【技术实现步骤摘要】
本专利技术涉及医疗器械，具体为一种智能闭环自适应呼吸自主支持及电刺激治疗系统。
技术介绍
1、呼吸是人体获取氧气的唯一途径。人体通过呼吸吸入空气，呼出二氧化碳等混合气体，完成气体交换，从而维持正常的生理功能。然而，社会上越来越多的人出现呼吸功能问题，而且这类人群日益趋向年轻化。比如：阻塞性睡眠呼吸暂停（osa）、呼吸困难、呼吸深度不足、咳痰无力、缺氧，还有呼吸急促或频率异常、肺部空气潴留等现象。目前常规解决方法是无创正压机械通气，严重的人群直接用有创机械通气，还有高流量通气，这些方面都基于强制性，虽然这些方法有效解决人短期呼吸需氧和二氧化碳水平问题，但这不劳而获的方法，在较长时间作用下，人体自身呼吸功能反而会进一步退化。人体呼吸的动力来源于膈肌，膈肌电刺激对辅助自主呼吸功能改善有很好帮助，越来越受到临床应用。为了减少强制性供氧造成呼吸功能退化，增加人体自主气体交换，利用膈肌电刺激辅助能让人体膈肌得到从跟随式锻炼逐渐改善功能，更好的恢复其功能，以减少强制性气体交换的依赖。体外膈肌起搏监测功能一直是生物电子领域对非电量变化准确监测的重大难题...
【技术保护点】
1.一种智能闭环自适应呼吸自主支持及电刺激治疗系统，其特征在于，所述电刺激治疗系统主要包括数据采集监测单元、电刺激单元、正负压单元、数据无线单元、显示单元和电池单元。
2.根据权利要求1所述电刺激治疗系统，其特征在于，所述数据采集监测单元，用于实时监测人体的二氧化碳浓度、呼气末二氧化碳浓度、气道阻力值及压力值、血氧饱和度和脉博；利用数学模型和算法，实时运算得出呼吸频率、呼气末二氧化碳分压值、呼吸流量、呼吸流速、潮气量、分钟通气量、肺泡-动脉氧分压差和动态呼气末正压值生理指标；通过实时监测所述人体的生理指标，得到所述人体的呼吸状态指标，并基于所述人体指标，利...
【技术特征摘要】
1.一种智能闭环自适应呼吸自主支持及电刺激治疗系统，其特征在于，所述电刺激治疗系统主要包括数据采集监测单元、电刺激单元、正负压单元、数据无线单元、显示单元和电池单元。
2.根据权利要求1所述电刺激治疗系统，其特征在于，所述数据采集监测单元，用于实时监测人体的二氧化碳浓度、呼气末二氧化碳浓度、气道阻力值及压力值、血氧饱和度和脉博；利用数学模型和算法，实时运算得出呼吸频率、呼气末二氧化碳分压值、呼吸流量、呼吸流速、潮气量、分钟通气量、肺泡-动脉氧分压差和动态呼气末正压值生理指标；通过实时监测所述人体的生理指标，得到所述人体的呼吸状态指标，并基于所述人体指标，利用人工智能自适应反馈算法，对所述人体进行反馈调控所需电刺激单元工作指标和正负压单元工作指标。
3.根据权利要求2所述数据采集监测单元，其特征在于，包括：二氧化碳监测单元，采用热传导技术传感器（以stc31-c系列传感器为例），运用高灵敏度智能运放监测人体二氧化碳周期性的变化浓度，该传感器精确，长期稳定性，体积小，功耗极低，0.5s快速响应时间，以及高达100%二氧化碳的测量范围；用于实时监测所述人体二氧化碳浓度、呼气末二氧化碳浓度和呼吸频率，利用数学模型和算法，实时运算得出呼气末二氧化碳分压值，作为计算肺泡-动脉氧分压差和动态呼气末正压依据之一。
