CN112932459A - 一种用于呼吸疾病检测的无创分析装置及其系统 - Google Patents
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Abstract
本发明公开一种用于呼吸疾病检测的无创分析装置，该无创分析装置包括呼气部、收集分析部以及出气部；其中，呼气部和出气部可活动连接于收集分析部，呼气部用于提供人体进行呼气的进气通道，收集分析部对呼气部流入的呼出气体进行收集分析后反馈给检测分析装置，呼出气体流出至出气部。本发明通过设置分离式的呼气部、收集分析部以及出气部，能够及时、方便地对呼气部进行更换或清洁，有效减轻医务人员的工作负担，增加了操作的便捷性；收集分析部的独立设置避免了对检测标的物的二次接触和处理，防止检测标的物扩散到外部环境中，同时提高检测的精准度和效率。
Description
技术领域
本发明涉及体外诊断检测仪器设备的技术领域，尤其涉及一种用于呼吸疾病检测的无创分析装置及其系统。
背景技术
针对慢性咳嗽、咳嗽变异性哮喘、支气管炎以及消化内科的C13和C14呼气试验等需要通过呼吸气体来检测的疾病，一般需要通过对呼吸气体的某种成分进行检测，并采用电化学法、分光光度法、荧光法和离子迁移谱技术实现定量定性的检测，目前通过呼吸气体检测疾病的方法，一般采用以下两种方法进行检测：
第一种为直接对准仪器呼吸的方式，即手持检测仪器的进气口，通过口或鼻进行呼吸，通过仪器内部的试剂及系统，检测需要标定的气体含量，从而判断病因或病灶。
另一种方法是采用先将气体呼入气体存储袋内，再通过检测仪器进行检测。
针对第一种检测方式，虽然检测的精确度和效率较高，但需要一对一的配置检测仪器的进气口装置，即一个进气口只能供一个待检测人员使用，以为防止交叉感染，并且需要对进气口及通气道进行严格的消毒处理，当待检测人员较多时，医务人员需要反复的对进气口进行更换，且对进气通道进行更换或清洁、消毒，造成检测效率降低，医务人员的劳动量增加。
针对第二种检测方式，采用存储袋存储呼出的气体，使用较为便捷，但气体在存储袋内存储的时间限制有严格要求，若存储时间过长，气体失效，则无法精准检测，另外，吹完气后封口时，以及从存储袋内将气体取出采样时，操作不便，并且袋内的气体容易外漏，若气体携带病菌，容易引起感染等问题，安全性较低。
基于以上问题，本发明通过分析采用呼吸气体来检测的方式的特点，结合现代的智能化检测的仪器设备应用特点，并对人员采样操作的便捷性进行分析，提供一种能够防止呼吸气体扩散，操作便捷，检测效率高的检测装置，改良呼吸气体检测的方法。
发明内容
本发明的主要目的是提供一种用于呼吸疾病检测的无创分析装置及其系统，旨在解决现有技术中的用于呼吸疾病检测装置的呼吸气体容易扩散，操作不便，检测效率低的技术问题。
为实现上述目的，本发明实施例提出一种用于呼吸疾病检测的无创分析装置，所述无创分析装置包括呼气部、收集分析部以及出气部；其中，所述呼气部和所述出气部可活动连接于所述收集分析部，所述呼气部用于提供人体进行呼气的进气通道，所述收集分析部对所述呼气部流入的呼出气体进行收集后反馈给检测分析装置，所述呼出气体流出至所述出气部。
其中，所述收集分析部包括固定盒体、第一插口、第二插口以及收集分析组件；其中，所述第一插口和所述第二插口背对设置在所述固定盒体的两侧，所述收集分析组件设置在所述固定盒体的内部，且与所述第一插口和所述第二插口连通；所述呼气部可活动插拔连接于所述第一插口，所述出气部可活动插拔连接于所述第二插口。
其中，所述收集分析组件包括吸水反应区单元、电路传输区单元和插头输出区单元；其中，
所述吸水反应区单元位于所述电路传输区单元上，所述吸水反应区单元设有若干吸水通孔，所述吸水通孔用于吸附人体的呼出气体；
所述电路传输区单元和所述插头输出区单元电连接，用于将所述电路传输区单元的反应结果输出至检测分析装置。
