CN102335014A - 呼气采样袋 - Google Patents

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陈世雄
张杨
唐元诗
胡火明
胡海
雷江军
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Abstract

一种用于13C尿素呼气诊断采集受试者呼出二氧化碳气体的呼气采样袋，由袋体、呼气嘴、排气孔和控制该排气孔与袋体或呼气嘴联通的控制阀组成。该采样袋在受试者呼气过程的初始阶段，控制阀处于a状态，排气孔打开并与呼气嘴之间的气路联通，受试者连续向呼气嘴呼气，呼入的气体通过排气孔排到袋体外，在呼气过程的末尾阶段时，操作控制阀，使之处于b状态，排气孔关闭，继续呼气至充满袋体，呼入袋体中的是呼气过程末尾阶段的气体，有效提高了呼气样本中二氧化碳的浓度。

Description

呼气采样袋
所属技术领域
本发明涉及一种呼气采样袋，特别是用于13C尿素呼气诊断采集受试者呼出二氧化碳气体的呼气采样袋。
背景技术
呼气采样袋已广泛应用于13C尿素呼气试验诊断人体幽门螺杆菌感染，在给予受试者服用13C尿素药物前及服药30分钟后，分别用呼气采样袋采集受试者的呼气样本，在分析仪器(红外光谱仪或质谱仪)上测量呼气样本中13C同位素丰度的变化量，对于阴性者，其服药前后的呼气样本中13C同位素丰度几乎不发生变化，而阳性者服药前后呼气样本中的13C同位素丰度会发生明显的变化，由此判断受试者是否感染幽门螺杆菌。
目前，公知的采样袋，通常由一个复合铝塑材料制成的袋体连接一个呼气嘴组成，受试者呼出的气体通过呼气嘴呼入袋体内，采样结束后用盖塞堵住呼气嘴入口，或在呼气嘴上设置一个单向阀门以封闭采样袋。但现有呼气采样袋有一个明显的不足，分析仪器对于气体样本的二氧化碳浓度一般要求至少高于1％，而现有的采样袋不能确保采集到较高二氧化碳浓度的呼气样本，占很大比例的样本中二氧化碳浓度接近或低于1％，过低的二氧化碳浓度严重影响测量结果的准确性。
呼气中二氧化碳的浓度取决于吸入空气在肺部停留时间的长短，停留时间越长，二氧化碳浓度越高，在人体的每一个呼吸周期内的呼出过程中，呼气二氧化碳浓度由始至终是一个上升的趋势，现有的呼气采样袋之所以不能确保采集到较高二氧化碳浓度的呼气，是因为只能采集到受试者呼气之初的样本，受试者在使用现有的呼气采样袋时，必须通过吸入空气并屏气很长时间后含住呼气嘴往袋中呼气，以采集足够二氧化碳浓度的呼气，但是，在实际应用中，由于受试者并不是都能够按照要求完成屏气过程，常常导致采集的呼气中二氧化碳气体浓度低于1％，不能达到要求，影响测量结果的准确性，甚至导致样本作废。
发明内容
为了克服现有的采样袋不能采集高浓度二氧化碳呼气样本的不足，本发明提供一种呼气采样袋，该采样袋在使用中，受试者可以不必进行长时间的屏气，在呼气时通过简单的控制，将呼气过程之初的部分或全部呼气排到大气中，而采集受试者呼气末尾含有高浓度二氧化碳的呼气样本。
本发明解决其技术问题所采用的技术方案是：在现有结构的采样袋上，另外设置了一个排气孔和一个控制该排气孔与袋体或呼气嘴联通的控制阀。使用本发明的呼气采样袋，在受试者呼气过程的初始阶段，控制阀处于a状态，排气孔打开并与呼气嘴之间的气路联通，受试者连续向呼气嘴呼气，呼入的气体通过排气孔排到袋体外，在呼气过程的末尾阶段时，操作控制阀，使之处于b状态，排气孔关闭，继续呼气至充满袋体，这样，呼入袋体中的是呼气过程末尾阶段的气体，有效提高了呼气样本中二氧化碳的浓度。
附图说明
下面结合附图和实施例对本发明进一步说明。
图1是本发明第一个实施例中控制阀处于a状态时的原理示意图。
图2是本发明第一个实施例中控制阀处于b状态时的原理示意图。
图3是本发明第二个实施例中控制阀处于a状态时的原理示意图。
图4是本发明第二个实施例中控制阀处于b状态时的原理示意图。
图5是本发明第三个实施例中控制阀处于a状态时的原理示意图。
图6是本发明第三个实施例中控制阀处于b状态时的原理示意图。
图7是本发明第四个实施例中控制阀处于a状态时的原理示意图。
图8是本发明第四个实施例中控制阀处于b状态时的原理示意图。
图中：1.袋体，2.呼气嘴，3.排气孔，4.控制阀，a.控制阀处于a状态时的气体流向，b.控制阀处于b状态时的气体流向。
具体实施方式
参照图1、图2，一个排气孔3和一个控制阀4设置在呼气嘴2到袋体1之间，控制阀4是一个二位三通阀，在呼气过程的初始阶段，如图1所示，使控制阀4的阀芯处于a状态，此时，呼气嘴2与排气孔3之间的气路是联通的，而呼气嘴2与袋体1之间的气路是关闭的，通过呼气嘴2呼入的气体，全部沿a流向通过排气孔3排到大气中，在呼气过程的末尾阶段，如图2所示，使控制阀4的阀芯处于b状态，此时，呼气嘴2与排气孔3之间的气路是关闭的，而呼气嘴2与袋体1之间的气路是关开启的，通过呼气嘴2呼入的气体则全部沿b流向进入袋体1。
