一种氧疗或无创通气的智能调节系统的制作方法

本实用新型涉及医疗领域，尤其涉及一种通过对患者的呼吸体征及其氧疗或无创通气情况进行实时监控，并进行远程智能调节的系统。

背景技术：

20世纪的1918、1957和1968年的三场流感大流行造成了数百万人死亡，主要的死亡原因都是急性呼吸衰竭。近几十年来，2002年爆发严重急性呼吸系统综合症冠状病毒(sars)，2012年爆发中东呼吸系统综合症冠状病毒(mers)，其特征是人与人之间的传播以及发生率极高的急性呼吸衰竭。而近期的2019-ncov也给全世界拉起了警报，有效控制传播、对呼吸衰竭患者进行有效氧疗和呼吸支持是挽救危重患者，取得抗“疫”胜利的关键。

单纯氧疗和无创通气是拯救轻度至中度急性呼吸衰竭患者的一种有效且常见的治疗方法。在多项随机试验的支持下，与单纯药物治疗和气管插管机械通气相比，氧疗和无创通气能明显降低呼吸衰竭患者的死亡率。急诊科和重症监护室护理单位越来越多地采用无创通气，无创呼吸和氧疗在临床上的治疗效果已经得到充分验证。但在面对大范围、烈性传染病时，医务人员紧缺、医务人员在治疗患者时的暴露风险，都对我们现有的单纯氧疗和无创通气的人工方式提出了考验。我们急需能在隔离病房外对大量患者的血氧饱和度、心跳、呼吸、血压、体温及精神状况进行远程实时监测、及时反馈患者氧疗或无创通气治疗效果，并对所进行的单纯氧疗(氧疗时间、氧流量等)或者无创通气(患者面具是否漏气、无创呼吸机模式、吸气压、呼气压是否合适等)进行自动调节、远程控制的设备。

此外，气溶胶是重要的传播方式，在呼吸机佩戴过程中，可能会产生大量气溶胶，对医务人员产生极具危险性的病毒暴露。因此，也需要有辅助患者穿戴、摘除、清洁呼吸面罩的装置，切实对患者的呼吸衰竭治疗和切断医-患传播提供帮助。

从目前的大范围流行疾病中可以看出，远程、智能实现呼吸衰竭的支持治疗，减少医护职业暴露，对于现在的疾病治疗、控制，未来的防护都有十分重要的作用。

技术实现要素：

本实用新型的目的在于提供一种氧疗或无创通气的智能调节系统，通过对患者生命体征的远程实时监控，分析氧疗或无创通气的效果，并根据患者的需求调节氧疗或无创通气的参数，当患者的生命体征参数低于临界值时触发警报，提示医师及时采取治疗措施，同时，通过远程监控视频和语音通话系统，使医师可远程观察患者的呼吸机使用情况及精神状况，并通过语音通话和患者沟通，指导患者正确调节呼吸机面罩的佩戴或自身的呼吸方式。

为实现上述目的，本实用新型采用如下技术方案：

一种氧疗或无创通气的智能调节系统，包括监测端、云端处理器、流量/压力控制系统和服务端，所述云端处理器和所述监测端、所述服务端、所述流量/压力控制系统通过通讯链路连接，所述监测端用于对患者信息进行采集和分析，并将处理后的信息输送到所述云端处理器，所述云端处理器一方面对来自所述监测端的信息进行存储分析，并将分析结果输送到所述服务端，另一方面接收所述流量/压力控制系统反馈的流量/压力信息并向所述流量/压力控制系统输出控制指令，所述服务端对调节参数进行远程设置；

相应的，所述监测端包括采集单元和处理单元，所述采集单元包括血氧探头、体温探头、呼吸运动传感器，用于监测患者的血压、血氧、心率、体温、呼吸和胸腹运动，并通过蓝牙将前述信息输送到所述处理单元，所述处理单元包括gpu模块、第一显示器和第一通信模块，所述gpu模块存储、处理来自所述采集单元输送的患者信息，并将信息在所述第一显示器显示，并通过所述第一通信模块将分析后的信息输送到所述云端处理器；

