一種新型幽門螺桿菌檢測(cè)方法、裝置及其應(yīng)用的制作方法
【專利摘要】本發(fā)明提供一種用波長(zhǎng)掃描光腔衰蕩光譜（WS-CRDS）為檢測(cè)技術(shù)，以碳-13同位素標(biāo)記的尿素為示蹤劑，通過(guò)檢測(cè)患者呼氣中二氧化碳（CO2）的碳-13豐度變化對(duì)胃內(nèi)的幽門螺桿菌濃度進(jìn)行體外診斷的方法。所述測(cè)量技術(shù)包括：產(chǎn)生激光導(dǎo)入光反射單元循環(huán)反射，至光反射單元泄露出的少量激光強(qiáng)度到達(dá)閥值停止輸入激光，至光腔衰減為零；患者呼出的含CO2氣體輸入共振腔室單元加快激光的衰蕩；用可調(diào)節(jié)波長(zhǎng)的激光，檢測(cè)共振腔室內(nèi)的光強(qiáng)共振差異，計(jì)算輸入目標(biāo)氣體CO2和空光腔室衰蕩時(shí)間差，形成特征譜線，積分13CO2和12CO2的特征譜峰，測(cè)得目標(biāo)氣體CO2中的碳-13豐度。比較服用碳-13同位素標(biāo)記的尿素為示蹤劑前和后CO2中的碳-13豐度△13CO2。高置信度臨床統(tǒng)計(jì)結(jié)果顯示△13CO2和Hp含量成正比。該法精確、靈敏，環(huán)保，經(jīng)濟(jì)，適于臨床上規(guī)模應(yīng)用。
【專利說(shuō)明】[0001] 一種新型幽門螺桿菌檢測(cè)方法、裝置及其應(yīng)用

【技術(shù)領(lǐng)域】
[0002] 本發(fā)明涉及幽門螺旋桿菌的檢測(cè)技術(shù)，具體涉及一種幽門螺桿菌的13C標(biāo)記呼氣 檢測(cè)方法、檢測(cè)裝置及其應(yīng)用。

【背景技術(shù)】
[0003] 幽門螺桿菌（Helicobacterpylori,簡(jiǎn)稱Hp)，是一種單極、多鞭毛、末端鈍圓、螺 旋形彎曲的細(xì)菌，長(zhǎng)2. 5?4. 0ym，寬0. 5?1. 0ym。該菌在胃粘膜上皮細(xì)胞表面常呈典 型的螺旋狀或弧形；在固體培養(yǎng)基上生長(zhǎng)時(shí)，除典型的形態(tài)外，有時(shí)可出現(xiàn)桿狀或圓球狀。 幽門螺桿菌是微需氧菌，環(huán)境氧要求5?8%，在大氣或絕對(duì)厭氧環(huán)境下不能生長(zhǎng)。Hp為巴 里?馬歇爾（BarryJ.Marshall)和羅賓?沃倫（J.RobinWarren)二人首次發(fā)現(xiàn)，馬 歇爾于1982年親自進(jìn)行人體試驗(yàn)，吞下十億個(gè)幽門螺旋桿菌，隨即發(fā)生急性胃炎，二人因 此獲得2005年的諾貝爾生理學(xué)或醫(yī)學(xué)獎(jiǎng)。隨后實(shí)驗(yàn)證實(shí)此菌確實(shí)會(huì)造成胃炎、慢性胃腸 炎、胃潰瘍、十二指腸潰瘍、非潰瘍性消化不良及部分胃癌，幽門螺桿菌因此受到醫(yī)學(xué)界矚 目，幽門螺桿菌感染與胃腸病關(guān)系成為近20年來(lái)全球胃腸病感染研究的熱點(diǎn)和難點(diǎn)。，我 國(guó)屬發(fā)展中國(guó)家，幽門螺桿菌感染率一直較高。