CN114460283A - 一种呼出气一氧化氮检测仪 - Google Patents
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Abstract
本发明提供一种呼出气一氧化氮检测仪，包括呼气装置；与所述呼气装置通过呼气管相连通、用以流通及检测待测气体的一氧化氮浓度的检测气路；用以实现气体调零的调零气路；还包括用以控制检测气路和调零气路启停、路径通断以及控制滤波放大、分析和传输数据的电路部；还包括供电的电源及显示屏。本发明可以自动切换调零气路和检测气路，实现一氧化氮浓度检测，显著地提高了一氧化氮的检测精度及检测效率。
Description
技术领域
本发明涉及医疗器械技术领域，更具体地说，涉及一种呼出气一氧化氮检测仪。
背景技术
呼出气一氧化氮(FeNO)被认为是气道中嗜酸性炎症的敏感指示剂，FeNO的检测方法已经被应用于评估和预测患者在抗炎治疗中反应，以及监测患者的依从性。针对FeNO的检测目前有化学发光检测仪、电化学检测仪、激光检测仪这三种主流的检测仪。
目前，市面上的电化学一氧化氮检测仪大多为单一气路检测，缺少归零气路，需要重新启动检测仪或是需要到无NO环境下进行归零，当归零不准确时，极易影响一氧化氮检测仪的测量精度。由于在临床试验中得出，儿童的FeNO浓度<20ppb属于正常水平，20-35ppb属于轻度炎症，>35ppb属于重度炎症；成人的FeNO浓度<25ppb属于正常水平，25-50ppb属于轻度炎症，>50ppb属于重度炎症，所以对于医用的呼出气一氧化氮检测仪的检测精度要求高。
发明内容
本发明的目的是提供一种呼出气一氧化氮检测仪，该呼出气一氧化氮检测仪提供双气路检测模式，提高了一氧化氮检测仪的检测精度。
本发明提供一种呼出气一氧化氮检测仪，包括呼气装置；
检测气路，与所述呼气装置通过呼气管相连通；
调零气路，用以实现气体调零；
所述检测气路与所述调零气路通过阀门组件实现自动切换；
电路部，用以与所述检测气路和所述调零气路电连接以控制所述检测气路和所述调零气路启停、路径通断以及控制滤波放大、分析和传输数据；
显示屏，用以与所述电路部通讯连接、以显示测量数据；
电源，用以向所述检测气路、所述调零气路、所述电路部及所述显示屏供电。
优选的，所述呼气装置包括一次性对嘴、用以过滤细菌及水气的一次性过滤器和用以去除一氧化氮的吸气手柄，所述吸气手柄的底部设有若干吸气孔，所述吸气手柄的内部设有零压力单向阀且填充有氧化物。
优选的，所述一次性过滤器包括上盖、下盖以及由三层聚烯驻极合成纤维的疏水材料制成的滤膜。
优选的，所述一次性对嘴、所述吸气手柄均通过插拔方式与所述一次性过滤器连接。
优选的，所述检测气路包括通过气管依次连接的第一三通阀、第二三通阀、气泵、干燥管和一氧化氮传感器，所述呼气装置与所述第一三通阀之间通过气管连接气体储存室，所述呼气装置与所述第一三通阀之间的气管上安装用以控制所述气体储存室通断的夹管器。
优选的，所述调零气路包括通过管路顺次连接的一氧化氮去除室、所述第一三通阀、所述第二三通阀、所述气泵、所述干燥管、所述一氧化氮传感器，所述一氧化氮去除室设有与外界相通的进气口；所述一氧化氮去除室内部填充有高锰酸钾。
优选的，所述电路部包括滤波放大电路、数据分析处理电路、数据传输电路和控制电路，所述滤波放大电路由并联的三个一氧化氮电化学传感器滤波放大电路以及主电路上的滤波放大电路构成；所述电路部分别与所述夹管器、所述第一三通阀、所述气泵、所述一氧化氮传感器以及所述显示屏电连接。
优选的，所述呼气装置与所述检测气路之间安装有恒流阀，所述恒流阀通过气管分别连接第一气压检测传感器和第二气压检测传感器，所述电路部与所述第一气压检测传感器、所述第二气压检测传感器以及所述第二三通阀相连。
优选的，所述一氧化氮传感器为三个并联的一氧化氮电化学传感器。
优选的，所述气体储存室由储气管螺旋折叠形成螺旋正方体。
