[发明专利]基于胸阻抗测量的高性能肺功能检测系统及方法

权利要求书

1.一种基于胸阻抗测量的高性能肺功能检测系统，其特征在于，包括微型控制器(1)、上位机(2)、激励电路(3)、信号调理与数据采集电路(4)、电极缓冲单元(5)和专用电极阵列(6)，所述微型控制器(1)分别连接上位机(2)、激励电路(3)和信号调理与数据采集电路(4)，所述激励电路(3)和信号调理与数据采集电路(4)通过导线分别与电极缓冲单元(5)连接，所述电极缓冲单元(5)与专用电极阵列(6)连接，其中，

该专用电极阵列(6)，粘贴于被测对象上；

该激励电路(3)，在所述微型控制器(1)的控制下产生激励电流，所述激励电流由差分电压信号转换获得，并通过所述电极缓冲单元(5)作用于专用电极阵列(6)；

该信号调理与数据采集电路(4)，通过所述电极缓冲单元(5)采集激励电流信号和响应电压信号；

该微型控制器(1)，对所述激励电流信号和响应电压信号进行解调，计算获得胸腔阻抗的幅值与相位，并上传至上位机(2)；

该上位机(2)，根据所述胸腔阻抗的幅值与相位获得被测对象的肺功能评估结果。

2.根据权利要求1所述的基于胸阻抗测量的高性能肺功能检测系统，其特征在于，所述专用电极阵列(6)包括多对复合电极，对称分布于被测对象的胸前和背后。

3.根据权利要求2所述的基于胸阻抗测量的高性能肺功能检测系统，其特征在于，所述复合电极包括电流电极(601)和电压电极(602)，所述电压电极(602)嵌套于电流电极(601)内，且电压电极(602)与电流电极(601)间的间隔形成一绝缘环(603)。

4.根据权利要求2所述的基于胸阻抗测量的高性能肺功能检测系统，其特征在于，所述电压电极(602)与电流电极(601)间的间隔至少为1.5mm。

5.根据权利要求2所述的基于胸阻抗测量的高性能肺功能检测系统，其特征在于，所述专用电极阵列(6)包括至少四对复合电极。

6.根据权利要求1所述的基于胸阻抗测量的高性能肺功能检测系统，其特征在于，所述激励电路(3)包括：

DDS信号发生器(301)，用于产生幅值、频率可控的一对幅值相同、相位相反的正弦波差分电压信号；

电压控制电流源(302)，与所述DDS信号发生器连接，用于将电压信号转换成恒定电流信号；

第一可选多路转换开关(303)，分别与所述微型控制器(1)和电压控制电流源(302)连接，用于在微型控制器(1)的控制下选通施加恒定电流信号到的一对激励电极。

7.根据权利要求1所述的基于胸阻抗测量的高性能肺功能检测系统，其特征在于，所述信号调理与数据采集电路(4)包括：

第二可选多路转换开关(401)，分别与所述微型控制器(1)和电极缓冲单元(5)连接，用于在微型控制器(1)的控制下选通一对电极测量响应电压；

信号调理电路(402)，与所述第二可选多路转换开关(401)连接，用于对激励电流信号和响应电压信号进行滤波和差分放大；

ADC模块(403)，与所述信号调理电路(402)连接，将信号调理电路(402)输出的调理后的激励电流信号和响应电压信号同步转换为数字信号；

数据存储模块(404)，与所述ADC模块(403)连接，用于缓存所述数字信号。

8.一种采用权利要求1所述的基于胸阻抗测量的高性能肺功能检测系统的检测方法，其特征在于，包括以下步骤：

1)上位机(2)向微型控制器(1)发送测量命令；

2)微型控制器(1)根据测量命令控制激励电路(3)产生恒定的激励电流信号，通过电极缓冲单元(5)施加于专用电极阵列(6)上；

3)信号调理与数据采集电路(4)实现激励电流信号与响应电压信号的测量，并将测量结果转换为对应数字信号进行缓存；

4)微型控制器(1)对缓存的数字信号进行解调，获得激励电流与响应电压的幅值与相位信息，并计算出胸腔阻抗的幅值与相位，上传至上位机(2)；

5)上位机(2)根据所述胸腔阻抗的幅值与相位获得被测对象的肺功能评估结果。