呼吸诊断工具和方法

技术领域

本公开涉及用于执行测试的设备，该测试的结果能够用于诊断或监测呼吸状况，更具体地，涉及能够执行不止一个诊断测试的设备。本公开还涉及能够执行脉冲振荡法测试的设备。

背景技术

许多人患有影响其呼吸系统的状况。这些状况可能会使呼吸困难，并且会日复一日对患有这些状况的人产生负面影响。它们可以具有许多不同的形式或亚型。哮喘是用于描述具有多种形式或亚型的状况的术语的示例。哮喘亚型的证据是由不同的人对他们的症状有不同的触发因素以及对特定疗法有不同反应所表明的。呼吸状况的另一个示例是慢性阻塞性肺疾病(Chronic Obstructive Pulmonary Disease，COPD)，这是个用于描述具有许多亚型的疾病的总括性术语。

诊断受试者患有哪种状况以及哪种亚型，对于最有效地治疗该状况至关重要。尽管并非总是能够治愈，但可以缓解大多数呼吸状况的症状，从而改善受试者的生活质量。

随着时间的推移，已经开发了许多诊断测试。这些测试的结果用于诊断状况。为了正确而准确地诊断状况，通常需要不止一个测试的结果。这在尝试诊断状况的特定亚型时尤其如此。组合和分析不止一个测试的结果是一项技术性工作，通常需要训练有素的医学专家才能做出最终诊断。通常仅经过一个测试阶段无法做出诊断，因此必须在可能长达数年的时间段内对症状进行监测。由于状况的不同亚型可能需要不同的治疗，因此重要的是诊断出正确的亚型。

从历史上看，每个诊断测试都需要使用不同的设备。每个设备都可能很昂贵，特别是因为某些测试需要机械样品进行调节以确保准确的结果。例如，常见的测试是呼出气一氧化氮浓度(fractional exhaled nitric oxide concentration，FeNO)测试，在该测试中，测量呼出空气中的一氧化氮的水平。这可以用作肺部炎症和嗜酸性粒细胞活性的指标。可以使用电化学传感器测量一氧化氮水平。但是，为了使测量可靠且可重复，需要消除环境变量(例如湿度、温度和压力等)的影响。这在技术上具有挑战性，会使测试过程变慢，而一氧化氮测量的重复性可能仍然很差。在一系列测试阶段中监测受试者时，可重复性很重要。影响当前FeNO测试的可重复性的一个因素是所需的呼吸模式缓慢，而且对于某些人来说可能很困难。

由于单个设备的成本可能很高，并且可能需要专家知识来执行或解读不止一个设备的组合结果，因此当前的设备通常只能在专业实践或肺功能实验室中使用。因此，只有一小部分怀疑患有哮喘或其他呼吸疾病的人使用此类设备进行了测试。这也使得难以在一系列测试过程中持续监测症状。没有客观的测试，受试者可能会被给予对于他们的状况而言不正确的治疗。不正确地分配治疗方法会浪费资源，可能无法防止受试者的症状或发作，并可能导致治疗产生不必要的副作用。

需要廉价、准确、容易获得、易于使用并且提供易于解读的结果的用于诊断呼吸状况的系统。

此外，为了诊断和监测受试者的状况，可能有必要表征受试者的气道。可用于表征气道的许多呼吸诊断测试需要特定的呼吸动作，为了结果的可靠性，这些特定的呼吸动作需要被准确地执行。有些人执行这样的动作是挣扎的，或者发现是不可能的。肺量测定法测试(spirometry test)是用于表征受试者的气道的测试的一个示例，但需要对用力的高流量呼吸进行特定的动作。与幼儿沟通如何执行该测试可能非常困难。他们可能缺乏能够可靠地执行该测试所需的技能或力气。成人也可能发现难以执行特定的呼吸动作，特别是那些患有严重呼吸问题的人。具有需要最少的技能和力气来执行的能够表征受试者的气道的呼吸诊断测试存在明显的好处。

已开发的一种这样的呼吸诊断测试是脉冲振荡法(impulse oscillometry)。在脉冲振荡法测试中，会产生传播到受试者的气道中的声脉冲。可以在产生脉冲后接着测量例如气压和流量等参数，以提供受试者的呼吸机制的指示。这可以用来表征气道。受试者仅需要以相对恒定的吸气或呼气速度来呼吸。受试者甚至有可能通过该设备简单地执行正常的潮式呼吸。这对于受试者是比较容易的。

当前的脉冲振荡法测试设备使用扬声器来在受试者的气道中产生声脉冲。这有几个缺点。通常，扬声器位于主流通道的分支通道中，该主流通道在吹嘴和进气口之间延伸。分支通道具有封闭端，即它是盲通道。理想地，声脉冲被导向吹嘴。然而，来自扬声器的大部分能量都从进气口损失掉了。因此，需要具有高功率要求的大型扬声器，以在吹嘴处获得足够大的声脉冲。这导致设备笨重且不便携。

由于脉冲振荡法设备又大又笨重，因此它们通常只能在医院和专业的肺部实验室中找到。这意味着对于一般人群而言，使用此类设备的途径受到限制，只有一小部分怀疑患有哮喘或其他呼吸系统疾病的人使用此类设备进行了测试。这也使得难以在一系列测试过程中持续监测症状。没有客观的测试，受试者可能会给予针对他们的状况而言不正确的治疗。不正确地分配治疗方法会浪费资源，可能无法防止受试者的症状或发作，并可能导致不必要的副作用。

需要紧凑且具有便携性潜力的可用于表征受试者的气道的用于执行振荡法诊断测试的设备。

发明内容

本发明提供了用于执行多个呼吸诊断测试的设备和套件，以及用于使用根据所附独立权利要求的设备执行多个呼吸诊断测试的方法，现在将对此进行参考。本发明的优选或有利特征在从属权利要求中定义。

在本发明的第一方面中，提供了用于执行多个呼吸诊断测试的设备，包括：壳体、传感器组件以及配置为从传感器组件接收信号的控制电路。设备具有第一配置和第二配置，在第一配置中，设备配置为执行第一呼吸诊断测试，在第二配置中，设备配置为执行第二呼吸诊断测试。

在第一配置中，通过设备的壳体限定气流通道，传感器组件配置为在第一呼吸诊断测试期间测量气流通道中的空气的至少第一特性。

在第二配置中，气流通道相对于第一配置被修改，传感器组件用于在第二呼吸诊断测试期间测量气流通道中的空气的至少第二特性。

该设备可配置为执行不止一个呼吸诊断测试有利地意味着，单个设备能够提供允许对呼吸状况的更全面的诊断或更全面的监测的结果。诊断设备通常只能够执行一种类型的测试。然而，没有单个测试能够识别包括哮喘和COPD的一些呼吸疾病。不同的患有呼吸疾病的人在他们的状况中涉及有不同的触发因素、症状、治疗反应和生物学途径。已经发现或正在开发若干有用的诊断测试。但是，对于医学实践或受试者而言，购买、维护和使用若干不同的设备是不切实际且昂贵的。该设备的第一配置和第二配置对应于设备的第一操作模式和第二操作模式。通过提供可配置为执行多个呼吸诊断测试的设备，仅需单个设备来提供允许对呼吸状况的全面诊断或全面监测的结果。能够仅使用一台设备简化了诊断或监测过程，并减少了所需的硬件量，从而降低了成本。所述硬件可以包括电池、控制电路和显示器，以及例如设备外壳等其他硬件。

第一呼吸测试可以与第二呼吸测试不同。特别地，第一呼吸测试可以是与第二呼吸测试不同的类型。第一呼吸诊断测试和第二呼吸诊断测试之一者可以是肺阻塞或流量测试。第一呼吸诊断测试和第二呼吸诊断测试之一者可以是生物标志物测试。例如，第一呼吸诊断测试和第二呼吸诊断测试之一者可以是流量测试或肺阻塞测试，例如肺量测定法测试或振荡法测试等。第一呼吸诊断测试和第二呼吸诊断测试之另一者可以是针对指示炎症或疾病的生物标志物(例如一氧化氮)的测试。

气流通道有利地具有远端和近端。气流通道可以在远端处具有开口。当在气流通道中的空气的流动方向朝向近端时，则该开口可以是进气口。当在气流通道中的空气的流动方向远离近端时，则该开口可以是出气口。然而，在本文中，在气流通道的远端处的开口通常被称为入口。在近端处可以设置有吹嘴，以使得使用该设备的受试者能够通过气流通道呼吸。然后传感器组件配置为测量气流通道中来自受试者的吸入气或呼出气的特性。气流通道可以有利地适用于不同的测试，以使得气流经过不同的传感器和/或通过设备的不同部件，和/或改变气流的特性。这可以包括增加或减小气流通道中的空气所经历的气流阻力、改变气流通道的剖面、改变气流通道中的温度或在气流通道中提供额外的入口或出口。气流通道可以包括多个子通道。多个子通道可以在近端处彼此结合。可以在不同的子通道中设置不同的传感器。一些子通道可以简单地用作旁路。优选地，气流通道的至少一部分在第一配置中与在第二配置中是相同的。

设备可以包括主要部件和第一次要部件，该主要部件限定气流通道的至少一部分，其中，该第一次要部件在第一配置中具有相对于主要部件的第一位置，并且在第二配置中具有相对于主要部件的第二位置。设备可以包括多个次要部件，该多个次要部件中的每个次要部件被设计用于特定的呼吸测试。

第一次要部件可以包括传感器。该传感器有利地测量气流通道中的空气的参数。这是对由传感器组件测量的任何参数的补充，并且可以有利地特定于特定的呼吸诊断测试。传感器组件可以至少部分地位于主要部件中。

在第一配置中，主要部件和第一次要部件可以彼此接合以限定气流通道。在第二配置中，主要部件和第一次要部件可以彼此脱离或以不同的方式彼此接合。有利地由主要部件和第一次要部件的接合限定的气流通道被优化用于执行第一呼吸测试。在第二配置中，主要部件可以与第二次要部件接合。可以通过次要部件限定气流通道的至少一部分。

当主要部件和次要部件未接合时，它们可以是分离的或独立的部件。可能由受试者将它们彼此接合。一个部件可以具有凸形部件，而另一部件可以具有对应的凹形部件，该凸形部件可以插入该凹形部件以便于接合。将凸形部分推入凹形部分将连接这两个部件，并将这两个部件保持在一起。在主要部件和所有次要部件之间具有标准连接系统可能是有利的。标准连接系统有利地意味着，在购买或首次发布后，可以将附加的次要部件添加到系统中。有利地，这意味着，受试者可以购买或获得新的次要部件并将它们与他们现有的系统一起使用。这些新的次要部件可以将设备配置为具有附加功能。这些附加功能可能包括执行附加的呼吸诊断测试。

可替代地，主要部件和次要部件可以有利地形成单个设备，以使得主要部件和次要部件在物理上不可彼此分离。主要部件和次要部件可以包括选择装置，该选择装置配置为通过选择主要部件和次要部件的一部分来限定气流通道。通过设备的气流通道必须适于该设备将要执行的测试。选择装置可以包括一个或多个阀，该一个或多个阀可以用于选择包括在气流通道中的次级部件。改变通过设备的气流通道的路径会改变设备的配置。用于改变设备配置的阀布置可以是有利的，因为不需要为了配置该设备而在物理上连接或移除部件。阀可以由控制电路控制，该控制电路自动配置该设备。这意味着该设备可以作为能够配置为执行一系列呼吸道诊断测试中的任何一者的一个单元进行运输。使用一个或多个阀可以有利地减少在执行测试之前来自大气的污染。阀还可以配置为对次级部件中的至少一者部分地打开。可以通过间歇地打开和关闭一个或多个阀来配置气流通道。

对于设备而言，包括所描述的两个配置选项可能是有利的。除阀连接外，还可能存在若干能够在物理上连接或断开的独立部件。

在第一配置和第二配置中的至少一者中，主要部件可以与次要部件具有电源或数据连接。有利地，这允许将使用位于主要部件或次要部件中的传感器取得的测量值传输到另一部件，并与控制电路通信。它还允许任何这些部件中的需要电力的任何元件从任何其他部件得到供电。

控制电路可以包括微控制器。微控制器可以配置为处理从传感器接收的数据。数据处理的结果可以是测试分数，该测试分数可用于帮助监测或诊断呼吸疾病。代替地，控制电路可以与包括微控制器的便携式计算机(例如膝上型计算机或智能电话等)通信。在这些情况下，便携式设备的微控制器执行数据处理。控制电路与便携式设备之间的通信可以是无线连接。该无线连接可以是蓝牙连接。

传感器组件可以包括流量传感器。流量传感器可以位于主要部件中。该设备可以配置为在第一配置中执行肺量测定法测试，并在第二配置中测量指示肺部炎症的生物标志物的浓度。流量传感器可以用于执行肺量测定法测试。该设备可以配置为使用流量传感器来测量峰值呼气流量或用力呼气流量。肺量测定法测试测量肺功能，尤其是能够吸入或呼出的空气的量和/或速度。这些测试可以有利地用于诊断例如哮喘等的状况。有利地，流量传感器可以用于执行肺量测定法测试。

肺量测定法测试可以使用每分钟高达约850升的气流来施行，其测量值具有±每分钟5升的精度。当设备配置为执行不同的呼吸诊断测试时，所需的流量可能会低得多。某些测试所需的气流可能不超过每分钟5升，其测量值的精度为±<每分钟0.5升。某些测试所需的气流可能不超过每分钟3升±<每分钟0.3升。测量值的精度可以是+/-<每分钟0.15升。能够在两个配置中都使用相同的流量传感器将是有利的。在那种情况下，流量传感器需要具有用于测量气流的适当范围和在每个范围上的适当精度。

生产具有适当范围和灵敏度的流量传感器在技术上具有挑战性。在约每分钟5升的较低流量下，具有每分钟850升的范围的流量传感器通常不会具有合适的灵敏度。使用具有较小范围但在低流量下具有较高灵敏度的流量传感器可能是有利的。通过修改或调整到流量传感器的输入(即流量)，或通过修改或调整流量传感器的输出，或通过将流量传感器的输出与一个或多个其他传感器的输出结合，来修改或调整流量传感器的有效范围可能是有利的。

解决该问题的一种方法是仅允许一部分吸入或呼出的空气流过空气流量传感器。

气流通道可以包括至少一个子通道，以使得在第一配置和第二配置中的至少一者中，通过设备的气流绕过传感器组件。例如，气流通道可以通过多个次要部件之一者被分成多个子通道，从而这些子通道中的至少一个子通道绕过传感器组件。这些子通道中的至少一个子通道可以采取在设备的壳体中的在流量传感器和吹嘴之间的进口的形式，这些进口在外部空气与其余气流通道之间提供流体连通。有利地，这意味着流量传感器仅需要具有能够测量通过它的空气的比例的范围。总气流的流量可以从对一定比例的气流的测量中推断出。通过气流通道的气流的至少60％体积，并且更优选地，至少70％体积可以绕过传感器组件。有利地，这意味着流过气流通道的空气中少于40％，更优选地少于30％经过流量传感器，并且流量传感器的所需范围减小到由受试者提供的总流量的相应部分。通过子通道的经过流量传感器的最大流量有利地与流量传感器的范围相匹配。

解决该问题的另一种方法是使用来自另一传感器的测量值，经由电子方式调节来自流量传感器的读数。例如，传感器组件可以包括压力传感器。控制电路可以配置为使用从流量传感器和压力传感器两者接收的信号来估计流量。流量传感器可以具有±每分钟200升的范围。使用流量传感器和压力传感器估计的流量具有±每分钟1000升的范围。当设备处于肺量测定配置中时，此值足够高以测量流量，在该配置中，较低流量的流量估计值主要由流量传感器确定，该流量传感器在较低流量下具有较高的灵敏度，而较高流量的测量值主要由压力传感器确定，该压力传感器具有比流量传感器更大的范围。

次要部件可以包括生物标志物感测部件，其中生物标志物指示肺部炎症或疾病。在其中一个配置中，气流通道可以具有至少5cm H

设备可以包括电化学传感器，该电化学传感器配置为检测指示肺部炎症的生物标志物的存在。电化学传感器可以是次要部件的一部分。控制电路可以配置为从电化学传感器接收包括输出值的信号。

传感器组件可以包括压力传感器、流量传感器、温度传感器和湿度传感器中的两个或更多个的组合。电化学传感器、压力传感器、流量传感器、温度传感器和湿度传感器可以彼此相邻地位于气流通道内。它们有利地处于气流中的基本上相同的位置，因为这减小了传感器之间的压力差和温度差。

控制电路可以配置为使用来自压力传感器、流量传感器、温度传感器和湿度传感器中的至少一者的信号来调整从电化学传感器接收的输出值。这种调整是有利的，因为电化学传感器通常对环境状况、环境状况的变化特别是对空气中水分的变化非常敏感。通常是由设备测量的呼气。呼出的空气相对于大气具有较高的水分含量和温度，并且呼出的气流可能具有可变的压力或流量。缺少受控且恒定的样品状况意味着仅从电化学传感器读取的读数可能不够准确。必须将环境状况的因素纳入考虑。控制电路可使用从压力传感器、流量传感器、温度传感器和/或湿度传感器接收到的信号来为来自电化学传感器的测量值提供调整因子和/或偏移量，以解决环境状况或环境变量的变化率。

次要部件可以包括配置为减少空气中生物标志物的量的净化过滤器。生物标志物可以指示肺部炎症。吸入气可以穿过净化过滤器。这意味着在呼出气中测量到的生物标志物的量可以被认为是由受试者产生的，而不是简单地存在于环境中、被吸入然后被呼出。

次要部件可以包括阀，该阀配置为取决于通过气流通道的气流的方向来改变通过气流通道的气流路径。例如，阀可以确保气流通道仅沿一个方向穿过净化过滤器。

次要部件可以包括气体干燥器。气体干燥器可以配置为降低穿过气体干燥器的空气的湿度。如上所述，电化学传感器对水分含量的变化非常敏感。除了或代替如上述方法那样调节测量值，减少由设备采样的空气的湿度可能是有利的。这可以提高来自电化学传感器的读数的准确性。

降低穿过设备的空气的湿度能够防止在传感器上的凝结，这是有利的，特别是对于一氧化氮传感器而言。气体干燥器可以是吸收性材料、集水器、Nafion管，或者也可以加热传感器表面。吸收性材料有利地不需要电力，并且基本上不增加流动通道的内部体积。气体干燥器可以位于吹嘴中。

指示肺部炎症的生物标志物可以是一氧化氮浓度。呼出的一氧化氮浓度指示嗜酸性粒细胞的活性，嗜酸性粒细胞的活性与针对约三分之二的哮喘患者和三分之一的患有COPD的人的炎症有关。因此，一氧化氮浓度可以用于确定一个人可能患有的疾病的亚型。高的一氧化氮浓度可能指示受试者很可能对特定的药物治疗有反应。如果治疗成功，则应降低受试者呼出的一氧化氮浓度，因此该测试可以用于查找有效的药物剂量并确认受试者正在正确地进行他们的治疗。

