[发明专利]在补偿呼吸参数频率的情况下收集并分析一定体积的呼出的气体

说明书

相关申请案的交叉参考

本申请案要求2011年12月21日提交的美国临时申请案第61/578,811号的权益，所述申请案的公开内容以其全文并入本文中。

技术领域

此处描述了用于分析针对诊断目的呼出的呼吸的装置和方法。更确切地说，描述了用于对来自人的呼吸的气体进行取样和分析以用于与潜在生理学病况相关并进行诊断的装置和方法。

背景技术

存在用于获得人的呼吸以用于气体分析的两种通用技术。在第一种技术中，人可合作地呼吸到接收气体以用于分析的仪器中。在第二种技术中，仪器可不依赖于人的合作从人的气道获得气体样品。在任一种技术中，鉴于呼吸模式的常常随机且不稳定的性质，实现来自呼吸周期的特定部分的气体的精确收集和精确分析可能具有挑战性。举例来说，以较高的准确度和精确度水平(例如<0.5ppm准确度)可靠地测量呼气的确切呼气末部分处的呼吸CO已被证明是困难的。呼吸CO₂的测量通常用于确定呼吸的呼气末部分，且因此可对来自所述呼吸部分的气体进行取样和分析。使用呼气末CO₂信号是便利的途径，因为所述技术已众所周知，且提供呼吸波形的瞬时测量。然而，为了在整个系统的剩余部分中获得准确度和精确度，仪器装设仅考虑可能有用的一些可能的外部因素。

恒定流速通常用于从人中抽取气体持续固定的收集时间，且将所抽取的样品置放在固定容积样品隔室中。当使用这种方法时，可能存在呼吸模式有关的不准确性。举例来说，一些样品隔室可能在其中具有非呼气末气体，或者仅呼吸的呼气末部分的部份可得到取样且储存在样品隔室中以用于分析。虽然在某一呼吸速率下的可重复性是极好的，但准确性可由于系统的气体力学和时间安排而随呼吸速率变化而变化。

因此，可能有益于以在一定范围的呼吸模式和呼吸速率中同样准确的方式改进已知系统的准确度。为此，本文中已设想并描述了各种途径和算法。

发明内容

本文中描述了呼吸气体分析仪，其实现了来自呼吸的特定部分的呼吸传送的气体的准确组成分析。所述系统可适应各种各样的呼吸模式且在不损失准确度的情况下定等级。所述系统可确保针对欲足够准确的分析获得足够体积的气体，且所获得的气体是来自呼吸的所需部分且代表呼吸的全部所需部分。在一些变化形式中，这些优势通过以下方式获得：取决于呼吸模式，调整气体取样流速；和/或从呼吸的所需部分获得气体样品持续多次呼吸直到获得用于分析的气体阈限体积为止；和/或将校正因子应用于所计算的结果以补偿所取样的气体的异质性。除了用于获得气体的目标体积的这些方法之外，一些变化形式可鉴别呼吸的所需部分以便准确取样呼吸的正确部分和/或调整系统从而与呼吸模式无关地总是针对分析收集实质上均质呼气末样品。

为了获得以上特征，呼吸分析仪或用于分析呼吸的方法的变化形式可包括以下益处中的一或多者：鉴别呼气相的不同子部分；从呼气相的所需子部分准确收集样品；确保收集用于通过气体组成分析仪分析的预定气体量；对于预期遇到的多种呼吸模式可靠且可重复。