CN219758136U - 一种呼出气红细胞寿命测定仪 - Google Patents
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Abstract
本实用新型公开了一种呼出气红细胞寿命测定仪,包括微处理器、样本气袋、底气气袋、进气管、一氧化碳检测机构、输气管、二氧化碳检测机构和排气管,进气管上设有进气泵,一氧化碳检测机构内设有恒温机构。本实用新型将电化学传感器应用于呼出气的红细胞寿命测定,体积小、成本低、低功耗、准确性高;同时也对电化学传感器易受环境温湿度影响做出了优化,通过恒温进行温湿度补偿,测量精度极大提高。本实用新型体积小、重量轻、便于携带,样本需求量也可以大大缩减,采样难度降低,测定时间大大缩短。
Description
技术领域
本实用新型属于红细胞寿命测定技术领域,具体涉及一种呼出气红细胞寿命测定仪。
背景技术
通过测试人体呼出气体成分来诊断人体健康状况的呼气诊断技术近年来得到迅速发展。人体呼出的气体如同人体血液、尿液一样,其中包含很多能反映人体健康状况的信息。目前国内外已进入临床实际应用的呼气诊断产品有:14C尿素、13C尿素呼气试验(14C/13C-UBT),氢气/甲烷呼气试验等,还有多种呼气试验正在研究开发中。
红细胞寿命的测定对贫血种类诊断意义非凡,因为贫血可分为造血性障碍贫血和红细胞寿命缩短性贫血,只有准确判断患者贫血的类型才能对症下药。传统测定红细胞寿命的方法是放射性核素51Cr红细胞标记法,该方法操作复杂、费时长,完成一次红细胞寿命测量需费时数周,且有辐射风险,因此不便于在临床上推广。现代医学在贫血诊断中急需一种能够快速简便的测量红细胞寿命的方法,而通过测定人体内源性CO浓度可以很方便的推算出红细胞寿命值,这种简便快捷方法的可行性已经得到反复验证。但在CO呼气试验过程中,人体肺泡气的采集不可能像环境气那样可大量、连续的采集,从而导致采集的样品气量很小,而小气量、低浓度的样品气不方便测量。
目前解决此问题是采用气相色谱-质谱仪测量样品气,气相色谱-质谱仪所需样品量小、测量精度高,但是气相色谱-质谱仪操作、维护复杂,不利于临床推广。非分散红外测量仪在气体测量方面具有简单、迅速、准确、稳定性好等优点,但目前该种仪器只适合测量量大、浓度高的气体。非色散红外测量仪不适合测量小样品量、低浓度气体,主要受以下几点影响:第一、需连续进样并在线测量,而呼气采集的气体量小,不能满足连续进样要求;第二、受气室存留气体的影响,导致误差大;第三、探测器信号弱,不便于提取分辨;第四、数据分析过程历时比较长、效率较低。
因此,本实用新型提供了一种呼出气红细胞寿命测定仪,以至少解决上述部分技术问题。
实用新型内容
本实用新型要解决的技术问题是:提供一种呼出气红细胞寿命测定仪,以至少解决上述部分技术问题。
为实现上述目的,本实用新型采用的技术方案如下:
一种呼出气红细胞寿命测定仪,包括微处理器,采集、储存呼出气的样本气袋,采集、储存环境气的底气气袋,分别与样本气袋、底气气袋相连的进气管,与进气管相连测定呼出气和环境气中一氧化碳含量的一氧化碳检测机构,与一氧化碳检测机构相连的输气管,与输气管相连测定呼出气和环境气中二氧化碳检测机构,以及与二氧化碳检测机构相连的排气管;进气管上设有进气泵,一氧化碳检测机构内设有恒温机构,微处理器分别与一氧化碳检测机构、二氧化碳检测机构、进气泵和恒温机构相连。
进一步地,所述一氧化碳检测机构包括第一检测腔、以及设于第一检测腔内的一氧化碳传感器,第一检测腔分别与进气管和输气管相连通,一氧化碳传感器与微处理器相连。
