用于精确检测呼出的一氧化氮的吹嘴的制作方法

用于精确检测呼出的一氧化氮的吹嘴的制作方法
【专利说明】
[0001] 相关申请
[0002] 此申请要求由Forzani等人于2012年9月28日提交的号为61/707, 070的美国 临时申请的优先权，其标题为"用于精确检测呼出的NO的吹嘴（MOUTHPIECE FOR ACCURATE DETECTION OF EXHALED N0)"，号为61/707, 070的美国申请在此通过引用并入本文。
技术领域
[0003] 本发明涉及用于精确检测呼出的一氧化氮（NO)的吹嘴，本发明涉及从下呼吸道 呼出气体的组分测量。
【背景技术】
[0004] 从肺呼出的一氧化氮（NO)可有助于监测肺部疾病。遗憾的是已经认识到在测量 从肺呼出的一氧化氮（NO)时存在必须克服的障碍。例如，鼻部NO浓度可高于肺泡的NO浓 度，并且其结果是，可能会发生由鼻部NO造成的污染。
[0005] 提供针对该问题的解决方案的一种尝试由Silkoff等发表的论文中有所公开， 其标题为"利用新技术来标记依赖于呼出一氧化氮的流动以便排除鼻部一氧化氮（Marked flow-dependence of exhaled nitric oxide using a new technique to exclude nasal nitric oxide)"（美国呼吸与危重监护杂志（AMERICAN JOURNAL OF RESPIRATORY AND CRITICAL CARE MEDICINE)，卷号：155,期刊号：1，页码：260-267,发表时间：1997年 I月）。 研发出了用于测量肺部NO不包括鼻部NO的一种技术，该技术通过使得受试者保持呼气正 压（确保鼻腔粘膜闭合），以试图防止由鼻部NO造成污染来实现。
[0006] 遗憾的是，现有的利用呼气来克服5厘米水柱或更大背压的技术对于具有有限肺 呼气力量的人而言是很困难的。这类受试者没有能力维持几秒钟（例如，一个商用设备需 要6至10秒之间的时间）的恒定呼气流量。此外，目前的商业设备需要10-20厘米水柱的 压力来进行测量，这使得难以完成测量，尤其是儿童。
[0007] 相比于已知的方法，现在提出一种新的和新颖的用于测量NO的低背压吹嘴，其克 服了在该领域内直到现在都没有得到充分解决的困难。

【发明内容】

[0008] 此
【发明内容】
部分以简化的形式介绍多种精选的概念，在下文的详细描述中将对所 述概念进行进一步的描述。本
【发明内容】
部分并不意旨识别所要求保护主题的关键特征，也 不意旨用于帮助确定所要求保护主题的范围。
[0009] 一种用于准确检测呼出的一氧化氮（NO)的低背压吹嘴，其包括：
[0010] 导管器件，该导管器件用于从受试者接收呼出气体的导管器件；
[0011] 氧化过滤器件，其耦联到所述导管器件以便样本处理，其中氧化过滤器件具有出 口，并且其中所述导管器件和氧化过滤器件操作来产生小于4厘米水柱的背压；以及
[0012] 用于测量从所述出口所接收的呼出气体中的一种或多种组分的水平的器件。
【附图说明】
[0013] 虽然本发明的新颖性特征已在所附的权利要求中特定地阐述，本发明的结构和内 容方面、连同本发明的其它目的和特征一起从结合附图所作的以下详细描述将被更好地理 解和认识到，其中：
[0014] 图IA示出呼出的NO的测量结果的图解。
[0015] 图IB示出NO浓度与气道开口相对于时间的曲线图，如在美国胸科学会（ATS)和 欧洲呼吸学会（ERS)的一份联合声明中所报告的那样。
[0016] 图2示意性地示出低背压吹嘴的结构和图片的实例。
[0017] 图3示出用于测量通过吹嘴的背压的测试配置的示意性图示。
[0018] 图4以图形示出吹嘴背压的数据。