其中，所述吸水通孔的孔壁上设有金属层，其中，所述金属层与所述电路传输区单元的内部线路层连接，用于传递所述吸水反应区单元的化学反应结果。
其中，所述吸水通孔的孔壁上还设有高吸水性树脂层，所述高吸水性树脂层附着在所述金属层的外表面，用于吸附气体和/或不同的测试试剂。
其中，所述呼气部包括呼气嘴、第一插头以及第一隔膜；其中，
所述第一插头可活动插拔连接于所述第一插口；
所述呼气嘴与所述第一插头连接形成进气通道，所述第一隔膜设置在所述进气通道上。
其中，所述呼气嘴呈喇叭状，所述第一隔膜的中部设有紧密相接的裂纹。
其中，所述出气部包括第二插头、第二隔膜以及消毒组件；其中，
所述第二插头可活动插拔连接于所述第二插口；
所述第二插头与所述消毒组件连接形成出气通道，所述第二隔膜设置在所述出气通道上。
其中，所述消毒组件包括隔档网、消毒介质以及滤网；其中，所述隔档网、消毒介质以及滤网依次顺序设置在所述第二隔膜的出口方向。
为实现上述目的，本发明实施例还提出一种用于呼吸疾病检测的无创分析系统，所述无创分析系统包括无创分析装置、检测分析装置；其中，无创分析装置为上述所述的无创分析装置，所述无创分析装置电连接所述检测分析装置，所述检测分析装置接收所述无创分析装置的信息并对所述信息进行检测分析。
相对于现有技术，本发明提出的技术方案中，通过设置分离式的呼气部、收集分析部以及出气部，能够及时、方便地对呼气部进行更换或者清洁，有效减轻医务人员的工作负担，增加了操作的便捷性；收集分析部的独立设置避免了对检测标的物的二次接触和处理，防止检测标的物扩散到外部环境中，进一步通过在收集分析部采用在电路板通孔内设置高吸水性树脂，能够高效充分吸收待检测标的物，并采用与电路系统相结合的方式，实现电化学检测的方式，能够提高检测的精准度和效率。
附图说明
为了更清楚地说明本发明实施例或现有技术中的技术方案，下面将对实施例或现有技术描述中所需要使用的附图作简单地介绍，显而易见地，下面描述中的附图仅仅是本发明实施例的一些实施例，对于本领域普通技术人员来讲，在不付出创造性劳动的前提下，还可以根据这些附图示出的结构获得其他的附图。
图1为本发明一种用于呼吸疾病检测的无创分析装置一实施例的结构示意图；
图2为图1中无创分析装置分体式的结构示意图；
图3为图1中呼气部的俯视结构示意图；
图4为图1中收集分析部的俯视结构示意图；
图5为图4中收集分析组件的俯视结构示意图；
图6为图5中A-A的截面结构示意图；
图7为图6中B区域的放大结构示意图；
图8为本发明一种用于呼吸疾病检测的无创分析系统一实施例的结构示意图。
本发明目的的实现、功能特点及优点将结合实施例，参照附图做进一步说明。
附图标号说明：
| 标号 | 名称 | 标号 | 名称 |
| 1 | 无创分析系统 | 2410 | 吸水反应区单元 |
| 200 | 检测分析装置 | 2420 | 电路传输区单元 |
| 100 | 无创分析装置 | 2430 | 插头输出区单元 |
| 10 | 呼气部 | 2411 | 吸水通孔 |
| 20 | 收集分析部 | 2412 | 金属层 |
| 30 | 出气部 | 2413 | 高吸水性树脂层 |
| 110 | 第一插头 | 310 | 第二插头 |
| 120 | 第一隔膜 | 320 | 第二隔膜 |
| 130 | 呼气嘴 | 330 | 消毒组件 |
| 210 | 第一插口 | 331 | 隔档网 |
| 220 | 第二插口 | 332 | 消毒介质 |
| 230 | 固定盒体 | 333 | 滤网 |
| 240 | 收集分析组件 |
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的一部分实施例，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。
