呼吸气体诊断系统的最新进展VIP专享VIP免费

收稿日期:1998-10-19文章编号:1000-6974(2000)06-0335-07呼吸气体诊断系统的最新进展李�冀,姚哲刚,王�平浙江大学生物医学工程与仪器科学学院生物传感器国家专业实验室,�(浙江,杭州,310027)��提要�介绍目前国际上利用呼吸气体进行疾病诊断技术发展现状,论述了用于医学诊断的呼吸气体检测的基本原理和方法,并着重介绍了呼吸气体诊断在糖尿病、胃肠疾病等方面的新进展和发展方向。最后介绍了医学专家诊断系统的发展以及与呼吸气体诊断相结合在电子鼻呼吸诊断中的应用前景。��关键词�呼吸气体诊断;人工嗅觉;电子鼻;专家系统��中图分类号:R443.+6���文献标识码:ATheNewestProgressoftheBreathDiagnosisSystemLIJi,YAOZhe-gang,WANGPingBiosensorsNationalSpecialLaboratory,DepartmentofBiomedicalEngineering,ZhejiangUniversity��Abstract�Thispaperpresentstherecentinternationalprogressofthebreathdiagnosissystems.Itdiscussesthebasicprinciplesandmethodofthebreathdiagnosis.Especially,thepaperintroducesthenewestprogressandthedevelopingtrendsindiagnosisofthediabetesandgastrointestinaldiseasesetc.Finally,itintroducestheprogressofthemedicaldiagnosisexpertsystemanditsapplicationinthebreathdiagnosisbasedontheelectronicnose.��Keywords�breathdiagnosis,artificialolfaction,electronicnose,expertsystem��随着医学诊断无损化的不断发展,呼吸气体诊断作为医学无损诊察的重要方式之一越来越受到人们的重视。现在的呼吸诊断主要是在病理上找到一种或几种与疾病高度相关的呼吸气体进行分析并判断病情,一般说来设备简单,操作方便,对病人无损害而且准确度较高。��呼吸气体是一种混合气体,它不但含有空气的成分还有各种代谢产物。这些代谢产物主要是血液中的物质通过呼吸作用排出体外的。因此,呼吸诊断在一些代谢性疾病中首先得到应用,如胃肠道疾病以及糖尿病等。其中糖尿病是一种常见的内分泌代谢疾病,其发病率为3%~5%,50岁以上的老人发病率高达16%,因而糖尿病的研究是医学领域的重点课题[1]。血糖的检测对于糖尿病的诊断和治疗具有重要意义,呼吸诊断在这方面取得了一定的进展,传统的有损的血样血糖检测方法不再是唯一的选择。此外,胃、肝功能的传统检查也经常带给病人种种不适,呼吸诊断在这一领域也有着良好的应用前景。��目前呼吸气体诊断的技术不断发展成熟,现在两个主要的发展方向是光化学分析和人工嗅觉系统,这两个方向主要是针对呼吸气体具有病理意义的检测而言的,在最终的医学诊断方面往往与专家系统相结合,以期真正达到为医患双方提供方便、快捷、无损的诊察手段的目的[2]。下面就这些方面研究进展和一些成果作简单的介绍。1�气体的光化学分析在呼吸诊断中的应用��气体的光谱分析是测定气体含量的重要方法,目前已有一些公司和机构开发出专供生理研究和诊断用的呼吸气体分析仪。如美国ECOPHISICS公司开发的Exhalyzer能够在�335��2000年24卷第6期�����������������中国医疗器械杂志ChineseJournalofMedicalInstrumentation������������������跟踪呼吸气体的流量、容积和压力的同时,检测呼吸气体中氮氧化物、氧气、二氧化碳的水平并能迅速捕捉到这些气体微量的变化,为生理研究和医学诊断提供有力的依据。Exh�alyzer用激光二极管吸收光谱测氧气含量,用近红外线光谱(NIRS)测二氧化碳含量,并用光化合法测一氧化氮含量,这充分说明了光谱分析是分析呼吸气体的有力手段。而一些研究人员将这一手段与同位素跟踪法结合起来在利用呼吸诊断胃肠道疾病、糖尿病等方面取得了一定的成果。13C作为呼吸气体中代谢产物被跟踪的同位素已经被应用于很多呼吸测试中[3]。美国MetabolismSolutions公司用13C-Octanoatc来测量胃排空过程,同时该公司还开发了检测肝功能,反映肝病变情况的呼吸测试系统。该公司利用苯基丙氨酸呼吸试验(PBT)来定量的对肝功能进行检测,不但能够评估晚期肝癌病人的情况,还能连续监测肝炎病人的进程。病人先服用一种含苯基丙氨酸跟踪物(tracer),由于苯基丙氨酸只在肝脏中代谢,因此可...