用于提取呼吸氣體樣品的裝置的制造方法
【技術(shù)領(lǐng)域】
[0001]本發(fā)明涉及一種用于提取呼吸氣體樣品的裝置。
【背景技術(shù)】
[0002]至今不存在可靠的并且同時廉價的方法，用于診斷如像肺結(jié)核這樣的疾病。對在人呼出空氣中表征特定疾病的標(biāo)記氣體的測量并不是一種具有很高潛能的擴(kuò)散性技術(shù)，并且不能廉價地轉(zhuǎn)化以識別像肺結(jié)核和代謝紊亂這樣的疾病。對呼出空氣的分析例如借助氣體色譜法/質(zhì)量頻譜分析法(GC/MS)進(jìn)行。為此必須提前采集并存儲呼出空氣。這種存儲在現(xiàn)有技術(shù)中借助所謂的吸附試管(亦稱“吸附小管”)進(jìn)行。這種存儲還需在幾周內(nèi)有效，這例如能夠?qū)崿F(xiàn)世界范圍內(nèi)的寄送。
[0003]為了在吸附試管中收集足夠的分子，必須通過吸附試管傳導(dǎo)一定數(shù)量的呼吸空氣(約I升)。在此應(yīng)該連續(xù)地保持特定的流動速率(約100毫升/分鐘)，因此所述氣體在吸附試管中具有足夠長的停留時長并且分子能夠粘附在吸附劑上。這些邊界條件對于在呼氣時直接的提取并不能保持，因為這些試管一方面具有較高的流動阻力，因此不能直接通過試管呼氣，并且另一方面呼氣樣品的提取持續(xù)大約10分鐘。為了解決所述問題塑料袋被用作呼氣存儲器。這又具有這樣的缺點，其釋放的氣體明顯偽造了呼出空氣的樣品。

【發(fā)明內(nèi)容】

[0004]本發(fā)明所要解決的技術(shù)問題在于，提供一種提取呼吸氣體樣品的裝置，其避免了上述缺點。所述技術(shù)問題通過具有權(quán)利要求1的特征的裝置解決。有利的技術(shù)方案和擴(kuò)展設(shè)計由從屬權(quán)利要求記載。
[0005]按照本發(fā)明用于提取呼吸氣體樣品的裝置包含用于采集呼吸氣體樣品的容器、在容器中可滑移并且氣密地封閉設(shè)置的活塞以及可與吹嘴相連的導(dǎo)向容器中的氣體輸入裝置。所述容器例如是缸體。
[0006]容器和活塞一起構(gòu)成用于呼氣氣體樣品的存儲空間，其能夠通過活塞從容器滑出而增大。最大存儲空間優(yōu)選在0.1升至3升之間、尤其在0.5升到1.5升之間。
[0007]在此容器和活塞優(yōu)選這樣構(gòu)造，使得面向呼吸氣體樣品的、也即內(nèi)表面具有這樣的材料，所述材料不會或者盡可能不會引起漏氣，例如是PTFE(聚四氟乙烯)、玻璃或金屬。由此可以有利地實現(xiàn)，存儲在容器中的呼吸氣體樣品不會或不會明顯被污染。容器和/或活塞為此可以具有配備相應(yīng)材料的涂層。容器和/或活塞也可以完全地或者基本上完全地由所述材料制成。
[0008]這樣形成的裝置在不同的填充過程之間優(yōu)選可以較好地沖洗，因此在系統(tǒng)中不會保留殘留物。換句話說，所述容器可以重復(fù)使用。因此例如取消在采集呼吸氣體樣品時對存儲袋的更換，由此降低了成本。
[0009]在一種優(yōu)選的擴(kuò)展設(shè)計中，容器和/或活塞在接觸各個其他元件的面上具有PTFE表面。由此可以在容器中實現(xiàn)活塞特別低摩擦的滑移。同時還可以避免漏氣。低摩擦滑移特別有利地用于實現(xiàn)容器以人的呼氣壓力填充呼吸氣體樣品，其中活塞在通過呼氣壓力填充時必須被推動。
[0010]所述裝置相宜地包括用于容納吸附試管的容納設(shè)備和用于將呼吸氣體樣品從容器導(dǎo)向吸附試管的器件。所述器件在此相宜地是一個或多個閥。因此實現(xiàn)了在容器中中間存儲的呼吸氣體樣品受控地導(dǎo)向可更換的吸附試管中。所述裝置為此有利地包括用于將呼吸氣體樣品從容器受控地導(dǎo)出的栗。
[0011]在一種有利的擴(kuò)展設(shè)計中，所述裝置包括閥系統(tǒng)，其這樣設(shè)計，被引入的呼氣氣體的第一部分被排出到環(huán)境中并且引入的呼氣氣體的跟隨第一部分之后的第二部分被導(dǎo)入容器中。為此可以實現(xiàn)的是，被引入的呼氣氣體的例如來自嘴中、咽喉和空氣管的并且可能混淆呼吸氣體樣品的部分不會或者僅微量地進(jìn)入容器。呼氣氣體的典型地舍棄的第一部分包括在0.25升至0.75升之間、理想地為0.5升。
