CN110664408A - 肺泡气体采集系统、清洗系统及肺泡气体采集方法 - Google Patents

Abstract

本公开涉及医疗技术领域，提出了一种肺泡气体采集系统、清洗系统及肺泡气体采集方法，肺泡气体采集系统包括第一三通阀、进样口、集气部以及气体流量计，第一三通阀包括第一连接口、第二连接口以及第三连接口；进样口与第一连接口相连通；集气部与第二连接口相连通；气体流量计与第三连接口相连通；其中，第一连接口可选择地与第二连接口以及第三连接口相连通。本公开的肺泡气体采集系统结构简单，具有快速、便捷、自动化等优势，且可以消除个体差异对收集的肺泡气体的纯度的影响。

Description

肺泡气体采集系统、清洗系统及肺泡气体采集方法

技术领域

本公开涉及医疗技术领域，尤其涉及一种肺泡气体采集系统、清洗系统及肺泡气体采集方法。

背景技术

人类呼出气的物质组成主要是氮气、二氧化碳、氧气、水蒸气、惰性气体、挥发性有机化合物以及非挥发性物质。这些挥发性有机化合物为通过代谢产生的内源性化合物或者从外界环境摄入。内源性化合物浓度以及种类的改变会反映机体的病理状态，因此可用于基于呼出气分析的医学诊断技术。呼出气主要由两部分构成，一部分是来自上呼吸道的未与血液发生气体交换的“死腔气”，另一部分是与血液发生了气体交换的来自肺泡深处的气体，称为“肺泡气”。据此来源，呼出气的收集方式有三种：死腔气采集、肺泡气采集与混合呼出气采集。而主要用于研究疾病诊断的呼出气为肺泡气，要排除死腔气，因为混合气内源性化合物的浓度一般比肺泡气样本中的浓度低两到三倍。一方面，死腔气会稀释肺泡气中疾病标志物的浓度，另一方面来自外界环境的气体会干扰疾病标志物的种类与含量，最终影响呼吸气分析的有效性。

肺泡呼出气的采集可以是单次呼出气，也可以是一段时间内的采气，其中一段时间内的采气不仅使样本更具有代表性，内源性化合物的含量也更高，同时能达到一定采集量的需求。长期以来，肺泡气体由于仅存在于人体呼出气体的后半口气，难以采集。如果由人自发收集，人感官评测主观性强，存在个体差异大、标准不统一、重复性较差等多个不足。相比于传统的方法，肺泡气体采集机具有快速、便捷、自动化等多个优势，是一种有效的肺泡气体采集手段。

目前，肺泡气体的收集装置主要有基于二氧化碳流量阀门的肺泡气采集装置，其装置复杂，并需要泵控制流量。此外，所要采集的肺泡气需要流经气体流量计进行流量、流速的监测，用以确认气体通道的切换规则。然而，目前市场上的气体流量计均为非特氟龙材质，肺泡气流经气体流量计会对所要收集样气产生污染，并且在后期无法进行处理，对所采集的肺泡气的纯度产生了不可逆的影响，并最终影响呼吸气分析的有效性。

