一種肺活量計(jì)肺活量獲取方法
【技術(shù)領(lǐng)域】
[0001] 本發(fā)明屬于醫(yī)療設(shè)備領(lǐng)域，特別設(shè)及一種肺活量計(jì)肺活量獲取方法。
【背景技術(shù)】
[0002] 通常，肺活量計(jì)測(cè)試測(cè)量進(jìn)入和離開肺和氣道的空氣，且經(jīng)常作用于評(píng)估病人的 肺和氣道的健康狀況的初步測(cè)試W及用于定期地跟蹤疾病治療進(jìn)程和用藥效果的手段。肺 活量計(jì)測(cè)量的參數(shù)主要有呼吸容量測(cè)試和呼吸速度測(cè)試，分別W升和升/秒為單位。
[0003] 在進(jìn)行肺活量測(cè)試測(cè)量時(shí)，現(xiàn)有技術(shù)通常采用模擬電路處理的方法，將采集的脈 沖信號(hào)分別經(jīng)過濾波、放大、比較，然后再根據(jù)濾波、放大、比較的結(jié)果進(jìn)行肺活量相關(guān)參數(shù) 的計(jì)算。然而，采用模擬電路處理的方法，需要設(shè)置濾波電路、放大電路、比較電路的各分立 元器件，運(yùn)樣不僅增加了電路設(shè)計(jì)成本，增加硬件調(diào)試風(fēng)險(xiǎn)，而且模擬信號(hào)在處理的過程中 容易受到電子元器件本身頻率界限的影響，同時(shí)還易受到外界環(huán)境的干擾，采集波形也會(huì) 發(fā)生衰減或者形變，造成誤判。

【發(fā)明內(nèi)容】

[0004] 本發(fā)明的目的是提出一種肺活量計(jì)及肺活量計(jì)算方法，通過該方法將經(jīng)接收管接 收的脈沖波形直接接入微處理器單片機(jī)，省去中間的模擬信號(hào)處理電路，節(jié)約電路設(shè)計(jì)成 本，減少元器件及環(huán)境引入的干擾，直接進(jìn)行高頻高速ADC轉(zhuǎn)化處理，數(shù)字濾波，后續(xù)編程算 法處理，精準(zhǔn)而且易維護(hù)，得到精準(zhǔn)的肺活量參數(shù)，特別是可W獲得任意時(shí)刻的吹氣速度。
[0005] 為了實(shí)現(xiàn)上述目的，本發(fā)明的技術(shù)方案是： 一種肺活量計(jì)肺活量獲取方法，包括用帶有A/D轉(zhuǎn)換的微處理器直接讀取肺活量計(jì)的 吹氣信號(hào)，所述吹氣信號(hào)是由紅外發(fā)射接收傳感器從肺活量計(jì)氣動(dòng)滿輪旋轉(zhuǎn)葉片轉(zhuǎn)動(dòng)角度 變化獲取的電壓脈沖波形信號(hào)，吹氣時(shí)葉片正轉(zhuǎn)，葉片正轉(zhuǎn)時(shí)電壓一個(gè)周期內(nèi)波形最大幅 值點(diǎn)接近波形起始端，吸氣時(shí)葉片反轉(zhuǎn)，葉片反轉(zhuǎn)時(shí)電壓一個(gè)周期內(nèi)波形最大幅值點(diǎn)接近 波形末端;其中，所述肺活量獲取方法是： a,用肺活量計(jì)旋轉(zhuǎn)滿輪額定轉(zhuǎn)速2倍W上整數(shù)倍的采集頻率，采集一個(gè)吹氣時(shí)間周期 內(nèi)的連續(xù)脈沖波形； b，獲取連續(xù)脈沖波形每一個(gè)脈沖波周期內(nèi)波形平均值作為連續(xù)波形基準(zhǔn)值線； C，依據(jù)基準(zhǔn)值線W及葉片正轉(zhuǎn)時(shí)電壓一個(gè)周期內(nèi)波形最大幅值點(diǎn)接近波形起始端的 