CN212234447U - 肺功能仪测试头、肺功能仪及肺通气测试单元 - Google Patents

Abstract

本申请提供一种肺功能仪测试头、肺功能仪及肺通气测试单元。所述肺功能仪测试头包括肺通气测试单元和肺换气测试单元。肺通气测试单元包括第一安装基座和可拆卸安装的第一呼吸管路；第一安装基座的内部、第一呼吸管路的外壁上设有超声波式流量传感器。肺换气测试单元包括第二安装基座和第二呼吸管路；第二安装基座内部开设有与测试气体连通的腔体，第二呼吸管路包括可与第一管口、用于与腔体连通的第二管口和可与空气连通的第三管口；第三管口处设置有可选择性地将第三管口封堵的阻断阀门。第二安装基座上还设有与第一管口和第三管口之间的管路连通并采集该管路内微量气体的采集通道。采集通道与用于测量气体成分和浓度的气体分析器测试装置连通。

Description

肺功能仪测试头、肺功能仪及肺通气测试单元

技术领域

本申请涉及医疗器械技术领域，具体而言，涉及一种肺功能仪测试头、肺功能仪及肺通气测试单元。

背景技术

呼吸为生命活动提供氧，外界的氧需要经历外呼吸和内呼吸两个过程才能和体内的血红蛋白结合。其中，外呼吸是指肺的物理性呼吸运动，将外界的新鲜空气带到肺泡里的过程。内呼吸是指肺泡里的氧通过肺泡-毛细血管膜从肺泡向毛细血管扩散到达血液内，并与红细胞中血红蛋白结合的过程。因此，临床上的呼吸功能测试包括外呼吸测定(即通气功能测试)和内呼吸测定(即弥散残气测试)。

肺的换气功能(即弥散能力)直接反映了测试者机体的氧合能力，临床上常见的间质性肺疾病(如肺纤维化)、结缔组织疾病、肺水肿、积液、胸廓畸形、贫血、先天性心脏病、左心衰等都会影响有效弥散面积和弥散距离，造成弥散能力的异常。因此，医院中通常需提供能够对肺换气功能进行测定的设备。

对于肺换气功能的测定，标准一口气法由于重复性好，测量精确可靠，被国际上推荐为标准测定方法。标准一口气法具体过程如下：

图1示出了弥散残气测试时在流量传感器上记录的呼吸曲线图。其中，纵坐标为容积，横坐标为时间。参见图1，受试者在1位置处开始平静呼吸，这时呼吸的是外界的新鲜空气，该过程可通过流量传感器对受试者的呼吸波进行测试。一旦呼吸波平稳后，就指挥受试者将气全部呼出到图1中所示的残气位。在此期间操作者需在2位置处及时按下给气按钮，从而保证仪器设备进入呼吸阀门切换状态，一旦受试者开始吸气，呼吸阀门就立刻从外界空气切换到装满弥散残气的特殊测试气体的吸气气袋里，这时受试者需要一口气吸饱这种特殊的测试气体(图1中2位置与3位置之间)，到达肺总量位后屏气10秒钟，这时呼吸阀门全部关闭，受试者不能向外呼气。屏气10秒钟结束后，即在4位置开始呼气，持续呼到残气位。在呼气过程中，先丢弃750毫升(图中vv段)，然后收集750毫升气体(图中sv段)，这样保证收集到的气体一定是肺泡混合气。最后将呼吸阀门切换到与外界连通的状态，把后续呼出的气体都排到空气里，在5位置，测试过程结束。

现在市面上的大部分测试机器都是按照这个工作原理设计的。现有测试头包括压差式流量传感器、呼吸阀门切换控制装置和弥散气体收集袋。其中，压差式流量传感器对受试者的呼吸波进行测试。呼吸阀门切换控制装置控制四个气动阀门，第一个气动阀门是与外界联通的阀门，在受试者呼吸平稳前打开、将气全部呼出到残气位时关闭；第二个气动阀门是控制弥散残气的测试气体开合的阀门，在受试者开始吸气时打开，在受试者屏气时关闭。第三个气动阀门是与外界联通的阀门，在受试者屏气10秒钟后开始呼气时打开，呼气的气体达到750毫升时关闭。第四个气动阀门是收集气袋开关，在受试者呼出750毫升气体后打开，完成750毫升的肺泡气后关闭。此后，第三个气动阀门打开，使受试者后续呼气的气体排放到空气中。

临床上呼吸功能测试都是在上述传统的弥散测试头上进行，即利用压差式流量传感器先让受试者进行外呼吸测定，然后开始内呼吸测定。而实际上外呼吸测定只需要流量传感器，但受试者却是在整个测试头上进行测试的，这样就不可避地出现如下弊端：

