CN113744613B - Ards人工模型肺 - Google Patents

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Abstract

本发明公开一种ARDS人工模型肺，包括模型肺，所述模型肺包括模拟肺泡、模拟肺动脉、模拟肺静脉、模拟肺动脉网络、模拟肺静脉网络以及模拟气管，所述模型肺由上至下分别为模型肺前部、模型肺中部及模型肺后部，所述模拟肺泡有若干，所述模拟肺泡分为3部分，所述模拟肺动脉网络及模拟肺静脉网络均呈网状包绕于所述模拟肺泡周围，还包括血管内容物、血管内容物容器、球形阀、计量泵、止逆阀、负压装置、真空泵、放空阀、风机以及气体管路。本发明结构简单耐用、可操作性强，可模拟ARDS所带来的肺不均一性变化，满足临床研究及教学的需求。

Description

ARDS人工模型肺
技术领域
本发明涉及一种医学用模型，尤其涉及ARDS人工模型肺。
背景技术
当前，急性呼吸窘迫综合征(ARDS)在重症监护室中的发病率高达10％，而病死率高达35％-46％。
针对ARDS的治疗最重要的改善措施是机械通气，故研究基于病理生理改变的机械通气模式至关重要。
然而目前并没有较好的体外模型来支撑ARDS治疗的研究及临床培训，只有使用动物模型。但动物模型并不能够完全模拟这种病理特征，也不具备能反复、随时使用的特点。
发明内容
本发明旨在提供一种满足临床研究及教学需要的模拟ARDS的人工模型肺。
为达到上述目的，本发明是采用以下技术方案实现的：
ARDS人工模型肺，其特征在于：包括模型肺，所述模型肺包括模拟肺泡、模拟肺动脉、模拟肺静脉、模拟肺动脉网络、模拟肺静脉网络以及模拟气管，所述模型肺由上至下分别为模型肺前部、模型肺中部及模型肺后部，所述模拟肺泡有若干，所述模拟肺泡分为3部分，3部分模拟肺泡分别集中设置于模型肺前部、模型肺中部及模型肺后部，所述模拟肺动脉网络及模拟肺静脉网络均呈网状包绕于所述模拟肺泡周围，所述模拟肺动脉包括相互独立的前模拟肺动脉、中模拟肺动脉以及后模拟肺动脉，所述前模拟肺动脉连通包绕于模拟肺前部模拟肺泡周围的模拟肺动脉网络，所述中模拟肺动脉连通包绕于模拟肺中部模拟肺泡周围的模拟肺动脉网络，所述后模拟肺动脉连通包绕于模拟肺后部模拟肺泡周围的模拟肺动脉网络，所述模拟肺静脉连通模拟肺静脉网络；
还包括血管内容物、血管内容物容器、球形阀、计量泵、止逆阀、负压装置、真空泵、放空阀、风机以及气体管路，所述血管内容物储存于血管内容物容器内，所述球形阀包括第一球形阀、第二球形阀以及第三球形阀，所述计量泵包括第一计量泵、第二计量泵以及第三计量泵，所述止逆阀包括第一止逆阀、第二止逆阀以及第三止逆阀，所述血管内容物容器通过前模拟肺动脉依次连通第一球形阀、第一计量泵、第一止逆阀以及前模拟肺动脉，血管内容物容器通过中模拟肺动脉依次连通第二球形阀、第二计量泵、第二止逆阀以及中模拟肺动脉，血管内容物容器通过后模拟肺动脉依次连通第三球形阀、第三计量泵、第三止逆阀以及后模拟肺动脉，所述真空泵通过模拟肺静脉依次连通所述负压装置以及模拟肺静脉，所述风机通过气体管路依次连通放空阀以及模拟气管。
优选的，还包括模拟肺间质，所述模拟肺间质材质为粗空硅胶。
优选的，所述模拟肺泡材质为聚砜中空纤维膜材料。
优选的，所述模拟肺动脉网络及模拟肺静脉网络材质均为聚砜膜材料。
优选的，所述血管内容物为包括水、无机盐以及全氟三丁胺的混合液体。
优选的，所述模拟肺泡表面设有1层组隔膜，所述阻隔膜材质为PVC膜材料。
优选的，所述模拟气管材质为酚醛塑料。
本发明具备以下优点：
1、本发明在将所有压力释放后，可作为正常肺通气模型，在呼吸机使用培训上发挥价值；
2、本发明可调节通气量和频率，动脉可模仿循环压力升高，模拟肺泡毛细血管膜通透性增加，液体渗漏到模拟肺泡中，且不同部位渗漏不一致，造成模型肺内的不均一性改变，还可通过动静脉压力差的调节对液体的渗漏部位和多少进行控制，真实模拟临床情况。
