CN104023632B - 测量呼出气的组分的方法及装置 - Google Patents

测量呼出气的组分的方法及装置 Download PDF

Info

Publication number
CN104023632B
CN104023632B CN201280059457.9A CN201280059457A CN104023632B CN 104023632 B CN104023632 B CN 104023632B CN 201280059457 A CN201280059457 A CN 201280059457A CN 104023632 B CN104023632 B CN 104023632B
Authority
CN
China
Prior art keywords
fluid conduit
surge chamber
expired gass
gass
expired
Prior art date
Legal status (The legal status is an assumption and is not a legal conclusion. Google has not performed a legal analysis and makes no representation as to the accuracy of the status listed.)
Active
Application number
CN201280059457.9A
Other languages
English (en)
Other versions
CN104023632A (zh
Inventor
汉斯·彼得·斯塔克·约翰逊
Current Assignee (The listed assignees may be inaccurate. Google has not performed a legal analysis and makes no representation or warranty as to the accuracy of the list.)
Chercasya Co Ltd
Original Assignee
Aerocrine AB
Priority date (The priority date is an assumption and is not a legal conclusion. Google has not performed a legal analysis and makes no representation as to the accuracy of the date listed.)
Filing date
Publication date
Application filed by Aerocrine AB filed Critical Aerocrine AB
Publication of CN104023632A publication Critical patent/CN104023632A/zh
Application granted granted Critical
Publication of CN104023632B publication Critical patent/CN104023632B/zh
Active legal-status Critical Current
Anticipated expiration legal-status Critical

Links

Classifications

    • A—HUMAN NECESSITIES
    • A61—MEDICAL OR VETERINARY SCIENCE; HYGIENE
    • A61B—DIAGNOSIS; SURGERY; IDENTIFICATION
    • A61B5/00—Measuring for diagnostic purposes; Identification of persons
    • A61B5/08—Detecting, measuring or recording devices for evaluating the respiratory organs
    • A61B5/082—Evaluation by breath analysis, e.g. determination of the chemical composition of exhaled breath
    • A—HUMAN NECESSITIES
    • A61—MEDICAL OR VETERINARY SCIENCE; HYGIENE
    • A61B—DIAGNOSIS; SURGERY; IDENTIFICATION
    • A61B5/00—Measuring for diagnostic purposes; Identification of persons
    • A61B5/08—Detecting, measuring or recording devices for evaluating the respiratory organs
    • A61B5/097—Devices for facilitating collection of breath or for directing breath into or through measuring devices
    • G—PHYSICS
    • G01—MEASURING; TESTING
    • G01N—INVESTIGATING OR ANALYSING MATERIALS BY DETERMINING THEIR CHEMICAL OR PHYSICAL PROPERTIES
    • G01N27/00—Investigating or analysing materials by the use of electric, electrochemical, or magnetic means
    • G01N27/26—Investigating or analysing materials by the use of electric, electrochemical, or magnetic means by investigating electrochemical variables; by using electrolysis or electrophoresis
    • G—PHYSICS
    • G01—MEASURING; TESTING
    • G01N—INVESTIGATING OR ANALYSING MATERIALS BY DETERMINING THEIR CHEMICAL OR PHYSICAL PROPERTIES
    • G01N33/00—Investigating or analysing materials by specific methods not covered by groups G01N1/00 - G01N31/00
    • G01N33/48—Biological material, e.g. blood, urine; Haemocytometers
    • G01N33/483—Physical analysis of biological material
    • G01N33/497—Physical analysis of biological material of gaseous biological material, e.g. breath

Landscapes

  • Health & Medical Sciences (AREA)
  • Life Sciences & Earth Sciences (AREA)
  • Engineering & Computer Science (AREA)
  • Molecular Biology (AREA)
  • Physics & Mathematics (AREA)
  • Biomedical Technology (AREA)
  • General Health & Medical Sciences (AREA)
  • Pathology (AREA)
  • Chemical & Material Sciences (AREA)
  • Biophysics (AREA)
  • Medical Informatics (AREA)
  • Surgery (AREA)
  • Veterinary Medicine (AREA)
  • Public Health (AREA)
  • Physiology (AREA)
  • Pulmonology (AREA)
  • Heart & Thoracic Surgery (AREA)
  • Animal Behavior & Ethology (AREA)
  • Analytical Chemistry (AREA)
  • Biochemistry (AREA)
  • General Physics & Mathematics (AREA)
  • Immunology (AREA)
  • Hematology (AREA)
  • Medicinal Chemistry (AREA)
  • Urology & Nephrology (AREA)
  • Food Science & Technology (AREA)
  • Chemical Kinetics & Catalysis (AREA)
  • Electrochemistry (AREA)
  • Investigating Or Analysing Biological Materials (AREA)
  • Sampling And Sample Adjustment (AREA)
  • Measurement Of The Respiration, Hearing Ability, Form, And Blood Characteristics Of Living Organisms (AREA)

Abstract

一种用于测量呼出气的组分的装置，包含用于接收呼出气的进口(32)，以及缓冲室(31)。第一流体导管(34a)与进口流体连接，并被配置成引导呼出气的第一份(I’)到缓冲室。缓冲室包含用于排出从第一流体导管接收的呼出气的第一份的出口(37)，且缓冲室被设置为缓冲从第一流体导管接收的呼出气的第二份。装置包含与进口流体连接的第二流体导管(34b)并被配置成引导待排除的呼出气的第二份(I”)，及包含用于测量在缓冲室里缓冲的呼出气的组分的传感器(63)。

