CN110859626A - 一种气流阻断式鼻阻力检测装置及方法 - Google Patents

Abstract

本发明公开了一种气流阻断式鼻阻力检测装置及方法，涉及医疗设备技术领域。面罩与通气管相连接，通气管与节流装置的输入端连接，且通气管从节流装置的输出端向外延伸；压差传感器一的两端均与节流装置相连接；压差传感器二的一端与压差传感器一的一端相连接，压差传感器二的另一端置于大气中；电磁阀门设置在节流装置输出端的通气管上；数据处理装置分别与流量检测装置和压力检测装置连接。通过在呼吸过程中间隔性阻塞通气管从鼻外获取肺部压力，结合直接测出的前鼻腔压力与呼吸流量进行鼻阻力值的计算，装置结构简单，使用方便、不需将测量探头放入口腔、鼻腔，适合所有年龄阶段的人使用，为儿童鼻腔检测提供了便利，耗材少，易于消毒。

Description

一种气流阻断式鼻阻力检测装置及方法

技术领域

本发明涉及医疗设备技术领域，具体涉及一种气流阻断式鼻阻力检测装置及方法。

背景技术

呼吸系统是人身上很重要的器官，呼吸系统的疾病约占全身疾病的1/3，鼻又是呼吸系统十分重要的器官之一，对鼻病的诊断愈来愈引起人们的关注。正常人，鼻气道阻力(nasal airway resistance，NAR)在正常情况下约占呼吸道总阻力的50-53％，NAR在维持鼻腔和整个呼吸道功能方面均具有重要作用。近年，NAR研究已受到许多学者的高度重视，NAR是鼻呼吸生理参数的重要组成部分，其对维持肺泡压和胸腔负压以及鼻腔诸多重要而复杂的生理功能都具有重要作用。

长期以来，在鼻病诊断方面主要依赖于人工检查分析和鼻内窥镜检查，这些检查复杂，检测结果不够精准，随着电子技术的发展，现已有鼻阻力的仪器，鼻阻力仪可以客观测量鼻呼吸阻力，提示鼻阻塞部位及其严重程度，对诊断鼻阈病变有很大帮助，可在鼾症和鼻腔刺激实验、鼻通气研究中运用，可对手术及药物治疗疗效进行有效的评估，是用来测量鼻通气的最佳仪器。

但是，通过国外鼻腔对气流阻力的测量等专利并结合实际，发现目前的鼻阻力检测仪器，存在着检测复杂，患者进行检测都必须将传感器探头放入口腔或者鼻腔内，此操作存在安全隐患，在测量过程中传感器探头容易与口腔内的舌、唾液等接触，口腔闭合不紧密等因素都会造成测量数据不准确，而且儿童不能很好地配合医生，检测儿童鼻腔通气情况有些困难，因此，研制出一种检测简单、数据可靠、适合所有年龄段的鼻阻力装置成为当务之急。

发明内容

(一)解决的技术问题

本发明的目的在于提供一种气流阻断式鼻阻力检测装置及方法，以解决上述背景技术中提出的检测复杂、存在安全隐患、测量数据不准确、检测儿童鼻腔通气情况有些困难的问题。

(二)技术方案

为实现上述目的，本发明提供如下技术方案：一种气流阻断式鼻阻力检测装置，它包含气路连接装置、流量检测装置、压力检测装置和数据处理装置，所述气路连接装置包括面罩和通气管，所述流量检测装置包括节流装置和压差传感器一，所述压力检测装置包括电磁阀门和压差传感器二，所述数据处理装置包括依次连接的放大器、A/D转换器和计算机；所述面罩与通气管相连接，所述通气管与节流装置的输入端连接，且通气管从节流装置的输出端向外延伸；所述压差传感器一的两端均与节流装置相连接；所述压差传感器二的一端与压差传感器一的一端相连接，压差传感器二的另一端置于大气中；所述电磁阀门设置在节流装置输出端的通气管上；所述数据处理装置分别与流量检测装置和压力检测装置连接。

进一步地，所述面罩将人体在呼吸过程中产生的气体进行收集，通过所述通气管将收集的气体输送到所述节流装置，由节流装置产生压差，所述压差传感器一测得节流装置两侧气体的压差，从而得出鼻腔内气体流速值，所述压差传感器二测鼻腔压力受电磁阀门间隔性通断的控制，当电磁阀门打开，压差传感器二测得前鼻腔压力，当电磁阀门关闭，人体肺部、鼻腔、面罩以及通气管内的压力处处相等，压差传感器二测得后鼻腔压力，所述数据处理装置对所测得数据进行加工处理，整理计算得出鼻通气的总鼻阻力值。

