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CN106124749B - 一种红细胞寿命测定方法及装置 - Google Patents

一种红细胞寿命测定方法及装置 Download PDF

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Abstract

本发明涉及一种红细胞寿命测定方法及装置；其中，该方法是一种非色散红外光谱法，用性质稳定的清洗气清洗气室后，采用少量匀速进样法解决需要样本体积量大的问题，通过干扰成分吸收包去除干扰成分，采用肺泡气样和本底气样成对测量、电平差‑浓度差差值拟合法得到肺泡气内源性CO浓度，采用CO气室和CO2气室的双气室法实现对CO2和CO浓度的同机测量并依据测得的CO2浓度校正肺泡气采集时混入空气对肺泡气内源性CO浓度测定值的影响，从而得到肺泡气内源性CO浓度准确值、进而计算出红细胞寿命；该装置是依据上述方法而设计出的一种由气室单元、传动单元、电路单元、电源单元、清洗气制备单元及连接各单元的气路系统和电性连接组成的仪器。

Description

一种红细胞寿命测定方法及装置
技术领域
本发明涉及医学诊断领域，更具体的说，涉及一种红细胞寿命测定方法及装置。
背景技术
哺乳动物造血系统的一个特殊和重要的作用是生成红细胞，红细胞给动物体的各个组织输送氧气。测定红细胞寿命可用于贫血等多种疾病的病因鉴别诊断、了解疾病的发病机理及判断治疗预后，因此人体红细胞寿命的测量至关重要。研究证实准确测出呼出的肺泡气的CO浓度与采集呼气前受试者所在的场所的空气(环境气)中的CO含量之差值，可推算出人体红细胞寿命，测量空气中的CO浓度的常用的方法有非色散红外光谱法、气相色谱法、电化学方法、汞置换法等。但是，现有方法有的所需样品体积量大不适合测呼气样、有的操作复杂不适合临床使用、有的精度差重复性差，且所有这些方法只能测出样本气中的CO浓度，而样本气不是肺泡气，肺泡气中的CO浓度也不是内源性的CO浓度，呼气样本与肺泡气的偏差的原因在于采气和/或进气的时候不可避免地导致的环境气的混入，肺泡气CO浓度与肺泡气中内源性CO浓度偏差则是由环境中CO影响所致。没有任何一种现有方法和设备可以同时满足呼气样本测量、操作需简便、可直接测出肺泡气中内源性CO、灵敏度和精确度满足红细胞寿命测定所需的要求，急需创制一种测定红细胞寿命的专用临床诊断仪器。
发明内容
本发明要解决的技术问题在于：提供一种红细胞寿命测定方法及装置，消除现有测定方法和设备无法直接测出肺泡气中内源性CO浓度的问题，进而创制出一种可测定红细胞寿命的仪器。
本发明提供一种红细胞寿命测定方法，采用至少一个气路系统，对每一个气路系统，包括分别通过各自电磁阀连接所述气路通道的肺泡气袋、本底气袋、以及第一倒气袋和第二倒气袋，所述每一个气路通道均通过各电磁阀连接到同一个CO气室、CO2气室、汽缸活塞组件和气泵，所述CO气室、CO2气室均有排气口以及带电磁阀的入口，所述红细胞寿命测定方法包括以下步骤：
对每一个气路系统，依次执行步骤S1-S6)：
S1)控制所述气泵，让外部空气经过干燥管和催化管进入所述气路通道，最后进入CO2气室，从其排气口排出，持续时间为第一时长；
S2)控制汽缸活塞组件让来自肺泡气袋的肺泡气经过所述气路通道进入CO2气室，测量其CO2浓度；
S3)控制汽缸活塞组件将来自肺泡气袋的肺泡气通过所述气路通道导入第一倒气袋；
S4)控制所述气泵，让外部空气经过干燥管和催化管进入所述气路通道，最后进入CO2气室，从其排气口排出，持续时间为第一时长；
S5)控制汽缸活塞组件将来自本底气袋的本底气通过所述气路通道导入第二倒气袋；
S6)控制所述气泵，让外部空气经过干燥管和催化管进入所述气路通道，最后进入CO2气室，从其排气口排出，持续时间为第一时长；
对每个气路系统都执行完步骤S1-S6)后，依次再对每个气路系统执行步骤S7-S11)；
S7)控制所述气泵，让外部空气经过干燥管和催化管进入所述气路通道，最后进入CO气室，从其排气口排出，持续时间为第二时长；
S8)将第二倒气袋本底气通过所述气路通道少量或少量、多次、间歇输送到CO气室进行CO浓度测量，每次输送气时间为第三时长，相邻两次的间歇时间为第四时长(是否采用多次进样，是视气缸一次进样量和倒气袋的体积关系和气缸一次进样量与CO气室容积的关系而定，当气缸一次进样量比CO气室容积小很多时，应采用少量、多次、间歇进样法)；
S9)控制所述气泵，让外部空气经过干燥管和催化管进入所述气路通道，最后进入CO气室，从其排气口排出，持续时间为第二时长；
