CN219084950U - 一种新型卡式幽门螺旋杆菌检测仪 - Google Patents

Abstract

本实用新型涉及一种新型卡式幽门螺旋杆菌检测仪，至少包括探测单元，探测单元包括第一探测器和第二探测器。第一探测器和第二探测器之间设有用于放置呼气卡的呼气卡滑道。第一探测器和第二探测器基于所述呼气卡滑道镜像设置以用于呼气卡探测。第一探测器和第二探测器由一对高稳定性光电倍增管耦合高性能塑料闪烁体组成，具有探测效率高、响应快等优点，从而设计出了高效率、高精度的幽门螺旋杆菌测量仪。

Description

一种新型卡式幽门螺旋杆菌检测仪

技术领域

本实用新型涉及核医疗诊断仪器技术领域，尤其涉及一种新型卡式幽门螺旋杆菌检测仪。

背景技术

碳-14(¹⁴C)药物吹气检测是现有幽门螺旋杆菌诊断的主要方法之一。为解决当前幽门螺旋杆菌¹⁴C呼气测量仪灵敏度较低，计数统计涨落大，吹气诊断阴阳性易误判，对弱阳性结果检测准确性不足的问题，研制幽门螺旋杆菌测量新装备，提升测量系统的优值，抑制探测系统噪声和干扰，降低测量本底，提升测量结果稳定性，为及早发现并治疗幽门螺旋杆菌感染病例提供高质量检测仪器。

¹⁴C卡式幽门螺旋杆菌测量仪是核医学常用的幽门螺旋杆菌阴阳性诊断仪器，主要用于¹⁴C药物吹气法中的集气卡¹⁴C含量的准确测量。幽门螺旋杆菌生存于人体胃幽门部位，是最常见的细菌病原体之一。幽门螺旋杆菌先后被世界卫生组织和美国卫生部门列为明确致癌物。世界有多半人口受到过幽门螺旋杆菌的感染，而在有些国家几乎90％的人都感染过这种细菌。根据世卫组织最新的全球癌症统计报告(GLOBOCAN)，胃癌的致死人数高居第三位，而中日韩三国是世界性胃癌高发区，其中在2020年，中国胃癌病例数从2015年的40.3万增加到47.9万，胃癌死亡病例数则从2015年的32.6万增加到39.1万。加强胃癌的防治，已经刻不容缓。人们通常是在幼年时就受到感染，5岁以下达到50％。这种细菌感染首先引起慢性胃炎，并导致胃溃疡和胃萎缩，严重者则发展为胃癌。据统计，初次感染幽门螺旋杆菌年龄较早的人群萎缩性胃炎及胃癌发生率高，幽门螺旋杆菌感染与胃癌死亡率的高低呈现平行关系。幽门螺旋杆菌寄生在胃黏膜组织中，67％～80％的胃溃疡和95％的十二指肠溃疡是由幽门螺旋杆菌引起的。慢性胃炎和消化道溃疡患者的普遍症状为：食后上腹部饱胀、不适或疼痛，常伴有其他不良症状，如嗳气、腹胀、反酸和食欲减退等。有些患者还可出现反复发作性剧烈腹痛、上消化道少量出血等。据此，专家们认为，及早发现幽门螺旋杆菌感染者，及时而有效地用抗菌素杀灭幽门螺旋杆菌，对预防和控制胃癌有重大意义。

¹⁴C呼气试验原理是如果患者的胃部有幽门螺旋杆菌，胃部的尿素酶就会将尿素分解为氨以及二氧化碳，而¹⁴C标记的二氧化碳就会经过血液呼气排出。对呼出的这部分气体进行收集之后，对其进行分析，进而通过¹⁴C标记的二氧化碳来做出判断是否感染了幽门螺旋杆菌。卡式幽门螺旋杆菌测量仪就是通过测量集气卡的¹⁴C含量来诊断幽门螺旋杆菌阴阳性。检测结果为阴性说明无幽门螺旋杆菌感染，阳性说明患者已被幽门螺旋杆菌感染。

