CN108452410B - 一种氧气治疗用监测系统 - Google Patents

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Abstract

一种氧气治疗用监测系统，包括鼻导管，用于向患者输入氧气；氧气管路，与鼻导管连通，用于供入氧气；呼吸音采集机构，用于采集口和/或鼻部的呼吸声音；氧气流通监测机构；一端连接氧气管路另一端连接鼻导管，氧气经氧气管路通过氧气流通监测机构输出至鼻导管；控制器，接收呼吸音采集机构的呼吸声音数据，计算呼吸频率；接收氧气流通检测机构的检测的氧气流通信息，识别患者是否吸氧，记录有效吸氧时间。本发明利用声音采集的方式，将口部和/或鼻部的气流声音采集，进而得到呼吸频率，氧气流通检测机构，能够实时监测氧气流通信息，可有效判断患者是否有效吸氧，并预测急性发作状况。

Description

一种氧气治疗用监测系统
技术领域
本发明涉及氧气治疗监测设备技术领域，具体涉及一种监测氧气治疗过程中患者呼吸频率、是否吸氧以及吸氧时间的系统。
背景技术
氧气治疗主要目的是纠正人体的低氧血症,减少呼吸功以及减轻心脏负荷,防止和逆转缺氧所致的组织损伤和器官功能障碍,同时尽量保持患者的活动能力。氧气治疗的主要风险在于不能有效纠正低氧血症、加重二氧化碳潴留，甚至氧中毒等。规范的氧气治疗原则就是确保其安全、有效性。国际上有两个著名的临床对照试验可以明确证明家庭氧气治疗的有效性以及相应的条件，同时也是许多国家将家庭氧气治疗纳入国家健康保障体系的科学依据。
1970年代，美国国立卫生研究院(NIH)夜间氧疗试验(NOTT)和英国医学研究委员会临床试验(MRC)研究表明，慢性低氧血症的COPD患者五年存活率的改善和每天的氧疗持续时间(小时)是成正比的。不进行辅助性氧疗的患者生存率是最差的；每天接受12到15小时氧疗的患者的生存率是较好的；接受移动氧气系统近乎24小时持续性氧疗的患者生存率是最好的。
美国胸科学会(ATS)、欧洲呼吸学会(ERS)、英国国立健康与临床优化研究所(NICE)等国家的治疗指南中已经明确制定家庭氧疗的处方标准以及治疗目标。中国医学类权威教材也将氧气治疗适应症与指征纳入《内科学》教材，各国指南的核心内容与美国胸科学会(ATS)制定的标准大同小异。COPD疾病进展中出现低氧血症或COPD急性加重后的稳定期动脉血氧分压PaO2<55mmHg或者动脉血氧饱和度SaO2<88％或者动脉血氧分压PaO2＝55-59mmHg并伴有肺源性心脏病、红细胞增多症、肺动脉高压等。治疗目标：静息、睡眠、活动时都保证PaO2>60mmHg(SaO2>90％)，每日吸氧时间为15小时以上，最好能在18-24小时。
根据国内外的相关文献表明，在依从性和治疗效果方面，氧气治疗质量管理手段普遍比较缺乏，监测效果比较差。主要表现在：患者是否吸氧、吸氧时间多长、流量多少、是否遵循医嘱、患者吸氧效果如何(血氧饱和度、呼吸频率、症状改善、精神状态、胃口等等)。
本发明针对上述问题，重点解决是否吸氧、吸氧时间以及呼吸频率等的实时监测问题。尤其有临床研究表明，呼吸频率的变异性监测可以有效预测COPD急性发作，为及早干预提供有效手段。
法国SRETT公司申请的欧洲专利局专利号：EP3146897A1，一种技术用于解决在鼻导管吸氧过程中判断呼吸频率和氧气流量测量的问题，其所提出的方案是，两个MEMS麦克风、一个MEMS压力传感器以及一个环境压力传感器，结合一种运用计算流体力学(CFD)的阻流结构，运用差分电路、滤波电路、呼吸频率、流量计算电路等，得出患者的呼吸频率以及吸氧流量。
该方案存在以下不足：
1、因为呼吸导致的压力变化信号微弱，需要选择的传感器满足高精度要求；
2、因为采样计算量比较大、以及装置由节能省电需求，对主控单片机(MCPU)或DSP处理器的选型需求较高；
