CN206526042U - 一种手持式潮气采样装置 - Google Patents

Abstract

本实用新型涉及了一种手持式潮气采样装置，包括：外壳（2）、下盖（1）、滤腔一（12）、滤腔二（13）、中隔板（3）、支撑套（4），中隔板（3）上安装有一组进气单向阀（5），外壳（2）的前置部分包括可以贴合口腔的口部吹嘴（22）也可匹配标准呼吸面罩（23），装置吸气时气流从下盖（1）的底部开口（11）进入，经过滤腔一（12）、滤腔二（13）、中隔板（3），通过中隔板（3）上的一组进气单向阀（5）、外壳（2）前端所接的口部吹嘴（22），吸入人体，呼气时气流从口部吹嘴（22）进入中隔板（3）通过管腔一（15）、支撑套（4），通过支撑套（4）上出气单向阀（6），通过下盖（1）内部管腔二（14）呼气进入采样气袋（24）接口。

Description

一种手持式潮气采样装置

技术领域

本实用新型涉及一种内源性呼出气体检测领域使用的手持式潮气采样装置。

背景技术

呼出气NO作为国际公认的无创性气道炎症标志物，已经用于呼吸系统疾病常规检测。美国胸科学会（ATS）与欧洲呼吸学会（ERS）于2005年联合制定了呼出气NO测定的国际技术标准，要求受试者使用一次性细菌病毒过滤器，首先吸入NO含量低于5ppb的空气，然后保持5-20cmH₂O的压力恒速呼气，同时在整个呼气与吸气过程中防止漏气，保障呼气测试的安全有效性。

由于呼气NO与呼气流速有关，且容易受到鼻腔气的干扰，因而ATS/ERS推荐的标准化呼气一氧化氮测量方法用于测量下呼吸道的炎症，要求在至少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）。

以恒定流速呼气最直接的方法是通过测量呼气流速并指示，然后呼气者通过指示的反馈信号自主调节呼气力度来实现，在实际应用过程中发现，要将呼气流速在２～３秒时间内持续控制在45～55ml/s范围内还是有一定难度的。

对于不能自主控制呼吸的低龄儿童和重病患者，必须采样潮式呼吸的方法进行采样分析，相比标准呼气一氧化氮采样分析方法，潮式呼吸涉及到更高呼气流速、更浅的呼吸，更短的呼吸时间周期，在这种条件下是否能获得重复可靠且具有临床指导意义的数据一直是该行业关心的热点。

目前关于潮气呼气一氧化氮测定的产品采用的大都是ATS与ERS技术标准推荐的技术。该技术由一个呼吸端、呼气端与吸气端的三通结构构成，呼吸端通过一个一次性细菌病毒过滤器连接到受试者的口部，用于吸气与呼气，防止交叉感染；吸气端通过吸气单向阀连接一个过滤NO的高锰酸钾滤盒，受试者由此吸入空气；呼气端通过一个呼气单向阀连接到分析NO的仪器，进行呼气测试。这种装置实现的关键是满足ATS与ERS技术标准对呼气测试安全有效性的量化要求。但这种三通结构存在手握不便、T型结构存在的死腔体积大、NO过滤装置的过滤效率不佳等问题，无法满足ATS与ERS技术标准的要求。因而，有必要针对以上提到的三通结构缺陷进行的重新设计方案，提出一种新的潮气采样装置。

发明内容

本实用新型针对现有潮气采样装置存在的结构缺陷问题，提出了一种手持式潮气采样装置的方案。吸气过滤装置集成于手持式潮气采样装置结构内部，呼气装置口部面罩内部增加细菌过滤棉有效的防止交叉感染，通过一个呼气单向阀连接到采样气袋，吸气过滤装置环绕于呼气装置周边，提升了测试操作的便利性、安全性和有效性。

本实用新型涉及了一种手持式潮气采样装置，包括：外壳（2）、下盖（1）、以及滤腔一（12）和滤腔二（13）、中隔板（3）、支撑套（4），其中下盖（1）的底部有一个开口（11），外壳（2）前端包括一个空腔（18）。开口（11）确保大于中隔板（3）上通风孔（16）、口部吹嘴（22）上通风孔面积。

