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一种便携式肺功能仪器及肺功能检测方法

  • 专利名称
    一种便携式肺功能仪器及肺功能检测方法
  • 发明者
    夏云, 李铎
  • 公开日
    2014年7月30日
  • 申请日期
    2014年5月20日
  • 优先权日
    2014年5月20日
  • 申请人
    夏云
  • 文档编号
    A61B5/087GK103948401SQ201410213832
  • 关键字
  • 权利要求
    1.一种便携式肺功能仪器,其特征在于,包括一次性超声呼吸管道、控制主板和液晶显示器,其中 所述一次性超声呼吸管道包括具有一端为喇叭状进口,另一端为封闭出口的筒状的主管道;所述主管道的顶部侧壁和底部侧壁上顶部窗口和底部窗口,所述顶部窗口和底部窗口相对呈一定倾斜角度设置;所述顶部窗口和所述底部窗口处各有一个薄片密封,位于顶部窗口处的薄片外侧按照所述倾斜角度的延伸方向还设有第一管道;位于底部窗口处的薄片外侧按照所述倾斜角度的延伸方向还设有第二管道;所述第一管道与第二管道内设有第一超声波传感器和第二超声波传感器;所述控制主板分别与所述液晶显示器以及所述第一超声波传感器和所述第二超声波传感器电连接; 其中,所述第一超声波传感器包括第一发射装置和第一接收装置;所述第二超声波传感器包括第二发射装置和第二接收装置;所述第一超声波传感器上的第一发射装置和第一接收装置分别安装在第一管道的末端和第二管道的末端,第一发射装置和第一接收装置相对所呈一定角度,且等于所述倾斜角度;所述第二超声波传感器上的第二发射装置和第二接收装置分别安装在所述第二管道的末端和第一管道的末端;第二发射装置和第二接收装置相对所呈一定角度,且等于所述倾斜角度; 所述第一超声波传感器上的第一发射装置与所述第二超声波传感器上的第二发射装置相对发射超声波检测 信号;所述第一超声波传感器,用于计算第一接收装置接收源自第一发射装置发射检测信号的时间tl ;所述第二超声波传感器,用于计算第二接收装置接收源自第二发射装置发射检测信号的时间t2 ; 所述控制主板,用于预设时间的差值At= (tl-t2)与主管道通过气体流量值的正比例关系数值;还用于在每次进行气体流量值检测操作时,计算当前检测操作的时间的差值Δ t,并通过所述正比例关系数值求解得到当前检测操作通过主管道的气体流量值2.如权利要求1所述的便携式肺功能仪器,其特征在于, 还包括触控屏以及主机壳体; 所述一次性超声呼吸管道、控制主板均设置在所述主机壳体内部;所述液晶显示器和所述触控屏嵌入在所述主机壳体表面3.如权利要求1所述的便携式肺功能仪器,其特征在于, 所述液晶显示器为TFT IXD屏4.如权利要求3所述的便携式肺功能仪器,其特征在于, 所述控制主板上集成有A核心处理器、B核心处理器、液晶屏控制器、触控屏控制器、电源管理系统和锂电池、SPI存储寄存器、空气流量传感器、无线蓝牙通信模块和USB2UART驱动以及CH376-USB管理控制芯片和USB-A接口 ; 上述各个器件的连接方式如下 所述A核心处理器通过液晶屏控制器与所述TFT IXD屏电连接;所述A核心处理器通过触控屏控制器与所述触控屏电连接;所述A核心处理器通过所述电源管理系统与所述锂电池电连接;所述A核心处理器通过B核心处理器与CH376-USB管理控制芯片和USB-A接口电连接;所述A核心处理器还分别与所述SPI存储寄存器、空气流量传感器、无线蓝牙通信模块和USB2UART驱动电连接5.如权利要求1所述的便携式肺功能仪器,其特征在于,所述主管道的内管直径范围为15mm-25mm6.如权利要求1所述的便携式肺功能仪器,其特征在于, 所述顶部窗口与所述底部窗口的相对的倾斜角度范围选取为40-50度7.