一種呼出氣體檢測(cè)方法及裝置的制造方法
【專利摘要】本發(fā)明涉及醫(yī)學(xué)檢測(cè)技術(shù)領(lǐng)域，尤其涉及一種用于檢測(cè)呼出氣體濃度的方法及裝置，該呼出氣體檢測(cè)裝置，包括氣路系統(tǒng)、檢測(cè)系統(tǒng)和控制系統(tǒng)；氣路系統(tǒng)包括氣室，氣室通過管路分別連接有進(jìn)樣室和真空泵，氣室上還連接有氮?dú)夤苈?，氣室與進(jìn)樣室之間的管路上、真空泵與氣室之間的管路上及氮?dú)夤苈飞暇O(shè)有電磁閥；檢測(cè)系統(tǒng)包括壓力計(jì)及氣體濃度檢測(cè)計(jì)；控制系統(tǒng)包括控制器。本發(fā)明提供的一種呼出氣體檢測(cè)方法及裝置，檢測(cè)過程中，采用非在線檢測(cè)的方式，預(yù)先收集待測(cè)氣體，避免現(xiàn)場(chǎng)檢測(cè)時(shí)檢測(cè)者呼吸方式的擾動(dòng)影響，同時(shí)，采用充氮?dú)獾姆绞?，測(cè)量得到不同的目標(biāo)氣體(氫氣、甲烷)的濃度，測(cè)量精度更高，使得最終疾病分析結(jié)果更準(zhǔn)確。
【專利說明】
一種呼出氣體檢測(cè)方法及裝置
技術(shù)領(lǐng)域
[0001] 本發(fā)明涉及醫(yī)學(xué)檢測(cè)技術(shù)領(lǐng)域，尤其涉及一種用于檢測(cè)呼出氣體濃度的呼出氣體 檢測(cè)方法及裝置。
【背景技術(shù)】
[0002] 人體細(xì)胞在正常的新陳代謝中是不產(chǎn)生氫氣、甲烷氣體的;然而，消化系統(tǒng)中的某 些細(xì)菌在酶的作用下，分解碳水化合物會(huì)產(chǎn)生氫氣、甲烷等氣體。因此，這兩種氣體的濃度 水平可以反映出人體消化系統(tǒng)中這些細(xì)菌的狀態(tài)，進(jìn)而可以判斷與此相關(guān)的消化吸收疾 病，例如壞死性小腸炎、小腸細(xì)菌過渡生長(zhǎng)、大腸癌、某些蛋白水解酶缺乏乳糖(蔗糖)吸收 不良綜合癥等。
[0003] 由此可知，檢測(cè)呼出氣體的濃度是判斷這些疾病的一種重要的臨床手段。但是，目 前并沒有相應(yīng)的方法及裝置能夠快速精確的檢測(cè)處呼出氣體中氫氣、甲烷氣體等氣體的濃 度含量。

【發(fā)明內(nèi)容】

[0004] 本發(fā)明的目的在于提出一種呼出氣體檢測(cè)方法及裝置，以解決現(xiàn)有技術(shù)中存在的 沒有相應(yīng)的方法及裝置能夠快速精確的檢測(cè)處呼出氣體中各氣體濃度含量的。
[0005] 為達(dá)此目的，本發(fā)明采用以下技術(shù)方案：
[0006] -種呼出氣體檢測(cè)方法，其特征在于，包括以下步驟；
[0007] 清洗處理:將待測(cè)氣室進(jìn)行抽氣、充氮?dú)獠僮鳎貜?fù)抽充至少3次，使氣室內(nèi)除氮?dú)?外無其他成分氣體；
[0008] 導(dǎo)入待測(cè)氣體:將預(yù)先收集的待測(cè)氣體導(dǎo)入到進(jìn)樣室中，以備檢測(cè)使用；
[0009] 檢測(cè):將進(jìn)樣室中的待測(cè)氣體導(dǎo)入到氣室中，通過氣室中的檢測(cè)系統(tǒng)檢測(cè)氣體中 各成分的濃度及氣室中的壓力；
