CN104367325A - 一种肺旁路通气检测装置 - Google Patents

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Abstract

本发明公开了一种肺旁路通气检测装置，其结构包括气体采样部件、氦气浓度传感器和信号分析装置三部分。其中，气体采样部件的主体为通气导管，通气导管后端连接采气泵和氦气浓度传感器，通气导管的前端附着一球形气囊，球形气囊通过气囊导管连接后端注射端口；氦气浓度传感器通过串口和信号分析装置连接，所测数据实时传输至信号分析装置，信号分析装置装载数据分析软件，显示、储存、记录采集到的数据。

Description

一种肺旁路通气检测装置
技术领域
本发明涉及医疗用检测仪器设备领域。
背景技术
慢性阻塞性肺疾病(chronic obstructive pulmonary disease, 以下简称COPD) 是由于慢性支气管炎和肺气肿导致的以气流受限为特征的一类疾病。此类患者常见的一种病理生理现象是旁路通气。所谓旁路通气是指肺叶之间的沟通，是存在于肺泡正常气道之外的通路发生通气的现象。当今医学界对COPD还没有特效治疗药物，支气管镜下单向活瓣植入术是一种有效治疗方法，但此手术方法仅适用于靶肺叶没有旁路通气的患者，因此必须在手术前检测确认该患者无旁路通气。现有技术对肺旁路通气检测的方法有：
①气流阻塞法（美国Pulmonx公司的Chartis系统）：在叶支气管开口处嵌入末端有球囊的导管，导管与压力计和流量计连接。球囊充气阻塞支气管后，无旁路通气者，随时间推延，球囊末端气流逐渐下降至零，阻力增加；而存在旁路通气时，球囊末端能持续测到气流存在。理论上这种方法可以准确检测旁路通气是否存在，但在实际应用中，气道内分泌物对气体流量的准确测量很有影响，呼吸运动也影响气囊封闭气道的程度。因此，部分患者难以应用此方法判断旁路通气是否存在。
②氙增强动态双能CT评测旁路通气。患者吸入氙气后，阻塞而无旁路通气的部位在薄层CT下观察氙气分布强度低，增强时间较长；阻塞又存在旁路通气的部位，则氙气增强的时间与无阻塞部位相似。这种方法需要特殊的CT设备，价格昂贵，难以推广。
③高分辨CT，能完整显示水平裂和叶间裂，但受分辨率限制，部分患者叶间裂显示不清。
由于上述几种检测肺旁路通气的技术所存在的缺点不足限制了它们的应用，因此目前临床上急需一种经济简便，测量精确的方法来检测肺旁路通气是否存在，配合推广支气管镜下单向活瓣植入术，治疗更多的COPD患者。
发明内容
本发明所要解决的技术问题是，针对现有技术存在的缺点不足，提供一种肺旁路通气检测设备，应用该设备进行肺旁路通气检测时所受呼吸运动及咳嗽等因素的影响较小，所得检测结果能达到满意的准确度。
本发明肺旁路通气检测装置配合支气管镜使用，应用氦气作示踪气体，以氧气提供呼吸支持。氦气为单原子惰性气体，能够通过包括肺旁路在内的通道在肺脏迅速扩散，而不会弥散入血，氦气因为这一特性在现代医学诊断中被广泛应用于肺功能检查。
本发明肺旁路通气检测装置的结构包括气体采样部件、氦气浓度传感器和信号分析装置三部分，分别叙述如下。
1. 气体采样部件
气体采样部件的主体为一中空的通气导管，使用时经支气管镜的活检通道插入待检测的气道。通气导管的长度、口径和柔软性与支气管镜的活检通道相适应。通气导管的后端连接采气泵，采气泵为气体采样提供动力。
通气导管的前端外壁附着一球形气囊，球形气囊可以充气，球形气囊连接气囊导管，气囊导管为一细管，与通气导管并行，后端与注射端口相连接。由气囊导管注入气体后球形气囊膨胀，用以封闭待检测的气道。
2．氦气浓度传感器，包括氦浓度微机电系统传感器(简称MEMS传感器)和流量传感器。氦气浓度传感器装置于气体采样部件的后端，与采气泵相连。氦气浓度传感器通过串口和信号分析装置连接，所测数据实时传至信号分析装置。
3. 信号分析装置
信号分析装置可选用微型电子计算机，在电子计算机上装载数据分析软件，将采集到的数据显示在显示器上，并可作储存、记录、打印。
本发明肺旁路通气检测装置使用时，先选定一个肺叶为检测有无旁路通气的靶肺叶，经支气管镜内活检通道将通气导管插入待检测气道，将球囊嵌于肺叶支气管开口处，通过球囊导管向球囊充气，球囊膨胀封闭待检测气道，即封闭靶肺叶。之后，如附图2所示，经由口腔吸入已知浓度的氦氧混合气，氦气浓度传感器检测从通气导管抽出的气体中氦气浓度。若不存在旁路通气，受检气体中的氦气浓度与空气中的氦气浓度相当；若存在旁路通气，则受检气体中氦气浓度明显高于空气中的氦气浓度，或与氦气源浓度相当。
附图说明
图1为本发明肺旁路通气检测装置结构示意图；
图2为本发明肺旁路通气检测装置使用状态示意图。
图中标号所表示的部件或部位为:1—微型电子计算机；2—氦气浓度传感器；3—采气泵；4—并行的气囊导管与通气导管；5—氦气源；6—氧气源；7—球形气囊；8—注气端口；9—肺上叶；10—肺下叶。
具体实施方式
如图1所示，本发明肺旁路通气检测装置的结构包括气体采样部件、氦气浓度传感器和信号分析装置三部分,另配置氦气源5、氧气源6。其中，
气体采样部件的主体为一中空的通气导管4，选用适用的材料制作通气导管4，达到其长度、口径和柔软性均与支气管镜的活检通道相适应。通气导管4的后端连接采气泵3。采气泵3产生负压，采集通气导管4前端气体。所用采气泵3的规格为采样流速10-100ml/分。
通气导管4的前端外壁附着一球形气囊7，球形气囊7连接气囊导管4，气囊导管4为一细管，与通气导管4并行，后端与注气端口8相连接。
氦气浓度传感器2包括氦浓度微机电系统传感器(简称MEMS传感器)和流量传感器。氦气浓度传感器2通过串口和微型电子计算机1连接，所测数据实时传至微型电子计算机1。流量传感器为超声波测量法类型，其量程为10L/分，分辨率为0.1L，测量精度为±0.2L/分，重复性误差≤2%。氦浓度微机电系统传感器为超声波测量法类型，其量程为9.99%，分辨率为0.01%，测量精度为±1%FS，重复性误差≤2%。
图1所示为氦气浓度传感器2连接方式的一种类型，氦气浓度传感器2装置于气体采样部件的后端，与采气泵3相连，检测从通气导管4抽出的气体中氦气浓度。
信号分析装置1选用一台普通微型电子计算机，微型电子计算机上装载数据分析软件，将采集到的数据显示在显示器上，并可作储存、记录、打印。 

