Устройство для обнаружения компонентов в выдыхаемом воздухе

 

Изобретение относится к медицине. Устройство для обнаружения одного или более компонентов в выдыхаемом воздухе содержит трубчатый элемент, через один конец которого вводят вдыхаемый воздух, а к другому концу которого прикреплена абсорбирующая пластина, которая абсорбирует компонент (компоненты), и эта пластина может быть отделена для определения компонентов на измерительной аппаратуре. Техническим результатом является повышение эффективности обнаружения компонентов воздуха и упрощение конструкции прибора. 5 з.п.ф-лы, 2 ил.

Изобретение связано с устройствами для обнаружения одного или более компонентов в выдыхаемом воздухе, в частности для обнаружения присутствия патогенных бактерий Helicobacter pylory в желудочном и кишечном трактах человека.

Газообразные компоненты можно анализировать различными способами, такими как, например, газовая хроматография, пламенная фотометрия и спектрофотометрия. Эти способы, однако, требуют использования дорогого оборудования и во многих случаях являются чрезмерно усложненными. Более простыми альтернативными способами являются способы, в которых газ поглощается каким-либо материалом, а присутствие или отсутствие газообразного компонента указывается с помощью цветного индикатора. Примером в этом отношении являются индикаторные трубки, используемые для определения присутствия алкоголя в выдыхаемом воздухе. Эти устройства имеют тот недостаток, что они не дают возможности раздельного определения на абсорбирующем материале.

Некоторые условия и заболевания могут быть обнаружены с помощью анализа выдыхаемого воздуха. Например, язвы желудка вызываются главным образом патогенными бактериями Helicobacter pylori. Был описан способ для обнаружения присутствия этих бактерий, который применяли в течение многих лет в клинических исследованиях. В соответствии с этим способом пациенты должны проглотить помеченный изотопом, предпочтительно радиоактивным, препарат мочевины. Helicobacter pylori, присутствующие в желудочном и кишечном тракте, расщепляют мочевину, помимо других продуктов, до диоксида углерода. Этот диоксид углерода затем переносится в легкие в ходе нормальных физиологических процессов, и выдыхается вместе с диоксидом углерода, образованным в других органах. Поскольку диоксид углерода, образованный бактериями, помечен, можно измерить количество выдыхаемого диоксида углерода, заставив пациента продувать выдыхаемый воздух через трубку в жидкость, которая абсорбирует диоксид углерода. Затем эту жидкость исследуют с помощью соответствующих измерительных инструментов, например сцинтилляционного счетчика, чтобы обнаружить помеченные изотопом компоненты в выдыхаемом диоксиде углерода как признак присутствия Helicobacter pylori.

Вышеупомянутый способ является относительно сложным и требует много времени. Кроме того, он требует использования дорогостоящей и массивной аппаратуры. К тому же материалы, необходимые для реализации этого способа, отсутствуют в продаже.

Задачей данного изобретения является обеспечение аппарата для обнаружения одного или более компонентов в выдыхаемом воздухе. Этот аппарат должен иметь низкую стоимость, а также должен удовлетворять требованиям долговременного хранения и воспроизводимости результатов испытаний. Задачей также является отказ от сложной обработки жидкостей и от использования громоздких аналитических приборов.

Эта задача решается данным изобретением, которое относится к устройствам, состоящим из трубчатого элемента, который может быть жестким или мягким, как пластиковый мешок, и через который направляют воздух. На одном конце трубки сформирован наконечник. На противоположном конце трубки установлена пластина, которая может быть как воздухонепроницаемой пластиной, так и пористой мембраной. Эта пластина прикреплена к трубке таким образом, чтобы ее можно было легко удалить. Устройство для крепления пластины может быть как в виде резьбового соединения, так и в виде зажимов, или можно просто использовать липкую ленту. Сухой абсорбирующий материал наносят на пластину или включают в нее. Этот абсорбирующий материал предназначен исключительно для поглощения определенного количества желаемого компонента газа. Цветной индикатор в абсорбирующем материале указывает, когда поглощено максимальное количество компонента газа. При использовании воздухонепроницаемой пластины во внешней кромке пластины делают отверстия, чтобы дать возможность воздуху выходить, и таким образом обеспечить проток воздуха через трубку.

Пациент вдувает выдыхаемый воздух через наконечник и продувает этот воздух вдоль пластины или через нее. Когда пластина достигает насыщения, ее можно отделить от трубки. Затем пластину анализируют с помощью соответствующего измерительного прибора, чтобы зафиксировать присутствие или отсутствие определяемых компонентов.

В предпочтительном варианте выполнения данное изобретение используют, чтобы зафиксировать присутствие меченного изотопом диоксида углерода в выдыхаемом воздухе, в частности, чтобы зафиксировать присутствие радиоактивного диоксида углерода, образованного в процессе жизнедеятельности бактерий Helicobacter pylori. С этой целью на пластину наносят или включают в нее материал, абсорбирующий диоксид углерода. Пациента, принявшего меченную радиоактивным изотопом мочевину, просят дуть через устройство данного изобретения. Диоксид углерода, включая меченный радиоактивным изотопом диоксид углерода, абсорбируется на пластине. Эту пластину затем удаляют из устройства и анализируют на радиоактивность на соответствующем измерительном устройстве, чтобы зафиксировать присутствие бактерий Helicobacter pylori.

