ES2977455T3

ES2977455T3 - Procedimiento y aparato para medir la concentración de CO endógeno en aire alveolar

Info

Publication number: ES2977455T3
Application number: ES14902715T
Authority: ES
Inventors: Yongjian Ma
Original assignee: Shenzhen Seekya Bio Sci & Tech Co Ltd
Current assignee: Shenzhen Seekya Bio Sci & Tech Co Ltd
Priority date: 2014-09-23
Filing date: 2014-09-23
Publication date: 2024-08-23
Anticipated expiration: 2034-09-23
Also published as: WO2016045000A1; US10168316B2; EP3199098A1; US20170191984A1; EP3199098A4; EP3199098B1

Abstract

Un método y aparato para medir la concentración de CO endógeno en aire alveolar, que comprende: 1. proponer un método para inyectar muestras en pequeñas cantidades, múltiples veces, de forma intermitente, y establecer una relación de concentración de CO entre el gas de muestra y el gas en una cámara de gas después de completar la inyección de muestra; 2. establecer un método de ajuste del valor de diferencia de "diferencia de concentración/diferencia de nivel eléctrico", para obtener una curva estándar ajustada para un valor de diferencia entre el gas de muestra y el gas base; 3. establecer un aparato capaz de medir tanto CO como CO2, para medir una diferencia de concentración de CO y una diferencia de concentración de CO2 entre el gas de muestra y el gas base; 4. proponer un método para compensar un valor de medición de CO endógeno en el aire alveolar. El problema de que la cantidad de gas de muestra en una prueba de aliento es pequeña y no puede reemplazar completamente el gas originalmente dentro de la cámara de gas, se resuelve mediante la adopción del método para inyectar muestras en pequeñas cantidades, varias veces, de forma intermitente. El método de ajuste del valor de diferencia elimina eficazmente los efectos de la deriva del nivel cero eléctrico y el CO residual de concentración desconocida en el gas de limpieza. El método de compensación puede eliminar las compensaciones causadas por la temperatura y la presión en el momento de la medición que son diferentes de la temperatura y la presión en el momento de la calibración o por la mezcla de aire del entorno con el gas de muestra. (Traducción automática con Google Translate, sin valor legal)

Description

DESCRIPCIÓN

Procedimiento y aparato para medir la concentración de CO endógeno en aire alveolar

Campo técnico

La presente solicitud se refiere al campo del diagnóstico médico y, más específicamente, se refiere a un procedimiento para medir la concentración de CO endógeno en aire alveolar.

Antecedentes

Una función especial e importante del sistema hematopoyético de los mamíferos es generar eritrocitos que suministran oxígeno a los tejidos del animal. La determinación de la esperanza de vida de los eritrocitos se puede utilizar para el diagnóstico diferencial de la anemia y otras enfermedades, para comprender la patogénesis de la enfermedad y para determinar el pronóstico del tratamiento. En consecuencia, la medición de la vida útil de los eritrocitos humanos es esencial. El estudio ha confirmado que la diferencia entre la concentración de CO del aire alveolar exhalado y la concentración de CO en el gas base del lugar el que se tomó la muestra de gas del aire alveolar exhalado se puede utilizar para estimar la vida útil de los eritrocitos humanos. Los procedimientos comunes para medir las concentraciones de CO en el aire comprenden la espectroscopia infrarroja no dispersiva, la cromatografía de gases, los procedimientos electroquímicos, los procedimientos de sustitución del mercurio, etc. Entre otros, la espectroscopia infrarroja no dispersiva y los procedimientos electroquímicos, debido a la necesidad de una gran cantidad de muestras de gas, no son adecuados para la medición de la concentración de CO en la respiración del cuerpo humano. La cantidad de muestras necesarias para la cromatografía de gases es pequeña y la precisión de la medición también puede satisfacer la determinación de la baja concentración de CO en el aire alveolar exhalado para estimar la vida útil de los eritrocitos. Sin embargo, la operación y mantenimiento del instrumento son complejos y costosos, por lo que no es adecuado para uso clínico. Al mismo tiempo, el valor medido por el equipo existente es aproximadamente la concentración de CO en la cámara de medición, y existe una cierta desviación entre esta concentración y la concentración de CO en el aire alveolar exhalado en condiciones normales. La razón de esta desviación se debe a la mezcla del aire ambiente causada por el funcionamiento inconsistente durante el muestreo e inyección del aire alveolar exhalado. Los procedimientos y equipos existentes no pueden identificar y eliminar la desviación.

El documento US 5,293,875 describe un dispositivo no invasivo y procedimientos para medir la concentración de monóxido de carbono al final de la espiración en la respiración de un paciente. La señal cambia en respuesta a cambios en la concentración de dióxido de carbono en la respiración mientras el paciente respira. La forma de onda de la señal resultante se utiliza para determinar la relación entre la porción final de la espiración de la respiración y todo el aire inspirado. Esta relación, denominada ciclo de trabajo, se utiliza para convertir la concentración de monóxido de carbono detectada en la concentración de monóxido de carbono al final de la espiración.

Compendio

La presente solicitud proporciona un procedimiento para medir la concentración de CO endógeno en aire alveolar, con el objetivo de: a. resolver el problema de que el gas original en la cámara de medición no puede ser reemplazado totalmente por el gas de muestra o el gas base a medir debido a la cantidad demasiado pequeña de gas de muestra o de gas base en la prueba de respiración; b. eliminar el efecto de la deriva del nivel cero eléctrico, que es difícil de controlar, sobre la precisión de la medición de CO de baja concentración; c. eliminar el efecto de la cantidad desconocida de CO residual en el gas de limpieza en la medición de CO de baja concentración; d. compensar la desviación del valor de medición de la concentración medida por espectroscopia de absorción con una cámara de medición abierta, siendo causada dicha desviación por la diferencia entre la temperatura y presión ambiente en el momento de la medición y la temperatura ambiente y la presión en el momento de calibración; e. compensar la desviación entre el valor medido de la concentración de CO en el gas de muestra y el valor real de la concentración de CO en el aire alveolar exhalado debido a la mezcla del gas ambiental causada por la operación inconsistente durante el muestreo y/o la inyección del aire alveolar exhalado. Se superarán los defectos de los procedimientos y equipos existentes que no puedan identificar y eliminar la desviación.

Este problema se resuelve mediante el objeto de la reivindicación independiente.

Las realizaciones preferidas de la invención son el objeto de las reivindicaciones dependientes.

De acuerdo con un aspecto adicional, también se proporciona un aparato para medir una concentración de CO endógeno en aire alveolar que es capaz de medir tanto la concentración de CO como la concentración de CO2. El aparato para medir una concentración endógena de CO en aire alveolar exhalado funciona de acuerdo con un principio de medición de espectroscopia de absorción con una cámara de medición abierta y comprende:

una cámara de medición de gas CO2 y una cámara de medición de gas CO, en el que la que la cámara de medición de gas CO2 y la cámara de medición de gas CO están conectadas con una entrada de gas a través de una línea traqueal; en la que la concentración de gas CO2 X<sCO2>, X<bCO2>o diferencia de concentración de gas CO2 (X<sCO2>- X<bCO2>) en el gas de muestra y en el gas base, así como la concentración de gas CO X<sco>, X<bco>o diferencia de concentración de gas CO ((X<sco>- X<bco>) en el gas de muestra y en el gas base se miden a la misma temperatura y presión;

una unidad de procesamiento, utilizada para calcular un valor neto de concentración M en relación de volumen (V/V) del CO endógeno en el aire alveolar exhalado de acuerdo con la siguiente fórmula de compensación:

en la que,

El aparato para medir la concentración de CO endógeno en el aire alveolar de la presente solicitud, comprende además un sistema de inyección de muestra en una cámara que comprende la entrada de gas, una bomba de gas, una válvula solenoide general, una cámara de medición y un puerto de escape; en el que la entrada de gas está conectada con la bomba de gas que está conectada además con la cámara de medición por medio de la válvula solenoide general, el puerto de escape está dispuesto en la cámara de medición que está comunicada con el ambiente externo a través del puerto de escape; en el que el sistema de inyección de muestra en la cámara comprende además una unidad de control de gas, un tubo de gas y un cilindro; la unidad de control de gas comprende un tampón de conmutación del paso de gas, una válvula solenoide de gas de muestra, una válvula solenoide de gas base y una válvula solenoide de bomba de gas; en el que el tampón de conmutación del paso de gas está conectado entre la tubería de gas y la válvula solenoide general; la válvula solenoide del gas de muestra, la válvula solenoide del gas base y la válvula solenoide de la bomba de gas están todas conectadas al tampón de conmutación del paso de gas; la válvula solenoide de gas de muestra y la válvula solenoide de gas base se utilizan respectivamente para entregar el gas de muestra y el gas base al tampón de conmutación del paso de gas; la válvula solenoide de la bomba de gas conectada con la bomba de gas se utiliza para suministrar gas de limpieza al tampón de conmutación del paso de gas; el cilindro conectado con la tubería de gas se utiliza para inyectar el gas de muestra o el gas base a medir en la cámara de medición a través de la tubería de gas.