1)增加了系统死腔，系统死腔增大，受试者的正常呼吸效率降低，需要加大潮气量才能使肺泡获得同样的新鲜空气量；

2)内呼吸测定气路上的管路阀门较多，增大了呼吸阻力；

3)外呼吸测定气路和内呼吸测定气路的共同呼吸回路多，增加了交叉感染的风险。

实用新型内容

本申请实施例的目的在于提供一种肺功能仪测试头，其能够在根本上杜绝交叉感染，同时还具有结构简单、提高测试者在测试过程中的呼吸效率以及舒适性的特点。

本申请实施例提供一种肺功能仪测试头，其包括：

肺通气测试单元，包括第一安装基座和可拆卸安装在所述第一安装基座上的第一呼吸管路；所述第一安装基座内部、第一呼吸管路的外壁上设置有超声波式流量传感器；

肺换气测试单元，包括第二安装基座和可拆卸安装在所述第二安装基座上的第二呼吸管路；所述第二安装基座内部开设有与测试气体连通的腔体，所述第二呼吸管路包括可与所述第一呼吸管路的出口进行连接的第一管口、用于与所述腔体连通的第二管口和可与空气连通的第三管口；所述第三管口处设置有可选择性地将所述第三管口封堵的阻断阀门；所述第二安装基座上还设有与所述第一管口和所述第三管口之间的管路连通并用于采集该管路内微量气体的采集通道；

采样管，与所述采集通道连接，用于使所述采集通道与用于测量气体浓度的气体浓度测试装置连通。

在上述实现过程中，肺通气测试单元中的第一呼吸管路的外壁上设置超声波流量传感器，相较于传统压差式流量传感器，超声流量传感器中间由于没有任何障碍物，受试者的呼吸阻力非常小，使得呼吸功能测试更真实自然。且超声探头不与患者直接接触，在呼吸管道外侧，中间只是一根第一呼吸管路，每位受试者测试时更换一个，从而杜绝交叉感染的可能性。肺换气测试单元在屏气结束后，可直接让受试者呼气到外界，气体采样通过抽取第二呼吸管路内部的微量气体到气体浓度和成分的快速气体分析装置里得到。由于不需要物理收集测试气体，故本申请就无需设置粗大笨重的收集气袋，从而使结构大大简化，也减少了系统死腔，提高受试者的呼吸效率。

由以上可知，本申请实施例中的肺功能仪测试头，通过将用于呼吸的第一呼吸管路、第二呼吸管路设置为可更换部件，同时第二呼吸管路与测试气体的呼吸阀门执行部分分离，在每次进行肺功能测试时，气路部分即被更换，由于完全不存在共同呼吸回路，因此本申请能够彻底杜绝交叉感染。同时还具有结构简单，减少系统死腔，提高测试者在测试过程中的舒适性的优点。

在一种可能的实现方式中，所述肺通气测试单元可相对于所述肺换气测试单元独立设置。

在上述实现过程中，将肺通气测试单元相对于肺换气测试单元独立设置，由于肺通气测试单元中设置有超声波流量传感器，因此可利用肺通气测试单元单独进行呼吸流量测试。

在一种可能的实现方式中，所述第二安装基座包括横向基座和纵向基座；

所述腔体配置在所述横向基座内部；

所述纵向基座包括枢接的第一安装体和第二安装体，第二安装体相对于所述第一安装体存在打开和关闭两个工作状态；第二安装体相对于所述第一安装体处于关闭状态时两者配置出能够容置所述第二呼吸管路并限制所述第二呼吸管路移动的安装腔；

所述横向基座的一端延伸至第一安装体内部并与所述第一安装体固定连接，在第二安装体相对于所述第一安装体处于关闭状态时所述第二管口延伸至所述腔体内。

在一种可能的实现方式中，所述纵向基座包括第一端和第二端，所述第一管口设置在所述纵向基座的第一端，所述第三管口设置在所述纵向基座的第二端；

在所述纵向基座的第二端设置与所述阻断阀门信号连接的电磁阻断器；

或者，所述肺功能仪测试头还包括用于远程控制所述阻断阀门的控制器。

在一种可能的实现方式中，在所述第二管口与所述腔体的间隙内设有密封装置。

在一种可能的实现方式中，所述第二呼吸管路上设有第一卡板和第二卡板；

所述第一卡板靠近第一管口设置，第二卡板靠近第三管口设置；

所述纵向基座上设有与所述第一卡板配合的第一环形卡槽，以及与所述第二卡板配合的第二环形卡槽。

在上述实现过程中，第一卡板和第二卡板安装在第二呼吸管路，则通过固定第一卡板和第二卡板即可将第二呼吸管路固定。第一卡板卡设在第一环形卡槽内后，第一环形卡槽即限定第一卡板移动，同理，第二卡板卡设在第二环形卡槽内后，第二环形卡槽即限定第二卡板移动。因此，通过一卡板、第一环形卡槽和第二卡板、第二环形卡槽的组合，第二呼吸管路能够稳定地被限定在纵向基座的安装腔内而不会发生相对移动。

