[发明专利]用于建立呼吸衰竭动物模型的气源汲送装置及其实现方法

说明书

本发明提供了一种用于建立呼吸衰竭动物模型的气源汲送装置及其实现方法，所述气源汲送装置包括气源供气装置、压力调节装置、混流阀、储气装置、气体流量控制装置和呼吸机，所述气源供气装置由氧气气罐、氮气气罐和二氧化碳气罐组成，该三个气罐分别与对应连接有各自的压力调节装置，三个压力调节装置分别与同一混流阀管路连通，所述混流阀连接储气装置的进气口，所述储气装置的出气口与气体流量控制装置管路连通，所述气体流量控制装置同时与呼吸机连接；通过使氧气、氮气和二氧化碳三种气体以任意混合浓度比输出，来建立Ⅰ型和/或Ⅱ型呼吸衰竭动物模型供呼吸实验使用。

技术领域

本发明涉及一种实验装置及其实现方法，尤其是一种用于建立呼吸衰竭动物模型的气源汲送装置及其实现方法。

背景技术

现阶段，引发实验动物形成呼吸功能不全的方法较多，目前国内外大多采用复制急性肺损伤模型的方法。一般认为引起急性肺损伤的危险因素分为直接肺损伤因素(即肺内型肺损伤)和间接肺损伤因素(即肺外型肺损伤)。肺内型肺损伤实验造模方法包括生理盐水肺泡灌洗型、盐酸吸入型、机械通气相关肺损伤、油酸型以及烟雾吸入型等。该类实验方法诱发的呼吸衰竭程度很难控制，且呼吸衰竭状态重复性差。

因此，基于当前呼吸衰竭动物模型的研究进展的需求，研究新型装置针对实验动物建立较为稳定、精准的呼吸衰竭状态动物模型，具有十分重要的应用价值。

发明内容

本发明所要解决的技术问题在于提供一种用于建立呼吸衰竭动物模型的气源汲送装置。

本发明所要解决的另一技术问题在于提供上述用于建立呼吸衰竭动物模型的气源汲送装置的实现方法。

为解决上述技术问题，本发明的技术方案是：

一种用于建立呼吸衰竭动物模型的气源汲送装置，包括气源供气装置、压力调节装置、混流阀、储气装置、气体流量控制装置和呼吸机，所述气源供气装置由氧气气罐、氮气气罐和二氧化碳气罐组成，该三个气罐分别与对应连接有各自的压力调节装置，三个压力调节装置分别与同一混流阀管路连通，所述混流阀连接储气装置的进气口，所述储气装置的出气口与气体流量控制装置管路连通，所述气体流量控制装置同时与呼吸机连接。

优选的，上述用于建立呼吸衰竭动物模型的气源汲送装置，所述混流阀和储气装置采用混合气罐来实现，所述三个压力调节装置直接与混合气罐的进气口管路连通。

优选的，上述用于建立呼吸衰竭动物模型的气源汲送装置，所述混合气罐的三个进气口等高且每个进气口呈30°夹角设置。

上述用于建立呼吸衰竭动物模型的气源汲送装置的实现方法，通过使氧气、氮气和二氧化碳三种气体以任意混合浓度比输出，来建立Ⅰ型和/或Ⅱ型呼吸衰竭动物模型供呼吸实验使用，具体方法为通过调节三种气体的压力来实现气体混合浓度比的控制，其中压力调节方法考虑因素如下：

在室温条件下气体在管路中的运动可视为设稳定流动，则

Q_i＝V_iS_i (1)

式中Q_i为气体的体积流量，V_i为气体流速，S_i为气流管道的横截面积，i＝1、2、3，分别对应氧、氮和二氧化碳三种气体；

考虑到气体的粘滞性，利用流体的泊肃叶定律

式中R_i为气流管道的半径，L_i为气流管道的长度，⊿P_i为气体混合前后压强差，η_i为气体的粘滞系数。取R_i、L_i均为常数，则气体的流量仅是粘滞系数和压强差的函数，即