发明内容

本公开的一个主要目的在于克服上述现有技术的至少一种缺陷，提供一种肺泡气体采集系统、清洗系统及肺泡气体采集方法。

根据本发明的第一个方面，提供了一种肺泡气体采集系统，包括：

第一三通阀，第一三通阀包括第一连接口、第二连接口以及第三连接口；

进样口，进样口与第一连接口相连通；

集气部，集气部与第二连接口相连通；

气体流量计，气体流量计与第三连接口相连通；

其中，第一连接口可选择地与第二连接口以及第三连接口相连通。

在本发明的一个实施例中，肺泡气体采集系统还包括：

进气通道，进气通道的一端与第一连接口相连通，进气通道远离第一连接口的另一端具有进样口；

吹嘴，吹嘴与进样口相连接。

在本发明的一个实施例中，肺泡气体采集系统还包括：

训练气体采集通道，训练气体采集通道的一端与第三连接口相连通，气体流量计设置在训练气体采集通道上。

在本发明的一个实施例中，集气部上设置有入气阀门，肺泡气体采集系统还包括：

肺泡气体采集通道，肺泡气体采集通道的一端与第二连接口相连通，肺泡气体采集通道远离第二连接口的另一端与入气阀门相连通。

在本发明的一个实施例中，肺泡气体采集系统还包括：

处理器，处理器与第一三通阀和气体流量计均连接。

在本发明的一个实施例中，肺泡气体采集系统还包括：

显示部，显示部与处理器相连接。

在本发明的一个实施例中，集气部可拆卸。

根据本发明的第二个方面，提供了一种清洗系统，用于清洗上述的肺泡气体采集系统，清洗系统包括：

载有清洁气体的器具，器具与进样口连接；

第二三通阀，第二三通阀的一端与肺泡气体采集通道远离第二连接口的一端连接，一端与训练气体采集通道远离第三连接口的一端连接，另一端连接有泵体。

根据本发明的第三个方面，提供了一种肺泡气体采集方法，包括：

S11、控制第一三通阀的第一连接口与第三连接口相连通，以使由进样口进入的第1口气体通过第一连接口与第三连接口后流入气体流量计；

S12、获取气体流量计获得的第1口气体的检测结果，并确定第一连接口与第一三通阀的第二连接口和第三连接口相连通的切换规则；

S13、根据切换规则控制第一连接口与第三连接口相连通，以使由进样口进入的第2口气体的前段气体流入气体流量计；

S14、根据切换规则控制第一连接口与第二连接口相连通，以使第2口气体的后段气体通过第一连接口与第二连接口后流入集气部；

S15、根据切换规则控制第一连接口与第三连接口相连通，并判断是否有气体流入气体流量计，当有气体流入气体流量计时，控制第一连接口与第二连接口相连通，当未有气体流入气体流量计时，完成第2口气体的采集。

在本发明的一个实施例中，检测结果包括第1口气体的体积V、流速v以及完全流入气体流量计所需的时长t；

其中，切换规则根据体积V和时长t中的至少一种确定。

在本发明的一个实施例中，根据切换规则进行肺泡气体采集的步骤包括：

控制第一三通阀，以使第2口气体的前段气体流入气体流量计，并在气体流量计检测到当前流入的气体体积为x0*V时，控制第一三通阀，以使第2口气体流入集气部，并在集气部每连续收集x*t时长的气体后，控制第一三通阀，以通过气体流量计判断当前是否存在气体；或，

控制第一三通阀并同时计时，以使第2口气体的前段气体流入气体流量计，在气体流量计检测到当前流入的气体体积为x0*V时，控制第一三通阀，以使第2口气体流入集气部，并在计时为x1*t时，控制第一三通阀，以通过气体流量计判断当前是否存在气体；或，

控制第一三通阀并同时计时，以使第2口气体的前段气体流入气体流量计，在计时为x4*t时，控制第一三通阀，以使第2口气体流入集气部，并在计时为x5*t时，控制第一三通阀，以通过气体流量计判断当前是否存在气体，其中，x5>x4。

在本发明的一个实施例中，完成第2口气体的采集后，肺泡气体采集方法还包括：

根据切换规则进行肺泡气体采集，直至在完成对第2+m口气体中肺泡气体的采集后，控制第一三通阀，以使由进样口进入的第3+m口气体全部流入气体流量计，以根据气体流量计对第3+m口气体的检测结果确定新的切换规则，其中，m为大于等于1的整数。

本发明的肺泡气体采集系统通过第一三通阀、进样口、集气部以及气体流量计能够实现对肺泡气体的采集。其中，进样口、集气部以及气体流量计分别与第一三通阀的第一连接口、第二连接口以及第三连接口相连通，通过切换第一三通阀，从而实现了进样口与集气部，或者进样口与气体流量计的连通，整个结构较为简单。本发明的肺泡气体采集系统，将集气部通过肺泡气体采集通道与第一三通阀的第二连接口直接连接，所要收集的肺泡气流经进肺泡气体采集通道和三通阀后直接进行收集，不需要流经气体流量计，即收集到的肺泡气只通过了通道和一个三通阀，相当于通过了尽可能少的结构，避免了对所要收集肺泡气的污染。针对本发明的肺泡气体采集系统设计的肺泡采集方法，实现了不同采集个体切换规则的个性化设置，避免了采集样本的个体差异，并且能够将患者每次呼出气中的肺泡气收集完全，提高单次呼出气中肺泡气的收集量，同时避免了对下次吹气的影响。

