一種便攜式肺功能儀器的制造方法
【專利摘要】本實用新型公開了一種便攜式肺功能儀器，包括一次性超聲呼吸管道、控制主板和液晶顯示器，超聲呼吸管道包括具有一端為喇叭狀進口，另一端為封閉出口的筒狀的主管道；主管道的頂部側壁和底部側壁上頂部窗口和底部窗口，頂部窗口和底部窗口相對呈一定傾斜角度設置；頂部窗口和底部窗口處各有一個薄片密封，位于頂部窗口處的薄片外側按照傾斜角度的延伸方向還設有第一管道；位于底部窗口處的薄片外側按照傾斜角度的延伸方向還設有第二管道；第一管道與第二管道內(nèi)設有第一超聲波傳感器和第二超聲波傳感器；該儀器具有高度集成一體化設計的特點，方便攜帶，其利用超聲波原理進行肺功能檢測，檢測精度更高，檢測結果更有助于患者的醫(yī)療診斷。
【專利說明】一種便攜式肺功能儀器

【技術領域】
[0001]本實用新型涉及醫(yī)療器械【技術領域】，尤其涉及一種便攜式肺功能儀器。

【背景技術】
[0002]肺功能檢查是臨床上胸肺疾病及呼吸生理的重要檢查內(nèi)容。對于早期檢出肺、氣道病變，鑒別呼吸困難的原因，診斷病變部位，評估疾病的病情嚴重度及其預后，評定藥物或其它治療方法療效，評估肺功能對手術的耐受力或勞動強度耐受力及對危重病人的監(jiān)護等，肺功能檢查均是必不可少的。
[0003]在醫(yī)療器械領域，肺功能檢測設備被大量使用在諸多肺功能檢查項目上；其中，肺功能檢測設備(即現(xiàn)有的肺功能檢測儀)可以進行肺功能測試并追蹤肺部健康情況，可測量包含F(xiàn)VC (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)等常用肺功能檢測參數(shù)。
[0004]但是現(xiàn)有的肺功能檢測設備主要使用的是機械檢測結構和機械測量原理，主要包括兩種類型檢測結構實現(xiàn)的肺功能檢測，即一種為渦輪旋轉檢測(例如:葉輪式和渦輪式肺功能檢測設備)，另一種為壓差式檢測(例如:壓差式流量計)；
[0005]其中，葉輪式和潤輪式流量計(Vortex shedding)。依據(jù)轉動部件(葉輪或潤輪)的轉動速度與流體速度成正比的特性進行測量。氣流通過時推動葉輪或渦輪轉動，葉輪式采用光電調調制原理，通過光電效應，渦輪式采用磁電調制原理，通過磁電效應，把葉輪或渦輪的機械轉動信號轉換成電信號輸出。由于葉輪的運動慣性和轉軸與軸承間摩擦力矩等因素，會影響傳感器的精度。而且最為重要的是，其并不適應于病情較重的患者進行檢測測量，因為上述患者的呼吸功能已經(jīng)變得非常薄弱，這樣帶來檢測精度誤差必然很大，甚至患者無力吹得動葉輪旋轉，導致無法得到檢測數(shù)據(jù)。
[0006]其中，壓差式流量計(pressure differential flow meter):利用在一定形狀的流通管道中氣流的壓力降落與流速的依從關系測定流量。壓差式傳感器包括兩部分:流量傳感器:實現(xiàn)氣體流速與壓差的一次變換，根據(jù)流經(jīng)該變換器的氣流速度大小不同，變換器兩端敏感出相應的壓力差，即壓差信號。壓差傳感器:將與流量成一定比例關系的壓差信號轉換成一定的電信號，經(jīng)處理后以數(shù)字或曲線圖形顯示。此流量計的流速傳感器上有一篩狀隔網(wǎng)，氣流通過該網(wǎng)時受網(wǎng)的阻力而流速下降，結果使網(wǎng)眼的另一端的壓力輕微下降。網(wǎng)眼兩端形成壓降差。壓差傳感器可據(jù)此壓差感應，產(chǎn)生電信號。流速越快，壓降越大，則產(chǎn)生壓差電信號越強。但是上述隔網(wǎng)容易沉積有害物質指示網(wǎng)眼堵塞以及細菌，上述壓差式肺功能檢測設備清潔消毒較為困難，另外這樣的機械式檢測方法在高流量測定時誤差也非常大。
