CN101430817B - 一种依据人体节律性生理参数的报警触发方法及装置 - Google Patents

Abstract

本发明公开了一种依据人体节律性生理参数的报警触发方法及装置，包括以下步骤：A1、当人体节律性生理参数超出报警限时，计算该异常节律性生理参数的相关量与异常持续保持时间的乘积和积分中的至少一者；B1、将步骤A1的计算结果作为触发报警的条件并确定是否触发报警。本发明将超出报警限的节律性生理参数的大小或超出量和异常状态保持时间综合在一起作为触发报警的条件或条件之一，这更符合人体生理特征，从而减少了误报警，提高了监测设备的安全可靠性能，减少了其对医护人员的干扰。

Description

一种依据人体节律性生理参数的报警触发方法及装置

【技术领域】

本发明涉及一种报警方法及报警装置，尤其涉及一种依据人体节律性生理参数进行报警的报警触发方法及报警触发装置。

【背景技术】

人体在生命的活动过程中存在许多生理性的节律性变化，如：呼吸的频率，心脏跳动的快慢，脉搏每分钟波动的次数等等，在现代的医学中这些具有节律性变化的参数对于临床观察和诊断具有及其重要的意义，医生往往通过检测这些节律性生理参数变化来对病人进行诊断，在重症监护中，还通过监测这些节律性生理参数变化来进行报警，告知医护人员病人正处于危急状况下。

节律性是在许多人体生理功能监测领域共同关心的监测参数。所谓节律性，即人的某一个器官或人体某个循环系统的工作频率(如：呼吸，心跳，脉搏等等)，是指被测者在保持当前的生理活动的情况下，一分钟可以循环的次数。这里所指的(人体内呼吸，心跳，脉搏等)频率是一个即时量，并非在一分钟内记录了人体器官或生理系统的实际工作次数，而是通过测量病人当前病体运动周期的时间，然后换算出的。在医疗重症监护室中，出于提高护士的工作效率，通常一个医护人员要负责两个以上的病人。自然在很多时间，医护人员都是不在病人身旁的。因此，对昏迷、具有心、肺功能障碍以及处于辅助呼吸状态下的病人的节律性的生理参数进行监测并据此报警是至关重要的。

在所有涉及到各种参数监测的相关专标中(如：心电国标YY91079，EC13，呼吸气体监测标准ISO21647；EN749，EN740)，均说明涉及到病人生命安全的相关报警必须是高级报警，而且是不可更改其报警级别的，并要求其符合报警通用标准EN475及IEC60601-1-8。由此也可见准确的进行高低限报警是十分重要的。

目前现有技术中针对各种参数报警的方法主要是设置高报警限和低报警限，当测量得到的参数值超出报警限后，保持一定时间后即触发报警。但是实际情况是，由于病人时常会有短时间在报警限外徘徊的情况。例如当监测病人呼吸时，当病人进入睡眠、昏迷的状态时通常会稍触即或超出低报警限，当病人叹气、咳嗽时，通常都会短时间超出高报警限，但实际病人并没有发生危急情况，而且是超出报警限不多或短时间超出，不需要进行紧急处理的，但按照现有技术中采用的不管超限状态的严重程度，只要测量得到的参数值超出报警限后一定时间即报警的做法，却触发了报警，造成误报警的产生。而这些生理节律异常的报警通常是高级生理报警，针对这种高级生理报警，医护人员原则上需要采取严格的应急响应。所以这样的误报警必然干扰医护人员的工作，从而降低其效率。更有甚者，在病人发生多次误报警后，医护人员对其习以为常，在病人真的出现窒息或呼吸过频而发生报警时，未能做出及时响应，从而重演《狼来了》的故事，酿成悲剧。而报警的触发是否正确，医护人员需要浏览报警回顾或者凭借临床经验进行判断，对于正确了解病人的状况也造成了一定程度上的干扰。

