一种以目标血氧值为精准控制点的智能氧疗系统技术方案

本发明专利技术提出了一种以目标血氧值为精准控制点的智能氧疗系统，主要由控制系统、血氧监测模块、流量控制阀、流量计量模块、光照传感器、人机交互界面、通讯模块组成。根据患者特征在人机交互界面设定目标血氧值、医嘱流量值与吸氧时长后，控制系统根据预先写入的控制算法智能控制氧疗工作状态，判断动态血氧值与目标血氧值的吻合状态，当动态血氧值偏离目标血氧控制区间值并且达到介入控制时间时，控制系统在流量修正区间内、按照流量修正梯度自动调整输出流量，从而使患者动态血氧值精准控制在目标血氧控制区间值内，提高了氧疗的有效性和安全性。

An intelligent oxygen therapy system based on target blood oxygen value as precise control point

The invention provides an intelligent oxygen therapy system with target oxygen value as precise control point, which is mainly composed of control system, oxygen monitoring module, flow control valve, flow measurement module, light sensor, human-computer interaction interface and communication module. After setting the target blood oxygen value, doctor's order flow value and oxygen inhalation time in the human-machine interface according to the patient's characteristics, the control system intelligently controls the working state of oxygen therapy according to the pre-written control algorithm, and judges the coincidence state between the dynamic blood oxygen value and the target blood oxygen value. When the dynamic blood oxygen value deviates from the target blood oxygen control interval value, and achieves it. In the intervening control time, the control system automatically adjusts the output flow in the flow correction interval and according to the flow correction gradient, so that the patient's dynamic oxygen value can be accurately controlled in the target oxygen control interval, which improves the effectiveness and safety of oxygen therapy.