S10)用气缸活塞将第一倒气袋肺泡气通过所述气路通道少量或少量、多次、间歇输送到CO气室进行浓度测量，每次输送气时间为第三时长，相邻两次的间歇时间为第四时长；
S11)控制所述气泵，让外部空气经过干燥管和催化管进入所述气路通道，最后进入CO2气室，从其排气口排出，持续时间为第一时长；
对每个气路系统都执行完步骤S7-S11)后，再对第一个气路系统执行步骤S12)；
S12)控制所述气泵，让外部空气经过干燥管和催化管进入所述第一气路系统通道，最后进入CO气室，从其排气口排出，持续时间为第二时长。
在本发明提供的红细胞寿命测定方法中，所述第一时长为6-600秒，所述第二时长为20-2000秒，所述第三时长为1-90秒，所述第四时长为1-100秒。
在本发明提供的红细胞寿命测定方法中，对第i(i＝1,2,3)个气路系统，对应的所述肺泡气袋、本底气袋、第一倒气袋和第二倒气袋分别通过电磁阀Ei2、Ei3、Ei4、Ei5与所述气路系统连接，在本发明提供的红细胞寿命测定方法中，为各个气路系统共享的所述CO气室、CO2气室分别通过电磁阀E01、E02连接到各个所述气路系统的一端，各个所述气路系统的另一端与气泵的一端连接，所述气泵的另一端通过催化管和干燥管连通到清洗气进气口。
本发明提供一种红细胞寿命测定装置，该装置由气室单元、传动单元、电路单元、电源单元、清洗气制备单元以及连接各单元的气路系统和电性连接组成，所述气室单元包括一个CO气室组件和一个CO2气室组件，所述传动单元包括丝杆推进的汽缸活塞组件、驱动丝杆旋转的步进电机组件，所述清洗气制备单元包括气泵组件、干燥管组件和催化管组件，所述的电路单元包括含有可编程芯片在内的信号放大、数据处理、控制电路，所述的电源单元给各单元提供满足各单元需要的电源，气路为上述不同单元的组件之间或单元组件与气袋(肺泡气袋、本底气袋、以及第一倒气袋和第二倒气袋)之间的连接气管(包括控制该气路通/断的电磁阀)，气路系统由共用气路和专用气路组成；所述CO气室、CO2气室均有排气口及带电磁阀的进气口，肺泡气袋用作装载采到的受试者肺泡气，本底气袋用作装载采到的该受试者所在环境气，第一、第二倒气袋分别用作为去除采到的该受试者肺泡气、环境气中对CO测量有干扰的成分的吸收包；完成一次红细胞寿命测定所需的一组气袋(含肺泡气袋、本底气袋、第一倒气袋和第二倒气袋)通过气路与气室单元和传动单元连在一起，称为一测量道，简称“道”；该装置可以是单道的也可以是多道的，多道的优势在于能同时测量多组样本，并在上述吸收包去除样本中干扰成分的同时进行另一样本的测量，从而高效利用吸收等待时间、大大缩短每组样本的测量全程所需的时间。所述红细胞寿命测定装置还包括控制单元，用于对每一个气路系统，依次执行步骤S1-S6)：
S1)清洗所述气路通道和CO2气室；
S2)控制汽缸活塞组件让来自肺泡气袋的肺泡气经过所述气路通道进入CO2气室测量CO2浓度；
S3)控制汽缸活塞组件将来自肺泡气袋的肺泡气通过所述气路通道导入第一倒气袋；
S4)清洗所述气路通道和CO2气室；
S5)控制汽缸活塞组件将来自本底气袋的本底气通过所述气路通道导入第二倒气袋；
S6)清洗所述气路通道和CO2气室；
每个气路系统都执行完步骤S1-S6)后，依次执行步骤S7-S11)；
S7)清洗所述气路通道和CO气室；
S8)用气缸活塞将第二倒气袋本底气通过所述气路通道少量或少量、多次、间歇输送到CO气室进行CO浓度测量；
S9)清洗所述气路通道和CO气室；
S10)用气缸活塞将第一倒气袋肺泡气通过所述气路通道少量或少量、多次、间歇输送到CO气室进行浓度测量；
S11)清洗所述气路通道和CO2气室；
对每个气路系统都执行完步骤S7-S11)后，再对第一个气路系统执行步骤S12)；
S12)清洗所述气路通道和CO气室。
其中，所述清洗气路通道和CO2气室包括控制所述气泵，让外部空气经过干燥管和催化管进入所述气路通道，最后进入CO2气室第一时长后从其排气口排出，所述清洗气路通道和CO气室包括控制所述气泵，让外部空气经过干燥管和催化管进入所述气路通道，最后进入CO气室第二时长后从其排气口排出。
在本发明提供的红细胞寿命测定装置中，所述汽缸活塞组件包括丝杆、与CO气室联通的气缸、置于气缸内的活塞-活塞杆、可沿丝杆驱动活塞杆往复运动的滑块以及输出轴驱动滑块沿丝杆位移的电机。
