糖尿病是一种严重的代谢紊乱综合症,目前我国已成为世界上糖尿病患者最多的国家,患病率高达10.5%,而在糖尿病的诊疗过程中,均采用有创式的血糖仪来检测血糖。而呼吸分析是通过分析呼吸气体中的易挥发的有机物(VOCs)含量,从而实现无创诊断或代谢监测。目前,人体呼吸中被确认的生物标志物已超过30余种,丙酮被认为是糖尿病的一种潜在生物标志物,从而可通过检测呼吸丙酮来诊断和监测糖尿病。呼吸中VOCs的检测金标准为气相色谱质谱联用(GC-MS)技术,其检测精度高,可分析呼吸气体中的未知成分。但因分析时间长,样本前处理操作复杂等缺点,目前局限于实验室研究。光腔衰荡光谱(CRDS)是一种超灵敏的吸收光谱分析方法,由于其具有接近实时的响应速度,超灵敏的检测精度,无需样本前处理及可用于床旁监测等优点,从而有望成为未来呼吸分析的首选技术手段。目的：基于CRDS技术研制呼吸丙酮分析仪,为临床提供可用于大量数据采集的仪器,用以研究人体呼吸中的糖尿病潜在生物标志物丙酮,推动呼吸分析在临床疾病诊断或代谢监测中的应用。方法：首先选择266nm脉冲激光器作为光源搭建可移动式CRDS呼吸丙酮分析仪,并开发了衰荡系统分析软件,然后进行一系列仪器性能测试与讨论：包括稳定性、不同浓度的标准丙酮气体、与金标准GC-MS的对比、实际的人体呼吸及长期运行测试。利用Matlab仿真及实验验证等手段对呼吸采样袋、电路带宽、衰荡信号幅度扰动,数据处理与进样方式进行了细致的讨论。最后,该呼吸丙酮分析仪用于临床呼吸测量,测量了19名健康人体与14名糖尿病人(3名1型糖尿病患者、11名2型糖尿病患者)在不同状态下(空腹和三餐后2小时)的75个样本,6名健康志愿者参与了口服糖耐量实验(OGTT),动态监测了血糖与呼吸丙酮的关系。结果：仪器测得高反射镜等效反射率大于99.94%,典型的衰荡时间基线平均值为2.6831μs,稳定度为0.18%,仪器检测极限为55.63ppbv(3-6准则),对不同浓度的丙酮样本具有线性响应(R=0.99)。与GC-MS对比测试结果的比例关系为1.01,表明该仪器的测量结果与金标准相符。长期临床人体呼吸样本测量的重复性与稳定性良好,健康人、1型和2型糖尿病人的呼吸丙酮平均含量分别为119ppmv、2.41ppmv、2.17ppmv。健康人空腹呼吸丙酮平均值(134ppmv)高于餐后2h的平均值(1.04ppmv)，健康人与2型患者的血糖值与呼吸丙酮之间未观测到明显数量关系,但1型患者具有线性关系(R=0.98)。OGTT过程中呼吸丙酮含量持续下降,与丙酮代谢分析和文献报道相符。结论：该呼吸丙酮分析仪具有媲美GC-MS的高灵敏度和长期运行的良好稳定性,可满足临床大量人体呼吸样本的测量要求。