一种呼气末CO2浓度检测方法及装置与流程

【技术领域】

本发明涉及一种呼气末co2浓度检测方法及装置。

背景技术：

呼气末co2浓度或分压(etco2)的检测可反映肺通气，还可反映肺血流，是一种检测肺功能(特别是肺通气功能)的无创技术，使医生能够在在床边连续、定量检测病人，为麻醉病人、icu、呼吸科进行呼吸支持和呼吸管理提供明确指标。

目前，采用光谱技术对etco2进行检测的方法最为普遍，尤其以红外线吸收光谱技术最为常见。另外还有质谱分析法、罗曼光谱法、光声光谱法。它们有一个共同点：需要对病人呼出气体进行采样，并配以相关的模块进行分析，再通过相应的显示设备对etco2曲线进行显示。

此类技术对仪器要求较高，较为昂贵，且呼出气中水汽具有较大干扰，易产生高噪音。

二氧化碳的检测除了光谱吸收检测方法以外，还可以利用化学的方式进行检测。按其识别机理可分为三类：化学反应型、溶剂效应型、ph响应型。但这三类分别存在以下缺点：化学反应型——只能单次使用；溶剂效应型——反应响应速度慢；ph响应型——反向驱动需要氢氧根(例如加入碱性溶液)，而呼吸气中不存在或只有极低含量的碱性气体，只能用于液相检测。因此，化学检测方式在临床应用上无法推广。

技术实现要素：

为了克服现有技术的不足，本发明提供了一种方便的能够适应实时检测的呼气末co2浓度检测方法及装置。

由于二氧化碳形成碳酸是一个可逆的化学平衡，因此，可以通过降低二氧化碳含量的方法使反应反向进行，驱动酸碱指示试剂的还原。在呼吸中，吸气时吸入空气中大部分为氧气及氮气，二氧化碳含量较低(0.03％)，因此吸入空气可以使得酸碱指示试剂二氧化碳含量迅速降低，驱动酸碱指示试剂的还原。

一种呼气末co2浓度检测装置，包括呼吸装置，所述呼吸装置包括气体通道，所述气体通道用于通过人体呼出的co2和人体吸入的气体，所述气体通道的内壁上设有酸碱指示剂涂层。

在一个实施例中，

所述气体通道内设有滤水装置。

在一个实施例中，

所述气体通道的通道壁是透明的，透明的通道壁用于供人透过所述通道壁观测所述酸碱指示剂涂层。

在一个实施例中，

所述呼吸装置的壳体上设有酸碱指示剂涂层的颜色与对应二氧化碳浓度的参考标识。

在一个实施例中，

所述参考标识设置在所述酸碱指示剂涂层旁。

在一个实施例中，

所述呼吸装置是呼吸面罩，所述通道壁为所述呼吸面罩的对准人脸的面罩壳部分。

在一个实施例中，

所述呼吸装置是气管插管，所述通道壁为所述气管插管的外部气体入口的通道壁。

在一个实施例中，

所述呼吸装置是人工鼻，所述人工鼻的过滤器设置在所述人工鼻外壳内壁上，所述酸碱指示剂涂层设置在所述过滤器的表面。

在一个实施例中，

所述过滤器是过滤棉。

本发明还提供了一种呼气末co2浓度检测方法，采用所述的呼气末co2浓度检测装置。

本发明选取ph响应型检测为设计基础，从原理上解决呼吸气中缺少反向驱动力的问题，反应响应速度快及对水含量的容忍度较高(相比起利用红外吸收检测二氧化碳的物理方法)，可在不同含量水汽中对呼末二氧化碳进行准确测量，可以实现反复检测呼末二氧化碳，且降低了技术复杂性及设备的成本，更适用于临床使用。

