基于石墨烯电子鼻的可重复穿戴式呼吸检测仪制造技术

本发明专利技术涉及一种基于石墨烯电子鼻的可重复穿戴式呼吸检测仪，其中包括呼吸采集装置、弹性佩带、左进气滤盒、右进气滤盒以及单向透气阀。采用了该种结构的检测仪，不仅能利用石墨烯传感器分析判断使用者的呼吸所产生的异常气味，以及其细胞突变以及口腔的伸缩应力转化为电量的变化，实现对使用者身体健康的异常情况、以及呼吸情况的检测，并可用于临床上大数据样本分析。同时，低成本、高通量、大样本数据的积累有利于发现新的疾病生物标志物，该检测仪给用户提供一种便携、无创、快速、灵敏、准确、廉价、可重复的可穿戴式检测设备，对外监测空气，对内检测包括早期癌症在内的疾病，准确感知与储存用户的健康数据，具有更广泛的应用范围。

Repeatable wearable breathing apparatus based on electronic nose of graphene

The invention relates to a reusable wearable respiration detector based on graphene electronic nose, which comprises a breathing collection device, an elastic belt, a left air inlet filter box, a right air inlet filter box and a one-way ventilation valve. The instrument of this kind of structure, abnormal smell can not only analyze and judge the respiration of the user generated by graphene sensors, and the cell mutation and oral expansion stress into power changes, to achieve the user abnormal, health and detection of respiratory conditions, and can be used for clinical analysis on sample data. At the same time, low cost, high throughput, large sample data accumulation for the discovery of new biomarkers of the disease, the detector to provide a portable, noninvasive, rapid, sensitive, accurate, inexpensive, wearable detection equipment repeatedly, foreign air monitoring, detection of early cancer disease including, health perception and accurate data stored in the user, has wider application range.

