CN105455815A - 一种气道pH值测定系统 - Google Patents

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张孝文
宋丽娟
廖文静
刘丽
周艺
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Abstract

本发明提供了一种气道pH值测定系统，其包括检测器本体、设置于检测器本体内部的检测单元、信号转换单元、微处理单元、数据存储单元及显示单元；检测器本体设有与检测单元连通的气体呼入端口和排气端口；内置检测单元与信号转换单元连接，信号转换单元、数据存储单元及显示单元分别与微处理单元相应的端口连接；检测单元设有pH值传感器，pH值传感器设置在靠近所述气体呼入端口处。采用本发明，通过呼气方式，检测被测者气道的pH值，可协助诊断咽喉反流等疾病。检测过程中，无需由鼻腔插入检测元件，避免了现有测定系统长时间佩戴时带来的不适和痛苦；结构简单，使用方便。

Description

一种气道pH值测定系统
技术领域
本发明涉及医疗器械技术领域，尤其涉及一种气道pH值测定系统。
背景技术
临床上，对胃食管反流(gastroesophagealreflux,GER)患者，需要进行24小时监测食管内的pH值，以测定食管内的pH小于4的反流总时间、反流次数、反流持续时间、以及反流与体位、进餐、疼痛等关系。目前临床上pH监测均采用灌注式导管，导管头部是检测电极。置入时，将导管从鼻腔插入，直至将导管头部置于食道与胃交界处上方5cm处。一方面这种操作繁琐费时，不利于快速诊断，另一方面，长时间佩戴还给患者带来不适和痛苦。
咽喉反流(Laryngopharyngealreflux,LPR)指为胃内容物异常反流入上呼吸道而引起的一种慢性症状或黏膜损伤。此病普遍存在且常规治疗效果欠佳，但严重影响着人们的健康与生活质量。食道pH测定会漏诊80％的LPR患者，因为只有20％的患者是合并GER。国外通过咽下部Dx探头检测出咽部(气道)pH值4-6的实时变化情况，获得气道Ryan指数诊断LPR,同样需要进行24小时咽部监测，并且，由于患者耐受性较差、时间成本及费用均较高、数据解释困难等原因均更加限制了此方法的应用。更为重要的是LPR主要发生在白天，夜晚监测似乎意义不大。
食道pH探头是检测GERD。它可以测定pH4以下的反流，其正常pH刻度就设在4。当LPR的pH探头可测定pH6以下的反流。
该发明通过患者呼出气体可以实时监测气道pH的变化，是传感、变送一体化的pH检测变送器，操作简单、精确和重复性极好等特点，避免24小时体内监测，为寻找诊断LPR提供新的手段。
发明内容
本发明所要解决的技术问题在于，提供一种通过患者呼出气体可以实时监测气道pH值的测定系统。
为了解决上述技术问题，本发明提供了一种气道pH值测定系统，其包括检测器本体、设置于所述检测器本体内部的内置检测单元、信号转换单元、微处理单元、数据存储单元及显示单元；在所述检测器本体的一侧上设有与所述内置检测单元连通的气体呼入端口，在另一侧上设有排气端口；所述内置检测单元与所述信号转换单元连接，所述信号转换单元、数据存储单元及显示单元分别与所述微处理单元相应的端口连接；所述内置检测单元设有pH值传感器，所述pH值传感器设置在靠近所述气体呼入端口处；
所述内置检测单元用于检测被测者具有呼气或嗝气中所含气体对pH值传感器产生的模拟电压信号进行采集；
所述信号转换单元用于将模拟电压信号转化成数字信号；
所述微处理单元用于根据该数字信号计算出气道的pH值；
所述数据存储单元用于实时存储所述数据传输单元计算出的pH值；
所述显示单元用于实时显示所述数据传输单元计算出的pH值。
作为优选的，所述内置检测单元与信号转换单元之间连接有信号放大单元，所述信号放大单元用于将模拟电压信号进行滤波和放大。
作为优选的，所述检测器本体的内部还设置有数据传输单元，所述数据存储单元通过所述数据传输单元与外部设备连接，所述数据传输单元用于将所述数据存储单元存储的数据传输给外部设备。
作为优选的，所述数据传输单元包括数据线、蓝牙、无线宽带、无线射频识别、GPRS、GSM、3G、4G通信传输中的至少一种。
作为优选的，所述气道pH值测定系统还包括一可供被检测者佩戴的口罩，所述口罩与所述气体呼入端口可拆卸连接。
作为优选的，所述气道pH值测定系统还包括一外置检测单元，所述外置检测单元为小直径插管结构，所述外置检测单元的一端通过数据端口与所述信号转换单元连接，所述外置检测单元的另一端设有pH值传感器。
作为优选的，所述气道pH值测定系统还配套有校正试剂，所述校正试剂用于去除所述pH值传感器表面的氧化层并校正pH值传感器的检测基准。
作为优选的，所述微处理单元为数字信号处理器。