需要说明，若本发明实施例中有涉及方向性指示(诸如上、下、左、右、前、后……)，则该方向性指示仅用于解释在某一特定姿态下各部件之间的相对位置关系、运动情况等，如果该特定姿态发生改变时，则该方向性指示也相应地随之改变。
另外，若本发明实施例中有涉及“第一”、“第二”等的描述，则该“第一”、“第二”等的描述仅用于描述目的，而不能理解为指示或暗示其相对重要性或者隐含指明所指示的技术特征的数量。由此，限定有“第一”、“第二”的特征可以明示或者隐含地包括至少一个该特征。另外，若全文中出现的“和/或”或者“及/或”，其含义包括三个并列的方案，以“A和/或B”为例，包括A方案、或B方案、或A和B同时满足的方案。另外，各个实施例之间的技术方案可以相互结合，但是必须是以本领域普通技术人员能够实现为基础，当技术方案的结合出现相互矛盾或无法实现时应当认为这种技术方案的结合不存在，也不在本发明要求的保护范围之内。
为了更好的理解上述技术方案，下面结合附图对上述技术方案进行详细的说明。
请一并参阅图1和图2，图1为本发明一种用于呼吸疾病检测的无创分析装置一实施例的结构示意图；图2为图1中无创分析装置分体式的结构示意图。
如图1所示，该用于呼吸疾病检测的无创分析装置100包括呼气部10、收集分析部20以及出气部30。其中，呼气部10和出气部30可活动连接于收集分析部20，呼气部10用于提供人体进行呼气的进气通道，收集分析部20对呼气部10流入的呼出气体进行收集后反馈给检测分析装置，呼出气体流出至出气部30。
本实施例的用于呼吸疾病检测的无创分析装置100通过设置分离式的呼气部10、收集分析部20以及出气部30，能够及时、方便地对呼气部10进行更换或者清洁，有效减轻医务人员的工作负担，增加了操作的便捷性；收集分析部20的独立设置避免了对检测标的物的二次接触和处理，防止检测标的物扩散到外部环境中，同时提高检测的精准度和效率。
请参阅图2，收集分析部20包括固定盒体230、第一插口210、第二插口220以及收集分析组件240。其中，第一插口210和第二插口220背对设置在固定盒体230的两侧，收集分析组件240设置在固定盒体230的内部，且与第一插口210和第二插口220连通。呼气部10可活动插拔连接于第一插口210，出气部30可活动插拔连接于第二插口220。
进一步，本实施例中的呼气部10包括呼气嘴130、第一插头110以及第一隔膜120；其中，第一插头110可活动插拔连接于第一插口210；呼气嘴130与第一插头110连接形成进气通道，第一隔膜120设置在进气通道上。
具体实际应用中，呼气嘴130呈上宽下窄的喇叭状，其中上宽的部分用于包裹住人体的鼻口，从而接收人体呼出的待检测气体。第一隔膜120设置在呼气嘴130与第一插头110连接形成进气通道上，具体的，第一隔膜120可以设置在呼气嘴130与第一插头110的连接处，或者设置在第一插头110的中部，其中，第一隔膜120的中部设有紧密相接的裂纹；当人体呼气时，气体将裂纹撑开，呼出的气体穿过第一隔膜120，呼气完毕之后，裂纹关闭。可以有效的阻止呼出的气体外漏。其中，呼气嘴130可由软质材料或者硬质材料制成；软质材质为橡胶、硅胶、塑胶等，硬质材质为塑料等；优选为软质橡胶材料。第一隔膜120由软质可反弹材质制成，例如橡胶、硅胶、聚酰亚胺等。本实施例中，呼气嘴130、第一插头110为一体成型，在其他实施例中，呼气嘴130、第一插头110以及第一隔膜120可一体成型，也可以分开步骤制作，在此不做限定。
进一步，本实施例中的出气部30包括第二插头310、第二隔膜320以及消毒组件330；其中，第二插头310可活动插拔连接于第二插口220；第二插头310与消毒组件330连接形成出气通道，第二隔膜320设置在出气通道上。