第一呼吸诊断测试和第二呼吸诊断测试之一者可以是脉冲振荡法测试。振荡法测试是诊断测试，其结果指示执行测试的受试者的气道的机械特性。这些特性可以用于帮助诊断例如COPD等呼吸疾病。振荡法测试是有利的，因为它们不需要受试者执行例如用力呼吸等特定的呼吸动作。受试者仅需要以相对恒定的吸气或呼气速度来呼吸。受试者甚至有可能通过该设备简单地执行正常的潮式呼吸。这是有利的，因为这意味着该测试易于执行且执行舒适。这对于儿童和患有呼吸道疾病的受试者尤其重要，该呼吸道疾病会使得以另一种方式呼吸(例如高流量的用力呼吸)困难且不舒适。

在使用设备执行振荡法测试同时，受试者可以通过设备吸气和/或呼气，从而使空气穿过设备的空气通道并流入/流出受试者的肺部。该设备可以包括吹嘴。气流通道可以限定为从吹嘴到进气口通过设备。进气口可以向大气敞开。当设备配置用于执行振荡法测试时，它可以包括声脉冲发生器。声脉冲发生器可以配置为通过沿吹嘴的方向推动气流通道中的空气以在气流通道中的空气中产生声脉冲，从而在气流通道中产生声脉冲。对空气的推动可能产生压力波动。声脉冲发生器可以由控制电路控制。

如本文中所使用的，声脉冲是包括多个正弦频率的压力波。压力波可以采取方波的形式或近似于方波的形式。

声脉冲以音速传播。在返回到设备的气流通道之前，声脉冲可能穿过气流通道和吹嘴，然后进入受试者的气道。在产生声脉冲之后，可以由传感器组件感测气流通道中的空气的参数。一个测量的参数可以是气压。另一个测量的参数可以是空气流量。声脉冲可以与受试者的气道相互作用。这种相互作用导致经过传感器的空气的压力和流量发生变化。因此，这些参数可以用于确定受试者的气道对声脉冲的响应。该响应可以用来表征受试者的气道。

当第一呼吸诊断测试和第二呼吸诊断测试之一者是脉冲振荡法测试时，设备可以包括封堵器和使封堵器在第一位置和第二位置之间移动的装置。相较于处于第一位置，处于第二位置的封堵器可以更大程度地封堵气流通道，控制电路可以配置为控制该装置移动封堵器或从传感器组件接收信号，或者既控制该装置移动封堵器又从传感器组件接收信号。

有利的是，相较于处于第一位置，处于第二位置的封堵器更大程度地封堵气流通道，因为这减少了声脉冲沿远离吹嘴的方向的能量损失。能量可以通过封堵器和气流通道之间的任何间隙逸出，因此，这些间隙的任何减小(通过增加封堵来实现)确保了较少的能量逸出。因此，如果在产生声脉冲期间封堵器处于第二位置，则有利地减少了产生的声脉冲在远离吹嘴的方向上的能量损失。该配置有利地允许以紧凑的且有效的方式来产生穿过设备的气流通道中的空气的声脉冲。

声脉冲发生器可以是扬声器。扬声器可以包括圆锥体或振膜，该圆锥体或振膜推动气流通道中的空气从而产生声脉冲。扬声器可以配置为在平行于气流通道的方向上朝向吹嘴推动气流通道中的空气。扬声器可以连接至信号发生器。信号发生器可以提供电信号，扬声器将该电信号转换为声波。信号发生器可以形成控制电路的一部分。

声脉冲发生器可以配置为释放在气流通道中的在沿着吹嘴的方向上推动气流通道中的空气的压缩气体。压缩气体可以被存储在气体罐中。该气体罐可以包括释放阀。该释放阀可以配置为使得当其被打开时，压缩气体被从气体罐释放到气流通道中。压缩气体可以在平行于气流通道的方向上和吹嘴的方向上释放。释放阀可以连接至控制电路并且可被控制以使得压缩气体的释放与封堵器从第一位置到第二位置的移动相协调。

控制电路可以配置为控制使封堵器移动的装置，以使得封堵器从第一位置到第二位置的移动与声脉冲发生器产生声脉冲相协调。控制电路可以配置为协调封堵器从第一位置到第二位置的移动，以使得其与声脉冲的产生同时进行。封堵器可以配置为从第一位置移动到第二位置，以使得相对于产生声脉冲，封堵器处于第二位置具有5ms或更少的偏差。该偏差可以使得在产生声音脉冲之后封堵器到达第二位置，但是优选地，在产生声音脉冲之前封堵器处于第二位置。该偏差可以有利地允许相对于声脉冲的产生而精确地控制封堵器的移动。对于设备的特定配置，该偏差可以是预定值，该预定值确保将最大或特别期望的量的声脉冲能量引导至吹嘴而不是远离吹嘴。

有利地，声脉冲发生器和封堵器可以是相同的部件。换句话说，该设备可以不包括单独的声脉冲发生器。当封堵器是声脉冲发生器时，可以通过封堵器朝向气流通道的近端的移动来产生声脉冲。随着封堵器从第一位置移动到第二位置，封堵器推动气流通道中的空气。封堵器可以配置为使得封堵器从第一位置到第二位置的移动沿吹嘴的方向从封堵器推动气流通道中的空气，以在气流通道中的空气中产生声脉冲。

当封堵器是声脉冲发生器时，封堵器从第一位置到第二位置的移动既增加了气流通道的封堵量，又确保减少了能够逸出封堵器的能量的量。在理想情况下，声脉冲将由封堵器从第一位置到第二位置的瞬时运动来产生。实际上，瞬时运动是不可能的，从而导致不对称的钟形脉冲。控制电路可以有利地控制使封堵器移动的装置，以使得封堵器以一速度和通过一距离在第一位置和第二位置之间移动，从而产生具有期望特性的声脉冲。可替代地，可以通过受试者的呼吸来驱动使封堵器移动的装置。

当封堵器是声脉冲发生器时，气流通道的一部分可以包括第一锥形部分。相较于处于第二位置，处于第一位置的封堵器可以位于第一锥形部分的较宽部分中或较宽部分附近。在该配置中，通过将封堵器从第一位置移动到第二位置而产生的声脉冲的能量可以通过第一锥形部分被更有效地引导向吹嘴。气流通道可以包括与第一锥形部分相邻的第二锥形部分，其中，第二锥形部分可以配置为当封堵器处于第一位置时围绕封堵器。第二锥形部分可以在封堵器周围提供充足的间隙，以使当封堵器处于第一位置时流过气流通道的阻力非常低，而无需在第一位置和第二位置之间具有长的行程。

控制电路可以配置为控制声脉冲发生器，以使得声脉冲提供在传感器组件处至少50Pa的最大压力增加，以及沿着吹嘴的方向通过气流通道的至少每分钟0.15升的流量增加。压力的增加是当受试者正在正常呼吸时压力增加到高于气流通道中的空气压力的量。

控制电路可以配置为控制声脉冲发生器，以使得所产生的声脉冲包括从5Hz至20Hz范围内的多个频率的压力波动。声脉冲可以是由封堵器从第一位置到第二位置的移动产生的方波的形式，或近似方波的形式。

不同频率的声脉冲可以由受试者的气道被不同程度地衰减。该衰减可以随着频率的增加而增加。结果，较高频率的压力和流量的测量值主要由上气道的响应决定。较低频率的压力和流量的测量值可以包括来自肺部外围的响应。因此，使用多个频率的压力波动而不是单个频率的压力波动来探测受试者的气道是有利的，从而可以更全面地了解受试者的气道的机械特性。它允许识别在不同频率下的特征性呼吸响应。

当通过封堵器的移动产生声脉冲时，该脉冲中包含的最高频率可能取决于脉冲的持续时间。例如，通过使封堵器在50ms或更短的时间内从第一位置移动到第二位置，可以获得包含在脉冲中的20Hz的较高频率。脉冲将包含较低的频率，例如5Hz等。具有可检测幅度的最高频率可以是20Hz。控制电路可以配置为在50ms或更短的时间内将封堵器从第一位置移动到第二位置。控制电路可以配置为将封堵器从第一位置移动到第二位置，以使得空气在气流通道中以少于50ms的时间被持续推动。这以足够的力推动气流通道中的空气，以产生具有压力波动的声脉冲，该压力波动的幅度大到足以被检测到。从第一位置到第二位置的50ms的持续时间有利地足够短，以使得所产生的声脉冲充足地接近于方波，以使得测试的结果准确并且不会使例如傅立叶变换等的计算复杂化。控制电路可以配置为每次呼吸将封堵器以从第一位置到第二位置再返回第一位置的循环移动不止一次。例如，封堵器的循环可以具有3Hz的频率或脉冲速率。

一旦通过单独的声脉冲发生器或者通过封堵器从第一位置到第二位置的移动产生了声脉冲，声脉冲就会沿吹嘴的方向行进通过气流通道。有利地，这是沿着使用该设备的受试者的气道的方向。换句话说，有利地，气流通道在封堵器和吹嘴之间不包括任何弯曲或分支。这意味着最大量的能量将到达受试者的气道。声脉冲穿过气流通道从吹嘴出来并进入受试者的气道。声脉冲与受试者的气道相互作用，从而导致经过传感器的空气的压力和流量发生变化。

传感器组件可以配置为测量气流通道中的空气的流量或气流通道中的空气的压力或气流通道中的空气的流量和气流通道中的空气的压力两者。控制电路可以配置为基于对气流通道中的空气的流量或气流通道中的空气的压力或气流通道中的空气的流量和气流通道中的空气的压力两者的频域分析，计算表征呼吸系统的参数。流量和压力根据需要由传感器组件测量。

控制电路可以从传感器组件接收流量和压力的测量值，并且基于这些测量值可以形成描述气道的机械特性的若干指标。这些指标可以是表征受试者的呼吸系统的参数。因为该脉冲包含多个频率，所以指标能够指示上气道和下气道以及整个呼吸系统的特征。指标可以给出气道阻力和气道电抗以及气道的其他机械特性的指示。气道的机械特性可以指示受试者患有呼吸疾病，因此这些指标能够帮助训练有素的医务人员诊断呼吸疾病。

控制电路可以配置为对与来自传感器组件的测量的流量和测量的压力两者有关的信号执行快速傅立叶变换，并且因此产生示出每个频率的幅度的频域分布。

如所描述的，相较于处于第一位置，处于第二位置的封堵器可以更大程度地封堵气流通道。封堵器的这种变化导致对流过气流通道的空气的阻力发生变化。与当封堵器处于第一位置时相比，当封堵器处于第二位置时，在气流通道中流动的空气受到更高的流动阻力。当封堵器处于第一位置时的流动阻力低于0.15kPa s L

封堵器处于第二位置的时间长度和封堵器的配置都可能影响声脉冲的特性。封堵器的配置特别是指当封堵器处于第二位置时与其处于第一位置时相比，封堵器增加的流动阻力的量。因此，可以选择封堵器处于第二位置的时间长度以及封堵器的配置，以产生具有期望特性的声脉冲。

在一些实施例中，封堵器可以配置为使得当封堵器处于第二位置时，空气能够流过气流通道。这意味着，即使在封堵器处于第二位置时，气流通道中的空气受到更多的阻力，气流通道也不会被完全封堵。当封堵器处于第二位置时，壳体与封堵器之间的最小距离可以为至少0.5mm。在此距离处，流动阻力足够低，以至于流动阻力的变化对声脉冲的特性的影响可以忽略不计。可以选择不大于0.5mm的间隙，因为这导致适当低的流动阻力，同时还确保在气流通道中有效地将声脉冲引导向吹嘴。

如果在封堵器处于第二位置时由受试者经历的压力变化不会导致受试者的气道中的压力显著积累，则该测试可能会使受试者感到更舒适，并且更有可能给出准确的结果。这可以通过确保封堵器仅以短时间处于第二位置并通过确保封堵器没有完全关闭气流通道来实现。

控制电路可以配置为当封堵器已经处于第二位置不超过20ms后，将封堵器移动到第一位置。该时间有利地足够短，以使得在封堵器处于第二位置时由于阻力的增加而引起的压力变化对于受试者而言是不明显的。当计算不必考虑由于长时间封堵气流通道而导致的显着压力变化时，数学模型有利地更简单。

在一些实施例中，当封堵器处于第二位置时，具有对气流通道中的空气的流动的高阻力可能是有利的。在这样的实施例中，当封堵器处于第二位置时，壳体与封堵器之间的最小距离可以小于0.5mm。在其他实施例中，封堵器处于第二位置的时间足够长，以使气流通道中积累的压力对测试产生重大影响。封堵器处于第二位置的时间长度可能长于20ms。

气流通道中的压力积累可能增加声脉冲的幅度。这可能是因为在气流通道中的压力变化向声脉冲贡献了额外的能量。保持在第二位置的封堵器可以更有效地将声脉冲的能量引导向吹嘴。这可以允许使用较小的封堵器并且具有较低的功率要求。但是，声脉冲的特性也可能会被影响，以至于不太接近方波。

封堵器可以配置为使得当封堵器处于第二位置时，空气不能流过该封堵器。这是在封堵器处于第二位置时具有高流动阻力的极端情况，并确保将最大量的声脉冲能量引导到气流通道中并朝向吹嘴。封堵器可以包括弹性密封部件，该弹性密封部件配置为当封堵器处于第二位置时接触壳体。密封部件可以由当其与壳体接触时变形的材料制成。密封部件有利地确保在气流通道中实现气密密封，从而防止气流流过封堵器。它还防止当用力将封堵器从第一位置移动到第二位置时损坏设备的外壳。

设备可以配置为在测试时段期间每秒产生至少3个声脉冲。控制电路还可以配置为使得在测试时段期间使封堵器移动的装置每秒至少3次地将封堵器从第一位置移动至第二位置再返回至第一位置。在整个测试过程中产生多个声脉冲有利地允许得到气道的全貌。例如，可以在当受试者的肺部具有不同的充气量时取得测量值。作为控制电路配置为将封堵器移动回到第一位置的替代，可以使用复位弹簧。

处于第二位置的封堵器可以配置为封堵气流通道的进气口。

封堵器的与气流通道接触的面可以是大致凹形的。当封堵器的移动产生声脉冲时，这对于产生声脉冲是有效的。大致凹的形状确保了当封堵器被从第一位置移动到第二位置时，尽可能多的空气被推向吹嘴。

使封堵器移动的装置可以配置为当受试者通过吹嘴吸气或呼气时，使封堵器在与通过气流通道的气流平行的方向上移动。这导致当由封堵器从第一位置到第二位置的移动引起的封堵器对空气的推动也平行于气流通道。然后，被推动的空气沿吹嘴的方向移动。当由单独的声脉冲发生器产生声脉冲时，由声脉冲发生器产生的对空气的推动可以在吹嘴的方向上平行于气流。

使封堵器移动的装置可以是线性致动器。线性致动器可以有利地定位成使得其移动的轴线平行于气流通道。然后线性致动器会沿平行于气流通道的方向将封堵器从第一位置移动到第二位置。使封堵器移动的其他装置也是可能的。例如，封堵器可以在铰链式致动器上。

被配置用于执行振荡法测试的设备可以是不能重新配置为执行任何其他呼吸诊断测试的独立设备。

一个或多个次要部件可以包括一体的吹嘴。可替代地，吹嘴可以被提供作为单独的部件。吹嘴可以有利地包括微生物过滤器。吹嘴有利地具有低的流动阻力、低的浪费体积和相对光滑的内表面。避免尖锐的内部特征减少了对行进入/离开气道的脉冲/波的干扰。否则，这些特征可能削弱波的信号特性。每次测试可以使用不同的吹嘴。吹嘴可以配置为与主要部件或次要部件或主要部件和次要部件两者接合。

吹嘴可以配置用于特定的呼吸测试。吹嘴可以有利地增加对在空气流动通道中流动的空气的阻力。吹嘴还可以有利地包括气体干燥器。

用于执行多个呼吸诊断测试的设备可以是便携式的。有利地，这意味着可以将该设备带到受试者而不是受试者必须去例如医院。有利地，这使得对状况的监测更加容易，因为在每次执行测试时受试者将不必返回例如医院。它还允许在现实世界中评估环境触发因素。

该设备可以包括至少一个电池，该至少一个电池配置为向控制电路和使封堵器移动的装置提供电力。包括电池的设备有利地允许该设备是便携式的，并且在使用时不需要在例如市电等的电源附近。

在本发明的第二方面中，提供了用于执行多个呼吸诊断测试的套件，包括：主要部件、次要部件、控制电路以及传感器组件，该传感器组件位于主要部件中或次要部件中或主要部件和次要部件两者中。次要部件配置为在套件的第一配置中与主要部件接合，以使得通过主要部件和次要部件形成第一气流通道，从而能够执行第一呼吸诊断测试。在套件的第二配置中，通过套件形成了至少穿过主要部件的第二气流通道，从而能够执行第二呼吸诊断测试。套件能够从第一配置改变为第二配置而无需使用任何工具。

第一呼吸诊断测试和第二呼吸诊断测试之一者可以是肺阻塞。第一呼吸诊断测试和第二呼吸诊断测试之一者可以是流量测试，并且第一呼吸诊断测试和第二呼吸诊断测试之另一者可以是生物标志物测试。

主要部件可以包括传感器组件和控制电路。传感器组件可以包括流量传感器。传感器组件可以包括压力传感器。传感器组件还可以包括温度传感器和湿度传感器。

次要部件可以包括至少一个附加进气口，该至少一个附加进气口配置为使得流过次要部件的空气的一部分通过至少一个附加进气口进入次要部件。有利地，穿过附加进气口的空气不通过传感器组件。

次要部件可以包括气体干燥器，该气体干燥器配置为减小穿过干燥器的空气的湿度。次要部件可以包括净化过滤器。净化过滤器可以是一氧化氮净化过滤器。次要部件可以包括阀，该阀配置为使得沿着气流通道流动的空气仅在一个方向上能够通过净化过滤器。

次要部件可以包括封堵器和使封堵器从第一位置移动到第二位置的装置。次要部件可以包括声脉冲发生器，该声脉冲发生器配置为沿吹嘴的方向推动气流通道中的空气，以在气流通道中产生声脉冲。声脉冲发生器可以是扬声器或气体罐。替代地，其可以是封堵器，该封堵器配置为在气流通道中的空气中产生声脉冲。当封堵器从第一位置移动到第二位置时，可通过封堵器推动气流通道中的空气来产生声脉冲。在这些情况下，次要部件可以不包括单独的声脉冲发生器。

套件还可以包括吹嘴。吹嘴可以包括微生物过滤器。吹嘴可以配置为与主要部件或次要部件或主要部件和次要部件两者接合。

在本发明的第三方面中，提供使用根据本发明的第一方面的设备来执行多个呼吸诊断测试的方法，包括以下步骤：

将设备置于用于执行第一呼吸诊断测试的第一配置中，以使得设备限定通过设备的第一气流通道，并执行第一呼吸诊断测试；

将设备置于用于执行不同于第一呼吸诊断测试的第二呼吸诊断测试的第二配置中，以使得设备限定不同于第一气流通道的通过设备的第二气流通道，并执行第二呼吸诊断测试。

有利地，该方法简单地通过重新配置该设备使得形成通过该设备的不同气流通道，允许单个设备执行多个呼吸诊断测试。可以以针对特定测试优化的方式有利地限定这些气流通道中的每个气流通道。

该方法还可以包括在执行第一呼吸诊断测试或第二呼吸诊断测试中的任一者之后从控制电路输出测试结果的步骤。该测试结果是来自第一呼吸诊断测试和第二呼吸诊断测试的测量值或结果的组合。

