[发明专利]一种小型化低功耗呼吸力学参数测试装置

说明书

技术领域

本发明涉及一种呼吸力学参数测试装置，属于生物医学研究中的生理参数指标测试技术领域。

背景技术

呼吸，即人体与外界环境进行气体交换的总过程。呼吸力学是以工程学的观点和方法研究呼吸系统的力学问题。研究呼吸力学问题，是希望能有助于对呼吸生理的了解，进而对人体状态进行监测。呼吸力学参数是评价肺功能，进而评定呼吸功能以及人体状态的重要生理参数。因此，呼吸力学参数的测量对于研究评价肺功能具有重要作用。呼吸力学检测不同于常规意义上的肺功能测定，其包含的项目更广泛，包括：常规的呼吸力学参数(呼吸频率、潮气量等)、特殊呼吸力学参数(动态顺应性等)、呼吸波形和环(流量-时间波形、压力-流量环等)、肺功能测定(肺活量等)。目前，大多数呼吸力学参数测试仪器主要是基于最基本的参数：气体流量及压力的获取，把需要测量的呼吸力学参数转换为机器可以识别、处理的电参数，然后通过信号处理系统处理后，通过相应的运算、显示单元得到的。典型的呼吸力学参数测试设备有德国CORTEX公司METAMAX3B系列、耶格公司Oxygen系列，美国森迪斯Vmax29系列和麦加菲公司Caidio2TM系列，意大利科时迈(Cosmed)公司Quark系列等，具有较高的测试精度并已用于临床。但是，这些设备中由于采用了现有的较大功耗及体积的传感器，同时，还集成了临床监护等功能，造成体积大、功耗大，且成本高，不便携带到等缺点。

发明内容

针对目前市场化的呼吸力学参数测试装置体积大、功耗大的问题，本发明提出了一种小型化低功耗呼吸力学参数测试装置，以满足市场需求。

本发明的小型化低功耗呼吸力学参数测试装置，包括数据获取单元、数据处理和显示单元，所述数据处理单元由信号放大/滤波电路、A/D数模转换电路、数据采集单元、气体流量/气体压力解算单元、呼吸力学参数计算单元组成，其中数据获取单元主要用于对人体呼出气体的压力及流量信号进行获取，并把其转换为可进行测试及处理的电学信号，数据处理单元用于实现对电信号的放大、滤波及参数还原，数据显示单元用于对呼吸力学参数信号的显示及存储，其特征在于所述数据获取单元为复合型气体流量-气体压力传感器，包括固定厚金属电容极板、薄金属电容极板、绝缘固定底座、弱电容检测电路，其中，薄金属电容极板与固定厚金属电容极板组成平板电容器，固定于绝缘固定底座，固定厚金属电容极板和薄金属电容极板分别接在弱电容检测电路的负极与正极，用于敏感由于气体压力及流量作用于薄金属电容极板导致的电容量的变化，弱电容检测电路用于测量由于薄金属电容极板与固定厚金属电容极板之间的电容发生变化，并将该电容信号转换为电压变化，作为数据处理单元的输入信号。

本发明与现有技术相比的优点：

(1)本发明采用复合式气体流量-气体压力传感器实现了对气体流量及压力的同步测量，不但减小了传感器的体积，还降低了系统功耗，符合本发明小型化、低功耗及便携式的目标；

(2)本发明通过采用A/D转化方法、数字化数据单元采集及处理单元，不但减小了系统体积，还实现了系统的实时、在线、高速处理，符合本发明中高速、在线采集的目标。

附图说明

图1为本发明的结构框图；

具体实施方式

下面结合附图对本发明小型化低功耗呼吸力学参数测试装置做进一步的描述。