附图说明

通过结合附图考虑以下对本公开的优选实施方式的详细说明，本公开的各种目标，特征和优点将变得更加显而易见。附图仅为本公开的示范性图解，并非一定是按比例绘制。在附图中，同样的附图标记始终表示相同或类似的部件。其中：

图1是根据一示例性实施方式示出的一种肺泡气体采集系统的结构示意图；

图2是根据一示例性实施方式示出的一种对肺泡气体采集系统进行清洗的第一连接示意图；

图3是根据一示例性实施方式示出的一种对肺泡气体采集系统进行清洗的第二连接示意图；

图4是根据一示例性实施方式示出的一种肺泡气体采集方法的第一流程示意图；

图5是根据一示例性实施方式示出的一种肺泡气体采集方法的第二流程示意图；

图6是根据一示例性实施方式示出的一种肺泡气体采集方法的第三流程示意图。

附图标记说明如下：

10、第一三通阀；11、第一连接口；12、第二连接口；13、第三连接口；20、集气部；30、气体流量计；40、进气通道；50、吹嘴；60、肺泡气体采集通道；70、处理器；80、显示部；90、训练气体采集通道；100、第二三通阀；110、泵体；120、器具；130、恒温恒湿气候箱。

具体实施方式

体现本公开特征与优点的典型实施例将在以下的说明中详细叙述。应理解的是本公开能够在不同的实施例上具有各种的变化，其皆不脱离本公开的范围，且其中的说明及附图在本质上是作说明之用，而非用以限制本公开。

在对本公开的不同示例性实施方式的下面描述中，参照附图进行，附图形成本公开的一部分，并且其中以示例方式显示了可实现本公开的多个方面的不同示例性结构，系统和步骤。应理解的是，可以使用部件，结构，示例性装置，系统和步骤的其他特定方案，并且可在不偏离本公开范围的情况下进行结构和功能性修改。而且，虽然本说明书中可使用术语“之上”，“之间”，“之内”等来描述本公开的不同示例性特征和元件，但是这些术语用于本文中仅出于方便，例如根据附图中的示例的方向。本说明书中的任何内容都不应理解为需要结构的特定三维方向才落入本公开的范围内。

本发明的一个实施例提供了一种肺泡气体采集系统，请参考图1，肺泡气体采集系统包括：第一三通阀10，第一三通阀10包括第一连接口11、第二连接口12以及第三连接口13；进样口，进样口与第一连接口11相连通；集气部20，集气部20与第二连接口12相连通；气体流量计30，气体流量计30与第三连接口13相连通；其中，第一连接口11可选择地与第二连接口12以及第三连接口13相连通。

本发明一个实施例的肺泡气体采集系统通过第一三通阀10、进样口、集气部20以及气体流量计30能够实现对肺泡气体的采集。其中，进样口、集气部20以及气体流量计30分别与第一三通阀10的第一连接口11、第二连接口12以及第三连接口13相连通，通过切换第一三通阀10，从而实现了进样口与集气部20，或者进样口与气体流量计30的连通，整个结构较为简单，解决了现有技术中的肺泡气体采集装置较为复杂的问题。

在一个实施例中，第一三通阀10设置在进样口和气体流量计30之间，即气体流量计30不能实时获取到总呼出气体的数据信息，因此，需要在具体采集过程中，进行一次预测量。即使得第1口气体完全流入气体流量计30，以此得到第1口气体的体积V、流速v以及完全流入气体流量计30所需的时长t。然后根据此数据确定后续肺泡气体的采集规则。因为肺泡气体仅存在人体呼出气的后半口气，对于肺泡气体的采集多是采集后段气体，而根据上述数据可以确定一个合理的采集点，即何时开始将呼出气采集到集气部20中以获得高纯度的肺泡气以及一次收集多长时间，在收集过程中，还可以通过气体流量计30确定单次呼出气是否采集完全。

如图1所示，肺泡气体采集系统还包括：进气通道40，进气通道40的一端与第一连接口11相连通，进气通道40远离第一连接口11的另一端具有进样口；吹嘴50，吹嘴50与进样口相连接。

在一个实施例中，进气通道40的两端分别连通吹嘴50和第一三通阀10，然后通过第一三通阀10的切换实现呼出气体流入气体流量计30或集气部20。进气通道40可以是管体的内腔，也可以是其他具有内腔的结构。吹嘴50可拆卸地连接于进样口上，吹嘴50可以是一次性吹嘴，一次性进样口内径：9.26mm，接口外径：11.79mm-13.33mm，材料为聚丙烯(PP)塑料。

