提升高原边防哨所局部环境氧分压的供氧方法及系统技术方案

本发明专利技术公开了一种提升高原边防哨所局部环境氧分压的供氧方法及系统，即利用不透气的透明材料搭建一相对封闭的透明睡帐，在透明睡帐内布设有氧浓度传感器、血氧传感器和压电传感器；弥散式向透明睡帐内输送氧气浓度为40％～60％的氮氧混合气体，提升透明睡帐内的氧气浓度；利用压电传感器和血氧传感器实时监控官兵的心率、呼吸、血氧饱和度、体位等，根据其睡眠呼吸情况和缺氧程度，自动控制透明睡帐内的氧浓度，使氧浓度维持在24％～30％之间，为官兵提供一舒适的富氧环境，以提升睡眠质量，促进官兵身体机能的恢复。进官兵身体机能的恢复。进官兵身体机能的恢复。

【技术实现步骤摘要】
提升高原边防哨所局部环境氧分压的供氧方法及系统


[0001]本专利技术涉及一种提升高原边防哨所局部环境氧分压的供氧方法及系统，属于生物医学工程


技术介绍

[0002]我国地域辽阔，有许多边防哨所驻扎在海拔高、气温变化大的高原地区。困扰着高原边防哨所广大官兵的主要问题是：1、如何在高原缺氧的环境下提高官兵的睡眠质量？2、如何在高原缺氧环境下尽快恢复官兵的身体机能？
[0003]众所周知，高原缺氧严重影响夜间睡眠，长期睡眠质量差将大大影响官兵身体机能的恢复，无法适应高强度军事训练，长期驻训会出现慢性高原病，进而影响官兵的心理健康，影响广大官兵的战斗力。
[0004]人们长期处于缺氧状态，机体会出现代偿反应和呼吸中枢的抑制，导致呼吸频率变慢、呼吸变浅，同时节律异常，出现呼吸停止。睡眠呼吸暂停是高原睡眠不良的主要表现，睡眠呼吸事件(如呼吸暂停事件)对全身多器官、多系统的功能产生影响，是高血压、心肌梗死、心脏猝死和脑卒中的重要独立危险因素。睡眠中频发的睡眠呼吸事件使睡眠片段化，导致官兵认知功能降低、作业能力下降、作业中事故增多等，如果得不到及时的监测、评估及治疗，将严重损害身体健康，影响战斗力。
[0005]目前，对于高原缺氧问题主要的解决办法就是吸氧，如鼻吸式供氧和弥散式供氧。鼻吸式供氧的弊端是长时间通过鼻腔吸氧会引起鼻粘膜不适，影响睡眠。弥散式供氧，由于高原边防哨所地处祖国最偏远的地区，环境恶劣，交通运输不发达，生活物资匮乏，当供氧房间面积较大时，无法保障供氧能力。

