一种用于人体自然腔道的压力采集装置的校准方法及系统制造方法及图纸

本发明专利技术涉及一种用于人体自然腔道的压力采集装置的校准方法及系统。校准方法包括以下步骤：S1：在P0环境下调节压力采集装置的实时气压值P

【技术实现步骤摘要】
一种用于人体自然腔道的压力采集装置的校准方法及系统


[0001]本专利技术涉及一种压力采集装置，特别是涉及一种用于人体自然腔道的压力采集装置的校准方法、一种用于人体自然腔道的压力采集装置的校准系统。

技术介绍

[0002]在医疗手术过程中，可以通过对人体的自然腔道或组织缝隙进行压力检测，进而判断相应的器官或组织的健康状态。如眼压一般为10mmHg
‑
21mmHg，脑灌注压一般为70mmHg
‑
100mmHg，膀胱压一般不高于40cmH2O(约29.4mmHg)。
[0003]现有用于测量人体自然腔道或组织缝隙的压力采集装置包括接触式压力采集装置和非接触式压力采集装置。采用非接触式压力采集装置进行测量时，人体体内液体(如血液、组织积液、眼内房水)或腔道空气等对测量结果造成干扰，实际测量的压力值存在较大误差。而采用接触式压力采集装置进行测量时，由于体内环境与外界空气环境的差异，对测量结果造成误差，导致测量精度低。且由于人体自然腔道或组织缝隙的测量环境与空气环境差距较大，采用现有的校准方法难以对压力采集装置精确修正。

技术实现思路

[0004]基于此，有必要针对现有用于人体腔道或组织缝隙的压力采集装置校准精确度低的问题，提供一种用于人体自然腔道的压力采集装置的校准方法。
[0005]本专利技术通过以下技术方案实现：一种用于人体自然腔道的压力采集装置的校准方法用于检测压力采集装置实时显示的气压值、待测区域的实际气压值与压力采集装置的内腔的实际气压值之间的误差，进而对压力采集装置进行修正以减小或消除误差。
[0006]压力采集装置包括探头、气管、储气管和光纤压力传感器。探头内设置有探测腔，储气管内设置有储气室。探头包括环形刚体和弹性薄膜。弹性薄膜覆盖在环形刚体上，环形刚体和弹性薄膜共同围成探测腔。在探头的内外压力不同时，弹性薄膜受内外压力差作用发生形变，以使探头的内外压力趋于一致。因此，只需将探头导入待测量区域，即可通过直接测量探测腔的气压作为待测量区域的压力值。探测腔与储气室之间通过气管连通。探测腔、气管内腔和储气室共同构成检测腔。检测腔为密闭腔体，检测腔内任意一处的气压值均相同。光纤压力传感器安装在储气室内，用于检测储气室内的气压。通过光纤压力传感器测量储气室的气压，即可作为检测腔的气压，也即待测量区域的实际压力值。
[0007]校准方法包括如下步骤：
[0008]S1：对压力采集装置进行抽真空直至压力采集装置的检测腔气压低于一个预设的阈值。在一个气压值为P0的恒压环境下，向检测腔内注入空气，直至光纤压力传感器显示的实时气压值保持不变，记录此时光纤压力传感器显示的实时气压值P1。继续向检测腔内注入空气，直至光纤压力传感器显示的实时气压值刚好发生变化。
[0009]S2：设置校准温度范围为[T1，T
max
]。设置校准气压范围为[P0，P
max
]。将压力采集装置放置在一个平均温度为T1的恒温密闭容器内。对密闭容器进行注气或排气，直至密闭容
器内的平均气压为P0。
[0010]S3：向密闭容器内每次注入n1mol空气以调节密闭容器内的平均气压，实时测量密闭容器内的平均气压P
ni
。读取光纤压力传感器显示的实时气压值P
i
。
[0011]S4：判断平均气压P
ni
是否高于P
max
，是则将密闭容器内的平均温度调高ΔT，并将对密闭容器进行排空气以使平均气压P
ni
恢复至P0。同时根据获取的多个平均气压P
ni
和相应的实时气压值P
i
，采用曲线拟合的方法构建在当前温度条件下的修正函数和弥补函数。修正函数表征理想气压P
hi
和实时气压值P
i
之间的映射关系。弥补函数表征理想气压P
hi
和平均气压P
ni
之间的映射关系。否则重复步骤S3直至平均气压P
ni
高于P
max
。其中，修正函数的构建方法如下：
[0012]S41：根据每个平均气压P
ni
和压力采集装置的总体积V
d
计算压力采集装置的理想气压P
hi
。
[0013]S42：将采集的多个实时气压值P
i
、多个相应的理想气压值P
hi
映射到一个平面坐标系中得到多个坐标点A
i
。
[0014]S43：对多个坐标点A
i
进行曲线拟合，将拟合的曲线函数R
fi
作为修正函数。
[0015]弥补函数的获取方法如下：
[0016]S44：将采集的多个平均气压P
ni
和多个相应的理想气压值P
hi
映射到另一个平面坐标系中得到多个坐标点B
i
。
[0017]S45：对多个坐标点B
i
进行曲线拟合，将拟合的曲线函数P
f
作为弥补函数。
[0018]S5：判断密闭容器内的平均温度是否达到T
max
，是则根据拟合的多个修正函数R
fi
对光纤压力传感器的参数进行修正。修正后的光纤压力传感器实时显示测量的内腔气压，并根据多个弥补函数显示待测量区域的实际气压值。否则重复步骤S4直至密闭容器内的平均温度达到T
max
。
[0019]上述校准方法首先通过对压力采集装置进行抽真空后，向压力采集装置内注入气体，以使压力采集装置达到其量程范围内的最大体积，消除因压力采集装置的体积变化造成的校准误差。随后，通过在不同温度、不同气压环境下采集压力采集装置显示的实时气压值以及密闭容器的平均气压，进而根据密闭容器的容积、压力采集装置的总体积和压力采集装置的总容积计算出相应的理想气压，进而根据理想气压与实际气压值之间的映射关系构建修正函数，对压力采集装置的光纤压力传感器进行参数修正，以使光纤压力传感器的测量精度满足测量需求。最后根据测量的平均气压与理想气压之间的映射关系构建弥补函数，以减小消除因压力采集装置自身性能产生的误差，提高实际测量中的测量精度，满足压力采集装置在人体自然腔道或组织缝隙内的压力探测的精度需求。
[0020]在其中一个实施例中，当密闭容器的平均气压刚好达到P0时，判断光纤压力传感器显示的实时气压值是否也为P0，是则继续进行校准。否则同步调节密闭容器内的平均气压和检测腔的气压，直至平均气压P
ni
和气压值P
i
均为P0。。
[0021]在其中一个实施例中，每次注入的空气的量通过以下方法计算：
[0022]S31：根据密闭容器的当前温度、密闭容器的初始气压P0、密闭容器的容积V
c
和压力采集装置的初始总体积V
d
计算密闭容器内本文档来自技高网...