Description

测量呼出气的组分的方法及装置
技术领域
本发明总体涉及一种测量呼出气里浓度的方法及其装置。
背景技术
吸入的环境空气平均含有大约78％氮气，21％氧气，0.96％氩气和0.04％二氧化碳，氦气，水，和其它气体。呼出气含有大概比吸入气多4％到5％的二氧化碳和少4％到5％的氧气。此外，呼出气含有大约5％的水蒸气，和一些百万分之几(ppm)的氢气，一氧化碳，氨气，丙酮，甲醇，乙醇和氮氧化合物(NO)。
由于呼出气的许多组分由肺细胞和呼吸道产生或更改，呼出气的测量成分能揭示一个人的生理信息。这些生理信息可立即用于诊断病理状态或一种特定治疗的效果。NO为组分的例子，其可以作为炎症的一个指示。
血管，神经细胞和炎症细胞内表面上的内皮细胞在身体内生产NO。在呼吸系统里，与肺相连的肺泡细胞，呼吸道上皮细胞或其它类型的细胞，或呼吸道的通路生产内源性NO。这些NO被分泌到呼吸道和/或肺的空气中，并能在呼出气里被测量出来。
对肺和呼吸道里内源性NO产量的评估提供了肺和呼吸道的病情和/或功能的测量。在呼出气里测量的NO不太可能从身体里别的器官中散发出来，因为从身体别的地方产生的NO将立即跟血红蛋白结合并随后被分解。
NO沿着整个呼吸路径内在地形成，也就是在口腔里，鼻窦里，鼻子里，经过喉咙的气管里，支气管里和肺的自由空间里，同样在肺的内部充满血的部分里。由于诊断的目的是针对肺和/或呼吸道的病情，因而在口，鼻子，喉咙和支气管的空间里产生的NO不太被感兴趣，并应该被有利地忽略。口，鼻子，喉咙和支气管的空间被熟知为‘死区’，通常大概为每千克身体重量2毫升，尽管对于体格，年龄，性别和可能的呼吸辅助应用，比如气管切开术或插管术而有一定的偏差。
由于‘死区’的体积应该被忽略，从诊断的角度看，从呼气的最后部位或部分收集用于测量的NO具有显著的优点。由于最后部位应该被收集，在收集样品前，通过让超过‘死区’体积的合适的因数的体积流经装置，开始阶段的气体被排出。此外，让呼气从病人流出，形成连续流是有利的，如此可以达到稳定水平的呼出NO。这种状态被熟知为呼气的‘稳定阶段’。
如下段落来自美国胸科学会(ATS)/欧洲呼吸学会(ERS)呼出的下呼吸道一氧化氮和鼻腔一氧化氮线上线下测量的标准程序的建议，2005年，通过引用并入本文：
呼气线上方法是用NO分析仪连续采集呼气，并捕捉和显示实时NO相对于时间或呼气体积的及和其它呼气变量结果剖面。这使得测试员能监测呼气以确定所需流速和压力参数与所得适当的NO稳定阶段的构造。在呼气相中，两个因素对确定下呼吸道呼出NO的可重复和标准化测量至关重要：(1)鼻腔NO的排除及(2)呼气流速的标准化。鼻腔NO的排除很重要是鉴于相对于下呼吸道的高含量鼻腔NO。鼻腔NO能通过后鼻咽进入口腔呼出气。腭咽闭合。通过呼气压力或流速的生物反馈，大部分物质能保持和想得到的目标相差很小的低流速。通常，一种呼气被视作是合适的，如果在NO稳定输出阶段平均呼气流速为0.05升/秒(10％)，且即时流速在呼气的任何时间内不小于0.045升/秒或不大于0.055升/秒。如果不能保持在这些值内，应仍然记录所得结果，并记录达成这个流速标准的失败。呼气时间必须足够充分；对12岁以下儿童至少4秒，对12岁以上儿童和成人至少6秒。这相当于成人在呼气流速0.05升/秒时呼出体积至少0.3升，以洗净呼吸道和达到合理的稳定阶段。通常，病人能舒适地呼气达10秒，这是达到NO稳定阶段所必须的。NO在稳定阶段的浓度应在一个3秒(0.15升)呼气剖面窗口上评估。稳定阶段根据如下纲要定义：A和B两点应被选中以定义在呼气浓度剖面中的第一个3秒窗口，以便A-B的绝对量级小于10％。FeNO稳定阶段浓度定义为在3秒窗口上的平均浓度。
为满足ATS/ERS的要求，在线上NO测量时必须收集和分析总共0.15升，对成人至少需用0.3升，其中0.15升用于测量，也就是0.15升需要被排出。
佩尔森等人的US6038913公开了一种收集和分离来自病人(和仪器)的‘死区’的在第一腔室里的第一呼气体积的装置，接着所需的至少0.15升用于测量的样品在不同的腔室里被收集。如ATS所需，所述装置从稳定阶段区域采取至少0.15升样品用于分析。
格林J.H.在‘人类生理学的介绍’，第三版，1966，牛津大学出版社，伦敦，第5章‘呼吸’中同样公开了(特别在图99里)呼气时的可能性：首先用来自‘死区’的空气充满一个初始气球，和一部分肺泡空气填充第二个气球并封闭，其后封闭所述第一气球的流量并收集呼气阶段剩余的呼出气，所述呼出气包含第二气球里的肺泡空气。在这种情况下，氧气和二氧化碳含量能被确定。在这两个气球的填充气中，病人抵抗显著的阻力或反压而进行呼吸。此外，气球不提供明显的决定呼出体积的终点。
在上述两个先前技术的例子中，样品的收集需要0.15升的腔室，这可以给装置的大小创造较低的限制，这需被认为是一个潜在的设计限制。
发明内容
在这里实施例的一个目的是用权利要求中的布置和方法处理至少一些上述问题和缺点。
