主流式呼吸二氧化碳濃度和呼吸流量同步監(jiān)測方法
【專利摘要】本發(fā)明屬于生物醫(yī)學工程領域，涉及一種主流式呼吸二氧化碳濃度和呼吸流量同步監(jiān)測方法：通過控制光源閃爍使傳感器輸出周期固定的調制光源信號；獲取紅外傳感器測量通道電壓、紅外傳感器參考通道電壓和差壓傳感器電壓；對于呼吸二氧化碳監(jiān)測，分別根據(jù)紅外傳感器的兩個通道采集電壓的峰值與谷值之差，提取紅外傳感器測量通道交流分量和參考通道交流分量分量；計算當前呼吸二氧化碳濃度；確定當前呼吸流量；確定呼吸周期的起點；計算當前呼吸頻率值；確定是呼氣過程還是呼氣過程；計算肺容量值和肺活量。本發(fā)明能夠準確可靠地實現(xiàn)對呼吸二氧化碳濃度和呼吸氣壓同步實時監(jiān)測。
【專利說明】主流式呼吸二氧化碳濃度和呼吸流量同步監(jiān)測方法
【技術領域】:
[0001]本發(fā)明屬于生物醫(yī)學工程領域，涉及一種主流式人呼吸二氧化碳濃度和呼吸流量同步監(jiān)測方法。
【背景技術】:
[0002]人呼吸二氧化碳濃度和呼吸流量監(jiān)測是醫(yī)療監(jiān)測的重要內容，為疾病診斷和臨床監(jiān)測提供重要指導依據(jù)。目前，人呼吸流量監(jiān)測主要是在高檔呼吸機內進行，設備笨重、昂貴且使用范圍僅限于監(jiān)護病房中。呼吸二氧化碳濃度監(jiān)測可分為主流式和旁流式，主流式由于直接在病人的管道適配器上進行監(jiān)測因而避免了旁流式的延時和失真的問題，然而由于主流式監(jiān)測受使用環(huán)境的限制無法對呼吸氣體進行除濕、恒流等預處理，其抗干擾性能有待提高。目前雖然有少數(shù)主流式呼吸二氧化碳濃度監(jiān)測設備實現(xiàn)了呼吸流量監(jiān)測，但由于其通過在管道適配器上抽取呼吸氣流到監(jiān)測模塊的方式進行監(jiān)測，即主流式呼吸二氧化碳濃度監(jiān)測、旁流式呼吸流量監(jiān)測，兩種監(jiān)測并未達到實時同步監(jiān)測的效果，也沒很好將二者進行有機結合。

【發(fā)明內容】

[0003]本發(fā)明是在克服現(xiàn)有主流式呼吸二氧化碳濃度監(jiān)測易受呼吸氣流干擾、流量監(jiān)測存在延時失真,并且兩種監(jiān)測并不同步等問題,提供一種真正的主流式一體化監(jiān)測方法。本發(fā)明提出的呼吸二氧化碳濃度和呼吸流量同步監(jiān)測的方法，能夠準確可靠地實現(xiàn)對呼吸二氧化碳濃度和呼吸氣壓同步實時監(jiān)測，為生命體征監(jiān)測和疾病診斷提供準確可靠的指導。本發(fā)明的技術方案如下:
[0004]一種主流式呼吸二氧化碳濃度和呼吸流量同步監(jiān)測方法，所采用的監(jiān)測模塊將適配器置于呼吸管道上，紅外光源與雙通道紅外傳感器固定在適配器的兩端，雙通道紅外傳感器的一個通道為測量通道，另一個通道為參考通道；在適配器的兩端設置差壓傳感器的取壓點，微控制器發(fā)送的脈沖信號通過光源驅動電路驅動紅外光源發(fā)出調制光源信號，各個傳感器采集的信號被送入微控制器，監(jiān)測方法如下:
[0005]I)通過控制光源閃爍使傳感器輸出周期固定的調制光源信號；
[0006]2)獲取紅外傳感器測量通道電壓、紅外傳感器參考通道電壓和差壓傳感器電壓Dp ;
[0007]3)對于呼吸二氧化碳監(jiān)測，分別根據(jù)紅外傳感器的兩個通道采集電壓的峰值與谷值之差，提取紅外傳感器測量通道交流分量Da。和紅外傳感器參考通道交流分量Dm分量；
[0008]4)利用兩通道交流分量差值Ds，根據(jù)預先的標定實驗和三階多項式擬合所確定的公式，計算當前呼吸二氧化碳濃度；
[0009]5)對于呼吸流量監(jiān)測，根據(jù)差壓傳感器兩點壓力差Dp與流量Q的平方的關系，確定當如呼吸流量:
【權利要求】
1.一種主流式呼吸二氧化碳濃度和呼吸流量同步監(jiān)測方法，所采用的監(jiān)測模塊將適配器置于呼吸管道上，紅外光源與雙通道紅外傳感器固定在適配器的兩端，雙通道紅外傳感器的一個通道為測量通道，另一個通道為參考通道；在適配器的兩端設置差壓傳感器的取壓點，微控制器發(fā)送的脈沖信號通過光源驅動電路驅動紅外光源發(fā)出調制光源信號，各個傳感器采集的信號被送入微控制器，監(jiān)測方法如下: 1)通過控制光源閃爍使傳感器輸出周期固定的調制光源信號； 2)獲取紅外傳感器測量通道電壓、紅外傳感器參考通道電壓和差壓傳感器電壓Dp； 3)對于呼吸二氧化碳監(jiān)測，分別根據(jù)紅外傳感器的兩個通道采集電壓的峰值與谷值之差，提取紅外傳感器測量通道交流分量Da。和紅外傳感器參考通道交流分量Dm分量； 4)利用兩通道交流分量差值Ds，根據(jù)預先的標定實驗和三階多項式擬合所確定的公式，計算當前呼吸二氧化碳濃度； 5)對于呼吸流量監(jiān)測，根據(jù)差壓傳感器兩點壓力差Dp與流量Q的平方的關系，確定當前呼吸流量:
2.根據(jù)權利要求1所述的主流式呼吸二氧化碳濃度和呼吸流量同步監(jiān)測方法，其特征在于，紅外傳感器為雙通道傳感器，其測量通道和參考通道分別接收被二氧化碳分子吸收的4.26 μ m紅外光和沒有被任何氣體分子吸收的3.95 μ m紅外光。
【文檔編號】A61B5/087GK103705243SQ201310712414
【公開日】2014年4月9日 申請日期:2013年12月16日 優(yōu)先權日:2013年12月16日
【發(fā)明者】楊嘉琛, 王海濤, 陳波波 申請人:天津大學