气体采样设备与方法

气体采样设备与方法
【专利摘要】本发明涉及一种用于从患者或诸如工业过程的其他气体源收集气体样品的气体采样设备(100)。所述气体采样设备具有流量控制器(114)和流量传感器(112)以用于控制由气泵(113)创建的来自所述气体源的气流。拉动所述气流通过相对于所述流量传感器和泵位于上游的相关联的吸附管(180)。
【专利说明】气体采样设备与方法

【技术领域】
[0001] 本发明涉及气体采样设备，尤其涉及医疗使用的呼吸气体采样设备。

【背景技术】
[0002] 获得呼吸样品的当前做法是让患者在袋中呼吸一段时间。然后推动或拉动所收集 的呼吸通过吸附管以从呼吸样品中收集挥发性有机化合物。
[0003] 可以由泵执行对呼吸样品的推动或拉动。然而，目前可用的泵非常笨重，并且将它 们与配合吸附管和呼吸袋的管道设置在一起会耗费时间，并且不适合在患者的床边应用。
[0004] 此外，从不能在袋中呼吸的患者（例如由于患者正被以机械的方式通气）收集呼 吸样品可能是个问题。
[0005] US 5826577公开了一种呼吸气体分析模块，其用于将样品气体提供到包括歧管的 气体检测器，所述歧管具有限定其中的腔的主体。所述腔包括延伸通过歧管主体的主通道、 从歧管主体底座处的出口端并且朝向主通道延伸到歧管主体中的出口通道、以及在主通道 与出口通道的内部端之间延伸并且与之流体连通的计量孔。入口管在主通道的一端处被附 接到歧管主体，并且限定与主通道流体连通的内部通道。收集管在主通道的另一端处被附 接到歧管主体，并且限定与主通道流体连通的内部通道。止回阀位于入口管内部通道内，并 且被取向以允许流体流入主通道，但不从主通道流回。将弹性储气室附接到收集管的自由 端，自由端与其被附接到歧管主体的一端相对。弹性储气室限定其中的储存腔，储存腔与收 集管内部通道流体连通。
[0006] 由于以上的问题，本发明的发明人已经认识到，改进的气体采样设备是有益的，并 已因此设计了本发明。


