CN112370043B - 一种便携式多功能心肺功能测试装置及其测试方法 - Google Patents

Abstract

一种便携式多功能心肺功能测试装置，可同时满足心肺通气量测试、六分钟步行试验中动态心肺通气量测试以及运动心肺换气量测试三种肺功能测试需求；该装置包括气体采集模块、气体分析主机模块和屏幕显示模块；所述气体采集模块用于将呼吸气流量信号和呼出气样品传递到气体分析主机模块；所述气体分析主机模块用于呼出气样品浓度检测及气体体积计算；所述屏幕显示模块主要用于显示实时肺功能参数的即时数据，以及测试结束后的数据导出。本申请的便携式多功能心肺功能测试装置，体积小巧，便于携带，功能多样，测试操作简单。

Description

一种便携式多功能心肺功能测试装置及其测试方法

技术领域

本发明涉及医疗器械技术领域，特别是一种便携式多功能心肺功能测试装置，还涉及上述便携式多功能心肺功能测试装置的测试方法。

背景技术

近年来，随着人口老龄化趋势家中，慢性阻塞疾病（COPD）患者数量急剧增加，COPD是以不完全可逆的气流受限为特征的肺部病变，属于死亡率较高的慢性呼吸系统疾病。

相关研究表明，肺功能检查是诊断和评估COPD的金标准，通过肺通气量测试可以判断出通气气流受阻严重程度，不过发生气流受阻仅是COPD早期的部分表现，而发生气流受阻前，运动机能已经显现异常，肺部会出现代谢性酸中毒、无氧运动提前出现等代谢异常。因此，对肺换气量气体代谢功能的监控，能对早期肺部病变做及时检测；除了运动心肺换气量测试之外，六分钟步行试验是一种对中、重度心肺疾病患者功能状态的运动试验，然而这个试验只测试了步行距离，不能同时得到步行途中的通气量数据，信息较少，同时，目前的运动换气量测试设备体积庞大，不够便携且功能单一。

发明内容

本发明所要解决的技术问题是针对现有技术的不足，提供一种体积小巧，集通气量测试、六分钟步行试验中动态心肺通气量测试，以及运动心肺换气量测试于一体的便携式多功能心肺功能测试装置。

本发明所要解决的另一个技术问题是提供了上述便携式多功能心肺功能测试装置的测试方法。

本发明所要解决的技术问题是通过以下的技术方案来实现的。本发明是一种便携式多功能心肺功能测试装置，该装置包括气体采集模块、气体分析主机模块和屏幕显示模块，屏幕显示模块与气体分析主机模块连接；所述气体采集模块包括面罩、咬嘴、流量传感器、Y型单向接头；流量传感器与气体分析主机块连接，在面罩上设置有便于安装到流量传感器的进口端的通气孔，在咬嘴上安装有便于安装到流量传感器的进口端的连接头，Y型单向接头上设置有进气口、出气口和用于与流量传感器出口端连通的接气口，在进气口和出气口处均安装有单向阀膜片，出气口上连接有便于与气体分析主机模块连通的采样管。

本发明所要解决的技术问题还可以通过以下的技术方案来进一步实现，对于以上所述的便携式多功能心肺功能测试装置，所述气体分析主机模块包括干燥管、O₂浓度传感器、CO₂浓度传感器、温度传感器、湿度传感器、采样泵和用于供电的电池。

本发明所要解决的技术问题还可以通过以下的技术方案来进一步实现，对于以上所述的便携式多功能心肺功能测试装置，屏幕显示模块包括用于信息显示和指令输入的触摸屏，触摸屏上设置有便于数据导出的数据接口。

本发明所要解决的技术问题还可以通过以下的技术方案来进一步实现，对于以上所述的便携式多功能心肺功能测试装置，所述数据接口选自USB传输接口、蓝牙传输接口、WIFI传输接口中的一种或多种。

本发明所要解决的技术问题还可以通过以下的技术方案来进一步实现，对于以上所述的便携式多功能心肺功能测试装置，所述咬嘴为一次性纸咬嘴。

本发明所要解决的技术问题还可以通过以下的技术方案来进一步实现，对于以上所述的便携式多功能心肺功能测试装置，该在气体分析主机模块上连接有便于固定在测试者胸前的背带；在屏幕显示模块上连接有便于固定在测试者手臂处的绑带；在面罩上连接有便于固定在测试者面部上的连接带。

本发明所要解决的技术问题还可以通过以下的技术方案来进一步实现，对于以上所述的便携式多功能心肺功能测试装置，一种便携式多功能心肺功能测试装置的测试方法，该方法分为：

