一種呼吸檢測(cè)裝置的制造方法
【技術(shù)領(lǐng)域】
[0001]本發(fā)明涉及一種呼吸檢測(cè)裝置，尤其是一種呼吸頻率和幅度檢測(cè)裝置
【背景技術(shù)】
[0002]呼吸是生理檢測(cè)中的一個(gè)重要參數(shù)，能夠?qū)ζ溥M(jìn)行非接觸、動(dòng)態(tài)的檢測(cè)，在睡眠疾病診斷、臨床監(jiān)護(hù)、心血管系統(tǒng)的反饋調(diào)節(jié)等各個(gè)研究領(lǐng)域都有其重要的研究?jī)r(jià)值，從而在現(xiàn)代監(jiān)護(hù)技術(shù)中，呼吸頻率檢測(cè)是其重要組成部分。
[0003]呼吸的檢測(cè)有很多種方法，常用的檢測(cè)方法有:1、壓力法2、溫感法3、阻抗法；常使用到的傳感器包括:電阻應(yīng)變式傳感器，溫度傳感器，流量傳感器，電容式傳感器等，但這些呼吸檢測(cè)方法在一定程度上都存在某些缺點(diǎn)。
[0004]第一種方法主要使用的是電阻應(yīng)變式傳感器，通過檢測(cè)人體呼吸過程中，利用呼吸氣時(shí)胸腹部產(chǎn)生的形變，而應(yīng)變式傳感器可以檢測(cè)到這種形變從而檢測(cè)到呼吸信號(hào)，但電阻應(yīng)變式傳感器中的電阻太小，則所需驅(qū)動(dòng)電流太大，造成應(yīng)變片發(fā)熱產(chǎn)生的溫度過高，輸出的信號(hào)發(fā)生零點(diǎn)漂移明顯，從而使設(shè)計(jì)的調(diào)零電路復(fù)雜化；而電阻太大會(huì)消減對(duì)外界的抗電磁干擾能力；第二種方法主要是利用溫度傳感器采集鼻腔或空腔內(nèi)外的呼吸溫度差轉(zhuǎn)換為電量輸出的方法，但傳感器要與人體皮膚接觸，往往會(huì)給人帶來不適，并由于對(duì)外界環(huán)境溫度敏感，從而使檢測(cè)結(jié)果受外界影響過高；第三種方法主要是通過胸腹部變化時(shí)引起的阻抗變化實(shí)現(xiàn)對(duì)呼吸信號(hào)的檢測(cè)，但一般需要在人體皮膚上貼電極片，相對(duì)比較麻煩并且精度低。

【發(fā)明內(nèi)容】

[0005]本發(fā)明的目的在于結(jié)合光電傳感技術(shù)和生物醫(yī)學(xué)技術(shù)，設(shè)計(jì)出一種可穿戴式動(dòng)態(tài)呼吸檢測(cè)裝置，是一種可根據(jù)胸腹部的周期性變化檢測(cè)呼吸頻率和幅值的裝置。
[0006]本發(fā)明的呼吸檢測(cè)裝置包括殼體和伸縮帶，所述殼體內(nèi)部安裝有光電傳感器，所述伸縮帶穿過殼體，所述的伸縮帶有彈性的一側(cè)安裝有條紋帶；所述條紋帶和有彈性段的伸縮帶位于所述殼體內(nèi)部，條紋帶二側(cè)分別正對(duì)著光源發(fā)射器和光電檢測(cè)器，并分別保持一定的間隙；通過拉伸所述伸縮帶，使得所述條紋帶與光電傳感器之間發(fā)生相對(duì)運(yùn)動(dòng)，從而得到移動(dòng)的位移量。
