CN113827224A - 呼吸流量信息处理方法、呼吸检测装置 - Google Patents
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Abstract
本说明书提供一种呼吸流量信息处理方法、呼吸检测装置，其中呼吸流量信息处理方法包括：获取目标对象的呼吸流量信息；根据预设数量的所述呼吸流量信息，对当前呼吸流量信息进行补偿。
Description
技术领域
本说明书涉及智能医疗领域，尤其涉及一种呼吸流量信息处理方法、呼吸检测装置。
背景技术
在穿刺手术中，用于呼吸门控检测的相关装置通常包括接触式和非接触式两种。其中，在接触式的检测装置中，可以利用传感器检测患者的呼吸流量或呼吸流速等呼吸信息。但是，由于传感器本身硬件误差或数据处理过程的影响，传感器检测得到的患者的呼吸信息与实际呼吸信息之间存在一定误差，如何对传感器采集的呼吸信息进行修正，成为实际面临的问题。
发明内容
本说明书至少一个实施例提供了一种呼吸流量信息处理方法、呼吸检测装置。
根据本公开实施例的第一方面，提供一种呼吸流量信息处理方法，包括：获取目标对象的呼吸流量信息；根据预设数量的所述呼吸流量信息，对当前呼吸流量信息进行补偿。
根据本公开实施例的第二方面，提供一种呼吸检测装置，包括：呼吸检测传感器，用于检测目标对象的呼吸流量信息；主控板，用于实现第一方面所述的呼吸流量信息处理方法。
根据本公开实施例的第三方面，提供一种计算机设备，包括存储器、处理器及存储在存储器上并可在处理器上运行的计算机程序，所述处理器执行所述程序时实现第一方面所述的呼吸流量信息处理方法。
根据本公开实施例的第四方面，提供一种计算机可读存储介质，其上存储有计算机程序，所述程序被处理器执行时实现第一方面中所述的呼吸流量信息处理方法。
本公开实施例中，可以在获取目标对象的呼吸流量信息后，根据预设数量的呼吸流量信息，对当前呼吸流量信息进行补偿。在该方式中，可以直接检测目标对象呼吸气体的流量信息并进行补偿，可以直接反应目标对象的肺部呼吸气体的情况，不会受到身体不同部位的影响，可以更加真实的放映目标对象的呼吸情况。
应当理解的是，以上的一般描述和后文的细节描述仅是示例性和解释性的，并不能限制本说明书。
附图说明
图1是根据一示例性实施例示出的一种呼吸流量信息处理方法流程图；
图2是根据一示例性实施例示出的一种对当前呼吸流量信息的补偿方法流程图；
图3是根据一示例性实施例示出的一种得到呼吸流量信息的方法流程图；
图4是根据一示例性实施例示出的一种对呼吸流速信息进行零点漂移补偿的方法流程图；
图5是根据一示例性实施例示出的一种呼吸检测装置示意图；
图6是根据一示例性实施例示出的另一种呼吸检测装置示意图；
图7是根据一示例性实施例示出的一种计算机设备的结构示意图。
具体实施方式
这里将详细地对示例性实施例进行说明，其示例表示在附图中。下面的描述涉及附图时，除非另有表示，不同附图中的相同数字表示相同或相似的要素。以下示例性实施例中所描述的具体方式并不代表与本说明书相一致的所有方案。相反，它们仅是与如所附权利要求书中所详述的、本说明书的一些方面相一致的装置和方法的例子。
在本说明书使用的术语是仅仅出于描述特定实施例的目的，而非旨在限制本说明书。在本说明书和所附权利要求书中所使用的单数形式的“一种”、“所述”和“该”也旨在包括多数形式，除非上下文清楚地表示其他含义。还应当理解，本文中使用的术语“和/或”是指并包含一个或多个相关联的列出项目的任何或所有可能组合。
