哮鸣音多通道检测气道激发试验仪及其拾取并应用哮鸣音的方法

摘要

本发明公开了一种哮鸣音多通道检测气道激发试验仪及其拾取并应用哮鸣音的方法,包括药物雾化装置、若干个用于拾取哮鸣音的拾音器、用于将所述拾音器和电极贴片输入的信号进行放大处理、模数转换、同步变换以及运算处理的控制器，以及输出装置，输出装置与控制器电连接，用于图像显示、音频播放以及电子病历打印输出。由于设置了拾音器，可进行哮鸣音的采集，实现了哮鸣音的拾取；由于设置了控制器、存储器以及输出装置，通过控制器将采集到的信号进行处理，判断分析哮鸣音的产生，并使哮鸣音与呼吸波形同步，通过存储器可以实现哮鸣音的存储，由于设置了输出装置，通过输出装置实现了哮鸣音的回放、还原以及实时记录、标记和打印等。

说明书

技术领域

本发明涉及哮喘病诊疗设备技术领域，尤其涉及一种哮鸣音多通道检测气道激发试验仪及其拾取并应用哮鸣音的方法。

背景技术

哮鸣音是哮喘病最主要的特征，哮鸣音的产生不受意识支配，是哮喘发作时最直接的体征，同时也是哮喘病最为客观的观察指标。哮鸣音的出现主要是由于肺内广泛的细支气管痉挛，在呼气时，气流通过狭窄的细支气管管腔而产生的一种病理性呼吸音，在呼气时最明显。但是，至今国内外均未使用该指标进行气道高反应性测定，而是使用第一秒用力呼气量FEV1、气道阻力等间接指标进行试验。

哮鸣音未被使用有以下几点原因：1、哮鸣音的产生具有突发突止的特点，无法提前预知；2、目前临床上并无相关的医疗器械，致使哮鸣音没法记录；3、哮鸣音无法电脑识别，无法做到与呼吸波形同步，因此在呼吸波形上无法标识；4、不能打出纸质报告永久保存5、哮鸣音的判定未标准化等。

目前国内使用的气道高反应测定设备一般从日本、欧美等国进口，我国无此产品生产，即使是国外进口产品在使用中，也存在诸多弊端，以德国耶格、康讯等定量吸入装置为例，此类定量吸入装置存在以下缺点：①价格较昂贵，增加了采购成本；②手动更换药物浓度，操作不方便；③需要反复进行FEV1测定，用时长；④吸药与FEV1检测不能同步进行；⑤测定过程中不安全因素多：如程序固定，不可间断，存在过多吸入药物，没法及时、迅速、有效的吸入缓解药物，需手动使用支气管舒张剂,并需受试者配合使用。

为解决上述问题，申请人的发明专利ZL200910225753.1，发明名称为潮气法气道反应性测定仪，提供了一种可以自动控制给药以及药物浓度的气道反应性测定仪，为了准确的利用哮鸣音来判定哮喘病，实现哮鸣音检测与吸药同步，需要设计一种哮鸣音多通道检测气道激发试验仪，以解决以下问题，如哮鸣音的实时记录以及标记，打出纸质报告，制作电子病历，对检测过程可进行全过程录音回放，显示实验中在何时、在何药物浓度、药物剂量出现哮鸣音，显示哮鸣音出现的部位以及与呼吸相位之间的关系等。

发明内容

本发明提供了一种哮鸣音多通道检测气道激发试验仪，用于拾取和识别哮鸣音，并利用哮鸣音判定是否为哮喘病发作。

为解决上述技术问题，本发明的技术方案是：哮鸣音多通道检测气道激发试验仪，包括：

药物雾化装置，所述雾化装置以空气压缩泵为动力源，用于将实验药物雾化供受试者吸入，所述雾化装置包括至少一个射流雾化器，在所述射流雾化器上设有口含管；

输入装置，所述输入装置包括若干个电极贴片以及若干个用于拾取哮鸣音的拾音器；

控制器，所述药物雾化装置、拾音器和电极贴片分别与所述控制器电连接，所述控制器内部设有集成电路，所述集成电路用于对所述拾音器和电极贴片输入的信号进行放大处理、模数转换、同步变换以及运算处理；

