[发明专利]主流式多种呼吸气体浓度和呼吸气压同步监测装置及方法

权利要求书

1.一种主流式多种呼吸气体浓度和呼吸气压同步监测装置，由上位机、监测模块和呼吸管道组成，其特征在于，所述上位机为通用计算机或监护仪，所述监测模块包括差压式气压传感器、红外光源和四通道红外传感器三部分，所述呼吸管道中部设有两个取压孔，差压式气压传感器置于呼吸管道的两个取压孔之间，呼吸管道中部上方设有凸出的节流装置，节流装置下方为监测窗口，红外光源和四通道红外传感器置于监测窗口两侧。

2.根据权利要求1所述主流式多种呼吸气体浓度和呼吸气压同步监测装置，其特征在于，所述四通道热释电传感器的四个通道分别为参考通道、二氧化碳通道、一氧化二氮通道、醚氛类麻醉气体通道。

3.根据权利要求1所述主流式多种呼吸气体浓度和呼吸气压同步监测装置，其特征在于，所述节流装置为长方体结构，直角壁为圆倒角。

4.一种主流式多种呼吸气体浓度和呼吸气压同步监测方法，其特征在于，包括如下步骤：

(1)首先对整个系统进行一个上电预热过程，预热时间1分钟；

(2)利用脉冲信号控制红外光源亮灭，使四通道热释电传感器输出周期固定的调制信号；

(3)对各个通道的波峰电压或波谷电压进行采集；

(4)利用各个通道的波峰和波谷电压差值获取各个通道的交流分量，得到参考通道交流分量V_ar、二氧化碳通道交流分量V_ac、一氧化二氮通道交流分量V_an、醚氛类麻醉气体通道交流分量V_am；

(5)利用校正方程对三个测量通道的测量数据进行调整，得到二氧化碳通道调整后的数值D_c＝a₁₁·V_ar+a₁₂·V_ac+a₁₃·V_an+a₁₄·V_am；一氧化二氮通道调整后的数值D_n＝a₂₁·V_ar+a₂₂·V_ac+a₂₃·V_an+a₂₄·V_am；醚氛类麻醉气体通道调整后的数值D_m＝a₃₁·V_ar+a₃₂·V_ac+a₃₃·V_an+a₃₄·V_am，其中a_ij为通过标定实验确定的系数；

(6)利用标定实验获取的系数b_ij和三阶多项式分别求取不同气体的浓度，其中二氧化碳浓度Cc=b10+b11·Dc+b12·Dc2+b13·Dc3;]]>一氧化二氮浓度Cn=b20+b21·Dn+b22·Dn2+b23·Dn3;]]>醚氛类麻醉气体浓度Cm=b30+b31·Dm+b32·Dm2+b33·Dm3;]]>

(7)对于呼吸气压监测，利用气压传感器的输出值Dp，根据预先的标定实验和二阶多项式拟合所确定的公式，确定当前呼吸气压其中b2、b1、b0为标定实验所确定的参数；

(8)根据气流伯努利定律中气压与流速的关系，得到呼吸气流实时速度为：

其中c1是由空气密度值决定的系数，c2为无气流流动时的标准大气压；

(9)利用呼吸气流速度得到呼吸流量为：Q_(n)＝K*V_(n)，其中K为绝压式气压传感器所在位置的管道适配器的截面积；

(10)当呼吸气压强度P(n)小于预设阀值Pg时进行呼吸过程判断，此时先提取呼吸二氧化碳浓度值序列中当前值之前的第十个浓度值C(n-10)，然后将该值与预设值C0进行比较，若C_(n-10)＜C₀，则认为现在是吸气过程，否则认为是吸气过程；

(11)根据呼吸过程，在吸气过程中将呼流量Q(n)进行累加操作，而在呼气过程中将流量Q(n)进行累减操作，从而获得当前肺容量曲线L(n)。