呼气式癌症检测仪的制作方法

本发明涉及一种癌症检测系统，尤其是涉及一种采集用户气体后进行癌症检测的系统，属于医疗设备技术领域。

背景技术：

目前，经科学研究表明：每个人在呼吸时呼出的化合物和人类的指纹一样独一无二，医生可以根据这些化合物来诊断疾病(如癌症)。呼气检测因为安全无创、简单便捷、接受度高等特点，逐渐成为疾病诊断领域研究热点。

为此，本公司技术顾问海克(以色列)教授于2010年提出了并申请了呼气式检测癌症的方法专利，并通过PCT申请于2011年进入中国国家阶段，其专利号为201080008258.6，专利名称为“包括含有涂覆的导电纳米颗粒的传感器阵列的通过呼气检测癌症”；其主要特征为“一种用于检测指示癌症的挥发性有机化合物的传感器阵列，所述传感器阵列包括被有机涂层包覆的导电纳米颗粒，其中所述导电纳米颗粒具有窄的粒度分布：具有为小于或等于平均粒度的40％的分布曲线在最大值的一半处的宽度(FWHM)值以及5nm的平均粒度和在3-6nm的范围内的粒度，其中所述有机涂层的厚度在0.2-4nm的范围内。”，简单的讲，即通过传感器阵列对用户呼出气体中的挥发性有机化合物(VOC)进行检测，从而通过特定标记物的浓度预判用户是否可能罹患癌症；

在此理论指引下：专利申请号为201280040306.9的“呼气末气体监测设备”公开了一种呼气式的癌症检测装置，具体结构为：“呼气末气体监测设备包括导气管和或采样管线、水过滤器和或捕获和或微粒过滤器、零阀采样泵、一个或多个气动过滤器、一个或多个流量传感器、CO2传感器、一个或多个分流阀、具有被堵住环境端口的旁路截止阀、再循环泵和一个或多个气体传感器、再循环回路入口止回阀、再循环回路出口止回阀以及排出口。CO2传感器可包括一个或多个湿度、压力和或温度传感器。可选地，设备包括与其通信的控制器和显示器(未示出)以收集并输出由设备收集的数据。根据具体应用的需要，控制器可位于设备上或远程设置或硬连接至设备。导气管设置在设备中并流体连接至哺乳动物(未示出)。在特定实施方式中，哺乳动物为人类。在另一特定实施方式中，哺乳动物为人类患者。导气管为采样管线，其可呈插管或采样管线的形式。导气管具有基本圆形或星形的截面以防止扭曲，并围绕中央流路。导气管的直径被选定成向患者的呼气流动提供最小可估计阻力，并同时仍保持采样的完整性(即，很少或没有呼入和呼出气采样的混合)。导气管可通过鲁尔锁定连接器(luer lock connector)附接至呼吸收集器(未示出)。在本文中，用语“呼吸收集器”指的是主体通过其进行呼吸的流动模块的部件或附件。呼吸收集器可包括面罩、口罩、面密封件、鼻管、鼻导管、鼻孔扩张器、气管导管、样品适配器或它们的一些组合。呼吸收集器可包括连接至导气管的口罩、鼻架或面罩，导气管紧固至设备并适于插入患者的嘴部或位于患者的鼻部和嘴部上方，以分别接合患者从而容易地将呼出气传送至设备。在使用中，呼吸收集器可由使用者的手抓握或面罩被带至与使用者的面部接触，从而围绕使用者的嘴部和鼻部。通过使面罩与使用者的面部接触，使用者通过气体监测设备正常呼吸一段时间。来自患者的侧流气体采样可从附接至呼吸面罩采样口的采样管线或导气管获得，或附接至面罩口的侧流采样适配器或插入患者与气管套管之间的机械通路呼吸回路或面罩获得。侧流采样还可从鼻导管获得。鼻导管可具有多个管腔，其他管腔用于同时输送氧气或其他气体，或用于对其他气体采样”；但是，此设备不但结构复杂、操作使用极为繁琐，而且需要用户现场进行检测，并且需要及时更换面罩等与用户接触的面罩、鼻导管等器件，成本高且存在交叉感染影响检测精度的情况；同时，检测实质上为一项日常体检项目，需要定期进行检测以及早发现疾病；而对于上述设备来说需要前往具有该设备的医疗机构进行检测才行，对于偏远地区的人群而言显然无法实现，因此限制了其应用范围。

