PL185366B1 - Urządzenie do wykrywania składników wydychanego powietrza - Google Patents

Abstract

1 · Urzadzenie do wykrywania skladni- ków wydychanego powietrza, zawierajace element rurowy o dwóch otwartych koncach, z których pierwszy otwarty koniec elementu. rurowego sluzy do wprowadzania wydycha- nego powietrza, znamienne tym, ze na dru- gim otwartym koncu elementu rurowego (1) zamocowana jest rozlaczalnie plytka (3) z substancja pochlaniajaca okreslony sklad- nik lub okreslone skladniki wydychanego powietrza. FIG.1 PL PL PL PL PL

Description

Wynalazek dotyczy urządzenia do wykrywania składników wydychanego powietrza, a zwłaszcza do wykrywania obecności patogenicznych bakterii Helicobacter pylori w żołądku i w przewodzie pokarmowym człowieka.

Skład gazu może być analizowany w różny sposób, na przykład metodą chromatografii gazowej, fotometrii płomieniowej i spektrofotometrii. Metody te wymagająjednak stosowania drogiego sprzętu i dla wielu zastosowań są zbyt skomplikowane. Alternatywnymi i znacznie prostszymi sposobami wyodrębnienia składników gazu są sposoby, w których gazjest pochłaniany przez określoną substancję, a obecność lub nieobecność składnika gazowego jest sygnalizowana za pomocą wskaźnika barwnego. Przykładem zastosowania takiego sposobu jest wykrywanie obecności alkoholu w wydychanym powietrzu w wyniku dmuchania w specjalną rurkę. Wadątakich rozwiązań jest to, że nie są przystosowane do oddzielnych pomiarów przy użyciu substancji pochłaniającej.

Pewne stany zdrowotne lub schorzenia mogą być wykryte dzięki analizie składu wydychanego powietrza. Przykładowo wrzody żołądka wywoływane są głównie przez patogeniczne bakterie Helicobacter pylori. Sposób wykrywania obecności tych bakterii został dokładnie opisany i stosowanyjest od wielu lat w badaniach klinicznych. Zgodnie z tym sposobem pacjenci połykają znakowany izotopem, korzystnie radioaktywny preparat mocznikowy. Bakterie Helicobacter

185 366 pylori obecne w przewodzie pokarmowym powodują rozłożenie mocznika między innymi na dwutlenek węgla. Powstający w ten sposób dwutlenek węglajest zgodnie z zasadami ludzkiej fizjologii transportowany do płuc, skąd jest wydychany wraz z dwutlenkiem węgla powstałym w organizmie w inny sposób. Ponieważ dwutlenek węgla wytworzony przez bakterie jest znakowany, jego ilość daje się zmierzyć dzięki temu, że pacjent wydychane powietrze wdmuchuje przez rurkę do cieczy pochłaniającej dwutlenek węgla. Ciecz tę następnie bada się za pomocą odpowiednich przyrządów pomiarowych, na przykład licznika scyntylacyjnego. Wykryte w wydychanym dwutlenku węgla składniki znakowane izotopem są świadectwem obecności w organizmie bakterii Helicobacter pylori. Opisany sposób jest jednak stosunkowo skomplikowany i czasochłonny, wymaga zastosowania dużego i kosztownego urządzenia, a ponadto nie znany jest żaden handlowy produkt do stosowania tego sposobu.

Celem wynalazku jest opracowanie urządzenia stosowanego przy wykrywaniu jednego lub więcej składników wydychanego powietrza. Urządzenie to powinno być tanie w produkcji, nadawać się do długotrwałego składowania i zapewniać powtarzalność wyników badań. Innym celem wynalazku jest uniknięcie skomplikowanego manipulowania cieczami i stosowania instrumentów analitycznych zajmujących wiele miejsca.

Cele te zostały osiągnięte dzięki urządzeniu według wynalazku, które zawiera element rurowy o dwóch otwartych końcach, z których pierwszy otwarty koniec elementu rurowego służy do wprowadzania wydychanego powietrza. Na drugim otwartym końcu elementu rurowego zamocowana jest rozłączalnie płytka z substancją pochłaniającą określony składnik lub określone składniki wydychanego powietrza. Substancja pochłaniająca ma kontakt z wydychanym powietrzem przechodzącym przez element rurowy.

W odmianie urządzenia według wynalazku substancja pochłaniająca osadzona jest na powierzchni płytki, która nie przepuszcza powietrza, natomiast w elemencie rurowym, w sąsiedztwie płytki, znajdują się otwory, przez które uchodzi wydychane powietrze przechodzące przez element rurowy.