在一个实施例中，集气部20上设置有入气阀门，肺泡气体采集系统还包括：肺泡气体采集通道60，肺泡气体采集通道60的一端与第二连接口12相连通，肺泡气体采集通道60远离第二连接口12的另一端与入气阀门相连通。其中，集气部20上的入气阀门用于打开或关闭集气部20，集气部20可以是集气袋也可以气体分析装置等，集气部20可拆卸地连接于肺泡气体采集通道60上。

在一个实施例中，集气部20上可以设置入气阀门，入气阀门通过软管与第一三通阀10连接，其中，肺泡气体采集通道60为软管的内腔。软管与第一三通阀10可以是螺纹口连接，螺纹口可以采用英制管螺纹4分之1，通径是8mm。

在一个实施例中，第一三通阀10可以采用阀体材质为聚四氟乙烯的二位三通电磁阀。该电磁阀可以通过阀门切换使自身的气体进口只与气体流量计30连通或只与集气部20连通。

如图1所示，肺泡气体采集系统还包括：训练气体采集通道90，训练气体采集通道90的一端与第三连接口13相连通，气体流量计30设置在训练气体采集通道90上。

在一个实施例中，训练气体采集通道90用于将肺泡气体引入到气体流量计30，而气体流量计30末端具有一个气体出口，即可以理解为训练气体采集通道90远离第三连接口13的另一端为气体出口。当然，气体出口也可以是连接在气体流量计30上的另一个管段的端口。

在一个实施例中，进气通道40、肺泡气体采集通道60以及训练气体采集通道90均为管体的内腔，管体以及集气部20都可以由特氟龙材料制成。

如图1所示，肺泡气体采集系统还包括：处理器70，处理器70与第一三通阀10和气体流量计30均连接。肺泡气体采集系统还包括：显示部80，显示部80与处理器70相连接。

在一个实施例中，第一三通阀10和气体流量计30均与处理器70信号连接，处理器70获取到气体流量计30所采集的信息，然后根据此信息确定采集规则，以此采集规则控制第一三通阀10的切换。

在一个实施例中，显示部80为显示屏，显示屏用于在处理器70的控制下显示采集的肺泡气体的信息，比如可以显示采集速度、采集的肺泡气体的体积等。

在一个实施例中，集气部20可拆卸。

如图2和图3所示，肺泡气体采集系统还包括：进气通道40，进气通道40的一端与第一连接口11相连通，进气通道40远离第一连接口11的另一端具有进样口；吹嘴50，吹嘴50与进样口可拆卸地相连接，以在清理肺泡气体采集系统时，进样口用于连接载有清洁气体的器具120；肺泡气体采集通道60，肺泡气体采集通道60的一端与第二连接口12相连通，集气部20可拆卸地连接在肺泡气体采集通道60远离第二连接口12的另一端，以在清理肺泡气体采集系统时，肺泡气体采集通道60远离第二连接口12的另一端用于与连通有泵体110的第二三通阀100相连通；训练气体采集通道90，训练气体采集通道90的一端与第三连接口13相连通，气体流量计30设置在训练气体采集通道90上，以在清理肺泡气体采集系统时，训练气体采集通道90远离第三连接口13的另一端用于与第二三通阀100相连通。

本发明的一个实施例还提供了一种清洗系统，用于清洗上述的肺泡气体采集系统，清洗系统包括：载有清洁气体的器具120，器具120与所述进样口连接；第二三通阀100，第二三通阀100的一端与肺泡气体采集通道60远离所述第二连接口12的一端连接，一端与训练气体采集通道90远离所述第三连接口13的一端连接，另一端连接有泵体110。

在一个实施例中，如图2所示，在肺泡气体采集系统采集完毕后，需要对其进行清理，故，此时将吹嘴50以及集气部20拆卸，然后安装一个第二三通阀100，此时进气通道40连通载有酒精蒸气的器具120，肺泡气体采集通道60以及训练气体采集通道90分别连通第二三通阀100的两个连接口，在泵体110的作用下实现了酒精蒸气对肺泡气体采集通道60以及训练气体采集通道90的清理。

