CN111887850A - 一种基于电阻应变式传感器的便携式鼻呼吸状态监测装置 - Google Patents
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Abstract
一种基于电阻应变式传感器的便携式鼻呼吸状态监测装置，属于呼吸监测技术领域。本发明包括电阻式应变传感器、软鼻夹、动态采集系统、监测主机及报警器；监测主机上集成有控制器、扬声器、显示器和电源模块；电阻式应变传感器与软鼻夹一外侧面的前端可拆卸固定连接，电阻式应变传感器通过导线与动态采集系统连接，动态采集系统通过导线与控制器连接，控制器分别连接显示器、扬声器和报警器，电源模块为监测主机、报警器及动态采集系统供电。本发明结构简单，使用方便，且软鼻夹可为一次性用品，通过软鼻夹上的可拆卸电阻式应变传感器，使得本装置在更换新的软鼻夹后可重复性使用，从而使本装置不会出现交叉感染的情况，提高了本装置使用的安全性。
Description
技术领域
本发明属于呼吸监测技术领域，具体涉及一种基于电阻应变式传感器的便携式鼻呼吸状态监测装置。
背景技术
手术的病人术后监测是病人生命安全的保障，对术后复苏的病人实行严密的监护和护理,能有效的降低全麻术后并发症,也能使病人平安度过麻醉期,保障了全麻术后病人的生命安全。
目前术后病人都采取严密的监护和护理，但对于一二级手术的病人来说就没有这么必要，相反增加了负担和复杂性，显得没有非常关键，而且耗时耗力、浪费资源，也增加了患者的治疗费用。现有的呼吸检测装置大多较为昂贵。或受环境影响较大，易造成误判，且病人携带较为不便。基于此，为了在病人呼吸暂停、呼吸间隔较大、呼吸频率、呼吸量出现较大波动的时候能通过呼吸检测装置发现，并及时报警，需要设计一个较为简易的且具有灵敏性，稳定性的便携式呼吸状态监测仪，以实时检测病人的呼吸情况。
发明内容
本发明的目的是提供一种能对鼻呼吸的温度以及吸气和呼气量监测的基于电阻应变式传感器的便携式鼻呼吸状态监测装置。
实现上述目的，本发明采取的技术方案是：
一种基于电阻应变式传感器的便携式鼻呼吸状态监测装置，包括电阻式应变传感器、软鼻夹、动态采集系统、监测主机及报警器；所述监测主机上集成有控制器、扬声器、显示器和电源模块；所述电阻式应变传感器与软鼻夹一外侧面的前端可拆卸固定连接，电阻式应变传感器通过导线与动态采集系统连接，所述动态采集系统通过导线与控制器连接，所述控制器分别连接所述显示器、扬声器和报警器，所述电源模块为监测主机、报警器及动态采集系统供电。
本发明相对于现有技术的有益效果是：
1、本发明的基于电阻应变式传感器的便携式鼻呼吸状态监测装置精度高，灵敏度高，可通过鼻呼吸时产生的温度变化引起电阻值的变化，进而通过呼吸状态监测装置收集被监测者的鼻呼吸温度和吸气、呼气量，能够更加精准体现病人呼吸状态。
2、本发明的基于电阻应变式传感器的便携式鼻呼吸状态监测装置使用寿命长，能够更长时间保持灵敏状态监测。
3、本发明的基于电阻应变式传感器的便携式鼻呼吸状态监测装置频响特性好，能够使呼吸状态监测装置监测多种鼻呼吸状态。
4、本发明的基于电阻应变式传感器的便携式鼻呼吸状态监测装置结构简单，易于实现小型化、整体化和品种多样化，更加便于患者携带。
本发明还具有以下优点：
1、本发明设备轻巧携带方便，精度高，操作方便，尤其是在病人从手术室到病房搬移中优势明显，克服传统监测的繁琐和不便，提高了工作效率并节约了资源。
2、本发明结构简单，使用方便，且软鼻夹可为一次性用品，通过软鼻夹上的可拆卸电阻式应变传感器，可使得本装置在更换新的软鼻夹后可重复性使用，从而使得本装置不会出现交叉感染的情况，提高了本装置使用的安全性。
附图说明
图1是本发明的一种基于电阻应变式传感器的便携式鼻呼吸状态监测装置的整体结构示意图；
图2是软鼻夹与电阻式应变传感器及固定垫片连接的结构示意图；
图3是控制器与电源模块、电阻式应变传感器、扬声器、显示器及报警器连接的框图；
图4是图1的A处局部放大图；