（1）通气量测试：

选择咬嘴和流量传感器配合，将咬嘴通过连接头连接到流量传感器的进口端，将流量传感器与气体分析主机模块通过导线连接，将屏幕显示模块与气体分析主机模块通过导线连接；

测试时，先点击气体分析主机模块上的开机按钮，然后在屏幕显示模块界面上选择通气量测试；在测试前，测试者需要输入个人和环境参数，并按流程做简单的传感器校正；在测试者按测试流程完成测试后，屏幕显示模块上显示测试者肺通气量相关参数，此参数自动存储备用；

（2）六分钟步行试验：

选择面罩和流量传感器配合，将流量传感器的进口端插入面罩的通气孔中，然后通过连接带将面罩固定在测试者面部，面罩完全包覆测试者口鼻；接着将流量传感器与气体分析主机模块通过导线连接，屏幕显示模块与气体分析主机模块通过导线连接；

测试时，先点击气体分析主机模块上的开机按钮后，在屏幕显示模块界面上选择六分钟步行试验；在测试前，测试者需要输入个人和环境参数，并按流程做简单的传感器校正；在测试者按测试流程测试途中和测试后，屏幕显示模块上显示测试者动态肺通气量相关参数，测试者在测试后通过屏幕显示模块导出数据；

（3）运动心肺换气量测试：

选择面罩、Y型单向接头和流量传感器配合，将流量传感器的进口端插入面罩的通气孔中，Y型单向接头的接气口连接在流量传感器的出口端，再通过采样管将Y型单向接头的出气口与气体分析主机模块相连，并将流量传感器与气体分析主机模块通过导线连接，屏幕显示模块与气体分析主机模块通过导线连接；接着通过连接带将面罩固定在测试者面部，面罩完全包覆测试者口鼻，再通过背带将气体分析主机模块1固定在测试者胸前，通过绑带将屏幕显示模块固定在测试者左手臂小臂处；

测试时，点击气体分析主机模块上的开机按钮后，在屏幕显示模块界面上选择运动心肺通气量测试；在测试前，测试者需要输入个人和环境参数，并按流程做简单的传感器校正；在测试者按测试流程测试途中和测试后，屏幕显示模块上显示测试者动态肺换气量相关参数，测试者在测试后通过屏幕显示模块导出数据。

与现有技术相比，本发明的便携式多功能心肺功能测试装置包括气体采集模块、气体分析主机模块和屏幕显示模块，屏幕显示模块与气体分析主机模块连接，能够提供肺功能测试领域的通气量测试、六分钟步行试验和运动心肺换气量测试三种模式测试功能，测试者可以根据测试模式选择不同组合的气体采集模块来完成测试，具有以下优点：

（1）体积小巧，便于携带，测试简单；

（2）具有通气量测试、六分钟步行试验中动态心肺通气量测试和换气量测试三种测试模式，能极大程度满足肺功能测试的多方位需求。

附图说明

图1为本发明进行心肺通气量测试的组合装置示意图；

图2为本发明进行六分钟步行试验中动态心肺通气量测试的组合装置示意图；

图3为本发明进行运动心肺换气量测试的组合装置示意图。

具体实施方式

为使本发明实施例的目的、技术方案和优点更加清楚，下面将结合本发明附图，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。

参照图1-3，一种便携式多功能心肺功能测试装置，该装置包括气体采集模块、气体分析主机模块1和屏幕显示模块2，屏幕显示模块2与气体分析主机模块1连接；所述气体采集模块包括面罩8、咬嘴3、流量传感器4、Y型单向接头9；流量传感器4与气体分析主机模块1连接，在面罩8上设置有便于安装到流量传感器4的进口端的通气孔，在咬嘴3上安装有便于安装到流量传感器4的进口端的连接头7，Y型单向接头9上设置有进气口、出气口和用于与流量传感器4出口端连通的接气口，在进气口和出气口处均安装有单向阀膜片，使得进气口只进不出，出气口只出不进，从而既保证测试者的呼吸，又便于对测试者呼出的气体进行检测；出气口上连接有便于与气体分析主机模块1连通的采样管10，进气口用于外部其他进入Y型单向接头9，便于测试者呼吸，出气口用于将测试者呼出的气体通过采用管输入到气体分析主机模块1；流量传感器4采样现有技术中的气体流量传感器4；

气体采集模块用于采集呼吸气流量信号和呼出气样品，并传递到气体分析主机模块1，根据不同的测试模式选择不同的配件进行搭配使用；气体分析主机模块1用于呼出气样品浓度检测及气体体积计算；屏幕显示模块2用于显示实时肺功能参数的即时数据，以及测试结束后的数据导出；

