本发明提供全鼻腔气压检测设备，以解决上述至少一个技术问题。
本发明还提供全鼻腔气压检测设备的应用方法，以解决上述至少一个技术问题。
本发明的技术方案是：全鼻腔气压检测设备，其特征在于，包括一支架、模拟人体鼻腔的鼻腔模型、压力检测系统以及呼吸模拟系统；
所述鼻腔模型安装在所述支架上，所述鼻腔模型上开设有用于模拟人体鼻前庭的前庭模拟气口、用于模拟人体鼻咽部的鼻咽模拟气口，所述鼻腔模型内开设有用于模拟人体鼻腔气道的导流通道，所述导流通道的两端分别与所述前庭模拟气口以及鼻咽模拟气口对接导通；
所述鼻腔模型上开设有至少两个测试孔，至少两个测试孔分别与所述导流通道的不同区域导通；
所述压力检测系统包括用于检测测试孔处的压力情况的压力传感器，所有的测试孔均连接有一检测气管，每个检测气管上安装有所述压力传感器；
所述呼吸模拟系统包括一用于模拟呼气的呼气单元以及用于模拟吸气的吸气单元，所述吸气单元包括一对鼻咽模拟气口抽气的真空泵，所述真空泵与所述鼻咽模拟气口通过一抽气通道连接，所述抽气通道上设有一控制抽气通道通断的吸气阀门；
所述呼气单元包括一向鼻咽模拟气口输气的空压机，所述空压机与所述鼻咽模拟气口通过一输气通道连接，所述输气通道上设有一控制输气通道通断的呼气阀门；
所述抽气通道与所述输气通道上均安装有用于检测流量的流量计。
本专利通过呼吸模拟系统对鼻咽模拟气口的输气与抽气的交替控制来模拟人体的呼吸，通过压力传感器来模拟检测人体呼吸时不同部位的压力情况，实现人体鼻腔内的压力数据的可视化分布，对比正常人数据，医生容易分辨出准确的病变位置。
进一步优选地，所述抽气通道与所述输气通道共用同一个流量计；
所述抽气通道与所述输气通道相连构成三通管路；
所述三通管路包括主气管、三通接头以及两个分支管路，所述主气管的一端与所述鼻咽模拟气口相连，所述主气管的另一端通过所述三通接头连接两个分支管路；
两个分支管路上分别设有所述吸气阀门与所述呼气阀门；
所述流量计安装在所述主气管上。
便于实现呼气与吸气时共用一流量计进行流量的检测。
进一步优选地，所述吸气阀门与所述呼气阀门是一电磁阀。便于实现电控。
进一步优选地，所述支架上固定有用于连接所述压力传感器的接头，所述压力传感器的外壳上设有用于连接所述检测气管的连接端，所述连接端与所述检测气管的一端拆卸连接，所述检测气管的另一端与所述鼻腔模型可拆卸连接。
便于更换不同的鼻腔模型进行检测。
进一步优选地，所述支架上与所述鼻腔模型可拆卸连接。
便于更换鼻腔模型。
进一步优选地，所述检测气管的一端安装有开设有通气孔的导流针，所述导流针插设在所述测试孔上；
所述检测气管的另一端安装在所述支架的侧板上。
便于通过导流针将流体导流至检测气管内，便于保证相邻的测试孔的间隙的密集度。
进一步优选地，所述导流通道包括三个分支通道；
每个分支通道上均开设有检测孔。
模拟人体的鼻腔结构，实现多方位的检测。
进一步优选地，所述压力传感器是一压力表。便于医务工作者根据压力表对检测到的数据与正常人的鼻腔的压力表检测到的数据进行比较，进而分析获得压力值异常处，表明压力值异常处需要进行修复。
进一步优选地，所述压力检测系统的所有压力传感器均连接主控系统，所述主控系统连接一储存装置，所述主控系统连接显示屏。主控系统根据储存装置内存储的正常人的信息与当前检测的信息进行比较与分析，获得压力值异常处。
进一步优选的，所述全鼻腔气压检测设备的应用方法，其特征在于，包括如下步骤：
步骤一，对患者的鼻腔进行CT扫描，从而建立鼻腔三维模型，通过3D打印技术获得病人的鼻腔模型，鼻腔模型上布置一定数目的测试孔；