输出装置，所述输出装置与所述控制器电连接，用于图像显示、音频播放以及电子病历打印输出；

存储器，所述存储器电连接至所述控制器的通讯接口。

作为一种改进，所述电极贴片与所述拾音器一体设置，所述电极贴片的电极接头位于所述电极贴片的一侧，所述拾音器通过胶黏层设置在所述电极贴片的另一侧。

作为一种改进，所述输出装置为计算机。

本发明还提供一种利用哮鸣音多通道检测气道激发试验仪拾取并应用哮鸣音的方法，便于医生利用哮鸣音判断受试者是否患有哮喘病。

为解决上述技术问题，本发明的技术方案是：一种利用哮鸣音多通道检测气道激发试验仪拾取并应用哮鸣音的方法，包括以下步骤：

（1）药物激发，使用药物雾化装置使受试者吸入试验药物；

（2）拾取哮鸣音，在受试者的前胸及后背上贴上电极贴片和拾音器，利用拾音器采集哮鸣音信号，利用电极贴片采集心电信号及呼吸信号；

（3）将步骤（2）中拾取的哮鸣音信号和心电信号分别进行放大处理、模数转换以及同步处理，并存储数据；

（4）音频识别，将经步骤（3）处理后的哮鸣音信号与预存的典型哮鸣音信号进行比较；

（5）根据步骤（4）中的比较结果，判定受试者是否有哮喘病发作，并将哮鸣音以及与所述哮鸣音同步的心电波形和呼吸波形实时显示出来，哮鸣音通过播放器播放；

（6）将判定为哮喘病发作的哮鸣音出现的时间在呼吸波形上标示出来，并显示哮鸣音出现时的药物浓度和药物累积量。

由于采用了上述技术方案，本发明的有益效果是：

本发明通过药物雾化装置给受试者给药，给药时即通过拾音器拾取哮鸣音，测试过程中，实时记录心电波形和呼吸波形，发生哮鸣音时，在呼吸波形上进行实时记录，由于电极贴片和拾音器都设置有多个，分别设在受试者的前胸和后背，可实时反映发生哮鸣音的人体部位，检测到的哮鸣音经过与预存的典型哮鸣音信号进行对比，若在一定误差范围之内存在与预存信号相类似的哮鸣音，则判定为哮喘病发作，该哮鸣音可实时录音、播放、回放，并可打印电子病历，该哮鸣音发生的时间可在呼吸波形上标示出来，并显示此时受试者吸入的药物浓度和药物累积量。

由于设置了电极贴片和拾音器等输入装置，可以进行心电信号和哮鸣音的采集，实现了哮鸣音的拾取；由于设置了控制器、存储器以及输出装置，通过控制器将采集到的信号进行处理，判断分析哮鸣音的产生，并使哮鸣音与呼吸波形同步，通过存储器可以实现哮鸣音的存储，由于设置了输出装置，通过输出装置实现了哮鸣音的回放、还原以及实时记录和标记等。

附图说明

下面结合附图和实施例对本发明进一步说明。

图1是本发明实施例哮鸣音多通道检测气道激发试验仪的结构框图；

图2是图1中电极贴片的结构示意图；

图3是本发明实施例哮鸣音多通道检测气道激发试验仪的拾音电路原理图；

图中：1-药物雾化装置；2-电极贴片；21-电极接头；3-拾音器；31-连接接头；4-控制器；5-计算机；6-存储器。

具体实施方式

如图1和图2所示，哮鸣音多通道检测气道激发试验仪，包括：

药物雾化装置1，该药物雾化装置1以空气压缩泵为动力源，用于将实验药物雾化供受试者吸入，药物雾化装置1包括至少一个射流雾化器，在射流雾化器上设有口含管，本实施例中，药物雾化装置1的工作原理与申请人的发明专利ZL200910225753.1潮气法气道反应性测定仪中所涉及的雾化装置相同，此处不做赘述；

输入装置，输入装置包括若干个电极贴片2以及若干个用于拾取哮鸣音的拾音器3，电极贴片2与拾音器3一体设置，如图2中所示，电极贴片2的电极接头21位于电极贴片2的一侧，拾音器3通过胶黏层设置在电极贴片2的另一侧，拾音器3的中间位置设置有连接接头31；

控制器4，药物雾化装置1、拾音器3和电极贴片2皆与控制器4电连接，控制器4内部设有集成电路，集成电路用于将输入信号进行放大处理、模数转换以及运算处理，图3所示出的是单通道的拾音电路，用于拾取哮鸣音信号，并将信号放大，药物雾化装置1将药物浓度以及药物累积量实时传送至控制器4中；