En el aparato para medir la concentración de CO endógeno en el aire alveolar de la presente solicitud, la unidad de control de gas comprende además una válvula solenoide de repuesto para reemplazar la válvula solenoide del gas de muestra, la válvula solenoide del gas base o la válvula solenoide de la bomba de gas.

En el aparato para medir la concentración de CO endógeno en el aire alveolar de la presente solicitud, el sistema de inyección de muestra en la cámara comprende además una unidad de accionamiento conectada con un pistón del cilindro; en el que la unidad de accionamiento comprende una base, una varilla roscada rotativa y un motor paso a paso que están fijados en la base, y un cursor que está dispuesto sobre la varilla roscada rotativa y conectado con el cilindro; el motor paso a paso hace que la varilla del tornillo rotativo rote para impulsar el movimiento del pistón e inyecta el gas de muestra o el gas base que se va a medir en la cámara de medición a través del tubo de gas.

Se pueden obtener los siguientes efectos ventajosos implementando la presente solicitud.

(1) Se adopta el modo de inyección de muestra en la cámara de volúmenes pequeños, múltiples veces e inyección intermitente para reemplazar el enfoque en el que el gas original en la cámara de medición es reemplazado totalmente por el gas a medir, este modo de inyección de muestra en la cámara establece una relación fija entre la concentración de CO del gas en la cámara de medición y la concentración de CO del gas a medir. De este modo, se reduce la cantidad requerida de muestra de gas a medir, y se soluciona el problema de que el gas original en la cámara de medición no puede ser reemplazado totalmente por el gas a medir debido a la pequeña cantidad del gas de muestra o del gas base en una prueba de respiración .

(2) El gas de muestra y el gas base se miden en pares y uno a continuación del otro en el tiempo, y se establece una curva estándar ajustada del valor de diferencia de "diferencia de concentración/diferencia de nivel eléctrico" para los pares de gas de muestra y de gas base. De esta manera, la diferencia de concentración entre el gas de muestra y el gas base se obtiene midiendo la diferencia de nivel eléctrico entre el gas de muestra y el gas base, a continuación los efectos de la deriva del nivel cero eléctrico y la concentración desconocida de CO residual en el gas de limpieza en la medición de la concentración endógena de CO del aire alveolar exhalado se elimina de manera efectiva, por lo que se mejora efectivamente la precisión de la medición.

(3) La diferencia de concentración de CO<2>y la diferencia de concentración de CO en el gas de muestra y en el gas base se miden respectivamente, y a continuación los valores de medición de la diferencia de concentración de CO en el gas de muestra y en el gas base se compensan y corrigen mediante una concentración de CO<2>relativamente estable en el aire alveolar exhalado. Con la relación proporcional de concentrado o diluido entre la concentración de CO<2>y la concentración de CO, este procedimiento de compensación se puede utilizar para eliminar la desviación del valor medido debido a la mezcla del aire ambiente causada por la operación inconsistente durante el muestreo e inyección del aire alveolar exhalado.

(4) Cuando se utiliza la fórmula de compensación del valor de medición de CO endógeno del aire alveolar exhalado para calcular el valor neto de concentración M en relación de volumen (V/V) del CO endógeno en el aire alveolar exhalado, el efecto causado por la diferencia entre las temperaturas y las presiones en el momento de medición en el aire alveolar exhalado, se eliminarán las presiones en el momento de la medición y el tiempo de calibración del valor de medición de la concentración de CO endógeno en el aire alveolar exhalado.

Breve descripción de los dibujos

La presente solicitud se describirá a continuación con más detalle con referencia a los dibujos que se acompañan y a los dibujos que se acompañan.

La figura 1 es una curva estándar ajustada de "diferencia de concentración/diferencia de nivel eléctrico" para medir la diferencia de concentración de CO, de acuerdo con una realización preferida de la presente solicitud.

La figura 2 es un diagrama estructural del sistema de inyección de muestra en la cámara, de acuerdo con una realización preferida de la presente solicitud.

Descripción detallada de la realización preferida

Para una comprensión clara de las características técnicas, objetos y efectos de la presente solicitud, a continuación se describirán en detalle realizaciones específicas de la presente solicitud con referencia a los dibujos que se acompañan.

Cuando se mide la concentración de CO basándose en la técnica de espectroscopia de absorción de gas existente, se encuentran los siguientes problemas. a. Se necesita una gran cantidad de muestra de gas para sustituir el gas en la cámara de medición por la muestra de gas a medir. b. Cuando la concentración de CO es baja, es difícil controlar la deriva del cero del nivel eléctrico, lo que influiría mucho en la medición de CO. c. La concentración residual de CO desconocida en el gas de limpieza para limpiar la cámara de medición influye en la precisión de la medición en la concentración de CO de la muestra a medir. d. La diferencia entre las temperaturas y presiones en el momento de la medición y en el momento de la calibración influye en el resultado de la medición. e. Al medir la concentración de CO en el aire alveolar exhalado, se afrontan los siguientes problemas. Sólo se mide la concentración de CO del gas de muestra, que no es igual a la concentración de CO del aire alveolar exhalado. La técnica anterior no puede identificar y eliminar la desviación del valor medido de la concentración de CO en el gas de muestra y el valor real en el aire alveolar exhalado debido a la mezcla del gas ambiental producida por la operación inconsistente durante el muestreo e inyección del gas alveolar exhalado. Por ejemplo, contener la respiración durante mucho tiempo provoca una concentración de CO mayor que en circunstancias normales, o el CO se diluye en el aire ambiente debido al mal sellado durante la generación o inyección de gas.

