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利用呼出气体诊断多种疾病的装置问世

2013年05月09日

成本小、能耗低,只依靠呼出气体就能实现监测,分析种类多、及时且操作简单,对人体无损伤,这些指标一列出来,俨然就是物联网时代的典型应用。如果能将体积做得足够小,它完全可以像血压计一样走进千家万户,实时动态监测我们的健康状况,实现对疾病的早期检测和早期干预。如果把这些生理信号传感器与移动通信、云计算和穿戴式设备等结合,我们完全可以用“革命”一词来形容其对人们健康生活和医疗市场的改变。

英国剑桥大学最新发布新闻公报称,该校创新公司开发出一种新型装置,通过对人体呼出气体进行分析,可快速地诊断哮喘、肝脏疾病等多种疾病。

我们呼出的气体中,除了氮、氧和二氧化碳之外,还包含着其他许多种化合物,这些化合物的含量水平是判断身体状况的一个重要指标。比如,呼出气体中丙酮含量较高,则意味着有很大风险患上了糖尿病;而若呼出气体中一氧化氮含量高于正常水平,则很可能是得了哮喘病。

正因如此,非侵入式的呼吸分析仪器在医学诊断和疾病监控领域具有很大的发展潜力。目前已开发出多种呼吸分析仪器用于医学诊断,但这些分析仪器中大多是使用质谱分析方法或激光来分析呼出气体中的特定化合物,分析范围很小,因而诊断不同的疾病,就需要使用不同的设备。

剑桥大学下属创新公司开发的新型装置则明显不同。这种基于互补金属氧化物半导体(CMOS)技术开发的新设备,使用宽波段红外辐射,探测波段在2微米到14微米之间,可从人体呼出气体中探测分析超过35种生物标记。该设备不仅成本低廉,能耗也很低,并且十分高效,其微型加热装置可在不足一秒的时间内将温度从室温水平提高到700摄氏度,这一温度足够释放红外辐射,使传感材料与气体分子发生反应。

研究人员指出,使用这种非侵入式的呼吸分析仪器,不仅快捷高效,患者也无痛,具有很好的发展前景。

关键词:疾病诊断  呼吸分析仪器