技术实现要素：

本发明的目的在于克服上述不足，提供一种检测精度高且检测方便的呼气式癌症检测仪，其采用离线检测方式避免用户之间交叉干扰影响检测精度，而且无需准备面罩等辅助设施，不但降低了成本而且提高了检测效率。

本发明的目的是这样实现的：

一种呼气式癌症检测仪，包含有箱体，所述箱体内安装于有热解析仪、缓存器和收集腔；其中：

热解析仪：用于对插置于热解析仪上的吸附管加热，释放吸附管内吸附的检测气体；

缓存器：用于接收并对热解析仪中吸附管加热释放的检测气体进行储存；

收集腔：导入缓存器储存的检测气体；分析板插入收集腔的腔体内与检测气体接触并对检测气体中的挥发性有机化合物浓度进行检测。

本发明一种呼气式癌症检测仪，惰性气体源通过控制阀一连通至热解析仪的进气端，所述热解析仪的出气端经控制阀二连通至缓存器的进气端，且惰性气体源和缓存器的进气端之间的管路上串接有控制阀三，插置于热解析仪上的吸附管连通于热解析仪的进气端和出气端之间，所述缓存器的出气端分为两路，一路经单向阀和控制阀六后对空排放，另一路经控制阀五连通至收集腔的腔体，所述收集腔的腔体通过管路经控制阀四后由抽气泵抽气排放；所述收集腔上插入的分析板嵌入收集腔的腔体内；所述分析板通过电缆与分析仪通讯相连。

本发明一种呼气式癌症检测仪，所述箱体的内部设置有隔板，所述隔板将箱体的腔体分隔为上箱体和下箱体，热解析仪和收集腔安装于上箱体内，缓存器安装于下箱体内。

本发明一种呼气式癌症检测仪，所述箱体包含有由型材构成的框架，所述框架的四周覆盖板材构成箱体，位于正前方的面板为操作面板，且箱体的操作面板上设置有操作窗口，一铰接于箱体操作面板上的翻转板压合在操作窗口上，且操作窗口正对热解析仪；位于框架底部的型材上横向插接有三角连接板，所述三角连接板上竖向穿接有支撑脚。

本发明一种呼气式癌症检测仪，所述缓存器为由管路盘绕构成的盘管结构，且缓存器的容积与收集腔的腔体的容积相等。

本发明一种呼气式癌症检测仪，所述热解析仪包含有底板、顶板、以及连接于底板和顶板之间的导柱，一升降块的两侧均安装有滑块，且滑块滑动设置于导柱上，所述顶板上安装有马达，所述马达的驱动轴与一竖向设置的螺杆相连接，所述螺杆旋置于升降块的螺孔内，所述升降块的下表面上设置有上压件，所述底板的上表面上设置有下压件，所述升降块和上压件之间、以及底板和下压件之间均设置有加热片，且下压件位于上压件的正下方，所述上压件和下压件均设置有嵌槽，且上压件和下压件对合后嵌槽内嵌入吸附管，所述底板上安装的固定连接块与下压件的一端相连接，滑移连接块滑动设置于底板的导轨上；且滑移连接块与下压件的另一端之间设置有弹性件，所述固定连接块和滑移连接块均设置有气道，且固定连接块和滑移连接块的气道上均分别与安装于其上的通气接头相连通，所述固定连接块的气道的中心轴线、滑移连接块的气道的中心轴线、上压件的嵌槽的中心轴线和下压件的嵌槽的中心轴线均重合；所述滑移连接块的上表面上设置有上大下小的圆锥孔，所述上压件的下表面上设置有下小上大的圆锥柱；圆锥柱位于圆锥孔上方、且圆锥柱整体向下压件方向偏移设置，所述固定连接块和滑移连接块的通孔端部均垫有橡胶圈；使用时，将吸附管放入于下压件的嵌槽内，启动马达驱动升降块带着上压件压合在下压件上，在压合的同时，圆锥柱带动滑移连接块朝向吸附管滑移并通过橡胶圈实现气密性。