【技术保护点】

【技术特征摘要】
1.一种用于人体自然腔道的压力采集装置的校准方法，其用于检测压力采集装置实时显示的气压值、待测区域的实际气压值与压力采集装置的内腔的实际气压值之间的误差，进而对压力采集装置进行修正以减小或消除误差；压力采集装置包括探头、气管、储气管和光纤压力传感器；所述探头内设置有探测腔；所述储气管内设置有储气室；所述探测腔与所述储气室通过所述气管连通；所述探测腔、所述气管的内腔与所述储气室共同构成所述检测腔；所述光纤压力传感器用于检测所述检测腔的平均气压；其特征在于，所述校准方法包括如下步骤：S1：对压力采集装置进行抽真空直至压力采集装置的检测腔气压低于一个预设的阈值；在一个气压值为P0的恒压环境下，向所述检测腔内注入空气，直至所述光纤压力传感器显示的实时气压值保持不变，记录此时所述光纤压力传感器显示的实时气压值P1；继续向所述检测腔内注入空气，直至光纤压力传感器显示的实时气压值刚好发生变化；S2：设置校准温度范围为[T1，T
max
]；设置校准气压范围为[P0，P
max
]；将压力采集装置放置在一个平均温度为T1的恒温密闭容器内；对所述密闭容器进行注气或排气，直至所述密闭容器内的平均气压为P0；S3：向所述密闭容器内每次注入n1mol空气以调节所述密闭容器内的平均气压，实时测量所述密闭容器内的平均气压P
ni
；读取所述光纤压力传感器显示的实时气压值P
i
；S4：判断所述平均气压P
ni
是否高于P
max
，是则将所述密闭容器内的平均温度调高ΔT，并将对所述密闭容器进行排空气以使所述平均气压P
ni
恢复至P0；同时根据获取的多个平均气压P
ni
和相应的实时气压值P
i
，采用曲线拟合的方法构建在当前温度条件下的修正函数和弥补函数；所述修正函数表征理想气压P
hi
和实时气压值P
i
之间的映射关系；所述弥补函数表征理想气压P
hi
和平均气压P
ni
之间的映射关系；否则重复步骤S3直至所述平均气压P
ni
高于P
max
；其中，修正函数的构建方法如下：S41：根据每个所述平均气压P
ni
和所述压力采集装置的总体积V
d
计算压力采集装置的理想气压P
hi
；S42：将采集的多个实时气压值P
i
、多个相应的理想气压值P
hi
映射到一个平面坐标系中得到多个坐标点A
i
；S43：对多个坐标点A
i
进行曲线拟合，将拟合的曲线函数R
fi
作为修正函数；弥补函数的获取方法如下：S44：将采集的多个平均气压P
ni
和多个相应的理想气压值P
hi
映射到另一个平面坐标系中得到多个坐标点B
i
；S45：对多个坐标点B
i
进行曲线拟合，将拟合的曲线函数P
f
作为弥补函数；S5：判断所述密闭容器内的平均温度是否达到T
max
，是则根据拟合的多个修正函数R
fi
对所述光纤压力传感器的参数进行修正；修正后的光纤压力传感器实时显示测量的内腔气压，并根据多个弥补函数显示待测量区域的实际气压值；否则重复步骤S4直至所述密闭容器内的平均温度达到T
max
。2.根据权利要求1所述的用于人体自然腔道的压力采集装置的校准方法，其特征在于，在S2中，当所述密闭容器的平均气压刚好达到P0时，判断所述光纤压力传感器显示的实时气压值是否也为P0，是则继续进行校准；否则同步调节所述密闭容器内的平均气压和所述检测腔的气压，直至所述平均气压P
ni
和所述气压值P
i
均为P0。
3.根据权利要求1所述的用...

【专利技术属性】
技术研发人员：武理霞，彭杰，宋绍方，孔德润，付忠谦，吴艾久，
申请(专利权)人：合肥中纳医学仪器有限公司，
类型：发明
国别省市：