CN102338757A - 幽门螺杆菌14c检测装置和方法 - Google Patents

Abstract

本发明一种幽门螺杆菌¹⁴C检测装置和方法。所述方法包括：S1、收集病人呼出气体中的¹⁴C；S2、激发所述¹⁴C以产生β射线，并将所述β射线转化成脉冲电信号；S3、计数所述脉冲电信号；S4、基于所述脉冲电信号的计数判断是否有幽门螺杆菌。实施本发明的幽门螺杆菌¹⁴C检测装置和方法，不使用含甲醇的液体吸收剂，因而没有将腐蚀性有毒液体吸收剂倒吸入口的危险；不使用甲苯(二甲苯)等有毒致癌物质，对操作人员和病人完全没有危害，也不会对环境造成污染，因而属于环保产品；并且自动化程度高，操作简单。

Description

幽门螺杆菌14C检测装置和方法

技术领域

本发明涉及幽门螺旋杆菌的检测，更具体地说，涉及一种幽门螺杆菌¹⁴C检测装置和方法。

背景技术

幽门螺杆菌是1983年澳大利亚学者罗宾·沃伦(J.Robin Warren)和巴里·马歇尔(Barry J.Marshall)从一个慢性活动性胃炎患者胃粘膜活检标本中首先分离到的。人是幽门螺杆菌的唯一自然宿主，人群感染率很高，全世界人群感染率高达30～50％。幽门螺杆菌可以导致很多疾病的发生，因此对它的临床诊断和治疗是非常重要的。

尿素[¹⁴C]呼气试验是目前国际国内普遍采用的幽门螺杆菌诊断方法。其基于放射性同位素¹⁴C的呼吸检测原理，利用幽门螺杆菌富含尿素酶的特点，通过受检者口服微剂量¹⁴C-尿素，使得胃内幽门螺杆菌的尿素酶催化¹⁴C-尿素，最后通过肺以¹⁴CO₂形式呼出。

目前常见的幽门螺杆菌测试仪都是采用液闪法检测¹⁴C。如2007年1月23日，提出的专利申请CN 200710073016公开了一种“诊断幽门螺杆菌的试剂盒”，其至少包括吸收剂、闪烁体、极性溶剂等不同组分。在实际临床使用时，患者先向吸收剂中吹气，吹完后交给医生。医生要将闪烁液和极性溶剂按要求进行配制，再将配制后的溶液加入吸收剂中才能进行测量。这样的试剂盒存在的缺陷是病人在呼气操作时容易吸入吸收剂，并且需要医生进行大量的人工操作，而且这些液体本身也会对环境造成污染。

还有一些幽门螺杆菌检测公司采用质谱仪或红外线检测仪检测¹⁴C。然而这一检测方法的缺陷在于，检测一个样本耗时约2～3分钟，而且设备昂贵，检测成本高。

发明内容

本发明要解决的技术问题在于，针对现有技术的要么操作复杂，且产生的溶液会对环境造成污染，要么耗时长、而且设备昂贵，检测成本高的缺陷，提供一种幽门螺杆菌¹⁴C检测装置和方法。

