CN203479740U

CN203479740U - 手持式呼气一氧化氮分析仪

Info

Publication number: CN203479740U
Application number: CN201320601974.6U
Authority: CN
Inventors: 韩益苹; 谢雷; 韩杰; 曹青; 邓中全
Original assignee: Wuxi Sunvou Medical Treatment Electronic Co Ltd
Current assignee: Wuxi Sunvou Medical Treatment Electronic Co Ltd
Priority date: 2013-09-27
Filing date: 2013-09-27
Publication date: 2014-03-12
Anticipated expiration: 2023-09-27

Abstract

一种手持式呼气一氧化氮分析仪，可通过人体呼出气体中的一氧化氮浓度的测量，可用于用于哮喘等呼吸病的诊断与疗效评价。

Description

手持式呼气一氧化氮分析仪

技术领域

本发明涉及人体呼出气体分析的设备。

背景技术

呼气一氧化氮作为气道炎症的标志物用于哮喘等呼吸病的检测分析已经获得医疗界充分肯定。美国胸腔协会和欧洲呼吸协会在2005年联合制定与公布了进行该测量的标准化方法“ATS/ERS Recommendations for Standardized Procedures for the Online and Offline Measurement of Exhaled Low Respiratory Nitric Oxide and Nasal Nitric Oxide, 2005”，2011年提出了其临床应用指南（An Official ATS Clinical Practice Guideline: Interpretation of exhaled Nitric Oxide Level( F_eNO) for Clinical Applications），这些标准与指南用来指导如何进行检测与将检测结果用于哮喘等呼吸病的诊断与疗效评价。

ATS技术标准要求进行呼气一氧化氮测试采样时，需要在至少5cmH₂O的呼气压力下，在50ml/s 的固定呼气流速下进行单次持续呼气10秒（或儿童6秒），这对于儿童及部分由呼吸系统疾病的成年人来说，已存在一定的困难，但对响应较慢的电化学一氧化氮气体传感器而言（90%的响应时间大于10秒），10秒的通气时间并不能使传感器的响应达到稳态值。因而用电化学气体传感器进行呼气一氧化氮测量时，在呼气的过程中对呼气一氧化氮浓度进行实时测量是有困难的。

为了解决呼气采样要求与传感器响应速度间的矛盾，将呼气采样与分析测量两个过程分开控制是自然的选择，最简单的方法是将呼出气体收集到气袋中，然后进行分析，一种改进的方法是将呼出气体收集到细长的样品室中，然后通过阀门切换，用泵将样品室中气体抽入传感器中进行分析测量，Aerocirne（US20040082872）及尚沃医疗电子公开的呼气分析装置（CN2012 1020 7872.6）都采用了该方法。

该方法解决了呼气采样与呼气样品测量速度不匹配的问题，使呼气采样过程更为轻松，通过电磁阀状态的调整自动实现呼气采样与样品分析过程的切换，但由于呼气过程呼气流速较大，为了控制呼气阻力，需要选用较大通径的电磁阀，这样电磁阀的功耗及暂态电流较大，工作时发热较大，在电源匹配及电路设计上需要对此进行特殊的考虑，工作频率较高时，仪器散热也是必须考虑的问题，同时大通径的电磁阀一般体积较大，不便于仪器的小型化。

发明内容

本实用新型针对上述方法的不足提出了一种简化的气路设计方案以提供一种手持式呼气一氧化氮气体分析仪，该分析仪结构简单、体积小、功耗低、成本低，非常适合家庭或在病床边使用。

本实用新型揭示的手持式呼气一氧化氮分析仪，其气路由采样气路及分析气路两部分组成，其特征为：所述采样气路由压力或流量传感器、第一单向阀、气室及第二单向阀串联组成，其中所述气室由细长管路构成，管路直径范围为2~40mm，在呼气及测量时气室气路阻力小于1cmH₂O，所述第一单向阀开启阻力大于2cmH₂O,小于10cmH₂O, 所述第二单向阀正向开启阻力小于10cmH₂O, 反向漏气阻力大于20cmH₂O；所述气路由泵、湿度调节器、传感器及零点管串联组成，所述分析气路两端通过毛细管连接到气室两端，泵开启时气体流动方向为：气室末端、泵、湿度调节器、传感器、零点管、气室前端。

