[发明专利]一种人体呼出气体检测系统

说明书

本发明涉及医学检测技术领域，提供了一种人体呼出气体检测系统，该系统包括了用于收集人体呼出气体的采集系统、将气体浓度转化为数字信号的检测和信号处理模块以及用于显示检测结果的显示模块。其中采集系统包括了气体收集袋、用于检测的检测室、气泵、逆止阀以及用于连接气袋、检测室、逆止阀和气泵的气路；检测和处理模块包括了气体浓度传感器、硬件电路、嵌入式系统；显示模块包括了LCD显示屏以及手机App。本发明可同时检测人体呼出气体中的氢气、二氧化碳、一氧化氮、氨气和一氧化碳，并初步判断测试者患有肝硬化、哮喘等疾病的可能性，可随时随地进行检测，为疾病早期诊断、提高人们生活质量做贡献。

技术领域

本发明涉及医学检测及早期诊断技术领域，提供了一种人体呼出气体检测系统，具体为可以检测人体呼出气体中一些特定成分浓度并根据这些成分的浓度来判断测试者患病可能性的系统。

背景技术

目前，呼吸道疾病、肝硬化等检查都需要到医院进行检查才能得知是否患病，且部分疾病的检查需要进行有创检查，对患者不够友好。虽然已有检查呼出气体分析人体疾病的装置问世，但都为检查单一气体或分析一种疾病，且价格高昂。

人体细胞的新陈代谢不会产生氢气，呼出气体中的氢气来源是肠道细菌酵解碳水化合物，正常情况下，人体呼出的氢气为10ppm左右。而有研究发现，肝硬化患者呼气试验中氢气浓度为（18.86±14.16）ppm，健康者呼出氢气浓度为（5.97±2.86）ppm，其中肝硬化患者中有过半的人呼出气体中氢气浓度20ppm，而健康人群中几乎没有人呼出氢气浓度20ppm；

呼出一氧化碳的浓度主要受两个因素影响：机体内部代谢和外部环境吸入，内部代谢主要为亚铁血红素分解产生，其浓度水平在呼吸系统疾病及吸烟人群或被动吸烟人群中显著升高。研究发现，且吸烟者或有吸烟史人一氧化碳代谢速率高于普通人。而吸烟者呼出的一氧化碳浓度范围在8.1-15.7ppm，平均为12.39ppm左右；普通人则为4.2-12.4ppm，平均8.09ppm。另外，对肺癌手术患者机械通气后，单肺通气后换双肺通气时手术一侧的一氧化碳浓度偏高。肺移植手术后，发生闭塞性细支气管炎患者的呼出一氧化碳浓度偏高；

人体内源性一氧化氮，在气道或血管皮质细胞中由一氧化氮合酶催化L-精氨酸脱胍基产生，NO浓度与呼吸系统有一定关系。有研究显示，对于支气管哮喘疾病患者，呼出一氧化氮浓度为58.657ppb左右，咳嗽变异性哮喘呼出一氧化氮浓度约为55.497ppb，慢性阻塞性肺疾病呼出一氧化氮浓度为27.280ppb，初治涂阴肺结核患者呼出一氧化氮浓度为17.626ppb左右，而健康人群呼出平均一氧化氮浓度为18.9ppb。呼出气体中NO浓度高于36.5ppb时，要考虑患哮喘的可能性。常温常压下，一氧化氮极易与氧气发生反应生成等量的二氧化氮。

尿素氮含量与人体肾功能密切相关，可以作为肾功能的评判指标。而呼出气体中，氨气含量与尿素氮含量呈线性关系，因此，检测呼出气体中氨气的浓度即可分析患者肾功能情况。有研究显示，健康者呼出氨气的浓度一般在200ppb-500ppb之间，而肾功能出问题的患者呼出氨气则为2ppm左右。

因此，可以通过人体呼出的H2浓度判断测试者是否可能患有肝硬化；通过呼出一氧化碳浓度可以用于评估肺部（手术）损伤，并可辅助医生帮助患者戒烟；呼出气体中的一氧化氮浓度可以辅助判断是否患有哮喘，而呼出氨气浓度则可以用于评判测试者肾功能情况。另外，由于一氧化氮极易与氧气发生反应生成等量二氧化氮，所以系统直接采用二氧化氮传感器，检测基本完全反应后的二氧化氮浓度作为呼出气体中的一氧化氮浓度。

发明内容

为了克服现有的疾病检查手段为有创，且多数疾病发现晚导致影响疾病治疗，且现有呼出气体分析仪检查范围过于片面的问题，本发明提供一种新的人体呼出气体检测系统，该装置不仅便携，可供用户随时随地进行检查，早发现、早治疗，而且检查方法为无创方式，对用户充分友好，并能同时检测呼吸道、肾功能和肝功能，提升人们的生活质量。

本发明解决其技术问题所采用的技术方案是：