ETCO2模块核心功能是实时监测患者呼气末的CO₂浓度,其技术原理主要基于红外吸收光谱法,部分设备采用化学荧光法或质谱法,以下是详细解析:
ETCO2模块核心技术原理
(1)红外吸收光谱法
原理:CO₂分子对特定波长的红外光(4.26μm)有强吸收性,通过测量红外光通过气体后的衰减程度计算CO₂浓度。
关键技术点:
双光束补偿:减少环境干扰(如水蒸气、其他气体)。
温度补偿:避免传感器漂移。
气室设计:短光路(主流式)vs.长光路(旁流式)。
(2)化学荧光法
原理:CO₂与化学试剂(如酚红)反应,导致颜色变化(紫色→黄色),通过光学传感器检测颜色。
应用:主要用于一次性CO₂检测器(如气管插管确认)。
优点:低成本、便携。
缺点:精度低,仅定性/半定量。
(3)质谱法
原理:气体分子电离后按质荷比(m/z)分离,检测CO₂(m/z=44)信号。
优点:超高精度,可测多种气体。
缺点:昂贵,仅用于高端实验室或科研。
2.ETCO2模块的核心组件
(1)传感器
红外光源:通常为微型电热丝或LED。
探测器:热电堆或光电二极管。
气室:气体流经的光学腔体。
(2)气体采样系统
采样泵:以50-200 mL/min流量抽取气体。
采样管:抗凝结、防堵塞设计。
水阱:过滤水蒸气,防止干扰检测。
过滤器:阻挡分泌物/灰尘。
(3)信号处理单元
模数转换:将模拟信号转为数字信号。
算法处理:
波形平滑
基线校正
计算PetCO₂
(4)校准系统
自动校准:部分高端设备使用内置标准气体。
手动校准:需使用外部校准气瓶。
(5)输出与显示
数字显示:ETCO₂数值。
波形显示:实时CO₂浓度-时间曲线。
报警功能:高/低ETCO₂、无信号、堵塞等。
ETCO2模块的核心是红外吸收技术,关键组件包括传感器、采样系统、信号处理单元。主流式适合固定场景,旁流式更灵活但需维护。未来发展方向是更小、更快、更智能的CO₂监测方案。