[发明专利]呼吸系统功能测试方法和装置

摘要

一种呼吸系统功能测试装置，其包括:呼吸气路单元、振荡压力发生单元、压力和流量检测单元、氧气和氮气浓度控制单元、气体浓度传感器、单向阀或者气阻、脑氧代谢检测单元、数据采集和控制单元、计算单元；在测量呼吸系统力学特性同时评估心肺系统气体交换、氧代谢和储备能力，通过强迫振荡技术产生高频气体振荡，激励受试者呼吸系统，通过系统辨识算法获得呼吸系统力学特性，在强迫振荡激励检测的同时，控制受试者吸入的氧气和氮气的浓度和持续时间，确定脑氧饱和度上升曲线和下降曲线，确定时延和时间常数，据此来评估受试者心肺系统的气体交换、氧代谢效率和机体氧储备能力。

主权项

1.一种呼吸系统功能测试装置，其包括:呼吸气路单元(10)、振荡压力发生单元(41)、压力和流量检测单元(21、22)、氧气和氮气浓度控制单元(31)、气体浓度传感器(32)、单向阀或者气阻(51)、脑氧代谢检测单元(60)、数据采集和控制单元(70)、计算单元(80)；其中，呼吸气路单元(10)包括多个端，其中第一端设置有咬嘴，使得使用者可以经由呼吸气路单元(10)进行呼吸；第二端设置有单向阀或者气阻(51)，呼出气体经由第二端排出外部，且外部气体不能经由第二端进入呼吸气路单元(10)；第三端设置有氧气和氮气浓度控制单元(31)，其分别连接氧气源和氮气源，通过调节氧气与氮气的相对比例，由此控制经由呼吸气路单元(10)吸入气体的氧气浓度；气体浓度传感器(32)设置在呼吸气路单元(10)中，用于测量经由第三端输入的气体中氧气的浓度；呼吸气路单元(10)进一步包括压力和流量检测单元(21、22)，以检测流经压力和流量检测单元(21、22)的呼吸气流的压力和流量；振荡压力发生单元(41)设置于呼吸气路单元(10)，通过呼吸气路驱动使用者的呼吸系统；脑氧代谢检测单元(60)设置在使用者的头部，以检测使用者的脑氧代谢变化；压力和流量检测单元(21、22)将压力和流量的检测结果送至数据采集和控制单元(70)；气体浓度传感器(32)将氧气浓度的检测结果送至数据采集和控制单元(70)；脑氧代谢检测单元(60)将脑氧代谢检测值送至数据采集和控制单元(70)；数据采集和控制单元(70)控制氧气和氮气浓度控制单元(31)工作，改变经由第三端输入呼吸气路单元(10)的氧气浓度，以对使用者进行氧气浓度调制，并将脑氧代谢检测单元(60)所检测到的相应的脑氧代谢的变化数据送至计算单元(80)；在执行氧气浓度调制的同时，数据采集和控制单元(70)控制振荡压力发生单元(41)的工作，以预定的高频振荡压力对使用者呼吸系统进行振荡调制，并将压力和流量检测单元(21、22)所检测的变化的压力和流量检测值送至计算单元(80)；计算单元(80)根据氧气浓度调制以及振荡调制的输入与输出，计算出使用者的呼吸系统力学参数特性以及心肺系统的气体交换、氧代谢以及机体氧储备能力。