在本发明提供的红细胞寿命测定装置中，对每个气路系统，所对应的所述肺泡气袋、本底气袋、第一倒气袋和第二倒气袋分别通过电磁阀Ei2、Ei3、Ei4、Ei5连接到所述气路通道；为各个气路系统共享的所述CO气室、CO2气室分别通过电磁阀E01、E02连接到各个所述气路系统的一端，各个所述气路系统的另一端与气泵的一端连接，所述气泵的另一端通过催化管和干燥管连同到清洗气进气口。
在本发明提供的红细胞寿命测定装置中，每个气路系统通过电磁阀Ei6与气泵出口连接。
在本发明提供的红细胞寿命测定装置中，每个气路系统通过电磁阀Ei1与各个气路系统共享的所述CO气室、CO2气室连通。
实施本发明，具有以下有益效果：通过干燥管和催化管消除了环境气中水蒸气、CO等的误差影响，通过气缸实现了少量或少量、多次、间歇的进样，测量精度高、所需样品量少；另外，多通道实现同时测量多组样本，缩短每组样本的测量时间。
附图说明
下面将结合附图及实施例对本发明作进一步说明，附图中：
图1是本发明红细胞寿命测定方法的工作原理的流程示意图(单道为例)；
图2是本发明红细胞寿命测定装置的结构示意图。
具体实施方式
下面将结合附图对本发明的实施例进行具体描述。
图1示出本发明红细胞寿命测定方法的工作原理的流程，如图1所示，本发明红细胞寿命测定方法在开始之前，首先检测是否存在肺泡气袋、本底气袋、以及第一倒气袋和第二倒气袋。本发明红细胞寿命测定方法采用至少一个气路系统，对每一个气路系统，包括分别通过各自电磁阀连接气路通道的肺泡气袋、本底气袋、以及第一倒气袋和第二倒气袋，每一个气路通道均通过各电磁阀连接到同一个CO气室、CO2气室、汽缸活塞组件和气泵，CO气室、CO2气室均有排气口以及带电磁阀的入口，红细胞寿命测定方法包括以下步骤：
(1)清洗气路
控制气泵，让外部空气经过干燥管和催化管进入气路通道，最后进入CO2气室第一时长后从其排气口排出；
(2)CO2浓度测量
控制汽缸活塞组件让来自肺泡气袋的肺泡气经过气路通道进入CO2气室，测量其CO2浓度；
(3)倒气
A倒肺泡气：控制气缸活塞让来自肺泡袋的肺泡气导入第一倒气袋；
B清洗气路：控制气泵，让外部空气经过干燥管和催化管进入气路通道，最后进入CO2气室第一时长后从其排气口排出；
C倒本底气：控制汽缸活塞组件将来自本底气袋的本底气通过气路通道导入第二倒气袋；
D清洗气路：控制气泵，让外部空气经过干燥管和催化管进入气路通道，最后进入CO2气室第一时长后从其排气口排出；
(4)CO浓度测量
A清洗气室：控制气泵，让外部空气经过干燥管和催化管进入气路通道，最后进入CO气室第二时长后从其排气口排出；
B本底气CO浓度测量：将第二倒气袋肺泡气通过气路通道少量或少量、多次、间歇输送到CO气室进行CO浓度测量；
C清洗气室：控制气泵，让外部空气经过干燥管和催化管进入气路通道，最后进入CO气室第二时长后从其排气口排出；
D肺泡气CO浓度测量：用气缸活塞将第一倒气袋肺泡气通过气路通道少量或少量、多次、间歇输送到CO气室进行浓度测量；
E清洗气路：控制气泵，让外部空气经过干燥管和催化管进入气路通道，最后进入CO2气室第一时长后从其排气口排出；
(5)清洗气室
控制气泵，让外部空气经过干燥管和催化管进入气路通道，最后进入CO气室第二时长后从其排气口排出。
在本发明红细胞寿命测定方法开始之前，涉及肺泡气袋、本底气袋的制备，即采气过程，具体如下：
1、肺泡气采集
(a)手拿肺泡气采集装置，吹气嘴端靠近胸前，然后深吸一口气，并屏住呼吸10～20秒；
(b)10～20秒后通过吹气嘴吹气，尽量将腔体内气体呼出；
(c)若一口气未将肺泡气袋吹满(手压气袋凹入超过1厘米)，则用手挤压腔道气袋使其中气体排空，重复a、b步骤，直至肺泡气袋吹满；
(d)肺泡气袋吹满后拔下并盖上盖子，肺泡气采集完毕。
2、环境本底气采集
捏压手泵，直至环境本底气袋内充满受试者所处环境的空气(手压气袋凹入不超过1厘米为满)，将手泵拔下并盖上盖子，环境本底气采集完毕。
本发明红细胞寿命测定方法采用的气路系统中(气路系统编号为i，i＝1,2,3)，对应的肺泡气袋、本底气袋、第一倒气袋和第二倒气袋分别通过电磁阀(Ei2、Ei3、Ei4、Ei5)连接到气路通道。为各个气路系统共享的CO气室、CO2气室分别通过电磁阀(E01、E02)连接到各个气路系统的一端，各个气路系统的另一端与气泵的一端连接，气泵的另一端通过催化管和干燥管连同到清洗气进气口。