提供了一种测量呼出气的组分的装置。所述装置包含接收呼出气的进口，缓冲室，第一流体导管与进口流体连接，并被配置成引导呼出气的第一份到缓冲室。所述缓冲室包含排出从第一流体导管接收的呼出气的第一部分的出口。所述第一部分对应于呼出气的的死区体积。所述缓冲室被设置为缓冲从第一流体导管接收的呼出气的第二部分。所述第二部分对应于呼气的‘稳定阶段’。所述装置进一步包含与进口流体连接的第二流体导管并被配置成引导待排出的呼出气的第二份，及包含测量在缓冲室里缓冲的呼出气的组分的传感器。通过排出一份呼出气，测量的样品可以更小，这样能使所述装置的结构更小。
在一个实施例里，所述装置和传感器能被配置成测量呼出气里的一个组分NO，在另一个可联想到的实施例里，所述传感器被配置成决定呼出气里的其它组分，比如二氧化碳(CO2)，一氧化碳(CO)，氨气(NH3)，丙酮((CH3)2CO)，甲醇(CH3OH)或乙醇(C2H5OH)。
根据所述装置的一个实施例，所述第一流体导管具有第一流动横截面，垂直于第一流体导管的流向，且第二流体导管具有第二流动横截面，垂直于第二流体导管的流向。第二流动横截面大于第一流动横截面，这说明被排出的部分大于被收集测量的部分。第一流动横截面至少为其中一种：第二流动横截面的0.5倍，第二流动横截面的0.4倍，第二流动横截面的0.3倍，第二流动横截面的0.2倍，第二流动横截面的0.1倍。
根据所述装置的一个实施例，所述缓冲室包含缓冲导管，其中所述出口被安置在相对于进口或第一流体导管的缓冲导管的末端。
根据所述装置的一个实施例，所述缓冲导管具有横截面尺寸，垂直于缓冲导管流向，具有如下长度：小于缓冲导管长度的1/5，小于缓冲导管长度的1/10，小于缓冲导管长度的1/20，小于缓冲导管长度的1/50，小于缓冲导管长度的1/70或小于缓冲导管长度的1/100。由于缓冲室被延长的缓冲导管延长了，缓冲室里收集的呼出气样品的最小稀释度跟着变换。
根据所述装置的一个实施例，所述缓冲导管包含迷宫，曲折的或至少是一个S形以保持缓冲室和测量装置的外部测量部件紧凑的同时延长流动路径。含有至少一个曲径或S形的所述流体导管的拐角具有圆形的内部拐角。
根据所述装置的一个实施例，所述装置进一步包含配置成分隔第一流体导管和第二流体导管的双叉墙壁。所述双叉墙壁可以是可调节的，这样第一和第二横截面间的关系可以变更，以改变分别流进第一和第二流体导管的流体的量。根据另一实施例，所述装置包含可替换的调节部件，以改变分别流进第一和第二流体导管的流体的量。通过双叉墙壁的调节和/或调节部件的替换，所述测量装置能被配置成具有不同体积的呼吸道的个体，因此总能测量代表病人呼吸道的同一相关区域的呼出气。
根据所述装置的一个实施例，所述缓冲腔室进一步包含第一单向阀，优选地放置在所述出口处，这样流体在吸气时能停止进入所述缓冲室。
根据所述装置的一个实施例，所述缓冲腔室进一步包含放置在第二流体导管里的第二单向阀，这样流体在吸气时能停止进入所述第二流体导管。
根据一个实施例，所述装置包含感应流体流量里NO的量的传感器。通过应用这里所公布的缓冲室，所述装置可以被做的非常小。
根据一个实施例，所述装置进一步包含被配置成从所述缓冲室抽呼出气到传感器的泵。
根据一个实施例，所述传感器是具有需要暴露于呼出气的时间长于呼气的时间的较长的响应时间的传感器。一个例子是这个传感器是电化学传感器。所述传感器可具有超过5秒，或在5-15秒范围内的响应时间。
进一步提供了一种测量呼出气的组分浓度的方法，所述方法包含如下步骤：
-接受呼出气，
-经由第一流体导管导入呼出气的第一份进入缓冲室，
-经由第二流体导管排出呼出气的第二份，
-从所述缓冲室，排出来自第一流体导管的呼出气的第一份的第一部分，
-在所述缓冲室里，缓冲来自第一流体导管的呼出气的第一份的第二部分，
-测量在所述缓冲室里缓冲的呼出气的组分浓度。
所述方法优选地在这里公开的一种装置上实施，且所述组分可为NO。
根据一个实施例，所述方法包含调整分别流入第一和第二流体导管的流体的步骤。通过调整所述流体流量，可以选择所需的呼气的不同时间段，例如如果一位病人不能完成整个优选的3秒的呼气，或如果对呼吸道的特定区域特别感兴趣。
根据一个实施例，所述NO测量装置进一步包含调节部件，且调节流体流量的步骤包含调节所述调节部件或替换所述调节部件。所述调节部件可以是双叉墙壁，且调节所述调节部件的步骤可包含调节所述双叉墙壁。
这种方案的进一步可能的特征和优点将从如下详细的说明中变得显而易见。
附图说明
通过参考附图和举例，一些可能的实施例将被描述，其中：
图1是显示死区份和被分析部分的呼出气图，
图2是显示待排出的呼出气部分的呼出气图，
图3图解地显示了一个实施例的装置，
图4图解地显示了另一个实施例的装置，
图5图解地显示了又另一个实施例的装置。
具体实施方式
提供了一种应用于医疗装置的包含缓冲室的装置，测量诊断目的的呼出气。所述装置包含被配置成接收来自病人的呼出气的进口。沿着流量导管可装备流量调节单元，所述流量导管连接进口至缓冲室，用于建立进入缓冲室的稳定的流量。所述流量导管进一步包含双叉，用以分隔呼出气流量为进行分析的第一流量和待排出的第二流量。通过双叉连续排出一部分流量，较少体积的气体样品被收集。收集较小体积的气体样品能实现较小和较低能耗的测量装置的结构。
