CN113289182B

CN113289182B - 一种氧疗监测调控系统和调控方法

Info

Publication number: CN113289182B
Application number: CN202110780613.1A
Authority: CN
Inventors: 罗艳
Original assignee: First Affiliated Hospital of Chongqing Medical University
Current assignee: First Affiliated Hospital of Chongqing Medical University
Priority date: 2021-07-09
Filing date: 2021-07-09
Publication date: 2023-09-15
Anticipated expiration: 2041-07-09
Also published as: CN113289182A

Abstract

一种氧疗监测调控系统，包括：血氧饱和度监测模块、血气分析模块、临床监测模块、调节模块和中央处理模块，所述血氧饱和度监测模块、血气分析模块、临床监测模块、调节模块均分别与中央处理模块连接；通过设置两种监测模式，应对不同的使用环境，避免因为不同患者病情不同及个体差异不同而单方面采用血氧饱和度监测数据造成的氧疗过度问题；再则，通过中央处理模块对数据的分析并控制调节模块进行氧浓度调节，以减少患者吸入的氧量，减少氧疗过度的情况。

Description

一种氧疗监测调控系统和调控方法

技术领域

本发明涉及医疗器械领域，具体涉及一种氧疗监测调控系统和调控方法。

背景技术

氧气是生存环境中的必须物质，而在对疾病的治疗中，氧气也起到的重要作用，我们将其称为氧疗，即通过对患者提供适当浓度和流量的氧气从而提高肺泡内动脉血氧分压，改善并纠正低氧血症，所以氧疗在临床中的应用积极广泛，适应的年龄段从幼儿到老人。虽然氧疗在临床中作用极大，但同时氧疗在过度的情况下也有负作用，过度的氧疗会对患者造成不可逆的伤害，所以如何做到规范氧疗，减少氧疗过度的情况，提高氧疗安全性，保证有效的氧疗是非常重要的。

发明内容

有鉴于此，本发明的目的在于提供一种氧疗监测调控系统，以解决减少临床氧疗过度，提高氧疗安全性的问题。

本发明通过以下技术方案实现：

一种氧疗监测调控系统，包括：血氧饱和度监测模块、血气分析模块、临床监测模块、调节模块和中央处理模块，所述血氧饱和度监测模块、血气分析模块、临床监测模块、调节模块均分别与中央处理模块连接；

所述调节模块用于调节氧浓度；

所述临床监测模块用于监测临床数据；

所述血气分析模块用于监测动脉血氧分压数据和动脉血二氧化碳数据；

所述中央处理模块用于处理监测数据并控制调节模块调节氧浓度和存储预存数据；

所述血氧饱和度监测模块用于监测血氧饱和度，所述血氧饱和度监测模块包括有创监测单元和无创监测单元，其中，有创监测单元、血气分析模块、调节模块和中央处理模块共同执行第一监测模式，所述无创监测单元、临床监测模块、调节模块和中央处理模块共同执行第二监测模式。

一种可能的实施方式中，所述临床监测模块包括呼吸监测单元、血压监测单元和心率监测单元，其中,呼吸监测单元用于监测呼吸频率，血压监测单元用于监测血压，心率监测单元用于监测心率。

一种可能的实施方式中，所述第一监测模式为中央处理模块根据有创监测单元、血气分析模块采集到的血氧饱和度数据、动脉血氧分压和动脉血二氧化碳分压来调节氧浓度，所述第二监测模式为中央处理模块根据无创监测单元采集到的血氧饱和度数据和临床监测模块监测的数据综合评定并反馈到调节模块来调节氧浓度。