目前行业内采用的¹⁴C卡式幽门螺旋杆菌测量仪，探测原理为通过盖革-米勒计数器(简称盖革计数器)探测¹⁴C衰变产生的β射线来检测集气卡的¹⁴C含量。虽然盖革计数器能够测量¹⁴C，但是其探测效率较低。且盖革计数器对于强弱不一的放射性射线(α、β和γ)引起的信号无线性关系，无法判断所探测到的信号是否属于¹⁴C。由于无法甄别信号类型，也就无法扣除其他放射性射线引起的假计数。而环境中同时存在α、β和γ射线，现有幽门螺旋杆菌测量仪极易受环境本底射线的影响，导致假阳性出现，从而可能出现错误的诊断结果。另外，¹⁴C集气卡的塑料薄膜极易吸附环境中的氡钍及其子体。

现有基于盖革-米勒计数器来测量¹⁴C的幽门螺旋杆菌测量仪相比塑闪探测器探测效率较低，测量计数统计涨落大，测量准确性差。而且盖革计数器对射线能量响应不线性，无法甄别信号类型，集气卡极容易吸附空气氡子体造成集气卡污染，导致集气卡极容易被误判成假阳性。盖革计数器无法识别集气卡是否被空气氡子体污染，因此集气卡被判断成假阳性的几率增加，而阴性卡误判成阳性是无法接受的，这对检测幽门螺旋杆菌的使用者来说是极不负责的。因此，基于盖革计数器探测原理的幽门螺旋杆菌测量仪用来检测幽门螺旋杆菌集气卡存在测量结果假阳性的风险。本申请为了准确判断幽门螺旋杆菌集气卡阴阳性而研制，利用塑闪探测器能够根据信号能量来区分信号类型，高效识别集气卡是否被氡子体沾污，还能扣除不属于¹⁴C的高能假信号，从而扣除假计数。本申请不仅本底较低，且探测效率和探测下限低，相比盖革计数器原理的幽门螺旋杆菌测量仪更适合用在幽门螺旋杆菌测量领域。

中国专利CN113311008A公开了一种可视化多功能幽门螺旋杆菌检测仪，涉及医疗设备技术领域。它包含GM计数管采集系统、核心处理器系统和人机交互系统，所述GM计数管采集系统包含GM管高压电源供电单元、信号采集与处理单元、微型光电开关检测单元；所述核心处理器系统包含Cortex内核核心处理器单元、Type_C加密单元、RGB灯视觉提示单元、NRF无线收发单元、USB_A接口单元、USB_B接口单元、RMII网络接口单元。人机交互系统与核心处理器系统之间通过UART方式通信，人机交互系统中的各组成单元与核心处理器系统通过UART方式进行数据传输，进而使得各人机交互界面和组成单元达到人机交互和操作的目的。

现有技术未采用光电倍增管对幽门螺旋杆菌检测仪进行设计。因此，如何提升对¹⁴C发射的低能β射线的探测效率，闪烁材料与低噪声、高增益光电倍增管如何耦合，实现提升闪烁光的收集效率控制，探测系统的本底，提升测量系统优值，是当前现有技术没有解决的技术问题。

此外，一方面由于对本领域技术人员的理解存在差异；另一方面由于发明人做出本实用新型时研究了大量文献和专利，但篇幅所限并未详细罗列所有的细节与内容，然而这绝非本实用新型不具备这些现有技术的特征，相反本实用新型已经具备现有技术的所有特征，而且申请人保留在背景技术中增加相关现有技术之权利。

实用新型内容

针对现有技术之不足，本实用新型的技术方案是提供一种新型卡式幽门螺旋杆菌检测仪，至少包括探测单元，所述探测单元包括第一探测器和第二探测器，所述第一探测器和第二探测器之间设有用于放置呼气卡的呼气卡滑道，所述第一探测器和第二探测器基于所述呼气卡滑道镜像设置以用于呼气卡探测。所述第一探测器和第二探测器由一个高稳定性光电倍增管耦合高性能塑料闪烁体和铅屏蔽壳组成。

根据一种优选的实施方式，所述检测仪还包括控制单元，所述控制单元能够与所述第一探测器和第二探测器电连接。其中，所述探测单元和控制单元设置在箱体中。

根据一种优选的实施方式，所述控制单元包括控制主板、电源模块和提示模块，所述提示模块为震动装置、蜂鸣器、LED灯中至少一种并设置于所述箱体，所述电源模块也设置于所述箱体内并进行供电。