技术实现思路
<br/>[0006]鉴于上述原因，本专利技术的主要目的是提供一种提升高原边防哨所局部环境氧分压的供氧方法。该方法可有效地改善局部环境的氧分压，提升官兵的睡眠质量，加快官兵身体机能的恢复，提升战斗力。
[0007]本专利技术的另一目的是提供一种提升高原边防哨所局部环境氧分压的供氧系统。该系统可改善高原边防哨所局部环境的含氧量，快速提高官兵血液中的血氧饱和度，提升官兵的睡眠质量，改善身体状况。
[0008]为实现上述目的，本专利技术采用以下技术方案：一种提升高原边防哨所局部环境氧分压的供氧方法，它包括如下步骤：
[0009]S1、利用不透气的透明材料搭建一透明睡帐，在透明睡帐内布设有氧浓度传感器、血氧传感器和压电传感器；
[0010]S2、启动制氧机弥散式向透明睡帐内输送氧气浓度为40％～60％的氮氧混合气体，当海拔为3000m～4000m时设置透明睡帐内氧浓度初始值为24％，海拔为4000m以上时设置透明睡帐内氧浓度初始值为25％；
[0011]S3、通过压电传感器和血氧传感器实时监控官兵的心率、呼吸、血氧饱和度、体位生理参数，根据官兵睡眠呼吸状况、缺氧程度，控制透明睡帐内的氧浓度，使透明睡帐内的氧浓度为24％～30％；
[0012]S3.1、监测官兵睡眠呼吸状况；
[0013]如果监测到官兵10分钟内出现超过60秒的睡眠呼吸低通气事件或睡眠呼吸暂停事件，控制器自动调节比例阀的开度，提升进气流量，使透明睡帐内的氧气浓度在1分钟内增加1％，否则维持氧气浓度不变；间隔10分钟，继续进行下一个10分钟的监测，如果仍然出现超过60秒的睡眠呼吸低通气事件或睡眠呼吸暂停事件，则继续提升进气流量使氧气浓度在1分钟内再增加1％，否则维持氧气浓度不变；持续进行睡眠呼吸监测，直至无睡眠呼吸暂停或透明睡帐内的氧气浓度增加至30％为止；
[0014]在监测官兵睡眠呼吸状况的同时，监测官兵血氧饱和度，执行步骤S3.2；
[0015]S3.2、监测官兵血氧饱和度；
[0016]如果监测到官兵血氧饱和度5分钟内下降4％或低于90％时，控制器自动调节比例阀的开度，提升进气流量，使透明睡帐内的氧气浓度在1分钟内增加1％，否则维持氧气浓度不变；进行下一个5分钟的监测，如果仍然出现血氧饱和度5分钟内下降4％或低于90％时，则继续提升进气流量，使透明睡帐内的氧气浓度在1分钟内再增加1％，否则维持氧气浓度不变；持续进行血氧饱和度监测，直至血氧饱和度达到90％或透明睡帐内的氧气浓度增加至30％为止。
[0017]进一步地，所述透明睡帐为一相对封闭的独立空间，所述透明睡帐脚部位置开有一进气口，该进气口通过管路与制氧机的出气口相连，在连接管路上串联有一比例阀；所述透明睡帐头部位置开有一安全通气窗；
[0018]所述压电传感器为条状或带状压电传感器，其横置在距离所述透明睡帐头部三分之一处，无论官兵何种睡姿，该压电传感器都可监测到人体的心率、呼吸、体位信息；
[0019]所述氧浓度传感器、血氧传感器和压电传感器的信号输出端通过导线与控制器的控制信号输入端相连；控制器的信号输出端通过导线与串联在氧气输送管路上的比例阀的控制端相连，控制器根据氧浓度传感器、血氧传感器和压电传感器监测的信息，调节比例阀的开度，控制透明睡帐内氧气浓度。
[0020]本专利技术还提供了一种提升高原边防哨所局部环境氧分压的供氧系统，它包括透明睡帐、制氧机和控制单元；
[0021]所述透明睡帐形成一相对密闭的空间，它由不透气的透明材料制成；在所述透明睡帐的正面设有可开合的入口，在所述透明睡帐头部位置开有透气窗，在所述透明睡帐脚部位置开有进气口，该进气口通过管路与所述制氧机的出气口相连；
[0022]所述控制单元包括控制器、手持遥控器、血氧传感器、氧浓度传感器、压电传感器和比例阀；
[0023]所述氧浓度传感器设置在所述透明睡帐内，实时监测所述透明睡帐内的含氧量；所述压电传感器放置在所述透明睡帐的底部，横置在距离所述透明睡帐头部三分之一处，监测人体的心率、呼吸和体位的变化；
[0024]所述血氧传感器放置在所述透明睡帐内，可套设在官兵指部，监测人体血氧饱和度的变化；所述比例阀串联在所述制氧机供氧输出管路中；
[0025]所述血氧传感器、氧浓度传感器和压电传感器的信号输出端通过导线与所述控制器的信号输入端相连，所述控制器的信号输出端通过导线与所述比例阀的控制端相连。
[0026]进一步地，所述制氧机输出氧气浓度为40％～60％的氮氧混合气体。
[0027]进一步地，所述透明睡帐由无毒、无味、无污染材质制成；所述透明睡帐的长度为1.9m～2.1m，宽度为0.8m～1.2m，高度为1.4m～1.6m。
[0028]进一步地，所述透明睡帐还包括一由高压缩海绵制成的睡眠垫，该睡眠垫铺设在所述透明睡帐的底部；所述压电传感器为条状或带状压电传感器，埋设在所述睡眠垫内。
[0029]进一步地，所述透明睡帐由透明的帐子和龙骨支架构成；所述龙骨支架由N根可伸缩的金属杆搭接而成，用于支撑所述帐子；所述帐子的底部与所述睡眠垫之间通过拉链连接，形成一相对密闭的空间。
[0030]进一步地，所述控制器包括一物联网数据传输接口；所述血氧传感器、氧浓度传感器和压电传感器的信号输出端通过导线与控制器相连，通过蓝牙、TCP或串口与其他设备进行数据传输。
[0031]本专利技术与现有技术本文档来自技高网...

