一種呼氣一氧化氮和一氧化碳濃度的測(cè)量裝置的制造方法
【技術(shù)領(lǐng)域】
[0001 ] 本發(fā)明涉及人體呼出氣體分析領(lǐng)域。
【背景技術(shù)】
[0002] 通過(guò)人體呼出氣體的成分及其濃度的測(cè)量可以輔助醫(yī)生診斷患者所患疾病，監(jiān)控 疾病狀態(tài)及觀察治療效果等。
[0003] 呼氣一氧化氮（eNO)用于呼吸系統(tǒng)炎癥的診斷與監(jiān)測(cè)、呼氣一氧化碳（eCO)用于 呼吸系統(tǒng)及循環(huán)系統(tǒng)疾病的診斷與監(jiān)測(cè)，這是由于內(nèi)源性氣體信號(hào)分子N0與C0分別由皮 質(zhì)細(xì)胞精氨酸氧化脫氨基及血紅素分解產(chǎn)生，感染、過(guò)敏、創(chuàng)傷等致炎因子均可通過(guò)增加誘 導(dǎo)性N0合成酶（iNOS)及血紅素加氧酶（H01)的表達(dá)而致使N0與C0濃度顯著上升，并可 通過(guò)呼出氣分析定量測(cè)定。肺部炎癥疾病導(dǎo)致eNO增加的有：支氣管哮喘，上呼吸道病毒感 染，支氣管擴(kuò)張，纖維化肺泡炎，導(dǎo)致eCO增加的有：哮喘，囊性纖維化，支氣管擴(kuò)張及呼吸 道感染，而呼出氣N0和C0濃度在類(lèi)固醇治療過(guò)程中均有著顯著降低，這使得eNO與eCO聯(lián) 合檢測(cè)手段在監(jiān)測(cè)肺部炎癥的有潛在的價(jià)值。
[0004] 而現(xiàn)有技術(shù)中可以實(shí)現(xiàn)eNO與eCO聯(lián)合檢測(cè)的只有化學(xué)發(fā)光分析儀，其采用非分 散紅外線檢測(cè)器可以同時(shí)檢測(cè)分析1~10種氣體，其中包括呼氣N0與C0濃度，現(xiàn)有的化 學(xué)發(fā)光分析儀包括法國(guó)ESA公司的固定源CEMS，法國(guó)OLDHAM公司的E6200型CEMS，英國(guó) XENTRA4900 型 CEMS，日本 H0RIBA 公司的 ENDA-600 型系列 CEMS 等。
[0005] 現(xiàn)有技術(shù)中對(duì)eNO和eCO進(jìn)行采集并分析的儀器有Aerocrine，Inc.的MIN0、VER0 系列（US20040082872)及尚沃醫(yī)療電子的納庫(kù)侖呼氣分析儀系列。其中Aerocrine，Inc. 的產(chǎn)品只用于檢測(cè)呼氣中NO分子濃度，納庫(kù)侖呼氣分析儀可分別檢測(cè)呼氣中NO及C0分子 濃度，而不能實(shí)現(xiàn)eNO與eCO的同時(shí)測(cè)定。
[0006] 這是由于eNO與eCO同時(shí)檢測(cè)時(shí)需要考慮如下各種因素，技術(shù)上實(shí)現(xiàn)不易。
[0007] 1)兩種氣體來(lái)源不同：eNO主要來(lái)自于呼吸系統(tǒng)，而eCO則來(lái)自于血液循環(huán)最后 交換于肺泡中； 2) 采集不同氣體所需要的采用控制手段不同：對(duì)于eNO采樣通過(guò)流量控制采集標(biāo)準(zhǔn)流 量壓力下的呼出氣體，對(duì)于eCO采樣需要監(jiān)測(cè)呼氣末端的肺泡氣體； 3) 現(xiàn)有其他檢測(cè)手段(例如電化學(xué)傳感器）的響應(yīng)時(shí)間較慢，達(dá)到90%的響應(yīng)時(shí)間一般 大于10秒，在呼氣的過(guò)程中對(duì)eNO或是eCO濃度進(jìn)行實(shí)時(shí)測(cè)量是有困難的。

【發(fā)明內(nèi)容】