W kolejnej odmianie wynalazku płytka ma postać porowatej membrany, przez którą przechodzi wydychane powietrze wdmuchiwane do wnętrza elementu rurowego.

Inna odmiana urządzenia według wynalazku zawiera substancję pochłaniającą mającą zdolność pochłaniania dwutlenku węgla.

Substancja pochłaniającajeszcze kolejnej odmiany urządzenia według wynalazku zawiera wskaźnik barwny.

Jeszcze inna odmiana urządzenia służy do wykrywania dwutlenku węgla będącego produktem przemiany materii bakterii Helicobacter pylori obecnych w przewodzie pokarmowym.

Przedmiot wynalazku stanowi zatem proste urządzenie do wykrywania składników wydychanego powietrza.

Wynalazek w przykładach wykonania uwidoczniony jest na rysunku na którym fig. 1 przedstawia urządzenie według wynalazku w pierwszym przykładzie wykonania w widoku perspektywicznym. Figura 2a przedstawia drugi przykład wykonania takiego urządzenia w widoku od góry, zaś fig. 2b przedstawia je w widoku z boku.

Na figurze 1 przedstawiono urządzenie, w którym zastosowano porowatą membranę przez którą przepływa wydychane powietrze. Urządzenie to składa się z elementu rurowego 1 zakończonego z jednej strony ustnikiem 2. Płytka 3 z substancją pochłaniającą jest zamocowana rozłączalnie na przeciwległym końcu elementu rurowego 1. Gdy w tej wersji wykonania stosuje się płytkę 3 nie przepuszczającąpowietrza, w elemencie rurowym 1 wokół zewnętrznej krawędzi płytki 3 wykonane są otwory 4, umożliwiające przepływ powietrza przez całe urządzenie. Natomiast kiedy płytka 3 ma postać porowatej membrany obecność otworów 4 jest wykluczona.

Figury 2a i figura 2b przedstawiają dwa widoki drugiego przykładu wykonania urządzenia według wynalazku, z płytkąnie przepuszczającąpowietrza. Oznaczenia użyte na tych figurach są analogiczne do zastosowanych na fig. 1. Linią przerywaną zaznaczono na fig. 2b, możliwość oddzielenia całej górnej części urządzenia zawierającej płytkę 3 od jego dolnej części i umieszczenia w przyrządzie pomiarowym. Analogicznie jak w poprzednim przykładzie realizacji urządzenie

185 366 z porowatą membraną pozbawione jest otworów 4. Element rurowy 1 może być zarówno sztywny jaki i tak miękki jak plastikowa torebka. Mocowanie płytki 3, zapewniające łatwe jej odłączanie od elementu rurowego 1, może mieć postać połączenia śrubowego lub zatrzaskowego, albo może być zrealizowane w prosty sposób za pomocątaśmy klejącej. Sucha substancja pochłaniająca może być osadzona na płytce 3 lub ulokowana w niej. Zastosowana substancja pochłaniająca jest w stanie zaabsorbować tylko określoną ilość żądanego składnika gazowego. Wskaźnik barwny zawarty w substancji pochłaniającej wskazuje, kiedy zostanie pochłonięta maksymalna ilość badanego składnika gazowego. Z punktu widzenia trwałości, urządzenie zawierające substancję pochłaniającą dwutlenek węgla korzystnie jest pakować do nie przepuszczającej powietrza torebki w trwałym środowisku, na przykład w środowisku gazowego azotu. Ze względów higienicznych urządzenie może być korzystnie urządzeniem jednorazowego użytku.

Aby wykryć określony składnik wydychanego powietrza za pomocą urządzenia według wynalazku pacjent przez ustnik 2 wdmuchuje do elementu rurowego 1 powietrze z płuc. Wydychane powietrze przechodzi przez element rurowy 1 i w zależności od rodzaju płytki 3 przepływa przez nią, albo przepływa w jej pobliżu i wypływa na zewnątrz otworami 4. Element rurowy 1jest tak skonstruowany, aby zapewnić maksymalny kontakt przepływającego powietrza z płytką 3 i substancją.pochłaniającą. Po pochłonięciu maksymalnej ilości składnika gazowego, co sygnalizowane jest zmianą koloru wskaźnika barwnego, płytkę 3 odłącza się od elementu rurowego 1 i wprowadza do przyrządu pomiarowego w celu oznaczenia żądanego składnika. Alternatywnie odłącza się całągórnączęść urządzenia, łącznie z płytką3, po czym wprowadza do przyrządu pomiarowego.

