CN117398557A - 一种智能急救呼吸辅助系统及其驱动方法 - Google Patents

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CN117398557A CN202311340273.6A CN202311340273A CN117398557A CN 117398557 A CN117398557 A CN 117398557A CN 202311340273 A CN202311340273 A CN 202311340273A CN 117398557 A CN117398557 A CN 117398557A
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Abstract

本发明涉及一种智能急救呼吸辅助系统其驱动方法，系统包括：用于采集患者的血流动力特征信息的第一采集单元；在采集血流动力特征信息的时间段内用于采集患者的呼吸特征信息的第二采集单元；用于根据患者的血流动力特征信息以及呼吸特征信息为患者提供氧气的供氧单元；以及处理器，处理器分别与第一采集单元、第二采集单元以及供氧单元信号连接，基于血流动力特征信息得到反映患者动脉血中氧与血红蛋白结合程度的血氧饱和度和反映患者的血管中的血流快慢的血流速度，同时基于呼吸特征信息得到的患者的呼吸频率，处理器控制供氧单元改变为患者提供的供氧模式。本发明能够解决现有技术由于忽略患者的实际耗氧特征而不能有效提高急救效率的问题。

Description

一种智能急救呼吸辅助系统及其驱动方法
技术领域
本发明涉及医疗器械技术领域，尤其涉及一种智能急救呼吸辅助系统及方法。
背景技术
氧是维持人体新陈代谢的重要物质。人体组织缺氧是导致一些疾病的重要原因，人体组织缺氧会产生严重后果，甚至直接危及生命。人体组织的血氧饱和度是反映组织氧供应的重要参数，在临床治疗中具有重要价值。脑是人体的高级中枢，其对全身的生命活动进行着控制和调节。脑代谢是有氧代谢，脑氧合依赖于供氧平衡。脑组织的新陈代谢率高，耗氧量占全身耗氧量的20％。大脑在人体中耗氧量高，但其代谢代偿储备低，因此大脑对缺氧十分敏感，短时间缺氧可能造成中枢系统不可恢复的损伤。
在危重病人抢救、心脏骤停后大脑复苏的治疗等情况下，脑保护十分重要。大脑是对缺氧、复氧和氧化应激最敏感的器官之一，大脑代谢需氧量非常高，很容易受到低氧损伤，通气不足会导致终末器官损害、心搏骤停。为避免缺氧导致患者的病情出现严重紊乱，尤其在患者出现窒息、呼吸困难或其他需要提高供氧的情况下，医护人员会利用急救呼吸气囊为患者提供氧气，以使得患者在短时间内保持通气而减少由缺氧带来的不可逆损伤。
当医护人员使用呼吸气囊为患者供氧时，由于医护人员的实际操作经验的差异，对于实际操作经验不足的医护人员而言，其不能够根据患者的病情来调整呼吸气囊的挤压频率，其在急救时可能出现的情况是挤压过快或过慢，因而医护人员实际为患者提供的供氧量会超过或者低于患者所需的氧气量。另一方面，现有技术提供的自动挤压气囊虽然能够代替手动挤压供氧，如公开号为CN111494764A的中国发明专利申请公开了一种呼吸气囊挤压装置，包括用于套装呼吸气囊的筒体座，和沿所述筒体座的内腔壁径向均布以靠近或远离所述呼吸气囊的多组挤压机械手；所述挤压机械手包括用于贴合所述呼吸气囊外壁的挤压板、垂直连接所述挤压板的驱动组件，和穿设所述挤压板的板面以吸附连接所述呼吸气囊外壁的吸盘组件；所述驱动组件用于驱动所述挤压板靠近所述筒体轴心线以排出所述呼吸气囊内的氧气，所述驱动组件用于驱动所述挤压板远离所述筒体轴心线以将外部氧气吸入所述呼吸气囊。上述申请的技术方案虽然能够解决危重病人转运中手动挤捏呼吸气囊存在的潮气量不达标的问题。但是自动挤压气囊的挤压频率固定(如16～20次/分，每次给予400～600ml的气体)，无法根据患者的实际需求而自动调节供氧策略。
