快速型氧氣傳感器和(he)CO2在運動心肺功能測試(shi)儀中的應(ying)用

應用介紹

數據顯(xian)示,環球煙民11.5億,每(mei)年(nian)約(yue)400萬人死于**引起的**。中(zhong)國有(you)3.16億煙民,1.8億(yi)吸(xi)煙者有煙癮,約有7.4億人被(bei)動吸(xi)煙。加(jia)之現在空(kong)氣(qi)污染日(ri)益嚴(yan)重，又伴(ban)隨新冠(guan)病毒大流行。這些外部因素(su)對肺功能的損害不容(rong)小覷。有(you)關(guan)專家認為，*好(hao)將(jiang)肺功能檢查列入常規體(ti)檢項目中，特別(bie)是(shi)那些長期吸(xi)煙和(he)被(bei)動吸(xi)二手煙的人群(qun)(qun)、經常接觸(chu)有(you)害氣(qi)體(ti)或粉塵等危險因素(su)的人群(qun)(qun)。

肺(fei)是(shi)(shi)(shi)人體(ti)(ti)的呼吸器官，也(ye)是(shi)(shi)(shi)人體(ti)(ti)重要的造血器官，肺(fei)主呼吸的功能，實(shi)際上是(shi)(shi)(shi)肺(fei)氣(qi)的宣發與肅降作(zuo)用(yong)在氣(qi)體(ti)(ti)交換(huan)過程中(zhong)(zhong)的具體(ti)(ti)表現(xian)，即氧氣(qi)和二氧化碳的交換(huan)。肺(fei)中(zhong)(zhong)氣(qi)體(ti)(ti)交換(huan)的位置在肺(fei)泡(pao)中(zhong)(zhong)，并遵(zun)循擴散原理，即氣(qi)體(ti)(ti)分(fen)子從高分(fen)壓通過肺(fei)泡(pao)****膜(血(xue)液氣體(ti)屏障)擴(kuo)散(san)到低(di)分壓(ya)，直到膜兩側(ce)的(de)(de)氣(qi)(qi)(qi)體壓(ya)力平衡。分壓(ya)是指某種氣(qi)(qi)(qi)體的(de)(de)壓(ya)力占混合氣(qi)(qi)(qi)體中(zhong)(zhong)(zhong)氣(qi)(qi)(qi)體總壓(ya)力的(de)(de)百分比。肺泡(pao)氣(qi)(qi)(qi)體中(zhong)(zhong)(zhong)的(de)(de)氧(yang)分壓(ya)高于肺泡(pao)膜****中(zhong)(zhong)(zhong)的(de)(de)氧(yang)分壓(ya)，因(yin)(yin)此氧(yang)從(cong)肺泡(pao)通過肺泡(pao)膜擴(kuo)散(san)到****中(zhong)(zhong)(zhong)，并(bing)與(yu)紅(hong)(hong)細胞(bao)中(zhong)(zhong)(zhong)的(de)(de)血紅(hong)(hong)蛋白結合。血液中(zhong)(zhong)(zhong)二(er)氧(yang)化碳(tan)(tan)的(de)(de)分壓(ya)高于肺泡(pao)中(zhong)(zhong)(zhong)的(de)(de)分壓(ya)，因(yin)(yin)此二(er)氧(yang)化碳(tan)(tan)從(cong)血液擴(kuo)散(san)到肺泡(pao)中(zhong)(zhong)(zhong)。由于二(er)氧(yang)化碳(tan)(tan)的(de)(de)擴(kuo)散(san)能力是氧(yang)氣(qi)(qi)(qi)的(de)(de)20倍(bei)，在(zai)擴(kuo)散(san)(san)(san)障(zhang)礙的情(qing)況(kuang)下，主要是氧(yang)氣(qi)(qi)擴(kuo)散(san)(san)(san)障(zhang)礙，可(ke)能會出(chu)現(xian)氧(yang)氣(qi)(qi)缺乏。擴(kuo)散(san)(san)(san)功能降低主要見于肺(fei)(fei)間質**，如彌漫性肺(fei)(fei)間質纖(xian)維化，而在(zai)其他情(qing)況(kuang)下，如肺(fei)(fei)氣(qi)(qi)腫，由于肺(fei)(fei)泡(pao)壁破壞導(dao)致(zhi)擴(kuo)散(san)(san)(san)面(mian)積(ji)減少，或(huo)貧血(xue)導(dao)致(zhi)血(xue)紅蛋白減少，均可(ke)降低肺(fei)(fei)擴(kuo)散(san)(san)(san)。

