CN110057758A - 快速呼出气体冷凝检测装置 - Google Patents

Abstract

本发明公开了一种快速呼出气体冷凝检测装置，包括支撑架，所述支撑架的一端通过螺钉连接有卡件，卡件内卡装有呼气管，呼气管的一端设有吹气嘴，呼气管靠近吹气嘴的一端设有唾液收集器，唾液收集器远离吹气嘴的一侧设有流量传感器，且呼气管在唾液收集器和流量传感器之间设有单向阀，呼气管远离吹气嘴的一端设有制冷装置，制冷装置远离呼气管的一端连接有收集检验盒。本发明结构简单，设计合理，可以为生化分析准备检测样品，可用于呼吸道的生理参数检测，例如PH值、幽门螺旋杆菌等参数的检测，可用于对运动状态进行分析，可用于进行癌症标志物的早期检测，同时还可以用于人体呼吸道的健康监测，可用于哮喘等呼吸道疾病早期检测。

Description

快速呼出气体冷凝检测装置

技术领域

本发明涉及检测装置技术领域，尤其涉及快速呼出气体冷凝检测装置。

背景技术

呼吸分析有可能成为呼吸系统疾病（如哮喘、肺癌或其他气道炎症）和其他疾病（如糖尿病和肾病）诊断和监测的一种可靠的、无创的技术。19世纪后期已经出现了利用尿液、血液或组织样本进行疾病诊断的方法。血液和组织样本检测是有创的，并且在样本采集过程中通常会给病人带来不适和局促感，这一点在老年病人和儿童群体中体现得尤为明显。这将使病人对就诊产生恐惧和压抑感，从而延误疾病的早期诊断。受关注的新型诊断工具——呼吸检测可以提供一种微创的方式来监测生理代谢过程。病人更倾向于接受无创的检测，也会接受频繁或定期的检测，呼吸气体检测方法能够早期检测到潜在的健康问题。这些无创的方法（特别是呼吸分析）可以更为容易地被儿童、新生儿和病情严重的病人接受，而其他有创性的检查则难以在这些人群中进行。

呼出气体中特异性生物标志物与不同疾病的相关性已经在文献中被广泛报道。目前已经出现了一些收集特异性呼吸成分气体冷凝来实现呼吸中的挥发性成分（冷凝后成为液体）和非挥发性成分（随小水珠带出，其中一些可在冷凝器内壁上收集）的同时采集。采集到的样本可以保存一段时间再进行生化分析。这部分被呼出气体被称为“呼出气体冷凝物”（EBC）。多种装置被设计用来收集EBC和挥发性有机气体VOC，而目前所有的生化分析都是离线的，即不在现场且非实时监测，而是在实验室进行的，不便于携带和移动，为此我们设计出了快速呼出气体冷凝检测装置来解决以上问题。

发明内容

本发明的目的是为了解决现有技术中存在的缺点，而提出的快速呼出气体冷凝检测装置。

为了实现上述目的，本发明采用了如下技术方案：

快速呼出气体冷凝检测装置，包括支撑架，所述支撑架的一端通过螺钉连接有卡件，卡件内卡装有呼气管，呼气管的一端设有吹气嘴，呼气管靠近吹气嘴的一端设有唾液收集器，唾液收集器远离吹气嘴的一侧设有流量传感器，且呼气管在唾液收集器和流量传感器之间设有单向阀，呼气管远离吹气嘴的一端设有制冷装置，且制冷装置内设有温度传感器，制冷装置远离呼气管的一端连接有收集检验盒，收集检验盒内设有电化学传感器，电化学传感器将收集检验盒的内部分为检测室和参比室，且检测室靠近制冷装置，检测室的内顶部设有光源灯，检测室远离光源灯的一侧设有接收器，检测室靠近制冷装置的一端下侧连接有冷凝液收集瓶。

优选的，所述吹气嘴为可拆卸的一次性吹嘴。

优选的，所述制冷装置包括冷凝筒、半导体制冷片、冷凝通道和风扇，冷凝筒的两端内侧均设有半导体制冷片，且两组半导体制冷片之间设有叉指状多缝隙的冷凝通道，两组半导体制冷片远离冷凝通道的一端均设有散热用风扇。