实际操作过程中，医护人员通常按照固有的供氧模式为患者供氧。但由于患者的病情差异和个体差异，医护人员会忽略患者的身体实际的耗氧能力，即身体的氧供与氧需之间的关系。医护人员在抢救时按照以往的经验为患者供氧，无法根据患者身体实际利用的氧气量或给氧后的恢复情况来调节供氧策略。急救时医护人员多依靠过去的工作经验来给定供氧方案，由于供氧模式未针对患者的个体需要情况、病情变化情况等做出相应的调整，急救时可能出现通气不足、通气过量、呼吸受阻、通气频率过快或过慢的问题，因而不能有效提高急救效率。
此外，一方面由于对本领域技术人员的理解存在差异；另一方面由于申请人做出本发明时研究了大量文献和专利，但篇幅所限并未详细罗列所有的细节与内容，然而这绝非本发明不具备这些现有技术的特征，相反本发明已经具备现有技术的所有特征，而且申请人保留在背景技术中增加相关现有技术之权利。
发明内容
针对现有技术之不足，本发明提供了一种智能急救呼吸辅助系统，包括：
用于采集患者的血流动力特征信息的第一采集单元；
在采集血流动力特征信息的时间段内用于采集患者的呼吸特征信息的第二采集单元；
用于根据患者的血流动力特征信息以及呼吸特征信息为患者提供氧气的供氧单元；以及处理器，处理器分别与第一采集单元、第二采集单元以及供氧单元信号连接，
基于通过血流动力特征信息得到的反映患者动脉血中氧与血红蛋白结合程度的血氧饱和度和反映患者的血管中的血流快慢的血流速度，同时基于通过呼吸特征信息得到的患者的呼吸频率，处理器控制供氧单元改变为患者提供的供氧模式。
本方案的技术效果：在非医院环境(如家中、商场、街道等)，若有人出现呼吸困难、休克等突发状况时，医护人员到现场为患者提供急救措施。通常需要为出现突发状况的患者供氧，以维持其体内的氧浓度。而现有技术中，医院人员在为患者供氧时，医护人员通常是根据自身经验来选择呼吸急救气囊的挤压频率；或者，当使用的急救呼吸设备为急救呼吸机时，会在监测患者的血氧饱和度的情况后为患者选择理论上适合的氧流量。
虽然血氧饱和度能够作为供给氧气的流量的依据，例如现有技术通常根据血氧饱和度来划分患者处于轻度缺氧、中度缺氧和重度缺氧，但实际上，当患者出现缺氧时，若自身的呼吸受限或者自身血液循环较慢，即使提供高流量的氧气，其发挥的作用也不大，甚至还会出现阻碍患者的呼吸的情况。因此，现有技术并不能针对患者的个体差异以及自身氧耗特点来为其提供精准化的供氧模式。不适合的供氧模式一方面会造成资源浪费，另一方面可能会影响患者的呼吸甚至阻碍其呼吸，导致患者病情加重。在ICU中的氧气资源也是有限的，例如采用中心供氧时，总氧气供应量是根据床位数量来确定的，通过本发明的个体差异性供氧，能够给临时增加床位赋予更为精准的数字指标，能够在某些紧急情况提供更多的急救机会；例如在采用氧气瓶供氧的场合，由于可以个性化确定供氧量，就能够提前预测氧气瓶的用量，减少更换频次的同时，给予更多抢救生命的机会。
本方案能够基于血氧饱和度来确定患者的缺氧程度，再根据患者的呼吸频率分析患者的气流受限情况，进一步地，本方案还通过血流速度分析氧气在体内的流动情况。每位患者的自身情况不同，其中，心肺功能、血管阻力、血液粘稠度、身体姿势等均会影响血液流速。呼吸的氧气进入血液中，随着血液循环，氧气能够到达身体的各个器官或组织为其提供所需氧气，以维持正常的生命活动。当患者的血氧饱和度低于正常值而反映患者缺氧(如血氧饱和度为89％)时，按照过去的经验，医护人员通常为患者进行低流量持续性供氧。但是，当患者的气流受限时，例如呼吸频率低于正常范围，持续性地供氧可能阻碍患者的呼气；或者，当血液流速异常时，例如血流速度超过正常范围，血液流速加快，说明吸入的氧气能够更快地到达身体的其他部位，此时低流量的供氧可能无法满足患者的身体中实际的氧耗速度，进而无法使患者从缺氧状态中快速恢复。