用于图像显示以及音频播放的输出装置，输出装置与控制器4电连接，本实施例中，输出装置为计算机5；

用于数据存储的存储器6，存储器6电连接至控制器4的通讯接口，与控制器4进行双向通信，本实施例中，存储器可以是计算机内部硬盘，控制器也可直接连接存储器。

一种利用哮鸣音多通道检测气道激发试验仪拾取并应用哮鸣音的方法，包括以下步骤：

（1）药物激发，使用药物雾化装置使受试者吸入试验药物，受试者口中含口含管，药物雾化装置将药物雾化，使受试者吸入药物；

（2）拾取哮鸣音，在受试者的前胸及后背上贴上电极贴片和拾音器，每个拾音器设置在人体不同的部位，利用拾音器采集哮鸣音信号，利用电极贴片采集心电信号及呼吸信号；

（3）将步骤（2）中拾取的哮鸣音信号和心电信号分别进行放大处理、模数转换以及同步处理，并存储数据；

（4）音频识别，将经步骤（3）处理后的哮鸣音信号与预存的典型哮鸣音信号进行比较；

（5）根据步骤（4）中的比较结果，判定受试者是否有哮喘病发作，判定方法是：与被比较的哮鸣音相差较大，则被判定为未患有哮喘病，与被比较的哮鸣音相差在适宜的范围内，则判定为哮喘病发作；将哮鸣音以及与该哮鸣音同步的心电波形和呼吸波形实时显示出来，哮鸣音通过播放器播放；

（6）将判定为哮喘病发作的哮鸣音出现的时间在呼吸波形上标示出来，并显示哮鸣音出现时的药物浓度和药物累积量。

本实施例使用时，使用药物雾化装置使受试者吸入试验药物，对受试者进行药物激发，受试者口中含口含管，药物雾化装置将药物雾化，使受试者吸入药物，患者吸药量和吸药浓度皆可以控制，将电极贴片贴在患者的前胸与后背的相应位置，在患者吸药过程中同步检测心电信号、哮鸣音信号，合成呼吸波形，使心电波形、呼吸波形与哮鸣音信号同步，通过心电贴片和拾音器采集的多通道的心电波形和呼吸波形通过计算机显示出来。

哮鸣音多通道检测气道激发试验仪的控制器内部设有集成电路，电极贴片和拾音器检测的信号皆传送至控制器的集成电路中，拾音器拾取的声音信号经过集成电路进行放大处理模数转换-运算处理-音频识别，计算机将每个拾音器采集的哮鸣音实时播放，音频频谱实时显示，由于控制器还连接有存储器，拾音器拾取的哮鸣音数据将会存储在存储器中，存储器与控制器的双向通信，实现哮鸣音信号的存储、还原和回放。

本实施例音频识别的方法是，将若干帧典型的哮鸣音信号数据存储在存储器中，控制器将拾取的每组声音信号与这些典型的哮鸣音信号进行比较，在规定的误差范围内，两组数据较接近，则拾取的声音信号为哮喘病人发作时的哮鸣音信号，并在呼吸波形上标示出来，控制器将发出报警信号，提醒医护人员进行下一步操作，如吸入缓解药物等操作，在显示器上可以看到哪一路的拾音器检测到的哮鸣音，通过该拾音器的位置判断发生哮鸣音的人体部位，以及该哮鸣音与呼吸波形的相位关系。

本发明通过电极贴片采集心电信号和呼吸信号，通过拾音器拾取哮鸣音信号，哮鸣音信号经过控制器的放大处理，模数转化等处理，与心电波形和呼吸波形同步，并通过输出设备将心电波形，呼吸波形、多路音频频谱以及吸入药物浓度和药物累积量显示出来；控制器将拾取到的哮鸣音进行实时录音、播放或回放，并在呼吸波形上标示出来，图形信息可通过电子病历的方式打印出来。

以上显示和描述了本发明的基本原理和主要特征和本发明的优点。本行业的技术人员应该了解，本发明不受上述实施例的限制，在不脱离本发明精神和范围的前提下，本发明还会有各种变化和改进，这些变化和改进都落入要求保护的本发明范围内。本发明要求保护范围由所附的权利要求书及其等效物界定。