¿Qué significa la fórmula lineal negativa del tipo de cambio de aire menor o igual a 0,02d?
Tecnología básica:
Las funciones de varios órganos del cuerpo humano sólo pueden funcionar normalmente cuando hay suficiente suministro de oxígeno. El suministro de oxígeno al cuerpo humano depende enteramente de la respiración de los pulmones. Durante la respiración, los pulmones absorben oxígeno y excretan el producto metabólico dióxido de carbono. La medición de la función pulmonar puede determinar la función respiratoria del sujeto y tiene importancia clínica práctica para distinguir tipos de obstrucción de las vías respiratorias y evaluar la función pulmonar antes de la cirugía toracoabdominal. Con el desarrollo de la tecnología, los probadores de función pulmonar han evolucionado gradualmente desde los tradicionales de tipo boya y rotatorio hasta los probadores electrónicos portátiles. En este probador electrónico de función pulmonar, el sensor de flujo es uno de los componentes clave. Como se muestra en la Figura 1, el sensor de flujo de presión diferencial diseñado usando el principio del tubo Venturi incluye dos puertos de medición de presión: el puerto de medición de presión de baja presión 1001 se establece en la garganta 1003 y el puerto de medición de presión de alta presión 1002 se establece en la exhalación. entrada 1004. Al detectar los parámetros de exhalación, el flujo de aire pasa primero a través del puerto de presión de alta presión y luego ingresa al puerto de presión de baja presión en la garganta. Debido al pequeño diámetro de la garganta, el flujo de aire se comprime y acelera, la pérdida de presión es relativamente grande y el caudal disminuye. Sin embargo, el puerto de toma de presión de alta presión está frente a la garganta, por lo que no afectará la precisión de la prueba de flujo. Si se utiliza un sensor de flujo para detectar los parámetros de inhalación, el flujo de aire pasará primero a través del puerto de medición de presión de baja presión en la garganta y luego ingresará al puerto de medición de presión de alta presión, y el caudal detectado será significativamente menor. Por lo tanto, el sensor de flujo de presión diferencial basado en el principio Venturi no puede utilizar dos puertos de medición de presión para detectar el flujo bidireccional de espiración e inhalación al mismo tiempo. Para detectar el flujo bidireccional de exhalación e inhalación al mismo tiempo, como se muestra en la Figura 2, el sensor de flujo de presión diferencial basado en el principio venturi está diseñado con cuatro puertos de medición de presión. Es necesario agregar una presión de alta presión. puerto de medición en el puerto de inhalación 1005. 1002. Agregar un puerto de medición de presión de baja presión 1001 a la garganta inevitablemente aumentará la garganta 1005. Como se muestra en la Figura 3, para un sensor de flujo de gas diseñado basándose en el principio de la placa de orificio, dado que el espesor de la placa de orificio 1006 es menor que 0,02D (diámetro de la tubería), la pérdida de presión del flujo de gas es pequeña y no afecta la precisión de la detección de flujo bidireccional de exhalación e inhalación. Sin embargo, dado que el caudal inspiratorio del cuerpo humano es mucho menor que el caudal espiratorio, se utilizan dos conjuntos de puertos de medición de presión para detectar simultáneamente el caudal espiratorio y el caudal inspiratorio. La sensibilidad de la detección inspiratoria no es suficiente. . Por lo tanto, se utilizan cuatro puertos de medición de presión 1007 y dos sensores de presión diferencial 1008, incluyendo un sensor de presión diferencial de rango alto y un sensor de presión diferencial de rango bajo. El sensor de presión diferencial de rango alto se usa para detectar el flujo espiratorio y el sensor de presión diferencial de rango bajo se usa para mejorar la sensibilidad de la detección del flujo inspiratorio. Sin embargo, debido al uso de dos conjuntos de sensores de presión diferencial con diferentes rangos, se requieren dos conjuntos de sistemas de calibración para calibrar el sensor de flujo. Esto no sólo aumentará la complejidad del instrumento y reducirá su confiabilidad, sino