作为优选的，所述显示单元为LCD显示屏。
实施本发明的一种气道pH值测定系统，与现有技术相比较，具有如下有益效果：
本发明采用呼气方式，检测被测者气道的pH值，可协助诊断咽喉反流等疾病。检测过程中，无需由鼻腔插入检测元件，避免了长时间佩戴时带来的不适和痛苦；本发明结构简单，使用方便且能够随时随地实现气道pH值的自动测量、显示以及存储等操作；此外，本发明还通过内置检测单元和外置检测单元的组合设计，可应用于多种检测pH值场合及领域。
附图说明
为了更清楚地说明本发明实施例的技术方案，下面将对实施例的附图作简单地介绍。
图1是本发明一种气道pH值测定系统的外部结构图；
图2是本发明一种气道pH值测定系统内部各单元的连接结构图。
具体实施方式
下面将结合本发明实施例中的附图，对本发明实施例中的技术方案进行清楚、完整地描述，显然，所描述的实施例仅仅是本发明一部分实施例，而不是全部的实施例。基于本发明中的实施例，本领域普通技术人员在没有作出创造性劳动前提下所获得的所有其他实施例，都属于本发明保护的范围。
如图1和图2所示，本发明的一实施例，一种气道PH值测定系统，其包括检测器本体1、设置于所述检测器本体1内部的内置检测单元2、信号转换单元3、微处理单元4、数据存储单元5及显示单元6；在所述检测器本体1的一侧上设有与所述内置检测单元2连通的气体呼入端口11，在另一侧上设有排气端口12；所述内置检测单元2与所述信号转换单元3连接，所述信号转换单元3、数据存储单元5及显示单元6分别与所述微处理单元4相应的端口连接；所述内置检测单元2设有pH值传感器，所述pH值传感器设置在靠近所述气体呼入端口11处。其中，所述内置检测单元2用于检测被测者呼气或嗝气中所含气体对pH值传感器产生的模拟电压信号进行采集；所述信号转换单元3用于将模拟电压信号转化成数字信号；所述微处理单元4用于根据该数字信号计算出气道的pH值；所述数据存储单元5用于实时存储所述数据传输单元计算出的pH值；所述显示单元6用于实时显示所述数据传输单元计算出的pH值。
所述微处理单元4为数字信号处理器。所述显示单元6为LCD显示屏。
需要说明的是，pH值传感器的检测原理是：pH值传感器为锑电极，锑金属与呼气气体接触时，在其接触面上产生可逆的氧化或还原反应，锑金属放出电子形成离子表示被氧化，反之表示被还原。其可逆反应方程式如下：Sb2O3+6H+＝2Sb++++3H2O+be-。这种界面上的离子迁移形成了电位差，这是由于锑表面可与水气起微量的化学反应，迅速使表面蒙上一层薄薄的三氧化二锑(Sb2O3)，锑电极的电势就产生于金属锑和锑的氧化物(Sb2O3)之间，电势大小决定于Sb2O3的浓度，该浓度又决定于被检测胃气中的氢离子的活度(即pH值)。而用来描述电极电位与H+离子浓度的定量关系是能斯特方程，根据方程可推导得到，在测量系统中，锑电极的输出电压与胃气的PH值成正比，也即锑电极的输出电压与气道的pH值成正比，U＝K*PH，K为转化系数。
可见，本发明采用呼气方式，检测被测者具有反流酸症状下气道的pH值，从而根据该气道pH值来诊断酸性反流疾病。检测过程中，无需由鼻腔插入检测元件，避免了长时间佩戴时带来的不适和痛苦；此外，本发明结构简单，使用方便且能够随时随地实现气道pH值的自动测量、显示以及存储等操作。
所述内置检测单元2与信号转换单元3之间连接有信号放大单元7，所述信号放大单元7用于将模拟电压信号进行滤波和放大，进一步提高装置的检测精度。
所述检测器本体1的内部还设置有数据传输单元8，所述数据存储单元5通过所述数据传输单元8与外部设备9连接，所述数据传输单元8用于将所述数据存储单元5存储的数据传输给外部设备9。其中，所述外部设备9为计算机，通过计算机检测软件的指标对检测结果进行分析处理。所述数据传输单元8包括数据线、蓝牙、无线宽带、无线射频识别、GPRS、GSM、3G、4G通信传输中的至少一种。
所述pH值测定系统还包括一可供被检测者佩戴的口罩10，所述口罩10通过软管与所述气体呼入端口11可拆卸连接，易于佩戴检测。所述口罩10与人体脸部贴合处设有橡胶垫，以防止外界气体进入影响装置的检测精度。
所述检测器本体1为便携式结构，以方便携带。
所述气道pH值测定系统还包括一外置检测单元，所述外置检测单元为小直径插管结构，所述外置检测单元的一端通过数据端口与所述信号转换单元连接，所述外置检测单元的另一端设有pH值传感器。这样的设计，可使本装置兼容长时间佩戴检测功能(即导管从鼻腔插入的检测方式，如胃食管反流pH值检测)，具有成本低、兼容性强的优点。
所述气道pH值测定系统还配套有校正试剂，所述校正试剂用于去除所述pH值传感器表面的氧化层并校正pH值传感器的检测基准。
以上所揭露的仅为本发明的较佳实施例而已，当然不能以此来限定本发明之权利范围，因此依本发明申请专利范围所作的等同变化，仍属本发明所涵盖的范围。