其中，消毒组件330包括隔档网331、消毒介质332以及滤网333；其中，隔档网331、消毒介质332以及滤网333依次顺序设置在第二隔膜320的出口方向。
具体实际应用中，隔档网331和滤网333可以是同一种材质，其中隔档网331的网格密度小于滤网333的网格密度，消毒介质332为含有消毒材料的载体，设置在隔档网331和滤网333之间。隔档网331、消毒介质332和滤网333组合形成消毒组件，设置在出气部30的出气口处。其中，第二隔膜320与第一隔膜120的材质和设计方式一致，由软质可反弹材质制成，且中部设有紧密相接的裂纹，设置在第二插头310与消毒组件330连接形成出气通道上。其中，第一插头110和第二插头310的材质和设计方式也一致。
综上，收集分析部20包括固定盒体230、第一插口210、第二插口220以及收集分析组件240。其中，第一插口210和第二插口220背对设置在固定盒体230的两侧，收集分析组件240设置在固定盒体230的内部，且与第一插口210和第二插口220连通。具体的，收集分析组件240通过螺栓固定在固定盒体230的内部，且进行密封设计，保证收集分析组件240的有效性；第一插头110可活动插拔连接于第一插口210，第二插头310可活动插拔连接于第二插口220。在本实施例中，可以是在第一插口210和第二插口220处设计密封橡胶圈，例如塑胶圈，硅胶圈，橡胶圈等，方便第一插头110和第二插头310插入时能够紧密结合且密封性好。在其他实施例中，还可以是卡扣式或者螺丝式(当插口和插头均为圆形时)，便于拆卸。因此，整个呼气部10、出气部30插入收集分析部20之后，整个气体通道形成密封区域。
可选地，固定盒体230用于固定收集分析组件240，对收集分析组件240起到支撑作用，为整体无创分析装置100提供便于握持、放置、存放的保护结构，固定盒体230不参与分析、检测和气体和/或液体的收集过程。
请一并参阅图4至图7，收集分析组件240包括吸水反应区单元2410、电路传输区单元2420和插头输出区单元2430；其中，吸水反应区单元2410位于电路传输区单元2420上，吸水反应区单元2410设有若干吸水通孔2411，吸水通孔2411用于吸附人体的呼出气体；电路传输区单元2420和插头输出区单元2430电连接，用于将电路传输区单元2420的反应结果输出至检测分析装置。
吸水通孔2411的孔壁上设有金属层2412，其中，金属层2412与电路传输区单元2420的内部线路层连接，金属层2412用于传递吸水反应区单元2410的化学反应结果。内部线路层将化学反应的结果输出至插头输出区单元2430，并由插头输出区单元2430转送输出至外部的检测分析装置。具体的，插头输出区单元2430的插头区为金手指插头，具备良好的抗氧化性、导通性以及耐磨性等优点，可反复插拔。
可选地，内层线路层通过盲孔与插头输出区单元2430相连接。
本实施例中，吸水通孔2411的孔壁上还设有高吸水性树脂层2413，高吸水性树脂层2413附着在金属层2412的外表面，用于吸附气体和/或不同的测试试剂，其中，吸附气体是指人体呼出的气体，包括呼气中的气体和水汽。其中，吸水通孔2411的设计，一方面能够保证呼出的气体有效通过高吸水性树脂层2413区域，与高吸水性树脂层2413形成有效的接触和吸附；另一方面能够增大气体与高吸水性树脂层2413的接触面积，提升高吸水性树脂的吸水效率。其中，金属层2412可以为金属铜层，即高吸水性树脂层2413附着在孔内铜层2412上，由于高吸水性树脂层有效保留测试样体，并且高吸水性树脂层与电路板的孔内铜层接触面积大，即测试样体能与收集分析组件的金属层电路结合面积大，因此在吸水通孔2411的孔壁上设置高吸水性树脂层2413，能够吸收并检测测试样体，且形成有效的测试分析环境。因此，高吸水性树脂层2413附着在孔壁铜层2412上，形成较大的吸水面积，以及较大的与孔壁铜层的接触的面积，从而形成与内部电路层以及插头部的强效与高效导通。其中，孔壁内的高吸水性树脂层2413是通过树脂塞孔工序、烘干工序以及钻孔工序制作完成，其具体制作方法参见现有的树脂塞孔工艺，在此不再赘述。