Los principales puntos de innovación de la presente solicitud se enumeran a continuación. En primer lugar, para la espectroscopia de absorción se adopta un modo de inyección de muestra en la cámara de volúmenes pequeños, múltiples veces e inyección intermitente, de modo que se obtenga la cantidad correcta de volumen de muestra, la velocidad de inyección correcta, los tiempos de inyección correctos y el intervalo correcto. Se elige entre dos inyecciones sucesivas, y la muestra a medir se inyecta en la cámara de medición para establecer una relación fija entre la concentración de CO en la cámara de medición después de la inyección y la concentración de CO de la muestra a medir. De este modo se reduce la cantidad de gas de muestra y se resuelve el problema de que el gas de muestra en una prueba de respiración no puede sustituir completamente al gas originalmente dentro de la cámara de medición. En segundo lugar, se adopta el procedimiento de ajuste de valores de diferencia para establecer una curva estándar ajustada de valor de diferencia de "diferencia de concentración / diferencia de nivel eléctrico" entre los valores de diferencia en el gas de muestra, en lugar de una curva estándar ajustada de "concentración / nivel eléctrico" común, es decir una curva estándar ajustada del valor de diferencia de "diferencia de concentración/diferencia de nivel eléctrico" X<s>-Xb=A(Ds-Db)+Bpara el gas de muestra estándar de CO, el gas de muestra estándar de CO<2>, el gas base estándar de CO y el gas de muestra de CO<2>. Cuando se mide la muestra, se emplea el mismo aparato para medir el gas de muestra y el gas base en pares y uno al lado del otro en el tiempo para obtener los números de nivel eléctrico del gas de muestra y el gas base, y la diferencia de nivel eléctrico (Ds-Db) entre ellos. A continuación, la diferencia de concentración entre el gas de muestra y el gas base se puede obtener de acuerdo con la curva estándar ajustada al valor de diferencia de "diferencia de concentración/diferencia de nivel eléctrico" anterior. X<s>- X= A(D<s>-Db)+B. Esta innovación elimina efectivamente los efectos de la deriva del nivel cero eléctrico y el CO residual de concentración desconocida en el gas de limpieza en la medición de la concentración de CO endógeno en el aire alveolar exhalado, y mejora efectivamente la precisión de la medición (para CO<2>, puesto que la concentración de CO<2>del aire alveolar exhalado es mucho mayor que la del gas base, en comparación con la concentración de CO<2>del aire alveolar exhalado, la concentración CO<2>del gas base puede ignorarse). En tercer lugar, se construye un aparato que pueda usarse tanto para la medición de CO como de CO<2>, lo que facilita el cálculo de la compensación y corrección de la concentración de CO con la concentración de CO<2>. En cuarto lugar, el valor de medición de la concentración del CO<2>se utiliza para calcular y compensar la concentración de CO endógeno en el aire alveolar exhalado, es decir, una diferencia de la concentración de CO<2>y una diferencia de la concentración de CO entre el gas de muestra y el gas base se miden bajo la misma presión y temperatura, a continuación la concentración de CO endógeno en el aire alveolar exhalado se calcula, se compensa y se corrige mediante el CO<2>relativamente estable en el aire alveolar exhalado de acuerdo con la fórmula de compensación. Esta innovación elimina la desviación del valor medido debido a la mezcla del gas ambiental causada por la operación inconsistente durante el muestreo e inyección del gas alveolar exhalado, y elimina el efecto en el valor de medición de la muestra causado por la diferencia entre las temperaturas ambiente. y presiones en el momento de la medición y en el momento de la calibración, obteniendo de esta manera una concentración de CO endógeno más precisa en el aire alveolar exhalado.

Parte uno: Establecer un procedimiento de ajuste de valores de diferencia

El problema de que la cantidad de muestra de gas en una prueba de respiración es demasiado pequeña para reemplazar completamente el gas originalmente dentro de la cámara de medición, se resuelve adoptando el modo de inyección de muestra en la cámara de volúmenes pequeños, múltiples veces e inyección intermitente (la "muestra de gas" comprende "gas de muestra" y "gas base", en la que el "gas de muestra" es "el gas exhalado recogido del sujeto", el "gas base" es "el gas ambiente en el que se recoge el gas exhalado", la "muestra", el "gas de muestra" y el "gas base" descritos en el texto son los mismos), y los principios específicos son los siguientes.

Cada muestra a medir se divide en varias partes con pequeños volúmenes para realizar la inyección varias veces. Se establece un intervalo entre dos inyecciones adyacentes para garantizar que el gas de muestra recién muestreado y el gas retenido en la cámara de medición se mezclen uniformemente. De manera más específica, (1) la velocidad de movimiento y la cantidad de entrada de gas del pistón del cilindro se controlan para garantizar que el gas que sale del puerto de escape cada vez que se ingresa aire sea el gas originalmente en la cámara de medición. Es decir, la nueva muestra de gas de inyección no se ha agotado, por lo tanto, el volumen de cada muestra y la velocidad de inyección deben controlarse en un rango de acuerdo con el volumen de la cámara de medición, por ejemplo, el volumen de la muestra es de 40 - 400 ml cada vez y la velocidad de inyección es de 10 ml/s - 200 ml/s cada vez; (2) el tiempo intermitente entre dos inyecciones adyacentes (el intervalo entre dos inyecciones adyacentes) se controla para garantizar que la muestra de gas recién muestreada y la parte no agotada del gas originalmente en la cámara de medición se mezclen uniformemente, por ejemplo, el intervalo entre dos inyecciones es de 1248 s; (3) los tiempos de inyección de cada muestra a medir se controlan para garantizar que la concentración de CO del gas de muestra recién muestreado tenga suficiente influencia sobre la concentración de CO del gas en la cámara de medición después de completar múltiples inyecciones; esto es cada vez que la cantidad de gas de entrada no puede ser demasiado pequeña, de manera que el impacto del nuevo gas en el nivel eléctrico no sea demasiado pequeño para ser detectado con cualquier cambio; por ejemplo, cada muestra a medir se divide en 2 a 9 partes y se establece una relación fija entre la concentración de CO del gas en la cámara de medición después del muestreo y la concentración de CO de la muestra a medir.

En esta realización, la concentración de la muestra de gas a medir se establece en X y la concentración del gas de limpieza es Y. Cada muestra de gas a medir se divide en 5 partes de 200 ml para la inyección, y el intervalo entre dos inyecciones adyacentes es de 19 s y el volumen total de la cámara de medición medido con un espectrómetro de infrarrojos es de 700 ml. Después de cada inyección y equilibrado, la concentración de CO a medir en la cámara de medición es la siguiente.

La concentración de CO que se debe medir en la cámara de medición después de la primera inyección y el equilibrio es

La concentración de CO que se debe medir en la cámara de medición después de la segunda inyección y el equilibrio es

La concentración de CO que se debe medir en la cámara de medición después de la tercera inyección y el equilibrio es

La concentración de CO que se debe medir en la cámara de medición después de la cuarta inyección y el equilibrio es

La concentración de CO que se debe medir en la cámara de medición después de la quinta inyección y el equilibrio es

Se puede ver en las fórmulas (1) - (5) que, cuando la concentración Y de CO del gas de limpieza es constante, existe una relación lineal entre la concentración P<5>del gas a medir en la cámara de medición después de 5 veces de inyección y la concentración X de la muestra de gas inyectada a medir. De esta forma, el volumen de muestra de gas necesario para 5 inyecciones es de sólo 1000 ml. Si se reducen los tiempos de inyección, el volumen de muestra de gas a medir será menor. Por lo tanto, se supera el problema de que el gas en la cámara de medición deba ser reemplazado completamente por la muestra en el proceso de inyección continua.

En la presente solicitud, el gas de limpieza se utiliza en primer lugar para limpiar la cámara de medición hasta que la cámara de medición se llena con el gas de limpieza. Y en función de la finalización de la limpieza, se adopta el modo de inyección de muestra en la cámara de volúmenes pequeños, múltiples veces e inyección intermitente, de modo que se obtenga la cantidad correcta de volumen de muestra, la velocidad de inyección correcta, los tiempos de inyección correctos, el tiempo correcto. Se elige el intervalo entre dos inyecciones sucesivas, y la muestra a medir se inyecta en la cámara de medición para establecer una relación fija entre la concentración de CO en la cámara de medición después de la inyección y la concentración de CO de la muestra a medir. A continuación, el gas de muestra estándar de Co y el gas base estándar de concentración conocida y el gas de muestra de CO<2>estándar y el gas base estándar de concentración conocida se utilizan para establecer la curva estándar del valor de diferencia de "diferencia de concentración/diferencia de nivel eléctrico" ajustada para CO y CO<2>respectivamente.

El primer propósito de la presente solicitud es medir la diferencia entre la concentración de CO en el gas de muestra y la concentración de CO del gas base del lugar en el que se encuentra el sujeto antes de tomar el gas de muestra. En general, la relación entre el nivel de señal D y la concentración P de CO en la cámara de medición es la siguiente:

en la que K<0>se refiere a la pendiente y es una constante; D<0>es el nivel eléctrico cuando la concentración de CO es cero (denominado "nivel eléctrico cero"). La expresión de la concentración de CO en la cámara de medición en la fórmula (5) se sustituye en la fórmula (6) para obtener:

en la que

Una curva estándar general se establece inyectando una serie de gases estándar de concentración conocida en la cámara de medición para obtener laK 0yDO. Al medir la muestra de gas de concentración desconocida, una vez que se mide el nivel de señal D de la muestra de gas a medir, se puede calcular la concentración X de la muestra a medir. Sin embargo, es difícil apreciar en la electrónica que el nivel eléctrico cero D<0>es el mismo en cada arranque o nunca se desvía después de un tiempo de arranque prolongado. Mientras tanto, aunque antes de limpiar la cámara de medición el gas de limpieza ha sido tratado catalizando CO a CO<2>, sin embargo, es posible que una pequeña cantidad de CO no se haya eliminado completamente del gas de limpieza y se desconozca la concentración de CO en el gas de limpieza. La incertidumbre de D<0>, Y conduce a la incertidumbre de D'<0>. Por lo tanto, la concentración de CO en la muestra a medir no se puede medir con precisión.

