[发明专利]一种呼气一氧化氮和一氧化碳浓度的测量装置

说明书

技术领域

本发明涉及人体呼出气体分析领域。

背景技术

通过人体呼出气体的成分及其浓度的测量可以辅助医生诊断患者所患疾病，监控疾病状态及观察治疗效果等。

呼气一氧化氮（eNO）用于呼吸系统炎症的诊断与监测、呼气一氧化碳（eCO）用于呼吸系统及循环系统疾病的诊断与监测，这是由于内源性气体信号分子NO与CO分别由皮质细胞精氨酸氧化脱氨基及血红素分解产生，感染、过敏、创伤等致炎因子均可通过增加诱导性NO合成酶（iNOS）及血红素加氧酶（HO1）的表达而致使NO与CO浓度显著上升，并可通过呼出气分析定量测定。肺部炎症疾病导致eNO增加的有：支气管哮喘，上呼吸道病毒感染，支气管扩张，纤维化肺泡炎，导致eCO增加的有：哮喘，囊性纤维化，支气管扩张及呼吸道感染，而呼出气NO和CO浓度在类固醇治疗过程中均有着显著降低，这使得eNO与eCO联合检测手段在监测肺部炎症的有潜在的价值。

而现有技术中可以实现eNO与eCO联合检测的只有化学发光分析仪,其采用非分散红外线检测器可以同时检测分析1～10种气体，其中包括呼气NO与CO浓度，现有的化学发光分析仪包括法国ESA公司的固定源CEMS，法国OLDHAM公司的E6200型CEMS，英国XENTRA4900型CEMS，日本HORIBA公司的ENDA-600型系列CEMS等。

现有技术中对eNO和eCO进行采集并分析的仪器有Aerocrine,Inc.的MINO、VERO系列(US20040082872)及尚沃医疗电子的纳库仑呼气分析仪系列。其中Aerocrine,Inc.的产品只用于检测呼气中NO分子浓度，纳库仑呼气分析仪可分别检测呼气中NO及CO分子浓度，而不能实现eNO与eCO的同时测定。

这是由于eNO与eCO同时检测时需要考虑如下各种因素，技术上实现不易。

1)两种气体来源不同:eNO主要来自于呼吸系统，而eCO则来自于血液循环最后交换于肺泡中；

2)采集不同气体所需要的采用控制手段不同:对于eNO采样通过流量控制采集标准流量压力下的呼出气体，对于eCO采样需要监测呼气末端的肺泡气体；

3）现有其他检测手段（例如电化学传感器）的响应时间较慢，达到90%的响应时间一般大于10秒，在呼气的过程中对eNO或是eCO浓度进行实时测量是有困难的。

发明内容

本发明的目的是提供几种呼气一氧化氮和一氧化碳浓度的测量装置，在受试者的一次呼气中区分实现呼气一氧化氮及呼气一氧化碳的采集，并分别或是同时进行分析测试，以克服上述方法的缺陷。

本发明的一种实现装置是由采样模块（100）与分析模块（200）构成，所述采样模块由流量调节器（101），截止阀（405），采样泵（601）串联组成，其中流量调节器（101）上连接有流量/压力传感器（201）和CO₂传感器（202），在流量调节器（101）及采样泵（601）之间并联了气室一（301）、与气室一前后相连的电磁阀一（401）、电磁阀六（406）和气室二（302）、与气室一前后相连的电磁阀二（402）、电磁阀七（407）；所述分析模块依次由气室一（301）、电磁阀一（401）或气室二（302）、电磁阀二（402），三通阀一（403），分析泵（602），三通阀二（404），气体湿度调节器（701），NO传感器（801），电磁阀六（406）或电磁阀七（407）构成循环气路；所述三通阀一（403）常通两端连接气室一（301）或气室二(302)前端和分析泵（602），切换通路两端连接气室一（301）或气室二(302)前端、NO过滤器（501）和分析泵（602）；所述三通阀二（404）常通两端连接分析泵（602）及气体湿度调节器（701），NO传感器（801），切换通路两端连接分析泵（602）及CO传感器（802），CO过滤器（502）。

对待测气体采集阶段：在受试者呼气开始时，打开截止阀（405），电磁阀一（401），电磁阀六（406），流量/压力传感器实时监测呼气流量，并将数据传输给流量控制器，流量控制器将该数据与预设的目标呼气流量进行比较，并及时调整呼气管路的通径，保证呼气流量按预先设定的流量变化规律变化，收集预设定流量下的呼出气体于气室一（301）中；然后关闭电磁阀一和六，打开电磁阀二和七，在受试者持续呼气时，CO₂传感器实时监测呼出气中的CO₂分压，根据CO₂分压判断呼气达到末端时，此时再呼气一段时候后的末端呼出气体收集于气室二（302）中，关闭电磁阀二和七。