[发明专利]一种受试者呼吸量实时感测与智能调控系统及其实现方法

说明书

本发明公开了一种受试者呼吸量实时感测与智能调控系统及其实现方法，包括：通气阀，在进气口处设有用于监测进气口流量的流量传感器；脉搏传感器用于监测心率；转换器，用于将进气口气体流速和心率监测结果数据进行转换，并通过计算存储器进行适配传输至模拟运算系统；模拟运算系统，用于通过预设的心率‑呼吸量控制模型，对心率数据与呼吸量数据进行拟合运算，并将相关关系赋值到控制芯片；控制芯片，用于根据实时传输的心率值计算得到呼吸量，将呼吸量和实测呼吸量作对比，然后向控制阀发出控制指令。采用本发明，能够建立人群行为模式的精准估算与自动控制系统和为准确地获得受试人群空气暴露行为模式监测的重要参数提供科学依据。

技术领域

本发明涉及行为模式呼吸量监测控制技术，尤其涉及一种受试者呼吸量实时感测与智能调控系统及其实现方法。

背景技术

在行为模式呼吸量监测控制技术中，基于直接测量和模型计算开展空气暴露风险评价均需用到呼吸量，呼吸量已经成为决定评价结果准确性的关键性因子。

当前，空气污染已成为影响人体健康的重要因素，环境与健康工作作为一项重要的任务已经在如火如荼的开展。我国现有的人群呼吸量推荐值是依据国外估算模型获取的，由于种族、社会经济条件和生活习惯等差异，导致评价结果不能客观反映我国实际情况，且无法反映呼吸量的动态变化。人在不同运动状态下，呼吸量存在较大差异，但不同运动状态下呼吸量准确测定和精准估算研究开展较少。

目前行为模式呼吸量监测控制技术主要存在如下不足：

1)呼吸量监测主要用于医学中病患的呼吸量检测及供氧方面，仪器设备较大，监测一段时间内的结果，但不能够实时监测，也不可用于大人群动态行为模式监测；

2)在行为模式呼吸量监测控制方面，现在主要采用的是间接测量法，主要包括能量测定法，心率监测、热量测定、加速度计测量法等，监测后需要人为计算，不能实现实时及呼吸量的动态估算；

3)现有常用的根据人体能量代谢参数值计算的呼吸量为估算值，存在不能够反应实际呼吸量的缺点。

4)现有的行为模式呼吸量监测控制方面重点在于监测一段时间内的心率与呼吸量的关系，并未涉及到实时的心率与呼吸量的反向控制。

发明内容

有鉴于此，本发明的主要目的在于提供一种受试者呼吸量实时感测与智能调控系统及其实现方法，旨在建立一种面向我国人群行为模式的精准估算与自动控制系统，和准确地获得受试人群空气暴露行为模式监测的重要参数提供科学依据。

为达到上述目的，本发明的技术方案是这样实现的：

一种受试者呼吸量实时感测与智能调控系统，包括通气阀，还包括脉搏传感器、流量传感器、控制芯片、计算存储器、模拟运算系统、转换器和控制阀；其中：

通气阀包括单向的进气口和单向的出气口；所述进气口处设有用于监测进气口流量的流量传感器；

脉搏传感器用于心率监测；

转换器，用于将进气口流速和心率监测结果数据通过进行转换，并通过计算存储器进行适配，然后传输至模拟运算系统；

模拟运算系统，用于通过预设的心率-呼吸量控制模型，对心率数据与呼吸量数据进行拟合运算，并将相关关系赋值到控制芯片；

控制芯片，用于根据实时传输的心率值计算得到呼吸量，将呼吸量和实测呼吸量作对比，然后向控制阀发出控制指令。

其中，所述通气阀的进气口处还设有能够调节进气口阀门开孔大小的进气口阀门控制器。

所述脉搏传感器为采用光电容积法的脉搏传感器。

所述流量传感器为采用基于MEMS技术核心芯片级热膜式微小流量检测流量传感器。

所述转换器为单片机。