一种可能的实施方式中，所述无创监测单元采用红光入射和红外光入射，所述红光波长为660nm，所述红外光波长为940nm。

作为本发明的第二方面，一种氧疗监测调控系统的调控方法，包括如下步骤：

S1、根据情况选择监测模式,所述监测模式包括第一监测模式和第二监测模式；

S2、当选择执行第二监测模式时，中央处理模块根据无创监测单元采集到的血氧饱和度数据和临床监测模块监测的数据综合评定并反馈到调节模块来调节氧浓度；

S3、当选择执行第一监测模式时，中央处理模块根据有创监测单元、血气分析模块采集到的血氧饱和度数据、动脉血氧分压和动脉血二氧化碳分压来调节氧浓度。

一种可能的实施方式中，当监测模式为第二监测模式时，其具体步骤为：

S21、设置第一氧疗目标值和第二氧疗目标值，执行步骤S22；

S22、采集临床数据并记为第一数据，执行步骤S23；

S23、当血氧饱和度达到第一氧疗目标值时，采集临床数据并判定是否需要设置氧浓度负增量，若是，则执行步骤S25，若否，则执行步骤S24；

S24、继续采集临床数据并判定是否需要设置氧浓度负增量，若是，则执行步骤S25；

S25、控制氧浓度调节单元降低氧浓度供氧量,执行步骤S26，所述降低氧浓度供氧量的降低值为氧浓度负增量；

S26、采集数据并判断血氧饱和度是否降低，若是则执行步骤S27，若否，则执行步骤S25；

S27、提高氧浓度供氧量，使其氧浓度回到该次变化的初始值。

一种可能的实施方式中，判定是否需要设置氧浓度负增量的具体步骤为：

S231、将采集到的临床数据记为第二数据；

S232、将第二数据和第一数据进行比较，若符合预设条件，则判定为是。

一种可能的实施方式中，所述采集临床数据包括：采集心率数据、采集血压数据和采集呼吸数据。

一种可能的实施方式中，当第二数据中的呼吸数据、心率数据均和血压数据均小于第一数据对应值即为符合所述预设条件。

一种可能的实施方式中，当监测模式为第一监测模式时，其具体步骤为：

当监测模式为第一监测模式时，其具体步骤为：

S31、采集血氧饱和度数据、动脉血氧分压数据和动脉血二氧化碳分压数据；

S32、根据采集的血氧饱和度数据、动脉血氧分压数据和动脉血二氧化碳分压数据，判定是否存在缺氧及高碳酸血症，当动脉血氧分压小于60mmhg、动脉血二氧化碳分压小于45mmhg且血氧饱和度小于90％，为缺氧不伴高碳酸血症，第一氧疗目标值和第二氧疗目标值分别为94％和96％，当动脉血氧分压小于60mmhg，动脉血二氧化碳分压大于45mmhg，血氧饱和度小于90％，即为缺氧伴高碳酸血症，第一氧疗目标值和第二氧疗目标值为88％和92％，当动脉氧分压大于60mmhg，一般不需给氧；

S33、间隔采集血氧饱和度数据，当血氧饱和度超过第一氧疗目标值时，设置氧浓度负增量，降低氧浓度，使血氧饱和度在第一氧疗目标值和第二氧疗目标值之间且靠近第一氧疗目标值。

本发明的有益效果在于：

1.通过设置两种监测模式，应对不同的使用环境，其中，第一监测模式通过有创监测血氧饱和度、动脉血氧分压和动脉血二氧化碳分压，通过间隔采集血氧饱和度数据、动脉血氧分压数据和动脉血二氧化碳分压数据来调节供氧浓度；第二监测模式通过无创监测血氧饱和的和临床监测模块同时监测，对监测数据进行综合评价，避免因为不同患者病情不同及个体差异不同而单方面采用血氧饱和度监测数据造成的氧疗过度问题；

2.通过中央处理模块对数据的分析并控制调节模块进行氧浓度调节，以减少患者吸入的氧量，减少氧疗过度的情况；

总之本发明通过在氧疗过程中对氧浓度调节，提高氧疗的安全性和有效性，减少氧疗过度的情况。

本发明的其他优点、目标和特征在某种程度上将在随后的说明书中进行阐述，并且在某种程度上，基于对下文的考察研究对本领域技术人员而言将是显而易见的，或者可以从本发明的实践中得到教导。本发明的目标和其他优点可以通过下面的说明书来实现和获得。

附图说明

图1为本发明的结构系统图；

图2为本发明的步骤系统图。

具体实施方式

为使本发明实施例的目的、技术方案和优点更加清楚，下面将结合本发明实施例中的附图，对本发明实施例中的技术方案进行清楚、完整地描述，显然，所描述的实施例是本发明一部分实施例，而不是全部的实施例。通常在此处附图中描述和示出的本发明实施例的组件可以以各种不同的配置来布置和设计。

因此，以下对在附图中提供的本发明的实施例的详细描述并非旨在限制要求保护的本发明的范围，而是仅仅表示本发明的选定实施例。基于本发明中的实施例，本领域普通技术人员在没有作出创造性劳动前提下所获得的所有其他实施例，都属于本发明保护的范围。