作为本发明的另一实施例，本发明还提供了一种红细胞寿命测定装置，图2示出了本发明红细胞寿命测定装置的结构，该装置由气室单元1000、传动单元2000、电路单元3000、电源单元4000、清洗气制备单元5000、及由连接各单元的气路系统和电性连接组成，所述气室单元包括一个CO气室组件50和一个CO2气室组件40并且所述CO气室、CO2气室均有排气口以及带电磁阀的入口，所述的传动单元包括步进电机组件70和丝杆推进的汽缸活塞组件60，所述的清洗气制备单元包括气泵组件30、干燥管组件10和催化管组件20，所述的电路单元3000包括含有可编程芯片在内的信号放大、处理、控制电路，所述的电源单元4000给各单元提供满足各单元需要的电源；气路为上述不同单元的组件之间或单元组件与气袋(肺泡气袋、本底气袋、以及第一倒气袋和第二倒气袋)之间的连接气管(包括控制该气路通/断的电磁阀)，肺泡气袋用作装载采集到的受试者肺泡气，本底气袋用作装载采集到的该受试者所在环境气，第一、第二倒气袋分别用作为去除采集到的该受试者肺泡气、环境气中对CO测量有干扰的成分的吸收包。
对每一个气路系统，包括分别通过各自电磁阀连接到气路通道的肺泡气袋、本底气袋、第一倒气袋和第二倒气袋；例如，第一气路系统100包括“气路1”104、“肺泡气袋1”101、“本底气袋1”102、“第一倒气袋1”103a和“第二倒气袋1”103b；第二气路系统200包括“气路2”204、“肺泡气袋2”201、“本底气袋2”202、“第一倒气袋2”203a和“第二倒气袋2”203b；第三气路系统300包括“气路3”304、“肺泡气袋3”301、“本底气袋3”302、“第一倒气袋3”303a和“第二倒气袋3”303b。本发明还可以包括更多条气路系统，依次类推，再次不再赘述。对每个气路系统，所对应的肺泡气袋、本底气袋、第一倒气袋和第二倒气袋分别通过电磁阀(Ei2、Ei3、Ei4、Ei5)连接到气路通道；为各个气路系统共享的CO气室50、CO2气室40分别通过电磁阀(E01、E02)连接到各个气路系统的一端，各个气路系统的另一端与气泵30的一端连接，气泵30的另一端通过催化管20和干燥管10连接到清洗气进气口。
本发明的红细胞寿命测定装置还包括控制单元，用于对每一个气路系统，依次执行步骤S1-S6)：
S1)清洗气路通道和CO2气室40；控制气泵30，让外部空气经过干燥管10和催化管20进入气路通道，最后进入CO2气室40第一时长后从其排气口41排出；
S2)控制汽缸活塞组件60让来自肺泡气袋的肺泡气经过气路通道进入CO2气室40测量CO2浓度；
S3)控制气缸活塞60让来自肺泡气袋的肺泡气导入第一倒气袋；
S4)清洗气路通道和CO2气室40；控制气泵30，让外部空气经过干燥管10和催化管20进入气路通道，最后进入CO2气室40第一时长后从其排气口41排出；
S5)控制汽缸活塞组件60将来自本底气袋的本底气通过气路通道导入第二倒气袋；
S6)清洗气路通道和CO2气室40；控制气泵30，让外部空气经过干燥管10和催化管20进入气路通道，最后进入CO2气室40第一时长后从其排气口41排出；
每个气路系统执行完步骤S1-S6)后，依次执行步骤S7-S11)；
S7)清洗气路通道和CO气室50；控制气泵30，让外部空气经过干燥管10和催化管20进入气路通道，最后进入CO气室50第二时长后从其排气口51排出；
S8)用气缸活塞将第二倒气袋本底气通过气路通道少量或少量、多次、间歇输送到CO气室50进行CO浓度测量；
S9)清洗气路通道和CO气室50；控制气泵30，让外部空气经过干燥管10和催化管20进入气路通道，最后进入CO气室50第二时长后从其排气口51排出；
S10)用气缸活塞将第一倒气袋肺泡气通过气路通道少量或少量、多次、间歇输送到CO气室50进行CO浓度测量；
S11)清洗气路通道和CO2气室40；控制气泵30，让外部空气经过干燥管10和催化管20进入气路通道，最后进入CO2气室40第一时长后从其排气口排出；
对每个气路系统都执行完步骤S7-S11)后，再对第一个气路系统执行步骤S12)；
S12)清洗气路通道和CO气室50；控制气泵30，让外部空气经过干燥管10和催化管20进入气路通道，最后进入CO气室50第二时长后从其排气口51排出。
优选的，本发明的红细胞寿命测定装置的第1气路系统100通过电磁阀E16与气泵30出口连接。第1气路系统通过电磁阀E11与为各个气路系统共享的CO气室50、CO2气室40连通。
实施例1
单道工作模式(以第一道为例)
(1)清洗气路
电磁阀E02、E11、E16开，其余电磁阀关闭，气泵启动，清洗气路60s(清洗气流程：空气→干燥管10→催化管20→气泵30→E16→“气路1”104→E11→E02→CO2气室→排气口41)。
(2)CO2浓度测量