一种肺功能检测方法,其特征在于,包括如下步骤 控制主板预设时间的差值At= (tl-t2)与主管道通过气体流量值的正比例关系数值,并存储所述正比例关系数值; 待检测气体流通并进入主管道时,第一超声波传感器上的第一发射装置与第二超声波传感器上的第二发射装置相对发射超声波检测信号; 所述第一超声波传感器计算第一接收装置接收源自第一发射装置发射检测信号的时间tl,并将所述时间tl发送给控制主板; 所述第二超声波传感器计算第二接收装置接收源自第二发射装置发射检测信号的时间t2,并将所述时间t2发送给控制主板; 所述控制主板计算当前检测操作的时间的差值At,并通过所述正比例关系数值求解得到当前检测操作通过主管道的气体流量值8.如权利要求7所述的肺功能检测方法,其特征在于, 在控制主板计算当前检测操作的时间的差值Δ t,并通过所述正比例关系数值求解得到当前检测操作通过主管道的气体流量值之后,还包括如下步骤 液晶显示器显示当前检测操作通过主管道的气体流量值9.如权利要求7所述的肺功能检测方法,其特征在于, 所述第一超声波传感器和所述第二超声波传感器发射频率是每分钟发射100-1000次检测信号
  • 技术领域
    [0001]本发明涉及医疗器械
  • 专利摘要
    本发明公开了一种便携式肺功能仪器及肺功能检测方法,包括一次性超声呼吸管道、控制主板和液晶显示器,超声呼吸管道包括具有一端为喇叭状进口,另一端为封闭出口的筒状的主管道;主管道的顶部侧壁和底部侧壁上顶部窗口和底部窗口,顶部窗口和底部窗口相对呈一定倾斜角度设置;顶部窗口和底部窗口处各有一薄片密封,位于顶部窗口处的薄片外侧按照倾斜角度的延伸方向还设有第一管道;位于底部窗口处的薄片外侧按照倾斜角度的延伸方向还设有第二管道;第一管道与第二管道内设有第一超声波传感器和第二超声波传感器;该仪器具有高度集成一体化设计的特点,方便携带,其利用超声波原理进行肺功能检测,检测精度更高,检测结果更有助于患者的医疗诊断。
  • 发明内容
  • 专利说明
    一种便携式肺功能仪器及肺功能检测方法
  • 专利详情
  • 全文pdf
  • 权力要求
  • 说明书
  • 法律状态
一种便携式肺功能仪器及肺功能检测方法【技术领域】,尤其涉及一种便携式肺功能仪器及肺功能检测方法。[0002]肺功能检查是临床上胸肺疾病及呼吸生理的重要检查内容。对于早期检出肺、气道病变,鉴别呼吸困难的原因,诊断病变部位,评估疾病的病情严重度及其预后,评定药物或其它治疗方法疗效,评估肺功能对手术的耐受力或劳动强度耐受力及对危重病人的监护等,肺功能检查均是必不可少的。[0003]在医疗器械领域,肺功能检测设备被大量使用在诸多肺功能检查项目上;其中,肺功能检测设备(即现有的肺功能检测仪)可以进行肺功能测试并追踪肺部健康情况,可测量包含FVC (即用力肺活量)、FEV1 (即第一秒肺活量)、FEV1/FVC(即一秒率,第一秒肺活量占用力肺活量的比率)等常用肺功能检测参数。[0004]但是现有的肺功能检测设备主要使用的是机械检测结构和机械测量原理,主要包括两种类型检测结构实现的肺功能检测,即一种为涡轮旋转检测(例如:叶轮式和涡轮式肺功能检测设备),另一种为压差式检测(例如:压差式流量计);[0005]其中,叶轮式和润轮式流量计(Vortex shedding)。依据转动部件(叶轮或润轮)的转动速度与流体速度 成正比的特性进行测量。气流通过时推动叶轮或涡轮转动,叶轮式采用光电调调制原理,通过光电效应,涡轮式采用磁电调制原理,通过磁电效应,把叶轮或涡轮的机械转动信号转换成电信号输出。由于叶轮的运动惯性和转轴与轴承间摩擦力矩等因素,会影响传感器的精度。而且最为重要的是,其并不适应于病情较重的患者进行检测测量,因为上述患者的呼吸功能已经变得非常薄弱,这样带来检测精度误差必然很大,甚至患者无力吹得动叶轮旋转,导致无法得到检测数据。