[發明專利]一種呼氣哮喘檢測的方法和設備

在審

• 申請號: 202010063388.5
• 申請日: 2020-01-20
• 公開（公告）號: CN110946582A
• 公開（公告）日: 2020-04-03
• 發明（設計）人: 盧俊城;楊朝鳳;蔡志勇;薛宗琦;陳達如;邵杰
• 申請（專利權）人: 浙江師范大學
• 主分類號: A61B5/08
• 分類號: A61B5/08;A61B5/097;A61B5/00;G01N1/34;G01N21/21
• 代理公司: 杭州奧創知識產權代理有限公司 33272
• 代理人: 王佳健

1.一種呼氣哮喘檢測的設備，其特征在于，包括呼氣采集模塊，呼氣采集控制模塊、呼氣檢測模塊、控制模塊和顯示器；

所述呼氣采集模塊用于收集檢測者的呼氣到光學吸收池，它包括：

病毒細菌過濾器，用于過濾掉檢測者吸氣和呼氣中的病毒和細菌；

一氧化氮過濾器，用于過濾掉空氣中的一氧化氮；

單向閥，用于控制氣體的流向；

電磁閥，用于控制氣體的流速；

氣體壓力計，用于檢測光學吸收池的氣體壓力；

真空泵，用于排空氣管內氣體和調節光學吸收池內的氣體壓力；

其中一氧化氮過濾器通過單向閥與病毒細菌過濾器連接，病毒細菌過濾器通過一個電磁閥與光學吸收池連接，真空泵通過另一個電磁閥與光學吸收池連接；

所述呼氣采集控制模塊用于控制電磁閥和真空泵；

所述呼氣檢測模塊包括：

激光器，用于發射5.26μm的激光；

起偏器，用于將激光形成線偏振光；

光學吸收池，用于儲存呼氣，其外表層還繞有線圈，用于產生磁場；

檢偏器，用于檢驗線偏振光的偏振狀態；

光電探測器，用于探測穿過檢偏器的激光強度，并將探測到的激光光信號轉化為電信號；

溫度控制元件和電流控制元件，用于掃描激光器的波長；

解調元件，用于產生正弦波和解調探測器探測到被調制的激光信號；

功率放大器元件，用于將正弦波功率放大后加載到光學多通池外表面的線圈產生磁場；

所述激光器發出激光，激光經過起偏器后入射到光學吸收池，激光在光學吸收池里與呼氣一氧化氮分子發生作用后出射到檢偏器，而后進入到光電探測器上；

所述控制模塊包括：

微處理器，其一用于對上述呼氣采集控制模塊、呼氣檢測模塊和顯示器對相應的部件產生控制信號進行控制，其二用于運算和存放檢測到的一氧化氮的信號數據；

高速采集系統，用于采集檢測到的一氧化氮的信號數據；

數字信號處理器，用于對信號進行處理，包括：濾波、有效數據的提取、數據分析和快速算法，最后得到檢測結果。

2.根據權利要求1所述的一種呼氣哮喘檢測的設備，其特征在于，呼氣采集模塊中所述病毒細菌過濾器采用的是醫用呼吸機的病毒細菌過濾器；所述一氧化氮過濾器采用是的高錳酸鉀/活性炭過濾材料。

3.根據權利要求1所述的一種呼氣哮喘檢測的設備，其特征在于，呼氣檢測模塊中的磁場：一是用于調制線偏振光，壓制電子噪聲，提高呼氣哮喘檢測的靈敏度；二是在磁場的作用下，線偏振光與極性分子一氧化氮作用后導致左旋偏振光吸收和右旋偏振光吸收的大小不一致，引起線偏振光的偏振態發生旋轉，產生法拉第磁旋轉效應。

4.根據權利要求1所述一種呼氣哮喘檢測的設備，其特征在于，控制模塊中的所述高速采集系統還包含了模數轉換，用于將模擬信號轉換為數字信號。

5.根據權利要求1所述一種呼氣哮喘檢測的設備，其特征在于，所述的顯示器用于顯示各個部件工作運轉參數信息和呼氣哮喘檢測結果，并且可以在界面上進行相應的操作。

6.一種呼氣哮喘檢測的方法，適于權利要求1所述的呼氣哮喘檢測設備，其特征在于，在呼氣診斷設備上將法拉第磁旋轉技術應用在呼氣哮喘檢測領域，拓寬了呼氣哮喘檢測的方法，包括以下步驟：

一、在呼氣前，控制電磁閥和真空泵，排空氣管道和光學吸收池內的原始氣體；

二、貼著氣嘴先吸入安全衛生并且無一氧化氮的空氣，再呼氣；

三、控制電磁閥和真空泵，使呼氣流入光學吸收池的流速和壓力滿足《標準》中推薦的最佳參數條件；

四、激光器發射出調制的激光經過檢偏器成線偏振光，再進入光學吸收池與呼氣中的一氧化氮氣體分子在磁場下相互作用，再經過檢偏器打在光電探測器上；

五、光電探測器將調制的激光信號轉換為電信號送入解調模塊中進行解調，再送入控制模塊，對信號進行處理和運算；

六、將檢測結果送入顯示器，即時顯示呼氣哮喘檢測結果數據和保存。