CN110368039A - 一种呼出气冷凝液收集器 - Google Patents
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Abstract
本发明公开的呼出气冷凝液收集器，包括制冷系统和冷凝液收集系统，制冷系统包括一温控箱和一冷凝管套筒，冷凝管套筒的外壁上设置有蒸发器；冷凝液收集系统包括进气嘴、呼气吸气四通控制阀、冷凝管和收集杯，呼气吸气四通控制阀包括进气嘴对接口、吸气进口、呼气出口和冷凝管对接口，收集杯套设于冷凝管的外管底部及收集杯的外壁上；使用时，冷凝管套筒套接于冷凝管的外壁上。本发明公开的呼出气冷凝液采集器，安装和拆卸方便，制冷系统和冷凝液收集系统在结构上独立，病人无需坐起来接受呼出气冷凝液检测，具有人性化。
Description
技术领域
本发明涉及医疗器械技术领域，具体涉及一种呼出气冷凝液收集器。
背景技术
呼吸系统疾病是常见多发病之一，据统计，呼吸系统疾病在城市的死亡率病因中居我国总人口死亡病因的第一位。哮喘、慢性阻塞性肺疾病(chronic obstructivepulmonary disease，简称COPD)、急性呼吸窘迫综合征(acute respiratory distresssyndrome，简称ARDS)和肺间质疾病等都是常见的呼吸系统疾病。气道内氧化应激、气道炎症导致呼吸道炎症进而引发这些呼吸系统疾病的主要原因。
呼出气冷凝液(exhaled breath condensate，简称EBC)检测作为一种完全无创的呼吸道炎症状态检测技术，近年来备受关注。呼出的气体中既含有挥发性的物质如NO、CO、乙烷、丙烷等，也含有非挥发性的物质如LTB、IL等。这些物质主要来自下呼吸道内衬液，当人平静呼吸时这些物质可随气体呼出，遇冷则随水蒸气凝结而进入呼出气冷凝液。呼出气冷凝液中某些成分的显著异常，可反映哮喘、慢性阻塞性肺疾病、急性呼吸窘迫综合征、肺间质疾病以及获得性肺炎等肺内或气道内的氧化应激、炎症状态的变化及其程度。研究表明，通过EBC检测可以检测呼吸道内数千种物质，且不断有新的物质被检测到。由于EBC检测结果包含有反应呼吸道气道功能的生物学信息，且通过EBC检测来分析肺内或气道内这些物质是非侵入性的，还可以对病人肺内或气道内的状态进行连续检测，因EBC检测对于肺或呼吸功能检测及治疗具有临床指导意义。
目前市面上缺乏能够有效实现收集病者呼出气冷凝液(EBC)的仪器。
发明内容
本发明的目的在于提供一种呼出气冷凝液收集器，用以解决病人呼出气冷凝液无法收集的问题。
本发明提供一种呼出气冷凝液收集器，包括制冷系统和冷凝液收集系统，所述制冷系统包括一温控箱和一冷凝管套筒，所述冷凝管套筒的外壁上设置有蒸发器，所述蒸发器与所述温控箱通过循环导管相连通，所述循环导管内装载有制冷剂；所述冷凝液收集系统包括进气嘴、呼气吸气四通控制阀、冷凝管和收集杯，所述冷凝管包括外管和内管，所述内管穿设于所述外管内，所述呼气吸气四通控制阀包括进气嘴对接口、吸气进口、呼气出口和冷凝管对接口，所述进气嘴对接口与所述进气嘴密封对接，且所述进气嘴对接口和所述吸气进口相连通，所述吸气进口设置有吸气单向阀；所述冷凝管对接口与所述冷凝管的内管的上部密封对接，且所述冷凝管对接口与所述进气嘴对接口相连通，且所述冷凝管对接口处设置有冷凝管气流定向单向阀；所述冷凝管对接口与所述呼气出口相连通，且所述呼气出口设置有呼气单向阀；所述收集杯套设于所述冷凝管的外管底部的外壁上；使用时，收集杯冷凝管插入筒式蒸发器内筒中。
