針對基層衛生院的幽門螺桿菌檢測儀的設計

卓海

(佛山市第一人民醫院設備科，廣東佛山528000)

針對基層衛生院的幽門螺桿菌檢測儀的設計

卓海

(佛山市第一人民醫院設備科，廣東佛山528000)

胃幽門螺桿菌(Helicobacter pylori，Hp)是導致胃炎、胃潰瘍、十二指腸潰瘍等疾病的原因，并與胃癌等的發生密切相關。目前，胃Hp感染的檢查包括有創性與無創性兩類方法。但因使用放射性核素碳14而使受檢者產生顧慮。而國內外檢測由C13和C12組成的CO2的濃度通常采用質譜儀、紅外光譜儀等檢測設備因價格昂貴，無法在基層醫院展開。本文旨在討論采用NDIR紅外氣體傳感器技術用于檢測C13和C12方面的原理、方法及應用前景。

胃幽門螺桿菌;NDIR紅外氣體傳感器;設計

1 國內外研究現狀

目前，胃Hp感染的檢查包括有創性與無創性兩類方法。有創性檢查如胃鏡下活檢快速尿素酶法、胃鏡下活檢細菌培養法與胃鏡下活檢細菌學檢查等;無創檢查有血清抗體檢查、糞便幽門螺桿菌抗原檢測、尿素碳13(13 C)呼氣試驗與尿素碳14(14 C)呼氣試驗等，其中血清抗體法及糞便Hp抗原檢測需患者抽血或留大便，操作繁瑣，尿素碳14呼氣試驗雖方便快捷，但因使用放射性核素碳14而使受檢者產生顧慮。

目前國內外檢測由C13和C12組成的CO2的濃度通常采用質譜儀、紅外光譜儀等檢測，質譜儀和紅外光譜儀的造價都很高，約50～100萬，并且使用質譜儀檢測時每兩個月需要更換一瓶氬氣，這會造成使用成本很高，不利于基層醫院開展此類項目的檢查。

2 幽門螺桿菌檢測儀的設計原理

C13是碳的穩定同位素之一，其原子核內含有6個質子和7個中子(比常見的碳12多一個中子)，原子核外有6個核外電子，顯電中性。自然界中碳元素含兩種穩定同位素，13C 1．11%，12C 98．89%。

碳13呼氣試驗法的原理是:胃內的Hp依靠其高活性的內源性尿素酶能將口服的碳13標記的尿素分解成氨氣和碳13標記的二氧化碳，后者極易彌散入血，經肺呼出而被檢測到。

C13呼氣試驗:患者吞下一顆預先用穩的同位素13C來標記尿素的藥丸，所以稱它為13碳-尿素呼氣試驗。因為HP細菌內有尿素酶，在胃內遇到吞下的13C-尿素，就會把它分解成13CO2，13CO2經胃腸道吸收經血液循環到達肺后隨呼氣排出。我們只要收集呼出的氣體，測定其中的13C標記的13CO2，就可準確地證明有沒有HP感染。

由于由C13和C12組成的CO2在紅外波段的吸收波長不一樣，因此我們又可以通過檢測紅外波長的吸收來區分C13和C12。按照這個思路，采用NDIR紅外氣體傳感器技術用于檢測C13和C12即成為可能。不同的氣體都有特定的吸收波長，因此，這種傳感器不同氣體的相互干擾較小，測量精度高;這種傳感器采用半導體工藝，具有結構簡單、長壽命的特點。下圖是不同氣體在紅外波段的吸收光譜。

圖1 測量方法示意圖

3 總結

碳13呼氣試驗診斷幽門螺桿菌感染方法有以下優點:患者檢查時無創傷無痛苦，無任何毒副作用;簡單方便快捷;檢查Hp的敏感性與特異性均較一般檢查高，準確率達95%以上;無放射污染，可應用于嬰幼兒、孕婦、哺乳期婦女及準備孕育的婦女;檢查費用較低;檢查完畢后幾分鐘即可取報告。

NDIR紅外氣體傳感器技術將大大降低檢測儀器的成本和價格，將這一技術向基層醫院推廣，讓更多的患者盡可能早的得到診斷。

R573

B

1002-2376(2015)01-0037-02

佛山市衛生局醫學科研立項(2012045)NDIR紅外氣體傳感器在檢測胃幽螺桿菌方面的應用。

2014-10-20