CN104093356A - 个人肺活量计 - Google Patents

Abstract

本发明涉及一种用于关联测试结果与其他使用者数据以指示关系的肺活量计，所述肺活量计包括：(a)处理器；(b)存储器，其可操作地连接到所述处理器且配置有指示处理器执行下列步骤的指令：(i)记录使用者的肺活量计结果；(ii)关联所述结果与使用者数据，所述使用者数据包括用药日志、医疗日记、由医疗保健提供者为所述使用者提供的基准表现或来自其他测试装置的其他结果；和(iii)指示所述结果和所述使用者数据之间的关系。

Description

个人肺活量计

技术领域

本发明涉及肺活量计。更具体地，本发明涉及一种用于在测试肺和气道容量或病人的官能中使用和/或用于测量可以由病人吸入和/或呼出的空气的数量或容量和/或速度或流量中的肺活量计或类似的呼吸测试装置。更具体地，本发明涉及便携式轻的手持肺活量计，其特别适合于家庭和个人使用，但是同样地能够用于医院、医生的诊室和类似机构。本发明也针对一种用于获得、存储和显示肺活量计测试结果的系统、软件和方法。

背景技术

通常，肺活量计测试测量进入和离开肺和气道的空气，且经常用作用于评估病人的肺和气道的健康状况的初步测试以及用于定期地跟踪疾病治疗进程和用药效果的手段。通常使用被称为肺活量计的装置进行肺活量计测试，并且由测试提供的数据经常以“容量-时间曲线”的形式和/或以“流量-容量回路”的形式图形化地提供，在“容量-时间曲线”中沿Y轴示出以升为单位的容量且沿X轴示出以秒为单位的时间，在“流量-容量回路”中在Y轴上示出气流速率且在X轴上示出总吸气或呼气容量。

通过示例的方式，可在呼吸测试过程中测量的几个共同参数包括：用力肺活量(FVC)，其是可在充分吸气之后被用力吹出的空气的总容量；定时间隔(例如，1.0秒(FEV1))的用力呼气容量(FEV)；用力呼气流量(FEF)，其是在指定的呼气时间段期间从肺和气道出来的平均空气流量(速度)；以及呼气峰流量(PEF)，其是在充分吸气之后开始的最大呼气过程中的最大空气流量(速度)。经常以原始数据形式(即以升、升/秒、升/分钟等为单位)并且作为预测值的百分比(即用于类似年龄、身高、体重、性别和民族的病人的预测值百分比)提供这些参数。

通常重复每个测试三次，以确保可重现性。所获得的测试结果高度依赖病人的配合和尝试。为了要获得的有意义且有效的测试结果，病人必须为充分呼气和/或吸气提供有力且最大的呼吸尝试。通常，如果在诊室看病期间或在医院或类似地方给出测试，将由随访护士、医生或技师指导和激励病人，以尽量保持困难呼气预定的时间段(即“保持住，不要停”)。然而，在肺活量计的家用期间通常不会提供这样的帮助。因此，如果未在整个充分呼气或吸气期间提供最大力气，则所获得的家庭测试结果不一定是有效的。

发明内容

根据本发明的一方面，提供了一种便携式的手持肺活量计，其包括用于视觉地将有用信息呈现给装置的使用者的电子显示屏。肺活量计还包括用于将有用的可听信息呈现给使用者的扬声器。显示屏可以是彩色触摸屏LCD显示器。因此，由显示在屏幕上的触摸图标、测试列表或其他选项提供肺活量计的数据录入和使用者控制。另外，彩色显示器能够将测试结果和图形进行颜色编码，从而允许被认为是“高”严重性结果清楚地突出显示在显示器上。

肺活量计可包括在气流管内的涡轮部件。涡轮部件包括被安装用于在气流管中旋转的叶片。穿过气流管的气流引起叶片旋转，并且叶片的旋转速度对应于在任何时间情况下穿过气流管的气流速度。一对传感器装置可以被布置在与叶片邻近的气流管的相对侧上。这对传感器装置中的一个是发射器，其用于引导电磁辐射束横向穿过且通过气流管，使得束通过叶片的旋转是可中断的。相对的传感器装置是接收器，其用于检测束是绕过叶片，还是在任何时间点处由旋转叶片中断。接收器生成并输出电子数字信号给微处理器，并且信号贯穿呼吸测试的持续时间对应于束被接收的时候和束被中断的时候。为了确定涡轮的旋转速度，可以计算通过涡轮的气流速率和容量，触发累加器，从而在由于叶片中断束导致在接收器处束未被检测到时开始计数振荡器脉冲，并且在接收器处检测到束时停止计数。计数指示叶片的旋转速度，叶片的旋转速度进而被转换成气流速率。为了生成使用者的相关肺功能，可以进一步整合气流的速率，以确定速率曲线下方的区域，从而计算总容量。

在一个实施例中，处理器使用独特的算法来补充涡轮的惯性、温度和湿度，以提供更精确的测试结果。

在一个实施例中，微控制器单元自动引起肺活量计发布警报，以提醒使用者预定的呼吸测试和服药次数。这些警报可以包括在触摸屏上的视觉显示和可听声音。根据本发明的其他方面，提供了具体地用户友好的采集、相互关联、显示和可听见地呈现信息在便携式手持肺活量计上的信息的各种方法，这些方法包括：例如(1)具有使用算法的休眠功能的用药、测试和其他事件提醒，其中该算法平衡节省电池电源的需要与确保通知使用者此类事件的需要，(2)相互关联测试结果数据、用药时间表数据、医疗日记数据，以证明用药的有效性或预测诸如哮喘发作的医疗事件，以及(3)提供方便且用户友好的图形用户界面用于各种任务，这些任务包括从装置检索时间表信息、通过测试过程引导和指导使用者、输入数据、为了清楚起见颜色编码数据。

本发明的其他方面包括具有中央处理模块的模块化设计，其中各种测试模块(肺活量测定、血糖计量、血压计量)可以无线地耦合到中央处理模块来通信，以便使用者可以购买一个可以与多个测试模块结合使用的中央处理单元，从而降低整体成本。另外，中央模块可以经由有线或无线与家用网络和/或互联网络通信，以便上传测试和其他数据到家用计算机或互联网络。此类通过网页的数据通信可以用于为诊断目的提供更好的统计收集；将游戏方面添加到装置的用途；以及在照顾者或支持组的成员之间共享信息。

装置可进一步经由有线或无线耦合，以控制另一用药定量装置的剂量，或者耦合到芯片上实验室(lab-on-a-chip)装置用于处理在芯片上实验室上生成的测试数据、连通测试结果到照顾者等。

此外，装置可以存储互联网教育或锻炼信息或替代地获取互联网教育或锻炼信息，可以通过使用显示屏和/或扬声器在视觉和/或听觉上将包括文字内容和多媒体内容的互联网教育或锻炼信息呈现给装置的使用者。

在一个实施例中，本发明涉及一种用于补偿在包括涡轮的肺活量计中的涡轮惯性的方法，且包括：(a)记录涡轮的旋转的速度；(b)确定使用者停止吸气/呼气之后的旋转的残余速度；和(c)基于速度考虑残余速度来计算气流速率。

在另一实施例中，本发明涉及一种肺活量计，其包括：(a)涡轮；(b)处理器；和(c)存储器，其配置有用于指示处理器执行下列步骤的指令：(i)记录涡轮的旋转的速度；(ii)确定使用者停止吸气/呼气之后的旋转的残余速度；(iii)基于速度考虑残余速度来计算气流速率。

在又一实施例中，本发明包括用于导致在肺活量计上的显示的图形用户界面(GUI)，GUI经配置执行下列步骤：(a)生成具有主屏幕的显示，该主屏幕示出对应于肺活量计的不同操作模式的主对象，主对象对应于运行对象、数据对象、医疗管理对象和警报对象中的至少一个，其中运行对象对应于运行测试，数据对象对应于显示一个或多个测试的结果，医疗管理对象对应于管理用药，警报对象对应于设置警报；(b)接收主对象的选择；和(c)显示对应于主对象的主对象屏幕。在特定的实施例中，GUI进一步包括弹出式屏幕，其在使用者的表现低于由医疗保健提供者为使用者提供的基准表现的一定数量时指示警报。在一个实施例中，警报包括就医或进行用药的警告。

