專利名稱：一種自動實(shí)時監(jiān)測密閉缺氧動物呼吸狀況的裝置的制作方法
技術(shù)領(lǐng)域：
本發(fā)明涉及一種自動實(shí)時監(jiān)測密閉缺氧動物呼吸狀況的裝置，特別是一種通過生理信號的自動采集實(shí)時監(jiān)測密閉缺氧動物呼吸狀況的裝置。
背景技術(shù)：
當(dāng)供應(yīng)組織的氧不足或組織利用氧障礙時，機(jī)體的機(jī)能和代謝就會發(fā)生異常變化，這種病理過程稱為缺氧。缺氧是多種疾病共有的病理過程。許多原因都能使機(jī)體發(fā)生缺氧。不同類型的缺氧，其機(jī)體的代償適應(yīng)性反應(yīng)和癥狀表現(xiàn)有所不同。根據(jù)缺氧的原因不同可將缺氧分為乏氧性缺氧、血液性缺氧、循環(huán)性缺氧和組織中毒性缺氧四種類型。將動物放置于密閉的容器內(nèi)，使其吸入氣中的氧分壓逐步降低是復(fù)制乏氧性缺氧動物模型并用于生理學(xué)和藥效學(xué)等研究的最為常用的方法。例如，目前國內(nèi)外研究抗缺氧藥物的抗缺氧效果時，將接受了藥物或?qū)φ談┑男∈笾糜谝粋€150 ml規(guī)格的透明玻璃磨口瓶內(nèi)，用抹有凡士林的蓋子密封后，人工肉眼觀察記錄小鼠的喘呼吸時間和存活時間(以呼吸停止為死亡指征)，根據(jù)小鼠體重、玻璃瓶的準(zhǔn)確容積和存活時間人工計算動物在缺氧狀態(tài)下的標(biāo)準(zhǔn)耐受時間，通過比較藥物對小鼠密閉缺氧存活時間的影響，來評價藥物的抗缺氧效果。采用這種裝置復(fù)制乏氧性缺氧動物模型并用于藥效學(xué)評價等研究有三個方面的局限性一是小鼠出現(xiàn)喘呼吸的時間和呼吸停止的時間(即動物的存活時間)完全依靠實(shí)驗人員人工肉眼觀察記錄，需要熟練的經(jīng)驗，即使如此，由于小鼠在瀕死狀態(tài)下呼吸緩慢微弱，加上體位的變化，不易觀察和確定喘呼吸時間和呼吸停止的時間，人為因素造成的實(shí)驗誤差大；二是小鼠所處的環(huán)境溫度不易控制，劉宏雁，等關(guān)于“性別和環(huán)境溫度對小鼠急性缺氧耐受性的影響”研究(白求恩醫(yī)科大學(xué)學(xué)報，2000,26 (2) :123-125)結(jié)果表明，小鼠對急性缺氧的耐受性(存活時間)受環(huán)境溫度的影響很大，在不能準(zhǔn)確控制環(huán)境溫度的情況下，實(shí)驗的重復(fù)性很差；三是為了控制環(huán)境溫度、實(shí)驗人員經(jīng)驗不同帶來的誤差，一個實(shí)驗人員往往同時要觀察記錄多個小鼠在密閉缺氧瓶中的反應(yīng)，工作量大，效率低，易出錯。因此，在采用乏氧性缺氧動物模型進(jìn)行相關(guān)生理、藥理、藥效等研究方面缺乏一種操作方便，結(jié)果準(zhǔn)確，重復(fù)性好，能同時自動實(shí)時記錄多個小鼠在密閉缺氧狀態(tài)下存活時間的裝置。

發(fā)明內(nèi)容
本發(fā)明的目的是針對現(xiàn)有技術(shù)的不足，提供一種自動實(shí)時監(jiān)測密閉缺氧動物呼吸狀況的裝置，其結(jié)構(gòu)簡單，操作簡便，重復(fù)性好，可自動準(zhǔn)確記錄密閉缺氧動物的喘呼吸時間和存活時間，并可依據(jù)動物體重自動計算出動物的標(biāo)準(zhǔn)耐受時間。本發(fā)明所述的一種自動實(shí)時監(jiān)測密閉缺氧動物呼吸狀況的裝置，包括恒溫水浴箱、設(shè)在恒溫水浴箱內(nèi)的多個有機(jī)玻璃瓶，其特征是所述多個有機(jī)玻璃瓶的瓶蓋上均設(shè)有一個三通開關(guān),每個三通開關(guān)的一端與有機(jī)玻璃瓶蓋上的有機(jī)玻璃管連接、另一端與一壓力傳感器連接，每個壓力傳感器均與生理信號采集系統(tǒng)連接。