Para superar la incertidumbre de D<0>y la concentración desconocida Y del CO residual en el gas de limpieza, la presente solicitud adopta un procedimiento para medir el gas de muestra a medir y el gas base en pares y uno al lado del otro en el tiempo. Aunque se desconoce la concentración Y de CO en el gas de limpieza y los niveles de señal de la concentración correspondiente del gas de muestra a medir y del gas base se ven afectados por Y, siempre y cuando el gas de muestra a medir y el gas base sean medidos uno al lado del otro en el tiempo, se cree que la concentración Y de CO del gas de limpieza correspondiente a las dos mediciones es la misma y D<0>prácticamente no cambia en dos mediciones una a continuación de la otra en el tiempo. Por lo tanto, cuando las mediciones del gas de muestra que se va a medir y del gas base están una a continuación de la otra en el tiempo, los efectos de Y en los niveles de señal del gas de muestra que se va a medir y del gas base se pueden considerar iguales. Al calcular la diferencia entre el nivel eléctrico del gas de muestra a medir y el nivel eléctrico del gas base, se puede eliminar el efecto de Y, y mientras tanto, cuando la concentración es cero, el efecto de deriva del nivel eléctrico cero D<0>sobre la diferencia de nivel eléctrico (la diferencia de nivel eléctrico entre el gas de muestra a medir y el gas base) también se elimina sustancialmente (puesto que las mediciones están una a continuación de la otra en el tiempo, la deriva de D<0>es pequeña). Eso es

En el mismo período de medición, siempre que Y se mantenga sin cambios (es decir, la concentración del gas de limpieza no cambia), la deriva del nivel eléctrico cero D<0>se puede ignorar (porque las dos mediciones están próximas una a la otra en el tiempo). Entonces, (D'os -D'<ob>) = 0 y la relación entre (D<s>-D) y el (Xs -Xb)es lineal y pasa aproximadamente por el origen. Es decir, la medición de la diferencia de concentración entre el gas de muestra y el gas base, en teoría, es irrelevante para la concentración Y del gas de limpieza.

La fórmula (8) se reescribe además como:

Cuando se utiliza el procedimiento de valor ajustado de diferencia "diferencia de concentración/diferencia de nivel eléctrico", el límite inferior de la concentración de CO en el gas de muestra es 0,05 ppm. La concentración de CO correspondiente a la vida útil normal de los eritrocitos humanos es de 1,5 ppm. Por tanto, se satisfacen los requisitos de sensibilidad para la medición de la vida de los eritrocitos.

Parte Dos. Verificación experimental del procedimiento de ajuste de valores de diferencia

Establecimiento de una curva estándar ajustada con valor de diferencia

En primer lugar, se establecen el orden de inyección de la muestra en la cámara y el modo de inyección de la muestra en la cámara del gas de muestra y del gas base. Se adopta el modo de inyección de muestra en la cámara de volúmenes pequeños, inyección en múltiples veces e intermitente de acuerdo con la presente solicitud. El volumen de muestra y la velocidad de inyección de cada inyección y los tiempos de inyección deben cumplir los siguientes requisitos: que el gas de muestra muestreado no salga de la conexión de salida de la cámara de medición de CO y solo el mismo volumen de gas que se encuentra originalmente en la cámara de medición de CO está agotado; la duración del tiempo intermitente entre dos inyecciones adyacentes debe ser suficiente para permitir que el gas de muestra inyectado se mezcle suficientemente con la porción no agotada del gas original en la cámara de medición de CO. En esta realización, cada gas de muestra que se va a medir y el gas base estándar se dividen en 5 partes de 200 ml para la inyección, y el intervalo entre dos inyecciones adyacentes es de 19 s. El orden de inyección de la muestra en la cámara es que en primer lugar se mide el gas base estándar y a continuación se mide el gas de muestra estándar. Se preparan gases de muestra estándar de CO de diferentes concentraciones y un gas base estándar. En esta realización, la concentración del gas de muestra estándar de CO se prepara para que sea 1 ppm, 2 ppm, 3 ppm, 5 ppm. Como gas base estándar se prepara nitrógeno ultrapuro catalizado y con una baja concentración de CO residual (= 0 ppm).

Las bolsas llenas con gas de muestra estándar de CO con concentraciones de 1 ppm, 2 ppm, 3 ppm, 5 ppm se insertan respectivamente en la entrada de gas de muestra del aparato y el gas base estándar se inyecta en la entrada de gas base.

La cámara de medición se limpia con el gas de limpieza hasta que se llena con el gas de limpieza. En general, la bomba de gas se pone en marcha durante 200 segundos para limpiar la cámara de medición. El gas de muestra estándar que se va a medir que se ha preparado anteriormente y el gas base estándar se muestrean de acuerdo con los tiempos de inyección preestablecidos, el volumen de muestra preestablecido cada vez y el intervalo preestablecido entre dos inyecciones sucesivas. En la presente realización, cada gas de muestra a medir o gas base estándar se divide en 5 partes de 200 ml y el volumen total de la cámara de medición es de 700 ml. Después de cada inyección, el gas de muestra muestreado se mezcla bien con el gas original en la cámara de medición. Después de la quinta vez de inyección y equilibrado, la expresión de la concentración de CO en la cámara de medición es:

En esta realización, en primer lugar se mide el gas base estándar. El gas base estándar se divide en 5 partes para la inyección. Después de cada inyección, hay un tiempo intermitente de 19 segundos antes de la siguiente inyección, de modo que la muestra de gas muestreada pueda mezclarse bien con el gas original en la cámara de medición. Cuando se realiza la quinta inyección y el gas en la cámara de medición está completamente mezclado, el nivel de señal del gas base estándar después de la quinta inyección se mide y se convierte en un nivel digital, y finalmente se obtiene el número de nivel eléctrico del gas base estándar almacenado.

A continuación, la bomba de gas se conecta durante 200 segundos para limpiar la cámara de medición, con el fin de llenar la cámara de medición con el gas de limpieza. El gas de muestra estándar con una concentración de 1 ppm se divide en 5 partes para la inyección. Cuando se realiza la quinta inyección y el gas en la cámara de medición está completamente mezclado, se mide el número de nivel eléctrico de la muestra de gas estándar de 1 ppm. Finalmente, basándose en los números de nivel eléctrico de la muestra de gas estándar anterior de 1 ppm y del gas base estándar de 0 ppm, se calcula una diferencia de nivel eléctrico entre la muestra de gas estándar de 1 ppm y el gas base estándar. En esta realización, la diferencia de nivel eléctrico es 31 y estos datos se almacenan en la computadora.

A continuación se vuelve a limpiar la cámara de medición. Se mide el nivel de señal del gas base estándar. A continuación se vuelve a limpiar la cámara de medición. A continuación se mide el nivel de señal del gas de muestra estándar de 2 ppm. Y se calcula una diferencia de nivel eléctrico entre el gas de muestra estándar de 2 ppm y el gas base estándar. Es decir, después de medir cada muestra a medir, es necesario limpiar nuevamente la cámara de medición y a continuación se puede medir la siguiente muestra a medir. Al medir la diferencia de nivel eléctrico entre cada gas de muestra estándar y el gas base estándar, es necesario medir el gas base estándar una vez más, para eliminar los efectos de la deriva del nivel eléctrico cero y del gas de limpieza. Repitiendo varias veces, las diferencias de nivel eléctrico entre cada gas de muestra estándar y el gas base estándar se obtienen de la siguiente manera.

El valor de diferencia obtenido restando el número de nivel eléctrico del gas base estándar del número de nivel eléctrico del gas de muestra estándar de 1 ppm es 31.