在另一实施例中，本发明包括用于相互关联测试结果与医疗状况的肺活量计，肺活量计包括：(a)处理器；(b)存储器，其可操作地连接到处理器且配置有指示处理器执行下列步骤的指令：(i)记录使用者的肺活量计结果，(ii)相互关联结果与使用者数据，使用者数据包括用药日志、医疗日记、由医疗保健提供者为使用者提供的基准表现或来自其他测试装置的其他结果；以及(iii)指示结果和使用者数据之间的关系。在特定的实施例中，指示包括立即就医或进行用药的警告。

又一实施例涉及一种激励使用者优化在肺活量计上的表现的方法，方法包括：(a)指示使用者呼气到肺活量计中或通过肺活量计吸气；(b)测量吸气/呼气；(c)确定使用者的表现是否满足预测的表现；和(d)如果使用者的表现不满足预测的表现，推荐使用者的表现中的具体改变，以满足预测的表现。

又一实施例是一种用于管理来自一个或多个医疗装置的数据的控制器，控制器包括：(a)到一个或多个医疗装置的第一接口；(b)用于存储来自医疗装置的测试结果和事件信息的数据库；(c)用于与使用者通信的使用者接口；(d)用于连接到医疗保健服务且提供测试结果或事件信息的至少一部分给医疗保健服务的第二接口；(e)处理器；和(f)存储器，其可操作地连接到处理器且经配置指示处理器执行下列步骤：(i)通过第二接口定期传送基于测试结果或事件信息的信息给医疗保健服务。

附图说明

图1是平面图，其示出根据本发明的肺活量计的前面板。

图2是图1的肺活量计的近侧顶吸口端的正视图。

图3是图1的肺活量计的侧视图。

图4是与吸口端相对的图1的肺活量计的远侧底端的正视图。

图5是与前面板相对的图1的肺活量计的后面板的视图。

图6是图1的沿线6-6的横断面视图。

图7是图1的沿线7-7的横断面视图。

图8是放大视图，其示出检测转子在图1的肺活量计的气流管内的旋转的一对涡轮旋转传感器。

图9是示出图8的一对涡轮旋转传感器的视图，其中转子的叶片阻挡从接收传感器接收的电磁辐射的束，如红外辐射束。

图10是示出图8的一对涡轮旋转传感器的视图，其中电磁辐射的束如红外辐射的束绕过转子的叶片并且由接收传感器接收。

图11是图形，其示出用于FVC肺功能测试的示例性气流图形。

图12是脉冲图，其根据本发明的原理示出涡轮转速数据的一种形式。

图13是转换成气流速率图形的示出如图中所示的脉冲数据的图形。

图14是方框图，其根据本发明的原理示出涡轮数据收集中涉及的组件。

图15是示出示例性主屏幕的由肺活量计的显示屏提供的截屏图像。

图16是根据本发明原理的对应于肺活量计的用药警报的由显示屏提供的截屏图像。

图17是针对使用装置用于肺功能测试运行而由肺活量计的显示屏提供视觉指令所提供的截屏图像。

图18是针对使用装置用于肺功能测试运行而由肺活量计的显示屏提供进一步视觉指令所提供的截屏图像。

图19是由肺活量计的显示屏以列表形式提供用药历史数据提供的截屏图像。

图20是肺活量计的显示屏以一个图形形式提供测试趋势数据所提供的截屏图像。

图21是图1的肺活量计的显示屏以表格形式提供测试趋势数据的显示所提供的截屏图像。

图22是肺活量计的显示屏以第二图形形式提供测试趋势数据所提供的截屏图像。

图23是示出本发明的模块化实施例的方框图。

图24是示出处理器和存储器的肺活量计的示意图。

具体实施方式

2010年7月28日提交的美国专利申请12/844,980公开了一种主要适于家庭使用的个人肺活量计，其通过充分引用的方式并入本文，并且由与本申请受让人相同的受让人拥有。

图1至图5中很好地示出了根据本发明的肺活量计10的基本外部结构。从附图看，肺活量计10可以具有相对薄、细长的矩形外壳或壳体12，其可以由例如塑料、金属、复合材料等制成。当然，可以利用其他形状和材料用于外壳壳体12。所示的实施例提供一种适合于家庭或个人使用的手持式电池供电装置，并且其经设计使得该装置便携、重量轻且紧凑(尽管并不局限于此类使用)。肺活量计10的整体尺寸是这样的使得其可以容易被存储在手袋、抽屉等中并且/或者病人可以按需要携带或拿取肺活量计。

肺活量计的前面板14包括显示屏16，并且也可以具有指导机构/指示器18，并且后面板20限定气流管22的位置，气流管22在穿过肺活量计10的中心位置处从近侧顶端24延伸至远侧底端26。吹口28位于气流管22的一端上，且在肺活量计10的近侧顶端24的前方延伸。吹口28可以透明材料制成，以便于清洁，并且吹口具有在使用过程中提供舒适性的人机工程学设计。肺活量计10也可以包括近侧顶端22上的电源按钮30和连接端口32如微型USB端口，以及后面板20上的扬声器/格栅(grill)34和可拆卸电池室面板门36。电池(未示出)可以是可充电的，并且也可以通过AC使用电源适配器来供电肺活量计10。

外壳壳体12包括一对相对放置的手柄38，其在肺活量计10的相对侧40上延伸且形成肺活量计10的侧边缘。另外，外壳壳体12包括与每个手柄34邻近的手指接收通孔42。每个通孔42允许人的手指抓紧肺活量计10，以完全围绕手柄38延伸，这样可以紧紧地在使用者的手中抓紧和紧握每个手柄38。如图5很好地示出，每个手柄38通常是细长的并且基本沿与气流管22相同的方向/取向以及在与气流管22相同的方向/取向上延伸，并且每个手柄38可以从位于中心的气流管22相等间隔。此外，如图3很好地示出，每个手柄38的中心纵向延伸轴线和气流管22的中心纵向延伸轴线本质上是对齐的且共面的(即，基本在同一虚平面内延伸)。根据一个实施例，每个手柄38的外表面层被纹理化来提供防滑表面，并且其由至少略微可变形和弹性的橡胶、弹性体材料等制成，以便手柄38可以在使用者的握力中被紧握。

肺活量计10的手柄38的构型对于合适地定位使用者以确保在呼吸测试过程中最大呼吸尝试和结果提供重要的作用。在使用中，优选地使用者以良好的姿势坐着或站着，其背处于大体上直立位置，且其肩向后拱起(即，不处于下垂的向前位置)。如图18中很好地示出，使用者紧紧地用双手抓紧肺活量计10。因此，使用者的一只手通过使用者的手指完全延伸穿过相邻通孔42，以便使用者的手完全环绕和包围手柄38抓紧其中一个手柄38，并且使用者的另一只手抓紧另一手柄38，其中使用者的手指完全延伸穿过相邻通孔36，以便使用者的手完全环绕和包围手柄38。在此位置中，使用者的肩向后弯曲，并且使用者的臂通过使用者的横向且向外指出的弯曲肘而横向并大体水平地延伸。在此平衡且正确的姿势位置中，使用者的胸部一般是“敞开的”，并且准备好进行最大的吸气和/或呼气。

因此，例如，使用者在深呼吸的同时，在上述位置中将他/她的嘴放在吹口28周围，且在尽可能长的时间内尽可能努力地呼气到肺活量计10的气流管22中，以生成由肺活量计10测量和存储的有意义且有效的测试结果。

肺活量计10的另一方面是，肺活量计包括一种相对于预期的完全呼气和/或吸气的持续时间向使用者提供实时、自动指导和帮助的机构。因此，该机构设置进一步的构件来确保通过实时地(例如，在使用者在测试过程中呼气到肺活量计10中时)向使用者提供有意义信息来获得最好的测试结果。更具体地，肺活量计10包括在前面板14上的指导机构/指示器18，其在使用者呼气到肺活量计10中或通过肺活量计10吸气时由使用者全部看到。

根据一个实施例，指示器18是以如由光管、发光二极管(LED)系列或阵列或类似的视觉指示器提供的细长的连续或不连续线或光的序列的形式。也可以使用其他视觉效果，如图像等，并且显示屏16可以用于此目的。听觉指示器(如从扬声器/格栅34发出的声音)可以结合指导指示器18或代替指导指示器18同时使用，用于提供相同的通用目的。