缓冲应理解为暂时的存储，且缓冲室应理解为适合暂时存储的腔室。
收集的用于分析的呼出气的那份被导入S形的缓冲室的流体通道，创造延长的空气份，所述空气份可以流过用于测量这特定部分空气组分的传感器。通过创造延长的空气份，缓冲室里的成分在尽可能少的稀释作用下快速地交换，即把旧的呼出气或大气和要测量的呼出气进行混合。
所述包含缓冲室的装置被配置为呼吸道炎症诊断的线上测量装置的一部分，根据一个实施例，所述装置包含具有需要暴露于呼出气的时间长于呼气的时间的较长的响应时间的传感器，这需要呼出气为创造流过传感器的流量而缓冲，其随时间而延长。一个例子是这个传感器是电化学传感器。
下面将通过参考附图给出缓冲室的实施例的详细说明。同样还将给出被配置成用缓冲室测量呼出气NO成分的测量装置的说明，作为所述装置应用的一个例子。然而，应当理解，所述装置可用于和进行呼出气测量的任何类型的传感器组合，比如进行比如二氧化碳(CO2)，一氧化碳(CO)，氨气(NH3)，丙酮((CH3)2CO)，甲醇(CH3OH)或乙醇(C2H5OH)测量的装置。应知所描述的附图仅作为演示说明，而并不以任何方式限制本发明的范围。请注意任何或部分实施例及任何或部分方法都能以任何方式组合。这里的所有例子都应被视为总体说明的一部分，因此可以在通常条件下以任何方式组合。应注意，所述测量装置的单元仅仅在逻辑上演示了节点或功能单元，尽管技术人员能在实际操作中自由地在导管的其它位置实现这些功能，只要特定单元的功能继续保持。
图1显示了一个根据时间(t)变化的呼出气流量的图。在NO为涉及诊断病人的肺和/或呼吸道的病情而测量的实施例中，由嘴，鼻，喉咙和支气管的空间产生的NO不太被感兴趣，应该有利地被忽略。所述空间被熟知为‘死区’并由图中阴影部分11表示。除了呼吸道的不太感兴趣的区域外，死区的排除进一步照顾到了测量装置的进口导管和流量调节器里的大气的体积。这个体积典型地代表2-8秒(t＝0–t＝1)呼气。另外，排出呼出气的第一部分和分析其后第二部分的一个优点是，来自病人的呼气流量可以形成创造更稳定水平的呼出NO的连续流，一种被熟知为呼气‘稳定阶段’的状态。
在呼出气的死区份11之后，显示了代表感兴趣区域12的第二部分。待测量的呼吸的第二部分在呼气的剩余期间收集。根据ATS/ERS的指导，稳定阶段的NO浓度应在呼气剖面图的3秒窗口上评估。对一位成人而言，这意味着至少需要用0.3升收集待分析的0.15升，即至少0.15升需要待排出。部分11代表在时间t＝1-t＝2间收集的待测量的至少0.15升。
图2显示根据在这公布的实施例中包含缓冲室的装置里不同体积的呼出气。第一部分21，24，代表t＝0–t＝1的呼出气部分，对应于图1代表来自死区的在收集待测量样品前被排出的空气。由时间t＝1至t＝2收集的样品份22和23被缓冲室的进口(在图3-5中进一步公开)划分为待排出的第一部分22，和待收集在缓冲室中并随后进行分析的第二部分23。通过连续地从呼出气流中分离出份21和22，代表呼出气的份23和24可能具有较小体积。此外，通过排出呼出气的第一部分24并仅缓冲用于分析的第二部分23，待分析的第一份的部分23可具有小得多的体积，同时仍然代表整个病人呼吸道感兴趣的区域。分离开的用于分析的份24，23被标示为呼出气的100％的X％，且根据一个实施例，X％可为呼出气全部体积的1/3。然而，根据另一个实施例，分离开的用于分析的份24，23可以为全部呼出气的90％，80％，60％，40％或20％之多，或者1％，2％，4％或10％之少。
因而，根据这里公开的所述装置，相应于呼出气X％的第一份23和24被导入缓冲室。在所述缓冲室里，呼出气的第一份的第一部分24被排出，呼出气的第一份的第二部分23被缓冲用于分析。呼出气的第二份21和22被排出。
图3显示了根据一个实施例具有缓冲室31的装置，其中所述装置包含被配置成接收病人呼出气的流入气I的进口32。所述进口包含运送呼出气I到双叉39的流体导管，所述双叉被配置成从被排出的呼出气的第二份I”分离待分析的呼出气的第一份I’。所述双叉39把流体导管39划分为第一流体导管34a和第二流体导管34b。所述第二流体导管34b引导呼出气的第二份I”被排出。根据图3公开的实施例，呼出气的第二份I”是全部呼出气I较大的部分，例如2/3。被第二流体导管34b引导的第二部分I”经由单向阀35b被排出，并进一步到大气中。呼出气的第一份I’被双叉39分离并被第一流体导管34a导入形成缓冲室31的导管中。所述形成缓冲室31的导管创造S形的内腔30，收集的呼出气在其中缓冲。呼出气的第一份的第一部分从缓冲室经由出口37被排出，呼出气的第一份的第二部分在S形内腔30里缓冲用于分析。所述S形内腔30创造了延长的空气份，所述空气份可以流过用于测量这特定份空气组分的传感器。通过创造延长的空气份，缓冲室里的成分在尽可能少的稀释作用下快速地交换，即把旧的呼出气或大气和要测量的呼出气进行混合。