進(jìn)一步，所述生理信號采集系統(tǒng)包括與壓力傳感器連接的運(yùn)算放大器、與所述運(yùn)算放大器連接的濾波器、與所述濾波器連接的A/D轉(zhuǎn)換器、與所述A/D轉(zhuǎn)換器連接的計算機(jī)，還包括與所述計算機(jī)連接的D/A轉(zhuǎn)換器，該D/A轉(zhuǎn)換器與所述運(yùn)算放大器連接，并與所述濾波器連接。本發(fā)明選用生理信號采集系統(tǒng)來實(shí)時監(jiān)測動物的呼吸狀況，通過計算機(jī)自動記錄動物的呼吸壓力波形，利用數(shù)據(jù)測量功能對采集到的壓力波形進(jìn)行測量，顯示出動物喘呼吸時間、存活時間及標(biāo)準(zhǔn)耐受時間；使用恒溫水浴箱來保持動物所處環(huán)境溫度相對恒定； 采用有機(jī)玻璃材料制成密封性好的有機(jī)玻璃瓶代替玻璃磨口瓶。本發(fā)明的生理信號采集系統(tǒng)通過壓力傳感器采集到動物的呼吸壓力波形，通過計算機(jī)處理就能夠自動顯示出動物喘呼吸的時間和存活時間，進(jìn)而依據(jù)動物的體重自動計算出動物的標(biāo)準(zhǔn)耐受時間，不僅結(jié)果及時、準(zhǔn)確可靠，而且操作簡便。此外，裝有動物的有機(jī)玻璃瓶放在恒溫水浴鍋內(nèi)，保持了動物所處環(huán)境溫度的恒定；選用有機(jī)玻璃瓶，不易損壞，避免了涂抹凡士林來密封的操作。


圖I是本發(fā)明的結(jié)構(gòu)示意圖2是生理信號采集系統(tǒng)原理圖3是本發(fā)明的軟件流程圖。
具體實(shí)施例方式下面結(jié)合附圖對本發(fā)明作進(jìn)一步的描述。參見圖I和圖2所示的一種自動實(shí)時監(jiān)測密閉缺氧動物呼吸狀況的裝置，包括恒溫水浴箱5、設(shè)在恒溫水浴箱內(nèi)的四個有機(jī)玻璃瓶4 ;四個有機(jī)玻璃瓶4的瓶蓋上均設(shè)有一個三通開關(guān)3，每個三通開關(guān)的一端與有機(jī)玻璃瓶4蓋上的有機(jī)玻璃管連接、另一端與一壓力傳感器2連接，每個壓力傳感器均與生理信號采集系統(tǒng)I連接；
所述生理信號采集系統(tǒng)I包括與壓力傳感器2連接的運(yùn)算放大器7、與所述運(yùn)算放大器連接的濾波器8、與所述濾波器連接的A/D轉(zhuǎn)換器9、與所述A/D轉(zhuǎn)換器連接的計算機(jī)6，還包括與所述計算機(jī)連接的D/A轉(zhuǎn)換器10，該D/A轉(zhuǎn)換器與所述運(yùn)算放大器7連接，并與所述濾波器8連接。生理信號采集系統(tǒng)的工作原理參見圖2 :首先通過壓力傳感器引入的生物信號進(jìn)行放大、濾波等處理，然后對處理的信號通過模數(shù)轉(zhuǎn)換進(jìn)行數(shù)字化并將數(shù)字化后的生物機(jī)能信號傳輸?shù)接嬎銠C(jī)內(nèi)部，計算機(jī)接收從生物信號放大、采集硬件傳入的數(shù)字信號，然后對這些收到的信號進(jìn)行實(shí)時處理。數(shù)據(jù)處理軟件流程參見圖3 :當(dāng)生理信號采集系統(tǒng)記錄采集完生理信號后，選定記錄的動物呼吸壓力波形，確定測量區(qū)域，獲取的時間即為動物的存活時間，然后再點(diǎn)擊獲取有機(jī)玻璃瓶容積和動物的體重，分別輸入，(若獲取的時間，容積或體重數(shù)據(jù)不合理，軟件將會重新獲取)，根據(jù)設(shè)定好的公式T=Tl/ (V - BW/0. 94)軟件自行計算標(biāo)準(zhǔn)耐受時間，最后輸出計算結(jié)果，程序結(jié)束。