特征，統(tǒng)計(jì)葉片正轉(zhuǎn)連續(xù)脈沖波形最大值拐點(diǎn)的個(gè)數(shù)，拐點(diǎn)的個(gè)數(shù)就是一個(gè)吹氣有效時(shí)間 段內(nèi)的葉片正轉(zhuǎn)脈沖波個(gè)數(shù)M; d，根據(jù)公式:T=一個(gè)脈沖波周期內(nèi)采樣點(diǎn)數(shù)/采樣頻率，獲取每個(gè)脈沖的周期時(shí)長(zhǎng)Ti、 T2 Tn;由公式:L=MXa獲得肺活量，系數(shù)a是肺活量計(jì)標(biāo)稱的每轉(zhuǎn)對(duì)應(yīng)的容量；由公式；
^獲得第n個(gè)脈沖波周期的吹氣速度W及一個(gè)吹氣周期的平均速度。 L
[0006] 方案進(jìn)一步是:所述一個(gè)吹氣有效時(shí)間段是:從第一個(gè)吹氣有效脈沖波起為"0"時(shí) 刻至最后一個(gè)有效脈沖波時(shí)間止的時(shí)間段內(nèi)。
[0007]方案進(jìn)一步是:所述最后一個(gè)有效脈沖波的判定方法是：當(dāng)獲取的電壓值在一個(gè) 設(shè)定的時(shí)間內(nèi)連續(xù)不變或變化率小于最大值的一個(gè)設(shè)定值時(shí)的前一個(gè)脈沖波為最后一個(gè) 有效脈沖波。
[000引方案進(jìn)一步是:所述一個(gè)設(shè)定的時(shí)間內(nèi)是0.5秒至1秒，所述一個(gè)設(shè)定值是1%。
[0009] 方案進(jìn)一步是:所述連續(xù)脈沖波形是連續(xù)的符合葉片正轉(zhuǎn)時(shí)電壓一個(gè)周期內(nèi)波形 最大幅值點(diǎn)接近波形起始端的特征的波形，當(dāng)波形中出現(xiàn)不屬于此類特征的波形時(shí)、并且 此類波形頻率大于設(shè)定的允許值時(shí)，將會(huì)去除此類波形，或認(rèn)為采集失敗，發(fā)出重新采集的 命令。
[0010] 方案進(jìn)一步是：當(dāng)此類特征的波形連續(xù)出現(xiàn)時(shí)，認(rèn)為采集失敗，發(fā)出重新采集的命 令。
[0011] -種實(shí)現(xiàn)上述方法的肺活量計(jì)，包括帶有A/D轉(zhuǎn)換的微處理器和滿輪式吹氣傳感 器，圍繞微處理器連接設(shè)置有顯示模塊、通信模塊、時(shí)鐘模塊、存儲(chǔ)模塊、蜂鳴器模塊W及按 鍵模塊，其中，所述滿輪式吹氣傳感器的電壓模擬信號(hào)直接連接至微處理器的A/D轉(zhuǎn)換輸入 P。
[0012] 本發(fā)明的有益效果是： 本發(fā)明將經(jīng)滿輪模塊轉(zhuǎn)化的脈沖波形直接接入微處理器單片機(jī)，省去中間的模擬信號(hào) 處理電路，節(jié)約電路設(shè)計(jì)成本，降低硬件電路風(fēng)險(xiǎn)，減少元器件頻率限制及環(huán)境引入的干 擾。
[0013] 本發(fā)明采用高頻高速ADC轉(zhuǎn)化處理，數(shù)字濾波，W及后續(xù)算法處理，精準(zhǔn)而且易維 護(hù)，通過本方法可W讀取任意時(shí)刻的吹氣速度。