本发明解决其技术问题所采用的一个技术方案是：构造一种幽门螺杆菌¹⁴C检测装置，包括：

¹⁴C收集模块，用于收集病人呼出气体中的¹⁴C；

脉冲产生模块，用于激发所述¹⁴C以产生β射线，并将所述β射线转化成脉冲电信号；

脉冲计数模块，计数所述脉冲电信号；

诊断模块，基于所述脉冲电信号的计数诊断是否感染幽门螺杆菌。

在本发明所述的幽门螺杆菌¹⁴C检测装置中，所述¹⁴C收集模块是集气卡。

在本发明所述的幽门螺杆菌¹⁴C检测装置中，所述脉冲产生模块包括：

高压产生电路，用于产生驱动GM管的驱动高压；

GM管，用于接收所述驱动高压，激发所述¹⁴C以产生β射线并将所述β射线转化成脉冲电信号。

在本发明所述的幽门螺杆菌¹⁴C检测装置中，所述脉冲产生模块进一步包括用于调节所述高压产生电路产生的驱动高压的电压值的电位器。

在本发明所述的幽门螺杆菌¹⁴C检测装置中，所述脉冲计数模块进一步包括：

计数单元，用于计数所述脉冲电信号；

检测开关电路，用于在设定时间内开启和关闭，进而控制所述计数单元在所述设定时间内计数所述脉冲电信号；

脉冲整形电路，用于整形所述脉冲电信号。

在本发明所述的幽门螺杆菌¹⁴C检测装置中，所述诊断模块进一步包括：

判断单元，用于在接收到的所述脉冲电信号的计数高于设定阈值时，判定病人已感染幽门螺杆菌；

提示单元，用于在所述判断单元判定病人已感染幽门螺杆菌进行提示；

存储单元，用于存储所述判断单元的判定结果。

在本发明所述的幽门螺杆菌¹⁴C检测装置中，所述提示单元包括蜂鸣器和/或液晶显示器。

在本发明所述的幽门螺杆菌¹⁴C检测装置中，所述诊断模块进一步包括用于打印所述判定结果的打印机。

在本发明所述的幽门螺杆菌¹⁴C检测装置中，所述判断单元为中央控制器，且通过总线驱动电路与所述提示单元、存储单元和打印机通信。

本发明解决其技术问题采用的另一技术方案是，构造一种幽门螺杆菌¹⁴C检测方法，包括：

S1、收集病人呼出气体中的¹⁴C；

S2、激发所述¹⁴C以产生β射线，并将所述β射线转化成脉冲电信号；

S3、计数所述脉冲电信号；

S4、基于所述脉冲电信号的计数诊断是否感染幽门螺杆菌。

实施本发明的幽门螺杆菌¹⁴C检测装置和方法，本发明通过收集病人呼出气体中的¹⁴C；激发所述¹⁴C以产生β射线，并将所述β射线转化成脉冲电信号，再计数所述脉冲电信号从而判断病人是否感染幽门螺杆菌，因此具有以下优点：

a)不使用含甲醇的液体吸收剂，因而没有将腐蚀性有毒液体吸收剂倒吸入口的危险；

b)不使用甲苯(二甲苯)等有毒致癌物质。对操作人员和病人完全没有危害，也不会对环境造成污染，属于环保产品；

c)自动化程度高，操作简单。

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是本发明的幽门螺杆菌¹⁴C检测装置的第一实施例的原理框图；

图2是本发明的幽门螺杆菌¹⁴C检测装置的第二实施例的结构示意图；

图3是图2示出的本发明的幽门螺杆菌¹⁴C检测装置的软件流程图；

图4是本发明的幽门螺杆菌¹⁴C检测方法的第一实施例的流程图。

具体实施方式

如图1所示，本发明的幽门螺杆菌¹⁴C检测装置包括：¹⁴C收集模块、脉冲产生模块、脉冲计数模块和诊断模块。其中所述¹⁴C收集模块用于收集病人呼出气体中的¹⁴C。在本发明的一个优选实施例中，该¹⁴C收集模块可以是可吸附病人呼出气体中的¹⁴C的集气卡。在本发明的其他实施例中，该¹⁴C收集模块也可以是其他能够吸附病人呼出气体中的¹⁴C的集气装置。任何本领域中已知的集气装置，只要其能完成本发明所需的基本功能，都可以用于本发明。在此，本发明不受¹⁴C收集模块的具体实现形式的限制。

该脉冲产生模块可以用于激发所述¹⁴C以产生β射线，并将所述β射线转化成脉冲电信号。在本发明的一个优选实施例中，其可以是具有高灵敏度的GM管(Geiger-Muller，盖革-弥勒)管。

该脉冲计数模块可用于计数所述脉冲电信号，例如其可以是脉冲计数器。

该诊断模块可以从该脉冲计数模块接收所述脉冲电信号的计数，并基于所述脉冲电信号的计数诊断是否感染幽门螺杆菌。例如，当获得的脉冲电信号的计数大于一个原始设定值时，即可判断病人已经感染幽门螺杆菌。

下面结合图1示出的幽门螺杆菌¹⁴C检测装置对其原理和操作过程做进一步的介绍。首先病人应该在早上空腹时或进食两小时以后进行测试。测试病人用约20ml凉饮用水送服尿素[¹⁴C]胶囊一粒后，静坐25分钟。在此期间，病人胃内的幽门螺杆菌所含的尿素酶可催化¹⁴C-尿素，最后通过肺以¹⁴CO₂形式呼出。此时，病人可以向集气卡吹气。当集气卡吸附了病人呼出气体中的¹⁴C之后，将集气卡***GM管的窗口中。GM管在高压驱动下，¹⁴C会释放β射线，并由GM管转变为脉冲电信号。随后，可记录单位时间内脉冲电信号的个数，当其超过一定阈值时，代表病人呼出的气体中¹⁴C含量超出一定阈值，也就是说病人的幽门螺杆菌感染诊断为阳性，否则为阴性。