优选地，所述制冷系统还包括、压缩机、冷凝器和毛细管，其中所述压缩机、所述冷凝器、所述毛细管均设置于温控箱内，所述蒸发器为螺旋管式蒸发器，所述蒸发器缠绕于所述冷凝管套筒的外壁上；所述循环导管包括循环导管温控箱部和循环导管柔性管部，所述循环导管温控箱部设置于所述温控箱内且依次串联连接所述压缩机与所述冷凝器以及所述冷凝器与所述毛细管，所述循环导管柔性管部设置于所述柔性管内且依次串联连接所述毛细管与所述蒸发器以及所述蒸发器与所述压缩机，所述循环导管温控箱部和所述循环导管柔性管部相连通共同组成了制冷剂流体的循环回路。
优选地，所述冷凝管还包括多根隔条，所述内管穿设于所述外管内形成所述内管外壁与所述外管内壁之间的环形间隙，多根所述隔条间隔设置于所述环形间隙内且两侧分别与所述内管外壁与所述外管内壁固定连接。
优选地，所述蒸发器上套设有保温套。
优选地，所述蒸发器上设置有温度传感器，所述温控箱内设置有温度控制器，所述温度传感器与所述温度控制器通过数据线连接；所述温控箱的表面设置有温度显示器，所述温度显示器与温度控制器通过导线相连。
优选地，所述温控箱和所述冷凝管套筒之间通过柔性管连接。
本发明的有益效果是：
本发明公开的呼出气冷凝液采集器包括制冷系统和冷凝液收集系统，其中将制冷系统设置在温控箱内，完成一次安装后，即可长期使用，使用时只需组装冷凝液收集系统的进气嘴、呼气吸气四通控制阀、冷凝管和收集杯，大大简化了设备使用前的安装和拆卸；且在结构设置上，两套系统分别分开设置，提高了冷凝液收集管系统的可移动形，病人无需坐起来接受呼出气冷凝液检测，对于体力不支而躺卧于病床的病人，减轻了他们进行EBC检测的痛苦。本发明公开的呼出气冷凝液采集器，安装和拆卸方便，制冷系统和冷凝液收集系统在结构上独立，病人无需坐起来接受呼出气冷凝液检测，具有人性化。
附图说明
图1为本发明实施例1提供的呼出气冷凝液收集器的外部结构示意图；
图2为本发明实施例1提供的制冷系统的内部结构示意图；
图3为本发明实施例1提供的冷凝液收集系统的外部结构示意图；
图3(a)为本发明实施例1提供的冷凝液收集系统的正面视图；
图3(b)为本发明实施例1提供的冷凝液收集系统的背面视图；
图4为本发明实施例1提供的冷凝管的横截面示意图；
图5为本发明实施例1提供的呼出气冷凝液收集器的工作原理图。
具体实施方式
实施例1
实施例1提供一种呼出气冷凝液收集器，下面对其结构进行详细描述。
参考图1，呼出气冷凝液收集器包括制冷系统和冷凝液收集系统，制冷系统包括一温控箱1和一冷凝管套筒2，温控箱1和冷凝管套筒2之间通过柔性管3连接。
参考图2，制冷系统还包括循环导管11、压缩机12、冷凝器13、毛细管14和蒸发器15，其中压缩机12、冷凝器13、毛细管14均设置于温控箱1内，蒸发器15为螺旋管式蒸发器，蒸发器15缠绕于冷凝管套筒2的外壁上。蒸发器15的最低温度可控-45度，常用温度-20度至-35度温度波动1.5度。
循环导管11内装载有制冷剂等冷却介质，包括循环导管温控箱部和循环导管柔性管部，循环导管温控箱部设置于温控箱1内且依次串联连接压缩机12与冷凝器13以及冷凝器13与毛细管14，循环导管柔性管部设置于柔性管3内且依次串联连接毛细管14与蒸发器15以及蒸发器15与压缩机12，循环导管温控箱部和循环导管柔性管部相连通共同组成了制冷剂流体的循环回路。
为了防止蒸发器15的温度过快散失，蒸发器15上套设有保温套21。优选地，该保温套21的颜色为黑色。
为了实时观察蒸发器15的温度变化，蒸发器15上设置有温度传感器16，温控箱1内设置有温度控制器，温度传感器16与温度控制器通过数据线连接，优选地，该数据线藏设于柔性管3内。