在一种可能的实现方式中，所述第一安装体和第二安装体上设有使第二安装体相对于所述第一安装体打开和关闭的开关机构。

在一种可能的实现方式中，在所述横向基座上设有用于支撑所述肺通气测试单元的固定挂架；

在所述肺通气测试单元固定在所述固定挂架上时，所述第一呼吸管路与所述第二呼吸管路在横向方向相隔预定距离，且所述第一呼吸管路的设置高度与所述第二呼吸管路的设置高度不同。

在一种可能的实现方式中，所述固定挂架包括：

基板，固定在所述横向基座上；

凸台，固定在所述基板上，或与所述基板一体成型；

支撑管，设置在所述凸台上，用于提供与所述第一呼吸管路插合并支撑所述肺通气测试单元的支撑弧面。

在一种可能的实现方式中，所述基板通过插销结构固定在所述横向基座上。

在一种可能的实现方式中，所述第一安装基座的两侧为弧形握持面。

在一种可能的实现方式中，所述第一呼吸管路和第二呼吸管路密封配合，且所述第一呼吸管路和第二呼吸管路的直径为15-32毫米。

在上述实现过程中，第一呼吸管路和第二呼吸管路的直径为15-32毫米，该直径与人类的呼吸道的管径范围一致，采用该直径范围内的呼吸管路，既使测试者不会感到具有呼吸阻力，还能够使第一呼吸管路和第二呼吸管路做到结构的最小化。

在一种可能的实现方式中，所述第一呼吸管路和第二呼吸管路为塑料制品。

本申请实施例中的第一呼吸管路和第二呼吸管路能够彻底避免交叉感染，是因为第一呼吸管路和第二呼吸管路针对不同的测试者能够完全替换，这也决定了第一呼吸管路和第二呼吸管路为易耗品，故将第一呼吸管路和第二呼吸管路制作成塑料制品，可大幅降低生产成本。

第二方面，本申请实施例还提供了一种肺功能仪，包括如上所述的肺功能仪测试头、气体浓度测试装置、控制器和显示器；

所述气体浓度测试装置与所述采样管连通，并与所述控制器连接；

所述肺功能仪测试头中的超声波流量传感器与所述控制器通信连接；

所述显示器与所述控制器连接。

第三方面，本申请实施例还提供了一种肺通气测试单元。肺通气测试单元包括第一安装基座和可拆卸插设在所述第一安装基座上的第一呼吸管路；所述第一安装基座内部、第一呼吸管路的外壁上设置有超声波式流量传感器。

由以上技术方案可知，本申请实施例中的肺功能仪测试头，通过将用于呼吸的第一呼吸管路、第二呼吸管路设置为可更换部件，同时第二呼吸管路与测试气体的呼吸阀门执行部分分离，在每次进行肺功能测试时，气路部分即被更换，由于完全不存在共同呼吸回路，因此本申请能够彻底杜绝交叉感染。同时还具有结构简单，减少系统死腔，提高测试者在测试过程中的舒适性的优点。

附图说明

为了更清楚地说明本申请实施例的技术方案，下面将对实施例中所需要使用的附图作简单地介绍，应当理解，以下附图仅示出了本申请的某些实施例，因此不应被看作是对范围的限定，对于本领域普通技术人员来讲，在不付出创造性劳动的前提下，还可以根据这些附图获得其他相关的附图。

图1示出了弥散残气测试时在流量传感器上记录的呼吸曲线图；

图2为本申请实施例示出的一种肺通气测试单元的结构示意图；

图3为本申请实施例示出的一种第一呼吸管路的结构示意图；

图4为本申请实施例示出的超声波流量传感器的工作原理图；

图5为传统压差式流量传感器的结构爆炸图；

图6为本申请实施例示出的一种肺功能仪测试头的结构示意图；

图7为本申请实施例示出的一种肺功能仪测试头的部分结构示意图；

图8为图7所示肺功能仪测试头的另一视角图；

图9为本申请实施例示出的一种肺换气测试单元的结构分解图；

图10为本申请实施例示出的一种肺功能仪的结构示意图。

图标：100-肺通气测试单元；110-第一安装基座；120-第一呼吸管路；121-避让区；130-超声波换能器；200-肺换气测试单元；210-第二安装基座；211-横向基座；212-纵向基座；220-第二呼吸管路；221-第一管口；222-第二管口；2221-密封装置；223-第三管口；230-阻断阀门；240-采样管；250-第二安装体；260-第一安装体；261-安装孔；262-拨杆；263-腰形安装槽；264-插杆；270-第一卡板；280-第二卡板；290-第一环形卡槽；291-第二环形卡槽；292-口压采样鲁尔接口；300-电磁阻断器；400-固定挂架；410-基板；420-凸台；430-支撑管；440-插销结构；500-气体浓度测试装置；510-阻力筛网；600-控制器；700-显示器。

具体实施方式

为使本申请实施例的目的、技术方案和优点更加清楚，下面将结合本申请实施例中的附图，对本申请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申请一部分实施例，而不是全部的实施例。通常在此处附图中描述和示出的本申请实施例的组件可以以各种不同的配置来布置和设计。

