[发明专利]呼吸气体分析

说明书

本公开已经针对便携式SIBO测试系统的实现开发了用于方便地对从患者的呼吸中呼出的肠道气体进行取样的系统和方法。这些装置可以呈手持式仪表的形式，所述手持式仪表将与智能手机或具有可以记录与用户所消耗的食物相关的数据的应用程序的其他装置整合。可以使用各种技术来测量由用户呼出的气体的水平，所述技术可以包括(1)基于吸附剂的技术和(2)基于膜的技术。在一些实例中，所述系统会通过根据由患者呼出的甲烷水平来调节呼出的氢气浓度的变化而确定对患者是否患有SIBO的指示。

技术领域

本发明涉及用于分析患者的呼吸中呼出的气体的系统和方法。

发明背景

以下描述包括对于理解本发明而言可能有用的信息。并不是承认本文提供的任何信息是现有技术或与当前要求保护的发明相关，或者明确地或隐含地参考的任何出版物是现有技术。

人体肠胃系统是数十亿细菌细胞的家园，所述细菌细胞通常有助于消化，但是如果它们生长过盛，就会造成损害。这些细菌以人摄取的食物为食并且产生有用和有害的副产品。细菌在小肠中的普遍度通常要比在大肠中低数千倍。然而，在经历小肠细菌过度生长(“SIBO”)的一些患者体内，小肠中细菌的数量增加到数量接近大肠的数量的程度。SIBO会引起过量气体产生，这会给患者带来不适和不舒服的症状。例如，存在过量气体产生的患者可能会经历腹痛、腹胀、过度打嗝、肠胃气、全身不适以及恶心。SIBO被认为会影响大量(大约10％)成年人。

研究(诸如公开于美国专利号8,388,935中的研究)已推断出介于SIBO与诸如以下众多疾病之间的广泛但未完美定义的关系：肠易激综合征(IBS)、纤维组织肌痛、慢性盆腔疼痛综合征、抑郁症、不良精神状态、口臭、耳鸣、糖瘾、自闭症、专注力失调/多动症、药物过敏、自身免疫疾病以及克罗恩病。使用当前可获得的工具，护理人员已经能够将SIBO与某些患者体内的这些疾病中的一些关联起来。然而，不幸的是，每名患者的细菌景观是相当独特的，并且因此很难(如果不是不可能的话)获得通用关系。因此，实验室中的单一测试对于诊断目的来说很少具有决定作用。

呼吸中呼出的H₂S、CH₄和H₂的浓度在众多临床研究中已经显示与SIBO有关，但是每位患者似乎又受到略微不同的影响。例如，H₂S(-0.01至10ppm)、CH₄(-1至50ppm)和H₂(-1至50ppm)的范围内的浓度已经显示是临床显著的。

另外，过量甲烷产生已经显示与肥胖症相关联并且过量气体产生已经显示与肠易激综合征相关联。最近，由于SIBO与肠易激综合征的可能联系，人们对SIBO的兴趣越来越高。另外，较高甲烷水平表明引起便秘的SIBO。

会导致SIBO和过量气体产生的一个机制是对糖的吸收不良。对糖的吸收不良会引起上文提及的过量气体的症状，所述症状会降低患者的生活质量。例如，超过5千万美国人无法充分消化乳糖。这会引起非溃疡性消化不良和肠易激综合征的症状，诸如腹胀、腹泻、肠胃气胀、腹部绞痛以及严重不适。吸收不良会导致消化系统中产生氢气和甲烷-主要归因于碳水化合物(糖、淀粉和植物纤维)的细菌发酵。虽然生成的大部分气体会留在肠道中，但是这些气体中的一些会穿过肠壁溶解到血流中。然后，气体可能会被输送到肺部，在该处所述气体在呼吸中呼出来。

另外，由细菌产生的量增大的气体中的一些会作为肠胃气流动。小肠(其中通常存在很少细菌)中对糖的吸收不良可能会导致所述糖流动到大肠(其中存在非常高浓度的细菌)。这会导致增加的细菌数量和气体产生，它们会在回盲瓣变得不足以应付增大的大肠内压力时将细菌推回到小肠中。小肠中的细菌当大量存在时会与人宿主竞争被食用的食物。这会引起维生素和矿物质缺乏。在SIBO的晚期情况下，细菌会消耗足够的摄取的食物和营养，以至于没有足够的卡路里可供患者消化和吸收，这会造成营养不良。