本发明一种呼气式癌症检测仪，所述收集腔包含有本体件，腔体设置于本体件内，且本体件的腔体开口端上盖置有盖体，且本体件与盖体相接触的端面上嵌置有密封条，所述本体件的腔体内壁两侧插置有连接条；所述连接条的侧壁沿其长度方向设置有卡槽；插接于盖体上的分析板的侧壁插置于卡槽内，所述分析板上设置有温湿度传感器和多个芯片插座，所述芯片插座上插置有芯片封装外壳，所述芯片封装外壳上封装有检测芯片；所述检测芯片包含有固定于芯片封装外壳上的基板，所述基板上设置有一对插齿电极，所述基板的两端设置有焊盘，相互交叉设置的一对插齿电极分别与两个焊盘相电连接，所述焊盘通过金线与芯片封装外壳的插针脚相连接，芯片封装外壳的插针脚插置于芯片插座内。

本发明一种呼气式癌症检测仪，所述吸附管包含有管体，所述管体中部填充有玻璃棉，玻璃棉内填充有吸附剂Tenax-ta，所述管体内塞置有两个塞头，所述塞头的材质为多孔隙材质，上述玻璃棉位于两个塞头之间，所述塞头与管体的管口之间设置有卡簧，所述管体的两端套装有封管，且封管的内壁与管体的外壁过盈配合，所述封管的外壁设置有外螺纹，管帽的内壁上设置有内螺纹，所述管帽旋置于封管上。

与现有技术相比，本发明的有益效果是：

本发明采用离线方式进行检测，用户呼出的气体收集进入吸附管后方便进行集中至统一的医疗机构进行检测，不但方便各类人员进行定期的癌症检测筛选；而且不存在交叉干扰的可能性，提高了检测的精度。

附图说明

图1为本发明一种呼气式癌症检测仪的结构示意图。

图2为本发明一种呼气式癌症检测仪的右侧面的纵向剖视图。

图3为本发明一种呼气式癌症检测仪的图2的右视图。

图4为本发明一种呼气式癌症检测仪的去除壳体后的结构示意图。

图5为本发明一种呼气式癌症检测仪的去除壳体后的结构示意图。

图6为本发明一种呼气式癌症检测仪的横向剖视图。

图7为本发明一种呼气式癌症检测仪的示意简图。

图8为本发明一种呼气式癌症检测仪的热解析仪的结构示意图。

图9为本发明一种呼气式癌症检测仪的图8的A-A向剖视图。。

图10为本发明一种呼气式癌症检测仪的图9的反向剖视图。。

图11为本发明一种呼气式癌症检测仪的收集腔和分析板的装配效果示意图。

图12为本发明一种呼气式癌症检测仪的芯片插座和检测芯片的结构示意图。

图13为本发明一种呼气式癌症检测仪的检测芯片的结构示意图(大尺寸芯片)。

图14为本发明一种呼气式癌症检测仪的检测芯片的结构示意图(小尺寸芯片)。

其中：

控制阀一101、控制阀二102、控制阀三103、控制阀四104、控制阀五105、控制阀六106；

抽气泵201；

箱体301、翻转板302、隔板303、支撑脚304、三角连接板305；

热解析仪1、缓存器2、收集腔3、分析板4、分析仪5、服务器6；

底板1.1、顶板1.2、导柱1.3、升降块1.4、滑块1.5、马达1.6、螺杆1.7、上压件1.8、下压件1.9、固定连接块1.10、滑移连接块1.11、圆锥柱1.12、圆锥孔1.13、通气接头1.14、橡胶圈1.15、弹性件1.16、加热片1.17、导轨18；

