肺功能测量系统的制作方法

1.本实用新型属于医疗器械技术领域，尤其涉及一种肺功能测量系统。


背景技术：

2.肺功能仪是一种测量人体肺通气指标的仪器，具有很多种测量原理，如差压式、超声式、涡轮式和热线式。超声式使用成本高，涡轮式和热线式易磨损且不便于清洁，压差式无上述问题而得到较为广泛的应用。
3.目前市面上大多数压差式的肺功能仪易受环境温湿度、大气压或抖动的影响导致测量结果不准。


技术实现要素：

4.本实用新型的目的是提供一种肺功能测量系统，解决现有技术中的肺功能仪易受环境温湿度、大气压或抖动的影响导致测量结果不准的问题。
5.为实现本实用新型的目的，本实用新型提供了如下的技术方案：
6.第一方面，本实用新型提供一种肺功能测量系统，包括肺功能仪和控制终端，所述肺功能仪包括主控模块、差压传感器、温湿度传感器、大气压传感器和三轴加速度传感器。所述差压传感器与所述主控模块电连接，所述差压传感器用于测量所述肺功能仪的气体流量并将压差信号传送至所述主控模块；所述温湿度传感器与所述主控模块电连接，所述温湿度传感器用于测量环境的温度和湿度并将温湿度信号传送至所述主控模块；所述大气压传感器与所述主控模块电连接，所述大气压传感器用于测量环境大气压并将大气压信号传送至所述主控模块；所述三轴加速度传感器与所述主控模块电连接，所述三轴加速度传感器用于检测所述肺功能仪的姿态并将加速度信号传送至所述主控模块；所述控制终端与所述主控模块电连接，所述控制终端与所述主控模块的信息同步；所述控制终端根据所述温湿度信号、所述大气压信号、所述加速度信号校准所述压差信号，且所述控制终端还根据校准后的所述压差信号分析和判断呼吸过程质量。
7.一种实施方式中，所述肺功能仪还包括存储模块，所述存储模块与所述主控模块电连接，所述存储模块存储有测试项目信息，所述控制终端还用于读取所述测试项目信息，所述测试项目信息用于提供多个测试项目。
8.一种实施方式中，所述肺功能仪还包括无线模块，所述无线模块与所述主控模块电连接，所述无线模块用于与所述控制终端无线通信。
9.一种实施方式中，所述肺功能仪还包括语音模块，所述语音模块与所述主控模块电连接，用于引导使用者正确使用所述肺功能仪。
10.一种实施方式中，所述肺功能仪还包括电源管理模块，所述电源管理模块与所述主控模块电连接，用于管理所述肺功能仪的供电。
11.一种实施方式中，所述肺功能仪还包括可充电电池，所述可充电电池与所述电源管理模块电连接，用于供电。
12.一种实施方式中，所述肺功能仪还包括数据接口，所述数据接口与所述主控模块和所述电源管理模块电连接，用于所述肺功能仪的充电和数据传输。
13.一种实施方式中，所述控制终端还包括扩展接口，所述扩展接口用于拓展肺功能测量系统的功能。
14.一种实施方式中，所述扩展接口与雾化模块电连接，所述雾化模块用于进行支气管舒张、激发试验。
15.一种实施方式中，所述扩展接口与体描箱模块电连接，所述体描箱模块用于进行肺活量、流速-容量、阻力、肺弥散及人体体积描记的其中一种或多种测试。
16.一方面，相较于普通的差压式肺功能仪增加了温湿度传感器与大气压传感器。其中，通过温湿度传感器测量环境温湿度，并输出温湿度信号；通过大气压传感器测量环境大气压，并输出大气压信号。主控模块可以通过接收到的温湿度信号和大气压信号对压差信号进行校准，避免直接采用差压式传感器测量压差信号时，环境因素对测定结果的影响；另一方面，增加了三轴加速度传感器，通过三轴加速度传感器检测肺功能仪的使用姿态，并输出加速度信号。主控模块可以通过接收到的加速度信号实时提醒使用者正确操作肺功能仪，避免肺功能仪的使用因素对压差测定结果的影响，并根据加速度信号自动校零差压传感器。通过排除差压传感器测量过程中的干扰因素，对压差信号进行校准，使得肺功能仪对气体流量的测量结果更为准确。
附图说明
17.为了更清楚地说明本实用新型实施方式或现有技术中的技术方案，下面将对实施方式或现有技术描述中所需要使用的附图作简单地介绍，显而易见地，下面描述中的附图仅仅是本实用新型的一些实施方式，对于本领域普通技术人员来讲，在不付出创造性劳动的前提下，还可以根据这些附图获得其他的附图。
18.图1是一种实施例的肺功能测量系统的系统框图；
19.图2是一种实施例的肺功能测量系统的工作流程图。
具体实施方式