Claims (5)

1.一种肺旁路通气检测装置，其特征在于，其结构包括气体采样部件、氦气浓度传感器和信号分析装置三部分，其中，
气体采样部件的主体为一中空的通气导管，通气导管的长度、口径和柔软性与支气管镜的活检通道相适应，通气导管的后端连接采气泵，通气导管的前端外壁附着一球形气囊，球形气囊连接气囊导管，气囊导管为一细管，与通气导管并行，后端与注射端口相连接；
氦气浓度传感器装置于气体采样部件的后端，与采气泵相连；氦气浓度传感器通过串口和信号分析装置连接，所测数据实时传至信号分析装置，信号分析装置装载数据分析软件，显示、储存、记录采集到的数据。
2.根据权利要求1所述的肺旁路通气检测装置，其特征在于，所用采气泵的规格为采样流速为10-100ml/分。
3.根据权利要求1所述的肺旁路通气检测装置，其特征在于，所述氦气浓度传感器包括微型氦浓度微机电系统传感器和流量传感器。
4.根据权利要求3所述的肺旁路通气检测装置，其特征在于，所述微型氦浓度微机电系统传感器为超声波测量法类型，其量程为9.99%，分辨率为0.01%，测量精度为±1%FS，重复性误差≤2%。
5.根据权利要求3所述的肺旁路通气检测装置，其特征在于，所述流量传感器为超声波测量法类型，其量程为10L/分，分辨率为0.1L，测量精度为±0.2L/分，重复性误差≤2%。
 
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