图5是动态采集系统工作流程框图。
上述附图中涉及的部件名称及标号如下：
电阻式应变传感器1、软鼻夹2、固定头3、导线4、动态采集系统5、监测主机6、控制器7、扬声器8、显示器9、固定垫片10、报警器11、软管12、硅胶材料层13、电源模块14、鼻夹15、适调器16、数据采集模块17。
具体实施方式
具体实施方式一：如图1-图4所示，本实施方式披露了一种基于电阻应变式传感器的便携式鼻呼吸状态监测装置，包括电阻式应变传感器1、软鼻夹2、动态采集系统5、监测主机6及报警器11；所述监测主机6上集成有控制器7、扬声器8、显示器9和电源模块14；所述电阻式应变传感器1与软鼻夹2一外侧面的前端可拆卸固定连接(优选的是，二者通过胶带可拆卸固定连接)，电阻式应变传感器1(的固定头3)通过导线4(导线4设置在软管12内)与动态采集系统5连接，所述动态采集系统5通过导线4(导线4设置在软管12内)与控制器7连接，所述控制器7分别连接所述显示器9、扬声器8和报警器11，所述电源模块14为监测主机6、报警器11及动态采集系统5供电。
进一步的是，如图1、图3及图4所示，具体实施方式一所述的一种基于电阻应变式传感器的便携式鼻呼吸状态监测装置，
所述电阻式应变传感器1，用于将鼻腔温度变化产生的电信号通过所述导线4传输至所述动态采集系统5；
所述动态采集系统5，用于存储鼻腔温度变化产生的电信号及所述控制器7处理出的信息，供所述控制器7随时提取；
所述控制器7，用于根据从动态采集系统5接收到的存储鼻腔温度变化产生的电信号，处理出显示呼吸量和呼吸频率曲线并在显示器9上显示，通过皮尔逊相关系数(Pearson)处理监测术后病人的温度变化反演呼吸和心跳的相关性，并给出阈值进行预警；皮尔逊相关系数公式如下：
其中：ρ代表相关性结果，cov代表协方差，σ代表标准差，X和Y分别代表呼吸和心跳的观测值，μx和μy分别代表呼吸和心跳的观测平均值，E代表计算符号求后面乘积的均值，即协方差；
基于Labwindows/CVI交互式C语言开发平台开发可视化人机交互界面，用于在显示器9上输出病人的呼吸量和呼吸频率曲线；
所述显示器9，用于显示病人的呼吸量和呼吸频率曲线；
所述扬声器8，用于受所述控制器7的指令播报病人呼吸状态；
所述报警器11，用于当控制器7判断病人状态不正常时，接收控制器7的指令进行报警。
进一步的是，如图1、图2所示，具体实施方式一所述的一种基于电阻应变式传感器的便携式鼻呼吸状态监测装置，所述软鼻夹2包括鼻夹15和两个硅胶材料层13；所述鼻夹15的材质为医用塑料，鼻夹15的两个内表面的前端(夹口端)均固定有硅胶材料层13(以增加舒适性)。
所述鼻夹15为现有技术。
进一步的是，如图2所示，具体实施方式一或三所述的一种基于电阻应变式传感器的便携式鼻呼吸状态监测装置，所述软鼻夹2所述一外侧面可拆卸固定连接有固定垫片10(优选的是，固定垫片10与软鼻夹2所述一外侧面通过胶带可拆卸固定连接)，所述电阻式应变传感器1与固定垫片10可拆卸固定连接(优选的是，二者通过胶带可拆卸固定连接)。
进一步的是，如图1、图5所示，具体实施方式一或二所述的一种基于电阻应变式传感器的便携式鼻呼吸状态监测装置，所述动态采集系统5包括适调器16和数据采集模块17，所述电阻式应变传感器1传出的电信号，经过适调器16放大、滤波后，存入数据采集模块17中，所述控制器7中的主控软件(即基于Labwindows/CVI交互式C语言开发平台开发可视化人机交互界面)调取数据采集模块17中的数据，通过皮尔逊相关系数处理监测术后病人的温度变化，反演呼吸和心跳的相关性，并给出阈值进行预警。
在鼻呼吸监测过程中，通过软鼻夹2将电阻式应变传感器1固定在被监测者的鼻中，通过鼻呼吸温度变化及时间变化产生的变化电阻产生电信号，由动态采集系统5收集并传递至控制器7，同时，控制器7根据所接收电信号在监测主机6上显示呼吸量、呼吸频率曲线，通过监测术后病人的温度变化反演呼吸和心跳的相关性，并给出阈值进行预警。而医务人员通过得知扬声器8发声确定病人呼吸状态，通过显示器9可得知病人的呼吸量、呼吸频率。