[0007]在現(xiàn)有技術中，隨后又推出了一種利用超聲波檢測的肺功能儀器，該肺功能儀器內(nèi)置有一次性超聲呼吸管道，還包括有控制主板和液晶顯示器，其中:
[0008]一次性超聲呼吸管道為筒狀的主管道；主管道的頂部側壁和底部側壁上分別設置有頂部窗口和底部窗口 ；還包括與主管道垂直的管道，該垂直管道內(nèi)設有兩個超聲波傳感器，該兩個傳感器的工作原理是:
[0009]控制主板預設時間的差值Λ t = (tl-t2)與主管道通過氣體流量值的正比例關系數(shù)值；其中兩個超聲波傳感器相對發(fā)射超聲波檢測信號；其中一超聲波傳感器，計算其內(nèi)部的接收裝置接收源自其內(nèi)部的發(fā)射裝置發(fā)射檢測信號的時間tl ;另一個超聲波傳感器，計算其內(nèi)置的接收裝置接收源自內(nèi)部的發(fā)射裝置發(fā)射檢測信號的時間t2 ;在每次進行氣體流量值檢測操作時，控制主板計算當前檢測操作的時間的差值At，并通過所述正比例關系數(shù)值求解得到當前檢測操作通過主管道的氣體流量值。這樣通過上述超聲波檢測方法和結構可以實現(xiàn)高精度的檢測；但是其也具有一定的缺陷，即由于上述結構均內(nèi)置在主機殼體內(nèi)，因此其內(nèi)部的各個結構部件的尺寸均要有限制；例如:主管道的內(nèi)壁管徑不能夠太大；但是主管道內(nèi)壁管徑太小的話，另外，由于超聲波傳感器每次發(fā)送檢測信號的頻率為每分鐘100次到1000次，控制主板的計算和運算的精度跟其主管道內(nèi)壁管徑太小有關，一般地的主管道內(nèi)超聲波檢測傳播的距離越遠其檢測結果(計算出的精度)也就越準確；但主管道內(nèi)壁管徑不能隨意增大；因此如何進一步的提升檢測精度很重要。
實用新型內(nèi)容
[0010]本實用新型的目的在于提供一種便攜式肺功能儀器，以解決上述問題。
[0011]為了達到上述目的，本實用新型的技術方案是這樣實現(xiàn)的:
[0012]本實用新型提供了一種便攜式肺功能儀器，包括一次性超聲呼吸管道、控制主板和液晶顯不器，其中:
[0013]所述一次性超聲呼吸管道包括具有一端為喇叭狀進口，另一端為封閉出口的筒狀的主管道；所述主管道的頂部側壁和底部側壁上分別設置有頂部窗口和底部窗口，所述頂部窗口和底部窗口相對呈一定傾斜角度α設置；所述頂部窗口和所述底部窗口處各有一個薄片密封，位于頂部窗口處的薄片外側按照所述傾斜角度α的延伸方向還設有第一管道；位于底部窗口處的薄片外側按照所述傾斜角度α的延伸方向還設有第二管道；所述第一管道與第二管道內(nèi)設有第一超聲波傳感器和第二超聲波傳感器；所述控制主板分別與所述液晶顯示器以及所述第一超聲波傳感器和所述第二超聲波傳感器電連接；
[0014]其中，所述第一超聲波傳感器包括第一發(fā)射裝置和第一接收裝置；所述第二超聲波傳感器包括第二發(fā)射裝置和第二接收裝置；所述第一超聲波傳感器上的第一發(fā)射裝置和第一接收裝置分別安裝在第一管道的末端和第二管道的末端，第一發(fā)射裝置和第一接收裝置相對所呈一定角度，且等于所述傾斜角度α ;所述第二超聲波傳感器上的第二發(fā)射裝置和第二接收裝置分別安裝在所述第二管道的末端和第一管道的末端；第二發(fā)射裝置和第二接收裝置相對所呈一定角度，且等于所述傾斜角度α。
[0015]較佳地，還包括觸控屏以及主機殼體；
[0016]所述一次性超聲呼吸管道、控制主板均設置在所述主機殼體內(nèi)部；所述液晶顯示器和所述觸控屏嵌入在所述主機殼體表面。
[0017]較佳地，所述液晶顯示器為TFT IXD屏。
[0018]較佳地，所述控制主板上集成有A核心處理器、B核心處理器、液晶屏控制器、觸控屏控制器、電源管理系統(tǒng)和鋰電池、SPI存儲寄存器、空氣流量傳感器、無線藍牙通信模塊和USB2UART驅動以及CH376-USB管理控制芯片和USB-A接口 ；
