● 摘要
临床上的肺功能测试仪器具有精度高，体积大，功耗高的特点，在获取肺功能参数方面有直接法和间接法两大类方法，本装置采用直接法来获取肺功能参数值，并创新性地采用电容式肺功能传感器作为肺功能信号的获取手段。本文根据测试装置提供的肺功能信号的特点，采用针对性的方法进行相应的数据采集和信号处理，整个装置具有体积小、功耗低、参数设置丰富、精度较高等优点。本文研究内容主要包括：
（1）确定检测方案：通过对国内外不同的肺功能参数测试方法获得的信号进行对比分析，总结得出电容式肺功能信号的特点，确定需要显示的肺功能参数，及相应的精度指标，并根据信号的特点和幅值相值选择小波滤波法作为数字滤波的方法。
（2）硬件装置设计：鉴于肺功能参数算法的复杂性，本文采用DSP进行参数解算，并使用CPLD作为外设模块的接口，同时选择高精度A/D来进行呼吸信号的实时采集，为满足系统体积小、重量轻的要求，将电路板设计为80mm×80mm,，并采用四层板设计，能够降低干扰，提高测试精度。
（3）肺功能参数算法解算及软件设计：肺功能参数可分为流量类、容量类和时间类三大类，共21个参数，设计上位机程序，丰富了肺功能参数检测系统测试界面，设计肺活量监控程序和数据库，实现了个人肺功能状况的长期监测和分析。
（4）系统实验和精度分析：将硬件电路和装置输出的肺功能参数分别以实验的方式进行误差测试，其中硬件电路部分主要是对A/D的测量精度进行实验及误差分析；肺功能参数测试实验主要包括对肺活量和呼吸频率的相对精度及稳定性实验，测试结果证明该装置的稳定性良好，精度相对较高。