综上所述，可以得知现有技术包括以下的缺点：

一、部分设备只要当测量得到病人的节律性参数到达报警限就报警，极易产生误报警；

二、部分设备虽然具有一定的延迟报警功能，但是这种延迟无论对于病人的危险状态是轻微还是严重，都是一个固定的时间，仍然会产生误报警，而且当病人状态紧急急需救护时，固定了延迟时间还可能会造成医疗事故。

【发明内容】

本发明的主要目的就是解决现有技术中的问题，提供一种依据人体节律性生理参数的报警触发方法及装置，减少这种人体参数报警中的误报警，从而提高监测设备的安全可靠性能，减少其对医护人员的干扰。

为实现上述目的，本发明提供一种依据人体节律性生理参数的报警触发方法，包括以下步骤：

A1、当人体节律性生理参数超出报警限时，计算异常节律性生理参数的相关量与异常状态持续时间的乘积和积分中的至少一者；

B11、判断所述节律性生理参数的异常持续时间是否满足报警产生条件；

B12、如果所述乘积和积分中的至少一者超出相应的设定阈值且所述节律性生理参数的异常持续时间满足报警产生条件，则触发报警，否则不触发报警；

所述报警产生条件为该异常状态下不同生理参数值所持续的时间和其所对应的报警延迟时间的比值的和大于或等于1。

其中，步骤A1中的所述节律性生理参数的相关量为节律性生理参数的参数值或节律性生理参数超出报警限的超出量。

其中，用于触发低限报警的所述低报警延迟时间通过公式

计算获得，用于触发高限报警的所述高报警延迟时间通过公式

计算获得，其中，t为报警延迟时间，a为用户当前设置的低报警限，c为用户当前设置的高报警限，R为当前测量得到的节律性生理参数值，b为设定的最长报警延迟时间，d为设定的最短报警延迟时间。

为实现上述目的，本发明还同时提供一种依据人体节律性生理参数的报警触发装置，包括：

计算单元，用于当人体节律性生理参数超出报警限时，计算异常节律性生理参数的相关量与异常状态持续时间的乘积和积分中的至少一者；

报警触发单元，用于将计算单元得出的计算结果作为报警条件并确定是否触发报警；

所述报警触发单元包括第一判断模块、第二判断模块和处理模块，所述第一判断模块用于将所述乘积和积分中的至少一者和相应的设定阈值进行比较，判断是否超出设定阈值；所述第二判断模块用于判断所述节律性生理参数的异常持续时间是否满足报警产生条件；所述处理模块用于在所述乘积和积分中的至少一者超出相应的设定阈值且所述节律性生理参数的异常持续时间满足报警产生条件时触发报警；所述报警产生条件为该异常状态下不同生理参数值所持续的时间和其所对应的报警延迟时间的比值的和大于或等于1。

本发明的有益效果包括：1)与现有技术不同，本发明在进行报警处理时不但考虑了节律性生理参数超出报警限的大小，同时还考虑了这种异常状态的保持时间，即将超出报警限的节律性生理参数的大小或超出量和异常状态保持时间综合起来考虑，作为触发报警的条件或条件之一，这更符合人体生理特征，从而减少了误报警，提高了监测设备的安全可靠性能，减少了其对医护人员的干扰，当病人情况危急某些节律性参数严重超过报警限时，也可以迅速进行报警，避免产生事故；2)本发明在进行报警处理时还进一步考虑了报警延迟时间的用户设置，使可以根据具体的需求合理、配置最短和最长报警延迟时间，使这一报警机制的应用更加灵活。

【附图说明】

图1为本发明一种实施例的结构示意图；

图2为本发明一种实施例的流程图；

图3为节律性生理参数超出报警限示意图；

图4为本发明另一种实施例的结构示意图；

图5为本发明另一种实施例的流程图；

图6为低限报警的R-t关系式及坐标曲线图；

图7为高限报警的R-t关系式及坐标曲线图。

【具体实施方式】

本发明的特征及优点将通过实施例结合附图进行详细说明。

实施例一：

用户根据实际情况或经验设定高报警限和低报警限，通过设备的检测单元检测人体节律性生理参数，并将人体节律性生理参数的测量值和高报警限和低报警限进行比较，当人体节律性生理参数的测量值大于高报警限或小于低报警限时都属于异常。为了减少人体节律性生理参数异常时的误报警，本实施例的方案如图1所示，包括计算单元和报警触发单元，计算单元用于当检测单元检测的人体节律性生理参数超出报警限时，计算该异常节律性生理参数的相关量与异常状态保持时间的乘积和积分中的至少一者；报警触发单元用于将计算单元得出的计算结果作为报警条件并确定是否触发报警。报警触发单元进一步包括第一判断模块和处理模块。其处理流程如图2所示，包括以下步骤：