指导指示器18可以具体地用来反映病人的预期用力肺活量(FVC)或其他的测量值(即，可以在完全吸气之后被强制吹出的总的空气容量)或预期吸气肺活量(IVC)(即，可以在完全呼气之后吸入的总的空气容量)。例如，使用者的年龄、身高、体重、性别和民族通过显示屏16的使用显示屏16(例如可以是彩色触摸屏LCD显示器)输入到肺活量计10，并且这些条目可以被存储在微处理器和/或设置在肺活量计10内的其他电子存储器中。可替代地，这些数据条目可以经由外部计算机输入到肺活量计10中，该外部计算机经由可以是微型USB端口的连接端口32连接到肺活量计10。根据这些信息，肺活量计10的微处理器计算针对所输入的年龄、身高、体重、性别和民族的人预期的预测用力肺活量(PFVC)和/或预测吸气肺活量(PIVC)，且设置此预测值作为指导指示器18完全发亮所需要的值，从而在足以生成有效测试结果的呼气或吸气持续时间的实时内向使用者提供指示。

在使用中，在使用者呼气到肺活量计10中或通过肺活量计10吸气之前，如图7很好地示出，细长的视觉指示器18完全不发亮或“关闭”。然而，当使用者开始呼气到肺活量计10的气流管22或通过肺活量计10的气流管22吸气时，在测试过程中实时地连续测量流过管的总的空气容量，并且通过指导指示器18发亮或“打开”的程度确定并反映基于实时计算测量的预测用力肺活量(或预测呼气肺活量)的比例。因此，视觉指示器18的一端将变得发亮，并且随着使用者继续呼气到肺活量计10中或通过肺活量计10吸气时，视觉指示器18将逐渐更多地发亮，如图8中最好地所示，直到整个指示器18被点亮或“打开”。以这种方式，指示器18指导使用者且向其提供激励，以继续呼气到气流管22中或通过气流管22吸气，至少直到全长度或预定长度的视觉指示器18被点亮，这反映在特定病人的完全呼气(或完全吸气)过程中预期的预测空气容量。因此，病人由指导机构18指导“不要停下，继续坚持”，并且使用者可以在测试过程中查看指示器18，以便可以获得有意义且可重现的结果。

在另一实施例中，由图形用户界面中所示的虚拟激励肺活量计提供呼气或吸气的激励。激励肺活量计是给予使用者以锻炼其肺部的常规机械装置。其包括顺次管中的球。通过装置来吸气/排气，该球浮在管中，球浮动的越高，气流就越大。为了进行锻炼，指示使用者呼气/吸气，以使球浮动并保持在一定水平。本发明的家用肺活量计装置将激励肺活量计和传统肺活量计组合成一体，这是独特的，因为激励肺活量计(其以机械的方式是可用的)和诊室肺活量计(其不是个人装置)都不能将这两个完全不同的应用组合在一起。

根据如图6很好示出的一个实施例，本发明的肺活量计10测量穿过气流管22的空气流量，气流管22具有涡轮部件44和至少一对相对放置的旋转检测传感器装置46。

气流管22一般包括吹口28和涡轮管48，吹口28和涡轮管48由具有网状保护屏50的外壳12或设置在吹口和涡轮管之间的类似物端至端地连接。网状屏幕50防止异物进入并可能损坏涡轮部件。吹口28可以从肺活量计10拆卸，用于清洁和/或更换目的。

安装叶片52用于在静止气流偏转器68系列之间的涡轮管48内的主轴54上旋转。主轴54的相对端定位并安放在V型宝石部件70内，V型宝石部件70使主轴54绕其纵向轴在涡轮管48内旋转。V型宝石部件70是高精度弹簧加载的套管，该套管大大地减少摩擦，从而允许要由叶片52和主轴54实现的高的每分钟转数(RPM)。因此，当使用者呼气(呼出)到气流管22或从气流管22吸气(吸入)时，穿过涡轮管48的空气流量将导致叶片52和主轴54旋转。叶片52在气流的速度较大时将更快地旋转，并且叶片52在气流的速度减小时将较慢旋转。另外，可以监视叶片52和主轴54的旋转方向，以确定病人是否呼气到肺活量计10中或通过肺活量计10吸气。

叶片52的旋转由旋转检测传感器装置46进行监视，旋转检测传感器装置46安装在相对于涡轮管48的相对位置中。在图7至图10中很好地示出传感器装置46。传感器装置46中的一个可以包括用于发送可见光束或不可见光束或电磁辐射束的发送器，并且其他传感器装置可以包括用于在接收器位置处接收/检测束存在或不存在的接收器。通过示例的方式，传感器装置46可以包括用于发射红外辐射束或光束(对于人眼是不可见的)的二极管和检测存在或不存在红外光束的光电晶体管。

如图10中很好地示出，传感器装置46可以安装在涡轮管48周围的相对位置处。在此位置中，红外辐射束或光束，或其他电磁辐射束可以横向穿过在叶片52的位置处的管且在该管内发射。以这种方式，叶片52的旋转可以中断束(见图9)或允许束通过(见图10)，这取决于旋转叶片52在任何时间情况时的相对角度位置。

可以在定时的基础上测量流量，并且微处理器可以基于编程到微处理器固件中的公知公式将此信息转换成累积容量。例如，当病人呼气到肺活量计10中时，所累积的容量测量值等同于用力肺活量(FVC)的测量值，或者当病人通过肺活量计10吸气时，所累积的容量测量值等同于呼气肺活量(IVC)的测量值。

尽管当气流速率低且相对缓慢减小时，而涡轮由于来自最近在较快旋转的惯性仍然比将由气流速率所指示的旋转的更快，涡轮的惯性可以引入小误差，特别是朝向呼气的一端，但是涡轮的旋转速度可以被直接转换成具有相对高精度的气流速率。当使用者首先开始呼气时，存在惯性误差，静止涡轮必须克服其非移动惯性来追上气流。然而，由于呼吸的开始通常非常有力，使得涡轮相当迅速地追上气流并且惯性误差通常小到可以忽略不计。然而，在呼吸结束时，当气流非常低时，迅速旋转的涡轮惯性引入仍然小但却更显著的误差。

整合随时间的气流速率提供呼出的(或吸入的，如果是吸气测试)空气容量。因此，通过确定其中涡轮的每个叶片中断发送器和接收器之间的束的持续时间，从而根据本发明的一个方面确定涡轮的速度，涡轮的速度可被直接转换成涡轮的旋转速度，并且进而涡轮的速度可被转换成通过涡轮的气流速度。当然，应该理解的是，交替地，其中的一个可以测量期间束未被中断的时间段或者甚至中断之间的整占空比，以获得相同的数据。

中断(以下称为“中断脉冲”)越短，涡轮旋转就越快，因此气流速率就越高。因此，通过由合适的转换因数Y乘以持续时间的倒数(即1/X，其中X是持续时间)，中断脉冲的持续时间可被直接转换成气流速率。图11是图形，其中线111针对典型FVC测试示出作为时间的函数的流动速率。特别地，当一个人开始尽可能迅速地呼气时流动速率迅速从零增加，达到持续相对短时间段的峰值流动速率，然后紧接着随着人耗尽他或她的肺部中的空气，流动速率更加逐渐减小。线113示出上面所讨论的惯性误差。具体地，如所指出的，随着使用者缓慢减小呼气流动速率，涡轮的惯性将导致涡轮稍微比由呼吸管内实际的空气的流动速率所指示的旋转更快。线111和线113之间的差异是由于惯性的误差。

在任何事件中，图12示出说明图11中所示FVC测试结果的中断脉冲串，其中流动速率在开始时迅速增加，达到峰值速率，然后流动速率比对应于束的中断的脉冲的高部分的初始上升的持续时间，更加逐渐地减小。具体地，每个脉冲的持续时间与在该脉冲的持续时间期间涡轮的旋转速度成反比。因此，如在图12中可以看出，脉冲开始相对短且初始变得更短，因为涡轮在强的呼气初始力下更迅速地加速，然后随着气流速率逐渐减小，脉冲更加逐渐地变得越来越长。需要注意，当涡轮停止时，最后的脉冲是无限的，因为随着涡轮停止，束被中断或未被中断(任何一种都是可能的)，但是如果涡轮不再旋转，脉冲不会改变。

