主流式呼吸二氧化碳浓度和呼吸流量同步监测方法
【专利摘要】本发明属于生物医学工程领域，涉及一种主流式呼吸二氧化碳浓度和呼吸流量同步监测方法：通过控制光源闪烁使传感器输出周期固定的调制光源信号；获取红外传感器测量通道电压、红外传感器参考通道电压和差压传感器电压；对于呼吸二氧化碳监测，分别根据红外传感器的两个通道采集电压的峰值与谷值之差，提取红外传感器测量通道交流分量和参考通道交流分量分量；计算当前呼吸二氧化碳浓度；确定当前呼吸流量；确定呼吸周期的起点；计算当前呼吸频率值；确定是呼气过程还是呼气过程；计算肺容量值和肺活量。本发明能够准确可靠地实现对呼吸二氧化碳浓度和呼吸气压同步实时监测。
【专利说明】主流式呼吸二氧化碳浓度和呼吸流量同步监测方法
【技术领域】:
[0001]本发明属于生物医学工程领域，涉及一种主流式人呼吸二氧化碳浓度和呼吸流量同步监测方法。
【背景技术】:
[0002]人呼吸二氧化碳浓度和呼吸流量监测是医疗监测的重要内容，为疾病诊断和临床监测提供重要指导依据。目前，人呼吸流量监测主要是在高档呼吸机内进行，设备笨重、昂贵且使用范围仅限于监护病房中。呼吸二氧化碳浓度监测可分为主流式和旁流式，主流式由于直接在病人的管道适配器上进行监测因而避免了旁流式的延时和失真的问题，然而由于主流式监测受使用环境的限制无法对呼吸气体进行除湿、恒流等预处理，其抗干扰性能有待提高。目前虽然有少数主流式呼吸二氧化碳浓度监测设备实现了呼吸流量监测，但由于其通过在管道适配器上抽取呼吸气流到监测模块的方式进行监测，即主流式呼吸二氧化碳浓度监测、旁流式呼吸流量监测，两种监测并未达到实时同步监测的效果，也没很好将二者进行有机结合。
【发明内容】
[0003]本发明是在克服现有主流式呼吸二氧化碳浓度监测易受呼吸气流干扰、流量监测存在延时失真,并且两种监测并不同步等问题,提供一种真正的主流式一体化监测方法。本发明提出的呼吸二氧化碳浓度和呼吸流量同步监测的方法，能够准确可靠地实现对呼吸二氧化碳浓度和呼吸气压同步实时监测，为生命体征监测和疾病诊断提供准确可靠的指导。本发明的技术方案如下:
[0004]一种主流式呼吸二氧化碳浓度和呼吸流量同步监测方法，所采用的监测模块将适配器置于呼吸管道上，红外光源与双通道红外传感器固定在适配器的两端，双通道红外传感器的一个通道为测量通道，另一个通道为参考通道；在适配器的两端设置差压传感器的取压点，微控制器发送的脉冲信号通过光源驱动电路驱动红外光源发出调制光源信号，各个传感器采集的信号被送入微控制器，监测方法如下:
[0005]I)通过控制光源闪烁使传感器输出周期固定的调制光源信号；
[0006]2)获取红外传感器测量通道电压、红外传感器参考通道电压和差压传感器电压Dp ;
[0007]3)对于呼吸二氧化碳监测，分别根据红外传感器的两个通道采集电压的峰值与谷值之差，提取红外传感器测量通道交流分量Da。和红外传感器参考通道交流分量Dm分量；
[0008]4)利用两通道交流分量差值Ds，根据预先的标定实验和三阶多项式拟合所确定的公式，计算当前呼吸二氧化碳浓度；
[0009]5)对于呼吸流量监测，根据差压传感器两点压力差Dp与流量Q的平方的关系，确定当如呼吸流量:
【权利要求】
1.一种主流式呼吸二氧化碳浓度和呼吸流量同步监测方法，所采用的监测模块将适配器置于呼吸管道上，红外光源与双通道红外传感器固定在适配器的两端，双通道红外传感器的一个通道为测量通道，另一个通道为参考通道；在适配器的两端设置差压传感器的取压点，微控制器发送的脉冲信号通过光源驱动电路驱动红外光源发出调制光源信号，各个传感器采集的信号被送入微控制器，监测方法如下: 1)通过控制光源闪烁使传感器输出周期固定的调制光源信号； 2)获取红外传感器测量通道电压、红外传感器参考通道电压和差压传感器电压Dp； 3)对于呼吸二氧化碳监测，分别根据红外传感器的两个通道采集电压的峰值与谷值之差，提取红外传感器测量通道交流分量Da。和红外传感器参考通道交流分量Dm分量； 4)利用两通道交流分量差值Ds，根据预先的标定实验和三阶多项式拟合所确定的公式，计算当前呼吸二氧化碳浓度； 5)对于呼吸流量监测，根据差压传感器两点压力差Dp与流量Q的平方的关系，确定当前呼吸流量:
2.根据权利要求1所述的主流式呼吸二氧化碳浓度和呼吸流量同步监测方法，其特征在于，红外传感器为双通道传感器，其测量通道和参考通道分别接收被二氧化碳分子吸收的4.26 μ m红外光和没有被任何气体分子吸收的3.95 μ m红外光。
【文档编号】A61B5/087GK103705243SQ201310712414
【公开日】2014年4月9日 申请日期:2013年12月16日 优先权日:2013年12月16日
【发明者】杨嘉琛, 王海涛, 陈波波 申请人:天津大学