[0008] 本發(fā)明的目的是提供幾種呼氣一氧化氮和一氧化碳濃度的測(cè)量裝置，在受試者的 一次呼氣中區(qū)分實(shí)現(xiàn)呼氣一氧化氮及呼氣一氧化碳的采集，并分別或是同時(shí)進(jìn)行分析測(cè) 試，以克服上述方法的缺陷。
[0009] 本發(fā)明的一種實(shí)現(xiàn)裝置是由采樣模塊（100)與分析模塊（200)構(gòu)成，所述采樣模 塊由流量調(diào)節(jié)器（101)，截止閥（405)，采樣栗（601)串聯(lián)組成，其中流量調(diào)節(jié)器（101)上 連接有流量/壓力傳感器（201)和C02傳感器（202)，在流量調(diào)節(jié)器（101)及采樣栗（601) 之間并聯(lián)了氣室一（301)、與氣室一前后相連的電磁閥一（401)、電磁閥六（406)和氣室二 (302)、與氣室一前后相連的電磁閥二（402)、電磁閥七（407);所述分析模塊依次由氣室一 (301)、電磁閥一（401)或氣室二（302 )、電磁閥二（402 )，三通閥一（403 )，分析栗（602 )，三 通閥二（404)，氣體濕度調(diào)節(jié)器（701 )，NO傳感器（801 )，電磁閥六（406 )或電磁閥七（407 ) 構(gòu)成循環(huán)氣路；所述三通閥一（403)常通兩端連接氣室一（301)或氣室二（302)前端和分 析栗（602)，切換通路兩端連接氣室一（301)或氣室二（302)前端、NO過(guò)濾器（501)和分析 栗（602 );所述三通閥二（404 )常通兩端連接分析栗（602 )及氣體濕度調(diào)節(jié)器（701 )，NO傳 感器（801)，切換通路兩端連接分析栗（602)及C0傳感器（802)，C0過(guò)濾器（502)。
[0010] 對(duì)待測(cè)氣體采集階段：在受試者呼氣開(kāi)始時(shí)，打開(kāi)截止閥（405)，電磁閥一（401)， 電磁閥六（406)，流量/壓力傳感器實(shí)時(shí)監(jiān)測(cè)呼氣流量，并將數(shù)據(jù)傳輸給流量控制器，流量 控制器將該數(shù)據(jù)與預(yù)設(shè)的目標(biāo)呼氣流量進(jìn)行比較，并及時(shí)調(diào)整呼氣管路的通徑，保證呼氣 流量按預(yù)先設(shè)定的流量變化規(guī)律變化，收集預(yù)設(shè)定流量下的呼出氣體于氣室一（301)中； 然后關(guān)閉電磁閥一和六，打開(kāi)電磁閥二和七，在受試者持續(xù)呼氣時(shí)，C0 2傳感器實(shí)時(shí)監(jiān)測(cè)呼 出氣中的C02分壓，根據(jù)C02分壓判斷呼氣達(dá)到末端時(shí)，此時(shí)再呼氣一段時(shí)候后的末端呼出 氣體收集于氣室二（302)中，關(guān)閉電磁閥二和七。
[0011] 對(duì)待測(cè)氣體分析階段：N0分析與C0分析為獨(dú)立兩個(gè)分析氣路循環(huán)。對(duì)呼出氣N0 分析時(shí)，打開(kāi)電磁閥一和六，氣體在氣室一（301)，三通閥一（403)，分析栗（602)，三通閥二 (404)，氣體濕度調(diào)節(jié)器（701)，N0傳感器（801)之間循環(huán)一至二個(gè)周期后，切換三通閥一 (403)，分析零點(diǎn)氣，根據(jù)N0每次循環(huán)的電流值及零點(diǎn)氣體的電流值，計(jì)算呼氣N0濃度；對(duì) 呼出氣C0分析時(shí)，打開(kāi)電磁閥二和七，同時(shí)關(guān)閉電磁閥一和六，切換三通閥二（404)，氣體 在氣室二（302 )，三通閥一（403 )，分析栗（602 )，三通閥二（404)，C0傳感器（802 )，C0過(guò)濾 器（502)之間循環(huán)，根據(jù)C0傳感器兩次記錄的C0電流值及零點(diǎn)氣體的電流值，計(jì)算呼氣末 端C0濃度。
