[发明专利]柔性肺泡容积获取系统及肺泡容积获取方法

说明书

本公开涉及柔性肺泡容积获取系统及肺泡容积获取方法，包括发声模块、传感器模块、信号处理及传输模块、计算模块。发声模块发出不同频率的第一声音信号；传感器模块接收肺部因第一声音信号产生振动发出的第二声音信号；信号处理及传输模块将所述第二声音信号转换生成第三声音信号并对所述第三声音信号进行传输，计算模块接收所述第三声音信号，计算所述第三声音信号的频率，并根据所述第三声音信号的频率计算肺泡容积。通过各模块的配合，本公开可以快速、实时获取患者/用户的肺泡容积大小，对患者/用户的肺泡容积大小进行实时监测。

技术领域

本公开涉及医疗器械领域，尤其涉及一种柔性肺泡容积获取系统及肺泡容积获取方法。

背景技术

机械通气(MV)是各种原因所致呼吸衰竭的主要支持手段。机械通气的目的在于为机体提供足够气体交换的同时使呼吸肌获得休息。然而，其也会引起呼吸肌相关肺损伤(VALI)。呼吸机相关性肺损伤的出现是由于在肺容积(绝对值)增高时进行通气，进而导致肺泡破裂，气体泄漏和各种气压伤(如，气胸，纵隔气肿，和皮下气肿)。同时会直接(损伤各种细胞)或间接(激活上皮细胞，内皮细胞，或炎症细胞的细胞信号通路)造成各种细胞内介质的释放。某些介质能直接损伤肺组织；某些的介质会使肺逐渐形成肺纤维化。其他的介质则作为归巢分子使得细胞(如中性粒细胞)向肺部聚集，向肺部聚集的细胞所释放出的分子可对肺部造成更大的伤害。

因此监控肺泡通气时扩张程度，也即肺泡的容积对进行机械通气的患者来说十分重要。

发明内容

有鉴于此，本公开提出了一种柔性肺泡容积获取系统，所述柔性肺泡容积获取系统包括：

发声模块，用于产生不同频率的第一声音信号；

传感器模块，用于接收肺部传来的第二声音信号，所述第二声音信号为肺部因所述第一声音信号产生振动发出的声音信号；

信号处理及传输模块，电连接于所述传感器模块，用于将所述第二声音信号转换生成第三声音信号，并对所述第三声音信号进行传输，所述第三声音信号为数字信号；及

计算模块，电连接于所述信号处理及传输模块，用于接收所述第三声音信号，计算所述第三声音信号的频率，并根据所述第三声音信号的频率计算肺泡容积。

在一种可能的实现方式中，所述传感器模块包括多个声音传感器，所述多个声音传感器分别由传感元件及共振腔构成，传感元件位于共振腔内，所述传感元件由多个MEMS麦克风、驻极体麦克风或者他们的组合制成。

在一种可能的实现方式中，所述传感器模块设置在贴敷于肺部表面的支撑体，所述支撑体使用柔性材料制造，所述支撑体包括柔性板及柔性封装层，所述传感器模块设置于所述柔性板上，所述柔性封装层用于封装所述传感器模块及柔性板。

在一种可能的实现方式中，所述柔性材料为聚酰亚胺。

在一种可能的实现方式中，所述信号处理及传输模块通过有线或者无线方式将所述第三声音信号传输至所述计算模块，其中，所述无线方式包括蓝牙、WiFi、GPRS、3G或5G。

在一种可能的实现方式中，所述柔性肺泡容积获取系统还包括显示模块，所述显示模块电连接于所述计算模块，用于显示所述肺泡容积及/或所述频率。

在一种可能的实现方式中，所述柔性肺泡容积获取系统还包括控制模块，所述控制模块电连接于所述发声模块及显示模块，用于控制所述发声模块及显示模块的工作。

在一种可能的实现方式中，根据所述第三声音信号的频率计算肺泡容积，包括：

根据第一公式计算所述肺泡容积，所述第一公式为：

其中，f₀为所述第三声音信号的频率，c为声速，S为连接肺泡的细支气管截面的面积，d是连接肺泡的细支气管截面的直径，l是连接肺泡的细支气管的长度，V是所述肺泡容积。