在步骤S102，检测人体节律性生理参数；

在步骤S104，将步骤S102检测到的人体节律性生理参数的参数值分别和高报警限和低报警限进行比较，判断参数值是否大于高报警限或小于低报警限，如果是，则属于节律性生理参数异常，执行步骤S106，如果参数值位于高报警限和低报警限之间，则属于正常，继续步骤S102的检测；

在步骤S106，检测该异常节律性生理参数的持续时间，然后执行步骤S108；

在步骤S108，计算单元计算该异常节律性生理参数超出高或低报警限的超出量，然后执行步骤S110；

在步骤S110，计算单元计算该超出量与异常状态保持时间的乘积或积分，当超出报警限的节律性生理参数是固定值时，可计算节律性生理参数超出高或低报警限的超出量和异常状态持续时间的乘积；当超出报警限的节律性生理参数是变化值时，可计算节律性生理参数超出高或低报警限的实时超出量和其异常状态持续时间的积分；也可以不管节律性生理参数是固定值还是变化值，而统一采用计算超出量和异常状态持续时间的积分的方案。计算出所述乘积或积分后执行步骤S112；

在步骤S112，第一判断单元判断超出量与异常状态持续时间的乘积或积分是否大于设定阈值，如果是则执行步骤S114，由处理单元触发报警；如果不是则转向步骤S102，继续检测人体节律性生理参数。这里，设定阈值根据不同的生理参数和不同的个体而具有不同的设定值。设定阈值可对用户进行开放，使用户根据实际需要或经验来设定，或者也可以直接使用默认值。

上述步骤中，在计算超出量与异常状态持续时间的乘积或积分，也可以将超出量替换为人体节律性生理参数的参数值，这种情况下可不必计算人体节律性生理参数超出报警限的超出量，但设定阈值应不同于上述的设定阈值。

上述步骤中，对于乘积或积分的计算，还可以将乘积和积分两者都计算出来，分别和相应的设定阈值进行比较，在都大于设定阈值或只要有一个大于设定阈值的条件下即触发报警。

上述步骤中，对于乘积或积分的计算及判断超出量与异常状态持续时间的乘积或积分是否大于设定阈值，可以是当某个超出量结束后进行计算及判断，也可以是对当出现该超出量后每间隔一定时间即进行所述计算及判断。

上述步骤中，对于异常状态出现后所述节律性生理参数变化较频繁的情况，所述对于乘积或积分的计算及判断超出量与异常状态持续时间的乘积或积分是否大于设定阈值，可以是对当出现异常状态后对每间隔一定时间即进行所述计算及判断，也可以是当该节律性参数发生变化时进行计算及判断。

根据目前对人体节律性生理参数的监测，以人体节律性生理参数中的呼吸率为例做了如下调查。根据统计规律，成人的呼吸率一般为12-20，幼儿一般为25-30，新生儿则为40-45。然而，病人在某些情况下时而呼吸频率会短时间超出这一范围，而实际上病人没有发生任何异常。在上述情况下应用现有技术往往会触发误报警，很大程度的干扰了医护人员对病人状态的判断。分析这些误触发，发现有一个很明显的特点，就是持续的时间较短，当病人在正常状态下呼吸率超出报警限时，超出的越多，保持的时间越短。本实施例是将异常的呼吸率及其维持时间综合考虑，当呼吸率超出报警限但保持的时间很短时，并不会触发报警，而当呼吸率超出报警限并保持的时间很长时，或呼吸率超出报警限很多时，说明病人很有可能真的发生了异常，此时即触发报警通知医护人员关注并采取必要措施，因此本实施例可有效减少误报警。