附图说明

图1手持式呼气一氧化氮分析仪气路结构示意图。

图2本发明手持式呼气一氧化氮分析仪对一氧化氮标准的响应。

图3利用本发明手持式呼气一氧化氮分析仪进行呼气一氧化氮测量结果与利用NIOX MINO呼气一氧化氮分析仪进行呼气测量结果的比较。

具体实施方式

对于呼气一氧化氮检测，由于需要测量到ppb级的NO浓度变化，传感器灵敏度较高，其基线受温、湿度影响较大，需要经常进行零点修正。本实用新型通过简单的气路设计，在不用电磁阀等高功耗器件的条件下实现了呼气一氧化氮测量时的基线校准、湿度补偿等功能。

图1是本实用新型所揭示的手持式呼气一氧化氮分析仪的结构示意图，所述气路仍由采样气路及分析气路组成，其中采样气路由压力或流量传感器1、单向阀5、气室2及单向阀6串联组成，其中所述气室2的设计原则为：保证呼气及测量时气体在其中的流动均为活塞流，气室阻力小于1cmH₂O，优选结构为细长管路，其管路直径可选范围为2~40mm, 优选为4~10mm，所述单向阀5开启阻力大于2cmH₂O,小于10cmH₂0, 所述单向阀6正向开启阻力小于10cmH₂O, 反向漏气阻力大于20cmH₂O，分析气路由泵4、湿度调节器7、传感器3及零点管8串联组成，所述分析气路两端通过毛细管连接到气室2两端，泵开启时气体流动方向为：泵4到湿度调节器7再到传感器3。

在上述气路参数条件下，可保证气体在气路中多次循环流动时，外界气体的干扰不会影响到分析测量的结果。

呼气采样时将气体按ATS标准要求呼入气室中（对呼气NO检测，要求呼气阻力>5cmH₂O，流量50±10%），气体流经压力或流量传感器1、单向阀5、气室2及单向阀6然后打开气泵4，气体经气体湿度器7、传感器3及零点管8后回到气室2，（气体经过零点管后，样品气中的活性组分被零点管吸附或反应掉，本发明选用的吸附材料为载KMnO₄的氧化铝材料，回到气室中的气体为不含活性组分的零点气，但可能还有其它可能影响传感器响应的干扰成分），这样经过两次循环，观察传感器测量的到得整个循环过程的响应电流，可发现两个响应平台，第一个循环响应平台记为电流I₁，它反映的是传感器对样品气中所有活性组分的响应，第二个响应平台记为电流I₀，它反映的是传感器对扣除相关活性组分后样品气体的响应电流，二者之差为相关活性组分在传感器上的响应。

所述湿度调节器可以用硅胶、分子筛等多孔吸湿材料，但最优的选择为博纯公司的Nafion管。用它可保证样品气两次通过传感器时湿度保持一致，即零点气与样品气的湿度一致。

由于在气路中省去了电磁阀等大电流高功耗元件，在简化气路及保证测量可靠性的同时，控制电路的设计也得到了简化，气路、电路的稳定性都得到了提升。

图2是本发明仪器选用呼气一氧化氮传感器利用所述仪器对0-300ppb范围内一氧化氮标准气的测量结果，结果表明本分析仪在0-300ppb范围内对一氧化氮的响应是线性的，线性相关性为0.998。

图3是所述仪器对32位呼吸病患者在同一时间分别在所述呼气分析仪及NIOX MINO呼气一氧化氮分析仪上进行呼气测试的结果对比，两组数据的Pearson相关性为0.971（P<0.001），线性相关系数为0.852。

Claims

1.一种手持式呼气一氧化氮分析仪，其气路由采样气路及分析气路两部分组成，其特征为：所述采样气路由压力或流量传感器、第一单向阀、气室及第二单向阀串联组成，其中所述气室由细长管路构成，管路直径范围为2~40mm，在呼气及测量时气室气路阻力小于1cmH₂O，所述第一单向阀开启阻力大于2cmH₂O，小于10cmH₂O, 所述第二单向阀正向开启阻力小于10cmH₂O，反向漏气阻力大于20cmH₂O；所述气路由泵、湿度调节器、传感器及零点管串联组成，所述分析气路两端通过毛细管连接到气室两端，泵开启时气体流动方向为：气室末端、泵、湿度调节器、传感器、零点管、气室前端。