具体实施方式

以下结合附图对本发明的优选实施例进行说明，应当理解，此处所描述的优选实施例仅用于说明和解释本发明，并不用于限定本发明。

根据图1-2所示，本发明实施例提供了本发明提供一种用于呼吸窘迫综合征的动物实验装置，包括：监护仪3、机械通气机构4、电阻成像监测机构2和电极6；所述监护仪3用于对实验动物5进行体征监测，并将体征监测信息反馈给控制器1；所述电极6的一端用于设置在实验动物5的胸腔部，并对所述实验动物5的心脏和肺部进行信息采集；所述电极6的另一端用于连接电阻成像监测机构2，所述电阻成像监测机构2用于将成像结果反馈给控制器1；所述控制器1用于根据成像结果和体征检测信息对机械通气机构4进行启动或关闭。

所述机械通气机构4用于对实验动物5进行通气，所述机械通气机构4包括：通气主机和呼吸管道，所述呼吸管道的一端连接实验动物5的口鼻，另一端连接通气主机。

所述电极6为设置有多个，并间隔位于带体8上，所述带体8内设置有导线，所述导线用于将多个电极6进行连接并通过总线连接所述电阻成像监测机构2。

所述带体8的内部设置有多个安装槽，各所述安装槽内用于嵌设所述电极6，所述电极6设为柔性片状结构，所述电极6的采集端远离所述安装槽的一面，所述电极6的信号输出端位于所述安装槽内，并通过导线连接总线。

所述带体8的外表面设置有卡紧固定机构7，所述卡紧固定机构7用于将所述带体8和所述带体8内的多个电极6进行固定在实验动物5的胸腔部位。

所述卡紧固定机构7的下表面固定在实验床9上，所述卡紧固定机构7的上方设置有开口，所述开口用于对实验动物5的胸腔部位进行卡紧；所述实验床9通过床架10架设在实验室内，并便于实验动物5能够被架设和固定的目的。

还包括：油酸注射机构，所述油酸注射机构通过导线连接控制器1，所述控制器1用于控制所述油酸注射机构对实验动物5进行油酸注射，并用于利用油酸复制ARDS模型。

所述油酸注射机构通过利用电动注射器将油酸注入实验动物的体内，从而实现实验动物的肺组织呈现出损伤机理，进一步利用损伤机理去模拟呼吸窘迫综合征的临床症状。

本发明的工作原理和有益效果如下：

本发明中，首先利用本装置建立小猪ARDS模型，再根据ARDS模型进行分析和检验，具体的，利用本装置建立小猪ARDS模型并实施机械通气和EIT监测，其次使用油酸复制ARDS模型，其后采用PEEP递增法实施肺复张和PEEP滴定。实时监测监护仪3和机械通气参数，通过血气分析在在实验过程中检验模型，在实验后解剖病理学检测验证模型；从而实现动物实验过程中的稳定性、准确性和有效性；以便于多次实验后能够安全有效且尽快应用于临床实验中，或者是安全有效的应用于对呼吸窘迫综合征的确诊；进一步实现通过确诊后实现快速获得治疗方案的目的，以此提高呼吸窘迫症的确诊率。

其中，所述卡紧固定装置用于将实验动物5进行卡设在实验床9上，减少实验动物5在实验过程中电极6出现位移或脱落而导致实验数据不准确的情况，进一步提高了实验过程中的稳定性和可靠性。

在现有技术中，利用机械通气机构4对实验动物5进行通气时，PEEP值设定过高会造成已经打开和通气的肺泡出现过度膨胀，PEEP设定过低会导致肺复张效果不明显，低氧血症无法改善。而通过本发明提供的装置，能够利用ARDS模型进行实时显示，一旦发现PEEP值过高或者过低，均可以通过控制器1对所述机械通气机构4进行调节，由此实现实验的稳定性、可靠性和有效性均大幅提高，同时也降低了实验动物5的身体不适感。