[0010] 稀釋檢測(cè):逐次向氣室內(nèi)通入氮?dú)?，并通過氣室中的檢測(cè)系統(tǒng)檢測(cè)不同壓力、不同 稀釋程度下氣體中各成分的濃度。
[0011] 進(jìn)一步的，檢測(cè)完成后，重復(fù)對(duì)氣室進(jìn)行清洗處理，清洗完成后關(guān)閉所有與氣室連 通的管路。
[0012] 進(jìn)一步的，對(duì)氣室進(jìn)行抽氣、充氮?dú)獠僮鲿r(shí)，抽氣壓力到10Pa以下，充氣壓力到 lOOkPa 至 120kPa之間。
[0013] 本發(fā)明還提供了一種呼出氣體檢測(cè)裝置，包括氣路系統(tǒng)、檢測(cè)系統(tǒng)和控制系統(tǒng)；
[0014] 所述氣路系統(tǒng)包括氣室，所述氣室通過管路分別連接有進(jìn)樣室和真空栗，所述氣 室上還連接有氮?dú)夤苈罚鰵馐遗c所述進(jìn)樣室之間的管路上、所述真空栗與所述氣室之 間的管路上及所述氮?dú)夤苈飞暇O(shè)有電磁閥；
[0015] 所述檢測(cè)系統(tǒng)包括與所述氣室連接的壓力計(jì)及氣體濃度檢測(cè)計(jì)；
[0016] 所述控制系統(tǒng)包括控制器，所述控制器與所述真空栗、所述電磁閥、所述壓力計(jì)及 所述氣體濃度檢測(cè)計(jì)連接。
[0017] 進(jìn)一步的，所述氣體濃度檢測(cè)計(jì)包括氫氣檢測(cè)計(jì)和甲烷檢測(cè)計(jì)。
[0018] 進(jìn)一步的，所述控制器包括可調(diào)諧半導(dǎo)體激光器。
[0019] 進(jìn)一步的，所述進(jìn)樣室與所述氣室之間的所述管路分別包括第一管路和第二管 路，所述第一管路的一端與所述進(jìn)樣室連接，所述第二管路的一端與所述氣室連接，所述電 磁閥設(shè)于所述第二管路上；
[0020] 所述第一管路與所述第二管路之間可拆卸連接，所述第一管路上設(shè)有第一手閥。 [0021 ]進(jìn)一步的，所述第二管路遠(yuǎn)離所述氣室的一端設(shè)有第二手閥。
[0022] 進(jìn)一步的，所述氣室連接有溫度測(cè)量?jī)x。
[0023] 本發(fā)明提供的一種呼出氣體檢測(cè)方法及裝置，使用時(shí)，進(jìn)樣室內(nèi)輸送已經(jīng)采集好 的待測(cè)氣體，通過檢測(cè)系統(tǒng)測(cè)得待測(cè)氣體中各氣體成分的濃度值，并將該濃度值輸送給控 制系統(tǒng)。
[0024] 該呼出氣體檢測(cè)方法及裝置，檢測(cè)過程中，采用非在線檢測(cè)的方式，預(yù)先收集待測(cè) 氣體，避免現(xiàn)場(chǎng)檢測(cè)時(shí)檢測(cè)者呼吸方式的擾動(dòng)影響，同時(shí)，采用充氮?dú)獾姆绞?，測(cè)量得到不 同的目標(biāo)氣體(氫氣、甲烷)的濃度，測(cè)量精度更高，使得最終疾病分析結(jié)果更準(zhǔn)確。
【附圖說明】
[0025] 圖1是本發(fā)明實(shí)施例1提供的呼出氣體檢測(cè)方法的流程框圖；
[0026] 圖2是本發(fā)明實(shí)施例2提供的呼出氣體檢測(cè)裝置的結(jié)構(gòu)框圖。
[0027] 圖中：
