[发明专利]肺量计、吹口装置及其检测方法

说明书

技术领域

本发明是有关于肺量计(spirometer)与吹口装置(mouthpiece tube)以及相对应的检测方法，特别是有关于将呼气与吸气时的气体流动转换为超音波信号以进行侦测与分析的肺量计、吹口装置与检测方法。

背景技术

目前市面上常见的肺量计是以塑胶阻抗压力式以及涡轮式为主。前者是通过呼吸时流经肺量计的气体的风压引发肺量计末端或侧边的薄片式感测器的薄片震荡来产生对应的呼气/吸气信号，后者是通过呼吸时流经肺量计的气体的风压带动肺量计内部的扇叶或涡轮并通过测量所产生的电流或用红外线测量扇叶/涡轮的转动来产生对应的呼气/吸气信号。但是现有的肺量计都仍有一些待改善的问题，像是薄片、扇叶与涡轮的运动惯性往往在气体停止流动时还持续运动一段时间而无法即时停止产生呼气/吸气信号，像是薄片、扇叶与涡轮的重量与磨擦等等往往在气体流量低时或是气体流速变化量小时无法准确地产生相对应的呼气/吸气信号，像是薄片、扇叶与涡轮在生产过程的误差以及在运作过程的耗损，往往造成测量品质的偏差与逐渐劣化并且不易校正测量结果。因此，有需要发展新的肺量计。

发明内容

本发明是使用超音波来产生呼气信号及/或吸气信号，亦即是利用超音波产生装置与超音波侦测装置等来取代现有肺量计所使用的薄片、扇叶与涡轮等等。借由将呼气及/或吸气时的气体流经放置在接口装置的超音波产生装置(像是静音笛(silent whistle)与高尔顿笛(Galton’s whistle))可以产生相对应的超音波信号，而后借由分析处理超音波信号便可以得知呼气及/或吸气的气体流量与气体流速等。

本发明提出的接口装置具有一个壳体与一个超音波产生装置。壳体具有开放端并且具有位于壳体侧壁的通气口，而超音波产生装置可以被放置在壳体的不同部位。举例来说，超音波产生装置可以被放置在壳体的开放端，使得气体可以自超音波产生装置的气流入口流经超音波产生装置的气流出口并由壳体的通气口离开。举例来说，超音波产生装置可以放置在壳体侧壁的开口并使得超音波产生装置的气流入口与气流出口分别位于壳体围绕空间的内部与外部，使得气体可依序流经超音波产生装置的气流入口与气流出口而从壳体的开放端离开。借此，呼气与吸气过程的气体流动便可以分别产生相对应的超音波信号。

本发明提出的肺量计具有可以将通过的气体(像是呼气及/或吸气过程的气体)的气体流动转换为超音波信号的接口装置，也具有可以接收超音波信号的超音波侦测装置(像是麦克风)。肺量计或可以再具有处理装置以将超音波信号转换为与气体流动有关的信号资料(像是气体流速-时间曲线图或气体流量-时间曲线图)，也或可以再具有通信装置(像是无线网络元件或蓝芽元件)以将超音波信号传输到位于肺量计外界的手机或电脑等等来进行超音波信号的分析。此外，肺量计或可以具有一个外壳，而吹口装置可以通过位于外壳上的接环(joint ring)或其他元件被连接到外壳，并且超音波侦测装置、处理装置与通信装置都是或可以位于外壳内部也或可以整合到吹口装置。

本发明提出的检测方法是运用上述肺量计与上述接口装置的方法。首先，使用可以将呼气及/或吸气过程的气体流动转换为超音波信号的肺量计在呼吸功能检测将呼气及/或吸气时的气体流动转换为超音波信号。然后，分析超音波信号以得到呼气及/或吸气的气体流速-时间曲线图或其他信息，并据以产生相对应的呼吸功能参数参数值。

本发明相较于目前常见的塑胶阻抗压力式肺量计以及涡轮式肺量计至少具有数个优点。首先，成本低廉并且易于制作，因为静音笛与高尔顿笛都是现有的商业化产品，并且超音波侦测装置也已是现有技术。其次，由于超音波产生装置可以在气体流动时(或气体流动大于阈值时)便产生超音波而在气体不流动时(或气体流动小于阈值时)便停止产生超音波，相较于现有产品较为灵敏较不会有气体已经不流动了还因为运动惯性持续一段时间产生呼气/吸气信号的问题。再者，由于静音笛与高尔顿笛等超音波产生装置是利用气体流经一个大抵封闭空间时的气体振动来产生超音波，较不会在使用过程中被耗损或是在气体流动较弱时不易振动而使得测量结果失真，特别是若这个大抵封闭空间的大小轮廓是可以调整以校正产生的超音波信号。另外，现有技术所制作的静音笛、高尔顿笛、麦克风与电路等可以达到极高品质与极低损耗，但是薄片、扇叶与涡轮的生产较不易维持高品质也较易在运作过程中磨损。

附图说明

图1A至图1D是根据本发明的一实施例的肺量计示意图。

图2A至图2D是根据本发明的一实施例的接口装置示意图。

图3是根据本发明某些实施例的方法基本流程图。