[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

摘要

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。

主权项

一种用于建立呼吸衰竭动物模型的气源汲送装置，其特征在于：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，其中，氧气气罐、氮气气罐和二氧化碳气罐所对应连接的压力调节装置通过下述方法进行气体压力调控实现气体混合浓度比的控制：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$Q_i=\frac{{\mathrm{\πR}}_i^4{\mathrm{\ΔP}}_i}{8{\mathrm{\η}}_i{L}_i}---\left(2\right)$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Q_i＝f(ΔP_i,η_i)  (3)在温度一定时，η_i为实验常数，只需调节⊿P_i便可实现该气体的流量控制；由于是稳定流动，某种气体的浓度比决定于其体积流量之比，因此某种气体的体积浓度比为$w_i=\frac{Q_i}{\underset{i=1}{\overset{3}{\Σ}}{Q}_i}\×100\%---\left(4\right)$把(2)式和(3)式带入(4)式$w_i=\frac{{\mathrm{\ΔP}}_i/{\mathrm{\η}}_i}{\underset{i=1}{\overset{3}{\Σ}}{\mathrm{\ΔP}}_i/{\mathrm{\η}}_i}\×100\%---\left(5\right)$由(5)式便可以求出某种气体的浓度。