如图3所示，为本实施例的节律性生理参数超出报警限示意图，结合呼吸率的大小和异常呼吸率保持的时间来判断是否发出报警，以呼吸率超出报警限的超出量与超出时间的乘积或积分的结果作为判断是否发出报警的依据。图中以高、低报警限分别为20，10为例，随时间依次发生了A-F的呼吸频率超限的现象。而由于对于A、D两次由于超出报警限的超出量与超出时间的乘积结果没有超出设定阈值，所以没有触发报警。而B虽然与A超限的时间相同，但是由于B超限的程度大于A并且使上述结果大于设定阈值，故触发了报警。C虽然呼吸率与A相等，但是其保持的时间比A大，切是以上结果大于设定阈值，故也触发了报警。E、F作为高限报警，较之D亦然。

实施例二：

与实施例一相比，本实施例在以异常节律性生理参数的相关量与异常状态保持时间的乘积或积分作为触发报警的一个报警条件的基础上，还增加了另一个报警条件，即需要满足报警产生条件。如图4所示，报警触发单元包括第一判断模块、第二判断模块、报警延迟时间获取单元和处理模块，所述第一判断模块用于将所述乘积和积分中的至少一者和相应的设定阈值进行比较，判断是否超出设定阈值；所述第二判断模块用于判断所述节律性生理参数的异常持续时间是否满足报警产生条件；所述处理模块用于在所述乘积和积分中的至少一者超出相应的设定阈值且所述节律性生理参数的异常持续时间满足报警产生条件时触发报警。所述报警延迟时间获取单元用于计算获得报警延迟时间，报警延迟时间包括高报警延迟时间和低报警延迟时间。

本实施例的一种流程图如图5所示，包括以下步骤：

在步骤S202，检测人体节律性生理参数；

在步骤S204，将步骤S202检测到的人体节律性生理参数的参数值和高报警限和低报警限进行比较，判断参数值是否大于高报警限或小于低报警限，如果是，则属于节律性生理参数异常，执行步骤S206，如果参数值位于高报警限和低报警限之间，则属于正常，继续步骤S202的检测；

在步骤S206，检测该异常节律性生理参数的持续时间，然后执行步骤S208；

在步骤S208，计算单元计算该异常节律性生理参数超出高或低报警限的超出量，然后执行步骤S210；

在步骤S210，计算单元计算该超出量与异常状态保持时间的乘积或积分，计算方法可以采用实施例一中的方法，然后执行步骤S212；

在步骤S212，第一判断单元判断超出量与异常状态保持时间的乘积或积分是否大于设定阈值，如果是则执行步骤S214；如果不是则转向步骤S202，继续检测人体节律性生理参数；

在步骤S214，判断该异常节律性生理参数是否满足报警产生条件，如果满足，则由处理单元触发报警；如果未满足则转向步骤S202，继续检测节律性生理参数。

步骤S214中的报警延迟时间通过报警延迟时间获取单元计算获得，分为高报警延迟时间和低报警延迟时间。

假设用户当前设置的低报警限为a，高报警限为c，当前测量得到的节律性生理参数(例如呼吸率)为R，报警延迟时间为t，规定报警延迟时间具有以下特点：

a)当R低于a时进入报警机制，报警延迟时间随R值减小而缩短，当R等于a-1时报警延迟时间最长，当R等于0时报警延迟时间为最短；

b)当R高于c时进入报警机制，报警延迟时间随R值增大而变长，当R等于c+1时报警延迟时间最长，等于a中所述最长时间，当R等于2c时报警时间为a中所述的最短时间。

最短和最长延迟时间可为用户可设置部分，设最长报警延迟时间为b，最短报警延迟时间为d，则结合以上a)，b)两规则可推导出R与T的关系式如下：

$(a-R)\·(t-\frac{\mathrm{ad}-b}{a-1})=\frac{\mathrm{ab}-\mathrm{ad}}{a-1}---\left(1\right)$