根据一种优选的实施方式，所述控制单元还包括用于显示并用于触摸控制所述检测仪进行检测的显示模块，所述显示模块能够与所述控制主板电连接。

根据一种优选的实施方式，所述控制主板与用于将幽门螺旋杆菌检测结果打印出的打印机通信连接。

根据一种优选的实施方式，所述控制单元还设置有RS232或RS485串行通信接口，所述控制主板与RS232或RS485串行通信接口电连接。

根据一种优选的实施方式，所述电源模块和提示模块能够分别与所述控制主板电连接。

根据一种优选的实施方式，所述电源模块包括依次连接的蓄电池、充电电路和充电接口，其中，所述蓄电池至少能够与所述控制主板电连接，所述充电接口和充电电路依次与所述蓄电池电连接。

根据一种优选的实施方式，所述检测仪还包括用于保障幽门螺旋杆菌探测性能和本底稳定的屏蔽单元。

根据一种优选的实施方式，所述第一探测器和第二探测器的外壳材质为铝合金，所述第一探测器和第二探测器内部填充铅沙。

本实用新型的有益技术效果：

(1)本申请将塑闪探测器应用在幽门螺旋杆菌¹⁴C测量领域，定制超薄塑料闪烁体贴在光电倍增管上。由于¹⁴C的β射线能量很弱，即使闪烁体很薄也足够让¹⁴C的β射线产生脉冲信号。把塑料闪烁体做薄还有利于减弱对环境γ射线的响应，从而降低本底。金属材质的探测器填充铅沙屏蔽后，又能够进一步降低探测器本底，较低的本底能够保证探测具有较低的探测下限。塑闪探测器的结构设计使得探测器距离集气卡很近，探测器距离集气卡越近，探测效率越高。塑闪探测器能够甄别对不同能量的射线信号，射线能量越高，信号脉冲幅度越大。而¹⁴Cβ射线引起的信号属于弱信号，从而能够扣除高能信号引起的假信号(高能β、α和γ信号等)，能够有效甄别假阳性；

(2)本实用新型设置探测单元，探测单元包括第一探测器和第二探测器，第一探测器和第二探测器由一对高稳定性光电倍增管耦合高性能塑料闪烁体组成，具有探测效率高、响应快等优点。控制主板通过多参数幽门螺旋杆菌自适应指数测量算法，并且设有显示模块，集显示和操作为一体，功能丰富、显示直观，解决了现有幽门螺旋杆菌检测仪操作不方便、观察结果不直观、测量结果不准确等问题。本实用新型解决了界面可视化、功能多样化、人机交互界面设计合理，使用显示模块，在没有电脑的前提下，使用更加方便。结合通信连接的打印机进行数据的打印，结果准确，操作方便。

附图说明

图1是本实用新型的一种新型卡式幽门螺旋杆菌检测仪的优选实施例的模块示意图；

图2是本实用新型的一种新型卡式幽门螺旋杆菌检测仪的优选实施例的结构主视图；

图3是本实用新型的一种新型卡式幽门螺旋杆菌检测仪的优选实施例的结构轴测图；

图4是本实用新型的一种新型卡式幽门螺旋杆菌检测仪的另一优选实施例的结构轴测图。

附图标记列表

1：探测单元；2：控制单元；101：第一探测器；102：第二探测器；103：呼气卡滑道；201：控制主板；202：电源模块；203：提示模块；204：显示模块；205：串行通信接口；206：打印机。

具体实施方式

下面结合附图进行详细说明。

实施例1

本申请涉及一种新型卡式幽门螺旋杆菌检测仪，至少包括探测单元1，探测单元1包括第一探测器101和第二探测器102，第一探测器101和第二探测器102之间设有用于放置呼气卡的呼气卡滑道103，第一探测器101和第二探测器102基于呼气卡滑道103镜像设置以用于呼气卡探测。第一探测器101和第二探测器102采用PMT(光电倍增管)，以对插入呼气卡滑道103中的呼气卡进行检测。第一探测器101和第二探测器102也可称为塑闪探测器。第一探测器101和第二探测器102外壳材质由铝合金打造，提高了探测器电磁屏蔽性能。第一探测器101和第二探测器102内部填充铅沙，降低仪器本底的同时提高了本底的稳定性以及探测下限。由于C-14的β射线能量很弱，第一探测器101和第二探测器102近乎紧贴被测样品，有利于提高探测效率。新型卡式幽门螺旋杆菌检测仪结构设计如图4所示。本申请的一种新型卡式幽门螺旋杆菌检测仪专为测量¹⁴C集气卡设计，用于测量幽门螺旋杆菌呼气集气卡。第一探测器101和第二探测器102对¹⁴C进行脉冲计数，根据集气卡¹⁴C的脉冲数来判断阴阳性。