相应的，所述监测端还包括监控摄像头，所述监控摄像头用于监控拍摄患者的状态；

相应的，所述监测端还包括第一麦克风和第一扬声器，通过所述第一麦克风和第一扬声器采集和播放语音信息；

相应的，所述云端处理器包括数据处理中心、控制单元和第二通信模块，所述数据处理中心通过所述第二通信模块获取从所述监测端传输的信息，并对该信息进行存储和分析，根据患者生命体征、患者当前的吸氧/呼吸机参数和通过服务端设定的调节参数，自动生成适合患者当前状态的吸氧流量或呼吸压力参数，所述控制单元依据吸氧流量或呼吸压力参数，生成对氧流量或压力的调节指令；

相应的，所述云端处理器还包括报警单元，所述报警单元依据患者生命体征和通过所述服务端预设的患者体征的参考范围的计算对比，判断患者是否处于不良状况之中，并决定是否触发报警指令；

相应的，所述流量/压力控制系统包括流量/压力传感器、流量/压力控制阀和第三通信模块，所述流量/压力传感器用于动态监测氧气流量输出值或呼吸机压力输出值，并通过所述第三通信模块和所述云端处理器建立通信连接，所述流量/压力控制阀根据所述云端处理器给出的指令实现氧流量或呼吸压力的调节；

相应的，所述服务端包括人机交互单元和第四通信模块，所述人机交互单元通过所述第四通信模块从所述云端处理器接收和输送信息，并通过所述第四通信模块对所述云端处理器的处理参数进行设置；

相应的，所述人机交互单元包括存储器、第二显示器、调节模块和警报模块，所述存储器存储所述云端处理器传输的信息，并于所述第二显示器上进行显示，所述调节模块用于设置患者体征的参考范围、云端处理器对吸氧/呼吸机自动调控公式的计算参数和吸氧/呼吸机工作的远程调控参数，所述警报模块用于接收所述云端处理器生成的警报指令并进行报警；

相应的，所述服务端还包括第二麦克风和第二扬声器，通过所述第二麦克风和第二扬声器采集和播放语音信息。

本实用新型的有益效果为：

通过对患者生命体征的远程实时监控，分析氧疗或无创通气的效果，并根据患者的需求调节氧疗或无创通气的参数，当患者的生命体征参数低于临界值时触发警报，提示医师及时采取治疗措施，同时，通过远程监控视频和语音通话系统，使医师可远程观察患者的吸氧/呼吸机使用情况及精神状况，并通过语音通话和患者沟通，指导患者正确调节呼吸机面罩的佩戴或自身的呼吸方式，远程、智能实现呼吸衰竭的支持治疗，减少医护职业暴露，对患者的呼吸衰竭治疗和切断医-患传播提供帮助。

附图说明

图1是本实用新型一实施所述的氧疗或无创通气的智能调节系统的框架示意图；

图中：

1、监测端；

11、采集单元；111、血压监测模块；112、血氧监测模块；113、心率监测模块；114、体温监测模块；115、呼吸监测模块；116、胸腹运动监测模块；

12、处理单元；121、gpu模块；122、第一显示器；123、第一通信模块；

13、监控单元；

14、第一麦克风和第一扬声器；

2、云端处理器；

21、数据处理中心；22、控制单元；23、第二通信模块；24、报警单元；

3、流量/压力控制系统；

31、流量/压力传感器；32、流量/压力控制阀；33、第三通信模块；

4、服务端；

41、人机交互单元；411、存储器；412、第二显示器；413、调节模块；414、警报模块；42、第四通信模块；43、第二麦克风和第二扬声器。

具体实施方式

为使本实用新型的目的、特征和优点能更为明显易懂，下面结合附图对本实用新型的具体实施例作详细的说明。显然，所描述的实施例仅是本申请一部分实施方式，而不是全部的实施方式，并且附图中所示的结构和逻辑关系仅仅是示意性的，并不代表实物。需要说明的是，基于本实用新型中的这些实施例，本领域普通技术人员所获得的所有其他实施例，都属于本申请保护的范围。

在本实用新型中，术语“连接”包括电连接和/或通信连接。本领域的技术人员可以根据该术语的使用环境毫无异义地确定是电连接还是通信连接。在“连接”表示通信连接(即通讯连接)时，包括有线连接和无线连接。

云端计算为患者氧流量和呼吸机压力参数的自动规划调节打下了基础，通过记录生命体征的传感器、存储、网络、数据等平台，辅以it技术架构方法，将数据放在云端，可以应用云端强大的计算和存储、通讯能力，实时地对氧流量和呼吸压力参数进行调节，警报系统可以确保患者在病情发生变化时得到及时的救治，医生可随时在人机交互界面获得患者的实时生命体征信息，掌握患者的基本情况，远程调控吸氧和呼吸机参数并通过语音通讯系统指导患者配合治疗。因此，本远程调节系统建立在当前医院已经有的完善的氧疗或无创通气的基础上。

