一種動物頭外露式單室體積描記器的製作方法

2023-12-06 15:38:46 1

本實用新型涉及生物醫藥器械領域，具體而言，涉及一種動物頭外露式單室體積描記器。

背景技術：

在呼吸相關生理實驗或動物醫藥研究中，常需要對實驗對象的呼吸活動進行監測，以便及時客觀地了解實驗動物呼吸活動的變化情況。目前小動物呼吸體積描記系統主要包括：體積描記器、傳感裝置、給藥系統、放大器、數模轉換器、分析軟體等組成部分，其中體積描記器為該系統重要組成部分，可分為全身體積描記器、頭和軀體雙腔式體積描記器以及頭外露式單室體積描記器三種形式。頭外露式單室體積描記器是將動物的軀體置於一個密閉的裝置中，動物頸部裝一個密封圈，將動物的頭暴露在外面，可給予不同的氣體或霧化等處理，該裝置既可對清醒動物也可對處於麻醉狀態動物的呼吸進行監測。實驗過程中，通過記錄密閉的軀體室內氣體壓力變化(主要由動物胸廓擴張或者縮小產生)來觀察不同處理因素對動物呼吸活動的影響。

發明人在研究中發現，現有的體積描記器至少存在以下缺點：現有的體積描記器具有較大的局限性，對新生動物難以描記。

技術實現要素：

本實用新型的目的在於提供一種動物頭外露式單室體積描記器，以改善現有體積描記器具有局限性的問題。

本實用新型是這樣實現的：

基於上述目的，本實用新型提供了一種動物頭外露式單室體積描記器，包括體積描記室、伸縮固定部、壓力傳感器和用於對動物呼吸活動進行描記的計算機，所述體積描記室包括一個腔體，所述伸縮固定部安裝在所述體積描記室內，所述伸縮固定部位於所述腔體內，且所述伸縮固定部將所述腔體分為兩個連通的空腔，所述伸縮固定部包括一個通孔，且所述通孔的直徑可調節，兩個所述空腔通過所述通孔連通，所述壓力傳感器安裝於所述體積描記室，所述計算機安裝於所述體積描記室外，且所述計算機與所述壓力傳感器電連接。

本實用新型提供的動物頭外露式單室體積描記器可以根據動物體的體積差異來調整伸縮固定部在腔體內的位置以及通孔孔徑的大小，使之與動物體契合，以便對不同體積的動物體進行呼吸描記，大大地擴寬了動物頭外露式單室體積描記器的使用範圍。

進一步地，所述伸縮固定部包括安裝部和環形氣囊，所述安裝部安裝在所述體積描記室內，所述環形氣囊安裝於所述安裝部，所述安裝部位於所述體積描記室和所述環形氣囊之間，所述環形氣囊形成所述通孔。

氣囊本身較為柔軟，在與動物體接觸時，不會使動物體感到不適，也不會對動物體造成傷害，在動物體的體積較大時，可以將氣囊內的部分氣體排出，使氣囊變癟，從而增大通孔的直徑；當動物體的體積較小時，可以向氣囊內充氣，氣囊被充入氣體後，會逐漸膨脹，使通孔變小，此時就可以適應較小體積的動物體了。

進一步地，所述動物頭外露式單室體積描記器還包括用於控制所述氣囊的大小的控制裝置，所述控制裝置安裝於所述體積描記室外。

控制裝置的設置可以方便調節氣囊的體積，同時，使用控制裝置對氣囊體積進行控制可以使氣囊的體積被控制的更加精確，使氣囊體積最適合當前體積的動物體。

進一步地，所述控制裝置包括固定管和滑動部，所述固定管的一端與所述氣囊連通，所述滑動部安裝在所述固定管內，且所述滑動部與所述固定管滑動連接，所述滑動部沿所述固定管的中心線方向相對於所述固定管滑動。

