CN205484228U - 一种呼出气检测辨识装置 - Google Patents

Abstract

本实用新型公开了一种呼出气检测辨识装置，属于医疗器械技术领域。其包括气体获取装置及辨识装置，所述气体获取装置包括呼吸气采集罩(1)，以及分别与所述呼吸气采集罩(1)连通的标准气罐(2)及采集气罐(3)，所述标准气罐(2)用于提供标准呼吸气体，所述采集气罐(3)用于获取呼出气，所述标准气罐(2)与所述呼吸气采集罩(1)之间设有单向阀，所述呼吸气采集罩(1)与所述采集气罐(3)之间设有抽真空装置，所述辨识装置连接所述采集气罐(3)。上述呼出气采集辨识装置可以准确地获取呼出气信息包括气体成分、气体理化性质、气体中微生物及蛋白等物质检测，辅助医生诊断治疗。

Description

一种呼出气检测辨识装置

技术领域

本实用新型涉及医学检测装置，特别涉及一种呼出气检测辨识装置。

背景技术

中医诊断疾病的方法中，望诊是观察病人的发育情况、面色、舌苔、表情等；闻诊是听病人的说话声音、咳嗽、喘息，并且嗅出病人的口臭、体臭等气味；问诊是询问病人自己所感到的症状，以前所患过的病等；切诊是用手诊脉或按腹部有没有痞块。其中，闻诊中嗅气味可以分析人体气机的升降出入、体质类型、脏腑气血的盛衰、病邪所在的脏腑及病情的变化，对中医处方用药和判断疾病预后有重要参考意义。嗅味诊传统上一般采用医生感官评价的方法，但人的感觉器官易受环境、个体差异以及主观因素的干扰，从而降低了闻诊结果的准确性。以色谱类为代表的仪器分析方法虽可定性和定量分析气味成分，但该方法普遍存在耗时长、成本高、设备昂贵、有毒害等不足，不适合现场检测的需要。为此，提供一种能够准确判断呼出气成分的检测装置成为本领域技术人员亟待解决的技术问题。

实用新型内容

本实用新型的目的在于提供一种能够根据获取呼出气信息的辨识装置，用于辅助医生诊断病情。

为了实现上述目的，本实用新型提供一种呼出气检测辨识装置，包括气体获取装置及辨识装置，所述气体获取装置包括呼吸气采集罩，以及分别与所述呼吸气采集罩连通的标准气罐及采集气罐，所述标准气罐用于提供标准呼吸气体，所述采集气罐用于获取呼出气，所述标准气罐与所述呼吸气采集罩之间设有单向阀，所述呼吸气采集罩与所述采集气罐之间设有抽真空装置，所述辨识装置连接所述采集气罐。

作为优选，呼出气检测辨识装置中，所述采集气罐包括互相连通的第一采集气罐以及第二压缩气罐，所述第一采集气罐与所述第二压缩气罐之间设有气体压缩装置，所述气体压缩装置将所述第一采集气罐内的呼出气压缩后导入所述第二压缩气罐内，所述辨识装置连接所述第二压缩气罐。

作为优选，呼出气检测辨识装置中，所述气体压缩装置为设置于所述第一采集气罐内的活塞，所述活塞在气压力的驱动下在所述第一采集气罐相对的两端之间移动将气体导入所述第二压缩气罐。