[0028] 1、氣室;2、進(jìn)樣室;3、真空栗;4、氮?dú)夤苈?5、電磁閥;6、控制器;7、壓力計(jì);8、氫氣 檢測(cè)計(jì);9、甲烷檢測(cè)計(jì);10、第一手閥；11、第二手閥；12、溫度測(cè)量?jī)x。
【具體實(shí)施方式】
[0029] 下面結(jié)合附圖并通過【具體實(shí)施方式】來進(jìn)一步說明本發(fā)明的技術(shù)方案。
[0030] 實(shí)施例1
[0031 ]如圖1所示，一種呼出氣體檢測(cè)方法，包括以下步驟；
[0032] 清洗處理:將待測(cè)氣室進(jìn)行抽氣、充氮?dú)獠僮?，重?fù)抽充至少3次，使氣室內(nèi)除氮?dú)?外無其他成分氣體；
[0033] 導(dǎo)入待測(cè)氣體:將預(yù)先收集的待測(cè)氣體導(dǎo)入到進(jìn)樣室中，以備檢測(cè)使用；
[0034] 檢測(cè):將進(jìn)樣室中的待測(cè)氣體導(dǎo)入到氣室中，通過氣室中的檢測(cè)系統(tǒng)檢測(cè)氣體中 各成分的濃度及氣室中的壓力；
[0035] 稀釋檢測(cè):逐次向氣室內(nèi)通入氮?dú)?，并通過氣室中的檢測(cè)系統(tǒng)檢測(cè)不同壓力、不同 稀釋程度下氣體中各成分的濃度。
[0036]該檢測(cè)方法的特點(diǎn)在于：
[0037] 1、采用非在線采集的檢測(cè)方式，預(yù)先收集待測(cè)氣體，檢測(cè)時(shí)，將待測(cè)氣體導(dǎo)入進(jìn)樣 室內(nèi)，通過進(jìn)樣室向氣室內(nèi)輸送，此種形式避免檢測(cè)者的呼氣方式對(duì)檢測(cè)產(chǎn)生影響；
[0038] 2、采用真空栗與氮?dú)夤苈废嘟Y(jié)合的形式，實(shí)現(xiàn)了抽氣和充氣的操作，既能實(shí)現(xiàn)清 潔處理，且檢測(cè)時(shí)可對(duì)待測(cè)氣體進(jìn)行稀釋，測(cè)量不同氣壓、不同稀釋濃度下目標(biāo)氣體的濃 度，取均值可以得到氣體濃度CH2和CcH4〇
[0039] 3、通過檢測(cè)系統(tǒng)檢測(cè)出待測(cè)氣體中目標(biāo)氣體的濃度，具體的，檢測(cè)出目標(biāo)氣體的 濃度后，將濃度信息傳輸給控制系統(tǒng)，控制系統(tǒng)通過使用可調(diào)諧半導(dǎo)體激光吸收光譜 (IDLAS)技術(shù)進(jìn)行亞ppm級(jí)別的分析檢測(cè)，該技術(shù)具有高選擇性、速度快，靈敏度高等優(yōu)點(diǎn)。
[0040] 檢測(cè)完成后，重復(fù)對(duì)氣室進(jìn)行清洗處理，清洗完成后關(guān)閉所有與氣室連通的管路。 檢測(cè)完成后進(jìn)行的清洗處理，其目的是避免下次使用時(shí)，積存的氣體對(duì)檢測(cè)產(chǎn)生影響。而且 下一次檢測(cè)時(shí)，首先進(jìn)行的也是清洗處理，進(jìn)一步的降低的原有氣體對(duì)測(cè)試結(jié)果的影響，檢 測(cè)時(shí)精度更高。
[0041 ] 對(duì)氣室進(jìn)行抽氣、充氮?dú)獠僮鲿r(shí)，抽氣壓力到10Pa以下，充氣壓力到lOOkPa至 120kPa之間。