因此，以下对在附图中提供的本申请的实施例的详细描述并非旨在限制要求保护的本申请的范围，而是仅仅表示本申请的选定实施例。基于本申请中的实施例，本领域普通技术人员在没有作出创造性劳动前提下所获得的所有其他实施例，都属于本申请保护的范围。

本申请中的肺功能仪测试头包括肺通气测试单元和肺换气测试单元。图2为本申请实施例示出的一种肺通气测试单元的结构示意图。参见图2，肺通气测试单元100包括第一安装基座110和可拆卸插设在第一安装基座110上的第一呼吸管路120。

图3为本申请实施例示出的一种第一呼吸管路的结构示意图。参见图2和图3，第一呼吸管路120的进口为喇叭状进口，喇叭状进口位于第一安装基座110的外部，其作为咬嘴用于伸入测试者的口腔内部以便于测试者咬持。第一呼吸管路120的出口端插入第一安装基座110后由另一端面上设置的通孔伸出，且第一呼吸管路120的出口端延伸出第一安装基座110预定长度，第一呼吸管路120的出口可与肺换气测试单元200进行连接。第一安装基座110内部、第一呼吸管路120的外壁上设置有超声波式流量传感器，与之相对应地，第一呼吸管路120的上部和下部均设置有与超声波式流量传感器相对应、错位布置的使用的避让区121。

图4为本申请实施例示出的超声波流量传感器的工作原理图，参见图4，流体(本申请实施例为气流，箭头方向为气流流动方向)通过第一呼吸管路120经过超声波流量传感器，在第一呼吸管路120的两侧放置一对超声波换能器130，其中，两个超声波换能器130均可用于发射和接收超声波。这对超声波换能器130相向交替或同时收发超声波，通过探测超声波在流量介质中的传播时间差，来计算出流量的。

超声波的传播必须借助介质(如空气等)进行传播，传播所需的时间在气体密度不变的条件下(温度、湿度、气压相对稳定的室内环境中)，完全取决于传播距离L(这里由呼吸管路的直径D以及超声传播路径与呼吸管路的角度θ来决定的)。假设从1号换能器发送超声波到二号换能器所需的时间为t1，2号换能器发射超声波到1号换能器所需的时间为t2，那么具体的传播时间分别为：

t1＝L/(C+V*Cosθ) (公式1)

t2＝L/(C-V*Cosθ) (公式2)

其中，C为超声波在静止空气中传播的速度，即声速，约为340米/秒；

V为气流的流速；

这样时间差△t为：

△t＝t2–t1＝2L*V*Cosθ/(C²-V² Cos²θ)≈2V*L Cosθ/C² (公式3)

从公式3可求得气流速度V为

V＝△t*C²/(2L*Cosθ) (公式4)

呼吸管道中的流量Q与管路中的流速成正比的，所以计算公式如下：

Q＝K*V＝K*△t*C²/(2L*Cosθ) (公式5)

其中K为常数，与管径大小以及管路内部形态有关；

从上述流量Q的计算公式来看，一旦传感器定型，气体流量Q与时间差△t呈线性关系。而且物理学关系非常明确，系数固定。所以当流量为静止时，即流量为零，t1＝t2，则△t＝(t1-t2)＝0；当气流通过管道时，与气流同向的超声波传播加快，而与气流反向的超声波传播减慢，所以时间的差值△t与流量Q的大小与方向完全成正比。

下面介绍一下传统的压差式流量传感器的工作原理。

图5为传统压差式流量传感器的结构爆炸图。参见图5，压力差流量传感器的工作原理是利用流量经过中间的阻力筛网510时，由于筛网的阻力，在筛网两侧形成压力差△P，这个压差△P与气流方向和大小在一定流量范围内呈线性关系，即流量Q＝K*△P，这里系数K的具体数据，需要等待传感器预热稳定后，通过定标来确定。

定标工作采用3000毫升的定标桶，在充分预热(一般30分钟)，并进行环境参数(环境温度、湿度、大气压)校正后，连接到流量传感器上，并注意计量器的方向性、连接的密闭性、定标器与地面的水平放置等因素，然后推拉定标桶打气。

由以上可知，压差式流量传感器属于模拟量测量，使用前需要定标，测量过程费事且复杂。

而本申请实施例中的肺通气测试单元100，采用超声波流量传感器，由于流量Q与时间差△t的关系明确，所以不需要事先校准定标，也不存在传统流量传感器的非线性失真和测量范围限制等问题，只要有微弱气流即能被精确地测量。超声流量传感器中间由于没有任何障碍物，受试者的呼吸阻力非常小，使得呼吸功能测试更真实自然。且超声探头不与患者直接接触，在呼吸管道外侧，中间只是一根第一呼吸管路，每位受试者测试时更换一个，从而杜绝交叉感染的可能性。更换下来的第一呼吸管路，可以用普通方法清洗消毒，以实现重复利用，大大降低运行成本。