压力检测仪3.1、本体件3.2、盖体3.3、连接条3.4、密封条3.5；

卡槽3.4.1；

芯片插座4.1、温湿度传感器4.2、检测芯片4.3、芯片封装外壳4.4；

基板4.3.1、插齿电极4.3.2、焊盘4.3.3、挡环4.3.4；

管体7.1、玻璃棉7.2、塞头7.3、卡簧7.4、封管7.5、管帽7.6；

三通件8.1、吹嘴8.2、收集袋8.3、过渡接头8.4。

具体实施方式

参见图1～14，本发明涉及的一种呼气式癌症检测仪，包含有箱体301，所述箱体301内安装于有热解析仪1、缓存器2和收集腔3；

其中：

热解析仪1：用于对插置于热解析仪1上的吸附管加热，释放吸附管内吸附的检测气体(检测气体为预先收集存储与吸附管内的挥发性有机化合物VOC)；

缓存器2：用于接收并对热解析仪1中吸附管加热释放的检测气体进行储存；

收集腔3：导入缓存器2储存的检测气体；分析板4插入收集腔3的腔体内与检测气体接触并对检测气体中的挥发性有机化合物(VOC)浓度进行检测；

进一步的，惰性气体源(如氮气源)通过控制阀一101连通至热解析仪1的进气端，所述热解析仪1的出气端经控制阀二102连通至缓存器2的进气端，且惰性气体源和缓存器2的进气端之间的管路上串接有控制阀三103，插置于热解析仪1上的吸附管连通于热解析仪1的进气端和出气端之间，所述缓存器2的出气端分为两路，一路经单向阀和控制阀六106后对空排放，另一路经控制阀五105连通至收集腔3的腔体，所述收集腔3的腔体通过管路经控制阀四104后由抽气泵201抽气排放(抽气泵201安装于箱体301外部)；所述收集腔3上插入的分析板4嵌入收集腔3的腔体内；所述分析板4通过电缆与分析仪5通讯相连；

进一步的，所述箱体301的内部设置有隔板303，所述隔板303将箱体301的腔体分隔为上箱体和下箱体，热解析仪1和收集腔3安装于上箱体内，缓存器2安装于下箱体内；

进一步的，所述箱体301包含有由型材构成的框架，所述框架的四周覆盖板材构成箱体301，位于正前方的面板为操作面板，且箱体301的操作面板上设置有操作窗口，一铰接于箱体301操作面板上的翻转板302压合在操作窗口上，且操作窗口正对热解析仪1；位于框架底部的型材上横向插接有三角连接板305，所述三角连接板305上竖向穿接有支撑脚304；

进一步的，所述缓存器2为由管路盘绕构成的盘管结构，且缓存器2的容积与收集腔3的腔体的容积相等；

进一步的，所述热解析仪1包含有底板1.1、顶板1.2、以及连接于底板1.1和顶板1.2之间的导柱1.3，一升降块1.4的两侧均安装有滑块1.5，且滑块1.5滑动设置于导柱1.3上，所述顶板1.2上安装有马达1.6，所述马达1.6的驱动轴与一竖向设置的螺杆1.7相连接，所述螺杆1.7旋置于升降块1.4的螺孔内，所述升降块1.4的下表面上设置有上压件1.8，所述底板1.1的上表面上设置有下压件1.9，所述升降块1.4和上压件1.8之间、以及底板1.1和下压件1.9之间均设置有加热片1.17，且下压件1.9位于上压件1.8的正下方，所述上压件1.8和下压件1.9均设置有嵌槽，且上压件1.8和下压件1.9对合后嵌槽内嵌入吸附管，所述底板1.1上安装的固定连接块1.10与下压件1.9的一端相连接，滑移连接块1.11滑动设置于底板1.1的导轨18上；且滑移连接块1.11与下压件1.9的另一端之间设置有弹性件1.16(优选的，所述弹性件1.16为弹簧)，所述固定连接块1.10和滑移连接块1.11均设置有气道，且固定连接块1.10和滑移连接块1.11的气道上均分别与安装于其上的通气接头1.14相连通，所述固定连接块1.10的气道的中心轴线、滑移连接块1.11的气道的中心轴线、上压件1.8的嵌槽的中心轴线和下压件1.9的嵌槽的中心轴线均重合；所述滑移连接块1.11的上表面上设置有上大下小的圆锥孔1.13，所述上压件1.8的下表面上设置有下小上大的圆锥柱1.12；圆锥柱1.12位于圆锥孔1.13上方、且圆锥柱1.12整体向下压件1.9方向偏移设置，从而使得圆锥柱1.12下压进入圆锥孔1.13后，带动滑移连接块1.11朝向下压件1.9方向移动(类似于楔形面配合移动结构)；所述固定连接块1.10和滑移连接块1.11的通孔端部均垫有橡胶圈1.15；优选的，所述吸附管的长度大于下压件1.9的长度；使用时，将吸附管放入于下压件1.9的嵌槽内，启动马达1.6驱动升降块1.4带着上压件1.8压合在下压件1.9上，在压合的同时，圆锥柱1.12带动滑移连接块1.11朝向吸附管滑移并通过橡胶圈1.15实现气密性；