可选地，通孔的孔径为1.5mm～3.0mm，塞入高吸水性树脂并烘干之后，使用0.2mm～2.0mm的钻针进行钻孔，形成0.2mm～2.0mm的孔，即为吸水孔，并保证余留的附着在孔内铜层2412上的高吸水性树脂层2413厚度为0.2mm～2.8mm。
其中，高吸水性树脂层2413的主要成分为聚丙烯酸钠或淀粉接枝丙烯酸或纤维素接枝丙烯酸，辅助成分包括填充剂、稀释剂、防结皮剂、分散剂、消泡剂等。
高吸水性树脂层的吸水能力能达到自身重量的100倍～1000倍，吸水速率能够达到5秒至10秒级，性能能够保证呼出的水汽被迅速充分吸收，或滴入检测药水之后吸收的待检气体成分能够被迅速充分吸收。
在实际应用中，可以进行气体分析，医护人员在检测呼吸疾病之前，向高吸水性树脂区域或者高吸水性树脂层滴入相应的检测试剂或者检测药水，例如检测人体的一氧化氮(或二氧化碳)的含量，则滴入相应的检测一氧化氮(或二氧化碳)含量的检测试剂或者药水，然后人体再进行呼气，呼出气体被含有检测药水的高吸水性树脂进行吸收；在其他实施例中，还可以进行体液分析，例如直接将血液滴在高吸水性树脂区域，进行各种含量检测等。
使用方法一，安装好呼气部10和出气部30，待检人员直接通过呼气部10呼气，气体里的水汽被吸水区单元吸收，多余的气体通过出气部30排出，将无创分析装置插入检测设备内，检测简单气体的含量，或水汽含量，从而检测待测人员呼吸情况或判断病灶。
使用方法二，先安装出气部30，再向吸水区滴入要检测标的的检测药水，然后安装呼气部10，药水被高吸水性树脂吸收，再通过呼气部进行呼气，气体里的需要检测的成分被高吸水性树脂吸收，气体内的待检成分与检测药水反应，反应过程产生电子，将装置插入检测仪器，根据产生电子的含量，检测待测人员的呼吸的情况或判断病灶。
使用方法三，进行体液检测，先不安装呼气部10，只安装出气部30，将需要检测的体液的检测药水滴在吸水区，药水被高吸水性树脂吸收，再滴入需要检测的体液，具体可以为血液，体液内的待检成分与药水发生反应，反应过程产生电子，将装置插入检测仪器，根据产生电子的含量，检测待测人员的呼吸的情况或判断病灶。
其中，金属层传输反应过程中产生的电子，起到导电传输作用。
另外，该吸水反应区单元2410可以重复利用，重复利用的方法是：将高吸水性树脂区域消毒(采用酒精等方式消毒)→拆除整体电路板→进行烘烤工序(150℃×30min)→再次消毒工序→再次烘烤工序(150℃×30min-60min)→组装完成，总共重复使用的次数不超过3次。吸水反应区单元2410的高吸水性树脂区域的通用性强，且方便医护人员的便捷和高效操作。
本实施例的采集组件240通过设置吸水反应区单元2410，并在吸水反应区单元2410上设置高吸水性树脂层2413，高吸水性树脂层2413能增大与孔壁铜层的接触面积，增加测试试剂与测试样品的有效率；另外，高吸水性树脂层2413可以检测不同试剂的检测样品，通用性强。
请参阅图8，图8为本发明一种用于呼吸疾病检测的无创分析系统一实施例的结构示意图。
如图8所示，该用于呼吸疾病检测的无创分析系统1包括无创分析装置100、检测分析装置200；其中，无创分析装置100电连接检测分析装置200，检测分析装置200接收无创分析装置的信息并对信息进行检测分析。其中，无创分析装置100为上述实施例的无创分析装置，结构参见上文，再次不再赘述。
本实施例中，检测分析装置200还包括插槽部单元，用于无创分析装置100的插头输出区单元2430插入进行电气连接。