que también aumentará la producción. proceso, costes de fabricación y mantenimiento postventa. Las pruebas de función pulmonar incluyen función de ventilación, función de ventilación, función de regulación respiratoria y función de circulación pulmonar. La medición de muchos parámetros fisiológicos de la función pulmonar requiere una detección continua del flujo de aire respiratorio. El método existente para juzgar el estado espiratorio o inspiratorio de un medidor de función pulmonar es compararlo con el valor cero del sensor de diferencia de presión, que requiere una calibración regular y es operado por profesionales que utilizan un software, que es relativamente complicado. Durante el proceso de calibración, el cilindro de calibración estándar de 3 litros se empuja y tira varias veces a una velocidad constante para simular la exhalación e inhalación humana. Debido a que el volumen espiratorio del cilindro de calibración es igual al volumen inspiratorio, que es 3 litros, se puede calcular que el valor de salida del sensor correspondiente a la mitad del volumen total es el valor cero del sensor. Un valor mayor que cero significa exhalación. , y un valor inferior a cero significa inhalación. Los cambios en la temperatura y humedad ambiente, la presión atmosférica y la frecuencia de uso harán que el punto cero del sensor se desvíe, por lo que el valor del punto cero del sensor debe calibrarse periódicamente; de lo contrario, se producirán grandes errores. Factores de implementación técnica: Para superar las deficiencias anteriores, el propósito de la presente invención es proporcionar un método para juzgar la exhalación o la inhalación durante la detección continua de gas respiratorio, que incluye un primer sensor de presión diferencial para medir la exhalación y un primer sensor de presión diferencial para inhalación Mida el segundo sensor de presión diferencial; compare la diferencia de presión entre el primer sensor de presión diferencial y el segundo sensor de presión diferencial si el valor de diferencia de presión del primer sensor de presión diferencial es mayor que el valor de diferencia de presión del segundo sensor de presión diferencial en; al principio, entonces se determina que es un estado de exhalación, si el valor de medición de presión del segundo sensor de diferencia de presión es mayor que el valor de diferencia de presión del primer sensor de diferencia de presión, se determina que es un estado de inhalación. Además, la presente invención también proporciona un sensor de flujo con una estructura de tubo hueco, que se compone principalmente de una parte de entrada de aire de exhalación, una primera parte cónica, una parte de garganta y una segunda parte cónica conectadas en secuencia. Se proporciona un puerto de presión de presión en la pared de la tubería, y un primer puerto de presión de alta presión y un segundo puerto de presión de alta presión se proporcionan respectivamente en ambos lados de la pared de la tubería de la porción sin garganta. Además, la entrada de exhalación y la garganta son cilíndricas, el diámetro de la entrada de exhalación es mayor que el diámetro de la garganta, el primer cono y el segundo cono tienen forma de tronco, y el primer cono y el segundo cono tienen diámetros más pequeños. Un extremo mira hacia la garganta respectivamente. Además, el primer puerto de presión está previsto en el primer cono o la entrada de exhalación, y el segundo puerto de presión de alta presión está previsto en el segundo cono. Preferiblemente, la distancia entre la primera toma de alto voltaje y la toma de bajo voltaje es menor que la distancia entre la segunda toma de alto voltaje y la toma de bajo voltaje. La ventaja de la presente invención es que cuando se detecta continuamente inhalación o exhalación, el detector de función pulmonar puede cambiar rápida y libremente entre el modo de detección de exhalación y el modo de detección de inhalación, y el juicio de exhalación e inhalación no depende de la salida del sensor. Valor cero, por lo que no es necesario calibrar periódicamente el sensor al valor cero de conversión de exhalación e inhalación, lo que garantiza la precisión de la detección.