附图说明
图1为本发明结构示意图。
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，对本发明进行进一步详细说明。
本发明所提供ARDS人工模型肺，包括模型肺，所述模型肺包括模拟肺泡、模拟肺动脉、模拟肺静脉、模拟肺动脉网络、模拟肺静脉网络以及模拟气管，所述模型肺由上至下分别为模型肺前部、模型肺中部及模型肺后部。
所述模拟肺泡有若干，所述模拟肺泡分为3部分，3部分模拟肺泡分别集中设置于模型肺前部、模型肺中部及模型肺后部，所述模拟肺动脉网络及模拟肺静脉网络均呈网状包绕于所述模拟肺泡周围，所述模拟肺动脉包括相互独立的前模拟肺动脉、中模拟肺动脉以及后模拟肺动脉，所述前模拟肺动脉连通包绕于模拟肺前部模拟肺泡周围的模拟肺动脉网络，所述中模拟肺动脉连通包绕于模拟肺中部模拟肺泡周围的模拟肺动脉网络，所述后模拟肺动脉连通包绕于模拟肺后部模拟肺泡周围的模拟肺动脉网络，所述模拟肺静脉连通模拟肺静脉网络。
模拟肺泡内有蛋白质水肿液及炎症细胞浸润，形成透明膜。考虑其通透性和顺应性，所述模拟肺泡材质为聚砜中空纤维膜材料，这样一来具有优良的耐水解性和优异的力学性能，孔径制作范围宽，拥有优良的渗透性。
所述模拟肺动脉网络及模拟肺静脉网络与模拟肺泡须对同一液体具有通透性且具有良好弹性，因此，所述模拟肺动脉网络及模拟肺静脉网络材质均为聚砜膜材料。
还包括血管内容物，所述血管内容物为包括水、无机盐以及全氟三丁胺的混合液体。为防止血管内容物漏出，挤压肺泡变形，所述模拟肺泡表面设有1层组隔膜，所述阻隔膜材质为PVC膜材料。
模拟气管需具备一定硬度，所述模拟气管材质为酚醛塑料。
模型肺中还包括模拟肺间质，因ARDS患者肺泡隔和气腔壁广泛增厚，散在分隔的胶原结缔组织增生致弥漫性不规则纤维化，所述模拟肺间质材质为粗空硅胶。
本发明还包括血管内容物容器、球形阀、计量泵、止逆阀、负压装置、真空泵、放空阀、风机以及气体管路，所述血管内容物储存于血管内容物容器内，所述球形阀包括第一球形阀、第二球形阀以及第三球形阀，所述计量泵包括第一计量泵、第二计量泵以及第三计量泵，所述止逆阀包括第一止逆阀、第二止逆阀以及第三止逆阀，所述血管内容物容器通过前模拟肺动脉依次连通第一球形阀、第一计量泵、第一止逆阀以及前模拟肺动脉，血管内容物容器通过中模拟肺动脉依次连通第二球形阀、第二计量泵、第二止逆阀以及中模拟肺动脉，血管内容物容器通过后模拟肺动脉依次连通第三球形阀、第三计量泵、第三止逆阀以及后模拟肺动脉，所述真空泵通过模拟肺静脉依次连通所述负压装置以及模拟肺静脉，所述风机通过气体管路依次连通放空阀以及模拟气管。
在使用过程中，血管内容物通过第一计量泵、第二计量泵以及第三计量泵所产生的不同压力被输送到模型肺前、中、后三个部分的模拟肺泡中，造成ARDS不均一性改变。第一计量泵、第二计量泵及第三计量泵的压力、流量均可调节，以此模拟不同部位肺泡的动脉供血情况。
模拟肺静脉与负压装置及真空泵连通，利用真空泵降低负压装置的压力，促进血管内容物在模拟肺动脉-模拟肺泡-模拟肺静脉中流动。
风机连通模拟气管，利用风机模拟机械通气，再通过放空阀来调节通气量和通气压力，模拟人体呼吸。
综上，本发明模拟两种情形：
1、正常通气：通过真空泵、负压装置释放所用压力，让本发明作为正常肺通气模型，在呼吸机使用培训上发挥价值。
2、ARDS模拟：可根据人体真实呼吸情况，调节通气量和频率，可在模拟肺动脉上模拟动脉循环压力升高，并模拟肺泡毛细血管膜通透性增加的情形，这样，血管内容物渗漏到模拟肺泡中，且不同部位的模拟肺泡的渗漏情况不一样，造成本发明模型肺内的不均一性改变。本发明可通过模拟肺动、静脉压力差的调节对血管内容物的渗漏部位和渗漏量进行控制，模拟真实的临床情况。
当然，本发明还可有其它多种实施例，在不背离本发明精神及其实质的情况下，熟悉本领域的技术人员可根据本发明作出各种相应的改变和变形，但这些相应的改变和变形都应属于本发明所附的权利要求的保护范围。

