[发明专利]用于检测生物体肺功能的装置

说明书

技术领域

本发明涉及肺功能测量装置，特别涉及一种用于清醒生物体肺功能的检测装置。

背景技术

呼吸道疾病及肺功能障碍疾病是严重威胁人类健康的慢性呼吸系统疾病。在过去的五十年里，西方国家患呼吸道疾病及肺功能障碍疾病的人群增加显著，这主要归咎于城市化和不断改变的饮食以及生活方式。同时呼吸道疾病和肺功能疾病的流行性、发病率和死亡率也是逐年增加，在我国的患病率也呈逐年上升趋势。相关研究表明，肺功能检查能够对呼吸道疾病和肺功能障碍疾病进行评定，同时对其治疗药物的药效进行评估，有利于对患者的呼吸疾病严重程度及药物的选择起到很好的辅助作用。

所有药物在进入人体试验前，首先要在动物身上进行药效、药理以及毒理试验，确保该药物在对人体没有重大副作用的情况下，对治疗疾病起到积极的作用。其中，在呼吸道药物的药效实验中，往往采用的是麻醉动物，因为麻醉动物相对来说具有操作简单，费用较小的优点。但是，由于麻醉药物的化学成分对动物本身具有很大的影响，导致各项生理指标的改变，因此无论是麻醉给药还是捆绑给药，所测得的生理参数均不能准确反应出动物的生理参数。

本发明是在动物清醒状态下进行肺功能指标的测试。基于现有的封闭体积描记箱技术，如魏尔清的《一种测量镇静大鼠气道反应性的非侵入式新方法》^①，文中用到的是大鼠的密封体积描记箱法，但是该方法是整个动物放置于箱子中，这样动物的潮气量和口腔呼吸的气体则会互相干扰。同时该方法没有记录动物的胸内压，无法求得肺功能检测的关键指标，即气道阻力和肺顺应性。

THOMAS GLAAB的《Tidal midexpiratory flow as a measure of airway hyperresponsiveness in allergic mice》^②中采用的双腔体积描记箱法，其系统能够很好的检测到潮气量，是相对比较稳定的检测系统。但是仍存在数据不全的问题，它采用的是胸腔内插管的方法测得胸内压，直接将导管插入动物体内，会直接导致动物的疼痛，对动物可能会造成未知的刺激因素；除此以外，该系统不能测得清醒动物的口腔流速，因此也无法得到气道阻力这一关键指标。

与本发明相关性较大的是Dennis J. Murphyf发表的A novel method for chronic measurement of respiratory function in theconscious monkey^③，该方法中动物的口腔流速是通过一个全身体积描记箱中的压力传感器进行换算的，其包括了动物口腔呼吸的气体和腹腔变化挤压箱子中的气体。首先从本质来说，动物口腔呼吸的气体和腹腔变化挤压箱子中的气体是相反的关系，该方法将这两者的和等同于胸腔变化的值，存在很大的问题。口腔流速仅代表动物口腔中呼吸的气体，与潮气量无可运算的关系。其次，两者之间也因为发生的时间不同，从而存在一个相位差，口腔流速的变化会稍微领先于胸腔体积的变化，因此该方法中口腔流速的计算并不准确。同时，该方法中动物的潮气量是通过固定在动物胸腔上的电极，在胸腔伸缩时电极之间的变化导致阻抗的变化进行换算的，因此该方法并不能获得体积描记箱中动物真实的潮气量值。除此以外，该系统不存在雾化给药系统，只是通过单纯的刺激物对系统进行验证，不具有对肺功能治疗药物检测药效的功能，因此该系统仍存在较大不足，应用受到很大的限制。

因此，关于清醒动物肺功能检测方法的技术有数种，但是现有市面上未有全面获取直接呼吸生理参数的系统，也未有既能准确得到气道阻力，又能准确检测到肺顺应性，同时还能通过各种给药方式，并最终能获得给药后对动物支气管扩张效果检测的装置以及应用技术。

有鉴于上述现有的清醒动物肺功能检测装置存在的缺陷，本发明人基于实务经验及专业知识，并配合学理的运用，积极加以研究创新，以期创设一种清醒动物肺功能检测装置，使其更具有实用性。

本发明针对现有技术的不足，设计了一种清醒动物肺功能检测装置，能够反应动物真实生理参数，可以测量多个指标，包括胸内压、口腔气体流速和潮气量，而且能够实现给药功能。

发明内容

本发明主要目的在于，克服生物体(动物)麻醉给药或捆绑给药时所测得的肺功能的生理参数不能准确反应出动物真实的生理参数的缺陷，而提供一种新的用于检测生物体肺功能的装置，其利用体积描记箱固定动物，在动物清醒、相对自由和不处于高度紧张的状态下，进行测量清醒动物的口腔流速、胸内压和潮气量，从而准确获取生物体(动物)肺功能的有关参数，从而更加适于实用，且具有产业上的利用价值。