滑動部可以將固定管完全封閉，使固定管的一端與氣囊形成一個聯通的密閉儲氣腔，隨著滑動部的滑動，密閉儲氣腔的體積會發生改變，因為在密閉儲氣腔內的氣體總量是不變的，因此在滑動滑動部時，氣囊的體積會發生改變。

進一步地，所述滑動部包括滑塊和推桿，所述滑塊安裝在所述固定管內，所述推桿的一端與所述滑塊連接，所述推桿的另一端沿所述固定管的中心線伸出所述固定管，所述推桿位於所述固定管遠離所述氣囊的一端。

操作者使用這種動物頭外露式單室體積描記器，在需要對氣囊的體積進行調節時，只需通過推桿將滑塊向外拉或者向內推即可改變氣囊的體積。

進一步地，所述控制裝置還包括軟管，所述軟管位於所述氣囊與所述固定管之間，所述軟管的一端與所述氣囊連通，所述軟管的另一端與所述固定管連通，所述固定管通過所述軟管與所述氣囊連通。

氣囊與固定管之間採用軟管過度，在安裝和使用時更加的方便。

進一步地，所述體積描記室的側壁設置有開口，所述壓力傳感器與所述開口連接。

壓力傳感器與該開口連接後，可以保證體積描記室的密閉狀態，體積描記室內的壓力變化隨時都受到壓力傳感器的監測。

進一步地，兩個所述空腔分別為第一空腔和第二空腔，所述開口與所述第二空腔連通，所述壓力傳感器與所述第二空腔連接；所述動物頭外露式單室體積描記器還包括送氣裝置，所述送氣裝置的輸出端與所述第一空腔連通。

在放置動物體時，使動物體的頭部位於第一空腔內，動物體的身體位於第二空腔內，在第一空腔內可以進行不同氣體或霧化等處理。

進一步地，所述動物頭外露式單室體積描記器還包括用於檢測所述體積描記室內的溫度的溫度檢測裝置，所述溫度檢測裝置安裝於所述體積描記室。

溫度檢測裝置可以通過對第二空腔的溫度的檢測來反應出動物體當前的狀態。

進一步地，所述溫度檢測裝置包括溫度檢測探頭、智能恆溫控制儀和恆溫平板，所述檢測探頭安裝在所述第二空腔內，所述恆溫平板安裝在體積描記室外，且所述檢測探頭和所述恆溫平板分別與所述智能恆溫控制儀電連接。

檢測探頭對第二空腔內的溫度進行檢測，然後將檢測到的信號傳給智能恆溫控制儀，智能恆溫控制儀在將信號處理過後，再給恆溫平板傳遞一個新的信號，對第二空腔內的溫度進行控制，避免溫度改變對動物體的呼吸等生理活動造成影響，使動物頭外露式單室體積描記器的描記結果更加的準確。

與現有技術相比，本實用新型實現的有益效果是：

本實用新型提供的動物頭外露式單室體積描記器可以根據動物體的體積差異來調整伸縮固定部在腔體內的位置以及通孔孔徑的大小，使之與動物體契合，以便對不同體積的動物體進行呼吸描記，大大地擴寬了動物頭外露式單室體積描記器的使用範圍。

附圖說明

圖1示出了本實用新型實施例1提供的動物頭外露式單室體積描記器的示意圖；

圖2示出了本實用新型實施例1提供的體積描記室的示意圖；

圖3示出了本實用新型實施例1提供的伸縮固定部未充氣時的示意圖；

圖4示出了本實用新型實施例1提供的伸縮固定部充氣後的示意圖。

圖中：

體積描記室101；伸縮固定部102；計算機103；控制裝置104；壓力傳感器105；溫度檢測裝置106；送氣裝置107；第一空腔108；第二空腔109；腔體110；通孔111；安裝部112；環形氣囊113；固定管114；滑塊115；推桿116；滑動部117；軟管118；夾子119。