3、上述因素1、2将导致成本增加，不利于推广应用。
发明内容
本发明的发明目的在于提供一种成本低、精确度高的氧气治疗用监测系统。
为实现上述目的，本发明采用如下技术方案：
提供一种氧气治疗用监测系统，其特征在于：包括
鼻导管，用于向患者输入氧气；
氧气管路，与鼻导管连通，用于供入氧气；
呼吸音采集机构，用于采集口部和/或鼻部的呼吸声音；
氧气流通监测机构；一端连接氧气管路另一端连接鼻导管，氧气经氧气管路通过氧气流通监测机构输出至鼻导管；
控制器，接收呼吸音采集机构的呼吸声音数据，计算呼吸频率；
接收氧气流通检测机构的检测的氧气流通信息，识别患者是否吸氧，记录有效吸氧时间。
其中，所述呼吸音采集机构包括检测本体，所述检测本体设置有呼吸频率检测信号入口，用于收集鼻部和/或口部的呼吸声音，还包括声音监测咪头，用于检测鼻部和/或口部的呼吸声音，将呼吸声音数据传输至控制器。
其中，还包括挡板，所述挡板固定于检测本体，用于阻挡鼻部和/或口部呼吸气流，所述呼吸频率检测信号入口设置于挡板朝向使用者的一侧的检测本体上。
其中，所述检测本体设置为管体，呼吸频率检测信号入口设置于管体，管体通过管路延长，声音监测咪头设置于所述管路，用于收集管路传递的呼吸声音数据。
其中，所述管体设置有卡扣，所述卡扣扣设于所述鼻导管管路上，将检测本体固定于鼻导管上。
其中，所述管体设置有两个连接耳，当检测本体连接于鼻导管时，两个连接耳分别套于鼻导管的两个伸出部。
其中，所述挡板高于0.5～3厘米。
其中，所述呼吸频率检测信号入口设置有两个，分别对应鼻孔位置设置。
其中，所述氧气流通监测机构设置有监测本体，所述监测本体设置有氧气进气口、氧气出气口、第一进气腔和第二进气腔，所述第一进气腔与第二进气腔连通处设置有单向阀，第一进气腔与氧气进气口连通，第二进气腔与所述氧气出气口连通，还包括氧气监测咪头，用于检测单向阀的开合声音。
其中，所述监测本体设置有声音监测咪头放置腔，所述声音监测咪头放置腔设置有连接气口。
其中，所述呼吸音采集机构的氧气监测咪头设置于所述监测本体的第一进气腔。
其中，所述呼吸音检测机构还包括噪音监测模块，所述噪音监测模块，包括设置于监测本体的噪音入口，与所述噪音入口连接的管路及噪音检测咪头，所述噪音检测咪头用于检测鼻部或嘴部的噪音声音。
基于上述技术方案，本发明至少具有以下技术效果：
一种氧气治疗用监测系统，包括
鼻导管，用于向患者输入氧气；
氧气管路，与鼻导管连通，用于供入氧气；
呼吸音采集机构，用于采集口鼻部的呼吸声音；
氧气流通监测机构；一端连接氧气管路另一端连接鼻导管，氧气经氧气管路通过氧气流通监测机构输出至鼻导管；
控制器，接收呼吸音采集机构的呼吸声音数据，计算呼吸频率；接收氧气流通检测机构的检测的氧气流通信息，识别患者是否吸氧，记录有效吸氧时间。
本发明利用声音采集的方式，将鼻息的气流声音采集，进而得到呼吸频率，氧气流通检测机构，能够实时监测氧气流通信息，可有效判断患者是否有效吸氧，并预测急性发作状况。
声音采集的方式避开了常规压力检测的复杂性，这是由于，鼻导管吸氧过程中，氧气的输出口处于开放状态，氧气管道内的压力变化幅度极为小，压力传感器在检测过程中，极易受到外界干扰，从而判断不精确。
本发明可以避免现有技术中的不利因素：1、选择最佳呼吸信号采集点。设计一种创新的信号采集装置，提高原始信号质量；2、选择是否呼吸的信号采集点，判别是否吸氧；3、根据不同信分类号特征，采取端点检测、能量密度识别等信号处理方法，可以有效分辨呼吸频率。此外，流量测量运用其他方案，如超声测量技术实现流量、浓度同时监测，该方案在家庭氧疗用的制氧机中较为普遍采用。
附图说明
此处所说明的附图用来提供对发明的进一步理解，构成本申请的一部分，本发明的示意性实施例及其说明用于解释本发明，并不构成对发明的不当限定。