[0019]上述各個器件的連接方式如下:
[0020]所述A核心處理器通過液晶屏控制器與所述TFT IXD屏電連接；所述A核心處理器通過觸控屏控制器與所述觸控屏電連接；所述A核心處理器通過所述電源管理系統(tǒng)與所述鋰電池電連接；所述A核心處理器通過B核心處理器與CH376-USB管理控制芯片和USB-A接口電連接；所述A核心處理器還分別與所述SPI存儲寄存器、空氣流量傳感器、無線藍牙通信模塊和USB2UART驅動電連接。
[0021]較佳地,所述主管道的內(nèi)管直徑范圍為15mm-25mm。
[0022]較佳地，所述頂部窗口與所述底部窗口的相對的傾斜角度范圍選取為40-50度。
[0023]與現(xiàn)有技術相比，本實用新型實施例的優(yōu)點在于:
[0024]本實用新型提供的一種便攜式肺功能儀器，其中，分析上述超聲波傳感器的結構原理可知，第一傳感器和第二傳感器均在第一管道與第二管道內(nèi)的兩側放置；兩對超聲波傳感器上的發(fā)射裝置和接收裝置相對設置(錯開并相對有一定的傾斜角度)，由于超聲波必須借助媒介(即空氣)進行傳播，傳播所需的時間取決于傳播距離(主管道內(nèi)管徑的大小)。因此，主管道的內(nèi)管直徑?jīng)Q定了正比例關系數(shù)值的大小(為了一體化設計，主管道的內(nèi)外徑尺寸不能太大)，一般地，當便攜式肺功能儀器的主管道的內(nèi)管直徑確定以及兩對傳感器之間的傳播距離確定之后，上述正比例關系數(shù)值將為定值；通過上述關系式以及定值便可以求解出每一次待檢測的氣體流量值。上述頂部窗口與底部窗口相對并呈傾斜角度設置，是為了在一定程度上增加檢測時長(傾斜要比豎直放置時發(fā)射裝置與接收裝置的發(fā)射接收距離更大)，這樣通過檢測距離(即超聲波傳感器的傳播距離)的增加也便于增強器檢測精度。很顯然，現(xiàn)有技術中所有檢測設備的技術結構中都沒有注意到這個問題，忽略了檢測距離對于超聲波檢測精度的影響問題；本實用新型提供的一種便攜式肺功能儀器，正是合理在現(xiàn)有的呼吸管道內(nèi)做傳感器安裝位置與布局和安裝角度等結構改進，實現(xiàn)了檢測精度的進一步提升。
[0025]上述結構中的便攜式肺功能儀器的具有高度集成化的特點，占地面積更小，便于攜帶；其控制主板上采用更為先進的處理器和芯片，提升了超聲波檢測設備的運算速度，提升了檢測精度。同時控制主板上還集成了 CH376-USB管理控制芯片、USB-A接口、無線藍牙通信模塊和USB2UART ；CH376通常是USB管理控制芯片，用于單片機系統(tǒng)讀寫U盤或者SD卡中的文件。CH376支持USB設備方式和USB主機方式，并且內(nèi)置了 USB通訊協(xié)議的基本固件。USB2UART驅動為USB轉串口的驅動；USB_A是一種USB接口類型。通過上述硬件結構的集成連接，可以實現(xiàn)便攜式肺功能儀器與通過USB接口或是串口、或者是無線藍牙通信模塊實現(xiàn)與上位機設備(電腦或是服務器)建立通信連接；實現(xiàn)便攜式檢測設備測試出的檢測數(shù)據(jù)輸出給上位機設備。

【專利附圖】

【附圖說明】
[0026]圖1為本實用新型實施例提供的便攜式肺功能儀器的外觀結構示意圖；
[0027]圖2為本實用新型實施例提供的便攜式肺功能儀器的超聲波檢測工作原理示意圖；
[0028]圖3為本實用新型實施例提供的便攜式肺功能儀器中控制主板的整體電路結構圖；
[0029]圖4為本實用新型實施例提供的便攜式肺功能儀器中的CPU JTAG電路結構示意圖；
[0030]圖5為本實用新型實施例提供的便攜式肺功能儀器中的CPU啟動電路結構示意圖；
[0031]圖6為本實用新型實施例提供的便攜式肺功能儀器中CPU實時時鐘電路結構示意圖。

【具體實施方式】
