一種呼氣末CO2濃度檢測方法及裝置與流程
2023-07-27 06:17:06 2
【技術領域】
本發明涉及一種呼氣末co2濃度檢測方法及裝置。
背景技術：
呼氣末co2濃度或分壓(etco2)的檢測可反映肺通氣，還可反映肺血流，是一種檢測肺功能(特別是肺通氣功能)的無創技術，使醫生能夠在在床邊連續、定量檢測病人，為麻醉病人、icu、呼吸科進行呼吸支持和呼吸管理提供明確指標。
目前，採用光譜技術對etco2進行檢測的方法最為普遍，尤其以紅外線吸收光譜技術最為常見。另外還有質譜分析法、羅曼光譜法、光聲光譜法。它們有一個共同點：需要對病人呼出氣體進行採樣，並配以相關的模塊進行分析，再通過相應的顯示設備對etco2曲線進行顯示。
此類技術對儀器要求較高，較為昂貴，且呼出氣中水汽具有較大幹擾，易產生高噪音。
二氧化碳的檢測除了光譜吸收檢測方法以外，還可以利用化學的方式進行檢測。按其識別機理可分為三類：化學反應型、溶劑效應型、ph響應型。但這三類分別存在以下缺點：化學反應型——只能單次使用；溶劑效應型——反應響應速度慢；ph響應型——反向驅動需要氫氧根(例如加入鹼性溶液)，而呼吸氣中不存在或只有極低含量的鹼性氣體，只能用於液相檢測。因此，化學檢測方式在臨床應用上無法推廣。
技術實現要素：
為了克服現有技術的不足，本發明提供了一種方便的能夠適應實時檢測的呼氣末co2濃度檢測方法及裝置。
由於二氧化碳形成碳酸是一個可逆的化學平衡，因此，可以通過降低二氧化碳含量的方法使反應反向進行，驅動酸鹼指示試劑的還原。在呼吸中，吸氣時吸入空氣中大部分為氧氣及氮氣，二氧化碳含量較低(0.03％)，因此吸入空氣可以使得酸鹼指示試劑二氧化碳含量迅速降低，驅動酸鹼指示試劑的還原。
一種呼氣末co2濃度檢測裝置，包括呼吸裝置，所述呼吸裝置包括氣體通道，所述氣體通道用於通過人體呼出的co2和人體吸入的氣體，所述氣體通道的內壁上設有酸鹼指示劑塗層。
在一個實施例中，
所述氣體通道內設有濾水裝置。
在一個實施例中，
所述氣體通道的通道壁是透明的，透明的通道壁用於供人透過所述通道壁觀測所述酸鹼指示劑塗層。
在一個實施例中，
所述呼吸裝置的殼體上設有酸鹼指示劑塗層的顏色與對應二氧化碳濃度的參考標識。
在一個實施例中，
所述參考標識設置在所述酸鹼指示劑塗層旁。
在一個實施例中，
所述呼吸裝置是呼吸面罩，所述通道壁為所述呼吸面罩的對準人臉的面罩殼部分。
在一個實施例中，
所述呼吸裝置是氣管插管，所述通道壁為所述氣管插管的外部氣體入口的通道壁。
在一個實施例中，
所述呼吸裝置是人工鼻，所述人工鼻的過濾器設置在所述人工鼻外殼內壁上，所述酸鹼指示劑塗層設置在所述過濾器的表面。
在一個實施例中，
所述過濾器是過濾棉。
本發明還提供了一種呼氣末co2濃度檢測方法，採用所述的呼氣末co2濃度檢測裝置。
本發明選取ph響應型檢測為設計基礎，從原理上解決呼吸氣中缺少反向驅動力的問題，反應響應速度快及對水含量的容忍度較高(相比起利用紅外吸收檢測二氧化碳的物理方法)，可在不同含量水汽中對呼末二氧化碳進行準確測量，可以實現反覆檢測呼末二氧化碳，且降低了技術複雜性及設備的成本，更適用於臨床使用。
【附圖說明】
圖1是本發明一種實施例的呼氣末co2濃度檢測裝置示意圖
圖2是本發明另一種實施例的呼氣末co2濃度檢測裝置示意圖
圖3是圖2的呼氣末co2濃度檢測裝置局部示意圖
圖4是本發明另一種實施例的呼氣末co2濃度檢測裝置示意圖
圖5是圖4的呼氣末co2濃度檢測裝置局部示意圖
【具體實施方式】