[0019] 图5示意性地示出在NO装置上进行相关性测试的实验配置的实例。
[0020] 图6示意性地示出在NO装置上进行相关性测试的实验配置中所采用的电子器件 的实例。
[0021] 图7以图形示出NO装置和金标法之间相关联曲线图的实例。
[0022] 图8示出响应于具有吹扫和采样阶段的一个测试循环的传感器的典型曲线图。
[0023] 在附图中，相同的附图标记标识相似的元件或组件。附图中元件的尺寸和相对位 置不一定按比例绘制。例如，各种元件的形状和角度并不按比例绘制，并且其中的一些元件 被任意地放大和定位以提高附图的易读性。另外，如所绘制元件的具体形状并不意旨为了 传达关于特定元件实际形状的任何信息，而仅是为了便于在附图中识别已被选择。
【具体实施方式】
[0024] 下面的公开描述了针对用于NO测量的低背压吹嘴的几个实施例。根据示例性实 施例的方法和系统的若干特征在附图中阐述并说明。应当理解的是，根据其它示例性实施 例的方法和系统可包括与附图中所示那些不同的附加程序或特征。示例性实施例在本文相 对于肺部NO的分析进行描述。然而，应当理解的是，这些实例的目的是用于说明原理，而并 非将本发明限定于此。此外，根据几个示例性实施例的方法和系统可能不包括附图中所示 的所有特征。
[0025] 除非上下文另有要求，否则在随后的整个说明书和权利要求书中，词语"包括"及 其变型，诸如"包括（comprises和comprising) "被解释成为"包括（including)，但不限 于"的开放性解释含义。
[0026] 贯穿本说明书对"一个实例"或"一个示例性实施例"，"一个实施例"，"实施例"或 这些术语的组合和/或变型的参考意味着结合实施例所描述的特定特征、结构或特性包括 在本公开的至少一个实施例内。因此，在贯穿本说明书的各个位置出现短语"在一个实施例 中"或"在实施例中"不一定都指代相同的实施例。此外，特定的特征、结构或特性可在一个 或多个实施例中以任何合适的方式进行组合。
[0027] 定义
[0028] 通常，如本文所用的那样，下列术语当在样本采集或分析的环境下使用时具有以 下含义：
[0029] 如本文所使的那样，"多个"应理解为意味着多于一个。例如，多个指代至少3、4、 5、70,或更多。
[0030] 如本文所用的那样，"移动电话"（或"智能手机"）具有其通常被接受的含义，并 且包括能够将电话呼叫发出到公共电话网以及从公共电话网接收的任何便携式装置，其包 括全球通的其它移动和固定电话。其也包括支持各种其它服务，诸如文本消息、软件应用、 MMS、电子邮件、互联网访问、短距离无线通信（例如，红外和蓝牙）的移动设备。
[0031] 如本文所用的那样，"平板电脑"具有其通常被接受的含义，并且包括任何移动计 算机，包括比移动电话或个人电子助理大、集成到纯平触摸屏内并主要通过触摸所述触摸 屏操作的完整的移动式计算机，诸如像苹果乎板计算机。
[0032] 示例性实施例
[0033] 发明人在此已经注意到他们自身对NO的经验，和其它经验，包括ATS/ERS指示鼻 腔污染（如果存在的话，可被洗出）。现在参照图1A，由Kharitonov发表的呼出的NO测 量结果的图解示出，"呼出的和鼻部的一氧化氮的测量（Exhaled and Nasal Nitric Oxide Measurements":建议（Recommendations) (Eur Respir J I997,第 10 卷，PP :I683-I693)说 明了呼出的NO的平稳阶段。根据该结果，~3厘米水柱（ = 2.3毫米汞柱）的背压足以在 呼吸尾段产生稳定的NO平稳阶段。