20.下面将结合本实用新型实施方式中的附图，对本实用新型实施方式中的技术方案进行清楚、完整地描述，显然，所描述的实施方式仅仅是本实用新型一部分实施方式，而不是全部的实施方式。基于本实用新型中的实施方式，本领域普通技术人员在没有做出创造性劳动前提下所获得的所有其他实施方式，都属于本实用新型保护的范围。
21.本实用新型实施例提供了一种肺功能测量系统，其系统框图如图1所示，包括肺功能仪与控制终端200。
22.肺功能仪包括主控模块100、差压传感器101、温湿度传感器102、大气压传感器107和三轴加速度传感器112。
23.主控模块100用于管理和控制整个肺功能仪的各个功能配件。差压传感器 101、温湿度传感器102、大气压传感器107和三轴加速度传感器112均与主控模块100电连接。具体的，差压传感器101测量肺功能仪气流腔内的流量压差并得到压差信号，再将该压差信号转换为第一信号，之后，差压传感器101将第一信号送至主控模块100；温湿度传感器102用于
测量环境的温度和湿度并得到温湿度信号，再将该温湿度信号转换为第二信号后送至主控模块100；大气压传感器107用于测量环境的大气压并得到大气压信号，再将该大气压信号转换为第三信号后送至主控模块100；三轴加速度传感器112用于检测肺功能仪的使用姿态并得到加速度信号，再将该加速度信号转换为第四信号后送至主控模块 100。其中，压差信号转换为第一信号，温湿度信号转换为第二信号，大气压信号转换为第三信号，以及加速度信号转换为第四信号，其中的转换过程可包括将模拟信号转换为数字信号、信号放大、信号过滤等过程。
24.主控模块100将收到的第一信号、第二信号和第三信号传送至控制终端200，控制终端200上可以显示出肺功能仪内检测到的压差值，并根据环境的温湿度与大气压数值对压差值进行校准，如将室温环境条件下测量的气体流速、体积转换到人体体温、大气压、水蒸气饱和状态的肺环境下的流速、体积。避免了环境因素引起的误差，使压差值结果更加准确。
25.肺功能仪还包括存储模块111，存储模块111与主控模块100电连接。其中，存储模块111存储有测试项目信息，控制终端200可以通过主控模块100访问存储模块111内的存储信息并选择测试项目。存储模块111还存储有肺功能仪的操作指导，可以用于指导使用者正确使用肺功能仪。测试前录入的使用者相关信息与测试完毕后的测试结果也能存储在存储模块111中，并可以通过主控模块100传输至控制终端200。存储模块111有利于保存肺功能仪测试功能的信息与使用者的测试信息，使信息储存更为完善。
26.肺功能仪还包括无线模块106，无线模块106与主控模块100电连接。无线模块106可以无线连接肺功能仪与控制终端200，实现主控模块100与控制终端 200之间的无线数据传输，不仅使肺功能仪的使用方式更加自由便利，也方便医护人员指导使用者进行检测。另外市面上大多数肺功能仪都是有线连接，多种医疗场景会存在有线的困扰，如有呼吸传染病的患者使用有线连接的肺功能仪，需近距离与操作者接触，易感染操作者并且使用过后的设备以及场地不便于清洁消毒。具有无线模块106的肺功能仪不仅便于操作者使用，还能摆脱有线连接移动不便，又利于避免交叉感染。
27.肺功能仪还包括语音模块108，语音模块108与主控模块100电连接。语音模块108可以用于播报肺功能仪的状态信息，如主控模块100在接收到三轴加速度传感器提供的肺功能仪偏离状态信号后，可以通过语音模块108语音播报仪器的偏离状态，并指导使用者正确使用肺功能仪，这样可以避免肺功能仪的操作因素引起的误差，使压差值结果更加准确。语音模块108还可以用于播报肺功能仪的存储信息，如对操作指导进行语音播报，指导使用者按照正确的流程进行测试。语音模块108还可以用于语音输入，如输入使用者的姓名，身高，体重等相关信息，使输入操作更加智能化。
28.肺功能仪还包括电源管理模块104，电源管理模块104与主控模块100电连接。电源管理模块104可以管理肺功能仪的供电，如实现外部供电和内部电池供电场景自动切换，使设备供电不间断。
29.肺功能仪还包括可充电电池103，可充电电池103与电源管理模块104电连接。可充电电池103可以对肺功能仪供电，使肺功能仪不限于通过线连接提供电力，增加了肺功能仪使用的便利性。
30.肺功能仪还包括数据接口105，数据接口105与主控模块100电连接。数据接口105