图2是本发明的幽门螺杆菌¹⁴C检测装置的第二实施例的结构示意图。在图2示出的实施例中，集气卡用于收集病人呼出气体中的¹⁴C。随后，富集了¹⁴C的集气卡***到GM管的窗口中。高压产生电路可产生800伏的驱动高压用以驱动该GM管。在本发明的一个优选实施例中，可采用电位器来调节高压产生电路产生的驱动高压的电压值。此时，所述¹⁴C被激发以产生β射线，此时，GM管将所述β射线转化成脉冲电信号。

在本实施例中，为了更加精确地测定单位时间内的脉冲电信号个数，所述脉冲计数模块进一步包括：计数单元、检测开关电路和脉冲整形电路。其中，该计数单元用来计数脉冲电信号，其可以是一个计数器。该脉冲整形电路可用于对GM管转化的脉冲电信号进行整形，从而更好的实现计数。该检测开关电路用于在设定时间内开启和关闭，进而控制所述计数单元在所述设定时间内计数所述脉冲电信号。比如，该检测开关电路开启后，计数单元开始计数，当250s(当然也可以是100s，500s等任何需要的时间)以后，检测开关电路关闭，计数单元停止计数。在本发明的一个实施例中，该检测开关电路的开启和关闭时间可以预先设置。在本发明的可选实施例中，该脉冲整形电路连接到该检测开关电路之后，以整形需要进行计数的脉冲电信号。在本发明的其他实施例中，也可以先对脉冲电信号进行整形。

在本发明的一个优选实施例中，该检测开关电路的开启和关闭时间可以直接内置，例如通过在检测开关电路中内置计时器来实现。在本发明的另一优选实施例中，可以通过诊断模块来设置检测开关电路的开启和关闭时间。在这样的实施例中，该诊断模块可以包括一个中央控制器来作为判断单元。该中央控制器中可以预先设置或可由使用者通过键盘输入有检测开关电路的开启和关闭时间，从而控制检测开关电路的开启和关闭。

此外，该中央控制器中开进一步存储有脉冲电信号的设定阈值。在本发明的其他实施例中，也可以通过键盘输入脉冲电信号的设定阈值。该中央控制器从计数单元接收脉冲电信号的计数，将其与存储其中的设定阈值进行比较。当该接收的脉冲电信号的计数大于该设定阈值时，表明人呼出的气体中¹⁴C含量超出一定阈值，也就是说病人的幽门螺杆菌感染诊断为阳性，否则为阴性。

在图2示出的优选实施例中，该诊断模块还进一步包括了用于在所述中央控制器判定病人已感染幽门螺杆菌进行提示的提示单元和用于存储所述中央控制器的判定结果的存储单元。例如，该提示单元可以包括蜂鸣器和/或液晶显示器。该中央控制器可以通过总线驱动电路和该蜂鸣器、液晶显示器和存储单元连接。当中央控制器判定病人已感染幽门螺杆菌时，蜂鸣器将鸣叫，且液晶显示器将显示病人已经感染等相关信息。在本发明的又一实施例中，中央控制器还通过总线驱动电路与打印机连接，进而可以打印判定结果。

本领域技术人员知悉，虽然在本发明中是以中央控制器来说明判断单元的功能的，但是其他可以执行上述操作的控制器，或控制单元，如微处理器，微控制器，个人电脑等等，都可以用于本发明。上述提示单元除了包括蜂鸣器和液晶显示器以外，还可以包括LED灯，可通过其闪烁来表示检测结果。存储单元可以在中央控制器外部，通过通信总线或其他通信接口与中央控制器连接，也可以内置在中央控制器内部。此外，也可采用如手写触摸屏来替代键盘，用于输入相关参数等等。

图3是图2示出的本发明的幽门螺杆菌¹⁴C检测装置的软件流程图。如图3所示，当在进行检测之前，对整个幽门螺杆菌¹⁴C检测装置进行初始化，也就是对中央控制器的IO扩展芯片、实时时钟、定时器和连接到中央控制器的、液晶显示器、打印机进行初始化。此时，液晶显示器显示***自检界面。随后，脉冲计数模块开始初始化。此时进入本底标定子程序。定时器初始化，定时器是用于防止各种长时间无响应状态。此后，液晶显示器显示准备状态主界面。此时，循环等待按键触发。如果30s无按键触发，则关闭液晶，待机灯亮。如果此时有检测按键被触发，则进入检测子程序，也就是实施本发明的幽门螺杆菌¹⁴C检测。如果参数设置按键被触发，则进行参数设置子程序，用户可以自行设置相关参数，如检测开关电路开启和关闭的设定时间，脉冲电信号计数的设定阈值等等。如果本底标定按键被触发，则进如本底标定子程序，进行本底标定。