电磁阀E12、E11开，其余电磁阀关闭，气缸活塞抽取“肺泡气袋1”101中200ml(本专利以200ml为例，本专利保护范围不限于200ml)肺泡气；电磁阀E02开，其余电磁阀关闭，气缸活塞将200ml肺泡气打入CO2气室进行测量(CO2浓度测量只需少量样本气，多余样本气经排气口41排出)。
(3)倒气
A倒肺泡气：电磁阀E12、E11开，其余电磁阀关闭，气缸活塞抽取“肺泡气袋1”101中200ml(本专利以200ml为例，本专利保护范围不限于200ml)肺泡气，电磁阀E14、E11开，其余电磁阀关闭，气缸活塞将200ml肺泡气打入“第一倒气袋1”103a中，以上步骤重复进行6次(此处采用气缸式抽、打气体只是一种选项，也可以有其它方式抽、打气体，采用气缸式的抽、打气体次数也不限于6次，本专利仅以6次为例)；
B清洗气路：电磁阀E02、E11、E16开，其余电磁阀关闭，气泵启动，清洗气路60s(清洗气流程：空气→干燥管10→催化管20→气泵30→E16→“气路1”104→E11→E02→CO2气室→排气口41)；
C倒本底气：电磁阀E13、E11开，其余电磁阀关闭，气缸活塞抽取“本底气袋1”102中200ml肺泡气，电磁阀E15、E11开，其余电磁阀关闭，气缸活塞将200ml肺泡气打入“第二倒气袋1”103a中，以上步骤重复进行6次(此处采用气缸式抽、打气体只是一种选项，也可以有其它方式抽、打气体，采用气缸式的抽、打气次数也不限于6次，本专利仅以6次为例)；
D清洗气路：电磁阀E02、E11、E16开，其余电磁阀关闭，气泵启动，清洗气路60s(清洗气流程：空气→干燥管10→催化管20→气泵30→E16→“气路1”104→E11→E02→CO2气室→排气口41)；
(4)CO浓度测量
A清洗气室：电磁阀E01、E11、E16开，其余电磁阀关闭，气泵启动，清洗气室200s(清洗气流程：空气→干燥管10→催化管20→气泵30→E16→“气路1”104→E11→E01→CO气室50→排气口51)。
B本底气CO浓度测量：电磁阀E15、E11开，其余电磁阀关闭，气缸活塞抽取“第二倒气袋1”103b中200ml肺泡气，电磁阀E01开，其余电磁阀关闭，气缸活塞将200ml气体导入气室中，以上步骤重复进行5次(打气次数不限于5次，可以是1～N次，本专利以5次为例)，相邻两次间需间歇一段时间；
C清洗CO气室：电磁阀E01、E11、E16开，其余电磁阀关闭，气泵启动，清洗气室200s(清洗气流程：空气→干燥管10→催化管20→气泵30→E16→“气路1”104→E11→E01→CO气室50→排气口51)；
D肺泡气CO浓度测量：电磁阀E14、E11开，其余电磁阀关闭，气缸活塞抽取“第一倒气袋1”103a中200ml气体，电磁阀E01开，其余电磁阀关闭，气缸活塞将200ml气体打入CO气室50中，以上步骤重复进行5次(打气次数不限于5次，可以是1～N次，本专利以5次为例)，相邻两次间需间歇一段时间；
E清洗气路：电磁阀E02、E11、E16开，其余电磁阀关闭，气泵启动，清洗气路60s(清洗气流程：空气→干燥管10→催化管20→气泵30→E16→“气路1”104→E11→E02→CO2气室→排气口41)；
(5)清洗气室
电磁阀E01、E11、E16开，其余电磁阀关闭，气泵启动，清洗气室200s(清洗气流程：空气→干燥管10→催化管20→气泵30→E16→“气路1”104→E11→E01→CO气室50→排气口51)。
实施例2
多道工作模式
1、通道i(i＝1,2,3)的CO2浓度测量和倒气
依i＝1,2,3的顺序，完成如下同样步骤:
(1)清洗气路
电磁阀E02、Ei1、Ei6开，其余电磁阀关闭，气泵启动，清洗气路60s(清洗气流程：空气→干燥管10→催化管20→气泵30→Ei6→气路i→Ei1→E02→CO2气室40→排气口41)。
(2)CO2浓度测量
电磁阀Ei2、Ei1开，其余电磁阀关闭，气缸活塞抽取“肺泡气袋i”中200ml(本专利以200ml为例，本专利保护范围不限于200ml)肺泡气；电磁阀E02开，其余电磁阀关闭，气缸活塞将200ml肺泡气打入CO2气室40进行测量(CO2浓度测量只需少量样本气，多余样本气经排气口41排出)。
(3)倒气
A倒肺泡气：电磁阀Ei2、Ei1开，其余电磁阀关闭，气缸活塞抽取“肺泡气袋i”中200ml(本专利以200ml为例，本专利保护范围不限于200ml)肺泡气，电磁阀Ei4、Ei1开，其余电磁阀关闭，气缸活塞将200ml肺泡气打入“第一倒气袋i”中，以上步骤重复进行6次(此处采用气缸式抽、打气体只是一种选项，也可以有其它方式抽、打气体，采用气缸式的抽、打气体次数也不限于6次，本专利仅以6次为例)；