El valor de diferencia obtenido restando el número de nivel eléctrico del gas base estándar del número de nivel eléctrico del gas de muestra estándar de 2 ppm es 61.

El valor de diferencia obtenido restando el número de nivel eléctrico del gas base estándar del número de nivel eléctrico del gas de muestra estándar de 3 ppm es 94.

El valor de diferencia obtenido restando el número de nivel eléctrico del gas base estándar del número de nivel eléctrico del gas de muestra estándar de 5 ppm es 153.

Como se muestra en la figura 1, el valor de diferencia ajustado a la curva estándar obtenido por las diferencias de nivel eléctrico y las diferencias de concentración entre cada gas de muestra estándar anterior y el gas base estándar es el siguiente:

En la que A es 0,038 y B es -0,298. A y B son la constante de ajuste de la curva estándar ajustada del valor de diferencia XCOS.es la concentración de CO en el gas de muestra. D<cos>la concentración de CO en el gas base. D<cos>es el número de nivel eléctrico del CO en el gas de muestra. Des el número de nivel eléctrico del CO en el gas base. La relación lineal de la curva estándar ajustada del valor de diferencia es buena. La fiabilidad de la curva estándar ajustada al valor de diferencia (10) se verifica adicionalmente de la siguiente manera.

En la entrada del gas de muestra se inyecta como gas de muestra el gas estándar CO con una concentración de 5 ppm. El nitrógeno ultrapuro catalizado y con una baja concentración de CO residual(~0 ppm) se inyecta en la entrada del gas base como gas base. La diferencia de nivel eléctrico se mide mediante el procedimiento anterior. Finalmente, la diferencia de nivel eléctrico entre ellos es 140. La diferencia de concentración es 5,02 ppm de acuerdo con la curva estándar ajustada del valor de diferencia (10). En comparación con la diferencia de concentración real de 5 ppm, la diferencia es pequeña. Por lo tanto, al adoptar el procedimiento de ajuste del valor de diferencia "diferencia de concentración/diferencia de nivel eléctrico", la medición de la diferencia de concentración de CO es precisa y fiable.

La curva estándar anterior (10) se establece por el orden en que se mide en primer lugar el gas base y a continuación se mide el gas de muestra. En otras realizaciones, el orden de medición del gas de muestra y del gas base en el aparato de medición se puede ajustar a la inversa. Es decir, en primer lugar se mide el gas de muestra y a continuación se mide el gas base. A continuación se establece el valor de diferencia de "diferencia de concentración / diferencia nivel eléctrico" ajustado a la curva estándar (10) entre el gas de muestra y el gas base. Cuando la muestra a medir en el aparato se mide en este orden, se debe tener en cuenta que el orden de medición del gas de muestra y el gas base debe ser consistente con el orden utilizado para establecer el valor de diferencia ajustado a la curva estándar (10 ).

Parte tres, la aplicación del procedimiento de ajuste del valor de diferencia, se introduce tomando como ejemplo la recogida y medición de la muestra de la prueba de respiración.

En primer lugar, se recogen respectivamente el gas de muestra del sujeto y el aire ambiente del lugar en el que se encuentra el sujeto antes de la recogida del gas de muestra. Si la concentración de CO en el aire ambiente varía de acuerdo con la ubicación y tiene una mayor volatilidad, se requiere que el sujeto resida 6 horas o más en el lugar de muestreo antes de recoger el aire ambiente.

La primera medición después de conectar el aparato de medición debe realizarse dentro de los 20 minutos posteriores al de la conexión del aparato de medición, pero la segunda medición y las siguientes no están sujetas a esto.

Una vez puesto en funcionamiento el aparato de medición se realizará automáticamente una limpieza de la cámara de medición.

El gas de muestra se inyecta en la entrada de gas de muestra del aparato y el gas base se inyecta en la entrada de gas base.

A continuación se presenta la interfaz de medición principal.

El gas de limpieza se utiliza para limpiar la cámara de medición hasta que la cámara de medición esté llena de gas de limpieza. Generalmente, la bomba de gas se pone en marcha para limpiar la cámara de medición durante 200 segundos. En primer lugar se mide el gas base inyectado en la entrada de gas base. Es decir, el gas base se divide en 5 partes para la inyección y cada volumen de muestra es de 200 ml. Se mide y almacena el número de nivel eléctrico del CO del gas base después de la quinta inyección y equilibrado. A continuación se limpia de nuevo la cámara de medición y se mide el gas de muestra inyectado en la entrada de gas de muestra. De manera similar, se divide en 5 partes para la inyección y cada volumen de muestra es de 200 ml. El número de nivel eléctrico del gas de muestra se mide después de la quinta inyección y del equilibrio en la cámara de medición. Finalmente, se calcula la diferencia de nivel eléctrico entre el gas de muestra y el gas base, y se obtiene una diferencia de concentración de CO correspondiente a la diferencia de nivel eléctrico.

Cuarta parte, Principio de compensación y fórmula de compensación para calcular y compensar la concentración de CO endógeno en el aire alveolar exhalado utilizando el valor de medición de la concentración de CO2.

1. La relación de la concentración de gas p, el número de nivel eléctrico D, el valor de medición de la concentración de gas X

Bajo la primera condición de medición, la presión y la temperatura se representan comoP, Trespectivamente, y para la muestra cuya concentración de CO es P:

En el que la fórmula (11) es una fórmula para convertir la concentración de CO en el número de nivel eléctrico. El número de nivel eléctricoDmedido por el sensor de CO es proporcional a la concentración P de CO , y en el que P es la concentración de relación de volumen de CO real (V/V) de la muestra. La fórmula (12) es una fórmula para convertir el número de nivel eléctrico en el valor de medición de concentración. El valor de medición de la concentración. X es proporcional al número de nivel eléctrico D, y X es el valor de medición de la concentración de la relación de volumen de CO (V/V). Si la temperatura y la presión en el momento de la medición son las mismas que la temperatura y la presión en el momento de la calibración del aparato de medición, P = X , en caso contrario P+X. Bajo la segunda condición de medición, la presión y la temperatura se representan comoP',Trespectivamente. Para la misma muestra bajo la segunda condición de medición, la concentración de CO ha cambiado de P a P'. Para el mismo aparato de medida (a, b, A, B permanecen sin cambios), se mide la misma muestra y se tiene:

2. Determinación de la relación entre X' yX

Sustituyendo (13) en (14) se obtiene

Sustituyendo (11) en (12) se obtiene

De acuerdo con la ecuación del gas ideal (asumiendo el gas ideal), se obtiene

Sustituyendo (17) en (15) se obtiene

De (16) y (18), se obtiene

Esto es:

Como durante la medición real, es necesario eliminar la interferencia del gas base en los resultados de la medición, y las condiciones de medición del gas de muestra y del gas base son las mismas, por lo tanto,

Por lo tanto

Con el fin de simplificar la fórmula y el proceso de cálculo, se establece una constante C como,

3. La concentración de CO endógeno en el aire alveolar exhalado se calcula y compensa mediante el valor de medición de la concentración de CO<2>.

La fórmula (23) es adecuada para la medición de CO y CO<2>. En ella, d se establece como la proporción de gas alveolar en toda la muestra y M se establece como la concentración endógena de CO en el aire alveolar exhalado. CO<2>en el aire alveolar exhalado es del 5%, entonces

De las fórmulas (25) y (26), se puede apreciar:

Por la fórmula (27) se puede apreciar que la concentración de CO es compensada y corregida por la concentración de CO<2>relativamente estable en el aire alveolar exhalado, y a continuación se puede eliminar el problema de que hay una diferencia entre los valores de medición y los valores reales causados por las diferentes temperaturas y presiones.

Mientras tanto, por medio de la relación proporcional de concentración o dilución entre la concentración de CO2 y de CO, la fórmula (27) se puede utilizar para eliminar la desviación del valor medido debido a la mezcla del gas ambiental causada por la operación inconsistente durante el muestreo e inyección del gas alveolar exhalado.