Claims (5)
1.一种基于电阻应变式传感器的便携式鼻呼吸状态监测装置，其特征在于：包括电阻式应变传感器(1)、软鼻夹(2)、动态采集系统(5)、监测主机(6)及报警器(11)；所述监测主机(6)上集成有控制器(7)、扬声器(8)、显示器(9)和电源模块(14)；所述电阻式应变传感器(1)与软鼻夹(2)一外侧面的前端可拆卸固定连接，电阻式应变传感器(1)通过导线(4)与动态采集系统(5)连接，所述动态采集系统(5)通过导线(4)与控制器(7)连接，所述控制器(7)分别连接所述显示器(9)、扬声器(8)和报警器(11)，所述电源模块(14)为监测主机(6)、报警器(11)及动态采集系统(5)供电。
2.根据权利要求1所述的一种基于电阻应变式传感器的便携式鼻呼吸状态监测装置，其特征在于：
所述电阻式应变传感器(1)，用于将鼻腔温度变化产生的电信号通过所述导线(4)传输至所述动态采集系统(5)；
所述动态采集系统(5)，用于存储鼻腔温度变化产生的电信号及所述控制器(7)处理出的信息，供所述控制器(7)随时提取；
所述控制器(7)，用于根据从动态采集系统(5)接收到的存储鼻腔温度变化产生的电信号，处理出显示呼吸量和呼吸频率曲线并在显示器(9)上显示，通过皮尔逊相关系数处理监测术后病人的温度变化反演呼吸和心跳的相关性，并给出阈值进行预警；皮尔逊相关系数公式如下：
其中：ρ代表相关性结果，cov代表协方差，σ代表标准差，X和Y分别代表呼吸和心跳的观测值，μx和μy分别代表呼吸和心跳的观测平均值，E代表计算符号求后面乘积的均值，即协方差；
基于Labwindows/CVI交互式C语言开发平台开发可视化人机交互界面，用于在显示器(9)上输出病人的呼吸量和呼吸频率曲线；
所述显示器(9)，用于显示病人的呼吸量和呼吸频率曲线；
所述扬声器(8)，用于受所述控制器(7)的指令播报病人呼吸状态；
所述报警器(11)，用于当控制器(7)判断病人状态不正常时，接收控制器(7)的指令进行报警。
3.根据权利要求1所述的一种基于电阻应变式传感器的便携式鼻呼吸状态监测装置，其特征在于：所述软鼻夹(2)包括鼻夹(15)和两个硅胶材料层(13)；所述鼻夹(15)的材质为医用塑料，鼻夹(15)的两个内表面的前端均固定有硅胶材料层(13)。
4.根据权利要求1或3所述的一种基于电阻应变式传感器的便携式鼻呼吸状态监测装置，其特征在于：所述软鼻夹(2)所述一外侧面可拆卸固定连接有固定垫片(10)，所述电阻式应变传感器(1)与固定垫片(10)可拆卸固定连接。
5.根据权利要求2所述的一种基于电阻应变式传感器的便携式鼻呼吸状态监测装置，其特征在于：所述动态采集系统(5)包括适调器(16)和数据采集模块(17)，所述电阻式应变传感器(1)传出的电信号，经过适调器(16)放大、滤波后，存入数据采集模块(17)中，所述控制器(7)中的主控软件调取数据采集模块(17)中的数据，通过所述皮尔逊相关系数处理监测术后病人的温度变化，反演呼吸和心跳的相关性，并给出阈值进行预警。
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Cited By (1)
| Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
|---|---|---|---|---|
| CN113288059A (zh) * | 2021-05-27 | 2021-08-24 | 山东大学 | 一种呼吸检测装置及其使用方法 |
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2020
- 2020-06-02 CN CN202010491655.9A patent/CN111887850A/zh active Pending
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