[實(shí)用新型]一種人體肺泡氣溶膠沉積測(cè)量實(shí)驗(yàn)系統(tǒng)

有效

• 申請(qǐng)?zhí)枺?/td>: 201720433433.5
• 申請(qǐng)日: 2017-04-24
• 公開（公告）號(hào): CN206930556U
• 公開（公告）日: 2018-01-26
• 發(fā)明（設(shè)計(jì)）人: 徐新喜;李蓉;趙秀國(guó);蘇琛;牛福;崔向東;王金武
• 申請(qǐng)（專利權(quán)）人: 中國(guó)人民解放軍軍事醫(yī)學(xué)科學(xué)院衛(wèi)生裝備研究所
• 主分類號(hào): G01N15/04
• 分類號(hào): G01N15/04
• 代理公司: 天津市北洋有限責(zé)任專利代理事務(wù)所12201
• 代理人: 陸藝

技術(shù)領(lǐng)域

本實(shí)用新型屬于生物醫(yī)學(xué)工程、衛(wèi)生防護(hù)防疫技術(shù)與裝備、人-機(jī)-環(huán)境系統(tǒng)工程、呼吸流體力學(xué)及個(gè)人呼吸防護(hù)等技術(shù)領(lǐng)域，具體地說(shuō)，是涉及一種人體肺泡氣溶膠沉積測(cè)量實(shí)驗(yàn)系統(tǒng)。

背景技術(shù)

隨著全球工業(yè)化的加速發(fā)展，大氣污染使呼吸系統(tǒng)疾病成為一種常見病、多發(fā)病，可吸入顆粒物(指空氣動(dòng)力學(xué)直徑<10μm的空氣懸浮顆粒物)在肺部的沉積是主要誘因之一。人體呼吸系統(tǒng)由呼吸道(鼻、咽、喉、氣管、支氣管)和肺組成。呼吸道的主要作用是氣體的通道，溝通肺與外界環(huán)境。空氣中的可吸入顆粒物通過(guò)呼吸作用進(jìn)入人體后，一部分沉積在人體呼吸系統(tǒng)的傳導(dǎo)部分，即鼻、咽、喉、氣管、主支氣管和肺內(nèi)的多級(jí)細(xì)支氣管；另一部分則會(huì)進(jìn)入肺腺泡區(qū)，大量的沉積使肺部病變，影響呼吸功能，并進(jìn)一步穿透肺泡壁進(jìn)入人體血液循環(huán)系統(tǒng)，對(duì)人體健康造成巨大傷害。

另一方面，隨著對(duì)肺功能及哮喘、肺氣腫、慢性阻塞性肺病等疾病的深入了解，人們認(rèn)識(shí)到吸入給藥是治療上述疾病的有效方式。肺部吸入制劑因使用方便、起效迅速、避免了肝臟的首過(guò)效應(yīng)，減少全身給藥可能產(chǎn)生的不良反應(yīng)和藥物過(guò)量使用等優(yōu)點(diǎn)成為目前廣泛關(guān)注的治療呼吸系統(tǒng)疾病的方法。吸入制劑進(jìn)入人體后，沉積在上呼吸道的藥物大部分通過(guò)纖毛的運(yùn)動(dòng)被排出體外，只有沉積在肺腺泡中的藥物才能進(jìn)入血循環(huán)而被吸收。即要提高吸入給藥在肺部的生物利用度，必須提高其在肺腺泡區(qū)的沉積量。因此，建立肺部可吸入顆粒物沉積體外測(cè)量實(shí)驗(yàn)裝置，具有巨大的科學(xué)研究?jī)r(jià)值和應(yīng)用價(jià)值。

上呼吸道顆粒物沉積可以通過(guò)計(jì)算機(jī)模型和CT掃描建立實(shí)體模型的方法進(jìn)行測(cè)量分析。專利CN204797996 U介紹了一種稱重法測(cè)量人體上呼吸道顆粒物沉積的方法和裝置，有效地解決了人體上呼吸道顆粒物沉積模擬測(cè)量問(wèn)題，但它沒有考慮上呼吸道對(duì)吸入空氣的加濕作用，且無(wú)法測(cè)量人體細(xì)末支氣管和肺泡區(qū)域的沉積。