[0006]其中,压差式流量计(pressure differential flowmeter):利用在一定形状的流通管道中气流的压力降落与流速的依从关系测定流量。压差式传感器包括两部分:流量传感器:实现气体流速与压差的一次变换,根据流经该变换器的气流速度大小不同,变换器两端敏感出相应的压力差,即压差信号。压差传感器:将与流量成一定比例关系的压差信号转换成一定的电信号,经处理后以数字或曲线图形显示。此流量计的流速传感器上有一筛状隔网,气流通过该网时受网的阻力而流速下降,结果使网眼的另一端的压力轻微下降。网眼两端形成压降差。压差传感器可据此压差感应,产生电信号。流速越快,压降越大,则产生压差电信号越强。但是上述隔网容易沉积有害物质指示网眼堵塞以及细菌,上述压差式肺功能检测设备清洁消毒较为困难,另外这样的机械式检测方法在高流量测定时误差也非常大。[0007]另外,现有的肺功能检测设备由于使用机械机构检测,因此占地比较庞大,不能随身携带,只能在治疗现场使用,不能随便移动使用。

[0008]本发明的目的在于提供一种便携式肺功能仪器及肺功能检测方法,以解决上述问题。
[0009]为了达到上述目的,本发明的技术方案是这样实现的:
[0010]本发明提供了一种便携式肺功能仪器,包括一次性超声呼吸管道、控制主板和液晶显示器,其中:
[0011]所述一次性超声呼吸管道包括具有一端为喇叭状进口,另一端为封闭出口的筒状的主管道;所述主管道的顶部侧壁和底部侧壁上顶部窗口和底部窗口,所述顶部窗口和底部窗口相对呈一定倾斜角度设置;所述顶部窗口和所述底部窗口处各有一个薄片密封,位于顶部窗口处的薄片外侧按照所述倾斜角度的延伸方向还设有第一管道;位于底部窗口处的薄片外侧按照所述倾斜角度的延伸方向还设有第二管道;所述第一管道与第二管道内设有第一超声波传感器和第二超声波传感器;所述控制主板分别与所述液晶显示器以及所述第一超声波传感器和所述第二超声波传感器电连接;[0012]其中,所述第一超声波传感器包括第一发射装置和第一接收装置;所述第二超声波传感器包括第二发射装置和第二接收装置;所述第一超声波传感器上的第一发射装置和第一接收装置分别安装在第一管道的末端和第二管道的末端,第一发射装置和第一接收装置相对所呈一定角度,且等于所述倾斜角度;所述第二超声波传感器上的第二发射装置和第二接收装置分别安装在所述第二管道的末端和第一管道的末端;第二发射装置和第二接收装置相对所呈一定角度,且等于所述倾斜角度;
[0013]所述第一超声波传感器上的第一发射装置与所述第二超声波传感器上的第二发射装置相对发射超声波检测信号;所述第一超声波传感器,用于计算第一接收装置接收源自第一发射装置发射检测信号的时间tl ;所述第二超声波传感器,用于计算第二接收装置接收源自第二发射装置发射检测信号的时间t2 ;
[0014]所述控制主板,用于预设时间的差值Λ t = (tl-t2)与主管道通过气体流量值的正比例关系数值;还用于在每次进行气体流量值检测操作时,计算当前检测操作的时间的差值Λ t,并通过所述正比例关系数值求解得到当前检测操作通过主管道的气体流量值。
[0015]较佳地,还包括触控屏以及主机壳体;
[0016]所述一次性超声呼吸管道、控制主板均设置在所述主机壳体内部;所述液晶显示器和所述触控屏嵌入在所述主机壳体表面。
[0017]较佳地,所述液晶显示器为TFT IXD屏。
[0018]较佳地,所述控制主板上集成有A核心处理器、B核心处理器、液晶屏控制器、触控屏控制器、电源管理系统和锂电池、SPI存储寄存器、空气流量传感器、无线蓝牙通信模块和USB2UART驱动以及CH376-USB管理控制芯片和USB-A接口 ;
[0019]上述各个器件的连接方式如下:
[0020]所述A核心处理器通过液晶屏控制器与所述TFT IXD屏电连接;所述A核心处理器通过触控屏控制器与所述触控屏电连接;所述A核心处理器通过所述电源管理系统与所述锂电池电连接;所述A核心处理器通过B核心处理器与CH376-USB管理控制芯片和USB-A接口电连接;所述A核心处理器还分别与所述SPI存储寄存器、空气流量传感器、无线蓝牙通信模块和USB2UART驱动电连接。[0021]较佳地,所述主管道的内管直径范围为15mm-25mm。
[0022]较佳地,所述顶部窗口与所述底部窗口的相对的倾斜角度范围选取为40-50度。
[0023]相应地,本发明还提供了一种肺功能检测方法,包括如下步骤:
[0024]控制主板预设时间的差值Λ t = (tl-t2)与主管道通过气体流量值的正比例关系数值,并存储所述正比例关系数值;
[0025]待检测气体流通并进入主管道 时,第一超声波传感器上的第一发射装置与第二超声波传感器上的第二发射装置相对发射超声波检测信号;
[0026]所述第一超声波传感器计算第一接收装置接收源自第一发射装置发射检测信号的时间tl,并将所述时间tl发送给控制主板;
[0027]所述第二超声波传感器计算第二接收装置接收源自第二发射装置发射检测信号的时间t2,并将所述时间t2发送给控制主板;
[0028]所述控制主板计算当前检测操作的时间的差值Λ t,并通过所述正比例关系数值求解得到当前检测操作通过主管道的气体流量值。
[0029]较佳地,在控制主板计算当前检测操作的时间的差值At,并通过所述正比例关系数值求解得到当前检测操作通过主管道的气体流量值之后,还包括如下步骤:
[0030]液晶显示器显示当前检测操作通过主管道的气体流量值。
[0031]较佳地,所述第一超声波传感器和所述第二超声波传感器发射频率是每分钟发射100-1000次检测信号。
[0032]与现有技术相比,本发明实施例的优点在于:
[0033]本发明提供的一种便携式肺功能仪器及肺功能检测方法,其中,分析上述超声波传感器的结构原理可知,第一传感器和第二传感器均在第一管道与第二管道内的两侧放置;两对超声波传感器上的发射装置和接收装置相对,由于超声波必须借助媒介(即空气)进行传播,超声波传播速度将会受到患者对主管道内的呼吸气流影响,本发明提供的肺功能检测方法正是利用了上述超声波的声波传输原理实现对气流流量的精密检测;具体地,当气流通过主管道时(例如患者呼出气体时),受气流影响,与气流同向发射的超声播检测信号传播速度加快(由一超声波传感器发射),而与此同时与气流反向的超声波检测信号传播速度减慢(即相对设置的另一个超声波传感器发射),所以就会产生一个时间差;这两个时间的差值Λ t与主管道通过气体流量值的大小存在成正比关系;上述技术方案经过多次实现得到了这样的正比例关系数值,并将上述正比例关系数值(即通过程序设计,设置了这样一个关系式烧进了控制主板上的处理器内了。)另外,在没有气体通过主管道时(即流量为零时),tl = t2,所以Λ t = (tl-t2) = O ;
[0034]分析上述检测方法和原理可知:首先控制主板预设时间的差值Λ t = (tl-t2)与主管道通过气体流量值的正比例关系数值,并存储所述正比例关系数值(即通过程序设计,设置了这样一个关系式,其中:);
[0035]然后,在每次进行气体流量值检测时都执行下述操作:此时检测气体流通并进入主管道时,第一超声波传感器上的第一发射装置与第二超声波传感器上的第二发射装置相对发射超声波检测信号;第一超声波传感器计算第一接收装置接收源自第一发射装置发射检测信号的时间tl,并将所述时间tl发送给控制主板;第二超声波传感器计算第二接收装置接收源自第二发射装置发射检测信号的时间t2,并将所述时间t2发送给控制主板;[0036]控制主板运行相应的程序并计算当前这一次检测操作的时间的差值At,并通过所述正比例关系数值求解得到当前检测操作通过主管道的气体流量值。