图1为本发明实施例提供的一种氧气治疗用监测系统的结构示意图；
图2为本发明的一种氧气治疗用监测系统的未连接鼻导管的呼吸音采集机构的结构示意图。
图3为本发明的一种氧气治疗用监测系统的连接了鼻导管的呼吸音采集机构的结构示意图。
图4为本发明的一种氧气治疗用监测系统的氧气流通监测机构的结构示意图。
图5为本发明的一种氧气治疗用监测系统的噪音采集模块的结构示意图的结构示意图。
附图标记：
1——鼻导管、2——氧气管路、
3——呼吸音采集机构
301——检测本体、302——呼吸频率检测信号入口、303——声音监测咪头、304——挡板、305——卡扣、306——连接耳
4——氧气流通监测机构
401——监测本体、402——氧气进气口、403——氧气出气口、
404——第一进气腔、405——第二进气腔、406——单向阀、
407——氧气监测咪头、
408——声音监测咪头放置腔、409——连接气口；
5——噪音监测模块
501——噪音入口、502——噪音监测咪头。
实施方式
下面结合附图对本发明提供的技术方案进行更为详细的阐述。
实施例1如图1所示，
一种氧气治疗用监测系统，包括
鼻导管1，用于向患者输入氧气；
氧气管路2，与鼻导管1连通，用于供入氧气；
呼吸音采集机构3，用于采集口鼻部的呼吸声音；
氧气流通监测机构4；一端连接氧气管路2另一端连接鼻导管1，氧气经氧气管路2通过氧气流通监测机构4输出至鼻导管1；
控制器，接收呼吸音采集机构3的呼吸声音数据，计算呼吸频率；接收氧气流通检测机构的检测的氧气流通信息，识别患者是否吸氧，记录有效吸氧时间。
本发明利用声音采集的方式，将鼻息的气流声音采集，进而得到呼吸频率，氧气流通检测机构，能够实时监测氧气流通信息，给医保部门明确的氧气使用数据，并结合鼻息的气流数据可以准确判断出，使用者是否使用了氧气治疗。
具体为氧源通过氧气管路2、鼻导管1向患者供氧，使用者使用是鼻部和/或口部呼出气流，气流通过呼吸频率检测信号入口302进入检测本体301内，呼吸频率检测信号入口302的口径较小，气流通过时，会于检测本体产生声音，声音监测咪头303识别这些声音数据，传输至控制器，进而计算出呼吸频率。
声音采集的方式避开了常规压力检测的复杂性，这是由于，鼻导管1吸氧过程中，氧气的输出口处于开放状态，氧气管路2内的压力变化幅度极为小，压力传感器在检测过程中，极易受到外界干扰，从而判断不精确。
所述呼吸音采集机构3包括检测本体301，所述本体设置有呼吸频率检测信号入口302，用于收集口鼻部的呼吸声音，还包括声音监测咪头303，用于检测口鼻部的呼吸声音，将呼吸声音数据传输至控制器。
其中，还包括挡板304，所述挡板304固定于检测本体301，用于阻挡鼻息气流，所述呼吸频率检测信号入口302设置于挡板304朝向使用者的一侧的检测本体301上。挡板304能够有效阻碍气流，使气流受阻，向下传导进入呼吸频率检测信号入口302，提高了呼吸声音获得效率，所述挡板304的高度为0.5～3厘米。
如图2所示，本发明还可以通过管体的形式将声音传输至末端，减少口鼻部的零件数量，声音监测咪头303的电源连线也可以集成放置于管体的另一端，即管路远离患者使用部位的一端，有效减少了使用者的心理负担。
所述检测本体301设置为管体，呼吸频率检测信号入口302设置于管体，管体通过管路延长，声音监测咪头303设置于所述管路，用于收集管路传递的呼吸声音数据。
如图3所示，本发明的呼吸音采集机构3还可以集成在现有的鼻导管1上，增强使用效果，所述管体设置有卡扣305，所述卡扣305扣设于所述鼻导管1管路上，将检测本体301固定于鼻导管1上。可以有效减少鼻部的部件，使用便利。
所述管体设置有两个连接耳306，当检测本体301连接于鼻导管1时，两个连接耳306分别套于鼻导管1的两个伸出部。便于固定检测本体301固定于鼻导管1.
