二氧化碳监测

Fotolia_Capnography_135388655_L.jpg

二氧化碳监测是一种无创方法,可以检测呼气末二氧化碳 (EtCO₂) 的浓度。二氧化碳监测最初用于医院监测和急救护理,现已在医疗实践和家庭护理医学中快速普及。

CO₂ 传感器模块趋于小型化的趋势强调了基于 MEMS 的宽带红外 (IR) 源用于 NDIR 气体检测的优势。Axetris 提供了一系列这样的红外光源,带有改装的反射器和可选择性安装的光学窗口。新发布的 EMRIS50 专为高质量的 CO₂ 监控而研发,支持紧凑型 NDIR 二氧化碳描记图传感器,从而获得高质量监控效果。

二氧化碳描记图的信息内容

呼气期间的 CO₂ 浓度不是恒定的,而是随着呼气持续时间而变化。传统技术显示的是 CO₂ 分压而不是浓度。这可以通过呼吸周期的时间以及呼吸量的变化而绘制。

AX_GAS_Capnogrpahy_DI_03.jpeg

2 相中解剖死腔气和肺泡中含有 CO₂ 的气体混合,形成呼气上升支。3 相的肺泡平台代表主要呼出肺泡气。呼气结束时,测量 CO₂ 的浓度峰值,即呼气末气流值。吸气一开始,紧接着便是快速而剧烈的吸气下降支。呼吸循环期间 CO₂ 含量提供了有关患者健康状况的重要信息。呼气结束时释放的二氧化碳量 EtCO₂ 提供了有关呼吸用力的信息。波形可以提供有关可能发生的医疗问题的信息,例如气道阻塞、部分再呼吸和换气不足或过度。

CO₂ 测量如何有效?

非色散红外光谱 (NDIR) 使用宽带红外源。该红外源覆盖了测量各种气体(尤其是 CO₂)所需的整个波长光谱。

AX_GAS_IRS_Caphnography_DI_02.jpeg

Axetris EMRIS50 具有 4.26 μm 波长的高发射效率,这对于 CO₂ 测量非常重要,接近黑体特性。因此,借助窄带带通滤波器可选择要求用于测量关注气体的特定波长。然后,气体吸收该波长的辐射。这导致与样本体积中气体浓度成比例的信号降低。为了从二氧化碳描记图中获得有用的数据,每秒获取 30 到 100 个测量点非常重要。因此,需要一台具有高频率的可靠 IR 发射器。Axetris 推出了 EMIRS50,提供的这种红外光源具有非常快的电调制速率和在 100Hz 下超过 60% 的高调制深度。

主流与侧流测量

测量模块可以放置在患者呼出 CO₂ 的直接通道(主流)中或放在外围间接呼入系统(侧流)中。使用主流配置时,分析患者呼出的所有 CO₂。

AX_GAS_IRS_Caphnography_DI_01

侧流式分析仪只使用少量呼吸气体样本。重量对于主流分析仪中的传感器模块至关重要,因为传感器直接放置在呼吸管上。因此,减少传感器模块的重量直接提高了患者的舒适度。专门为此目的开发的 EMIRS50 具有以下特点:特别小的尺寸、低功耗和高调制深度。由于这些特性通常有利于二氧化碳描记图的生成,因此 EMIRS50 也可用于侧流。

EMIRS50 - 完美贴合

二氧化碳描记图波形的形状提供了有价值的信息,有助于获得更好的诊断效果。因此,快速准确的测量对于捕捉每次呼吸期间 CO₂ 浓度的瞬时变化至关重要。

AX_IRS_EMIRS_Geschaeftsbereich_PS.jpeg

CO₂ 浓度的高分辨率测量需要高采样率。因此,发射器应该能够在调制频率高且振幅损失最小的条件下运行。快速响应的 CO₂ 传感器提高了患者的安全性,但同时也需要包括红外光源在内的可靠组件。Axetris EMIRS50 专为二氧化碳描记图等此类医疗应用而设计。其特性满足医疗器械制造商的需求。EMIRS50 在 4.26μm 波长的高发射率特性使其成为集成到主流或侧流设备的首选。
其紧凑型的尺寸和低重量特性在主流分析仪中尤其有优势。此外,Axetris 的集成波束成形技术显著提高了效率。EMIRS50 和优化的反射器相结合,使整个设备非常可靠。