根据一种优选的实施方式，检测仪还包括控制单元2，控制单元2能够与第一探测器101和第二探测器102电连接。其中，探测单元1和控制单元2设置在箱体中。

需要指出的是，本实用新型采用的硬件均为现有技术，既不涉及对现有PLC可编程逻辑控制器的内部结构的改进，也不要求对控制单元2如何获取当前幽门螺旋杆菌检测仪中呼气卡的幽门螺旋杆菌检测检测算法或软件部分进行保护。

根据一种优选的实施方式，控制单元2包括控制主板201、电源模块202和提示模块203，提示模块203为震动装置、蜂鸣器、LED灯中至少一种并设置于箱体，电源模块202也设置于箱体内并进行供电。震动装置可采用偏心轮振动器电机，例如XINLIMOTOR的N15振动电机。蜂鸣器可采用华能的TMB12A05。幽门螺旋杆菌检测仪与震动装置结合，即可对检测过程中可能发生的突发状况进行预警，相对于LED灯其提醒效果也很好。

根据一种优选的实施方式，控制单元2还包括用于显示并用于触摸控制检测仪进行检测的显示模块204，显示模块204能够与控制主板201电连接。控制主板通过多参数幽门螺旋杆菌自适应指数测量算法，并且设有显示模块，集显示和操作为一体，功能丰富、显示直观，解决了现有幽门螺旋杆菌检测仪操作不方便、观察结果不直观、测量结果不准确等问题。本实用新型解决了界面可视化、功能多样化、人机交互界面设计合理，使用显示模块，在没有电脑的前提下，使用更加方便。上述多参数幽门螺旋杆菌自适应指数测量算法非本申请所要保护的技术特征，该算法已在其余专利中进行详细说明，本申请不对其进行保护。

根据一种优选的实施方式，控制主板201与用于将幽门螺旋杆菌检测结果打印出的打印机206通信连接。

根据一种优选的实施方式，控制单元2还设置有RS232或RS485串行通信接口205，控制主板201与RS232或RS485串行通信接口205电连接。

根据一种优选的实施方式，电源模块202和提示模块203能够分别与控制主板201电连接。

根据一种优选的实施方式，电源模块202包括依次连接的蓄电池、充电电路和充电接口，其中，蓄电池至少能够与控制主板201电连接，充电接口和充电电路依次与蓄电池电连接。电源模块202的蓄电池采用充电电路充电，使幽门螺旋杆菌检测仪能够长时间运行。在寒冷干燥的环境下，工作人员的身体极易产生静电，静电作用于幽门螺旋杆菌检测仪时，会对其电路结构产生极大破坏力，为了泄放静电，保护幽门螺旋杆菌检测仪内部的电路，电源模块202的电源输出端连接有静电泄放电路。具体的，静电泄放电路包括阳极接地的瞬态抑制二极管TVS，即瞬态抑制二极管TVS的阴极连接在电源输出端上。

根据一种优选的实施方式，检测仪还包括用于保障幽门螺旋杆菌探测性能和本底稳定的屏蔽单元。屏蔽单元确保了本实用新型的探测性能和本底稳定。本实用新型为减少宇宙射线和外部辐射对于系统本底的干扰，减小本底波动，通过改变辐射屏蔽用铅的厚度，研究本底计数率及稳定性的变化。在本发明现有屏蔽装置基础上再增加20kg铅沙，即使本底的绝对数值可以进一步降低，但本底的相对标准偏差(统计涨落)几乎没有变化，因此装置的现有屏蔽已可以满足要求，增加额外的屏蔽意义不大。本实用新型使用的当前样机的屏蔽厚度(30mm厚度铅屏蔽)在保障本底的绝对数值的基础上，能将本底的平均值控制在可接受的水平，涨落范围也处于合理区间。