应当理解，尽管在本说明书可能采用术语第一、第二、第三等来描述各种信息，但这些信息不应限于这些术语。这些术语仅用来将同一类型的信息彼此区分开。例如，在不脱离本说明书范围的情况下，第一信息也可以被称为第二信息，类似地，第二信息也可以被称为第一信息。取决于语境，如在此所使用的词语“如果”可以被解释成为“在……时”或“当……时”或“响应于确定”。
在穿刺手术中，用于呼吸门控检测的相关装置通常包括接触式和非接触式两种。相关技术中，接触式检测可以利用传感器与患者身体直接接触，测量呼吸运动引起的人体的物理参数变化，如呼吸声、呼吸气流、胸部压力及阻抗等；非接触式检测可以在检测装置不直接与患者身体接触的基础上进行检测，例如可以包括电磁波检测法、谐振电路调频法、涡流检测法、红外热成像检测法和机器视觉检测法等。
其中，在接触式的检测装置中，可以利用传感器检测患者的呼吸流量或呼吸流速等呼吸信息。但是，由于传感器本身硬件误差或数据处理过程的影响，传感器检测得到的患者的呼吸信息与实际呼吸信息之间存在一定误差，如何对传感器采集的呼吸信息进行修正，成为实际面临的问题。
基于以上，本公开实施例中提供了一种呼吸流量信息处理方法，可以根据预设数量的呼吸流量信息对当前呼吸流量信息进行修正，减少实际采集的呼吸流量信息与实际人体的呼吸流量信息之间的误差，从而为相关工作人员提供更加准确的参考依据。
为了使本公开提供的呼吸流量信息处理方法更加清楚，下面结合附图和具体实施例对本公开提供的方案执行过程进行详细描述。
参见图1，图1是本公开提供的实施例示出的一种呼吸流量信息处理方法流程图。如图1所示，该流程包括：
步骤101，获取目标对象的呼吸流量信息。
本公开实施例中，目标对象为需要检测呼吸流量信息的对象，例如可以是需要进行穿刺手术的患者人体。
本步骤可以获取目标对象的呼吸流量信息，其中可以理解的是，获取目标对象的具体方式本公开实施例中并不限制。例如，可以利用接触式或非接触式的检测方式，利用传感器检测目标对象的呼吸流量信息。
具体的，检测得到目标对象的呼吸流量信息的具体方式，本公开实施例同样不限制，例如可以利用传感器检测目标对象的呼吸流速信息，根据该呼吸流速信息计算得到目标对象的呼吸流量信息。
在一种可能的实现方式中，可以利用呼吸流量传感器“矽翔传感器FS6122”输出2路0-5V的模拟电压信息(2路模拟电压信息分别表示目标对象的呼吸流速信息和呼吸压力信息)，再基于野火挑战者v1的AD采集口采集呼吸流速信息和呼吸压力信息(采样频率为Fs＝250Hz)；进一步根据呼吸流速信息和呼吸压力信息计算得到目标对象的呼吸流量信息。
步骤102，根据预设数量的所述呼吸流量信息，对当前呼吸流量信息进行补偿。
开始对目标对象进行呼吸检测后，在检测得到的呼吸流量信息的数量达到预设数量的情况下，本步骤可以根据已经得到的该预设数量的呼吸流量信息，对当前呼吸流量信息进行补偿。
例如，可以预先设置预设数量为120；开始对目标对象进行呼吸检测并获得120个呼吸流量信息后，本步骤可以根据该120个呼吸流量信息对第120个呼吸流量信息进行补偿，以修正第120个呼吸流量信息。
例如，可以预先设置预设数量为120；开始对目标对象进行呼吸检测并获得121个呼吸流量信息后，本步骤可以根据第2至第121对应的120个呼吸流量信息对第121个呼吸流量信息进行补偿，以修正第121个呼吸流量信息。
例如，可以预先设置预设数量为120；开始对目标对象进行呼吸检测并获得122个呼吸流量信息后，本步骤可以根据第3至第122对应的120个呼吸流量信息对第122个呼吸流量信息进行补偿，以修正第122个呼吸流量信息。