温控箱1的表面设置有温度显示器17，温度显示器17上显示有实时温度、设定温度以及控制键，控制键包括“确定”按钮、“设置”按钮、“升高”按钮、“降低”按钮，温度显示器17与温度控制器通过导线相连。
为了便于拿取述冷凝管套筒2，作为一种优选地实施方式，温控箱1上固定有支撑杆61，支撑杆61上套设有升降杆62，升降杆62的顶部设置有角度调节杆63，冷凝管套筒2可拆卸安装于角度调节杆63的末端。
参考图3，冷凝液收集系统包括进气嘴41、呼气吸气四通控制阀42、冷凝管43和收集杯44。
参考图4，冷凝管43包括外管431、内管432和六根隔条433，内管432穿设于外管431内形成内管432外壁与外管431内壁之间的环形间隙，六根隔条433间隔设置于环形间隙内且两侧分别与内管432外壁与外管431内壁固定连接。
参考图5，呼气吸气四通控制阀42包括进气嘴对接口、吸气进口421、呼气出口422和冷凝管对接口，进气嘴对接口与进气嘴41密封对接，且进气嘴对接口和吸气进口421相连通，吸气进口421设置有只允许气体进入而不允许气体流出的吸气单向阀51；冷凝管对接口与冷凝管43的内管432的上部密封对接，且冷凝管对接口与进气嘴对接口相连通，且冷凝管对接口处设置有只允许气体从呼气吸气四通控制阀42流入至冷凝管43而不允许反向流出的冷凝管气流定向单向阀52；冷凝管对接口与呼气出口422相连通，且呼气出口422设置有只运气气体流出而不允许进入的呼气单向阀53；收集杯44套设于冷凝管43的外管431底部及收集杯44的外壁上。
使用之前，分别组装冷凝液收集系统和制冷系统。其中，在组装冷凝液收集系统时，进气嘴41与呼气吸气四通控制阀42的进气嘴对接口对接，呼气吸气四通控制阀42的冷凝管对接口冷凝管43的内管432的上部密封对接，收集杯44套设于冷凝管43的外管431底部的外壁上，实现冷凝液收集系统的组成；使用时，将制冷系统的冷凝管套筒2套接在冷凝管43的外管431及收集杯44的外壁上。
值得一提的是，本发明欲保护的呼出气冷凝液收集器的冷凝液收集系统的呼气吸气四通控制阀42中包括有三个单向阀，分别为吸气单向阀51、冷凝管气流定向单向阀52和呼气单向阀53，这里的单向阀是成熟的现有技术。单向阀，又称逆止阀、止回阀，是只允许气体从一个方向通过，而反向被截止的阀，要求其正向气流通过时压力损失较小，反向截止时密封性能好，在吸油烟机等领域应用广泛。具体结构可参考专利号为CN2209328.1的中国实用新型专利《单向气阀》。
本发明实施例1提供的呼出气冷凝液收集器的工作原理如图5所示：
当检测者吸气时，空气中的气体从吸气进口421流入，并从进气嘴41进入至呼吸道内，此时，由于呼气单向阀53和冷凝管气流定向单向阀52的存在，外部的气体不能通过呼气单向阀53进入冷凝液收集系统内，同时冷凝管43内的气体也无法逆流而上流进呼气吸气四通控制阀42内。
当检测者呼气时，从进气嘴41呼出的气体被吸气单向阀51限制，气流只能通过冷凝管气流定向单向阀52流入至冷凝管43的内管432，并且从内管432的上部往下一直流到内管432的底部，然后从内管432的底部翻过内管432流至环形间隙。
环形间隙内残留的气体流从冷凝管43底部向上一直流到冷凝管43顶部，气体通过呼气单向阀53从呼气出口422流出。由于冷凝管43的外管431内穿于缠绕有蒸发器15的冷凝管套筒2内，接受从蒸发器15传递的低温，冷凝管43的外管431和内管432的温度都较低。在外管431和内管432之间的环形间隙内流通的气体预冷凝结，于内管432的外壁或外管431的内壁上凝结成液体，该液体顺着内管432的外壁或外管431的内壁往下流，一直流入至收集杯44。
通过应用呼出气冷凝液收集器，大约15分钟平静呼吸即可收集10ml呼出气冷凝液，实现迅速将呼出气冷凝液保存收集下来。