步骤二，将鼻腔模型安装在支架上，将测试孔与一检测气管相连，检测气管上安装有压力传感器；
步骤三，控制呼吸模拟系统的工作状态，控制呼吸模拟系统在吸气模式或者呼气模式两种模式的切换；
吸气模式下，空压机关闭，呼气阀门关闭，真空泵开启，吸气阀门开启；
呼气模式下，空压机打开，呼气阀门开启，真空泵关闭，吸气阀门关闭；
步骤四，将所有压力传感器的数据与正常人的鼻腔模型进行检测时压力传感器的数据信息进行对比，分辨出准确的病变位置。
所述压力检测系统的所有压力传感器均连接计算机，所述计算机连接一储存装置，所述计算机连接显示屏；
计算机上安装有一集成分析控制软件；
步骤三中，运行安装在计算机上的集成分析控制软件，将鼻腔三维模型导入集成分析控制软件，在集成分析控制软件上标记各个测试孔的所处方位；
通过集成控制软件控制呼吸模拟系统的工作状态，控制呼吸模拟系统在吸气模式或者呼气模式两种模式的切换；
步骤四中，所述集成分析控制软件内设有分析模块，分析模块将所有压力传感器的数据与流量计的数据进行编码、计算处理，集成控制软件的操作界面上显示压力传感器的检测数值以及三维鼻腔模型，分析模块将压力传感器的数据与正常人的鼻腔模型进行检测时压力传感器的数据信息进行对比，分辨出准确的病变位置。
正常人的数据信息包括正常人的三维鼻腔模型信息以及正常人的不同检测孔位置处的压力传感器的数据信息。
病变位置的分析方法包括压力传感器的数据与正常人的鼻腔模型进行检测时压力传感器的数据的差值越大，说明越靠近病变位置。
呼气阀门与吸气阀门是电磁阀；
步骤三中，通过集成分析控制软件调节吸气阀门以及呼气阀门的开度。
步骤五，根据病变的位置进行模拟修复，建立新的模拟手术后的手术鼻腔模型；
步骤六，对手术鼻腔模型安装在支架上，根据各个检测孔处的检测数值情况进行测试评估，如若评估合格，模拟修复方案作为待手术方案，如若评估不合格，重复进行步骤六以及步骤七，直至评估合格。
附图说明
图1为本发明的一种结构示意图；
图2为本发明的鼻腔模型局部剖视图；
图3为本发明换向阀的局部结构示意图。
图中：1为鼻腔模型，2为压力传感器，3为流量计，4为呼气阀门，5为吸气阀门，6为真空泵，7为空压机，11为前庭模拟气口，12为鼻咽模拟气口，13为测试孔，81为呼气进口，82为呼气出口，83为吸气进口，84为吸气出口，85为第一环状凹槽，86为第二环状凹槽，87为阀芯。
具体实施方式
下面结合附图对本发明做进一步的说明。
参见图1至图3，全鼻腔气压检测设备，包括一支架、模拟人体鼻腔的鼻腔模型1、压力检测系统以及呼吸模拟系统。
鼻腔模型1安装在支架上，鼻腔模型1上开设有用于模拟人体鼻前庭的前庭模拟气口11、用于模拟人体鼻咽部的鼻咽模拟气口12，鼻腔模型1内开设有用于模拟人体鼻腔气道的导流通道，导流通道的两端分别与前庭模拟气口11以及鼻咽模拟气口12对接导通；鼻腔模型1上开设有至少两个测试孔13，至少两个测试孔13分别与导流通道的不同区域导通。
压力检测系统包括用于检测测试孔13处的压力情况的压力传感器2，所有的测试孔13均连接有一检测气管，每个检测气管上安装有压力传感器2。
