CN113877033B - 基于睡眠特征的呼吸机调控方法及系统 - Google Patents

Abstract

本发明公开了一种基于睡眠特征的呼吸机调控方法及系统，其方法包括S1、获取用户睡眠姿态；S2、基于用户睡眠姿态判定预佩戴的多通道的呼吸面罩的各个气道是否疑似受压，并控制某一预装于气道的电控阀打开非疑似受压的气道；呼吸面罩配置为：有多个与呼吸机连通的气道，至少两个位于面部两侧，至少一个从头顶伸出，且分别安装有控制通断的电控阀；S3、获取呼吸机参数；S4、基于呼吸机参数，计算呼吸面罩的气道切换前后的压力和/或流量的变化量；S5、判断变化量是否大于阈值，如果是，则标记变化量计算中的气道切换前的压力和/或流量数据为睡眠姿态干涉数据，并发送呼吸机调参逻辑起点更新指令，且起点为气道切换后的t1时间。本申请具有改善对呼吸机的调控准确性的效果。

Description

基于睡眠特征的呼吸机调控方法及系统

技术领域

本申请涉及呼吸机技术领域，尤其是涉及一种基于睡眠特征的呼吸机调控方法及系统。

背景技术

人在睡觉的时候出现上气道狭窄或塌陷，导致夜间睡眠打鼾并伴有呼吸暂停，这就是睡眠呼吸暂停低通气综合征。睡眠呼吸暂停引起反复发作的夜间低氧，容易导致高血压，冠心病，糖尿病和脑血管疾病等并发症及交通事故，甚至出现夜间猝死。

目前，呼吸机已经不再局限于创伤后的呼吸辅助，还有被用于治疗上述呼吸疾病。

申请号为CN201610861972.9的专利公开了一种基于呼吸睡眠事件的呼吸机的调整方法及呼吸机，所述基于呼吸睡眠事件的呼吸机的调整方法包括：采集呼吸机的流量数据及压力数据；根据所述流量数据及压力数据分析用户是否发生睡眠呼吸事件，在用户发生睡眠呼吸事件时，确定所述睡眠呼吸事件的类型；按照与所述睡眠呼吸事件的类型对应的预定的调整方式调整所述呼吸机的参数。

针对上述中的相关技术，发明人认为其存在以下缺陷：上述睡眠事件基气道流量、压力确定，而睡眠状态下影响两参数的除了用户呼吸道的症状外，还有睡眠姿态等，导致影响呼吸机调控准确性，因此本申请提出一种新的技术方案。

发明内容

为了改善对呼吸机的调控准确性，本申请提供一种基于睡眠特征的呼吸机调控方法及系统。

第一方面，本申请提供一种基于睡眠特征的呼吸机调控方法，采用如下的技术方案：

一种基于睡眠特征的呼吸机调控方法，包括以下步骤：

S1、获取用户睡眠姿态；

S2、基于用户睡眠姿态判定预佩戴的多通道的呼吸面罩的各个气道是否疑似受压，并控制某一预装于气道的电控阀打开非疑似受压的气道；

其中，所述呼吸面罩配置为：有多个与呼吸机连通的气道，至少两个位于面部两侧，至少一个从头顶伸出，且分别安装有控制通断的电控阀；

S3、获取呼吸机参数；

S4、基于呼吸机参数，计算呼吸面罩的气道切换前后的压力和/或流量的变化量；

S5、判断变化量是否大于阈值，如果是，则标记变化量计算中的气道切换前的压力和/或流量数据为睡眠姿态干涉数据，并发送呼吸机调参逻辑起点更新指令，且起点为气道切换后的t1时间。

可选的，还包括：

基于呼吸机参数，判定呼吸机启停时间节点；

统计各个呼吸机启停周期内的用户睡眠姿态，基于时间轴生成睡眠姿态统计报告用于辅助用户选配呼吸面罩。

第二方面，本申请提供一种基于睡眠特征的呼吸机调控系统，采用如下的技术方案：

一种基于睡眠特征的呼吸机调控系统，包括：

睡眠姿态采集组，其被配置为：用于采集用户的睡眠姿态；

姿态干扰分析模块，其连接于睡眠姿态采集组、呼吸机以及一预设的多气道的呼吸面罩的电控阀，且被配置为：用于根据睡眠姿态采集组的反馈信息判定用户睡眠姿态，基于用户睡眠姿态判定呼吸面罩的各个气道是否疑似受压，并控制某一预装于气道的电控阀打开非疑似受压的气道；以及，