将设备置于第一配置中的步骤可以包括从设备中移除部件。将设备置于配置中的步骤可以包括更改设备的部件的位置，或在设备的部件内的元件的位置，以改变气流通道。将设备置于配置中的步骤可以包括连接附加部件。将设备置于配置中的步骤可以包括改变流过设备的空气的环境状况，例如改变流过设备的空气的温度。

在本发明的第四方面中，提供了用于执行多个呼吸诊断测试的设备，其包括多个传感器以及控制电路，每个传感器测量流过该设备的空气的特性。

在第一配置中，设备配置为执行第一呼吸诊断测试，并且在第二配置中，设备配置为执行第二呼吸诊断测试。

在第一配置中，控制电路配置为基于在控制电路处从多个传感器的第一子集接收到的测量值来输出针对第一呼吸测试的结果，并且在第二配置中，控制电路配置为基于在控制电路处从多个传感器的第二子集接收到的测量值来输出针对第二呼吸测试的结果。

多个传感器中的至少一个传感器既存在于多个传感器的第一子集中又存在于多个传感器的第二子集中。

具有均存在于多个传感器的第一子集和第二子集两者中的至少一个传感器是有利的。如果传感器仅在一个配置中使用，则意味着需要大量的传感器。将至少一个传感器使用在两个配置中，即在第一子集和第二子集两者中，减少了设备中所需的传感器的总数。这意味着该设备可以更小和更便宜。

第一呼吸诊断测试和第二呼吸诊断测试之一者可以是流量测试或肺阻塞测试，例如肺量测定法测试或振荡法测试等。第一呼吸诊断测试和第二呼吸诊断测试之另一者可以是针对指示炎症或疾病的生物标志物(例如一氧化氮)的测试。

传感器的第一子集可以包括配置为测量气流通道中的空气的第一参数的主传感器。该参数可以由控制电路接收。它可用于找到能够用于监测或诊断受试者的呼吸系统的行为的指标。该指标可以等于该参数或从该参数计算得出。

由控制电路输出的第一呼吸诊断测试的结果可以是基于来自传感器的第一子集中的第一传感器测量值，在气流通道中的空气的第一参数的经调整的测量值。该调整可以基于来自传感器的第一子集中的一个或多个其他传感器的信号。

由控制电路输出的第二呼吸诊断测试的结果可以是基于来自传感器的第二子集中的第一传感器的在气流通道中的空气的第二参数或空气的第一参数的经调整的测量值。该调整可以是基于来自传感器的第二子集中的一个或多个其他传感器的信号的。

控制电路可以包括微控制器。微控制器可以配置为处理从传感器接收的数据。数据处理的结果可以是测试分数，该测试分数可用于帮助监测或诊断呼吸疾病。代替地，控制电路可以与包括微控制器的便携式计算机(例如膝上型计算机或智能电话等)通信。在这些情况下，便携式设备的微控制器执行数据处理。控制电路与便携式设备之间的通信可以是无线连接。该无线连接可以是蓝牙连接。

来自一个或多个其他传感器的信号可以是气流路径中的空气的附加参数的测量值。第一参数可以取决于这些附加参数。第一参数对附加参数的依赖可以是线性或非线性依赖。附加参数可以是温度、压力、湿度或流量。微处理器编程为具有第一参数如何取决于附加参数的模型。它使用这些模型来计算第一参数的经调整的测量值。

第一传感器可以在第一范围内测量气流通道中的空气的第一参数，第二传感器或调节后的第一传感器可以在第二范围内测量第一参数。有利地，这意味着第一参数的测量值的范围不受单个传感器的范围的限制。来自其他传感器的测量值或第一传感器的经调整的测量值可以用于扩展该范围。这允许使用简单且便宜的传感器。

在设备的每个配置中，均限定了气流通道。在第一配置中，限定通过设备的第一气流通道，并且在第二配置中，可以限定不同于第一气流通道的通过设备的第二气流通道。

该设备可以包括主要部件和至少一个次要部件。在第一配置中，主要部件和次要部件可以可移除地彼此接合以限定气流通道。在第二配置中，可以通过使第一次要部件从主要部件脱离而形成第二气流通道，主要部件和次要部件可以彼此脱离或以不同的方式彼此接合。有利地，由主要部件和次要部件的接合限定的气流通道被优化用于执行第一呼吸测试。在第二配置中，主要部件可以与第二次要部件接合。气流通道的至少一部分可以通过次要部件限定。

在设备的每个配置中，主要部件可能是相同的。可以是至少一个次要部件将第二气流通道限定为不同于第一气流通道。

在第一配置中，该设备可以配置为执行针对指示肺部炎症的生物标志物的测试，并且在第二配置中，该设备可以配置为执行肺量测定法测试。该设备可能具有若干数量的配置，在这些配置中可以执行相应数量的其他呼吸诊断测试。传感器的子集之一者可以包括流量传感器。流量传感器可以位于主要部件中。多个传感器可以包括压力传感器、温度传感器或湿度传感器。传感器的一个子集可以包括电化学传感器。包括电化学传感器的传感器的子集还可以包括压力传感器、温度传感器、湿度传感器和流量传感器中的至少一者。控制电路可以配置为使用来自压力传感器、温度传感器、湿度传感器或流量传感器中的至少一者的测量值来调整来自用于测量至少一个生物标志物的传感器的测量值。这些调整有利地考虑了来自用于测量生物标记物的传感器的测量值的变化。控制电路可以配置为使用来自压力传感器、温度传感器、湿度传感器和流量传感器中的至少一者的测量值来校准来自电化学传感器的测量值。

生物标志物传感器可以是电化学传感器。由于电化学传感器通常对环境状况特别是对空气中的水分变化非常敏感，因此对来自电化学传感器的测量值的调整可能是有利的。通常是由设备测量的呼出气。呼出空气相对于大气具有较高的水分含量和温度，并且呼出的气流可能具有可变的压力或流量。缺少受控且恒定的样品状况意味着来自仅电化学传感器的读数并不总是准确的。必须将环境状况的因素纳入考虑。微控制器可使用从压力传感器、流量传感器、温度传感器和/或湿度传感器接收到的信号来为来自电化学传感器的测量值提供调整因子和/或偏移量，以考虑环境状况或环境变量的变化率。因为电化学传感器通常对空气中的水分变化特别敏感，所以对来自电化学传感器的测量值的调整因子和/或的偏移可以基于来自湿度传感器的测量值。可以将湿度传感器放置成相较于多个传感器中的其他传感器更靠近电化学传感器。在这样的布置中，湿度传感器可以有利地取得湿度测量值，这些湿度测量值更准确地代表经过电化学传感器的空气中的水分。

该设备可以配置为执行针对指示肺部炎症的生物标志物的测试。该设备可以包括净化过滤器，该净化过滤器配置为减少指示肺部炎症的生物标志物的环境痕量。吸入气可以穿过净化过滤器。这意味着在呼出气中测量到的生物标志物的量可以被认为是由受试者产生的，而不是简单地存在于环境中、被吸入然后被呼出。

设备可以包括阀，该阀配置为取决于通过气流通道的气流的方向来改变气流通道的特性。例如，阀可以配置为使得气流通道被限定为仅沿一个方向通过净化过滤器。经过净化过滤器的空气中生物标志物的浓度降低了。吸入空气中的生物标志物的浓度降低了。然后当呼出空气时，测得的生物标志物浓度代表了肺部中生物标志物的浓度，而不是生物标志物的背景或大气水平。

设备可以包括气体干燥器。气体干燥器可以配置为降低穿过气体干燥器的空气的湿度。如上，电化学传感器对水分含量的变化非常敏感。附加于或代替如上述方法中那样调节测量值的，减少由设备采样的空气的湿度可能是有利的。这可以提高来自电化学传感器的读数的准确性。

降低穿过设备的空气的湿度能够防止在传感器上的凝结，这是有利的，特别是一氧化氮传感器。气体干燥器可以是吸收性材料、集水器、Nafion管，或者也可以加热传感器表面。吸收性材料有利地不需要电力，并且基本上不增加流动通道的内部体积。

指示肺部炎症的生物标志物可以是一氧化氮浓度。呼出的一氧化氮浓度指示嗜酸性粒细胞的活性，嗜酸性粒细胞的活性与针对约三分之二的哮喘患者和三分之一的患有COPD的人的炎症有关。因此，一氧化氮浓度可以用于确定一个人可能患有的疾病的亚型。高的一氧化氮浓度可能指示受试者很可能对特定的药物治疗有反应。如果治疗成功，则应降低受试者呼出的一氧化氮浓度，因此该测试可以用于查找有效的药物剂量并确认受试者正在正确地进行他们的治疗。

该设备可以包括流量传感器。流量传感器在不止一个配置中使用和/或用于执行不止一个呼吸诊断测试可能是有利的。不同的测试具有不同的典型流量和精度要求。一个测试可以具有每分钟高达约850升的范围，其测量值具有±每分钟5升的精度。当设备配置为执行不同的呼吸诊断测试时，所需的流量可能更低得多。某些测试所需的气流可能不超过每分钟5升，其测量值的精度为±<每分钟0.5升。能够在两个配置中都使用相同的流量传感器将是有利的。在那种情况下，流量传感器需要具有用于测量气流的适当范围和在该范围上的适当精度。

生产具有适当范围和灵敏度的流量传感器在技术上具有挑战性。在约每分钟5升的较低流量下，具有每分钟850升的范围的流量传感器通常不会具有合适的灵敏度。使用具有较小范围但在低流量下具有较高灵敏度的流量传感器可能是有利的。通过修改或调整向流量传感器的输入(即空气的流量)，或通过修改或调整流量传感器的输出，或通过将流量传感器的输出与一个或多个其他传感器的输出结合，修改或调整流量传感器的有效范围可能是有利的。

传感器组件可以包括压力传感器。控制电路可以配置为使用从流量传感器和压力传感器两者接收的信号来估计流量。流量传感器可以有利地具有±每分钟200升的范围。使用流量传感器和压力传感器估计的流量可以有利地具有±每分钟1000升的范围。当设备处于肺量测定配置中时，此值足够高以测量流量，在该配置中，较低流量的流量估计值主要由流量传感器确定，该流量传感器在较低流量下具有较高的灵敏度，而较高流量的测量值主要由压力传感器确定，该压力传感器具有比流量传感器更大的范围。

设备可以配置为执行肺量测定法测试。设备可以配置为使用流量传感器执行肺量测定法测试。设备可以配置为测量峰值呼气流量或用力呼气流量。肺量测定法测试测量肺功能，尤其是能够吸入或呼出的空气的量和/或速度。这些测试可以有利地用于诊断例如哮喘等的状况。

该设备可以包括吹嘴。吹嘴可以包括微生物过滤器。

在本发明的第五方面中，提供了使用包括多个传感器的设备执行多个呼吸诊断测试的方法，每个传感器测量流经设备的空气的特性，设备具有第一配置和第二配置，包括以下步骤：

将设备置于用于执行第一呼吸诊断测试的第一配置中；

使用多个传感器的第一子集执行第一呼吸诊断测试；

将设备置于用于执行第二呼吸诊断测试的第二配置中；

使用多个传感器的第二子集执行第二呼吸诊断测试；以及

基于从传感器的第一子集和传感器的第二子集接收到的测量值，输出第一呼吸诊断测试和第二呼吸诊断测试的结果，

其中，多个传感器的第一子集和第二子集两者中均存在至少一个传感器。

第一呼吸诊断测试和第二呼吸诊断测试之一者可以是肺阻塞或流量测试。第一呼吸诊断测试和第二呼吸诊断测试之一者可以是生物标志物测试。生物标志物测试可以是针对一氧化氮浓度的测试。

第一呼吸诊断测试的结果可以是基于来自传感器的第一子集中的第一传感器的车辆值，在气流通道中的空气的第一参数的经调整的测量值，该经调整的测量值是基于来自传感器的第一子集中的一个或多个其他传感器的信号而被调整的。

第二呼吸诊断测试的结果可以是基于来自传感器的第二子集中的第一传感器的测量值，在气流通道中的空气的第一参数的经调整的测量值，该经调整的测量值是基于来自传感器的第二子集中的一个或多个其他传感器的信号而被调整的。

在本发明的第六方面中，提供了用于执行多个呼吸诊断测试的设备，其包括多个传感器以及控制电路，每个传感器测量流过该设备的空气的特性；

其中，在第一配置中，设备配置为执行第一呼吸诊断测试，并且在第二配置中，设备配置为执行第二呼吸诊断测试；

其中，在第一配置中，控制电路配置为基于在控制电路处从多个传感器的第一子集接收到的测量值来输出针对第一呼吸测试的结果，并且在第二配置中，控制电路配置为基于在控制电路处从多个传感器的第二子集接收到的测量值来输出针对第二呼吸测试的结果；

其中，由控制电路输出的第一呼吸诊断测试的结果是基于来自传感器的第一子集中的第一传感器的测量值，在气流通道中的空气的第一参数的经调整的测量值，其中，调整基于来自传感器的第一子集中的一个或多个其他传感器的信号。

第一呼吸测试可以是针对指示炎症或疾病的生物标志物的测试。传感器的子集中的第一传感器可以是生物标志物传感器。生物标志物传感器可以是电化学传感器。生物标志物传感器可以配置为测量生物标志物的浓度，该生物标志物的浓度可以是气流通道中的空气的第一参数。生物标志物可以是使用电化学传感器测量的一氧化氮浓度。可以基于来自压力传感器、温度传感器、湿度传感器和流量传感器中至少之一者的信号来调整生物标志物浓度的测量值。

因为电化学传感器通常对空气中的水分变化特别敏感，所以对来自电化学传感器的生物标志物浓度的测量值的调整可以优选地基于来自湿度传感器的测量值。可以将湿度传感器放置成相较于多个传感器中的其他传感器更靠近电化学传感器。在这样的布置中，湿度传感器可以有利地取得湿度测量值，这些湿度测量值更准确地代表经过电化学传感器的空气中的水分。

在本发明的第七方面中，提供了用于执行脉冲振荡法测试的设备，包括：壳体，该壳体限定了从吹嘴到进气口的气流通道，其中，进气口向大气敞开；封堵器；使封堵器在第一位置和第二位置之间移动的装置，其中，相较于处于第一位置，处于第二位置的封堵器更大程度地封堵气流通道；

声脉冲发生器，该声脉冲发生器配置为沿吹嘴的方向推动气流通道中的空气，以在气流通道中的空气中产生声脉冲；

控制电路，该控制电路配置为控制使封堵器移动的装置和声脉冲发生器，以使得声脉冲发生器产生声脉冲与封堵器从第一位置移动到第二位置相协调；以及传感器组件，该传感器组件配置为在产生声脉冲之后测量气流通道中的空气的气流参数。

振荡法测试是诊断测试，其结果指示执行测试的受试者的气道的机械特性。这些特性可以用于帮助诊断例如COPD等呼吸疾病。振荡法测试是有利的，因为它们不需要受试者执行例如用力呼吸等特定的呼吸动作。受试者仅需要以相对恒定的吸气或呼气速度来呼吸。受试者甚至有可能通过该设备简单地执行正常的潮式呼吸。这是有利的，因为这意味着该测试易于执行且执行舒适。这对于儿童和遭受呼吸疾病的受试者尤其重要，该呼吸疾病会使得以另一种方式呼吸(例如高流量的用力呼吸)困难且不舒适。

在使用设备执行振荡法测试同时，受试者可能会通过设备吸气和/或呼气，从而使空气穿过设备的空气通道并流入/流出受试者的肺部。声脉冲发生器、封堵器以及使封堵器移动的装置的配置，有利地提供了紧凑且有效的方式来产生穿过设备的气流通道中的空气的声脉冲。

如本文中所使用的，声脉冲是包括多个正弦频率的压力波。声脉冲是通过由声脉冲发生器将空气推动进入气流通道而产生的。对空气的推动产生压力波动。压力波理想地采取方波的形式或近似于方波的形式。

声脉冲以音速传播。在返回到设备的气流通道之前，声脉冲可能穿过气流通道和吹嘴，然后进入受试者的气道。在产生声脉冲随后，可以由传感器组件感测气流通道中的空气的参数。一个测量的参数可以是气压。另一个测量的参数可以是空气流量。声脉冲可以与受试者的气道相互作用，从而导致经过传感器的空气的压力和流量发生变化。因此，这些参数可以用于确定受试者的气道对声脉冲的响应。该响应可以用来表征受试者的气道。声脉冲与受试者的气道相互作用后，压力波将散开并且可能具有钟形。

有利的是，相较于处于第一位置，处于第二位置的封堵器更大程度地封堵气流通道，因为这减少了在远离吹嘴的方向上从声脉冲损失的能量。能量可以通过封堵器和气流通道之间的任何间隙逸出，因此，该间隙的任何减小(通过增加封堵来实现)确保了较少的能量逸出。因此，如果在产生声脉冲期间封堵器处于第二位置，则有利地减少了产生的声脉冲在远离吹嘴的方向上的能量损失。

控制电路可以配置为协调封堵器从第一位置到第二位置的移动，以使得其与声脉冲的产生同时进行。

控制电路配置为移动封堵器，以使得在产生声脉冲的同时封堵器处于第二位置。有利地，这确保了随着产生声脉冲而增加封堵。

封堵器可以配置为从第一位置移动到第二位置，以使得相对于产生声脉冲，封堵器处于第二位置具有5ms或更少的偏差。该偏差可以为使得在产生声音脉冲之后封堵器到达第二位置，但是优选地，在产生声音脉冲之前封堵器处于第二位置。该偏差可以有利地允许相对于声脉冲的产生而精确地控制封堵器的移动。对于设备的特定配置，该偏差可以是预定值，该预定值确保将最大或特别期望的量的声脉冲能量引导至吹嘴而不是远离接口管。

一旦产生，声脉冲便沿吹嘴的方向行进通过气流通道。有利地，这是沿着使用该设备的受试者的气道的方向。换句话说，有利地，气流通道在封堵器和吹嘴之间不包括任何弯曲或分支。这意味着最大量的能量将到达受试者的气道。声脉冲穿过气流通道从吹嘴出来并进入受试者的气道。声脉冲与受试者的气道相互作用，从而导致经过这些传感器的空气的压力和流量发生变化。

传感器组件可以配置为测量气流通道中的空气的流量或气流通道中的空气的压力或气流通道中的空气的流量和气流通道中的空气的压力两者。控制电路可以配置为基于对气流通道中的空气的流量或气流通道中的空气的压力或气流通道中的空气的流量和气流通道中的空气的压力两者的频域分析，计算表征呼吸系统的参数。流量和压力根据需要由传感器组件测量。

控制电路可以配置为从传感器组件接收信号。控制电路可以从传感器组件接收流量和压力的测量值，并且基于这些测量值可以形成描述气道的机械特性的若干指标。这些指标可以是表征受试者的呼吸系统的参数。不同频率的声脉冲可以由受试者的气道被不同程度地衰减。该衰减可以随着频率的增加而增加。结果，较高频率的压力和流量的测量值主要由上气道的响应决定。因为该声脉冲包含多个频率，所以指标能够指示上气道和下气道以及整个呼吸系统的特征。指标可以给出气道阻力和气道电抗以及气道的其他机械特性的指示。气道的机械特性可以指示受试者患有呼吸疾病，因此这些指标能够帮助训练有素的医务人员诊断呼吸疾病。

