一种基于气压和加速度的非稳态呼吸波检测装置制造方法及图纸

本发明专利技术涉及医疗器械技术领域，特别涉及一种基于气压和加速度的非稳态呼吸波检测装置；包括：皮带，所述皮带上设置有通过数据线相连接的气压传感器和呼吸波探测器，所述气压传感器通过橡胶管与气囊相连接；所述呼吸波探测器包括：加速度传感器，以及与所述气压传感器和加速度传感器耦接的微控制器；所述微控制器利用气压传感器传来的信息和加速度传感器传来的信息得到人体运动时的呼吸波；本发明专利技术采用皮带结构来构建检测装置，方便使用，并且采用气压和加速度信号来检测呼吸波信号，提高了检测准确性，并对检测信号进行多次滤波，分阶段滤除噪声和干扰，检测性能极大提高。

【技术实现步骤摘要】

本专利技术涉及医疗器械
，特别涉及一种基于气压和加速度的非稳态呼吸波检测装置。
技术介绍
呼吸监测是评估生命状态最重要的手段之一，其重要性不言而喻。由于呼吸障碍具有不可预测性，一旦发生了呼吸障碍，短时间内就会有生命危险。因此呼吸障碍高危人群，包括手术后的病人、易患上婴儿猝死综合症(SuddenInfantDeathSyndrome,SIDS)的婴儿、睡眠呼吸中止症患者等，对呼吸监测系统有着迫切而广泛的应用需求。人们通过呼吸波可以了解到至少三种参数并推断出相应人体状态，比如(1)呼吸频率：呼吸每分钟超过24次称为呼吸频率加快，见于呼吸疾病、心血管疾病、贫血和发热等症状；每分钟少于10次称为呼吸频率减慢，是呼吸中枢抑制的表现，见于麻醉、安眠药中毒、颅内压增高、尿毒症、肝昏迷等症状；(2)呼吸深度：呼吸加深见于糖尿病及尿毒症酸中毒，呼吸深而慢称为库斯莫尔(Kussmaul'srespiration)呼吸；呼吸变浅见于肺气肿，呼吸肌麻痹及镇静剂过量等；(3)呼吸节律：表现为一段呼吸暂停之后，随之以一连串吸气量逐次增大的通气，速率加快，出现气促，随后呼吸的深度与速率迅速降低，又进入一段呼吸暂停，如此有规律地反复循环，这是一种呼吸中枢兴奋性降低的表现，表示病情严重，见于中枢神经系统疾病和脑部血液循环障碍如脑动脉硬化、心力衰竭、颅内压增高、尿毒症、糖尿病昏迷和高山病等症状；以及间期多变，节律严重不规律的呼吸困难症状，如比奥呼吸(Biotbreathing)等，见于脑炎、脑膜炎、中暑、颅脑损伤等。因此，及时而准确地掌握此类信息可以有效帮助用户获得体征信息，便于医护人员诊断。中国专利CN103169449A中主要涉及一种在强噪声环境下(例如超宽带雷达应用于地质灾害废墟下生命搜救等)识别呼吸信号的方法，该专利采用呼吸信号的谐波结构确定滤波参数，进行滤波处理，从而确定是否存在呼吸信号。当呼吸信息存在时，该方法还包括后续的呼吸率计算和目标距离估算模块。但是，该专利提出的技术只涉及呼吸频率率一个参数，没有检测和利用呼吸波信号，影响检测信息的准确性。中国专利CN201210007225提供了一种呼吸信息检测方法及装置，对信号进行预处理，滤除高频的噪声信号后再进行A/D转换得出呼吸信号，该方法滤除的是电子设备的热噪声，无法对抗人体运动造成的噪声。另一方面，也有一些现有技术采用了气囊作为气压检测的部件，但气囊设置不合理导致对气压的检测不准确。
技术实现思路
有鉴于此，本专利技术的主要目的是提供一种基于气压和加速度的非稳态呼吸波检测装置，以提供一种高精度、低功耗、实时对人体呼吸波检测的新型检测装置。一种基于气压和加速度的非稳态呼吸波检测装置，包括：皮带203，所述皮带203上设置有通过数据线207相连接的气压传感器206和呼吸波探测器208，所述气压传感器206通过橡胶管205与气囊204相连接；所述呼吸波探测器208包括：加速度传感器2082，以及与所述气压传感器206和加速度传感器2082耦接的微控制器2081；所述微控制器2081利用气压传感器206传来的信息和加速度传感器2082传来的信息得到人体运动时的呼吸波。优选地，所述皮带203还带有皮带卡扣201和皮带卡孔202，所述皮带卡孔202用于固定皮带卡扣201。优选地，所述气囊204设置在皮带203的内侧，通过系带209均匀地固定在皮带203上。优选地，所述数据线207设置在皮带203的夹层中优选地，所述加速度传感器2082为三轴加速度传感器ADXL362。优选地，所述气压传感器206为MS5540-CM。优选地，所述微控制器2081为STM32F103处理器。优选地，所述微控制器2081利用气压传感器206传来的信息和加速度传感器2082传来的信息得到人体运动时的呼吸波，包括：步骤A：对加速度传感器采集到的人体三维加速度信息进行加权平均运算，得到人体运动时的噪声信号；步骤B：将气压传感器采集到的人体呼吸信号与加速度传感器采集到的人体运动噪声信号进行差分运算，得到第一变换信号；步骤C：对第一变换信号进行z变换得到第二变换信号；步骤D：设计呼吸低通滤波器传递函数；步骤E：利用呼吸滤波器对第二变换信号进行滤波，得到第三变换信号；步骤F：将第三变换信号进行复频域转换逆变换得到第四变换信号；步骤G：对第四变换信号进行数字形态学滤波得到第五变换信号，用数字形态学滤波器去除基线漂移；步骤H：对第五变换信号进行平滑滤波，得到人体运动时的呼吸波信号本专利技术采用皮带结构来构建检测装置，方便使用，并且采用气压和加速度信号来检测呼吸波信号，提高了检测准确性，并对检测信号进行多次滤波，分阶段滤除噪声和干扰，检测性能极大提高。附图说明图1是本专利技术一种基于气压和加速度的非稳态呼吸波检测装置优选实施例结构示意图；图2是本专利技术一种基于气压和加速度的非稳态呼吸波检测装置另一优选实施例结构示意图；图3是本专利技术优一种基于气压和加速度的非稳态呼吸波检测装置呼吸波探测器优选实施例结构示意图。具体实施方式下面结合附图，对本专利技术涉及一种基于气压和加速度的非稳态呼吸波检测装置的优选实施例进行详细的描述，对于未描述的实现方式，可以采用现有技术。通过下面对实施例的描述，将更加有助于公众理解本专利技术，但不能也不应当将申请人所给出的具体的实施例视为对本专利技术技术方案的限制，任何对部件或技术特征的定义进行改变和/或对整体结构作形式的而非实质的变换都应视为本专利技术的技术方案所限定的保护范围。图1所示为本专利技术一种基于气压和加速度的非稳态呼吸波检测装置优选实施例结构示意图，包括：皮带203，所述皮带203上设置有通过数据线207相连接的气压传感器206和呼吸波探测器208，所述气压传感器206通过橡胶管205与气囊204相连接；所述皮带203还带有皮带卡扣201和皮带卡孔202，所述皮带卡孔202用于固定皮带卡扣201，以便于将整个装置紧紧地围在人体腰部、胸部等，得到准确的测试数据；皮带所用材料不限于牛皮、人造革、尼龙，且皮带上的皮带卡孔202可有多个，用于调节皮带的松紧。优选地，如图2所示，所述皮带203内侧设置有凹槽(图中未示出)，所述气囊204通过系带209设置在皮带203内侧的该凹槽中，以便将气囊204均匀地固定在皮带上，本方式使得气囊204均匀地分布在皮带203的内侧，当气囊204与人体身体部位接触时可以提高接触面积，本实施例合理地设置气囊以便提高检测气压变化的准确性。优选地，所述数据线207设置在皮带203的夹层中，一般来说皮带203有两层结构，将数据线207设置在两层结构之间，一是可以使数据线的长度最短，二是可以较好地保护数据线207不受损坏。图3所示为本专利技术一种非稳态呼吸波检测装置呼吸波探测器208的结构示意图，包括：加速度传感器2082，以及与所述气压传感器206和加速度传感器2082耦接的微控制器2081，微控制器2081可将处理后的数据经由有线/无线的方式发送至远端服务器，或者将处理后的数据发送到显示器2084，其中，所述显示器2084可以与呼吸波探测器208集成，也可以与呼吸波探测器208分离设置。所述微控制器2081综合利用气压传感器206传来的信息和加速度传感器2082传来的信息得到人体运动时的呼吸波。本文档来自技高网...