【发明内容】

[0007] 实现对气体采样设备的改进将是有利的。总体上，本发明优选地寻求单独地或以 任意组合的形式缓解或消除上述缺点中的一个或多个。尤其地，本发明的目的可以被视作 提供一种方法，所述方法解决现有技术中，已知设备不适合在患者的床边使用和/或不适 合由不能自己呼吸的患者使用的上述问题，或者解决现有技术的其他问题。
[0008] 为了更好地解决这些问题中的一个或多个，在本发明的第一方面中，提出了一种 气体采样设备，包括：
[0009] -入口，其用于接收气体，
[0010] -泵，其被流体连接到所述入口以吸引所述气体通过所述入口，
[0011] -流量传感器，其用于测量被吸引通过所述入口的气体的流量，
[0012] -流量控制器，其用于根据所测量的所述气体的流量来控制所述泵。
[0013] 所述泵有利地实现从气体源收集气体样品，其中，所述气体源不提供向所述气体 采样设备中创建流动的足够的压力。因此，对于医疗应用，所述泵实现从不能主动将呼吸空 气吹入袋或气体采样设备中的患者收集呼吸气体。
[0014] 在实施例中，所述气体采样设备被配置为以这样的方式实现与相关联的气体收集 器的连接，即使得所述气体能够被所述泵吸引流过所述气体收集器，从而使得所述气体收 集器能够提取所述气体的成分。例如，所述气体收集器可以是能够从所述气体或呼吸气体 中提取挥发性有机化合物的吸附管。所述气体收集器可以被所述气体采样设备在所述入口 之后的位置处的特定部分容纳，或者所述气体采样设备的所述入口可以被配置为实现与所 述相关联的气体收集器的连接，使得气体被吸引通过所述气体收集器并进入所述入口。
[0015] 在实施例中，所述泵和所述流量传感器相对于所述气体收集器位于下游。通过这 样的下游位置，可以避免由所述气体收集器提取的气体成分被所述泵和所述流量传感器污 染。
[0016] 在实施例中，所述流量控制器能够控制所述泵，从而经由所述入口吸引预设流动 量的气体，例如预设质量或体积的气流。在另一实施例中，所述流量控制器能够控制所述 泵，从而以预设流量经由所述入口吸引呼吸气体。对通过所述气体收集器的气体的流动量 和/或流量进行控制的能力对于确保一致且可靠的分析结果可能是重要的。而且，只有所 述气体成分是从在不同样品之间没有变化的气流和气流量提取的情况下，才能将气体的不 同样品进行比较。在实施例中，预设气流量和/或预设流量可以是经由用户输入接口可调 节和可设置的。
[0017] 在实施例中，所述泵和所述流量控制器由所述气体采样设备包括的电池供电。对 电池供电的气体采样设备的使用可以使所述设备更便携，这对于医疗使用是尤其有利的。
[0018] 在实施例中，所述气体采样设备的所述入口能与医疗装置（例如用于储存呼吸气 体样品的样品袋或用于自动对患者通气的机械通气机）连接。
[0019] 本发明的第二方面涉及一种气体采样组件，包括：
[0020] -根据所述第一方面的气体采样设备，以及
[0021] -气体收集器，其能与所述气体采样设备流体连接。
[0022] 在实施例中，所述气体收集器包括能与医疗装置（例如样品袋或机械通气机）连 接的连接器。
[0023] 在第三方面中，本发明涉及一种用于分析气体的方法，所述方法包括：
[0024] -提供根据所述第一方面的气体采样设备，
[0025] -将气体收集器连接到所述气体采样设备，
[0026] -将所述气体收集器的入口或所述气体采样设备的所述入口连接到含有待分析的 所述气体的源，以及
[0027] -激活所述气体采样设备以用于拉动气体通过所述气体收集器。
[0028] 综上所述，本发明涉及一种用于从患者或其他气体源（例如工业过程）收集气体 样品的气体采样设备。所述气体采样设备具有流量控制器和流量传感器以用于控制由气泵 创建的来自所述气体源的气流。拉动所述气流通过相关联的吸附管，即气体收集器，所述相 关联的吸附管优选相对于所述流量传感器和泵位于上游。
[0029] 总体上，可以以在本发明的范围内可能的任何方式来组合并且耦合本发明的各个 方面。本发明的这些以及其他方面、特征和/或优点将从以下描述的实施例变得显而易见， 并且将参考以下描述的实施例得以阐明。

【专利附图】

【附图说明】
[0030] 将参考附图，仅以举例的方式来描述本发明的实施例，在附图中：
[0031] 图1示出了包括气体采样设备100的气体采样组件101，并且
[0032] 图2图示了本发明的实施例的方法。