La presente solicitud propone un procedimiento de compensación que utiliza el valor de medición de la concentración de un componente para compensar el valor de medición de la concentración de otro componente en la medición de la concentración de mezclas de gases de múltiples componentes (bajo ciertas condiciones, el valor medido es diferente del valor real, mediante el presente procedimiento de compensación es conveniente hacer que el valor medido compensado sea igual al valor real después de la compensación). El procedimiento de compensación es adecuado para la condición en la que la medición de la concentración se realiza mediante espectroscopia de absorción de gas y la cámara de medición se comunica con el ambiente externo a través del puerto de escape. En la presente solicitud, este procedimiento de compensación se aplica específicamente al cálculo y la compensación del valor de medición de CO endógeno en aire alveolar exhalado. Específicamente, la diferencia de concentración del CO2 medido entre el gas de muestra y el gas base se utiliza para calcular la relación de volumen (V/V) y el valor neto de concentración M del CO endógeno en el aire alveolar exhalado por medio de la fórmula de compensación.

Quinta parte, Ejemplos de aplicación de la fórmula de compensación

Una primera realización preferida de compensación y corrección de la concentración de CO mediante el uso de la fórmula de compensación (27) comprende los siguientes pasos.

S10. Bajo la misma temperatura y presión, la concentración de CO2 Xs<CO2>,X<bCO2>o la diferencia de concentración ( Xs<CO2>- X<bCO2>) el gas de muestra y en el gas base son medidas. La concentración de CO X<sco>, X<bco>o la diferencia de concentración (XsCO - X<bco>) ) en el gas de muestra y en el gas base también se miden. La presión y la temperaturaP, Tde la primera condición de medición descrita más arriba son la presión y la temperatura del aparato de medición en el momento de la calibración, sin embargo la presión y la temperaturaP', Tde la segunda condición de medición son la presión y la temperatura de la muestra en el momento de la medición.

S20. La fórmula (27) se utiliza para calcular la relación de volumen (V/V) y el valor neto de concentración M del CO endógeno en el aire alveolar exhalado.

En la segunda realización de compensación y corrección de la concentración de CO mediante el uso de la fórmula de compensación (27), basada en la primera realización preferida, comprende además un paso antes del paso S20:

515. La fórmula (25) se utiliza para calcular la proporción de gas alveolar en toda la muestra para realizar la siguiente determinación.

Si d cae dentro del rango de [0,6, 1,5], esto indica que la relación está dentro del rango normal corregible, el proceso pasa directamente al paso S20 para usar la fórmula (27) para calcular la concentración neta de la relación de volumen (V/V), valor M del CO endógeno en el aire alveolar exhalado.

Si d cae fuera del rango de [0,6, 1,5], esto indica que hay errores graves durante el proceso de recolección o admisión del gas de muestra, el error de corrección es demasiado grande y se necesita una reinyección y una re - determinación.

En el procedimiento de medir la concentración de CO endógeno en aire alveolar exhalado de acuerdo con la tercera realización preferida de la presente solicitud, basado en la primera realización preferida, además comprende un paso antes del paso S20.

516. Si d cae dentro del rango de [0,6,1,5], también es necesario determinar adicionalmente si el valor d cae dentro del rango de fluctuación del valor d que puede ser causado por diferencias individuales en concentraciones de CO2 en el gas alveolar de los sujetos. Si el valor d cae dentro del rango de fluctuación del valor d que puede ser causado por las diferencias individuales en la concentración de CO2 del gas alveolar en el sujeto, por ejemplo, [1, 1,1], se considera que la diferencia de concentración de CO2 entre el gas de muestra y el gas base que difiere del 5% se debe a las diferencias individuales en la concentración de CO2 endógeno. en el gas alveolar del sujeto, y no se considera causado por la inconsistencia del procedimiento operativo de producción y/o admisión de gas. Por lo tanto, se determina directamente que d=1. A continuación el proceso pasa al paso S20. En este momento, el valor neto de concentración M de la relación de volumen (V/V) del CO endógeno en el aire alveolar exhalado se calcula mediante la siguiente fórmula:

Si d cae fuera del rango de [1, 1,1], el proceso pasa directamente al paso S20.

En el procedimiento de medir la concentración de CO endógeno en aire alveolar exhalado de acuerdo con otra realización preferida de la presente solicitud, antes de medir la concentración de CO en el gas de muestra y el gas base, el vapor de agua y el CO2 debe eliminarse del gas de muestra y del gas base. La presente solicitud utiliza la sonda de CO y la sonda de CO2 para medir la concentración de CO y la concentración de CO2. Por ejemplo, la sonda de CO utiliza un detector infrarrojo InSb de alta sensibilidad para cumplir con el índice de detección de CO. La sonda de CO<2>utiliza una sonda NDIR con amplia compensación de temperatura, buena estabilidad, interferencia anti-agua de gas y alta precisión. La eliminación del ruido de fondo en la detección de CO se realiza principalmente mediante un cálculo de la diferencia entre los resultados de la medición del gas de muestra y los resultados de la medición del gas base (es decir, el "procedimiento de ajuste del valor de diferencia"). Debido a que el ruido de fondo contenido en el gas de muestra y en el gas base durante el período de medición es básicamente el mismo. Al mismo tiempo, una cámara de medición de CO<2>separada en la presente solicitud se usó para medir la concentración CO<2>solo y para evitar el efecto del flujo de gas en los resultados de la medición. Después de usar el gas de limpieza para eliminar el gas residual en la cámara de medición de CO<2>antes de cada medición, el gas de muestra que es 100 veces mayor que el volumen de la cámara de CO<2>se entrega a la cámara de medición de CO<2>para garantizar que el gas dentro de la cámara de CO<2>es completamente el gas de muestra. Se medirá después de que el gas esté equilibrado (por ejemplo, 30 segundos).

Parte seis, Ejemplo de aparato para medir la concentración de CO endógeno en el aire alveolar exhalado.

Con el fin lograr los propósitos de inyección en pequeños volúmenes, múltiples veces e intermitentemente, y compensación y corrección de resultados, la presente solicitud diseña un aparato para medir la concentración de CO endógeno en aire alveolar exhalado. En particular, el cilindro se utiliza para inyección. Mediante el movimiento del pistón del cilindro, el gas de la bolsa de gas se bombeará al cilindro y a continuación se inyectará en el conjunto de la cámara de medición.

La figura 2 muestra la estructura del sistema de inyección de muestra en la cámara del aparato para medir la concentración de CO endógeno en aire alveolar exhalado, de acuerdo con una realización preferida de la presente solicitud. Como se muestra en la figura 2, el sistema de inyección de muestra en la cámara comprende principalmente una entrada de gas 1, una bomba de gas 2, un conjunto de cámara de medición 3, un puerto de escape 4, una válvula solenoide general 5, un tubo de gas 9, un cilindro 10, un conjunto de bolsa de absorción 7, una unidad de control de gas 6 y una unidad de accionamiento (no mostrada). En el que la entrada de gas 1 está conectada con la bomba de gas 2 que está conectada con el conjunto de cámara de medición 3 por medio de la válvula solenoide general 5. El puerto de escape 4 está dispuesto en el conjunto de cámara de medición 3. Un extremo del tubo de gas 9 está conectado con la unidad de control de gas 6, cuyo otro extremo está conectado con el cilindro 10 que además está conectado con la unidad de accionamiento utilizada para impulsar el movimiento alternativo del cilindro 10. Un pistón 110 está dispuesto dentro del cuerpo de cilindro del cilindro 10, y antes de que el gas a medir se inyecte en el conjunto de cámara de medición 3 mediante el movimiento del pistón 110, el conjunto de bolsa de absorción se utiliza para absorber CO<2>y vapor de agua.