用于获取呼吸机参数，计算呼吸面罩的气道切换前后的压力和/或流量的变化量，判断变化量是否大于阈值，如果是，则标记变化量计算中的气道切换前的压力和/或流量数据为睡眠姿态干涉数据，并发送呼吸机调参逻辑起点更新指令，且起点为气道切换后的t1时间。

可选的，所述睡眠姿态采集组包括多个压力感应器，至少两个压力感应器分别设置于呼吸面罩两侧，且分别位于用户的两面颊区；至少一个压力感应器设置于床头板，且面向用户的头部。

可选的，所述根据睡眠姿态采集组的反馈信息判定用户睡眠姿态包括：

基于压力感应器相对呼吸面罩的位置添加识别码；

当一压力感应器反馈的压力高于触发阈值，则识别其预绑定的识别码，得到该压力感应器相对呼吸面罩的位置，并确定睡眠姿态是左侧睡眠、右侧睡眠、顶板睡眠中的一个或多个。

可选的，所述基于用户睡眠姿态判定呼吸面罩的各个气道是否疑似受压包括：

当睡眠姿态为左侧睡眠，则位于用户头部左侧的气道疑似受压；

当睡眠姿态为右侧睡眠，则位于用户头部右侧的气道疑似受压；

当睡眠姿态为顶压睡眠，则位于用户头顶的气道疑似受压。

可选的，还包括：连接于姿态干扰分析模块的呼吸机失效预警感应单元；所述呼吸机失效预警感应单元嵌设于呼吸面罩上段面向用户头皮的一侧，且被配置为：用于感应是否保持贴合人体；所述姿态干扰分析模块被配置为：根据在呼吸机失效预警感应单元的反馈信息，发送预设的预警预案至呼吸机。

可选的，所述姿态干扰分析模块被配置为：

获取当前时间参数；

判断当前时间参数是否符合预设的深层休息时段，如果是，则将停机触发指令作为预警预案；如果否，则将告警触发指令作为预警预案。

可选的，所述姿态干扰分析模块还连接无线通讯模块，且被配置为：

在将停机触发指令作为预警预案之前，获取人机交互记录，判断是否预设有安全管理员，如果是，则发送管理员提示触发指令至预连的云端，且延迟T时间生成预警预案。

综上所述，本申请包括以下至少一种有益技术效果：本申请应用于呼吸机后，可以基于用户的睡眠特征（姿态）调整呼吸面罩的有效连通呼吸机的气道，减小睡眠过程中姿态变换，不慎压迫气、折弯气道带来的干扰，使呼吸机应用范围和效果更佳；同时，还可对应调整呼吸机的调参逻辑起点，减小非呼吸特征对调参逻辑造成的干扰，以使得呼吸机调整更为准确。

附图说明

图1是本申请的呼吸面罩的结构示意图；

图2是本申请的方法的流程示意图；

图3是本申请的系统的架构示意图。

具体实施方式

以下结合附图1-3对本申请作进一步详细说明。

本申请实施例公开一种呼吸面罩。

参照图1，呼吸面罩包括一鼻吸器和一环绕人体面部轮廓设计的通气环带，鼻吸器位于通气环带的下段中部且两端与之连通，在通气环带的上段中部、两侧部分别固定有气道接口，且两侧的气道接口为扁平结构，以减小佩戴时的不适。

使用时，通气环带套设用户面部轮廓，鼻吸器置于鼻腔下部，通过一契合用户鼻孔的橡胶嘴连通鼻腔；通气环带自鼻吸器的两端沿面颊向上延伸绕至头顶；根据用户佩戴习惯，通气环带必要时可以从耳后绕过。