图6为本申请实施例示出的一种肺功能仪测试头的结构示意图；图7为本申请实施例示出的一种肺功能仪测试头的结构示意图；图8为图7所示肺功能仪测试头的另一视角图；图9为本申请实施例示出的一种肺换气测试单元的结构分解图。参见图6至图9，肺功能仪测试头包括肺通气测试单元100和肺换气测试单元200。

肺通气测试单元100的结构参见图2。肺换气测试单元200包括第二安装基座210和可拆卸安装在第二安装基座210上的第二呼吸管路220。第二安装基座210内部开设有与测试气体连通的腔体，第二呼吸管路220包括可与第一呼吸管路120的出口进行连接的第一管口221、用于与腔体连通的第二管口222和可与空气连通的第三管口223。第三管口223处设置有可选择性地将第三管口223封堵的阻断阀门230。第二安装基座210上还设有与第一管口221和第三管口223之间的管路连通并用于采集第一管口221和第三管口223之间的管路内微量气体的采集通道。采集通道的出口连接采样管，采样管用于使采集通道与用于测量气体浓度的气体浓度测试装置连通。

肺换气测试单元200可用于进行弥散残气测试。以弥散残气测试为例，对肺换气测试单元200的工作原理进行详细阐述。本申请实施例中，第二呼吸管路220为可拆卸部件，在未进行弥散残气测试之前，第二呼吸管路220可不安装在第二安装基座210上。在需要进行弥散残气测试时，将第二呼吸管路220安装到第二安装基座210上，第二呼吸管路220可被认为是一个三通管件，在第二呼吸管路220被安装固定后，第二呼吸管路220的第一管口221延伸出第二安装基座210预定长度以与第一呼吸管路120的出口进行连接，第二管口222延伸至与弥散测试气体连通的腔体内，第三管口223处的阻断阀门230处于打开状态，第三管口223与大气连通。

进行弥散测试时，将肺通气测试单元100中第一呼吸管路120的出口与第二呼吸管路220的第一管口221连接，在第一呼吸管路120与第二呼吸管路220均为硬质管的情况下，即肺通气测试单元100通过第一呼吸管路120与肺换气测试单元200的第二呼吸管路220对接。

在测试者吸入弥散气体之前，弥散测试气体进入腔体的阀门关闭，测试者的呼吸路径为：第一呼吸管路120——第二呼吸管路220中第一管口221和第三管口223之间的管路，在该呼吸路径中，管路与外界空气连通，测试者可进行平静呼吸。在测试者呼吸平稳、做好测试准备后，阻断阀门230关闭，即第三管口223关闭，腔体接通，第二呼吸管路和第一呼吸管路充满弥散测试气体，测试者的呼吸路径变更为：第一呼吸管路120——第二呼吸管路220中第一管口221和第二管口222之间的管路，测试者吸足测试气体后屏气10秒。

屏气结束后，将阻断阀门230打开，测试者的呼吸路径再次变更为：第一呼吸管路120——第二呼吸管路220中第一管口221和第三管口223之间的管路。第一管口221和第三管口223之间的管路与大气连通，测试者进行呼气并将气体呼出到大气中。在测试者进行呼气时，腔体内由于充满弥散测试气体，故测试者呼出的气体不会进入到腔体内。与此同时，气体浓度测试装置通过采样管采集第一管口221和第三管口223之间的管路内的微量气体并计算该微量气体相应的气体浓度值，通过气体浓度值即可得到弥散残气测试的各个相关测试数据。同时第一呼吸管路120上的超声波流量传感器对测试者的呼吸流量进程测试并进行数据收集。

在弥散残气测试完毕后，将肺通气测试单元100和肺换气测试单元200分离。肺通气测试单元100中的第一呼吸管路120可由第一安装基座110上取出，将第二呼吸管路220由第二基座上取走，在进行下一次的弥散残气测试时，更换新的第一呼吸管路120和第二呼吸管路220，由于和上一次的弥散残气测试完全不存在共同呼吸回路，因此彻底杜绝了交叉感染。

通过将本申请与传统肺功能仪测试头相比，本申请的肺换气测试单元200，用微量气体采样代替传统的物理收集，去除收集肺泡气的采样气袋，具有如下有益效果：

1)没有笨重的采样气袋，测试头结构变得简洁；

2)由呼吸阀门的多次切换，变为一次阻断和打开，这样气路结构大大简化，大大提高系统的稳定性，不容易出故障；

3)收集气体不需要事先抽真空(否则袋里原先的气体会与新的肺泡气混合)，大大简化操作人员的工作量；

4)在进行弥散测试时，肺通气测试单元安装在肺换气测试单元上，由于肺通气测试单元中安装有超声波流量传感器，即在本申请中的弥散测试中流量采用超声波流量传感器。超声波流量传感器的使用，使受试者的呼吸阻力非常小，使得呼吸更真实自然。