其中，检测分析装置200还可以分为接收分析单元和结果反馈单元，其中，接收分析单元和结果反馈单元可以为一体设备，也可以拆分为两个单独的两个设备。在此不做限定。
综上所述，本领域技术人员容易理解，本发明提出的技术方案中，通过设置分离式的呼气部、收集分析部以及出气部，能够及时、方便地对呼气部进行更换或者清洁，有效减轻医务人员的工作负担，增加了操作的便捷性；收集分析部的独立设置避免了对检测标的物的二次接触和处理，防止检测标的物扩散到外部环境中，进一步通过在收集分析部采用在电路板通孔内设置高吸水性树脂，能够高效充分吸收待检测标的物，并采用与电路系统相结合的方式，实现电化学检测的方式，能够提高检测的精准度和效率。
以上所述仅为本发明的优选实施例，并非因此限制本发明实施例的专利范围，凡是在本发明实施例的发明构思下，利用本发明实施例说明书及附图内容所作的等效结构变换，或直接/间接运用在其他相关的技术领域均包括在本发明实施例的专利保护范围内。
Claims (10)
1.一种用于呼吸疾病检测的无创分析装置，其特征在于，所述无创分析装置包括呼气部、收集分析部以及出气部；其中，
所述呼气部和所述出气部可活动连接于所述收集分析部，所述呼气部用于提供人体进行呼气的进气通道，所述收集分析部对所述呼气部流入的呼出气体进行收集后反馈给检测分析装置，所述呼出气体流出至所述出气部。
2.根据权利要求1所述的无创分析装置，其特征在于，所述收集分析部包括固定盒体、第一插口、第二插口以及收集分析组件；其中，
所述第一插口和所述第二插口背对设置在所述固定盒体的两侧，所述收集分析组件设置在所述固定盒体的内部，且与所述第一插口和所述第二插口连通；
所述呼气部可活动插拔连接于所述第一插口，所述出气部可活动插拔连接于所述第二插口。
3.根据权利要求2所述的无创分析装置，其特征在于，所述收集分析组件包括吸水反应区单元、电路传输区单元和插头输出区单元；其中，
所述吸水反应区单元位于所述电路传输区单元上，所述吸水反应区单元设有若干吸水通孔，所述吸水通孔用于吸附人体的呼出气体；
所述电路传输区单元和所述插头输出区单元电连接，用于将所述电路传输区单元的反应结果输出至检测分析装置。
4.根据权利要求3所述的无创分析装置，其特征在于，所述吸水通孔的孔壁上设有金属层，其中，所述金属层与所述电路传输区单元的内部线路层连接，用于传递所述吸水反应区单元的化学反应结果。
5.根据权利要求4所述的无创分析装置，其特征在于，所述吸水通孔的孔壁上还设有高吸水性树脂层，所述高吸水性树脂层附着在所述金属层的外表面，用于吸附气体和/或不同的测试试剂。
6.根据权利要求2所述的无创分析装置，其特征在于，所述呼气部包括呼气嘴、第一插头以及第一隔膜；其中，
所述第一插头可活动插拔连接于所述第一插口；
所述呼气嘴与所述第一插头连接形成进气通道，所述第一隔膜设置在所述进气通道上。
7.根据权利要求6所述的无创分析装置，其特征在于，所述呼气嘴呈喇叭状，所述第一隔膜的中部设有紧密相接的裂纹。
8.根据权利要求2所述的无创分析装置，其特征在于，所述出气部包括第二插头、第二隔膜以及消毒组件；其中，
所述第二插头可活动插拔连接于所述第二插口；
所述第二插头与所述消毒组件连接形成出气通道，所述第二隔膜设置在所述出气通道上。
9.根据权利要求8所述的无创分析装置，其特征在于，所述消毒组件包括隔档网、消毒介质以及滤网；其中，所述隔档网、消毒介质以及滤网依次顺序设置在所述第二隔膜的出口方向。
10.一种用于呼吸疾病检测的无创分析系统，其特征在于，所述无创分析系统包括无创分析装置、检测分析装置；其中，无创分析装置为权利要求1-9任一所述的无创分析装置，所述无创分析装置电连接所述检测分析装置，所述检测分析装置接收所述无创分析装置的信息并对所述信息进行检测分析。
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