本技术方案能够将血氧饱和度、呼吸频率和血流速度作为供氧模式选择的参考依据，考虑了氧供与患者的实际氧耗之间的平衡关系，能够保证及时改善患者缺氧状态的同时，使得供氧模式与患者的身体耗氧情况相匹配，既能够节约医疗资源，也能够使得提供的氧气发挥有效作用。
根据一种优选实施方式，处理器被配置为：当患者的血氧饱和度为反映患者处于轻度缺氧的第一阈值与第二阈值之间，患者的呼吸频率低于预设呼吸频率范围的下限，患者的血流速度低于预设流速范围的下限时，控制供氧单元以第一氧流量、间断给氧的供氧模式为患者提供氧气。
本技术方案的有益效果：缺氧的严重程度不同，人体的各器官组织的缺氧状态也不同。由于存在血流的再分配调节机制，当人体出现缺氧时，根据器官组织在人体中所发挥作用的重要程度，机体会优先选择保护大脑和心脏的氧供给和血流量。当检测到患者处于轻度缺氧状态时，说明可能存在其他身体器官或组织出现缺氧，但脑部不缺氧的状况；再根据检测得到的患者的呼吸频率低于预设呼吸频率范围的下限以及血流速度低于预设流速范围的下限的结果，为患者提供第一氧流量、间断给氧的供氧模式。第一氧流量能够为1～2L/min。患者血氧饱和度表明其处于轻度缺氧，患者呼吸频率减慢说明呼吸气流流动速度慢，血流速度慢说明患者身体内部的氧循环减慢，氧气到达全身各处的速度减慢，因此需要低流量(第一氧流量)、间断给氧的供氧模式。低流量、间断给氧使得患者在呼吸时受到的阻力小，能够顺利将外部氧气吸入体内，由于血液流速慢，即使增加氧气流量，身体也无法有效地利用多余的氧气，因此，本方案选择低流量、间断给氧的供氧模式。
根据一种优选实施方式，间断给氧指在患者的呼气阶段或吸气阶段为患者供氧。
根据一种优选实施方式，间断给氧指在患者的吸气阶段为患者供氧。
本技术方案的有益效果：由于患者的呼吸频率低于呼吸频率范围的下限，说明患者的呼吸气流缓慢，气流可能受阻，若在患者呼吸的全阶段为患者供氧，可能会造成患者的呼气阶段的气流排除受阻，即患者呼出气体时，外部氧气会进入患者的呼吸道(鼻腔、口腔等)，进入的外部氧气与患者呼出的气体形成相对的气流，因此容易增加患者的不适症状。
根据一种优选实施方式，处理器被配置为：当患者的血氧饱和度为反映患者处于轻度缺氧的第一阈值与第二阈值之间，患者的呼吸频率低于预设呼吸频率范围的下限，患者的血流速度超过预设流速范围的上限时，控制供氧单元以第一氧流量、持续给氧的供氧模式为患者提供氧气。
本技术方案的有益效果：当检测到患者处于轻度缺氧状态时，可能存在其他身体器官或组织出现缺氧，但脑部不缺氧的状况；再根据检测得到的患者的呼吸频率低于预设呼吸频率范围的下限，血流速度超过预设流速范围的上限的结果，为患者提供第一氧流量、持续给氧的供氧模式。患者血氧饱和度的结果表明其处于轻度缺氧，患者呼吸频率减慢说明呼吸气流流动速度慢，但是患者的血流速度较快，说明其呼入的氧气进入身体内部后到达全身的不同部位的速度也会加快。因此在低流量(第一氧流量)的情况下进行持续给氧的供氧模式。轻度缺氧状态下，若能及时有效地为患者提供氧气，则能够使得患者尽快脱离缺氧状态。呼吸速率低于预设呼吸速率范围的下限，可能是缺氧引起的，也可能是患者自身的心理因素、药物影响、生理因素引起的。尤其地，持续供氧能够在患者利用呼吸面罩吸氧时，保持呼吸面罩内部特定的氧气浓度，患者的呼气阶段仍有氧气供给，其提供的氧流量为低流量(第一氧流量)。在供氧过程中，需要平衡氧供充足和减小供氧时的阻力的关系，本方案中，减小供氧时产生的阻碍与患者尽快脱离缺氧状态相比，优先保证患者尽快脱离缺氧状态。当患者脱离缺氧状态时，其呼吸频率也可能恢复正常。另一方面，若患者已经脱离缺氧状态，但呼吸频率仍然出现异常，则可对患者进行其他检查，确定患者是否有其他疾病，该数据可作为医生诊断的参考依据。
根据一种优选实施方式，处理器被配置为：当患者的血氧饱和度为反映患者处于轻度缺氧的第一阈值与第二阈值之间，患者的呼吸频率超过预设呼吸频率范围的上限，患者的血流速度低于预设流速范围的下限时，控制供氧单元以第二氧流量、间断给氧的供氧模式为患者提供氧气。
