一种用于成像仪器中的气体麻醉结构及气体循环系统的制作方法

1.本发明涉及成像仪器领域，具体涉及一种用于成像仪器中的气体麻醉结构及气体循环系统。


背景技术：

2.成像仪器在生物医学领域，特别是疾病研究过程中常用的仪器设备。成像仪器常适用于小鼠、大鼠等小动物体内荧光成像。成像过程为：首先将动物放入麻醉盒进行预麻醉，后将动物从麻醉盒中取出，放入成像装置中，继续麻醉并成像。在放置到成像仪器的过程中，动物的嘴要插入麻醉面罩，以便在整个实验过程中使动物均处于麻醉状态。市面上常用的麻醉气体一般都多少对人体有影响，人体吸入此类气体有害，为避免对人身体造成损害，常用的麻醉装置都设置有进气口和出气口，出气口通过管路连接到回收装置上；此外，在小动物麻醉过程中一般成像装置中要设置有温控系统，以保持麻醉中的小动物体温，不至于实验过程中小动物体温逐渐降低最终导致死亡，加热装置通常设置在放置小动物的平台上。
3.常用的麻醉装置一般都是固定好的，因装置进出气口都是有管路连接的，装置不能跟着放置小动物的平台一起旋转，这就限制了新的应用场景，导致此类麻醉装置不能应用到3d扫描成像、断层扫描等新的应用场合中，需要一种新型的气体麻醉装置(系统)来满足新的应用场景。
4.常用的麻醉系统的回收净化装置一般是通过管路与麻醉装置的出气口相连，回收净化装置多是一个没有负压的活性炭容器，因没有负压，气体成像装置内部和活性炭容器之间没有压差，导致成像装置内麻醉气体回收净化不完全和彻底，对人体健康有损害风险。
5.成像装置内常见的温控系统设置在放置小动物的平台上，是直接对平台(通常是金属平台)加热，金属导热性好，因小动物直接放到平台上，通常小动物皮肤接触平台的一部分温度较高，裸露于成像装置内部空间的小动物身体未及时受到加热(空气导热慢)，整个成像装置内温度不均匀，不能有效保持小动物全身的体温。
6.此外，传统的成像装置内，麻醉系统、空气净化系统、温控系统三者都相对独立的，没有统一起来，形成一个统一的相互有分工又有协作的集成系统。


技术实现要素：

7.本发明针对上述现有的技术缺陷，提供一种用于成像仪器中的气体麻醉结构，解决了传统气麻装置的连接管路因缠绕而不能跟随平台转动的问题，实现了小动物一边转动一边对其进行麻醉的目的，提高了该气体麻醉结构的适用性和应用场景。
8.为解决上述技术问题，本发明的目的是通过以下技术方案实现的，提供一种用于成像仪器中的气体麻醉结构，所述成像仪器内设有升降平台，所述气体麻醉结构包括转动设于所述升降平台中间的旋转平台、驱动旋转平台转动的驱动装置、一端与旋转平台的中心转动连接的第一进气管以及设于所述旋转平台上的第一出气装置，所述旋转平台的内部
设有连通第一进气管和第一出气装置的气体流动通道，所述第一进气管的另一端与设于成像仪器内或成像仪器外的麻醉装置连通，所述旋转平台上贯穿设有若干透光孔。
9.进一步的，所述第一出气装置包括设于所述旋转平台上的第一固定座以及至少一个设于第一固定座一侧并用于出气的第一麻醉面罩，所述第一进气管与所述第一固定座连通。
10.进一步的，所述旋转平台的一端表面上凹设有卡槽，所述第一固定座卡合设于所述卡槽中，且所述气体流动通道的出气孔设于所述卡槽的底部，所述第一固定座的底部设有与出气孔对应的进气孔，且所述进气孔与第一麻醉面罩连通。
11.进一步的，所述卡槽的底部凸起设有环绕所述出气孔设置的凸台，所述进气孔的外侧端凹设有用于容纳所述凸台的凹槽。
12.进一步的，所述气体麻醉结构还包括可拆卸设于所述升降平台上的第二出气装置以及设于成像仪器上的第二进气管，所述第二进气管的一端与第二出气装置的一端活动连接，所述第二进气管的另一端与所述麻醉装置连接。
13.进一步的，所述第二出气装置包括可拆卸设于所述升降平台上的第二固定座以及多个设于第二固定座一侧并用于出气的第二麻醉面罩，所述第二进气管与所述第二固定座连通。
14.本发明还提供了一种用于成像仪器中的气体循环系统，包括如上述任一项所述的气体麻醉结构，还包括设于成像仪器外部的第一活性炭罐以及设于成像仪器内且为开放式的第二活性炭罐，所述第一活性炭罐通过管路与成像仪器内的腔体连通，且所述管路上设有向外抽气的抽气装置。