所述装置分为吸气通路和呼气通路，吸气通路由下盖（1）的开口（11）、滤腔一（12）、滤腔二（13）、中隔板（3）、外壳（2）及口部吹嘴（22）组成；呼气通路由口部吹嘴（22）、中隔板（3）、管腔一（15）、管腔二（14）组成，吸气通路与呼气通路通过O型圈（9）、（10）进行密封，彼此独立。中隔板（3）上平均分布一组进气单向阀膜片（5），支撑套（4）上安装出气单向阀膜片（6）；吸气时气流能够有效的开启进气单向阀膜片（5），气流能够有效的关闭出气单向阀膜片（6），保证气袋(24)中气体不进入管腔一（15）中；呼气时气流能够有效的关闭进气单向阀膜片（5），开启出气单向阀膜片（6）。吸气时过滤棉（7）、过滤棉（8）过滤空气中的粉尘和细菌等；呼气时口部吹嘴（22）内含细菌过滤棉过滤呼出气体中唾液、飞沫、食物残渣、细菌。呼气时通过直通管腔一（15）大口径来实现呼气小阻力，保证呼气阻力在2-3cmH₂O，来确保呼气时减轻患者呼气不适。

所述手持式潮气采样装置中的滤腔一（12）和滤腔二（13）填充滤料二（26）和滤料一（25）用于过滤吸入气体中的待测组分，当进行呼气一氧化氮测试时，滤料二（26）的过滤材料为高锰酸钾KMnO₄或与适量级碳结合的高锰酸钾KMnO₄；滤料一（25）为柱状活性炭。滤腔体积与寿命、吸气阻力息息相关。滤腔体积越大，寿命越长；滤料颗粒越大，阻力越小；根据患者能够适应的阻力范围，吸气阻力范围在3-4cmH₂O柱最为适应。滤腔体积设计为100mL左右，手持部分最大外径为50±5 mm，方便患者手持，滤腔高度设计为75±5mm，滤料高锰酸钾KMnO₄选用直径为3-5mm，柱状活性炭规格为2-3mm。内部也可增加支撑架确保吸气阻力范围在3-4cmH₂O。并且保证在通常的城市环境下，从吸气通道到达口部吹嘴（22）的空气中一氧化氮浓度小于5ppb。

外壳（2）、下盖（1）采用扣合连接或螺纹连接，外壳（2）、下盖（1）打开后，其中的滤料一（25）与滤料二（26）可以更换。外壳（2）、下盖（1）连接后组合成套筒状一体式流线型结构，符合人体工程学，方便手持。

背景中所述的三通结构存在的问题：（a）受试者没有手持地方，只能用手指头夹持三通区域，亦或手握滤盒，使用不便；（b）三通结构的T型中存在较大的死腔体积。本实用新型针对性的提出了上下分流板的方案进行解决，保证气流垂直作用于单向阀表面，受试者不需要用力呼气和吸气，即可开关闭或开启单向阀；滤腔垂直于单向阀下方，气流经过吸气通路直接作用于单向阀，没有死腔体积，过滤效果最佳。

背景中所述的问题（c）其中所用的高锰酸钾滤盒过滤NO的效果不佳，过滤通道短，过滤不充分。本装置针对性提出了滤腔设计为长圆形的方案，吸气通道拉长，过滤效率增加，可完全过滤和吸附污染物，确保吸入人体没有刺激有害的气体。

本实用新型结构简单，外壳加下盖的设计使其可以拆卸更换滤料等部件，延长了使用寿命，他们组合成一套筒状式结构，人体工程学设计，方便手持，制造方便，易于推广实施，长期使用。

附图说明

图1. 手持式潮气采样装置的概要图。

图2. 手持式潮气采样装置剖视图。

图3. 图2中底部开口示意图。

图4. 实施方式的变形例中底部开口示意图。

具体实施方式

图1概要图显示了手持式潮气采样装置（27），以及前置部分包括可以贴合口腔的口部吹嘴（22），后端可连接的采样气袋（24）。图2显示了手持式潮气采样装置的剖面，装置由外壳（2）、下盖（1）、以及滤腔一（12）和滤腔二（13）、中隔板（3）、支撑套（4），其中下盖（1）的底部有一个开口（11），外壳（2）前端包括一个空腔（18）。

具体实施例一

利用该装置连接采样气袋（24），进行吸气时，支撑套（4）上出气单向阀膜片（6）承受负压完全关闭，气流从下盖（1）的底部有一个开口（11）进入，经过滤腔一（12）、细菌过滤棉（8）、滤腔二（13）、细菌过滤棉（7），进入中隔板（3）上通风孔（16）到达中隔板（3）开启一组进气单向阀（5），通过中隔板（3）上通风孔（17），经过外壳（2）前端空腔（18）所接的口部吹嘴（22）上的细菌过滤棉，空气中一氧化氮等干扰气体被滤腔一（12）、滤腔二（13）中的滤料二（26）、滤料一（25）高锰酸钾和活性炭过滤后，无一氧化氮等干扰气体的空气被吸入人体。