所述气体分析主机模块1包括干燥管、O₂浓度传感器、CO₂浓度传感器、温度传感器、湿度传感器、采样泵和用于供电的电池。干燥管的设置用于对输入的气体进行干燥或除去气体中杂质，便于后续传感器更好的对输入的气体进行检测；O₂浓度传感器用于对输入的气体中的氧气含量进行检测；CO₂浓度传感器用于对输入的气体中的二氧化碳含量进行检测；温度传感器用于对输入的气体的温度进行检测；湿度传感器用于对输入的气体的湿度进行检测，湿度检测要在对输入的气体进行干燥之前，以保证结果的可靠性；采样泵采用小型气体采样泵，便于将测试者呼出的气体输入气体分析主机模块1，便于检测，主要用于与采样管10配合；电池采用可充电的锂电池，轻巧、方便。

屏幕显示模块2包括用于信息显示和指令输入的触摸屏，触摸屏上设置有便于数据导出的数据接口。触摸屏的设置既便于测试者的操作，进行测试模式的选择，也便于在测试中通过图文形式实时监控测试者肺功能参数。

所述数据接口选自USB传输接口、蓝牙传输接口、WIFI传输接口中的一种或多种，便于数据以有线或者无线的传输形式进行数据导出。

所述咬嘴3为一次性纸咬嘴3，便于一次性使用，健康、卫生，避免出现交叉感染。

该在气体分析主机模块1上连接有便于固定在测试者胸前的背带；在屏幕显示模块2上连接有便于固定在测试者手臂处的绑带；在面罩8上连接有便于固定在测试者面部上的连接带。背带、绑带、连接带的设置便于将该装置的各个部件固定到测试者的身体上，方便携带，进行六分钟步行试验中动态心肺通气量测试，保证测试的准确性和科学性。

通过不同的气体采集模块的部件组合可以实现通气量测试、六分钟步行试验中动态心肺通气量测试和换气量测试三种测试：

1、在进行通气量测试时，气体采集模块选择咬嘴3、流量传感器4组合；气体咬嘴3通过连接头7连接流量传感器4，流量传感器4与气体分析主机模块1之间通过第一导线5连接，屏幕显示模块2与气体分析主机模块1之间通过第二导线6连接；

测试时，测试者点击气体分析主机模块1上的开机按钮后，在屏幕显示模块2界面选择通气量测试；在测试前测试者需要输入个人和环境参数，并按流程做简单的传感器校正；测试者按测试流程完成测试后，屏幕显示模块2上显示测试者肺通气量相关参数，测试者可通过屏幕显示模块2导出数据；

2、在进行六分钟步行试验时，通过便携式多功能心肺功能测试装置，监控测试者步行途中的通气量参数，实现完整的六分钟步行试验途中通气量监控，需要经过以下两个步骤。

2.1：通气量测试

在进行通气量测试时，气体采集模块选择咬嘴3、流量传感器4组合；气体咬嘴3通过连接头7连接流量传感器4，流量传感器4与气体分析主机模块1之间通过第一导线5连接，屏幕显示模块2与气体分析主机模块1之间通过第二导线6连接；

测试时，测试者点击气体分析主机模块1上的开机按钮后，在屏幕显示模块2界面选择通气量测试；在测试前测试者需要输入个人和环境参数，并按流程做简单的传感器校正；测试者按测试流程完成测试后，屏幕显示模块2上显示测试者肺通气量相关参数，此参数自动存储备用；

2.2：六分钟步行试验

气体采集模块中面罩8留有一个通气孔，流量传感器4插入面罩8通气孔中，通过绑带将面罩8固定在测试者面部，面罩8完全包覆测试者口鼻；流量传感器4与气体分析主机模块1之间通过第一导线5连接，屏幕显示模块2与气体分析主机模块1之间通过第二导线6连接；

测试者点击气体分析主机模块1上的开机按钮后，在屏幕显示模块2界面选择六分钟步行；在测试前测试者需要输入个人和环境参数，并按流程做简单的传感器校正；测试者按测试流程测试途中和测试后，屏幕显示模块2上可显示测试者动态肺通气量相关参数，测试者在测试后可通过屏幕显示模块2导出数据。

3、在进行运动心肺换气量测试时，需要经过以下两个步骤：

3.1：通气量测试

气体采集模块选择咬嘴3、流量传感器4，咬嘴3通过连接头7连接流量传感器4，流量传感器4与气体分析主机模块1之间通过第一导线5连接，屏幕显示模块2与气体分析主机模块1之间通过第二导线6连接；

测试者点击气体分析主机模块1上的开机按钮后，在屏幕显示模块2界面选择通气量测试；在测试前测试者需要输入个人和环境参数，并按流程做简单的传感器校正；测试者按测试流程完成测试后，屏幕显示模块2上显示测试者肺通气量相关参数，此参数自动存储备用；