[0032]下面通過具體的實施例子并結合附圖對本實用新型做進一步的詳細描述。
[0033]參見圖1，本實用新型實施例提供了一種便攜式肺功能儀器，包括設置在主機殼體A內(nèi)部的一次性超聲呼吸管道(即主管道I)、控制主板2 (請參見圖3)(集成有多種處理器、計算器和存儲器等電子器件)和嵌入在上述主機殼體A表面的液晶顯示器3 (即上述液晶顯示器為TFT IXD屏)，其中:
[0034]另參見圖2，一次性超聲呼吸管道包括具有一端為喇叭狀進口，另一端為封閉出口的筒狀的主管道I;主管道I的頂部側壁和底部側壁上分別設置有頂部窗口 10和底部窗口 11，頂部窗口 10和底部窗口 11相對呈一定傾斜角度α設置；頂部窗口 10和底部窗口11處各有一個薄片用于密封上述窗口(該薄片可以密封上述窗口，不泄露空氣，但是可以濾過超聲波，圖2中陰影部分所示意的結構即為薄片)，位于頂部窗口 10處的薄片外側按照傾斜角度α的延伸方向還設有第一管道12 ;位于底部窗口 11處的薄片外側按照傾斜角度α的延伸方向還設有第二管道13 ;第一管道12與第二管道13內(nèi)設有第一超聲波傳感器14和第二超聲波傳感器15 ;控制主板分別與液晶顯示器以及第一超聲波傳感器和第二超聲波傳感器電連接；
[0035]其中，第一超聲波傳感器14包括第一發(fā)射裝置140和第一接收裝置141 ;第二超聲波傳感器15包括第二發(fā)射裝置150和第二接收裝置151 ;第一超聲波傳感器14上的第一發(fā)射裝置140和第一接收裝置141分別安裝在第一管道12的末端和第二管道13的末端，第一發(fā)射裝置140和第一接收裝置141相對所呈一定角度，且等于上述傾斜角度α ;第二超聲波傳感器15上的第二發(fā)射裝置150和第二接收裝置151分別安裝在第二管道13的末端和第一管道12的末端；第二發(fā)射裝置150和第二接收裝置151相對所呈一定角度，且等于上述傾斜角度α ;
[0036]第一超聲波傳感器14上的第一發(fā)射裝置140與第二超聲波傳感器15上的第二發(fā)射裝置150相對發(fā)射超聲波檢測信號；第一超聲波傳感器，用于計算第一接收裝置141接收源自第一發(fā)射裝置140發(fā)射檢測信號的時間tl ;第二超聲波傳感器，用于計算第二接收裝置151接收源自第二發(fā)射裝置150發(fā)射檢測信號的時間t2 ；
[0037]在現(xiàn)有技術中控制主板預設時間的差值Λ t = (tl-t2)與主管道通過氣體流量值的正比例關系數(shù)值；在每次進行氣體流量值檢測操作時，計算當前檢測操作的時間的差值At，并通過正比例關系數(shù)值求解得到當前檢測操作通過主管道的氣體流量值。超聲流量傳感器的原理:在呼吸管道的兩側放置兩對超聲波的發(fā)射裝置和接收裝置，由于超聲波必須借助媒介(即空氣)進行傳播，傳播所需的時間取決于傳播距離(與第一傳感器與第二傳感器之間的距離決定的，例如:主管道內(nèi)壁管徑大?。灰虼?，有必要限定一下，上述主管道I的內(nèi)管直徑d范圍為15mm-25mm。)，分別為tl和t2 (見圖2)。在流量為零時，tl = t2，所以Λ t = (tl_t2) = O ；
[0038]需要說明的是上述超聲波傳感器測量核心數(shù)據(jù):超聲波傳感器傳輸?shù)男盘柺呛粑髁啃盘?，單位L/s(升/秒)，每秒鐘輸出100-1000次流量信號。通過積分運算，計算出容量L。呼吸流量:測量范圍:0L/s?±16L/s，測量誤差:±3%，分辨率:10mL/s ;呼吸容積:測量范圍:0L?20L，測量誤差:±3%或±5mL，分辨率=1mL0