所述呼吸频率检测信号入口302设置有两个，分别对应鼻孔位置设置于检测本体301。
本发明的如图4所示，
所述氧气流通监测机构4设置有监测本体401，所述监测本体401设置有氧气进气口402、氧气出气口403、第一进气腔404和第二进气腔405，所述第一进气腔404与第二进气腔405连通处设置有单向阀406，第一进气腔404与氧气进气口402连通，第二进气腔405与所述氧气出气口403连通，还包括氧气监测咪头407，用于检测单向阀406的开合声音。
所述监测本体401设置有声音监测咪头放置腔408，所述声音监测咪头放置腔408设置有连接气口409。连接气口409通过管路连通于管体，将呼吸声音数据经连接气口传输至声音监测咪头放置腔408。
所述呼吸音采集机构3的氧气监测咪头407设置于所述监测本体401的第一进气腔404。氧气监测咪头407设置于第一进气腔404，单向阀406能够有效阻隔氧气的气流声音传导至第一进气腔404，影响氧气监测咪头407收集氧气输出声音数据。
其中，所述呼吸音检测机构还包括噪音监测模块5，所述噪音监测模块5，包括设置于监测本体401的噪音入口501，与所述噪音入口501连接的管路及噪音监测咪头502，所述噪音监测咪头502用于检测鼻部或嘴部的噪音声音。
本发明的描述中，需要理解的是，术语“中心”、“纵向”、“横向”、“前”、“后”、“左”、“右”、“竖直”、“水平”、“顶”、“底”、“内”、“外”等指示的方位或位置关系为基于附图所示的方位或位置关系，仅是为了便于描述本发明和简化描述，而不是指示或暗指所指的装置或元件必须具有特定的方位、为特定的方位构造和操作，因而不能理解为对本发明保护内容的限定。
最后应说明的是：以上实施例仅用以说明本发明的技术方案，而非对其限制；尽管参照前述实施例对本发明进行了详细的说明，本领域的普通技术人员应当理解：其依然可以对前述各实施例所记载的技术方案进行修改，或者对其中部分技术特征进行等同替换，但这些修改或者替换，并不使相应技术方案的本质脱离本发明各实施例技术方案的精神和范围。

Claims (8)

1.一种氧气治疗用监测系统，其特征在于：包括
鼻导管，用于向患者输入氧气；
氧气管路，与鼻导管连通，用于供入氧气；
呼吸音采集机构，用于采集口部和/或鼻部的呼吸声音；
氧气流通监测机构；一端连接氧气管路另一端连接鼻导管，氧气经氧气管路通过氧气流通监测机构输出至鼻导管；
控制器，接收呼吸音采集机构的呼吸声音数据，计算呼吸频率；
接收氧气流通检测机构所检测的氧气流通信息，识别患者是否吸氧；
所述呼吸音采集机构包括检测本体，所述检测本体设置有呼吸频率检测信号入口，用于收集鼻部和/或口部的呼吸声音，还包括声音监测咪头，用于检测鼻部和/或口部的呼吸声音，将呼吸声音数据传输至控制器；
所述检测本体设置为管体，呼吸频率检测信号入口设置于管体，管体通过管路延长，声音监测咪头设置于所述管路，用于收集管路传递的呼吸声音数据；
所述呼吸频率检测信号入口设置有两个，分别对应鼻孔位置设置于检测本体。
2.根据权利要求1所述的一种氧气治疗用监测系统，其特征在于：还包括挡板，所述挡板固定于检测本体，用于阻挡鼻部和/或口部呼吸气流，所述呼吸频率检测信号入口设置于挡板朝向使用者的一侧的检测本体上。
3.根据权利要求1或2所述的一种氧气治疗用监测系统，其特征在于：所述管体设置有卡扣，所述卡扣扣设于所述鼻导管管路上，将检测本体固定于鼻导管上。
4.根据权利要求1或2所述的一种氧气治疗用监测系统，其特征在于：所述管体设置有两个连接耳，当检测本体连接于鼻导管时，两个连接耳分别套于鼻导管的两个伸出部。
5.根据权利要求1或2所述的一种氧气治疗用监测系统，其特征在于：所述呼吸音采集机构采集口部和/或鼻部呼气音数据，发送至控制器，控制器计算出呼吸频率。
6.根据权利要求1所述的一种氧气治疗用监测系统，其特征在于：所述氧气流通监测机构设置有监测本体，所述监测本体设置有氧气进气口、氧气出气口、第一进气腔和第二进气腔，所述第一进气腔与第二进气腔连通处设置有单向阀，第一进气腔与氧气进气口连通，第二进气腔与所述氧气出气口连通，还包括氧气监测咪头，用于检测单向阀的开合声音。
7.根据权利要求6所述的一种氧气治疗用监测系统，其特征在于：氧气监测咪头设置于所述监测本体的第一进气腔。
8.根据权利要求6所述的一种氧气治疗用监测系统，其特征在于：所述呼吸音检测机构还包括噪音监测模块，所述噪音监测模块，包括设置于监测本体的噪音入口，与所述噪音入口连接的管路及噪音检测咪头，所述噪音检测咪头用于检测鼻部或嘴部的噪音声音。
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