图4是本发明的幽门螺杆菌¹⁴C检测方法的第一实施例的流程图。在执行如图4所示的步骤之前，首先病人应该在早上空腹时或进食两小时再进行后续检测。测试病人用约20ml凉饮用水送服尿素[¹⁴C]胶囊一粒后，静坐25分钟。在此期间，病人胃内的幽门螺杆菌所含的尿素酶可催化¹⁴C-尿素，最后通过肺以¹⁴CO₂形式呼出。接着可以执行如图4中示出的检测方法。如图4所示，在步骤S1中，收集病人呼出气体中的¹⁴C。接着，在步骤S2中，激发所述¹⁴C以产生β射线，并将所述β射线转化成脉冲电信号。在步骤S3中，计数所述脉冲电信号。最后在步骤S4中，基于所述脉冲电信号的计数判断是否有幽门螺杆菌。图4中示出的步骤，可以通过图1和图2以及对图1和图2的描述中所公开的幽门螺杆菌¹⁴C检测装置来完成。基于本发明的教导，本领域技术人员能够实现上述检测方法。在此，本发明的方法是对人体的离体数据进行的检测，进而判断是否存在幽门螺杆菌，因此不属于诊断或者治疗方法。

通过上述描述，本领域技术人员知悉，本发明的幽门螺杆菌¹⁴C检测装置和方法，具有以下优点：

a)不使用含甲醇的液体吸收剂，因而没有将腐蚀性有毒液体吸收剂倒吸入口的危险；

b)不使用甲苯(二甲苯)等有毒致癌物质。对操作人员和病人完全没有危害，也不会对环境造成污染，属于环保产品；

c)自动化程度高，操作简单。

虽然本发明是通过具体实施例进行说明的，本领域技术人员应当明白，在不脱离本发明范围的情况下，还可以对本发明进行各种变换及等同替代，都应落入本发明的保护范围。

Claims (10)

1.一种幽门螺杆菌¹⁴C检测装置，其特征在于，包括：

¹⁴C收集模块，用于收集病人呼出气体中的¹⁴C；

脉冲产生模块，用于激发所述¹⁴C以产生β射线，并将所述β射线转化成脉冲电信号；

脉冲计数模块，计数所述脉冲电信号；

诊断模块，基于所述脉冲电信号的计数诊断是否感染幽门螺杆菌。

2.根据权利要求1所述的幽门螺杆菌¹⁴C检测装置，其特征在于，所述¹⁴C收集模块是集气卡。

3.根据权利要求1所述的幽门螺杆菌¹⁴C检测装置，其特征在于，所述脉冲产生模块包括：

高压产生电路，用于产生驱动GM管的驱动高压；

GM管，用于接收所述驱动高压，激发所述¹⁴C以产生β射线并将所述β射线转化成脉冲电信号。

4.根据权利要求3所述的幽门螺杆菌¹⁴C检测装置，其特征在于，所述脉冲产生模块进一步包括用于调节所述高压产生电路产生的驱动高压的电压值的电位器。

5.根据权利要求1所述的幽门螺杆菌¹⁴C检测装置，其特征在于，所述脉冲计数模块进一步包括：

计数单元，用于计数所述脉冲电信号；

检测开关电路，用于在设定时间内开启和关闭，进而控制所述计数单元在所述设定时间内计数所述脉冲电信号；

脉冲整形电路，用于整形所述脉冲电信号。

6.根据权利要求1所述的幽门螺杆菌¹⁴C检测装置，其特征在于，所述诊断模块进一步包括：

判断单元，用于在接收到的所述脉冲电信号的计数高于设定阈值时，判定病人已感染幽门螺杆菌；

提示单元，用于在所述判断单元判定病人已感染幽门螺杆菌进行提示；

存储单元，用于存储所述判断单元的判定结果。

7.根据权利要求6所述的幽门螺杆菌¹⁴C检测装置，其特征在于，所述提示单元包括蜂鸣器和/或液晶显示器。

8.根据权利要求6所述的幽门螺杆菌¹⁴C检测装置，其特征在于，所述诊断模块进一步包括用于打印所述判定结果的打印机。

9.根据权利要求8所述的幽门螺杆菌¹⁴C检测装置，其特征在于，所述判断单元为中央控制器，且通过总线驱动电路与所述提示单元、存储单元和打印机通信。

10.一种幽门螺杆菌¹⁴C检测方法，其特征在于，包括：

S1、收集病人呼出气体中的¹⁴C；

S2、激发所述¹⁴C以产生β射线，并将所述β射线转化成脉冲电信号；

S3、计数所述脉冲电信号；

S4、基于所述脉冲电信号的计数判断是否有幽门螺杆菌。

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