[发明专利]一种实时反馈多模式氧控制系统

说明书

技术领域

本发明涉及医学实验领域，具体涉及一种实时反馈多模式氧控制系统。

背景技术

阻塞性睡眠呼吸暂停低通气综合征(OSAHS)以患者睡眠中反复发生上气道完全和(或)不完全阻塞导致呼吸暂停或低通气为特征，其关键的病理生理环节为慢性间歇低氧(chronic intermittent hypoxia，CIH)。因其对心脑血管等系统的损害而逐渐受到人们关注，且成为近年来研究的热点问题之一。建立理想的OSAHS动物模型存在很大难度，因此实际研究中大多应用睡眠呼吸暂停模式的间歇低氧动物模型，模拟周期性缺氧再氧合过程，以研究OSAHS的多系统损害。实现慢性间歇低氧(CIH)的方式主要为间歇吸入低氧混合气体与间歇通气阻断法。其中前者是目前应用最广的CIH模型。上述模型的原理是通过各种方法实现动物体内SaO₂周期性降低和恢复，从而模拟OSAHS病人体内的慢性间歇低氧过程。根据供氧方式不同，目前建立慢性间歇低氧动物实验模型的实验装置有不同类型:①往复运动式低氧舱，是低氧舱在动物舱之间往复运动，使动物舱间歇进入低氧环境，可基本模拟反复缺氧－复氧的病理生理特征，但对设备要求高，操作复杂，且不能排除反复移动动物对实验产生的影响；②低压低氧舱，通过改变氧舱升降速率模拟不同的海拔高度，产生不同的压力和氧浓度，从而达到低氧－复氧的效果，对设备的要求较高，不能准确反映常压下缺氧的情况；③低O₂高CO₂箱，采用单片机技术和反馈原理，自动调节氧舱内O₂、CO₂浓度，建立低氧和CO₂潴留模型，不能排除CO₂在低氧－复氧机制研究中的干扰作用；④低氧混合气体舱，亦是采用单片机技术和反馈原理，自动调节氧舱内O₂浓度，通过间歇提供低氧混合气体及常氧气体，模拟间歇低氧过程，同时通过快速换气或在舱体内放置石灰石吸附CO₂维持舱体内CO₂保持在低水平。

上述装置均可通过计算机程序自动控制可根据需要快速方便地调节低氧的程度、频率以及持续时间等参数，满足不同程度及不同持续时间CIH的要求，但上述装置仍存在一定缺点，如：

(1)单面进气、快速间歇给予低氧气体可能引起舱内氧浓度分布不均导致每只动物体内缺氧程度不一致，供气装置缺陷导致缺氧复氧过程舱体内压力变化大，不能模拟常压实验状态；

(2)缺乏对每只实验动物SaO2的长期实时监测，不能明确是否造模成功；

(3)由于动物舱体及气体控制装置的限制，每次只能进行同一组实验组造模，时间成本高；

(4)更关键的是上述实验装置均是通过检测舱体内氧浓度作为评判低氧程度的指标，并通过舱体内氧浓度反馈调节供氧浓度，但舱体内氧浓度并不能代表动物体内的实际氧合情况，机体血氧饱和度主要取决于动脉血样分压，受肺泡通气量、供氧浓度等多因素影响，舱体内氧浓度不均匀、动物个体差异等因素均可导致动物体内氧合程度不同，使同组实验结果产生误差，故使用舱体内氧浓度作为评估实验动物缺氧程度并不符合生理要求。

发明内容

综上所述，为了克服现有技术的不足，本发明所要解决的技术问题是提供一种实时反馈多模式氧控制系统。

本发明解决上述技术问题的技术方案如下：一种实时反馈多模式氧控制系统，包括压缩氧气瓶、压缩氮气瓶、压缩空气瓶、动物舱体和单片机控制系统，所述单片机控制系统包括计算机、单片机主机、压力传感器、氧浓度传感器、血氧饱和度探头以及数据处理模块，在动物舱体内设置有氧浓度传感器和压力传感器，所述动物舱体内的每一只实验动物身上均绑定血氧饱和度探头，所述血氧饱和度探头、压力传感器和氧浓度传感器通过数据线连接所述单片机控制系统的数据处理模块；所述数据处理模块用于接收、处理及转换采集到的动物舱体内的气压、氧浓度和血氧饱和度原始数据，并将转换过后的数据输送给单片机主机进行反馈调节，同时再经单片机输送到计算机经计算机显示屏显示出来进行实时监测；

所述压缩氧气瓶的出口通过氧气管、所述压缩氮气瓶的出口通过氮气管以及所述压缩空气瓶通过空气管汇集到进气管，所述进气管再分成五个不同支路管分别向所述动物舱体内提供气体；