[发明专利]用于收集挥发性有机化合物的装置、方法和系统

权利要求书

1.一种用于使用呼出气诊断疾病的系统，所述系统包括选自以下的元件：

吹嘴，其被配置成密封到受试者的所述嘴唇并且从受试者接收呼出空气；

呼吸室，其被配置成从所述吹嘴接收呼出空气；

阀，其被配置成执行以下中的一项或多项：沿期望流动路径引导呼出空气，沿期望流动路径引导吹扫气体，控制吹扫气体的所述流速，控制呼出空气的所述流速，阻止吹扫气体的所述流动，阻止呼出空气的所述流动；

吹扫气体源；

CO2筒，其被配置成从呼出空气去除CO2；

水筒，其被配置成从呼出空气去除水；

呼吸筒，其被配置成从呼出空气捕获一种或多种VOC；

温度控制系统，其被配置成控制以下中的一项或多项的所述温度：CO2筒、水筒、呼吸筒；

低温恒温器，其被配置成包含并限制到低温液体的热流；

流量计，其被设计成测量以下中的一项或两项的所述流量：呼出空气、吹扫气体；和

压力换能器，其被设计成测量以下中的一种：压力、流速、流量。

2.根据权利要求1所述的系统，其还包括以下中的至少一个：吹嘴、呼吸室、呼吸筒和冷却系统，其中所述冷却系统包含LN2。

3.根据权利要求2所述的系统，其中所述受试者通过所述吹嘴和呼吸室呼气，并且其中所述系统还包括阀以当所述受试者不呼气时引导所述呼出气通过所述呼吸筒。

4.根据权利要求3所述的系统，其中至少50％的所述呼吸筒浸没在LN2中。

5.根据权利要求4所述的系统，其中所述呼吸筒包括一个或多个通道。

6.根据权利要求5所述的系统，其中所述呼吸室的体积为小于或约0.5升。

7.根据权利要求6所述的系统，其中所述受试者仅通过所述吹嘴和呼吸室呼气一次。

8.根据权利要求6所述的系统，其还包括吹扫气体源，并且还包括两个或更多个元件，所述元件允许所述同时控制所述呼吸筒中的所述表压和通过所述呼吸筒的所述流量，其中所述两个或更多个元件选自由以下组成的所述列表：

节流件；

压力调节器；

流量控制器；和

针阀。

9.根据权利要求8所述的系统，其中所述呼吸筒中的所述表压大于2kPa。

10.根据权利要求9所述的系统，其中离开所述系统的所述流速为小于或约0.5升/分钟。

11.根据权利要求10所述的系统，其中给定感兴趣的VOC的所述分子量m、所述一个或多个通道的所述组合长度L和流动通过所述呼吸筒的所述空气在室温下的所述总流速Q满足所述关系式：

L/(m^0.5Q)C

其中L以cm为单位，m以原子质量单位为单位，Q以升/分钟为单位，并且C＝1.5。

12.根据权利要求11所述的系统，其中C＝6。

13.根据权利要求11所述的系统，其中C＝8。

14.根据权利要求11所述的系统，其中C＝13。

15.根据权利要求11所述的系统，其还包括与所述呼吸筒串联的水筒，其中所述呼吸筒具有组合总通道长度L'，并且其在温度T下运行，其中T、L'和Q满足所述关系式

L*T^1.5/(Q*10000)C

其中Q以升/分钟为单位，T以开尔文为单位，L以cm为单位，并且C＝5。

16.根据权利要求15所述的系统，其中C＝11。