进一步地，所述节流装置用来测量气体流量，用孔板节流法测流量，流量V和差压P的关系为：

前鼻腔压力、后鼻腔压力差和气体流速的测量是该鼻阻力检测装置的重要参数，鼻阻力R由前后鼻腔压差ΔP和鼻呼吸流量V的比值来决定，即R＝ΔP/V。

本发明还提供了一种气流阻断式鼻阻力检测方法，包含以下步骤：

(1)气流阻断式鼻阻力检测装置在工作之前，患者需静坐15min后进行标准测量，测量过程中患者只能用鼻进行呼吸；

(2)患者需佩戴面罩，并做好消毒检查等辅助工作，同时气流阻断式鼻阻力检测装置开始工作；

(3)面罩收集人体呼吸过程产生的气体，通过通气管输送到节流装置，由压差传感器一测节流装置两侧气体压差P，利用公式

得到鼻腔内流速V与时间t的对应关系曲线图，由压差传感器二通过间隔性阻塞通气管的方法来测前鼻腔压力P1和后鼻腔压力P2，所述电磁阀门是用于间隔性阻塞通气管，当电磁阀门打开时，压差传感器二测得前鼻腔压力P1，得到前鼻腔压力P1与时间t的对应关系曲线图；当电磁阀门关闭，人体鼻腔、面罩以及通气管内的压力处处相等，压差传感器二测得后鼻腔压力P2，得到后鼻腔压力P2与时间t的对应关系曲线图；

(4)根据所得到的P1-t曲线图、P2-t曲线图，利用ΔP＝|P1-P2|，绘制前后鼻腔压力差ΔP与时间t的对应关系曲线图；

(5)根据V-t曲线图和ΔP-t曲线图，利用公式R＝ΔP/V绘制总鼻阻力R与时间t的对应关系曲线图，从而通过R-t曲线图来判断患者鼻通气情况。

(三)有益效果

与现有技术相比，采用上述技术方案后，本发明有益效果为：

1.患者直接通过佩戴面罩进行检测，经过消毒可重复使用，无需传感器探头、鼻贴等器材，节省材料，无风险，检测过程简单，检测时间短，且能够实时检测，检测数据可靠、稳定。

2.解决了口腔闭合不紧密以及传感器探头会与口腔内的舌、唾液等接触而导致测量数据不准确的问题；只通过面罩就能进行检测，适合所有年龄阶段的人使用，为儿童鼻腔检测提供了便利，解决了漏气而导致检测数据不准确的问题。

附图说明

图1为本发明所提供的实施例装置结构示意图；

图2为本发明所提供的实施例鼻腔内流速V与时间t曲线图；

图3为本发明所提供的实施例前鼻腔压力P1与时间t曲线图；

图4为本发明所提供的实施例后鼻腔压力P2与时间t曲线图；

图5为本发明所提供的实施例前后鼻腔压力差ΔP与时间t曲线图；

图6为本发明所提供的实施例鼻阻力R与时间t曲线图；

附图标记说明：

1、面罩；2、通气管；3、节流装置；4、电磁阀门；5、压差传感器一；6、压差传感器二；7、数据处理装置。

具体实施方式

下面将结合本发明实施例中的附图，对本发明实施例中的技术方案进行清楚、完整地描述，显然，所描述的实施例仅仅是本发明一部分实施例，而不是全部的实施例。基于本发明中的实施例，本领域普通技术人员在没有做出创造性劳动前提下所获得的所有其他实施例，都属于本发明保护的范围。

请参阅图1-图6，本发明提供的一种实施例：一种气流阻断式鼻阻力检测装置，它包含气路连接装置、流量检测装置、压力检测装置和数据处理装置，所述气路连接装置包括面罩1和通气管2，所述流量检测装置包括节流装置3和压差传感器一5，所述压力检测装置包括电磁阀门4和压差传感器二6，所述数据处理装置7包括依次连接的放大器、A/D转换器和计算机；所述面罩1与通气管2相连接，所述通气管2与节流装置3的输入端连接，且通气管2从节流装置3的输出端向外延伸；所述压差传感器一5的两端均与节流装置3相连接，且压差传感器一5与节流装置3组成流量检测装置，用于检测气体流量；所述压差传感器二6的一端与压差传感器一5的一端相连接，压差传感器二6的另一端置于大气中，用于检测通气管内的压力；所述电磁阀门4设置在节流装置3输出端的通气管上，用于控制通气管的通断；所述数据处理装置7分别与流量检测装置和压力检测装置连接。