【具体实施方式】
[0033] 图1示出了气体采样组件101，其包括气体采样设备100和能与气体采样设备100 流体连接的气体收集器190,例如吸附室180。
[0034] 气体采样设备被配置有用于接收气体的入口 111、与入口 111流体连接用于吸引 气体流通过所述入口的泵113、被放置以测量被泵113吸引通过入口 111的气体的流量的流 量传感器112、以及用于排出被所述泵吸引的气体的出口 121。
[0035] 泵113和流量传感器112两者均与彼此和入口 111流体连通。泵113和流量传感 器112相对于入口 111位于下游，使得经由入口 111拉动气体通过泵和流量传感器。流量 传感器112可以相对于泵113位于上游，使得流量传感器112如图1所示位于入口 111与 泵113之间，或者流量传感器112可以相对于泵113位于下游（未示出），即在泵之后。
[0036] 通过使流量传感器112相对于泵位于上游，拉动气流通过流量传感器112,并且由 此，与相对于泵113位于下游的流量传感器112相比较，相对于泵位于上游的流量传感器可 以生成对被拉动通过相关联的吸附室的气体的流量和流动量的更准确的测量结果。
[0037] 气体采样设备100还包括流量控制器114,流量控制器114用于根据所测量的气体 的流量来控制泵113。例如，控制器114可以被配置为根据测量的流量值来控制泵，从而从 入口吸引预设流动量（例如质量或体积）的气体，和/或从而以预设流量经由入口吸引呼 吸气体。因此，该控制器经由连接122 (优选为有线连接）从流量传感器112接收测量的流 量值，并且该控制器经由连接123 (优选为有线连接）向泵113提供控制信号或驱动信号。
[0038] 控制器114可以具有键盘、触敏屏或类似的用户输入器件的形式的用户输入功能 115。在实施例中，将要被控制器114控制的流动量和/或流量是能经由用户输入115设置 的。
[0039] 流量传感器112可以是质量流量传感器，其测量每时间单位通过传感器的气体的 质量，或者是体积流量传感器，其测量每时间单位通过传感器的气体的体积。
[0040] 泵113可以为真空泵，例如隔膜泵。能够使用尤其用于医疗用途的其他类型的气 泵，包括蠕动泵和柱塞泵。然而，这些泵不能够创建真空，并且因此它们不能够相对于气体 收集器190被放置于下游，而是相对于气体收集器190被放置于上游，从而通过创建压力将 气体泵入气体收集器190。上游位置可能意味着由下游气体收集器选择的气体成分被污染 了。
[0041] 气体采样设备100可以被配置为用于在医疗环境中对呼吸气体进行采样。例如， 可以从呼吸袋收集呼吸气体。由于气体采样设备具有真空泵，能够从被以机械方式通气的 患者收集呼吸气体样品，其中，所述患者不能够在袋中呼吸。例如，可以从机械通气机的旁 路流线中收集呼吸样品。
[0042] 可以借助于气体收集器190来分析气体样品的成分，气体收集器190能够提取流 过气体收集器190的气体的成分。例如，气体收集器190可以是吸附管，该吸附管能够吸附 并储存流过该吸附管的气体的不同成分。能够通过吸附管分析装置来分析在吸附管中所储 存的气体成分。气体收集器190也能够是冷阱设备，该冷阱设备使气体和气体成分冷凝成 能够随后被分析的液体或固体，或者气体收集器可以是能够在不使用其他分析设备的情况 下实时分析气体或气体成分的气体分析设备。
[0043] 气体采样设备100被配置以使得相关联的气体收集器190能够被连接到采样设 备或以这样的方式被气体采样设备容纳，该方式使得被泵吸引的气体能够流过气体收集器 190或吸附管180,从而使得气体收集器能够提取气体的成分。优选地，吸附管180或其他 气体收集器190应该相对于流量传感器112和泵113位于上游以避免对被吸附管吸附的气 体的污染。
[0044] 例如，气体采样设备100的入口 111可以被配置为实现与诸如吸附室180的相关 联的气体收集器190的气密连接，吸附室180被配置为含有用于吸附被吸引通过入口的气 体的成分的吸附材料185。为了该目的，诸如吸附室180的气体收集器190具有能与入口 111连接的输出连接器182以及实现气体收集器190与待分析气体的连接的输入连接器 181。例如，输入连接器181可以是（例如经由机械通气机的旁路流线管）能与诸如呼吸 袋或机械患者通气机的医疗装置连接的。吸附室180可以是被提供有特定封装180和入口 181以及出口 182的吸附管本身。