根据一种优选实施方式，第二氧流量大于第一氧流量。
本技术方案的有益效果：当检测到患者处于轻度缺氧状态时，可能存在其他身体器官或组织缺氧，但脑部不缺氧的状况；再根据检测得到的患者的呼吸频率超过预设呼吸频率范围的上限，血流速度低于预设流速范围的下限的结果，为患者提供第二氧流量、间断给氧的供氧模式。患者血氧饱和度的结果表明其处于轻度缺氧，患者呼吸频率增加说明呼吸气流流动速度快，即患者吸入和排出气体的频率加快，理论上为了尽快帮助患者脱离缺氧状态，可为患者提供持续供氧模式。但是患者的血流速度较慢，当氧气进入血液后，其流至全身的速度减慢(氧气到达全身的速度较慢)，若持续供氧可能会导致氧气积累在身体的特定部位，或者刚吸入的氧气还未到达作用部位即被排出，导致氧气资源的浪费。因此，本技术方案在中流量(第二氧流量)的情况下选择间断给氧的供氧模式。第二氧流量大于第一氧流量，在停止供氧的时间段内，供氧阶段的第二氧流量仍能够维持呼吸面罩内的氧浓度。在患者的呼吸频率较快时，以第二氧流量提供的氧气足以匹配患者的呼吸频率，而第二氧流量与间断给氧相配合，则能够保证吸入的氧气与血流速度相匹配。当使用呼吸面罩时，以第二氧流量向患者供氧时，间断进入呼吸面罩内的氧气不会在患者吸气时一次性就被吸完，剩余的氧气能够停留在呼吸面罩中，保证呼吸面罩中持续有氧，即使患者的呼吸频率较快，呼吸面罩中剩余的氧气足够患者使用。第二氧流量与间断供氧的结合能够使得呼入的氧气量与血液流速相匹配。此外，本技术方案与以第一氧流量、持续供氧的方案不同，本方案中，患者的呼吸频率较快，若持续性供氧可能增加患者的呼吸紊乱程度，即持续性的供氧产生的气流会持续性地与患者呼出的气体产生对抗。因此，本方案以第二氧流量与间断给氧的供氧模式为患者提供氧气。
根据一种优选实施方式，处理器被配置为：当患者的血氧饱和度为反映患者处于轻度缺氧的第一阈值与第二阈值之间，患者的呼吸频率超过预设呼吸频率范围的上限，患者的血流速度超过预设流速范围的上限时，控制供氧单元以第二氧流量、持续给氧的供氧模式为患者提供氧气。
本技术方案的有益效果：该种情况下，患者处于轻度缺氧状态，由于患者的呼吸频率超过预设呼吸频率范围的上限，患者的血流速度超过预设流速范围的上限，因此，可利用第二氧流量与持续给氧的供氧模式为患者提供氧气。第二氧流量大于第一氧流量，由于患者的呼吸频率较快，并且其血流速度也较快，其吸入的氧气能够快速到达患者的全身以使得患者脱离缺氧状态。可能造成患者呼吸紊乱的情况与患者快速脱离缺氧的情况相比，本技术方案优先保证患者能够尽快脱离缺氧状态。当患者脱离缺氧状态后，其呼吸频率也可能恢复至正常范围。当呼吸速率不能恢复至正常范围时，则医护人员可针对该情况对患者做进一步的疾病筛查。
根据一种优选实施方式，处理器被配置为：当患者的血氧饱和度低于反映患者脑部缺氧的第二阈值时，控制供氧单元以第三氧流量、持续给氧的供氧模式为患者提供氧气。
根据一种优选实施方式，第二阈值低于第一阈值。根据一种优选实施方式，第三氧流量大于第二氧流量。
本技术方案的有益效果：本方案中的第二阈值用于判断患者是否有脑部缺氧的风险。当患者的血氧饱和度低于第二阈值时，显示患者可能出现脑部缺氧，该种情况下，无论患者的呼吸频率和血流速度的状态如何，均以保证患者脱离缺氧状态为第一优先抢救方案。因此，本方案采用第三氧流量(高流量)、持续供氧的模式为患者提供氧气。尤其地，使用呼吸面罩供氧时，第三氧流量大于第二氧流量，第三氧流量和持续供氧能够使得呼吸面罩内的氧气压力增加，当呼吸面罩内的氧气压力足够大时，外部氧气能够尽量多地进入患者的呼吸道，并缓解患者的脑部缺氧症状，以及时消除脑部缺氧的危险情况。