$(R-c)\·(t-\frac{\mathrm{cd}-b}{c-1})=\frac{\mathrm{cb}-\mathrm{cd}}{c-1}---\left(2\right)$

其中，公式(1)为低限报警关系式，公式(2)为高限报警关系式。

最短和最长延迟时间也可以向用户开放，由用户根据实际需要进行设定。

假设实际操作中设置a＝10，c＝25，b＝120秒，d＝10秒，则分别带入公式(1)和(2)可得出相应的关系式。图6及图7分别为以呼吸率为例带入后所得的R-t关系式及坐标曲线。由公式(2)可知，理论上当R无限增大时，T无限接近于(cd-b)/(c-1)。带入得，T此时无限接近于5.4秒。而实际中若R的测量上限为100，则当R＝100时T约为7秒。

由上可知，每个节律性生理参数值都有其对应的高、低报警延迟时间，当异常节律性生理参数满足报警产生条件时，即触发报警。

报警产生条件的一种方案是节律性生理参数的异常持续时间超出所述报警延迟时间。即当异常节律性生理参数的相关量与异常状态保持时间的乘积或积分大于设定阈值后，并不是立即触发报警，而是有一段时间的延迟，如果节律性生理参数在这段时间内已经恢复正常，则不再触发报警，如果节律性生理参数在报警延迟时间内仍没有恢复正常，则触发报警。

实际使用中，即使节律性生理参数超出了报警限，参数值也可能是变化的，无法确定一个特定的报警延迟时间。所以对于在异常状态下是变化的节律性生理参数，对每个节律性生理参数都可以按照公式(1)、(2)求出与其对应的报警延迟时间，其报警产生条件是该异常状态下不同生理参数值所持续的时间和其所对应的报警延迟时间的比值的总和大于或等于1。在节律性生理参数的检测过程中，当节律性生理参数超出报警限后，即不断计算异常的节律性生理参数的持续时间和其所对应的报警延迟时间的比值，并计算比值的和，当所述和大于或等于1时，认为满足报警产生条件，则触发报警。当该异常状态下所有不同生理参数值所持续的时间和其所对应的报警延迟时间的比值的和小于1时，认为不满足报警产生条件，则不触发报警。

以下对这一条件进行说明。

假设在超限过程中变化的R＝R(t)，根据公式(1)或(2)所计算得到的报警延迟时间T＝T(R)＝T(R(t))，则本机制规定判定是否触发报警的公式为：

$\∫\frac{t}{T\left(R\left(t\right)\right)}\mathrm{dt}\≥1---\left(3\right)$

当满足这一条件，则触发报警。

以呼吸率为例，假设在一次超限的时间里共出现了n个呼吸率，分别为R1～Rn，则可根据这一系列R计算得到各自对应的报警延迟时间TR1～TRn。若各个Rn分别出现的时间为t1～tn，则判定报警触发条件的可以简单的进行对一个报警因子F的大小判断。其离散表达式为

$F=\frac{t_1}{T_{R1}}+\frac{t_2}{T_{R2}}+...+\frac{t_n}{T_{\mathrm{Rn}}}---\left(4\right)$

当F≥1时触发报警，当计算到第n-3个呼吸率时，F已经大于1，则立即触发报警。

当呼吸率恢复正常时则将F清零。

在确定报警延迟时间时，报警延迟时间获取单元还可以采用查表的方式。事先存储节律性生理参数值-报警延迟时间对照表，通过已知的节律性生理参数值，可得知对应的报警延迟时间。

本实施例中，也可以先判断异常的节律性生理参数是否满足报警产生条件，然后再判断异常节律性生理参数的相关量与异常状态保持时间的乘积或积分是否大于设定阈值，根据两步的判断结果确定是否触发报警。