在一个实施例中，肺泡气体采集系统采用酒精蒸气、高温空气进行清洗，其中，用酒精蒸气清洗1小时；用高温清洗4小时。

如图2所示，酒精蒸汽清洗模块，即清洁气体为酒精蒸汽，目的：用酒精蒸汽清洗掉三通阀(第一三通阀10)，各气体通道和连接接头里面的油性物质。

用特氟龙管(进气通道40)将三通阀左侧与充满酒精蒸汽的集气袋(器具120)连接，此时气路为集气袋-三通阀右侧-气体流量计30，打开泵体110，开始清洗半小时；用特氟龙管(进气通道40)将三通阀左侧与充满酒精蒸汽的集气袋连接，此时气路为集气袋-三通阀下侧，打开泵体110，其余条件不变，开始清洗半小时。

如图3所示，高温气流冲洗模块，即清洁气体为高温气流，目的：采用高温气流冲洗气路、电磁阀和流量计。

用特氟龙管(进气通道40)将三通阀左侧与充满空气的集气袋(器具120)连接，将肺泡气体采集系统放到恒温恒湿气候箱130中，并把温度设置为50℃，湿度设置为20％，此时气路为集气袋-三通阀右侧-气体流量计30，打开泵体110，开始清洗3小时；用特氟龙管(进气通道40)将三通阀左侧与充满空气的集气袋连接，将肺泡气体采集系统放到恒温恒湿气候箱中，并把温度设置为50℃，湿度设置为20％，此时气路为集气袋-三通阀下侧，打开泵体110，其余条件不变，开始清洗1小时。

本发明的一个实施例中还提供了一种肺泡气体采集方法，包括：S11、控制第一三通阀10的第一连接口11与第三连接口13相连通，以使由进样口进入的第1口气体通过第一连接口11与第三连接口13后流入气体流量计30；S12、获取气体流量计30获得的第1口气体的检测结果，并确定第一连接口11与第一三通阀10的第二连接口12和第三连接口13相连通的切换规则；S13、根据切换规则控制第一连接口11与第三连接口13相连通，以使由进样口进入的第2口气体的前段气体流入气体流量计30；S14、根据切换规则控制第一连接口11与第二连接口12相连通，以使第2口气体的后段气体通过第一连接口11与第二连接口12后流入集气部20；S15、根据切换规则控制第一连接口11与第三连接口13相连通，并判断是否有气体流入气体流量计30，当有气体流入气体流量计30时，控制第一连接口11与第二连接口12相连通，当未有气体流入气体流量计30时，完成第2口气体的采集。

在肺泡气体的采集过程中，第一三通阀10切换至训练气体采集通道90，控制从气体进口(第一连接口11)进入的第1口气体进入气体流量计30，处理器70用于根据气体流量计30对该第1口气体的检测结果确定本次肺泡气体采集过程中的通道切换规则，第一三通阀10根据该通道切换规则控制从气体进口进入的第2口气体首先进入气体流量计30，再切换至肺泡气体采集通道60，控制气体进入集气袋(集气部20)进行收集，再切换至训练气体采集通道90以通过气体流量计进行检测来判断当前是否存在气流，如否，完成对第2口气体中肺泡气体的采集，如是，第一三通阀10切换至肺泡气体采集通道60，控制气体进入集气袋进行收集后再切换至训练气体采集通道90进行气流的检测，直至根据气体流量计的检测结果确定当前不存在气流为止。对于这里提出的肺泡气体采集系统，其对应的肺泡气体采集方法，可以参见图4所示，包括：

S11：第一三通阀10切换至训练气体采集通道90，控制从气体进口进入的第1口气体进入气体流量计；

S12：处理器根据气体流量计对该第1口气体的检测结果确定本次肺泡气体采集过程中的通道切换规则；

S13：第一三通阀10根据通道切换规则控制从气体进口进入的第2口气体首先进入气体流量计；

S14：：第一三通阀10切换至肺泡气体采集通道60，控制气体进入集气袋；

S15：第一三通阀10再切换至训练气体采集通道90以通过气体流量计进行检测来判断当前是否存在气流，如否，转至S16，如是，转至S14；

S16：完成对第2口气体中肺泡气体的采集。

在一个实施例中，完成第2口气体的采集后，肺泡气体采集方法还包括：根据切换规则进行肺泡气体采集，直至在完成对第2+m口气体中肺泡气体的采集后，控制第一三通阀10，以使由进样口进入的第3+m口气体全部流入气体流量计30，以根据气体流量计对第3+m口气体的检测结果确定新的切换规则，其中，m为大于等于1的整数。

