呼吸测量装置及方法制造方法及图纸

本发明专利技术公开了一种呼吸测量装置及方法，所述呼吸测量装置包括：形变传感器和信号处理模块，通过所述形变传感器感应人体体腔表面的机械形变，并将该机械形变转换为电信号传输至所述信号处理模块，以通过所述信号处理模块对该电信号进行信号处理得到呼吸测量数据。采用本发明专利技术提供的呼吸测量装置及方法能够提高测量精度的同时实现非接触式无创测量。

Breathing apparatus and methods

The invention discloses a breathing apparatus and method for measuring, the respiratory measurement device includes a deformation sensor and signal processing module, the mechanical deformation of the deformation sensor body cavity surface, and convert the mechanical deformation into electrical signals transmitted to the signal processing module, through the signal processing module of the electric signal for the signal processing of respiratory measurement data. The breathing measurement device and method provided by the invention can improve the measurement accuracy and achieve non-contact non-invasive measurement at the same time.

【技术实现步骤摘要】
呼吸测量装置及方法
本专利技术涉及医疗设备
，尤其涉及一种呼吸测量装置及方法。
技术介绍
呼吸的频率、节律、呼吸深度是监测生命体征的重要指标，它能反映出被监护人的生理状态以及受药物或者毒物的影响。目前，呼吸测量方法包括观察法、阻抗法、气体流量法、光电脉搏波监测法等等。然而，无论上述何种呼吸测量方式，要么无法长期连续地对被监护人进行监测，要么需要与人体直接接触而造成被监护人不适，要么会受到环境光或者光学医疗设备的干扰而导致测量精度不够高。
技术实现思路
基于此，本专利技术的一个目的在于提供一种呼吸测量装置及方法，用于解决现有技术中存在的上述技术问题。为了解决上述技术问题，本专利技术所采用的技术方案为：一种呼吸测量装置，包括：形变传感器和信号处理模块，通过所述形变传感器感应人体体腔表面的机械形变，并将该机械形变转换为电信号传输至所述信号处理模块，以通过所述信号处理模块对该电信号进行信号处理得到呼吸测量数据。进一步地，所述信号处理模块包括电信号处理单元、模数转换单元和数字信号处理单元，所述电信号处理单元对所述电信号进行滤波放大并输入至所述模数转换单元，以通过所述模数转换单元进行模数转换后输入至所述数字信号处理单元处理得到所述呼吸测量数据。进一步地，所述电信号处理单元包括滤波电路和放大电路，所述滤波电路对所述电信号进行滤波后输出至所述放大电路，以通过所述放大电路放大滤波后的电信号。进一步地，所述放大电路受控于所述数字信号处理单元，以通过所述数字信号处理单元对所述放大电路的放大倍数进行动态调整。进一步地，所述电信号处理单元还包括阻抗变换电路，所述阻抗变换电路与所述滤波电路的输入端相连，用以将所述电信号进行阻抗变换后输出至所述滤波电路的输入端。进一步地，所述阻抗变换电路包括电荷放大电路，该电荷放大电路包括第一电阻、第二电阻、第一电容和第一放大器，所述电信号通过所述第一电阻输入至所述第一放大器的负输入端，所述第二电阻和第一电容并联在所述第一放大器的负输入端与输出端之间，所述第一放大器的正输入端接地。进一步地，所述阻抗变换电路包括同相放大电路，该同相放大电路包括第三电阻、第四电阻、第二电容和第二放大器，所述电信号通过所述第三电阻输入至所述第二放大器的正输入端，所述第二放大器的负输入端与输出端连接，所述第四电阻和第二电容并联在所述同相放大电路的输入端与地之间。进一步地，所述形变传感器为压电式形变传感器。一种呼吸测量方法，包括：通过形变传感器感应人体体腔表面的机械形变，并将该机械形变转换为电信号；对该电信号进行信号处理得到呼吸测量数据。进一步地，所述形变传感器为压电式形变传感器。与现有技术相比，本专利技术具有以下有益效果：通过在呼吸测量装置内设置形变传感器和信号处理模块，以通过形变传感器感应人体体腔表面的机械形变，并将该机械形变转换为电信号传输至信号处理模块进行处理，从而得到呼吸测量数据。由于形变传感器能够长期连续地进行机械形变的感应，既不必与被监护人直接接触，也不会受到环境光或者光学医疗设备的干扰，从而有效地解决了现有技术中存在的技术问题。应当理解的是，以上的一般描述和后文的细节描述仅是示例性和解释性的，并不能限制本专利技术。附图说明此处的附图被并入说明书中并构成本说明书的一部分，示出了符合本专利技术的实施例，并于说明书一起用于解释本专利技术的原理。图1为呼吸时体腔变化的示意图；图2为一实施例的呼吸测量装置的示意图；图3为图2对应实施例中信号处理模块在一实施例的示意图；图4a为图3对应实施例中电信号处理单元在一实施例的示意图；图4b为图3对应实施例中电信号处理单元在另一实施例的示意图；图5为图4b对应实施例中阻抗变换电路在一实施例的示意图；图5a为图5对应实施例中形变传感器的等效电气模型；图6为图4b对应实施例中阻抗变换电路在另一实施例的示意图；图6a为图6对应实施例中形变传感器的等效电气模型；图7为一应用场景中呼吸测量装置的示意图；图8为另一应用场景中呼吸测量装置的示意图；图9为一实施例的呼吸测量方法的流程图。通过上述附图，已示出本专利技术明确的实施例，后文中将有更详细的描述，这些附图和文字描述并不是为了通过任何方式限制本专利技术构思的范围，而是通过参考特定实施例为本领域技术人员说明本专利技术的概念。具体实施方式这里将详细地对示例性实施例执行说明，其示例表示在附图中。下面的描述涉及附图时，除非另有表示，不同附图中的相同数字表示相同或相似的要素。以下示例性实施例中所描述的实施方式并不代表与本专利技术相一致的所有实施方式。相反，它们仅是与如所附权利要求书中所详述的、本专利技术的一些方面相一致的装置和方法的例子。如前所述，现有的呼吸测量方法包括观察法、阻抗法、气体流量法、光电脉搏波监测方法等等。其中，观察法通过观察被监护人胸部或者腹部的起伏，以得到呼吸测量数据，具有成本低廉、操作简单、不受场地限制等优点。但是，由于该方法需要监护人陪同并观察，并不适用于长期连续地监测，且测量精度不够高。阻抗法则广泛地被应用于监护仪等医疗设备中，通过将心电电极与被监护人直接接触，以测量身体阻抗的变化得到呼吸测量数据。该方法由于需要电极及其固定材料与被监护人直接接触，一方面可能造成被监护人皮肤不适，另一方面则可能因被监护人皮肤自身的状况而影响测量精度。气体流量法的测量精度比较高，被广泛地应用于呼吸机等医疗设备中，通过测量被监护人的呼吸道附近的呼吸气体流量，得到呼吸测量数据。但是，该方法需要在被监护人的呼吸道附近固定气管，会造成被监护人不适。光电脉搏波监测方法是通过监测被监护人呼吸时组织血液的容积变化，以此得到呼吸测量数据。该方法能够穿透较薄的纱布，不需要与被监护人直接接触，但是容易受到环境光或者光学医疗设备的干扰而导致测量精度不够高。因此，为了在提高测量精度的同时提高被监护人的体感舒适度，特提出一种呼吸测量方法。请参阅图2，在一实施例中，一种呼吸测量装置100，包括但不限于：形变传感器110和信号处理模块130。通过形变传感器110感应人体体腔表面的机械形变，并将该机械形变转换为电信号传输至信号处理模块130，以通过信号处理模块130对该电信号进行信号处理得到呼吸测量数据。应当理解，被监护人在呼吸时，体腔(包括腹腔和胸腔)的形态会发生相应地变化，吸气时体腔膨胀，呼气时体腔收缩，如图1所示。将形变传感器110放置在被监护人的体腔表面，形变传感器110将会随着体腔的变化而相应地产生形变，进而将感应到的该形变转换为电信号。由于形变传感器110输出的电信号随体腔的变化而产生同频变化，且相同形变频率条件下形变越大，输出的电信号也越大，因此，在得到电信号之后，通过信号处理模块130对该电信号进行信号处理即可得到呼吸测量数据。其中，呼吸测量数据包括呼吸频率和呼吸幅度。进一步地，形变传感器110可以是压阻式形变传感器，还可以是压电式形变传感器。较优地，形变传感器110为压电式形变传感器，不需要后级的信号处理模块进行直流分量的隔离，以此简化了电路，有利于成本的降低，而且具有较高的灵敏度，有利于提高呼吸测量装置的信噪比。由于形变传感器只感应机械形变，进而通过机械形变进行电信号的转换，而不必通过与被监护人直接接触来测量被监护人体表的电信号，因此，通过形变传感器的设置，既不需要与被监护人直接接触，不本文档来自技高网...