氧疗或无创通气的智能调节系统，包括监测端1、云端处理器2、流量/压力控制系统3和服务端4；

监测端1包括采集单元11、处理单元12、监控单元13和第一麦克风和第一扬声器14；

采集单元11包括血压监测模块111、血氧监测模块112、心率监测模块113、体温监测模块114呼吸监测模块115和胸腹运动监测模块116，分别用于监测患者的血压、血氧、心率、体温、呼吸和胸腹运动这些体征信息，当然，在其他实施例中，可根据实际需要增加或减少监测的项目。血压监测模块111、血氧监测模块112、心率监测模块113和体温监测模块114可集成于一体，通过血氧探头和体温探头实现监测，而呼吸监测模块115及胸腹运动监测模块116可通过胸带和腹带承载呼吸运动传感器来实现对患者呼吸和胸腹运动的监测，并将监测的血压、血氧、心率、体温、呼吸和胸腹运动信号通过蓝牙输送到处理单元12，此外，其内还可设置电源，例如可充电锂电池，为采集单元11的各模块供电，下同，即各单元内均可设置电源以便供电需求，下文不再重复说明；

处理单元12包括gpu模块121、第一显示器122和第一通信模块123，处理单元12可以是手机或电脑及其内安装的app，gpu模块121接收患者的血压、血压、心率、体温、呼吸及胸腹运动等体征信息，对信息进行分析并通过第一显示器122进行数据显示，第一显示器122包括显示屏及屏内驱动板等，gpu模块121对患者的体征信息进行处理；

监控单元13通过摄像系统收集患者的监控视频信号，以便医师全面的了解患者的情况；第一麦克风和第一扬声器14通过蓝牙语音通讯系统接收患者的语音信息，并传输医师给患者的语音提示，实现患者与临床医师的有效沟通；

gpu模块121分析的信息、监控单元13和第一麦克风和第一扬声器14采集的信息均通过第一通信模块123经通讯链路(通讯链路可以采用internet/intranet网络)传输至云端处理器2的第二通信模块23；

云端处理器2包括数据处理中心21、控制单元22、报警单元24和第二通信模块23；

数据处理中心21是处理器及运行在该处理器上的一套云端计算程序，可对数据进行分析，根据患者生命体征、患者当前的吸氧/呼吸机参数和通过服务端4设定的调节参数，自动生成适合患者当前状态的吸氧流量或呼吸机压力参数，并通过控制单元22生成调节指令，调节指令通过第二通信模块23输送到述流量/压力控制系统3，实现对氧流量或压力的调节；报警单元24根据患者体征信息和医师在服务端4录入的参数进行计算，当患者生命体征参数突破设定的临界值时，通过报警单元24自动生成报警指令，并通过第二通信模块23将报警指令输送到服务端4；

流量/压力控制系统3包括流量/压力传感器31、流量/压力控制阀32和第三通信模块33；流量/压力控制系统3为吸氧/呼吸机内置系统，第三通信模块33经通讯链路接收第二通信模块23(通讯链路可以采用蓝牙)发送来的参数调节信号，通过流量/压力控制阀32对吸氧/呼吸机参数进行调节，流量/压力传感器31实时接收当前吸氧流量和呼吸压力参数的实际值，并经由第三通信模块33经通讯链路传达至第二通信模块23；

服务端4可以为具有上网功能的手机、电脑或医院自助机，服务端4包括人机交互单元41、第四通信模块42和第二麦克风和第二扬声器43；人机交互单元41包括存储器411、第二显示器412、调节模块413和警报模块414；第四通信模块42经通讯链路(通讯链路可以采用gsm/3g或internet网络)接收第二通信模块23输送的患者体征信息、监控视频、语音信息、当前吸氧/呼吸输出值以及报警指令，其中，监控视频、当前吸氧/呼吸输出值均存储于存储器411中并于第二显示器412中显示，存储器411可以为固态硬盘或云存储器，警报模块414接收生成的报警指令，在患者体征参数越过临界值时报警，医师在通过调节模块413设置患者体征的参考范围、云端处理器2对吸氧/呼吸机自动调控公式的计算参数和吸氧/呼吸机工作的远程调控参数。前述调节参数经通讯链路由第四通信模块42传达至第二通信模块23。第二麦克风和第二扬声器43将来自医师的语音信号通过第四通信模块42和第二通信模块23输送到第一通信模块123，再经由蓝牙传至第一麦克风和第一扬声器14。因此，人机交互单元41需设置吸氧时长设置键、流量设置键或正压通气压力设置键、目标血氧值设置键、报警界限设置键、语音通话功能键及监控视频显示屏，采用按钮、编码器、触摸屏、液晶显示屏、麦克风及扬声器等各种常规技术均可。