进行呼气时呼出气气流从口部吹嘴（22），此时呼出气中的唾液、飞沫、余痰、食物残渣、细菌等被通过细菌过滤棉过滤后，气体通过中隔板（3）上通风孔（17），气流作用于一组进气单向阀膜片（5），将进气单向阀膜片（5）完全关闭，气流进入管腔一（15），通过支撑套（4）上的空腔（19），气流作用于出气单向阀膜片（6），出气单向阀膜片开启，气流通过空腔（20）通过接口与采样气袋（24）连接，气体进入气袋采样完成。

为了保证一组进气单向阀膜片（5）的有效开启和关闭，中隔板（3）上平均分布一组单向阀膜片（5），下盖（1）的底部开口（11）见图3所示，开口位置与进气单向阀膜片（5）对应。此结构保证吸气时进气单向阀膜片（5）直接对应于开口（11）处，开启阻力最小；呼气时气流通过中隔板（3）的通风孔（17）作用于进气单向阀膜片（5），将进气单向阀膜片（5）完全关闭，保证呼气通道和吸气通道完全隔绝。如图3所示，但进气单向阀膜片（5）和开口（11）位置不限于此数量。

细菌过滤棉（7）、（8）为带静电的超细聚丙烯纤维薄膜，采用超声焊接工艺安装。潮气采样装置中的滤腔一（12）和滤腔二（13）填充滤料二（26）和滤料一（25）用于过滤吸入气体中的待测组分，当进行呼气一氧化氮测试时，滤料二（26）为高锰酸钾KMnO4或与适量级碳结合的高锰酸钾KMnO4；滤料一（25）为柱状活性炭，且滤料二（26）与滤料一（25）的体积比为3:1。另外滤料二（26）与滤料一（25）的体积比也可以为2:1。

以上，对于本实用新型进行了实施说明，但本实用新型不局限于上述实施方式，能在不脱离本实用新型的要求下加以各种变更。

变形实施例一：见图4，如果吸气通道过于冗长，可进行变更，下盖（1）处底部开口（11）可变换为图4所示，这样吸气通道进行减小，吸气阻力也会相应降低。

变形实施例二：外壳（1）变化为整体式，在滤料寿命到期后及时更换整个装置。加工和装配更加方便，外观更加简洁美观。

本实用新型不限于显示和描述的实施例，但是任何变化和改进都在所附权利要求书的保护范围内。

Claims (6)

1.一种手持式潮气采样装置，外壳（2）、下盖（1）、以及滤腔一（12）和滤腔二（13）、中隔板（3）、支撑套（4），其特征在于：所述装置分为吸气通路和呼气通路，吸气通路由下盖（1）的开口（11）、滤腔一（12）、滤腔二（13）、中隔板（3）、外壳（2）及口部吹嘴（22）组成；呼气通路由口部吹嘴（22）、中隔板（3）、管腔一（15）、管腔二（14）组成，吸气通路与呼气通路彼此独立；中隔板（3）上平均分布一组进气单向阀膜片（5），支撑套（4）上安装出气单向阀膜片（6）；吸气时气流能够有效的开启进气单向阀膜片（5），气流能够有效的关闭出气单向阀膜片（6），保证气袋(24)中气体不进入管腔一（15）中；呼气时气流能够有效的关闭进气单向阀膜片（5），开启出气单向阀膜片（6）。

2.根据权利要求1所述的手持式潮气采样装置，其特征在于：可以有效的控制呼气阻力2-3 cmH₂O，吸气阻力3-4 cmH₂O。

3.根据权利要求1所述的手持式潮气采样装置，其特征在于：口部吹嘴（22）为软质硅橡胶材质，贴合人脸面部设计，保证呼气与吸气的密封性。

4.根据权利要求1所述的手持式潮气采样装置，其特征在于：所述滤腔一（12）、滤腔二（13）中填充过滤材料分为滤料一（25）和滤料二（26），滤料一（25）用于氧化和吸收吸入气体中的氮氧化物，滤料二（26）用于过滤和吸收滤料一（25）氧化的产物以及滤料一（25）未能吸收的空气污染物，从吸气通道到达口部吹嘴（22）的空气中一氧化氮浓度小于5ppb。

5.根据权利要求1所述的手持式潮气采样装置，其特征在于：外壳（2）、下盖（1）打开后，可方便更换滤料一（25）和滤料二（26）。

6.根据权利要求1所述的手持式潮气采样装置，其特征在于：外壳（2）、下盖（1）卡扣连接或螺纹连接，连接组合成套筒状一体式流线型结构，符合人体工程学，方便手持，外壳（2）前端连接口部吹嘴（22）接口设计为标准内孔径15mm外孔径22mm的标准接口，可匹配呼吸面罩（23）。