[0034] 简要地参照图1B，示出NO浓度与气道开口相对于时间的曲线图，如在美国胸 科学会（ATS)和欧洲呼吸学会（ERS)的一份联合声明中所报告的那样。参见"ATS/ ERS Recommendations for Standardized Procedures for the Online and Offline Measurement of Exhaled Lower Respiratory Nitric Oxide and Nasal Nitric Oxide， 2005，"（Am JRespir Crit Care Med，Vol. 171，pp. 912-930,2005))。需要注意的是，在 呼出NO的压力分布中，一旦洗出早期峰值，则NO的平稳阶段基本上不变。发明者在此利用 他们的经验和所提到的数据来获得低背压吹嘴的一种新配置（在本文中也被称为用于测 量呼出的NO的"受试者NO装置"）。
[0 035] 现在参照图2,示意性地示出低背压吹嘴的实例。低背压吹嘴设备1包括呼气入口 导管5,联接器10,氧化过滤器壳体12,第一多个过滤器14A，第二多个过滤器14B和出口管 20。第一和第二多个过滤器14A，14B之间填装的是至少两种类型的过滤粒子，包括第一类 型的过滤粒子15和第二类型的过滤粒子17。在一个有用的实施例中，过滤器壳体12,第一 和第二多个过滤器14A，14B和过滤粒子15,17作为氧化过滤器执行。
[0036] 在一个有用的实施例中，过滤器壳体12的内径为至少18_以及化学粒子包含在 过滤器壳体12内。在一个有用的实施例中，联接器10可由具有至少9. 6毫米内径和至少 12. 6毫米外径的丙烯酸管制成。联接器10用于引导气流。在一个实施例中，第一和第二多 个过滤器可有利地包括两个毡片件，其由包括约100%的Eco-fi (具有18毫米直径的高品 质聚酯纤维）的硬化毡制成。过滤器用作止动器，以将化学粒子保持在吹嘴过滤器壳体内。 在一个优选的实施例中，元件在小于4厘米水柱以及更优选在1至3厘米水柱范围内的低 背压下操作。
[0037] 在测试中，如在下面详细描述的那样，已经表明在以小于4厘米水柱背压采集样 本的条件下，吹嘴具有以±10%的相关误差处理在50毫升/秒的流速下的呼气的能力。在 一个示例性实施例中，呼气入口导管5包括用于样本采集的商业吹嘴元件。氧化过滤器元 件操作以提供样本处理。在一个示例性实施例中，氧化过滤器壳体12由内部填装化学粒子 的丙烯酸管制成。在氧化过滤器内使用两种化学粒子：1)用于降低呼气中湿度的干燥剂， 该干燥剂包括300毫克CaSO^干燥剂（指示来自W. A. HAMMOND DRIERITE CO.，LTD.的库 存号为23001的无水硫酸钙（drierite);和2)用于提供最佳气体氧化的氧化剂，该氧化剂 包括300毫克用锰酸钠浸渍的固体多孔基材的（以商品名PurafiF购得）。PuraPI卜介质在 宽范围的湿度水平（例如，从10%至95%相对湿度RH)下工作。
[0038] 有用的干燥剂的进一步实例包括活性氧化错，气凝胶，二苯甲酮，膨润土，氯化钙， 硫酸钙，氯化钴，硫酸铜，氯化锂，溴化锂，硫酸镁，高氯酸镁，分子筛，碳酸钾，硅胶，钠，氯酸 钠，氯化钠，氢氧化钠，硫酸钠，蔗糖等。有用氧化剂的进一步实例包括氧气（O2)，臭氧（O3)， 过氧化氢（H2O2)和其它无机过氧化物，氟（F2)，氯（Cl 2)，和其它卤素，硝酸（HNO3)和硝酸化 合物，硫酸（H2SO4)，过二硫酸（H2S2O 8)，过一硫酸（H2SO5)，亚氯酸盐，氯酸盐，高氯酸盐，以及 其它类似的卤素化合物，次氯酸盐和其它次卤酸盐化合物，包括家用漂白剂（NaClO)，六价 铬化合物，诸如铬酸和重铬酸和三氧化铬，氯铬酸吡啶鑰（PCC)，和铬酸盐/重铬酸盐化合 物，诸如高锰酸钾的锰酸盐化合物，过硼酸钠，一氧化二氮（N2O)，氧化银（Ag2O),四氧化锇 (0S04)等。