可以连接肺功能仪与控制终端200，实现主控模块100与控制终端200 之间的数据传输，对肺功能仪进行程序升级。数据接口105还与电源管理模块 104电连接，可以通过电源管理模块104对可充电电池103充电。
31.控制终端200还包括扩展接口，扩展接口用于与其他模块201电连接，用于拓展肺功能测量系统的测试功能，使整个肺功能测量系统具有更多的应用范围。其他模块201如可以包括雾化模块，用于进行支气管舒张、激发试验，还如可以包括体描箱模块，用于进行肺活量、流速-容量、阻力、肺弥散及人体体积描记的其中一种或多种测试。
32.肺功能仪还包括按键109和指示灯110，按键109和指示灯110均与主控模块100电连接。按键109可以直接对肺功能仪进行操控，如在肺功能仪上选择测试项目。指示灯110可以对肺功能仪起指示作用，如操作过程中的操作指示，如电量提醒或者设备供电状态提醒等。
33.本实用新型实施例的主要工作流程图如图2所示。
34.步骤301：开始，启动肺功能仪与控制终端；
35.步骤302：控制终端与肺功能仪通信，开始测试前，首先选择一种连接方式实现控制终端与肺功能仪之间的实时通信，连接方式可以是无线连接或者数据端口连接；
36.步骤303：同步肺功能仪传感器信息，当肺功能仪正常工作后，主控模块将实时采集到的第二信号与第三信号，即温湿度信息与大气压信息同步到控制终端，并在控制终端界面上显示；
37.步骤304：选择一项测试项目，接下来，可以通过肺功能仪上的输入模块。日按键或扫描模块或者语音模块录入使用者的相关信息，如姓名，身高，体重，年龄，手机号，所患疾病或者主要症状等，并根据测试需要选择不同的测试项目；
38.步骤305：同步肺功能仪大气压、温湿度信息，控制终端自动根据实时采集的大气压和温湿度信息进行btps(body temperature and pressure saturated，体温 (37℃)、饱和水蒸气、环境压力下的状态)气体参数转换；
39.步骤306：肺功能仪零点校准，主控模块接收第四信号，并与控制终端同步三轴加速度传感器的信息，控制终端通过温湿度、大气压和三轴加速度传感器信息自动对差压传感器测得第一信号的流量信息校零；
40.步骤401：智能引导呼吸，开始测试后，控制终端首先根据预设的测试项目，控制语音模块实时语音指导使用者正确进行呼吸；
41.步骤402：开启配套的测试项目控制模块，差压传感器检测到呼吸相后，控制终端再根据预设的测试项目开启配套的测试项目控制模块；
42.步骤403：数据采集模块实时采集呼吸数据，进行肺功能测试时，差压传感器会实时采集不同测试项目的呼吸数据，比如常规肺功能需要实时采集流量等参数；
43.步骤404：主控模块实时分析呼吸数据，在不断呼吸过程中，主控模块会实时计算分析呼吸波形阶段以及相关呼吸测量参数，同时会根据使用者的基础信息，计算呼吸波形预计值以及质控要求，并实时通过语音模块智能引导受试者呼吸；
44.步骤405：实时展示呼吸过程质量，可以通过控制终端实时展示呼吸过程质量；
45.步骤406：判断呼吸过程是否完成，主控模块能够判断单个项目测试是否完成，若主控模块判断项目测试未完成，则重新开始智能引导呼吸直到完成项目测试；
46.步骤307：控制终端分析整体呼吸数据，当主控模块判断项目测试已经完成，则会整体分析呼吸数据并提取呼吸波形特征等数据，再将所得数据传输至控制终端，控制终端对主控模块提取到的特征数据进行分析；
47.步骤308：智能评价，如果控制终端本地存在相关特征诊断数据，则给出智能评价，同时给出可参考治疗方法；如果控制终端本地无相关特征诊断数据，则可以通过网络连接云端服务器，在云端服务器检索对应特征数据，下载到本地并存储，若云端服务器也无相关诊断数据，服务器会将使用者的诊断数据推送给相关专家，并由相关专家给出临床诊断意见，再将确认过的诊断意见同步到云端；
48.步骤309：打印结果，控制终端评价完成后可以打印结果；
49.步骤310：同步对应诊断数据到云端服务器，控制终端将诊断数据同步至云端服务器，供其他区域肺功能仪诊断参考；
50.步骤311：结束，整个测试流程结束，在肺功能仪关机后对其进行清洁，方便下一次测试。
51.以上所揭露的仅为本实用新型一种较佳实施例而已，当然不能以此来限定本实用新型之权利范围，本领域普通技术人员可以理解实现上述实施例的全部或部分流程，并依本实用新型权利要求所作的等同变化，仍属于实用新型所涵盖的范围。

