CN105784688A - 基于催化发光方法学的人体呼出气体疾病标志物诊断模型 - Google Patents

Abstract

一种能够利用催化发光方法对人体呼出气体中疾病分子标志物进行检测的仪器设计的模型。这种设计包含了使用携带风动开关的集气面罩、电控流速的稳流阀门、基于介质阻挡放电的放电管、立体的催化阵列、背照式ＣＭＯＳ图像传感器。患者通过对这台仪器呼出气体就可以达到快速检测疾病的目的。

Description

基于催化发光方法学的人体呼出气体疾病标志物诊断模型

技术领域

本实用发明专利申请涉及一种利用催化发光手段对人体呼出气体进行检测的仪器设计模型，尤其是对气体中疾病标志物的检测仪器的设计模型。

背景技术

目前，公知的疾病标志物检测依赖于医疗机构的常规化验，包括血液常规、尿液常规等。本发明专利涉及的设计模型通过催化发光分析的方法，结合可控的稳定流速阀门、介质阻挡等离子体放电、立体催化阵列板、背照式CMOS图像传感器，设计出一种小型化高效能的诊断分析仪器。相比于传统医疗机构的检测手段，这种仪器虽然具有较高的研发成本，但是能显著降低单次检测成本及检测等待时长，既有广阔的研究前进。

发明内容

为了克服传统医疗机构检测价格高、等待时间长的缺点，本发明专利提出一种基于人体呼出气体的催话发光检测手段及其对应的一种仪器设计。这套仪器的设计主体包含五个部分，分别是，连接患者面部的集气面罩一个、控制气体流速的稳定流速阀门一个，条状或螺旋状的介质阻挡放电管一根，立体催化阵列板（附带加热功能）具有灵活的拆卸的设计、背照式CMOS图像传感器一个。

本发明专利解决技术问题所采用的方案是：患者将集气面罩置于面部口鼻，使面罩完全覆盖患者口鼻，同时患者深吸气，用力将吸入气体呼出，气体进入气体管路，管路内设一个风动开关，当有气体通过时，风动开关开始转动启动电路，气体通过风动开关后进入稳定流速阀门，稳定流速阀门将气体呼出的气体收集，收集后根据收集量以一定的流速排出，达到控制患者呼出气体流速的目的；气体具有稳定的流速后，就进入了螺旋状的介质阻挡放电管。

介质阻挡放电管使用玻璃或者陶瓷或塑料等非金属材料作为介质，产生放电现象，放电电流将患者呼出的气体中的疾病标志物分子（如甲烷、一氧化碳、胺类、醇类、醛类、酮类、醚类、羧酸类、芳香类化合物、烃类、杂环类）击碎成带电荷或者自由基的碎片。

这些碎片随着气流进入立体催化阵列表面，立体催化阵列被加热到合适的温度，碎片在立体催化阵列的表面上被催化氧化或者催化还原或者催化其他的相关化学反应，从而产生出发光中间体，这些发光中间体产生光子或光信号，这种光信号包含有以下信息：发光强度、发光时长、发光波长、响应时间等。

光子或光信号被背照式CMOS图像传感器捕捉采集，产生出电信号，通过分析电信号得到相关的发光信息。

相关信息可以直接反映出患者呼出气体中的疾病标志物信息，从而达到高效分析诊断的目的。

本发明专利的有益效果是，可以大大缩短疾病检测所需要的成本及等待时间。

附图说明

下面结合附图和实例对本发明专利设计的模型进一步说明。

图1是本发明专利涉及的仪器各部分拆分设计图。

图2是仪器的内部剖纵剖面构造图。

图3是仪器的正向表面视图，其包含了简单的仪器实例外观。

图4是一起稳流阀门控制电路设计的一个实例的思路。

图5是仪器立体催化阵列的示意图。

图6是立体催化阵列和背照式CMOS图像传感器的横向剖面图。

图1中，1.集气面罩；2.通气导管；3.集气面罩外壁；4.面罩与仪器主体连接口；5.稳流阀门及内部控制电路；6.仪器开关控制；7.位于（6）内部，显示屏控制；8.立体催化阵列及背照式CMOS图像传感器;9.气体出口；10.螺旋介质阻挡放电管；11.仪器外壁；12.显示屏；13.控制开关；14.连接开关；15.保护电阻；16.控制电阻；17.继电器；18.压力传感器；19.催化材料摆放孔位；20.基底；21.惰性介质；22.背照式CMOS图像传感器。

具体实施方式：在图（１）中，患者呼出气体进入１，１内将气体收集导入２，２的内部包含一个风动开关，开关启动后整个系统开始工作；２将气体导入４后面罩部分完成气体收集工作；气体进入５，５通过７得进行收集气体得包括打开阀门以及闭合阀门得操作，并让气体的压力数据被记录后显示在７上，１７是继电器，通过使用继电器达到控制收集气体的时间长短，避免过长时间打开阀门以至于收集到空气而不是患者呼出的气体，造成分析结果的不准确。气体以恒定流速排出进入１０；１０通过连接市用２２０ｖ交流电上进行放电，气体在１０内部接受放电，同时因为放电的能量将气体中的疾病分子标志物击碎成带电荷或者带自由基的碎片，这些碎片随着气流进入１９及２０，１９上面有多个催化材料摆放孔位，每个孔位的大小均根据催化材料的性质不同可进行调节，不同孔位上放置不同类型的催化材料；仪器内部可以有多于一块的催化阵列板，碎片在催化阵列板上被催化氧化或者催化还原，同时产生出大量的、具有不同发光强度、发光波长、发光持续时间的光信号，２２捕捉发光信号，记录发光信号中的发光强度、发光波长、发光响应时间、恢复时间等属性并将这些属性存储或输出，达到分析诊断的目的。

Claims (2)

1.一种基于催化发光方法对于患者呼出气体种疾病标志物分子检测的仪器设计；这种设计包括使用了以下部分中的一种或者是多种：可更换式的携带风动开关的连接集气面罩、可控流速的电控稳流阀门、基于介质阻挡放电的放电管（包括直管形、弯曲管形、螺旋管形）、催化阵列板（包括单一催化阵列板及多块催化阵列板）、背照式ＣＭＯＳ图像传感器。

2.根据权利要求１种所述的仪器设计，其特征包含以下设计中的一种或多种：集气面罩与风动开关一体化的设计，稳流阀门的电致可控流速的设计；基于介质阻挡放电的放电管的设计；使用催化阵列而非单一催化材料的设计及催化阵列板和背照式ＣＭＯＳ图像传感器的相对位置关系。