在本实施例中，面罩1将人体在呼吸过程中产生的气体进行收集，通过所述通气管2将收集的气体输送到所述节流装置3，由节流装置3产生压差，所述压差传感器一5测得节流装置两侧气体的压差，从而得出鼻腔内气体流速值，所述压差传感器二6测鼻腔压力受电磁阀门4间隔性通断的控制，当电磁阀门4打开，压差传感器二6测得前鼻腔压力，当电磁阀门4关闭，人体鼻腔、面罩1以及通气管2内的压力处处相等，压差传感器二6测得后鼻腔压力，所述数据处理装置7对所测得数据进行加工处理，整理计算得出鼻通气的总鼻阻力值。

用孔板节流法测流量，流量V和差压P的关系为：

其中：μ为流量系数

A为开孔断面面积

g为重力加速度

P为节流装置两侧的压差

鼻阻力由前后鼻腔压差ΔP和鼻呼吸流量V的比值来决定，即

R＝ΔP/V (2)

其中：ΔP＝|P1-P2|

P1表示前鼻腔压力

P2表示后鼻腔压力

V表示后鼻呼吸流量

本实施例中采用的一种气流阻断式鼻阻力检测方法，包括以下步骤：

(1)上述装置在工作之前，患者需静坐15min后进行标准测量，测量过程中患者只能用鼻进行呼吸；

(2)患者需佩戴所述面罩1，并做好消毒检查等辅助工作，同时上述装置开始工作；

(3)所述面罩1收集人体呼吸过程产生的气体，通过通气管2输送到节流装置，由压差传感器一5测节流装置3两侧气体压差P，利用公式

可以得到鼻腔内流速V与时间t的对应关系曲线图，由压差传感器二6通过间隔性阻塞通气管2的方法来测前鼻腔压力P1和后鼻腔压力P2，所述电磁阀门4是用于间隔性阻塞通气管2，当电磁阀门4打开时，压差传感器二6测得前鼻腔压力P1，可以得到前鼻腔压力P1与时间t的对应关系曲线图，当电磁阀门4关闭，人体鼻腔、面罩1以及通气管2内的压力处处相等，压差传感器二6测得后鼻腔压力P2，可以得到后鼻腔压力P2与时间t的对应关系曲线图；

(4)根据所得到的P1-t曲线图、P2-t曲线图，利用ΔP＝|P1-P2|，可以绘制前后鼻腔压力差ΔP与时间t的对应关系曲线图；

(5)根据V-t曲线图和ΔP-t曲线图，利用公式R＝ΔP/V绘制总鼻阻力R与时间t的对应关系曲线图，从而通过R-t曲线图来判断患者鼻通气情况。

对上述步骤(3)中压差传感器二6通过间隔性阻塞通气管2的方法来测前鼻腔压力P1和后鼻腔压力P2作进一步阐述：

以一次呼吸为例，面罩1将人体在呼吸过程中产生的气体进行收集，通过通气管2将收集的气体输送到节流装置3，由节流装置3产生压差P，压差传感器一5测得节流装置3两侧气体的压差P，利用公式(1)，从而得出如图2所示的鼻腔内气体流速V与时间t的曲线图。压差传感器二6测鼻腔压力受电磁阀门间隔性通断的控制，当电磁阀门打开，压差传感器二6测得前鼻腔压力P1；当电磁阀门关闭，人体鼻腔、面罩以及通气管内的压力处处相等，压差传感器二6测得后鼻腔压力P2，将电磁阀门的时间设定为100ms，该测量是在第一个100ms电磁阀门打开测前鼻腔压力P1，第二个100ms电磁阀门关闭测后鼻腔压力P2，第三个100ms电磁阀门打开测前鼻腔压力P1，第四个100ms电磁阀门关闭测后鼻腔压力P2，以此类推，可以得出如图3所示前鼻腔压力P1与时间t曲线图，如图4所示的后鼻腔压力P2与时间t曲线图；在100ms电磁阀门打开时，此100ms内节流装置中气体是流动的，无法进行后鼻腔压力的测量，在电磁阀门打开100ms后将电磁阀门关闭100ms，此时电磁阀门关闭测量后鼻腔压力P2，由于100ms时间极其短暂，可以将此时电磁阀门关闭时测得的后鼻腔压力作为电磁阀门打开时的后鼻腔压力，在100ms内后鼻腔压力变化是十分微小的，其误差可以忽略不计，所以用电磁阀门打开时100ms处的前鼻腔压力P1和电磁阀门关闭时100ms内的后鼻腔压力P2，利用公式ΔP＝|P1-P2|，可以得出如图5所示的前后鼻腔压力差ΔP与时间t曲线图，再利用公式(2)进行计算，绘制出如图6所示的鼻阻力R与时间t的对应关系曲线图，从而通过R-t曲线图来判断患者鼻通气情况，上述的数据处理加工可由数据处理装置操作。