【技术保护点】
一种基于气压和加速度的非稳态呼吸波检测装置，其特征在于：包括：皮带(203)，所述皮带(203)上设置有通过数据线(207)相连接的气压传感器206和呼吸波探测器(208)，所述气压传感器(206)通过橡胶管(205)与气囊(204)相连接；所述呼吸波探测器(208)包括：加速度传感器(2082)，以及与所述气压传感器(206)和加速度传感器(2082)耦接的微控制器(2081)；所述微控制器(2081)利用气压传感器(206)传来的信息和加速度传感器(2082)传来的信息得到人体运动时的呼吸波。

【技术特征摘要】
1.一种基于气压和加速度的非稳态呼吸波检测装置，其特征在于：包括：皮带(203)，所述皮带(203)上设置有通过数据线(207)相连接的气压传感器206和呼吸波探测器(208)，所述气压传感器(206)通过橡胶管(205)与气囊(204)相连接；所述呼吸波探测器(208)包括：加速度传感器(2082)，以及与所述气压传感器(206)和加速度传感器(2082)耦接的微控制器(2081)；所述微控制器(2081)利用气压传感器(206)传来的信息和加速度传感器(2082)传来的信息得到人体运动时的呼吸波。2.根据权利要求1所述基于气压和加速度的非稳态呼吸波检测装置，其特征在于：所述皮带(203)还带有皮带卡扣(201)和皮带卡孔(202)，所述皮带卡孔(202)用于固定皮带卡扣(201)。3.根据权利要求1所述基于气压和加速度的非稳态呼吸波检测装置，其特征在于：所述皮带(203)内侧设置有凹槽，所述气囊(204)通过系带(209)设置在皮带(203)内侧的该凹槽中。4.根据权利要求1所述基于气压和加速度的非稳态呼吸波检测装置，其特征在于：所述数据线(207)设置在皮带(203)的夹层中5.根据权利要求1所述基于气压和加速度的非稳态呼吸波检测装置，其特征在于：...

【专利技术属性】
技术研发人员：赵志强，於少文，倪代辉，张颜，林金朝，庞宇，李国权，周前能，曾垂省，王岫鑫，程和伟，钱鹰，
申请(专利权)人：重庆邮电大学，
类型：发明
国别省市：重庆;50