[0007]本發(fā)明所公開的裝置，在使用時(shí)，將伸縮帶纏繞使用者的腹部或胸部一周。應(yīng)當(dāng)適度調(diào)節(jié)伸縮帶的松緊，使得安裝有光電傳感器的殼體緊密接觸使用者的腹部或胸部。由于使用者呼吸時(shí)腹部或者胸部發(fā)生起伏變化，即拉伸或放松所述伸縮帶必然會(huì)帶動(dòng)條紋帶發(fā)生位移。當(dāng)條紋帶相對(duì)于光電傳感器移動(dòng)時(shí)，光源發(fā)射端產(chǎn)生的平行光穿過條紋帶投影在光電檢測(cè)器上，會(huì)形成大致按正弦規(guī)律分布的明暗相間的疊柵光條紋；明暗相間的疊柵光條紋通過光電檢測(cè)器中的光敏二極管，使光信號(hào)轉(zhuǎn)化成電脈沖信號(hào)；光敏二極管分成二組，一組正對(duì)著條紋膜片的透光面，一組正對(duì)著條紋膜片的暗光面；通過放大比較集成電路，從二個(gè)輸出端分別得到二組相位相差90度的電脈沖信號(hào)。通過單片機(jī)處理模塊對(duì)二組電脈沖信號(hào)放大、整形、辨向和累加計(jì)數(shù)產(chǎn)生數(shù)字信號(hào)輸出，從而可以得到條紋帶相對(duì)于光電傳感器移動(dòng)的位移量，并可判斷條紋帶相對(duì)于光電傳感器的移動(dòng)方向。再通過信號(hào)分析處理模塊獲得使用者呼吸頻率和幅值的準(zhǔn)確數(shù)值，所述信號(hào)分析處理模塊為智能終端，即具有藍(lán)牙通訊功能的智能手機(jī)或電腦。
[0008]本發(fā)明采用的是光電傳感器，其輸出的結(jié)果只與條紋帶相對(duì)于條紋膜片移動(dòng)時(shí)形成的明暗疊柵光條紋數(shù)有關(guān)，可以很大程度上減少外界環(huán)境的干擾，提高呼吸檢測(cè)的準(zhǔn)確率。同時(shí)本發(fā)明體積小，使用方便，性能穩(wěn)定，抗電磁干擾，可以使用具有調(diào)節(jié)型的插扣式伸縮帶，有利于不同人群使用。
【附圖說明】
[0009]本發(fā)明的裝置可以通過附圖給出的非限定性實(shí)施例進(jìn)一步說明。
[0010]圖1為本發(fā)明提供的一種呼吸檢測(cè)裝置的結(jié)構(gòu)示意圖；
圖2為本發(fā)明殼體內(nèi)伸縮帶的結(jié)構(gòu)示意圖；
圖3為本發(fā)明提供的一種呼吸檢測(cè)裝置的殼體結(jié)構(gòu)示意圖；
圖4為本發(fā)明使用的光電傳感器工作原理示意圖；
圖5為本發(fā)明總體系統(tǒng)設(shè)計(jì)結(jié)構(gòu)框圖；
圖6為本發(fā)明單片機(jī)數(shù)據(jù)采集和處理的流程原理框圖；
圖中:1.伸縮帶，2.固定點(diǎn)，3.殼體，4.連接點(diǎn)，5.條紋帶，6.光電傳感器，6-1.光源發(fā)射器，6-2.光電檢測(cè)器，7.條形孔，8.夾槽，9.電路板，10.有彈性伸縮帶，11.發(fā)光二極管，12.透鏡，13.光敏二極管，14.比較集成電路，15.條紋膜片，16.插扣。
【具體實(shí)施方式】
[0011]以下結(jié)合附圖對(duì)本發(fā)明進(jìn)行詳細(xì)說明:
[0012]在圖1中，一種呼吸檢測(cè)裝置，包括殼體(3)、伸縮帶(I)和所述殼體(3)內(nèi)部安裝的光電傳感器(6);所述伸縮帶⑴穿過殼體(3)，所述伸縮帶⑴中間連接有條紋帶(5)并呈扁平狀；所述條紋帶(5)位于殼體(3)內(nèi)部，穿過光電傳感器(6)正中間；通過拉伸所述伸縮帶(I)，使得條紋帶(5)在光電傳感器(6)中間移動(dòng)；為便于不同人群使用，殼體外部伸縮帶⑴由具有可調(diào)型插扣(16)連接；
[0013]在使用時(shí)，將本實(shí)施例的呼吸檢測(cè)裝置系于使用者的腹部或者胸部。調(diào)整伸縮帶