对于本领域技术人员而言，显然本发明不限于上述示范性实施例的细节，而且在不背离本发明的精神或基本特征的情况下，能够以其他的具体形式实现本发明。因此，无论从哪一点来看，均应将实施例看作是示范性的，而且是非限制性的，本发明的范围由所附权利要求而不是上述说明限定，因此旨在将落在权利要求的等同要件的含义和范围内的所有变化囊括在本发明内。

此外，应当理解，虽然本说明书按照实施方式加以描述，但并非每个实施方式仅包含一个独立的技术方案，说明书的这种叙述方式仅仅是为清楚起见，本领域技术人员应当将说明书作为一个整体，各实施例中的技术方案也可以经适当组合，形成本领域技术人员可以理解的其他实施方式。

Claims (4)

1.一种气流阻断式鼻阻力检测装置，它包含气路连接装置、流量检测装置、压力检测装置和数据处理装置，其特征在于，所述气路连接装置包括面罩和通气管，所述流量检测装置包括节流装置和压差传感器一，所述压力检测装置包括电磁阀门和压差传感器二，所述数据处理装置包括依次连接的放大器、A/D转换器和计算机；所述面罩与通气管相连接，所述通气管与节流装置的输入端连接，且通气管从节流装置的输出端向外延伸；所述压差传感器一的两端均与节流装置相连接；所述压差传感器二的一端与压差传感器一的一端相连接，压差传感器二的另一端置于大气中；所述电磁阀门设置在节流装置输出端的通气管上；所述数据处理装置分别与流量检测装置和压力检测装置连接。

2.根据权利要求1所述的一种气流阻断式鼻阻力检测装置，其特征在于，所述面罩将人体在呼吸过程中产生的气体进行收集，通过所述通气管将收集的气体输送到所述节流装置，由节流装置产生压差，所述压差传感器一测得节流装置两侧气体的压差，从而得出鼻腔内气体流速值，所述压差传感器二测鼻腔压力受电磁阀门间隔性通断的控制，当电磁阀门打开，压差传感器二测得前鼻腔压力，当电磁阀门关闭，人体肺部、鼻腔、面罩以及通气管内的压力处处相等，压差传感器二测得后鼻腔压力，所述数据处理装置对所测得数据进行加工处理，整理计算得出鼻通气的总鼻阻力值。

3.根据权利要求1所述的一种气流阻断式鼻阻力检测装置，其特征在于，所述节流装置用来测量气体流量，用孔板节流法测流量，流量V和差压P的关系为：

鼻阻力R由前后鼻腔压差ΔP和鼻呼吸流量V的比值来决定，即R＝ΔP/V。

4.一种气流阻断式鼻阻力检测方法，其特征在于，包含以下步骤：

(1)气流阻断式鼻阻力检测装置在工作之前，患者需静坐15min后进行标准测量，测量过程中患者只能用鼻进行呼吸；

(2)患者需佩戴面罩，并做好辅助工作，同时气流阻断式鼻阻力检测装置开始工作；

(3)面罩收集人体呼吸过程产生的气体，通过通气管输送到节流装置，由压差传感器一测节流装置两侧气体压差P，利用公式

得到鼻腔内流速V与时间t的对应关系曲线图，由压差传感器二通过间隔性阻塞通气管的方法来测前鼻腔压力P1和后鼻腔压力P2，电磁阀门是用于间隔性阻塞通气管，当电磁阀门打开时，压差传感器二测得前鼻腔压力P1，得到前鼻腔压力P1与时间t的对应关系曲线图；当电磁阀门关闭，人体鼻腔、面罩以及通气管内的压力处处相等，压差传感器二测得后鼻腔压力P2，得到后鼻腔压力P2与时间t的对应关系曲线图；

(4)根据所得到的P1-t曲线图、P2-t曲线图，利用ΔP＝|P1-P2|，绘制前后鼻腔压力差ΔP与时间t的对应关系曲线图；

(5)根据V-t曲线图和ΔP-t曲线图，利用公式R＝ΔP/V绘制总鼻阻力R与时间t的对应关系曲线图，从而通过R-t曲线图来判断患者鼻通气情况。

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