[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

说明书

本发明涉及一种基于胸阻抗测量的高性能肺功能检测系统及方法，检测系统包括微型控制器、上位机、激励电路、信号调理与数据采集电路、电极缓冲单元和专用电极阵列，激励电路在微型控制器的控制下产生激励电流，激励电流由差分电压信号转换获得，并通过电极缓冲单元作用于专用电极阵列；信号调理与数据采集电路通过电极缓冲单元采集激励电流信号和响应电压信号；微型控制器对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，上传至上位机；上位机根据胸腔阻抗的幅值与相位获得被测对象的肺功能评估结果。与现有技术相比，本发明具有容易实施、系统成本低、检测灵敏度高、测量快速方便等优点，能有效改善医生与患者的检测体验。

技术领域

本发明涉及临床肺功能检查技术领域，尤其是涉及一种基于胸阻抗测量的高性能肺功能检测系统及方法。

背景技术

慢阻肺是一种广泛存在的慢性疾病并且死亡率高。早发现、早治疗对于慢阻肺的控制非常重要。临床上利用气流式肺功能仪进行的肺功能检查是慢阻肺诊断的金标准。检测过程中，受检者需要平静呼吸4-5次后以最快呼吸速度与最大呼吸幅度持续重复呼吸12秒或15秒，要求呼吸次数达10-15次，休息10分钟后再重复一次。检查过程会对患有慢性阻塞性肺疾病、支气管炎和肺炎等呼吸系统常见疾病的患者造成极大的身体负担。检查过程需要半小时甚至更久，需要医生与患者的良好配合，实施难度大。

医学电阻抗技术通过贴在被测对象表面的敏感电极向被测对象施加微弱激励电流信号、采集响应电压信号，测量转移阻抗信息。该技术具有非侵入、无辐射、低成本、速度快等优点。

呼吸过程中肺内充气量的变化能够引起胸部电阻抗的显著变化，胸腔转移阻抗的变化与被测对象的肺活量有关且灵敏度高。肺阻塞的发生将影响呼吸过程中相关区域转移阻抗的变化量。

发明内容

本发明的目的就是为了克服上述现有技术存在的缺陷而提供一种基于胸阻抗测量的高性能肺功能检测系统及方法。

本发明的目的可以通过以下技术方案来实现：

一种基于胸阻抗测量的高性能肺功能检测系统，包括微型控制器、上位机、激励电路、信号调理与数据采集电路、电极缓冲单元和专用电极阵列，所述微型控制器分别连接上位机、激励电路和信号调理与数据采集电路，所述激励电路和信号调理与数据采集电路通过导线分别与电极缓冲单元连接，所述电极缓冲单元与专用电极阵列连接，其中，

该专用电极阵列，粘贴于被测对象上；

该激励电路，在所述微型控制器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作用于专用电极阵列；

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

该微型控制器，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；

该上位机，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。

所述专用电极阵列包括多对复合电极，对称分布于被测对象的胸前和背后。

所述复合电极包括电流电极和电压电极，所述电压电极嵌套于电流电极内，且电压电极与电流电极间的间隔形成一绝缘环。

所述电压电极与电流电极间的间隔至少为1.5mm。

所述专用电极阵列包括至少四对复合电极。

所述激励电路包括：

DDS信号发生器，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，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；