在一个实施例中，脉冲持续时间数据是通过自由运行1.5MHz计数器和计数中断的持续时间(或交替地，非中断或者交替地，计算无论上升或下降时相应地边缘之间的整占空比)来收集的。根据本发明的一个实施例，脉冲信号线上的上升沿表示束已经被中断，且下降沿表示束已经被恢复。因此，上升沿用于重置计数器为零且继续计数，直到由涡轮信号的下一个上升沿再重置。为了确定脉冲一端，脉冲信号线上的下降沿导致计数器的计数在该情况下被记录。这连续发生，直到涡轮停止旋转(或者如果涡轮仍然在旋转，在预定的时间段，例如，直到自第一上升沿已经过去20秒)。测试集中每个脉冲的持续时间转换成气流速率。因此，本质上，脉冲串的每个完整占空比(即上升沿，接着高水平，接着下降沿，接着低水平，直到检测到下一个上升沿)对应于一个气流速率数据点。在一个实施例中，平滑FVC曲线可以通过在其之间内插这些数据点来构造。然而，在如图13中所示的另一实施例中，数据点可以用于建立阶梯函数114的气流速率图形，其中每个阶梯对应于中断脉冲的气流速率值，其水平被维持直到下一个脉冲开始。如可以看出的，这些阶梯在涡轮更迅速旋转时的持续时间内更短，且在涡轮更缓慢旋转时的持续时间内更长。当涡轮最终停止使得该光束被永久地中断(或未被中断)时，最后的阶梯是无限的，且因此不被记录或使用。因此，阶梯波形式从未下降到零，在与传感器信号的最后全占空比对应的水平处停止。

最后数据点/阶梯从未达到零这一事实实际上是有利的，因为其可以用于补偿前述惯性误差。系统通过重置最后阶梯115的值为零且从每个前一阶梯减去原始最后阶梯步骤值直到(但不排除)最高气流速率阶梯116，来补充涡轮在气流逐渐减小(接近呼吸结束)时的时间段期间的惯性。这是由图13中的虚线117示出的。已经发现，这种调整基本校正了在数据中将以其他方式存在的惯性误差。

图14是方框图，其示出用于记录脉冲持续时间的部件的一个实施例。涡轮信号90(即，对应于束的中断和非中断的脉冲串)被馈送到1.5兆赫兹自由运行的16位计数器91。涡轮信号90中的上升沿重置计数器91到零，且涡轮信号90上的下降沿使计数器值在下降沿处被保存。计数器91将其计数数据写入16位保持寄存器93。例如，每10ms生成轮询中断信号92，这导致计数器91采取一些行动，如将计数写入保持寄存器，重置计数到零，设置或重置进位标志等。如将在下面更详细地描述，在任何给定轮询情况下的具体行动将取决于系统中各种信号的状况。此外，轮询信号92总是使保持寄存器93将其内容(计数)写入消息队列94。消息队列连续地存储所有计数数据。

当消息队列94中已经捕获且存储了具体肺功能测试的所有计数数据时，传感器捕获软件线程可以然后处理计数数据，以将计数数据转换成一系列实际气流值，可从系列实际气流值中生成数据的图形。应该注意，当涡轮正在非常迅速地旋转时，多个脉冲可以出现在单个10ms轮询间隔内是可能的，并且当涡轮正在缓慢旋转时，单个脉冲可持续几个10ms间隔。因此，传感器捕获线程95必须分析消息队列94中的数据，以确定这样的事情：何时消息队列94中存储的连续值需要彼此求和，以便得出完整的脉冲持续时间，何时不需要这样。传感器捕获线程如上所述也将脉冲持续数据转换成气流速率数据，并且也可校正在呼气结束时的涡轮惯性，并且/或者也如上所述补偿温度和/或湿度差异。

下面是一个表格，表格公开了根据本发明的一个实施例的用于确定并存储中断脉冲长度的图14中所示的硬件的操作。

注意用于下面表格的下列附注。在表格中，中断脉冲信号是指示束是否被中断(高水平或“脉冲”)或未被中断(低水平)的传感器的输出。如下面将变得清楚的是，在每个轮询间隔结束时，如果传感器信号是有源的，设置进位标志，指示脉冲在间隔结束时正在进行且继续到下一个间隔，否则重置。

进位标志是在计数器内部的标志，并且其连同计数被写入保持寄存器和消息队列。传感器捕获线程将使用此进位标志来确定是否需要对消息队列上存储的连续计数求和，以得出脉冲的整个持续时间。事实上，由于1.5MHz计数器可以10ms间隔内计数高达最大15,000次，所以仅14位的计数数据可以在任何时间存在。者在16位计数器91和保持寄存器93中留下额外2位，其中一位可以用作与计数中独立的进位标志。

表格中下降沿检测栏是指例如在前一10ms轮询间隔期间是否出现下降沿，这将指示中断的光束在前一轮询间隔期间变得不中断。应注意，事实上，束可以在轮询间隔内不止一次成为未被中断，但如果发生至少一次，下降沿检测的位将进行设置。在中断脉冲的上升沿上，硬件总是将计数器重置为零，并且在下降沿上，硬件总是将在下降沿的情况下的计数存储到保持寄存器中。

在图14的计数部分中仅由软件执行的任务(除了传感器捕获线程95的每个任务)是，当连续轮询间隔之间有一个以上的下降沿(即，一个10ms间隔内发生至少一个整占空比)时，该任务存储间隔内在第一下降沿处的计数和在最后下降沿处的计数。任何额外下降沿被忽略，并且假设任何所忽略的脉冲在间隔内的持续时间与最后脉冲在间隔内的持续时间相同，这在这些脉冲足够短从而多个脉冲出现在一个10ms轮询间隔内(即，涡轮正在非常快地旋转)时是合理安全的假设。

最后应该注意，本质上，在如本文所述系统中，在每个轮询情况下，写入消息队列的保持寄存器的内容反映在前一轮询间隔而非当前轮询间隔期间收集的计数数据。

肺活量计10的操作可以经由微处理器、微控制器单元等由包含肺活量计10内的软件、固件等控制。优选地，显示屏16是用来显示可以被触摸来激活特定功能的各种图标等的触摸屏。因此，软件经由触摸屏接收使用者的输入，并且通过在显示屏16上显示进一步信息提供合适响应。

通过示例的方式且参照图15，肺活量计10包括图形用户界面(GUI)，其经配置显示主屏幕100，主屏幕100具有多个占据屏幕中心的图标，每个图标对应于一组具有共同主题(以下称为“顶级域”)的装置功能，共同主题可以包括例如，运行测试图标103、查看趋势图标105、管理药品图标107和设置警告图标109。这些图标中的任何图标都可以由使用者触摸来激活肺活量计的相应功能。在屏幕顶部附近的显示区域115显示时间、周日历和日期。显示区域115进一步包括上传数据图标101，这可以被视为相当于第五主功能主题。

主屏幕也可以包括电池图标111，其示出可充电电池的充电状况。主屏幕100的底部约四分之一包括可滚动显示部分113，其包括即将到来和/或已经发生过的预定事件或警报的列表，如预定进行的呼吸测试和用药。

可滚动显示部分113包括在部分113的左端处的左箭头115和在部分113的右端处的右箭头117。在两个箭头之间显示了与医疗事件有关的信息。在所示的实施例中，两个事件的数据出现在箭头115和箭头117之间的两个屏幕区域119和129中。在一个实施例中，在默认状况下(例如，在肺活量计加电以后)，可滚动部分113显示最近发生过事件和最快即将发生的事件。该事件可包括装置所用于的任何事件，例如但不限于，肺活量计中的肺活量测试、预定的用药、肺锻炼或的任何其他预定事件。例如，在图15中，区域119显示用于最近执行的肺功能测试的基本信息。特别地，复选标记图标121表示此事件为发生过事件。此外，在123处显示日期和时间。进一步地，在125处包含事件的简略描述。特别地，在此示例中，事件是一种用力肺活量(FVC)测试。最后，部分127指示FVC值，即5.2升。

可滚动屏幕部分113的部分129显示时间表中的下一个未来事件。更特别地，时钟图标131指示此事件是一未来事件。另外，事件的时间和日期显示在133处。最后，在135处提供事件的简要或简略描述。在此特定示例中，事件是一种用药的预定剂量。

通过触摸左箭头115，使用者可以每次触摸按时间向后滚动一个事件。因此，例如，如果使用者按下左箭头115一次，出现在图15中屏幕区域119上的7月14日下午3:00执行的肺功能测试将向右移动并且现在出现在屏幕部分129中，并且装置中存储的下一个最近发生过的事件将出现在屏幕部分119中。同样地，如果使用者触摸箭头117，事件将以相反的方向滚动，即朝向未来。通过触摸屏幕部分119或屏幕部分129，使用者可以调用新屏幕，该新屏幕显示关于在屏幕部分中概述的具体事件的更详细信息。例如，有关在即将到来的7月15日下午12点的用药剂量，触摸屏部分129将导致更详细显示屏出现，其示出例如用药的名称、剂量和其他相关信息。