进一步地,所述恒温机构包括设于第一检测腔内并分别与微处理器相连的加热器、温度传感器和湿度传感器。
进一步地,所述二氧化碳检测机构包括第二检测腔、以及设于第二检测腔内的二氧化碳传感器,第二检测腔分别与输气管和排气管相连通,二氧化碳传感器与微处理器相连。
进一步地,所述进气管上设有进气电磁阀,进气电磁阀与微处理器相连。
进一步地,样本气袋与进气电磁阀之间设有进气通道,底气气袋与进气电磁阀之间设有输气通道。
进一步地,排气管上设有排气电磁阀,排气电磁阀与微处理器相连。
进一步地,还包括与微处理器相连的液晶显示屏。
与现有技术相比,本实用新型具有以下有益效果:
本实用新型结构简单、设计科学合理,使用方便,将电化学传感器应用于呼出气的红细胞寿命测定,利用电化学传感器体积小、成本低、线性输出,低功耗、高分辨率、良好的重复性和准确性等特点;同时也对电化学传感器易受环境温湿度影响、以及与其他气体交叉而灵敏度差的缺点做出了优化,通过恒温处理进行温湿度补偿,其测量精度从现有设备0.25ppm提高到0.1ppm以内。本实用新型体积小、重量轻、便于携带,并且成本较现有产品缩减5倍以上,样本需求量也可以大大缩减,降低了采样难度,实现了一口气测量,数据分析时间由原来的30分钟以上缩减至2分钟以内。
附图说明
图1为本实用新型结构示意图。
图2为本实用新型一氧化碳检测机构结构图。
图3为本实用新型二氧化碳检测机构结构图。
图4为本实用新型各电学设备连接图。
其中,附图标记对应的名称为:
1-样本气袋,2-底气气袋,3-进气管,4-一氧化碳检测机构,5-输气管,6-二氧化碳检测机构,7-排气管,8-进气泵,9-恒温机构,10-液晶显示屏,11-进气通道,12-微处理器,13-外壳,21-输气通道,31-进气电磁阀,41-第一检测腔,42-一氧化碳传感器,61-第二检测腔,62-二氧化碳传感器,71-排气电磁阀,91-加热器,92-温度传感器,93-湿度传感器。
具体实施方式
为了使本实用新型的目的、技术方案及优点更加清楚明白,以下结合附图,对本实用新型进一步详细说明。显然,所描述的实施例仅仅是本实用新型一部分实施例,而不是全部的实施例。基于本实用新型中的实施例,本领域普通技术人员在没有做出创造性劳动前提下所获得的所有其他实施例,都属于本实用新型保护的范围。
在本实用新型的描述中,需要说明的是,术语“中心”、“上”、“下”、“左”、“右”、“竖直”、“水平”、“内”、“外”等指示的方位或位置关系为基于附图所示的方位或位置关系,仅是为了便于描述本实用新型和简化描述,而不是指示或暗示所指的装置或元件必须具有特定的方位或者以特定的方位构造和操作,因此其不能理解为对本实用新型的限制。此外,术语“第一”、“第二”、“第三”仅用于描述目的,而不能理解为指示或暗示相对重要性。
在本实用新型的描述中,需要说明的是,除非另有明确的规定和限定,术语“安装”、“相连”、“连接”应做广义理解,例如,可以是固定连接,也可以是可拆卸连接,或一体地连接;当然的,还可以是机械连接,也可以是电连接;另外的,还可以是直接相连,也可以是通过中间媒介间接相连,或者可以是两个元件内部的连通。对于本领域的普通技术人员而言,可以根据具体情况理解上述术语在本实用新型中的具体含义。