15.进一步的，所述气体循环系统还包括向成像仪器内注入空气并加热空气的空气注入装置，且所述第二活性炭罐位于空气注入装置的前方。
16.进一步的，所述空气注入装置包括设于成像仪器一侧并向内抽气的抽风装置以及位于成像仪器与抽风装置之间的气体加热装置，且在所述气体加热装置和成像仪器内均设有温度传感器。
17.进一步的，所述气体加热装置包括位于成像仪器与抽风装置之间的空气注入仓、设于空气注入仓内壁上的发热片以及设于空气注入仓内并与发热片抵接的散热器，所述散热器上设有若干散热鳍片，所述散热鳍片之构成空气流动通道，所述成像仪器的一侧在对应空气注入仓的位置处设有开口。
18.本发明具有以下有益效果：
19.本发明中的气体麻醉结构通过使第一进气管的一端与旋转平台的中心转动连接，并利用旋转平台内部的气体流动通道使麻醉气体进入旋转平台上的第一出气装置中，从而使第一出气装置可随旋转平台进行旋转，而不受进气管理的影响，解决了传统气麻装置的连接管路因缠绕而不能跟随平台转动的问题，在将小动物(比如小鼠)放置在旋转平台上时，实现了小动物一边转动一边对其进行麻醉的目的，提高了该气体麻醉结构的适用性和应用场景，使其可适用于3d扫描成像、断层扫描等新的应用场景；且该第一出气装置采用了可拆卸式的设计，并配备了可固定在升降平台上的第二出气装置，从而根据不同的应用场景，在小鼠不需要转动和对更多的小鼠进行麻醉时，可将第一出气装置拆卸下来后装上第二出气装置，并将其与第二进气管连接，从而使其满足成像仪器的传统应用场景，两个出气
装置不同时使用，且分别满足了不同的应用场景，实现一机多用的目的。
20.本发明中的气体循环系统还通过在成像仪器内外同时设置的两个活性炭罐，且内部的活性炭罐为开放式结构，可直接对成像仪器内的空气进行净化，而在外部的活性炭罐的前端设置抽气装置，使其形成负压，可有效将成像仪器内的空气向外抽出，大大提高了对有害麻醉气体的净化率和净化速度，有效降低了对人体可能造成的损害，另外内部的第一活性炭罐设在空气注入装置的前方，可进一步加快对麻醉有害气体的净化速度；还采用空气注入装置对成像仪器的腔体内注入空气的同时进行加热，并使空气的热量弥散到整个成像仪器的腔体内，让腔体内温度比较均匀，腔体各部分温度基本一致可避免加热不均及局部温度过高或过低而对小动物造成伤害，大大提高了实验的可持续性和实验数据的准确性，且在成像仪器和空气注入装置内均设置有温度传感器，作为监控温度的温控装置，能比较精确的对温度进行控制。
21.本发明附加的方面和优点将在下面的描述中部分给出，这些将从下面的描述中变得明显，或通过本发明的实践了解到。
附图说明
22.为了更清楚地说明本发明实施例技术方案，下面将对实施例描述中所需要使用的附图作简单地介绍，显而易见地，下面描述中的附图是本发明的一些实施例，对于本领域普通技术人员来讲，在不付出创造性劳动的前提下，还可以根据这些附图获得其他的附图。
23.图1为实施例中成像仪器的示意图；
24.图2为实施例中成像仪器的俯视图；
25.图3为实施例中气体麻醉结构的示意图；
26.图4为实施例中气体麻醉结构的剖视图；
27.图5为实施例中气体麻醉结构去除安装座后的示意图；
28.图6为实施例中旋转平台的示意图；
29.图7为实施例中第一出气装置的示意图；
30.图8为实施例2中在升降平台上设置第二出气装置的示意图；
31.图9为实施例3中成像仪器内部的局部示意图；
32.图10为实施例3中空气注入装置的示意图；
33.图11为实施例3中气体加热装置的剖视图。
具体实施方式
34.下面将结合本发明实施例中的附图，对本发明实施例中的技术方案进行清楚、完整地描述，显然，所描述的实施例是本发明一部分实施例，而不是全部的实施例。基于本发明中的实施例，本领域普通技术人员在没有做出创造性劳动前提下所获得的所有其他实施例，都属于本发明保护的范围。
