CN205228892U - 一种呼气末采样装置 - Google Patents

Abstract

一种呼气末采样装置，由功能模块、控制模块和通讯模块构成，功能模块可完成憋气、排空和采样的呼气过程判断，两通阀一和两通阀二的前端都与过滤器相连，两通阀一的后端连接大气而两通阀二的后端连接样品袋，流量及压力检测模块连入过滤器与两个两通阀之间；呼气经过过滤器后，两通阀一和两通阀二关闭，流量及压力检测模块测得正压，达到预设时间后，两通阀一开启，呼气排至大气，达到预设体积或时间后，两通阀一关闭、两通阀二开启，呼气进入样品袋；控制模块用于呼气压力和流量数据的采集，根据采集的呼气压力和流量数据及采样控制参数控制两通阀的开启和关闭。

Description

一种呼气末采样装置

技术领域

本发明涉及呼气末采样领域。

背景技术

目前采用的呼气末离线采样装置有：采样管、T型管+双袋系统、剪式阀、双口气袋等，用于采集肺泡中的气体，避免气道死腔气或空气的干扰。Haldane-Priestley采样管是经典的肺泡气采样装置，但使用起来很不方便，美国Quintron设备公司改良设计了Haldane-Priestley采样袋和剪式阀。Haldane-Priestley采样袋由一只T形接口件和两只气袋组成，当第一气袋充盈后，气体才流向第二气袋，采集到肺泡气。后在专利US5467776中又提出了将第二气袋替换为真空管的装置。剪式阀采样器则由一只剪式阀连接一只气袋和面罩构成。带面罩时可以自由呼吸空气，当要采样时，选择在接近一次呼气末，迅速夹紧剪式阀的柄，采样气袋即旋转到面罩开口，使呼气的其余部分进入采样袋。英国的Bedfond设备公司则使用双口气袋采集肺泡气，开始呼气使打开两个袋口的夹子，当接近呼气末时关闭出气口，使气袋充满。专利US5848975（飞利浦）公开了收集肺泡呼吸样本袋的方法，该方法已特别设计用于检测幽门螺旋杆菌感染。以上列举的采样装置都提出了采集肺泡气的过程要求，但都存在一定主观判断因素，都没有测量和记录的呼气信息数据然后应用该信息以确定它们是否采集到肺泡气样本；也没有发送信息至分析仪，对于患者是否按照要求进行呼气采样，没有任何凭据，为一个黑箱，因而分析样本时，不能确定样本是否可靠，分析结果是否正确。为了避免采样污染所带来的结果偏差，Quintron设备公司提出了对样本进行肺泡气稀释校正，即在测量呼出气氢浓度的同时测量CO₂，并根据5%的浓度参数给以校正。正常情况下肺泡中CO₂的浓度大约是5%，但环境的大气压、患者的通气状态、个体差异对CO₂浓度的影响是显著的，肺泡CO₂浓度不一定能5%水平，校正后的结果并不完全就是用户真是的肺泡气浓度，且机体的CO₂贮备比其他痕量气体的贮备大得多，通气障碍引起的肺泡CO₂与痕量气体变化是非线性关系的，校正的准确度大大降低。另外，不同气体在肺泡中的平衡时间不同，CO₂达到平衡了，目标气体还未达到平衡，因而以肺泡CO₂浓度判断目标气体平衡的呼气末，存在一定风险。英国的Bedfond设备公司则采用O₂校正。O₂测试即经济又方便，但其实仅比根本不校正好一点而已，因为肺泡O₂浓度波动很大的。对肺泡气采取校正的方法，并不完全可靠，根本的解决办法还是通过对采样过程的控制来保证采集到纯肺泡气，且通过信息交换使医务人员可以监控采样过程。

发明内容

本发明的目的是提供一种呼气末采样装置，以克服上述方法及装置的缺陷。

一种呼气末采样装置，由功能模块（100）、控制模块（200）和通讯模块（300）构成，其特征在于：功能模块(100)可完成憋气、排空和采样的呼气过程判断，两通阀一(103)和两通阀二(104)的前端都与过滤器(101)相连，两通阀一(103)的后端连接大气而两通阀二(104)的后端连接样品袋(105)，流量及压力检测模块(102)连入过滤器(101)与两个两通阀之间。

所述流量及压力检测模块(102)可以为压力传感器，在不同流量范围内标定好对应压力值，通过压力传感器压力测量值p1可计算出呼气流量v1。所述样品袋(105)，气袋材质的选择为惰性材质，对被测气体成分（如H₂、NO、CO、H₂S等）无吸附无释放，还要可以较长时间的存放，如聚酰胺或聚乙烯与铝箔复合的材料的气袋。所述两通阀一(103)和两通阀二(104)可以为隔膜阀，通径为2-3mm，Cv值为0.1-0.2，维持呼气过程的阻力在5-20cmH₂O。