4.根据权利要求3所述数据采集监测单元，其特征在于，所述二氧化碳监测单元，依此计算膈肌运动周期，结合医学专家对呼吸周期病期指针，与体表电极配合，利用人工智能自适应反馈算法，自动对膈肌运动监测，通过监测反馈自动对膈神经进行低频脉冲电刺激，使膈肌规律地收缩及舒张，刺激时间、频率和强度根据监测到人体二氧化碳浓度变化及呼吸频率变化实时自动自适应调节，在人体能耐受的情况下自动改变治疗频率和强度，以实现从监测到电刺激全程闭环。
5.根据权利要求2所述数据采集监测单元，其特征在于，包括：二氧化碳温湿度补偿单元，用于实时监测所述人体湿度和温度测量值，作为计算二氧化碳浓度补偿依据之一。
6.根据权利要求2所述数据采集监测单元，其特征在于，包括：压力压差单元，用于实时监测所述人体气道阻力值及压力值，利用数学模型和算法，作为计算呼吸流量、呼吸流速、分钟通气量依据之一。
7.根据权利要求6所述数据采集监测单元，其特征在于，所述压力压差单元，实时监测到所述人体二氧化碳浓度的压力值，作为计算二氧化碳浓度的补偿依据之一。
8.根据权利要求2所述数据采集监测单元，其特征在于，包括：血氧饱和度单元，用于实时连续监测所述人体血氧饱和度值，结合实时连续监测呼气末二氧化碳分压值，作为计算实时连续监测肺泡-动脉氧分压差依据之一。
9.根据权利要求2所述数据采集监测单元，其特征在于，包括：脉搏单元，用于实时监测所述人体脉博值，结合所述人体二氧化碳浓度、呼气末二氧化碳分压值、呼吸频率、潮气量、分钟通气量及血氧饱和度，作为综合实时连续评估人体肺功能依据之一。
10.根据权利要求6所述数据采集监测单元，其特征在于，所述呼吸流量和气道压力，同步记录其波形，分析呼气末至吸气初的流速变化点，对应的气道压力即为动态呼气末正压值。
11.根据权利要求3、6、8、9所述数据采集监测单元，其特征在于，所述人体呼吸流量、气道阻力值、血氧饱和度、呼吸频率和脉博，作为负压吸引排除气道异物（如吸痰）依据之一。
12.根据权利要求3、6所述数据采集监测单元，其特征在于，结合所述二氧化碳监测单元和所述压力压差单元，实时监测运算得到所述人体二氧化碳浓度、呼气末二氧化碳分压值、潮气量、分钟通气量及呼吸频率变化可决定是否启停电刺激单元，无须人为干预，全程闭环式监测与治疗管理。
13.根据权利要求2所述数据采集监测单元，其特征在于，包括：主控运算单元a，采用stc32系列32位传感器。以stc32g12k128传感器为例（以下简称传感器），该传感器完全自主产权。所述传感器静态工作电流1.5ma，不需要外部晶振和外部复位的传感器，以超强抗干扰、超低价、高速和低功耗为目标的32位传感器，在相同的工作频率下，所述传感器比传统的传感器快70倍，这为诊断co2奠定了基础。所述传感器是单时钟(1t)的传感器，宽电压、高速、高可靠、低功耗、强抗静电和较强抗干扰的新一代32位8051传感器。mcu内部集成高精度r/c时钟(±0.3%，常温下+25℃)，-1.38%～+1.42%温飘(-40℃～+85℃)，-0.88%～+1.05%温飘(-20℃～+65℃)。4mhz～33mhz宽范围，内部有4个可选时钟源：高精度irc时钟（可isp编程时调整频率）、内部32khz的低速irc、外部4m～33m晶振或外部时钟信号以及内部pll输出时钟。用户代码中可自由选择时钟源，时钟源...
【专利技术属性】
技术研发人员：请求不公布姓名，请求不公布姓名，请求不公布姓名，
申请(专利权)人：奥巴国际贸易北京有限公司，
类型：发明
国别省市：
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