ПОРТАТИВНЫЙ РУЧНОЙ ЭЛЕКТРОННЫЙ СПИРОМЕТР

1. Портативный ручной электронный спирометр (1) для оценки параметров функции легких, содержащий:
(a) трубчатый мундштук (2) с
ближним отверстием (3) для вставки в рот пользователя,
дальним отверстием (4),
2
2
основным каналом (5) для текучей среды, проходящим между ближним отверстием (3) и дальним отверстием (4) и имеющим площадь () поперечного сечения в диапазоне от приблизительно 200 мм до приблизительно 1400 мм,
первым боковым отверстием (6),
вторым боковым отверстием (7), расположенным по длине на расстоянии от первого бокового отверстия (6), и
ограничителем потока в виде перфорированного диска (8), размещенного с поперечной ориентацией в основном канале (5) для текучей среды между первым и вторым боковыми отверстиями (6 и 7); и
(b) основной корпус (9) с
первым отверстием (10) для текучей среды, выполненным с возможностью соединения с первым боковым отверстием (6) мундштука (2),
вторым отверстием (11) для текучей среды, выполненным с возможностью соединения со вторым боковым отверстием (7) мундштука (2),
2
2
обводным каналом (12) для текучей среды, проходящим между первым и вторым отверстиями (10 и 11) для текучей среды и имеющим площадь () поперечного сечения в диапазоне от приблизительно 1 мм до приблизительно 16 мм,
тепловым датчиком (13) расхода текучей среды на основе технологии микроэлектромеханических систем (МЭМС), размещенным в обводном канале (12) для текучей среды для генерирования сигнала в ответ на расход текучей среды в обводном канале (12) для текучей среды,
микроконтроллером (14), соединенным с датчиком (13) расхода текучей среды для расчета расхода текучей среды на основании сигнала, сгенерированного датчиком (13) расхода, и
средством связи для обмена данными, относящимися к расходу текучей среды, которые сгенерированы микроконтроллером (14) спирометра (1),
при этом
i) поперечное сечение обводного канала (12) для текучей среды по отношению к поперечному сечению основного канала (5) для текучей среды и
ii) перфорированный диск (8) адаптированы или выполнены таким образом, чтобы сопротивление потоку спирометра (1) не превышало 0,15 кПа/(л/с).
2. Спирометр (1) по п. 1, в котором
i) поперечное сечение обводного канала (12) для текучей среды по отношению к поперечному сечению основного канала (5) для текучей среды, и
ii) перфорированный диск (8) адаптированы или выполнены таким образом, чтобы обеспечивать расход текучей среды в обводном канале (12) для текучей среды, который составляет от приблизительно 1:2,5 до приблизительно 1:200 от расхода текучей среды в основном канале (5) для текучей среды; и/или таким образом, чтобы обеспечивать расход текучей среды в обводном канале (12) для текучей среды, который находится в диапазоне от приблизительно 0,3 стандартных литров в минуту (SLM) до приблизительно 350 литров в минуту (SLM).
3. Спирометр (1) по п. 1 или 2, при этом спирометр (1) имеет сопротивление потоку в диапазоне от приблизительно 0,01 кПа/(л/с) до приблизительно 0,14 кПа/(л/с) при любом расходе текучей среды в диапазоне от более чем 0 SLM до приблизительно 840 SLM.
2
2
2
2
4. Спирометр (1) по любому из пп. 1-3, в котором площадь () поперечного сечения основного канала (5) для текучей среды находится в диапазоне от приблизительно 250 мм до приблизительно 1300 мм; и/или в котором площадь () поперечного сечения обводного канала (12) для текучей среды находится в диапазоне от приблизительно 1 мм до приблизительно 9 мм.
5. Спирометр (1) по любому из пп. 1-4, в котором отношение площади () поперечного сечения основного канала (5) для текучей среды к площади () поперечного сечения обводного канала (12) для текучей среды находится в диапазоне от приблизительно 100 до приблизительно 800.
6. Спирометр (1) по п. 5, в котором
перфорированный диск (8) имеет от приблизительно 15 до приблизительно 100 перфорационных отверстий (8.1), и/или
при этом общая площадь всех перфорационных отверстий (8.1) составляет от приблизительно 26% до приблизительно 72% от площади поперечного сечения основного канала (5) для текучей среды в месте нахождения перфорированного диска (8), и
при этом перфорационные отверстия (8.1), при необходимости, являются круглыми или по существу круглыми, эллиптическими или многоугольными.