[0039]上述頂部窗口與上述底部窗口的相對的傾斜角度范圍選取為40-50度。該傾斜角度有利于上述傳播距離的延長，由于兩個超聲波傳感器的傳播距離的延長，也增加了超聲波檢測的檢測精度。因為超聲波傳感器的發(fā)射頻率大約為每分鐘發(fā)射100-1000次檢測信號(即每秒鐘輸出100-1000次流量信號)，這樣其超聲波傳感器得到的檢測時間是很多次的聲波的檢測數(shù)據(jù)，然后最終換算得到的結果，這樣的檢測結果具有很高的檢測精度，同時超聲波信號不同于機械檢測，其檢測精度不會像現(xiàn)有技術中的任何機械機構因機械誤差(包括安裝裝配誤差、機械加工誤差等)而影響檢測精度，也不會因為患者的呼吸功能下降而影響檢測精度，因為其肺功能流量檢測不需要依靠任何機械機構實現(xiàn)。具體地，當氣流(Gasflow,即圖2中G所示意的氣體流動方向)通過主管道時，與氣流同向的超聲波檢測信號傳播加快，而與氣流反向的超聲波檢測信號傳播減慢，所以時間的差值Λ t與氣體流量值的大小成正比例關系。由于時間差Λ t就是流量引起的，所以我們就直接測量到了呼吸流量，不需要定標校正，也不存在傳統(tǒng)流量傳感器非線性失真和測量范圍限制等等問題，非常微弱或很大流量都能被準確的測量，是性能最好的、最精密的流量傳感器。
[0040]需要補充的是，在主管道的兩側放置兩對超聲波發(fā)射和接收裝置，由于超聲波必須借助媒介(即空氣)進行傳播，傳播所需的時間取決于傳播距離(主管道內(nèi)管徑的大小)。因此，主管道的內(nèi)管直徑?jīng)Q定了正比例關系數(shù)值的大小(為了一體化設計，主管道的內(nèi)外徑尺寸不能太大)，一般地，當便攜式肺功能儀器的主管道的內(nèi)管直徑確定以及兩對傳感器之間的傳播距離確定之后，上述正比例關系數(shù)值將為定值；通過上述關系式以及定值便可以求解出每一次待檢測的氣體流量值。上述頂部窗口與底部窗口相對并呈傾斜角度設置，是為了在一定程度上增加檢測時長(傾斜要比豎直放置時發(fā)射裝置與接收裝置的發(fā)射接收距離更大)，這樣通過檢測距離的增加也便于增強器檢測精度。由此也可以看出本發(fā)明實施例中超聲波呼吸管道的筒狀的主管道在通過有限的尺寸條件下(直徑尺寸只有
15-25mm，非常小)，也可以看出如何通過合理的結構改進，增強其檢測精度的難度。
[0041]較佳地，還包括觸控屏20以及主機殼體A ；
[0042]上述一次性超聲呼吸管道(即主管道I)、控制主板均設置在所述主機殼體A內(nèi)部；所述液晶顯示器21 (即TFT IXD屏)和所述觸控屏20均嵌入在所述主機殼體A表面。
[0043]需要說明的是，上述便攜式肺功能儀器其大大節(jié)省了使用和占地空間，由于其避免了使用葉輪式和渦輪式流量計內(nèi)部的大型渦輪(葉輪)機械機構，也避免采用壓差肺功能檢測設備內(nèi)置的(變換器和隔網(wǎng))等大型機構，而且上述便攜式肺功能儀器采用了高度集成化的主控制板以及體積很小的超聲波檢測結構一體化設計，這樣本實用新型實施例提供的便攜式肺功能儀器節(jié)省了大量使用空間，方便攜帶，擴大了適用范圍。
[0044]下面介紹一下本實用新型實施例的核心控制部分(即控制主板):
[0045]參見圖3，所述控制主板2上集成有A核心處理器22、B核心處理器23、液晶屏控制器24、觸控屏控制器25、電源管理系統(tǒng)26和鋰電池27、SPI存儲寄存器28、空氣流量傳感器29、無線藍牙通信模塊30和USB2UART驅動31以及CH376-USB管理控制芯片32 (即CH376 芯片)和 USB-A 接口 33 ;
[0046]上述各個器件的連接方式如下:
[0047]所述A核心處理器22通過液晶屏控制器24與所述液晶顯示器21 (TFT IXD屏)電連接；所述A核心處理器22通過觸控屏控制器25與所述觸控屏20電連接；所述A核心處理器22通過所述電源管理系統(tǒng)26與所述鋰電池27電連接；所述A核心處理器22通過B核心處理器23與CH376-USB管理控制芯片32和USB-A接口電33連接；所述A核心處理器22還分別與所述SPI存儲寄存器28、空氣流量傳感器29、無線藍牙通信模塊30和USB2UART驅動31電連接。