在S形内腔30的末尾，安置了把收集的样品从缓冲室31引导到传感器的流体导管36。根据这个实施例，收集的呼出气通过泵被抽到传感器上，比如隔膜泵(图5中进一步公开)。来自缓冲室31的S形内腔30的另一出口37为用于排出相应于第一份I’的死区份的呼出气的第一部分的出口37，经由单向阀35a并进一步排到大气中。所述两个单向阀35a，35b的作用在于没有大气可以进入所述装置的流体导管/缓冲室31并稀释和/或污染样品。此外，所述单向阀35a，35b使吸气经由NO洗涤器(图5中进一步公开)，这保证了呼出的NO直接来自病人的呼吸道而不是大气。所述大气可能被排出的烟气所污染，例如来自重型车辆，或来自医院环境的残留麻醉气体。
A-A截面显示了具有第一流量横截面A1的第一流体导管34a，垂直于第一流体导管34a的流向，且第二流体导管34b具有大于第一流量横截面A1的第二流量横截面A2，垂直于第二流体导管34b的流向。根据一些实施例，第一流量横截面A1是第二流量横截面A2的0.5，0.3，0.2或0.1倍。所述A-A截面进一步显示了所述第一流体导管34a具有垂直于其的横截面距离d1，所述横截面距离具有小于第一流体导管34a长度1/5，1/10，1/20，1/50或1/100的长度。第一流体导管构成缓冲室31，这样创造了能使缓冲室里的空气在最小稀释度下交换的延长S形内腔30。
图3中描述的第一份流体流量I’代表图2中标示为总流量的X％的待测相关流体流量。因而图2里首要和第二部分24和23代表第一份流体流量I’，其中部分24为经由第一单向阀35a被排出的死区样品。图2里的第二份流体流量I”由部分21和22所代表，其构成全部呼出气100％的X％份。第二份流体流量I”经由第二单向阀35b连续地被排出。
因此，在所述装置运作时，呼出气在进口32被收集。呼出气的第一份I’由第一流体导管34a引导至缓冲室31。呼出气的第二份(I”)由第二流体导管34b引导排出。由所述缓冲室，从第一流体导管接收的呼出气第一份I’的第一部分经由出口37被排出，从第一流体导管接收的呼出气第一份I’的第二部分在缓冲室里缓冲用于分析。
图4显示了与图3所描述的实施例非常相似的所述缓冲室的一个实施例，不同之处在于S形内腔30具有圆形的内部拐角38，由于减少了旧样品气和/或大气被困在缓冲室31的S形内腔30的拐角里的风险，这样进一步提高了在缓冲室31里的样品气的交换，从而使得测量更精确。图4进一步显示了被配置成把第一流体导管34a和第二流体导管34b分离开的双叉墙壁39’，其为可调的，这样第一34a和第二34b横截面之间的关系能够变化，以改变分别流入第一34a和第二34b流体导管流体的量。通过调节所述双叉墙壁39’，可以选择所需的呼气的不同时间段，例如如果一位病人不能完成整个优选的3秒的呼气，或如果对呼吸道的特定区域特别感兴趣。
图5显示了包含图4所公开的所述装置的系统概观。所述系统概观包含病人呼气和吸气的进口64。测量步骤的第一步是病人经由进口64吸气，这样能够控制吸入的空气的质量。根据图5所示的实施例，所述吸入空气通过洗涤器66从大气中除去NOx，以使全部NO浓度来自病人的呼吸道。在一个例子中，所述洗涤器66可包含高锰酸钾(KMnO4)或高锰酸钾和一种合适级别的碳颗粒混合物。单向阀67保证空气相在呼气阶段专门通过洗涤器66，这样所有的呼出气都被引导进入所述测量装置。呼出气I的流入经过被配置成使呼出气流量标准化的流量调节单元65，这样能得到代表病人呼吸道的感兴趣区域的连续流量。在流量调节单元65后，呼出气I根据图3和4所描述被进行引导。
缓冲呼出气通过沿着流体导管36安置的泵61从缓冲室31被抽到传感器63处。在一个例子中，所述泵可为隔膜泵，其保证在吸气和/或呼气阶段没有回流经过泵污染缓冲室里的样品气。根据本实施例，所述传感器63为具有相对较慢响应的电化学传感器，以适应缓冲室31和泵61的需要。所述泵使所收集的样品气以这样的速率流过传感器，所述传感器63有足够的时间响应呼出气的NO的含量，因而能够精确地检测到根据NO的含量所指示的呼吸道炎症。
图5进一步显示了双叉墙壁的另一个实施例，其中所述双叉墙壁包含具有孔径71，72的调节部件70，孔径的大小决定分别流入第一34a和第二34b流体通道的流量。被配置成引导流体流入第一流体通道34a的第一孔径72可具有第二孔径71横截面0.8，0.5，0.3，0.2或0.1倍大小的横截面。所述调节部件70可为具有不同大小关系的第一和第二孔径72，71的调节部件70。通过所述孔径72，71大小的调节，可以选择所需的呼气的不同时间段，例如如果一位病人不能完成整个优选的3秒的呼气，或如果对呼吸道的特定区域特别感兴趣。
请注意任何或部分实施例及任何或部分方法都能以任何方式组合。这里的所有例子都应被视为总体说明的一部分，因此可以在通常条件下以任何方式组合。应注意，所述测量装置的单元仅仅在逻辑上演示了节点或功能单元，尽管技术人员能在实际操作中自由地在导管的其它位置实现这些功能，只要特定单元的功能继续保持。

