[发明专利]一种呼吸气体分析装置

说明书

技术领域

本发明涉及医学检测分析领域，特别涉及一种可用于临床的呼吸气体分析装置。

背景技术

目前，通过分析血液中某些特定成分诊断疾病已经成为现代医学诊断的一种常规手段。而血液中的代谢产物通过气血屏障进入肺部，进而引起呼出气组分的改变，使得排出体外的某些特定气体浓度升高，因而与血液分析相比，呼吸气体分析有着功能上的相似性，又兼具无创性。而实现呼吸气体分析的关键在于，如何实现呼吸气体中低痕量气体的检测。

在现有技术中，用于呼吸气体分析的装置多采用GC-MS(气相-质谱连用)方法，该方法是先采用GC技术实现样品分离与收集，再用MS技术进行定性或定量分析，但这种方法耗时长，无法实现在线分析。此外，有少数的气体分析装置采用传感器技术，但这种技术也极易产生极限漂移，精确度受到影响，导致测试系统不稳定。

发明内容

本发明的目的在于提供一种能够对病人进行实时、无创采样分析，检测快速、稳定、准确的呼吸气体分析装置。

为了实现上述目的，本发明采用以下技术方案：

一种呼出气体分析装置，包括：

激光器，其在水平方向上发射预定波长的激光；

电离罐，其具有中空结构且内部具有供正电荷进行加速的正向电场区，所述电离罐接收待检测的呼出气体，所述激光器发射出来的激光射入该电离罐，以激发所述待检测的呼出气体中的待测定气体粒子发生电离；

检测器，其检测发生电离的带正电荷的待测定气体粒子的运动轨迹和数量，并结合正向电场区的强度，确定呼出气体中的待测定气体粒子成分和数量。

优选的是，所述的呼出气体分析装置，包括：

所述激光器具有波长调节装置，其调节所述激光器发出与所述待检测的呼出气体中待测定气体粒子的电离特性相匹配的预定波长的激光。

优选的是，所述的呼出气体分析装置，包括：

所述电离罐包括：飞行管，其为一水平横置的四周密闭的圆柱形管道；透光片，其设置在所述飞行管正对所述激光器的一端，供激光射入；电极，其设置在所述飞行管的内部，将所述飞行管的内部从靠近所述透光片的一侧至所述飞行管的另一侧依次被分隔成第一无电场飞行区、正向电场区和第二无电场飞行区，其中，所述飞行管的第一无电场飞行区处设置有待检测的呼出气体的进气口；

所述检测器包括：光电探测器，其设置在所述飞行管远离所述激光器的一端，以接收发生电离的带正电荷的气体粒子；控制器，其与所述光电探测器通讯连接，根据所述光电探测器接收到的气体粒子的位置确定运动轨迹，并最终确定气体的成分和数量。

优选的是，所述的呼出气体分析装置，还包括：

抽真空泵，其与所述飞行管联通，控制器控制所述抽真空泵在待检测的呼出气体进入飞行管前，对飞行管执行抽真空操作。

优选的是，所述的呼出气体分析装置，所述电极包括依次间隔设置的第一环形电极、第二环形电极和第三环形电极，所述透光片与所述第一环形电极之间的区域为所述第一无电场飞行区，所述第一环形电极与所述第二环形电极之间的区域为供正电荷进行减速的反向电场区，所述第二环形电极与所述第三环形电极之间的区域为所述正向电场区，所述第三环形电极与所述光电探测器之间的区域为所述第二无电场飞行区；

其中，所述反向电场区的强度为根据待测定气体粒子的分子性质，使得该待测定气体粒子在激光电离激发下产生的带正电荷的粒子的速度在反向电场区的减速作用下，越过反向电场区时，速度为0。

优选的是，所述的呼出气体分析装置，还包括：

压电同步触发器，其设置在所述飞行管的第一无电场飞行区，并与所述激光器通讯连接，所述压电同步触发器通过感应第一无电场飞行区的压力值，判定待检测的呼出气体是否存在，若存在，则触发所述激光器的开启；所不存在，则使所述激光器处于关闭状态。

优选的是，所述的呼吸气体分析装置，所述光电探测器为微通道板光电探测器。

优选的是，所述的呼吸气体分析装置，所述待测气体为人或动物在呼吸过程中的呼出气体。

优选的是，所述的呼吸气体分析装置，所述所述待测定气体粒子为丙酮、一氧化氮或环烃。

优选的是，所述的呼吸气体分析装置，通过抽真空泵将飞行管抽至真空度≤10^-2Pa，且所述压电同步触发器感应到第一无电场飞行区的压力变化值超过200Pa时，判定待测定气体粒子存在。