如图1-4所示,本实用新型提供的一种呼出气红细胞寿命测定仪,包括微处理器12,采集、储存呼出气的样本气袋1,采集、储存环境气的底气气袋2,分别与样本气袋1、底气气袋2相连的进气管3,与进气管3相连测定呼出气和环境气中一氧化碳含量的一氧化碳检测机构4,与一氧化碳检测机构4相连的输气管5,与输气管5相连测定呼出气和环境气中二氧化碳检测机构6、以及与二氧化碳检测机构6相连的排气管7,进气管3上设有进气泵8,一氧化碳检测机构4内设有恒温机构9,微处理器12分别与一氧化碳检测机构4、二氧化碳检测机构6、进气泵8和恒温机构9相连。本实用新型结构简单、设计科学合理,使用方便,将电化学传感器应用于呼出气的红细胞寿命测定,利用电化学传感器体积小、成本低、线性输出,低功耗、高分辨率、良好的重复性和准确性等特点;同时也对电化学传感器易受环境温湿度影响、以及与其他气体交叉而灵敏度差的缺点做出了优化,通过恒温处理进行温湿度补偿,其测量精度从现有设备0.25ppm提高到0.1ppm以内。本实用新型体积小、重量轻、便于携带,并且成本较现有产品缩减5倍以上,样本需求量也可以大大缩减,降低了采样难度,实现了一口气测量,数据分析时间由原来的30分钟以上缩减至2分钟以内。
红细胞寿命是指红细胞自骨髓释放,在外周血中存活的时间。红细胞寿命受多种因素的影响,这些因素主要有两个方面,一是红细胞本身有问题,二是红细胞生存环境发生了“恶化”。测定呼气中的一氧化碳以检测红细胞寿命的原理为:快速检测肺泡呼出气体中一氧化碳浓度来反映机体红细胞的血红蛋白分解,从而间接推算红细胞的存活情况、判定红细胞寿命。由于呼出气中一氧化碳包含两部分,一部分是体内红细胞产生的、即内源性一氧化碳,另一部分则是环境大气中的、即外源性一氧化碳,需要校正得到与红细胞寿命相关联的内源性一氧化碳,通过呼出气和环境气的二氧化碳浓度即可进行校正。
本实用新型通过一氧化碳检测机构4分别测定呼出气和环境气中的一氧化碳含量,所述一氧化碳检测机构4包括第一检测腔41、以及设于第一检测腔41内的一氧化碳传感器42,第一检测腔41分别与进气管3和输气管5相连通,一氧化碳传感器42与微处理器12相连。呼出气和环境气分别进入第一检测腔41内,流经一氧化碳传感器42测量得到对应的一氧化碳含量。
由于一氧化碳传感器42容易受到环境温湿度的影响,进而造成测量不准确的问题,为降低温湿度对一氧化碳检测的影响,本实用新型通过恒温机构9进行温湿度补偿。所述恒温机构9包括设于第一检测腔41内并分别与微处理器12相连的加热器91、温度传感器92和湿度传感器93。加热器91可将第一检测腔41内环境维持在一氧化碳最适的检测温度下,作为优选,加热器91加热温度设定为40℃,如此其进行相应的温湿度补偿,保证一氧化碳浓度检测的准确性,并且实时通过温度传感器92和湿度传感器93记录检测环境中温湿度数据,将其反馈至微处理器12,用于后续一氧化碳浓度的温湿度补偿计算。
本实用新型通过二氧化碳检测机构6分别测定呼出气和环境气中的二氧化碳含量,所述二氧化碳检测机构6包括第二检测腔61、以及设于第二检测腔61内的二氧化碳传感器62,第二检测腔61分别与输气管5和排气管7相连通,二氧化碳传感器62与微处理器12相连。呼出气和环境气分别进入第二检测腔61内,流经二氧化碳传感器62测量得到对应的二氧化碳含量。
呼出气和环境气的检测分别进行,储存呼出气和环境气的样本气袋1和底气气袋2分别连接至进气管3上进行测定。所述进气管3上设有进气电磁阀31,进气电磁阀31与微处理器12相连,通过微处理器12控制进气通道连通。在部分实施例中,为提高测定效率,避免来回换气袋,分别通过两个独立的管道连接对应的气袋,样本气袋1与进气电磁阀31之间设有进气通道11,样本气袋1连接至进气通道11上;底气气袋2与进气电磁阀31之间设有输气通道21,样本气袋1连接至进气通道11上。并且进气电磁阀31采用两通阀门,从而快速连通不同的通道。由于呼出气和环境气的检测分别进行,为此两次检测之间需采用氮气或经过滤的干净空气对装置各管道和机构清洗,避免气体残留。