【技术保护点】

【技术特征摘要】
1.一种提升高原边防哨所局部环境氧分压的供氧方法，其特征在于：它包括如下步骤：S1、利用不透气的透明材料搭建一透明睡帐，在透明睡帐内布设有氧浓度传感器、血氧传感器和压电传感器；S2、启动制氧机弥散式向透明睡帐内输送氧气浓度为40％～60％的氮氧混合气体，当海拔为3000m～4000m时设置透明睡帐内氧浓度初始值为24％，海拔为4000m以上时设置透明睡帐内氧浓度初始值为25％；S3、通过压电传感器和血氧传感器实时监控官兵的心率、呼吸、血氧饱和度、体位，根据官兵睡眠呼吸状况、缺氧程度，控制透明睡帐内的氧浓度，使透明睡帐内的氧浓度为24％～30％；S3.1、监测官兵睡眠呼吸状况；如果监测到官兵10分钟内出现超过60秒的睡眠呼吸低通气事件或睡眠呼吸暂停事件，控制器自动调节比例阀的开度，提升进气流量，使透明睡帐内的氧气浓度在1分钟内增加1％，否则维持氧气浓度不变；间隔10分钟，继续进行下一个10分钟的监测，如果仍然出现超过60秒的睡眠呼吸低通气事件或睡眠呼吸暂停事件，则继续提升进气流量使氧气浓度在1分钟内再增加1％，否则维持氧气浓度不变；持续进行睡眠呼吸监测，直至无睡眠呼吸暂停或透明睡帐内的氧气浓度增加至30％为止；在监测官兵睡眠呼吸状况的同时，监测官兵血氧饱和度，执行步骤S3.2；S3.2、监测官兵血氧饱和度；如果监测到官兵血氧饱和度5分钟内下降4％或低于90％时，控制器自动调节比例阀的开度，提升进气流量，使透明睡帐内的氧气浓度在1分钟内增加1％，否则维持氧气浓度不变；进行下一个5分钟的监测，如果仍然出现血氧饱和度5分钟内下降4％或低于90％时，则继续提升进气流量，使透明睡帐内的氧气浓度在1分钟内再增加1％，否则维持氧气浓度不变；持续进行血氧饱和度监测，直至血氧饱和度达到90％或透明睡帐内的氧气浓度增加至30％为止。2.根据权利要求1所述的提升高原边防哨所局部环境氧分压的供氧方法，其特征在于：所述透明睡帐为一相对封闭的独立空间，所述透明睡帐脚部位置开有一进气口，该进气口通过管路与制氧机的出气口相连，在连接管路上串联有一比例阀；所述透明睡帐头部位置开有一安全通气窗；所述压电传感器为条状或带状压电传感器，其横置在距离所述透明睡帐头部三分之一处，无论官兵何种睡姿，该压电传感器都可监测到人体的心率、呼吸、体位信息；所述氧浓度传感器、血氧传感器和压电传感器的信号输出端通过导线与控制器的控制信号输入端相连；控制器的信号输出端通过导...

【专利技术属性】
技术研发人员：周玉彬，崔婷婷，秦瑜斐，郭大龙，尚腊梅，王中天，刘娟，朱小全，白霜，
申请(专利权)人：中国人民解放军空军特色医学中心，
类型：发明
国别省市：