本發(fā)明涉及線性度測(cè)試，尤其涉及一種肺量計(jì)線性度測(cè)試系統(tǒng)。

背景技術(shù)：

1、線性度測(cè)試專注于評(píng)估和驗(yàn)證儀器測(cè)量的一致性和準(zhǔn)確性，在醫(yī)療設(shè)備中，線性度測(cè)試用于確保設(shè)備在其整個(gè)測(cè)量范圍內(nèi)提供穩(wěn)定且可重復(fù)的結(jié)果，測(cè)試通常包括分析儀器響應(yīng)與實(shí)際物理量之間的比例關(guān)系，確保無論測(cè)試條件如何，設(shè)備輸出都能精確反映被測(cè)量的實(shí)際值，不僅限于醫(yī)療設(shè)備，也廣泛應(yīng)用于各種工業(yè)和科研領(lǐng)域，旨在通過提高測(cè)量工具的準(zhǔn)確性和可靠性來提升整體操作效率和產(chǎn)品質(zhì)量。

2、其中，肺量計(jì)線性度測(cè)試系統(tǒng)是專門設(shè)計(jì)用來評(píng)估和校準(zhǔn)肺量計(jì)（一種測(cè)量肺部容積的醫(yī)療儀器）的性能和準(zhǔn)確性的系統(tǒng)，主要用途是確保肺量計(jì)能夠在其操作范圍內(nèi)準(zhǔn)確地測(cè)量肺容量，從而對(duì)患者的肺功能進(jìn)行準(zhǔn)確的診斷。通過對(duì)肺量計(jì)的線性度進(jìn)行測(cè)試，可以識(shí)別和糾正肺量計(jì)的任何偏差或誤差，確保醫(yī)療診斷的準(zhǔn)確性和患者治療的有效性。

3、盡管現(xiàn)有技術(shù)關(guān)注于儀器測(cè)量的一致性和準(zhǔn)確性，但未能充分適應(yīng)快速變化的臨床環(huán)境，特別是在應(yīng)對(duì)快速或慢速呼吸模式的準(zhǔn)確測(cè)量時(shí)。傳統(tǒng)測(cè)試方法往往未能實(shí)時(shí)調(diào)整和優(yōu)化測(cè)試參數(shù)以適應(yīng)環(huán)境和患者狀態(tài)的變化，在臨床緊急情況下導(dǎo)致誤診或診斷延誤。此外，這些方法在面對(duì)環(huán)境變化時(shí)往往缺乏必要的適應(yīng)性，導(dǎo)致在不同操作條件下設(shè)備的性能不穩(wěn)定，進(jìn)而影響診斷的一致性，導(dǎo)致患者治療的不確定性增加，影響肺量計(jì)的整體使用。

技術(shù)實(shí)現(xiàn)思路

1、本發(fā)明的目的是解決現(xiàn)有技術(shù)中存在的缺點(diǎn)，而提出的一種肺量計(jì)線性度測(cè)試系統(tǒng)。

2、為了實(shí)現(xiàn)上述目的，本發(fā)明采用了如下技術(shù)方案：一種肺量計(jì)線性度測(cè)試系統(tǒng)包括：

3、微分壓力測(cè)量模塊確定肺量計(jì)的測(cè)試點(diǎn)，在測(cè)試點(diǎn)安裝微分壓力傳感器，通過測(cè)量測(cè)試點(diǎn)在差異流量下的壓力差，識(shí)別壓力變化，獲取微壓差數(shù)據(jù)集；

4、頻率特性分析模塊根據(jù)所述微壓差數(shù)據(jù)集，進(jìn)行快速傅里葉變換，分析差異頻率下的肺量計(jì)信號(hào)表現(xiàn)，根據(jù)分析結(jié)果，確立肺量計(jì)對(duì)快速和慢速呼吸模式的適應(yīng)性，得到頻率特性指標(biāo)；

5、動(dòng)態(tài)性能測(cè)試模塊基于所述頻率特性指標(biāo)，從快速呼吸模式到慢速呼吸模式，模擬差異呼吸頻率，根據(jù)模擬結(jié)果測(cè)試肺量計(jì)在極端呼吸變化下的線性度表現(xiàn)，生成線性度測(cè)試結(jié)果；