根据图1-2所示，在一个实施例中，该装置应用于一种用于呼吸窘迫综合征的动物实验方法，包括以下步骤：

步骤1，将实验动物5固定在实验床9，并将电极6和呼吸管道分别连接在实验动物5的胸腔部位和口鼻部位；

步骤2，启动控制器1，并利用控制器1启动所述监护仪3和电阻成像监测机构2；

步骤3，根据监护仪3和电阻成像监测机构2采集的信息，利用控制器1启动机械通气机构4；

步骤4，再次采集机械通气机构4进行机械通气后实验动物5的成像结果和体征检测信息；

步骤5，利用油酸注射机构对进行机械通气后的实验动物5进行油酸注射，并获得利用油酸复制的ARDS模型；

步骤6，对获得的ARDS模型进行肺复张和PEEP滴定，获得实验结果。

本发明的工作原理和有益效果如下：

本发明中，首先利用本装置建立小猪ARDS模型，再根据ARDS模型进行分析和检验，具体的，利用本装置建立小猪ARDS模型并实施机械通气和EIT监测，其次使用油酸复制ARDS模型，其后采用PEEP递增法实施肺复张和PEEP滴定。实时监测监护仪3和机械通气参数，通过血气分析在在实验过程中检验模型，在实验后解剖病理学检测验证模型；从而实现动物实验过程中的稳定性、准确性和有效性；以便于多次实验后能够安全有效且尽快应用于临床实验中，或者是安全有效的应用于对呼吸窘迫综合征的确诊；进一步实现通过确诊后实现快速获得治疗方案的目的，以此提高呼吸窘迫症的确诊率。

在实验过程中，对多个实验动物5进行实验，以此实现多个实验信息的采集，进而提高实验结果的有效性；本发明中，利用上述方法，优化了EIT呼气时间常数指标，为功能图像反映肺单元呼气能力及通气不良区域打下了基础，为预警机械通气相关性肺损伤的发生提供了参考。

根据图3-4所示的病理学验证中的肺组织示意图，其中，正常肺组织，视野中肺泡壁厚度较均匀，未见明显增厚，肺泡腔大小均匀，未见肺不张，小范围肺泡壁上轻度出血，可见少量红细胞，A处所示；肺泡壁上还可见少量炎性细胞浸润，B处所示；少量肺泡腔内可见嗜酸性物质渗出，C处所示；组织未见其它明显异常。

ARDS模型肺组织，视野中大量肺泡腔内充积核浓染的中性粒细胞、脓细胞、巨噬细胞等炎性细胞，致使部分组织实质化，肺组织结构紊乱，D1处所示；小范围内肺泡壁增宽，D2处所示；局部小范围可见纤维素样物质，D5处所示；部分肺泡腔内可见嗜酸性水肿液，D3处所示；肺泡壁上毛细血管充血，D4处所示。

图5所示为其中一个实验动物5的肺复张和PEEP滴定一维阻抗变化曲线，随着呼气末正压的调整，气道峰压和潮气量产生改变，EIT边界电压基线和相对变化水平随之发生改变

图6所示为实验动物5的胸部平扫CT图像，肺窗结果显示双肺下叶炎症、双肺肺不张明显，纵膈窗显示双侧胸腔积液。

图8中，顺应性图像中可看出双肺背侧区域的顺应性最大值均出现在PEEP最大水平，表明该区域若需维持正常通气需要较大PEEP值才能使肺泡打开，与CT图像中该区域肺不张的临床表现相一致。

呼气时间常数功能图像中可以看出，双肺背侧出现明显的因呼气时间常数差异较大而产生的“分界线”，该分界线与CT纵膈窗双侧胸腔积液液面分界线部分重合，由于该交界处肺局部顺应性和呼气时间常数存在明显差异，在呼吸机的周期性机械通气中，易产生局部肺单元交界处的高剪切力，是VALI(呼吸机相关性肺损伤)的高危因素。

可以看出，相较于CT，功能EIT图像空间分辨率低、时间分辨率高，虽然无法给出清晰的解剖结构和准确的病变部位，但是能够快速给出肺通气的动态功能信息，这些信息为床旁指导机械通气策略和PEEP滴定提供了直接参考，为及时预警VALI提供了快速的图像监测新方法。

根据图1-15所示，在一个实施例中，所述卡紧固定机构7设为壳体结构，所述壳体结构上设置有开口，所述开口处设置有用于卡紧或松开的卡紧限位机构，所述壳体结构的内部设置有电极驱动机构，所述电极驱动机构用于将所述电极6进行收回或伸出，并用于将所述电极6进行接触实验动物5或松开实验动物5；