[0039] 图3示出用于测量通过吹嘴的背压的测试配置的示意性图示。测试配置包括吹嘴 1，清洁空气源30,阀门32,流量计34和压力传感器38。
[0040] 在一个示例性的过程中，通过吹嘴1的背压通过以下程序进行测量。
[0041] 1)将诸如气瓶的清洁空气源30和流量计串联连接到吹嘴1的入口 7 ;
[0042] 2)通过在入口和出口处将吹嘴内相同直径的两个丙烯酸管钻出两个孔而将压力 传感器38连接吹嘴1。通过使用硬管将压力传感器的两个探头连接吹嘴；
[0043] 3)打开清洁空气气瓶上的阀门并将流速调节到50毫升/秒；以及
[0044] 4)从压力传感器获取压降读数。
[0045] 现在参照图4,图解了根据本文得到的吹嘴的典型背压数据。在由本发明人进行的 测试中，制备三个独立的吹嘴并进行测试以获得背压数据。在该实例中，以吹嘴的一个实施 例的背压（以厘米水柱为单位）相对于吹嘴指数来绘图，并计算平均值和标准偏差。如果 在50毫升/秒的流速下吹嘴的背压小于4厘米水柱，则测试结果评价为可接受的。如图所 示，这些测试的平均值为1. 027厘米水柱，具有0. 0006厘米水柱的标准偏差。
[0046] 现在参照图5,示意性地示出在根据本文所公开的原理构建的NO装置上，进行相 关性测试的实验配置的实例。用于测试相关性的目的，构建集成的NO装置，其包括低背压 吹嘴1，阀门50,调零过滤器52,泵56, Naf ion管58,传感器腔室60内的传感器芯片62,在 印刷电路板（PCB)500上的电子器件。除了新的和新颖的低背压喷嘴1以外，组件可以是根 据公认的工程实践连接的标准组件。
[0047] 现在参照图6,示意性地示出在NO装置上进行相关性测试的实验配置中所采用的 电子器件的实例。电子器件500包括微控制器502,蓝牙收发器504,多个驱动器506,反馈 型LED阵列508,电源512,和开关511。微控制器和驱动器操作以执行软件应用，用于获取 和存储数据，并将数据通信到用户。智能手机510以与PCB 500通信的方式采用以便进行 数据接收，处理，和显示。在一个测试中，使用采用Windows Mobile 6. 5专业版的HTC HD2 解锁手机。在一个示例实施例中，反馈型LED阵列508包括白色，红色，黄色和绿色LED。
[0048] 使用标准计算机科学原理编写的软件应用程序安装在智能手机内以便与NO装置 的蓝牙进行通信，并显示测试结果。应用程序使用Microsoft Visual Studio编写。在操 作中，应用程序请求用户从电话可见的装置列表中选择蓝牙装置。当用户选择传感器装置 时，则建立连接。装置发出适于参考信道和感测信道的原始数据。吸光度值通过将感测强 度比率对数值的负值传送到参考信道来计算。然后计算采样斜率和吹扫斜率之间的差异。 该差值是关系到NO浓度的量。
[0049] 为了相关性的目的，所使用的化学发光设备包括一氧化氮分析仪（GE分析仪）零 件号：NOA 280i。在一个测试装备的实施例中，电源包括市售的电池充电器，即从Tenergy Corp of Fremont，California 购得的 TLP_2000Tenergy 通用智能充电器，零件号：01211。
[0050] 进行相关性测试以比较使用受试者传感器并用化学发光法检测出的一氧化氮水 平（由Sievers制备并由GE Analytical，Boulder，CO出售，由FDA认可的金标法）和现有 商业设备所检测出的一氧化氮水平之间的精确性。对测试结果进行评估，如果相关性大于 90 %则被认为是可以接受的。
