[发明专利]一种应用电磁感应法的肺容量测定技术

说明书

本发明是将电磁感应技术应用在临床检测，对肺内空气的容量进行测定的新技术。克服了现有的测试设备体积巨大、对使用环境要求严格、对受试者配合程度苛刻、价格昂贵等诸多缺点。新技术通过使用弹性材料放置在胸壁和腹壁两个线圈利用电磁感应的原理对胸壁和腹壁的运动进行连续的容积描迹，描迹的容积值通过口腔的流速传感器测定的容积进行多次定标。定标后的线圈用于在呼吸管路关闭后继续对肺内气体容量的容积描迹，口腔压力在封闭呼吸管路内由于胸腹壁的运动而产生波动压力。将测得的胸腹壁容量变化值和口腔压力变化值代入气体方程式计算出胸廓气量，再根据受试者的慢肺活量的数据计算出残气、补吸气量、补呼气量、肺总量和气动阻力。

技术领域

临床医疗对肺容量的检测。

背景技术

肺脏是人体的一个非常重要的器官，它的主要任务就是从外界摄取氧气维持生命的延续或者为身体做功提供能量，在摄取氧气的同时还将身体代谢过程中产生的二氧化碳排出体外。在科学实践中，不论是生理研究还是临床医疗病理检测、医学治疗经常需要对受试者的肺容量进行检测以确定受试者的肺脏是否健康，或者对肺病患者的肺脏功能衰退进行评估。测定肺容量目前有两种方法，气体交换法和容积描迹法。1）气体交换法是在测试过程中让受试者吸入特定的测试气体（氦气、甲烷或者吸入纯氧气替代肺中的氮气），氦气、甲烷和氮气，这些气体对身体而言是惰性气体，身体既不产生也不吸收，呼出的惰性气体总容量和吸入的总容量相等。受试者通过重复呼吸或者一口气两种呼吸方法测定受试者呼出气体中的特定气体的浓度，根据气体浓度确定肺内气体容量。2）容积描迹法是让受试者进入一个相对密封的箱体中，在箱体中完成一些特定的呼吸动作，测试系统在受试者在做出这些特定的呼吸动作的时候对箱体内的压力和受试者肺内压力进行描迹、记录数据，采集的体描箱内空气容积、体描箱内压力、以及受试者肺内压力数据按照波意尔-马略特定律（PV=nRT）计算出肺内气体体积。虽然两种方法都可以进行肺内气体容量进行测定，但测试得到的数据反映的容积在两个方法之间还是存在一定的差别。气体法测定的数据是针对肺内有气体交换部分的容积，也可以说是功能正常的肺脏组织的容量。在临床医疗实践中会存在大量慢性阻塞性肺病、肺气肿、肺大泡、或者气胸患者，这些患者的主要病理特征是在肺脏里面有一部分容积处于闭合封闭状态，这部分容量在呼吸时，吸入气体无法进入这些肺组织、在呼气时这部分内的气体也无法排出，也就是说这部分容积是没有气体交换的。对于这些没有气体交换的容积，使用气体交换法是不能进行测定的。但是对于临床医务人员，描述这些没有气体交换部分的容积的数据反而是他们更加关注的，医务人员要根据这些闭合的容积确定某些疾病的严重程度，并根据测定数据作出适合的治疗方法。在实际应用中，体积描迹箱是一个有较高精度、又具有相当大容积的密封容器，通常内部容积在1000升到1200升，可以方便地让受试者进出，甚至可以将行动不方便要使用轮椅的受试者直接推入。同时，体积描迹箱又是一个检测灵敏度比较高的设备，受试者在体描箱内测试时，体描箱内压力变化幅度在0.2cmH2O之内，相当于大气压强的万分之二。如此高的灵敏度对于测试环境也有相当高的要求，温度、压力、气流等外界条件的变化都会影响到测试的准确度，特别是体描箱在定标时，微小的外界条件改变直接影响到定标的结果。不当的定标结果将会造成之后的所有测试结果无法使用。另外，体描箱由于其结构和精密度，造价和销售价格不菲，完整系统市场价格近百万，普通用户一般承受不起。

发明内容