中華醫(yī)學(xué)會(huì)消化病分會(huì)幽門螺桿菌學(xué)組于 2001-2004年在全國(guó)進(jìn)行的一項(xiàng)涉及全國(guó)19個(gè)省、10個(gè)城市、39個(gè)中心的大規(guī)的幽門螺桿 菌流行病學(xué)調(diào)查結(jié)果顯示，我國(guó)Hp感染率為40-90%，平均為59% ;全國(guó)各地幽門螺桿菌感 染率存在很大差異，幽門螺桿菌感染率最低的地區(qū)是廣東省，為42% ;感染率最高地區(qū)是是 西藏為90%。兒童Hp感染率為25-59%，平均40%，并且平均每年以0. 5-1%的速度遞增。幽 門螺桿菌感染的影響因素很多，流行病學(xué)調(diào)查顯示Hp感染率與經(jīng)濟(jì)狀況、居住條件、文化 程度、職業(yè)以及飲用水有關(guān)。經(jīng)濟(jì)狀況差、居住越擁擠、文化程度越低，其Hp感染率越高。 目前我國(guó)對(duì)幽門螺桿菌的致病因子及其致病機(jī)制的了解甚少。我國(guó)門診、病房各種胃腸消 化病患者檢查鑒定幽門螺桿菌（Hp)的方法主要有快速脲酶試驗(yàn)、幽門螺桿菌（Hp)抗體試 驗(yàn)、13C或14C呼氣試驗(yàn)、病理組織切片、細(xì)菌培養(yǎng)等5種方法。其中，13C或14C呼氣試驗(yàn)的正 確性最高，達(dá)95-96%以上?；?4C的尿素呼氣幽門螺桿菌檢測(cè)試劑為目前國(guó)內(nèi)使用最廣 泛的幽門螺桿菌檢測(cè)工具。但由于14C是具有放射性，對(duì)受試者有內(nèi)輻射傷害，無(wú)法用于孩 子，孕婦和老年人。用14C標(biāo)記并檢測(cè)呼氣中放射性的方法在歐美等發(fā)達(dá)地區(qū)也從來(lái)未能 獲得臨床應(yīng)用審批。在我國(guó)13c或14C二法并用，其中14C的放射毒性對(duì)病人內(nèi)輻射造成的癌 癥風(fēng)險(xiǎn)，和示蹤劑生產(chǎn)引起環(huán)境污染成為臨床檢驗(yàn)界的共識(shí)。因此， 13C測(cè)定法普及并逐步 替代14C的測(cè)定方法成為幽門螺桿菌（Hp)臨床檢驗(yàn)技術(shù)的必然趨勢(shì)。
[0004] 如表1所示，幽門螺桿菌的呼氣13c檢驗(yàn)技術(shù)與其他檢測(cè)技術(shù)相比具有如下優(yōu)點(diǎn)： (1) 準(zhǔn)確檢測(cè)活動(dòng)性胃腸幽門螺旋桿菌的定植， (2) 是不必要做內(nèi)鏡隨訪時(shí)首選的替代方案， (3) 可以避免多個(gè)胃活檢，因?yàn)橛拈T螺旋桿菌可造成整個(gè)胃部的高密度的感染，通 常病情也變化多端，單個(gè)活檢無(wú)法獲得。
[0005] 表1，幽門螺桿菌檢驗(yàn)方法對(duì)比

【權(quán)利要求】
1. 一種新型幽門螺桿菌（Hp)呼氣檢測(cè)方法，其特征在于：運(yùn)用13C標(biāo)記的尿素作為有 效成分的示蹤內(nèi)服藥物，采用波長(zhǎng)掃描光腔衰蕩光譜(WS-CRDS )技術(shù)檢測(cè)患者呼氣中二氧 化碳的13C同位素豐度變化，進(jìn)而計(jì)算患者胃內(nèi)的Hp濃度。