2
2
2
2
7. Спирометр (1) по любому из предыдущих пунктов, в котором площадь () поперечного сечения основного канала (5) для текучей среды находится в диапазоне от приблизительно 530 мм до приблизительно 760 мм; при этом площадь () поперечного сечения обводного канала (12) для текучей среды находится в диапазоне от приблизительно 1 мм до приблизительно 4 мм; и при этом дополнительно перфорированный диск (8) имеет от приблизительно 30 до приблизительно 60 перфорационных отверстий (8.1) с круглой, или по существу круглой, или правильной многоугольной формой и общую площадь всех перфорационных отверстий (8.1) от приблизительно 30% до приблизительно 50% от площади поперечного сечения основного канала (5) для текучей среды в месте нахождения перфорированного диска (8).
8. Спирометр (1) по любому из предыдущих пунктов, в котором обводной канал (12) для текучей среды имеет прямоугольное или по существу прямоугольное поперечное сечение.
9. Спирометр (1) по любому из предыдущих пунктов, в котором тепловой МЭМС-датчик (13) расхода текучей среды расположен по центру на одной из поперечных осей обводного канала (12) для текучей среды, которая перпендикулярна одной из продольных осей обводного канала (12) для текучей среды.
10. Спирометр (1) по любому из предыдущих пунктов, в котором тепловой МЭМС-датчик (13) расхода текучей среды представляет собой двунаправленный монолитный датчик (13.1, 13.2) расхода на основе комплементарной структуры типа «металл-оксид-полупроводник» (КМОП), содержащий сенсорный чип, причем чип содержит капсулированный пузырек газа, микронагреватель в виде нагревательного стержня, содержащего множество динамически регулируемых терморезисторов для нагрева пузырька газа, первое множество термобатарей, расположенных рядами и расположенных на первой стороне пузырька газа, и второе множество термобатарей, расположенных рядами и расположенных на второй стороне пузырька газа, противоположной первой стороне.
11. Спирометр (1) по любому из предыдущих пунктов, дополнительно содержащий датчик (15) ускорения, отличный от теплового МЭМС-датчика (13, 13.1, 13.2) расхода текучей среды.
12. Спирометр (1) по любому из предыдущих пунктов, дополнительно содержащий гироскоп (29), отличный от теплового МЭМС-датчика (13, 13.1, 13.2) расхода текучей среды и датчика (15, 15.1) ускорения.
13. Спирометр (1) по любому из предыдущих пунктов, дополнительно содержащий один или более из следующих датчиков:
(a) датчик (16) частоты пульса,
(b) датчик (17) уровня насыщения крови кислородом,
(c) датчик (18) температуры для измерения температуры окружающей среды,
(d) датчик (19) атмосферного давления,
(e) датчик (20) влажности;
при этом каждый из указанных одного или более датчиков (16-20) прямо или опосредованно соединен с микроконтроллером (14) таким образом, что микроконтроллер (14) выполнен с возможностью приема сигнала от каждого из указанных одного или более датчиков.
14. Способ измерения связанного с функцией легких параметра состояния здоровья человека, причем способ включает этап, на котором человек выполняет дыхательный маневр посредством спирометра (1) по любому из пп. 1-13.
15. Система или набор, содержащая или содержащий:
портативный ручной электронный спирометр (1) по любому из пп. 1-13 и
3
2
2
первое устройство измерения качества воздуха, содержащее средства связи, выполненные с возможностью обмена данными с портативным ручным электронным спирометром (1) и/или отдельным вычислительным блоком, и оборудованное одним или более датчиками качества воздуха, предпочтительно выбранными из группы, состоящей из следующих датчиков: датчиков влажности, датчиков температуры, датчиков атмосферного давления, МОП-датчиков газа (датчиков газа со структурой типа «металл-оксид-полупроводник»), датчиков аэрозольных частиц, датчиков пыльцы, датчиков озона (O), датчиков диоксида азота (NO), датчиков диоксида серы (SO), датчиков монооксида углерода (CO) и датчиков другого типа для определения качества воздуха в месте расположения первого устройства измерения качества воздуха, и, при необходимости,
отдельный вычислительный блок, выполненный с возможностью сбора и анализа по меньшей мере данных, полученных от спирометра (1) по пп. 2-15 и первого устройства измерения качества воздуха.