以下對發明的較佳實施例作進一步詳細說明。
實施例1
如圖1所示，一種呼氣末co2濃度檢測裝置，包括作為呼吸裝置的呼吸面罩1，呼吸面罩1包括面罩殼11和氣體通道，面罩殼11圍成的空間即形成該呼吸面罩1的氣體通道，所述氣體通道用於通過人體呼出的co2和人體吸入的氣體，當病人吸入氣體時，氧氣或空氣進入氣體通道內，當病人呼出氣體時，病人呼出的co2經過氣體通道排出呼吸面罩1外，所述氣體通道的內壁上設有酸鹼指示劑塗層12，對準人臉的面罩殼部分的氣體通道的內壁設至酸鹼指示劑塗層12更佳。
當病人呼出的co2進入氣體通道內時，co2溶於溼潤的酸鹼指示劑塗層的水中形成碳酸，引起體系ph降低，酸鹼指示劑塗層的酸鹼指示劑結合碳酸中的氫離子，從而引起酸鹼指示劑塗層的顏色變化，也即對外反射的光譜的變化，不同濃度導致酸鹼指示劑塗層的顏色變化不一樣，從而可以實時掌握病人呼出co2的濃度。
當病人吸入空氣或氧氣時，氣體通道內的co2濃度迅速降低(在吸入空氣時，吸氣時吸入空氣中大部分為氧氣及氮氣，二氧化碳含量較低(0.03％)，在吸入純氧時二氧化碳的濃度下降幅度更大)，化學平衡反向進行，即生成co2和水，氫離子迅速降低，酸鹼指示劑結合的氫離子消失導致酸鹼指示劑還原，酸鹼指示劑塗層恢復為原來的顏色，待病人再次呼出co2到氣體通道時，酸鹼指示劑塗層即可以再次指示此時co2的濃度。
在一個實施例中，所述氣體通道的通道壁11是透明的，透明的通道壁11用於供人透過所述通道壁觀測所述酸鹼指示劑塗層12，這樣可以方便醫生實時觀察酸鹼指示劑塗層12的顏色變化，所述呼吸裝置1的殼體上設有酸鹼指示劑塗層12的顏色與對應二氧化碳濃度的參考標識13，所述參考標識優選地設置在所述酸鹼指示劑塗層旁，這樣可以方便醫生實時判斷病人呼出的co2濃度值。
在一個實施例中，在氣體通道內設置濾水裝置，在吸氣時使得氣體通道內的水汽迅速下降，可以進一步加快化學平衡方向反應。
實施例2
如圖2和3所示，一種呼氣末co2濃度檢測裝置，包括作為呼吸裝置的氣管插管2，氣管插管2氣體通道，所述氣體通道用於通過人體呼出的co2和人體吸入的氣體，當病人吸入氣體時，氧氣或空氣進入氣體通道內，當病人呼出氣體時，病人呼出的co2經過氣體通道排出氣管插管2外，所述氣體通道的內壁上設有酸鹼指示劑塗層22，氣管插管的外部氣體入口21的內通道壁設至酸鹼指示劑塗層22更佳，因為這一部分是露出病人體外，且外部氣體入口21的透明壁可以使醫生更容易觀察酸鹼指示劑塗層22的顏色變化。
本呼氣末co2濃度檢測裝置的工作原理與實施例的的呼氣末co2濃度檢測裝置相同。
實施例3
如圖4和5所示，一種呼氣末co2濃度檢測裝置，包括作為呼吸裝置的人工鼻3，氣管插管2氣體通道，所述氣體通道用於通過人體呼出的co2和人體吸入的氣體，當病人吸入氣體時，氧氣或空氣進入氣體通道內，當病人呼出氣體時，病人呼出的co2經過氣體通道排出人工鼻3外，所述氣體通道的內壁上設有酸鹼指示劑塗層32。
在一個實施例中，所述人工鼻3的過濾裝置(例如過濾棉)32設置在所述人工鼻3的外殼31的內壁上，所述酸鹼指示劑塗層設置在所述過濾裝置32的表面，且透明的外殼31可以使醫生更容易觀察酸鹼指示劑塗層22的顏色變化。
以上內容是結合具體的優選實施方式對本發明所作的進一步詳細說明，不能認定本發明的具體實施只局限於這些說明。對於本發明所屬技術領域的普通技術人員來說，在不脫離本發明構思的前提下，還可以做出若干簡單推演或替換，都應當視為屬於本發明由所提交的權利要求書確定的專利保護範圍。