[实用新型]带抖动和方向检测的肺功能仪和及其传感器手柄

说明书

本实用新型提供了一种肺功能仪及其传感器手柄，包括压差传感器、主控板和三轴加速度传感器，在肺功能测试过程中，所述传感器手柄可有效判断出手柄是否位于测试方位，并监测出传感器手柄的抖动情况，从而保证了肺功能仪的测试基线准确，降低检测误差。因此本实用新型所述的带抖动及方向检测功能的肺功能仪具有极高的应用价值。

技术领域

本实用新型涉及医疗器械领域，特别涉及带抖动和方向检测的肺功能仪，及配套的传感器手柄。

背景技术

近年来，在肺功能检测领域发展并出现了便于携带的手持式肺功能仪。主要测定和分析肺活量、最大自主通气量等参数，有助于支气管哮喘、慢性阻塞性肺疾病、慢性咳嗽等常见呼吸系统疾病的诊断、疾病分级与疗效判断，以及外科手术风险评估等，可用于社区医院、学校或各大医院的体检、流行病学调查、病房床边检查和家用等。

手持式电子肺功能仪的关键部件之一是用于检测呼气或吸气过程中气流量变化的压差传感器。目前普遍采用硅材料作为压差传感器，工作原理是在硅弹性膜片（弹性敏感元件）上形成多个阻值相等的扩散电阻，组成一个惠斯顿电桥，通过硅胶膜形变产生电阻值变化，从而获得测定所需的相应参数。不过这类压差传感器的位置灵敏度非常高。由于硅胶膜本身有重力，当测试者握住肺功能仪手柄的手抖动或手柄偏离测试位较大位置时，硅胶膜就会发生形变。测试前传感器的振动或方向的改变，会引起压差传感器误判而错误地给出肺功能测试结果。或者这种测试前的振动或方向的改变，会被作为测试基线，造成很大的测试误差。

如何提高采用这类压差传感器的肺功能仪的检测准确性，已成为当前急需解决的问题。

市场上主流肺功能仪是基于压差式流量计原理，压差式流量计具有准确度高、受环境温度影响小，寿命长等优点，压差式流量计包括流量变送器和压差传感器两部分，流量变送器实现气体流速与压差的一次变换，根据流经该变送器的气流速度大小不同，变送器两端产生相应的压力差，即压差信号，一般采用节流管，孔板，筛网等；压差传感器再将与流量有一定关系的压差信号转换成电信号，经处理后转换成数字信号，最后由微处理器计算显示各种肺功能参数和曲线。例如中国专利201720594878.1、201710538777.7、201710705110.1记载了带有节流管和压差传感器的肺功能仪。

压差式传感器通常采用硅压阻技术，在硅片上集成压力应变器和激光精确校正的薄膜电阻网络，当应变器两面有压力差时，应变器会产生微小形变，引起电阻网络的阻抗相应变化，从而实现压差检测。但是应变器受到重力影响，不同方向放置应变器本身会有不同细微形变，虽然非常微小，但也会引起电阻网络阻抗变化，所以压差传感器对位置有敏感性，移动或抖动都会导致阻抗输出变化，虽然很多压差传感器厂商采用了各种技术尽量减小位置敏感性，比如用两组对称电阻网络补偿等技术，但是无法完全消除位置敏感性。压差式传感器一般安装在肺功能仪传感器手柄中。对于大型肺功能仪，传感器手柄固定在支架上，压差传感器的位置也固定不变，压差传感器的位置敏感问题不影响检测精度。但对于手持式肺功能仪，在检测过程中压差传感器存在移动，改变传感器方向，抖动等各种情况，所以便携式肺功能仪通常在零点检测和正常呼气检测时，要求保持传感器方向与测试时方向一致，且尽量静止不动。这些要求能解决大部分问题，但还是存在很多由于检测过程中的传感器方向不正确或抖动等原因导致检测数据达不到肺功能检查质控要求的现象，不得不增加重复检测次数，即浪费时间，多次用力呼气检测又使病人比较疲惫。

实用新型内容

为了克服上述缺点，本实用新型的目的之一是提供一种用于肺功能仪的传感器手柄，包括压差传感器、主控板和三轴加速度传感器，三轴加速度传感器和压差传感器安装在主控板上，并分别与微处理器连接。三轴加速度传感器用于检测传感器手柄的晃动和方向倾角。

进一步的，传感器手柄包括上盖和下盖，上盖和下盖相互组装在一起形成一个内腔，所述装载有三轴加速度传感器和压差传感器的主控板安装在传感器手柄的内腔中。

进一步的，主控板上还设有信号调理电路和A/D转换电路。