具體實施方式

在呼吸相關生理實驗或動物醫藥研究中，常需要對實驗對象的呼吸活動進行監測，以便及時客觀地了解實驗動物呼吸活動的變化情況。目前小動物呼吸體積描記系統主要包括：體積描記器、傳感裝置、給藥系統、放大器、數模轉換器、分析軟體等組成部分，其中體積描記器為該系統重要組成部分，可分為全身體積描記器、頭和軀體雙腔式體積描記器以及頭外露式單室體積描記器三種形式。全身體積描記器用於監測小動物的呼吸功能及氣道反應，實驗過程中小動物在描記器中清醒自由活動，無需氣管插管和麻醉，適宜長期跟蹤性研究。雙腔式體積描記器用於觀察在描記過程中不同處理因素對呼吸功能的影響，實驗過程中，將動物的頭和軀體分別置於不同的描記室內並測定雙室內的壓力變化，採用該方法測定動物呼吸活動時，實驗動物雖處於清醒狀態但不能自由活動。頭外露式單室體積描記器是將動物的軀體置於一個密閉的裝置中，動物頸部裝一個密封圈，將動物的頭暴露在外面，可給予不同的氣體或霧化等處理，該裝置既可對清醒動物也可對處於麻醉狀態動物的呼吸進行監測。實驗過程中，通過記錄密閉的軀體室內氣體壓力變化(主要由小動物胸廓擴張或者縮小產生)來觀察不同處理因素對動物呼吸活動的影響。發明人在研究中發現，現有的體積描記器至少存在以下缺點：現有的體積描記器具有較大的局限性，對新生動物難以描記。

為了使上述問題得到改善，本實用新型提供了一種動物頭外露式單室體積描記器，包括體積描記室、伸縮固定部、壓力傳感器和用於對動物呼吸活動進行描記的計算機，所述體積描記室包括一個腔體，所述伸縮固定部安裝於所述體積描記室，所述伸縮固定部位於所述腔體內，且所述伸縮固定部將所述腔體分為兩個連通的空腔，所述伸縮固定部包括一個通孔，且所述通孔的直徑可調節，兩個所述空腔通過所述通孔連通，所述壓力傳感器安裝在所述體積描記室，所述計算機安裝於所述體積描記室外，且所述計算機與所述壓力傳感器電連接。

本實用新型提供的動物頭外露式單室體積描記器可以根據動物體的體積差異來調整伸縮固定部在腔體內的位置以及通孔孔徑的大小，使之與動物體契合，以便對不同體積的動物體進行呼吸描記，大大地擴寬了動物頭外露式單室體積描記器的使用範圍。

下面通過具體的實施例子並結合附圖對本實用新型做進一步的詳細描述。

為使本實用新型實施例的目的、技術方案和優點更加清楚，下面結合本實用新型實施例中的附圖，對本實用新型實施例中的技術方案進行了清楚、完整地描述，顯然，所描述的實施例是本實用新型一部分實施例，而不是全部的實施例。通常在此處附圖中描述和示出的本實用新型實施例的組件可以以各種不同的配置來布置和設計。

因此，對以上附圖中提供的本實用新型的實施例的詳細描述並非旨在限制要求保護的本實用新型的範圍，而是僅僅表示本實用新型的選定實施例。基於本實用新型中的實施例，本領域普通技術人員在沒有作出創造性勞動的前提下所獲得的所有其他實施例，都屬於本實用新型保護的範圍。

應注意到：相似的標號和字母在下面的附圖中表示類似項，因此，一旦某一項在一個附圖中被定義，則在隨後的附圖中不需要對其進行進一步定義和解釋。

在本實用新型的描述中，需要說明的是，術語「中心」、「內」、「外」等指示的方位或位置關係為基於附圖所示的方位或位置關係，或者是該實用新型產品使用時慣常擺放的方位或位置關係，僅是為了便於描述本實用新型和簡化描述，而不是指示或暗示所指的裝置或元件必須具有特定的方位、以特定的方位構造和操作，因此不能理解為對本實用新型的限制。此外，術語「第一」、「第二」等僅用於區分描述，而不能理解為指示或暗示相對重要性。

