[發明專利]具有由氣體除濕器和氣體轉換器構成的組合的氣體分析設備

無效

• 申請號: 201080015602.4
• 申請日: 2010-03-19
• 公開（公告）號: CN102368953A
• 公開（公告）日: 2012-03-07
• 發明（設計）人: K.阿布拉哈姆-福克斯;M.弗雷舍;K.希爾塔夫斯基;O.霍農;T.克魯格-桑德豪斯;E.馬格里;P.保里卡;O.馮斯卡德
• 申請（專利權）人: 西門子公司
• 主分類號: A61B5/097
• 分類號: A61B5/097;G01N27/414;G01N33/497
• 代理公司: 北京市柳沈律師事務所 11105
• 代理人: 謝強

技術領域

本發明涉及一種用于測量呼吸氣體中氧化氮(NO)的濃度的裝置以及一種用于測量NO的濃度的方法。

背景技術

氧化氮(一氧化氮，NO)以很小的數量從呼吸道的細胞連續地釋放到呼吸氣流中。對于診斷以及最佳地治療哮喘和其它發炎的呼吸道疾病，NO是一種重要的標志。在發達工業國家中，哮喘對于大約5％的成人和大約20％的兒童屬于最常發生的疾病。在諸如哮喘的呼吸道的發炎過程中，在呼出空氣中出現80ppb(parts?per?billion，十億分率)的增大的NO濃度。即將發生的哮喘病發通過呼出空氣的NO含量的上升可以比通過肺功能測試明顯更早地識別出來。由此呼出空氣中的NO測量是一種用于對哮喘以及其它發炎性呼吸道疾病進行診斷和治療過程控制的優選方法。

目前在市場上還不能獲得具有在ppb范圍所要求的靈敏度的有價值的NO傳感器。基于“懸浮式柵極EFT”技術的新開發的NO₂傳感器與上述要求相應。但是必須在這種傳感器的前面連接用于將呼吸氣體中的NO轉換為能被該傳感器檢測到的NO₂的轉換模塊。這種轉換模塊在理想情況下應當保持數月或甚至數年、便宜并且以盡可能高和恒定的轉換速率將NO轉換為NO₂。

一氧化氮向二氧化氮的轉換根據以下反應等式進行：

一氧化氮向二氧化氮的轉換可以在呼吸氣體傳感器設備中通過用于將一氧化氮氧化為二氧化氮的裝置進行，例如通過將(呼吸)空氣傳導經過氧化劑(例如高錳酸鉀)或者氧化催化劑。

另一個問題是NO₂比NO明顯更好地溶于水。因此需要一種方法來盡可能恒定以及可量化測量地保持轉換后的NO₂在潮濕的呼吸氣體中的濃度。由于NO₂在水中更高的溶解性，在具有高濕度含量的(呼吸)空氣中一部分(轉換后的)NO₂溶解在水中，可測量的NO₂的濃度下降，并且測量到看起來太低的NO含量。

發明內容

為了能夠量化地測量NO含量，根據本發明提出一種呼吸氣體分析設備，其中，呼吸空氣被引導首先通過用于空氣除濕的裝置以及接著通過用于將一氧化氮氧化為二氧化氮的裝置。

除了穩定和減小溶解在潮濕空氣中的NO₂的數量之外，該方法還具有其它優點，即，通過對空氣除濕減小氣體傳感器對空氣濕度的可能存在的橫向靈敏度，或通過定義的設置將空氣濕度設置在定義值。另一方面，由此實現了可選的明顯減少能量需求的設備：具有露點典型為35-38℃的呼吸在處于室溫的設備中引起濕氣的冷凝，該冷凝可能導致測量誤差或者當測量室相對于環境很好地封閉時導致測量室被水充滿。通常，為了防止這種效果將該測量室加熱到呼吸濕度的露點溫度以上，該加熱帶來了典型的若干W的能量需求，以及導致在運行準備好之前的等待時間(加熱階段)。通過氣體除濕器可以放棄該加熱，并且構造出具有較小的能量需求的小設備。

本發明尤其是涉及一種用于通過具有至少一個氣體傳感器的氣體傳感器單元測量呼出空氣中的一氧化氮的裝置，該裝置具有用于將一氧化氮氧化為二氧化氮的裝置，其中，在用于將一氧化氮氧化為二氧化氮的裝置的前面連接用于空氣除濕的裝置。

完全一般性地，本發明涉及一種用于通過具有至少一個氣體傳感器的氣體傳感器單元測量呼出空氣中的氣體分析物的裝置，該裝置具有用于氣體轉換的裝置，其中，在用于氣體轉換的裝置的前面連接用于空氣除濕的裝置。

優選的，所述氣體分析物是一氧化氮，所述用于氣體轉換的裝置是用于將一氧化氮氧化為二氧化氮的裝置。

優選地，所述氣體傳感器是對NO₂靈敏的FET傳感器。

所述氧化可以通過將(呼吸)空氣傳導通過氧化劑(例如高錳酸鉀)或者氧化催化劑進行。

優選地，設置指示器，該指示器顯示吸水程度，或者如果空氣在通過用于空氣除濕的裝置之后的水含量超過臨界的閾值則進行顯示。

根據一種實施方式，使用化學干燥劑來進行空氣除濕。

存在不同類型的干燥劑：

-通過化學反應來干燥＝不可逆

-通過形成晶體水來束縛水

-可逆地在分子篩中吸收

合適的干燥劑尤其是氯化鈣、硫酸銅、硅石或沸石、藍色凝膠、橘色凝膠等等。藍色凝膠和橘色凝膠同樣由硅膠組成，但是包含顯示吸水程度的指示器顏料。