5)结合快速气体分析装置，使得弥散测试后不需要漫长的时间等待，而是立刻得出测试结果，提高了测试速度；

6)能后续动态的调整丢弃量(标准是750毫升)和采样量(标准为750毫升)，使肺活量低于1500毫升的病人也能够做标准的一口气弥散检查。

在上述实现过程中可知，本申请实施例中的肺功能仪测试头，通过将用于呼吸的第一呼吸管路120、第二呼吸管路220设置为可更换部件，同时第二呼吸管路220与测试气体的呼吸阀门执行部分分离，在每次进行肺功能测试时，气路部分即被更换，由于完全不存在共同呼吸回路，因此本申请能够彻底杜绝交叉感染。同时还具有结构简单，减少系统死腔，提高测试者在测试过程中的舒适性的优点。

在一种可能的实现方式中，肺通气测试单元100可相对于肺换气测试单元200独立设置。

在上述实现过程中，将肺通气测试单元100相对于肺换气测试单元200独立设置，由于肺通气测试单元100中设置有超声波流量传感器，因此可利用肺通气测试单元100单独进行呼吸流量测试。

在一种可能的实现方式中，第二安装基座210包括横向基座211和纵向基座212。腔体配置在横向基座211内部。纵向基座212包括枢接的第一安装体260和第二安装体250，第二安装体250相对于第一安装体260存在打开和关闭两个工作状态；第二安装体250相对于第一安装体260处于关闭状态时两者配置出能够容置第二呼吸管路220并限制第二呼吸管路220移动的安装腔。横向基座211的一端延伸至第一安装体260内部并与第一安装体260固定连接，在第二安装体250相对于第一安装体260处于关闭状态时第二管口222延伸至腔体内。

在上述实现过程中，第二呼吸管路220由于为三通结构，三通结构中通常包括一个直线管路和位于直线管路的中间位置且与直线管路垂直设置的另一直线管路，第二安装基座210中的横向基座211和纵向基座212垂直设置，其结构与三通结构契合。人体的呼吸在直管中进行最为顺利，故将长度较长的直线管路设置在纵向基座212(长度与人体口部垂直的反向)上作为呼吸的气路部分，将长度较短的另一直线管路插入设置有测试气体的腔体中，只有在进行测试时该管路连通。

为了便于第一安装体260和第二安装体250相对固定在一起，第一安装体260和第二安装体250上设有使第二安装体250相对于第一安装体260打开和关闭的开关机构。

在一种可能的实现方式中，参见图2和图3，在第一安装体260上设置安装孔261、拨杆262和拨杆262所在的腰形安装槽263。拨杆262在腰形安装槽263内移动，并在移动到腰形安装槽263靠近安装孔261的一端时，拨杆262的底端延伸至安装孔261中。拨杆262的底端设有拨舌(图中未示出)。第二安装体250上设有插杆264，所述插杆264的一端固定在第二安装体250上，另一端设有与拨舌配合的锁定间隙。在第二安装体250相对第一安装体260转动并对接时，插杆264插入到第一安装体260上设置的安装孔261内，使拨杆262移动到腰形安装槽263靠近安装孔261的一端，拨杆262底部的拨舌嵌入插杆264的锁定间隙内，插杆264被锁舌限定，此时第一安装体260与第二安装体250固定连接。当拨杆262拨动到腰形安装槽263的另一端时，拨舌不再限定插杆264，插杆264由安装孔261内脱出，第二安装体250与第一安装体260解除锁定并可相对于第一安装体260转动。

需要说明的是，上述实现第一安装体260和第二安装体250打开和关闭的开关机构只是示例性的，本申请对于开关接口的结构不做具体限定，凡是能够将第二安装体250固定在第一安装体260的开关结构均落入本申请的保护范围。

在一种可能的实现方式中，第二呼吸管路220上设有第一卡板270和第二卡板280；第一卡板270靠近第一管口221设置，第二卡板280靠近第三管口223设置。纵向基座212上设有与第一卡板270配合的第一环形卡槽290，以及与第二卡板280配合的第二环形卡槽291。

在上述实现过程中，第一卡板270和第二卡板280安装在第二呼吸管路220，则通过固定第一卡板270和第二卡板280即可将第二呼吸管路220固定。第一卡板270卡设在第一环形卡槽290内后，第一环形卡槽290即限定第一卡板270移动，同理，第二卡板280卡设在第二环形卡槽291内后，第二环形卡槽291即限定第二卡板280移动。因此，通过一卡板、第一环形卡槽290和第二卡板280、第二环形卡槽291的组合，第二呼吸管路220能够稳定地被限定在纵向基座212的安装腔内而不会发生相对移动。

在一种可能的实现方式中，纵向基座212包括第一端和第二端，第一管口221设置在纵向基座212的第一端，第三管口223设置在所述纵向基座212的第二端。在纵向基座212的第二端设置与阻断阀门230信号连接的电磁阻断器300。