与上述背景技术相比，本发明所提供的呼出气一氧化氮检测仪，包括呼气装置检测气路、调零气路、电路部、显示屏和电源，其中，呼气装置、检测气路和调零气路构成气体收集部，检测气路用以流通及检测待测气体的一氧化氮浓度，调零气路用以实现检测系统调零，检测气路与调零通过阀门组件实现自动切换。本申请通过连接电路部的阀门组件以及内置的自主编码程序可以实现调零气路和检测气路的自主切换，实现双气路的检测方式，具体来说，测试前，测试者向呼气装置呼气，通过检测气路、电路部及显示屏实现呼出气体流速及流量的检测，以使系统达到响应值；调零时，外部环境气体进入检测仪内部，经过调零气路进行气体调零，然后，待测气体经检测气路实现一氧化氮浓度检测，检测得到的电信号经电路部滤波放大、分析处理及数据转换后传输至显示屏实现可视化，由此可以有效地提高检测仪的检测精度。
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的实施例，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，还可以根据提供的附图获得其他的附图。
图1和图2为本发明所提供的呼出气一氧化氮检测仪的示意图。
其中，1-一次性对嘴、2-一次性过滤器、3-吸气手柄、4-恒流阀、5-夹管器、6-第一气压检测传感器、7-第一三通阀、8-第二三通阀、9-气泵、10-干燥管、11-一氧化氮传感器、12-电路部、13-第二气压检测传感器、14-电源、15-气体储存室、16-一氧化氮去除室、17-显示屏。
具体实施方式
为了使本技术领域的技术人员更好地理解本发明方案，下面结合附图和具体实施方式对本发明作进一步的详细说明。
请参考图1和图2，图1和图2为本发明所提供的呼出气一氧化氮检测仪的结构示意图。
本发明提供一种呼出气一氧化氮检测仪，主要包括呼气装置、检测气路、调零气路、阀门组件、电路部12、显示屏17和电源14，上述各部件安装于壳体内。
其中，呼气装置用以供使用者对嘴吹气，检测气路与呼气装置通过呼气管相连通，检测气路用以流通及检测待测气体的一氧化氮浓度，调零气路通过气管与检测气路相连，调零气路可以实现气体调零，在内置编码程序的控制下通过阀门组件实现检测气路与调零气路的自主切换。
电路部12与检测气路、调零气路以及显示屏17电性连接，进行呼出气的流速和流量测试，以使系统达到稳定值，以及控制检测时的气体调零和呼出一氧化氮浓度的自动高精度检测。
显示屏17与电路部12通讯连接，该电路部具体为单片机，电路部12将测量数据传输至显示屏17，通过显示屏17实现测量数据的可视化。
上述检测气路、调零气路、电路部12以及显示屏17均由电源14供电。
测试时，外部环境气体进入调零气路，经调零气路去除空气中的一氧化氮气体，从而得到不含一氧化氮的调零气体；并且，通过向呼气装置吹气，气体经调零气路实现系统调零，以确保后续测试结果的准确性；待测气体经检测气路和电路部实现待测呼出气体一氧化氮浓度的自动检测。上述测试过程中，通过连接电路部的阀门组件以及内置的自主编码程序可实现调零气路和检测气路的自主切换，由此实现双气路检测。
上述呼气装置包括一次性对嘴1、一次性过滤器2和吸气手柄3。
一次性对嘴1优选选用材质为聚丙烯且为医用级别的无菌吹嘴，测试者向一次性对嘴1吹气时，气体经过一次性过滤器4过滤掉气体中的细菌和水气，再经过吸气手柄3去除掉气体中的一氧化氮。
一次性过滤器2用以过滤细菌及水气。
另外，吸气手柄3连接调零气路和检测气路，一次性对嘴1、一次性过滤器2和吸气手柄3三者依次连接。吸气手柄3的底部设有若干吸气孔，吸气手柄3的内部设有零压力单向阀且填充有氧化物，气体进入吸气手柄3时，氧化物将气体中的一氧化氮氧化为二氧化氮，从而得到不含有一氧化氮的调零气体，以确保检测环节测试结果的准确性。
另外，上述一次性过滤器2包括上盖、下盖以及滤膜，滤膜由三层聚烯驻极合成纤维的疏水材料制成，上盖与下盖盖合后内部具有安装腔，滤膜设置于安装腔内，利用滤膜过滤细菌和水气，通过更换滤膜可实现重复多次测试。
安装时，一次性对嘴1下端的外直径与一次性过滤器2上端的内直径相等，对嘴刚好插入一次性过滤器2上端中，吸气手柄3顶部的内直径与一次性过滤器2的下端的外直径相等，一次性对嘴1、吸气手柄3可以通过插拔方式与一次性过滤器2插接连接，三者也可以螺纹连接，测试时，通过呼气装置实现气体的初步过滤。
