[發明專利]一種同步測量呼吸氣體流量和成分的裝置及方法

在審

• 申請號: 201710003931.0
• 申請日: 2017-01-04
• 公開（公告）號: CN108267183A
• 公開（公告）日: 2018-07-10
• 發明（設計）人: 黃勇;張玉謙;傅佳萍;龍峰;邊宏亮;舒文秀;馬紹嘉;簡越
• 申請（專利權）人: 沈陽新松醫療科技股份有限公司
• 主分類號: G01F1/66
• 分類號: G01F1/66;G01N21/3504
• 代理公司: 沈陽科苑專利商標代理有限公司 21002
• 代理人: 許宗富

本發明涉及一種同步測量呼吸氣體流量和成分的裝置及方法，裝置包括：超聲流量傳感器子單元、中紅外呼吸末二氧化碳傳感器子單元、環境條件測試單元、驅動控制與信號處理單元、信號傳輸單元、電源單元。方法包括：運用超聲流量傳感器子單元測量順流傳播時間T_f和逆流傳播時間T_b；利用中紅外呼吸末二氧化碳傳感器子單元采集的實時紅外輻射強度信號；利用驅動控制與信號處理單元計算呼吸氣體的流量、實時二氧化碳的含量C。本發明方法在同一個集成傳感器中實施同步地測量肺功能的通氣功能和換氣功能，極大提高診斷效率，通過無線數據傳輸實現在遠程醫療中的應用。

技術領域

本發明涉及呼吸氣體流量和成分測量領域，具體的說是一種同步測量呼吸氣體流量和成分的裝置及方法。

背景技術

肺功能檢查包括通氣功能、換氣功能、呼吸調節功能及肺循環功能等。呼吸流量測量被廣泛應用在肺功能檢查領域。基本肺功能檢查是一種物理檢查方法，通過簡單呼吸流量測量可以得到一些基本肺功能參數如：容量指標、通氣指標、氣道阻力等通氣功能指標。肺功能檢查可以篩查常見慢性肺部疾病如：肺氣腫，哮喘、慢性阻塞性肺疾病。這種測量只能檢查通氣功能。

大部分肺功能儀流量測量是采用渦輪、熱線或壓差傳感器進行測量，其精度、可靠性、穩定和重復性、安全性、使用成本都不能滿足臨床對肺功能檢查儀器性能的要求。超聲氣體流量測量技術則可克服如上缺點，并具有如下特點：精度高；無移動部件，可靠長壽；流量測量結果受環境參數如氣體組分，壓力，溫度，濕度影響小，重復性好；穩定性好，免去經常校對的麻煩；容易消毒避免交叉感染。

對換氣功能檢查所需測量的彌散功能指標則必須使用復雜昂貴的具有彌散測試功能的專用儀器。這就限制了換氣功能檢查的廣泛應用。市場急需一種可供先進的更多組合功能的肺功能儀使用的傳感技術：能方便，可靠和低成本的可同時測量流量和主要氣體成分的傳感器。借助于這種傳感技術所建立的肺功能儀使在一次檢查中同時得到通氣功能、換氣功能數據成為可能，極大提高篩查和診斷效率，降低醫患成本。

中紅外吸收測量呼末二氧化碳(ETCO₂)目前已廣泛應用于急癥領域，如：麻醉機和呼吸機的安全應用、各類呼吸功能不全、心肺復蘇、嚴重休克、心力衰竭和肺梗死、確定全麻氣管內插管的位置。除此之外ETCO₂的實時檢測性能和取得的非常有價值的參數可實現快速，準確，安全，無創的換氣功能的檢查，結合通氣功能檢查，對于門診診斷提供了更先進，準確和快速的工具。但目前尚無此類門診儀器和應用。

鑒于超聲呼吸流量測量和ETCO₂都屬于非侵入形式實時精確測量手段并分別提供最有診斷參考價值的通氣功能、換氣功能的信息，二者有機結合則可開辟全新的診斷研究鄰域和實用方法。

由于呼吸通氣和換氣是在呼吸循環中同步和相繼發生的，兩者時間關聯性極強，信息豐富。深入研究帶有時間相關的信息可預期推斷出比單獨使用任何一種方法更多和可靠的診斷信息。同時這對于傳感器提出了更高的要求：兩種傳感器必須在同一裝置內，測量數據采樣必須時間高分辨，測量數據采樣必須同時發生，互不干擾，采集到的數據必須實時處理，處理后的兩組實時數據必須以固定和最小的時間差以最簡單方式向中心處理部分傳輸。

目前尚無個人，機構或公司有能滿足以上要求的技術或產品出現。本發明提供了有效的解決方案和方法。

發明內容

針對現有技術中存在的上述不足之處，本發明要解決的技術問題是提供一種同步測量呼吸氣體流量和成分的裝置及方法，采用超聲流量傳感和中紅外二氧化碳傳感集成結構，時間交叉同步采樣處理和傳輸的方法得到高時間分辨率和高精度的呼吸氣體流量和二氧化碳成分實時同步信息，實現多于一種主要肺功能的統一測量。

本發明為實現上述目的所采用的技術方案是：一種同步測量呼吸氣體流量和成分的裝置及方法。

一種同步測量呼吸氣體流量和成分的裝置，包括：