【技术实现步骤摘要】
基于石墨烯电子鼻的可重复穿戴式呼吸检测仪
本专利技术涉及可穿戴式医疗器械领域，尤其涉及人体呼吸与唾液的检测，具体是指一种基于石墨烯电子鼻的可重复穿戴式呼吸检测仪。
技术介绍
疾病频繁地干扰我们的生活乐趣和身体健康，癌症严重地影响了我们的生活质量和生存年限。目前常用疾病与肿瘤的检测方法具有相对复杂有创、费用昂贵、延误治疗等缺点，造成大多数癌症患者在确诊时即为晚期，失去了手术或最佳治疗时机，预后很差。因此，早发现、早治疗是癌症治疗中最重要的环节。闻口气，辩疾病。很早以前科学家就发现“肝病、肾病、糖尿病、肺结核、胃肠道感染，以及哮喘患者都可以从口腔散发独特的气味，目前已发现有数千种化学成分导致了那些具有疾病警示作用的特殊呼吸气味。像指纹一样，每个人的呼吸特征也是独一无二。这意味着通过呼气检测，越来越多的健康问题可在疾病的初期就被诊断出来。据美国科学家报道，有些狗能嗅出它们主人的血糖水平下降而提出早期警告。经过训练的狗对肿瘤患者的气味样本能够作出异常反应。其准确率达到90％左右(这与患者呼出气体中易挥发有机化合物、及气体冷凝物中的相关基因有关)。以色列研究人员报告称，对72名患者的研究显示，呼吸分析可以区分良性和恶性结节，准确率高达88％，呼吸检测还能评估肺癌的具体类型和阶段。近代医学表明，疾病可以改变人体的新陈代谢，这一改变导致某一器官里细胞产生了挥发性有机化合物(VOCs)成分不同。而这些挥发性有机化合物可以通过人体血液循环抵达肺部，在气体交换的过程中，这些挥发性有机化合物可以通过人体肺部排出体外。美国克利夫兰诊所勒纳研究所肺血管主任拉伊德德维克表示“只要存在易挥发成分，如果可以进行血液测试的东西都有希望通过呼吸测试出来。”与血液检测相比，呼吸检测不疼，输出结果更快，检测费用更低，而且便于重复检测，甚至在患者沉睡或做运动时都可以进行检测。某些呼吸检测甚至能做到血液检测都做不到的事。呼吸诊断作为一种具有很好发展前景的无创诊断方法，在世界各国受到越来越多的重视。一些专家希望：呼吸检测能够与CT扫描结合起来使用，以减少不必要的活体检查次数。这使它列入当今高科技临床诊断工具(包括侵入性的结肠镜检查)中最有效、最好的手段。幽门螺杆菌的呼吸检测早已应用于临床之中，一氧化氮作为哮喘抗炎症治疗效果的检测指标也已经通过了美国的FDA认证(SikoffP.E.,2004)。近来，上海交通大学的科研团队在这方面取得了一定突破，他们实验论证了呼气检测和唾液检测的应用。据透露已开发出了通过呼气来检测胃癌的传感器，而且技术比较成熟，团队将进一步研究肺癌和其他肿瘤的呼吸检测。虽然类似的研究与成果还有很多，但大多都主要集中在单个传感器器件性能上。在制作与运用性能卓越的传感器以精确追踪人体中的化学物质与健康检测方面，科学家们已取得了重大的进步。然而，他们研制出的各式各样的传感器，尽管从理论上而言很好，单项上功能上也非常优秀。但目前不是处在实验室阶段，就是尚无现成功能性的应用产品，现在更无综合应用的集成方案，所以目前还无法开展工业化生产、及在更大范围内推广使用。随着社会快速发展，人们对身体健康和生活品质提出了更高的追求，市场迫切需要体积小、质量轻、功耗低、性能一致性好、集成化、智能化和能大批量市场的综合型检测产品的问世。如今的健康检测与智能佩戴类产品层出不穷，健康与长寿是人们最关切的问题，疾病与癌症是人类最忧虑的心病。口腔与鼻腔是人体最重要的门户，也是延续人类寿命的重要器官。其应用技术也是日新月异，不仅吸引人们的眼球，还引领着生活消费的方向。因此，如能提供给大众提供一种便携、无创、快速、灵敏、准确、廉价、高通量、可重复的可穿戴式检测设备，相信一定会深受高度关注健康人群的喜爱，其生产制作简便高效又经济耐用、适于大规模推广应用。
技术实现思路
本专利技术的目的是克服了上述现有技术的缺点，提供了一种能够实现检测包括早期癌症在内的疾病的基于石墨烯电子鼻的可重复穿戴式呼吸检测仪。为了实现上述目的，本专利技术的基于石墨烯电子鼻的呼吸检测仪具有如下构成：该基于石墨烯电子鼻的可重复穿戴式呼吸检测仪，其主要特点是，所述的检测仪包括呼吸采集装置、弹性佩带、左进气滤盒、右进气滤盒以及单向透气阀；所述的呼吸采集装置用以实时记录石墨烯阵列的电阻变化情况，所述的左进气滤盒和右进气滤盒分别与所述的弹性佩带的两端对应相连接，所述的弹性佩带的两端分别与所述的呼吸检测仪主体的两侧对应相连接；所述的单向透气阀设置于所述的呼吸采集装置的表面；所述的可重复穿戴式呼吸检测仪还包括检测模块、显示模块、控制模块；所述的检测模块分别与所述的显示模块和控制模块相连接且设置于所述的呼吸采集装置的外凸部位的上部以及内凹部位的中部，所述的显示模块与所述的控制模块相连接且设置于所述的呼吸采集装置的外凸部位的中部。该基于石墨烯电子鼻的可重复穿戴式呼吸检测仪的呼吸采集装置为与面部形状相匹配的立体形结构，且为外凸内凹薄壳状，所述的呼吸采集装置的中部还设置有一层圆弧状的硅胶分割层活动隔板，所述的硅胶分割层活动隔板的一端呈圆弧状并与所述的呼吸采集装置呈插入式气密连接，所述的硅胶分割层活动隔板的另一端设置为凹形弧状。该基于石墨烯电子鼻的可重复穿戴式呼吸检测仪的检测模块包括：环境检测子模块，设置于所述的显示模块的上部；脑电检测子模块，设置于所述的环境检测子模块的上部及二个耳孔内；鼻息检测子模块，设置于所述的硅胶分割层活动隔板的板面的上部；口气检测子模块，设置于所述的硅胶分割层活动隔板的板面的下部；重疾检测子模块，设置于所述的单向透气阀的外圆弧周边；生理检测子模块，设置于所述的单向透气阀的内表面；唾液检测子模块，设置于所述的呼吸采集装置的底部；脉搏检测子模块，设置于所述的唾液检测子模块的下部。该基于石墨烯电子鼻的可重复穿戴式呼吸检测仪的检测模块为以下任一种传感器及以下传感器的任意组合：石墨烯气敏传感器、石墨烯橡胶传感器、石墨烯泡沫传感器、石墨烯纤维传感器、石墨烯传感器；其中，所述的石墨烯传感器为包括气敏传感单元、压敏传感单元、湿敏传感单元以及光敏传感单元的阵列。该基于石墨烯电子鼻的可重复穿戴式呼吸检测仪的显示模块包括显示屏子模块，所述的显示屏子模块为以下任一种显示屏单元：赛伦纸显示屏单元、AMOLED触摸显示屏单元、OLED触摸显示屏单元、石墨烯应变压力传感显示屏单元。该基于石墨烯电子鼻的可重复穿戴式呼吸检测仪的显示屏子模块包括显示屏固定单元、显示屏移动单元以及显示屏旋转单元。该基于石墨烯电子鼻的可重复穿戴式呼吸检测仪的控制模块包括脑电波子模块、微机子模块与电源子模块，所述的微机子模块设置于所述的呼吸采集装置的内表面，所述的脑电波子模块设有TGAT芯片，所述TGAT芯片设置于所述的微机子模块处，所述的电源子模块设置于所述的显示模块的背面。该基于石墨烯电子鼻的可重复穿戴式呼吸检测仪的微机子模块为以下任一种单元及以下单元的任意组合：微机单元、无线信号发送单元、网络单元、定位单元；其中，所述的微机单元包括数据信息分析处理子单元、学习软件语音播放子单元以及GPRS子单元。该基于石墨烯电子鼻的可重复穿戴式呼吸检测仪的电源子模块包括摩擦电纳米发电机和供电单元，其中，所述供电单元为以下任一种电池单元：石墨烯固态薄膜电池单元、Na-本文档来自技高网...

