[发明专利]呼吸采集装置

说明书

本发明涉及用于从呼出气流采集和保存呼吸试样的方法和装置。

自古以来，医学上就已采用呼吸试验。用于诊断目的的呼吸采样的试验方法已有很大的改进。这些改进促使重新努力去开发呼吸试样的采集装置和方法。一个呼吸试样采集装置必须满足几个矛盾的要求。为避免因应用可重复使用的装置而可能造成感染危险，该呼吸试样采集装置应该是易于处理的。因此，该装置应该生产成本比较低。而且，该装置应确保采集的呼吸试样能确实代表呼气过程中某一特定时间的呼吸气流的成分。病人在呼气时排出的气体组分是变化的。第一批排出的气体基本上包括位于口腔、鼻子和上呼吸道的空气。同一次呼气中稍后排出的空气基本包括来自支气管和下呼吸道的空气，而最后排出的空气则基本包括来自肺气泡或肺本身气囊的空气。为了提供一种试样，它能真实代表呼吸的一部分，仅仅这一部分就要求集取呼出空气的一个特定部分。例如，在代谢试验中，大致要求集取气泡的空气而排除其它部分的呼气。因此，取样装置应该能够有选择地集取呼吸气流中的需要部分而基本不沾染呼吸气流的其它部分。该装置还必须确保采集的试样得以可靠贮存，直到将它移送至分析仪。该装置在集取试样和在将试样送至分析仪时都应该易于操作。罗列在一起的所有这些要求提出了极大的技术难题。

已经提出的一种装置采用一个具有供病人将呼出的呼吸气流输入的附带口承的塑料袋，当吐出的呼吸气流正在排出时，用注射器抽出试样。一旦采集了试样，关闭注射器上的活栓并将针头固定在注射器的端部。然后用针头刺穿已排空试管的密封膜，将一部分试样输入试管。采集在袋中的试样是全部呼气的混合物，它包括肺、呼吸道和口腔中的空气。因此，试样不能精确地代表任何特定部分的呼气。美国专利第5，140，993号描述了另一种采用一软袋的装置，具有相似的缺点。

另一种装置采用一种象试管那样的试样容器，它有一个永久封闭的底部和一开口顶端或一个入口。该容器的入口固定有一个具有两条呈十字形的细缝的薄膜。使用者将吹管插入薄膜的十字形细缝中并将吹管的一个开口端放到容器底端附近。随后，使用者将气吹入吹管，迫使呼气通过容器并通过薄膜中的细缝流出容器的入口。要终止采样时，使用者必须将吹管拔出容器。试验时，它不可能将来自容器外面的外部空气密封在外。吹管不能保证对容器彻底净化，进入的呼气混有容器内已有的空气。当抽出吹管时，容器底部的空气未受干扰。这样，留在容器中的试样要沾染上呼气循环中不需要的部分。同样，在抽出吹管以便盖上密封盖时，就有可能失去一部分试样或将它与试管外的空气混合。

迈克尔·菲利普斯在《美国科学》1992年7月期发表的题为《医用呼吸试验》的文章中图示并描述了另一种呼吸采集装置。该装置极为复杂和庞大，并用必须安装在手推车上，固而限制了它的使用。菲利普斯的装置采用活性碳过滤器、集水器、集气器和许多复杂的连接装置。对医院和诊所等而言该装置的尺寸和复杂性限制了其使用。

美国专利第5，052，213号示出了一种装置，它将一可滑动元件安装于壳体内，先在集气过程中充作呼气导流管的一部分，然后在试验循环中充作测试仪的一部分。集取在凹槽内的呼气被导引至测试仪。这样，呼出空气的试样在凹槽中至少保存一短的时间，随后再进行分析。除了上述结构外，它没有将试样移离凹槽作分析的任何其它措施。

美国专利第4，617，821号示出了一种集采集和分析呼吸试样于一体的独立式气体检测装置。美国专利第5，111，827号示出了一种联合装置，它包括一个用于气体分析仪的试样连接器和一个肺活量计。美国专利第4，067，320号为气体分析仪提供了一种零点飘移补偿系统。都没有设法去密封将随后供独立分析仪分析用的装在分批装置中的气体试样。

尽管现有技术已作了所有这些努力，但是，仍然十分有必要改进呼吸取样装置和方法。