[發(fā)明專利]多參數(shù)數(shù)字式全自動哮喘檢測系統(tǒng)

在審

• 申請?zhí)枺?/td>: 201310393802.9
• 申請日: 2013-09-03
• 公開（公告）號: CN104414645A
• 公開（公告）日: 2015-03-18
• 發(fā)明（設(shè)計）人: 曹秒;劉暢;林昀
• 申請（專利權(quán)）人: 長春理工大學
• 主分類號: A61B5/087
• 分類號: A61B5/087
• 代理公司: 暫無信息
• 代理人: 暫無信息

技術(shù)領(lǐng)域

本發(fā)明主要對哮喘病人的患病情況進行檢測，屬于醫(yī)療設(shè)備與儀器設(shè)計領(lǐng)域。

背景技術(shù)

支氣管哮喘(簡稱：哮喘)是一種常見病、多發(fā)病，目前，全球哮喘患者約3億人，中國哮喘患者約3000萬。哮喘是東北地區(qū)一種常見的慢性疾病，屬于心因性疾病，病人因氣道阻塞表現(xiàn)為發(fā)作性的喘息、氣急、胸悶或咳嗽等癥狀，少數(shù)患者還可能以胸痛為主要表現(xiàn)。目前，在國內(nèi)，基本上都是傳統(tǒng)的哮喘檢測儀，傳統(tǒng)的檢測儀采用機械指針，并在檢測儀上設(shè)有紅、黃、綠指示標志，工作時機械指針指向不同的區(qū)域，醫(yī)生可以據(jù)此定性的判斷出氣道阻塞程度，目前臨床上應(yīng)用的較少。在國外，應(yīng)用較多的是美國藍頭哮喘檢測儀，它也是傳統(tǒng)的機械指針式的，測量結(jié)果不直觀，需要在醫(yī)生的指導(dǎo)下使用，不適合家庭使用。其次是日本的型號為SH238PK-8的診斷儀與美國型號為SJ39P-1的診斷儀，它們可可同時測定最大用力呼氣流速(PEF)和第一秒用力呼氣量(FEV1)，可以讓醫(yī)生由定性到定量地客觀評價哮喘病的等級和藥物效果，但不懂得哮喘病機理的人，無法從PEF和FEV1值判斷病情，故不適合家庭使用。本發(fā)明在傳統(tǒng)哮喘檢測儀的基礎(chǔ)上，加入了數(shù)據(jù)分析處理模塊，能夠直接的將檢測結(jié)果以漢字形式顯示在LCD上，方便了患者的自我診斷，同時，儲存每次診斷結(jié)果，在就診時讓醫(yī)生很好的了解病情的波動過程，為醫(yī)生判斷病情、調(diào)整用藥方案提供重要客觀依據(jù)。

發(fā)明內(nèi)容

多參數(shù)數(shù)字式全自動哮喘檢測系統(tǒng)由精密機械系統(tǒng)(A)、生理信號采集系統(tǒng)(B)、信號調(diào)理系統(tǒng)(C)、監(jiān)控電路(D)、數(shù)據(jù)分析與處理系統(tǒng)(E)、電源模塊(F)、液晶顯示系統(tǒng)(G)組成。其結(jié)構(gòu)如圖1所示。

數(shù)據(jù)分析與處理系統(tǒng)由參數(shù)相關(guān)性模型(1)、參數(shù)與哮喘程度關(guān)系模型(2)、CPUAtmega128(3)、數(shù)據(jù)存儲芯片24C01(4)、與計算機通信接口(5)組成。其結(jié)構(gòu)如圖2所示。

哮喘的檢測首先是采用流速傳感器與壓力傳感器來采集人體的最大用力呼氣流速(PEFR)信號和用力呼氣量(FEV)信號。兩個模擬信號通過信號調(diào)理電路后，由ATMEGA128采集對應(yīng)數(shù)字信號，并對多個PEFR參數(shù)做相關(guān)運算，得到設(shè)定時間內(nèi)的PEFR變異率值，實現(xiàn)PEFR的變異率的測定。建立PEFR、PEFR的變異率和FEV三個參數(shù)之間的數(shù)學模型。然后，系統(tǒng)再對PEFR、PEFR的變異率和FEV三個參數(shù)的測試值及其數(shù)學模型進行分析，建立檢測結(jié)果和氣道堵塞程度關(guān)系模型。根據(jù)建立的關(guān)系模型，由LCD直接給出患者的病情分析結(jié)果。同時存儲動態(tài)數(shù)據(jù)，為醫(yī)生用藥、分析病情提供客觀指標。

該系統(tǒng)測量范圍為PEF：0～999L／min；FEV：0.15-9.99L，檢測精度為PEF：±10L／min；FEV1：±0.05L，體積小，適合農(nóng)村中小型醫(yī)院和家庭監(jiān)護使用。

附圖說明

圖1系統(tǒng)組成框圖

(A)精密機械系統(tǒng)

(B)生理信號采集系統(tǒng)

(C)信號調(diào)理系統(tǒng)

(D)監(jiān)控電路

(E)數(shù)據(jù)分析與處理系統(tǒng)

(F)電源模塊

(G)液晶顯示

圖2數(shù)據(jù)分析與處理系統(tǒng)

(1)參數(shù)相關(guān)性模型

(2)參數(shù)與哮喘程度關(guān)系模型

(3)CPU

(4)數(shù)據(jù)存儲芯片24C01

(5)與計算機通信接口

具體實施方式

生理信號采集系統(tǒng)(B)采集人體的最大用力呼氣流速(PEFR)信號和用力呼氣量(FEV)信號，經(jīng)過傳感器將氣體差壓量轉(zhuǎn)變?yōu)殡娦盘栠M入信號調(diào)理系統(tǒng)(C)，輸出給儀表放大器，放大之后經(jīng)由采樣保持器送至A／D轉(zhuǎn)換器，兩個模擬信號經(jīng)過信號調(diào)理電路(包括放大電路、濾波電路、整形電路和峰值檢測電路)進行處理后，信號處理結(jié)果送至CPU(3)，CPU采集到數(shù)字信號，采用VC編程，對多個PEFR參數(shù)做相關(guān)運算，得到設(shè)定時間內(nèi)的PEFR變異率值，實現(xiàn)PEFR的變異率的測定。PEFR變異率計算公式如下：

通過VC編程建立PEFR、PEFR的變異率和FEV三個參數(shù)之間的數(shù)學模型即參數(shù)相關(guān)性模型(1)，系統(tǒng)再根據(jù)相關(guān)模型進行分析，建立參數(shù)與哮喘程度關(guān)系模型(2)，最后根據(jù)建立的參數(shù)與哮喘程度關(guān)系模型，由液晶顯示系統(tǒng)(G)直接給出患者的病情分析結(jié)果，同時芯片24C01(4)存儲三個參數(shù)，患者可以根據(jù)醒目的漢字提示了解自己的病情，同時也可以把該系統(tǒng)記錄的三個參數(shù)的動態(tài)數(shù)據(jù)通過與計算機通信接口(5)提供給醫(yī)生，為醫(yī)生用藥、分析病情提供客觀指標。