[0048]需要說明的是上述控制主板上的硬件電路結構；
[0049]本電路為手持肺量儀控制系統(tǒng)硬件電路，可以運行UCGUI圖形化界面，用于人機交互,超聲波式呼吸測量,數(shù)據(jù)分析與顯示,測量結果打印。電路核心采用雙ARM Cortex-M3處理器，并提供基本存儲空間和無線藍牙通訊接口，為肺功能定制化硬件產(chǎn)品。
[0050]整體結構設計說明:電路設計以兩片M3處理器為核心(CPU M3 A與CPU M3 B)，均運行主頻72MHz。M3-A外部配套8M與32.768K晶振，采用FSMC接口連接液晶屏控制器；SPIl連接觸摸屏控制器；SPI2連接FLASH數(shù)據(jù)存儲芯片；串口 I通過轉換連接USB接口 ；串口 2連接無線藍牙模塊；串口 3連接到擴展接口，用于連接外部超聲波測量板；使用GP1驅動LED，電源開關管理等。M3-B主要用于驅動打印機，SPI2接口連接USB HOST控制芯片。AB兩個處理器之間用串口連接。整體電路結構圖3如下:
[0051 ] 1、電路原理設計說明
[0052]主要部件與接口說明
[0053]
—再號____說頑_
[0054] —部件
—IUl PCPU M3 Α? 運鑾 STM32fTo3￥ET —
U19CPU M3 STM32Fr03YET
2\J2液晶屏控制器SSD1963
3.......U3—==.....^^j^^^TSC2id4e......................................................................................=
4— U9 ==接口保護 USBDF01W5^
5U1 Ull—
6?Π23.3V 1.2V 穩(wěn)壓電源 TPS62402DRC
7Ul8TPS2013AD MOS 開關，3.3V 電源開[
8Ul55V 穩(wěn)壓電源 TPS63061DSCR =
9--6復位驅動 MAX811TEUS
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—”Tm 5V 牙|瓦福 TpS6306lD^
—____外部超聲波傳感器板—:-12-1 BZl-^辱蘇........................................................................................................................................................................................一
—無口
—1.? η ΠCPUM3 A JTAGSa，系涵躉寫蘇
—____下載 14__J2__泛晶屏，詨晶屏背無系口，畫哀屏哀口
^15J3Mini USB 接口
—::T:USB HOST A麗口，藤夕F部麗寫-
16J 4, > ,
___打印機_17J5連接超聲波模塊接口
—T￡CPU M3 B JTAG接口，系統(tǒng)調試與程序
——18————16———.............................................................19J 74里妾口:—20— —J8—==.......石而踩藤綦口-
——21— [ BTl—^[......RTC......^...................................................................................