【技术实现步骤摘要】
一种以目标血氧值为精准控制点的智能氧疗系统
本专利技术涉及一种以目标血氧值为精准控制点的智能氧疗系统，属于临床吸氧治疗时使用的医疗器械。
技术介绍
吸氧治疗（简称“氧疗”）是医院最为常用的抢救或治疗手段之一，其目的是通过给患者吸氧，提高患者的动态血氧值并稳定保持在合理区间内，纠正各种原因造成的氧合不正常状态，维持机体生命活动。目前国内氧疗基本处于一种无章可循的状态，甚至多数医护人员也认为氧疗有益无害，氧气给的越多治疗效果越好，临床实践中多数情况下氧疗无严格的医嘱。整个氧疗过程缺乏严密的监测和必要的流量调整措施，即使有医嘱也没有给出具体的氧疗目标血氧值，这种临床现状必然会影响患者的治疗效果，也无法保证氧疗的安全性甚至引起严重不良后果（比如各种类型氧中毒或增加死亡率）。目标血氧值是指氧疗过程中该患者应达到的理想血氧值，也就是对该患者氧疗期望实现的治疗目标。目标血氧值这一概念由英国胸科协会(BTS）急症氧疗指南（2008版）中率先提出，并首次建议把血氧值作为心跳、呼吸、血压与脉搏之外的“第五个生命指征”，该指南提出氧疗时需要定义清楚治疗的目标血氧值，并建议必须监测并稳定保持目标血氧值。现有多参数监护仪、脉搏血氧仪等尽管能够有效监测动态血氧值，但由于氧气输出控制是与其互相独立的系统，因此氧疗临床实践中并不能有效实现目标血氧值的控制与稳定保持。
技术实现思路
本专利技术提出了一种以目标血氧值为精准控制点的智能氧疗系统，主要由控制系统、血氧监测模块、流量控制阀、流量计量模块、光照传感器、人机交互界面、通讯模块组成，其特征在于：控制系统中设有控制算法，控制算法构建要素包括且不限于目标血氧值、目标血氧允许偏离值、医嘱流量值、介入控制时间、流量修正区间、流量修正梯度，人机交互界面至少应包括目标血氧值设置键、吸氧时长设置键、流量设置键。所述的控制系统是基于采用可编程逻辑控制器（PLC）/或单片机基础上开发而成的集成电路，控制系统与血氧监测模块、流量控制阀、流量计量模块、光照传感器、通讯模块等联通，协同工作。所述的血氧监测模块主要由血氧探头、血氧计算模块构成，用于监测患者的动态血氧值、脉率、灌注指数（PI）。当然，血氧监测模块中还可以嵌入体温探头等，实现患者脉搏、动态血氧值、体温等多参数动态监测。所述的流量控制阀用于氧气流量大小的调节，流量控制阀根据控制方式不同分为手动调节与自动调节两种。本专利技术中采用的是电子流量控制阀，根据控制系统给出的指令实现流量大小的自动调节，执行控制系统给出的阀门开启、流量调整、阀门关闭等工作指令。所述的流量计量模块用于氧疗中输出流量的监测和计量，可以采用包括且不限于流量传感器、浮标式或比例阀等技术计量。所述的光照传感器用于监测周围环境光线强弱，实现屏幕亮度的自动调节，使氧疗期间显示界面亮度自动控制，避免夜晚时光线太强影响患者休息。所述的人机交互界面用于本专利技术的操作控制，通常采用液晶屏/功能键组合构成。人机交互界面至少应包括目标血氧值设置键、吸氧时长设置键、流量设置键；目标血氧值设置键、吸氧时长设置键、流量设置键采用电子编码器制成，通过左右旋转编码器方式快速调节与设定相关参数。所述的通讯模块用于监测数据、分析合成的监护信息、警示信息等远程发送到医学监护终端。通讯模块包括但不限于有线传输、蓝牙、WiFi或者RF等技术方式。控制算法构建要素包括且不限于目标血氧值、目标血氧允许偏离值、医嘱流量值、吸氧时长、介入控制时间、流量修正区间、流量修正梯度。所述的目标血氧值是指氧疗时定义的期望达到并稳定保持的血氧值，也就是本次氧疗时针对患者个体差异给出的期望达到的医学治疗目标，而不是一个模糊的、广义的安全区间值（比如88%-98%），本专利技术控制系统以这种个性化的目标血氧值作为核心控制点，实现精准控制氧疗。氧疗时目标血氧值必须根据每个患者状态进行个性化设定，不同患者、相同患者在不同治疗阶段定义的目标血氧值也不尽相同。由于人体的动态血氧值存在一定的不稳定性，因此，给出的目标血氧值设有允许偏离值，目标血氧允许偏离值在+1%～+3%之间定义，优选的方案是目标血氧允许偏离值为+1%。目标血氧允许偏离值写入控制算法中，只要在人机交互界面设定目标血氧值，控制系统便能自行计算给出目标血氧控制区间值。举例说明，本次氧疗设定的目标血氧值为95%，允许的偏离值为+1%，那么目标血氧控制区间值为94%～96%之间，氧疗时以此为控制目标自动修正氧气输出流量，使动态血氧值不会突破目标血氧控制区间值的上限或下限。所述的医嘱流量值是氧疗时医护人员设定的流量值，也就是本次氧疗的初始流量值。医嘱流量值在人机交互界面设定，一般以分钟（L/min)为单位。临床上医嘱流量通常设定为低流量、中流量、高流量三个区间，通常将0.5L/min～2L/min定义为低流量、3L/min～4L/min为中流量、5L/min～8L/min为高流量，8L/min以上为超高流量。所述的介入控制时间是动态血氧值偏离目标血氧控制区间值时、控制系统介入调整氧气输出流量的响应时间，一般以分钟（min）为单位，介入控制时间在0～30min之间设定；优选的方案是：介入控制时间以动态血氧值的稳定时间为依据计算，当动态血氧值超过目标血氧控制区间值、且该状态稳定保持1～5min时，控制系统降低氧气输出流量，当动态血氧值低于目标血氧控制区间值、且该状态稳定保持并保持0.5～3min时，控制系统增大氧气输出流量。举例说明，本次氧疗设定的目标血氧值为95%，控制系统中目标血氧允许偏离值为+1%、介入控制时间为1min，那么氧疗中动态血氧值在94%-96%之间时，维持医嘱流量值，当动态血氧值超过96%、且该状态稳定保持1min时，控制系统自动降低氧气输出流量；当动态血氧值低于94%、且稳定保持1min时，控制系统自动增大氧气输出流量。在临床实际中，不同患者适用的氧疗流量区间值是不同的。因此，为了保证氧疗的安全性，控制算法根据设定的医嘱流量值自动匹配对应的流量修正区间，控制系统介入氧气输出流量自动调节时，将输出流量的上限和下限严格控制在流量修正区间内，自动调节时不予突破。流量修正区间分为低流量区、中流量区、高流量区三个调节区间，具体为：低流量氧疗时（医嘱流量值0.5L/min～2L/min之间），流量修正区间定义为0.1L/min～2L/min，中流量氧疗时（医嘱流量值3L/min～4L/min），流量修正区间定义为0.1L/min～4L/min，高流量氧疗时（医嘱流量值5L/min～8L/min），流量修正区间定义为0.1L/min～8L/min。流量修正区间写入控制算法内，只要在人机交互界面设定了医嘱流量值，控制系统自动匹配对应的流量修正区间，将输出流量的上限和下限严格控制在流量修正区间内。所述的流量修正梯度是介入流量调节时每一次调节增大或降低的流量值，在限定的氧气流量修正区间内，流量修正梯度定义为0.1L/min～1L/min之间，优选的是，流量修正梯度定义为0.25L/min～0.5L/min。所述的吸氧时长是医护人员设定的氧疗开始到结束的时间，一般以小时（h）为单位。氧疗时长在人机交互界面进行设定,达到吸氧时长后控制系统给出关闭氧气输出指令，流量控制阀关闭，本次氧疗结束。本专利技术的工作方式是：本文档来自技高网...