因此，可滚动屏幕部分113提供相关事件的非常方便的可滚动执行的概述。

当到了预定事件或警报的时间时，弹出式屏幕自动出现在触摸屏16上，向使用者警告事件(例如，运行测试、吃药或解除事件/警报)。可同时生成声音警报。

根据本发明的其他使用者交互方面，由于装置10的使用者不能够在警报时准确地执行事件，装置被编程具有有用的休眠/延迟功能，其包括平衡与装置中节省电池电量的利益潜在冲突并确保使用者意识到所述事件的算法。

图16示出与用药剂量对应的示例性弹出式屏幕140。如所看到的，弹出式警报显示140显示应服用的用药的名称、剂量和时间和日期。进一步地，包括三个按钮，即记录用药按钮141、休眠按钮142和解除按钮143。(如果事件替代地是肺活量测定测试，第一按钮替代地可以是在外观上与图15的运行测试图标103类似的运行测试按钮。)触摸记录用药按钮141将导致装置记录在触摸按钮时的日期和时间用药。选择休眠按钮将使提醒休眠预定时间段，例如五分钟。触摸解除按钮143将使装置记录未按照提醒来用药。

在本发明的一个实施例中，使用者可以使警报多次休眠。在休眠的警报的情况下，每次重新显示以指示已经延迟的次数和/或自应该吃药的所逝去的时间时，休眠警报的第二和随后重复的显示可以被颜色编码，或者以其他方式在视觉上进行提醒。当然，显示不需要在每次重新显示具体警报时进行改变，但可以根据另一状况进行改变，例如但不限于，在设定的警报时间之后的每额外半小时警报被显示两次或三次。例如，在初始警报时间之后的第一小时，显示可以白色印刷(或在白色背景上)示出。在第二小时，显示可变成绿色。在第三小时，显示可变成黄色。在第四小时，显示可变成红色，从而指示自应该已经吃药以来的延迟量。在其他实施例中，诸如文字或图标的其他显示提示包括简单地显示延迟时间段可用于指示前述延迟。

在另一人体工程学的示例中，如果使用者按下在警报弹出式屏幕(如在图16中)或主屏幕(图15)中的运行测试图标103，运行测试屏幕120将如图17中所示出现。此屏幕针对所需测试提供指令给使用者。如图17中所示，示出使用者如何握持肺活量计，并且指示使用者深呼吸且然后呼气到肺活量计中(或者完全通过肺活量计吸气，这取决于测试)。如上所述，通常，肺活量计将要求使用者采取三个相同的测试并且可针对额外测试指示使用者。如果任何测试不正确地被执行，肺活量计将提供有关重新采取测试的指令。

更特别地，如由图18所示，在进行测试集中的每个测试(每个测试事件通常包括执行具体测试三次并且使用这三个测试的最好测试结果或平均)之后，向使用者呈现指示测试是否已经被适当地执行的屏幕。例如，如图所示，屏幕161、162和163上可以有三个图标，示出例如个人处于执行测试的某个阶段。每个图标对应于三个测试中的一个。如果测试被正确执行，则复选标记图标将在测试执行之后出现在相应的测试图标161、162、163中，指示测试已经成功执行。如果测试未被适当执行，则替代为示出测试失败图标165(并且使用者必须重复第一个测试)。因此，例如，在图18中，显然地，在使用者如图标161和图标162中的复选标记164所指示已经成功执行前两个测试以及如由第三测试图标163内的失败图标165所示未成功执行第三最后测试之后出现显示。当然，在测试执行之前，示出测试图标161、162或163，而无复选标记164或失败标记165在其中。可替代地或另外地，文字可被提供在指示测试是否成功的显示内。

在一个实施例中，除了简单地指示测试运行何时不成功，装置中的微处理器可提供甚至更多的交互指导。在一个示例中，微处理器分析测试结果数据，以确定测试不充分的原因。例如，如果测试结果示出使用者在合理的长时间段内不呼气，可能导致显示屏显示文字消息，该文字消息指示使用者在下一个重试时吹较长时间。另一方面，如果不成功测试的原因是呼气周期太柔和，显示可指示使用者更困难地呼气。当然，此类信息也可伴随音频、视频或多媒体指令。

关于管理用药域，使用者可以导航到查看用药史屏幕，如图19中所示。查看用药屏幕以例如列表形式呈现每个预定剂量的条目。因此，如图所示，每个条目包括以下信息：日期和时间、具体用药和与那些条信息中的每条信息对应的在列标题151、152和153下的具体剂量。通过触摸列标题151、152和153，使用者可以使列表按列标题的主题顺次显示。例如，触摸日期和时间列标题151将导致用药条目按时间顺序列出。此外，用药剂量信息所被组织的列标题是由针对标题的颜色改变来进行指示。因此，在图19中，日期和时间列标题151按照与其他列标题的颜色不同的颜色显示，指示用药剂量信息按时间顺序显示。作为另一示例，如果使用者触摸用药标题152，则用药标题152将被突出显示，并且用药信息将按用药的名称的字母顺序(且其次按时间顺序)显示。使用者可以通过按下向上和向下箭头154和155上下滚动查看列表。注意所述事件是颜色编码的，其中向使用者指示已用过药(例如，通过触摸图16的警报屏幕140中的记录用药按钮141)的事件以第一颜色(即绿色)显示。注意此信息由复选标记符号在日期和时间列的左手部分中复制，复选标记指示已用药。另一方面，使用者未指示的服用的用药剂量用不同符号以不同颜色(例如，红色)示于日期和时间列的左手部分。

在包括所有三个测试试验的测试集成功完成之后，该试验的最好测试结果将显示在肺活量计的显示屏16上。通过示例的方式，这可以包括用于FVC、FEV1、FEV1/FVS、FEF25-75和PEF的值。当然，取决于所采取的具体测试，可显示其他或不同的值，例如可以提供IVC的值。相对于为病人所预测的这些测试值(即，基于年龄、性别、身高、体重和民族)的百分比也可以被显示在屏幕上。进一步地，可以列出这些值中每个值的“严重性”(即，“高”、“正常”、“中等”、“温和”、“低”等)。使用者还被提供有关上传数据到外部主机、查看测试的图形结果和查看截至当日或在所选择的日期范围内所进行的所有测试数据的日志的趋势数据的附加图标。

当使用者按下触摸屏显示器16上的查看趋势图标时，屏幕列出进行的所有测试的结果连同每个测试的时间和日期，并且允许使用者滚动查看完整列表。如果需要，使用者可以将此列表限制到具体日期范围。另外，使用者可以将列表限制到如上面所讨论的那些的任何具体测试类型。优选地，显示屏16是彩色屏幕，并且以红色或以闪烁红色显示视为“高”严重性的任何测试结果，以迅速吸引注意到具体结果。

使用者可以针对任何具体测试和任何具体值按下查看图形结果。例如，图20示出以图形形式示出FEF25-75测量值的趋势数据的显示屏130。由于显示器是一种颜色显示器，图形的不同部分被颜色编码。例如，图形中表示“正常”的部分可以被颜色编码为绿色，图形中表示“温和”严重性的部分可以被颜色编码为黄色，图形中表示“中等”严重性的部分可以被颜色编码为橙色，且图形中表示“高”严重性的部分可以被颜色编码为红色。例如，如图20中所示，测试结果最初是正常的，然后下降至“中等”严重性，并且最近示出“温和”严重性。

可以针对任何测试或针对任何具体测试值示出上述样式图形。

另外，使用者可以查看针对每个测试的流量-容量回路和容量-时间曲线。因此，肺活量计存储一些测试，并且可以数值原始数字格式或以图形格式查看测试结果。

过去的测试数据可以表格格式或以图形形式(例如，通过按下图15的主屏幕中的查看趋势图标105)获取。图21示出以表格格式显示的测试结果的列表。可显示诸如日期和时间、FEF25-75值、相对预测的百分比和严重性的各种标题，并且通过触摸相应列标题由这些列中的任何列以升序或降序组织这些测试。使用者可通过按下图20和图21中所看到的切换开关图标171在表格格式和图形格式之间切换，用于显示任何给定组的过去测试数据。例如，在图21中，正以图形格式显示测试数据。因此，切换开关171示出单词“表格”连同表格的表示，以指示触摸切换开关171将导致数据以表格形式显示。另一方面，当数据正在以表格形式显示时，如在图20中，切换开关171可具有不同形式，如图20中所看到的，示出单词“图形”连同微型图形图标，以指示按下按钮将切换回到以图形格式示出数据。