[0045] 或者，气体采样设备100可以被配置有特定腔，所述腔优选地相对于泵和流量传 感器位于上游并且相对于入口 111位于下游，该腔被配置为容纳气体收集器190、吸附室 180或吸附材料185,使得气体经由入口 111流过所容纳的气体收集器、吸附室或吸附材料。 当气体收集器190没有被经由入口 111连接到气体采样设备，而是以其他方式被气体采样 设备容纳时，入口 111可以被配置为能与诸如呼吸袋或机械患者通气机的医疗装置连接。
[0046] 气体采样设备100的泵112和流量控制器113可以由该气体采样设备包括的电池 供电。由此，能够在医院的不同环境中容易地使用医用气体采样设备，并且避免了不方便的 电源线缆。
[0047] 图2图示了根据本发明的方面的方法的步骤，其中：
[0048] -步骤201包括提供气体采样设备100，
[0049] -步骤202包括将气体收集器190或含有吸附管185的吸附室180连接到气体采 样设备的入口 111，
[0050] -步骤203将气体收集器190或吸附室180的入口 181连接到含有待分析气体的 源，以及
[0051] -步骤204包括激活气体采样设备以用于拉动气体通过吸附管185或气体收集器 190。
[0052] 尽管已在附图和前文的描述中详细说明并描述了本发明，但这种说明和描述被视 为说明性或示范性的，而非限制性的；本发明不限于所公开的实施例。通过研究附图、说明 书以及权利要求书，本领域技术人员在实践要求保护的本发明时，能够理解并实现对所公 开的实施例的各种变型。在权利要求书中，词语"包括"不排除其他元件或步骤，并且量词 "一"或"一个"不排除多个。单个控制器或其他单元可以完成在权利要求中记载的若干项 目的功能。在互不相同的从属权利要求中记载特定措施并不指示不能有利地使用这些措施 的组合。权利要求中的任何附图标记均不得被解释为对范围的限制。
【权利要求】
1. 一种气体米样设备（1〇〇)，包括： -入口（111)，其用于接收气体， -泵（113)，其被流体连接到所述入口以用于吸引所述气体通过所述入口， -流量传感器（112)，其用于测量被吸引通过所述入口的气体的流量， -流量控制器（114)，其用于根据所测量的所述气体的流量来控制所述泵。
2. 根据权利要求1所述的气体采样设备，用于对呼吸气体进行采样。
3. 根据权利要求1所述的气体采样设备，其被配置为以这样的方式实现与相关联的 气体收集器（190)的连接，所述方式使得被所述泵吸引的所述气体能够流过所述气体收集 器，从而使得所述气体收集器能够提取所述气体的成分。
4. 根据权利要求3所述的气体采样设备，其中，所述入口（111)被配置为实现与所述相 关联的气体收集器（190)的所述连接，使得气体被吸引通过所述气体收集器并进入所述入 □。
5. 根据权利要求1所述的呼吸气体采样设备，其中，所述泵和所述流量传感器相对于 所述气体收集器位于下游。
6. 根据权利要求1所述的呼吸气体采样设备，其中，所述流量控制器能够控制所述泵， 从而经由所述入口吸引预设流动量的气体。
7. 根据权利要求1所述的呼吸气体采样设备，其中，所述流量控制器能够控制所述泵， 从而以预设流量经由所述入口吸引呼吸气体。
8. 根据权利要求1所述的呼吸气体采样设备，其中，所述泵和所述流量控制器由所述 气体采样设备包括的电池供电。
9. 根据权利要求1所述的呼吸气体采样设备，其中，所述入口是能与医疗装置连接的。
10. -种气体采样组件（101)，包括： -根据权利要求1所述的气体采样设备（100)，以及 -气体收集器（190)，其能与所述气体采样设备流体连接。
11. 根据权利要求10所述的气体采样组件，其中，所述气体收集器（190)包括能与医疗 装置连接的连接器（181)。
12. -种用于分析气体的方法，所述方法包括： -提供根据权利要求1所述的气体采样设备， -将气体收集器（190)连接到所述气体采样设备， -将所述气体收集器（190)的入口或所述气体采样设备的所述入口（111)连接到含有 待分析的所述气体的源，以及 -激活所述气体采样设备以用于拉动气体通过所述气体收集器（190)。
【文档编号】A61B5/097GK104105443SQ201380008414
【公开日】2014年10月15日 申请日期:2013年2月8日 优先权日:2012年2月9日
【发明者】T·M·E·尼杰森, A·P·G·E·扬森 申请人:皇家飞利浦有限公司