技术特征：
1.一种肺功能测量系统，其特征在于，包括：肺功能仪和控制终端，所述肺功能仪包括主控模块、差压传感器、温湿度传感器、大气压传感器和三轴加速度传感器，所述差压传感器与所述主控模块电连接，所述差压传感器用于测量所述肺功能仪的气体流量，并将所得的压差信号传送至所述主控模块；所述温湿度传感器与所述主控模块电连接，所述温湿度传感器用于测量环境的温度和湿度，并将所得的温湿度信号传送至所述主控模块；所述大气压传感器与所述主控模块电连接，所述大气压传感器用于测量环境大气压，并将所得的大气压信号传送至所述主控模块；所述三轴加速度传感器与所述主控模块电连接，所述三轴加速度传感器用于检测所述肺功能仪的姿态，并将所得的加速度信号传送至所述主控模块；所述控制终端与所述主控模块电连接，所述控制终端与所述主控模块的信息同步；所述控制终端根据所述温湿度信号、所述大气压信号、所述加速度信号校准所述压差信号，且所述控制终端还根据校准后的所述压差信号分析和判断呼吸过程质量。2.如权利要求1所述的肺功能测量系统，其特征在于，所述肺功能仪还包括存储模块，所述存储模块与所述主控模块电连接，所述存储模块存储有测试项目信息，所述控制终端还用于读取所述测试项目信息，所述测试项目信息用于提供多个测试项目。3.如权利要求1所述的肺功能测量系统，其特征在于，所述肺功能仪还包括无线模块，所述无线模块与所述主控模块电连接，所述无线模块用于与所述控制终端无线通信。4.如权利要求1所述的肺功能测量系统，其特征在于，所述肺功能仪还包括语音模块，所述语音模块与所述主控模块电连接，用于引导使用者正确使用所述肺功能仪。5.如权利要求1所述的肺功能测量系统，其特征在于，所述肺功能仪还包括电源管理模块，所述电源管理模块与所述主控模块电连接，用于管理所述肺功能仪的供电。6.如权利要求5所述的肺功能测量系统，其特征在于，所述肺功能仪还包括可充电电池，所述可充电电池与所述电源管理模块电连接，用于供电。7.如权利要求6所述的肺功能测量系统，其特征在于，所述肺功能仪还包括数据接口，所述数据接口与所述主控模块和所述电源管理模块电连接，用于所述肺功能仪的充电和数据传输。8.如权利要求1所述的肺功能测量系统，其特征在于，所述控制终端还包括扩展接口，所述扩展接口用于拓展肺功能测量系统的功能。9.如权利要求8所述的肺功能测量系统，其特征在于，所述扩展接口与雾化模块电连接，所述雾化模块用于进行支气管舒张、激发试验。10.如权利要求8所述的肺功能测量系统，其特征在于，所述扩展接口与体描箱模块电连接，所述体描箱模块用于进行肺活量、流速-容量、阻力、肺弥散及人体体积描记的其中一种或多种测试。

技术总结
一种肺功能测量系统，包括肺功能仪与控制终端，其中肺功能仪包括主控模块、差压传感器、温湿度传感器、大气压传感器和三轴加速度传感器，温湿度与大气压传感器可以实现全自动的环境条件检测并输出温湿度信号与大气压信号，三轴加速度传感器可以实现对肺功能仪的抖动检测并输出加速度信号，主控模块可以根据接收到的温湿度、大气压和加速度信号，对差压传感器所测气体流量的压差信号进行校正，使流量测试结果更为准确。结果更为准确。结果更为准确。


技术研发人员：邓锐 陈永辉 范崇辉
受保护的技术使用者：深圳麦科田生物医疗技术股份有限公司
技术研发日：2021.09.07
技术公布日：2022/5/25