一種呼吸監(jiān)測(cè)鼻貼及呼吸氣流監(jiān)測(cè)系統(tǒng)的制作方法
【技術(shù)領(lǐng)域】
[0001]本發(fā)明涉及醫(yī)療監(jiān)護(hù)及電子通信技術(shù)領(lǐng)域，具體涉及一種呼吸監(jiān)測(cè)鼻貼及呼吸氣流監(jiān)測(cè)系統(tǒng)。
【背景技術(shù)】
[0002]呼吸是人體的重要體征，阻塞性睡眠呼吸暫停綜合征、哮喘和慢性阻塞性肺病這三種呼吸疾病嚴(yán)重危害人類健康。對(duì)以上三種呼吸疾病的診斷和監(jiān)護(hù)可以從對(duì)人體的呼吸、血氧和人體姿態(tài)監(jiān)測(cè)三方面著手，其中呼吸是最重要的體征參數(shù)。
[0003]近幾十年來，國內(nèi)外的研宄者們采用了各種方法檢測(cè)人體的呼吸信號(hào)，形成了各自的理論和方法。其中包括壓力傳感器法、溫度傳感器法、阻抗法、電容式傳感器法、流量傳感器法(包括測(cè)壓式、熱式和超聲式)、紅外成像法等。流量傳感器法可以實(shí)時(shí)監(jiān)測(cè)呼吸氣流流量，可得到全面的人體呼吸參數(shù)，如呼吸頻率、潮氣量、呼吸時(shí)間比以及分鐘通氣量。其中熱式流量傳感器主要為熱線、熱膜流量傳感器。熱式流量傳感器由于具有體積小巧、靈敏度高和響應(yīng)速度快等優(yōu)點(diǎn)，很適合應(yīng)用到便攜設(shè)備當(dāng)中。熱式流量傳感器最常用的是恒溫差調(diào)理電路，傳感器作為電橋中的一個(gè)橋臂，傳感器電阻隨流量而變化，進(jìn)而通過電橋輸出電壓，該電壓通過運(yùn)放反饋到電橋頂端，實(shí)現(xiàn)恒溫差的反饋控制。目前，流量傳感器大多是一個(gè)獨(dú)立器件，系統(tǒng)的集成度不高，而且使用過程中的溫度補(bǔ)償方式也不夠簡(jiǎn)單。
[0004]為了檢測(cè)呼吸流量，常規(guī)方式是采用如鼻氧管、鼻罩以及氣流導(dǎo)管等器械將呼吸氣流導(dǎo)引到流量傳感器的位置來進(jìn)行氣流檢測(cè)，該種方式需要佩帶的鼻氧管或鼻罩對(duì)使用者的呼吸會(huì)造成阻礙，從而影響監(jiān)測(cè)舒適度；特別是在睡眠呼吸長(zhǎng)時(shí)間監(jiān)測(cè)過程中，鼻氧管或鼻罩器械會(huì)嚴(yán)重影響睡眠的質(zhì)量，導(dǎo)管也容易被身體所壓，從而影響正常監(jiān)測(cè)。
[0005]現(xiàn)有呼吸監(jiān)測(cè)儀器大多采用有線通信方式，這也影響了監(jiān)測(cè)的舒適度和穩(wěn)定性。而采用體域網(wǎng)(Body Area Network，BAN)結(jié)構(gòu)的監(jiān)測(cè)裝置則具有較大的優(yōu)勢(shì)，BAN是附著在人體身上的一種網(wǎng)絡(luò)，由一套小巧可移動(dòng)、具有通信功能的傳感器和一個(gè)身體主站(或稱BAN協(xié)調(diào)器)組成。每一傳感器既可佩戴在身上，也可植入體內(nèi)。由于這些傳感器通過無線技術(shù)進(jìn)行通信，所以體域網(wǎng)也叫無線體域網(wǎng)(WBAN)。體域網(wǎng)是一種可長(zhǎng)期監(jiān)視和記錄人體健康信號(hào)的基本技術(shù)，在國際上已經(jīng)得到廣泛研宄，包括醫(yī)療技術(shù)提供商、醫(yī)院、保險(xiǎn)公司以及工業(yè)界的各方人士正在開展戰(zhàn)略性合作，但目前仍處在早期階段，在毫瓦級(jí)網(wǎng)絡(luò)能耗、互操作性、系統(tǒng)設(shè)備、安全性、傳感器驗(yàn)證、數(shù)據(jù)一致性等方面面臨一系列挑戰(zhàn)。
[0006]基于上述描述，需要提供一種體積小、重量輕、集成度高的無線呼吸監(jiān)護(hù)裝置，以克服上述問題，提高呼吸監(jiān)測(cè)的舒適性和穩(wěn)定性。

