ПОРТАТИВНЫЙ СПИРОМЕТР

1. Портативный электронный спирометр (1), содержащий:
(a) трубчатый мундштук (2) с
- проксимальным отверстием (3) для вставки в рот пользователя,
- дистальным отверстием (4),
- основным каналом (5) для текучей среды, проходящим между проксимальным отверстием (3) и дистальным отверстием (4),
- первым боковым отверстием (6),
- вторым боковым отверстием (7), расположенным по длине на расстоянии от первого бокового отверстия (6), и
- ограничителем (8) потока, размещенным в основном канале (5) для текучей среды между первым и вторым боковыми отверстиями (6 и 7); и
(b) основную часть (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),
- обводным каналом (12) для текучей среды, проходящий между первым и вторым отверстиями (10 и 11) для текучей среды,
- тепловым датчиком (13) расхода на основе микроэлектромеханических систем (МЭМС), размещенным в обводном канале (12) для текучей среды для генерирования сигнала в связи с расходом текучей среды в обводном канале (12) для текучей среды, и
- микроконтроллером (14), соединенным с датчиком (13) расхода текучей среды для расчета расхода текучей среды на основании сигнала, генерируемого датчиком (13) расхода.
2. Спирометр по п. 1, также содержащий средства связи для обмена данными, связанными с расходом текучей среды и генерируемыми спирометром (1), предпочтительно микроконтроллером (14) спирометра (1).
3. Спирометр (1) по п. 1 или 2, в котором ограничитель (8) потока имеет гидравлическое сопротивление в диапазоне от приблизительно 0,01 кПа/(л/с) до приблизительно 0,2 кПа/(л/с), предпочтительно от приблизительно 0,01 кПа/(л/с) до приблизительно 0,15 кПа/(л/с), а более предпочтительно от приблизительно 0,01 кПа/(л/с) до приблизительно 0,1 кПа/(л/с) при расходе текучей среды от 60 нл/мин до 900 нл/мин.
4. Спирометр (1) по любому из пп. 1-3, в котором ограничитель (8) потока адаптирован или выполнен таким образом, что он обеспечивает расход текучей среды в обводном канале (12) для текучей среды от приблизительно 1:10 до приблизительно 1:200 от расхода текучей среды в основном канале (5) для текучей среды.
5. Спирометр (1) по любому из предыдущих пунктов, в котором ограничитель (8) потока представляет собой перфорированный диск (8.1), имеющий поперечную ориентацию по отношению к основному каналу (5) для текучей среды.
6. Спирометр (1) по п. 5, в котором
- перфорированный диск (8.1) имеет от приблизительно 1 до приблизительно 100 перфорационных отверстий (8.2) или от приблизительно 2 до приблизительно 100 перфорационных отверстий, или от приблизительно 4 до приблизительно 100 перфорационных отверстий (8.2), или от приблизительно 15 до приблизительно 100 перфорационных отверстий (8.2), и/или
- причем общая площадь всех перфорационных отверстий (8.2) составляет от приблизительно 26% до приблизительно 96% или от приблизительно 39% до приблизительно 96%, или от приблизительно 26% до приблизительно 72% от площади поперечного сечения основного канала (5) для текучей среды в месте нахождения перфорированного диска (8.1), и
- перфорационные отверстия (8.2) имеют, при необходимости, круглую, овальную или многоугольную форму, или форму секторов круга или овала, или неправильную форму.
7. Спирометр (1) по любому из предыдущих пунктов, в котором расстояние между ограничителем (8) потока и первым боковым отверстием (6) вдоль продольной оси основного канала (5) для текучей среды составляет от приблизительно 5 мм до приблизительно 15 мм, предпочтительно от приблизительно 8 мм до приблизительно 12 мм; а расстояние между ограничителем (8) потока и вторым боковым отверстием (7) составляет от приблизительно 25 мм до приблизительно 45 мм, предпочтительно от приблизительно 30 мм до приблизительно 40 мм.
8. Спирометр (1) по любому из предыдущих пунктов, в котором тепловой датчик (13) расхода на основе микроэлектромеханических систем (МЭМС) представляет собой двунаправленный датчик (13.1) расхода.
9. Спирометр (1) по любому из предыдущих пунктов, в котором тепловой датчик (13) расхода на основе микроэлектромеханических систем (МЭМС) представляет собой монолитный КМОП-датчик (13.2) расхода, содержащий чувствительный элемент, имеющий капсулированный пузырек газа, микронагреватель для нагрева пузырька газа, первое множество термоэлементов, расположенных на первой стороне пузырька газа, и второе множество термоэлементов, расположенных на второй стороне пузырька газа, противоположной первой стороне.
10. Спирометр (1) по любому из предыдущих пунктов, также содержащий датчик (15) ускорения, отличный от теплового датчика (13, 13.1, 13.2) расхода на основе микроэлектромеханических систем (МЭМС).
11. Спирометр (1) по п. 10, в котором датчик (15) ускорения представляет собой трехосевой датчик (15.1) с чувствительностью (So) по меньшей мере 973 счетных единиц на грамм (counts/g) (5% для каждой из этих трех осей.
12. Спирометр (1) по п. 11, в котором микроконтроллер (14) запрограммирован рассчитывать скорректированный расход текучей среды на основании сигнала, генерируемого датчиком расхода (13, 13.1, 13.2), и сигнала, генерируемого датчиком (15, 15.1) ускорения.