[0014] 下面結(jié)合附圖和實(shí)施例對(duì)本發(fā)明作一詳細(xì)描述。
【附圖說明】
[0015] 圖1為滿輪吹氣傳感器工作原理示意圖； 圖2為滿輪吹氣傳感器葉片反轉(zhuǎn)示意圖； 圖3為滿輪吹氣傳感器葉片正轉(zhuǎn)示意圖； 圖4為對(duì)應(yīng)圖2的葉片反轉(zhuǎn)電壓波形示意圖； 圖5為對(duì)應(yīng)圖3的葉片正轉(zhuǎn)電壓波形示意圖； 圖6為實(shí)際的吹氣電壓波形示意圖； 圖7為肺活量計(jì)控制電路示意圖。
【具體實(shí)施方式】
[0016] 實(shí)施例1: 一種肺活量計(jì)肺活量獲取方法，包括用帶有A/D轉(zhuǎn)換的微處理器直接讀取肺活量計(jì)的 吹氣信號(hào)，如圖1所示：圖的右側(cè)是紅外線收發(fā)裝置，包括發(fā)射管5和接收管6,該裝置可W發(fā) 射和接收紅外線信號(hào)。進(jìn)行測(cè)試時(shí)，滿輪的葉7旋轉(zhuǎn)。如圖2所示，當(dāng)反向旋轉(zhuǎn)時(shí)，葉片位置從 1^2的方向，葉片切入紅外線裝置區(qū)域，葉片繼續(xù)旋轉(zhuǎn)，紅外線接收裝置開始接收到不同強(qiáng) 度的紅外線，轉(zhuǎn)換為電壓信號(hào)。葉片依次通過B、C、D、E最后回到L位置。信號(hào)波形描述見圖4 中相應(yīng)的位置點(diǎn)。此處的信號(hào)是一個(gè)連續(xù)電壓信號(hào)，其大小由紅外線收發(fā)裝置的外圍電路 控制，紅外線接收裝置開始接收到不同強(qiáng)度的紅外線，并將其轉(zhuǎn)換為連續(xù)的電壓信號(hào)，根據(jù) 紅外線發(fā)射裝置的角度設(shè)置，當(dāng)信號(hào)強(qiáng)度達(dá)到最大后，隨著滿輪的繼續(xù)旋轉(zhuǎn)，信號(hào)強(qiáng)度會(huì)迅 速降低，因此紅外線接收裝置會(huì)產(chǎn)生出如圖4所示的模擬信號(hào)波形，電壓值大小在單片機(jī)可 接受范圍之內(nèi)。紅外線接收裝置輸出的連續(xù)電壓信號(hào)通過單片機(jī)的AD采樣存儲(chǔ)到單片機(jī) 內(nèi)，進(jìn)行進(jìn)一步的處理；當(dāng)正向旋轉(zhuǎn)時(shí)，如圖3所示，當(dāng)葉片按照3^4的方向進(jìn)行旋轉(zhuǎn)時(shí)，如 圖3箭頭指示方向，由L位置移動(dòng)到A位置，開始切入到紅外線區(qū)域，葉片繼續(xù)旋轉(zhuǎn)，依次通過 B、C、D、E最后回到L位置。信號(hào)波形描述見圖5中相應(yīng)的位置點(diǎn)。當(dāng)信號(hào)強(qiáng)度達(dá)到最大后，隨 著滿輪的繼續(xù)旋轉(zhuǎn)，信號(hào)強(qiáng)度降低相對(duì)緩慢，紅外線接收裝置收到如圖5所示的模擬波形； 因此，對(duì)于滿輪轉(zhuǎn)動(dòng)方向的判斷總結(jié)為:在一個(gè)脈沖周期內(nèi)，根據(jù)最大值點(diǎn)距離該脈沖周期 的起始點(diǎn)和終點(diǎn)的距離，判斷滿輪轉(zhuǎn)動(dòng)方向的正反，如果最大值點(diǎn)距離起始點(diǎn)比較近(即采 樣點(diǎn)數(shù)少于距離