[0012]在此呼氣首先被導(dǎo)入旁路中。被吹入的呼氣的體積借助流量傳感器測量(通過流動積分)。在達(dá)到期望的體積之后，閥將呼氣流從旁路轉(zhuǎn)接向存儲活塞?？梢钥紤]的是在裝置中所述呼氣存儲器借助預(yù)緊的被動閥(Passiv-Ventil)被關(guān)閉。呼氣首先被導(dǎo)入具有期望的旁路空間的“旁路呼氣存儲器”中。當(dāng)該旁路呼氣存儲器滿了，則系統(tǒng)中的壓力升高并且被動閥朝向主呼氣存儲器打開。因此當(dāng)期望的體積流入旁路呼氣存儲器中時主呼氣存儲器才被填充。這種解決方案節(jié)省了在吹氣時控制空間的切換。
[0013]所述裝置可以包含流量傳感器。借助該流量傳感器例如可以檢查呼氣氣體流入的速度并且因此進(jìn)行對容器填充的監(jiān)測。若裝置例如包含控制的電器，則產(chǎn)生用于控制的測量值。
[0014]所述裝置可以包含用于產(chǎn)生在約150Pa(對應(yīng)15毫米水柱)范圍中的背壓的節(jié)流閥。在該范圍中的背壓有利地關(guān)閉了綠膜(軟腭)并且阻止或減少了來自副鼻竇的干擾的呼氣成分。在此相宜的是，節(jié)流閥的背壓借助在裝置中例如通過活塞的滑移而產(chǎn)生的背壓校正，用于總體上保持盡可能低的背壓。
[0015]若設(shè)置節(jié)流閥，則流量傳感器有利地通過在節(jié)流閥之前和之后的壓力傳感器實現(xiàn)。壓力傳感器可以檢測它們各自位置之間的壓力差并且因此在借助于節(jié)流閥的屬性的情況下得出流量的計算的結(jié)論。在此壓力傳感器可以具體地設(shè)計，用于兩次確定絕對壓力，其中然后計算壓力差。一個或兩個壓力傳感器同樣可以設(shè)計為直接確定壓力差。
[0016]在此有利的是，所述裝置包括加熱設(shè)備。通過容器、活塞和/或管道系統(tǒng)的調(diào)溫，可以在加熱區(qū)域中降低或避免氣體成分的吸附。由此呼吸氣體樣品更好地保持其氣體組分并且減少由于之前呼吸氣體樣品的氣體殘留導(dǎo)致的污染。
[0017]所述裝置還包括用于檢測活塞經(jīng)過的路程的傳感器。因此可以監(jiān)測和控制容器的填充。作為備選或補(bǔ)充可以在容器中設(shè)置壓力傳感器。其同樣實現(xiàn)了對填充的控制。
【附圖說明】
[0018]本發(fā)明優(yōu)選的、但是不會構(gòu)成限定的實施例在此結(jié)合附圖進(jìn)一步闡述。其中所述特征簡化地示意表示并且不按比例地示出。在圖1中示出用于呼吸氣體樣品的樣品采集系統(tǒng)10。
【具體實施方式】
[0019]樣品采集系統(tǒng)10包括吹嘴11，受檢者通過其可以發(fā)出呼吸氣體樣品，亦即可以向樣品采集系統(tǒng)10呼氣。樣品采集系統(tǒng)10在實際意義上僅包含用于吹嘴11的采集裝置，噴嘴11自身是可更換的元件。所述噴嘴與由氣體導(dǎo)管40構(gòu)成的系統(tǒng)相連，氣體導(dǎo)管40將樣品采集系統(tǒng)10的其他元件相繼地連接并且允許呼吸氣體樣品和其他氣體的繼續(xù)引導(dǎo)和分散。噴嘴11之后跟隨細(xì)菌過濾器12，通過其將呼吸氣體樣品中的細(xì)菌清除出去。細(xì)菌過濾器12可以相宜地更換。
[0020]在細(xì)菌過濾器12之后沿呼吸氣體樣品主要占用的流入方向41跟隨第一閥13。此后跟隨第一節(jié)點16a、具有0.3毫米的直徑的節(jié)流閥14和第二節(jié)點16b。第一和第二節(jié)點16a、16b構(gòu)造為用于連接流量測量設(shè)備15。例如在兩個節(jié)點16a、16b上設(shè)置壓力傳感器，它們又這樣連接，使得在這兩個節(jié)點16a、16b之間的壓力差被輸出。在圖1中未示出的控制設(shè)備由該壓力差確定通過節(jié)流閥14的流量。
[0021]在第二節(jié)點12b之后沿流入方向41跟隨第三節(jié)點17，由此開始可以通過第二閥18到達(dá)氣體出口 19。在第三節(jié)點17