B清洗气路：电磁阀E02、Ei1、Ei6开，其余电磁阀关闭，气泵启动，清洗气路60s(清洗气流程：空气→干燥管10→催化管20→气泵30→Ei6→气路i→Ei1→E02→CO2气室40→排气口41)；
C倒本底气：电磁阀Ei3、Ei1开，其余电磁阀关闭，气缸活塞抽取“本底气袋i”中200ml肺泡气，电磁阀Ei5、Ei1开，其余电磁阀关闭，气缸活塞将200ml肺泡气打入“第二倒气袋i”中，以上步骤重复进行6次(此处采用气缸式抽、打气体只是一种选项，也可以有其它方式抽、打气体，采用气缸式的抽、打气体次数也不限于6次，本专利仅以6次为例)；
D清洗气路:电磁阀E02、Ei1、Ei6开，其余电磁阀关闭，气泵启动，清洗气路60s(清洗气流程：空气→干燥管10→催化管20→气泵30→Ei6→气路i→Ei1→E02→CO2气室40→排气口41)。
2、通道i(i＝1,2,3)的CO浓度测量
依i＝1,2,3的顺序，完成如下同样步骤:
(1)清洗气室
电磁阀E01、Ei1、Ei6开，其余电磁阀关闭，气泵启动，清洗气室200s(清洗气流程：空气→干燥管10→催化管20→气泵30→Ei6→气路i→Ei1→E01→CO气室50→排气口51)。
(2)本底气CO浓度测量：电磁阀Ei5、Ei1开，其余电磁阀关闭，气缸活塞抽取“第二倒气袋i”中200ml肺泡气，电磁阀E01开，其余电磁阀关闭，气缸活塞将200ml气体打入气室中，以上步骤重复进行5次(打气次数不限于5次，可以是1～N次，本专利以5次为例)，相邻两次间需间歇一段时间。
(3)清洗气室：电磁阀E01、Ei1、Ei6开，其余电磁阀关闭，气泵启动，清洗气室200s(清洗气流程：空气→干燥管10→催化管20→气泵30→Ei6→气路i→Ei1→E01→CO气室50→排气口51)。
(4)肺泡气CO浓度测量：电磁阀Ei4、Ei1开，其余电磁阀关闭，气缸活塞抽取“第一倒气袋i”中200ml气体，电磁阀E01开，其余电磁阀关闭，气缸活塞将200ml气体打入气室中，以上步骤重复进行5次(打气次数不限于5次，可以是1～N次，本专利以5次为例)，相邻两次间需间歇一段时间。
(5)清洗气路:电磁阀E02、Ei1、Ei6开，其余电磁阀关闭，气泵启动，清洗气路60s(清洗气流程：空气→干燥管10→催化管20→气泵30→Ei6→气路i→Ei1→E02→CO2气室40→排气口41)。
3、清洗气室
电磁阀E01、E11、E16开，其余电磁阀关闭，气泵启动，清洗气室200s(清洗气流程：空气→干燥管10→催化管20→气泵30→E16→“气路1”104→E11→E01→CO气室50→排气口51)。
上面结合附图对本发明的实施例进行了描述，但是本发明并不局限于上述的具体实施方式，上述的具体实施方式仅仅是示意性的，而不是限制性的，本领域的普通技术人员在本发明的启示下，在不脱离本发明宗旨和权利要求所保护的范围情况下，还可做出很多形式，这些均属于本发明的保护之内。

Claims (23)

1.一种基于非色散红外光谱法的红细胞寿命测定装置，其特征在于，包括气室单元、传动单元、电路单元、电源单元、清洗气制备单元以及连接各单元的气路系统和电性连接，所述气室单元包括CO气室组件和CO2气室组件，所述CO气室组件、CO2气室组件均有排气口以及带电磁阀的入口，所述传动单元包括丝杆推进的汽缸活塞组件、驱动丝杆旋转的步进电机组件，所述清洗气制备单元包括气泵组件、干燥管组件和催化管组件，所述电路单元包括含有可编程芯片在内的信号放大、处理、控制电路，所述电源单元给各单元提供满足各单元需求的电源；气路系统由气路组成；所述气路为上述各单元的组件之间或单元组件与气袋之间的连接气管以及控制该气路通/断的电磁阀，其中，气袋包括用作装载采集到的受试者肺泡气的肺泡气袋、用作装载采集到的该受试者所在环境气的本底气袋、以及第一倒气袋和第二倒气袋，所述第一、第二倒气袋分别用作为去除采集到的该受试者肺泡气、环境气中对CO测量有干扰的成分的吸收包，完成一次红细胞寿命测定所需的肺泡气袋、本底气袋、第一倒气袋和第二倒气袋通过气路与气室单元、传动单元和清洗气制备单元连接在一起构成一测量道，所述装置中的第一倒气袋、第二倒气袋为可拆接的、用作去除干扰测量的成分的吸收包的一种具体形式。
2.根据权利要求1所述红细胞寿命测定装置，其特征在于，所述装置至少具有一个气路系统，也可以具有多个气路系统，具有多个气路系统时，所述气路由共用气路和专用气路组成，气路按与气路系统的关系而被分为共用气路和专用气路，共用气路为两个及两个以上气路系统共用的气路；专用气路只被一个气路系统专用，是为完成一次红细胞寿命测量所需的、通过各自电磁阀连接每一气袋的气路。