【技术保护点】
一种基于石墨烯电子鼻的可重复穿戴式呼吸检测仪，其特征在于，所述的检测仪包括呼吸采集装置、弹性佩带、左进气滤盒、右进气滤盒以及单向透气阀；所述的呼吸采集装置用以实时记录石墨烯阵列的电阻变化情况，所述的左进气滤盒和右进气滤盒分别与所述的弹性佩带的两端对应相连接，所述的弹性佩带的两端分别与所述的呼吸检测仪主体的两侧对应相连接；所述的单向透气阀设置于所述的呼吸采集装置的表面；所述的可重复穿戴式呼吸检测仪还包括检测模块、显示模块、控制模块；所述的检测模块分别与所述的显示模块和控制模块相连接且设置于所述的呼吸采集装置的外凸部位的上部以及内凹部位的中部，所述的显示模块与所述的控制模块相连接且设置于所述的呼吸采集装置的外凸部位的中部。

【技术特征摘要】
1.一种基于石墨烯电子鼻的可重复穿戴式呼吸检测仪，其特征在于，所述的检测仪包括呼吸采集装置、弹性佩带、左进气滤盒、右进气滤盒以及单向透气阀；所述的呼吸采集装置用以实时记录石墨烯阵列的电阻变化情况，所述的左进气滤盒和右进气滤盒分别与所述的弹性佩带的两端对应相连接，所述的弹性佩带的两端分别与所述的呼吸检测仪主体的两侧对应相连接；所述的单向透气阀设置于所述的呼吸采集装置的表面；所述的可重复穿戴式呼吸检测仪还包括检测模块、显示模块、控制模块；所述的检测模块分别与所述的显示模块和控制模块相连接且设置于所述的呼吸采集装置的外凸部位的上部以及内凹部位的中部，所述的显示模块与所述的控制模块相连接且设置于所述的呼吸采集装置的外凸部位的中部。2.根据权利要求1所述的基于石墨烯电子鼻的可重复穿戴式呼吸检测仪，其特征在于，所述的呼吸采集装置为与面部形状相匹配的立体形结构，且为外凸内凹薄壳状，所述的呼吸采集装置的中部还设置有一层圆弧状的硅胶分割层活动隔板，所述的硅胶分割层活动隔板的一端呈圆弧状并与所述的呼吸采集装置呈插入式气密连接，所述的硅胶分割层活动隔板的另一端设置为凹形弧状。3.根据权利要求1所述的基于石墨烯电子鼻的可重复穿戴式呼吸检测仪，其特征在于，所述的检测模块包括：环境检测子模块，设置于所述的显示模块的上部；脑电检测子模块，设置于所述的环境检测子模块的上部及二个耳孔内；鼻息检测子模块，设置于所述的硅胶分割层活动隔板的板面的上部；口气检测子模块，设置于所述的硅胶分割层活动隔板的板面的下部；重疾检测子模块，设置于所述的单向透气阀的外圆弧周边；生理检测子模块，设置于所述的单向透气阀的内表面；唾液检测子模块，设置于所述的呼吸采集装置的底部；脉搏检测子模块，设置于所述的唾液检测子模块的下部。4.根据权利要求1所述的基于石墨烯电子鼻的可重复穿戴式呼吸...

【专利技术属性】
技术研发人员：张佩刚，
申请(专利权)人：上海舒爽材料科技有限公司，
类型：发明
国别省市：上海,31