根据一种优选的实施方式，第一探测器101或第二探测器102由一个高稳定性光电倍增管耦合高性能塑料闪烁体和铅屏蔽壳组成，具有探测效率高、响应快等优点。

通过上述模块及其连接结构，可为实现幽门螺旋杆菌检测提供硬件基础。

为了便于理解，将本实用新型一种新型卡式幽门螺旋杆菌检测仪的工作流程进行论述。

①第一探测器101和第二探测器102用于呼气卡的幽门螺旋杆菌检测，控制单元2与探测单元1通信连接；

②将呼气卡放入呼气卡滑道103中，通过第一探测器101和第二探测器102对呼气卡进行检测，由于第一探测器101和第二探测器102为高稳定性光电倍增管耦合高性能塑料闪烁体，如果呼气卡中含有¹⁴C会致使闪烁体发光，从而被探测到，并输出为数字信号。进一步的经过控制单元2进行算法处理，最终出具幽门螺旋杆菌是否为阳性的结果报告；

③检测的同时提示模块203进行工作状态的提醒；

④检测完成后显示模块可以显示测试结果，打印机进行结果报告单打印功能，可以点击电容触摸屏显示单元进行相关操作。显示模块与控制主板相连接，通过发收相关指令进行数据传输，界面调整，功能实现，是人机交互的主要组件。

在全文中，“优选地”所引导的特征仅为一种可选方式，不应理解为必须设置，故此申请人保留随时放弃或删除相关优选特征之权利。

需要注意的是，上述具体实施例是示例性的，本领域技术人员可以在本实用新型公开内容的启发下想出各种解决方案，而这些解决方案也都属于本实用新型的公开范围并落入本实用新型的保护范围之内。本领域技术人员应该明白，本实用新型说明书及其附图均为说明性而并非构成对权利要求的限制。本实用新型的保护范围由权利要求及其等同物限定。

Claims (10)

1.一种新型卡式幽门螺旋杆菌检测仪，其特征在于，至少包括探测单元(1)，所述探测单元(1)包括第一探测器(101)和第二探测器(102)，所述第一探测器(101)和第二探测器(102)之间设有用于放置呼气卡的呼气卡滑道(103)，所述第一探测器(101)和第二探测器(102)基于所述呼气卡滑道(103)镜像设置以用于呼气卡探测，所述第一探测器(101)和第二探测器(102)由一个高稳定性光电倍增管耦合高性能塑料闪烁体和铅屏蔽壳组成。

2.如权利要求1所述的新型卡式幽门螺旋杆菌检测仪，其特征在于，所述检测仪还包括控制单元(2)，所述控制单元(2)能够与所述第一探测器(101)和第二探测器(102)电连接，其中，

所述探测单元和控制单元(2)设置在箱体中。

3.如权利要求2所述的新型卡式幽门螺旋杆菌检测仪，其特征在于，所述控制单元(2)包括控制主板(201)、电源模块(202)和提示模块(203)，所述提示模块(203)为震动装置、蜂鸣器、LED灯中至少一种并设置于所述箱体，所述电源模块(202)也设置于所述箱体内并进行供电。

4.如权利要求3所述的新型卡式幽门螺旋杆菌检测仪，其特征在于，所述控制单元(2)还包括用于显示并用于触摸控制所述检测仪进行检测的显示模块(204)，所述显示模块(204)能够与所述控制主板(201)电连接。

5.如权利要求4所述的新型卡式幽门螺旋杆菌检测仪，其特征在于，所述控制主板(201)与用于将幽门螺旋杆菌检测结果打印出的打印机(206)通信连接。

6.如权利要求5所述的新型卡式幽门螺旋杆菌检测仪，其特征在于，所述控制单元(2)还设置有RS232或R485串行通信接口(205)，所述控制主板(201)与RS232或R485串行通信接口(205)电连接。

7.如权利要求6所述的新型卡式幽门螺旋杆菌检测仪，其特征在于，所述电源模块(202)和提示模块(203)能够分别与所述控制主板(201)电连接。

8.如权利要求7所述的新型卡式幽门螺旋杆菌检测仪，其特征在于，所述电源模块(202)包括依次连接的蓄电池、充电电路和充电接口，其中，所述蓄电池至少能够与所述控制主板(201)电连接，所述充电接口和充电电路依次与所述蓄电池电连接。

9.如权利要求8所述的新型卡式幽门螺旋杆菌检测仪，其特征在于，所述检测仪还包括用于保障幽门螺旋杆菌探测性能和本底稳定的屏蔽单元。

10.如权利要求9所述的新型卡式幽门螺旋杆菌检测仪，其特征在于，所述第一探测器(101)和第二探测器(102)的外壳材质为铝合金，所述第一探测器(101)和第二探测器(102)内部填充铅沙。

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