13. Спирометр (1) по любому из предыдущих пунктов, также содержащий один или более из следующих датчиков:
датчик (16) частоты пульса,
датчик (17) уровня насыщения крови кислородом,
датчик (18) температуры для измерения температуры окружающей среды,
датчик (19) атмосферного давления,
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) способен принимать сигнал от каждого из указанных одного или более датчиков.
14. Спирометр (1) по любому из предыдущих пунктов, также содержащий средства беспроводной связи, а предпочтительно средства (21) радиосвязи.
15. Спирометр (1) по любому из предыдущих пунктов, в котором среднее потребление энергии устройства во время его работы в целом составляет не более приблизительно 90 мА, а предпочтительно не более приблизительно 50 мА.
16. Способ измерения параметра состояния здоровья человека, выбранного из следующих параметров:
(a) форсированная жизненная емкость легких,
(b) объем форсированного выдоха,
(c) пиковая объемная скорость выдоха,
(d) объемная скорость форсированного выдоха (FEF),
(e) максимальная вентиляция легких (MVV),
(f) средняя скорость выдоха,
(g) медленная жизненная емкость легких (SVC),
(h) функциональная остаточная емкость легких (FRC),
(i) резервный объем выдоха (ERV),
(j) максимальная скорость выдоха,
(k) объем форсированного вдоха (FIV),
(l) форсированная жизненная емкость легких при вдохе (FIVC),
(m) пиковая скорость вдоха (PIF),
или их любое сочетание, при этом указанный способ включает этап, согласно которому испытуемый человек выполняет дыхательный маневр с использованием спирометра (1) по любому из пп. 1-15.
17. Система, содержащая:
- портативный электронный спирометр (1) по любому из пп. 2-15 и
- первое измерительное устройство для определения качества воздуха, содержащее средства связи, выполненные с возможностью обмена данными с портативным электронным спирометром (1) и/или отдельным вычислительным блоком, и оборудованные одним или более датчиками качества воздуха, предпочтительно выбранными из группы, образованной из следующих датчиков: датчики влажности, датчики температуры, датчики атмосферного давления, МОП-датчики газа (датчики газа со структурой типа металл-оксид-полупроводник), датчики аэрозольных частиц, датчики пыльцы, датчики озона (O3), датчики диоксида азота (NO2), датчики диоксида серы (SO2) и датчики монооксида углерода (CO) для определения качества воздуха в месте расположения первого измерительного устройства для определения 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 измерительного устройства для определения качества воздуха.
18. Система по п. 17, в которой первое измерительное устройство для определения качества воздуха дополнительно выполняет функцию зарядной станции по меньшей мере для портативного электронного спирометра (1), а предпочтительно зарядной станции с поддержкой технологии связи в ближнем поле (NFC).
19. Система по п. 17 или 18, в которой первое измерительное устройство для определения качества воздуха содержит средства беспроводной связи, а предпочтительно средства связи с поддержкой технологии связи «Bluetooth».
3
2
2
20. Система по любому из пп. 17-19, также содержащая второе измерительное устройство для определения качества воздуха, выполненное с возможностью обмена данными с портативным электронным спирометром (1) и/или отдельным вычислительным блоком и оборудованное одним или более датчиками качества воздуха, предпочтительно выбранными из группы, образованной из следующих датчиков: датчики влажности, датчики температуры, датчики атмосферного давления, МОП-датчики газа (датчики газа со структурой типа металл-оксид-полупроводник), датчики аэрозольных частиц, датчики пыльцы, датчики озона (O), датчики диоксида азота (NO), датчики диоксида серы (SO) и датчики монооксида углерода (CO) для определения качества воздуха в месте расположения второго измерительного устройства для определения качества воздуха.
21. Система по п. 20, в которой отдельный вычислительный блок также выполнен с возможностью сбора и анализа данных, полученных от второго измерительного устройства для определения качества воздуха.
22. Система по любому из пп. 17-21, в которой отдельный вычислительный блок также выполнен с возможностью обеспечения для географического положения по меньшей мере данных о качестве воздуха, полученных от первого измерительного устройства для определения качества воздуха, а при необходимости и данных о качестве воздуха, полученных от второго измерительного устройства для определения качества воздуха.
23. Способ по п. 16, согласно которому указанные один или более параметров состояния здоровья, полученные спирометром (1) по пп. 1-15, увязывают с данными о качестве воздуха, а при необходимости и с данными о географическом положении, извлеченными из системы по любому из пп. 17-22.
24. Способ измерения одного или более параметров состояния здоровья человека, выбранных из следующих параметров:
a) форсированная жизненная емкость легких (FVC),
b) объем форсированного выдоха (FEV),
c) пиковая объемная скорость выдоха (PEF),
d) объемная скорость форсированного выдоха (FEF),
e) максимальная вентиляция легких (MVV),
f) средняя скорость выдоха,
g) медленная жизненная емкость легких (SVC),
h) функциональная остаточная емкость легких (FRC),
i) резервный объем выдоха (ERV),
j) максимальная скорость выдоха,
k) объем форсированного вдоха (FIV),
l) форсированная жизненная емкость легких при вдохе (FIVC),
m) пиковая скорость вдоха (PIF),
или их любого сочетания, при этом указанный способ включает этап, согласно которому испытуемый человек выполняет дыхательный маневр с использованием спирометра (1) по любому из пп. 1-15;
причем указанные один или более параметров состояния здоровья увязывают с данными о качестве воздуха, а при необходимости и с данными о географическом положении, извлеченными из системы по любому из пп. 17-22.