应注意到：相似的标号和字母在下面的附图中表示类似项，因此，一旦某一项在一个附图中被定义，则在随后的附图中不需要对其进行进一步定义和解释。

此外，术语“相同”等术语并不表示要求部件绝对相同，而是可以存在微小的差异。术语“垂直”仅仅是指部件之间的位置关系相对“平行”而言更加垂直，并不是表示该结构一定要完全垂直，而是可以稍微倾斜。

如图1所示，本申请提供一种氧疗监测调控系统具体实施例，包括：血氧饱和度监测模块、血气分析模块、临床监测模块、调节模块和中央处理模块，所述血氧饱和度监测模块、血气分析模块、临床监测模块、调节模块均分别与中央处理模块连接；

所述调节模块用于调节氧浓度；

所述临床监测模块用于监测临床数据；

所述血气分析模块用于监测动脉血氧分压数据和动脉血二氧化碳分压数据；

所述中央处理模块用于处理监测数据并控制调节模块调节氧浓度和存储预存数据，其中所述预存数据包括患者类型和对应的氧疗目标值，所述患者类型包括Ⅰ型、Ⅱ型、Ⅲ型和Ⅳ型，其中，Ⅰ型为低氧血症且无高碳酸血症风险患者，Ⅱ型为低氧血症伴高碳酸血症风险患者，Ⅲ型为重症患者，Ⅳ型为可能出现无低氧血症的疾病患者，所述Ⅰ型对应的氧疗目标值为血氧饱和度在94％-96％，所述Ⅱ型对应的氧疗目标值为血氧饱和度在88％-92％，所述Ⅲ型对应的氧疗目标值为血氧饱和度在94％-96％，所述Ⅳ型对应的氧疗目标值为血氧饱和度不低于90％，其中，所述Ⅰ型包括未明确诊断的急性低氧血症、哮喘急性发作、肺炎、肺部肿瘤、肺间质纤维化或其他肺间质病、气胸、肺栓塞、急性新功能不全、肺水肿和术后继发的呼吸困难，所述Ⅱ型包括慢阻肺和其他导致限制性/气道阻塞疾病、囊性纤维化、神经肌肉疾病、神经疾病、胸廓畸形和病理性肥胖，所述Ⅲ型包括休克、浓毒血症、严重创伤、醉酒、过敏反应、严重肺出血、癫痫持续状态、头部重创和一氧化碳中毒，所述Ⅳ型包括急性心肌梗死、脑卒中、过度通气、药物过量、除一氧化碳外的中毒、代谢性疾病、急性或亚急性引起肌肉无力的神经肌肉疾病、妊娠和产科急症；

所述血氧饱和度监测模块用于监测血氧饱和度，所述血氧饱和度监测模块包括有创监测单元和无创监测单元，其中，有创监测单元、血气分析模块、调节模块和中央处理模块共同执行第一监测模式，第一监测模式是通过中央处理模块间隔控制有创监测单元和血气分析模块直接采集血液中的血氧饱和度数据、动脉血氧分压数据和动脉血二氧化碳分压数据，中央处理模块根据有创监测单元、血气分析模块采集到的血氧饱和度数据、动脉血氧分压数据和动脉血二氧化碳分压数据来调节氧浓度，如存储预存数据中Ⅱ型患者类型容易存在二氧化碳潴留就需要在有创情况下进行监测，而需采用第一监测模式；所述无创监测单元、临床监测模块、调节模块和中央处理模块构成第二监测模式，第二监测模式是通过中央处理模块连续采集无创监测单元采集的血氧饱和度数据和通过临床监测模块采集的临床数据，然后中央处理模块根据无创监测单元采集到的血氧饱和度数据和临床监测模块监测的数据综合评定并反馈到调节模块来调节氧浓度，如存储预存数据中Ⅰ型、Ⅲ型和Ⅳ型患者可通过第二监测模式监测。

通过设置两种监测模式，应对不同的监测环境，其中，第一监测模式通过有创监测单元和血气分析模块监测血氧饱和度数据、动脉血氧分压数据和动脉血二氧化碳分压数据，中央处理模块控制有创监测单元和血气分析模块间隔采集血氧饱和度数据、动脉血氧分压数据和动脉血二氧化碳分压数据来调节供氧浓度；第二监测模式通过无创监测血氧饱和的和临床监测模块同时监测，对监测数据进行综合评价，避免因为不同患者病情不同及个体差异不同而单方面采用血氧饱和度监测数据造成的氧疗过度问题；通过中央处理模块对数据的分析并控制调节模块进行氧浓度调节，以减少患者吸入的氧量，减少氧疗过度的情况。

