[发明专利]便携式手持电子肺活量计

说明书

本发明涉及一种便携式手持肺活量计(1)，其包括基于MEMS的热流体流量传感器(13，13.1，13.2)，其用于响应于吸气或呼气期间产生的流体流量而产生信号，和微控制器(14)，其用于根据流量传感器(13，13.1，13.2)产生的信号计算流体流量。肺活量计(1)可连接到其他设备，如智能手机或个人计算机或适于收集、存储、分析、交换和/或显示数据的任何其他计算单元。本发明还描述了肺活量计(1)在随时间的推移测量用户肺功能和/或监测肺功能中的用途。此外，肺活量计(1)可以与空气质量测量设备以及计算单元一起提供在系统中，空气质量测量设备用于确定感兴趣位置处的空气质量；计算单元用于收集、分析和关联从肺活量计(1)获得的用户肺功能数据与空气质量数据以及任选地所述位置的地理定位数据。

技术领域

本发明涉及便携式手持电子肺活量计设备或肺活量计，以及使用所述设备确定肺功能参数的方法，例如在全肺活量测定期间，如美国胸科学会(ATS)和欧洲呼吸学会(ERS)的肺活量测定标准所定义的。

背景技术

肺活量测定法是用于根据与在用力或正常呼吸条件下可吸入和呼出的空气的量(体积)和/或速度(流量或流速)相关的肺功能参数来确定或评估肺功能的最常见测试之一。在肺活量测定法中测得的主要信号可以是体积和/或流量。结果以原始数据(升，升/秒)和预测的(即以与具有相似参数(例如身高、年龄、性别、体重和有时种族)的健康个体的预测值相关的)百分比提供。由于可获得预测值的多种出版物，结果的解释可能略有不同，但一般而言，结果接近或超过100％预测是最正常的，结果≥80％通常也被认为是正常的。通常，结果进一步显示为图形，即所谓的肺活量图或呼吸速度描记图，其显示体积-时间曲线(体积在Y轴上，以升为单位，而时间在X轴上，以秒为单位)和/或流量-体积环(描绘Y轴上的气流速率和X轴上吸入或呼出的总体积)。

肺活量测定法是评估各种阻塞性或限制性肺病的重要工具，这些疾病如哮喘、慢性阻塞性肺病(COPD)、支气管炎、肺气肿、肺纤维化(PF)以及囊性纤维化(CF)，因为用所谓的肺活量计(即用于测量通气、空气进出肺的运动的设备或装置)能够识别异常通气模式，即阻塞性和限制性模式。

可以使用肺活量测定法和/或肺活量计确定的肺功能参数包括例如：肺活量(VC；最深吸入后呼出的体积)；用力肺活量(FVC；通过最大限度努力的用力呼气确定的肺活量)；缓慢肺活量(SVC)；用力呼气流量(FEF)，呼气峰值流量(PEF；最高用力呼气流量，用峰值流量计或肺活量计计量)；用力呼气量(FEV_X；在第一个X秒内的用力条件下呼出的空气量；例如FEV₁＝在第1秒内用力呼出的体积)；用力呼气时间(FET)，吸气肺活量(IVC；最大呼气后吸入的最大体积)；用力吸气肺活量(FIVC)；潮气量(TV；安静呼吸时进出肺部的空气量)；吸气或呼气储备容量(IRV和ERV；可从吸气末端水平或相应的呼气末端水平吸入或相应地呼出的最大容量)；吸气容量(IC；IRV和TV的总和)；最大自主通气量(MVV；也称为最大呼吸容量)；以及其他。

如上所述，使用肺活量计进行测试程序。已知各种类型的这些设备，从简单的机械操作到全电子操作；所述设备使用许多不同的测量原理，例如水位计，“风车”型转子(也称为涡轮机)或压力传感器。大多数传统的肺活量计通过(例如使用差压传感器)测量膜、毛细管或具有已知阻力的其他形式的流动限制之前和之后的压力差，或通过涡轮的旋转来评估流体流量。在过去，增加努力以使设备便携和/或手持，以便通过允许患者或用户自己进行肺量测定测量来实现对例如治疗功效的更详细和简单的监测；从而无需去医师办公室或医院就诊。这些便携式设备中的一些甚至旨在可连接到例如患者的智能手机。