控制电路可以包括微控制器。微控制器可以配置为处理从传感器接收的数据。数据的处理可以包括执行快速傅立叶变换。数据处理的结果可以是测试分数，该测试分数可用于帮助监测或诊断呼吸疾病。代替地，控制电路可以与包括微控制器的便携式计算机(例如膝上型计算机或智能电话等)通信。在这些情况下，便携式设备的微控制器执行数据处理。控制电路与便携式设备之间的通信可以是无线连接。该无线连接可以是蓝牙连接。

控制电路可以配置为对与来自传感器组件的测量的流量和测量的压力两者有关的信号执行快速傅立叶变换，并且因此产生示出每个频率的幅度的频域分布。

由声脉冲发生器产生的声脉冲可以包括多个频率，该多个频率包括5Hz至20Hz的范围。声脉冲可以是由封堵器从第一位置到第二位置的移动产生的方波的形式，或近似方波的形式。

由脉冲发生器产生的声脉冲可以具有在传感器组件处至少50Pa的最大压力增加，以及沿着吹嘴的方向通过气流通道的至少每分钟0.15升的流量增加。压力的增加是从当受试者正在正常呼吸时开始，压力增加到高于气流通道中的空气压力的量。控制电路可以配置为在50ms或更短的时间内将封堵器从第一位置移动到第二位置。

相较于处于第一位置，处于第二位置的封堵器更大程度地封堵气流通道。封堵器的这种变化导致对流过气流通道的空气的阻力发生变化。与当封堵器处于第一位置时相比，当封堵器处于第二位置时，在气流通道中流动的空气受到更高的流动阻力。当封堵器处于第一位置时的流动阻力可以低于0.15kPa s L

该设备还可以在气流通道中包括终端阻力器。该终端阻力器可以配置为校准气流通道的阻力。该终端阻力器可以配置为增加气流通道的阻力。这具有在封堵器处于第一位置时和封堵器处于第二位置时都增加气流通道的阻力的效果。终端阻力器可以防止大气压与由设备中传感器测量的压力之间的去耦合。

封堵器处于第二位置的时间长度和封堵器的配置都可能影响声脉冲的特性。封堵器的配置特别是指当封堵器处于第二位置时与其处于第一位置时相比，封堵器增加的流动阻力的量。因此，可以选择封堵器处于第二位置的时间长度以及封堵器的配置，以导致具有期望特性的声脉冲。

在一些实施例中，封堵器可以配置为使得当封堵器处于第二位置时，空气能够流过气流通道。这意味着，即使在封堵器处于第二位置时，气流通道中的空气受到更多的阻力，气流通道也不会被完全封堵。当封堵器处于第二位置时，壳体与封堵器之间的最小距离可以为至少0.5mm。在此距离处，流动阻力足够低，以至于流动阻力的变化对声脉冲的特性的影响可以忽略不计。可以选择不大于0.5mm的间隙，因为这导致适当低的流动阻力，同时还确保在气流通道中有效地将声脉冲引导向吹嘴。

如果在封堵器处于第二位置时由受试者经历的压力变化不会导致受试者的气道中的压力显著积累，则该测试可能会使受试者感到更舒适，并且更有可能给出准确的结果。这可以通过确保封堵器仅以短时间处于第二位置并通过确保封堵器没有完全关闭气流通道来实现。

控制电路可以配置为在封堵器已经处于第二位置不超过20ms后，将封堵器移动到第一位置。该时间有利地足够短，以使得在封堵器处于第二位置时由于阻力的增加而引起的压力变化对于受试者而言是不明显的。当计算不必考虑由于长时间封堵气流通道而导致的显着压力变化时，根据声脉冲来计算指标所需的数学模型有利地更简单。在一些实施例中，控制电路可以配置为在封堵器已经处于第二位置不超过30ms或40ms后，将封堵器移动到第一位置。

在一些实施例中，当封堵器处于第二位置时，具有对气流通道中的空气的流动的高阻力可能是有利的。在这样的实施例中，当封堵器处于第二位置时，壳体与封堵器之间的最小距离可以小于0.5mm。在其他实施例中，封堵器处于第二位置的时间足够长，以使气流通道中积累的压力对测试产生重大影响。封堵器处于第二位置的时间长度可能长于20ms。

气流通道中的压力积累可能增加声脉冲的幅度。这可能是因为在气流通道中的压力变化向声脉冲贡献了额外的能量。维持于第二位置的封堵器可以更有效地将声脉冲的能量引导向吹嘴。这可以允许使用较小的封堵器并且具有较低的功率要求。但是，声脉冲的特性也可能会被影响，以至于它较不接近方波。

封堵器可以配置为使得当封堵器处于第二位置时，空气不能从进气口流过该封堵器到达吹嘴。这是在封堵器处于第二位置时具有高流动阻力的极端情况，并确保将最大量的声脉冲能量引导到气流通道中并朝向吹嘴。

封堵器可以包括弹性密封部件，该弹性密封部件配置为当封堵器处于第二位置时接触壳体。密封部件可以由当其与壳体接触时会变形的材料制成。密封部件有利地确保在气流通道中实现气密密封，从而防止气流流过封堵器。它还防止当用力将封堵器从第一位置移动到第二位置时损坏设备的外壳。

控制电路可以配置为使得在测试时段期间使封堵器移动的装置每秒至少3次地将封堵器从第一位置移动至第二位置再返回至第一位置。控制电路可以配置为使得声脉冲发生器配置为在测试时段期间每秒至少产生3个声脉冲，每次封堵器从第一位置移动到第二位置时产生一个声脉冲。在整个测试过程中产生多个声脉冲有利于获得气道的全貌。例如，可以在当受试者的肺部具有不同的充气量时取得测量值。替代地或附加地，可以将来自多个声脉冲的结果取平均。这可能考虑到单次测量中的噪声或其他不准确性。

处于第二位置的封堵器可以配置为封堵气流通道的进气口。

封堵器可以是柱塞或遮板。当封堵器是柱塞或遮板时，使封堵器移动的装置可以是线性致动器。使封堵器移动的其他装置也是可能的。例如，封堵器可以在铰链式致动器上。

封堵器可以是旋转阀。例如，该旋转阀可以包括盘，该盘被定位为垂直于设备的壳体中限定的气流通道。该盘可以包括孔。在第一位置，该孔可以与气流通道连通。在第二位置，该孔可以不与气流通道连通或者仅与气流通道部分连通。因此，相较于处于第一位置，处于第二位置的盘可以更大程度地封堵气流通道。第一位置和第二位置之间的不同封堵可以通过其他方式实现。盘可以具有不规则形状。旋转轴可以是偏心的。旋转阀可以包括叶片。当封堵器是旋转阀时，使封堵器移动的装置可以是马达。

声脉冲发生器可以包括柱塞和使柱塞在第一位置和第二位置之间移动的装置，并且装置可以配置为使得柱塞从第一位置到第二位置的移动沿吹嘴的方向从柱塞推动气流通道中的空气。控制电路可以有利地控制移动柱塞的装置，以使得柱塞以一速度和通过一距离在第一位置和第二位置之间移动，从而产生具有期望特性的声脉冲。这可能意味着流量和压力波动具有期望的幅度。声脉冲发生器可以以50ms或更短的时间推动气流通道中的空气。这产生了振幅足够大以用于振荡法测试的声脉冲。

柱塞可以以从第一位置移动到第二位置再返回第一位置的循环来移动。例如，柱塞的循环可以具有3Hz的频率或脉冲速率。脉冲中包含的最高频率主要取决于脉冲的持续时间。例如，通过使封堵器在50ms或更短的时间内从第一位置移动到第二位置，可以获得包含在脉冲中的20Hz的较高频率。脉冲将包含较低的频率，例如5Hz等。具有可检测幅度的最高频率可以是20Hz。不同频率的声脉冲可以被不同程度地衰减。该衰减可以随着频率的增加而增加。结果，较高频率的压力和流量的测量值主要由上气道的响应决定。较低频的压力和流量的测量值可以包括来自肺部外围的响应。因此，使用多个频率的压力波动而不是单个频率的来探测受试者的气道是有利的，从而更全面地了解受试者的气道的机械特性。它允许识别在不同频率下的特征性呼吸响应。

使柱塞移动的装置配置为当受试者通过吹嘴吸气或呼气时，使柱塞在与通过气流通道的气流平行的方向上移动。这导致当由柱塞从第一位置到第二位置的移动引起的柱塞对空气的推动也平行于气流通道。然后，被推动的空气沿吹嘴的方向移动。

使柱塞移动的装置可以是线性致动器。线性致动器可以有利地定位成使得其移动的轴线平行于气流通道。然后线性致动器会沿平行于气流通道的方向将柱塞从第一位置移动到第二位置。使柱塞移动的其他装置也是可能的。例如，柱塞可以在铰链式致动器上。

限定气流通道的壳体的一部分可以包括第一锥形部分。相较于处于第二位置，处于第一位置的柱塞可以位于第一锥形部分的较宽部分中或较宽部分附近。在该配置中，通过将柱塞从第一位置移动到第二位置而产生的声脉冲的能量可以通过第一锥形部分被更有效地引导向吹嘴。气流通道可以包括与第一锥形部分相邻的第二锥形部分，其中，第二锥形部分可以配置为当柱塞处于第一位置时围绕柱塞。第二锥形部分可以在柱塞周围提供足够的间隙，以使当柱塞处于第一位置时流过气流通道的阻力非常低，而无需在第一位置和第二位置之间进行长距离的移动。

当声脉冲发生器是柱塞时，该柱塞也可以是封堵器。在那种情况下，将柱塞从第一位置移动到第二位置以产生声脉冲的同时，也增加了气流通道的封堵。

声脉冲发生器可以是扬声器。扬声器可以包括圆锥体或振膜，该圆锥体或振膜推动气流通道中的空气从而产生声脉冲。扬声器可以配置为在平行于气流通道的方向上朝向吹嘴推动气流通道中的空气。扬声器可以连接至信号发生器。信号发生器可以提供电信号，扬声器将该电信号转换为声波。信号发生器可以形成控制电路的一部分。

可替代地，声脉冲发生器可以配置为释放在气流通道中的沿着吹嘴的方向推动气流通道中的空气的压缩气体。压缩气体可以被存储在气体罐中。该气体罐可以包括释放阀。该释放阀可以配置为使得当其被打开时，压缩气体被从气体罐释放到气流通道中。压缩气体可以以平行于气流通道的方向和吹嘴的方向释放。释放阀可以连接至控制电路并且可被控制以使得压缩气体的释放与封堵器从第一位置到第二位置的移动相协调。

设备可以是便携式的。有利地，这意味着可以将该设备带到受试者而不是受试者必须去例如医院。有利地，这使得对状况的监测更加容易，因为在每次执行测试时受试者将不必返回例如医院。它还允许在现实世界中评估环境触发因素。

该设备可以包括至少一个电池，该至少一个电池配置为向控制电路、声脉冲发生器和使封堵器移动的装置提供电力。包括电池的设备有利地允许该设备是便携式的，并且在使用时不需要在例如市电等的电源附近。

在本发明的第八方面中，提供了执行振荡法测试的方法，包括以下步骤：

使用声脉冲发生器产生声脉冲，声脉冲发生器配置为沿吹嘴的方向推动气流通道中的空气，以在气流通道中的空气中产生声脉冲；

将封堵器从第一位置移动到第二位置，其中，相较于处于第一位置，处于第二位置的封堵器更大程度地封堵气流通道；

在已经将封堵器移动到第二位置之后，将封堵器返回到第一位置；以及

在气流通道中产生声脉冲随后的时间段期间，测量气流通道中的空气的气流参数；

其中，控制电路配置为控制装置以移动封堵器和声脉冲发生器，以使得声脉冲发生器产生声脉冲与封堵器从第一位置移动到第二位置相协调。

控制电路可以配置为在封堵器已经快速地处于第二位置之后将封堵器移动回到第一位置，以最小化当封堵器处于第二位置时在气流通道中积累的压力。控制电路可以配置为当封堵器已经处于第二位置不超过20ms之后，或者在某些实施例中不超过30ms或40ms之后，将封堵器移动到第一位置。封堵器可以在120ms或更短时间内从第一位置移动到第二位置再回到第一位置。封堵器可以每秒3次地从第一位置移动到第二位置再回到第一位置。每当封堵器从第一位置移动到第二位置时，都可以产生声脉冲。在整个测试过程中产生多个声脉冲有利于获得气道的全貌。例如，可以在当受试者的肺部具有不同的充气量时取得测量值。作为控制电路配置为将封堵器移动回到第一位置的替代，可以使用复位弹簧。

声脉冲可以包括多个频率。声脉冲可以包括5Hz至20Hz范围内的频率。该频率范围可以有利地探测受试者的上气道和下气道。与较高频信号相比，较低频信号较少被受试者的气道的衰减。因此，使用多个频率的压力波动而不是单个频率的来探测受试者的气道是有利的，以便更全面地了解受试者的气道的机械特性。这也允许识别在不同频率下的特征性呼吸响应。

在本发明的第九方面中，提供了用于执行脉冲振荡法测试的设备，包括：壳体，该壳体限定了从吹嘴到进气口的气流通道，其中，进气口向大气敞开；封堵器；以及使封堵器在第一位置和第二位置之间移动的装置。

相较于处于第一位置，处于第二位置的封堵器更大程度地封堵气流通道。封堵器配置为使得封堵器从第一位置到第二位置的移动沿吹嘴的方向从封堵器推动气流通道中的空气，以在气流通道中的空气中产生声脉冲。

在本发明的第九方面的设备中，是封堵器从第一位置到第二位置的移动产生了声脉冲。因此，在该方面中，封堵器用作声脉冲发生器(如先前的方面中所述)，并且具有第二位置，相较于处于第一位置，处于第二位置的封堵器更大程度地封堵气流通道。在本发明的这个方面中的封堵器可以具有以上关于本发明的其他方面描述的封堵器和声脉冲发生器的优点。

设备还包括传感器组件，该传感器组件配置为在产生声脉冲之后测量气流通道中的空气的气流参数。

声脉冲是随着封堵器从第一位置移动到第二位置，通过由封堵器将空气推动进入气流通道而产生的。对空气的推动产生压力波。压力波理想地采取方波的形式或近似于方波的形式。在理想情况下，声脉冲会通过封堵器从第一位置到第二位置的瞬时运动来产生。实际上，该瞬时运动是不可能的，从而导致不对称的钟形脉冲。

声脉冲以音速传播。在返回到设备的气流通道之前，声脉冲可能穿过气流通道和吹嘴，然后进入受试者的气道。在产生声脉冲随后，可以由传感器组件感测气流通道中的空气的参数。一个测量的参数可以是气压。另一个测量的参数可以是空气流量。声脉冲可以与受试者的气道相互作用，从而导致经过传感器的空气的压力和流量发生变化。因此，这些参数可以用于确定受试者的气道对声脉冲的响应。该响应可以用来表征受试者的气道。

有利的是，相较于处于第一位置，处于第二位置的封堵器更大程度地封堵气流通道，因为这减少了压力波在远离吹嘴的方向上的能量损失。能量可以通过封堵器和气流通道之间的任何间隙逸出，因此，这些间隙的任何减小(通过增加封堵来实现)确保了较少的能量逸出。因此，使封堵器从第一位置移动到第二位置会通过将气流通道中的空气推向吹嘴而产生声脉冲，同时，相对于第一位置而言，处于第二位置增加的封堵会同时减少在远离吹嘴的方向上的能量损失。

控制电路可以有利地控制使封堵器移动的装置，以使得封堵器以一速度和通过一距离在第一位置和第二位置之间移动，从而产生具有期望特性的声脉冲。这可能意味着流量和压力波动具有期望的幅度。可替代地，可以通过受试者呼吸的动作来驱动使封堵器移动的装置。

一旦产生，声脉冲便沿吹嘴的方向行进通过气流通道。有利地，这是沿着使用该设备的受试者的气道的方向。换句话说，有利地，气流通道在封堵器和吹嘴之间不包括任何弯曲或分支。这意味着最大量的能量将到达受试者的气道。声脉冲穿过气流通道从吹嘴出来并进入受试者的气道。声脉冲与受试者的气道相互作用，从而导致经过传感器的空气的压力和流量发生变化。

测得的对声脉冲的响应取决于封堵器的配置、封堵器的运动以及包括受试者肺部在内的空气通道的特性。由于可以了解或校准封堵器的配置、封堵器的运动以及设备中气流通道的特性，因此由传感器组件感测到的参数能够用于表征受试者肺部的气道力学特性。

设备还可以包括控制电路，该控制电路配置为控制装置移动封堵器或从传感器组件接收信号，或者既控制装置移动封堵器又从传感器组件接收信号。

传感器组件配置为测量气流通道中的空气的流量或气流通道中的空气的压力或气流通道中的空气的流量和气流通道中的空气的压力两者。控制电路可以配置为基于对气流通道中的空气的流量或气流通道中的空气的压力或气流通道中的空气的流量和气流通道中的空气的压力两者的频域分析，计算表征呼吸系统的参数。流量和压力根据需要由传感器组件测量。

控制电路可以从传感器组件接收流量和压力的测量值，并且基于这些测量值可以形成描述气道的机械特性的若干指标。

这些指标可以是表征受试者的呼吸系统的参数。声脉冲的不同频率可以被不同程度地衰减，并且该衰减可以随着频率的增加而增加。结果，较高频率的压力和流量的测量值主要由上气道的响应决定。因为该脉冲包含多个频率，所以指标能够指示上气道和下气道以及整个呼吸系统的特征。

指标可以给出气道阻力和气道电抗以及气道的其他机械特性的指示。气道的机械特性可以指示受试者患有呼吸疾病，因此这些指标能够帮助训练有素的医务人员诊断呼吸疾病。

控制电路可以包括微控制器。微控制器可以配置为处理从传感器接收的数据。数据的处理可以包括执行快速傅立叶变换。数据的处理的结果可以是测试分数，该测试分数可以用于帮助监测或诊断呼吸疾病。代替地，控制电路可以与包括微控制器的便携式计算机(例如膝上型计算机或智能电话等)通信。在这些情况下，便携式设备的微控制器执行数据处理。控制电路与便携式设备之间的通信可以是无线连接。该无线连接可以是蓝牙连接。

控制电路可以配置为移动封堵器，以使得所产生的声脉冲包括从5Hz至20Hz范围内的多个频率的压力波动。声脉冲可以是由封堵器从第一位置到第二位置的移动产生的方波的形式，或近似方波的形式。封堵器可以以从第一位置移动到第二位置再返回第一位置的循环来移动。例如，封堵器的循环可以具有3Hz的频率或脉冲速率。脉冲中包含的最高频率主要取决于脉冲的持续时间。例如，通过使封堵器在50ms或更短的时间内从第一位置移动到第二位置，可以获得包含在脉冲中的20Hz的较高频率。脉冲将包含较低的频率，例如5Hz等。具有可检测幅度的最高频率可以是20Hz。不同频率的声脉冲可以被不同程度地衰减。该衰减可以随着频率的增加而增加。结果，较高频率的压力和流量的测量值主要由上气道的响应决定。较低频率的压力和流量的测量值可以包括来自肺部外围的响应。因此，使用多个频率的压力波动而不是单个频率的来探测受试者的气道是有利的，从而可以更全面地了解受试者的气道的机械特性。它允许识别在不同频率下的特征性呼吸响应。

