基于单片机的常规肺活量SVC简单计算

常规肺活量 SVC（Slow Vital Capacity）是指尽力吸气后缓慢而又完全呼出的最大气量。

成年男性的肺活量通常在 3500-4000ml 之间，成年女性的肺活量通常在 2500-3000ml 之间。

单片机一般通过外接流量传感器，使用ADC高速采集的方式来获取当前流速数据。

肺活量吹气检查流程大致为 : 呼气 --> 吸气 --> 呼气 --> 深吸气到头 --> 深呼气到头 --> 深吸气 --> 深呼气 --> 深吸气 --> 深呼气。。。

#define nFLOW_SAMPLE (10)//ms #define qAbs(x) (((x) > 0.0f) ? (x) : -(x)) #define qFuzzyIsNull(x) (qAbs(x) <= 0.00001f) #define qMax(x,y) ((x) > (y) ? (x) : (y)) #define qMin(x,y) ((x) < (y) ? (x) : (y)) #define STAGE_MAX_SIZE (1000) static float vecdStage_1[STAGE_MAX_SIZE] = {0}; static float vecdStage_2[STAGE_MAX_SIZE] = {0}; static float vecdStage_3[STAGE_MAX_SIZE] = {0}; static float vecdStage_4[STAGE_MAX_SIZE] = {0}; //SVC(slow VC)常规肺活量指标 typedef struct { int bIsIntact; // 源头数据完整性 float dVT; // 潮气量 静息呼吸时每次吸入或呼出的气体容积 float dIRV; // 补吸气量 平静吸气末用力吸气所能吸入的最大气容积 float dERV; // 补呼气量 平静呼气末用力呼气所能呼出的最大气容积 float dIC; // 深吸气量 平静呼气末用力吸气所能吸入的最大气容积 IC = VT + IRV float dVC; // 慢肺活量 尽力深吸气后作深慢呼气所能呼出的最大气容积 VC = IC + ERV float dDvVC; // 肺活量差值（3次中的最大差值） }LungVolExamParam; /** 过零点位置如下: 呼气 --> (1)吸气 --> (2)呼气 --> (3)深吸气到头 --> (4)深呼气到头 --> (5)深吸气 --> (6)深呼气 --> (7) 深吸气 --> (8) 深呼气 (9) */ LungVolExamParam __calc_svc_test(float*dFlowData,int nSumCnt) { LungVolExamParam tLungVolExamParam = {0}; tLungVolExamParam.bIsIntact = true; int vecdStage_1_count = 0; int vecdStage_2_count = 0; int vecdStage_3_count = 0; int vecdStage_4_count = 0; //流速零点 int nZeroPoint = 0; //开始引索 int nStartIdx = 0; float dMaxVal, dMinVal; float dTmpCapatity = 0; float dTmpVC_1, dTmpVC_2, dTmpVC_3; int real_start_idx = 1; //分段 for (int i = real_start_idx; i < nSumCnt; i++) { //两点间经过零点 if (dFlowData[i - 1] * dFlowData[i] <= 0 && !qFuzzyIsNull(dFlowData[i])) nZeroPoint++; if(i == nSumCnt - 1) nZeroPoint++; //第一段数据采集 if (3 == nZeroPoint && !vecdStage_1_count) { memcpy(vecdStage_1,dFlowData + nStartIdx,(i - nStartIdx) * sizeof(float)); vecdStage_1_count = i - nStartIdx; nStartIdx = i; } //第二段数据采集 else if (5 == nZeroPoint && !vecdStage_2_count) { memcpy(vecdStage_2,dFlowData + nStartIdx,(i - nStartIdx) * sizeof(float)); vecdStage_2_count = i - nStartIdx; nStartIdx = i; } //第三段数据采集 else if (7 == nZeroPoint && !vecdStage_3_count) { memcpy(vecdStage_3,dFlowData + nStartIdx,(i - nStartIdx) * sizeof(float)); vecdStage_3_count = i - nStartIdx; nStartIdx = i; } //第四段数据采集 else if (9 == nZeroPoint && !vecdStage_4_count) { memcpy(vecdStage_4,dFlowData + nStartIdx,(i - nStartIdx) * sizeof(float)); vecdStage_4_count = i - nStartIdx; //算上最后一个数据 nStartIdx = i + 1; } //达到8后的第一个零点 if(8 == nZeroPoint && dFlowData[i - 1] * dFlowData[i] <= 0 && !qFuzzyIsNull(dFlowData[i - 1])) nZeroPoint++; } //验证分段数据完整性 if(!