呼吸模拟系统包括一用于模拟呼气的呼气单元以及用于模拟吸气的吸气单元，吸气单元包括一对鼻咽模拟气口12抽气的真空泵6，真空泵6与鼻咽模拟气口12通过一抽气通道连接，抽气通道上设有一控制抽气通道通断的吸气阀门5；呼气单元包括一向鼻咽模拟气口12输气的空压机7，空压机7与鼻咽模拟气口12通过一输气通道连接，输气通道上设有一控制输气通道通断的呼气阀门4；抽气通道与输气通道上均安装有用于检测流量的流量计3。本专利通过呼吸模拟系统对鼻咽模拟气口的输气与抽气的交替控制来模拟人体的呼吸，通过压力传感器2来检测人体呼吸时不同部位的压力情况，实现人体鼻腔内的压力数据的可视化分布，对比正常人数据，医生容易分辨出准确的病变位置。
抽气通道与输气通道共用同一个流量计3；抽气通道与输气通道相连构成三通管路；三通管路包括主气管、三通接头以及两个分支管路，主气管的一端与鼻咽模拟气口12相连，主气管的另一端通过三通接头连接两个分支管路；两个分支管路上分别设有吸气阀门5与呼气阀门4；流量计3安装在主气管上。便于实现呼气与吸气时共用一流量计3进行流量的检测。
吸气阀门5与呼气阀门4是手动阀。或者，吸气阀门5与呼气阀门4是一电磁阀。便于实现电控。也可以是，吸气阀门与呼气阀门相连构成一换向阀。参见图3，换向阀包括阀体、阀芯87以及驱动阀芯往复运动的驱动机构，驱动机构包括电机，电机的动力输出轴通过一将旋转运动转化为直线往复运动的曲柄滑块机构连接阀芯87，驱动阀芯87在阀体内往复运动。阀体的侧壁上开设有呼气进口81、呼气出口82、吸气进口83以及吸气出口84，呼气进口81与呼气出口82相对设置，吸气进口83与吸气出口84相对设置，阀芯上的外壁上开设有两个沿着阀芯运动方向设置的环状凹槽，两个环状凹槽分别为第一环状凹槽85与第二环状凹槽86，呼气进口81与呼气出口82两者通过第一环状凹槽85对接导通时，吸气进口83与吸气出口84不导通，吸气进口83与吸气出口84两者通过第二环状凹槽86对接导通时，呼气进口与呼气出口不导通。阀芯的运动过程中依次实现呼气进口与呼气出口导通且吸气进口与吸气出口不导通以及吸气进口与吸气出口导通且呼气进口与呼气出口不导通两种模式的切换。通过控制电机的转速即可实现吸气与呼气的时间间隔的调整。阀体在阀芯运动方向上的两端均开口，便于阀芯与阀体的相对滑动。
支架上固定有用于连接压力传感器2的接头，压力传感器2的外壳上设有用于连接检测气管的连接端，连接端与检测气管的一端拆卸连接，检测气管的另一端与鼻腔模型1可拆卸连接。便于更换不同的鼻腔模型1进行检测。
支架上与鼻腔模型1可拆卸连接。便于更换鼻腔模型1。
检测气管的一端安装有开设有通气孔的导流针，导流针插设在测试孔13上；检测气管的另一端安装在支架的侧板上。便于通过导流针将流体导流至检测气管内，便于保证相邻的测试孔13的间隙的密集度。
导流通道包括三个分支通道；每个分支通道上均开设有检测孔。模拟人体的鼻腔结构，实现多方位的检测。
压力传感器2是一压力表。便于医务工作者根据压力表对检测到的数据与正常人的鼻腔的压力表检测到的数据进行比较，进而分析获得压力值异常处，表明压力值异常处需要进行修复。
压力检测系统的所有压力传感器2均连接主控系统，主控系统连接一储存装置，主控系统连接显示屏。主控系统根据储存装置内存储的正常人的信息与当前检测的信息进行比较与分析，获得压力值异常处。主机系统可以是一电脑主机。
全鼻腔气压检测设备的应用方法，包括如下步骤：
步骤一，对患者的鼻腔进行CT扫描，从而建立鼻腔三维模型，通过3D打印技术获得病人的鼻腔模型1，鼻腔模型1上布置一定数目的测试孔13；
步骤二，将鼻腔模型1安装在支架上，将测试孔13与一检测气管相连，检测气管上安装有压力传感器2；
步骤三，控制呼吸模拟系统的工作状态，控制呼吸模拟系统在吸气模式或者呼气模式两种模式的切换；