為(wei)了確認肺(fei)部的(de)(de)狀況，就(jiu)需要進行肺(fei)功能檢(jian)查，用到肺(fei)功能檢(jian)測儀。診斷慢性(xing)阻塞(sai)性(xing)肺(fei)**（簡(jian)稱(cheng)慢阻肺(fei)）的(de)(de)“金標準”就(jiu)是肺(fei)功能檢(jian)查。用于檢(jian)測肺(fei)功能的(de)(de)各種儀器主要分兩種，身形小巧易于攜帶的(de)(de)稱(cheng)為(wei)“小肺(fei)”，體積(ji)較(jiao)大(da)功能**的(de)(de)稱(cheng)為(wei)“大(da)肺(fei)”。

肺(fei)功能(neng)檢(jian)查對于(yu)早期(qi)檢(jian)出肺(fei)、氣道病(bing)(bing)變(bian)，鑒(jian)別呼吸困難(nan)的(de)原(yuan)因，診(zhen)斷病(bing)(bing)變(bian)部(bu)位，評(ping)(ping)估(gu)**的(de)病(bing)(bing)情嚴重度及其預后(hou)，評(ping)(ping)定**或其它**方法(fa)療效，評(ping)(ping)估(gu)肺(fei)功能(neng)對手術的(de)耐受(shou)力或勞動強度耐受(shou)力及對危重病(bing)(bing)人的(de)監護等。

肺(fei)(fei)功(gong)能(neng)的試驗儀器主要由肺(fei)(fei)量(liang)(liang)計(ji)、氣體分析儀及(ji)壓力計(ji)組(zu)成，通過它們的組(zu)合，可測出肺(fei)(fei)功(gong)能(neng)的大多數指(zhi)標，如肺(fei)(fei)容(rong)量(liang)(liang)、通氣、彌(mi)散、呼吸肌肉力量(liang)(liang)、氧耗(hao)量(liang)(liang)、二氧化碳產生(sheng)量(liang)(liang)等，其中肺(fei)(fei)量(liang)(liang)計(ji)在肺(fei)(fei)功(gong)能(neng)檢測中*為(wei)常用。

其(qi)中肺功能(neng)中的氣(qi)體(ti)傳感(gan)器主要用作測定(ding)氣(qi)體(ti)成分（定(ding)性(xing)）和氣(qi)體(ti)濃度或(huo)壓力(li)（定(ding)量(liang)）。有(you)收(shou)集呼出氣(qi)體(ti)于氣(qi)體(ti)收(shou)集袋（Douglars’ bag）然后作(zuo)平衡氣(qi)體(ti)分析及氣(qi)體(ti)實時分析（breath by breath）兩種(zhong)常用(yong)的方法。由于傳感器的精度(du)不斷提高(gao)和反應速度(du)的加快(kuai)，實(shi)時分析目前應用(yong)較為(wei)普遍(bian)。實(shi)時分析則對(dui)傳感器的響應時間(jian)要求比較高(gao)。

肺功能監測儀中檢測檢測耗氧(yang)量，推薦使用(yong)美國Teledyne公司的氧氣(qi)傳感器(qi)UFO 130-2系(xi)列

肺功能檢測參數中的CO2產生量推薦GSS的CO2傳感器SprintIR系列(lie)，其使(shi)用獲得**的(de) NDIR 固態(tai) LED 光學技術，使(shi)傳感器能夠在不影(ying)響參(can)數性能的(de)情況下響應快速變(bian)化(hua)的(de)二氧化(hua)。其(qi)中SprintIR-R 高(gao)速二(er)(er)氧(yang)化碳(tan)傳感(gan)(gan)器是一系(xi)列(lie)二(er)(er)氧(yang)化碳(tan)傳感(gan)(gan)器的(de)一部分，旨在(zai)提供****的(de)高(gao)速測量能力。每秒(miao)*多(duo)可讀取 50 個讀(du)數，非常適合需要以高重(zhong)復率進(jin)行(xing)單獨(du)測(ce)量或二氧(yang)化碳濃度快速(su)變化的(de)應用。

SprintIR-R利用氣體對紅外線的吸收原(yuan)理檢測。常用的是CO2傳(chuan)感器。該法(fa)測定準確、響應(ying)迅速，當氣流量>0.2L/min 時，CO2濃度響應值T90可(ke)達到1s。所以特別適用于(yu)肺功能(neng)檢(jian)測儀實(shi)時測定CO2濃度(du)。