根据本实施例所述的氧疗或无创通气的智能调节系统，可以得到如下氧疗或无创通气的具体调节流程：

1)启动采集单元11、监控单元13、第一麦克风和第一扬声器14和处理单元12。患者正确连接并开启心率传感器、血压传感器、血氧传感器、体温传感器、呼吸运动传感器、麦克风、监控摄像头，启动处理单元12；

2)采集单元11将患者生命体征的信息通过蓝牙传送给处理单元12；

3)处理单元12接收采集单元11发送的信号，gou模块对患者当前生命体征情况进行处理分析并通过第一显示器122显示；

4)gpu模块121、监控单元13、第一麦克风和第一扬声器14将信号从第一通信模块123经internet/intranet网络发送至云端处理器2上的第二通信模块23，第二通信模块23通过蓝牙输送到数据处理中心21；

5)数据处理中心21存储并分析gpu模块121和监控单元13输送的患者信息，根据患者生命体征、患者当前的吸氧/呼吸机参数和通过服务端4设定的调节参数，自动生成适合患者当前状态的吸氧流量或呼吸压力参数；

6)吸氧流量或呼吸压力参数通过控制单元22生成氧流量或压力的调节指令，同时，报警单元24依据患者生命体征和通过所述服务端4预设的参数的计算对比，判断患者是否处于不良状况之中，并决定是否触发报警指令；

7)吸氧流量或呼吸机压力调节指令由第二通信模块23经蓝牙发送至第三通信模块33，经第三通信模块33输送到流量/压力控制器，流量/压力控制阀32受控制器控制；

8)流量/压力控制阀32依据吸氧流量或呼吸机压力调节指令调节吸氧流量或呼吸机压力参数；

9)流量/压力传感器31检测当前吸氧流量或呼吸机压力的实际输出值，并将该信号通过第三通信模块33经蓝牙发送到第二通信模块23，第二通信模块23输送到数据处理中心21存储；

10)数据处理中心21存储的患者体征信息、监控信息、语音信息、吸氧流量和呼吸机压力的实际输出值，和报警单元24生成的报警指令信号通过第二通信模块23经gsm/3g或internet网络发送到服务端4的第四通信模块42，第四通信模块42将信号输送到人机交互单元41或第二麦克风和第二扬声器43；

11)人机交互单元41中的第二显示器412显示当前患者的生命体征参数、实时监控视频和当前吸氧系统/呼吸机参数，警报模块414依据报警指令执行报警；

12)如有需要，医师可通过调节模块413修改患者生命体征的参考范围，用于判断患者的生命体征是否处于需要调节吸氧/呼吸机参数或需要报警的状态之中，给云端处理器2的判断提供参照值；

13)如有需要，医师可通过调节模块413修改云端处理器2对吸氧/呼吸机自动调控公式的计算参数，用于通过云端处理器2自动实现吸氧/呼吸机工作参数的调控；

14)如有需要，医师可通过调节模块413将吸氧/呼吸机的自动调节模式切换为远程调节模式并设定远程调控参数，使得医师可远程对吸氧/呼吸机的工作参数进行人工调控；

15)服务端4将吸氧/呼吸机的调节切换信号及吸氧/呼吸机的工作参数发送至云端处理器2；

16)如有需要，医师可在服务端4开启第二麦克风和第二扬声器43，接收第一麦克风和第一扬声器14发送的通讯语音，并将来自医师的语音通讯信息经云端处理器2发送至第一麦克风和第一扬声器14。

此外，应当理解，虽然本说明书按照实施方式加以描述，但并非每个实施方式仅包含一个独立的技术方案，说明书的这种叙述方式仅是为清楚起见，本领域技术人员应当将说明书作为一个整体，各实施例中的技术方案也可以经适当组合，形成本领域技术人员可以理解的其他实施方式。

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