吸气模式下，空压机7关闭，呼气阀门4关闭，真空泵6开启，吸气阀门5开启；呼气模式下，空压机7打开，呼气阀门4开启，真空泵6关闭，吸气阀门5关闭；
步骤四，将所有压力传感器的数据与正常人的鼻腔模型进行检测时压力传感器的数据信息进行对比，分辨出准确的病变位置。
压力检测系统的所有压力传感器均连接计算机，计算机连接一储存装置，计算机连接显示屏；
计算机上安装有一集成分析控制软件；
步骤三中，运行安装在计算机上的集成分析控制软件，将鼻腔三维模型导入集成分析控制软件，在集成分析控制软件上标记各个测试孔的所处方位；
通过集成控制软件控制呼吸模拟系统的工作状态，控制呼吸模拟系统在吸气模式或者呼气模式两种模式的切换；
步骤四中，集成分析控制软件内设有分析模块，分析模块将所有压力传感器的数据与流量计的数据进行编码、计算处理，集成控制软件的操作界面上显示压力传感器的检测数值以及三维鼻腔模型，分析模块将压力传感器的数据与正常人的鼻腔模型进行检测时压力传感器的数据信息进行对比，分辨出准确的病变位置。
正常人的数据信息包括正常人的三维鼻腔模型信息以及正常人的不同检测孔位置处的压力传感器的数据信息。
病变位置的分析方法包括压力传感器的数据与正常人的鼻腔模型进行检测时压力传感器的数据的差值越大，说明越靠近病变位置。正常人的鼻腔模型指的是与患者的年龄以及鼻腔大小(鼻腔容积、鼻腔的前后径、鼻腔的上下径等)相仿的正常人进行CT扫描后，3D打印出的鼻腔模型。
呼气阀门与吸气阀门是电磁阀；
步骤三中，通过集成分析控制软件调节吸气阀门以及呼气阀门的开度。
步骤五，根据病变的位置进行模拟修复，建立新的模拟手术后的手术鼻腔模型；
步骤六，对手术鼻腔模型安装在支架上，根据各个检测孔处的检测数值情况进行测试评估，如若评估合格，模拟修复方案作为待手术方案，如若评估不合格，重复进行步骤六以及步骤七，直至评估合格。
评估方式就是通过患者的鼻腔模型进行检测时的压力传感器的数据与正常人的鼻腔模型进行检测时压力传感器的数据的差值范围在设定范围内，就表明评估合格。
以上仅是本发明的优选实施方式，应当指出，对于本技术领域的普通技术人员来说，在不脱离本发明原理的前提下，还可以做出若干改进和润饰，这些改进和润饰也应视为本发明的保护范围。
Claims (9)
1.全鼻腔气压检测设备，其特征在于，包括一支架、模拟人体鼻腔的鼻腔模型、压力检测系统以及呼吸模拟系统；
所述鼻腔模型安装在所述支架上，所述鼻腔模型上开设有用于模拟人体鼻前庭的前庭模拟气口、用于模拟人体鼻咽部的鼻咽模拟气口，所述鼻腔模型内开设有用于模拟人体鼻腔气道的导流通道，所述导流通道的两端分别与所述前庭模拟气口以及鼻咽模拟气口对接导通；
所述鼻腔模型上开设有至少两个测试孔，至少两个测试孔分别与所述导流通道的不同区域导通；
所述压力检测系统包括用于检测测试孔处的压力情况的压力传感器，所有的测试孔均连接有一检测气管，每个检测气管上安装有所述压力传感器；
所述呼吸模拟系统包括一用于模拟呼气的呼气单元以及用于模拟吸气的吸气单元，所述吸气单元包括一对鼻咽模拟气口抽气的真空泵，所述真空泵与所述鼻咽模拟气口通过一抽气通道连接，所述抽气通道上设有一控制抽气通道通断的吸气阀门；
所述呼气单元包括一向鼻咽模拟气口输气的空压机，所述空压机与所述鼻咽模拟气口通过一输气通道连接，所述输气通道上设有一控制输气通道通断的呼气阀门；
所述抽气通道与所述输气通道上均安装有用于检测流量的流量计；
所述导流通道包括三个分支通道；
每个分支通道上均开设有检测孔；