[0042]檢測(cè)過程中，待測(cè)氣體中的目標(biāo)氣體包括多種，包括氫氣、甲烷等可以評(píng)測(cè)身體狀 況的氣體，其最小檢出濃度為〇. lppm，分辨率為0. lppm;
[0043] 實(shí)施例2
[0044] 如圖2所示，一種呼出氣體檢測(cè)裝置，包括氣路系統(tǒng)、檢測(cè)系統(tǒng)和控制系統(tǒng)；
[0045] 氣路系統(tǒng)包括氣室1，氣室1通過管路分別連接有進(jìn)樣室2和真空栗3,氣室1上還連 接有氮?dú)夤苈?,氣室1與進(jìn)樣室2之間的管路上、真空栗3與氣室1之間的管路上及氮?dú)夤苈?4上均設(shè)有電磁閥5;
[0046] 檢測(cè)系統(tǒng)包括與氣室1連接的壓力計(jì)7及氣體濃度檢測(cè)計(jì)；
[0047] 控制系統(tǒng)包括控制器6,控制器6與真空栗3、電磁閥5、壓力計(jì)7及氣體濃度檢測(cè)計(jì) 連接。
[0048]該呼出氣體檢測(cè)裝置的檢測(cè)流程是為氣路系統(tǒng)輸送待測(cè)氣體，由檢測(cè)系統(tǒng)進(jìn)行檢 測(cè)，控制系統(tǒng)控制檢測(cè)過程中的動(dòng)作操作，且進(jìn)行檢測(cè)數(shù)據(jù)分析。
[0049] 氣體濃度檢測(cè)計(jì)包括氫氣檢測(cè)計(jì)8和甲烷檢測(cè)計(jì)9。該呼出氣體檢測(cè)裝置主要檢測(cè) 氫氣和甲烷的濃度，即相應(yīng)的使用氫氣檢測(cè)計(jì)8和甲烷檢測(cè)計(jì)9,若需要檢測(cè)其他氣體濃度， 也可設(shè)置相應(yīng)的檢測(cè)計(jì)。
[0050] 控制器6包括可調(diào)諧半導(dǎo)體激光器。通過可調(diào)諧半導(dǎo)體激光器采用可調(diào)諧半導(dǎo)體 激光吸收光譜(TDLAS)技術(shù)進(jìn)行亞ppm級(jí)別的分析檢測(cè)，該技術(shù)具有高選擇性、速度快，靈敏 度高等優(yōu)點(diǎn)。
[0051] 進(jìn)樣室2與氣室1之間的管路分別包括第一管路和第二管路，第一管路的一端與進(jìn) 樣室2連接，第二管路的一端與氣室1連接，電磁閥5設(shè)于第二管路上；
[0052]第一管路與第二管路之間可拆卸連接，第一管路上設(shè)有第一手閥10。
[0053]進(jìn)樣室2設(shè)置為可拆卸結(jié)構(gòu)，充氣時(shí)，將第一管路與第二管路之間分離，通過第一 管路將待測(cè)氣體沖入到進(jìn)樣室2中，具體的操作時(shí)，第一手閥10處于關(guān)閉狀態(tài)，將第一管路 與第二管路分離后，第一管路上連接待測(cè)氣體的氣源，之后，打開第一手閥10,待測(cè)氣體沖 入到進(jìn)樣室2內(nèi)，進(jìn)樣室2為可收縮結(jié)構(gòu)，正常態(tài)體積為0,沖入待測(cè)氣體后體積逐漸增大。 [0054]待測(cè)氣體沖入完畢后，關(guān)閉第一手閥10,并將第一管路與第二管路連通，以備后續(xù) 的檢測(cè)使用。
[0055] 第二管路遠(yuǎn)離氣室1的一端設(shè)有第二手閥11。
[0056] 第二管路與第一管路連通，將待測(cè)氣體送入到氣室1內(nèi)，其中，第二管路的由電磁 閥5控制，但是，為了進(jìn)一步避免混入其他氣體，在第二管路的端部設(shè)置第二手閥11，避免第 一管路與第二管路拆裝過程中，其他成分的氣體進(jìn)入，影響測(cè)量精度。