3.根据权利要求1所述红细胞寿命测定装置，其特征在于，对每个气路系统，对应的所述肺泡气袋、本底气袋、第一倒气袋和第二倒气袋分别通过电磁阀连接到所述气路。
4.根据权利要求1所述红细胞寿命测定装置，其特征在于，为各个气路系统共享的所述CO气室、CO2气室分别通过电磁阀连接到各个所述气路系统的一端；各个所述气路系统的另一端与清洗气制备单元中的气泵组件的一端连接，所述气泵组件的另一端连接干燥管组件、通过干燥管组件连接催化管组件的一端、催化管组件的另一端再连到清洗气进气口。
5.根据权利要求1所述红细胞寿命测定装置，其特征在于，所述汽缸活塞组件包括丝杆、与被各个气路系统共享的CO气室和CO2气室相连接的气缸、置于气缸内的活塞-活塞杆、可沿丝杆驱动活塞杆往复运动的滑块，滑块沿着丝杆的移动由步进电机输出轴的旋转来驱动。
6.根据权利要求2所述红细胞寿命测定装置，其特征在于，每个气路系统的专用气路的一端通过各自的电磁阀与气泵连接、另一端通过各自的电磁阀通过一段共用气路与气缸连接。
7.根据权利要求2所述红细胞寿命测定装置，其特征在于，被各个气路系统共享的所述CO气室、CO2气室分别通过电磁阀与连接各个气路系统的专用气路与气缸的共用气路中的、由所有气路系统共用的那一段共用气路连接。
8.一种使用于权利要求1所述装置的红细胞寿命测定方法，其特征在于，包括以下步骤：
对每一个气路系统，依次执行步骤S1)-S6)：
S1)由电路单元控制所述作为清洗气制备单元组件的气泵，让外部空气经过作为清洗气制备单元组件的干燥管和催化管被制备为清洗气，清洗气进入所述气路，最后进入CO2气室，从其排气口排出，进行清洗，持续时间为第一时长；
S2)由电路单元控制传动单元让来自肺泡气袋的少部分肺泡气经过所述气路进入CO2气室，测量其CO2浓度；
S3)由电路单元控制传动单元让来自肺泡气袋的肺泡气导入第一倒气袋；
S4)由电路单元控制所述作为清洗气制备单元组件的气泵，让外部空气经过清洗气制备单元后进入所述气路，最后进入CO2气室，从其排气口排出，持续时间为第一时长；
S5)由电路单元控制传动单元将来自本底气袋的本底气通过所述气路导入第二倒气袋；
S6)由电路单元控制所述作为清洗气制备单元组件的气泵，让外部空气经过作为清洗气制备单元被制备为清洗气，清洗气进入所述气路，最后进入CO2气室，从其排气口排出，进行清洗，持续时间为第一时长；
对每个气路系统都执行完步骤S1)-S6)后，依次再对每个气路系统执行步骤S7)-S11)；
S7)控制所述作为清洗气制备单元组件的气泵，让外部空气经过作为清洗气制备单元被制备为清洗气，清洗气进入所述气路，最后进入CO气室，从其排气口排出，进行清洗，持续时间为第二时长；
S8)由电路单元控制传动单元，采用少量进样或少量、多次、间歇进样法，将第二倒气袋本底气通过所述气路输送到CO气室进行CO浓度测量，每次输送气时间为第三时长，多次进样时，相邻两次的间歇时间为第四时长；
S9)由电路单元控制所述作为清洗气制备单元组件的气泵，让外部空气经过清洗气制备单元进入所述气路，最后进入CO气室，从其排气口排出，持续时间为第二时长；
S10)由电路单元控制传动单元，采用与S8)完全一样的进样法，将第一倒气袋中的肺泡气通过所述气路输送到CO气室进行浓度测量，每次输送气时间为第三时长，多次进样时，相邻两次的间歇时间为第四时长；
S11)控制所述作为清洗气制备单元组件的气泵，让外部空气经过清洗气制备单元进入所述气路，最后进入CO2气室，从其排气口排出，持续时间为第一时长；
对每个气路系统都执行完步骤S7)-S11)后，再对第一个气路系统执行步骤S12)；
S12)控制所述作为清洗气制备单元组件的气泵，让外部空气经过清洗气制备单元进入所述第一气路系统通道，最后进入CO气室，从其排气口排出，持续时间为第二时长。
9.根据权利要求8所述红细胞寿命测定方法，其特征在于，所述步骤S3)中，将肺泡气导入所述第一倒气袋分多次导入，或者一次性导入；所述步骤S5)中，将本底气导入所述第二倒气袋分多次导入，或者一次性导入；上述两步骤中，如果气缸容积比待导入气体体积小很多又要采用一次性导入，也可另设一气泵来代替气缸活塞作为气体驱动装置。
10.根据权利要求8所述红细胞寿命测定方法，所述第一时长为6-600秒，所述第二时长为20-2000秒，所述第三时长为1-90秒，所述第四时长为1-100秒。
11.根据权利要求8所述红细胞寿命测定方法，其特征在于，对每个气路系统，对应的所述肺泡气袋、本底气袋、第一倒气袋和第二倒气袋分别通过电磁阀连接到所述气路。
