Spectral Analysis of Airflow Rate During Forced Expiratory Process

Abstract

Purpose: To study the dynamic characteristics of spirometers, and development of method for analysis of airflow rate spectral density. Results: An explicit mathematical expression of airflow rate spectral density is obtained and studied, and the frequency range in which the dynamic characteristics of spirometers should be standardized is defined as 0 – 80 Hz.

С использованием модели процесса форсированного выдоха и преобразования Фурье определен частотный спектр его объемной скорости воздуха. Показано, что погрешность измерений показателей процесса спирометром, динамические характеристики которого нормированы в диапазоне 0–15 Гц, может достигать 7,5%. Диапазон нормирования должен быть расширен до 80 Гц. В этом случае погрешность измерений ограничивается в пределах 2%.

В роботі з використанням моделі процесу форсованого видиху і перетворення Фур'є визначений частотний спектр швидкостей повітря в процесі. З отриманих даних випливає, що похибка вимірювань спірометра з амплітудно-частотною характеристикою, нормованою стандартом в частотному діапазоні 0–15 Гц, може сягати 7,5%, що неприпустимо. Діапазон частот, у якому мають бути стандартизовані динамічні характеристики спірометрів, сягає 80 Гц. У цьому випадку похибка вимірювання швидкостей повітря форсованого видиху лімітується в межах 2 %.