本实施例中，报警延迟时间的设定更为灵活，在默认设置不符合实际需求时，医护人员可根据具体情况进行特殊设定。

本发明降低了由于算法导致的误报警或报警延迟的风险等级，更加符合IEC60601-1-8通用报警标准。通常监护仪生产厂家都会在其手册中对产品进行误报警的可能性进行声明从而规避风险，这对产品形象有负面影响，本发明一定程度上解决了这一问题。

以上内容是结合具体的优选实施方式对本发明所作的进一步详细说明，不能认定本发明的具体实施只局限于这些说明。对于本发明所属技术领域的普通技术人员来说，在不脱离本发明构思的前提下，还可以做出若干简单推演或替换，都应当视为属于本发明的保护范围。

Claims (8)

1.一种依据人体节律性生理参数的报警触发方法，其特征在于包括以下步骤：

A1、当人体节律性生理参数超出报警限时，计算异常节律性生理参数的相关量与异常状态持续时间的乘积和积分中的至少一者；

B11、判断所述节律性生理参数的异常持续时间是否满足报警产生条件；

B12、如果所述乘积和积分中的至少一者超出相应的设定阈值且所述节律性生理参数的异常持续时间满足报警产生条件，则触发报警，否则不触发报警；

所述报警产生条件为该异常状态下不同生理参数值所持续的时间和其所对应的报警延迟时间的比值的和大于或等于1。

2.如权利要求1所述的报警触发方法，其特征在于：步骤A1中的所述节律性生理参数的相关量为节律性生理参数的参数值或节律性生理参数超出报警限的超出量。

3.如权利要求1所述的报警触发方法，其特征在于：所述报警延迟时间由查找预设的对应表获得，所述对应表包括节律性生理参数值及与其对应的报警延迟时间。

4.如权利要求1所述的报警触发方法，其特征在于：所述报警延迟时间包括用于触发低限报警的低报警延迟时间和用于触发高限报警的高报警延迟时间，所述低报警延迟时间通过公式

计算获得，所述高报警延迟时间通过公式

计算获得，其中，t为报警延迟时间，a为用户当前设置的低报警限，c为用户当前设置的高报警限，R为当前测量得到的节律性生理参数值，b为设定的最长报警延迟时间，d为设定的最短报警延迟时间。

5.一种依据人体节律性生理参数的报警触发装置，其特征在于包括：

计算单元，用于当人体节律性生理参数超出报警限时，计算异常节律性生理参数的相关量与异常状态持续时间的乘积和积分中的至少一者；

报警触发单元，用于将计算单元得出的计算结果作为报警条件并确定是否触发报警；

所述报警触发单元包括第一判断模块、第二判断模块和处理模块，所述第一判断模块用于将所述乘积和积分中的至少一者和相应的设定阈值进行比较，判断是否超出设定阈值；所述第二判断模块用于判断所述节律性生理参数的异常持续时间是否满足报警产生条件；所述处理模块用于在所述乘积和积分中的至少一者超出相应的设定阈值且所述节律性生理参数的异常持续时间满足报警产生条件时触发报警；所述报警产生条件为该异常状态下不同生理参数值所持续的时间和其所对应的报警延迟时间的比值的和大于或等于1。

6.如权利要求5所述的报警触发装置，其特征在于：所述节律性生理参数的相关量为节律性生理参数的参数值或节律性生理参数超出报警限的超出量。

7.如权利要求5所述的报警触发装置，其特征在于：还包括报警延迟时间获取单元，所述报警延迟时间获取单元用于查找预设的对应表获得报警延迟时间，所述对应表包括节律性生理参数值及与其对应的报警延迟时间。

8.如权利要求5所述的报警触发装置，其特征在于：还包括报警延迟时间获取单元，所述报警延迟时间获取单元用于计算获得报警延迟时间，所述报警延迟时间包括用于触发低限报警的低报警延迟时间和用于触发高限报警的高报警延迟时间，所述低报警延迟时间通过公式计算获得，所述高报警延迟时间通过公式

计算获得，其中，t为报警延迟时间，a为用户当前设置的低报警限，c为用户当前设置的高报警限，R为当前测量得到的节律性生理参数值，b为设定的最长报警延迟时间，d为设定的最短报警延迟时间。

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