控制电路可以配置为对与来自传感器组件的测量的流量和测量的压力两者有关的信号执行快速傅立叶变换，并且因此产生示出每个频率的幅度的频域分布。

控制电路可以配置为使封堵器从第一位置移动到第二位置，以使得声脉冲提供在传感器组件处至少50Pa的最大压力增加，以及沿吹嘴的方向通过气流通道的至少每分钟0.15升的流量增加。压力的增加是从受试者正在正常呼吸开始，压力增加到高于气流通道中的空气压力的量。控制电路可以配置为在50ms或更短的时间内将封堵器从第一位置移动到第二位置。

相较于处于第一位置，处于第二位置的封堵器更大程度地封堵气流通道。封堵器的这种变化导致对流过气流通道的空气的阻力发生变化。与当封堵器处于第一位置时相比，当封堵器处于第二位置时，在气流通道中流动的空气受到更高的流动阻力。当封堵器处于第一位置时的流动阻力低于0.15kPa s L

封堵器处于第二位置的时间长度和封堵器的配置都可能影响声脉冲的特性。封堵器的配置特别是指当封堵器处于第二位置时与其处于第一位置时相比，封堵器增加的流动阻力的量。因此，可以选择封堵器处于第二位置的时间长度以及封堵器的配置，以产生具有期望特性的声脉冲。

在一些实施例中，封堵器可以配置为使得当封堵器处于第二位置时，空气能够流过气流通道。这意味着，即使在封堵器处于第二位置时，气流通道中的空气受到更多的阻力，气流通道也不会被完全封堵。当封堵器处于第二位置时，壳体与封堵器之间的最小距离可以为至少0.5mm。在此距离处，流动阻力足够低，以至于流动阻力的变化对声脉冲的特性的影响可以忽略不计。可以选择不大于0.5mm的间隙，因为这导致适当低的流动阻力，同时还确保在气流通道中有效地将声脉冲引导向吹嘴。

如果在封堵器处于第二位置时由受试者经历的压力变化不会导致受试者的气道中的压力显著积累，则该测试可能会使受试者感到更舒适，并且更有可能给出准确的结果。这可以通过确保封堵器仅以短时间处于第二位置并通过确保封堵器没有完全关闭气流通道来实现。

控制电路可以配置为在封堵器已经处于第二位置不超过20ms后，将封堵器移动到第一位置。该时间有利地足够短，以使得在封堵器处于第二位置时由于阻力的增加而引起的压力变化对于受试者而言是不明显的。当计算不必考虑由于长时间封堵气流通道而导致的显着压力变化时，根据声脉冲来计算指标所需的数学模型有利地更简单。在一些情况下，控制电路可以配置为在封堵器已经处于第二位置不超过30ms或40ms后，将封堵器移动到第一位置。

在一些实施例中，当封堵器处于第二位置时，具有对气流通道中的空气的流动的高阻力可能是有利的。在这样的实施例中，当封堵器处于第二位置时，壳体与封堵器之间的最小距离可以小于0.5mm。在其他实施例中，封堵器处于第二位置的时间足够长，以使气流通道中累积的压力对测试产生重大影响。封堵器处于第二位置的时间长度可能长于20ms。

气流通道中的压力积累可能会增加声脉冲的幅度。这可能是因为在气流通道中的压力变化向声脉冲贡献了额外的能量。保持在第二位置的封堵器可以更有效地将声脉冲的能量引导向吹嘴。这可以允许使用较小的封堵器并且具有较低的功率要求。但是，声脉冲的特性也可能会被影响，以至于不太不接近方波。

气流通道的一部分可以包括第一锥形部分。相较于处于第二位置，处于第一位置的封堵器可以位于第一锥形部分的较宽部分中或较宽部分附近。在该配置中，通过将封堵器从第一位置移动到第二位置而产生的声脉冲的能量可以通过第一锥形部分被更有效地引导向吹嘴。气流通道可以包括与第一锥形部分相邻的第二锥形部分，其中，第二锥形部分可以配置为当封堵器处于第一位置时围绕封堵器。第二锥形部分可以在封堵器周围提供足够的间隙，以使当封堵器处于第一位置时流过气流通道的阻力非常低，而无需在第一位置和第二位置之间具有长的行程。

封堵器可以配置为使得当封堵器处于第二位置时，空气不能流过该封堵器。这是在封堵器处于第二位置时具有高流动阻力的极端情况，并确保将最大量的声脉冲能量引导到气流通道中并朝向吹嘴。封堵器可以包括弹性密封部件，该弹性密封部件配置为当封堵器处于第二位置时接触壳体。密封部件可以由当其与壳体接触时可变形的材料制成。密封部件有利地确保在气流通道中实现气密密封，从而防止气流流过封堵器。它还防止当用力将封堵器从第一位置移动到第二位置时损坏设备的外壳。

控制电路可以配置为使得在测试时段期间使封堵器移动的装置每秒至少3次地将封堵器从第一位置移动至第二位置再返回至第一位置。这在测试时段期间每秒产生至少3个声脉冲。在整个测试过程中产生多个声脉冲有利地允许得到气道的全貌。作为控制电路配置为将封堵器移动回到第一位置的替代，可以使用复位弹簧。

处于第二位置的封堵器可以配置为封堵气流通道的进气口。

封堵器的与气流通道接触的面可以是大致凹形的。这对于产生声脉冲是有效的，并确保了当封堵器被从第一位置移动到第二位置时，尽可能多的空气被推向吹嘴。

使封堵器移动的装置可以配置为当受试者通过吹嘴吸气或呼气时，使封堵器在与通过气流通道的气流平行的方向上移动。这导致当由封堵器从第一位置到第二位置的移动引起的封堵器对空气的推动也平行于气流通道。然后，被推动的空气沿吹嘴的方向移动。

使封堵器移动的装置可以是线性致动器。线性致动器可以有利地定位成使得其移动的轴线平行于气流通道。然后线性致动器会沿平行于气流通道的方向将封堵器从第一位置移动到第二位置。使封堵器移动的其他装置也是可能的。例如，封堵器可以在铰链式致动器上。

吹嘴有利地具有低的流动阻力、低的浪费体积和相对光滑的内表面。避免尖锐的内部特征减少了对行进入/行进出气道的脉冲/波的干扰。否则，这些特征可能削弱波的信号特性。

设备可以是便携式的。有利地，这意味着可以将该设备带到受试者而不是受试者必须去例如医院。有利地，这使得对状况的监视更加容易，因为在每次执行测试时受试者将不必返回例如医院。它还允许在现实世界中评估环境触发因素。

该设备可以包括至少一个电池，该至少一个电池配置为向控制电路和使封堵器移动的装置提供电力。包括电池的设备有利地允许该设备是便携式的，并且在使用时不需要在例如市电等的电源附近。

在本发明的第十方面中，提供了在脉冲振荡法测试期间产生声脉冲的方法，包括以下步骤：

提供通过用于执行脉冲振荡法测试的设备的壳体限定的气流通道，气流通道从吹嘴延伸到进气口，其中进气口向大气敞开，

将封堵器从第一位置移动到第二位置，其中，相较于处于第一位置，处于第二位置的封堵器更大程度地封堵气流通道，并且其中，封堵器的移动将沿吹嘴的方向从封堵器推动气流通道中的空气，以产生声波，以及

在已经将封堵器移动到第二位置之后，将封堵器返回到第一位置。

封堵器可以在50ms或更短的时间内从第一位置移动到第二位置。这产生了振幅足够大以用于振荡法测试的声脉冲。

控制电路可以配置为在封堵器已经快速地处于第二位置之后将封堵器移动回到第一位置，以最小化当封堵器处于第二位置时在气流通道中积累的压力。控制电路可以配置为当封堵器已经处于第二位置以不超过20ms之后，或者在某些实施例中不超过30ms或40ms之后，将封堵器移动到第一位置。封堵器可以在120ms或更短时间内从第一位置移动到第二位置再回到第一位置。封堵器可以每秒3次地从第一位置移动到第二位置再回到第一位置。在整个测试过程中产生多个声脉冲有利于获得气道的全貌。作为控制电路配置为将封堵器移动回到第一位置的替代，可以使用复位弹簧。

声脉冲可以包括多个频率。声脉冲可以包括5Hz至20Hz范围内的频率。该频率范围可以有利地探测受试者的上气道和下气道。

与较高频信号相比，较低频信号较少被受试者的气道的衰减。因此，使用多个频率的压力波动而不是单个频率的压力波动来探测受试者的气道是有利的，以便更全面地了解受试者的气道的机械特性。这也允许识别在不同频率下的特征性呼吸响应。

在本发明的第十一方面中，提供了执行振荡法测试的方法，包括以下步骤：

提供通过用于执行脉冲振荡法测试的设备的壳体限定的气流通道，气流通道从吹嘴延伸到进气口，其中进气口向大气敞开，

将封堵器从第一位置移动到第二位置，其中，相较于处于第一位置，处于第二位置的封堵器更大程度地封堵气流通道，并且其中，封堵器的移动将沿吹嘴的方向从封堵器推动气流通道中的空气，以产生声脉冲，

在已经将封堵器移动到第二位置之后，将封堵器返回到第一位置，以及

在气流通道中产生声脉冲随后的时间段期间，测量气流通道中的空气的气流参数。

应当清楚，关于本发明的一个方面描述的特征可以应用于本发明的其他方面中。

附图说明

现在将参考附图仅以示例的方式描述根据本发明的实施例，其中：

图1示出了根据本发明的设备的一般配置的一系列示意图，其中每个配置可以执行多个呼吸诊断测试中的一个呼吸诊断测试；

图2是处于用于执行肺量测定法测试的特定配置中的设备的侧视图；

图3是图2的设备的剖视图，其示出了通过设备形成的气流通道；

图4是图3的一部分的特写剖视图，其示出了在气流通道中的传感器；

图5是图2的设备的爆炸侧视图，其示出了被连接以形成该设备的分离的部件；

图6是处于不同于图2中所示的配置的用于执行一氧化氮浓度测试的特定配置中的设备的侧视图；

图7是图6的设备的剖视图，其示出了通过设备形成的气流通道；

图8是设备的一般配置的一系列示意图，类似于图1，但还示出了存在的传感器以及包括这些传感器的部件；

图9是处于第二肺量测定配置中的设备的侧视图；

图10是示出与真实值相比，流量传感器和压力传感器所测量的流量测量值随着时间而变化的曲线图；

图11是示出与真实值相比由一氧化氮传感器测量的一氧化氮浓度的曲线图，还示出相对湿度的负变化率；

图12是概述用于使用本发明的设备的方法的流程图；

图13是用于执行振荡法测试的处于一不同配置中的设备的侧视图，处于该配置中的设备包括封堵器，其中该封堵器处于第一位置；

图14是图13的设备的相同的侧视图，该设备的封堵器处于第二位置；

图15是图13和图14的振荡法模块的剖视图，其示出了将封堵器从第一位置移动到第二位置(分别在图13和图14中所示)的线性致动器；

图16是图13的设备的剖面透视图，其示出了通过设备限定的气流通道；

图17是示出使用图1的设备来执行振荡法测试的方法的流程图；

图18是设备的显示画面或用户界面，该实施例针对受过有限医学训练的受试者；

图19是设备的显示画面或用户界面，该实施例针对是医学专业人员的受试者；

图20是示出来自先前测试的历史数据的显示画面；

图21是附加的显示画面或用户界面，其中将当前受试者的测试结果与其他受试者的测试结果进行比较；

图22是该设备的实施例的透视图，其中主要部件和次要部件均包括外壳；

图23a和23b是振荡法模块的另一实施例的剖面示意图；以及

图24是振荡法模块的另一实施例的剖面示意图。

具体实施方式

图1以示意图的形式示出了根据本发明的用于执行呼吸诊断测试的设备100的五个不同配置。在每个配置中，设备100配置为执行特定的呼吸诊断测试。该设备包括主要部件102和控制电路106。控制电路106可以是微控制器。该设备还可以包括任意数量的次要部件104、105 107、108或109。主要部件102包括或连接至控制电路106。如图1中所示，设备的次要部件可以相对于主要部件以多种方式布置，以实行不同的测试。

图1中所示的所有配置均包含主要部件102和控制电路106。每个配置的次要部件的数量或布置都不同。在组件内添加、移除或重新布置次要部件以创建设备的新配置。在每个配置中，通过连接的主要和次要部件限定了气流通道。气流通道的特性在每个配置中都不同，以便针对特定的呼吸诊断测试进行优化。

在一些实施例中，主要部件的控制电路106由外部电源供电。这可以经由与计算机或便携式设备(例如笔记本电脑等)的USB连接来实现。该USB连接未在图中示出。在其他实施例中，电源可以是内部电源，例如电池等。主要部件102与连接至主要部件的任何次要部件电性接触。这允许将电力从外部电源传输到主要部件和次要部件。

为了使用设备100，受试者通过设备吸气和/或呼气，以使得吸入或呼出的空气流过通过设备100限定的气流通道。主要部件102包括至少一个传感器。次要部件104中的一些但不是全部包括传感器。主要部件102和次要部件104具有标准的连接机构，该标准的连接机构遍及所有部件，从而轻松地在各个部件间切换。主要部件还可以包括附加的连接机构，一些次要部件可以通过该附加的连接机构连接。通常，吹嘴也连接到主要部件102或者连接到次要部件之一。

图1a至1d示出了设备的四个不同配置，其中主要部件的各种布置与不同的次要部件相连接。图1a是主要部件102连接到次要部件104的配置。图1b是主要部件102未连接到任何其他部件的配置。图1c是与次要部件104不同的次要部件105连接到主要部件102的配置。图1d是次要部件104连接到主要部件102，并且连接到与次要部件104和105不同的次要部件107的配置。

图1e是替代实施例。其示出了彼此固定的若干次要部件104、108和109。仅次要部件104与主要部件102连接。当设备配置为如图中1e所示时，仅通过主要部件102和次要部件104限定气流通道。次要部件108和109可以根据需要连接至主要部件102，以重新配置设备以执行其他呼吸诊断测试之一，并且因此分别通过主要部件102和次要部件108或主要部件102和次要部件109限定气流通道。可以通过打开阀来实现连接。关闭阀来断开次要部件。在一些配置中，阀可以允许空气流过次要部件104、108和109中的一个、不止一个或没有一个。替代性的连接可以是次要部件相对于主要部件旋转或以其他方式移动到不同位置，以改变通过设备的气流路径。

图2是用于执行第一呼吸诊断测试的设备100的透视图。在此配置中，设备配置为执行肺量测定法测试。肺量测定法测试用于指示受试者气道的机械特性。测量流量并且可以在时间上对流量积分以计算肺容量。最大呼出流量是气道阻力和阻塞的指标；流动阻力随着气道直径的减小而增加。气道直径的减小会降低最大流量。气道阻塞或变窄表明该受试者可能患有呼吸状况，例如哮喘或COPD等。

该设备包括主要部件102、作为肺量测定部件202的第一次要部件和吹嘴204。次要部件位于吹嘴和主要部件之间。肺量测定部件202包括八个旁通孔210。

主要部件包括保持在壳体部分207内的流量传感器、保持在壳体部分209内的传感器组件和保持在壳体部分211内的控制电路。流量传感器、传感器组件和控制电路未在图2中示出。主要部件还包括安装板212。

图3是图2的设备的剖面，其示出了当设备200处于肺量测定配置中时通过设备200限定的气流通道302。在图3中，未示出控制电路和控制电路壳体部分211。安装板212也未示出。

传感器组件304和流量传感器306在图3中可见。传感器组件304包括环境传感器，这些环境传感器为压力传感器、温度传感器和湿度传感器。压力传感器是All Sensors CoDLHR-L02D。温度传感器和湿度传感器集成到一个部件中，即Sensirion SHT75。以上所有传感器部件均可从Digi-Key电子网站上购买到：https://www.digikey.com/。流量传感器是Sensirion SFM3000。在图2和图3中，流量传感器306和流量传感器壳体207示出为主要部件102的一部分。然而，它们与可以形成次要部件202的一部分。

气流通道302被设计成具有低的流动阻力和低的内部容积或死空间。形成气流通道302的各种部件具有相似的内径。当气流通道302的直径发生变化时，对变化进行分级以减小气流阻力并促进具有可重复特性的一致气流。一些传感器对层流的响应更好，而一些传感器对湍流的响应更好。由于传感器对不同的流量特性有不同的响应，重要的是这些特性是可重复的，以使得每次执行诊断测试时，设备的气流通道302中都发生类似的空气流量。肺量测定法用于测量受试者的气道阻力，因此设备中的不一致或高阻力可能会导致测试结果不准确或使受试者难以执行测试。气流通道302中的气流的局部扰动或湍流可能导致传感器测量错误或不准确。

流量传感器306电连接至控制电路，并且能够将数据发送至控制电路并从控制电路接收指令和电力。例如，控制电路可以激活、停用和调整流量传感器306的采样频率。较高的采样频率可以为呼吸测量提供更好的数据。如果在不进行测试时停用流量传感器，则可以更有效地使用电力。

吹嘴204包括微生物过滤器(未图示)，以保护受试者免受感染。微生物过滤器还起到避免污染装置100、从呼出的呼吸吸收一些水分以减少装置中的传感器上的凝结以及保护装置中的传感器免受呼出的颗粒、流体或碎屑的作用。每个使用该设备的人使用一个新的吹嘴204。

图4是保持有传感器组件304的主要部件102的部分209的特写视图。传感器组件包括环境传感器。这些环境传感器测量压力、温度和湿度。传感器组件304装配在主要部件102中，以将传感器的入口暴露于气流通道302中的空气。

传感器组件304被安装为减少来自主要部件102的壳体209的热传导。主要部件102的壳体与传感器组件304之间的热传导可能导致空气的测量受主要部件102的温度影响。用于传感器组件304进入主要部件102的壳体的进入孔被密封，以避免环境与气流通道302之间的相互作用。通过这些进入孔的流可能会对流分布造成干扰，并导致由传感器组件304的传感器进行的测量中的错误。

传感器组件304的传感器电连接至控制电路，并且能够将数据发送至控制电路并从控制电路接收指令和电力。例如，控制电路可以激活、停用和调整传感器组件304的传感器的采样频率。较高的采样频率可以为呼吸测量提供更好的数据，但是会产生热量，该热量能够在温度测量中产生误差。如果在测试中不使用这些传感器时将它们停用，则能够更有效地使用电力。

图5是图2的爆炸图，其示出了这些部件如何装配在一起。在图2中所示的配置中，主要部件102配置为当被连接至次要部件104和吹嘴204时执行肺量测定法测试。肺量测定部件202可以被从主要部件102拆卸。吹嘴可以被从作为肺量测定部件202的次要部件104拆卸。通过将肺量测定部件202连接到主要部件，该设备配置用于执行肺量测定法测试。

肺量测定部件202具有被设计成与主要部件102的流量传感器部分207的外表面接合并密封的内表面。每个部件的接合表面具有圆锥形锥度，以在将肺量测定部件202安装在主要部件102的流量传感器部分207上方时提供密封。肺量测定部件202的流量传感器部分端的内径和圆锥形锥度与吹嘴204的连接端的外径和锥度相同。因此，可以以模块化的方式使用这些部件，其中可以针对设备的不同配置将部件添加到设备、从设备移除部件或在设备内重新布置部件。