Таким образом, данное изобретение обеспечивает простое устройство для индикации присутствия или отсутствия компонентов в выдыхаемом воздухе.

Фиг. 1 - вид в перспективе устройства по данному изобретению.

Фиг. 2а - вид сверху иного исполнения устройства по данному изобретению, фиг. 2б - вид сбоку исполнения, показанного на фиг. 2а.

На фиг. 1 показано основное исполнение, в котором используют пористую мембрану, и воздух должен протекать через пластину. Это устройство состоит из трубчатого элемента 1, снабженного с одного конца наконечником 2. Абсорбирующая пластина 3 укреплена на противоположном конце с возможностью снятия. При использовании в этом исполнении воздухонепроницаемой пластины во внешней кромке пластины делают отверстия 4, так чтобы воздух мог протекать через устройство. При использовании пористой мембраны эта перфорация исключается.

На фиг. 2а и 2б показаны два вида одного исполнения устройства с воздухонепроницаемой пластиной. Обозначения, используемые на этих чертежах, соответствуют обозначениям, используемым на фиг. 1. Пунктирная линия на фиг. 2б указывает, что верхняя часть устройства в целом, включая пластину, может быть отделена от нижней части и введена в измерительный прибор.

При использовании пористой мембраны устройство не снабжают отверстиями 4. При использовании этого устройства пациент выдыхает через наконечник 2. Затем выдыхаемый воздух проходит через трубчатый элемент 1 и протекает через пластину 3, или вдоль пластины 3, и выходит через отверстия 4. Трубка сконструирована так, чтобы обеспечивать максимальный контакт потока воздуха и абсорбирующей пластины. После того как поглотилось максимальное количество компонента газа, в соответствии с показаниями индикатора цвета, пластину отделяют от трубчатого элемента и помещают в измерительный прибор для определения желаемого компонента. В другом случае верхнюю часть в целом, включая пластину, отделяют от остального устройства и помещают в измерительный прибор.

Устройство может быть изготовлено из любого подходящего материала, преимущественно из картона или различных видов пластика. Примерами пластиков, которые можно использовать, являются полиэтилен, полистирол или поливинилхлорид. Необходимо, чтобы устройство можно было стерилизовать с помощью радиации или тепла. Может быть использован различный абсорбирующий материал в зависимости от определяемого компонента. Примерами материалов, абсорбирующих диоксид углерода, являются гидроксид натрия и натронная известь. Цветную реакцию на пластине, которая сигнализирует о насыщении, можно осуществить с использованием в качестве цветного индикатора имеющейся в продаже натронной извести. Часть устройства ниже или выше абсорбирующего материала предпочтительно является прозрачной, чтобы можно было наблюдать цветную реакцию. Компоненты, которые должны быть зафиксированы, могут, например, быть помечены или маркированы изотопами. Тип измерительного инструмента, используемого для определения меченых компонентов, зависит от характера меток. Например, компоненты, меченные радиоактивными изотопами, можно определить с помощью трубки Гейгера-Мюллера. С позиции механической прочности устройство предпочтительно упаковать в воздухонепроницаемую сумку в инертной среде, например в среде азота, при использовании материала для поглощения диоксида углерода. Устройство может быть выпущено в одноразовом исполнении из соображений гигиены.

Формула изобретения

1. Устройство для использования при обнаружении одного или более компонентов в выдыхаемом воздухе, включающее трубчатый элемент, через который проходит выдыхаемый воздух, и с одного конца которого вводят выдыхаемый воздух, отличающееся тем, что на другом конце этого трубчатого элемента имеется пластина, на которую нанесен или в которую включен материал, который может абсорбировать указанный компонент или компоненты, причем указанный компонент или компоненты приводятся в контакт с указанной пластиной и указанным материалом при выдыхании в это устройство, а указанная пластина может быть отделена для определения указанного компонента или компонентов в измерительном приборе.

2. Устройство по п.1, отличающееся тем, что этот материал нанесен на поверхность воздухонепроницаемой пластины и выдыхаемый воздух приводит в контакт с указанным материалом, заставляя воздух протекать вдоль указанной пластины.

3. Устройство по п. 1, отличающееся тем, что пластина имеет форму пористой мембраны, которая содержит нанесенный на нее или включенный в нее абсорбирующий материал, и тем, что выдыхаемый воздух приводят в контакт с указанным материалом, заставляя указанный воздух протекать через мембрану.

4. Устройство по любому из пп.1 - 3, отличающееся тем, что указанным материалом является материал, абсорбирующий диоксид углерода.

5. Устройство по любому из пп.1 - 4, отличающееся тем, что абсорбирующий материал включает цветной индикатор.

6. Устройство по любому из пп.1 - 5 для обнаружения диоксида углерода, образованного в результате жизнедеятельности Helicobacter pylori в желудочно-кишечном тракте.

РИСУНКИ

Рисунок 1, Рисунок 2