[0037]上述顶部窗口与上述底部窗口的相对的倾斜角度范围选取为40-50度。该倾斜角度有利于上述传播距离的延长,由于两个超声波传感器的传播距离的延长,也增加了超声波检测的检测精度。因为超声波传感器的发射频率大约为每分钟发射100-1000次检测信号(即每秒钟输出100-1000次流量信号),这样其超声波传感器得到的检测时间是很多次的声波的检测数据,然后最终换算得到的结果,这样的检测结果具有很高的检测精度,同时超声波信号不同于机械检测,其检测精度不会像现有技术中的任何机械机构因机械误差(包括安装装配误差、机械加工误差等)而影响检测精度,也不会因为患者的呼吸功能下降而影响检测精度,因为其肺功能流量检测不需要依靠任何机械机构实现。具体地,当气流通过主管道时,与气流同向的超声波检测信号传播加快,而与气流反向的超声波检测信号传播减慢,所以时间的差值At与气体流量值的大小成正比关系。由于时间差At就是流量引起的,所以我们就直接测量到了呼吸流量,不需要定标校正,也不存在传统流量传感器非线性失真和测量范围限制等等问题,非常微弱或很大流量都能被准确的测量,是性能最好的、最精密的流量传感器。[0038]上述结构中的便携式肺功能仪器的具有高度集成化的特点,占地面积更小(由于其避免了使用叶轮式和涡轮式流量计内部的大型涡轮(叶轮)机械机构,避免了压差肺功能检测设备内置的(变换器和隔网)等大型机构),便于携带;其控制主板上采用更为先进的处理器和芯片,提升了超声波检测设备的运算速度,提升了检测精度。同时控制主板上还集成了 CH376-USB管理控制芯片、USB-A接口、无线蓝牙通信模块和USB2UART ;CH376通常是USB管理控制芯片,用于单片机系统读写U盘或者SD卡中的文件。CH376支持USB设备方式和USB主机方式,并且内置了 USB通讯协议的基本固件。USB2UART驱动为USB转串口的驱动;USB-A是一种USB接口类型。通过上述硬件结构的集成连接,可以实现便携式肺功能仪器与通过USB接口或是串口、或者是无线蓝牙通信模块实现与上位机设备(电脑或是服务器)建立通信连接;实现便携式检测设备测试出的检测数据输出给上位机设备。



[0039]图1为本发明实施例提供的便携式肺功能仪器的外观结构示意图;
[0040]图2为本发明实施例提供的便携式肺功能仪器的超声波检测工作原理示意图;
[0041]图3为本发明实施例提供的便携式肺功能仪器中控制主板的整体电路结构图;
[0042]图4为本发明实施例提供的便携式肺功能仪器中的CPU JTAG电路结构示意图;
[0043]图5为本发明实施例提供的便携式肺功能仪器中的CPU启动电路结构示意图;
[0044]图6为本发明实施例提供的便携式肺功能仪器中CPU实时时钟电路结构示意图;
[0045]图7为本发明实施例提供的肺功能检测方法的流程示意图。

[0046]下面通过具体的实施例子并结合附图对本发明做进一步的详细描述。
[0047]参见图1,本发明实施例提供了一种便携式肺功能仪器,包括设置在主机壳体A内部的一次性超声呼吸管道(即主管道I)、控制主板2 (请参见图3)(集成有多种处理器、计算器和存储器等电子器件)和嵌入在上述主机壳体A表面的液晶显示器3 (即上述液晶显示器为TFT IXD屏),其中:
[0048]另参见图2,一次性超声呼吸管道包括具有一端为喇叭状进口,另一端为封闭出口的筒状的主管道I;主管道I的顶部侧壁和底部侧壁上顶部窗口 10和底部窗口 11,顶部窗口 10和底部窗口 11相对呈一定倾斜角度α设置;顶部窗口 10和底部窗口 11处各有一个薄片用于密封上述窗口(该薄片可以密封上述窗口,不泄露空气,但是可以滤过超声波,图2中阴影部分所示意的结构即为薄片),位于顶部窗口 10处的薄片外侧按照倾斜角度α的延伸方向还设有第一管道12 ;位于底部窗口 11处的薄片外侧按照倾斜角度α的延伸方向还设有第二管道13 ;第一管道12与第二管道13内设有第一超声波传感器14和第二超声波传感器15 ;控制主板分别与液晶显示器以及第一超声波传感器和第二超声波传感器电连接;
