[发明专利]用于在治疗设施中使用的包括反射扫描微型光谱仪的气体测量模块

说明书

技术领域

本发明涉及能够插入到通气回路中，并且承载被配置为检测通气回路内气体成分的微型光谱仪的气体测量模块。

背景技术

气体分析仪被广泛使用在医疗应用中，并且可以被区分为位于患者呼吸气体主路径中（主流分析仪）或者位于通常平行于主路径的辅助路径中（侧流分析仪）。主流分析仪所放的位置使得受试者的吸入和呼出的呼吸气体通过气道适配器，气道适配器上放置有分析仪。侧流气体分析仪被耦合到气道适配器以排出来自主呼吸回路的空气用于测量。用于包括在气体测量模块中的主流和侧流设计必须被设计为容易在患者气道处或者在与患者连通的呼吸回路中安装气体分析模块，所述呼吸回路位于与患者相对紧密靠近的位置，气体测量模块能够被耦合到在治疗设施中的呼吸回路以测量气体成分。结果，为了被接纳在治疗设施中，必须设计气体分析仪使得容纳气体分析仪的气体测量模块具有便利以及舒适的形状因子（form factor）和/或重量。此外，气体分析仪必须足够的鲁棒以基本上不受到与在治疗设施中的使用相关联的通常的机械损伤以及温度变化的影响。

尽管具有采用扫描光谱仪的气体分析仪的气体测量模块是已知的，通常在这些系统中被采用以处理电磁辐射的光学器件通常形成具有这样的外形的光路，该外形不利地影响光谱仪的总的形状因子，并且整体上影响气体测量模块。这个影响可能是由于光学器件的大小和/或被指定以适当地处理电磁辐射的光路的长度以及方位中的一个或者两个。此外，减少光学器件的尺寸和/或增强传统光学器件所需要的光路的长度以及方位的努力可以导致光学构造的设计不够鲁棒以承受治疗设施和/或光学部件极为昂贵。

发明内容

本发明的一方面涉及一种被配置用于插入到与受试者的气道流体连通的通气回路中的气体测量模块。在一个实施例中，所述气体测量模块包括室、红外源、准直反射光学元件、衍射反射光学元件、以及光敏检测器。所述室具有第一开口以及第二开口，并且被配置为形成在所述第一开口和所述第二开口之间的流动路径使得如果将所述气体测量模块插入到所述通气回路中，通过所述流动路径传输来自所述受试者的所述气道的气体。所述红外源被配置为发射红外电磁辐射。所述准直反射光学元件被配置为接收由所述红外源发射的红外电磁辐射、准直或者基本上准直所接收的红外电磁辐射，并且沿着穿过由所述室形成的流动路径的光路引导被准直或者基本上被准直的红外电磁辐射。所述衍射反射光学元件被配置为接收沿着所述光路的被准直或者基本上被准直的红外电磁辐射，并且衍射所接收到的被准直或者基本上被准直的红外电磁辐射。所述光敏检测器被配置为接收来自所述衍射反射光学元件的已经穿过由所述室形成的所述流动路径的被衍射的红外电磁辐射，并且产生传达与所接收到的红外电磁辐射的一个或多个参数相关的信息的输出信号。

本发明的另一方面涉及分析在气体测量模块内的气体的方法，所述气体测量模块被配置用于插入到与受试者的气道流体连通的通气回路中。在一个实施例中，所述方法包括产生红外电磁辐射；反射性地准直或者基本上准直所产生的红外电磁辐射；沿着光路引导所述被准直或者基本上被准直的红外电磁辐射，所述光路穿过由所述气体测量模块形成的流动路径，来自所述受试者的所述气道的气体在所述流动路径内流动；反射性地衍射所述被准直或者基本上被准直的红外电磁辐射；并且产生传达与已经被衍射并且已经穿过所述流动路径的所述红外电磁辐射的一个或多个参数相关的信息的输出信号。

本发明的又一方面涉及一种被配置为分析气体的系统，所述系统被配置用于插入到与受试者的气道流体连通的通气回路中。在一个实施例中，所述系统包括用于产生红外电磁辐射的装置；用于反射性地准直或者基本上准直所产生的红外电磁辐射的装置；用于沿着光路引导所述被准直或者基本上被准直的红外电磁辐射的装置，所述光路穿过由所述系统所形成的流动路径，来自所述受试者的所述气道的气体在所述流动路径内流动；用于反射性地衍射所述被准直或者基本上被准直的红外电磁辐射的装置；以及用于产生传达与已经被衍射并且已经穿过所述流动路径的所述红外电磁辐射的一个或多个参数相关的信息的输出信号的装置。