Claims (20)

1.一种用于测量呼出气中一氧化氮(NO)浓度的装置，包括：
用于接收呼出气的进口(32)，
缓冲室(31)，
与所述进口流体连接的第一流体导管(34a)，并被配置成引导所述呼出气的第一份(I’)至所述缓冲室，所述缓冲室包含用于排出从所述第一流体导管接收的呼出气的第一部分的出口(37)，且其中所述缓冲室被设置为缓冲从所述第一流体导管接收的呼出气的第二部分，
与所述进口流体连接的第二流体导管(34b)，并被配置成引导待排出的所述呼出气的第二份(I”)，以及
用于测量在所述缓冲室里缓冲的所述呼出气的组分的传感器(63)，
其中所述装置进一步包括设置在所述进口内并配置成分隔所述第一流体导管和所述第二流体导管的双叉。
2.如权利要求1所述的装置，其中所述第一流体导管具有第一流量横截面(A1)，所述第一流量横截面垂直于所述第一流体导管的流向，所述第二流体导管具有第二流量横截面(A2)，所述第二流量横截面垂直于所述第二流体导管的流向，且其中第二流量横截面大于第一流量横截面。
3.如权利要求2所述的装置，其中所述第一流量横截面至少为以下一种：所述第二流量横截面的0.5倍，所述第二流量横截面的0.3倍。
4.如权利要求1所述的装置，其中所述缓冲室包含缓冲导管，其中所述出口被安置在相对于所述进口或所述第一流体导管的所述缓冲导管的末端部。
5.如权利要求4所述的装置，其中所述缓冲导管具有横截面尺寸(d1)，所述横截面尺寸垂直于所述缓冲导管的流向，且具有小于如下的长度：所述缓冲导管长度的1/5，所述缓冲导管长度的1/10，所述缓冲导管长度的1/20，所述缓冲导管长度的1/50，所述缓冲导管长度的1/70，或所述缓冲导管长度的1/100。
6.如权利要求4或5所述的装置，其中所述缓冲室包含缓冲导管，所述缓冲导管带有至少一个曲径或S形。
7.如权利要求6所述的装置，其中带有至少一个曲径或S形的所述缓冲导管的拐角具有圆形的内角。
8.如权利要求1所述的装置，所述双叉为可调节部件。
9.如权利要求8所述的装置，包含可替换的调节部件(70)。
10.如权利要求8所述的装置，其中所述可调节部件为可调节的双叉墙壁。
11.如权利要求1所述的装置，其中所述缓冲室进一步包含第一单向阀(35a)，所述第一单向阀(35a)放置在所述出口(37)处，这样流体在吸气时将被阻止进入所述缓冲室。
12.如权利要求1所述的装置，其中所述装置进一步包含放置在第二流体导管处的第二单向阀(35b)，这样流体在吸气时将被阻止进入所述第二流体导管。
13.如权利要求1所述的装置，其中所述装置进一步包含泵(61)，所述泵被配置成把呼出气从所述缓冲室抽到所述传感器。
14.如权利要求1所述的装置，其中所述传感器为电化学传感器。
15.如权利要求1所述的装置，其中所述传感器是具有大于5秒的响应时间的传感器，或是具有在5-15秒范围内的响应时间的传感器。
16.一种测量呼出气的组分的浓度的方法，包含如下步骤：
-接受呼出气，
-通过第一流体导管引导呼出气的第一份(I’)进入缓冲室，
-通过第二流体导管引导待排出的呼出气的第二份(I”)，
-从所述缓冲室排出从所述第一流体导管接收的所述呼出气的所述第一份(I’)的第一部分，
-在所述缓冲室里缓冲从所述第一流体导管接收的所述呼出气的所述第一份(I’)的第二部分，及
-测量在所述缓冲室里缓冲的所述呼出气的所述组分的浓度，
其中所述呼出气的所述第一份通过双叉连续地从所述呼出气的所述第二份中分离。
17.如权利要求16所述的方法，包含分别调节所述流体流进所述第一和第二流体导管。
18.如权利要求17所述的方法，其中用于测量呼出气的装置中的双叉为可调节部件，且其中调节所述流体流量的步骤包含调节所述可调节部件。
19.如权利要求17所述的方法，其中用于测量呼出气的装置包含可替换的调节部件，且其中调节所述流体流量的步骤包含替换所述调节部件。
20.如权利要求18所述的方法，其中所述可调节部件为可调节的双叉墙壁，且其中调节所述可调节部件的步骤包含调节所述双叉墙壁。
CN201280059457.9A 2011-12-22 2012-12-20 测量呼出气的组分的方法及装置 Active CN104023632B (zh)

Applications Claiming Priority (5)