优选的，所述收集检验盒远离制冷装置的一侧通过有线方式连接有显示器，且温度传感器、电化学传感器和流量传感器的输出端均与显示器电性相连。

优选的，所述冷凝液收集瓶为透明塑料瓶，且透明塑料瓶的外壁上设有指示刻度。

与现有技术相比，本发明的有益效果是：

1、采用0℃快速冷凝呼出气体,防止温度过低时在冷凝通道内部出现结冰现象,影响冷凝液收集，降低冷凝效率，同时收集温度准确恒定，可有效防止温度变化影响检测结果；

2.多参数检测，体积小，结构简单，便于携带和拆卸消毒,方便更换冷凝通道内部的一次性涂层；

3.利用温度传感器及时反馈冷凝通道内部温度变化,通过单片机及时调控制冷功率维持冷凝通道内部温度恒定；

4.通过温度传感器和流量传感器及时判断呼吸深浅、检测呼吸次数及潮气量,为进一步诊断人体疾病采集更多信息；

5.通过可拆卸透明塑料收集瓶收集呼出气体冷凝液，便于观察收集量多少（数毫升即可）；

6.通过光学检测室内的特定波长光源和接收器，借助分光光度法检测呼出气体冷凝液的特定吸收峰，为疾病诊断提供具体参数依据；

7.通过电化学传感器检测人体呼出气体中的特定成分（如NO等），便于为疾病诊断提供具体参数依据；

8.无创生理参数检测，符合无创、便携式、移动、可穿戴医疗发展方向。

附图说明

图1为本发明提出的快速呼出气体冷凝检测装置的结构示意图；

图2为本发明提出的快速呼出气体冷凝检测装置的制冷装置的结构示意图；

图3为本发明提出的快速呼出气体冷凝检测装置的收集检验盒的内部结构示意图；

图4为本发明提出的快速呼出气体冷凝检测装置的卡件的结构示意图。

图中：1支撑架、2卡件、3呼气管、4吹气嘴、5唾液收集器、6流量传感器、7制冷装置、71冷凝筒、72半导体制冷片、73冷凝通道、74风扇、8收集检验盒、9电化学传感器、10光源灯、11接收器、12冷凝液收集瓶、13温度传感器、14显示器、15单向阀。

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。

参照图1-4，快速呼出气体冷凝检测装置，快速呼出气体冷凝检测装置，包括支撑架1，支撑架1的一端通过螺钉连接有卡件2，卡件2内卡装有呼气管3，呼气管3的一端设有吹气嘴4，吹气嘴4为可拆卸的一次性吹嘴，呼气管3靠近吹气嘴4的一端设有唾液收集器5，唾液收集器5远离吹气嘴4的一侧设有流量传感器6，且呼气管3在唾液收集器5和流量传感器6之间设有单向阀15，呼气管3远离吹气嘴4的一端设有制冷装置7，且制冷装置7内设有温度传感器13，制冷装置7包括冷凝筒71、半导体制冷片72、冷凝通道73和风扇74，冷凝筒71的两端内侧均设有半导体制冷片72，且两组半导体制冷片72之间设有叉指状多缝隙的冷凝通道73，两组半导体制冷片72远离冷凝通道73的一端均设有风扇74，制冷装置7远离呼气管3的一端连接有收集检验盒8，收集检验盒8内设有电化学传感器9，检验盒8远离制冷装置7的一侧通过有线方式连接有显示器14，且温度传感器13、电化学传感器9和流量传感器6的输出端均与显示器14电性相连，电化学传感器9将收集检验盒8的内部分为检测室和参比室，且检测室靠近制冷装置7，检测室的内顶部设有光源灯10，检测室远离光源灯10的一侧设有接收器11，检测室靠近制冷装置7的一端下侧连接有冷凝液收集瓶12，冷凝液收集瓶12为透明塑料瓶，且透明塑料瓶的外壁上设有指示刻度。