La unidad de control de gas 6 comprende un tampón de conmutación de paso de gas 64, una válvula solenoide de gas de muestra 61, una válvula solenoide de gas base 62 y una válvula solenoide de bomba de gas 63 . El tampón de conmutación de paso de gas 64 está conectado entre la tubería de gas 9 y la válvula solenoide general 5, mientras que la válvula solenoide de gas de muestra 61, la válvula solenoide de gas base 62 y la válvula solenoide de bomba de gas 63 están todas conectadas al tampón de conmutación del paso de gas 64. El tampón de conmutación del paso de gas 64 se comunica con la válvula solenoide general 5 para entregar el gas al conjunto de cámara de medición 3. Una entrada de gas de muestra 610 dispuesta en la válvula solenoide de gas de muestra 61 está conectada con la bolsa de gas de muestra para entregar el gas de muestra al tampón de conmutación del paso de gas 64. Una entrada de gas base 620 dispuesta en la válvula solenoide de gas base 62 está conectada con la bolsa de gas base para entregar el gas base al tampón de conmutación 64 del pasaje de gas. La válvula solenoide 63 de la bomba de gas está conectada con la bomba de gas 2 para entregar el gas de limpieza al tampón de conmutación de pasaje de gas 64. En otras realizaciones, la unidad de control de gas 6 comprende además una válvula solenoide 65 de repuesto. Cuando una de la válvula solenoide 61 de gas de muestra, la válvula solenoide 62 de gas base o la válvula solenoide 63 de bomba de gas está dañada, puede ser utilizada para reemplazo o para futura expansión.

La unidad de accionamiento está conectada con el cilindro 10 para impulsar el movimiento del cilindro 10. La unidad de accionamiento comprende una base 13, una varilla roscada rotativa 12, un motor paso a paso 11 y un cursor 15.

Hay dos bases 13 de exactamente el mismo tamaño. Los dos extremos de la varilla roscada rotativa 12 están conectados fijamente con las dos bases 13. El motor paso a paso 11 está dispuesto en una de las bases 13. El cursor 15 está dispuesto sobre la varilla roscada rotativa 12. El cursor 15 está conectado con el pistón del cilindro. Específicamente, en la presente realización, el motor paso a paso 11 impulsa la varilla de tornillo rotativa 12 para que rote y de esta manera accionar el cursor 15. Puesto que el cursor 15 está conectado con el cilindro 10, el cursor 15 impulsará el cilindro 10 para que se mueva con el fin de inyectar el gas a medir en el conjunto de la cámara de medición 3.

El proceso de trabajo del sistema de inyección de muestra en la cámara es el siguiente.

(1) Limpieza de la cámara de medición

El gas de muestra se inyecta en la entrada de gas de muestra 610 de la válvula de solenoide de gas de muestra 61. El gas base se inyecta en la entrada de gas de base 620 de la válvula de solenoide de gas de base 62. Después de que se inicia el procedimiento de medición del instrumento, la válvula solenoide de gas de muestra 61 y la válvula solenoide de gas base 62 se cierran, y la válvula solenoide 63 de la bomba de gas y la válvula solenoide general 5 se conectan. La bomba de gas 2 comienza a funcionar. El gas de limpieza (aire) que se introduce desde la entrada de gas 1 se dirige al conjunto de la cámara de medición 3 después de ser procesado por un desecante y un catalizador de CO, y a continuación se expulsa a través del puerto de escape 4. A continuación se realizará una limpieza de 200 s.

(2) Medición del gas base.

Después de limpiar la cavidad del conjunto de la cámara de medición 3, la válvula solenoide 61 del gas de muestra, la válvula solenoide 63 de la bomba de gas y la válvula solenoide 5 general se desconectan y se conecta la válvula solenoide 62 del gas base. El motor paso a paso 11 impulsa la varilla roscada rotativa 12 para que rote. El pistón del cilindro 110 se mueve desde el extremo izquierdo al extremo derecho mediante el cursor 15. Después de tomar una cierta cantidad (tal como 200 ml) del gas base, se conmutan las válvulas solenoides. La válvula solenoide 61 del gas de muestra, la válvula solenoide 62 del gas base y la válvula solenoide 63 de la bomba de gas se desconectan y la válvula solenoide general 5 se conecta. Después de que el gas base ingresa al conjunto del paquete de absorción a través del cilindro 10 para limpiar el CO2 y vapor de agua, el gas base se inyecta en el conjunto de cámara de medición 3 (el pistón del cilindro 110 se mueve desde el extremo más derecho al extremo más izquierdo mediante el cursor 15). El cilindro 10 se somete a cinco procesos de bombeo consecutivos. Se suministra un total de 1000 ml de gas base al conjunto de cámara de medición 3. A continuación se mide el gas base.

(3) Medición del gas de muestra.

Después de la medición del gas base, se repite el paso (1) para limpiar la cavidad del conjunto de la cámara de medición 3. Después de una limpieza de 200 segundos, se conmutan las válvulas solenoides. La válvula solenoide de gas base 62, la válvula solenoide de bomba de gas 63 y la válvula solenoide general 5 se desconectan y la válvula solenoide de gas de muestra 61 se conecta. El motor paso a paso 11 impulsa la varilla roscada rotativa 12 para que rote. El pistón del cilindro 110 se mueve desde el extremo izquierdo al extremo derecho mediante el cursor 15. Después de tomar una cierta cantidad (tal como 200 ml) del gas de muestra, se conmutan las válvulas solenoides. La válvula solenoide 61 del gas de muestra, la válvula solenoide 62 del gas base y la válvula solenoide 63 de la bomba de gas se desconectan y la válvula solenoide general 5 se conecta. Después de que el gas de muestra ingresa al conjunto del paquete de absorción a través del cilindro 10 para limpiar el CO2 y vapor de agua, el gas de muestra se suministra al conjunto de cámara de medición 3 (el pistón del cilindro 110 se mueve desde el extremo más derecho al extremo más izquierdo mediante el cursor 15). Después de que el gas de muestra ingresa al conjunto de la cámara de medición 3, se inicia la medición. El cilindro 10 comienza a bombear continuamente el gas de muestra; por ejemplo, el gas de muestra se divide en 5 partes para inyectarlo 5 veces, y cada vez se toman muestras de 200 ml de gas. En primer lugar se inyectan 200 ml de gas de muestra y a continuación se realizan cuatro inyecciones. Finalmente, se suministra una cantidad total de 1000 ml de gas de muestra al conjunto de la cámara de medición. A continuación se mide el gas de muestra.

El sistema de prueba del aparato para medir la concentración de CO en el aire alveolar exhalado de la presente solicitud comprende una línea traqueal, una cámara de medición de CO2 , una cámara de medición de CO, una unidad de procesamiento. La cámara de medición CO2 y la cámara de medición de CO están dispuestas dentro del conjunto de cámara de medición 3 y conectadas a la entrada de gas a través de la línea traqueal. La cámara de medición de CO2 y la cámara de medición de CO están conectadas a la unidad de procesamiento respectivamente, para medir la concentración de CO2 , X<sCO2>, XCO2> o la diferencia de concentración (X<sCO2>- X<bCO2>) del gas de muestra y del gas base, la concentración de CO X<sco>, Xco> o la diferencia de concentración (X<sco>- X<bco>) del gas de muestra y del gas base bajo la misma temperatura y presión. La unidad de procesamiento obtiene los valores de medición anteriores o el valor de diferencia entre el valor de medición del gas de muestra anterior y el valor de medición del gas base, y utiliza la fórmula (27) para calcular el valor neto de concentración de relación de volumen (V/V) M del CO endógeno. en el aire alveolar exhalado.

El conjunto del paquete de absorción del presente aparato de medición se puede montar de forma fija o desmontable entre la entrada de gas y la cámara de medición de CO por medio de la conexión de la línea traqueal. Puede reemplazarse fácilmente e inmediatamente después de que haya fallado el absorbente dentro del conjunto del paquete de absorción.