6、綜合測(cè)試模塊根據(jù)所述線性度測(cè)試結(jié)果，分析肺量計(jì)在差異環(huán)境條件下的表現(xiàn)，根據(jù)表現(xiàn)結(jié)果，調(diào)整和細(xì)化測(cè)試參數(shù)，匹配呼吸速度和壓力變化，確保肺量計(jì)的測(cè)量精度和一致性，建立肺量計(jì)線性度綜合測(cè)試結(jié)果。

7、作為本發(fā)明的進(jìn)一步方案，所述微壓差數(shù)據(jù)集的獲取步驟為：

8、選擇安裝微分壓力傳感器的測(cè)試點(diǎn)，依據(jù)流體動(dòng)力特性和環(huán)境條件進(jìn)行篩選，采用公式：

9、；

10、計(jì)算每個(gè)測(cè)試點(diǎn)的靜壓，生成初步靜壓結(jié)果，其中，代表靜壓，代表流體密度，代表重力加速度，代表高度差，是環(huán)境調(diào)整系數(shù)，用于補(bǔ)償環(huán)境影響；

11、根據(jù)所述初步靜壓結(jié)果選擇傳感器，通過公式：

12、；

13、預(yù)測(cè)差異流量下的壓力差，確定傳感器范圍，生成傳感器配置結(jié)果，其中，代表預(yù)期壓力差，和分別代表高流量和低流量下的壓力值，是校正系數(shù)，是敏感度調(diào)整參數(shù)；

14、執(zhí)行微分壓力傳感器的測(cè)試，根據(jù)所述傳感器配置結(jié)果，采用公式：

15、；

16、校驗(yàn)傳感器精度，生成校驗(yàn)測(cè)試結(jié)果；其中，代表流量，代表流量系數(shù)，為測(cè)量得到的壓力差，為流體密度，為流量響應(yīng)調(diào)整因子；

17、收集并分析所述校驗(yàn)測(cè)試結(jié)果，應(yīng)用公式：

18、

19、計(jì)算微壓差數(shù)據(jù)，獲取微壓差數(shù)據(jù)集，其中，和是針對(duì)差異測(cè)試點(diǎn)調(diào)整的敏感度和精度參數(shù)，代表實(shí)際流量，代表參考流量，代表差異測(cè)試點(diǎn)的流量數(shù)據(jù)與參考流量值之間的加權(quán)差異度。

20、作為本發(fā)明的進(jìn)一步方案，所述差異頻率下的肺量計(jì)信號(hào)表現(xiàn)的分析步驟為：

21、根據(jù)所述微壓差數(shù)據(jù)集經(jīng)過篩選和清洗，確定數(shù)據(jù)完整性和適用性，采用公式：

22、

23、其中，是信號(hào)強(qiáng)度值，是直流分量，和是振幅系數(shù)，是基礎(chǔ)角頻率，是時(shí)間，是諧波項(xiàng)的數(shù)量，生成時(shí)間序列信號(hào)數(shù)據(jù)集；

24、基于所述時(shí)間序列信號(hào)數(shù)據(jù)集，應(yīng)用快速傅里葉變換，將數(shù)據(jù)從時(shí)間域轉(zhuǎn)換到頻率域，應(yīng)用公式：

25、

26、其中，是響應(yīng)值，是樣本總數(shù)，是頻率索引，生成頻域數(shù)據(jù)集；

27、根據(jù)所述頻域數(shù)據(jù)集，識(shí)別和標(biāo)注關(guān)鍵頻率組件，利用公式：

28、

29、其中，表示在頻率處的功率譜密度，表示信號(hào)在頻率上的能量分布，標(biāo)記出肺量計(jì)信號(hào)在差異頻率下的表現(xiàn)特點(diǎn)，生成肺量計(jì)頻率分析結(jié)果。

30、作為本發(fā)明的進(jìn)一步方案，所述頻率特性指標(biāo)的獲取步驟為：

31、對(duì)所述肺量計(jì)頻率分析結(jié)果進(jìn)行整合，將關(guān)鍵頻率響應(yīng)特性匯總成圖表，采用公式：

32、

33、其中，表示加權(quán)后的頻率響應(yīng)值，是頻率的權(quán)重系數(shù)，表示重要性，表示分析結(jié)果總數(shù)，生成頻率響應(yīng)概覽圖；

