一、引言
在现代医疗技术的蓬勃发展进程中,呼气检测作为一种新兴的无创诊断手段,为疾病的诊断与治疗开辟了全新的路径。
FeNO 检测,简而言之,就是对人体呼出气体中一氧化氮浓度的精准测定。一氧化氮作为一种关键的生物信号分子,在人体生理与病理过程中扮演着举足轻重的角色。呼吸道内的一氧化氮主要由气道上皮细胞、炎症细胞等产生,其浓度变化能够敏锐地反映气道内的炎症状态。
二、NO 呼气检测的原理
呼气中 NO 的来源与生理机制
人体呼气中的 NO 来源广泛,主要与气道内的细胞活动密切相关。气道上皮细胞是产生 NO 的重要场所,在正常生理状态下,气道上皮细胞内的一氧化氮合酶(NOS)能够催化 L - 精氨酸生成 NO。当气道发生炎症时,炎症细胞如嗜酸性粒细胞、巨噬细胞等会浸润气道组织,这些炎症细胞同样可表达 NOS,进而增加 NO 的合成与释放。
但在病理状态下,气道炎症引发的 NO 过量产生或异常分布,会导致气道功能紊乱,成为多种呼吸道疾病发生发展的重要因素。
检测的基本原理与技术基础
传统专业的实验室使用气相色谱、质谱与光谱等实验室分析设备,对患者的呼气采气袋或采气管进行呼气分析,很精准分析,但是检测过程复杂,时效性不好,成本高,不够便捷。
FeNO 检测主要依赖于电化学气体传感器技术。对 NO 具有高选择性和高灵敏度。当患者呼出的气体通过传感器时,NO 分子会在电极表面发生氧化还原反应。
对NO呼气检测浓度下限要求很高,需要达到几个PPB级别的,传统三电极电化学传感器是测不到的,目前市面上有很多四电极电化学传感器,通过零点电流产生的干扰补偿,比如alphasense的NO-B4四电极电化学传感器,实现高灵敏度、高分辨率、ppb级别的检测,适用在NO呼气检测中;
传感器将检测到的电信号经过放大、滤波等一系列处理后,传输至检测仪器的微处理器。微处理器根据预设的算法,将电信号转换为 NO 的浓度值,并在仪器显示屏上直观地呈现给操作人员。
检测的特点(无创、快速、便捷等)
电化学传感器检测呼出FeNO具有诸多显著特点。无创性是其最大的优势之一。与传统的有创检测方法如支气管镜活检相比,FeNO 检测仅需患者轻松呼气,无需对人体进行侵入性操作,大大减轻了患者的痛苦与心理负担,提高了患者的接受度。
检测过程快速便捷。整个检测过程只需几分钟,患者在短时间内即可完成检测并获取结果。这对于需要快速诊断和及时治疗的患者来说,具有至关重要的意义。
同时,便捷的检测方式也使得 FeNO 检测能够在门诊、急诊等多种医疗场景中广泛应用,提高了医疗效率。
三、NO 呼气检测在常见疾病中的应用
支气管哮喘临床诊断
辅助诊断与鉴别诊断,病情评估与严重程度分级
评估气道炎症程度,作为重要的诊断指标
其他呼吸道疾病
咳嗽变异性哮喘的诊断参考
四、NO 呼气检测的流程与注意事项
使用电化学原理的NO呼气检测仪检测FeNO时。仪器先抽气进行自校准,去除内部残留气体,然后使用者吸气至肺总量,对着检测仪的气嘴持续稳定吹气,流速一般为50-200 ml/s左右,具体流速根据检测要求而定),持续呼气时间在约10几秒,整个过程1分钟左右。
NO检测仪器会实时监测患者呼出气中的 NO 浓度,并将检测结果显示在仪器屏幕上。对于一些先进的检测仪器,还可以自动记录呼气流量、呼气时间等参数,并根据这些参数对检测结果进行校正,以提高检测的准确性。
五、NO 呼气检测的优势与局限性
优势:
无创性,患者接受度高
操作简便,检测快速
可重复性好,结果稳定
能实时反映气道炎症状态
局限性:
受多种因素干扰(饮食、药物等)
对某些疾病的特异性有待提高
检测仪器成本与普及程度问题
六、结论
呼气 NO 检测的医学价值与重要性
但随着科技的飞速进步,尤其是电化学气体传感器等核心检测技术的不断革新,FeNO 检测逐渐走向成熟,并在临床实践中得到了越来越广泛的应用。如今,FeNO 检测已成为呼吸科、儿科、耳鼻喉科等多个科室的重要辅助诊断手段。
从呼吸系统疾病的诊断与治疗,到心血管疾病风险的预测,再到某些感染性疾病的辅助诊断,FeNO 检测都展现出了巨大的潜力。提供了一种无创、便捷且能够实时监测气道炎症的有效工具,有助于实现疾病的早期诊断、精准治疗以及个性化医疗。
面临的挑战与发展方向(市场科普、与AI结合病理分析)
目前NO呼气检测应用在市场的推广度还远远不够,暂时主要还是在医院临床诊断中应用,人们对于该应用的认识了解还不多。随着技术的越来越成熟,人类呼气成分与疾病相关性的理论成果不断涌现,加上AI技术的发展,可以实现家用便捷式智能呼气检测仪,人们可以在家实时去监测呼吸系统疾病,实现健康管理!
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