肺腺泡是呼吸作用的主要區(qū)域，占呼吸系統(tǒng)體積的90％，測(cè)量各種呼吸、環(huán)境、疾病影響等條件下顆粒物肺腺泡沉積并發(fā)現(xiàn)沉積規(guī)律十分必要。對(duì)該部分的測(cè)量目前主要采用實(shí)驗(yàn)動(dòng)物或志愿者實(shí)際測(cè)試的方法，但成本高昂，實(shí)驗(yàn)周期長(zhǎng)、對(duì)人體副作用大。由于肺腺泡區(qū)結(jié)構(gòu)復(fù)雜、尺寸較小，尚無(wú)法通過(guò)CT掃描方式建立實(shí)體模型。中國(guó)專利CN 104050321 A描述了一種肺泡顆粒物運(yùn)行軌跡的計(jì)算機(jī)模型，對(duì)肺泡進(jìn)行了大量的簡(jiǎn)化。但模擬結(jié)果是基于理想邊界條件的假設(shè)，屬于計(jì)算機(jī)仿真范疇，所獲得數(shù)據(jù)不是基于實(shí)驗(yàn)所得，通常需要實(shí)體模型進(jìn)一步驗(yàn)證，實(shí)際應(yīng)用價(jià)值有限。

中國(guó)專利CN 102750859 A采用了彈性硅膠材料制成了一種模擬肺通氣的裝置，調(diào)節(jié)硅膠材料彈性模量與人體肺部相近，實(shí)現(xiàn)了彈性呼吸的模擬。雖然該專利提供了一種建立彈性肺腺泡模型的思路，但它僅能模擬再現(xiàn)呼吸過(guò)程，無(wú)法進(jìn)行可吸入顆粒物在肺腺泡區(qū)沉積實(shí)驗(yàn)。

實(shí)用新型內(nèi)容

本實(shí)用新型的目的是克服現(xiàn)有技術(shù)的不足，提供一種人體肺泡氣溶膠沉積測(cè)量實(shí)驗(yàn)系統(tǒng)。

本實(shí)用新型的技術(shù)方案概述如下：

一種人體肺泡氣溶膠沉積測(cè)量實(shí)驗(yàn)系統(tǒng)，包括標(biāo)準(zhǔn)粒子發(fā)生裝置1-1和吸氣氣溶膠顆粒計(jì)數(shù)器1-2，標(biāo)準(zhǔn)粒子發(fā)生裝置1-1和吸氣氣溶膠顆粒計(jì)數(shù)器1-2分別通過(guò)管道與單向進(jìn)氣閥1-3連接；單向進(jìn)氣閥1-3通過(guò)管道與連接加濕器1-4的管道匯合后的總管道1-14貫穿透明實(shí)驗(yàn)容器1-10的蓋體，與設(shè)置在透明實(shí)驗(yàn)容器1-10內(nèi)部的肺腺泡實(shí)驗(yàn)?zāi)Ｐ?-9的模擬15級(jí)支氣管2-1連接，模擬15級(jí)支氣管2-1通過(guò)第一Y型三通2-2與2個(gè)模擬16級(jí)支氣管2-3連接，每個(gè)模擬16級(jí)支氣管2-3通過(guò)第二Y型三通2-4與2個(gè)模擬17級(jí)支氣管2-5連接，每個(gè)模擬17級(jí)支氣管2-5通過(guò)連接管2-6與模擬肺腺泡簇2-7連接，模擬肺腺泡簇2-7包括模擬肺泡管3-4，模擬肺泡管3-4上設(shè)置有接口3-1,接口3-1的外壁上設(shè)置有環(huán)狀凸起3-2，模擬肺腺泡3-3與接口3-1活動(dòng)連接并通過(guò)環(huán)狀凸起3-2固定；透明實(shí)驗(yàn)容器1-10的底部通過(guò)管道與模擬呼吸泵1-11連接；透明實(shí)驗(yàn)容器1-10上設(shè)置有壓力計(jì)1-8；呼氣氣溶膠顆粒計(jì)數(shù)器1-6通過(guò)管道依次與單向排氣閥1-5和總管道1-14連接；設(shè)置有數(shù)據(jù)分析系統(tǒng)的計(jì)算機(jī)1-12分別與PIV粒子示蹤儀1-13和模擬呼吸泵1-11電連接，PIV粒子示蹤儀1-13設(shè)置在透明實(shí)驗(yàn)容器1-10的一側(cè)。

本實(shí)用新型的優(yōu)點(diǎn)：