作为优选，呼出气检测辨识装置中，所述呼吸气采集罩与所述第一采集气罐之间还设有膜气室，所述膜气室与所述第一采集气罐之间设有开关阀。

作为优选，呼出气检测辨识装置中，所述膜气室与所述呼吸气采集罩之间设有颗粒物检测栅，所述颗粒物检测栅上涂敷有生物活性酶。

作为优选，呼出气检测辨识装置中，所述膜气室与所述呼吸气采集罩之间的导气管上设有流量传感器。

作为优选，呼出气检测辨识装置中，所述膜气室内设有压力传感器。

作为优选，呼出气检测辨识装置中，所述辨识装置为气相色谱质谱联用仪。

作为优选，呼出气检测辨识装置中，所述呼吸气采集罩包括面罩本体以及密封连接于所述面罩本体上的进气接口和出气接口，所述进气接口及所述出气接口上分别设有开关阀。

作为优选，呼出气检测辨识装置中，所述第一采集气罐的容量为潮气量的标准值，所述第二压缩气罐的容积是所述第一采集气罐的1/10。

本实用新型的有益效果在于：

本实用新型的呼出气检测辨识装置包括用于获取受试者呼出气的气体获取装置，以及将呼出气进行分析的辨识装置，其中气体获取装置包括呼吸气采集罩以及分别与呼吸气采集罩连通的标准气罐及采集气罐，所述标准气罐用于提供标准呼吸气体，所述采集气罐用于获取呼出气，所述标准气罐与所述呼吸气采集罩之间设有单向阀，所述呼吸气采集罩与所述采集气罐之间设有抽真空装置，所述辨识装置连接所述采集气罐。呼出气检测辨识装置前，首先通过抽真空装置将所述采集气罐内的气体排出，使用时，受试者通过将呼吸气采集罩罩设于口鼻处正常呼吸一次，将标准气罐内的气体呼入，采集气罐采集到受试者的呼出气，并通过辨识装置辨识气体成分及状态信息等。通过上述装置可以准确地获取呼出气信息，辅助医生诊断治疗。

进一步地，呼吸气采集罩与采集气罐之间还设有膜气室，所述膜气室内设有压力传感器。所述膜气室与所述呼吸气采集罩之间的导气管上设有流量传感器。呼出气在导气管前段经过设置有流量传感器和有压力传感器的部位时，当呼出气被所述流量传感器检测到之后，计时器便开始计时，整个导气管及其后端联通的膜气室内部的压力与肺构成了连通腔，所以求内部的压力值等于肺部排气压力，利用压力传感器传感器对呼气1秒、2秒、3秒后的压力变化情况，描记出时间肺活量，提高了该检测辨识装置的实用性。

进一步地，本实用新型的呼出气检测辨识装置还设有颗粒物检测栅，颗粒物检测栅上涂敷有生物活性酶。这些酶的检测是通过与特定的微生物相结合，然后在一定时间内与生物酶发生化学反应导致仿生鼻毛上的电抗发生改变，在短时间内10-20分钟通过微生物反应产生的代谢物与MEMS串联式压电传感器相连接，得到微生物的代谢活性以及含量。

附图说明

图1为本实用新型的呼出气检测辨识装置的结构示意图；

图2为本实用新型的呼吸气体采集装置结构示意图；

图中附图标记说明：

1-呼出气采集罩，11-面罩本体，12-进气接口，13-出气接口，2-标准气罐，3-采集气罐，31-第一采集气罐，32-第二压缩气罐，4-膜气室，5-颗粒物检测栅。

具体实施方式

以下将结合附图，使用以下实施例对本实用新型进行进一步阐述。

图1所示为本实用新型的呼出气检测辨识装置，其包括气体获取装置及辨识装置，所述气体获取装置包括呼吸气采集罩1，以及分别与所述呼吸气采集罩1连通的标准气罐2及采集气罐3，所述标准气罐2用于提供标准呼吸气体，所述采集气罐3用于获取呼出气，所述标准气罐2与所述呼吸气采集罩1之间设有单向阀，所述呼吸气采集罩1与所述采集气罐3之间设有抽真空装置，所述辨识装置连接所述采集气罐3。

其中,上述标准气罐2为温度为25℃,标准大气压条件下的气体。使用上述呼出气检测辨识装置前，首先通过抽真空装置将所述采集气罐3内的气体排出，使用时，受试者通过将呼吸气采集罩1罩设于口鼻处正常呼吸一次，将标准气罐2内的气体呼入，采集气罐3采集到受试者的呼出气，并通过辨识装置辨识气体成分及状态信息等。

具体地，所述呼吸气采集罩1包括面罩本体11以及密封连接于所述面罩本体11上的进气接口12和出气接口13，所述进气接口12及所述出气接口13上分别设有开关阀。当完成一次呼吸后，受试者手动将所述进气接口12及所述出气接口13开关阀关闭，避免采集气罐3或标准气罐1内的气体流出。