35.应当理解，当在本说明书和所附权利要求书中使用时，术语“包括”和“包含”指示所描述特征、整体、步骤、操作、元素和/或组件的存在，但并不排除一个或多个其它特征、整体、步骤、操作、元素、组件和/或其集合的存在或添加。
36.还应当理解，在此本发明说明书中所使用的术语仅仅是出于描述特定实施例的目
的而并不意在限制本发明。如在本发明说明书和所附权利要求书中所使用的那样，除非上下文清楚地指明其它情况，否则单数形式的“一”、“一个”及“该”意在包括复数形式。
37.还应当进一步理解，在本发明说明书和所附权利要求书中使用的术语“和/或”是指相关联列出的项中的一个或多个的任何组合以及所有可能组合，并且包括这些组合。
38.实施例1
39.如图1-7所示，本实施例所示的一种用于成像仪器中的气体麻醉结构，在成像仪器100的腔体101内设有升降平台102，该升降平台102通过成像仪器内的z轴驱动装置(图中未示出)驱动其上下移动，该气体麻醉结构包括转动设于升降平台102中间的旋转平台1、驱动旋转平台1转动的驱动装置2、一端与旋转平台1的中心转动密封连接的第一进气管3以及设于旋转平台1上的第一出气装置4，旋转平台1的内部设有连通第一进气管3和第一出气装置4的气体流动通道11，第一进气管3的另一端与设于成像仪器内或成像仪器外的麻醉装置103连通，该麻醉装置为麻醉机，用于为第一出气装置提供麻醉气体，从而利用第一出气装置来麻醉放置于旋转平台1上的小动物(比如小鼠)，旋转平台1上贯穿设有若干规则或不规则排布的透光孔12，用于成像仪器内位于旋转平台下方的光源向上透光，并照射旋转平台上的小动物以便于成像。
40.上述中，该气体麻醉结构通过使第一进气管的一端与旋转平台的中心转动连接，并利用旋转平台内部的气体流动通道使麻醉气体进入旋转平台上的第一出气装置中，从而使第一出气装置可随旋转平台进行旋转，而不受进气管理的影响，解决了传统气麻装置的连接管路因缠绕而不能跟随平台转动的问题，在将小动物(比如小鼠)放置在旋转平台上时，实现了小动物一边转动一边对其进行麻醉的目的，提高了该气体麻醉结构的适用性和应用场景，使其可适用于3d扫描成像、断层扫描等新的应用场景
41.本实施例中，第一出气装置4包括设于旋转平台1上的第一固定座41以及两个间隔设于第一固定座41一侧并用于出气的第一麻醉面罩42，在将小动物放置在旋转平台上后，将小动物的嘴抵接在第一麻醉面罩上进行持续麻醉，而两个麻醉面罩可同时对两只小动物进行麻醉，第一进气管3通过气体流动通道11与第一固定座41连通。
42.具体的，旋转平台1的一端表面上凹设有卡槽13，第一固定座41卡合设于卡槽13中，且卡槽13的底部中对应两个第一麻醉面罩42的位置处均设有一个与气体流动通道11连通的出气孔111，而在第一固定座41的底部设有两个与出气孔111一一对应的进气孔411，且进气孔411与第一麻醉面罩42一一连通，即将进入气体流动通道11内的麻醉气体一分为二。
43.具体的，卡槽13的底部凸起设有环绕出气孔111的边缘设置的凸台131，进气孔411的外侧端凹设有用于容纳凸台131的凹槽412，用于提高进气孔与出气孔之间的密封性。
44.在一具体的实施例中，如图5所示，该驱动装置2包括设于升降平台底部的安装座21以及设于安装座21上的驱动电机22，旋转平台1通过转接台23转动设于安装座21上，且驱动电机通过皮带24与转接台23传动连接，进而可利用驱动电机驱动旋转平台转动。
45.于其它实施例中，如图4所示，第一进气管通过可旋转式密封管接头10与旋转平台的中心连接。
46.于其它实施例中，z轴驱动装置为电机加丝杠的驱动机构。
47.实施例2
48.如图2和图8所示，本实施例所示的一种用于成像仪器中的气体麻醉结构，其在实
施例1所述的结构上，该气体麻醉结构还包括可拆卸设于升降平台102上的第二出气装置5以及设于成像仪器上的第二进气管6，第二进气管6的一端与第二出气装置5的一端通过可拆卸的方式活动连接，例如套接或插接的方式，第二进气管6的另一端与麻醉装置103连接。