可以理解的是，本步骤中根据预设数量的呼吸流量信息，对当前呼吸流量信息进行补偿的步骤，是一种类似“滑动窗口”的补偿过程，通过该方式可以实现对采集的第“预设数量”个呼吸流量信息的补偿，及实现对第“预设数量”个之后的所有的呼吸流量信息的补偿，从而可以减少采集得到的呼吸流量信息与目标对象实际的呼吸流量信息之间的误差，为相关人员提供更加准确的参考数据。
本公开实施例中，可以在获取目标对象的呼吸流量信息后，根据预设数量的呼吸流量信息，对当前呼吸流量信息进行补偿。在该方式中，可以直接检测目标对象呼吸气体的流量信息并进行补偿，可以直接反应目标对象的肺部呼吸气体的情况，不会受到身体不同部位的影响，可以更加真实的放映目标对象的呼吸情况。
在一些可选实施例中，如图2所示，步骤102的具体实现可以包括如下步骤：
步骤201，根据所述预设数量的所述呼吸流量信息，确定所述当前呼吸流量信息的流量补偿值；
步骤202，根据所述流量补偿值，对所述当前呼吸流量信息进行补偿。
例如，开始对目标对象进行呼吸检测后获取呼吸流量信息Flow，当采集到m(例如，m＝120，周期是500ms)个呼吸流量信息时，计算当前呼吸流量信息(第m个呼吸流量信息)的流量补偿值Flowcom。在一些可选实施例中，可以利用一次线性拟合以及最小二乘法，对已有数据进行拟合获得流量补偿值Flowcom。在一种可能的实现方式中，Flowcom计算公式如下：
Flowcom＝para(1)*Tnew+para(2)
其中，para表示最小二乘线性数据拟合，并且para∈R2×1，para＝(XTX)-1XTF，X为观测矩阵，X＝[T,1]；Tnew是当前呼吸流量信息(第m个)的获取/采集时间，其中M＝120，m∈[1,M]，m∈N+，F为采集之后保存的呼吸流量数据F∈RM×1，T为记录的对应流量数据的时间信息T∈RM×1，X为记录的对应流量数据的时间信息X∈RM×2。
当前呼吸流量信息(第m个呼吸流量信息)记为Flownew，补偿后的当前呼吸流量信息Flowuse＝Flownew-Flowcom。即，已经完成了对第m个呼吸流量信息的补偿。
从第m+1个呼吸流量信息开始，仍使用上述方法计算Flowuse，只是第1个呼吸流量信息不用了，从第2个呼吸流量信息到当前呼吸流量信息总量还是m个。
举例来说，比如采集到第1到第120个呼吸流量信息时，可以利用这120个数据，计算出第120个呼吸流量信息(当前呼吸流量信息)的Flowuse；当采集到第1到第121个呼吸流量信息时，可以利用第2到第121个呼吸流量信息(120个呼吸流量信息)，计算出第121个呼吸流量信息(当前呼吸流量信息)的Flowuse，依次类推的滑动计算。
在一些可选实施例中，在步骤101之前，还包括：在所述当前呼吸流量信息为零的情况下，停止对所述当前呼吸流量信息的补偿。例如，在获取目标对象的呼吸流量信息时，如果获取的当前呼吸流量信息的数据为0，则说明目标对象此时并未进行呼吸(例如，目标对象已经摘掉测试装置)，测试可以不必进行补偿步骤的处理。
在一种可能的实现方式中，可以采用如下代码实现对呼吸流量信息的处理：
其中，Flownew为上位机采集到的当前呼吸流量信息；Velnew为当前流速信息；Tnew为当前时间。
在一些可选实施例中，步骤101的具体实现，如图3所示可以包括如下步骤：
步骤301，基于预设的传感器，采集所述目标对象的呼吸流速信息。
例如，可以利用呼吸流量传感器“矽翔传感器FS6122”输出2路0-5V的模拟电压信息(2路模拟电压信息分别表示目标对象的呼吸流速信息和呼吸压力信息)，再基于野火挑战者v1的AD采集口采集呼吸流速信息和呼吸压力信息(采样频率为Fs＝250Hz)。可以理解的是，本实施例中的传感器仅作为示例性的传感器，实际应用中可以选择不同的传感器，本实施例并不限制。