【發(fā)明內(nèi)容】

[0007]針對(duì)現(xiàn)有技術(shù)中的缺陷，本發(fā)明提供一種呼吸監(jiān)測(cè)鼻貼及呼吸氣流監(jiān)測(cè)系統(tǒng)，采用在鼻下表貼氣流傳感器，實(shí)現(xiàn)無導(dǎo)管式呼吸流量監(jiān)測(cè)，相比于傳統(tǒng)的導(dǎo)管監(jiān)測(cè)方式，提高了呼吸監(jiān)測(cè)的舒適度。
[0008]第一方面，本發(fā)明提供了一種呼吸監(jiān)測(cè)鼻貼，包括柔性流量傳感器、柔性測(cè)控電路、柔性無線充電電池和柔性封套；
[0009]所述柔性流量傳感器貼覆在所述柔性封套表面；
[0010]所述柔性測(cè)控電路和所述柔性無線充電電池封裝在所述柔性封套內(nèi)；
[0011]所述柔性流量傳感器，用于實(shí)時(shí)監(jiān)測(cè)使用者的呼吸氣流；
[0012]所述柔性測(cè)控電路包括信號(hào)調(diào)理電路和無線通信模塊；所述信號(hào)調(diào)理電路，用于對(duì)所述柔性流量傳感器進(jìn)行信號(hào)采集和處理，并調(diào)節(jié)所述柔性流量傳感器的工作參數(shù)；所述無線通信模塊，用于將所述信號(hào)調(diào)理電路處理后的數(shù)據(jù)發(fā)送至便攜接收設(shè)備上；
[0013]所述柔性無線充電電池，用于對(duì)所述柔性流量傳感器和所述柔性測(cè)控電路供電。
[0014]優(yōu)選地，所述柔性流量傳感器為單片集成式柔性熱式流量傳感器，包括熱膜電阻、溫度補(bǔ)償電阻、兩個(gè)定值電阻和柔性基底；
[0015]所述單片集成式柔性熱式流量傳感器和信號(hào)調(diào)理電路一起工作，所述信號(hào)調(diào)理電路為恒溫差調(diào)理電路，包括電橋和運(yùn)算放大器；
[0016]所述熱膜電阻、溫度補(bǔ)償電阻和兩個(gè)定值電阻均為薄膜電阻，集成在單片柔性基底上；
[0017]所述熱膜電阻、溫度補(bǔ)償電阻和兩個(gè)定值電阻組成所述恒溫差調(diào)理電路中電橋的四個(gè)橋臂，所述兩個(gè)定值電阻為電橋的配平電阻；所述電橋的輸出節(jié)點(diǎn)與所述運(yùn)算放大器的一端相連，所述運(yùn)算放大器的另一端輸出反饋至電橋的橋頂形成閉環(huán)反饋回路；所述電橋還包括與熱膜電阻串聯(lián)的可調(diào)電阻，用于調(diào)節(jié)所述熱膜電阻的工作溫度；
[0018]所述熱膜電阻和溫度補(bǔ)償電阻的電阻溫度系數(shù)TCR相同；
[0019]所述溫度補(bǔ)償電阻為冷膜電阻，所述溫度補(bǔ)償電阻的阻值高于所述熱膜電阻阻值；
[0020]所述兩個(gè)定值電阻的TCR相同；
[0021]所述熱膜電阻和溫度補(bǔ)償電阻的TCR高于所述兩個(gè)定值電阻的TCR。
[0022]優(yōu)選地，所述單片集成式柔性熱式流量傳感器還包括覆蓋在熱膜電阻、溫度補(bǔ)償電阻和兩個(gè)定值電阻上的保護(hù)層。
[0023]第二方面，本發(fā)明還提供了一種單片集成式柔性熱式流量傳感器，包括熱膜電阻、溫度補(bǔ)償電阻、兩個(gè)定值電阻和柔性基底；所述單片集成式柔性熱式流量傳感器和信號(hào)調(diào)理電路一起工作，所述信號(hào)調(diào)理電路為恒溫差調(diào)理電路，包括電橋和運(yùn)算放大器；
[0024]所述熱膜電阻、溫度補(bǔ)償電阻和兩個(gè)定值電阻均為薄膜電阻，集成在單片柔性基底上；
[0025]所述熱膜電阻、溫度補(bǔ)償電阻和兩個(gè)定值電阻組成所述恒溫差調(diào)理電路中電橋的四個(gè)橋臂，所述兩個(gè)定值電阻為電橋的配平電阻；所述電橋的輸出節(jié)點(diǎn)與所述運(yùn)算放大器的一端相連，所述運(yùn)算放大器的另一端輸出反饋至電橋的橋頂形成閉環(huán)反饋回路；所述電橋還包括與熱膜電阻串聯(lián)的可調(diào)電阻，用于調(diào)節(jié)所述熱膜電阻的工作溫度；