BREVE DESCRIPCIÓN DE LOS DIBUJOS La Figura 1 es un diagrama estructural esquemático de un sensor de flujo de doble orificio en la técnica anterior. La Figura 2 es un diagrama estructural esquemático de un sensor de flujo de cuatro orificios en la técnica anterior. de un sensor de flujo de placa de orificio en la técnica anterior. La Fig. 4 es un diagrama estructural esquemático de un sensor de flujo de tres orificios según la presente invención. La Figura 5 es un diagrama estructural esquemático de un sensor de flujo de tres orificios con un puerto de succión. Figura 6 Diagrama esquemático de la conexión entre el sensor de flujo de tres orificios y el sensor de presión diferencial. La Figura 7 es un diagrama de circuito de un probador de función pulmonar según la presente invención. Figura 8 Diagrama de flujo de determinación. Como se muestra en la Figura 4, el sensor de flujo utilizado para medir la función pulmonar es una estructura de tubo hueco, que se compone principalmente de una entrada de exhalación 1, una primera parte cónica 2, una parte de garganta 3 y una segunda parte cónica 4 conectadas en secuencia. El puerto de presión de baja presión 5 se abre en la pared de la tubería de la garganta, y el primer puerto de presión de alta presión 6 y el segundo puerto de presión de alta presión 7 se abren respectivamente en las paredes de la tubería en ambos lados de la garganta. . La entrada de exhalación 1 y la abertura de garganta 3 son cilíndricas y el diámetro de la entrada de exhalación es mayor que el diámetro de la abertura de garganta. La primera porción ahusada 2 y la segunda porción ahusada 4 tienen forma de tronco, y los extremos de menor diámetro de la primera porción ahusada y la segunda porción ahusada miran respectivamente a la garganta. La primera entrada de presión 6 puede abrirse en el primer cono 2 o en la entrada de exhalación 1. El segundo puerto 7 de descarga de alta presión se puede abrir en la segunda porción 4 ahusada. Como se muestra en la Figura 5, en una realización en la que un extremo de la segunda porción cónica con un diámetro mayor está conectado a la porción 8 de entrada de aire, la segunda entrada 7 de aire a alta presión también puede abrirse en la porción 8 de entrada de aire. Al medir los parámetros de la función pulmonar durante la exhalación, la diferencia de presión entre el primer puerto de muestreo de alta presión y el puerto de muestreo de baja presión se mide mediante un sensor de diferencia de presión. Al medir los parámetros de la función pulmonar durante la inspiración, la diferencia de presión entre la segunda entrada de alta presión y la entrada de baja presión se mide mediante un sensor de diferencia de presión. El probador de función pulmonar calcula y analiza varios indicadores de función pulmonar del probador en función de la diferencia de presión entre los puertos de medición de presión alta y baja, y los proporciona a los médicos o evaluadores para juzgar la condición o confirmar el efecto terapéutico. En una realización donde los parámetros del sensor de flujo, tales como el diámetro máximo del tubo, la longitud del tubo, el primer ángulo del cono θ1 y el segundo ángulo del cono θ2 son fijos, se pueden ajustar ajustando la distancia entre los primer grifo de alta presión y el grifo de baja presión Se obtiene la sensibilidad requerida para la medición de la respiración, y la sensibilidad requerida para la medición de la respiración se puede obtener ajustando la distancia entre el segundo grifo de alta presión y el grifo de baja presión. En la realización donde el punto de presión del sensor de presión diferencial es fijo, es decir, la distancia entre el puerto de presión de alta presión y el puerto de baja presión del sensor de flujo correspondiente es fija, el diámetro de entrada de exhalación, el diámetro de la garganta, el el primer ángulo de cono θ1 y su longitud, o el segundo ángulo de cono θ2 y su longitud se utilizan para obtener el rango de detección requerido para la medición respiratoria. Dado que el caudal espiratorio máximo para las pruebas de función pulmonar es mucho mayor que el caudal inspiratorio máximo, para mejorar la sensibilidad de la detección del flujo inspiratorio, es necesario aumentar la presión del segundo aire de entrada de alta presión. Según el principio de dinámica de fluidos de Bernoulli, la relación entre caudal y diferencia de presión satisface la fórmula (I), donde d es el diámetro de la entrada de baja presión de la garganta, d es el diámetro de la segunda entrada de alta presión de la puerto de succión, y ρ es la densidad del fluido. Cuando d aumenta, la diferencia de presión δp correspondiente a un determinado caudal también aumentará en consecuencia.