[0012] 本發(fā)明裝置可利用濃度高于60ppb的N0氣體，對(duì)N0傳感器進(jìn)行自標(biāo)定。
[0013] 以上裝置是將呼出氣N0測(cè)量部分氣體與呼出氣C0測(cè)量的部分氣體分開(kāi)采集并分 開(kāi)分析，若對(duì)于選擇性較好的N0傳感器而已（其對(duì)C0氣體無(wú)任何響應(yīng)），同時(shí)不靠譜儀器 自身的自標(biāo)定性能，則裝置可以簡(jiǎn)化。
[0014] 本發(fā)明的另一種實(shí)現(xiàn)裝置是由采樣模塊（100)與分析模塊（200)構(gòu)成，所述采樣 模塊由流量調(diào)節(jié)器（101 )，截止閥（401 )，氣室（301 )，采樣栗（601)串聯(lián)組成，其中流量調(diào)節(jié) 器（101)上連接有流量/壓力傳感器（201)和C02傳感器（202 )，所述截止閥（401)位于流 量調(diào)節(jié)器和氣室（301)之間的支氣路上；所述分析模塊依次由氣室（301)，氣體濕度調(diào)節(jié)器 (701)，N0傳感器（801)，C0傳感器（802)，分析栗（602)，C0過(guò)濾器（502)，N0過(guò)濾器（501) 構(gòu)成循環(huán)氣路。
[0015] 在受試者呼氣開(kāi)始時(shí)，打開(kāi)流量調(diào)節(jié)器（101)，截止閥（405)，根據(jù)預(yù)設(shè)流量進(jìn) 行反饋調(diào)節(jié)，此時(shí)呼氣直接排出大氣，待排出約1~3個(gè)氣道死腔體積Vaw后，打開(kāi)抽氣栗 (601)，以一定流量F將呼出氣持續(xù)抽入氣室體積的一半；同時(shí)0) 2傳感器實(shí)時(shí)監(jiān)測(cè)呼出氣 中的C02分壓，當(dāng)達(dá)到呼氣末端時(shí)，再以相同流量繼續(xù)抽滿(mǎn)氣室的另一半。此時(shí)要求氣室為 一根細(xì)長(zhǎng)管，氣室中氣體流動(dòng)為活塞流，軸向不存在混合。實(shí)際裝置中，由于待測(cè)樣品的濃 度差，在分析氣路中仍會(huì)存在一定的擴(kuò)散。
[0016] 這種裝置的優(yōu)點(diǎn)在于將截止閥置于分析氣路前，抽氣栗將符合要求的待測(cè)氣體抽 入氣室中保存，根據(jù)這個(gè)優(yōu)點(diǎn)設(shè)計(jì)了另一款呼氣一氧化氮和一氧化碳濃度的測(cè)量裝置，綜 合了上述兩種裝置的優(yōu)勢(shì)，使其對(duì)于一些呼氣比較困難的人群，其難以在一次呼氣中滿(mǎn)足 采樣要求的，可以多呼幾口氣，每次抽取符合要求的一部分，降低的采樣的要求。
[0017] 本發(fā)明的另一種實(shí)現(xiàn)方式是由采樣模塊（100)與分析模塊（200)構(gòu)成，所述采樣 模塊由流量調(diào)節(jié)器（101)，截止閥（405)，采樣栗（601)串聯(lián)組成，其中流量調(diào)節(jié)器（101)上 連接有流量/壓力傳感器（201)和C0 2傳感器（202)，所述截止閥（405)位于流量調(diào)節(jié)器和 氣室之間的支氣路上，在流量調(diào)節(jié)器（101)及采樣栗（601)之間并聯(lián)了氣室一（301)、與氣 室一前后相連的電磁閥一（401)、電磁閥六（406)