在一个实施例中，为了提升大样本实验过程中得到的肺泡气体的纯度，系统在完成对第2口气体中肺泡气体的采集后，可以继续根据该通道切换规则进行肺泡气体采集，处理器70根据气体流量计30对第3+m口气体的检测结果确定新的通道切换规则。可选的，m可以为3或者4或者其他数值，也即系统可以根据该通道切换规则进行四次肺泡气体采集，当根据该通道切换规则完成四次肺泡气体采集过程后，重新获取训练数据以确定新的通道切换规则，此时系统对应的采集流程图可以参见图5所示。应当说明的是，处理器70可以根据在采集过程中第一三通阀10切换至肺泡气体采集通道60的总时长以及气体流量计30检测到的气流速度来自动判断集气袋是否集满气体，如是，则自动关机。

在一个实施例中，检测结果包括第1口气体的体积V、流速v以及完全流入气体流量计30所需的时长t，本实施例中x为限定体积V和时长t的系数，其取值可以由开发人员灵活设置；其中，切换规则根据体积V和时长t中的至少一种确定。其中，处理器70用于根据体积V和流速v确定第1口气体完全进入气体流量计30所需的时长t，并根据体积V和时长t确定对应的通道切换规则，从而对第一三通阀10下达相应的控制指令。

在一个实施例中，根据切换规则进行肺泡气体采集的步骤包括：控制第一三通阀10，以使第2口气体的前段气体流入气体流量计30，并在气体流量计30检测到当前流入的气体体积为x0*V时，控制第一三通阀10，以使第2口气体流入集气部20，并在集气部20每连续收集x*t时长的气体后，控制第一三通阀10，以通过气体流量计30判断当前是否存在气体；

或，控制第一三通阀10并同时计时，以使第2口气体的前段气体流入气体流量计30，在气体流量计30检测到当前流入的气体体积为x0*V时，控制第一三通阀10，以使第2口气体流入集气部20，并在计时为x1*t时，控制第一三通阀10，以通过气体流量计30判断当前是否存在气体，当气体流量计30判断存在气体时，即控制第一三通阀10使第2口气体继续流入集气部20，并在计时达到下一个时间点后检测是否有气体，且达到的下一个时间点要大于上一个时间点；

或，控制第一三通阀10并同时计时，以使第2口气体的前段气体流入气体流量计30，在计时为x4*t时，控制第一三通阀10，以使第2口气体流入集气部20，并在计时为x5*t时，控制第一三通阀10，以通过气体流量计30判断当前是否存在气体，其中，x5>x4，当气体流量计30判断存在气体时，即控制第一三通阀10使第2口气体继续流入集气部20，并在计时达到下一个时间点后检测是否有气体，且达到的下一个时间点要大于上一个时间点。

这里对根据通道切换规则进行肺泡气体采集的具体过程进行说明：

在第一种实施例中，利用体积V和流速v确定通道切换规则。第一三通阀10控制从气体进口进入的第2口气体首先进入气体流量计30，并在气体流量计30检测到当前流入的气体体积为x0*V时，切换至肺泡气体采集通道60控制气体进入气体集气袋进行收集，并在集气袋每连续收集x*t时长的气体后第一三通阀10就切换至训练气体采集通道90以通过气体流量计30进行检测来判断当前是否存在气流。

在第二种实施例中，利用体积V和流速v确定通道切换规则。第一三通阀10控制从气体进口进入的第2口气体首先进入气体流量计30，同时处理器70启动计时器开始计时，在气体流量计30检测到当前流入的气体体积为x0*V时，切换至肺泡气体采集通道60控制气体进入气体集气袋，当计时时长达到x1*t时，第一三通阀10切换至训练气体采集通道90，若检测到当前存在气流，则切换至肺泡气体采集通道60控制气体进入所述气体集气袋，当计时时长达到x2*t时，第一三通阀10切换至训练气体采集通道90，若检测到当前存在气流，则切换至肺泡气体采集通道60控制气体进入气体集气袋，当计时时长达到x3*t时，第一三通阀10切换至训练气体采集通道90，若检测到当前存在气流，则切换至肺泡气体采集通道60控制气体进入所述气体集气袋，直至根据气体流量计30的检测结果确定当前不存在气流为止，其中，x3>x2>x1>0。本实施例中x0、x1、x2以及x3的取值可以由开发人员灵活设置，比如可以分别对应设置为0.5、1、1.3以及1.5，其对应的流程图可以参见图6所示，其中，训练时间为t。