图22以图形形式示出不同测试的测试结果，即FVC，并且帮助说明以图形形式显示测试数据的替代实施例。在图22的图形显示中，测试(如FVC测试)的数据以图形格式被显示，其中在纵坐标(或垂直轴)上表示FVC值并且在横坐标(或水平轴)上表示由例如日期和/或时间表示的测试实例。线173表示测试结果。图22示出稍微不同的用户友好的方式，以显示来自图21中所述的那些结果的严重性。具体地，线173是根据测试结果值进行颜色编码的。因此，对应于正常范围内的测试结果的线173的部分将出现绿色，而在温和范围内的测试结果以黄色示出，在中等范围中的测试结果以橙色示出，并且在严重范围中的测试结果是红色。还应注意，沿着显示器右手侧的文字也文字地以及通过文字的颜色来指示那些范围。

根据另一特征，屏幕172的水平条包括自定义按钮174让使用者选择要在具体图形中显示测试结果的数目或天数。按下屏幕部分172中的其他按钮的任一个直接导致与所指示的相应天数或相应测试数对应的显示。另一方面，按下自定义按钮将显示改变为自定义数量的天数或自定义数量的测试，该自定义数量是先前由使用者在设置域下设置的。

图22中所示的(也在图20和图21中所看到的)另一有用特征是显示区域175，其包括多个图标，如圆点，这些图标的数量指示所显示类型的测试或其他数据的总页数。例如，图22中的图标175示出7个圆点176，其中第四个圆点突出显示或与以其他方式与其他圆点区别。这指示有共7页的测试结果数据可用于查看，并且使用者正在查看其第四页。这种相同显示概念用在装置中的许多其他背景中和许多屏幕中。然而，在图22中所示的屏幕中，其中图形显示是FVC趋势数据的图形显示，圆点指示有7页的测试结果数据，例如，(1)PEF趋势数据、(2)FEF25-75(在呼气的中间部分过程中气流的平均速度)趋势数据、(3)FEV1趋势数据、(4)FVC趋势数据、(5)FEV-1/FVC趋势数据、(6)肺年龄(与受试者的实际年龄相比的受试者的肺的年龄)趋势数据和(7)所有趋势汇总数据。

因为数字在无先前预期知识的情况下无意义，不是专业人员而是病人的许多使用者可能发现难以解释数据，所以此特征非常方便使用者。然而，颜色编码和正常/温和/中等/严重文字是高度直观的。

图22示出与使用装置的人体工程学和方便性有关的本发明的又一可选特征。特别地，当装置正在显示具体屏幕时，左上角中的图标169指示装置是在哪一个域内。其中具体屏幕是在顶级域中的一个内，这些顶级域中的一个与图15的主屏幕中的图标103、105、107和109中的一个对应。因此，例如，在图22中，图标169是图15的主屏幕的管理用药图标107的微型版本，指示装置正在显示装置的管理用药功能域内的子屏幕中的一个。在一个实施例中，按下图标将导致装置返回到域内的前一屏幕，或者如果无前一屏幕在域内，则回到主屏幕。

附加特征可并入装置，如响应于差测试结果的警告弹出式屏幕。例如，如果在FVC测试执行之后且结果是在中等范围中，弹出式屏幕可指示使用者增加用药。作为另一示例，如果测试结果指示严重状况，例如两个连续严重测试结果，弹出式屏幕可指示使用者联络他或她的医生，或拨打911。

根据图22中所示的另一特征，使用者可在任何点触摸图形线173以调用文字框，文字框在图形上以文字格式提供关于点的相关信息，如针对线173上给定点的图形横坐标和纵坐标的数值。另外，可显示垂直线177，准确地沿横坐标指示使用者已经在何处触摸屏幕。在一个实施例中，使用者可在左方向或右方向上拖动他或她的一根手指越过线，并且垂直线177将对应于手指的运动进行移动且文字框中的文字将相应地改变，以指示相应数据。文字框可与线等同地移动。还可显示水平线(未示出)以示出相对于纵坐标轴的类似取向。

根据在查看趋势顶级域可提供的本发明的另一方面，装置可呈现将肺功能(例如，肺活量测定测试结果)关联到用药时间表的显示，以便使用者可以直接意识到用药对他或她的肺功能的影响。

仅作为一个示例，可显示与图22中的图形类似的图形，但图形同时示出肺功能图线和用药图线。因此，使用者可以直接观察作为一种或多种用药的函数的肺功能趋势，从而可能能够将肺功能下降与未服用预定剂量关联。作为另一示例，使用者能够看到与服用特定用药一致的肺功能改善的趋势。当使用者激活主屏幕(图15)中管理用药图标107时，显示屏提供处方药连同剂量以及开始和结束日期的可滚动列表。当使用者选择特定药时，显示用药的预定时间和日期。该屏幕也允许使用者输入新的用药到列表；检查用药计划表；查看已经进行的用药的用药史；以及记录有关提供已进行用药的确认的条目。

由装置提供的附加功能包括医疗日记。附加顶级域图标可被添加到主屏幕(图15)，用于医疗日记功能。具体地，医疗日记可以是除测试和用药史日志之外的日志。此功能可允许使用者随意输入不适于其他域内的附加用药相关信息，如“我的咳嗽越来越严重”、“我今天感觉不舒服”或可以与医疗相关的任何其他信息。装置可在输入时自动标记此类条目的时间和日期(可能地，具有这样一个选择，即如果使用者不同时输入条目与相关医疗信息，允许使用者改变条目的时间和日期戳)。在一个实施例中，为了使所述事件更容易分类，为了在统计或预测目的关联医疗数据的算法中使用，使用者可被呈现以有限数量的医疗相关事件或信息的选项来进行选择。可以有一种全方位选择，允许使用者输入不与预定选择中的一个对应的针对任何事件的文字。在另一实施例中，可允许使用者通过连续的文字键入输入针对任何事件的数据，并且装置为了统计和预测目的可被配备以智能，以解释自然语言文字从而用于分类。

在一个实施例中，来自测试数据、用药计划数据和医疗日记中的任何两个或多个的信息可与彼此相互关联，以生成并显示可能对使用者有用的相关趋势数据。仅作为几个示例，可以生成数据，以说明测试结果和咳嗽发作之间或用药剂量和咳嗽发作之间的任何对应性。事实上，根据本发明的一个实施例，测试结果数据、医疗日记数据和用药数据中的任何或全部可以经处理预测重大医疗事件，如哮喘发作。用于此类预测的数据可以严格地基于装置中存储的针对特定病人的历史数据。然而，在其他实施例中，预测可以不仅基于单个使用者的历史数据，而且基于从类似装置的其他使用者收集的历史数据。

根据本发明的其他方面，当使用者激活上传数据图标101(图15)时，显示屏16提供关于连接诸如USB电缆的电缆的指令至肺活量计10的连接端口32并且连接电缆到外部主计算机的指令。可以选择上传所需的特定数据，并且数据可以被上传，以便例如可以由医生等查看数据。

在一个实施例中，肺活量计经配置比较测试结果与其他使用者数据，并且如果合适则指示关系。更具体地，参照图24，肺活量计250的示意图包括处理器251和可操作地连接到处理器251的存储器252。在此实施例中，存储器经配置有指示处理器执行下列步骤的指令：(a)记录使用者的肺活量计结果；(b)关联结果与使用者数据，使用者数据包括用药日志、医疗日记、由医疗保健提供者为使用者提供的基准表现、或来自其他测试装置的其他结果；以及(c)指示结果和使用者数据之间的关系。在一个实施例中，使用者数据包括基准，并且关系是在结果低于基准表现的某一点时发出警报。在一个特定实施例中，警报包括推荐就医或推荐服用一定用药。在另一实施例中，使用者数据包括用药日志，并且关系指示肺功能和所服用的用药之间的关系。在又一实施例中，存储器也包括用于处理器确定医疗日志中的任何药是否存在冲突的指令，如果存在冲突，则警告使用者冲突。又一实施例涉及包括用药日志或医疗日记的使用者数据，并且关系指示医疗状况的潜在性。在一个实施例中，医疗日记涉及使用者健康的数值等级，并且显示包括同事显示数值等级、结果和医疗日志依从性的曲线，以指示相互关系。在一个实施例中，医疗状况包括发作、发病、意识丧失、突发或哮喘发作中的一个。