[0051] 通过测试真实受试者的NO水平，来完成受试者NO装置和金标准方法以及现有商 业设备之间的精确性相关度。针对每个测试使用新的传感器芯片和新的吹嘴。在一个测 试中，测试九个不同的个体。每个受试者可在不同天或甚至在同一天的不同的时间下进行 多次测试。对于一些受试者而言，他们的NO浓度可能已经经受很宽泛范围的变化，例如从 30ppb到200ppb，这取决于他们的呼吸系统的发炎状况。具有更理想NO浓度水平的这些受 试者可被测试多次。
[0052] 并不是所有的测试都在同一天完成，而一些测试则在超过一个月的时间内完成。 一个相关性测试包括65个数据点。每次测试消耗一个吹嘴和一个传感器芯片，所以共有65 个吹嘴和65个传感器芯片被用于相关性测试。该装置被调度安排以便在环境条件下进行 测试，即在16°C和30°C之间的室温下，和20%和60%之间的相对湿度（RH)(非冷凝）。 [0053] 测试过程：
[0054] 对于每个测试执行以下步骤：
[0055] 1)给NO装置的电池充电，直到它们充满（测试在没有任何外部电源的情况下进 行）。
[0056] 2)将所制备的传感器芯片插入到NO装置的传感器腔室内。
[0057] 3)打开开关并在测试前将装置预热20分钟。
[0058] 4)在预热后，用商业设备和NO分析仪（化学发光设备）通过下列的相应指令测试 受试者的NO水平。可分别在每个装置上进行一次测试，并且结果因为它们都是通过NO测 试方法良好地得到的而可用于相关性比较。
[0059] 5)在预热期间，吹嘴经由吹嘴适配器连接到装置。
[0060] 6)在预热期间，环境空气通过调零过滤器被连续地吸入到装置内以便进行吹扫， 以及白色LED总开启以指示预热正在进行中。
[0061] 7)在预热期间，软件在智能手机上运行以便与NO装置进行通信。在预热期间，智 能手机可在屏幕上显示"测量"。
[0062] 8) -旦预热完成 ，白光LED被自动关闭，以及黄色LED开启。
[0063] 9)然后，接受测试的受试者将他们的嘴巴放在吹嘴上并吹气。在测试过程中，一旦 受试者开始在正确流率窗口内提供样本，则绿色LED开启。当绿色LED开启时，采样时间持 续6秒，在此时间期间，受试者必须保持他们的呼气在正确流率下持续至少6秒。
[0064] 10)应当注意的是，如果受试者无法吹出在上述范围内的流率，则红色或黄色LED 开启以便给予受试者反馈。如果红色LED开启，其表明流率过高，受试者必须降低他们的呼 气流率。相反，如果黄色LED开启，其表明流率太低，受试者必须增大他们的呼气流率。对 于受试者而言设定10秒的时间窗口，以调节他们的呼气流率。如果受试者不能在该10秒 的时间窗口内保持在上述范围内的流率持续6秒，该装置将返回到基准状态并吹扫系统60 秒。此时所有三个LED指示灯（红色，绿色和黄色）将被关闭。一旦新的基准状态建立，则 黄色LED将再次开启，以及受试者可尝试吹气并再次进行测试。
[0065] 11)如果受试者通过保持正确流率（保持绿色LED开启）持续6秒，则完成测试， 采样周期结束。所有的LED(包括白色，红色，绿色，黄色）将自动地开启，这指示NO装置正 将数据发送到智能手机。智能手机将在此期间继续显示"测量"。当所有的LED开启时，受 试者可停止呼气。
[0066] 12)当数据传输完成时，智能手机屏幕将变成显示浓度和温度。该浓度值通过使用 智能手机应用程序中给定的校准曲线来计算。在这种情况下，由于给定的校准曲线基于人 工样本测试，其会与真实的呼气测试略有不同，没有使用用于相关性比较的所显示浓度。取 而代之的是，根据在数据分析部分中所提及的过程来计算实际传感器响应。所显示的温度 值不是真正的呼气温度（其是一个固定值）。