在一种可能的实现方式中，在采集到目标对象的呼吸流速信息后，还可以包括：对所述呼吸流速信息进行低通滤波。例如，可以基于巴特沃斯低通IIR数字滤波器，设计低通滤波器实现呼吸流速信息的低通滤波。该方式可以一定程度上对基于预设的传感器采集的呼吸流速信息进行降噪处理，以利用更加准确的呼吸流速信息处理得到更加准确的呼吸流量信息。
在另一种可能的实现方式中，在采集到目标对象的呼吸流速信息后，还可以包括：对所述呼吸流速信息进行高通滤波。该方式可以一定程度上对基于预设的传感器采集的呼吸流速信息进行降噪处理，以利用更加准确的呼吸流速信息处理得到更加准确的呼吸流量信息。
步骤302，利用梯形积分算法，根据所述呼吸流速信息得到所述呼吸流量信息。
本步骤可以基于梯形积分算法，根据呼吸流速信息计算得到目标对象的呼吸流量信息，呼吸流量信息的计算公式如下：
其中，Fs为采样频率。
本公开实施例中，可以利用预设的传感器采集目标对象的呼吸流速信息，从而利用梯形积分算法根据呼吸流速信息计算得到目标对象的呼吸流量信息。在该方式中，可以直接检测目标对象呼吸气体的流速信息，从而根据呼吸流速信息计算得到呼吸流量信息，；可以直接反应目标对象的肺部呼吸气体的情况，不会受到身体不同部位的影响，可以更加真实的放映目标对象的呼吸情况。
在一些可选实施例中，在步骤302之前，如图4所示还包括以下步骤：
步骤401，在所述传感器所在设备开机后，采集目标数量的所述呼吸流速信息；
步骤402，根据所述目标数量的所述呼吸流速信息，确定零点漂移补偿值；
步骤403，根据所述零点漂移补偿值，对所述呼吸流速信息进行零点漂移补偿。
用于采集目标对象的呼吸流速信息的传感器所在的设备，在每次开机后通常存在±3SLPM范围内的零点漂移误差，针对此误差上述实施例中提供了零点漂移补偿方法。
具体的，在传感器所在设备开机后，采集目标数量n(例如n＝3000)个呼吸流速信息，之后采用计算算数平均值得到零点漂移补偿值；其中，零点漂移补偿值的计算公式如下：
其中，Velzerocom为零点漂移补偿值，则最终的补偿后的呼吸流速信息
为：
基于以上方式，可以实现对呼吸流速信息进行零点漂移补偿。
本公开实施例中，在采集到目标对象的呼吸流速信息后，可以根据目标数量的呼吸流速信息对呼吸流速信息进行零点漂移补偿，从而得到更加准确的呼吸流速信息。
图5所示，本公开提供了一种呼吸检测装置，包括：
呼吸检测传感器9，用于检测目标对象的呼吸流量信息；
主控板7，用于实现本公开任一实施例的呼吸流量信息处理方法。
在一些可选实施例中，如图6所示，所述呼吸检测装置，还包括固定于检测装置下壳6的检测装置上壳4，用于固定开关按钮1、指示灯5；
检测装置下壳6，用于与所述检测装置上壳4配合安装，还用于固定显示屏幕2、天线3、所述主控板7、进气口及进气管道8、所述呼吸检测传感器9、出气口及出气管道10、电池11；
所述开关按钮1，用于控制所述呼吸检测装置的开关机；
所述显示屏幕2，用于显示所述目标对象的呼吸状态和所述呼吸流量信息；
所述天线3，用于所述呼吸检测装置与上位机通信；
所述指示灯5，用于指示所述呼吸检测装置的工作状态；
所述进气口及进气管道8，用于采集时所述目标对象的气体进入的通道；
所述出气口及出气管道10，用于采集后所述目标对象的气体排出的管道；
所述电池11，用于为所述呼吸检测装置供电。
在一种可能的实现方式中，显示屏幕2可以选用：野火7寸电容屏；主控板7可以选用：野火挑战者v1；呼吸检测传感器9可以选用：矽翔传感器FS6122。
本实施例中，采用检测装置下壳6与检测装置上壳4按压的方案进行安装拆卸，使用方便；同时通过将呼吸检测传感器9、主控板7、电池11、显示屏幕2、天线3、进气口及进气管道8、开关按钮1及指示灯5等进行组合与布局，搭建了整个呼吸检测装置，各结构之间布局合理紧凑，最大化地利用了空间。