Claims (7)

1.ARDS人工模型肺，其特征在于：包括模型肺，所述模型肺包括模拟肺泡、模拟肺动脉、模拟肺静脉、模拟肺动脉网络、模拟肺静脉网络以及模拟气管，所述模型肺由上至下分别为模型肺前部、模型肺中部及模型肺后部，所述模拟肺泡有若干，所述模拟肺泡分为3部分，3部分模拟肺泡分别集中设置于模型肺前部、模型肺中部及模型肺后部，所述模拟肺动脉网络及模拟肺静脉网络均呈网状包绕于所述模拟肺泡周围，所述模拟肺动脉包括相互独立的前模拟肺动脉、中模拟肺动脉以及后模拟肺动脉，所述前模拟肺动脉连通包绕于模拟肺前部模拟肺泡周围的模拟肺动脉网络，所述中模拟肺动脉连通包绕于模拟肺中部模拟肺泡周围的模拟肺动脉网络，所述后模拟肺动脉连通包绕于模拟肺后部模拟肺泡周围的模拟肺动脉网络，所述模拟肺静脉连通模拟肺静脉网络；
还包括血管内容物、血管内容物容器、球形阀、计量泵、止逆阀、负压装置、真空泵、放空阀、风机以及气体管路，所述血管内容物储存于血管内容物容器内，所述球形阀包括第一球形阀、第二球形阀以及第三球形阀，所述计量泵包括第一计量泵、第二计量泵以及第三计量泵，所述止逆阀包括第一止逆阀、第二止逆阀以及第三止逆阀，所述血管内容物容器通过前模拟肺动脉依次连通第一球形阀、第一计量泵、第一止逆阀以及前模拟肺动脉，血管内容物容器通过中模拟肺动脉依次连通第二球形阀、第二计量泵、第二止逆阀以及中模拟肺动脉，血管内容物容器通过后模拟肺动脉依次连通第三球形阀、第三计量泵、第三止逆阀以及后模拟肺动脉，所述真空泵通过模拟肺静脉依次连通所述负压装置以及模拟肺静脉，所述风机通过气体管路依次连通放空阀以及模拟气管。
2.根据权利要求1所述的ARDS人工模型肺，其特征在于：还包括模拟肺间质，所述模拟肺间质材质为粗空硅胶。
3.根据权利要求1所述的ARDS人工模型肺，其特征在于：所述模拟肺泡材质为聚砜中空纤维膜材料。
4.根据权利要求1所述的ARDS人工模型肺，其特征在于：所述模拟肺动脉网络及模拟肺静脉网络材质均为聚砜膜材料。
5.根据权利要求1所述的ARDS人工模型肺，其特征在于：所述血管内容物为包括水、无机盐以及全氟三丁胺的混合液体。
6.根据权利要求1所述的ARDS人工模型肺，其特征在于：所述模拟肺泡表面设有1层阻隔膜，所述阻隔膜材质为PVC膜材料。
7.根据权利要求1所述的ARDS人工模型肺，其特征在于：所述模拟气管材质为酚醛塑料。
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