[發明專利]一種便攜式呼吸運動實時監測裝置及方法

在審

• 申請號: 202110224998.3
• 申請日: 2021-03-01
• 公開（公告）號: CN112971765A
• 公開（公告）日: 2021-06-18
• 發明（設計）人: 李家平;王洪雨
• 申請（專利權）人: 中山大學附屬第一醫院
• 主分類號: A61B5/08
• 分類號: A61B5/08
• 代理公司: 廣州一銳專利代理有限公司 44369
• 代理人: 楊昕昕

本發明公開了一種便攜式呼吸運動實時監測裝置，包括呼吸監測傳感器、數據分析系統、主控制器和顯示設備，所述呼吸監測傳感器包括至少一個監測呼吸氣流信號的應變計和至少兩個用于監測呼吸運動的三維陀螺儀；所述數據分析系統對采集的信號進行頻域解析，得到基線，經濾波后對呼吸動度進行矢量合成；所述主控制器用于控制和調節所述呼吸監測傳感器及所述數據分析系統發送的信號；所述顯示設備接收主控制器發送的數據并實時顯示呼吸波和呼吸相。本發明通過監測患者呼吸運動的深淺和頻率計算呼吸動度，定量可視化地輔助患者術前呼吸訓練及術中呼吸深度的控制，提高穿刺的精度和安全性。

技術領域

本發明涉及醫療機械領域，具體涉及一種便攜式呼吸運動實時監測裝置及方法。

背景技術

臨床上，關于CT引導下胸腹部腫瘤的穿刺及消融治療，穿刺針進針的層面和方向會受到呼吸運動的顯著影響，進而影響穿刺的準確性，增加了穿刺的時間和次數，由此增加了穿刺操作的風險。

發明內容

針對上述問題，本發明第一方面提供了一種輔助患者呼吸訓練的便攜式呼吸運動實時監測裝置及方法。

為了解決上述技術問題，本發明第一方面提供了一種便攜式呼吸運動實時監測裝置，包括呼吸監測傳感器、數據分析系統、主控制器和顯示設備；

所述呼吸監測傳感器包括至少一個監測呼吸氣流信號的應變計和至少兩個用于監測呼吸運動的三維陀螺儀；所述應變計放置于鼻腔或吸氧管接頭處，所述三維陀螺儀分別粘貼于劍突下和右側腋中線第9-10肋處；

所述數據分析系統用于處理呼吸監測傳感器發送的信號，并將信號進行頻域解析得到基線，經濾波后對呼吸動度進行矢量合成；

所述主控制器用于控制和調節所述呼吸監測傳感器及所述數據分析系統發送的信號，所述呼吸監測傳感器及所述數據分析系統均與所述主控制器無線連接；

所述顯示設備接收主控制器發送的數據并實時顯示呼吸波形和呼吸相。

優選地，所述應變計的信號包括呼吸頻率，并可用于動態調整三維陀螺儀采集呼吸動度信號的頻域。

優選地，所述三維陀螺儀包括呼吸運動方向及呼吸深度；所述三維陀螺用于采集呼吸運動方向和加速度信號。

優選地，所述的數據分析系統具體的處理方法為：

（1-1）獲取應變計和三維陀螺儀發送的信號；

（1-2）將應變計的信號進行濾波，分離出呼吸頻率，并把呼吸頻率發送至三維陀螺儀的自適應處理中；

（1-3）將兩個三維陀螺儀的信號進行濾波和自適應處理，獲得兩個三維陀螺儀的呼吸運動方向及呼吸深度；

（1-4）利用多線程數據信號校驗適配，對呼吸頻率、呼吸深度及呼吸運動方向進行數據融合，提高監測的精度。

本發明第二方面提供了一種便攜式呼吸運動實時監測方法，其特征在于，包括以下步驟：

S1.獲取呼吸監測傳感器采集的數據，所述呼吸監測傳感器包括一個用于監測呼吸氣流信號的應變計和兩個用于監測呼吸運動的三維陀螺儀；

S2.將應變計和三維陀螺儀分別進行濾波處理；

S3.將濾波后的數據進行多線程數據校驗適配處理后，通過主控制器將數據發送到顯示屏；

S4.顯示屏實時顯示的呼吸波，定量可視化顯示呼吸相。

優選地，步驟S2中，所述應變計通過濾波處理分離出呼吸頻率，所述三維陀螺儀通過濾波處理分離出呼吸深度及呼吸運動方向。

優選地，步驟S3中將濾波后的數據進行多線程數據校驗適配處理，包括將應變計通過濾波處理分離出呼吸頻率和三維陀螺儀通過濾波處理分離出呼吸深度及呼吸運動方向進行數據融合。

優選地，步驟S2中，所述應變計的信號濾波處理后對動態監測呼吸頻率進行精準降噪，并將數據發送至三維陀螺儀的自適應處理中。