[发明专利]一种同步测量呼吸气体流量和含量的肺功能仪及方法

权利要求书

1.一种同步测量呼吸气体流量和含量的肺功能仪，其特征在于，包括：

双功能传感器单元，连接内部信号传输单元；内部包括超声流量传感器子单元、中红外呼吸末二氧化碳传感器子单元；用于测量顺流传播时间T_f、逆流传播时间T_b、实时采集呼吸末二氧化碳红外辐射强度信号，并输出给内部信号传输单元；

内部信号传输单元，连接数据处理单元和软件单元，用于转发其接收的信号和数据给数据处理单元和软件单元；

数据处理单元和软件单元，连接双功能传感器单元，用于驱动和控制双功能传感器单元工作、接收双功能传感器单元输出的信号和数据；还用于运用接收的顺流传播时间T_f和逆流传播时间T_b计算呼吸气体的容量、以及根据接收的红外辐射强度信号计算实时二氧化碳的含量C；再将呼吸气体的容量、以及实时二氧化碳的含量C输出给数据存储单元进行保存；

数据存储单元，连接数据处理单元和软件单元，用于保存应用程序、数据库形式的患者及诊断数据、测试报告；

用户界面单元，为触摸屏，连接数据处理单元和软件单元；用于显示曲线、数值、表格信息、以及通过相应的触摸屏操作实现用户信息录入、用户信息查询、启动肺功能检查、存储检查数据功能；

打印单元，连接数据处理单元和软件单元，用于输出纸质报告；

外部信号传输单元，连接数据处理单元和软件单元，采用时间区交错编码打包方法，将数据存储单元保存的呼吸气体的流量、以及实时二氧化碳的含量C给肺功能仪主机或因特网数据中心；

电源单元，连接上述单元，用于为上述单元提供工作电源。

2.根据权利要求1所述的一种同步测量呼吸气体流量和含量的肺功能仪，其特征在于，所述超声流量传感器子单元，包括：

被测气体测量通道，用于引导被测呼吸气体；

两个超声传感器，斜向置于测量气流通道的两端，之间距离为L_u，且超声传感器的轴线与被测气体测量通道的轴线夹角为θ，用于发射超声波信号、接收超声波回波信号；所述两个超声传感器交替发射和接收超声波信号；

功率驱动单元，连接数据处理单元和软件单元、两个超声传感器、计时单元；用于在数据处理单元和软件单元的控制下，交替控制两个超声传感器发射或者接收超生波信号，同时输出脉冲信号驱动计时单元工作；

信号初步调理单元，连接两个超声传感器；对超声传感器输出的超声信号进行滤波、整形和平均处理，然后输出给电平甄别单元；

电平甄别单元，连接信号调理单元；对信号调理单元输出的信号进行域值检测，当信号达到预设阈值时触发计时模块停止计时；

计时单元，连接电平甄别单元；用于记录超声脉冲顺流传播时间T_f和逆流传播时间T_b，并输出给接口单元；

接口单元，连接数据处理单元和软件单元、计时单元；用于输出顺流传播时间T_f和逆流传播时间T_b给数据处理单元和软件单元。

3.根据权利要求1所述的一种同步测量呼吸气体流量和含量的肺功能仪，其特征在于，所述中红外呼吸末二氧化碳传感器子单元，包括：

中红外发射器，开孔安装固定于被测气体测量通道外壁，且其发射窗口面暴露在呼吸气体中；用于向被测气体发射脉冲调制的红外辐射信号；

红外探测器，开孔安装固定于被测气体测量通道外壁，且其接收窗口面暴露在呼吸气体中，并与中红外发射器相对放置；用于实时采集被测气体中的红外辐射强度信号；

功率驱动单元，连接数据处理单元和软件单元、中红外发射器、锁相放大模块；用于在数据处理单元和软件单元的控制下，发射脉冲信号驱动中红外发射器工作，同时输出同步控制信号给锁相放大单元；

锁相放大单元，连接红外探测器；用于对接收的红外辐射强度信号进行放大处理；

信号初步调理单元，连接锁相放大单元；用于对红外辐射强度放大信号进行积分和平均处理，然后输出给电平甄别单元；

电平甄别单元，连接信号初步调理单元；用于对接收的信号进行电平检测，然后定时输出实时红外辐射强度信号给接口单元；

接口单元，连接数据处理单元和软件单元；用于转发实时红外辐射强度信号给数据处理单元和软件单元。