需要注意的是，通气环带为弹性橡胶材质，以减小侧睡时的不适。

本申请实施例公开一种基于睡眠特征的呼吸机调控方法。

参照图2，基于睡眠特征的呼吸机调控方法包括以下步骤：

S1、获取用户睡眠姿态；本实施例中，睡眠姿态有左侧睡眠、右侧睡眠和顶压睡眠，其中，顶压睡眠为头部向上靠近床头板，甚至顶压床头板。

S2、基于用户睡眠姿态判定预佩戴的多通道的呼吸面罩的各个气道是否疑似受压，并控制某一预装于气道的电控阀打开非疑似受压的气道；

其中，呼吸面罩即上一实施例所述，其气道接口连通气道，连通呼吸机，且与连接部位安装适配的电控阀，如电磁阀，以控制气道通断。

S3、获取呼吸机参数；可以理解的是，呼吸机参数有气道压力、流量、流速、潮气值等参数，以下主要应用压力和流量，部分呼吸机差异，流量可替换为流速，两者通过管道流量公式换算即可。

S4、基于呼吸机参数，计算呼吸面罩的气道切换前后的压力和/或流量的变化量；

可以理解的是，此处的前后为n个呼吸周期内（n为预设整数），至少为一次呼吸机压力调整周期内。关于呼吸机压力调整，本实施例的呼吸机自动压力滴定，且以申请人的另一申请中的滴定逻辑为例：

从CPAP模式4cmH2O开始滴定，若超过五分钟时出现：①超过两次阻塞性呼吸暂停；或②多于三次低通气；或③多余5次RERAs，则升高1cmH2O。若CPAP已达到15cmH2O且仍不能消除阻塞性呼吸事件时，将呼吸机转换为BPAP模式。若超过30分钟未出现阻塞性呼吸事件，逐渐降低CPAP，直至再次出现阻塞性呼吸事件。

S5、判断变化量是否大于阈值，如果是，则标记变化量计算中的气道切换前的压力和/或流量数据为睡眠姿态干涉数据，并发送呼吸机调参逻辑起点更新指令，且起点为气道切换后的t1时间。

其中，t1时间为累计机器响应、电控阀响应、气道切换压力延迟确定，验证理论数值＜2s。

根据上述内容，本方法应用于呼吸机后，可以基于用户的睡眠特征（姿态）调整呼吸面罩的有效连通呼吸机的气道，减小睡眠过程中姿态变换，不慎压迫气、折弯气道带来的干扰，使呼吸机应用范围和效果更佳；同时，还可对应调整呼吸机的调参逻辑起点，减小非呼吸特征对调参逻辑造成的干扰，以使得呼吸机调整更为准确。

本方法还包括：

基于呼吸机参数，判定呼吸机启停时间节点；

统计各个呼吸机启停周期内的用户睡眠姿态，基于时间轴生成睡眠姿态统计报告。

其中，呼吸机启停时间节点，可以通过压力等数值的一次出现、消失时间点确定，或机器启停信号等确定。

关于睡眠姿态统计报告，其在本实施中的功用，除市面上其他呼吸机的睡眠报告用于考量睡眠质量外，更重要的是用作于供用户了解自身的睡眠特征，基于睡眠特征选配呼吸面罩。

上一实施例的呼吸面罩作为初始通用面罩，在用户应用本方法一段时间后，根据睡眠姿态统计报告，选配呼吸面罩，如睡眠过程仰睡占比大，且很少，甚至无顶压床头板的记录，则选配只有顶部气道的呼吸面罩，或拆卸上述呼吸面罩的两侧气道，以提高舒适性。

可以理解的是，当出现极端情况，三气道均疑似受压；此时，本方法优选切换至呼吸面罩顶部的气道开启，以保障呼吸机的使用。

本申请实施例公开一种基于睡眠特征的呼吸机调控系统。

参照图3，基于睡眠特征的呼吸机调控系统包括：

睡眠姿态采集组，其被配置为：用于采集用户的睡眠姿态；

姿态干扰分析模块，其连接于睡眠姿态采集组、呼吸机以及前述实施例所述的呼吸面罩的电控阀，且被配置为：用于根据睡眠姿态采集组的反馈信息判定用户睡眠姿态，基于用户睡眠姿态判定呼吸面罩的各个气道是否疑似受压，并控制某一预装于气道的电控阀打开非疑似受压的气道；以及，

用于获取呼吸机参数，计算呼吸面罩的气道切换前后的压力和/或流量的变化量，判断变化量是否大于阈值，如果是，则标记变化量计算中的气道切换前的压力和/或流量数据为睡眠姿态干涉数据，并发送呼吸机调参逻辑起点更新指令，且起点为气道切换后的t1时间。

