[发明专利]一种基于胸阻抗的运动肺功能测量系统

说明书

本发明涉及一种基于胸阻抗的运动肺功能测量系统，包括微型控制器(1)、无线通信模块(2)、胸阻抗测量模块(3)和专用电极阵列(4)，所述胸阻抗测量模块(3)分别连接专用电极阵列(4)和微型控制器(1)，所述微型控制器(1)与无线通信模块(2)连接，其中，所述微型控制器(1)调用预存储的计算机程序执行以下步骤：获取胸阻抗测量模块(3)采集的胸阻抗信号；对所述胸阻抗信号进行去干扰处理，获取运动过程中的呼吸信号；基于所述呼吸信号获得局部肺通气信息和肺活量信息，实现肺功能评估。与现有技术相比，本发明具有可有效克服干扰、准确性高、适于运动状态检测、对呼吸道无扰动等优点。

技术领域

本发明涉及医疗检测领域，尤其是涉及一种基于胸阻抗的运动肺功能测量系统。

背景技术

慢性阻塞性肺疾病(COPD)是一种常见的呼吸系统慢性疾病，作为一个重要的公共卫生问题，其早期诊断方法依赖于肺功能筛查，使用肺量计进行肺功能检查被认为是金标准，在吸入支气管舒张剂后，第一秒用力呼气容积(FEV1)/用力肺活量(FVC)＜70％表明存在气流受限，并且不能完全逆转。但基于肺量计的肺功能筛查普及率有限，加上肺的代偿能力强大，85％的COPD患者确诊前5年已经患病，多数患者确诊时肺功能已经损失50％以上，开发新的肺功能检测方法筛查慢阻肺，实现慢阻肺的早发现早治疗，对于控制慢阻肺的影响、提高患者生活质量具有重要意义。

由于运动增加了人体氧的消耗量，运动状态下更容易发现慢阻肺的早期病变。心肺运动试验(CPET)是目前国际上普遍使用的衡量人体呼吸和循环机能水平的肺功能检查之一，它可用于功能性运动容量的评价、疾病的诊断及判断治疗。不同于静态肺功能检查仅反映静息状态下的通气或换气状况，CPET首先在静息状态下测定人体的全套肺功能之后,在不同负荷下连续动态监测记录进出气流、氧气和二氧化碳,实时检测机体氧耗量和二氧化碳排出量等参数的动态变化，能够反映患者在日常生活中的运动受限和劳力性呼吸困难情况，另外也可用于COPD患者的预后评估。但由于CPET成本较高并需专门的设备和专业的操作人员，测量结果易受受试者测试熟练程度及辅助工具的影响，不利于普及推广。

发明内容

本发明的目的就是为了克服上述现有技术存在的缺陷而提供一种可有效克服干扰、准确性高、适于运动状态检测、对呼吸道无扰动的基于胸阻抗的运动肺功能测量系统。

本发明的目的可以通过以下技术方案来实现：

一种基于胸阻抗的运动肺功能测量系统，包括微型控制器、无线通信模块、胸阻抗测量模块和专用电极阵列，所述胸阻抗测量模块分别连接专用电极阵列和微型控制器，所述微型控制器与无线通信模块连接，其中，

所述微型控制器调用预存储的计算机程序执行以下步骤：

获取胸阻抗测量模块采集的胸阻抗信号；

对所述胸阻抗信号进行去干扰处理，获取运动过程中的呼吸信号；

基于所述呼吸信号获得局部肺通气信息和肺活量信息，实现肺功能评估。

进一步地，所述胸阻抗测量模块包括多路转换开关、人体阻抗测量芯片、自校正电路和外围电路，所述人体阻抗测量芯片分别连接多路转换开关、自校正电路、外围电路和微型控制器，所述多路转换开关与专用电极阵列连接。

进一步地，所述人体阻抗测量芯片采用AFE4300芯片。

进一步地，所述去干扰处理包括以下步骤：

1)对所述胸阻抗信号进行小波滤波和平滑处理，并用多项式拟合法去除基线漂移；

2)对步骤1)所得信号的幅值变化的阈值和斜率，提取人体运动信号；

3)将步骤1)与步骤2)所得的信号相减，并做平滑处理，得到运动过程中的呼吸信号。

进一步地，所述去干扰处理还包括：对所述胸阻抗信号进行带通滤波，提取心率信号。