34、根據(jù)所述頻率響應(yīng)概覽圖，評(píng)估肺量計(jì)在快速和慢速呼吸模式下的表現(xiàn)，對(duì)比差異呼吸頻率下的響應(yīng)一致性，應(yīng)用公式：

35、

36、其中，表示快速和慢速呼吸模式之間的適應(yīng)性比例，和分別代表快速和慢速呼吸的關(guān)鍵頻率，確定肺量計(jì)的適應(yīng)性和表現(xiàn)，生成肺量計(jì)的適應(yīng)性評(píng)估結(jié)果；

37、根據(jù)所述適應(yīng)性評(píng)估結(jié)果中提取和定義肺量計(jì)的關(guān)鍵頻率特性指標(biāo)，揭示肺量計(jì)在差異呼吸模式下的性能，使用公式：

38、

39、其中，表示頻率特性指標(biāo)集合，是單個(gè)指標(biāo)，是對(duì)應(yīng)的適應(yīng)性評(píng)估結(jié)果，threshold是指標(biāo)提取閾值函數(shù)，用于確定顯著的性能特征，生成頻率特性指標(biāo)。

40、作為本發(fā)明的進(jìn)一步方案，所述差異呼吸頻率的模擬步驟為：

41、從所述頻率特性指標(biāo)中提取快速和慢速呼吸模式的頻率指標(biāo)，計(jì)算平均頻率，應(yīng)用公式：

42、

43、其中，表示基準(zhǔn)頻率值，表示快速和慢速模式的頻率，為對(duì)應(yīng)的權(quán)重因子，表示對(duì)應(yīng)模式的出現(xiàn)頻率，生成基準(zhǔn)頻率。

44、根據(jù)所述基準(zhǔn)頻率，設(shè)定模擬器參數(shù)反映從快速到慢速的頻率變化，使用周期調(diào)節(jié)函數(shù)調(diào)整頻率：

45、

46、其中，是最大周期時(shí)間，為相位調(diào)整參數(shù)，生成模擬周期調(diào)節(jié)方案；

47、利用所述模擬周期調(diào)節(jié)方案，模擬從快速到慢速的呼吸周期，通過公式：

48、

49、進(jìn)行數(shù)據(jù)采集，其中，是模擬呼吸體積數(shù)值，是最大呼吸體積，是衰減系數(shù)，是時(shí)間，模擬呼吸過程中體積的自然衰減，生成模擬呼吸數(shù)據(jù)。

50、作為本發(fā)明的進(jìn)一步方案，所述線性度測(cè)試結(jié)果的獲取步驟為：

51、根據(jù)所述模擬呼吸數(shù)據(jù)，調(diào)整肺量計(jì)的測(cè)試參數(shù)，捕捉從最快到最慢的呼吸頻率的每一個(gè)變化點(diǎn)，使用公式：

52、

53、其中，是基于肺量計(jì)測(cè)試需求計(jì)算得出的平均頻率值，是預(yù)期頻率變化范圍，是時(shí)間常數(shù)，調(diào)整響應(yīng)的速率，是調(diào)整常數(shù)，用于調(diào)整肺量計(jì)的頻率響應(yīng)靈敏度，得到調(diào)整參數(shù)；

54、根據(jù)所述調(diào)整參數(shù)，進(jìn)行實(shí)際的數(shù)據(jù)采集，記錄對(duì)模擬呼吸波形的反應(yīng)，使用公式：

55、

56、計(jì)算線性度，其中，線性度百分比，反映肺量計(jì)的性能準(zhǔn)確性，是肺量計(jì)實(shí)際記錄的呼吸體積，是模擬數(shù)據(jù)中預(yù)期的呼吸體積，得到測(cè)試數(shù)據(jù)；

57、對(duì)所述測(cè)試數(shù)據(jù)進(jìn)行匯總，分析肺量計(jì)在差異呼吸頻率下的性能表現(xiàn)，揭示肺量計(jì)在極端條件下的適應(yīng)性和準(zhǔn)確性，生成線性度測(cè)試結(jié)果。