所述收集腔3包含有本体件3.2，腔体设置于本体件3.2内，且本体件3.2的腔体开口端上盖置有盖体3.3，且本体件3.2与盖体3.3相接触的端面上嵌置有密封条3.5，所述本体件3.2的腔体内壁两侧插置有连接条3.4(优选的，所述连接条3.4的横截面为与腔体内壁相接触的弧形结构，且连接条3.4的弧形结构的曲率半径由外向内逐渐减小，从而起到自紧作用)；所述连接条3.4的侧壁沿其长度方向设置有卡槽3.4.1；插接于盖体3.3上的分析板4的侧壁插置于卡槽3.4.1内，所述分析板4上设置有温湿度传感器4.2和多个芯片插座4.1，所述芯片插座4.1上插置有芯片封装外壳4.4，所述芯片封装外壳4.4上封装有检测芯片4.3；所述检测芯片4.3包含有固定于芯片封装外壳4.4上的基板4.3.1，所述基板4.3.1上光刻有一对插齿电极4.3.2，所述基板4.3.1的两端光刻有焊盘4.3.3，相互交叉设置的一对插齿电极4.3.2分别与两个焊盘4.3.3相电连接，所述焊盘4.3.3通过金线与芯片封装外壳4.4的插针脚相连接，芯片封装外壳4.4的插针脚插置于芯片插座4.1内；进一步的，所述芯片封装外壳4.4采用TO-5封装结构，5根针脚中的两根与焊盘4.3.3相电连接后插入芯片插座4.1内，5根针脚中的另外两根插入芯片插座4.1内起到固定作用(防止抽真空时发生晃动导致接触不良)，5根针脚中的最后一根悬空设置；优选的，当插齿电极4.3.2的尺寸较小时，插齿电极4.3.2的外缘设置有一挡环4.3.4，从而使得当试剂滴落时，其不会外溢至基板4.3.1的外部，从而使得其回发后的分子聚合物保留在插齿电极4.3.2上；

进一步的，所述检测仪还包含有：

一分析仪5：接收分析板4获得的数据并进行分析；分析仪5可安装于框架内也可安装于框架外并通过电缆与分析板4通讯相连；

一服务器6：接收分析仪5的数据分析并保存；服务器6安装于框架外并通过电缆与分析仪5通讯相连；

进一步的，所述收集腔3上插置有与收集腔3的腔体相连通的压力检测仪3.1；

进一步的，所述分析仪5的开关量输出接口与控制阀一101、控制阀二102、控制阀三103、控制阀四104、控制阀五105和控制阀六106相通讯连接，用于对其进行控制；

进一步的，检测时采用如下步骤：

步骤1、清洁作业：

对管路进行清洁；

步骤2、测基准量：

收集腔3导入惰性气体后，获得惰性气体内的挥发性有机化合物的浓度作为基准值；

步骤3、清洁作业：

再次清洁管路；

步骤4、测挥发性有机化合物的浓度；

启动热解析仪1对吸附管加热释放的挥发性有机化合物进入收集腔3，通过分析板4获得吸附管内的挥发性有机化合物的浓度；

步骤5、清洁作业：

进行检测后的管路清洁，避免对后续测量造成干扰；

另外：需要注意的是，上述具体实施方式仅为本专利的一个优化方案，本领域的技术人员根据上述构思所做的任何改动或改进，均在本专利的保护范围之内。