Application Number Priority Date Filing Date Title
US201161579026P 2011-12-22 2011-12-22
SE1151262-1 2011-12-22
SE1151262 2011-12-22
US61/579,026 2011-12-22
PCT/SE2012/051452 WO2013095284A1 (en) 2011-12-22 2012-12-20 Method and device for measuring a component in exhaled breath

Publications (2)

Publication Number Publication Date
CN104023632A CN104023632A (zh) 2014-09-03
CN104023632B true CN104023632B (zh) 2017-03-08

Family

ID=48668973

Family Applications (1)

Application Number Title Priority Date Filing Date
CN201280059457.9A Active CN104023632B (zh) 2011-12-22 2012-12-20 测量呼出气的组分的方法及装置

Country Status (8)

Country Link
US (2) US10130284B2 (zh)
EP (2) EP3871599A1 (zh)
JP (1) JP6203750B2 (zh)
CN (1) CN104023632B (zh)
AU (1) AU2012354234B2 (zh)
BR (1) BR112014015480B8 (zh)
CA (1) CA2857251C (zh)
WO (1) WO2013095284A1 (zh)

Families Citing this family (23)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
EP2794033B1 (en) 2011-12-21 2021-08-18 Capnia, Inc. Analysis of exhaled gas with breathing parameter frequency compensation
US9057691B2 (en) * 2012-08-03 2015-06-16 Alcotek, Inc. Fuel cell housing for use in an alcohol breath tester
US20140228699A1 (en) 2013-02-12 2014-08-14 Capnia, Inc. Sampling and storage registry device for breath gas analysis
EP3760118A1 (en) * 2013-08-30 2021-01-06 Capnia, Inc. Neonatal carbon dioxide measurement system and method
JP2017072372A (ja) * 2014-02-19 2017-04-13 株式会社東芝 呼気診断装置
US10925515B2 (en) 2014-05-22 2021-02-23 Picomole Inc. Alveolar breath collection apparatus
CN104406825B (zh) * 2014-12-04 2017-04-26 中国核动力研究设计院 二氧化碳集气卡
KR101835485B1 (ko) * 2016-11-15 2018-03-08 미르호주식회사 휴대용 구취 감지 키트
EP3326523B1 (en) * 2016-11-29 2021-10-06 ETH Zürich Fat burning analyser
US10666012B2 (en) 2017-03-13 2020-05-26 Picomole Inc. Apparatus and method of optimizing laser system
US20180275116A1 (en) * 2017-03-23 2018-09-27 Ngk Spark Plug Co., Ltd. Gas sensor
SE541748C2 (en) 2017-07-10 2019-12-10 Pexa Ab System for collecting exhaled particles
WO2019022081A1 (ja) * 2017-07-28 2019-01-31 京セラ株式会社 センサモジュール
US11209417B2 (en) * 2017-10-12 2021-12-28 Carrot, Inc. Breath sensor apparatus and methods of use
JP7325006B2 (ja) * 2018-03-30 2023-08-14 パナソニックＩｐマネジメント株式会社 ガス成分計測装置
US11035789B2 (en) 2019-04-03 2021-06-15 Picomole Inc. Cavity ring-down spectroscopy system and method of modulating a light beam therein
EP4084684A4 (en) 2019-12-31 2024-03-27 Mcneil Ab METHOD AND DEVICE FOR CALIBRATION OF BREATH SENSORS
US11320419B2 (en) * 2020-01-30 2022-05-03 International Business Machines Corporation Sampling of breath gas
US11957450B2 (en) 2020-02-28 2024-04-16 Picomole Inc. Apparatus and method for collecting a breath sample using an air circulation system
US11782049B2 (en) 2020-02-28 2023-10-10 Picomole Inc. Apparatus and method for collecting a breath sample using a container with controllable volume
US11129545B1 (en) * 2020-04-21 2021-09-28 University Of South Florida Systems and methods for detecting alcohol, acetone, and carbon monoxide in breath
GB202009153D0 (en) * 2020-06-16 2020-07-29 Univ Loughborough Breath sampler
CN112754532A (zh) * 2020-12-31 2021-05-07 江苏万联达医疗科技有限公司 呼气收集装置

Citations (3)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
EP0904729A1 (en) * 1997-09-30 1999-03-31 Siemens-Elema AB Method for determining the concentration of NO in a breathing gas and an analyser for carrying out the method
CN101742964A (zh) * 2007-06-27 2010-06-16 皇家飞利浦电子股份有限公司 用于分析呼吸系统的发炎状态的装置
CN102770069A (zh) * 2010-02-17 2012-11-07 皇家飞利浦电子股份有限公司 一氧化氮测量方法和设备