[0057] 氣室1連接有溫度測(cè)量?jī)x12。氣室1上的溫度測(cè)量?jī)x12作用是測(cè)量氣室1的溫度，整 個(gè)檢測(cè)過程中反饋氣室1的溫度信息，確保檢測(cè)可在正常溫度下進(jìn)行，提高測(cè)量的準(zhǔn)確性。 [0058]具體操作方式：
[0059] (1)打開真空栗，關(guān)閉第二手閥和打開第二管路上的電磁閥；控制氮?dú)夤艿郎系碾?磁閥和真空栗處的電磁閥，對(duì)氣室進(jìn)行抽氣、充氮?dú)獠僮?，充氣壓力到lOOkPa至120kPa之 間，抽氣壓力到l〇Pa以下，共充抽3次以上，然后關(guān)閉這三個(gè)電磁閥，記錄壓力P;
[0060] (2)關(guān)閉第一手閥，并將進(jìn)樣室卸下，之后，開啟第一手閥向進(jìn)樣室內(nèi)通入待測(cè)氣 體，關(guān)閉第一手閥，將第一管路與第二管路連接，待向氣室充入待測(cè)氣體；
[0061] (3)打開第一手閥、第二手閥、第二管路上的電磁閥，待測(cè)氣體流入氣室，充氣完成 后，關(guān)閉這第一手閥和第二手閥，通過氣體濃度檢測(cè)系統(tǒng)(讀數(shù)為Cxo'，單位ppm)獲得目標(biāo)氣 體的濃度Cxo(x為氣體名稱），并且氣室壓力Po;則，
[0063]其中，Pa為大氣壓，Vs為進(jìn)樣室體積，Vg為氣室體積，x為氫氣或者甲烷，Q為初始稀 釋系數(shù)，因?yàn)榉磻?yīng)室未充氣時(shí)的壓力P〈〈Pa，Q可視為1。
[0064] (4)氣室通入不同量的氮?dú)猓瑝毫Pji為通入氮?dú)獯螖?shù)1，2,3,4……），壓力不可 以超過120kPa，氣體檢測(cè)儀的讀數(shù)為Cxl'，目標(biāo)氣體濃度為Cc，分析數(shù)據(jù)可以得到不同目標(biāo) 氣體的濃度Cx;則
[0065] C企二 Cxi，_氺Pi:/P0
[0066] 其中，PiSi次用氮?dú)庀♂尯蟮臍馐覊毫?。通過氮?dú)庀♂尩玫讲煌哪繕?biāo)氣體濃 度，取均值可以得到氣體濃度CH2和CcH4〇
[0067] (5)重復(fù)步驟(1)，對(duì)氣室的腔室進(jìn)行清洗，防止對(duì)下次檢測(cè)的干擾;關(guān)閉第一手閥 和第二手閥及電磁閥，關(guān)閉真空栗，關(guān)閉控制系統(tǒng)。
[0068] 以上結(jié)合具體實(shí)施例描述了本發(fā)明的技術(shù)原理。這些描述只是為了解釋本發(fā)明的 原理，而不能以任何方式解釋為對(duì)本發(fā)明保護(hù)范圍的限制。基于此處的解釋，本領(lǐng)域的技術(shù) 人員不需要付出創(chuàng)造性的勞動(dòng)即可聯(lián)想到本發(fā)明的其它【具體實(shí)施方式】，這些方式都將落入 本發(fā)明的保護(hù)范圍之內(nèi)。
【主權(quán)項(xiàng)】
