CN100487753C - 一种模拟人体温热co2气腹的实验装置 - Google Patents

Abstract

一种模拟人体温热CO₂气腹的实验装置，属医学实验装置技术领域。欲获得满足系统全面的温热CO₂气腹研究需要的实验装置。本发明的其特点是容量和人体腹腔可比拟的气腹箱，是一个由绝热树脂材料构成的空芯六面体，箱壁外侧由内向外依次密封覆盖有铝箔，绕有加热电阻丝的石棉加热带，外层裹有软性绝热泡沫构成的保温套；有三个与气腹箱相通的管子，一个向上的通管为进气管，与热湿CO₂发生器的出口相连接，另二个各为向上，和向下的，各带控制阀的通管。热湿CO₂发生器由CO₂加热器、雾化器和混合器构成。实施本发明后，提供了一种CO₂的温度、湿度、流量和压力等可以控制的人体热CO₂气腹模拟实验装置，可以在体外最大程度地模拟人体气腹情况，在明确温度场分布的基础上完成温热CO₂气腹的系统研究。

Description

一种模拟人体温热CO2气腹的实验装置

技术领域

属医学实验装置技术，是涉及模拟人体温热CO₂气腹的实验装置。

背景技术

微创外科是现代外科的发展方向，腹腔镜技术是其代表技术。作为腹腔镜手术基础的CO₂气腹一直以来是腹腔镜技术研究的焦点。常规气腹应用的主要是常温CO₂(室温25℃)，其应用安全性等已得到系统研究。但是，常温CO₂气体存在许多不足，可引起体核温度下降导致应激反应，影响患者术后恢复，并且随着腹腔镜运用于恶性肿瘤手术等长时间手术而问题益加突出，此外，还可引起腹部及肩部术后疼痛，心动过速等术后不适。随着腹腔镜技术的不断进步和日益完善，温CO₂气腹(35-37℃)日渐应用于临床。尽管已有临床应用，但是温CO₂的相关系统研究却严重不足。临床研究报道不一，基础研究则相当缺乏，气体温度在腹腔内的分布不明，腹腔镜恶性肿瘤手术中温CO₂是否会增加肿瘤细胞播散等重要问题都少有研究，除温CO₂缺乏研究以外，更高温度的CO₂，即热CO₂(41-43℃)在腹腔镜恶性肿瘤手术中是否具有杀伤肿瘤细胞组织，阻断肿瘤细胞播散，从而能够防治腹膜种植转移等值得探讨。总的来说，温热CO₂气腹缺乏系统全面的研究和探讨，而研究缺乏的最主要原因是缺乏良好的人体温热CO2气腹模拟实验装置。

目前，该类系统完整的实验装置尚缺乏。已报道的相关装置主要是通过CO₂加热加湿恒温装置连接简易气腹模拟设备来实现。其中CO₂的加热加湿及恒温目前主要通过以下三种方式实现：①具有内置加热功能的气腹机接上加湿装置：如Stryker气腹机

加湿器；②不具有内置加热功能的气腹机接加热加湿装置：如简易Stryker气腹机+Insufflow热湿管；③使用既能加热又能加湿的气腹机，如Smith&Nephew气腹机；简易气腹模拟设备则国外报道或模糊不清，或过于简单。这些实验装置归结起来存在如下问题：①加热最高只能达到41℃，无法达到热CO₂研究所需的41℃以上的温度；②温热CO₂气体在一定空间内的温度分布常常是不均的，不同的部位有着不同的温度，空间较大时，温度差可以很大。而目前的实验装置，不论那种加热加湿方式，其测量的温度湿度都是仪器的气体出口温度，且温度湿度探头为单探头，不能自由移动，不能置入气腹模拟设备中测量气腹中特定部位的实际温度，因而虽然有恒温调节装置和调节能力，但是由于探头固定而只能保证仪器气体出口的气体温度湿度，不能保证气腹内特定部位的温度和湿度；③气腹模拟设备不足：缺乏相应的匹配良好的气腹模拟设备，气腹模拟装置结构简单导致气腹模拟失真，如人体腹壁温度缺乏模拟、容积不符合人体实际气腹的容量等，压力流量等研究因素的控制不足，温热CO₂气体的温度分布不明等等。总起来说，目前的实验装置无法满足系统全面的温热CO₂气腹研究的需要，缺乏良好的模拟人体温热CO2气腹的实验装置。