49.上述中，第一出气装置采用了可拆卸式的卡合设计，并配备了可固定在升降平台上的第二出气装置，从而根据不同的应用场景，在小动物不需要转动和对更多的小动物进行麻醉时，可将第一出气装置拆卸下来后装上第二出气装置，并将其与第二进气管连接，从而使其满足成像仪器的传统应用场景，两个出气装置不同时使用，且分别满足了不同的应用场景，实现一机多用的目的，且利用麻醉装置来选择和控制第一进气管和第二进气管的通断。
50.本实施例中，第二出气装置5包括可拆卸设于升降平台102上的第二固定座51以及多个设于第二固定座51一侧并用于出气的第二麻醉面罩52，第二进气管6通过第二固定座51上的通道53同时与所有的第二麻醉面罩52连通。
51.于其它实施例中，为了扩大透光的面积和放置小动物的面积，还可在升降平台上也贯穿设有若干透光孔，用于成像时的光源透过。
52.实施例3
53.如图1-11所示，本发明还提供了一种用于成像仪器中的气体循环系统，包括如实施例1或实施例2所述的气体麻醉结构，还包括设于成像仪器100外部的第一活性炭罐200以及设于成像仪器100内且为开放式的第二活性炭罐300，开放式的结构即为第二活性炭罐300里面的活性炭直接暴露在空气中，用于吸收空气中的麻醉气体，第一活性炭罐200通过管路400与成像仪器内的腔体101连通，且管路400上设有向外抽气的抽气装置500，该抽气装置优选为气泵，从而利用抽气装置500使第一活性炭罐200形成负压，用于向外抽取腔体内的气体。
54.上述中，该气体循环系统还通过在成像仪器内外同时设置的两个活性炭罐，且内部的第二活性炭罐为开放式结构，可直接对成像仪器内的空气进行净化，而在外部的第一活性炭罐的前端设置抽气装置，使其形成负压，可有效将成像仪器内的空气向外抽出，大大提高了对有害麻醉气体的净化率和净化速度，有效降低了对人体可能造成的损害。
55.本实施例中，所述气体循环系统还包括向成像仪器内注入空气并加热空气的空气注入装置600，采用空气注入装置对成像仪器的腔体内注入空气的同时进行加热，并使空气的热量弥散到整个成像仪器的腔体内，让腔体内温度比较均匀，腔体各部分温度基本一致可避免加热不均及局部温度过高或过低而对小动物造成伤害，大大提高了实验的可持续性和实验数据的准确性；且所述第二活性炭罐位于空气注入装置的前方，内部的第一活性炭罐设在空气注入装置的前方，可进一步加快对麻醉有害气体的净化速度。
56.具体的，空气注入装置600包括设于成像仪器一侧并向内抽气的抽风装置601以及位于成像仪器与抽风装置之间的气体加热装置700，该抽风装置优选为抽风扇，且在气体加热装置700和成像仪器100内均设有温度传感器(图中未示出)，作为监控温度的温控装置，能比较精确的对温度进行控制。
57.具体的，气体加热装置700包括位于成像仪器与抽风装置之间的空气注入仓701、设于空气注入仓701内壁上的发热片702以及设于空气注入仓701内并与发热片702抵接的散热器703，散热器703上设有若干散热鳍片704，散热鳍片704之构成空气流动通道705，成
像仪器的一侧在对应空气注入仓的位置处设有开口，通过对发热片进行加热，并使热量传导至散热器中，而后再用抽风装置对散热器进行吹风把热量通过开口弥散到整个成像仪器的腔体内。
58.本实施例中设计了一套麻醉系统、空气净化系统、温控系统三者相互协同工作的气体循环系统，该气体循环系统可以将三者有机结合在一起，解决了传统麻醉结构不能用于3d扫描成像、断层扫描等新的应用场景，通过内外同时设置净化装置，大大提高了对有害麻醉气体的净化率，有效降低了对人体可能造成的损害，又创新性的在成像仪器采用对腔体内的空气进行加热的方式，让腔体内温度比较均匀，成像仪器内的腔体各部分温度基本一致，解决了加热不均及局部过冷或过热对小动物造成的损害，大大提高了实验的可持续性和实验数据的准确性。
59.以上所述，仅为本发明的具体实施方式，但本发明的保护范围并不局限于此，任何熟悉本技术领域的技术人员在本发明揭露的技术范围内，可轻易想到各种等效的修改或替换，这些修改或替换都应涵盖在本发明的保护范围之内；因此，本发明的保护范围应以权利要求的保护范围为准。