【技术保护点】
1.一种以目标血氧值为精准控制点的智能氧疗系统，主要由控制系统、血氧监测模块、流量控制阀、流量计量模块、光照传感器、人机交互界面、通讯模块组成，其特征在于：控制系统中设有控制算法，控制算法构建要素包括且不限于目标血氧值、目标血氧允许偏离值、医嘱流量值、介入控制时间、流量修正区间、流量修正梯度；将控制算法要素中的目标血氧允许偏离值、介入控制时间、流量修正区间、流量修正梯度的具体参数预先写入控制系统中，目标血氧值、医嘱流量值与吸氧时长根据患者状态在人机交互界面个性化设定；人机交互界面至少应包括目标血氧值设置键、吸氧时长设置键、流量设置键；一种以目标血氧值为精准控制点的智能氧疗系统，其特征还在于：目标血氧允许偏离值写入控制算法中，只要在人机交互界面设定目标血氧值，控制系统便能自行计算给出目标血氧控制区间值；流量修正区间分为低流量区、中流量区、高流量区三个调节区间，流量修正区间写入控制算法内，只要在人机交互界面设定了医嘱流量值，控制系统自动匹配对应的流量修正区间，将输出流量的上限和下限严格控制在流量修正区间内；氧疗过程中血氧监测模块连续监测患者的动态血氧值，当患者动态血氧值稳定保持在目标血氧控制区间值内时维持医嘱流量值输出氧气；当动态血氧值超过目标血氧控制区间值上限并且达到介入控制时间，在流量修正区间内、按照流量修正梯度自动降低输出流量；当动态血氧值低于目标血氧控制区间值下限并且达到介入控制时间，在流量修正区间内、按照流量修正梯度自动增大输出流量，从而使患者动态血氧值稳定保持在目标血氧控制区间值内、达到精准控制氧疗的目的；当通过调整氧气输出量至最大值或者最小值，但患者的动态血氧值仍然偏离目标血氧控制区间值时，控制系统给出警示信息，提示医护人员进行人工干预，警示信息在人机交互界面提示或远程传输到护理终端；在氧疗期间，如果血氧监测模块工作异常时，包括且不限于血氧探头从监测部位脱落、血氧探头损坏、血氧值无法正常获取，控制系统自动将输出流量值恢复到初始设定的医嘱流量值，中止自动介入调节输出流量，避免发生安全隐患。...

【技术特征摘要】
1.一种以目标血氧值为精准控制点的智能氧疗系统，主要由控制系统、血氧监测模块、流量控制阀、流量计量模块、光照传感器、人机交互界面、通讯模块组成，其特征在于：控制系统中设有控制算法，控制算法构建要素包括且不限于目标血氧值、目标血氧允许偏离值、医嘱流量值、介入控制时间、流量修正区间、流量修正梯度；将控制算法要素中的目标血氧允许偏离值、介入控制时间、流量修正区间、流量修正梯度的具体参数预先写入控制系统中，目标血氧值、医嘱流量值与吸氧时长根据患者状态在人机交互界面个性化设定；人机交互界面至少应包括目标血氧值设置键、吸氧时长设置键、流量设置键；一种以目标血氧值为精准控制点的智能氧疗系统，其特征还在于：目标血氧允许偏离值写入控制算法中，只要在人机交互界面设定目标血氧值，控制系统便能自行计算给出目标血氧控制区间值；流量修正区间分为低流量区、中流量区、高流量区三个调节区间，流量修正区间写入控制算法内，只要在人机交互界面设定了医嘱流量值，控制系统自动匹配对应的流量修正区间，将输出流量的上限和下限严格控制在流量修正区间内；氧疗过程中血氧监测模块连续监测患者的动态血氧值，当患者动态血氧值稳定保持在目标血氧控制区间值内时维持医嘱流量值输出氧气；当动态血氧值超过目标血氧控制区间值上限并且达到介入控制时间，在流量修正区间内、按照流量修正梯度自动降低输出流量；当动态血氧值低于目标血氧控制区间值下限并且达到介入控制时间，在流量修正区间内、按照流量修正梯度自动增大输出流量，从而使患者动态血氧值稳定保持在目标血氧控制区间值内、达到精准控制氧疗的目的；当通过调整氧气输出量至最大值或者最小值，但患者的动态血氧值仍然偏离目标血氧控制区间值时，控制系统给出警示信息，提示医护人员进行人工干预，警示信息在人机交互界面提示或远程传输到护理终端；在氧疗期间，如果血氧监测模块工作异常时，包括且不限于血氧探头从监测部位脱落、血氧探头损坏、血氧值无法正常获取，控制系统自动将输出流量值恢复到初始设定的医嘱流量值，中止自动介入调节输出流量，避免发生安全隐患。2.根据权利要求1所述的一种以目标血氧值为精准控制点的智能氧疗系统，其特征还在于：目标血氧值设置键、吸氧时长设置键、流量设置键采用电子编码器。3.根据权利要求1所述的一种以目标血氧值为精准控制点的智能氧疗系统，其特征还在于：控制系统以这种个性化的目标血氧值作为核心控制点，给出的目标血氧值设有允许偏离值，目标血氧允许偏离值在+1%～+3%之间定义。4.根据权利要求1所述的一种以目标血氧值为精准控制点的智能氧疗系统，其特征还在于：介入控制时间在0～30min之间设定；优...

【专利技术属性】
技术研发人员：阮雪红，陈旭良，
申请(专利权)人：西安汇智医疗集团有限公司，
类型：发明
国别省市：陕西,61