在本實用新型的描述中，還需要說明的是，除非另有明確的規定和限定，術語「設置」、「安裝」、「相連」、「連接」應做廣義理解，例如，可以是固定連接，也可以是可拆卸連接，或一體地連接；可以是機械連接，也可以是電連接；可以是直接相連，也可以通過中間媒介間接相連，可以是兩個元件內部的連通。對於本領域的普通技術人員而言，可以具體情況理解上述術語在本實用新型中的具體含義。

需要說明的是，在不衝突的情況下，本實用新型中的實施例及實施例中的特徵可以相互組合。

實施例1

參照圖1至圖4，一種動物頭外露式單室體積描記器，包括體積描記室101、伸縮固定部102和用於對動物呼吸活動進行描記的計算機103，體積描記室101包括一個腔體110，伸縮固定部102安裝在體積描記室101內，伸縮固定部102位於腔體110內，且伸縮固定部102將腔體110分為兩個連通的空腔，伸縮固定部102包括一個通孔111，且通孔111的直徑可調節，兩個空腔通過通孔111連通，計算機103安裝在體積描記室101外。

本實用新型提供的動物頭外露式單室體積描記器可以根據動物體的體積來調節通孔111的孔徑大小，使通孔111的大小恰好可以和動物契合，這種伸縮固定部102可以根據動物體的個體差異調整其在體積描記室101內的位置，以便對不同體態的動物體進行呼吸描記，大大地擴寬了動物頭外露式單室體積描記器的使用範圍。

伸縮固定部102包括安裝部112和環形氣囊113，安裝部112安裝在體積描記室101內，環形氣囊113安裝於安裝部112，安裝部112位於體積描記室101和環形氣囊113之間，環形氣囊113形成通孔111。

動物體在受到傷害或者感覺不適時，其情緒會發生波動，呼引發吸頻率和呼吸幅度的改變，這會給呼吸描記帶來極大的誤差，氣囊本身較為柔軟，在與動物體接觸時，不會使動物體感到不適，也不會對動物體造成傷害，在動物體的體積較大時，可以將氣囊內的部分氣體排出，使氣囊變癟，從而增大通孔111的直徑；當動物體的體積較小時，可以向氣囊內充氣，氣囊被充入氣體後，會逐漸膨脹，使通孔111變小，此時就可以適應較小體積的動物體了。

同時，由於氣囊的柔軟性，在對氣囊的體積進行調節時，可以使氣囊與動物體完全解除，腔體110被分為完全隔離的第一空腔108和第二空腔109。

動物頭外露式單室體積描記器還包括用於控制氣囊的大小的控制裝置104，控制裝置104安裝於體積描記室101外。控制裝置104的設置可以使氣囊的體積改變更加方便，同時，用控制裝置104對氣囊體積進行控制可以使氣囊的體積被控制的更加精確，使氣囊體積最適合當前體積的動物體。

控制裝置104包括固定管114和滑動部117，固定管114的一端與氣囊連通，滑動部117安裝在固定管114內，且滑動部117與固定管114滑動連接，滑動部117沿固定管114道的中心線方向相對於固定管114滑動。滑動部117可以將固定管114完全封閉，使固定管114的一端與氣囊形成一個聯通的密閉儲氣腔，隨著滑動部117的滑動，密閉儲氣腔的體積會發生改變，因為在密閉儲氣腔內的氣體總量是不變的，因此在滑動滑動部117時，氣囊的體積會發生改變。

在滑動部117滑動的過程中，固定管114由於材質較硬，因此氣體優先將固定管114充滿，當滑動部117向外滑動，令固定管114與氣囊連通的一端的體積變大時，氣囊內的體積被抽入固定管114內，氣囊內氣體的總量變少，體積變小；當滑動部117向內滑動，令固定管114與氣囊連接的一端的體積變小時，固定管114內的氣體被充入氣囊內，此時氣囊體積變大。