(I)的松緊度，使得不管使用者呼氣還是吸氣，殼體(3)都能夠貼在使用者的腹部或者胸部。在系于使用者的腹部情況下，當(dāng)使用者吸氣時(shí)，腹腔擴(kuò)張，相當(dāng)于拉伸了伸縮帶(I);當(dāng)使用者吸氣時(shí)，腹腔收縮，之前被拉伸的伸縮帶(I)恢復(fù)原來的狀態(tài)。反之，在系于使用者的胸部情況下，當(dāng)使用者呼吸氣時(shí)，胸腔起伏動(dòng)作與腹腔相反。由于本裝置的結(jié)構(gòu)，在使用者呼吸之間，伸縮帶(I)必然會(huì)帶動(dòng)條紋帶(5)作周期性的往復(fù)運(yùn)動(dòng)，導(dǎo)致穿過所述光電傳感器出)中的產(chǎn)生的明暗疊柵光條紋數(shù)發(fā)生變化。
[0014]在圖1所示實(shí)施例中，位于所述殼體(3)內(nèi)部、所述有彈性伸縮帶(10)通過固定點(diǎn)(2)與殼體(3)固定連接，而其余部分的伸縮帶(I)不具有彈性或彈性較小。從而在使用的時(shí)候，當(dāng)腹部或者胸部隨著呼吸而起伏時(shí)，由于腹部或者胸部產(chǎn)生的拉伸作用，使伸縮帶(I)也產(chǎn)生水平方向的拉伸力，使得與伸縮帶(I)和有彈性伸縮帶(10)相連接的條紋帶(5)會(huì)水平方向往復(fù)運(yùn)動(dòng)。在系于使用者的腹部情況下，當(dāng)吸氣時(shí)，由于腹部會(huì)向外擴(kuò)張，從而使伸縮帶(I)向右拉伸，所述條紋帶(5)會(huì)水平向右移動(dòng)，直到達(dá)到吸氣時(shí)腹部擴(kuò)大的最大值。當(dāng)呼氣的時(shí)候，由于腹部的收縮使所述有彈性伸縮帶(10)的彈力作用下，伸縮帶(I)水平向左收縮，所述條紋帶(5)會(huì)水平向左移動(dòng)，直到達(dá)到呼氣時(shí)腹部收縮的最小值。在上述過程中，所述條紋帶(5)往復(fù)運(yùn)動(dòng)一次表征了呼吸一次，所述條紋帶(5)往復(fù)運(yùn)動(dòng)的位移量表征了呼吸的強(qiáng)弱，所述條紋帶(5)往復(fù)運(yùn)動(dòng)的周期時(shí)間表征了呼吸一次所需時(shí)間。反之，在系于使用者的胸部情況下，當(dāng)使用者呼吸氣時(shí)，胸腔起伏動(dòng)作與腹腔相反。
[0015]參見圖2和圖3，為了增加所述條紋帶(5)與光電傳感器(6)之間發(fā)生相對(duì)運(yùn)動(dòng)的位移幅度，所述伸縮帶(I)通過固定點(diǎn)(2)與殼體(3)固定連接，使得在所述殼體(3)內(nèi)部的伸縮帶分成三部分，第一部分為有彈性伸縮帶(10)，第二部分為條紋帶(5)，第三部分為無彈性伸縮帶(I)。所述有彈性伸縮帶(10)和無彈性伸縮帶(I)分別在條紋帶(5) 二端，通過連接點(diǎn)(4)連接在一起。
[0016]進(jìn)一步，為了防止條紋帶(5)在進(jìn)行水平方向移動(dòng)的時(shí)候，受到垂直方向移動(dòng)干擾；所述殼體(3)內(nèi)的有彈性伸縮帶(10)和無彈性伸縮帶(I)分別用夾槽(8)上下卡住并保持一定的間隙，保證伸縮帶能順利水平方向拉伸。殼體(3)的一端與有彈性伸縮帶(10)固定并封閉；一端開有條形孔(7)，使得殼體(3)外部的伸縮帶⑴只可以單向拉伸。
[0017]在圖4所示實(shí)施例中，所述的光電傳感器(6)包括光源發(fā)射器(6-1)和光電檢測(cè)器(6-2)，二者正對(duì)并保持一定距離，條紋帶(5)從中間穿過，所述光源發(fā)射器(6-1)包括發(fā)光二極管(11)和透鏡(12)，所述發(fā)光二極管(11)位于透鏡(12)前方；所述透鏡(12)的作用在于，使發(fā)光二極管(11)發(fā)出的單一光