所述电极驱动机构包括：第二连杆32和封板33，所述第二连杆32的其中一端连接电极6，所述第二连杆32的另一端连接活动杆38，所述活动杆38贯穿所述封板33，所述封板33远离所述电极6的一面为卡紧固定机构7的壳体内壁，所述壳体内壁上设置有柱形结构的限位筒35，所述限位筒35的其中一面设置有第一槽口37，所述活动杆38从所述封板33贯穿至所述限位筒35的内部，并从所述限位筒35的内部延伸至所述卡紧机构的壳体内；

所述壳体的内部还设置有第三连杆36，所述第三连杆36对称设置在所述封板33的两侧，所述第三连杆36上用于转动连接第四转轴48，所述第四转轴48的另一端用于分别连接一组第一齿轮39，各所述第一齿轮39的另一端通过第三转轴40分别连接限位盘49，所述限位盘49之间设置有第二齿轮41；

所述封板33位于壳体内壁的一面设置有第二槽口47，所述第二槽口47为半弧形结构，所述第二槽口47内用于滑动设置第五连杆45，所述第五连杆45远离第二槽口47的一面为平面，所述平面上设置有齿板46，所述齿板46用于和所述第二齿轮41相互啮合设置；

所述第五连杆45的其中一端连接有第四连杆43，所述第四连杆43的另一端连接有推动活塞44，所述推动活塞44用于将所述第四连杆43和所述第五连杆45进行推动；

所述活动杆38靠近所述第一齿轮39的一面设置有啮合齿组42，所述啮合齿组42和所述第一齿轮39相互啮合；所述活动杆38远离所述第二连杆32的一端连接导线，所述导线的另一端连接电阻成像监测机构2。

该实施例中，当需要对实验动物5进行实验时，首先将实验动物5进行麻醉，并利用卡紧固定机构7将实验动物5进行卡紧并固定在实验床9上，由于实验动物5存在不确定性，例如，实验动物5为实验小猪的时候和实验小狗的时候，其电极6的贴合位置是不同的，且卡紧固定机构7的内径也会不同，所述电极6被贴合的时候所施的力也是不同的，为此就会导致瘦弱的实验动物5不能很好的进行贴合电极6的情况；为此，通过设置的电极驱动机构，能够非常方便的使得电极6对实验动物5的贴合度更高，更牢固可靠的贴合着实验动物5的胸腔部位，从而实现实验能够正常、可靠和有效的对实验动物5进行信息采集的目的。

具体工作的时候，首先启动所述推动活塞44，所述推动活塞44活动的时候就会带着所述第五连杆45在所述封板33的第二槽口47内往复运动，进一步实现了所述第五连杆45上的齿板46带着第二齿轮41进行啮合的目的，由此实现了限位盘49带着两侧的第三转轴40进行转动，所述第三转轴40转动就会实现第一齿轮39经由第四转轴48在第三连杆36上进行转动；所述第一齿轮39转动的时候就会与所述限位筒35上第一槽口37漏出的活动杆38进行接触，所述活动杆38上设置有啮合齿组42，所述啮合齿组42经由所述第一齿轮39啮合后就会带着所述活动杆38和所述第二连杆32进行往复运动，从而带着所述第二连杆32连接的电极6进行往复运动，由此实现了电极6的采集端能够根据不同的采集位置，或者不同的实验动物5进行收缩和伸出，使得采集端能够始终与实验动物5保持紧密接触的目的，保证电极6能够正常、有效和可靠的进行采集实验动物5物理信息的目的。

在一个实施例中，所述推动活塞44设在第一管道12的其中一端，所述第一管道12的另一端用于连接驱动装置，所述驱动装置用于对所述推动活塞44进行推动，所述驱动装置包括：加压活塞14和第一连杆16，所述加压活塞14位于所述第一管道12远离推动活塞44的一端，并用于对所述第一管道12进行加压，所述加压活塞14的另一端设置有第一活动槽15，所述第一活动槽15内活动连接第一连杆16，所述第一连杆16的另一端设置有连接板27，所述连接板27通过转轴转动设置在两个第二摆杆28之间，所述第二摆杆28远离连接板27的一端分别设置有扇形结构的扇形板29；

扇形板29和第二摆杆28之间用于固定连接第一转轴20，且所述第一转轴20上间隔设置两组扇形板29和第二摆杆28；两个第二摆杆28之间用于通过转轴转动连接连接板27；

所述第一转轴20远离所述第二摆杆28的一端分别贯穿转盘17，所述转盘17转动设置在第一立板19上，所述第一立板19设置两个，并与所述转盘17分别对应的设置在两个第二摆杆远离连接板27的一面；其中一个所述转盘17远离立板的一端连接电机，且所述第一转轴20的轴向中心线和所述转盘17的轴向中心线为间隔设置；