3.2：运动心肺换气量测试

气体采集模块中面罩8留有一个通气孔，流量传感器4进气口插入面罩8通气孔中，Y单向接头连接在流量传感器4出气口，Y单向接头分别带两个单向阀膜片，分为进气口和出气口；采样管10一头连接到Y单向接头出气口上，采样管10的另一端与气体分析主机模块1相连，流量传感器4与气体分析主机模块1之间还通过第一导线5连接，屏幕显示模块2与气体分析主机模块1之间通过第二导线6连接；通过绑带将面罩8固定在测试者面部，面罩8完全包覆测试者口鼻；通过背带将气体分析主机模块1固定在测试者胸前；通过绑带将屏幕显示模块2固定在测试者左手臂小臂处；

测试者点击气体分析主机模块1上的开机按钮后，在屏幕显示模块2界面选择运动心肺通气量测试；在测试前测试者需要输入个人和环境参数，并按流程做简单的传感器校正；测试者按测试流程测试途中和测试后，屏幕显示模块2上可显示测试者动态肺换气量相关参数，测试者在测试后可通过屏幕显示模块2导出数据。

Claims (3)

1.一种采用便携式多功能心肺功能测试装置进行多功能心肺功能测试的测试方法，其特征在于：该方法使用便携式多功能心肺功能测试装置进行测试；

所述便携式多功能心肺功能测试装置包括气体采集模块、气体分析主机模块和屏幕显示模块，屏幕显示模块与气体分析主机模块连接；所述气体采集模块包括面罩、咬嘴、流量传感器、Y型单向接头；流量传感器与气体分析主机模块连接，在面罩上设置有便于安装到流量传感器进口端的通气孔，在咬嘴上安装有便于安装到流量传感器进口端的连接头，Y型单向接头上设置有进气口、出气口和用于与流量传感器出口端连通的接气口，在进气口和出气口处均安装有单向阀膜片，出气口上连接有便于与气体分析主机模块连通的采样管；

所述气体分析主机模块包括干燥管、O₂浓度传感器、CO₂浓度传感器、温度传感器、湿度传感器、采样泵和用于供电的电池；

屏幕显示模块包括用于信息显示和指令输入的触摸屏，触摸屏上设置有便于数据导出的数据接口；

该气体分析主机模块上连接有便于固定在测试者胸前的背带；在屏幕显示模块上连接有便于固定在测试者手臂处的绑带；在面罩上连接有便于固定在测试者面部上的连接带；

所述的多功能心肺功能测试的测试方法步骤如下：

（1）通气量测试：

选择咬嘴和流量传感器配合，将咬嘴通过连接头连接到流量传感器的进口端，将流量传感器与气体分析主机模块通过导线连接，将屏幕显示模块与气体分析主机模块通过导线连接；

测试时，先点击气体分析主机模块上的开机按钮，然后在屏幕显示模块界面上选择通气量测试；在测试前，测试者需要输入个人和环境参数，并按流程做简单的传感器校正；在测试者按测试流程完成测试后，屏幕显示模块上显示测试者肺通气量相关参数，此参数自动存储备用；

（2）六分钟步行试验：

选择面罩和流量传感器配合，将流量传感器的进口端插入面罩的通气孔中，然后通过连接带将面罩固定在测试者面部，面罩完全包覆测试者口鼻；接着将流量传感器与气体分析主机模块通过导线连接，屏幕显示模块与气体分析主机模块通过导线连接；

测试时，先点击气体分析主机模块上的开机按钮后，在屏幕显示模块界面上选择六分钟步行试验；在测试前，测试者需要输入个人和环境参数，并按流程做简单的传感器校正；在测试者按测试流程测试途中和测试后，屏幕显示模块上显示测试者动态肺通气量相关参数，测试者在测试后通过屏幕显示模块导出数据；

（3）运动心肺换气量测试：

选择面罩、Y型单向接头和流量传感器配合，将流量传感器的进口端插入面罩的通气孔中，Y型单向接头的接气口连接在流量传感器的出口端，再通过采样管将Y型单向接头的出气口与气体分析主机模块相连，并将流量传感器与气体分析主机模块通过导线连接，屏幕显示模块与气体分析主机模块通过导线连接；接着通过连接带将面罩固定在测试者面部，面罩完全包覆测试者口鼻，再通过背带将气体分析主机模块固定在测试者胸前，通过绑带将屏幕显示模块固定在测试者左手臂小臂处；

测试时，点击气体分析主机模块上的开机按钮后，在屏幕显示模块界面上选择运动心肺通气量测试；在测试前，测试者需要输入个人和环境参数，并按流程做简单的传感器校正；在测试者按测试流程测试途中和测试后，屏幕显示模块上显示测试者动态肺换气量相关参数，测试者在测试后通过屏幕显示模块导出数据。

2.根据权利要求1所述的多功能心肺功能测试的测试方法，其特征在于：所述数据接口选自USB传输接口、蓝牙传输接口、WIFI传输接口中的一种或多种。

3.根据权利要求1所述的多功能心肺功能测试的测试方法，其特征在于：所述咬嘴为一次性纸咬嘴。

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