工作原理：使用时，通过吹气嘴4向呼气管3中吹气，唾液收集器5收集吹气时口腔内流出的唾液，防止唾液流入冷凝通道73中影响检测结果，单向阀15用于防止呼出气体返流，影响制冷效果，流量传感器6用于测量呼吸深度和潮气量，可以提供更多检测的生理参数，吹出的气体经过流量传感器6之后进入制冷装置7中，冷凝筒71内采用叉指状多缝隙的结构设计，其冷凝通道73通过半导体制冷片72进行制冷，风扇74用于半导体制冷片72的外部散热端的散热，冷凝通道73的表面可以涂覆一次性涂层（可撕下），防止呼出气体在冷凝成液体时与半导体制冷片72发生化学反应，影响检测结果，该涂层方便剥离并进行重新涂装，温度传感器13反馈冷凝通道73内温度，优化系统功率输出，系统的最优工作条件为，在0℃的环境温度下呼出气体更容易冷凝成为液体，通过温度传感器，还可以测量呼吸次数，经过制冷装置7的冷凝液体进入收集检验盒8中，光源灯10可发出特定的波长的光线，并可由接收器11接收，借助分光光度法检测呼出气体冷凝液的特定吸收峰，为疾病诊断提供具体参数依据，电化学传感器9为借助电极（可采用ITO材料制作电极）的电化学变化检查呼出气体的特定成分含量（如NO等），同时通过参比室，对比检测结果，排除环境干扰，检测中的数据通过显示器14显示，进入收集检验盒8中的冷凝液体最终通过接收器11被冷凝液收集瓶12收集，冷凝液收集瓶12可拆卸，本装置结构简单，设计合理，可以为生化分析准备检测样品，可用于呼吸道的生理参数检测，例如PH值、幽门螺旋杆菌等参数的检测，可用于对运动状态进行分析，可用于进行癌症标志物的早期检测，同时还可以用于人体呼吸道的健康监测，可用于哮喘等呼吸道疾病早期检测。

以上所述，仅为本发明较佳的具体实施方式，但本发明的保护范围并不局限于此，任何熟悉本技术领域的技术人员在本发明揭露的技术范围内，根据本发明的技术方案及其发明构思加以等同替换或改变，都应涵盖在本发明的保护范围之内。

Claims (5)

1.快速呼出气体冷凝检测装置，包括支撑架（1），其特征在于，所述支撑架（1）的一端通过螺钉连接有卡件（2），卡件（2）内卡装有呼气管（3），呼气管（3）的一端设有吹气嘴（4），呼气管（3）靠近吹气嘴（4）的一端设有唾液收集器（5），唾液收集器（5）远离吹气嘴（4）的一侧设有流量传感器（6），且呼气管（3）在唾液收集器（5）和流量传感器（6）之间设有单向阀（15），呼气管（3）远离吹气嘴（4）的一端设有制冷装置（7），且制冷装置（7）内设有温度传感器（13），制冷装置（7）远离呼气管（3）的一端连接有收集检验盒（8），收集检验盒（8）内设有电化学传感器（9），电化学传感器（9）将收集检验盒（8）的内部分为检测室和参比室，且检测室靠近制冷装置（7），检测室的内顶部设有光源灯（10），检测室远离光源灯（10）的一侧设有接收器（11），检测室靠近制冷装置（7）的一端下侧连接有冷凝液收集瓶（12）。

2.根据权利要求1所述的快速呼出气体冷凝检测装置，其特征在于，所述吹气嘴（4）为可拆卸的一次性吹嘴。

3.根据权利要求1所述的快速呼出气体冷凝检测装置，其特征在于，所述制冷装置（7）包括冷凝筒（71）、半导体制冷片（72）、冷凝通道（73）和风扇（74），冷凝筒（71）的两端内侧均设有半导体制冷片（72），且两组半导体制冷片（72）之间设有叉指状多缝隙的冷凝通道（73），两组半导体制冷片（72）远离冷凝通道（73）的一端均设有散热用风扇（74）。

4.根据权利要求1所述的快速呼出气体冷凝检测装置，其特征在于，所述收集检验盒（8）远离制冷装置（7）的一侧通过有线方式连接有显示器（14），且温度传感器（13）、电化学传感器（9）和流量传感器（6）的输出端均与显示器（14）电性相连。

5.根据权利要求1所述的快速呼出气体冷凝检测装置，其特征在于，所述冷凝液收集瓶（12）为透明塑料瓶，且透明塑料瓶的外壁上设有指示刻度。