两个所述转盘17靠近所述第二摆杆28的一侧周向外壁分别连接U型连接架23的两端，所述U型连接架23的U型开口朝向所述扇形板29；

所述U型连接架23远离其开口的一面间隔设置有第三立板24，所述第三立板24之间用于转动连接弧形结构的弧形弯杆25的其中一端，所述弧形弯杆25的另一端用于通过铰接轴18转动设置在两个第一摆杆26之间，所述第一摆杆26的另一端均间隔的固定连接在第二转轴21上，所述第二转轴21通过第二立板22架设在所述壳体的内壁，所述第二转轴21的其中一端从所述壳体内壁延伸出壳体的外部，并连接把手。

所述第一管道12的周向外壁还设置有安装耳11，所述安装耳11用于将所述第一管道12架设在所述壳体的内壁。

所述第一管道12还连接有多个分支管道50，各所述分支管道50分别一一对应的对所述推动活塞44进行启动，以及用于连接储气罐，所述储气罐的输出端用于连接机械通气机构4的出气端。所述分支管道50上分别连接有阀门30，所述阀门30用于打开或关闭其对应的所述分支管道50和所述第一管道12的连通。

该实施例中，所述推动活塞44在活动的时候，通过驱动装置进行驱动，所述驱动装置工作时，所述第一转轴20连接的电机设在有开关，所述开关位于所述卡紧固定机构7的外表面，便于实验人员能够方便的对其进行操作，

具体工作时，实验人员启动开关，所述电机就会转动，所述电机转动后就会带着所述转盘17进行转动，所述转盘17转动就会带着所述扇形盘进行摆动，所述扇形盘摆动的时候就会带着第二摆杆28进行摆动，所述第二摆杆28摆动后就会实现所述连接板27进行摆动，所述连接板27摆动就会带着第一连杆16进行摆动，所述第一连杆16的另一端是和加压活塞14活动连接，从而实现所述第一连杆16在摆动的时候能够带着加压活塞14在所述第一管道12的进气口进行加压，从而实现第一管道12将高压气体传输至所述第一管道12的出气端，所述第一管道12的出气端一方面用于推动推动活塞44，另一方面用于对机械通气机构4进行加压，从而实现机械通气机构4中的氧气输送进行调节的目的；

进一步的，所述驱动装置还能够实现调节压力的目的，通过调节输出压力的大小实现将所述分支管道50的输出压进行调节的目的；进一步实现分支管道50所连接的推拉活塞或机械通气机构4氧气输送管路的压力进行调节的目的；

具体的，所述第二转轴21延伸出外壳的一端设置有把手，所述把手用于对所述第二转轴21进行转动；当需要调压时，转动所述把手，就会使得所述第一摆杆26进行摆动，进一步带着另一端的弧形弯杆25进行摆动，所述弧形弯杆25的另一端经由第三立板24带着U型连接架23进行摆动，所述U型连接架23就会带着转盘17在所述第一立板19上进行转动，所述转盘17转动就会带着所述第一转轴20进行转动，所述第一转轴20和所述转盘17的轴向中心线为不同轴，因此当转盘17转动，第一转轴20的位置关系就会随之变化，从而实现了第一转轴20上的第二摆杆28和扇形板29距离第一管道12加压端的距离进行调节；由此使得第一连杆16带着加压活塞14与第一管道12加压端的距离也进行调节，从而实现了加压活塞14伸入第一管道12的距离进行调节，就使得第一管道12的加压压力进行调节的目的，就实现了利用第一管道12进行压力调节，进一步使得分支管道50的压力进行适应性调节的目的；

所述分支管道50上的阀门30能够根据实际使用情况进行打开或者关闭，从而使得分支管道50在启动推动活塞44时可以进行停止推动和启动推动的目的；以及可以实现利用阀门30将机械通气机构4的氧气输送管路进行加压或不加压的调节；同时，利用分支管道50还能实现在氧气输送管路的加压工作过程中能够根据实际需要进行进一步加压或是常规加压的目的。

显然，本领域的技术人员可以对本发明进行各种改动和变型而不脱离本发明的精神和范围。这样，倘若本发明的这些修改和变型属于本发明权利要求及其等同技术的范围之内，则本发明也意图包含这些改动和变型在内。