[0055]<1>CPU JTAG 設計(參見圖 4)
[0056]采用小型2.0間距IDClO接口 JTAG電路，用于系統(tǒng)調試階段。連接仿真器時需要轉接線。樣機階段焊接Jl接口，用于調試與更新系統(tǒng)程序。產(chǎn)品穩(wěn)定后，批量加工時可以不焊接此接口。通過J3接口可以更新程序。
[0057]<2>CPU啟動設計(參見圖5)
[0058]處理器支持兩種啟動模式:
[0059]1.從內(nèi)部FLASH啟動。默認狀態(tài)下，USB_PWR懸空，由于R8下拉電阻的存在，Β00Τ0為低電平，系統(tǒng)默認讀取FLASH中的程序并執(zhí)行。
[0060]2.從UARTl啟動。J3連接到計算機USB接口，USB_PWR為5V，計算機端運行程序STMicroelectronics flash loader, exe。可以為系統(tǒng)更新程序。
[0061]CPU BOOTl 信號接 GND。
[0062]<3>CPU實時時鐘設計(參見圖6)
[0063]采用CR1220紐扣電池。當系統(tǒng)開機后，連接了外部5V電源或內(nèi)部鋰電池時，系統(tǒng)時鐘由VCC_3.3V進行供電。關機后，為保持RTC時鐘運行，由BTl連接的紐扣電池進行供電。Dl 二極管保證紐扣電池不會向系統(tǒng)非RTC的部分漏電。
[0064]便攜式肺功能儀是我公司自行研發(fā)生產(chǎn)的產(chǎn)品，該產(chǎn)品是通過呼吸流量傳感器，測量出人體的呼氣流量與吸氣流量，再經(jīng)過分析、處理，由液晶顯示器顯示，輔助醫(yī)生進行病情分析與治療。該產(chǎn)品可以進行病人資料的新增，查詢，編輯；測量病人呼吸時的流量容積環(huán)；測量慢通氣功能；最大自主通氣功能?？梢杂糜诤粑膊〉脑\斷、療法選擇和療效評估，也可以用于手術前對病人的評測。主要適用于醫(yī)院相關科室進行常規(guī)的肺功能測量。該產(chǎn)品具有如下特點:
[0065]1、核心測試功能:慢通氣和肺活量；流量-容積環(huán)；用力時間肺活量；最大通氣量；舒張試驗(前后對比)；
[0066]2、重要測量內(nèi)容:FVC用力肺活量；FEV1用力呼氣第一秒的呼氣容積；FEV1%—秒率；PEF峰值呼氣流速；MEF75用力肺容積75%時的最大呼氣流速；MEF50用力肺容積50%時的最大呼氣流速；MEF25用力肺容積25%時的最大呼氣流速；FEV1*35最大通氣量；
[0067]3、病人資料管理:
[0068]病人資料庫建立，查詢與編輯；病人預計值計算；測試數(shù)據(jù)存儲，查詢；多達500條本地數(shù)據(jù)；無線數(shù)據(jù)備份；數(shù)據(jù)連接云服務；
[0069]4、產(chǎn)品參數(shù):產(chǎn)品尺寸200X97X 59mm ;4.3寸TFT IXD顯示，集成觸摸屏；緊湊型設計，方便攜帶；快速開機，交互操作簡潔；內(nèi)置鋰電池，可持續(xù)I周工作；
[0070]5、產(chǎn)品特色:便攜式肺功能測試設備；超聲波流量精確測量；傳感器采用德國原裝進口 ；測量精度達到大型肺功能儀器水平；一次性超聲呼吸管道，避免交叉感染；USB接口打印機直接打??；無線數(shù)據(jù)傳輸，支持云平臺服務；支持手機，平板電腦，計算機遠程訪問數(shù)據(jù)；