由于吸气/呼气末端，目标对象的体表与肺容积变化不一致(可能肺呼吸很多气体，但是体表变化不大)，本公开实施例提供的呼吸检测装置可以直接检测目标对象的呼吸，可以直接反应目标对象的肺部呼吸气体的情况，不会受到身体不同部位的影响，可以更加真实的放映目标对象的呼吸情况比NDI光学导航仪器精度更高。
本公开还提供了一种计算机设备，包括存储器、处理器及存储在存储器上并可在处理器上运行的计算机程序，所述处理器执行所述程序时能够实现本公开任一实施例的呼吸流量信息处理方法。
图7示出了本公开实施例所提供的一种更为具体的计算机设备硬件结构示意图，该设备可以包括：处理器1010、存储器1020、输入/输出接口1030、通信接口1040和总线1050。其中处理器1010、存储器1020、输入/输出接口1030和通信接口1040通过总线1050实现彼此之间在设备内部的通信连接。
处理器1010可以采用通用的CPU(Central Processing Unit，中央处理器)、微处理器、应用专用集成电路(Application Specific Integrated Circuit，ASIC)、或者一个或多个集成电路等方式实现，用于执行相关程序，以实现本说明书实施例所提供的技术方案。
存储器1020可以采用ROM(Read Only Memory，只读存储器)、RAM(Random AccessMemory，随机存取存储器)、静态存储设备，动态存储设备等形式实现。存储器1020可以存储操作系统和其他应用程序，在通过软件或者固件来实现本说明书实施例所提供的技术方案时，相关的程序代码保存在存储器1020中，并由处理器1010来调用执行。
输入/输出接口1030用于连接输入/输出模块，以实现信息输入及输出。输入输出/模块可以作为组件配置在设备中(图中未示出)，也可以外接于设备以提供相应功能。其中输入设备可以包括键盘、鼠标、触摸屏、麦克风、各类传感器等，输出设备可以包括显示器、扬声器、振动器、指示灯等。
通信接口1040用于连接通信模块(图中未示出)，以实现本设备与其他设备的通信交互。其中通信模块可以通过有线方式(例如USB、网线等)实现通信，也可以通过无线方式(例如移动网络、WIFI、蓝牙等)实现通信。
总线1050包括一通路，在设备的各个组件(例如处理器1010、存储器1020、输入/输出接口1030和通信接口1040)之间传输信息。
需要说明的是，尽管上述设备仅示出了处理器1010、存储器1020、输入/输出接口1030、通信接口1040以及总线1050，但是在具体实施过程中，该设备还可以包括实现正常运行所必需的其他组件。此外，本领域的技术人员可以理解的是，上述设备中也可以仅包含实现本说明书实施例方案所必需的组件，而不必包含图中所示的全部组件。
本公开还提供了一种计算机可读存储介质，其上存储有计算机程序，所述程序被处理器执行时能够实现本公开任一实施例的呼吸流量信息处理方法。
其中，所述非临时性计算机可读存储介质可以是ROM、随机存取存储器(RAM)、CD-ROM、磁带、软盘和光数据存储设备等，本公开并不对此进行限制。
本领域技术人员在考虑说明书及实践这里申请的发明后，将容易想到本说明书的其它实施方案。本说明书旨在涵盖本说明书的任何变型、用途或者适应性变化，这些变型、用途或者适应性变化遵循本说明书的一般性原理并包括本说明书未申请的本技术领域中的公知常识或惯用技术手段。说明书和实施例仅被视为示例性的，本说明书的真正范围和精神由下面的权利要求指出。