肺量测定部件202的相对端具有与吹嘴204的外表面交界的内表面。设备的交界表面的尺寸和锥度是标准化的。这意味着这些交界表面将与以上的相同。每个次要部件具有标准化的接口，以与主要部件或另一次要部件的至少一个端的形状和尺寸相互作用。两个部件的交界表面都具有圆锥形锥度，以在将肺量测定部件202安装在吹嘴204上方时提供密封。

一些接口具有附加功能以帮助连接。肺量测定部件202的内表面具有内部台阶，该内部台阶定位了吹嘴204能够插入肺量测定部件202中的深度。内部台阶还减少了对气流通道302内的气流的干扰，这是因为超出台阶的内径与吹嘴204的内径相同。

主要部件的安装板212形成附加连接机构的一部分。仅次要部件中的一些利用该附加连接机构。附加连接机构通过利用安装板212在主要部件102和将要连接至主要部件的次要部件之间提供附加的接触点。为了通过安装板将次要部件连接到主要部件，次要部件包括螺纹旋钮，该旋钮穿过主要部件的安装板212并拧入次要部件。这样可以将次要部件与主要部件牢固且可重复地对齐。它还有助于各种形状和尺寸的部件的连接，并抵抗由设备掉落或撞击引起的冲击以及可能导致次要部件相对于主要部件移动的力。可以使用其他机构来提供这种机械稳定性。例如，旋转位置可以通过花键特征来定位，而轴向位置可以通过阶梯特征或卡扣锁定机构来定位。理想地，提供机构来固定相对旋转位置、定位相对轴向位置并抵抗可能试图使次要部件相对于主要部件移位的碰撞、振动和力。附加连接机构的另一种形式是通过使用一对或多对磁铁。在这样的实施例中，主要部件包括一对磁体中的一个磁体，次要部件包括另一个磁体。磁体配置为使得当主要单元和次要单元被连接时，在该一对磁体之间存在保持力，从而将两个部件保持在一起。磁体还提供用于以可重复的方式对准主要部件和次要部件的手段。

在图2和图3的肺量测定配置中，用于测量流量的流量传感器306具有±每分钟200升的范围。这低于肺量测定法测试的典型流量，该典型流量可能高达±每分钟850升。之所以选择这种流量传感器306，是因为当设备处于其他配置中时，由设备该执行的其他测试需要低流量。对于这些低流量应用，具有较小范围(即，大大低于±每分钟850升的范围)的流量传感器具有足够的分辨率。对于较高流量应用，例如肺量测定法测试，必须扩展流量传感器306的有效范围。这是通过肺量测定部件202，特别是旁通孔210的存在来实现的。

肺量测定部件的设计意味着气流通道302有效地分流。一个通道通过旁通孔形成，另一通道形成为经过流量传感器，因此流入或流出受试者的气流中只有一部分经过流量传感器。气流通道具有不同的阻力，并且是每个通道的阻力决定了流过每个通道的空气的比例。可以选择气流通道的阻力比，以确保经过传感器的预期流量始终落在传感器的范围内。可以使用以下关系。

(R_旁通)/(R_传感器)＝(最大流量传感器范围)/(预期最大受试者流量-最大流量传感器范围)

在来自受试者的最大预期流量处，气流通道中的流中通过流量传感器306的部分小于流量传感器306的最大范围。多余的流通过肺量测定部件202中的旁通孔。与从空气旁通孔流出的空气相比，通过流量传感器的空气的比例取决于总体空气流量，并且是非线性关系。控制电路编程为，使用非线性关系将流量传感器处的任何测量值按比例放大到代表总流量的值。

通过这种配置，如同肺量测定法测试所需的那样(达到±每分钟850升)，流量传感器306的有效范围从±每分钟200升增加到±每分钟1000升。

作为肺量测定法测试的一部分，控制电路从流量传感器306接收测量值，以便计算或测量若干不同的指标。每个指标给出受试者肺部的机械特性的指示。这些指标包括：峰值呼气流量(Peak Expiratory Flow，PEF)、1秒内用力呼气量(Forced Expiratory Volumein 1second，FEV1)、用力呼气流量(Forced Expiratory Flow，FEF)和用力呼气量(ForceExpiratory Volume，FEV)、最后是用力吸气流量(Force Inspiratory Flow，FIF)。肺容量是通过在时间上对流量进行积分来计算的。

为了测量PEF，受试者将他们的肺部充气至最大体积，然后以他们能够产生的高流量呼气。PEF值是所产生的最大流量，由流量传感器或压力传感器以升/分钟为单位来测量。

为了测量FEV1，受试者将他们的肺部充气至最大体积，然后以他们能够产生的高流量呼气。FEV1值是呼气的第一秒内的最大呼气量，通常以升为单位。

FEF和FEV分别类似于PEF和FEV1，但它们是表示任何时间间隔内的而不是固定的呼气第一秒内的任何呼气流量以及体积而不是峰值流量以及体积的更通用的指标。它们可以在呼气的任何时间点被测量。还计算了FIF，其类似于FEF，但用于吸气而不是呼气。

潮气量(tidal volume，VT)计算为正常潮式呼吸一口气中交换的气体的体积。潮式呼吸定义为平稳呼吸过程中的吸气和呼气。休息时，也称为“安静呼吸”时，潮式呼吸趋于在呼吸深度和呼气量之间具有较窄的范围，并且趋于相当一致。呼吸疾病能够改变这种呼吸的正常特征，并导致若干呼吸间的不一致。

也可以计算用力肺活量(Forced Vital Capacity，FVC)，这是最大吸气和最大呼气之间的交换体积。也可以使用该设备计算常规用于临床评估和研究中的其他体积测量值，它们当中大多数被计算作为相对于潮式呼吸的最小或最大体积的极限吸气或呼气。

除了单独使用上述指标之外，控制电路106还被编程为结合一些指标以便计算附加的指标。在此示例中，FEV1与FVC的比率(以百分比表示)用作气道阻力或阻塞的指标，并且控制电路计算该比率。FEV1与FVC之比的值较低可能指示气道阻力高或气道阻塞。高气道阻力或阻塞的存在表明受试者患有呼吸状况，例如哮喘或COPD等。

从单次吸气和/或呼气计算出多个值。可以重复测试，并且可以将测试值的最高、最低或平均值用作报告值。

肺量测定指标可以随着时间的推移进行测量，以监测受试者的疾病的进展或指示受试者是否对药物治疗有反应。给定受试者的年龄、体重、身高、种族、性别和其他人口统计学变量，可以将受试者的肺量测定指标与该受试者的期望值进行比较。可以在暴露于触发因素之前和之后测量肺量测定值，以确定受试者的呼吸状况是否对触发因素敏感。可以在例如支气管扩张剂等治疗之前和之后测量肺量测定值，以确定受试者的呼吸状况是否对该治疗有反应。

设备100可以使用蓝牙将数据从控制电路106传输到计算机。这可能是便携式计算机，例如笔记本电脑或智能手机等。便携式计算机配置为处理数据以提供测试分数，该测试分数可用于帮助监测或诊断呼吸道疾病。数据的这种处理可以包括标绘流量对时间、体积对时间以及体积对流量的曲线图。在呼吸周期中的不同事件下的这些曲线图上的曲线的形状可以指示受试者的呼吸状况。其他数据传输装置也是可行的，例如设备与外部计算机之间的有线连接。在一些实施例中，设备将使用控制电路在内部处理数据。然后可以在集成至设备中的显示屏上将测试分数和其他数据输出值显示给受试者。这可能包括显示曲线图。

在肺量测定配置中，肺量测定部件202的空气旁通孔210改变了气流通道，以使得流量传感器适用于执行肺量测定法测试。通过将连接至主要部件的肺量测定部件更改为其他部件(或简单地通过将其移除)，形成了不同的气流通道，以执行不同的呼吸诊断测试。

图6是示出了处于用于执行第二诊断测试的第二配置中的用于执行多个呼吸诊断测试的设备100的透视图。在这种情况下，肺量测定部件202不再与主要部件102接合。代替地，连接至主要部件102的次要部件是一氧化氮传感器模块602。图7示出了在此配置中的第二气流通道702。

在第二配置中，设备配置为执行诊断测试，该诊断测试涉及测量呼出气中一氧化氮的浓度。在此配置中的第二次要部件是一氧化氮传感器部件602。在此配置中，主要部件102与处于第一配置中的相同。控制电路106也相同。在设备的此实施例中，吹嘴603不同于吹嘴204。吹嘴603包括吹嘴204不包括的气体干燥器704。在一些其他实施例中，在第一配置和第二配置中都可以使用相同类型的吹嘴204。在这些实施例中，气体干燥器704可以位于一氧化氮传感器部件602中。

一氧化氮传感器604在一氧化氮传感器部件602的底部。一氧化氮传感器604是电化学传感器，并且是AlphaSense NO-B4，其可以从Sensor Technology House 300 AvenueWest,Skyline 120,Great Notley,Braintree CM77 7AA获得。传感器包含电子板，该电子板可为传感器内的电化学反应建立电极电压，并放大由传感器产生的信号。呼出的一氧化氮的浓度由一氧化氮传感器604测量。测量值由控制电路接收。一氧化氮传感器部件602与控制电路106电性连通。控制电路106通过电连接来提供电力并从一氧化氮传感器模块602接收数据。一氧化氮传感器模块具有两个出口孔608。图6中仅可见其中之一。在图7中，气流通道702被示出为随着其穿过出口孔608而在一氧化氮传感器模块中分流。

一氧化氮传感器部件602利用附加的连接机构。一氧化氮模块602的螺纹旋钮606穿过安装板212并进入一氧化氮模块中的引导件(不可见)中。设备顶部处的螺纹旋钮606将一氧化氮传感器部件轴向定位并固定到设备。电化学传感器对其相对于重力和振动的方向敏感。对准引导件和螺纹旋钮606有助于确保圆柱形传感器的中心轴垂直对准，并且正确的一侧朝上。

一氧化氮浓度用于指示生物过程，例如嗜酸性粒细胞活性等。嗜酸性粒细胞活性可以作为气道炎症过程的一部分而提高。呼出的一氧化氮浓度高可用作用于呼吸疾病的亚型和对吸入皮质类固醇的可能反应的指标。可以随时间监测呼出的一氧化氮浓度，以确定对治疗的反应、预期发作或恶化或严重症状时期，确定受试者是否定期并以良好的技术服用处方药，以及将治疗剂量滴定至控制受试者的状况但不要过多浪费并可能引起副作用的水平。

控制电路106或单独的计算设备配置用于呼出一氧化氮测试。该软件配置从此配置中所使用的传感器获取数据，并显示受试者测试的数据和计算值。该软件还可以指导受试者如何执行测试。

在一氧化氮呼吸测试中，受试者以约50mL/s±10％的缓慢且恒定的流量并且对于成年人而言持续10秒或对于某些儿童而言持续6秒地呼气到吹嘴204中。该测试的意图是测量从远端气道产生的一氧化氮。远端气道是直径小于2mm的气道。这些气道有助于肺部中的气体交换，并且仅引起呼吸的总气流阻力的一小部分。远端气道促进空气的层流。呼气应抵抗由于对设备中呼气流量的阻力增加而引起的呼气正压。呼气正压确保鼻软腭(nasalvelum)保持关闭。呼气压力应至少为5cm H

吹嘴603中的气体干燥器704用作流动阻力器，以将呼气压力增加到5cm H

与肺量测定法测试相比，呼气流量较低，因此呼出气体体积较小。因此，更加需要最小化气流通道702内的未使用容积或死空间容积。气体干燥器704和微生物过滤器在吹嘴603内占据空间，从而减小了流道702的内部容积。从传感器组件304进入一氧化氮传感器模块602的呼出空气平行于一氧化氮传感器604流动。一氧化氮传感器模块604具有两个出口孔，这两个出口孔均与入射气流通道702成直角，这在图7中不可见。因此，一氧化氮传感器模块604在气流通道中产生T形结。在一些实施例中，一氧化氮传感器模块604替代地产生Y形结。当两个出口孔与入射气流通道702成锐角时就是这种情况。电化学传感器的感应表面上方的流向变化促进空气混合，并避免传感器的表面膜附近的空气停滞区域。气流通道602的出口优选地靠近一氧化氮传感器。

在另一个实施例中，受试者可以以恒定的速率通过他们的鼻子而不是他们的嘴呼气，以测量鼻道中一氧化氮的浓度和产生速率。在该实施例中，用鼻罩代替吹嘴。

一氧化氮传感器604是电化学传感器。电化学传感器使用电化学电池中的反应来检测气体的存在。环境的温度、湿度和压力能够影响这些反应的物理效果。湿度的变化率和来自气流的压力变化也能够影响这些反应。反应的这些变化能够改变，导致一氧化氮浓度的测量不准确。

呼出空气含有高水分含量，通常比吸入的空气的环境湿度高得多。如前所述，吹嘴603包括由吸湿材料形成的气体干燥器704。这吸收了呼出空气中存在的水分，因此避免了在流量传感器306、环境传感器208和一氧化氮传感器604上形成冷凝水，该冷凝水可能会导致由这些传感器进行的测量中的误差。吸湿材料将气流通道702中的空气的相对湿度降低到尽可能接近周围环境的相对湿度。

在该设备的替代性实施例中，吸收材料、微生物过滤器和流动阻力器可以位于次要部件中而不是位于吹嘴中。

使吹嘴106、流量传感器306、环境传感器208和一氧化氮传感器模块602之间的轴向距离最小化。这些部件之间的低轴向距离导致设备的内部体积小，从而使流道702中的浪费容积最小化。减小传感器之间的轴向距离的附加优点是，这确保了在任何给定时间处传感器中的每一者的空气特性都相似。

呼气开始时，气流通道702中的气压随着下游阻力和流量而增加。由于一氧化氮传感器对压力和压力变化具有交叉敏感性，因此应使呼气开始时的压力变化率最小化。将一氧化氮传感器定位在出口附近使得一氧化氮传感器与出口之间的下游阻力最小化，从而使压力瞬变最小化，从而使一氧化氮传感器对压力瞬变的响应最小化。

呼吸道分为上气道和下气道。上气道包括鼻子和鼻腔、咽和喉。下气道包括气管、主支气管和肺部。在例如一氧化氮测试等的测试中，来自下气道的空气很重要。当呼出气时，呼气的前3秒可能包含来自上气道的空气混合来自下气道的空气。在一些实施例中，控制电路包含指令以忽略针对一氧化氮浓度测量值的呼气的这三秒部分。在其他实施例中，控制阀可以将呼出空气的不同持续时间或部分朝向或远离设备内的特定传感器引导。

已经描述了设备100如何可以具有多个配置。图8是装置的四个不同配置的示意图，其示出了在这些配置的每个配置中形成气流路径的部件。图8与图1的不同之处在于，图8示出了在每个部件中找到的传感器。这些传感器一般地示出为编号1的传感器至编号6的传感器。这些传感器中的每个传感器都不同。在每个配置中，主要部件均包括相同的四个传感器1至4。次要部件可能包括也可能不包括附加的传感器。

图8a示出了处于仅通过主要部件102形成气流通道的配置中的设备100。此配置是设备的最基本配置。设备的此配置可用于执行肺量测定法测试。下面参考图9描述该配置。主要部件包括传感器1至4，传感器1至4可用于测量气流通道中的空气的参数。四个传感器是流量传感器、温度传感器、湿度传感器和压力传感器。图8中所示的设备的这些配置中的每个配置包括相同的主要部件102，因此包括相同的四个传感器。

图8b示出了在不同的肺量测定配置中在这种情况下如何可以不同地配置设备100。在该配置中，次要部件802连接至主要部件102，从而通过主要部件102和次要部件802限定气流通道。处于这个配置中的设备可用于执行肺量测定法测试，并且已在上面关于图2和图3对其进行了描述。次要部件802不包括任何传感器。与通过图8a的设备限定的气流通道相比，次要部件改变了通过设备限定的气流通道。次要部件802可以等效于图2和图3的肺量测定部件202，并且因此例如可以包括改变气流通道的空气旁通孔。如将要描述的，该配置也可以应用于振荡法测试。

图8c示出了设备的另一配置，该另一配置具有与次要部件802不同的次要部件804，该次要部件804连接至主要部件102，从而通过主要部件102和次要部件804限定气流通道。处于这个配置中的设备可用于执行生物标志物测试，其中生物标志物可以是例如一氧化氮浓度。上面关于图6和图7描述了这种测试。次要部件804包括编号5的传感器。在生物标志物为一氧化氮浓度的情况下，编号5的传感器是等效于图6和图7的一氧化氮传感器604的一氧化氮传感器，并且次要部件804是一氧化氮传感器模块。

图8d示出了设备的另一配置，该另一配置具有与次要部件802或次要部件804不同的次要部件806，该次要部件806连接至主要部件102，从而通过主要部件102和次要部件806限定气流通道。处于这个配置中的设备可以用于对不是一氧化氮的生物标记物执行测试，例如，该生物标记物可以是二氧化碳。因此，次要部件806与次要部件804的不同之处在于，次要部件806包括用于检测二氧化碳而不是一氧化氮的传感器。这样的测试被称为二氧化碳测定法测试，并且将在下面对其更详细地描述。

图9是在图2和图8b中所示的实施例的替代实施例中的，用于执行肺量测定法测试的如图8a所示地配置的设备。处于这个配置中的设备仅具有主要部件，该主要部件包括流量传感器306和连接至吹嘴204的控制电路106。没有肺量测定部件202，因此没有空气旁通孔210。因此，所有空气都通过流量传感器306。使用了与图2中所示的实施例中相同的流量传感器，因此该流量传感器被设计为具有小于肺量测定法测试中使用的典型流量的范围。在该实施例中，控制电路106从压力传感器接收信号，该压力传感器是环境传感器208之一，并结合使用来自该传感器的测量值和来自流量传感器306的测量值来生成可能超出流量传感器306的正常范围的流量测量值，该流量传感器306的正常范围低于如前所述的肺量测定法测试的高流量。

控制电路106主要使用来自流量传感器306的测量值来测量低流量。压力传感器主要用于测量高流量。图10是示出如何可以将来自流量传感器和压力传感器的信号进行组合的曲线图。该曲线图示出了随着时间推移受试者执行一系列吸气和呼气呼吸动作的流量。对于每个呼吸动作执行者，流量从零增加至峰值流量，然后减小回到零。真实值由1002表示。

由流量传感器测量的流量由1004表示。对于低流量，流量传感器是准确的，流量的测量值接近真实值。然而，一旦流量超过流量传感器的最大范围，流量传感器便无法测量该流量。

由压力传感器测量的流量由1006表示。对于低流量，压力传感器的精度远低于流量传感器，并且往往会低估流量。然而，随着流量的增加，压力传感器的精度提高。在高于流量传感器306的最大范围的流量上，压力传感器能够合理地准确地测量流量并提供接近真实值的值。