[0071]本實用新型實施例所提供的一種便攜式肺功能儀器，具有高度集成一體化設計的特點，方便攜帶，其利用超聲波原理進行肺功能檢測，檢測精度更高，檢測結果更有助于患者的醫(yī)療診斷。
[0072]以上所述僅為本實用新型的優(yōu)選實施例而已，并不用于限制本實用新型，對于本領域的技術人員來說，本實用新型可以有各種更改和變化。凡在本實用新型的精神和原則之內(nèi)，所作的任何修改、等同替換、改進等，均應包含在本實用新型的保護范圍之內(nèi)。
【權利要求】
1.一種便攜式肺功能儀器，其特征在于，包括一次性超聲呼吸管道、控制主板和液晶顯示器，其中: 所述一次性超聲呼吸管道包括具有一端為喇叭狀進口，另一端為封閉出口的筒狀的主管道；所述主管道的頂部側壁和底部側壁上分別設置有頂部窗口和底部窗口，所述頂部窗口和底部窗口相對呈一定傾斜角度α設置；所述頂部窗口和所述底部窗口處各有一個薄片密封，位于頂部窗口處的薄片外側按照所述傾斜角度α的延伸方向還設有第一管道；位于底部窗口處的薄片外側按照所述傾斜角度α的延伸方向還設有第二管道；所述第一管道與第二管道內(nèi)設有第一超聲波傳感器和第二超聲波傳感器；所述控制主板分別與所述液晶顯示器以及所述第一超聲波傳感器和所述第二超聲波傳感器電連接； 其中，所述第一超聲波傳感器包括第一發(fā)射裝置和第一接收裝置；所述第二超聲波傳感器包括第二發(fā)射裝置和第二接收裝置；所述第一超聲波傳感器上的第一發(fā)射裝置和第一接收裝置分別安裝在第一管道的末端和第二管道的末端，第一發(fā)射裝置和第一接收裝置相對所呈一定角度，且等于所述傾斜角度α ;所述第二超聲波傳感器上的第二發(fā)射裝置和第二接收裝置分別安裝在所述第二管道的末端和第一管道的末端；第二發(fā)射裝置和第二接收裝置相對所呈一定角度，且等于所述傾斜角度α。
2.如權利要求1所述的便攜式肺功能儀器，其特征在于， 還包括觸控屏以及主機殼體； 所述一次性超聲呼吸管道、控制主板均設置在所述主機殼體內(nèi)部；所述液晶顯示器和所述觸控屏嵌入在所述主機殼體表面。
3.如權利要求1所述的便攜式肺功能儀器，其特征在于， 所述液晶顯示器為TFT IXD屏。
4.如權利要求3所述的便攜式肺功能儀器，其特征在于， 所述控制主板上集成有A核心處理器、B核心處理器、液晶屏控制器、觸控屏控制器、電源管理系統(tǒng)和鋰電池、SPI存儲寄存器、空氣流量傳感器、無線藍牙通信模塊和USB2UART驅動以及CH376-USB管理控制芯片和USB-A接口 ； 上述各個器件的連接方式如下: 所述A核心處理器通過液晶屏控制器與所述TFT IXD屏電連接；所述A核心處理器通過觸控屏控制器與所述觸控屏電連接；所述A核心處理器通過所述電源管理系統(tǒng)與所述鋰電池電連接；所述A核心處理器通過B核心處理器與CH376-USB管理控制芯片和USB-A接口電連接；所述A核心處理器還分別與所述SPI存儲寄存器、空氣流量傳感器、無線藍牙通信模塊和USB2UART驅動電連接。
5.如權利要求1所述的便攜式肺功能儀器，其特征在于， 所述主管道的內(nèi)管直徑范圍為15mm-25mm。
6.如權利要求1所述的便攜式肺功能儀器，其特征在于， 所述頂部窗口與所述底部窗口的相對的傾斜角度范圍選取為40-50度。
【文檔編號】A61B5/087GK204016337SQ201420257551
【公開日】2014年12月17日 申請日期:2014年5月20日 優(yōu)先權日:2014年5月20日
【發(fā)明者】夏云, 李鐸 申請人:夏云