吸气阀门与呼气阀门相连构成一换向阀，换向阀包括阀体、阀芯以及驱动阀芯往复运动的驱动机构，驱动机构包括电机，电机的动力输出轴通过一将旋转运动转化为直线往复运动的曲柄滑块机构连接阀芯，驱动阀芯在阀体内往复运动；
阀体的侧壁上开设有呼气进口、呼气出口、吸气进口以及吸气出口，呼气进口与呼气出口相对设置，吸气进口与吸气出口相对设置，阀芯上的外壁上开设有两个沿着阀芯运动方向设置的环状凹槽，两个环状凹槽分别为第一环状凹槽与第二环状凹槽，呼气进口与呼气出口两者通过第一环状凹槽对接导通时，吸气进口与吸气出口不导通，吸气进口与吸气出口两者通过第二环状凹槽对接导通时，呼气进口与呼气出口不导通；
阀芯的运动过程中依次实现呼气进口与呼气出口导通且吸气进口与吸气出口不导通以及吸气进口与吸气出口导通且呼气进口与呼气出口不导通两种模式的切换；
通过控制电机的转速即可实现吸气与呼气的时间间隔的调整。
2.根据权利要求1所述的全鼻腔气压检测设备，其特征在于：所述抽气通道与所述输气通道共用同一个流量计；
所述抽气通道与所述输气通道相连构成三通管路；
所述三通管路包括主气管、三通接头以及两个分支管路，所述主气管的一端与所述鼻咽模拟气口相连，所述主气管的另一端通过所述三通接头连接两个分支管路；
两个分支管路上分别设有所述吸气阀门与所述呼气阀门；
所述流量计安装在所述主气管上。
3.根据权利要求1所述的全鼻腔气压检测设备，其特征在于：所述吸气阀门与所述呼气阀门是一电磁阀。
4.根据权利要求1所述的全鼻腔气压检测设备，其特征在于：所述支架上固定有用于连接所述压力传感器的接头，所述压力传感器的外壳上设有用于连接所述检测气管的连接端，所述连接端与所述检测气管的一端拆卸连接，所述检测气管的另一端与所述鼻腔模型可拆卸连接。
5.根据权利要求1所述的全鼻腔气压检测设备，其特征在于：所述支架上与所述鼻腔模型可拆卸连接。
6.根据权利要求1所述的全鼻腔气压检测设备，其特征在于：所述检测气管的一端安装有开设有通气孔的导流针，所述导流针插设在所述测试孔上；
所述检测气管的另一端安装在所述支架的侧板上。
7.根据权利要求1至6中任意一项所述全鼻腔气压检测设备的应用方法，其特征在于，包括如下步骤：
步骤一，对患者的鼻腔进行CT扫描，从而建立鼻腔三维模型，通过3D打印技术获得病人的鼻腔模型，鼻腔模型上布置一定数目的测试孔；
步骤二，将鼻腔模型安装在支架上，将测试孔与一检测气管相连，检测气管上安装有压力传感器；
步骤三，控制呼吸模拟系统的工作状态，控制呼吸模拟系统在吸气模式或者呼气模式两种模式的切换；
吸气模式下，空压机关闭，呼气阀门关闭，真空泵开启，吸气阀门开启；
呼气模式下，空压机打开，呼气阀门开启，真空泵关闭，吸气阀门关闭；
步骤四，将所有压力传感器的数据与正常人的鼻腔模型进行检测时压力传感器的数据信息进行对比，分辨出准确的病变位置。
8.根据权利要求7所述全鼻腔气压检测设备的应用方法，其特征在于，病变位置的分析方法包括当检测的压力传感器的数据与正常人的压力传感器的数据的差值越大，说明越靠近病变位置。
9.根据权利要求7述全鼻腔气压检测设备的应用方法，其特征在于，步骤五，根据病变的位置进行模拟修复，建立新的模拟手术后的手术鼻腔模型；
步骤六，对手术鼻腔模型安装在支架上，根据各个检测孔处的检测数值情况进行测试评估，如若评估合格，模拟修复方案作为待手术方案，如若评估不合格，重复进行步骤五以及步骤六，直至评估合格。
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