1. 一種呼出氣體檢測(cè)方法，其特征在于，包括以下步驟； 清洗處理:將待測(cè)氣室進(jìn)行抽氣、充氮?dú)獠僮?，重?fù)抽充至少3次，使氣室內(nèi)除氮?dú)馔鉄o 其他成分氣體； 導(dǎo)入待測(cè)氣體:將預(yù)先收集的待測(cè)氣體導(dǎo)入到進(jìn)樣室中，以備檢測(cè)使用； 檢測(cè)：將進(jìn)樣室中的待測(cè)氣體導(dǎo)入到氣室中，通過氣室中的檢測(cè)系統(tǒng)檢測(cè)氣體中各成 分的濃度及氣室中的壓力； 稀釋檢測(cè):逐次向氣室內(nèi)通入氮?dú)?，并通過氣室中的檢測(cè)系統(tǒng)檢測(cè)不同壓力、不同稀釋 程度下氣體中各成分的濃度。2. 根據(jù)權(quán)利要求1所述的呼出氣體檢測(cè)方法，其特征在于，還包括:檢測(cè)完成后，重復(fù)對(duì) 氣室進(jìn)行清洗處理，清洗完成后關(guān)閉所有與氣室連通的管路。3. 根據(jù)權(quán)利要求1所述的呼出氣體檢測(cè)方法，其特征在于，對(duì)氣室進(jìn)行抽氣、充氮?dú)獠?作時(shí)，抽氣壓力到l〇Pa以下，充氣壓力到lOOkPa至120kPa之間。4. 一種呼出氣體檢測(cè)裝置，其特征在于，包括氣路系統(tǒng)、檢測(cè)系統(tǒng)和控制系統(tǒng)； 所述氣路系統(tǒng)包括氣室（1)，所述氣室（1)通過管路分別連接有進(jìn)樣室（2)和真空栗 (3)，所述氣室（1)上還連接有氮?dú)夤苈?4)，所述氣室（1)與所述進(jìn)樣室（2)之間的管路上、 所述真空栗(3)與所述氣室（1)之間的管路上及所述氮?dú)夤苈?4)上均設(shè)有電磁閥（5); 所述檢測(cè)系統(tǒng)包括與所述氣室（1)連接的壓力計(jì)(7)及氣體濃度檢測(cè)計(jì)； 所述控制系統(tǒng)包括控制器(6)，所述控制器(6)與所述真空栗(3)、所述電磁閥（5)、所述 壓力計(jì)(7)及所述氣體濃度檢測(cè)計(jì)連接。5. 根據(jù)權(quán)利要求4所述的呼出氣體檢測(cè)裝置，其特征在于，所述氣體濃度檢測(cè)計(jì)包括氫 氣檢測(cè)計(jì)(8)和甲烷檢測(cè)計(jì)(9)。6. 根據(jù)權(quán)利要求4所述的呼出氣體檢測(cè)裝置，其特征在于，所述控制器(6)包括可調(diào)諧 半導(dǎo)體激光器。7. 根據(jù)權(quán)利要求4所述的呼出氣體檢測(cè)裝置，其特征在于，所述進(jìn)樣室（2)與所述氣室 (1)之間的所述管路分別包括第一管路和第二管路，所述第一管路的一端與所述進(jìn)樣室(2) 連接，所述第二管路的一端與所述氣室（1)連接，所述電磁閥（5)設(shè)于所述第二管路上； 所述第一管路與所述第二管路之間可拆卸連接，所述第一管路上設(shè)有第一手閥（10)。8. 根據(jù)權(quán)利要求7所述的呼出氣體檢測(cè)裝置，其特征在于，所述第二管路遠(yuǎn)離所述氣室 的一端設(shè)有第二手閥（11)。9. 根據(jù)權(quán)利要求4所述的呼出氣體檢測(cè)裝置，其特征在于，所述氣室（1)連接有溫度測(cè) 量?jī)x(12)。
【文檔編號(hào)】G01N21/39GK106053387SQ201610499661
【公開日】2016年10月26日
【申請(qǐng)日】2016年6月29日
【發(fā)明人】潘教青
【申請(qǐng)人】南京青辰光電科技有限公司, 上海萃菩健康科技有限公司