在第三种实施例中，通道切换规则可以是仅根据时长t确定的。比如，第一三通阀10可以控制从气体进口进入的第2口气体首先进入气体流量计30，同时处理器70启动计时器开始计时，当计时时长达到x4*t时，切换至肺泡气体采集通道60控制气体进入气体集气袋，当计时时长达到x5*t时，第一三通阀10切换至训练气体采集通道90，若检测到当前存在气流，则切换至肺泡气体采集通道60控制气体进入所述气体集气袋，当计时时长达到x6*t时，第一三通阀10切换至训练气体采集通道90，若检测到当前存在气流，则切换至肺泡气体采集通道60控制气体进入气体集气袋，当计时时长达到x7*t时，第一三通阀10切换至训练气体采集通道90，若检测到当前存在气流，则切换至肺泡气体采集通道60控制气体进入所述气体集气袋，直至根据气体流量计30的检测结果确定当前不存在气流为止，其中，x7>x6>x5>x4。

在一个实施例中，当受试者使用本系统进行肺泡气体采集时，首先，插上电源插头，按下启动按钮，待显示屏(显示部80)显示正常后将集气袋与第一三通阀10连接，打开集气袋进气阀门，然后受试者用一次性吹嘴50开始吹第1口气，同时显示屏上会显示吹气速度、单次体积以及预计采样次数，受试者吹完第一口气后，休息几秒钟可继续吹下一口气，重复此动作，观察集气袋以及显示屏示数，直到集气袋收集满10L气体，集气袋在收集满10L气体后，受试者可以取下集气袋，按下关闭按钮，拔下电源插头。

通过本肺泡气体采集系统，可重复采集肺泡气体，数次采集后再次训练更新数据，具有较好的准确性，其次，本系统结构简单，操作方便，不需要经过专业训练，本系统具有实用、安全、对采集对象无害的特性，本系统可用于开展基于大样本的实验，采气、储存、运输都十分方便。

本领域技术人员在考虑说明书及实践这里公开的发明后，将容易想到本发明的其它实施方案。本发明旨在涵盖本发明的任何变型、用途或者适应性变化，这些变型、用途或者适应性变化遵循本发明的一般性原理并包括本发明未公开的本技术领域中的公知常识或惯用技术手段。说明书和示例实施方式仅被视为示例性的，本发明的真正范围和精神由下面的权利要求指出。

应当理解的是，本发明并不局限于上面已经描述并在附图中示出的精确结构，并且可以在不脱离其范围进行各种修改和改变。本发明的范围仅由所附的权利要求来限制。

Claims (12)

1.一种肺泡气体采集系统，其特征在于，包括：

第一三通阀(10)，所述第一三通阀(10)包括第一连接口(11)、第二连接口(12)以及第三连接口(13)；

进样口，所述进样口与所述第一连接口(11)相连通；

集气部(20)，所述集气部(20)与所述第二连接口(12)相连通；

气体流量计(30)，所述气体流量计(30)与所述第三连接口(13)相连通；

其中，所述第一连接口(11)可选择地与所述第二连接口(12)以及所述第三连接口(13)相连通。

2.根据权利要求1所述的肺泡气体采集系统，其特征在于，所述肺泡气体采集系统还包括：

进气通道(40)，所述进气通道(40)的一端与所述第一连接口(11)相连通，所述进气通道(40)远离所述第一连接口(11)的另一端具有所述进样口；

吹嘴(50)，所述吹嘴(50)与所述进样口相连接。

3.根据权利要求1所述的肺泡气体采集系统，其特征在于，所述肺泡气体采集系统还包括：

训练气体采集通道(90)，所述训练气体采集通道(90)的一端与所述第三连接口(13)相连通，所述气体流量计(30)设置在所述训练气体采集通道(90)上。

4.根据权利要求3所述的肺泡气体采集系统，其特征在于，所述集气部(20)上设置有入气阀门，所述肺泡气体采集系统还包括：

肺泡气体采集通道(60)，所述肺泡气体采集通道(60)的一端与所述第二连接口(12)相连通，所述肺泡气体采集通道(60)远离所述第二连接口(12)的另一端与所述入气阀门相连通。