Urządzenie według wynalazku może być wykonane z dowolnego nadającego się do tych celów materiału, korzystnie z tektury, kartonu lub z różnych rodzajów tworzywa sztucznego. Przykładami tworzyw sztucznych, które mogąbyć tutaj zastosowane, są polietylen, polistyren lub polichlorek winylu. Urządzenie powinno dawać się sterylizować radiacyjnie lub cieplnie. Zastosowana substancja pochłaniająca zależy od rodzaju oznaczanego składnika wydychanego powietrza. Przykładowymi substancjami pochłaniającymi dwutlenek węgla są wodorotlenek sodowy i wapno sodowane. Reakcja barwna na płytce 3, sygnalizująca nasycenie, może być uzyskana dzięki zastosowaniu jako wskaźnika barwnego dostępnego w handlu wapna sodowanego. Część urządzenia znajdująca się poniżej lub powyżej substancji pochłaniającej może być korzystnie przezroczysta, co pozwoli zaobserwować reakcję barwną. Składniki powietrza, które mają zostać wykryte, mogąbyć znakowane na przykład izotopami. Przyrząd pomiarowy użyty do wykrywania znakowanych składników powietrza będzie różny w zależności od rodzaju znakowania. Przykładowo składniki znakowane radioaktywnie mogą być oznaczane za pomocą licznika Geigera-M ullera.

W jednym z korzystnych przykładów realizacji urządzenie wykorzystywane jest do wykrywania obecności w wydychanym powietrzu dwutlenku węgla znakowanego izotopem, a zwłaszcza do wskazywania obecności radioaktywnego dwutlenku węgla będącego produktem przemiany materii bakterii Helicobacterpylori znajdujących się w ludzkim organizmie. W tym celu stosuje się płytkę 3 z substancjąpochłaniającą dwutlenek węgla. Pacjent, któremu podano znakowany radioaktywnie mocznik, proszony jest o dmuchnięcie w ustnik 3 urządzenia według wynalazku. Dwutlenek węgla, zawierający między innymi dwutlenek węgla znakowany radioaktywnie, pochłaniany jest przez substancję pochłaniającą znajdującą się na płytce 3. Płytkę tę wyjmuje się następnie z urządzenia i w przy użyciu odpowiedniej aparatury pomiarowej analizuje obecność składników radioaktywnych w celu ewentualnego wykrycia obecności bakterii Helicobacter pylori.

Claims (9)

1. Zastrzeżenia patentowe

   1. Urządzenie do wykrywania składników wydychanego powietrza, zawierające element rurowy o dwóch otwartych końcach, z których pierwszy otwarty koniec elementu rurowego służy do wprowadzania wydychanego powietrza, znamienne tym, że na drugim otwartym końcu elementu rurowego (1) zamocowana jest rozłączalnie płytka (3) z substtmcjąpochłaniającą określony składnik lub określone składniki wydychanego powietrza.
2. 2. Urządzenie według zastrz. 1, znamienne tym, że substancja pochłaniająca osadzonajest na powierzchni płytki (3), która nie przepuszcza powietrza, natomiast w elemencie rurowym (1), w sąsiedztwie płytki (3), znajdują się przelotowe otwory (4).
3. 3. Urządzenie według zastrz. 1, znamienne tym, że płytka (3) z subsi^ia^tyjąpochłaniającą ma postać porowatej membrany.
4. 4. Urządzenie według zastrz. albo 1 albo 2, albo 3, znamienne tym, że substancją pochłaniającąjest substancja pochłaniająca dwutlenek węgla.
5. 5. Urządzenie według zastrz. 1 albo 2, albo 3, znamienne tym, że substancja pochłaniająca zawiera wskaźnik barwny.
6. 6. Urządzenie według zastrz. 4, znamienne tym, że substancja pochłaniająca zawiera wskaźnik barwny.
7. 7. Urządzenie według zastrz. 1 albo 2, albo 3, znamienne tym, że służy do wykrywania dwutlenku węgla będącego produktem przemiany materii bakterii Helicobactet pylori obecnych w przewodzie pokarmowym.
8. 8. Urządzenie według zastrz, 4, znamienne tym, że służy do wykrywania dwutlenku węgla będącego produktem przemiany materii bakterii Helicobacterpylori obecnych w przewodzie pokarmowym.
9. 9. Urządzenie według zastrz. 5, znamienne tym, że służy do wykrywania dwutlenku węgla będącego produktem przemiany materii bakterii Helicobacter pylori obecnych w przewodzie pokarmowym.