58、作為本發(fā)明的進(jìn)一步方案，所述肺量計(jì)在差異環(huán)境條件下的表現(xiàn)的分析步驟為：

59、整合所述線性度測(cè)試結(jié)果中獲得的所有數(shù)據(jù)，綜合評(píng)價(jià)肺量計(jì)在差異測(cè)試環(huán)境中的性能，使用公式：

60、

61、計(jì)算環(huán)境性能得分，其中，是加權(quán)得分值，是第種環(huán)境下的性能得分，是目標(biāo)環(huán)境的權(quán)重，使用對(duì)數(shù)增強(qiáng)影響差異，是用于增強(qiáng)得分差異的非線性系數(shù)；

62、根據(jù)所述環(huán)境性能得分，采用指數(shù)調(diào)整方法優(yōu)化測(cè)試參數(shù)，匹配差異環(huán)境：

63、

64、其中，是新測(cè)試參數(shù)，是原始測(cè)試參數(shù)，是調(diào)節(jié)靈敏度系數(shù)，用于控制調(diào)整的速率，是目標(biāo)性能得分，得到調(diào)整后參數(shù)集；

65、根據(jù)所述調(diào)整后參數(shù)集，評(píng)估肺量計(jì)在標(biāo)準(zhǔn)化測(cè)試條件下的表現(xiàn)，并建立新的性能基準(zhǔn)：

66、

67、其中，表示性能基準(zhǔn)，是第次測(cè)試的性能結(jié)果，表示測(cè)試總次數(shù)，使用平方和平均值的平方根評(píng)估整體性能的一致性，得到性能評(píng)估結(jié)果。

68、作為本發(fā)明的進(jìn)一步方案，所述肺量計(jì)線性度綜合測(cè)試結(jié)果的獲取步驟為：

69、基于所述性能評(píng)估結(jié)果，細(xì)化肺量計(jì)的測(cè)試參數(shù)，匹配差異的呼吸速度和壓力變化：

70、

71、其中，表示預(yù)期在特定呼吸條件下的理論值，表示實(shí)際測(cè)量值，用于與預(yù)期值對(duì)比，確保參數(shù)調(diào)整能夠最大限度減小誤差，是調(diào)整因子，用于優(yōu)化匹配效果，規(guī)避除零錯(cuò)誤，輸出精細(xì)化參數(shù)；

72、根據(jù)所述精細(xì)化參數(shù)，在實(shí)際的測(cè)試環(huán)境中驗(yàn)證調(diào)整效果，確保肺量計(jì)在變化的呼吸條件下保持高精度和一致性，得到驗(yàn)證數(shù)據(jù)；

73、根據(jù)所述驗(yàn)證數(shù)據(jù)，重新評(píng)估肺量計(jì)的性能，生成肺量計(jì)線性度綜合測(cè)試結(jié)果：

74、

75、其中，是測(cè)試次數(shù)，表示肺量計(jì)在所有測(cè)試條件下的平均性能指數(shù)，以百分比形式表示，表示第次測(cè)試的性能結(jié)果，表示性能基準(zhǔn)。

76、與現(xiàn)有技術(shù)相比，本發(fā)明的優(yōu)點(diǎn)和積極效果在于：

77、本發(fā)明中，通過測(cè)量肺量計(jì)在多種流量下的壓力差異，并對(duì)數(shù)據(jù)應(yīng)用快速傅里葉變換，實(shí)現(xiàn)對(duì)肺量計(jì)性能的深度分析，允許系統(tǒng)準(zhǔn)確評(píng)估肺量計(jì)在極端呼吸頻率下的表現(xiàn)，如快速或慢速呼吸模式，同時(shí)通過模擬各種呼吸頻率進(jìn)行動(dòng)態(tài)性能測(cè)試，可以有效識(shí)別和糾正肺量計(jì)的偏差，確保其測(cè)試結(jié)果的可重復(fù)性和穩(wěn)定性，此外根據(jù)在各種環(huán)境條件下的表現(xiàn)來調(diào)整測(cè)試參數(shù)，進(jìn)行綜合性能測(cè)試與參數(shù)優(yōu)化，進(jìn)一步提高肺量計(jì)的線性度測(cè)試的準(zhǔn)確度和可靠性，確保醫(yī)療診斷的精準(zhǔn)性。