关于睡眠姿态采集组，为了减少个人隐私对本申请的阻碍，在本申请中睡眠姿态采集/获取，其非通过摄像头采集用户睡眠画面，图像分析识别所得，而是选用通过压力、运动量、距离中的任意一个或多个信息确定，在本实施例中以压力为例，此时，睡眠姿态采集组包括多个压力感应器，

至少两个压力感应器分别设置于呼吸面罩两侧，且分别位于用户的两面颊区；至少一个压力感应器设置于床头板，且面向用户的头部。

面颊区的感应器，具体为：薄膜型压力感应器，且贴附上述通气环带的外壁固定。可以理解的是，薄膜型压力感应器的信号回传方式有多种，本实施例优选如下：

呼吸面罩的顶部配装一小型蓝牙单元集成板，薄膜型压力感应器的导线沿呼吸面罩延伸连接蓝牙单元；蓝牙单元连接配置蓝牙单元的姿态干扰分析模块，以将数据回传；同时，减小导线连接的不利，如拉扯脱线。

床头板的感应器，具体为：配装双层弹薄板，感应器置于双层薄板之间，两薄板缝隙边沿嵌设弹性胶条粘接；且双层薄板通过粘接、捆绑的形式固定于用户选定的床头板区。当用户睡眠过程中，向上移动头部顶压薄板，即使感应器受力。

需要注意的是，上述双层弹薄板安装时应高于用户的枕头，以减小干扰。

在上述基础上，根据睡眠姿态采集组的反馈信息判定用户睡眠姿态包括：

基于压力感应器相对呼吸面罩的位置添加识别码；

当一压力感应器反馈的压力高于触发阈值，则识别其预绑定的识别码，得到该压力感应器相对呼吸面罩的位置，并确定睡眠姿态是左侧睡眠、右侧睡眠、顶板睡眠中的一个或多个。

基于用户睡眠姿态判定呼吸面罩的各个气道是否疑似受压包括：

当睡眠姿态为左侧睡眠，则位于用户头部左侧的气道疑似受压；

当睡眠姿态为右侧睡眠，则位于用户头部右侧的气道疑似受压；

当睡眠姿态为顶压睡眠，则位于用户头顶的气道疑似受压。

可以理解的是，姿态干扰分析模块为处理模块，如集成MCU的控制板，其安装于适配的盒体内，置于呼吸机附近，与呼吸机保持连接即可。

本系统还包括连接于姿态干扰分析模块的呼吸机失效预警感应单元；呼吸机失效预警感应单元，嵌设于呼吸面罩上段面向用户头皮的一侧，其可以是红外感应器、压力感应器、距离感应器中的任意一个，且被配置为：用于感应是否保持贴合人体。

基于上述，姿态干扰分析模块被配置为：根据在呼吸机失效预警感应单元的反馈信息，发送预设的预警预案至呼吸机。

关于预警预案，具体地，姿态干扰分析模块被配置为：

获取当前时间参数；

判断当前时间参数是否符合预设的深层休息时段，如果是，则将停机触发指令作为预警预案；如果否，则将告警触发指令作为预警预案。

即，本系统可以及时发现呼吸面罩是否处于有效佩戴，呼吸机是否有效，并及时做出响应；如果时间在深层休息时段，则控制呼吸机停止，以减小损耗，且不打扰用户休息；而非深层休息时段，则及时控制呼吸机的报警功能开启，用以呼唤相关人员及时处理。

考虑部分特殊人群，如部分老年人、睡眠呼吸障碍深度患者等使用时的安全性，本系统还包括：连接于姿态干扰分析模块的无线通讯模块，姿态干扰分析模块被配置为：

在将停机触发指令作为预警预案之前，获取人机交互记录，判断是否预设有安全管理员，如果是，则发送管理员提示触发指令至预连的云端，且延迟T时间（如：30min）生成预警预案。

可以理解的是，云端设置为接收管理员提示触发指令后，通过通讯网络发送提示信息至预绑定的管理员，如短信通知，APP内部推送消息等。

以上均为本申请的较佳实施例，并非依此限制本申请的保护范围，故：凡依本申请的结构、形状、原理所做的等效变化，均应涵盖于本申请的保护范围之内。

Claims (9)

