呼吸末二氧化碳(ETCO2)在重症监护、伤员运输以及其他医疗应用中已经成为一项重要工具。2005年美国麻醉师协会(ASA)颁布的新麻监测标准中明确规定了手术中呼吸末二氧化碳监测的要求。目前基于非分光红外原理的呼吸二氧化碳浓度监测系统按照测量位置不同可分为:主流式监测方式和旁流式监测方式。主流式呼吸监测由于直接在呼吸管道上进行测量,因而具有响应速度快、不需预先处理等优点。然而被监测患者呼吸气流中复杂的干扰因素和临床应用的严格要求限制了目前主流式呼吸二氧化碳浓度监测设备在临床监测过程中的应用。本研究针对主流式人体呼吸二氧化碳浓度在临床监测过程中的特殊要求和目前不足,对传统的二氧化碳浓度监测系统进行改进,研制一种基于非分光技术(NDIR)的主流式呼吸二氧化碳浓度监测系统。该主流式呼吸监测系统采用高性能热释电红外器件和低功耗处理器件,通过采用低频调制技术和数字滤波技术准确实现对患者呼吸浓度信息的采集。之后根据人体呼吸气流不同干扰因素的特点,使用一种信号分解补偿方法对患者呼吸气流中水蒸气浓度和呼吸气流流速变化干扰进行干扰补偿,从而实时计算出被监测患者呼吸二氧化碳浓度值。最后,监测系统通过在预热阶段对自身标定系数进行线性补偿,从而实现设备在更换管道适配器后或仪器长期使用过程中的自校准功能。测试实验结果表明,该主流式呼吸系统能够方便快捷的直接在呼吸管道上对人体呼吸二氧化碳浓度进行实时连续监测,并且不需要对呼吸气体进行任何预先处理。多名志愿者监测结果显示该系统能够准确对呼吸末特征点的测量,具有良好的实时性。性能测试实验显示该系统监测误差为0.23 mmHg,长时间连续监测过程中基准值漂移在1.42 mmHg以内,说明该系统在长期临床监测过程中仍然具有较高的测量精度和良好的稳定性。因此该具备一定的临床应用价值。