[发明专利]用于治疗设施的包括具有缩短光学路径的微型光谱仪的气体测量模块

说明书

技术领域

本发明涉及一种气体测量模块，该气体测量模块能够被插入到呼吸回路中，并且承载被配置为检测呼吸回路中的气体组分的微型光谱仪。

背景技术

气体分析仪被广泛使用在医疗应用中，并且可具有的特征在于，位于患者呼吸气体的主路径中（主流分析仪）或者位于通常平行于该主路径的辅助路径中（侧流分析仪）。对主流分析仪进行安置使得受试者的吸入和呼出的呼吸气体通过气道适配器，气道适配器上放置有分析仪。侧流气体分析仪被耦合到气道适配器以从主呼吸回路抽离空气以用于测量。用于包含在能够被耦合到治疗设施中的呼吸回路以测量气体组分的气体测量模块中的主流和侧流设计必须被设计为便于在患者气道处或者在与患者连通的呼吸回路中在与患者相对紧密靠近的位置安装气体测量模块。作为结果，为了被收纳在治疗设施中，必须对气体分析仪进行设计使得容纳气体分析仪的气体测量模块具有便利和舒适的形状因数（form factor）和/或重量。此外，气体分析仪必须足够鲁棒以基本上不受与治疗设施中的使用相关联的典型机械损伤和温度变化的影响。

发明内容

本发明的一个方面涉及一种气体测量模块，该气体测量模块被配置为插入到与受试者的气道流体连通的呼吸回路中。气体测量模块包括腔、红外源、能够移动的滤波器构件、光敏检测器和致动器。腔具有第一开口和第二开口。腔被配置为在第一开口和第二开口之间形成流动路径，使得在气体测量模块被插入到呼吸回路中的情况下，来自受试者的气道的气体通过该流动路径被输送。红外源被配置为发射沿着光学路径的红外电磁辐射，该光学路径穿过由腔形成的流动路径。能够移动的滤波器构件包括被配置为滤波第一波长段中的电磁辐射的第一滤波器元件，以及被配置为滤波第二波长段中的电磁辐射的第二滤波器元件。光敏检测器被保持在沿着光学路径的固定位置，以接收已经由滤波器元件滤波的并且已经穿过由腔形成的流动路径的红外电磁辐射。光敏检测器被配置为产生输出信号，该输出信号传送与所接收的红外电磁辐射的一个或多个参数有关的信息。致动器被配置为在第一位置和第二位置之间致动滤波器构件，其中在第一位置处，第一滤波器元件被定位在光学路径中，并且其中在第二位置处，第二滤波器元件被定位在光学路径中。

本发明的另一个方面涉及一种分析在气体测量模块内的气体的方法，该气体测量模块被配置为插入到与受试者的气道流体连通的呼吸回路中。在一个实施例中，该方法包括：发射沿着光学路径的红外电磁辐射，该光学路径穿过由气体测量模块形成的流动路径，来自受试者的气道的气体在该流动路径中流动；在第一位置和第二位置之间致动滤波器构件，其中在第一位置处，滤波器构件的第一滤波器元件被设置在光学路径中，并且在第二位置处，滤波器构件的第二滤波器元件被设置在光学路径中，并且其中第一滤波器元件被配置为滤波第一波长段中的电磁辐射，并且第二滤波器元件被配置为滤波第二波长段中的电磁辐射；接收沿着光学路径的已经被滤波器构件滤波的电磁辐射；以及产生输出信号，该输出信号传送与所接收的红外电磁辐射的一个或多个参数有关的信息。

本发明的另一个方面涉及一种被配置为分析气体的系统，其中该系统被配置为插入到与受试者的气道流体连通的呼吸回路。在一个实施例中，该系统包括用于发射沿着光学路径的红外电磁辐射的装置，该光学路径穿过流动路径，来自受试者的气道的气体在该流动路径内流动；用于滤波电磁辐射的沿着光学路径设置的装置，其中用于滤波的装置包括用于滤波第一波长段中的电磁辐射的第一装置和用于滤波第二波长段中的电磁辐射的第二装置；用于在第一位置和第二位置之间致动用于滤波的装置的装置，其中在第一位置处，用于滤波的第一装置滤波沿着光学路径行进的电磁辐射，并且在第二位置处，用于滤波的第二装置滤波沿着光学路径行进的电磁辐射；用于接收沿着光学路径的已经由滤波器构件滤波的电磁辐射并且产生输出信号的装置，该输出信号传送与所接收的红外电磁辐射的一个或多个参数有关的信息。