功能模块(100)的憋气、排空和采样的呼气过程判断是通过的两个两通的开启和关闭实现的，其具体过程为：呼气经过过滤器(101)后，两通阀一(103)和两通阀二(104)关闭，流量及压力检测模块(102)测得正压，达到预设时间后，两通阀一(103)开启，呼气排至大气，同时流量及压力检测模块(102)测得流量及压力，达到预设体积或时间后，两通阀一(103)关闭、两通阀二(104)开启，呼气进入样品袋(105)，达到预设体积后，两通阀一(103)和两通阀二(104)关闭。

控制模块(200)用于呼气压力和流量数据的采集，根据采集的呼气压力和流量数据及采样控制参数控制两通阀的开启和关闭。通讯模块(300)用于接收采样控制参数和发送呼气信息数据，采用蓝牙模块，通过信息交换使医务人员就可以监控采样过程。

所述呼气末采样装置可以用于呼气氢测试样品的采集，还可以用户呼气一氧化碳、呼气硫化氢等测试样品的采样。因不同目标气体在肺泡中的平衡时间不同，对应的呼气末的判断也会不同，则其采样控制参数也需要相应调整。所述采样控制参数的调整方法，可以由以下测试方法得到：用可在线实时监测的仪器，长时间呼气测试，得到不同目标气体在呼气过程的平衡曲线，计算得到该气体的平衡系数，通过平衡系数调整采样控制参数。

所述呼气末采样装置，通过对憋气呼气过程的控制来保证采集到纯肺泡气，解决了采样过程缺乏监控的问题，提高了样本采集的可靠性，且通过信息交换使医务人员可以监控整个采样过程，根据提供的呼气信息数据，判断样本的可靠性，提供准确的分析结果和诊断信息、指导用户用药、提出随访要求等，提高了医疗服务的效率。

附图说明

图1为呼气末采样装置的结构示意图。

具体实施方式

使用本新型装置采集人体口呼气氢气体，使用Sunvou-P200型纳库仑呼气氢分析仪对氢气进行检测。按照《第一届罗马呼气氢实验共识声明》推荐的呼气氢采样方法：先深吸气，憋气15秒钟后再呼气，采集呼出末气体。

在本实施例中，用户被要求做一个乳糖吸收不良症的呼气氢测试。本新型装置与配置的7个的采样袋、过滤器和测试底物（25g乳糖）配合使用。用户按要求完成禁食12H等采样前准备后开始采样，装置根据用户的年龄、性别、身高、体重、病史等参数设定采样控制参数，憋气15s，排空500ml，采样200ml。先进行基础呼气氢样本采集，即空白样本，取0#采样袋，连接好，深吸气后口含过滤器，完成憋气呼气采样过程。然后按要求口服试验糖餐，即一定量乳糖溶于温水中，服用后清水漱口。按要求的时间间隔，使用装置呼气采集6个餐后样本，注意按采样袋上的序号先后采集。将采集好的样本气袋按顺序在呼气氢分析仪上进行分析，分析结果（见表1）。根据临床诊断切点，可以判断为乳糖吸收不良症。

表1呼气氢分析结果

样本序号	时间	H2浓度/ppm
			0#	0min	1
1#	30min	3
			2#	60min	5
3#	90min	13
			4#	120min	14
5#	150min	35
			6#	180min	20

Claims (6)

1.一种呼气末采样装置，由功能模块（100）、控制模块（200）和通讯模块（300）构成，其特征在于：功能模块(100)可完成憋气、排空和采样的呼气过程判断，两通阀一(103)和两通阀二(104)的前端都与过滤器(101)相连，两通阀一(103)的后端连接大气而两通阀二(104)的后端连接样品袋(105)，流量及压力检测模块(102)连入过滤器(101)与两个两通阀之间；呼气经过过滤器(101)后，两通阀一(103)和两通阀二(104)关闭，流量及压力检测模块(102)测得正压，达到预设时间后，两通阀一(103)开启，呼气排至大气，同时流量及压力检测模块(102)测得流量及压力，达到预设体积或时间后，两通阀一(103)关闭、两通阀二(104)开启，呼气进入样品袋(105)，达到预设体积后，两通阀一(103)和两通阀二(104)关闭；

控制模块(200)用于呼气压力和流量数据的采集，根据采集的呼气压力和流量数据及采样控制参数控制两通阀的开启和关闭；

通讯模块(300)用于接收采样控制参数和发送呼气信息数据，采用蓝牙模块。

2.如权利要求1所述呼气末采样装置，其特征在于：可以用于呼气氢、呼气一氧化碳、呼气硫化氢测试样品的采集。

3.如权利要求1所述呼气末采样装置，其特征在于所述控制模块的采样控制参数，需通过目标气体呼气平衡系数进行调整。

4.如权利要求1所述呼气末采样装置，其特征在于所述流量及压力检测模块(102)可以为压力传感器，在不同流量范围内标定好对应压力值，通过压力传感器压力测量值p可计算出呼气流量v。

5.如权利要求1所述呼气末采样装置，其特征在于所述样品袋(105)，气袋材质的选择为惰性材质，对被测气体成分无吸附无释放，还要可以较长时间的存放。

6.如权利要求1所述呼气末采样装置，其特征在于所述两通阀一(103)和两通阀二(104)可以为隔膜阀，通径为2-3mm，Cv值为0.1-0.2，维持呼气过程的阻力在5-20cmH₂O。