1.一种基于睡眠特征的呼吸机调控方法，其特征在于，包括以下步骤：

S1、获取用户睡眠姿态；

S2、基于用户睡眠姿态判定预佩戴的多通道的呼吸面罩的各个气道是否疑似受压，并控制某一预装于气道的电控阀打开非疑似受压的气道；

其中，所述呼吸面罩配置为：有多个与呼吸机连通的气道，至少两个位于面部两侧，至少一个从头顶伸出，且分别安装有控制通断的电控阀；

S3、获取呼吸机参数；

S4、基于呼吸机参数，计算呼吸面罩的气道切换前后的压力和/或流量的变化量；

S5、判断变化量是否大于阈值，如果是，则标记变化量计算中的气道切换前的压力和/或流量数据为睡眠姿态干涉数据，并发送呼吸机调参逻辑起点更新指令，且起点为气道切换后的t1时间。

2.根据权利要求1所述的基于睡眠特征的呼吸机调控方法，其特征在于，还包括：

基于呼吸机参数，判定呼吸机启停时间节点；

统计各个呼吸机启停周期内的用户睡眠姿态，基于时间轴生成睡眠姿态统计报告用于辅助用户选配呼吸面罩。

3.一种基于睡眠特征的呼吸机调控系统，其特征在于，包括：

睡眠姿态采集组，其被配置为：用于采集用户的睡眠姿态；

姿态干扰分析模块，其连接于睡眠姿态采集组、呼吸机以及一预设的多气道的呼吸面罩的电控阀，且被配置为：用于根据睡眠姿态采集组的反馈信息判定用户睡眠姿态，基于用户睡眠姿态判定呼吸面罩的各个气道是否疑似受压，并控制某一预装于气道的电控阀打开非疑似受压的气道；以及，

用于获取呼吸机参数，计算呼吸面罩的气道切换前后的压力和/或流量的变化量，判断变化量是否大于阈值，如果是，则标记变化量计算中的气道切换前的压力和/或流量数据为睡眠姿态干涉数据，并发送呼吸机调参逻辑起点更新指令，且起点为气道切换后的t1时间。

4.根据权利要求3所述的基于睡眠特征的呼吸机调控系统，其特征在于：所述睡眠姿态采集组包括多个压力感应器，至少两个压力感应器分别设置于呼吸面罩两侧，且分别位于用户的两面颊区；至少一个压力感应器设置于床头板，且面向用户的头部。

5.根据权利要求4所述的基于睡眠特征的呼吸机调控系统，其特征在于：所述根据睡眠姿态采集组的反馈信息判定用户睡眠姿态包括：

基于压力感应器相对呼吸面罩的位置添加识别码；

当一压力感应器反馈的压力高于触发阈值，则识别其预绑定的识别码，得到该压力感应器相对呼吸面罩的位置，并确定睡眠姿态是左侧睡眠、右侧睡眠、顶板睡眠中的一个或多个。

6.根据权利要求4所述的基于睡眠特征的呼吸机调控系统，其特征在于：所述基于用户睡眠姿态判定呼吸面罩的各个气道是否疑似受压包括：

当睡眠姿态为左侧睡眠，则位于用户头部左侧的气道疑似受压；

当睡眠姿态为右侧睡眠，则位于用户头部右侧的气道疑似受压；

当睡眠姿态为顶压睡眠，则位于用户头顶的气道疑似受压。

7.根据权利要求3所述的基于睡眠特征的呼吸机调控系统，其特征在于，还包括：连接于姿态干扰分析模块的呼吸机失效预警感应单元；所述呼吸机失效预警感应单元嵌设于呼吸面罩上段面向用户头皮的一侧，且被配置为：用于感应是否保持贴合人体；所述姿态干扰分析模块被配置为：根据在呼吸机失效预警感应单元的反馈信息，发送预设的预警预案至呼吸机。

8.根据权利要求7所述的基于睡眠特征的呼吸机调控系统，其特征在于：所述姿态干扰分析模块被配置为：

获取当前时间参数；

判断当前时间参数是否符合预设的深层休息时段，如果是，则将停机触发指令作为预警预案；如果否，则将告警触发指令作为预警预案。

9.根据权利要求8所述的基于睡眠特征的呼吸机调控系统，其特征在于：所述姿态干扰分析模块还连接无线通讯模块，且被配置为：

在将停机触发指令作为预警预案之前，获取人机交互记录，判断是否预设有安全管理员，如果是，则发送管理员提示触发指令至预连的云端，且延迟T时间生成预警预案。

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