滑動部117包括滑塊115和推桿116，滑塊115安裝在固定管114內，推桿116的一端與滑塊115連接，推桿116的另一端沿固定管114的中心線伸出固定管114，推桿116位於固定管114遠離氣囊的一端。操作者使用這種動物頭外露式單室體積描記器，在需要對氣囊的體積進行調節時，只需通過推桿116將滑塊115向外拉或者向內推即可改變氣囊的體積。

控制裝置104還包括軟管118，軟管118位於氣囊與固定管114之間，軟管118的一端與氣囊連通，軟管118的另一端與固定管114連通，固定管114通過軟管118與氣囊連通。氣囊與固定管114之間採用軟管118連接，在安裝和使用時更加的方便。

動物頭外露式單室體積描記器還包括壓力傳感器105，壓力傳感器105安裝在體積描記室101外，壓力傳感器105與計算機103電連接。在體積描記室的側壁上可以設置一個開口，然後將壓力傳感器105與該開口連接，壓力傳感器與該開口連接後，可以保證體積描記室的密閉狀態，體積描記室內的壓力變化隨時都受到壓力傳感器的監測，壓力傳感器105可以將信號傳給計算機，由計算機103內的軟體對傳入信號進行分析。。

兩個空腔分別為第一空腔108和第二空腔109，開口是與第二空腔連通，壓力傳感器105與第二空腔109連接；動物頭外露式單室體積描記器還包括送氣裝置107，送氣裝置107的輸出端與第一空腔108連通。在放置動物體時，使動物體的頭部位於第一空腔108內，動物體的身體位於第二空腔109內，在第一空腔108內可以進行不同氣體或霧化等處理。

動物頭外露式單室體積描記器還包括用於檢測體積描記室101內的溫度的溫度檢測裝置106，溫度檢測裝置106安裝於體積描記室101內。溫度檢測裝置106可以通過對第二空腔109的溫度的檢測來檢測動物體當前的狀態。

溫度檢測裝置106包括溫度檢測探頭、智能恆溫控制儀和恆溫平板，檢測探頭安裝在第二空腔109內，恆溫平板安裝在體積描記室101外，且檢測探頭和恆溫平板分別與智能恆溫控制儀電連接。

檢測探頭對第二空腔109內的溫度進行檢測，然後將檢測到的信號傳給智能恆溫控制儀，智能恆溫控制儀對傳入信號處理過後，再發出一個指令信號到恆溫平板，對第二空腔109內的溫度進行控制，避免溫度改變對動物體的呼吸等生理活動造成影響，使動物頭外露式單室體積描記器的描記結果更加準確。

實施例2

本實施例提供了一種動物頭外露式單室體積描記器，本實施例是在實施例1的技術方案的基礎上的進一步改進，實施例1描述的技術方案同樣適用於本實施例，實施例1已公開的技術方案不再重複描述。

具體的，本實施例與實施例1的區別在於，本實施例提供的動物頭外露式單室體積描記器的體積描記室101：將一個60ml注射器針筒居中截斷，保留帶有針頭套管部分的半截針筒；針筒斷端採用自製環形球囊封閉，針頭套管端通過導管與壓力轉換器連接，形成一個密閉的體積描記室101。

環形球囊：將60ml注射器橡膠活塞中心掏空，形成厚約5mm的橡膠圓環；再將一根長約4cm，自然狀態直徑為5mm的可擴張橡膠管兩端崁插後粘合，形成圓形橡膠圈；再將橡膠圈外緣與橡膠圓環的內緣粘合；然後，將一根橡膠導管穿入密閉的橡膠管內，粘合穿破處；導管另一端連接一個注射器。

本實施例創新原件包括體積描記室101和環形球囊兩個元件：體積描記室101採用臨床60ml注射器針筒製備，主要原料為醫用級塑料聚丙烯和聚乙烯；環形球囊式由60ml注射器推桿116橡膠活塞和彈性橡膠管制成。