【技术保护点】
一种呼吸测量装置，其特征在于，包括：形变传感器和信号处理模块，通过所述形变传感器感应人体体腔表面的机械形变，并将该机械形变转换为电信号传输至所述信号处理模块，以通过所述信号处理模块对该电信号进行信号处理得到呼吸测量数据。

【技术特征摘要】
1.一种呼吸测量装置，其特征在于，包括：形变传感器和信号处理模块，通过所述形变传感器感应人体体腔表面的机械形变，并将该机械形变转换为电信号传输至所述信号处理模块，以通过所述信号处理模块对该电信号进行信号处理得到呼吸测量数据。2.如权利要求1所述的方法，其特征在于，所述信号处理模块包括电信号处理单元、模数转换单元和数字信号处理单元，所述电信号处理单元对所述电信号进行滤波放大并输入至所述模数转换单元，以通过所述模数转换单元进行模数转换后输入至所述数字信号处理单元处理得到所述呼吸测量数据。3.如权利要求2所述的方法，其特征在于，所述电信号处理单元包括滤波电路和放大电路，所述滤波电路对所述电信号进行滤波后输出至所述放大电路，以通过所述放大电路放大滤波后的电信号。4.如权利要求3所述的方法，其特征在于，所述放大电路受控于所述数字信号处理单元，以通过所述数字信号处理单元对所述放大电路的放大倍数进行动态调整。5.如权利要求3所述的方法，其特征在于，所述电信号处理单元还包括阻抗变换电路，所述阻抗变换电路与所述滤波电路的输入端相连，用以将所述...

【专利技术属性】
技术研发人员：赵清倩，
申请(专利权)人：深圳市理邦精密仪器股份有限公司，
类型：发明
国别省市：广东,44