[0067] 13)为了在相同的传感器盒上完成第二次测试，不关掉装置，并且将所述传感器芯 片保留在相同的位置。由于装置保持开启，没有必要再次进行预热。也将吹嘴保留在原位。 智能手机应用程序将被重新启动，其通过从智能手机中的应用程序退出然后重新打开该应 用程序而被重新启动。当再次连接到装置时，一旦连接到装置，智能手机的屏幕将再次显示 "测量"。直到测试完成。
[0068] 14)重复步骤13,以便在相同的传感器芯片上进行第三次测试。
[0069] 15)预定的"r"值相关性系数检验功能被集成到软件程序内，使得智能手机的应 用程序将自动检查所获得的用于评价测试质量的数据的"r"值（相关性系数）。如果"r" 值小于预定阈值，则应用程序将在屏幕上显示"测试不合格"，这意味着该测试不应该被认 为是可接受的测量并且需要进行一个新的测试。
[0070] 16)当新的传感器芯片插入到NO装置的腔室内时，将装置关掉并准备一个新的吹 嘴。针对新测试的受试者，将重复从步骤3至步骤14的测试步骤，以提供不同的浓度水平。 如有必要，将装置的电池进行充电。充满电的装置应该能够测试三个不同的传感器芯片。
[0071] 数据分析
[0072] 每个测试的原始数据传输并自动保存在智能手机上。为了得到更精确的浓度，显 示在手机上的浓度不能用作最终结果，这是由于该浓度是基于从人工样本测试获得的校正 曲线。接着执行以下的程序以便用于数据分析：
[0073] 1)具有txt格式的原始数据从智能手机复制并保存在个人计算机中以便进行数 据处理。
[0074] 2)用Origin (从MA马萨诸塞州的OriginLab获得的常用科学数据分析软件）打 开txt文件，时间单位内从HH :丽：SS变为秒，并且对数据进行绘图。
[0075] 3)图8示出响应于具有吹扫和采样阶段的一个测试循环的传感器的典型曲线图。 针对采样和吹扫阶段，评估作为时间函数信号的斜率。针对持续约60秒的吹扫阶段以及持 续6秒的采样阶段进行线性拟合。
[0076] 4)传感器响应计算为：传感器响应=斜率_ -斜率@。传感器响应的值与NO浓 度成比例。
[0077] 5)对于每个测试，受试者被测试3次，获得总共三个读数。计算这三个读数的平均 值。
[0078] 6)每一测试的平均值连同得自NO分析仪（即化学发光设备，金标）的NO浓度一 起进行绘图，并且应用线性拟合。然后将线性拟合用作内部校准曲线。
[0079] 7)使用从步骤6获得的内部校准曲线，将初始的NO传感器响应（A. U. /S)转换成 浓度（PPb)。
[0080] 8)针对得自受试者低背压吹嘴NO装置的传感器响应（PPb)与得自市售装置的相 应响应进行比较作出相关性曲线图。还对将受试者装置与金标（化学发光设备）进行比较 作出的另一相关性曲线图进行评估。
[0081] 9)对这些曲线图进行线性拟合。然后从线性拟合获得"r"值。大于0. 9的"r"值 指示受试者NO装置示出比商业设备好90%的相关性。
[0082] 10)基于线性拟合参数，估算的残差和标准误差可根据以下等式来计算。
[0083] 预测值：
[0084] Yi= A+B*X i
[0085] 其中Xi是得自比较方法的浓度；
[0086] Yi是根据回归曲线的预测值。
[0087] 残差通过下述计算：残差i = Yi-Yi
[0088] 其中yi是得自NO装置的相应浓度。
[0089] 将残差相对于得自比较方法的相应浓度进行绘图。并针对不同范围的NO浓度： < 50ppb，50-100ppb，> IOOppb来计算残差的标准误差。
[0090] 现在参照图7,示出了在受试者NO装置和化学发光设备方法之间的相关性曲线图 的一个实例。由于化学发光技术被普遍认为是NO检测的金标，因此这种技术被用来测量NO 样本的实际浓度。该图形表示包括与代表来自金标的以PPb为单位的NO浓度的横坐标相比 较的代表作为来自测试吹嘴读数的以PPb为单位的NO浓度的纵坐标。数据点（X，Y)代表 实际相关性检测值，其来自包括根据本文所公开原理构建的低背压吹嘴的NO装置与NO浓 度"金标"（GS)测量值的相关性。曲线100是数据的线性拟合，示出残差值R为0. 94062。
