用于提取呼吸气体样品的装置的制造方法
【技术领域】
[0001]本发明涉及一种用于提取呼吸气体样品的装置。
【背景技术】
[0002]至今不存在可靠的并且同时廉价的方法，用于诊断如像肺结核这样的疾病。对在人呼出空气中表征特定疾病的标记气体的测量并不是一种具有很高潜能的扩散性技术，并且不能廉价地转化以识别像肺结核和代谢紊乱这样的疾病。对呼出空气的分析例如借助气体色谱法/质量频谱分析法(GC/MS)进行。为此必须提前采集并存储呼出空气。这种存储在现有技术中借助所谓的吸附试管(亦称“吸附小管”)进行。这种存储还需在几周内有效，这例如能够实现世界范围内的寄送。
[0003]为了在吸附试管中收集足够的分子，必须通过吸附试管传导一定数量的呼吸空气(约I升)。在此应该连续地保持特定的流动速率(约100毫升/分钟)，因此所述气体在吸附试管中具有足够长的停留时长并且分子能够粘附在吸附剂上。这些边界条件对于在呼气时直接的提取并不能保持，因为这些试管一方面具有较高的流动阻力，因此不能直接通过试管呼气，并且另一方面呼气样品的提取持续大约10分钟。为了解决所述问题塑料袋被用作呼气存储器。这又具有这样的缺点，其释放的气体明显伪造了呼出空气的样品。
【发明内容】
[0004]本发明所要解决的技术问题在于，提供一种提取呼吸气体样品的装置，其避免了上述缺点。所述技术问题通过具有权利要求1的特征的装置解决。有利的技术方案和扩展设计由从属权利要求记载。
[0005]按照本发明用于提取呼吸气体样品的装置包含用于采集呼吸气体样品的容器、在容器中可滑移并且气密地封闭设置的活塞以及可与吹嘴相连的导向容器中的气体输入装置。所述容器例如是缸体。
[0006]容器和活塞一起构成用于呼气气体样品的存储空间，其能够通过活塞从容器滑出而增大。最大存储空间优选在0.1升至3升之间、尤其在0.5升到1.5升之间。
[0007]在此容器和活塞优选这样构造，使得面向呼吸气体样品的、也即内表面具有这样的材料，所述材料不会或者尽可能不会引起漏气，例如是PTFE(聚四氟乙烯)、玻璃或金属。由此可以有利地实现，存储在容器中的呼吸气体样品不会或不会明显被污染。容器和/或活塞为此可以具有配备相应材料的涂层。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]这样形成的装置在不同的填充过程之间优选可以较好地冲洗，因此在系统中不会保留残留物。换句话说，所述容器可以重复使用。因此例如取消在采集呼吸气体样品时对存储袋的更换，由此降低了成本。
[0009]在一种优选的扩展设计中，容器和/或活塞在接触各个其他元件的面上具有PTFE表面。由此可以在容器中实现活塞特别低摩擦的滑移。同时还可以避免漏气。低摩擦滑移特别有利地用于实现容器以人的呼气压力填充呼吸气体样品，其中活塞在通过呼气压力填充时必须被推动。
[0010]所述装置相宜地包括用于容纳吸附试管的容纳设备和用于将呼吸气体样品从容器导向吸附试管的器件。所述器件在此相宜地是一个或多个阀。因此实现了在容器中中间存储的呼吸气体样品受控地导向可更换的吸附试管中。所述装置为此有利地包括用于将呼吸气体样品从容器受控地导出的栗。
[0011]在一种有利的扩展设计中，所述装置包括阀系统，其这样设计，被引入的呼气气体的第一部分被排出到环境中并且引入的呼气气体的跟随第一部分之后的第二部分被导入容器中。为此可以实现的是，被引入的呼气气体的例如来自嘴中、咽喉和空气管的并且可能混淆呼吸气体样品的部分不会或者仅微量地进入容器。呼气气体的典型地舍弃的第一部分包括在0.25升至0.75升之间、理想地为0.5升。
[0012]在此呼气首先被导入旁路中。被吹入的呼气的体积借助流量传感器测量(通过流动积分)。在达到期望的体积之后，阀将呼气流从旁路转接向存储活塞。可以考虑的是在装置中所述呼气存储器借助预紧的被动阀(Passiv-Ventil)被关闭。呼气首先被导入具有期望的旁路空间的“旁路呼气存储器”中。当该旁路呼气存储器满了，则系统中的压力升高并且被动阀朝向主呼气存储器打开。因此当期望的体积流入旁路呼气存储器中时主呼气存储器才被填充。这种解决方案节省了在吹气时控制空间的切换。
[0013]所述装置可以包含流量传感器。借助该流量传感器例如可以检查呼气气体流入的速度并且因此进行对容器填充的监测。若装置例如包含控制的电器，则产生用于控制的测量值。
[0014]所述装置可以包含用于产生在约150Pa(对应15毫米水柱)范围中的背压的节流阀。在该范围中的背压有利地关闭了绿膜(软腭)并且阻止或减少了来自副鼻窦的干扰的呼气成分。在此相宜的是，节流阀的背压借助在装置中例如通过活塞的滑移而产生的背压校正，用于总体上保持尽可能低的背压。
[0015]若设置节流阀，则流量传感器有利地通过在节流阀之前和之后的压力传感器实现。压力传感器可以检测它们各自位置之间的压力差并且因此在借助于节流阀的属性的情况下得出流量的计算的结论。在此压力传感器可以具体地设计，用于两次确定绝对压力，其中然后计算压力差。一个或两个压力传感器同样可以设计为直接确定压力差。
[0016]在此有利的是，所述装置包括加热设备。通过容器、活塞和/或管道系统的调温，可以在加热区域中降低或避免气体成分的吸附。由此呼吸气体样品更好地保持其气体组分并且减少由于之前呼吸气体样品的气体残留导致的污染。
[0017]所述装置还包括用于检测活塞经过的路程的传感器。因此可以监测和控制容器的填充。作为备选或补充可以在容器中设置压力传感器。其同样实现了对填充的控制。
【附图说明】
[0018]本发明优选的、但是不会构成限定的实施例在此结合附图进一步阐述。其中所述特征简化地示意表示并且不按比例地示出。在图1中示出用于呼吸气体样品的样品采集系统10。
【具体实施方式】
[0019]样品采集系统10包括吹嘴11，受检者通过其可以发出呼吸气体样品，亦即可以向样品采集系统10呼气。样品采集系统10在实际意义上仅包含用于吹嘴11的采集装置，喷嘴11自身是可更换的元件。所述喷嘴与由气体导管40构成的系统相连，气体导管40将样品采集系统10的其他元件相继地连接并且允许呼吸气体样品和其他气体的继续引导和分散。喷嘴11之后跟随细菌过滤器12，通过其将呼吸气体样品中的细菌清除出去。细菌过滤器12可以相宜地更换。
[0020]在细菌过滤器12之后沿呼吸气体样品主要占用的流入方向41跟随第一阀13。此后跟随第一节点16a、具有0.3毫米的直径的节流阀14和第二节点16b。第一和第二节点16a、16b构造为用于连接流量测量设备15。例如在两个节点16a、16b上设置压力传感器，它们又这样连接，使得在这两个节点16a、16b之间的压力差被输出。在图1中未示出的控制设备由该压力差确定通过节流阀14的流量。
[0021]在第二节点12b之后沿流入方向41跟随第三节点17，由此开始可以通过第二阀18到达气体出口 19。在第三节点17