控制电路被编程为对其从流量传感器和压力传感器接收到的测量值进行组合，以给出能够准确反映真实流量的测量值。组合式测量的好处是，流量传感器在低范围处具有精度，而压力传感器具有宽范围以用于较高的流量。在设备的其他实施例中，除压力传感器之外，还可以使用湿度和温度传感器以提供可用于调整流量测量值以考虑湿度和温度状况的其他测量值。

图9的肺量测定配置是控制电路如何能够配置为调整其从设备的这些传感器之一接收到的测量值的示例，这些测量值可以形成用于呼吸诊断测试之一的指标，这些呼吸诊断测试使用从另外的一个或多个传感器接收到的其他测量值或信号。微处理器被编程有各种模型，这些模型描述了给定某些输入值时系统如何运转。针对不同配置中的每个配置，这可能包括不同的模型。它可以使用这些模型来调整可能不准确的测量值。

先前描述的一氧化氮浓度测试也使用调整过程。当执行一氧化氮浓度测试时的局限性之一是电化学传感器604的交叉敏感度以及其受周围环境状况变化的影响的程度。关于图6和图7描述了被配置用于执行一氧化氮浓度测试的设备。气体干燥器704用于减少环境状况对由一氧化氮传感器604取得的测量值的影响。然而，控制电路106可以被编程为能够使用来自测量环境状况(即压力、温度和湿度)的传感器的测量值来进一步调整来自一氧化氮传感器604的测量值。

呼出气的具有接近100％的相对湿度，该相对湿度高于典型的周围环境相对湿度。呼出空气代替了电化学传感器表面处的环境空气，因此由一氧化氮传感器604的表面经历了相对湿度的高变化率。湿度的这种快速变化导致电化学传感器输出响应，该响应不能轻易地与由一氧化氮浓度变化引起的响应区分开。因此，测量将不准确。

湿度传感器测量经过它的空气中的水分含量。控制电路106从湿度传感器和一氧化氮传感器604两者接收测量值。控制电路106被编程有行为一氧化氮传感器604的模型及其对不同环境状况的响应。它使用那些模型通过补偿一氧化氮传感器的信号中可归因于相对湿度变化率的那部分来计算一氧化氮的真实浓度。一氧化氮传感器还对压力、温度和流量的变化率敏感。在一些实施例中，来自电化学传感器的测量值由控制电路系统106通过编程到控制电路系统106中的更复杂的模型来使用压力、温度和流量的测量值来进一步补偿。

图11是示出调整来自一氧化氮传感器的信号以实现更精确的一氧化氮浓度测量的曲线图。线1102示出了真实的一氧化氮浓度以及其如何随时间推移而变化。线1104示出了直接从电化学传感器取得的测量的一氧化氮。这些测量值不准确，并且远远低于真实值。1106示出了相对湿度调整因子，该相对湿度调整因子被计算为以百分比表示的湿度的负变化率。从线1104的值中减去线1106的值会导致经调整的信号更接近真实值1102。这种减法由高度相等的线1108和1110来展示。在一些实施例中，温度、压力和流量调整因子也可以被计算并且也可以被从测量的一氧化氮浓度1104中减去。

现在将大体上描述调整过程。控制电路可以从第一传感器接收参数A的测量值，该测量值是感兴趣的参数，并且可以用于形成能够用于对呼吸疾病的监测或诊断的指标。参数A的测量可能会具有局限性，特别是在测量精度方面。参数B可用于解决控制电路中存储的模型中的这些局限性。参数B可以是例如温度、压力或湿度等的环境参数。传感器用于测量在微处理器处接收到的参数B。参数B通常由第二传感器来测量。然而，在一些实施例中，参数B可以根据参数A的测量值计算出。例如，参数B可以是参数A的变化率并且由微处理器计算出。该调整提高了参数A的测量值的准确性和可重复性。在某些情况下，使用线性模型，在其他情况下，使用更复杂的非线性模型更为准确。

参数A的测量值的精度可能取决于任何数量的附加参数(参数C、参数D等)。也可以测量这些参数中的每个参数。微处理器被编程有的模型包括这些附加参数，因此可以基于任何或所有依赖的参数来调整参数A的测量值。在设备的许多实施例和配置中，将存在比所测量的参数更多的传感器，并不要求所有传感器均被使用。传感器可以根据需要由控制电路打开和关闭。

在设备100的每个配置中，传感器的子集用于测量相关参数A和调整参数A所需的任何后续参数。

有利的是，不同配置中的传感器的子集共享传感器，因为它减少了所需的传感器总数。一个传感器可以用于一个以上的测试中。如果各种测试是由单独的设备执行的，则两个子集中都存在的传感器将需要被复制。具有一个被配置为执行多个测试的设备，允许共享传感器，因此导致减少执行相同数量的测试所需的传感器总数。

现在将总结到目前为止所描述的设备的这些配置中所使用的传感器的子集。

如图2和图3中所示以及由图8b所代表的第一肺量测定配置具有的传感器的子集仅包括流量传感器。

如图9中所示以及由图8a所代表的第二肺量测定配置具有的传感器的子集通常包括流量传感器和压力传感器，并且控制电路配置为使用测量值来调整流量的测量值，以取得高流量测量值。在第二肺量测定配置的一些实施例中，传感器的子集还可包括温度传感器和湿度传感器。控制电路配置为使用温度和湿度的测量值来调整流量的测量值。

如图6和图7中所示以及由图8c所代表的一氧化氮浓度配置具有的传感器的子集通常包括一氧化氮传感器、压力传感器、温度传感器和湿度传感器，其中控制电路配置为使用压力、温度和湿度的测量值来调整一氧化氮浓度的测量值。传感器的子集还可以包括流量传感器，并且控制电路配置为使用来自流量传感器的测量值来调整由一氧化氮传感器取得的测量值。

流量传感器对于第一肺量测定配置和第二肺量测定配置两者的传感器的子集是共有的。在使用流量测量值来调整由一氧化氮传感器取得的一氧化氮浓度测量值的实施例中，流量传感器对于一氧化氮浓度配置的传感器的子集也是共有的。

压力传感器对于第二肺量测定配置和一氧化氮浓度配置的传感器的子集是共有的。

温度传感器和湿度传感器对于一氧化氮浓度和使用温度传感器和湿度传感器来调整由流量传感器取得的流量测量值的第二肺量测定配置的实施例两者都是共有的。

到目前为止所描述的设备的这些配置中的每个配置与其他配置中的每个配置共享传感器。

现在将参考图12来描述使用设备100的示例方法。图12是该设备的使用方法的流程图。

在步骤1202，将设备置于第一配置。第一配置可以是图2中所示的肺量测定法测试配置。吹嘴204连接至肺量测定部件202，以用于受试者向其中呼吸。为设备的每个单独受试者使用新的吹嘴。仅需要开启所需的传感器。传感器的开启和关闭由控制电路管理。在一些实施例中，控制电路可以检测设备处于哪个配置中并自动开启正确的传感器，在其他实施例中，受试者输入以向控制电路指示该配置。

在步骤1204，受试者通过处于肺量测定配置中的设备完成呼吸动作。在一些实施例中，控制电路向受试者指示这些动作应该是什么。然而，训练有素的医学专家可以指导受试者。可替代地，可以提供指导手册。这些呼吸动作包括用力呼气。在控制电路106处从流量传感器306接收流量的测量值。如前所述，当设备处于具有肺量测定部件202的配置中时，控制电路106将调整测量值，以使得它们按比例放大以考虑通过空气旁通孔210而损失的气流。

在步骤1206，在完成呼吸动作之后，控制电路输出肺量测定法测试的结果。例如，这可以通过向智能手机或计算机的无线数据传输来完成。该无线数据传输可以通过蓝牙进行。在一些实施例中，可以将显示器装配到设备本身中，该显示器显示测试的结果。在一些实施例中，存储在控制电路中或计算机或便携式设备上的软件可用于处理测试的结果并提供简化的测试分数或结果。在一些实施例中，测试的结果可以被存储以维持过往测试的记录。过往测试的记录可用于诊断过程，并随着时间的推移监测受试者的健康的变化。

在步骤1208，将设备置于第二配置。该第二配置可以是图6中所示的一氧化氮测试配置。为了实现该配置，肺量测定部件202与主要部件102断开连接。然后，在连接过肺量测定部件202的位置，将吹嘴603连接至主要部件102。在主要部件102的另一端，连接一氧化氮传感器模块602。这限定了通过吹嘴204、主要部件102并进入一氧化氮传感器模块602的气流通道。在这种配置中，控制电路开启一氧化氮传感器604、流量传感器306以及包括压力传感器、温度传感器和湿度传感器的环境传感器208。

在步骤1210，受试者通过处于一氧化氮浓度测试配置中的设备100完成呼吸动作。再次，在一些实施例中，控制电路106向受试者指示这些动作应该是什么。然而，训练有素的医学专家可以指导受试者。可替代地，可以提供指导手册。这些呼吸动作包括缓慢的吸气和呼气。在控制电路106处从一氧化氮传感器604接收一氧化氮浓度的测量值。控制电路106将使用来自流量传感器、压力传感器、温度传感器和/或湿度传感器的测量值来调整一氧化氮浓度的测量值，以考虑一氧化氮传感器604的交叉敏感度。

在步骤1212，在完成呼吸动作之后，控制电路可以输出一氧化氮测试的结果。例如，这可以通过向智能手机或计算机的无线数据传输来完成。该无线数据传输可以通过蓝牙进行。在一些实施例中，可以将显示器装配到设备本身中，该显示器显示测试的结果。在一些实施例中，存储在控制电路/微处理器中或计算机或便携式设备上的软件可用于处理测试的结果并提供简化的测试分数或结果。在一些实施例中，测试的结果可以被存储以维持过往测试的记录。过往测试的记录可用于诊断过程，并随着时间的推移监测受试者的健康的变化。

肺量测定法测试和一氧化氮测试的结果可以一起呈现或以某种组合形式呈现，以帮助诊断和监测特定的呼吸诊断疾病。

为了证明该设备可配置为执行多个呼吸诊断测试，肺量测定法测试和一氧化氮测试已被用作该设备可被配置为执行的呼吸诊断测试的示例。该设备可以被配置为执行的另一个测试的示例是振荡法测试，该振荡法测试是能够帮助诊断呼吸疾病(例如COPD)的另一种诊断测试。振荡法测试用于指示受试者的气道的机械特性。处于振荡法配置中的设备如图13中所示。

在振荡法配置中，设备包括带有微控制器106的主要部件102。主要部件102在第一侧上连接至吹嘴204，而在第二侧上连接至次要部件。

次要部件是振荡法模块1302。为了通过安装板将振荡法模块1302连接到主要部件102，次要部件包括螺纹旋钮1303，该螺纹旋钮穿过主要部件102的安装板212并拧入次要部件。这样可以将次要部件与主要部件牢固且可重复地对齐。

振荡法模块1302包括封堵器1304和移动封堵器1305的装置。使封堵器移动的装置是线性致动器。封堵器可具有约40mm的直径。使封堵器移动的装置具有约为9mm的行程长度。封堵器包括O形圈1306。振荡法模块1302与主要部件102电性接触。这意味着可以从主要部件中的微控制器106向振荡法模块1302发送和接收信号。

图14是与如图13的设备100相同的侧视图，但是其示出了处于第二位置而不是第一位置的封堵器1304。在图2中，封堵器1304的O形圈1306示出为与主要部件102的外壳209接触。

微控制器106可以将信号发送到线性致动器，以致使线性致动器将封堵器1304从图13中所示的位置(其为第一位置)移动到图2中所示的位置(其为第二位置)。也可以通过电触点将电力传递到振荡法模块1302。这向线性致动器提供了电力，该线性致动器可用于在第一位置和第二位置之间移动封堵器。线性致动器的力可能导致通过设备的振动，该振动导致振荡法模块1302相对于主要部件102移动。使用螺纹旋钮1303将振荡法模块连接至主要部件102减少了该移动。

在设备的一些实施例中，振荡法模块1302除了包括向主要部件102的控制电路供电的电源之外，还包括电池。线性致动器(例如螺线管等)的电力要求高于许多小型电池所能够生产的电力。通过使附加的电池位于振荡法模块1302中，可以将提供给线性致动器的电力增加到所需水平。

当封堵器被从第一位置移动到第二位置时，O形圈1306防止损坏壳体209或封堵器1304。在设备的许多实施例中，当封堵器处于第二位置时，O形圈1306不与壳体209接触。而是在壳体209和O形圈1306之间存在至少0.5mm的间隙。然而，在所有实施例中，与处于第一位置相比，处于第二位置的封堵器1304将更靠近壳体209。

图15是独立于设备100的其余部分的振荡法模块1302的剖视图。线性致动器1305包括主体1502和螺线管。线性致动器是Johnson Electric Model 51STA Push DC TubularSolenoid或者Mecalectro Solenoid Latching-8.MB0.AA.29，两者均可从RS Components(欧时电子元件)获得：https://uk.rs-online.com/web/。当第一电压被施加到线性致动器的螺线管时，力被施加到封堵器1304，以使得封堵器从第一位置移动到第二位置。当电源关闭时，封堵器1304将移动回到第一位置。这可能是由于未图示出的偏置弹簧或磁性复位系统所致。在一些实施例中，线性致动器是推拉式线性致动器。在这些实施例中，当与第一电压不同极性的电压被施加到线性致动器时，封堵器被由线性致动器施加的力返回到第一位置。

控制电路106配置为致使线性致动器1305在测试时段期间每秒至少三次地将封堵器1304从第一位置移动到第二位置再回到第一位置。在整个测试过程中产生多个声脉冲，以全面了解气道，并示出了气道在整个呼吸过程中的变化。

图16是设备100的剖面透视图。图16示出了通过设备100的由虚线1602代表的气流通道。气流通道是通过吹嘴202以及主要部件102的壳体207和209限定的。气流通道1602在出气口处终止。出气口在外壳209的最靠近封堵器1304的一端。如果在气流通道中空气的流动方向朝向吹嘴，则出气口将替代地成为进气口。无论处于哪种情况，出气口或进气口都是相同的，并且位于外壳209的最靠近封堵器1304的一端。封堵器从第一位置到第二位置的移动方向平行于气流通道。

如果在封堵器处于第二位置时O形圈1306与外壳209接触，则气流通道1602在出口处被密封。在这种情况下，当封堵器处于第二位置时，空气无法从气流通道逸出出口。

然而，当封堵器处于第二位置时，O形圈1306可能不与壳体209接触，并且在O形圈1306与壳体之间可能存在至少0.5mm的间隙。然后，气流通道在出口处未密封。在这种情况下，当封堵器处于第二位置时，空气能够从气流通道逸出出口。

图3、图7和图16示出了处于用于执行不同的呼吸诊断测试的不同配置中的设备100的剖面透视图。在这些图中，流量传感器306和传感器组件304已被示出为在气流通道中的不同位置处的两个单独的部件。然而，流量传感器306和传感器组件304的位置不必要处于如图中所示的位置。此外，传感器组件304实际上可以包括沿着气流通道定位的若干不同的传感器。例如，在振荡法配置中，来自压力传感器和流量传感器的时变信号被用于计算结果。因此使压力传感器在流动通道中位于尽可能地靠近流量传感器306是有利的。在用于测量呼出气中一氧化氮浓度的配置中，一氧化氮的测量值取决于湿度。在那种情况下，将湿度传感器定位在气流通道的远端处，远离吹嘴并且尽可能靠近一氧化氮传感器604是有利的。

现在将关于图17描述在振荡法配置中使用设备以执行振荡法测试的方法。在步骤1702，受试者通过设备呼吸。所需的呼吸是连续的、恒定的呼吸或正常的潮式呼吸。优选地，向设备中呼吸的受试者使用鼻夹。夹住鼻子能够改善振荡法测试的结果。在测试期间，受试者继续通过设备呼吸。受试者通过设备的吹嘴204吸入气和呼出气。受试者的呼吸将通过气流通道1602进出他们的气道。当受试者吸气时，空气将通过进气口进入气流通道1602，该进气口位于外壳209的最靠近封堵器1304的一端。当受试者呼气时，空气将通过该进气口流出空气通道，此时该进气口被视为出气口。

在一些实施例中，受试者只能通过设备100吸入气。在这些实施例中，空气通过进气口进入设备、穿过气流通道1602朝向吹嘴204并进入受试者的气道。然后，受试者将直接向大气中呼出气，因此呼出气将不会穿过设备的气流通道1602。

在一些实施例中，受试者只能通过设备100呼出气。在这些实施例中，受试者将直接从大气中吸入空气。然后，受试者将通过设备100的吹嘴204呼气。呼出气将穿过设备100的气流通道1602并从进气口流出。

在步骤1704，在气流通道中的空气中产生声脉冲。当封堵器1304由线性致动器1305从第一位置移动到第二位置时，会产生声脉冲。封堵器1304从第一位置到第二位置的移动方向是在吹嘴204的方向上。该移动具有将气流通道1302中的空气沿吹嘴204的方向推动的作用。推动空气的结果是沿吹嘴方向穿过气流通道1302的增加的流量的脉冲。封堵器由线性致动器1305以足够的力移动，以使得对气流通道1602中的空气的推动导致沿吹嘴的方向以每秒至少0.15升的增加的流量。

穿过气流通道的流动脉冲导致具有至少为50Pa的振幅的压力瞬变。声脉冲行进通过气流通道1602并进入受试者的气道，从而导致经过传感器的空气的压力和流量发生变化。随着声脉冲的行进，它会经历阻尼。这导致压力和流量的幅度减小。每秒增加0.15升的流量以及在吹嘴的方向上增加50Pa的压力足以提供显着且可测量的响应。

声脉冲由具有在5Hz到20Hz之间的频率的正弦压力波动组成。

在步骤1704的末尾，在已经产生了声脉冲之后，封堵器返回到第一位置。

当封堵器1304处于第二位置时的流动阻力将大于当封堵器处于第一位置时的流动阻力。当封堵器处于第二位置时，较高的阻力可能导致气流通道1602中的压力改变。压力的变化可能影响声脉冲的特性。封堵器处于第二位置的时间长度和封堵器的配置都可能影响气流通道中压力变化的量，从而影响声脉冲的特性。封堵器的配置特别是指当封堵器处于第二位置时与其处于第一位置时相比，封堵器增加的流动阻力的量。

如果当封堵器处于第二位置时在气流通道中的流动阻力足够低，则在气流通道中积累的压力将可忽略不计。因此，声脉冲特性的变化也可忽略不计。在这种情况下，处于第二位置的封堵器不与主要部件102的壳体209接触，并且在封堵器与壳体209之间存在至少0.5mm的间隙。当封堵器处于第二位置时，空气仍然能够流过设备，并且封堵器处于第二位置时的阻力并不像如果封堵器更接近壳体或与壳体接触那样高。还可以通过限制封堵器处于第二位置的时间量来减少当封堵器处于第二位置时的压力变化。封堵器在返回第一位置之前，在第二位置停留不超过20ms。

由于封堵器处于第二位置，因此气流通道中的压力变化可忽略不计，这意味着需要相对简单的数学模型。这简化了数学运算，特别是使用快速傅立叶变换的计算。对于使用该设备的受试者来说，最小的压力积累也更加舒适。如果气流通道中的压力变化太大，则受试者在通过设备呼吸时会注意到该变化，这可能导致不适并中断潮式呼吸。