使用時，打開生理信號采集系統(tǒng)1，接上壓力傳感器2，調(diào)節(jié)零點(diǎn)和基線；打開恒溫水浴箱5的電源開關(guān)，設(shè)定溫度為25°C;每只有機(jī)玻璃瓶4中放入5g鈉石灰(用于吸收CO2), 將小鼠放入有機(jī)玻璃瓶中，旋緊瓶蓋，將有機(jī)玻璃瓶放入恒溫水浴箱5內(nèi)的固定架上；用三通開關(guān)3將壓力傳感器2與有機(jī)玻璃4的瓶蓋上的有機(jī)玻璃管連接，此時三通開關(guān)3處在有機(jī)玻璃瓶與外界大氣相通的位置，點(diǎn)擊生理信號采集系統(tǒng)記錄開關(guān)，然后將三通開關(guān)調(diào)至有機(jī)玻璃瓶與壓力傳感器相通，而與大氣隔絕的位置，開始自動采集生理信號、顯示和記錄動物的呼吸波；采集完畢后，選定動物呼吸壓力波形，利用數(shù)據(jù)測量功能對采集到的壓力波形進(jìn)行測量，計算機(jī)將自動顯示出動物的喘呼吸時間和存活時間，輸入動物的體重和有機(jī)玻璃瓶容積，根據(jù)標(biāo)準(zhǔn)耐受時間計算公式
T=Tl/ (V — BW/0. 94)，其中T為標(biāo)準(zhǔn)耐受時間(min/ ml), Tl為存活時間(min)，V為有機(jī)玻璃瓶容積(ml)，BW為小鼠體重(g)，自動計算出動物的標(biāo)準(zhǔn)耐受時間。
權(quán)利要求
1.一種自動實(shí)時監(jiān)測密閉缺氧動物呼吸狀況的裝置，包括恒溫水浴箱(5)、設(shè)在恒溫水浴箱內(nèi)的多個有機(jī)玻璃瓶(4)，其特征是所述多個有機(jī)玻璃瓶(4)的瓶蓋上均設(shè)有一個三通開關(guān)(3)，每個三通開關(guān)的一端與有機(jī)玻璃瓶(4)蓋上的有機(jī)玻璃管連接、另一端與一壓力傳感器(2)連接，每個壓力傳感器均與生理信號采集系統(tǒng)(I)連接。
2.根據(jù)權(quán)利要求I所述的自動實(shí)時監(jiān)測密閉缺氧動物呼吸狀況的裝置，其特征是所述生理信號采集系統(tǒng)(I)包括與壓力傳感器(2)連接的運(yùn)算放大器(7)、與所述運(yùn)算放大器連接的濾波器(8)、與所述濾波器連接的A/D轉(zhuǎn)換器(9)、與所述A/D轉(zhuǎn)換器連接的計算機(jī)(6)，還包括與所述計算機(jī)連接的D/A轉(zhuǎn)換器(10)，該D/A轉(zhuǎn)換器與所述運(yùn)算放大器(7)連接，并與所述濾波器(8)連接。
全文摘要
本發(fā)明公開一種自動實(shí)時監(jiān)測密閉缺氧動物呼吸狀況的裝置，包括恒溫水浴箱、設(shè)在恒溫水浴箱內(nèi)的多個有機(jī)玻璃瓶，其特征是所述多個有機(jī)玻璃瓶的瓶蓋上均設(shè)有一個三通開關(guān)，每個三通開關(guān)的一端與有機(jī)玻璃瓶蓋上的有機(jī)玻璃管連接、另一端與一壓力傳感器連接，每個壓力傳感器均與生理信號采集系統(tǒng)連接。本發(fā)明的生理信號采集系統(tǒng)通過壓力傳感器采集到動物的呼吸壓力波形，通過計算機(jī)處理就能夠自動顯示出動物喘呼吸的時間和存活時間，進(jìn)而依據(jù)動物的體重自動計算出動物的標(biāo)準(zhǔn)耐受時間，不僅結(jié)果及時、準(zhǔn)確可靠，而且操作簡便。
文檔編號A61B5/00GK102579050SQ20121009478
公開日2012年7月18日 申請日期2012年4月1日 優(yōu)先權(quán)日2012年4月1日
發(fā)明者劉福玉, 徐剛, 陳建, 高文祥, 高鈺琪 申請人:中國人民解放軍第三軍醫(yī)大學(xué)