总之本发明采用多方面的数据监测作为有效判断依据来进行氧疗过程中的氧浓度调节，提高氧疗的安全性和有效性，减少氧疗过度的情况。

本实施例中，还包括预警模块，所述预警模块包括报警单元和计时单元，在计时时间内，中央处理模块采集血氧饱和度数据，当计时时间完成时血氧饱和度未达到目标值，中央处理模块将结果反馈到报警单元。

本实施例中，所述临床监测模块包括呼吸监测单元、血压监测单元和心率监测单元，其中,呼吸监测单元用于监测呼吸频率，血压监测单元用于监测血压，心率监测单元用于监测心率。通过对呼吸频率、血压和心率的监测使系统能够对患者的体征数据进行实施监测。

对于如何采集血氧饱和度的数据，在不同情况下会采用不同的方式，本实施例中所述血氧饱和度监测模块包括具有红光和红外光入射的无创血氧饱和度监测单元，采用无创血氧饱和监测单元能够做到连续的监测，避免对患者造成的创伤。为规范氧疗，也进一步的避免氧疗过度情况，本实施例中的无创监测单元利用氧合血红蛋白和血红蛋白的吸光特性采用红光和红外光从皮肤外入射，红光采用波长长度为660nm，红外光采用波长长度为940nm，在血氧饱和度的数据监测精度要求主要集中在血氧饱和度大于70％以上的范围内监测精度较高，可提高氧疗的安全性和减少过度氧疗。

红光入射后将采集到的光强变化的信号转化为红光电信号，红外光入射后将采集到的光强变化的信号转化为红外光电信号，分别进一步得到红光电信号的直流分量和交流分量，所述血氧饱和度计算关系为：

P＝A(λ_1AC/λ_1DC)²/(λ_2AC/λ_2DC)²-B(λ_1AC/λ_1DC)/(λ_2AC/λ_2DC)+C

其中P：血氧饱和度；

λ1AC：为红光电信号交流分量；

λ1DC：为红光电信号直流分量；

λ2AC：为红外光电信号交流分量；

λ2DC：为红外光电信号直流分量；

A、B、C为常数值。

基于以上系统，本发明实施例还提供了一种氧疗监测调控系统的方法，如图2包括如下步骤：S1、根据情况选择监测模式,所述监测模式包括第一监测模式和第二监测模式，所述监测模式包括第一监测模式和第二监测模式，所述第一监测模式是通过中央处理模块间隔控制有创监测单元和血气分析模块直接采集血液中的血氧饱和度、动脉血氧分压和动脉血二氧化碳分压，中央处理模块根据有创监测单元、血气分析模块采集到的血氧饱和度数据、动脉血氧分压和动脉血二氧化碳分压来调节氧浓度，第二监测模式是通过中央处理模块连续采集无创监测单元采集的血氧饱和度数据和通过临床监测模块采集的临床数据，然后中央处理模块根据无创监测单元采集到的血氧饱和度数据和临床监测模块监测的数据综合评定并反馈到调节模块来调节氧浓度，在不同情况下第一监测模式和第二监测模式可适用不同情况的最优选择，如Ⅰ型、Ⅲ型和Ⅳ型患者类型，或者居家氧疗者适合第二监测模式，Ⅱ型患者类型容易存在二氧化碳潴留就需要在有创情况下进行监测，而需采用第一监测模式；

S3、当选择执行第一监测模式时，中央处理模块根据有创监测单元、血气分析模块采集到的血氧饱和度数据、动脉血氧分压和动脉血二氧化碳分压来调节氧浓度；

当选择执行第二监测模式时，执行的具体步骤为：

S21、设置第一氧疗目标值和第二氧疗目标值，执行步骤S22，在选择第二监测模式的情况下，设置第一氧疗目标值和第二氧疗目标值，可以通过医护人员向系统进行设置，也可以通过直接调取预存数据中的患者类型进行自动设置。一方面基于氧疗规范，在血氧饱和浓度低于90％可以判定为低氧血症，属于应该氧疗范围，而正常人血氧饱和度为98％，血氧饱和度超过98％此数值会出现动脉动脉血氧分压超过正常水平的危险，由此，第一氧疗目标值设置为90％，所述第二氧疗目标值设置为98％，第一氧疗目标值设置为90％的能够进一步避免氧疗过度的情况，第二氧疗目标值设置为98％不仅避免长时间氧疗过度的情况，更进一步提高氧疗的有效性跟安全性，另一方面如果在确定患者类型的情况下，医护人员可以直接调取预存在中央处理模块中的患者类型，中央处理模块根据医护人员添加的患者类型来确定第一氧疗目标值和第二氧疗目标值，Ⅰ型第一氧疗目标值和第二氧疗目标值分别为94％和96％，Ⅲ型第一氧疗目标值和第二氧疗目标值分别为94％和96％；Ⅳ型第一氧疗目标值和第二氧疗目标值均为90％，而在具体到具体病况的特殊氧疗目标值范围时是可以通过手动修改来完成；再一方面，还可以通过医生建议进行设置。