发明内容

本发明提供可将CO₂气体加热加湿到指定温度和湿度并保持恒定，输入容量、压力等与人体气腹可比拟的气腹箱，箱内探头可预先设定，能实现温热CO₂气腹良好模拟并用于系统研究的一种模拟人体温热CO₂气腹的实验装置。

本发明的技术方案是：

一种模拟人体温热CO₂气腹的实验装置，由医用CO₂钢瓶出口与气体减压阀进口相接；CO₂流量计串接在热湿CO₂发生器的进口与减压阀的出口之间，热湿CO₂发生器的出口与气腹箱进口相连；并有恒温恒湿检测、控制装置引出检测端和控制端；检测端有气腹箱内的温湿探头、箱壁温度探头以及热湿CO₂发生器的雾化器部分的汽雾温度探头；控制端有热湿CO₂发生器的CO₂加热和雾化液加热控制端、箱体加热控制端以及超声振子控制端相连接所组成；其特征是：容量和人体腹腔可比拟的气腹箱是一个由绝热树脂材料构成的空芯六面体，箱壁外侧由内向外依次紧密覆盖有铝箔，绕有加热电阻丝的石棉加热带，外层裹有软性绝热泡沫构成的保温套；有三个与气腹箱相通的管子；一个为向上的进气通管，与热湿CO₂发生器的混合器部分(混合器)的出口相接，混合器的一个入口端与CO₂加热器的出口端相接，混合器的另一入口端与热湿雾化器的出口端相接；另二个通管，一个带有控制阀的位于顶部向上与进气口并列的出气口通管，另一个处在底部向下带控制阀的出气口通管；CO₂加热器是一个圆柱体内腔，中心有垂直腔底的固定电加热柱，加热片呈螺旋状盘绕其上形成类似钻头状结构，外紧密包被不锈钢套，形成螺旋加热气道，加热柱加热并传热至螺旋加热片及包被钢套，气体通过螺旋气道时三者共同对其加热；雾化器是一个装水的密闭容器，在水的上方有通外的管口，在箱体的中下部的水中，各有带控制的加热体和超声振子；混合器是有一根粗管，在粗管壁上有一开口，从开口处顺粗管延伸方向，平行插入一口径渐小的渐细管，在粗管中心处折弯，与粗管壁平行，细管口处在粗管的管内中心；与粗管壁垂直伸出的细管以及粗管外壁表面均覆裹绝热层；伸出粗管壁的细管口与CO₂加热器出口相接，粗管入口接雾化器出口，粗管出口接气腹箱入口。

实施本发明后的积极效果是提供了一种CO₂的温度、湿度、流量和压力等可以控制的人体温热CO₂气腹模拟实验装置，可以在体外最大程度地模拟人体温热气腹，在明确温度场分布的基础上完成温热CO2气腹的系统研究。此外，本实验装置还可广泛应用于常温CO2以及其他不同种类气体的医学研究，稍作变更也可供临床手术应用。