应当理解的是，本说明书并不局限于上面已经描述并在附图中示出的精确结构，并且可以在不脱离其范围进行各种修改和改变。本说明书的范围仅由所附的权利要求来限制。
以上所述仅为本说明书的较佳实施例而已，并不用于限制本说明书，凡在本说明书的精神和原则之内，所做的任何修改、等同替换、改进等，均应包含在本说明书保护的范围之内。
Claims (10)
1.一种呼吸流量信息处理方法，其特征在于，包括：
获取目标对象的呼吸流量信息；
根据预设数量的所述呼吸流量信息，对当前呼吸流量信息进行补偿。
2.根据权利要求1所述的方法，其特征在于，所述根据预设数量的所述呼吸流量信息，对当前呼吸流量信息进行补偿，包括：
根据所述预设数量的所述呼吸流量信息，确定所述当前呼吸流量信息的流量补偿值；
根据所述流量补偿值，对所述当前呼吸流量信息进行补偿。
3.根据权利要求2所述的方法，其特征在于，采用如下方式计算所述流量补偿值Flowcom：
Flowcom＝para(1)*Tnew+para(2)，
其中para表示最小二乘线性数据拟合，para＝(XTX)-1XTF，Tnew是当前呼吸流量信息的获取/采集时间，F为所述呼吸流量数据，T为所述呼吸流量数据的采集时间信息，X为观测矩阵，X＝[T,1]。
4.根据权利要求1所述的方法，其特征在于，所述获取目标对象的呼吸流量信息，包括：
基于预设的传感器，采集所述目标对象的呼吸流速信息；
利用梯形积分算法，根据所述呼吸流速信息得到所述呼吸流量信息。
5.根据权利要求4所述的方法，其特征在于，在所述利用梯形积分算法，根据所述呼吸流速信息得到所述呼吸流量信息之前，还包括：
在所述传感器所在设备开机后，采集目标数量的所述呼吸流速信息；
根据所述目标数量的所述呼吸流速信息，确定零点漂移补偿值；
根据所述零点漂移补偿值，对所述呼吸流速信息进行零点漂移补偿。
6.根据权利要求4所述的方法，其特征在于，在所述利用梯形积分算法，根据所述呼吸流速信息得到所述呼吸流量信息之前，还包括：
对所述呼吸流速信息进行低通滤波。
7.一种呼吸检测装置，其特征在于，包括：
呼吸检测传感器，用于检测目标对象的呼吸流量信息；
主控板，用于实现权利要求1至6中任一项的呼吸流量信息处理方法。
8.根据权利要求7所述的装置，其特征在于，还包括：
检测装置上壳，固定于检测装置下壳，用于固定开关按钮、指示灯；
检测装置下壳，与所述检测装置上壳配合安装，用于固定显示屏幕、天线、所述主控板、进气口及进气管道、所述呼吸检测传感器、出气口及出气管道、电池；
所述开关按钮，用于控制所述呼吸检测装置的开关机；
所述显示屏幕，用于显示所述目标对象的呼吸状态和所述呼吸流量信息；
所述天线，用于所述呼吸检测装置与上位机通信；
所述指示灯，用于指示所述呼吸检测装置的工作状态；
所述进气口及进气管道，用于采集时所述目标对象的气体进入的通道；
所述出气口及出气管道，用于采集后所述目标对象的气体排出的管道；
所述电池，用于为所述呼吸检测装置供电。
9.一种计算机设备，包括存储器、处理器及存储在存储器上并可在处理器上运行的计算机程序，其特征在于，所述处理器执行所述程序时实现权利要求1至6中任一项所述的方法。
10.一种计算机可读存储介质，其上存储有计算机程序，其特征在于，所述程序被处理器执行时实现权利要求1至6中任一项所述的方法。
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- 2021-08-31 CN CN202111008678.0A patent/CN113827224A/zh active Pending
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