5.根据权利要求1所述的肺泡气体采集系统，其特征在于，所述肺泡气体采集系统还包括：

处理器(70)，所述处理器(70)与所述第一三通阀(10)和所述气体流量计(30)均连接。

6.根据权利要求5所述的肺泡气体采集系统，其特征在于，所述肺泡气体采集系统还包括：

显示部(80)，所述显示部(80)与所述处理器(70)相连接。

7.根据权利要求1所述的肺泡气体采集系统，其特征在于，所述集气部(20)可拆卸。

8.一种清洗系统，其特征在于，用于清洗权利要求4所述的肺泡气体采集系统，所述清洗系统包括：

载有清洁气体的器具(120)，所述器具(120)与所述进样口连接；

第二三通阀(100)，所述第二三通阀(100)的一端与所述肺泡气体采集通道(60)远离所述第二连接口(12)的一端连接，一端与所述训练气体采集通道(90)远离所述第三连接口(13)的一端连接，另一端连接有泵体(110)。

9.一种肺泡气体采集方法，其特征在于，包括：

S11、控制第一三通阀(10)的第一连接口(11)与第三连接口(13)相连通，以使由进样口进入的第1口气体通过所述第一连接口(11)与所述第三连接口(13)后流入气体流量计(30)；

S12、获取所述气体流量计(30)获得的所述第1口气体的检测结果，并确定所述第一连接口(11)与所述第一三通阀(10)的第二连接口(12)和所述第三连接口(13)相连通的切换规则；

S13、根据所述切换规则控制所述第一连接口(11)与所述第三连接口(13)相连通，以使由所述进样口进入的第2口气体的前段气体流入所述气体流量计(30)；

S14、根据所述切换规则控制所述第一连接口(11)与所述第二连接口(12)相连通，以使所述第2口气体的后段气体通过所述第一连接口(11)与所述第二连接口(12)后流入集气部(20)；

S15、根据所述切换规则控制所述第一连接口(11)与所述第三连接口(13)相连通，并判断是否有气体流入所述气体流量计(30)，当有气体流入所述气体流量计(30)时，控制所述第一连接口(11)与所述第二连接口(12)相连通，当未有气体流入所述气体流量计(30)时，完成所述第2口气体的采集。

10.根据权利要求9所述的肺泡气体采集方法，其特征在于，所述检测结果包括所述第1口气体的体积V、流速v以及完全流入所述气体流量计(30)所需的时长t；

其中，所述切换规则根据所述体积V和时长t中的至少一种确定。

11.根据权利要求10所述的肺泡气体采集方法，其特征在于，根据所述切换规则进行肺泡气体采集的步骤包括：

控制所述第一三通阀(10)，以使所述第2口气体的前段气体流入所述气体流量计(30)，并在所述气体流量计(30)检测到当前流入的气体体积为x0*V时，控制所述第一三通阀(10)，以使所述第2口气体流入所述集气部(20)，并在所述集气部(20)每连续收集x*t时长的气体后，控制所述第一三通阀(10)，以通过所述气体流量计(30)判断当前是否存在气体；或，

控制所述第一三通阀(10)并同时计时，以使所述第2口气体的前段气体流入所述气体流量计(30)，在所述气体流量计(30)检测到当前流入的气体体积为x0*V时，控制所述第一三通阀(10)，以使所述第2口气体流入所述集气部(20)，并在计时为x1*t时，控制所述第一三通阀(10)，以通过所述气体流量计(30)判断当前是否存在气体；或，

控制所述第一三通阀(10)并同时计时，以使所述第2口气体的前段气体流入所述气体流量计(30)，在计时为x4*t时，控制所述第一三通阀(10)，以使所述第2口气体流入所述集气部(20)，并在计时为x5*t时，控制所述第一三通阀(10)，以通过所述气体流量计(30)判断当前是否存在气体，其中，x5>x4。

12.根据权利要求9所述的肺泡气体采集方法，其特征在于，完成所述第2口气体的采集后，所述肺泡气体采集方法还包括：

根据所述切换规则进行肺泡气体采集，直至在完成对第2+m口气体中肺泡气体的采集后，控制所述第一三通阀(10)，以使由进样口进入的第3+m口气体全部流入所述气体流量计(30)，以根据所述气体流量计对所述第3+m口气体的检测结果确定新的切换规则，其中，m为大于等于1的整数。

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