呼出气和环境气分别测定结束时,由排气管7排出。作为优选,排气管7上设有排气电磁阀71,排气电磁阀71与微处理器12相连。仅当检测操作时,由微处理器12控制排气电磁阀71打开,形成排气通道,排气电磁阀71为单向阀,以避免外部气体倒流至系统内。
为更好提高使用性,本实用新型还包括与微处理器12相连的液晶显示屏10,液晶显示屏10可实现人机交互,用于各测定数据的实时输出、以及最终结果的计算。
本实用新型可采用外壳13作为整体装置的保护,其中微处理器12、测定的各机构和管道均设于外壳13内,液晶显示屏10嵌装于外壳13上,进气管3和输气管5分别延伸出外壳13,分别与外界相连接,而样本气袋1和底气气袋2均在外壳13外部密封连接至进气管3。样本气袋1通过口吹气进行呼出气的采集,所述样本气袋1优选设置为具有一个吹气口和一个输气口。吹气口用于呼出气的口吹采集,并通过密封旋盖拧紧密封,输气口用于连接进气管,输气口也具有一个密封盖,气体输入与输出分开,不仅便于操作,也保证卫生干净。当需要检测时时,迅速打开输气口的密封盖将输气口密封插装于进气管3上。样本气袋1每次的呼出气、以及底气气袋2的环境气,其采集容量均不低于100ML。
本实用新型所述测定仪的测定方法,包括以下步骤:
步骤1、样本气袋采集呼出气,底气气袋采集环境气;
步骤2、微处理器控制恒温机构对一氧化碳检测机构进行预热;
步骤3、将样本气袋连接至进气管,然后微处理器控制进气泵运行,将样本气袋内的呼出气依次泵入一氧化碳检测机构和二氧化碳检测机构内进行检测,最后由排气管排出,在此过程中,一氧化碳检测机构测量的一氧化碳数据A、二氧化碳检测机构测量的二氧化碳数据A、恒温机构的测量数据A均实时传输至微处理器,计算得到呼出气中一氧化碳、二氧化碳的浓度;
步骤4、将底气气袋连接至进气管,然后微处理器控制进气泵运行,将底气气袋内的环境气依次泵入一氧化碳检测机构和二氧化碳检测机构内进行检测,最后由排气管排出,在此过程中,恒温机构的测量数据A一氧化碳检测机构测量的一氧化碳数据B、二氧化碳检测机构测量的二氧化碳数据B、恒温机构的测量数据B均实时传输至微处理器,计算得到环境气中一氧化碳、二氧化碳的浓度;
步骤5、微处理器基于呼出气和环境气中一氧化碳、二氧化碳的浓度,以及呼出气中二氧化碳的标准值,计算出呼出气中内源性一氧化碳体积比;再结合试验者的血红蛋白浓度,计算出红细胞寿命。
作为优选,在所述步骤2中,预热温度为40℃,在此温度下,可进行一氧化碳测定的温湿度补偿。
在所述步骤3和步骤4中,微处理器通过对应的温度传感器92温度数据、湿度传感器93湿度数据,从温湿度补偿曲线补偿计算出呼出气、环境气中对应的一氧化碳浓度。
在所述步骤5中,呼出气中一氧化碳浓度减去环境气中一氧化碳浓度得到一氧化碳差值,同理呼出气中二氧化碳浓度减去环境气中二氧化碳浓度得到二氧化碳差值,将一氧化碳差值除以二氧化碳差值、然后再乘上二氧化碳的标准值,得到内源性一氧化碳体积比;最后将试验者的血红蛋白浓度乘上1.38、再除以源性一氧化碳体积比,得到对应的红细胞寿命。其中二氧化碳的标准值为5%。