【附图说明】

图1是本发明一种实施例的呼气末co2浓度检测装置示意图

图2是本发明另一种实施例的呼气末co2浓度检测装置示意图

图3是图2的呼气末co2浓度检测装置局部示意图

图4是本发明另一种实施例的呼气末co2浓度检测装置示意图

图5是图4的呼气末co2浓度检测装置局部示意图

【具体实施方式】

以下对发明的较佳实施例作进一步详细说明。

实施例1

如图1所示，一种呼气末co2浓度检测装置，包括作为呼吸装置的呼吸面罩1，呼吸面罩1包括面罩壳11和气体通道，面罩壳11围成的空间即形成该呼吸面罩1的气体通道，所述气体通道用于通过人体呼出的co2和人体吸入的气体，当病人吸入气体时，氧气或空气进入气体通道内，当病人呼出气体时，病人呼出的co2经过气体通道排出呼吸面罩1外，所述气体通道的内壁上设有酸碱指示剂涂层12，对准人脸的面罩壳部分的气体通道的内壁设至酸碱指示剂涂层12更佳。

当病人呼出的co2进入气体通道内时，co2溶于湿润的酸碱指示剂涂层的水中形成碳酸，引起体系ph降低，酸碱指示剂涂层的酸碱指示剂结合碳酸中的氢离子，从而引起酸碱指示剂涂层的颜色变化，也即对外反射的光谱的变化，不同浓度导致酸碱指示剂涂层的颜色变化不一样，从而可以实时掌握病人呼出co2的浓度。

当病人吸入空气或氧气时，气体通道内的co2浓度迅速降低(在吸入空气时，吸气时吸入空气中大部分为氧气及氮气，二氧化碳含量较低(0.03％)，在吸入纯氧时二氧化碳的浓度下降幅度更大)，化学平衡反向进行，即生成co2和水，氢离子迅速降低，酸碱指示剂结合的氢离子消失导致酸碱指示剂还原，酸碱指示剂涂层恢复为原来的颜色，待病人再次呼出co2到气体通道时，酸碱指示剂涂层即可以再次指示此时co2的浓度。

在一个实施例中，所述气体通道的通道壁11是透明的，透明的通道壁11用于供人透过所述通道壁观测所述酸碱指示剂涂层12，这样可以方便医生实时观察酸碱指示剂涂层12的颜色变化，所述呼吸装置1的壳体上设有酸碱指示剂涂层12的颜色与对应二氧化碳浓度的参考标识13，所述参考标识优选地设置在所述酸碱指示剂涂层旁，这样可以方便医生实时判断病人呼出的co2浓度值。

在一个实施例中，在气体通道内设置滤水装置，在吸气时使得气体通道内的水汽迅速下降，可以进一步加快化学平衡方向反应。

实施例2

如图2和3所示，一种呼气末co2浓度检测装置，包括作为呼吸装置的气管插管2，气管插管2气体通道，所述气体通道用于通过人体呼出的co2和人体吸入的气体，当病人吸入气体时，氧气或空气进入气体通道内，当病人呼出气体时，病人呼出的co2经过气体通道排出气管插管2外，所述气体通道的内壁上设有酸碱指示剂涂层22，气管插管的外部气体入口21的内通道壁设至酸碱指示剂涂层22更佳，因为这一部分是露出病人体外，且外部气体入口21的透明壁可以使医生更容易观察酸碱指示剂涂层22的颜色变化。

本呼气末co2浓度检测装置的工作原理与实施例的的呼气末co2浓度检测装置相同。

实施例3

如图4和5所示，一种呼气末co2浓度检测装置，包括作为呼吸装置的人工鼻3，气管插管2气体通道，所述气体通道用于通过人体呼出的co2和人体吸入的气体，当病人吸入气体时，氧气或空气进入气体通道内，当病人呼出气体时，病人呼出的co2经过气体通道排出人工鼻3外，所述气体通道的内壁上设有酸碱指示剂涂层32。

在一个实施例中，所述人工鼻3的过滤装置(例如过滤棉)32设置在所述人工鼻3的外壳31的内壁上，所述酸碱指示剂涂层设置在所述过滤装置32的表面，且透明的外壳31可以使医生更容易观察酸碱指示剂涂层22的颜色变化。

以上内容是结合具体的优选实施方式对本发明所作的进一步详细说明，不能认定本发明的具体实施只局限于这些说明。对于本发明所属技术领域的普通技术人员来说，在不脱离本发明构思的前提下，还可以做出若干简单推演或替换，都应当视为属于本发明由所提交的权利要求书确定的专利保护范围。