在上述实现过程中，阻断阀门230通过电磁阻断器300进行控制打开与闭合。

需要说明的是，阻断阀门230通过设置在纵向基座212第二端的电磁阻断器300进行控制只是示例性的，阻断阀门230还可通过与阻断阀门230远程连接且能够控制阻断阀门230的控制器信号连接，即本申请对于电磁阻断器300的设置位置及结构种类不做具体限定，凡是能够对阻断阀门230进行控制的结构和设置位置均落入本申请的保护范围。

在一种可能的实现方式中，在第二管口222与腔体的间隙内设有密封装置2221。密封腔的设置可防止腔体内的测试气体通过第二管口222与腔体之间的间隙进入到第一管口221与第三管口223的管路中，用于保证在测试者进行弥散测试时，测试气体只通过第二管口222而被测试者吸入。密封装置2221包括但不限于密封圈结构。

在一种可能的实现方式中，腔体上还设有口压采样鲁尔接口292，采集管连接在口压采样鲁尔接口292上。通过口压采样鲁尔接口292和采样管，在做弥散残气实验中可对测试者的口腔内部压力进行采样并计算出对应的数据值。

在一种可能的实现方式中，在横向基座211上设有用于支撑肺通气测试单元100的固定挂架400；在肺通气测试单元100固定在固定挂架400上时，第一呼吸管路120与第二呼吸管路220在横向方向相隔预定距离，且第一呼吸管路120的设置高度与第二呼吸管路220的设置高度不同，即第一呼吸管路120的设置高度。

本申请实施例中的肺通气测试单元100可相对于肺换气测试单元200独立设置，若测试者握持肺通气测试单元100进行测试时，其很容易采用弯头的姿势进行测试，而测试者在弯头时，其气道未被完全打开，则测量的数据不准确。在上述实现过程中，在横向基座211上设置支撑肺通气测试单元100的固定挂架400，使用肺通气测试单元100单独进行呼吸流量测试时，肺通气测试单元100中的第一呼吸管路120被平放，测试者在该使用状态下，其气道能够保证被打开，进而得到较为准确的测试结果。

在一种可能的实现方式中，固定挂架400包括基板410、凸台420和支撑管430。其中，基板410固定在横向基座211上。凸台420固定在基板410上，或与基板410一体成型。支撑管430设置在凸台420上，用于提供与第一呼吸管路120插合并支撑肺通气测试单元100的支撑弧面。

在一种可能的实现方式中，基板410通过插销结构440固定在横向基座211上。由于横向基座211的内部设置用于容置测试气体的腔体，固定挂架400通过螺钉等连接件与横向基座211连接，则有可能会导致腔体内的测试气体泄漏，而采用插销结构440，插销结构440设置在横向基座211的外围，不会对横向基座211内部产生结构产生影响，能够避免横向基座211的结构受到破坏，进而避免测试气体的泄漏。

在一种可能的实现方式中，第一安装基座110的两侧为弧形握持面。弧形握持面的设置符合人体工学设计，测试者在握持时具有较好的握持体验，同时也不易在手中滑落。

在一种可能的实现方式中，第一呼吸管路120和第二呼吸管路220密封配合，包括但不限于第一呼吸管路120套接在第二呼吸管路220上，或者第二呼吸管路220套接在第一呼吸管路120上。第一呼吸管路120和第二呼吸管路220的直径为15-20毫米。

在上述实现过程中，第一呼吸管路120和第二呼吸管路220密封配合，在进行弥散实验时，第一呼吸管路120和第二呼吸管路220共同构成弥散实验的测试管路。第一呼吸管路120和第二呼吸管路220的直径为15-20毫米，该直径与人类的呼吸道的管径一致，采用该直径范围内的呼吸管路，既使测试者不会感到具有呼吸阻力，还能够使第一呼吸管路120和第二呼吸管路220做到结构的最小化。

在一种可能的实现方式中，第一呼吸管路120和第二呼吸管路220为塑料制品。本申请实施例中的第一呼吸管路120和第二呼吸管路220能够彻底避免交叉感染，是因为第一呼吸管路120和第二呼吸管路220针对不同的测试者能够完全替换，这也决定了第一呼吸管路120和第二呼吸管路220为易耗品，故将第一呼吸管路120和第二呼吸管路220制作成塑料制品，可大幅降低生产成本。

第二方面，本申请实施例还提供了一种肺功能仪，图10为本申请实施例示出的一种肺功能仪的结构示意图，参见图10，肺功能仪包括如上所述结构的肺功能仪测试头、气体浓度测试装置500、控制器600和显示器700。

其中，气体浓度测试装置500与采样管连通，并与控制器600连接；气体浓度测试装置500用于采集第一管口221和第三管口223之间管路上的微量气体并计算微量气体的浓度，并将计算的微量气体浓度数据发送给控制器600。