[0091] 简言之，通过金标法、另一个商业设备，和本发明公开的低背压吹嘴对呼出的一氧 化氮（eNO)浓度在10-210ppb范围内的九个不同受试者进行测试以便评估相关性。低背压 吹嘴在环境条件下进行测试，即在16°C和30°C之间的室温下，和20%和60%之间的相对湿 度（RH)(非冷凝）。
[0092] 本文已经相当详细地描述了本发明以符合专利法规，并给本领域内的技术人员提 供用于应用本发明新颖性原理所需的信息，并根据需要构建和使用此类示例性的和专门的 组件。然而，应当理解的是，本发明可通过不同的设备和装置来执行，以及如针对设备细节 和操作程序的各种变型可在不脱离本发明的真实精神和范围的情况下实现。
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[0101] 9. Matsumoto,Akihiro 等人，"Increased Nitric Oxide in the Exhaled Air of Patients with Decompensated Liver Cirrhosis，"ANN. INTERN MED·，卷号：123,页码： 110-113,发表日期：1995年。
【主权项】
1. 一种用于准确检测呼出的一氧化氮（NO)的低背压吹嘴，其包括： 导管器件，所述导管器件用于从受试者接收呼出气体； 氧化过滤器件，其耦联到所述导管器件以便样本处理，其中所述氧化过滤器件具有出 口，并且其中所述导管器件和氧化过滤器件操作来产生小于4厘米水柱的背压；以及 用于测量从所述出口接收的呼出气体中的一种或多种组分的水平的器件。2. 根据权利要求1所述的设备，其中所述氧化过滤器件包括含有化学粒子的丙烯酸 管。3. 根据权利要求1所述的设备，其中所述化学粒子选自于由干燥剂，氧化剂和用锰酸 钠浸渍的固体多孔基材所构成的组。4. 根据权利要求3所述的设备，其中所述干燥剂选自于由下述所构成的组：CaSO 4，活 性氧化铝，气凝胶，二苯甲酮，膨润土，氯化钙，硫酸钙，氯化钴，硫酸铜，氯化锂，溴化锂，硫 酸镁，高氯酸镁，分子筛，碳酸钾，硅胶，钠，氯酸钠，氯化钠，氢氧化钠，硫酸钠，蔗糖和其组 合物。5. 根据权利要求3或4所述的设备，其中所述氧化剂选自于由下述所构成的组： Purafil介质，氧气（O2)，臭氧（O 3)，过氧化氢（H2O2)，无机过氧化物，氟（F2)，氯（Cl2)，卤素， 硝酸（HNO3)和硝酸化合物，硫酸（H2SO 4),过二硫酸（H2S2O8),过一硫酸（H2SO 5),亚氯酸盐， 氯酸盐，高氯酸盐，卤素化合物，次氯酸盐，次卤酸盐化合物，家用漂白剂（NaClO)，六价铬化 合物，铬酸，重铬酸，三氧化铬，氯铬酸吡啶鑰（PCC)，铬酸盐/重铬酸盐化合物，锰酸盐化合 物，高锰酸钾，过硼酸钠，一氧化二氮（N2O)，氧化银（Ag2O),四氧化锇（0S04)及其组合物。6. 根据权利要求5所述的设备，其中干燥剂在从10%至95% RH的相对湿度水平范围 下工作。7. 根据权利要求2所述的设备，其中所述丙烯酸管的内径至少为18_以及所有的化学 粒子包含在丙烯酸管内。8. 根据权利要求7所述的设备，其中所述丙烯酸管具有至少9. 6毫米的内径和至少 12. 6毫米的外径。9. 根据权利要求1所述的设备，其中将具有18毫米直径的至少两个毡片件用作止动 器，以便将化学粒子保持在吹嘴内。10. 根据权利要求9所述的设备，其中所述至少两个毡片件包括聚酯纤维。11. 