S22、采集临床数据并记为第一数据，执行步骤S23；

S24、继续采集临床数据并判定是否需要设置氧浓度负增量，若是，则执行步骤说S25；

当选择执行第二监测模式时，判定是否需要设置氧浓度负增量的具体步骤为：

S231、将采集到的临床数据记为第二数据；

S232、将第二数据和第一数据进行比较，若符合预设条件，则判定为是；其中，所述采集临床数据包括：采集心率数据、采集血压数据和采集呼吸数据，当呼吸数据、心率数据均和血压数据均小于第一数据中的呼吸数据、心率数据和血压数据时是患者属于氧疗得当的临床表现，这样能综合血氧饱和度和临床表现来综合评价是否氧疗得当，可以作为是否进行调低氧浓度供氧的标准，减少氧疗过度的情况，进一步提高氧疗的安全性和有效性。

当选择执行第一监测模式时，执行的具体步骤为：

S33、间隔采集血氧饱和度数据，当血氧饱和度超过第一氧疗目标值时，中央处理模块设置氧浓度负增量并控制调节模块降低氧浓度，使血氧饱和度在第一氧疗目标值和第二氧疗目标值之间且靠近第一氧疗目标值。

最后说明的是，以上实施例仅用以说明本发明的技术方案而非限制，尽管参照较佳实施例对本发明进行了详细说明，本领域的普通技术人员应当理解，可以对本发明的技术方案进行修改或者等同替换，而不脱离本发明技术方案的宗旨和范围，其均应涵盖在本发明的权利要求范围当中。

Claims

1.一种氧疗监测调控系统，其特征在于，应用于氧疗监测调控系统的调控方法，所述调控方法包括如下步骤：

S2、当选择执行第二监测模式时，中央处理模块根据无创监测单元采集到的血氧饱和度数据和临床监测模块监测的数据综合评定并反馈到调节模块来调节氧浓度；S2包括：

S21、设置第一氧疗目标值和第二氧疗目标值，执行步骤S22；

S22、采集临床数据并记为第一数据，执行步骤S23；

S27、提高氧浓度供氧量，使其氧浓度回到上一次变化前的数值；

所述氧疗监测调控系统，包括：血氧饱和度监测模块、血气分析模块、临床监测模块、调节模块和中央处理模块，所述血氧饱和度监测模块、血气分析模块、临床监测模块、调节模块均分别与中央处理模块连接；

所述调节模块用于调节氧浓度；

所述临床监测模块用于监测临床数据；

所述血氧饱和度监测模块用于监测血氧饱和度，所述血氧饱和度监测模块包括有创监测单元和无创监测单元，其中，有创监测单元、血气分析模块、调节模块和中央处理模块共同执行第一监测模式，所述无创监测单元、临床监测模块、调节模块和中央处理模块共同执行第二监测模式；

所述临床监测模块包括呼吸监测单元、血压监测单元和心率监测单元，其中，呼吸监测单元用于监测呼吸频率，血压监测单元用于监测血压，心率监测单元用于监测心率；

所述第一监测模式为中央处理模块根据有创监测单元、血气分析模块采集到的血氧饱和度数据、动脉血氧分压和动脉血二氧化碳分压来调节氧浓度，所述第二监测模式为中央处理模块根据无创监测单元采集到的血氧饱和度数据和临床监测模块监测的数据综合评定并反馈到调节模块来调节氧浓度；

所述无创监测单元采用红光入射和红外光入射，所述红光波长为660nm，所述红外光波长为940nm；

判定是否需要设置氧浓度负增量的具体步骤为：

S231、将采集到的临床数据记为第二数据；

S232、将第二数据和第一数据进行比较，若符合预设条件，则判定为是；

所述采集临床数据包括：采集心率数据、采集血压数据和采集呼吸数据；

当第二数据中的呼吸数据、心率数据均和血压数据均小于第一数据对应值即为符合所述预设条件。