肺功能仪测试头中的超声波流量传感器与控制器600通信连接；控制器600根据超声波流量传感器的数据可进行呼吸流量数据计算。

显示器700与控制器600连接，显示器700用于将控制器600计算的各种数据进行数据显示。

第三方面，本申请实施例还提供了一种肺通气测试单元。参见图2。肺通气测试单元100包括第一安装基座110和可拆卸插设在第一安装基座110上的第一呼吸管路120。第一安装基座110内部、第一呼吸管路120的外壁上设置有超声波式流量传感器。

本申请实施例中的肺通气测试单元100可单独用于肺通气测试。超声流量传感器的使用，使受试者的呼吸阻力非常小，使得呼吸功能测试更真实自然，第一呼吸管路120由于可根据受试者不同而更换，从而杜绝交叉感染的可能性。此外，更换下来的第一呼吸管路120和第二呼吸管路220，可以用普通方法清洗消毒，以实现重复利用，大大降低运行成本。

以上所述仅为本申请的优选实施例而已，并不用于限制本申请，对于本领域的技术人员来说，本申请可以有各种更改和变化。凡在本申请的精神和原则之内，所作的任何修改、等同替换、改进等，均应包含在本申请的保护范围之内。

Claims (10)

1.一种肺功能仪测试头，其特征在于，包括：

肺通气测试单元，包括第一安装基座和可拆卸插设在所述第一安装基座上的第一呼吸管路；所述第一安装基座内部、第一呼吸管路的外壁上设置有超声波式流量传感器；

肺换气测试单元，包括第二安装基座和可拆卸安装在所述第二安装基座上的第二呼吸管路；所述第二安装基座内部开设有与测试气体连通的腔体，所述第二呼吸管路包括可与所述第一呼吸管路的出口进行连接的第一管口、用于与所述腔体连通的第二管口和可与空气连通的第三管口；所述第三管口处设置有可选择性地将所述第三管口封堵的阻断阀门；所述第二安装基座上还设有与所述第一管口和所述第三管口之间的管路连通并用于采集该管路内微量气体的采集通道；

采样管，与所述采集通道连接，用于使所述采集通道与用于测量气体成分和浓度的快速气体分析装置连通。

2.根据权利要求1所述的肺功能仪测试头，其特征在于，所述肺通气测试单元可相对于所述肺换气测试单元独立设置。

3.根据权利要求1所述的肺功能仪测试头，其特征在于，所述第二安装基座包括横向基座和纵向基座；

所述腔体配置在所述横向基座内部；

所述纵向基座包括枢接的第一安装体和第二安装体，第二安装体相对于所述第一安装体存在打开和关闭两个工作状态；第二安装体相对于所述第一安装体处于关闭状态时两者配置出能够容置所述第二呼吸管路并限制所述第二呼吸管路移动的安装腔；

所述横向基座的一端延伸至第一安装体内部并与所述第一安装体固定连接，在第二安装体相对于所述第一安装体处于关闭状态时所述第二管口延伸至所述腔体内。

4.根据权利要求3所述的肺功能仪测试头，其特征在于，所述纵向基座包括第一端和第二端，所述第一管口设置在所述纵向基座的第一端，所述第三管口设置在所述纵向基座的第二端；

在所述纵向基座的第二端设置与所述阻断阀门信号连接的电磁阻断器；

或者，所述肺功能仪测试头还包括用于远程控制所述阻断阀门的控制器。

5.根据权利要求3所述的肺功能仪测试头，其特征在于，所述第一安装体和第二安装体上设有使第二安装体相对于所述第一安装体打开和关闭的开关机构。

6.根据权利要求3至5中任一项所述的肺功能仪测试头，其特征在于，在所述横向基座上设有用于支撑所述肺通气测试单元的固定挂架；

在所述肺通气测试单元固定在所述固定挂架上时，所述第一呼吸管路与所述第二呼吸管路在横向方向相隔预定距离，且所述第一呼吸管路的设置高度与第二呼吸管路的设置高度不同。

7.根据权利要求6所述的肺功能仪测试头，其特征在于，所述固定挂架包括：

基板，固定在所述横向基座上；

凸台，固定在所述基板上，或与所述基板一体成型；

支撑管，设置在所述凸台上，用于提供与所述第一呼吸管路插合并支撑所述肺通气测试单元的支撑弧面。

8.根据权利要求1所述的肺功能仪测试头，其特征在于，所述第一呼吸管路和第二呼吸管路密封配合，且所述第一呼吸管路和第二呼吸管路的直径为15-32毫米。

9.一种肺功能仪，其特征在于，包括如权利要求1-8中任一项所述的肺功能仪测试头、气体浓度测试装置、控制器和显示器；

所述气体浓度测试装置与所述采样管连通，并与所述控制器连接；

所述肺功能仪测试头中的超声波流量传感器与所述控制器通信连接；

所述显示器与所述控制器连接。

10.一种肺通气测试单元，其特征在于，包括第一安装基座和可拆卸插设在所述第一安装基座上的第一呼吸管路；所述第一安装基座内部、第一呼吸管路的外壁上设置有超声波式流量传感器。

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