本實施例的動物體採用新生鼠作為描記對象，新生鼠頭外露式單室體積描記器與現有的單室體積描記器相比具有以下幾方面優點：

1、本體積描記器採用橡膠環形球囊，具有以下優點：

(1)當環形橡膠球囊充填液體或空氣後擴張，其擴張後的形態可隨著新生鼠頸部形態變化而變化，因此可與之充分契合，形成良好的密閉效果。

(2)環形球囊對新生鼠頸部的擠壓力均勻，且可根據新生鼠的個體差異進行適當的調整，減少活塞擠壓對新生鼠呼吸的影響。

(3)根據新生鼠軀體大小，擴張的環形球囊活塞可在注射器針筒內前後調節，形成一個與新生鼠軀體相匹配的最佳描記室，利於精確反應新生鼠呼吸運動所產生的壓力變化，進而被壓力轉換器感應並轉化為電信號顯示出來。

2、本體積描記器採用60ml注射器針筒製作，取材便利，製作過程簡單，成本低廉，便於推廣。

(1)採用60ml注射器針筒製備體積描記室101；

(2)可擴環形球囊；

(3)環形球囊活塞可在描記室內進行位置調節，形成與新生鼠軀體相適應的描記室。

與現有技術相比，本專利的優點：

1、環形球囊可充氣或液體，對新生鼠頸部擠壓力均勻且可根據個體差異進行調整，便於對不同體積的新生鼠進行呼吸描記。

2、採用注射器橡膠活塞與針筒製備的體積描記室101密閉性好，可根據新生鼠個體大小前後移動調整描記空間，便於精確地將新生鼠呼吸運動所產生的氣體壓力變化(主要由新生鼠胸廓擴張與縮小產生)轉換為電信號。同時注射器取材方便，環形球囊及體積描記室101製備過程簡單。

環形球囊製備過程：將60ml注射器活塞撥出，將黑色橡膠封閉塞子取下，用小剪刀將橡膠塞子中心部分剪掉，形成橡膠環；將一根長約4cm，自然狀態直徑為5mm的可充氣橡膠管兩端崁插後粘合，形成圓形橡膠圈；再將圓形橡膠圈外緣與橡膠環的內緣粘合。

然後，將一根導管穿入密閉的橡皮管內，粘合穿破處，成功製備可充氣擴張的環形球囊。

3、環形球囊使用模式：使用環形球囊進行體積描記時，首先將環形球囊套在新生鼠的頸部，並將球囊的注氣管與注射器連接，在沒有注氣之前環形球囊內徑較大；向環形球囊中注入空氣，球囊內徑逐漸縮小，與新生鼠頸部充分契合，形成密閉「圍脖」式封接；最後調整環形球囊在新生鼠頸部的位置和注氣量，用一個小夾子119夾住注氣管。

4、調整環形球囊在新生鼠頸部的位置和注氣量，確定沒有影響新生鼠呼吸，將環形球囊活塞及新生鼠裝入體積描記室101，根據新生鼠體積大小調整環形球囊活塞在描記室中的位置，進行體積描記。

本實施例中的體積描記室101和環形球囊採用較易取得的材料製成，製作方式簡單，製作成本較低。但其製作方式和製作材料僅限於本實施例中使用，在其他的實施方式中，體積描記室101和環形球囊採用其他的製作材料和製作方法製成也是可以的。

綜上所述，本實用新型提供的動物頭外露式單室體積描記器可以根據動物體的體積來調整伸縮固定部在體積描記室內的位置，改變通孔孔徑的大小，讓通孔的大小恰好可以和動物契合，這種伸縮固定部可以根據動物體的個體差異進行調整，以便於對不同體積的動物體進行呼吸描記，大大地擴寬了動物頭外露式單室體積描記器的使用範圍。

以上所述僅為本實用新型的優選實施例而已，並不用於限制本實用新型，對於本領域的技術人員來說，本實用新型可以有各種更改和變化。凡在本實用新型的精神和原則之內，所作的任何修改、等同替換、改進等，均應包含在本實用新型的保護範圍之內。