应相信，在市场上可广泛得到数量增加的家用医疗测试装置，如肺活量计、血压计、血糖仪等。在本发明的一个实施例中，提供用于进行不同测试的单独模块的系统，如图24中所示。更具体地，提供包括处理器240和存储器241的中央单元201，中央单元201包括显示硬件和软件、数据采集硬件和软件、数据处理和记录软件和提供可能结合两个或多个不同类型的测试的功能的任何其他硬件或软件。外围模块203、205、207包含对特定测试独特的提供在单独模块中的具体硬件和/或软件，例如，肺活量计单元203包括用于确定肺活量测定测试结果、或可能地仅涡轮的转速、或者至少记录光束中断数据的呼吸管和涡轮部件以及涡轮转速检测硬件和的软件。类似的概念将应用于类似血压计207和血糖仪205的其他类型的测试设备。各种模块可被提供有电端口或光学端口，所述电端口或光学端口可以由电缆相互连接，以在测试模块203、205、207和中央模块201之间传递数据。在又一些其他实施例中，各种模块可以被提供有蓝牙连接，所以这些模块可以彼此无线地通信。

另外，至少中央单元201可被配备有硬件和软件，用于通过Wi-Fi网络与家用计算机209通信，如通过家庭无线网络经由无线路由器211和通信协议如802.11进行通信。替换地，中央单元201或其他单元203-207可通过基于手机的蓝牙连接与家庭网络通信，其中手机可用作无线热点的基站。在其他实施例中，模块201-207可被配备有蜂窝通信硬件和软件用于直接通信至蜂窝网络。

更进一步地，软件可被提供在中央单元201或其他模块中和/或在家用计算机209上，用于上传相关数据到家用计算机209和/或通过互联网215上传至数据存储库213。例如，以这种方式，中央服务提供者可以从肺活量计的多个使用者和其他测试设备收集数据，以创建此类信息和算法的数据库，用于生成有用数据，如用于基于测试、用药时间安排数据和/或如先前所述的医疗日记数据等来预测医疗事件(诸如哮喘发作)的数据。同样地，此类数据和/或相应算法以及其他软件更新可以通过互联网和/或家庭网络连接被下载到中央单元201或其他模块203-207。

另外，中央提供者能够进一步关联从装置的使用者收集的数据与来自其他来源的其他数据，如模块201-207的使用者的电子医疗记录，以提供甚至更有用的统计数据用于诸如预测医疗事件、药物疗效等目的。

至互联网的连接可被用来以许多不同方式改善此类装置的用途和效力。例如，游戏元素可以添加到装置的用途上。例如，对于定期用药或在测试过程中获得某些值，可以奖励积分。在其他方面，视觉显示可以示于具有游戏方面的屏幕上，以鼓励使用者执行某些可取的行动。例如，为了更好鼓励一个人用全力吸气或呼气，浮动的球可显示在屏幕上，其中当使用者已经实现一定水平的表现时，球达到鸣铃(bell)或其他目标。当然，游戏方面不一定需要互联网连接，且可以完全并入装置的板上软件。

在其他实施例中，个体表现数据可以与其他授权的个体共享，如在使用者所属的有组织的支持组中的个体，以便支持组中的个体可以彼此比较其结果且按需要提供鼓励或帮助。在其他方面，数据可以通过互联网与亲人和照顾者共享，以便此类人可以远程地监视所述装置中的一个的使用者状况。

根据本发明的另一方面，装置可被提供有电端口、光学端口或无线端口，用于与用药输送产品连接，并且直接控制产品的记录输出。特别地，关于用药的主要问题之一是由无经验使用者进行的不合适剂量。

根据本发明的另一方面，端口可以用于将装置耦合到芯片上实验室，用于装置处理由芯片上实验室生成的数据并且/或者将数据通信到如上所述的其他装置。根据本发明的其他方面，装置可适合于在主菜单中提供的其他顶级域下提供甚至附加功能，包括例如教育和锻炼特征。例如，如以文字、音频、视觉、视频或多媒体形式的教育数据可存储在装置上，或者经由互联网连接下载或流动用于由使用者通过装置访问。同样地，锻炼数据，如以视频、文字或音频或任何其他形式的锻炼指令可通过在装置上的直接存储或者穿过装置或互联网的连接可用在装置上。

根据本发明的另一方面，如在图24中所看到的模块化系统的给定装置或中央模块可适合于由多个人使用。在这种情况下，在图15中所示的主屏幕提供使用者使用装置选择特定个人的选项之前，可以有附加屏幕。除上述以外，可以调节肺活量计的装置设置，如显示的亮度、音量水平/静音、时间/日光节省时间、日期的格式、测量的单位(英制，米制)、语言(英语、西班牙语等)和显示中出现的字母的字体大小(大、小)。最初也可以提示病人输入其姓名、出生日期、性别、升高、体重和民族，并且将此信息存储在存储器中。最后，病人或照顾者可以在任何所需的时间或日和在指定的任何日内设置有关采取呼吸测试和/或用药的任何数量的警报。

因此，使用者被提供有工具，该工具通过何时采取呼吸测试和/或用药的警报以及关于如何采取测试的指令来通知病人。肺活量计的结构确保采取可靠、有效且有意义的测试结果，并且所有测试结果以电子形式存储且可以多种格式查看。视为“高”严重性的测试结果可以红色或闪烁红色显示，以迅速注意到此类结果。可以查看测试在一时间段内的趋势，以看到所述结果是否改善、保持相同或变得更差。可以查看所服用的药的用药史，并且可以查看所采取的用药时间表。上述所有都可以容易地上传到主计算机中，如医生的计算机，以便医生可以追踪治疗进度。此外，肺活量计的所有操作可以通过选择触摸屏颜色显示面板上的图标等进行控制。

由于已经描述了本发明的特定实施例，本领域的技术人员将容易想到各种变化、修改和改进。尽管本文未明确阐述，但是对本公开所做的此类明显的变化、修改和改进旨在为本描述的一部分，并且旨在涵盖在本发明的精神和范围内。因此，前述仅通过示例的方式描述，而非进行限制。本发明仅限制为下列权利要求书及其等同物中所定义的。

Claims (55)

1.一种用于在包括涡轮的肺活量计中补偿涡轮惯性的方法，所述方法包括：

记录所述涡轮的旋转的速度；

确定使用者停止吸气/呼气之后旋转的残余速度；

基于所述速度考虑所述残余速度来计算气流速率。

2.根据权利要求1所述的方法，其中所述肺活量计包括光发射器、光接收器，所述涡轮被设置在所述发射器和所述接收器之间，使得当所述涡轮旋转时，所述发射器和接收器之间的所述光由所述涡轮的至少一个叶片中断，所述肺活量计记录脉冲作为所述光被中断的结果，每个脉冲具有的长度对应于正在旋转的所述涡轮所处的速度，其中所述脉冲的长度在所述涡轮旋转较快时减小；其中记录所述涡轮的旋转的速度包括记录当所述涡轮旋转时的脉冲；其中确定使用者停止吸气/呼气之后的旋转的残余速度包括确定在一时间段上具有一长度的最后脉冲；以及其中基于所述速度考虑所述残余速度来计算气流速率包括：

针对每个脉冲计算气流速率；

确定峰值气流速率；

针对所述最后脉冲计算所述最后气流速率；以及

从在所述峰值气流速率之后的每个气流速率中减去所述最后气流速率。

3.根据权利要求2所述的方法，其进一步包括将随时间的气流速率转换成气流容量。

4.根据权利要求2所述的方法，其中脉冲的长度是基于所述束被所述叶片中断的持续时间。

5.根据权利要求2所述的方法，其中脉冲的长度是基于所述束未被所述叶片中断的持续时间。

6.根据权利要求2所述的方法，其中所述脉冲通过初始的缩短脉冲和然后通过随后的延长脉冲来表征。

7.根据权利要求2所述的方法，其中所述一时间段是至少10秒。

8.根据权利要求2所述的方法，其中所述每个脉冲具有上升沿和下降沿，其中所述上升沿将计数器重置为零并且初始化计数，并且所述下降沿使所述计数器停止计数，所述脉冲的所述长度对应于所述上升沿和所述下降沿之间的计数。