Claims (9)

1.一种气道pH值测定系统，其特征在于，包括检测器本体、设置于所述检测器本体内部的内置检测单元、信号转换单元、微处理单元、数据存储单元及显示单元；在所述检测器本体的一侧上设有与所述内置检测单元连通的气体呼入端口，在另一侧上设有排气端口；所述内置检测单元与所述信号转换单元连接，所述信号转换单元、数据存储单元及显示单元分别与所述微处理单元相应的端口连接；所述内置检测单元设有pH值传感器，所述pH值传感器设置在靠近所述气体呼入端口处；
所述内置检测单元用于检测被测者呼气或嗝气中所含气体对pH值传感器产生的模拟电压信号进行采集；
所述信号转换单元用于将模拟电压信号转化成数字信号；
所述微处理单元用于根据该数字信号计算出气道的pH值；
所述数据存储单元用于实时存储所述数据传输单元计算出的pH值；
所述显示单元用于实时显示所述数据传输单元计算出的pH值。
2.如权利要求1所述的气道pH值测定系统，其特征在于，所述内置检测单元与信号转换单元之间连接有信号放大单元，所述信号放大单元用于将模拟电压信号进行滤波和放大。
3.如权利要求1所述的气道pH值测定系统，其特征在于，所述检测器本体的内部还设置有数据传输单元，所述数据存储单元通过所述数据传输单元与外部设备连接，所述数据传输单元用于将所述数据存储单元存储的数据传输给外部设备。
4.如权利要求3所述的气道pH值测定系统，其特征在于，所述数据传输单元包括数据线、蓝牙、无线宽带、无线射频识别、GPRS、GSM、3G、4G通信传输中的至少一种。
5.如权利要求1所述的气道pH值测定系统，其特征在于，所述气道pH值测定系统还包括一可供被检测者佩戴的口罩，所述口罩与所述气体呼入端口可拆卸连接。
6.如权利要求1所述的气道pH值测定系统，其特征在于，所述气道pH值测定系统还包括一外置检测单元，所述外置检测单元为小直径插管结构，所述外置检测单元的一端通过数据端口与所述信号转换单元连接，所述外置检测单元的另一端设有pH值传感器。
7.如权利要求1所述的气道pH值测定系统，其特征在于，所述气道pH值测定系统还配套有校正试剂，所述校正试剂用于去除所述pH值传感器表面的氧化层并校正pH值传感器的检测基准。
8.如权利要求1所述的气道pH值测定系统，其特征在于，所述微处理单元为数字信号处理器。
9.如权利要求1所述的气道pH值测定系统，其特征在于，所述显示单元为LCD显示屏。
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