一种呼气一氧化氮和一氧化碳浓度的测量装置的制造方法
【技术领域】
[0001 ] 本发明涉及人体呼出气体分析领域。
【背景技术】
[0002] 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。
[0003] 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N0与C0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N0合成酶（iNOS)及血红素加氧酶（H01)的表达而致使N0与C0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N0和C0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。
[0004] 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N0与C0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 H0RIBA 公司的 ENDA-600 型系列 CEMS 等。
[0005] 现有技术中对eNO和eCO进行采集并分析的仪器有Aerocrine，Inc.的MIN0、VER0 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C0分子 浓度，而不能实现eNO与eCO的同时测定。
[0006] 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。
[0007] 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】
[0008] 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。
[0009] 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)，采样栗（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C02传感器（202)，在流量调节器（101)及采样栗（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 )，分析栗（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 析栗（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 栗（602 );所述三通阀二（404 )常通两端连接分析栗（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栗（602)及C0传感器（802)，C0过滤器（502)。
[0010] 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，C0 2传感器实时监测呼 出气中的C02分压，根据C02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。
[0011] 对待测气体分析阶段：N0分析与C0分析为独立两个分析气路循环。对呼出气N0 分析时，打开电磁阀一和六，气体在气室一（301)，三通阀一（403)，分析栗（602)，三通阀二 (404)，气体湿度调节器（701)，N0传感器（801)之间循环一至二个周期后，切换三通阀一 (403)，分析零点气，根据N0每次循环的电流值及零点气体的电流值，计算呼气N0浓度；对 呼出气C0分析时，打开电磁阀二和七，同时关闭电磁阀一和六，切换三通阀二（404)，气体 在气室二（302 )，三通阀一（403 )，分析栗（602 )，三通阀二（404)，C0传感器（802 )，C0过滤 器（502)之间循环，根据C0传感器两次记录的C0电流值及零点气体的电流值，计算呼气末 端C0浓度。
[0012] 本发明装置可利用浓度高于60ppb的N0气体，对N0传感器进行自标定。
[0013] 以上装置是将呼出气N0测量部分气体与呼出气C0测量的部分气体分开采集并分 开分析，若对于选择性较好的N0传感器而已（其对C0气体无任何响应），同时不靠谱仪器 自身的自标定性能，则装置可以简化。
[0014] 本发明的另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（401 )，气室（301 )，采样栗（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C02传感器（202 )，所述截止阀（401)位于流 量调节器和气室（301)之间的支气路上；所述分析模块依次由气室（301)，气体湿度调节器 (701)，N0传感器（801)，C0传感器（802)，分析栗（602)，C0过滤器（502)，N0过滤器（501) 构成循环气路。
[0015] 在受试者呼气开始时，打开流量调节器（101)，截止阀（405)，根据预设流量进 行反馈调节，此时呼气直接排出大气，待排出约1~3个气道死腔体积Vaw后，打开抽气栗 (601)，以一定流量F将呼出气持续抽入气室体积的一半；同时0) 2传感器实时监测呼出气 中的C02分压，当达到呼气末端时，再以相同流量继续抽满气室的另一半。此时要求气室为 一根细长管，气室中气体流动为活塞流，轴向不存在混合。实际装置中，由于待测样品的浓 度差，在分析气路中仍会存在一定的扩散。
[0016] 这种装置的优点在于将截止阀置于分析气路前，抽气栗将符合要求的待测气体抽 入气室中保存，根据这个优点设计了另一款呼气一氧化氮和一氧化碳浓度的测量装置，综 合了上述两种装置的优势，使其对于一些呼气比较困难的人群，其难以在一次呼气中满足 采样要求的，可以多呼几口气，每次抽取符合要求的一部分，降低的采样的要求。
[0017] 本发明的另一种实现方式是由采样模块（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)，采样栗（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C0 2传感器（202)，所述截止阀（405)位于流量调节器和 气室之间的支气路上，在流量调节器（101)及采样栗（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)