Claims

REIVINDICACIONES 1. Un procedimiento para medir una concentración de CO endógeno en aire alveolar mediante un aparato para medir una concentración de CO endógeno en aire alveolar, comprendiendo el aparato una cámara de medición, una unidad de procesamiento y un sistema de inyección de muestra en la cámara; en el que la cámara de medición está conectada a una entrada de gas (1) a través de una línea traqueal; en el que el sistema de inyección de muestra en la cámara comprende la entrada de gas (1), una bomba de gas (2), una válvula solenoide general (5), un conjunto de cámara de medición (3), un puerto de escape (4), una unidad de accionamiento , una unidad de control de gas (6), un tubo de gas (9) y un cilindro (10); en el que la entrada de gas (1) está conectada a la bomba de gas (2) que además está conectada al conjunto de cámara de medición (3) por medio de la válvula solenoide general (5), el puerto de escape (4) está dispuesto en el conjunto de cámara de medición (3) que se comunica con el ambiente externo a través del puerto de escape (4); en el que la unidad de control de gas (6) comprende un tampón de conmutación de paso de gas (64), una válvula solenoide de gas de muestra (61), una válvula solenoide de gas base (62) y una válvula solenoide de bomba de gas (63); en el que el tampón de conmutación del paso de gas (64) está conectado entre la tubería de gas (9) y la válvula solenoide general (5); la válvula solenoide de gas de muestra (61), la válvula solenoide de gas base (62) y la válvula solenoide de bomba de gas (63) están todas conectadas al tampón de conmutación del paso de gas (64); la válvula solenoide de gas de muestra (61) y la válvula solenoide de gas base (62) se utilizan respectivamente para suministrar un gas de muestra y un gas base al tampón de conmutación del paso de gas (64); la válvula solenoide de la bomba de gas (63) conectada con la bomba de gas (2) se utiliza para suministrar gas de limpieza al tampón de conmutación del paso de gas (64); el cilindro (10) conectado con el tubo de gas (9) se utiliza para inyectar el gas de muestra o el gas base a medir en el conjunto de cámara de medición (3) por medio del tubo de gas (9); en el que la unidad de accionamiento comprende una base (13), una varilla roscada rotativa (12) y un motor de paso a paso (11) que están fijados en la base (13), y un deslizador (15) que está dispuesto en la varilla roscada rotativa ( 12) y conectado con el cilindro (10); el motor de paso a paso (11) hace que la varilla roscada rotativa (12) rote para impulsar el movimiento del pistón (10) e inyecta el gas de muestra o el gas base que se va a medir en el conjunto de la cámara de medición (3) por medio del tubo de gas (9); en el que el procedimiento comprende los siguientes pasos: 51. establecer un modo de inyección de muestra en la cámara para el gas de muestra y el gas base de un conjunto de muestras de prueba de respiración por medio del sistema de inyección de muestra en la cámara mediante el uso de espectroscopia de absorción; en el que el modo de muestra inyectada en la cámara comprende tiempos de inyección del gas de muestra y del gas base, un volumen de cada inyección, un intervalo entre dos inyecciones sucesivas; en el que el modo de inyección de muestra en la cámara comprende un volumen de inyección de 40 ml ~ 400 ml, una velocidad de inyección de 10 ml/s ~ 200 ml/s, 2-9 tiempos de inyección de cada gas de muestra y cada gas base, y el intervalo entre dos inyecciones sucesivas de 12 s~48 s; 52. establecer una curva estándar ajustada de valor de diferencia de "diferencia de concentración/diferencia de nivel eléctrico" para el CO y el CO<2>respectivamente, utilizando gas de muestra estándar y gas base estándar con concentraciones conocidas de CO y CO<2>por medio de la unidad de procesamiento; 53. medir un número de nivel eléctrico correspondiente a la concentración del gas de muestra a la temperatura y presión designadas mediante un aparato de medición designado, y medir un número de nivel eléctrico correspondiente a la concentración del gas base a la temperatura y presión designadas mediante el aparato de medición designado; y calcular una diferencia de nivel eléctrico y obtener una diferencia de concentración del CO y una diferencia de concentración del CO<2>basado en la curva estándar ajustada del valor de diferencia en S2 por medio de la unidad de procesamiento; S4. calcular una concentración M en una relación de volumen (V/V) del CO endógeno en el aire alveolar de acuerdo con la siguiente fórmula de compensación por medio de la unidad de procesamiento:

■ el que, ’ en el que el Xsco es la concentración de CO en el gas de muestra,<X b co>es la concentración de CO en el gas base,Xsco2 es la concentración de CO<2>en gas de muestra,Xsco2 es la concentración de CO<2>en gas base; XsCO2 el gas de muestra es gas exhalado de un sujeto, el gas base es gas ambiental el que se recoge el gas exhalado, en el que el paso S2 comprende específicamente los siguientes pasos: 5201. preparar gas de muestra estándar de CO de diferentes concentraciones y un gas base estándar; 5202. tomar gas tratado con catalizador de CO y desecante como gas de limpieza para limpiar la cámara de medición hasta que la cámara de medición se llene con el gas de limpieza; 5203. inyectar el gas de muestra estándar y el gas base estándar con concentraciones conocidas de CO y CO<2>de acuerdo con el modo de inyección de muestra en la cámara anterior, medir los números de nivel eléctrico del gas de muestra estándar y del gas base estándar, respectivamente; de acuerdo con los números de nivel eléctrico anteriores del gas de muestra estándar y del gas base estándar, obtener la diferencia de nivel eléctrico entre el gas de muestra estándar y el gas base estándar; 5204. de acuerdo con la diferencia de nivel eléctrico y la diferencia de concentración entre el gas de muestra estándar y el gas base estándar, ajustando el valor de diferencia "diferencia de concentración/diferencia de nivel eléctrico" se ajustó la curva estándar con la siguiente expresión:

el que A y B son constantes ajustadas, X<cos>es la concentración de CO en el gas de muestra, X<cob>es la concentración de CO en el gas base, D<cos>es el número de nivel eléctrico correspondiente a la concentración de CO en el gas de muestra, D<cob>es el número de nivel eléctrico correspondiente a la concentración de CO en el gas base.
2. El procedimiento para medir una concentración endógena de CO en aire alveolar de acuerdo con la reivindicación 1, caracterizado por que el paso S203 comprende además: limpiar la cámara de medición con el gas de limpieza hasta que la cámara de medición esté llena con el gas de limpieza; de acuerdo con el modo de inyección de muestra en la cámara, inyectar el gas base estándar en la cámara de medición para obtener y almacenar el número de nivel eléctrico del gas base estándar después de la inyección final y el equilibrio; limpiar la cámara de medición con el gas de limpieza hasta que la cámara de medición esté llena con el gas de limpieza; de acuerdo con el modo de inyección de muestra en la cámara, inyectar una primera muestra de gas estándar en la cámara de medición para obtener y almacenar el número de nivel eléctrico del primer gas de muestra estándar después de la inyección final y el equilibrio; obtener la diferencia de nivel eléctrico entre el primer gas de muestra estándar y el gas base estándar de acuerdo con los números de nivel eléctrico del primer gas de muestra estándar y el gas base estándar; limpiar la cámara de medición con el gas de limpieza hasta que la cámara de medición esté llena con el gas de limpieza; de acuerdo con el modo de inyección de muestra en la cámara, inyectar el gas base estándar en la cámara de medición para obtener y almacenar el número de nivel eléctrico del gas base estándar después de la inyección final y el equilibrio; limpiar la cámara de medición con el gas de limpieza hasta que la cámara de medición esté llena con el gas de limpieza; de acuerdo con el modo de inyección de muestra en la cámara, inyectar un segundo gas de muestra estándar en la cámara de medición para obtener y almacenar el número de nivel eléctrico del segundo gas de muestra estándar después de la inyección final y el equilibrio; obtener la diferencia de nivel eléctrico entre el segundo gas de muestra estándar y el gas base estándar de acuerdo con los números de nivel eléctrico del segundo gas de muestra estándar y el gas base estándar; repetir el procedimiento anterior para obtener un grupo de pares de datos de "diferencia de concentración/diferencia de nivel eléctrico" de un grupo de pares de gas de muestra estándar y gas base estándar.
3. El procedimiento para medir una concentración endógena de CO en aire alveolar de acuerdo con la reivindicación 1, caracterizado por que en el paso S3, al medir la diferencia de concentración entre el gas de muestra y el gas base en un conjunto de muestras de prueba de respiración, su orden de inyección es el mismo que el del gas de muestra estándar y el gas base estándar cuando se ajusta el valor de diferencia estándar curva.
4. El procedimiento para medir una concentración de CO endógeno en aire alveolar de acuerdo con cualquiera de las reivindicaciones 1 a 3, caracterizado por que antes de medir el gas CO en el gas de muestra y el gas base, vapor de agua y el gas CO<2>, se elimina del gas de muestra y del gas base mediante un catalizador de CO y un desecante.