在一种具体实施例中，检测气路包括通过气管依次连接的第一三通阀7、第二三通阀8、气泵9、干燥管10和一氧化氮传感器11，呼气装置与第一三通阀7之间还设有气体储存室15和夹管器5，电路部12分别与恒流阀4、夹管器5、第一三通阀7、气泵9以及一氧化氮传感器11相连。
另外，上述调零气路包括通过管路顺次连接的一氧化氮去除室16、第一三通阀7、第二三通阀8、气泵9、干燥管10和一氧化氮传感器11，一氧化氮去除室16设有与外界相通的进气口，一氧化氮去除室16内部填充有高锰酸钾。
一氧化氮传感器11优选由三个传感器通过电路并联的方式作为一氧化氮检测模组。气体储存室15由2m长的储气管折叠形成；储气管的直径为1cm。干燥管10是长为30cm、直径为0.2cm的细管，内含干燥剂。
此外，电路部12包括滤波放大电路、数据分析处理电路、数据传输电路和控制电路，滤波放大电路由并联的三个一氧化氮电化学传感器滤波放大电路以及主电路上的滤波放大电路构成，电路部12分别与夹管器5、第一三通阀7、气泵9、一氧化氮传感器11以及显示屏17电连接。
在测试前的呼气测试过程中，呼出气体流经恒流阀4、第二三通阀8、干燥管10，到达一氧化氮传感器11进行流速和流量检测，在此过程中测试者可以进行呼气预检测，检测者深吸一口气，将该口气按照一定的流速和流量向对嘴吹气，监测是否达到响应值，预检测成功后可进行检测，直至系统达到响应值，目的是使一氧化氮传感器11稳定。测试完毕，电路部12控制气泵9启动，并控制第一三通阀7连通一氧化氮去除室16，此时外界空气通过进气口进入一氧化氮去除室16，经高锰酸钾将空气中的一氧化氮进行氧化之后，得到不含有一氧化氮的调零气体。调零气体在气泵9的压力下，经第一三通阀7、第二三通阀8、干燥管10，流经一氧化氮传感器11进行检测，一氧化氮传感器11将检测的结果传输到电路部12的微处理器作为调零电信号。
调零结束后，正式检测时，电路部12打开夹管器5，待测气体收集至气体储存室15中，电路部12控制第一三通阀7连通气体储存室15，气泵9将待测气体抽到干燥管10，经干燥后的待测气体进入一氧化氮传感器11中检测，三个一氧化氮传感器11各自的电信号先经过各自的滤波放大电路，并汇入主干路的电信号，进行滤波放大电路，再经数据分析处理电路处理后，通过数据分析处理电路中的A/D数模转换器将电信号转化为数据信号，并经数据传输电路传输到显示屏17上进行显示。
在上述实施例的基础上，可以在呼气装置与检测气路之间安装恒流阀4，恒流阀4通过气管分别连接第一气压检测传感器6和第二气压检测传感器13，电路部12与第一气压检测传感器6、第二气压检测传感器13以及第二三通阀8相连。
经过滤后的呼出气体通过呼气管流经恒流阀4，此时，待测气体被第一气压检测传感器6检测气压，并将检测到的电信号经过滤波放大电路进行处理后，传输到数据分析处理电路中的微处理器，经微处理器分析后启动夹管器5，待测气体进入到气体储存室15中，同时，待测气体被第二气压检测传感器13检测气压，并将电信号传输至微处理器，微处理器分析后实时调节恒流阀4的阀门，以保证各个检测者在相同的时间内吹出的气体量相同。由此可见，在本实施例中，通过恒流阀4和气压检测传感器相配合，可以使得呼出气恒量流入气体储存室15中，实现稳流作用。
优选的，气体储存室15由储气管螺旋折叠形成螺旋正方体。
本发明所提供的呼出气一氧化氮检测仪的工作流程为：安装一次性对嘴1和一次性过滤器2，开启检测仪；进行呼气测试，呼出气体经恒流阀4、第二三通阀8、干燥管10，到达一氧化氮传感器11进行检测，直至系统达到响应值；检测者先进行吸气，空气通过吸气手柄3底部的吸气孔进入，空气中的一氧化氮被吸气手柄3内部的氧化物氧化成二氧化氮，以去除气体中的一氧化氮气体；对着一次性对嘴1吹气，呼出的待测气体经过一次性过滤器2的滤膜除去呼出气中的水分、细菌等；过滤气体进入恒流阀4，第一气压检测传感器6检测恒流阀4内过滤气体的气压，达到预设气压值时，电路部12开启夹管器5，气体进入气体储存室15中存储；同时，第二气压检测传感器13同步检测气体，电路部12根据气压值调节恒流阀4的阀门开度，实现气体恒流控制。此后，在气泵9的控制下实现系统调零以及待测气体的一氧化氮检测。
