[发明专利]主流式呼气二氧化碳浓度和呼吸流量的检测装置及方法

说明书

本发明公开了一种主流式呼气二氧化碳浓度和呼吸流量的检测装置及方法，可广泛应用于生物工程医学领域。检测装置包括：流体通道，所述流体通道包括入口段、检测段和出口段，所述入口段用于连接呼吸面罩，所述出口段用于连接呼气管道，所述检测段上设有第一光学检测窗口和第二光学检测窗口，所述检测段内设有涡轮转子；流量传感单元，所述流量传感单元设置于所述第一光学检测窗口；二氧化碳传感单元，所述二氧化碳传感单元设置于所述第二光学检测窗口；处理单元，所述处理单元分别与所述流量传感单元和所述二氧化碳传感单元连接。本发明能提高检测过程的同步性，避免发生旁流式采样方式带来的信号延迟和监测曲线畸变问题。

技术领域

本发明涉及生物工程医学领域，尤其是一种主流式呼气二氧化碳浓度和呼吸流量的检测装置及方法。

背景技术

从人体生理学角度分析，人体的组织细胞在新陈代谢的过程中产生二氧化碳，经由人体的体循环静脉血流经肺动脉经过气体交换弥散到肺气泡，之后通过人体的呼气排出体外，CO₂的流经方向就是其气体分压从高到低的一个扩散过程。人体呼出气体中CO₂的含量可以一定程度上反映其心排量和动脉血流量，同时体内的CO₂水平也一定程度反映人体的生理状态。人体呼气二氧化碳浓度曲线具有明显的呼吸节律特征，目前已经是临床应用中第六个基本生命体征，连续无创呼气二氧化碳浓度监测已经广泛应用于临床。呼气流量也是非常直观的肺功能评价指标，直接反应对象的肺功能水平。在康复医学和心肺功能评测等应用中，呼气二氧化碳及呼气流量也是主要的监测指标。相关技术中，现有医疗设备在进行上述指标监测的时候，通常采用独立的二氧化碳传感器和流量传感器进行监测，在采样方式上也存在主流采样和旁流采样的差异。这就导致监测到的二氧化碳浓度和呼气流量之间存在不确定的延时以及监测曲线畸变。

发明内容

本发明旨在至少解决现有技术中存在的技术问题之一。为此，本发明提出一种主流式呼气二氧化碳浓度和呼吸流量的检测装置及方法，能够有效的避免发生旁流式采样方式带来的信号延迟和监测曲线畸变问题，提高信号检测的同步性。

第一方面，本发明实施例提供了一种主流式呼气二氧化碳浓度和呼吸流量的检测装置，包括：

流体通道，所述流体通道包括入口段、检测段和出口段，所述入口段用于连接呼吸面罩，所述出口段用于连接呼气管道，所述检测段上设有第一光学检测窗口和第二光学检测窗口，所述检测段内设有涡轮转子；

流量传感单元，所述流量传感单元设置于所述第一光学检测窗口；

二氧化碳传感单元，所述二氧化碳传感单元设置于所述第二光学检测窗口；

处理单元，所述处理单元分别与所述流量传感单元和所述二氧化碳传感单元连接；

其中，当所述检测段内进入呼气气体，所述涡轮转子在所述呼气气体的作用下旋转，所述流量传感单元根据所述涡轮转子的旋转速度生成对应的第一子检测信号和第二子检测信号；所述二氧化碳传感单元根据所述呼气气体生成第三子检测信号；所述处理单元根据所述第一子检测信号和所述第二子检测信号确定所述呼气气体的流量，并根据所述第三子检测信号确定所述呼气气体内的二氧化碳浓度。

在一些可选的实施例中，所述流量传感单元包括第一红外光源发射模块、第二红外光源发射模块、第一红外探测器和第二红外探测器；所述第一红外探测器位于所述第一红外光源发射模块的光轴上，且所述第一红外探测器的探测口指向所述第一红外光源发射模块的发射口；所述第二红外探测器位于所述第二红外光源发射模块的光轴上，且所述第二红外探测器的探测口指向所述第二红外光源发射模块的发射口；