[0049]其中,第一超声波传感器14包括第一发射装置140和第一接收装置141 ;第二超声波传感器15包括第二发射装置150和第二接收装置151 ;第一超声波传感器14上的第一发射装置140和第一接收装置141分别安装在第一管道12的末端和第二管道13的末端,第一发射装置140和第一接收装置141相对所呈一定角度,且等于上述倾斜角度α ;第二超声波传感器15上的第二发射装置150和第二接收装置151分别安装在第二管道13的末端和第一管道12的末端;第二发射装置150和第二接收装置151相对所呈一定角度,且等于上述倾斜角度α ;
[0050]第一超声波传感器14上的第一发射装置140与第二超声波传感器15上的第二发射装置150相对发射超声波检测信号;第一超声波传感器,用于计算第一接收装置141接收源自第一发射装置140发射检测信号的时间tl ;第二超声波传感器,用于计算第二接收装置151接收源自第二发射装置150发射检测信号的时间t2 ;
[0051]控制主板2,用于预设时间的差值At= (tl-t2)与主管道通过气体流量值的正比例关系数值;还用于在每次进行气体流量值检测操作时,计算当前检测操作的时间的差值Δ t,并通过正比例关系数值求解得到当前检测操作通过主管道的气体流量值。
[0052]需要说明的是:下面介绍一下本发明实施例提供的便携式肺功能仪器的超声波检测原理(即超声法呼吸流量测量技术):超声流量传感器的原理:在呼吸管道的两侧放置两对超声波的发射装置和接收装置,由于超声波必须借助媒介(即空气)进行传播,传播所需的时间取决于传播距离(与第一传感器与第二传感器之间的距离决定的,例如:主管道内壁管径大小;因此,有必要限定一下,上述主管道I的内管直径d范围为15mm-25mm。),分别为tl和t2(见图2)。在流量为零时,tl = t2,所以At= (tl-t2) = O ;
[0053]需要说明的是上述超声波传感器测量核心数据:超声波传感器传输的信号是呼吸流量信号,单位L/s(升/秒),每秒钟输出100-1000次流量信号。通过积分运算,计算出容量L。呼吸流量:测量范围:0L/s~±16L/s,测量误差:±3%,分辨率:10mL/s ;呼吸容积:测量范围:0L~20L,测量误差:±3%或±5mL,分辨率=IOmL0
[0054]上述顶部窗口与上述底部窗口的相对的倾斜角度范围选取为40-50度。该倾斜角度有利于上述传播距离的延长,由于两个超声波传感器的传播距离的延长,也增加了超声波检测的检测精度。因为超声波传感器的发射频率大约为每分钟发射100-1000次检测信号(即每秒钟输出100-1000次流量信号),这样其超声波传感器得到的检测时间是很多次的声波的检测数据,然后最终换算得到的结果,这样的检测结果具有很高的检测精度,同时超声波信号不同于机械检测,其检测精度不会像现有技术中的任何机械机构因机械误差(包括安装装配误差、机械加工误差等)而影响检测精度,也不会因为患者的呼吸功能下降而影响检测精度,因为其肺功能流量检测不需要依靠任何机械机构实现。具体地,当气流(Gasflow,即图2中G所示意的气体流动方向)通过主管道时,与气流同向的超声波检测信号传播加快,而与气流反向的超声波检测信号传播减慢,所以时间的差值Λ t与气体流量值的大小成正比例关系。由于时间差Λ t就是流量引起的,所以我们就直接测量到了呼吸流量,不需要定标校正,也不存在传统流量传感器非线性失真和测量范围限制等等问题,非常微弱或很大流量都能被准确的测量,是性能最好的、最精密的流量传感器。