Family Cites Families (21)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
DE2816499C2 (de) 1978-04-15 1981-02-19 Draegerwerk Ag, 2400 Luebeck Verfahren und Anordnung zur Erkennung und Abtrennung des Alveolarluftanteiles aus der Atemluft
DE19545794C2 (de) 1995-12-08 1998-03-19 Draegerwerk Ag Gasprobenahmesystem mit einem Mundstück
SE9701150D0 (sv) 1997-03-27 1997-03-27 Nitrograf Ab Anordning för att utvärdera NO-halten i en utandad luftström
FI110839B (fi) * 2001-05-11 2003-04-15 Lauri Lehtimaeki Menetelmä ja mittauslaitteisto uloshengitysilman typpioksidipitoisuuden mittaamiseksi
US6582376B2 (en) * 2001-09-13 2003-06-24 Pranalytica, Inc. Alveolar breath collection device and method
US7192782B2 (en) * 2002-01-11 2007-03-20 Ekips Technologies, Inc. Method and apparatus for determining marker gas concentration in exhaled breath using an internal calibrating gas
US7101340B1 (en) * 2002-04-12 2006-09-05 Braun Charles L Spectroscopic breath profile analysis device and uses thereof for facilitating diagnosis of medical conditions
US20040077093A1 (en) * 2002-07-12 2004-04-22 Baxter International Inc. Method and apparatus for the detection of the presence of a bacteria in the gastrointestinal tract of a subject
US6733464B2 (en) * 2002-08-23 2004-05-11 Hewlett-Packard Development Company, L.P. Multi-function sensor device and methods for its use
DE03770978T1 (de) * 2002-09-16 2005-01-13 Aerocrine Ab Gerät und verfahren für die diagnostische gasanalyse
EP1610852B1 (en) * 2003-02-18 2018-12-05 Joseph Fisher Breathing circuit to facilitate the measurement of cardiac output during controlled and spontaneous ventilation
US20060178592A1 (en) * 2005-02-07 2006-08-10 Aperson Biosystems Corp. System and method for controlling the flow of exhaled breath during analysis
US20060200037A1 (en) 2005-03-02 2006-09-07 Falasco Marianne R System and method for selectively collecting exhaled air
AU2007351779A1 (en) * 2006-09-14 2008-10-30 The Research Foundation of State Univesity of New York Detecting nitric oxide
NL2000310C2 (nl) * 2006-11-09 2008-05-13 Univ Twente Inrichting voor het meten van het ammoniakgehalte in een gasmengsel.
JP4968647B2 (ja) * 2007-03-09 2012-07-04 日本光電工業株式会社 呼気情報収集用アダプタおよび生体情報処理システム
US20080245366A1 (en) * 2007-04-09 2008-10-09 Jen-Shih Lee Modality of flow regulators and mechanical ventilation systems
US8652064B2 (en) * 2008-09-30 2014-02-18 Covidien Lp Sampling circuit for measuring analytes
JP4744618B2 (ja) * 2009-04-13 2011-08-10 シャープ株式会社 ガス成分検出装置
DE102009038237A1 (de) * 2009-08-20 2011-03-03 Siemens Aktiengesellschaft Probenentnahmesystem für ein Gerät zur Atemgasanalyse
EP2641074A2 (en) * 2010-11-17 2013-09-25 MD Innovate Aerosol collection devices and methods of use

Patent Citations (3)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
EP0904729A1 (en) * 1997-09-30 1999-03-31 Siemens-Elema AB Method for determining the concentration of NO in a breathing gas and an analyser for carrying out the method
CN101742964A (zh) * 2007-06-27 2010-06-16 皇家飞利浦电子股份有限公司 用于分析呼吸系统的发炎状态的装置
CN102770069A (zh) * 2010-02-17 2012-11-07 皇家飞利浦电子股份有限公司 一氧化氮测量方法和设备

Also Published As

Publication number Publication date
AU2012354234B2 (en) 2017-03-02
BR112014015480B1 (pt) 2022-03-15
US10130284B2 (en) 2018-11-20
US20140358019A1 (en) 2014-12-04
WO2013095284A1 (en) 2013-06-27
CN104023632A (zh) 2014-09-03
JP2015502830A (ja) 2015-01-29
JP6203750B2 (ja) 2017-09-27
US20190076053A1 (en) 2019-03-14
CA2857251A1 (en) 2013-06-27
BR112014015480B8 (pt) 2023-01-31
AU2012354234A1 (en) 2014-06-19
EP3871599A1 (en) 2021-09-01
EP2793699A4 (en) 2015-07-29
BR112014015480A2 (pt) 2017-06-13
EP2793699B1 (en) 2021-02-17
CA2857251C (en) 2020-06-16
EP2793699A1 (en) 2014-10-29

Similar Documents

Publication Publication Date Title
CN104023632B (zh) 测量呼出气的组分的方法及装置
AU2020201244B2 (en) Selection, segmentation and analysis of exhaled breath for airway disorders assessment
RU2008107414A (ru) Способ и устройство для контролирования объема легких
WO2019094680A1 (en) Oxygen consumption and energy expenditure monitoring
US20120203126A1 (en) Method and apparatus for measuring the concentration of a gas in exhaled air
JP5067698B2 (ja) フロー計測システム並びに生体情報モニタ
US7681574B2 (en) Method and apparatus for determining functional residual capacity of the lungs
US9320456B2 (en) Measuring head for diagnostic instruments and method
US9265444B2 (en) Combination of inert gas rebreathing and multiple-breath wash-out techniques for determination of indices of ventilation inhomogeneity
US20100121212A1 (en) Adapter, apparatus and method for exhaled breath measurements
WO2020103281A1 (zh) 呼出气体检测设备及检测方法
CN108186019A (zh) 一种不需要控制呼气流量的呼出气一氧化氮测量方法
Christensen A simple method of monitoring carbon dioxide output in anaesthetized patients
CN117814777A (zh) 一种呼气一氧化氮测量装置及方法
CN117770794A (zh) 一种鼻阻力和鼻呼气一氧化氮浓度联合测定装置及方法

Legal Events

Date Code Title Description
C06 Publication
PB01 Publication
C10 Entry into substantive examination
SE01 Entry into force of request for substantive examination
C14 Grant of patent or utility model
GR01 Patent grant
CP03 Change of name, title or address
CP03 Change of name, title or address

Address after: uppsala

Patentee after: Chercasya Co., Ltd.

Address before: Solna, Sweden

Patentee before: Aerocrine AB