9.一种肺活量计，其包括：

涡轮；

处理器；以及

存储器，其被配置有用于指示所述处理器执行下列步骤的指令：

记录所述涡轮的旋转的速度；

确定使用者停止吸气/呼气之后的旋转的残余速度；

基于所述速度考虑所述残余速度来计算气流速率。

10.根据权利要求9所述的肺活量计，其中所述肺活量计进一步包括：

光发射器；

光接收器；

其中所述涡轮设置在所述发射器和所述接收器之间，以便当涡轮旋转时，所述发射器和所述接收器之间的所述光由所述涡轮的至少一个叶片中断，所述肺活量计记录脉冲作为所述光被中断的结果，每个脉冲具有的长度对应于正在旋转的所述涡轮所处的速度，其中所述脉冲的长度在所述涡轮旋转较快时减小；其中记录所述涡轮的旋转的速度包括记录当所述涡轮旋转时的脉冲；其中确定使用者停止吸气/呼气之后的旋转的残余速度包括确定在一时间段上具有一长度的最后脉冲；以及其中基于所述速度考虑所述残余速度来计算气流速率包括：

针对每个脉冲计算气流速率；

确定峰值气流速率；

针对所述最后脉冲计算所述最后气流速率；以及

从在所述峰值气流速率之后的每个气流速率中减去所述最后气流速率。

11.根据权利要求9所述的肺活量计，其中所述存储器进一步指示所述处理器将随时间的气流速率转换成气流容量。

12.一种用于导致在家用医疗装置上的显示的图形用户界面即GUI，所述GUI经配置执行下列步骤：

(a)产生具有主屏幕的显示，其示出对应于所述家用医疗装置的不同操作模式的主图标，所述主图标对应于运行图标、数据图标、医疗管理图标和警报图标中的至少一个，其中所述运行图标对应于运行测试，所述数据图标对应于显示一个或多个测试的结果，所述医疗管理图标对应于管理用药，所述警报图标对应于设置警报；

(b)接收对主图标的选择；和

(c)显示对应于所述主图标的主图标屏幕。

13.根据权利要求12所述的GUI，其中所述家用医疗装置是肺活量计。

14.根据权利要求12所述的GUI，其中所述主图标屏幕显示所述主图标的较小版本。

15.根据权利要求12所述的GUI，其中步骤(a)还包括所述显示显示比所述主屏幕更小的次级屏幕，所述次级屏幕显示事件。

16.根据权利要求15所述的GUI，其中所述次级屏幕是滚动屏幕。

17.根据权利要求16所述的GUI，其中所述次级屏幕在所述主屏幕下面。

18.根据权利要求15所述的GUI，其中所述事件对应于预定事件，其按顺序布置在所述次级屏幕中，其中将所述次级屏幕滚动到右边按时间向前移动以及滚动到左边按时间返回。

19.根据权利要求17所述的GUI，其中所述次级屏幕最初并排地显示有两个事件，左边是最近发生过的事件，右边是下一个未来事件。

20.根据权利要求13所述的GUI，其中所述运行图标对应于运行屏幕，在其中以一系列图形表示示出使用所述肺活量计的正确技术。

21.根据权利要求20所述的GUI，其中示出一系列测试的图形表示，并且其中，在所述系列中的每个测试之后，向执行测试的所述使用者指示是否满意，如果不满意，则提供重复所述系列中的测试的图形表示。

22.根据权利要求12所述的GUI，其进一步包括显示弹出式屏幕，其指示使用者的测试表现中存在的问题并推荐补救所述问题的行动。

23.根据权利要求12所述的GUI，其进一步包括显示弹出式屏幕，其在所述使用者的表现低于由医疗保健提供者为所述使用者提供的基准表现一定数量时指示警报。

24.根据权利要求23所述的GUI，其中所述警报包括有关就医或用药的警报。

25.根据权利要求12所述的GUI，其进一步包括在预定的时间显示警报屏幕，其中所述警报屏幕显示休眠按钮。

26.根据权利要求25所述的GUI，其进一步包括在选择所述休眠按钮之后的颜色编码提示，其中不同的颜色对应于不同的紧迫性水平。

27.一种用于关联测试结果与医疗状况的肺活量计，所述肺活量计包括：

处理器；

存储器，其可操作地连接到所述处理器并且配置有指示所述处理器执行下列步骤的指令：

记录使用者的肺活量计结果；

关联所述结果与使用者数据，所述使用者数据包括用药日志、医疗日记、由医疗保健提供者为所述使用者提供的基准表现、或来自其他测试装置的其他结果中的至少一个；以及

指示所述结果和所述使用者数据之间的关系。

28.根据权利要求27所述的肺活量计，其中所述使用者数据包括所述基准并且所述关系是在所述结果低于所述基准表现的某一点时的警报。

29.根据权利要求28所述的肺活量计，其中所述警报包括就医的推荐或进行某种用药的推荐。

30.根据权利要求27所述的肺活量计，其中所述使用者数据包括所述用药日志并且所述关系指示肺功能和所进行的用药之间的关系。

31.根据权利要求30所述的肺活量计，其中所述存储器还包括用于所述处理器确定是否在医疗日志中存在任何药物冲突的指令，如果存在冲突，警告所述使用者所述冲突。

32.根据权利要求27所述的肺活量计，其中所述使用者数据包括所述用药日志或所述医疗日记，并且所述关系指示医疗状况的潜在性。

33.根据权利要求32所述的肺活量计，其中所述医疗日记涉及使用者健康的数值等级。

34.根据权利要求33所述的肺活量计，其中所述表示包括同时显示所述数值等级、所述结果和医疗日志依从性的曲线，以指示相互关系。

35.根据权利要求32所述的肺活量计，其中所述医疗状况包括发作、发病、意识丧失、突发或哮喘发作中的一个。

36.根据权利要求35所述的肺活量计，其中所述指示包括立即就医或用药的警报。

37.一种激励使用者优化在肺活量计上的表现的方法，所述方法包括：

指示所述使用者呼气到所述肺活量计中或通过该肺活量计吸气；

测量所述吸气/呼气；

确定使用者的表现是否满足预测的所述使用者的表现；以及

如果所述使用者的表现不满足预测的表现，推荐所述使用者的表现的具体改变，以满足所述预测的表现。

38.根据权利要求37所述的方法，其中所述具体改变包括较长的吸气/呼气、吸气/呼气之前的等待信号、在呼气之前进行较深的呼吸、在吸气之前更完全呼气、更完全地吸气或呼气、更有力地吸气/呼气、更艰难的吸气或呼气和避免咳嗽中的至少一个。

39.根据权利要求37所述的方法，其中所述推荐包括显示弹出窗口和/或传送音频消息。

40.根据权利要求37所述的方法，其进一步包括为达到最大表现提供激励。

41.根据权利要求40所述的方法，其中所述激励是一种游戏。

42.根据权利要求41所述的方法，其中所述激励包括针对成功的测试和治疗依从性给分数。

43.根据权利要求42所述的方法，其中所述游戏是家用医疗装置的其他使用者之间的竞争。

44.根据权利要求43所述的方法，其中所述其他使用者相互连接在网络上，使得单个使用者的分数通过所述网络传送到其他使用者。

45.根据权利要求40所述的方法，其中所述激励包括在所述肺活量计上的用于促进使用者锻炼的激励肺活量计的可视化。

46.一种用于管理来自一个或多个医疗装置的数据的控制器，所述控制器包括：

到所述医疗装置中的一个或多个的第一接口；

用于存储来自所述医疗装置的测试结果和事件信息的数据库；

用于与使用者通信的使用者接口；

用于连接到授权组且向所述授权组提供所述测试结果或事件信息中的至少一部分的第二接口；

处理器；以及

存储器，其可操作地连接到所述处理器且经配置用于指示所述处理器执行下列步骤：

通过所述第二接口定期向所述医疗保健服务传送基于所述测试结果或所述事件信息的信息。

47.根据权利要求46所述的控制器，其中所述处理器也分析测试结果和/或事件信息，并确定医疗问题是否有可能出现，如果可能出现该医疗问题，则通过所述使用者接口警告所述使用者。

48.根据权利要求46所述的控制器，其中所述医疗问题是发作、发病或其他严重医疗状况。

49.根据权利要求46所述的控制器，其中所述第一接口是无线的。

50.根据权利要求49所述的控制器，其中所述无线是蓝牙、Wi-Fi或云。

51.根据权利要求46所述的控制器，其中所述第二接口是通过所述互联网的。

52.根据权利要求46所述的控制器，其中所述控制器包括笔记本、触控平板电脑或智能手机中的一个。

53.根据权利要求46所述的控制器，其中所述控制器被并入所述医疗装置中的一个。

54.根据权利要求46所述的控制器，其中所述医疗装置是家用医疗装置。

55.根据权利要求46所述的控制器，其中所述授权组是医疗保健提供者或支持组。