[0055]需要补充的是,在主管道的两侧放置两对超声波发射和接收装置,由于超声波必须借助媒介(即空气)进行传播,传播所需的时间取决于传播距离(主管道内管径的大小)。因此,主管道的内管直径决定了正比例关系数值的大小(为了一体化设计,主管道的内外径尺寸不能太大),一般地,当便携式肺功能仪器的主管道的内管直径确定以及两对传感器之间的传播距离确定之后,上述正比例关系数值将为定值;通过上述关系式以及定值便可以求解出每一次待检测的气体流量值。上述顶部窗口与底部窗口相对并呈倾斜角度设置,是为了在一定程度上增加检测时长(倾斜要比竖直放置时发射装置与接收装置的发射接收距离更大),这样通过检测距离的增加也便于增强器检测精度。由此也可以看出本发明实施例中超声波呼吸管道的筒状主管道在通过有限的尺寸条件下(直径尺寸只有15mm-25mm,非常小),也可以看出如何通过合理的结构改进,最大限度的保证其检测精度的难度。
[0056]较佳地,还包括触控屏20以及主机壳体A ;
[0057]上述一次性超 声呼吸管道(即主管道I)、控制主板均设置在所述主机壳体A内部;所述液晶显示器21 (即TFT IXD屏)和所述触控屏20均嵌入在所述主机壳体A表面。
[0058]需要说明的是,上述便携式肺功能仪器其大大节省了使用和占地空间,由于其避免了使用叶轮式和涡轮式流量计内部的大型涡轮(叶轮)机械机构,也避免采用压差肺功能检测设备内置的(变换器和隔网)等大型机构,而且上述便携式肺功能仪器采用了高度集成化的主控制板以及体积很小的超声波检测结构一体化设计,这样本发明实施例提供的便携式肺功能仪器节省了大量使用空间,方便携带,扩大了适用范围。
[0059]下面介绍一下本发明实施例的核心控制部分(即控制主板):
[0060]参见图3,所述控制主板2上集成有A核心处理器22、B核心处理器23、液晶屏控制器24、触控屏控制器25、电源管理系统26和锂电池27、SPI存储寄存器28、空气流量传感器29、无线蓝牙通信模块30和USB2UART驱动31以及CH376-USB管理控制芯片32 (即CH376 芯片)和 USB-A 接口 33 ;
[0061]上述各个器件的连接方式如下:
[0062]所述A核心处理器22通过液晶屏控制器24与所述液晶显示器21 (TFT IXD屏)电连接;所述A核心处理器22通过触控屏控制器25与所述触控屏20电连接;所述A核心处理器22通过所述电源管理系统26与所述锂电池27电连接;所述A核心处理器22通过B核心处理器23与CH376-USB管理控制芯片32和USB-A接口电33连接;所述A核心处理器22还分别与所述SPI存储寄存器28、空气流量传感器29、无线蓝牙通信模块30和USB2UART驱动31电连接。
[0063]需要说明的是上述控制主板上的硬件电路结构;
[0064]本电路为手持肺量仪控制系统硬件电路,可以运行UCGUI图形化界面,用于人机交互,超声波式呼吸测量,数据分析与显示,测量结果打印。电路核心采用双ARM Cortex-M3处理器,并提供基本存储空间和无线蓝牙通讯接口,为肺功能定制化硬件产品。
[0065]整体结构设计说明:电路设计以两片M3处理器为核心(CPUM3A与CPU M3B),均运行主频72MHz。M3-A外部配套8M与32.768K晶振,采用FSMC接口连接液晶屏控制器;SPI1连接触摸屏控制器;SPI2连接FLASH数据存储芯片;串口 I通过转换连接USB接口;串口 2连接无线蓝牙模块;串口 3连接到扩展接口,用于连接外部超声波测量板;使用GPIO驱动LED,电源开关管理等。M3-B主要用于驱动打印机,SPI2接口连接USB HOST控制芯片。AB两个处理器之间用串口连接。整体电路结构图3如下:
[0066]1、电路原理设计说明
[0067]主要部件与接口说明

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