[0026]所述熱膜電阻和溫度補(bǔ)償電阻的電阻溫度系數(shù)TCR相同；
[0027]所述溫度補(bǔ)償電阻為冷膜電阻，所述溫度補(bǔ)償電阻的阻值高于所述熱膜電阻阻值；
[0028]所述兩個(gè)定值電阻的TCR相同；
[0029]所述熱膜電阻和溫度補(bǔ)償電阻的TCR高于所述兩個(gè)定值電阻的TCR。
[0030]所述單片集成式柔性熱式流量傳感器還包括覆蓋在熱膜電阻、溫度補(bǔ)償電阻和兩個(gè)定值電阻上的保護(hù)層。
[0031]第三方面，本發(fā)明還提供了一種呼吸氣流監(jiān)測(cè)系統(tǒng)，包括呼吸監(jiān)測(cè)鼻貼和便攜設(shè)備;
[0032]所述便攜設(shè)備包括預(yù)處理模塊，用于接收所述呼吸監(jiān)測(cè)鼻貼發(fā)送的監(jiān)測(cè)數(shù)據(jù)并進(jìn)行濾波處理；
[0033]呼吸體征分析模塊，用于根據(jù)監(jiān)測(cè)數(shù)據(jù)分析得到呼吸特征參數(shù):呼吸頻率、潮氣量、呼吸時(shí)間比以及分鐘通氣量；
[0034]顯示模塊，用于對(duì)所述監(jiān)測(cè)數(shù)據(jù)和所述呼吸特征參數(shù)進(jìn)行顯示。
[0035]優(yōu)選地，所述便攜設(shè)備還包括報(bào)警模塊，用于當(dāng)某個(gè)呼吸特征參數(shù)超過預(yù)設(shè)范圍時(shí)進(jìn)行報(bào)警提示。
[0036]優(yōu)選地，所述便攜設(shè)備還包括通信模塊，用于將所述監(jiān)測(cè)數(shù)據(jù)和所述呼吸特征參數(shù)發(fā)送至遠(yuǎn)程監(jiān)測(cè)終端。
[0037]優(yōu)選地，所述便攜設(shè)備為智能手機(jī)、掌上電腦PDA和智能手表中的一種或多種。
[0038]優(yōu)選地，所述呼吸監(jiān)測(cè)鼻貼和所述便攜設(shè)備之間通過短距離無線通信方式進(jìn)行數(shù)據(jù)傳輸。
[0039]優(yōu)選地，所述便攜設(shè)備與所述遠(yuǎn)程監(jiān)測(cè)終端之間通過GPRS通信方式或3G、4G網(wǎng)絡(luò)進(jìn)行數(shù)據(jù)傳輸。
[0040]由上述技術(shù)方案可知，本發(fā)明所述的呼吸監(jiān)測(cè)鼻貼及呼吸氣流監(jiān)測(cè)系統(tǒng)采用在鼻下表貼氣流傳感器，原位測(cè)量呼吸氣流，實(shí)現(xiàn)無導(dǎo)管式呼吸流量監(jiān)測(cè)，相比于傳統(tǒng)的導(dǎo)管監(jiān)測(cè)方式，提高了呼吸監(jiān)測(cè)的舒適度。且所述呼吸監(jiān)測(cè)鼻貼體積小巧，便于攜帶，方便用戶使用。本發(fā)明所述的柔性流量傳感器為單片集成式微型柔性熱式流量傳感器，將恒溫差調(diào)理電路中的電橋進(jìn)行了單片集成，提高了傳感器的集成度、便于實(shí)施溫度補(bǔ)償、增強(qiáng)了傳感器的信噪比、并降低了功耗。本發(fā)明所述的呼吸氣流監(jiān)測(cè)系統(tǒng)采用無線通信方式，使用者佩戴鼻貼和攜帶便攜設(shè)備后可自由活動(dòng)，并可將監(jiān)測(cè)數(shù)據(jù)傳送到遠(yuǎn)程監(jiān)測(cè)終端實(shí)現(xiàn)遠(yuǎn)程醫(yī)療。
【附圖說明】
[0041]為了更清楚地說明本發(fā)明實(shí)施例或現(xiàn)有技術(shù)中的技術(shù)方案，下面將對(duì)實(shí)施例或現(xiàn)有技術(shù)描述中所需要使用的附圖作簡(jiǎn)單地介紹，顯而易見地，下面