[发明专利]一种呼出气成分检测方法及预警装置

说明书

本发明公开了一种呼出气成分检测方法及预警装置，属于生物与新医药技术领域，通过延时恒流模块将呼出气流经气体传感器的时间延长到了30秒以上，提高了检测的成功率，并使经过传感器的气流，不受被测者吹气力度、速度的影响，提高了气体浓度检测的准确性；干燥器去除水汽，避免呼出气湿度对传感器影响，单片机对温度、压力采集数据的校正运算，排除了温度、压力对传感器的影响，最大程度地消除了被测者年龄、体质、疾病状态等个性化因素，解决了呼出气成分检测无法标准化的难题。通过确定被检成分气体作为基准，指数加权运算获得预警指数，显示数据的同时给出明显预警提示，使呼出气检测结果更具参照价值，让该技术获得真正的临床应用前景。

技术领域

本发明属于生物与新医药技术领域，具体涉及一种呼出气成分检测方法及预警装置。

背景技术

呼出气成分检测作为一种无创、快速、灵敏的检测方法，在辅助诊断急慢性肺疾病方面具有良好的应用前景。截止当前，尚没有能够达到临床应用水平的呼出气成分检测装置，其难点在于：一是用来检测气体浓度的MEMS传感器对气体流速、温度、湿度、压力等参数非常敏感，而人体呼出气这些参数受到年龄、体质、疾病状态等个性化因素影响，难以精确检测；二是当前技术下的传感器需要30秒以上的响应时间，而大部分被测者无法完成如此长时间连续呼气，导致检测失败或结果失准；三是缺乏相应的数据处理和对比方法，即便精准检出呼出气成分，也难以给提供有价值的参照或提示。因此，研发人体呼出气稳定采集、精准检测、科学处理、有效提示的辅助装置，对推进呼出气成分检测的应用具有重要意义。

中国专利CN110146651A公开了一种基于气体传感器的呼出气检测系统，包括：气体检测模块和数据处理模块两大部分，其中气体采集结构加入了加热层和保温层，保证检测气体的温度在40℃左右，消除温度差异对传感器精度的影响；传感器单元包括MEMS氨气传感器和MEMS气体传感器，分开在除湿膜两侧，消除湿度影响，保证传感器检测的灵敏度和准确性。该公开技术部分消除了呼出气个性化因素对检测结果的影响，但并没有考虑吹气压力对传感器精度影响，以及MEMS传感器的响应时间，因此难以实际应用。

中国专利CN109770905A公开了一种离线呼出气一氧化氮检测装置，包括用于储存FENO(呼出气一氧化氮)的储气袋、用于传送FENO的排气组件和FENO机，并重点描述了储气袋的原料及加工工艺。使用时，哮喘患者向储气袋吹气，然后将储气袋连接排气组件，通过气泵向FENO机传输气体并检测一氧化碳浓度。该公开技术通过气泵从储气袋向检测部件输送呼出气，如果实施得当，可以获得稳定压力的气流，并且气流与传感器的接触时间也能够超过传感器响应时间。但是，该公开技术并没有考虑温度、湿度对检测精度的影响；另外，众所周知呼出气一氧化氮分解速度极快，这种先向储气袋内吹气、再接驳检测的不连续方式，并不能获得准确的结果。

中国专利CN111374668A公开了一种家用呼出气检测仪，能够测出呼出气一氧化氮数据和肺功能数据，显示在设备本地和或手机客户端供患者查看。该公开技术设计了呼出气压力传感器，但只是用于获得肺功能参数，没有用于对一氧化碳传感器数据的压力补偿调整，因此获得检测结果必然受到呼出气压力影响。该公开技术考虑到湿度对传感器精度的影响，引入了“湿度平衡器”，但并未说明该装置是如何实现到达传感器的呼出气湿度达到“平衡”。此外，该公开技术也没有解决“数据处理和分析对比”的问题，由于呼出气一氧化氮浓度并没有正常值范围，即便精确检测出，也无从判断高低，没有临床应用价值。

综上，现有技术呼出气检测技术的不足在于：无法完全消除人体呼出气流速、温度、湿度、压力等个性化因素对检测结果的影响、无法确保所有患者吹气时间都能超过传感器的相应时间、无法给出具有参考价值的结果判断或提示。

发明内容

为了克服上述现有技术的缺点，本发明的目的在于提供一种呼出气成分检测方法及预警装置，以解决现有技术中无法完全消除人体呼出气流速、温度、湿度、压力等个性化因素对检测结果的影响、无法确保所有患者吹气时间都能超过传感器的相应时间、无法给出具有参考价值的结果判断或提示的问题。