参照图3、图4、，一个排气孔3和一个控制阀4设置在呼气嘴2到袋体1之间，控制阀4是一个二位柱塞，在呼气过程的初始阶段，如图3所示，使控制阀4的柱塞处于a状态，此时，呼气嘴2与排气孔3之间的气路是联通的，而呼气嘴2与袋体1之间的气路是关闭的，通过呼气嘴2呼入的气体，全部沿a流向通过排气孔3排到大气中，在呼气过程的末尾阶段，如图4所示，使控制阀4的柱塞处于b状态，此时，呼气嘴2与排气孔3之间的气路是关闭的，而呼气嘴2与袋体1之间的气路是关开启的，通过呼气嘴2呼入的气体则全部沿b流向进入袋体1。
参照图5、图6，一个排气孔3和一个控制阀4设置在袋体1上与呼气嘴2不同的位置，控制阀4是由一个有囊的软胶皮管和装在其中的球体组成，在呼气过程的初始阶段，如图5所示，使球体位于软胶皮管的囊肿，控制阀4处于a状态，此时，呼气嘴2与排气孔3之间的气路是联通的，通过呼气嘴2呼入的气体，可沿a流向通过排气孔3排到大气中，在呼气过程的末尾阶段，如图6所示，将球体从囊中挤入软胶皮管内，使控制阀4处于b状态，此时，排气孔3是关闭的，通过呼气嘴2呼入的气体则沿b流向进入并留存在袋体1中。
参照图7、图8，一个排气孔3和一个控制阀4设置在袋体1上与呼气嘴2不同的位置，而控制阀4是一个装在装在排气孔3上的旋塞，在呼气过程的初始阶段，如图7所示，旋塞开启，使控制阀4处于a状态，此时，呼气嘴2与排气孔3之间的气路是联通的，通过呼气嘴2呼入的气体，可沿a流向通过排气孔3排到大气中，在呼气过程的末尾阶段，如图8所示，拧紧旋塞，使控制阀4处于b状态，此时，排气孔3是关闭的，通过呼气嘴2呼入的气体则沿b流向进入并留存在袋体1中。
以下结合具体实施例与现有技术的对比实验数据，阐明本发明的效果。
实验一：
实验人员使用现有的体积为250mL的呼气采样袋采集一组呼气样本，深呼吸后立即含住呼气嘴呼气，将气袋吹满后盖上盖塞，休息几分钟后进行下一次采样，总计采集10个样本。
实验人员使用本发明实施例一的体积为的250mL呼气采样袋采集另一组呼气样本，首先将控制阀门拨到a状态，深呼吸后立即含住呼气嘴呼气，连续呼气4秒钟时将控制阀门拨到b状态，并继续呼气至吹满气袋后盖上盖塞，休息几分钟后进行下一次采样，总计采集10个样本。
通过仪器测量得到两组样本中各样本的二氧化碳百分比浓度(CO2％)并分别计算出两组样本测量结果的平均值，数据见表1。
表1
Figure BSA00000200502600031
根据表1中所列的实验数据，现有采样袋采集的呼气样本中的二氧化碳浓度平均值为1.3％，其中有2个样本的二氧化碳浓度低于1％，本发明实施例一的采样袋采集的呼气样本中，二氧化碳浓度平均值为3.6％，且所有样本的二氧化碳浓度均高于1％。
实验二：
实验人员使用现有的体积为250mL的呼气采样袋采集一组呼气样本，深呼吸后立即含住呼气嘴呼气，将气袋吹满后盖上盖塞，休息几分钟后进行下一次采样，总计采集10个样本。
实验人员使用本发明实施例四的呼气采样袋采集另一组呼气样本，首先旋动旋塞使控制阀门处于a状态，深呼吸后立即含住呼气嘴呼气，连续呼气4秒钟时旋动旋塞使控制阀门处于b状态，并继续呼气至吹满气袋后盖上盖塞，休息几分钟后进行下一次采样，总计采集10个样本。
通过仪器测量得到两组样本中各样本的二氧化碳百分比浓度(CO2％)并分别计算出两组样本测量结果的平均值，数据见表2。
表2
Figure BSA00000200502600032
根据表2中所列的实验数据，现有采样袋采集的呼气样本中的二氧化碳浓度平均值为1.3％，其中有3个样本的二氧化碳浓度低于1％，本发明实施例四的采样袋采集的呼气样本中，二氧化碳浓度平均值为2.9％，且所有样本的二氧化碳浓度均高于1％。
实验数据表明，采用本发明的呼气采样袋，可以大大提高采集的呼气样本中二氧化碳的浓度，完全可以避免现有采样袋采集的呼气中二氧化碳浓度过低的现象。

Claims (7)

1.一种呼气采样袋，包括袋体和与袋体相连的呼气嘴，其特征是：采样袋上设置了一个排气孔和一个控制该排气孔的控制阀。
2.根据权利要求1所述的呼气采样袋，其特征是：排气孔和控制阀设置在袋体上。
3.根据权利要求2所述的呼气采样袋，其特征是：控制阀是一个旋塞。
4.根据权利要求2所述的呼气采样袋，其特征是：控制阀是由一个有囊的胶皮管和一个处于胶皮管中的球体组成。
5.根据权利要求1所述的呼气采样袋，其特征是：排气孔和控制阀设置在呼气嘴与袋体之间的部位。
6.根据权利要求5所述的呼气采样袋，其特征是：控制阀是一个二位三通阀。
7.根据权利要求5所述的呼气采样袋，其特征是：控制阀是一个二位柱塞阀。
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