需要说明的是，在本说明书中，诸如第一和第二之类的关系术语仅仅用来将一个实体与另外几个实体区分开来，而不一定要求或者暗示这些实体之间存在任何这种实际的关系或者顺序。
以上对本发明所提供的呼出气一氧化氮检测仪进行了详细介绍。本文中应用了具体个例对本发明的原理及实施方式进行了阐述，以上实施例的说明只是用于帮助理解本发明的方法及其核心思想。应当指出，对于本技术领域的普通技术人员来说，在不脱离本发明原理的前提下，还可以对本发明进行若干改进和修饰，这些改进和修饰也落入本发明权利要求的保护范围内。
Claims (10)
1.一种呼出气一氧化氮检测仪，其特征在于，包括：
呼气装置；
检测气路，与所述呼气装置通过呼气管相连通，所述检测气路用以流通及检测待测气体的一氧化氮浓度；
调零气路，用以实现气体调零；
所述检测气路与所述调零气路通过阀门组件实现自动切换；
电路部(12)，用以与所述检测气路和所述调零气路电连接以控制所述检测气路和所述调零气路启停、路径通断以及控制滤波放大、分析和传输数据；
显示屏(17)，用以与所述电路部(12)通讯连接、以显示测量数据；
电源(14)，用以向所述检测气路、所述调零气路、所述电路部(12)及所述显示屏(17)供电。
2.根据权利要求1所述的呼出气一氧化氮检测仪，其特征在于，所述呼气装置包括一次性对嘴(1)、用以过滤细菌及水气的一次性过滤器(2)和用以去除一氧化氮的吸气手柄(3)，所述吸气手柄(3)的底部设有若干吸气孔，所述吸气手柄(3)的内部设有零压力单向阀且填充有氧化物。
3.根据权利要求2所述的呼出气一氧化氮检测仪，其特征在于，所述一次性过滤器(2)包括上盖、下盖以及由三层聚烯驻极合成纤维的疏水材料制成的滤膜。
4.根据权利要求3所述的呼出气一氧化氮检测仪，其特征在于，所述一次性对嘴(1)、所述吸气手柄(3)均通过插拔方式与所述一次性过滤器(2)连接。
5.根据权利要求1所述的呼出气一氧化氮检测仪，其特征在于，所述检测气路包括通过气管依次连接的第一三通阀(7)、第二三通阀(8)、气泵(9)、干燥管(10)和一氧化氮传感器(11)，所述呼气装置与所述第一三通阀(7)之间通过气管连接气体储存室(15)，所述呼气装置与所述第一三通阀(7)之间的气管上安装用以控制所述气体储存室(15)通断的夹管器(5)。
6.根据权利要求5所述的呼出气一氧化氮检测仪，其特征在于，所述调零气路包括通过管路顺次连接的一氧化氮去除室(16)、所述第一三通阀(7)、所述第二三通阀(8)、所述气泵(9)、所述干燥管(10)及所述一氧化氮传感器(11)，所述一氧化氮去除室(16)设有与外界相通的进气口；所述一氧化氮去除室(16)内部填充有高锰酸钾。
7.根据权利要求6所述的呼出气一氧化氮检测仪，其特征在于，所述电路部(12)包括滤波放大电路、数据分析处理电路、数据传输电路和控制电路，所述滤波放大电路由并联的三个一氧化氮电化学传感器滤波放大电路以及主电路上的滤波放大电路构成；所述电路部(12)分别与所述夹管器(5)、所述第一三通阀(7)、所述气泵(9)、所述一氧化氮传感器(11)以及所述显示屏(17)电连接。
8.根据权利要求5～7任一项所述的呼出气一氧化氮检测仪，其特征在于，所述呼气装置与所述检测气路之间安装有恒流阀(4)，所述恒流阀(4)通过气管分别连接第一气压检测传感器和第二气压检测传感器，所述电路部(12)与所述第一气压检测传感器、所述第二气压检测传感器以及所述第二三通阀(8)相连。
9.根据权利要求5所述的呼出气一氧化氮检测仪，其特征在于，所述一氧化氮传感器(11)为三个并联的一氧化氮电化学传感器。
10.根据权利要求5所述的呼出气一氧化氮检测仪，其特征在于，所述气体储存室(15)由储气管螺旋折叠形成螺旋正方体。
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