为了使检测结果更加准确，作为优选，上述呼出气检测辨识装置中，所述采集气罐3包括互相连通的第一采集气罐31以及第二压缩气罐32，所述第一采集气罐31与所述第二压缩气罐32之间设有气体压缩装置，所述气体压缩装置将所述第一采集气罐31内的呼出气压缩后导入所述第二压缩气罐32内，所述辨识装置连接所述第二压缩气罐32。

由于每次呼吸的过程真正进行气体交换的气体体积仅有潮气量的六分之一。呼出的气体中能够代表机体代谢的成分浓度就比较低，加上人体有许多气体代成分代谢都是ppb级的，所以检测起来，尤其是针对气体所占比重的方面就容易产生误差。因此将气体压缩，可以提高检测的精度，优选的，所述第一采集气罐的容量为潮气量的标准值，即为600ml，所述第二压缩气罐32的容积是所述第一采集气罐31的1/10，由于第二压缩气罐32内部气体的成分与比例不变化，与同等倍数压缩标准气室气体进行比较，便可以得出呼出气体的成分以及比例。

所述气体压缩装置的结构不唯一，作为一种实施方式，其可以为设置于所述第一采集气罐31与所述第二压缩气罐32之间的空压机，这种方式结构复杂，成本较高。因此，本实施方式中，所述气体压缩装置为设置于所述第一采集气罐31内的活塞，所述活塞在气压力的驱动下在所述第一采集气罐31相对的两端之间移动将气体导入所述第二压缩气罐32。

所述呼吸气采集罩1与所述第一采集气罐31之间还设有膜气室4，所述膜气室4与所述第一采集气罐31之间设有开关阀。所述膜气室(10内设有压力传感器。所述膜气室4与所述呼吸气采集罩1之间的导气管上设有流量传感器。呼出气在导气管前段经过设置有流量传感器和有压力传感器的部位时，当呼出气被所述流量传感器检测到之后，计时器便开始计时，整个导气管及其后端联通的膜气室内部的压力与肺构成了连通腔，所以求内部的压力值等于肺部排气压力，流量传感器能够计算出当下时间的气体流量，整个球体的体积为700ml，略大于气体采集罐的体积，在膜气室未完全张开之前，连通腔气压几乎上等于大气压，呼吸的外部阻力几乎为零。当呼出气体超过700ml时，由于膜气室的弹性扩张，腔内的压力与膜气室本身的弹性张力产生的压力一致并同步呈现线性关系，通过对压力的测量，就可以得出最大呼气状态下呼出气体的体积，从而计算出在给定阻力情况下呼出气体的量以及其他相关参数。利用压力传感器传感器对呼气1秒、2秒、3秒后的压力变化情况，描记出时间-压力-呼气量曲线，也就是时间肺活量。实现对单次呼出气体的量的变化以及机体呼吸功能的检测。

所述膜气室4与所述呼吸气采集罩1之间设有颗粒物检测栅5，所述颗粒物检测栅5上涂敷有生物活性酶。这些酶的检测是通过与特定的微生物相结合，然后在一定时间内与生物酶发生化学反应导致仿生鼻毛上的电抗发生改变，在短时间内10-20分钟通过微生物反应产生的代谢物与MEMS串联式压电传感器相连接，得到微生物的代谢活性以及含量。同时，一些颗粒性的物质伴随着呼出气中的水分对仿生鼻毛的撞击与黏附作用也会导致部分仿生鼻毛的电抗值发生漂移。对漂移量的曲线变化模式的判断可以分辨出肺部呼出气的颗粒的数量以及粘度。在设计过程中，考虑到呼气颗粒物质与仿生鼻毛的粘附率，在本专利设计的结构中，颗粒物为PM10-PM2.5的范围内等效滤过率为10％。

所述辨识装置为气相色谱质谱联用仪，其可以完成对气体成分、气体理化性质、气体中微生物及蛋白等物质检测；并与标准气室进行比较分析；得到受试者的代谢生成的各种气体与正常值之间的差异与变化趋势。