12.根据权利要求8所述红细胞寿命测定方法，其特征在于，被各个气路系统共享的所述CO气室、CO2气室分别通过电磁阀连接到各个所述气路系统的一端；各个所述气路系统的另一端与清洗气制备单元中的气泵组件的一端连接，所述气泵组件的另一端连接干燥管组件、通过干燥管组件连接催化管组件的一端、催化管组件的另一端再连到清洗气进气口。
13.根据权利要求8所述红细胞寿命测定方法，其特征在于，所述汽缸活塞组件包括丝杆、与被各个气路系统共享的CO气室和CO2气室相连接的气缸、置于气缸内的活塞-活塞杆、可沿丝杆驱动活塞杆往复运动的滑块，滑块沿着丝杆的移动由步进电机输出轴的旋转来驱动。
14.根据权利要求8所述红细胞寿命测定方法，其特征在于，对每个气路系统，所对应的所述肺泡气袋、本底气袋、第一倒气袋和第二倒气袋分别通过电磁阀连接到所述专用气路；为各个气路系统共享的所述CO气室、CO2气室分别通过电磁阀连接到各个所述气路系统一端的由所有气路系统共用的那一段共用气路，为各个气路系统共享的汽缸活塞组件的气缸连接到各个所述气路系统的同一端的共用气路中的、由所有气路系统共用的那一段共用气路，各个所述气路系统的另一端通过一段共用气路与气泵的一端连接，所述气泵的另一端通过清洗气制备单元连通到清洗气制备单元的进气口。
15.根据权利要求8所述红细胞寿命测定方法，其特征在于，每个气路系统的专用气路的一端通过各自的电磁阀与清洗气制备单元连接、另一端通过各自的电磁阀通过一段共用气路与气缸连接。
16.根据权利要求8所述红细胞寿命测定方法，其特征在于，各个气路系统共享的所述CO气室、CO2气室分别通过电磁阀与权利要求15所述的、连接各个气路系统的专用气路与气缸的共用气路中的、由所有气路系统共用的那一段共用气路连接。
17.一种非色散红外光谱法的红细胞寿命测定方法，其特征在于，采用了如下5项技术措施：制备性质稳定的清洗气清洗气室使得气室完全被清洗气所充满；通过少量进样或少量、多次、间歇进样法将待测定样品气体输送到气室；采用干扰成分吸收包去除干扰成分法；对肺泡气样和本底气样在时间顺序上成对紧挨着测量、成对的电平差-浓度差差值拟合法得到肺泡气内源性CO浓度；采用CO气室和CO2气室的双气室法实现对CO2和CO浓度的同机测量并依据测得的CO2浓度校正肺泡气采集时混入的空气对肺泡气内源性CO浓度的影响，从而测得肺泡气内源性CO浓度准确值、进而计算出红细胞寿命。
18.根据权利要求17所述方法，其特征在于，包括以下步骤：
步骤1：空气通过干燥管和催化管制备出性质稳定的清洗气，并清洗气室至气室完全被清洗气所充满；
步骤2：将少量肺泡气样品通过传动单元打入双气室中的CO2气室，测得肺泡气样中的CO2浓度；
步骤3：样本气导入倒气袋并采用干扰成分吸收包去除干扰成分；
步骤4：采用少量进样或少量、多次、间歇进样法将样本气导入CO气室；
步骤5：测得的肺泡气与本底气的电平差-浓度差通过差值拟合法得到肺泡气内源性CO浓度；
步骤6：依据测得的CO2浓度校正肺泡气采集时混入的空气对肺泡气内源性CO浓度的影响，并依据测得的准确的肺泡气内源性CO值计算出红细胞寿命。
19.根据权利要求17所述的方法，其特征在于，所用的清洗气既由红细胞寿命测定装置内置清洗气制备单元制备，或者由外部独立制备系统制备，或者外购得到。
20.根据权利要求17所述的方法，其特征在于，所述少量、多次、间歇中的“少量”是气室容积的1/100-1/2，“多次”是2-100次，“间歇”是相邻两次进样间的间歇时间，是1-100秒。
21.根据权利要求17所述的方法，其特征在于，所述干扰成分吸收包是内装有吸收材料的吸收袋、或者是含有吸收剂的过滤吸收器，或者是一次性使用的、或者是使用一段时间或一定次数再更换的。
22.根据权利要求17所述的方法，其特征在于，所述成对测量的肺泡气样、本底气样既是先测肺泡气后测本底气、或者是先测本底气后测样品气，只要用标准气标定时和红细胞寿命测量时采用同样的次序即可；其特征还在于，所述的“电平差-浓度差”差值拟合法既是最小二乘法、或者是其它曲线拟合法。
23.根据权利要求17所述的方法，其特征在于，所述的“依据测得的CO2浓度校正肺泡气采集时混入空气对肺泡气内源性CO浓度的影响”同样适用于其它呼气试验产品中依据测得的CO2浓度校正肺泡气采集时混入的空气对肺泡气中其它气体成分浓度的影响，从而实现对肺泡气其它气体成分的浓度值受到混入空气的影响的校正。
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