虽然，上文中已经用一般性说明及具体实施例对本发明作了详尽的描述，但在本发明基础上，可以对之作一些修改或改进，这对本领域技术人员而言是显而易见的。因此，在不偏离本发明精神的基础上所做的这些修改或改进，均属于本发明要求保护的范围。
Claims (6)
1.一种呼出气冷凝液收集器，其特征在于，包括制冷系统和冷凝液收集系统，
所述制冷系统包括一温控箱(1)和一冷凝管套筒(2)，所述冷凝管套筒(2)的外壁上设置有蒸发器(15)，所述蒸发器(15)与所述温控箱(1)通过循环导管(11)相连通，所述循环导管(11)内装载有制冷剂；
所述冷凝液收集系统(2)包括进气嘴(41)、呼气吸气四通控制阀(42)、冷凝管(43)和收集杯(44)，
所述冷凝管(43)包括外管(431)和内管(432)，所述内管(432)穿设于所述外管(431)内；
所述呼气吸气四通控制阀(42)包括进气嘴对接口、吸气进口(421)、呼气出口(422)和冷凝管对接口，
所述进气嘴对接口与所述进气嘴(41)对接，且所述进气嘴对接口和所述吸气进口(421)相连通，所述吸气进口(421)设置有吸气单向阀(51)；所述冷凝管对接口与所述冷凝管(43)的内管(432)的上部对接，且所述冷凝管对接口与所述进气嘴对接口相连通，且所述冷凝管对接口处设置有冷凝管气流定向单向阀(52)；所述冷凝管对接口与所述呼气出口(422)相连通，且所述呼气出口(422)设置有呼气单向阀(53)；
所述收集杯(44)套设于所述冷凝管(43)的外管(431)底部的外壁上；
使用时，所述冷凝管套筒(2)套接于所述冷凝管(43)及所述收集杯(44)的外壁上。
2.如权利要求1所述的呼出气冷凝液收集器，其特征在于，
所述制冷系统还包括压缩机(12)、冷凝器(13)和毛细管(14)，其中所述压缩机(12)、所述冷凝器(13)、所述毛细管(14)均设置于温控箱(1)内，所述蒸发器(15)为螺旋管式蒸发器，所述蒸发器(15)缠绕于所述冷凝管套筒(2)的外壁上；
所述循环导管(11)包括循环导管温控箱部和循环导管柔性管部，所述循环导管温控箱部设置于所述温控箱(1)内且依次串联连接所述压缩机(12)与所述冷凝器(13)以及所述冷凝器(13)与所述毛细管(14)，所述循环导管柔性管部设置于所述柔性管(3)内且依次串联连接所述毛细管(14)与所述蒸发器(15)以及所述蒸发器(15)与所述压缩机(12)，所述循环导管温控箱部和所述循环导管柔性管部相连通共同组成了制冷剂流体的循环回路。
3.如权利要求1所述的呼出气冷凝液收集器，其特征在于，
所述冷凝管(43)还包括多根隔条(433)，所述内管(432)穿设于所述外管(431)内形成所述内管(432)外壁与所述外管(431)内壁之间的环形间隙，多根所述隔条(433)间隔设置于所述环形间隙内且两侧分别与所述内管(432)外壁与所述外管(431)内壁固定连接。
4.如权利要求1所述的呼出气冷凝液收集器，其特征在于，
所述蒸发器(15)上套设有保温套(21)。
5.如权利要求1所述的呼出气冷凝液收集器，其特征在于，
所述蒸发器(15)上设置有温度传感器(16)，所述温控箱(1)内设置有温度控制器，所述温度传感器(16)与所述温度控制器通过数据线连接；
所述温控箱(1)的表面设置有温度显示器(17)，所述温度显示器(17)与温度控制器通过导线相连。
6.如权利要求1所述的呼出气冷凝液收集器，其特征在于，
所述温控箱(1)和所述冷凝管套筒(2)之间通过柔性管(3)连接。
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