(vecdStage_1_count > 0 && vecdStage_2_count > 0 && vecdStage_3_count > 0 && vecdStage_4_count > 0)) tLungVolExamParam.bIsIntact = false; //第一段数据计算 dMaxVal = dMinVal = dTmpCapatity; for (int i = 0; i < vecdStage_1_count; i++) { //流速为L/min,累计流量为当前流速乘以时间 dTmpCapatity += vecdStage_1[i] * (nFLOW_SAMPLE / 1000.0 / 60.0); if (dMaxVal < dTmpCapatity) dMaxVal = dTmpCapatity; if (dMinVal > dTmpCapatity) dMinVal = dTmpCapatity; } //潮气量 tLungVolExamParam.dVT = dMaxVal - dMinVal; //第二段数据计算 dMaxVal = dMinVal = dTmpCapatity; float dTmpVal = dTmpCapatity; // 记录阶段开始时的气容量 for (int i = 0; i < vecdStage_2_count; i++) { //流速为L/min,累计流量为当前流速乘以时间 dTmpCapatity += vecdStage_2[i] * (nFLOW_SAMPLE / 1000.0 / 60); if (dMaxVal < dTmpCapatity) dMaxVal = dTmpCapatity; if (dMinVal > dTmpCapatity) dMinVal = dTmpCapatity; } // 深吸气量 tLungVolExamParam.dIC = dTmpVal - dMinVal; tLungVolExamParam.dIRV = tLungVolExamParam.dIC - dTmpVal; // 补吸气量 tLungVolExamParam.dERV = dMaxVal - dTmpVal; // 补呼气量 dTmpVC_1 = dMaxVal - dMinVal; // 第一轮的肺活量 //第三段数据计算 dMaxVal = dMinVal = dTmpCapatity; for (int i = 0; i < vecdStage_3_count; i++) { //流速为L/min,累计流量为当前流速乘以时间 dTmpCapatity += vecdStage_3[i] * (nFLOW_SAMPLE / 1000.0 / 60); if (dMaxVal < dTmpCapatity) dMaxVal = dTmpCapatity; if (dMinVal > dTmpCapatity) dMinVal = dTmpCapatity; } dTmpVC_2 = dMaxVal - dMinVal; // 第二轮的肺活量 //第四段数据计算 dMaxVal = dMinVal = dTmpCapatity; for (int i = 0; i < vecdStage_4_count; i++) { //流速为L/min,累计流量为当前流速乘以时间 dTmpCapatity += vecdStage_4[i] * (nFLOW_SAMPLE / 1000.0 / 60); if (dMaxVal < dTmpCapatity) dMaxVal = dTmpCapatity; if (dMinVal > dTmpCapatity) dMinVal = dTmpCapatity; } dTmpVC_3 = dMaxVal - dMinVal; // 第三轮的肺活量 // 慢肺活量 - 取三次均值 tLungVolExamParam.dVC = (dTmpVC_1 + dTmpVC_2 + dTmpVC_3) / 3; dMaxVal = qMax(dTmpVC_1, dTmpVC_2); dMaxVal = qMax(dMaxVal, dTmpVC_3); dMinVal = qMin(dTmpVC_1, dTmpVC_2); dMinVal = qMin(dMinVal, dTmpVC_3); // 最大差值 tLungVolExamParam.dDvVC = dMaxVal - dMinVal; return tLungVolExamParam; }