2. 根據(jù)權(quán)利要求1所述的新型幽門螺桿菌呼氣檢測(cè)方法，其特征在于，所述波長(zhǎng)掃描 光腔衰蕩光譜技術(shù)包括以下步驟： (1) 開(kāi)啟激光發(fā)生模塊，發(fā)射出的單頻光束進(jìn)入反射模塊發(fā)生連續(xù)循環(huán)反射；光反射 模塊迅速充滿循環(huán)的激光；所述光反射模塊包括共振腔室單元和光反射單元； (2) 光電感應(yīng)模塊感應(yīng)光反射單元泄露出的少量激光并錄制其信號(hào)，這些信號(hào)與反射 模塊的腔室共振單元內(nèi)的光強(qiáng)度成比例輸出； (3) 當(dāng)光電感應(yīng)模塊感應(yīng)到的光反射模塊的共振腔室單元?dú)埩艄庑盘?hào)達(dá)到閾值，連續(xù) 的激光被關(guān)閉，共振腔室單元?dú)埩舻募す饫^續(xù)在光反射模塊之間連續(xù)反射，經(jīng)過(guò)連續(xù)反射 后，光反射單元的有效路徑> 20公里； (4) 共振腔室單元內(nèi)部的光平穩(wěn)泄露，光強(qiáng)度以指數(shù)級(jí)迅速衰減直至為零，衰減被光電 感應(yīng)模塊實(shí)時(shí)記錄.并且總衰蕩時(shí)間僅由共振腔室單元內(nèi)反射單元的反射率決定； (5) 吸收受檢氣體的激光進(jìn)入腔室單元，發(fā)生第二種損耗，與通入未吸收氣體的激光的 共振腔室單元比較，損耗的發(fā)生加快激光的衰蕩； (6) 通過(guò)調(diào)節(jié)激光的波長(zhǎng)計(jì)算空腔和有目標(biāo)氣體的共振腔室的衰蕩時(shí)間差，形成特 征譜峰，根據(jù)光強(qiáng)=1/目標(biāo)氣體的濃度x衰蕩時(shí)間從而計(jì)算目標(biāo)氣體的濃度，本方法中目 標(biāo)氣體為二氧化碳（C02); (7) 檢測(cè)模塊檢測(cè)共振腔室內(nèi)的光強(qiáng)共振，通過(guò)積分130)2和120) 2的特征譜峰，可以獲 得呼氣中13C02和12C02的比例，與未運(yùn)用 13C示蹤劑時(shí)測(cè)得的13C02/12C02比例比較計(jì)算出相 對(duì)的 A 13C02。
3. 根據(jù)權(quán)利要求2所述的新型幽門螺桿菌呼氣檢測(cè)方法，其特征在于，（1)所述的單頻 光頻率包括4963CHT1。
4. 根據(jù)權(quán)利要求2所述的新型幽門螺桿菌呼氣檢測(cè)方法，其特征在于，（1)所述的單頻 光頻率可在一定范圍內(nèi)通過(guò)控制激光的電源變化實(shí)現(xiàn)光譜掃描或頻率調(diào)制。
5. 根據(jù)權(quán)利要求2所述的新型幽門螺桿菌呼氣檢測(cè)方法，其特征在于，所述波長(zhǎng)掃描 光腔衰蕩光譜包括雙鏡面光腔衰蕩光譜、三鏡面光腔衰蕩光譜和三鏡面以上光腔衰蕩光 譜。
6. 根據(jù)權(quán)利要求2所述的新型幽門螺桿菌呼氣檢測(cè)方法，其特征在于，（3)所述閥值為 十萬(wàn)分之一秒到萬(wàn)分之一秒。
7. 根據(jù)權(quán)利要求2所述的新型幽門螺桿菌呼氣檢測(cè)方法，其特征在于，（3)所述的共振 腔室單元的物理長(zhǎng)度為5~30cm，連續(xù)反射次數(shù)為50, 000~150, 000次，所述反射單元的反射 率為 99. 999%。
