主流式呼吸气压和呼吸二氧化碳浓度同步监测方法

摘要

本发明属于生物医学工程领域，涉及一种主流式呼吸气压和呼吸二氧化碳浓度同步监测方法：通过控制光源闪烁使双通道红外传感器输出周期固定的调制信号；获取双通道红外传感器的测量通道电压、参考通道电压和绝压式气压传感器的输出值；对于呼吸二氧化碳监测，利用测量通道电压峰值与谷值之差提取测量通道交流分量和参考通道交流分量；利用两通道交流分量差值和预先拟合的公式，确定当前呼吸二氧化碳浓度；利用气压传感器的输出值，根据预先的标定实验和二阶多项式拟合所确定的公式，确定当前呼吸气压；得到呼吸气流实时速度和呼吸流量；获得肺容量。本发明能够能够方便快捷的实现呼吸气压和呼吸二氧化碳浓度同步监测。

主权项

1.一种主流式呼吸气压和呼吸二氧化碳浓度同步监测方法，所采用的传感器为绝压式气压传感器和双通道红外传感器，所采用的管道适配器置于呼吸管道上，将绝压式气压传感器的取压点设置在管道适配器的内侧，红外光源与双通道红外传感器固定在适配器的两端，双通道红外传感器的一个通道为测量通道，另一个通道为参考通道，监测方法为：1）通过控制光源闪烁使双通道红外传感器输出周期固定的调制信号；2）获取双通道红外传感器的测量通道电压D_c、参考通道电压D_r、绝压式气压传感器的输出值D_p；3）对于呼吸二氧化碳监测，利用测量通道电压峰值与谷值之差提取测量通道交流分量D_ac，同理得到参考通道交流分量D_ar；4）利用两通道交流分量差值D_s＝D_ac-D_ar，根据预先的标定实验和三阶多项式拟合所确定的公式，确定当前呼吸二氧化碳浓度：$C_{\left(n\right)}=a_3*D_s^3+a_2*D_s^2+a_1*D_s+a_0,$其中a₃、a₂、a₁、a₀为标定实验所确定的参数；5）对于呼吸气压监测，利用气压传感器的输出值D_p，根据预先的标定实验和二阶多项式拟合所确定的公式，确定当前呼吸气压其中b₂、b₁、b₀为标定实验所确定的参数；6）根据气流伯努利定律中气压与流速的关系，得到呼吸气流实时速度为：其中c₁是由空气密度值决定的系数，c₂为无气流流动时的标准大气压；7）利用呼吸气流速度得到呼吸流量为：Q_(n)=K*V_(n)，其中K为绝压式气压传感器所在位置的管道适配器的截面积；8）当呼吸气压强度P_(n)小于预设阀值P_g时进行呼吸过程判断，此时先提取呼吸二氧化碳浓度值序列中当前值之前的第十个浓度值C_(n-10)，然后将该值与预设值C₀进行比较，若C_(n-10)＜C₀，则认为现在是吸气过程，否则认为是吸气过程；9）根据呼吸过程，在吸气过程中将呼流量Q_(n)进行累加操作，而在呼气过程中将流量Q_(n)进行累减操作，从而获得当前肺容量曲线L_(n)。