本实用新型所用微处理器12优选STM32F103ZE,并且所用进气泵8、液晶显示屏10、进气电磁阀31、一氧化碳传感器42、二氧化碳传感器62、排气电磁阀71、加热器91、温度传感器92、湿度传感器93均为现有已知电气设备,并且均可在市场上直接购买使用,其结构、电路、以及控制原理均为现有已知技术,因此,关于进气泵8、液晶显示屏10、进气电磁阀31、一氧化碳传感器42、二氧化碳传感器62、排气电磁阀71、加热器91、温度传感器92、湿度传感器93的结构、电路、以及控制原理在此不赘述。
最后应说明的是:以上各实施例仅仅为本实用新型的较优实施例用以说明本实用新型的技术方案,而非对其限制,当然更不是限制本实用新型的专利范围;尽管参照前述各实施例对本实用新型进行了详细的说明,本领域的普通技术人员应当理解:其依然可以对前述各实施例所记载的技术方案进行修改,或者对其中部分或者全部技术特征进行等同替换;而这些修改或者替换,并不使相应技术方案的本质脱离本实用新型各实施例技术方案的范围;也就是说,但凡在本实用新型的主体设计思想和精神上作出的毫无实质意义的改动或润色,其所解决的技术问题仍然与本实用新型一致的,均应当包含在本实用新型的保护范围之内;另外,将本实用新型的技术方案直接或间接的运用在其他相关的技术领域,均同理包括在本实用新型的专利保护范围内。
Claims (6)
1.一种呼出气红细胞寿命测定仪,其特征在于,包括微处理器(12),采集、储存呼出气的样本气袋(1),采集、储存环境气的底气气袋(2),分别与样本气袋(1)、底气气袋(2)相连的进气管(3),与进气管(3)相连测定呼出气和环境气中一氧化碳含量的一氧化碳检测机构(4),与一氧化碳检测机构(4)相连的输气管(5),与输气管(5)相连测定呼出气和环境气中二氧化碳检测机构(6),以及与二氧化碳检测机构(6)相连的排气管(7);进气管(3)上设有进气泵(8),一氧化碳检测机构(4)内设有恒温机构(9),微处理器(12)分别与一氧化碳检测机构(4)、二氧化碳检测机构(6)、进气泵(8)和恒温机构(9)相连;
所述一氧化碳检测机构(4)包括第一检测腔(41)、以及设于第一检测腔(41)内的一氧化碳传感器(42),第一检测腔(41)分别与进气管(3)和输气管(5)相连通,一氧化碳传感器(42)与微处理器(12)相连;
所述恒温机构(9)包括设于第一检测腔(41)内并分别与微处理器(12)相连的加热器(91)、温度传感器(92)和湿度传感器(93)。
2.根据权利要求1所述的一种呼出气红细胞寿命测定仪,其特征在于,所述二氧化碳检测机构(6)包括第二检测腔(61)、以及设于第二检测腔(61)内的二氧化碳传感器(62),第二检测腔(61)分别与输气管(5)和排气管(7)相连通,二氧化碳传感器(62)与微处理器(12)相连。
3.根据权利要求1所述的一种呼出气红细胞寿命测定仪,其特征在于,所述进气管(3)上设有进气电磁阀(31),进气电磁阀(31)与微处理器(12)相连。
4.根据权利要求3所述的一种呼出气红细胞寿命测定仪,其特征在于,样本气袋(1)与进气电磁阀(31)之间设有进气通道(11),底气气袋(2)与进气电磁阀(31)之间设有输气通道(21)。
5.根据权利要求1所述的一种呼出气红细胞寿命测定仪,其特征在于,排气管(7)上设有排气电磁阀(71),排气电磁阀(71)与微处理器(12)相连。
6.根据权利要求1所述的一种呼出气红细胞寿命测定仪,其特征在于,还包括与微处理器(12)相连的液晶显示屏(10)。
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GR01 | Patent grant | ||
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