根据权利要求1所述的设备，其中在以小于4厘米水柱的背压的采集样本的条件 下，吹嘴具有以±10%的相关误差处理在50毫升/秒的流速下的呼气的能力。12. 根据权利要求9所述的设备，还包括用于给受试者提供呼出气体压力的瞬时显示， 使得受试者可以调节呼气的力以保持恒定的压力。13. 根据权利要求1所述的设备，其中所述一种或多种组分选自于由下述所构成的组： 二氧化碳，氧气，一氧化氮，氮气，二氧化氮，过氧化氢，蛋白质，表面活性剂，DNA，丙酮，氨， 硫化合物，乙炔，一氧化碳，乙烷和戊烷。14. 根据权利要求1所述的设备，其中所述一种或多种组分是一氧化氮。15. -种用于精确检测呼出的一氧化氮（NO)的方法，所述方法包括： 通过附接到低背压吹嘴的导管从受试者接收呼出的气体，其中低背压吹嘴具有小于4 厘米水柱的背压值； 使用氧化过滤器件来进行样本处理，其中低背压吹嘴具有小于4厘米水柱的背压值； 以及 测量所接收到的呼出的气体的一种或多种组分的水平。16. 根据权利要求15所述的方法，其中所述氧化过滤器件包括含有化学粒子的丙烯酸 管。17. 根据权利要求16所述的方法，其中所述化学粒子选自于由干燥剂，氧化剂和用锰 酸钠浸渍的固体多孔基材所构成的组。18. 根据权利要求17所述的方法，其中所述干燥剂选自于由下述所构成的组：CaSO4, 活性氧化铝，气凝胶，二苯甲酮，膨润土，氯化钙，硫酸钙，氯化钴，硫酸铜，氯化锂，溴化锂， 硫酸镁，高氯酸镁，分子筛，碳酸钾，硅胶，钠，氯酸钠，氯化钠，氢氧化钠，硫酸钠，蔗糖和其 组合物。19. 根据权利要求17或18所述的方法，其中所述氧化剂选自于由下述所构成的组： Purafil介质，氧气（O2)，臭氧（O 3)，过氧化氢（H2O2)，无机过氧化物，氟（F2)，氯（Cl2)，卤素， 硝酸（HNO3)和硝酸化合物，硫酸（H2SO 4),过二硫酸（H2S2O8),过一硫酸（H2SO 5),亚氯酸盐， 氯酸盐，高氯酸盐，卤素化合物，次氯酸盐，次卤酸盐化合物，家用漂白剂（NaClO)，六价铬化 合物，铬酸，重铬酸，三氧化铬，氯铬酸吡啶鑰（PCC)，铬酸盐/重铬酸盐化合物，锰酸盐化合 物，高锰酸钾，过硼酸钠，一氧化二氮（N 2O)，氧化银（Ag2O),四氧化锇（0S04)及其组合物。20. 根据权利要求19所述的方法，其中干燥剂在从10%至95% RH的相对湿度水平范 围下工作。21. 根据权利要求15所述的方法，其中在以小于4厘米水柱背压的采集样本的条件下， 吹嘴具有以±10%的相关误差处理在50毫升/秒的流速下的呼气的能力。22. 根据权利要求20所述的方法，还包括用于给受试者提供呼出气体压力的瞬时显 示，使得受试者可以调节呼气的力以保持恒定的压力。23. 根据权利要求15所述的方法，其中所述一种或多种组分选自于由下述所构成的 组：二氧化碳，氧气，一氧化氮，氮气，二氧化氮，过氧化氢，蛋白质，表面活性剂，DNA，丙酮， 氨，硫化合物，乙炔，一氧化碳，乙烷和戊烷。24. 根据权利要求15所述的方法，其中所述一种或多种组分是一氧化氮。
【专利摘要】一种用于准确检测呼出的一氧化氮(NO)的低背压吹嘴包括：用于从受试者接收呼出气体的导管。用于样本处理的氧化过滤器，其中导管和氧化过滤器操作来产生小于4厘米水柱的背压；以及用于测量接收的呼出气体中的一种或多种组分的水平的器件。
【IPC分类】A61B5/08
【公开号】CN104883971
【申请号】CN201380050749
【发明人】埃里卡·福尔扎尼, 陶农健, 冼晓军, 弗朗西斯·凑乌
【申请人】代表亚利桑那州大学行事的亚利桑那州大学董事会
【公开日】2015年9月2日
【申请日】2013年9月27日
【公告号】CA2885389A1, EP2900132A1, US20150201865, WO2014052741A1