基于激光衰荡光谱的一氧化氮检测技术及其对结缔组织病相关间质性肺病评估的研究

Fractional exhaled nitric oxide (FeNO) has important applications in many areas of the lung clinical differential diagnosis, prognosis and predict progression monitoring, it has been listed routine examination of the respiratory system diseases by the European Respiratory Society (ERS) and the American Thoracic Society (ATS) officially. Current clinical application of testing equipment is mainly based on conventional chemical methods, the existence of difficulties in calibration, maintenance, and other complicated issues, limiting its further development in clinical applications. Ring down spectroscopy of laser-based gas detection technology with fast response, high precision and without calibration,etc., and has been successfully applied to gas monitoring atmospheric pollutants,resulting in the development of this technology applied to clinical research on the FeNO testing equipment It has important scientific significance and social value. The project is intended to optimize the existing laser cavity ring-down spectroscopy nitric oxide gas detection technology, focused on solving applied to medical diagnosis of key scientific and technical issues, development of new high-precision, low-cost, FeNO testing equipment is easy to operate to meet the clinical medical applications, and to detect the use of FeNO in connective tissue disease-related interstitial lung disease clinics in the value of their clinical research conducted on connective tissue disease-related interstitial lung disease assessment.

呼出气一氧化氮检测(FeNO)在肺病的临床鉴别诊断、病程发展预判及预后监控等很多方面具有重要的应用价值，已被欧洲呼吸学会(ERS)和美国胸科学会(ATS)列为呼吸系统疾病的常规检查项目。目前临床应用的检测设备主要基于化学方法，存在标定困难、维护繁琐等问题，限制了其在临床检测中的进一步发展。基于激光衰荡光谱的气体检测技术具有响应速度快、检测精度高并且无需标定等优点，发展基于此技术的FeNO检测设备应用于临床医学研究具有重要的科学研究意义和社会价值。课题旨在优化已有基于激光衰荡光谱的一氧化氮气体检测技术，解决其应用于临床医疗诊断中的关键科学问题，研制新型高精度、低成本、易操作的FeNO检测设备以满足临床医学的应用需求，并利用其对结缔组织病相关间质性肺病(CTD-ILD)开展相关临床研究，分析不同结缔组织疾病所致间质性肺病临床表现和检测指标的差异性,评估FeNO检测在CTD-ILD中的诊疗价值。

呼出气一氧化氮检测(FeNO)在肺病的临床鉴别诊断、病程发展预判及预后监控等很多方面具有重要的应用价值，已被欧洲呼吸学会(ERS)和美国胸科学会(ATS)列为呼吸系统疾病的常规检查项目。目前临床应用的检测设备主要基于化学方法，存在标定困难、维护繁琐等问题，限制了其在临床检测中的进一步发展。基于激光衰荡光谱的气体检测技术具有响应速度快、检测精度高并且无需标定等优点，发展基于此技术的FeNO检测设备应用于临床医学研究具有重要的科学研究意义和社会价值。. 课题旨在优化已有基于激光衰荡光谱的一氧化氮气体检测技术，解决其应用于临床医疗诊断中的关键科学问题，研制新型高精度、低成本、易操作的FeNO检测设备以满足临床医学的应用需求，并利用其对结缔组织病相关间质性肺病(CTD-ILD)开展相关临床研究，分析不同结缔组织疾病所致间质性肺病临床表现和检测指标的差异性,评估FeNO检测在CTD-ILD中的诊疗价值。. 课题按照课题任务书的年度任务计划安排， 按时开展相关研究工作。完成了计划任务书的主要任务，包括：.①. 根据人体呼气特征，重点考虑了其它气体组分（如CO2、H2O等）对NO的光谱干扰和NO测量精度要求，进行了多组分浓度及多压力下的目标吸收谱线筛选，研究了波长调制免标定光谱反演算法、压力展宽反演方法和光谱参数测量方法；.②. 根据激光器工作温度、电流条件要求及应用中信号强度降级预估，完成了高精度激光驱动控制部件集成、高动态范围自动增益信号预处理模块、70m多次反射气体吸收池的方案设计与加工；.③. 研发了FeNO在线/离线检测样机，并利用标准气体标定了样机性能。针对当前新冠特殊时期，选用了离线测量方案，对志愿者的呼气进行了测量，测量结果与商用的传感器进行了比对，充分验证了本样机的性能满足FeNO检测需求。.④. 按时撰写年度工作进展报告，及时解决研究中出现的问题，课题已经按照任务书的年度计划安排，按时完成了年度任务指标和项目的总体指标。