上述呼出气检测辨识装置的使用过程如下：

首先，通过抽真空装置将采集气罐3及膜气室4进行抽真空处理；受试者将呼吸气采集罩1上进气接口及出气接口的开关阀打开，正常呼吸一次后关闭所述开关阀；将膜气室4的气体导入第一采集气罐31内后将两者之间的开关阀关闭，控制第一采集气罐31的活塞从一端移动至另一端使气体压缩至第二压缩气罐32中；通过气相色谱质谱联用仪对呼出气进行辨识；再次打开呼吸气采集罩1上的开关阀，用力呼出气直至膜气室4发生弹性变形，保证呼出气时间不小于5s，呼吸完成之后将上面的开关阀关闭，然后受试者便可以移去面罩，完成时间肺活量的测试。

显然，上述实施例仅仅是为清楚地说明所作的举例，而并非对实施方式的限定。对于所属领域的普通技术人员来说，在上述说明的基础上还可以做出其它不同形式的变化或变动。这里无需也无法对所有的实施方予以穷举。而由此所引伸出的显而易见的变化或变动仍处于本实用新型创造的保护范围之中。

Claims (10)

1.一种呼出气检测辨识装置，其特征在于，包括气体获取装置及辨识装置，所述气体获取装置包括呼吸气采集罩(1)，以及分别与所述呼吸气采集罩(1)连通的标准气罐(2)及采集气罐(3)，所述标准气罐(2)用于提供标准呼吸气体，所述采集气罐(3)用于获取呼出气，所述标准气罐(2)与所述呼吸气采集罩(1)之间设有单向阀，所述呼吸气采集罩(1)与所述采集气罐(3)之间设有抽真空装置，所述辨识装置连接所述采集气罐(3)。

2.根据权利要求1所述的呼出气检测辨识装置，其特征在于，所述采集气罐(3)包括互相连通的第一采集气罐(31)以及第二压缩气罐(32)，所述第一采集气罐(31)与所述第二压缩气罐(32)之间设有气体压缩装置，所述气体压缩装置将所述第一采集气罐(31)内的呼出气压缩后导入所述第二压缩气罐(32)内，所述辨识装置连接所述第二压缩气罐(32)。

3.根据权利要求2所述的呼出气检测辨识装置，其特征在于，所述气体压缩装置为设置于所述第一采集气罐(31)内的活塞，所述活塞在气压力的驱动下在所述第一采集气罐(31)相对的两端之间移动将气体导入所述第二压缩气罐(32)。

4.根据权利要求2或3所述的呼出气检测辨识装置，其特征在于，所述呼吸气采集罩(1)与所述第一采集气罐(31)之间还设有膜气室(4)，所述膜气室(4)与所述第一采集气罐(31)之间设有开关阀。

5.根据权利要求4所述的呼出气检测辨识装置，其特征在于，所述膜气室(4)与所述呼吸气采集罩(1)之间设有颗粒物检测栅(5)，所述颗粒物检测栅(5)上涂敷有生物活性酶。

6.根据权利要求4所述的呼出气检测辨识装置，其特征在于，所述膜气室(4)与所述呼吸气采集罩(1)之间的导气管上设有流量传感器。

7.根据权利要求4所述的呼出气检测辨识装置，其特征在于，所述膜气室(10)内设有压力传感器。

8.根据权利要求1所述的呼出气检测辨识装置，其特征在于，所述辨识装置为气相色谱质谱联用仪。

9.根据权利要求1所述的呼出气检测辨识装置，其特征在于，所述呼吸气采集罩(1)包括面罩本体(11)以及密封连接于所述面罩本体(11)上的进气接口(12)和出气接口(13)，所述进气接口(12)及所述出气接口(13)上分别设有开关阀。

10.根据权利要求2所述的呼出气检测辨识装置，其特征在于，所述第一采集气罐(31)的容量为潮气量的标准值，所述第二压缩气罐(32)的容积是所述第一采集气罐(31)的1/10。