如果当封堵器处于第二位置并且封堵器处于第二位置达相当长的时间段时，气流通道中的流动阻力显著更高，则气流通道中的压力变化将不可忽略。因此，声脉冲特性的变化也将不可忽略。当封堵器处于第二位置时，封堵器与主要部件102的壳体209之间可能存在小于0.5mm的间隙。封堵器和壳体209之间可能没有间隙。封堵器处于第二位置的时间长度可能长于20ms。

声脉冲的特性的变化可以是声脉冲的幅度的增加。这是因为在气流通道中积累的压力向声脉冲贡献了额外的能量。这也是因为处于第二位置的封堵器将声脉冲的能量更有效地引导到气流通道中并朝向吹嘴。

在步骤1706，由传感器组件304中的流量传感器306和压力传感器来感测气流通道中的空气的流量和压力。该感测确定了由于受试者的呼吸(该呼吸为正常的潮式呼吸)而引起的流量和压力。控制电路从流量传感器和压力传感器接收测量值。控制电路将通过执行傅立叶变换来分析信号。然后可以连续地测量从5Hz至20Hz频率处的压力波动。控制电路存储测量值和傅立叶变换的结果。

在步骤1708，由设备通过将封堵器从第一位置移动到第二位置来产生声脉冲。气流通道中的空气的流量和压力由传感器组件304中流量传感器306和的压力传感器连续地感测150ms的时间段。150ms的感测时间段在封堵器开始从第一位置移动到第二位置之前立即开始。150ms足够长，足以在声脉冲已进入受试者的气道之后以及在产生声脉冲之后立即进行测量。流量测量值和压力测量值是由受试者的呼吸造成的流量和压力与由声脉冲造成的流量和压力的叠加。控制电路对压力和流量信号执行傅立叶变换，并存储测量值和傅立叶变换的结果。在步骤506中，可以将叠加的流量和压力的测量值与流量和压力的测量值进行比较。这允许将由受试者的呼吸造成的压力和流量信号与由声脉冲引起并响应于声脉冲的信号部分区分开。控制电路可以使用声脉冲的响应来计算指示受试者的气道的特征的指标。

在测试期间，当受试者通过设备呼吸时，可以将步骤1704至1708重复任意次数。可以以每秒至少3次地重复这些步骤。将每次执行步骤1706和1708时取得的测量值存储在控制电路106中。重复步骤1704至1708意味着可以在整个呼吸期间取得测量值，因此可以检测到受试者的气道的特征的任何变化。

在步骤1710，控制电路106输出振荡法测试的结果。例如，这可以通过向智能手机或计算机的无线数据传输来完成。该无线数据传输可以通过蓝牙进行。在一些实施例中，可以将显示器装配到设备本身中。在一些实施例中，存储在控制电路106中或计算机或便携式设备上的软件可用于处理测试的结果并提供简化的测试分数或结果。在一些实施例中，测试的结果可以被存储以维持过往测试的记录。过往测试的记录可用于诊断过程，并随着时间的推移监测受试者的健康的变化。

注意，振荡法配置具有传感器的子集，该传感器的子集包括流量传感器和压力传感器。在一些实施例中，振荡法配置还包括温度传感器和湿度传感器。在这些实施例中，控制电路配置为使用来自温度传感器、湿度传感器和压力传感器的测量值来调整由流量传感器取得的测量值。

流量传感器与先前提到的流量传感器相同，因此其对于第一肺量测定配置和第二肺量测定配置两者的传感器的子集都是共有的。流量传感器对于使用流量传感器的一氧化氮浓度配置的实施例也是共有的。

压力传感器与先前提到的压力传感器相同，因此其对于第二肺量测定配置和一氧化氮配置的传感器的子集是共有的。

设备100可以配置为执行二氧化碳测定测试。二氧化碳测定是对呼出二氧化碳的测量。该设备的二氧化碳测定配置与如图6和图7中所示的用于执行一氧化氮浓度测试的配置非常相似。在二氧化碳测定的情况下，包括一氧化氮传感器604的次要部件被近乎相同的次要部件代替，该近乎相同的次要部件替代地包括二氧化碳传感器。二氧化碳传感器是来自Gas Sensing Solutions的SprintIR-20。

二氧化碳传感器使用非分散红外吸收操作原理。它对冷凝敏感，因此使用气体干燥器以确保该传感器处的水分不冷凝。相同的气体干燥部件可用于二氧化碳测定和一氧化氮测试。但是，二氧化碳测定测试不需要像一氧化氮测试那样需要的额外的流动阻力，并且优选地在气流通道中具有低的流动阻力。

为了准确地记录表明二氧化碳浓度如何随时间变化的瞬态，最好使用二氧化碳传感器的至少20Hz的采样频率。二氧化碳浓度的峰值可能是令人感兴趣的。二氧化碳测定瞬变被认为会随着症状的恶化而发生变化，并可以提供受试者可能很快患上哮喘发作或COPD恶化的警告。呼出二氧化碳的较高峰值指示血液中的高二氧化碳浓度。这表明受试者的呼吸或心血管系统受损。

潮式呼吸期间二氧化碳浓度瞬态的形状也可以用作呼吸特性的指标。呼出二氧化碳浓度的更为渐进的增加可能指示呼吸阻塞或更高的气道阻力。但是，该方法不能区分二氧化碳浓度的较低增速是来自较慢的气流还是较慢的二氧化碳从血液到气道的转移。在一些实施例中，将二氧化碳浓度测量值与流量测量值相结合。这提供了关于呼出二氧化碳信号的相对贡献的更多信息，即它是否与气流指标有关，或者与二氧化碳从血液到肺中空气的转移速率有关。

在一些实施例中，二氧化碳测定配置具有的传感器的子集包括二氧化碳传感器和流量传感器。流量传感器对于第一肺量测定配置和第二肺量测定配置两者、一氧化氮测试配置和振荡法测量配置的传感器的子集是共有的。

在一些实施例中，设备包括显示器。显示器可以充当用于设备的用户界面。显示器或用户界面可以是触摸屏显示器。用户界面允许受试者将数据手动输入到设备中、受试者将指令发送到设备、设备向受试者提供指令以及设备将结果呈现给受试者。可以是训练有素的医学专业人员与用户界面而不是受试者进行交互。显示器可以是设备的一部分。然而，它也可以是便携式计算机(例如膝上型计算机或智能手机等)的一部分，控制电路能够将数据传输到该便携式计算机。

图18示出了在设备的界面上的显示画面的第一实施例。这示出了处于测试模式中的设备。该实施例中的界面是为受过有限医学训练的受试者设计的，因此仅向受试者提供简单的反馈而不是复杂的指标。

该显示画面包括用于输入测试所针对的受试者的选项1802，该选项允许将结果保存到属于该用户的数据库中。在本案例中，受试者是约翰·史密斯。

该显示画面包括用于指示设备将要执行哪个测试的选项1804。在这种情况下，将要执行的测试是一氧化氮测试。在根据图1a至图1d的设备的实施例中，设备指示受试者重新配置设备的部件以修改用于所选测试的气流通道。在根据图1e的设备的实施例中，设备自身将重新配置该设备的部件以修改测试所需的气流通道。例如，控制电路可以向部件之间的阀发送信号以打开或关闭，以配置通过设备的气流路径。

在替代实施例中，在受试者已经手动配置了设备的部件以修改用于所需测试的气流通道之后，设备可以检测其处于什么配置中。在这些实施例中，不需要用于受试者选择设备将要执行的测试的选项。

受试者可以将数据手动输入到设备中。这在图18中示出为症状评分输入1806。可以手动输入的其他有用数据包括最近的过敏原暴露、天气、空气质量和服用的药物。在一些实施例中，可以从例如可穿戴设备、智能吸入器、智能手机、电子健康记录或基于互联网的API等其他来源自动导入附加的数据。用户界面可以包括查看这些附加数据以及由设备自身上的测试产生的数据或结果的条目。

显示画面包括测试动作输入1808，其用于指示设备开始测试或取消进行中的测试。

显示画面包括测试指导输出1809，其通常在测试开始之后向受试者提供指令。在图15中，正在执行的测试是呼出空气中一氧化氮浓度的测试。该测试需要在由受试者控制呼吸的呼气的情况下执行。呼出气的速度需要被维持在受控的速度或流量下，并达到最小持续时间。该显示画面告知受试者呼气速度是否合适以及他们已经持续呼气达多长时间。

显示画面包括用于示出测试结果的输出1810。在此示例中，该测试是呼出一氧化氮测试，因此输出是以十亿分之一为单位的一氧化氮的浓度。该面板还向用户提供测试验证输出1812，以向用户指示结果是否成功或是否需要重复下一个。确定测试是否成功可以取决于用户是否遵循上述测试指导指令。

图19示出了为医学专业人员设计的用户界面的另一实施例。与图18相比，它允许医学专业人员使用更详细的测试结果来检阅受试者的测试。

如图18中所示，输入按钮1802和1804允许对受试者和测试进行选择。在本案例中，已选择的测试是肺量测定法测试。

测试结果面板1810示出了根据测试计算出的输出指标。该面板与图18中所示的先前实施例相同，但是示出了针对不同测试(针对肺量测定法测试而不是FeNO测试)的结果。详细测试结果1902面板比计算出的指标更详细地示出了测试结果的曲线图。经验丰富且训练有素的医学专业人员可能从曲线图中获得除了单独的输出指标以外的附加细节。优选地，根据使用选择测试输入按钮1804选择的测试类型，预先填充测试结果面板1810中的指标和详细测试结果面板1902曲线图的轴。然而，在一些实施例中，用户可以选择显示哪些输出指标和轴。

在一些实施例中，另一测试的较不详细的结果可以显示在该显示画面的单独面板中。多个测试的显示画面允许用户共同解读多个数据源的结果。

该显示画面包括用于添加针对受试者的细节的输入1904。例如，输入受试者的细节(例如身高、体重、年龄、性别和种族等)可用于建立针对测试结果的预测值。

在图15和图16两者中，显示画面包括输入按钮测试历史1906，用户选择该输入按钮测试历史1906来指示设备在用户界面上显示先前的结果。按下此按钮致使设备显示图20中所示的屏幕，该屏幕是调出先前测试中的数据的显示画面。

图20中所示的显示画面包括用于选择显示数据所针对的用户的输入按钮2002、用于将设备置入测试模式中的输入按钮2004，以及向显示画面添加测试类型的输入按钮2006。选择受试者和测试后，测试结果对时间的曲线图被标绘在用户界面的面板2008、2010和2012中。作为说明性示例，肺量测定、呼出的一氧化氮以及手动输入的数据被标绘在显示画面中。这些显示画面能够帮助受试者或医疗专业人员了解与他们的医疗状况有关的指标的时间历史。在设备上具有多个测试的好处是，更容易以可比较和解读的方式显示多个测试。

图21是用户界面的附加显示画面，其中将当前受试者的测试结果与其他受试者的测试结果进行比较。输入按钮允许用户选择受试者2102、第一指标2104和第二指标2106。此处示例地示出了两个指标；此显示画面还可以与一个指标或两个以上指标一起使用。生成并显示主面板2108上的曲线图，该曲线图将针对受试者2102的这些测试的结果与来自现有数据库中不同受试者组的其他受试者的结果连同说明面板2110中示出的这些不同组的图解表示进行比较。可以将其他受试者分类为例如a组、b组和c组。此分类和显示画面能够帮助用户确定当前受试者是否具有与来自现有数据库中其他受试者的已分类组相似的特征。可以基于对特定治疗的成功响应，或者如果已知这些人具有某种疾病亚型，将受试者分为a组、b组、c组等。

图22示出了设备的一个实施例，其中主要部件被外壳2202包覆，而次要部件被外壳2204包覆。用于次要部件2204的外壳包括对应于进气口并且与气流通道流体连通的开口2206。空气可以穿过开口2206。外壳2202和2204向其中包含的部件提供保护。已经描述的这些次要部件中的每个次要部件可以包括这样的外壳。当在主要部件和次要部件之间需要附加的连接机构时，这可以通过使用未图示的外壳内的一对或多对磁体来实现。主要部件包括一对磁体中的一个磁体，次要部件包括另一个磁体。磁体配置为使得当主要单元和次要单元被连接时，在这一对磁体之间存在保持力，从而将两个部件保持在一起。磁体还可以提供用于以可重复的方式对准主要部件和次要部件的装置。

开口2206可以取决于次级部件而被优化。通常，优选地，开口2206不显着增加限定为通过设备的气流路径的阻力。然而，当该设备配置用于执行振荡法测试时，振荡法模块的外壳的开口2206可以配置为增加气流通道中的气流阻力。特别地，当封堵器处于第一位置时，气流阻力可以通过开口2206显着地增加，但是当封堵器处于第二位置时，气流阻力可以较不显着地增加。例如，该系统可以被配置为使得当封堵器处于第一位置时，封堵机构的一部分部分地封堵开口2206，但是当封堵器处于第二位置时，该封堵机构的一部分并未部分地封堵开口2206。

如所描述的，封堵器从第一位置到第二位置的移动通过减小封堵器与壳体之间的间隙而增加了在气流通道中的流动阻力。这有助于确保将来自声脉冲的能量尽可能多地引导到吹嘴，但是封堵器从第一位置到第二位置的移动会导致气流通道中总阻力的相对较大地增加，这可能会影响振荡法测试的结果，并且可能让受试者不舒适。通过在封堵器从第一位置移动到第二位置时减小通过开口2206的阻力，由封堵器周围的间隙的减小引起的在气流通道中的增大的阻力可以通过通过开口2206的阻力的减小而被部分地抵消，同时仍维持由封堵器提供的益处。

还有至少部分抵消由于封堵器周围间隙的减小而引起的阻力增加的其他方法。例如，振荡法模块的壳体可以包括用作进气口和出气口的附加孔。在该实施例中，封堵器配置为使得当封堵器处于第一位置时附加孔被封堵，而当封堵器处于第二位置时附加孔未被封堵。可替代地，有可能在开口2206处包括与第一封堵器配合使用的另外的封堵器。该另外的封堵器被配置为使得，相对于当第一封堵器处于第二位置时，当第一封堵器处于第一位置时该另外的封堵器更大程度地封堵开口2206。

图23a和图23b是上面关于图13至图18描述的振荡法模块的另一实施例的剖面示意图。在该实施例中，振荡法模块2302包括封堵器1304和使封堵器1305移动的装置。在图23a中，封堵器1304处于第一位置。在图23b中，封堵器1304处于第二位置。如上所述，封堵器1304从第一位置到第二位置的移动在气流通道中产生声脉冲。

振荡法模块2302包括壳体2304，该壳体2304与在主要部件102中限定的气流通道相连通。壳体2304是锥形化的，并且该锥形具有第一锥形部分2306和第二锥形部分2308。第一锥形部分2306和第二锥形部分2308的形状导致壳体2304具有漏斗状的形状。

在其最大直径处，第二锥形部分2308具有开口，该开口在封堵器1304周围提供足够的空隙，当处于第一位置时，穿过壳体2304和封堵器之间的间隙的空气受到很小的阻力。随着封堵器从第一位置移动到第二位置，封堵器1304和壳体2304之间的间隙减小，而流动阻力增大。在第二位置2304，封堵器与第一锥形部分的最宽部分相邻。第一锥形部分2306的最宽部分的直径与封堵器1304的直径相似或相同。如果封堵器具有40mm的直径，则第一锥度部分的最宽部分可以具有略大于40mm的直径。在期望完全封堵的实施例中，锥形部分的最宽部分的直径等于封堵器的直径。第一锥形部分2306的最窄部分是20mm。具有该形状的壳体2304导致来自声脉冲的能量朝向吹嘴被引导到装置的气流通道中。与图13中所示的振荡法模块的实施例相比，损失到周围环境的能量更少。

图24a和图24b是振荡法模块2402的另一实施例的剖面示意图。保持装置未在图24中示出。振荡法模块2402包括为遮板2404形式的封堵器、以线性致动器2405形式使该遮板移动的装置以及为扬声器2406形式的声脉冲发生器。在该实施例中，气流通道限定为通过振荡法模块2402到达分叉的远端。扬声器2406位于分叉的第一分支2408中。遮板2404位于分叉2410的第二分支中。进气口位于分叉的第二分支的末端。

振荡法模块2404与未图示的主要部件102电性接触。这意味着可以从主要部件中的微控制器106向振荡法模块2402发送和接收信号。微控制器106可将信号发送到线性致动器2405，以致使线性致动器2405将遮板2404从图24a中所示的位置(其为第一位置)移动到图24b中所示的位置(其为第二位置)。相较于处于第一位置，处于第二位置的遮板更大程度地封堵振荡法模块2402的壳体中的进气口。当遮板2404处于第一位置时，进气口处的阻力最小。也可以通过电触点将电力传递到振荡法模块2402。这向线性致动器提供了电力，该线性致动器可用于在第一位置和第二位置之间移动封堵器。

微控制器106控制信号发生器。生成的信号被发送到扬声器2406。扬声器包括扬声器锥体2407，其响应于信号而产生在吹嘴的方向上的声脉冲。发送到扬声器的信号导致产生包括从5Hz至20Hz的频率的声脉冲。信号发生器未图示。

发送到扬声器的信号与发送到线性致动器的控制信号相协调。这意味着可以在由扬声器2406产生声脉冲的同时将遮板2404从第一位置移动到第二位置。当遮板2404处于第二位置时，进气口处的阻力增加。与遮板处于第一位置相比，这确保了将声脉冲的能量的更大一部分引导向吹嘴。

如果阻力处于增高的水平上达过长时间，对于使用该设备的受试者可能会感到不适。因此，遮板2404不被长时间地维持于第二位置。通过使遮板2404的移动与由扬声器2406产生声脉冲相协调，例如在声脉冲处于振荡法模块的气流通道中的同时，仅需要在短时间内增加阻力。较高阻力的持续时间不应过长，以免干扰受试者的呼吸力气和呼吸模式。处于第一位置和第二位置的封堵器的时序可以类似于关于振荡法模块的先前实施例中描述的时序。然而，在先前的实施例中，如图13和图22中所示，封堵器既增加了阻力又产生了声脉冲。在图24中所示的实施例中，封堵器对于声脉冲发生器是独立的元件。这意味着可能存在脉冲的产生和流动阻力的变化之间的某种脱钩。例如，在产生声脉冲之前，遮板2404从第一位置移动到第二位置的定时可以长达5ms。

在振荡法模块2402的替代实施例中，扬声器2406被压缩气体罐代替。该压缩气体罐配置为通过释放阀释放气体。释放阀配置为使得释放的气体沿吹嘴的方向推动在气流通道中的空气。压缩气体在平行于气流通道的方向上和在吹嘴的方向上释放。释放阀连接至控制电路并且可被控制以使得压缩气体的释放与封堵器从第一位置到第二位置的移动相协调。已经关于图24a和图24b中所示的实施例描述了这种协调。

大体上已经关于可配置设备，即具有第一配置和第二配置的设备描述了该设备的实施例，其中该设备的不同配置可以用于执行不同的呼吸诊断测试。在其他实施例中，该设备可以是不可配置的独立设备，并且被设计为仅执行一个呼吸诊断测试。例如，该设备可以是独立的振荡法测试。在独立设备中，组成该设备的部件永久地彼此连接。然而，这种独立设备的其他特征和优点将与关于处于用于执行振荡法测试的配置中的用于执行多个呼吸诊断测试的设备所描述的相同。