專利名稱：一種一體化CO₂濃度檢測系統(tǒng)的制作方法
技術領域：
本實用新型屬于生物醫(yī)學工程領域，主要涉及醫(yī)學應用中氣體監(jiān)控與檢測。

背景技術：
二氧化碳作為代謝產物在細胞內產生，由血液運輸，從肺中排出。呼出氣中二氧化碳含量的改變可反映機體代謝、循環(huán)、呼吸、氣道或通氣系統(tǒng)功能的變化。人體呼氣末二氧化碳分壓或濃度(PET CO2或FET CO2)是重要的生命指標之一，是臨床上麻醉患者和有呼吸功能障礙患者呼吸功能的監(jiān)測指標，可為醫(yī)生了解病情的發(fā)展趨勢和應對措施提供及時重要的依據。
非分光紅外法是檢測CO2濃度的通用方法，其基本原理是紅外光能夠激發(fā)分子躍遷到高能級，因此來自紅外光的熱能能夠儲存到氣體中。具有非對稱雙原子或多原子分子結構的氣體(如CH4、CO、CO2、NO等)，在中紅外波段均有特征吸收光譜，當紅外光束在穿越氣體之后，強度會減弱，光強的損失是單位體積內的活性氣體分子數量的函數，即氣體濃度的函數。由于氣體分子對紅外光的吸收作用只發(fā)生在紅外光的某個波長點為中心的小區(qū)間內，并且不同氣體的吸收峰在不同的波長點上，于是我們可以利用這一原理來測量相關氣體的濃度。出射光的強度在氣體介質中隨濃度及厚度按指數規(guī)律衰減，對于多種混合氣體，為了分析特定組分，可以在傳感器或紅外光源前安裝一個適合分析氣體吸收波長的窄帶濾光片，使傳感器的信號變化只反映被測氣體濃度變化。
醫(yī)用呼吸末二氧化碳監(jiān)護系統(tǒng)一般是將氣體檢測模塊置于監(jiān)護儀內，由氣體采樣管實時抽取病人呼吸氣體樣品，送入監(jiān)護儀中進行二氧化碳濃度分析，近年來，提出了直接對病人的呼吸氣路進行檢測，然后將檢測信號送入監(jiān)護儀進行分析處理。
對于以上第一種檢測方式需要將氣體引入監(jiān)護儀內，實時性不高且結構復雜，弊端較多。對于以上第二種檢測方式雖然提高了系統(tǒng)的實時性，一方面對系統(tǒng)的穩(wěn)定性帶來較大影響；另一方面結構仍很復雜，在醫(yī)學監(jiān)護中帶來較大不便。

發(fā)明內容
為了解決上述CO2濃度檢測的弊端和局限性，本實用新型提出一種一體化CO2濃度檢測系統(tǒng)。其主要特征是在被檢測主體的氣體通路與數據顯示器之間設置一個一體化的CO2濃度檢測系統(tǒng)，檢測單元和數據處理單元集成到此系統(tǒng)中。該系統(tǒng)能給出呼氣末二氧化碳分壓或濃度值和呼吸率等數據，最后將這些數據傳送給數據顯示器。具體系統(tǒng)框圖如圖1所示，包括氣體通路、紅外光源、紅外傳感器、數據處理單元、數據顯示器。
本實用新型的有益效果是檢測單元和數據處理單元都集成到一個系統(tǒng)中，提高了穩(wěn)定性，同時給實際使用時帶來較大的方便。

圖1是一種一體化CO2濃度檢測系統(tǒng)的系統(tǒng)框圖。
圖2是一種一體化CO2濃度檢測系統(tǒng)的原理圖。
圖中1是氣體通路；圖中2是氣體通路的管壁；圖中3是紅外光源；圖中4是紅外傳感器；圖中5是檢測窗口；圖中6是檢測用紅外光光路。
具體實施例 為了更好地說明本實用新型，
以下結合附圖和具體實施例的來詳細說明。
如圖2所示，被測對象呼出氣體，通過氣體導管流過本檢測系統(tǒng)，檢測部分的一側是紅外光源，另外一側是紅外傳感器，紅外傳感器將檢測數據輸入到數據處理單元。最終數據處理單元會呼氣末二氧化碳分壓或濃度值和呼吸率等數據信息交由數據顯示器顯示出來。下面對系統(tǒng)的硬件系統(tǒng)、軟件系統(tǒng)來詳細說明。
紅外探測器和紅外光源是非分光紅外方法測量的核心部件，其穩(wěn)定性和測量精度決定了系統(tǒng)性能。本系統(tǒng)采用靈敏度高的紅外傳感器，紅外光源由穩(wěn)壓供電。并采用高精密、低飄移的模擬放大電路作為前置放大電路對所采信號進行放大和預處理。高性能的控制芯片對所采數據進行計算和補償校正，同時也監(jiān)控各電路的電壓情況。軟件系統(tǒng)控制測量過程并實時監(jiān)測系統(tǒng)的狀態(tài)，通過算法來提高輸出結果精度。軟件由控制芯片軟件部分和上位機軟件部分組成，控制芯片軟件部分主要用于部分硬件電路的控制，包括光源控制、A/D轉換、數據計算和補償等；上位機軟件部分主要呼氣末二氧化碳分壓或濃度值和呼吸率等參數的顯示以及數據的后處理。
權利要求1.一種一體化CO2濃度檢測系統(tǒng)，主要包括氣體通路的管壁、紅外光源、紅外傳感器、數據處理單元，其主要特征是一個一體化的CO2濃度檢測系統(tǒng)設置在被檢測主體的氣體通路上，集成了檢測單元和數據處理單元，可檢測出呼氣末二氧化碳濃度值及呼吸率等。
專利摘要為了解決CO2濃度檢測的實時性不高、穩(wěn)定型不強的等弊端，本實用新型提出一種一體化CO2濃度檢測系統(tǒng)。其主要特征是在被檢測主體的氣體通路上設置一個一體化的CO2濃度檢測系統(tǒng)，其集成了檢測單元和數據處理單元。該系統(tǒng)能檢測出呼氣末二氧化碳濃度值及呼吸率等實時數據，最后將這些數據傳送給數據顯示器。
文檔編號A61B5/08GK201061531SQ20072009647
公開日2008年5月21日 申請日期2007年6月20日 優(yōu)先權日2007年6月20日
發(fā)明者洪 沙, 炬 羅, 磊 汪, 軍 韋, 李駿華, 羅致誠 申請人:維德世醫(yī)學儀器系統(tǒng)(北京)有限公司