8. 根據(jù)權(quán)利要求2所述的新型幽門螺桿菌呼氣檢測(cè)方法，其特征在于，（6)所述計(jì)算目 標(biāo)氣體濃度包括以下步驟： (1) 將激光波長(zhǎng)調(diào)節(jié)到目標(biāo)氣體吸收的波段，然后調(diào)節(jié)到目標(biāo)氣體不吸收的波段，計(jì)算 出衰蕩時(shí)間差； (2) 沿著目標(biāo)氣體光譜的吸收線，調(diào)節(jié)對(duì)應(yīng)吸收線不同位置的激光波長(zhǎng)，激光在吸收和 非吸收目標(biāo)氣體的共振腔室單元中發(fā)生共振吸吸收的差異產(chǎn)生光損耗，在每個(gè)點(diǎn)都測(cè)定腔 室單元在空腔室單元和有目標(biāo)氣體空腔腔室單元的衰蕩時(shí)間差，通過(guò)精細(xì)的匹配吸收峰計(jì) 算目標(biāo)氣體的濃度。
9. 一種采用權(quán)利要求1所述的方法的幽門螺桿菌呼氣檢測(cè)裝置，其特征在于，包括以 下功能模塊：患者呼氣采集模塊、激光發(fā)生模塊、激光反射模塊、光電感應(yīng)模塊和數(shù)據(jù)計(jì)算 處理模塊、數(shù)據(jù)顯示模塊。
10. 根據(jù)權(quán)利要求9的裝置，其特征在于，所述激光發(fā)生模塊包括激光發(fā)生單元和光強(qiáng) 調(diào)節(jié)單元，所述患者呼氣采集模塊包括采氣單元和氣體輸送單元。
11. 根據(jù)權(quán)利要求10的裝置，其特征在于，所述激光發(fā)生單元包括激光二極管、激光 燈，所述光強(qiáng)調(diào)節(jié)單元包括外置調(diào)節(jié)旋鈕、外接于操作界面的感應(yīng)觸摸屏；所述采氣單元包 括采氣卡。
12. 根據(jù)權(quán)利要求9的裝置，其特征在于，所述激光反射模塊包括激光反射單元和共振 腔室單元。
13. 根據(jù)權(quán)利要求12的裝置，其特征在于，所述激光反射單元是反射鏡，所述反射鏡的 類型包括雙鏡面、三鏡面和三鏡面以上。
14. 根據(jù)權(quán)利要求13的裝置，其特征在于，所述反射鏡的類型是三鏡面。
15. 權(quán)利要求1所述的新型幽門螺桿菌呼氣檢測(cè)方法在臨床檢驗(yàn)中的應(yīng)用，其特征在 于，包括如下步驟： (1) 讓患者服用碳-13標(biāo)記試劑，之后患者對(duì)著采氣單元呼氣采樣； (2) 采用權(quán)利要求8所述的裝置通過(guò)波長(zhǎng)掃描光腔衰蕩光譜（WS-CRDS)技術(shù)得到的特 征譜線計(jì)算共振腔室單元在空腔和非空腔(有目標(biāo)氣體的腔室）的衰蕩時(shí)間差，通過(guò)積分12C02和13C02的特征峰可以獲得 13C02/12C02比例； (3) 設(shè)定特定的域值，將（2)獲得的13C02/12C02比例與所述閥值比較確定Hp感染的陰 性和陽(yáng)性結(jié)果。
16. 根據(jù)權(quán)利要求14所述的應(yīng)用，其特征在于，所述采樣的C02的分壓為l.OxKT8?0? 01，氣體總壓為1. 0xl(T6?latm。
17. 根據(jù)權(quán)利要求14所述的應(yīng)用，其特征在于，所述服用13C同位素標(biāo)記試劑的有效成 分為尿素 13c (NH2) 2。
【文檔編號(hào)】G01N21/31GK104458603SQ201310435286
【公開(kāi)日】2015年3月25日 申請(qǐng)日期:2013年9月23日 優(yōu)先權(quán)日:2013年9月23日
【發(fā)明者】胡軍, 王恩澤 申請(qǐng)人:蘇州青山生物科技有限公司