附图说明

图1，本发明的系统结构示意图

图2，模拟人体腹腔的气腹箱结构示意图

图3，，热湿CO₂发生器结构示意图

图4，，混合器原理示意图

具体实施方式

现结合附图对本发明作进一步说明

一种模拟人体温热CO₂气腹的实验装置，由医用CO₂钢瓶5出口与气体减压阀4进口相接；CO₂流量计3串接在热湿CO₂发生器2的进口20与减压阀4的出口之间，热湿CO₂发生器2的出口与气腹箱6进口相连；并有恒温恒湿检测、控制装置1引出检测端和控制端；检测端有气腹箱内的温湿探头15、箱壁温度探头7以及热湿CO₂发生器2的雾化器部分的汽雾温度探头32；控制端有热湿CO₂发生器2的CO₂加热和雾化液加热控制端、箱体加热控制端以及超声振子30控制端相连接所组成；其特征是：容量和人体腹腔可比拟的气腹箱6是一个由绝热树脂材料构成的空芯六面体，箱壁外侧由内向外依次紧密覆盖有铝箔，绕有加热电阻丝13的石棉加热带，外层裹有软性绝热泡沫构成的保温套；有三个与气腹箱6相通的管子；一个为向上的进气通管10，与热湿CO₂发生器的混合器部分(混合器)26的出口相接，混合器26的一个入口端与CO₂加热器19的出口端相接，混合器的另一入口端与热湿CO₂发生器的雾化器28的出口端相接；另二个通管，一个带有控制阀8的位于顶部向上与进气口并列的出气口通管9，另一个处在底部向下带控制阀18的出气口通管17；CO₂加热器19是一个圆柱体内腔，中心有垂直腔底的固定电加热柱24，加热片22呈螺旋状盘绕其上，形成类似钻头状结构，外紧密包被不锈钢套23，形成螺旋加热气道，加热柱加热并传热至螺旋加热片及包被钢套，气体通过螺旋气道时三者共同对其加热；雾化器28是一个装水29的密闭容器，在水的上方有通外的管口，在箱体的中下部的水中，各有带控制的加热体31和超声振子30；混合器26是有一根粗管35，在粗管壁上有一开口，从开口处顺粗管延伸方向，平行插入一口径渐小的渐细管，在粗管中心处折弯，与粗管壁平行，细管口34处在粗管的管内中心；与粗管壁垂直伸出的细管以及粗管外壁表面均覆裹绝热层33；伸出粗管壁的细管口与CO₂加热器出口相接，粗管入口接雾化器出口，粗管出口接气腹箱入口。

其中11为气腹箱保温套；12为气腹箱壁；14为带探头的压力表；16医学实验对象载体；17下出气口；21加热器保温套；27混合气道；32汽雾温度探头。

现对混合器原理作一说明：

当CO₂从口20进入加热器19后，热CO₂进入混合器26的细管，通过口径渐小的渐细管25，CO₂气高速由管25喷向粗管35的内管，并把汽雾吸入混合气道27，汽雾与CO₂气体均匀混合。

Claims (1)

1，一种模拟人体温热CO₂气腹的实验装置，由医用CO₂钢瓶(5)出口与气体减压阀(4)进口相接；CO₂流量计(3)串接在热湿CO₂发生器(2)的进口(20)与减压阀(4)的出口之间，热湿CO₂发生器(2)的出口与气腹箱(6)进口相连；并有恒温恒湿检测、控制装置(1)引出检测端和控制端；检测端有气腹箱内的温湿探头(15)、箱壁温度探头(7)以及热湿CO₂发生器(2)的雾化器部分的汽雾温度探头(32)；控制端有热湿CO₂发生器(2)的CO₂加热和雾化液加热控制端、箱体加热控制端以及超声振子(30)控制端相连接所组成；其特征是：容量和人体腹腔可比拟的气腹箱(6)是一个由绝热树脂材料构成的空芯六面体，箱壁外侧由内向外依次紧密覆盖有铝箔，绕有加热电阻丝(13)的石棉加热带，外层裹有软性绝热泡沫构成的保温套；有三个与气腹箱(6)相通的管子；一个为向上的进气通管(10)，与热湿CO₂发生器的混合器(26)的出口相接；混合器(26)的一个入口端，与CO₂加热器(19)的出口端相接；混合器的另一入口端，与热湿的雾化器(28)的出口端相接；另二个通管，一个带有控制阀(8)的位于顶部向上与进气口并列的出气口通管(9)，另一个处在底部向下带控制阀(18)的出气口通管(17)；CO₂加热器(19)是一个圆柱体内腔，中心有垂直腔底的固定电加热柱(24)，加热片(22)呈螺旋状盘绕其上形成类似头状结构，外紧密包被不锈钢套(23)，形成螺旋加热气道；雾化器(28)是一个装水(29)的密闭容器，在水的上方有通外的管口，在箱体的中下部的水中，各有带控制的加热体(31)和超声振子(30)；混合器(26)是有一根粗管(35)，在粗管壁上有一开口，从开口处顺粗管延伸方向，平行插入一口径渐小的渐细管，在粗管中心处折弯，与粗管壁平行，细管口(34)处在粗管的管内中心；与粗管壁垂直伸出的细管以及粗管外壁表面均覆裹绝热层(33)；伸出粗管壁的细管口与CO₂加热器出口相接，粗管入口接雾化器出口，粗管出口接气腹箱入口。

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