本发明另一方面还提供一种智能急救呼吸系统的驱动方法，包括以下步骤：采集患者的血流动力特征信息；在采集血流动力特征信息的时间段内采集患者的呼吸特征信息，基于通过血流动力特征信息得到的反映患者动脉血中氧与血红蛋白结合程度的血氧饱和度和反映患者的血管中的血流快慢的血流速度，同时基于通过呼吸特征信息得到的患者的呼吸频率，改变为患者提供的供氧模式。通过利用本发明的驱动方法，该驱动方法能够在ICU氧气资源有限的情况下，提供更为准确地评估氧气用量，进而更为准确地确定氧气的合理使用方案，例如在采用中心供氧时，总氧气供应量是根据床位数量来确定的，通过本发明方法，能够在个体差异性供氧的前提下，预测临时增加床位的数量，以便在某些紧急情况提供更多的急救机会；在采用氧气瓶供氧的场合，由于可以个性化确定供氧量，就能够提前预测氧气瓶的用量，减少更换频次的同时，给予更多抢救生命的机会。
根据一种优选实施方式，当患者的血氧饱和度为反映患者处于轻度缺氧的第一阈值和第二阈值之间，患者的呼吸频率低于预设呼吸频率范围的下限，患者的血流速度低于预设流速范围的下限时，处理器控制供氧单元以第一氧流量、间断给氧的供氧模式为患者提供氧气。
附图说明
图1是本发明提供的一种优选实施方式的智能急救呼吸辅助系统的简化模块连接关系示意图；
图2是本发明提供的一种优选实施方式的智能急救呼吸辅助系统的工作过程的示意图；
图3是本发明提供的一种优选实施方式的随时间整合检测数据的示意图；
图4是本发明提供的一种优选实施方式的智能急救呼吸辅助系统的工作流程图。
附图标记列表
100：第一采集单元；200：第二采集单元；300：处理器；400：供氧单元。
具体实施方式
下面结合附图进行详细说明。
正常情况下，当人体的血氧饱和度出现降低现象时，为获得自身代谢需要的足够氧气量，人体的心率会随之加快。当人体内的血氧饱和度较高时，人体对于氧气的需求量会降低，心率也会减慢，但在一些特殊情况下，如患者出现心动过缓时，其心率会低于正常值。大脑神经元活动需要消耗大量的氧，且对氧依赖程度极高，脑内缺氧五分钟即可导致神经元凋亡。脑血氧饱和度是反映脑组织耗氧与供氧之间平衡性的百分比，是人体脑部生理信号的关键指标，在科学研究和临床医疗上都有重要的意义，但在危重特殊脑复苏患者中，可能出现病理性氧供依赖性氧耗(氧耗增加或减少随着氧供的增加或减少而变化)。有研究表明，脑损伤后不同时期脑氧供需状态具有差异，损伤早期(受伤6小时以内)，脑血流量(CBF)降低，但是通过测量动脉-颈静脉氧含量差发现，整个大脑氧摄取正常，说明机体本身具有一定的调节作用，机体会优先保证身体的重要器官的氧含量。因此，本申请划分不同的血氧饱和度作为判断机体缺氧严重程度的标准。机体在正常状态下，氧供与氧耗保持动态平衡状态，当患者缺氧时，需要及时为其提供氧气以维持其体内正常的氧含量，避免缺氧时间过长导致的脑部缺氧。
现有技术的供氧过程中仅以血氧饱和度作为供氧模式的参考标准而不考虑机体实际氧耗特点，忽略了患者的个体差异，无法保证有效的供氧效果。本申请针对以上问题提供了技术方案，具体见实施例的描述。
本申请中呼吸特征信息指机体与外界环境进行气体交换的特征信息。优选地，呼吸特征信息能够通过呼吸频率反映。血流动力特征信息是反映血液及其组成成分在机体内的运动特点和规律的信息。优选地，血流动力特征信息包括血流速度、血流阻力、血流量、血压、血氧饱和度。
预设呼吸频率范围指正常机体平静状态下的呼吸频率的变化范围。优选地，预设呼吸频率范围能够为16～20次/分。
本申请中预设流速范围指正常机体的动脉血的血流速度的变化范围。优选地，动脉血的血流速度(预设流速范围)能够为每秒5～10cm/s。
需要说明的是，本申请的智能急救呼吸辅助系统的驱动方法不是用于识别、确定或消除病因或病灶，也并非以获得疾病诊断结果或健康状况为直接目的，该方法只是将监测得到的患者的生理参数作为中间信息的方法，在氧气供给中根据患者的身体状况或生理参数来调节氧气流量以进行个性化的供氧。
实施例1
本实施例以从高处坠落致脑损伤的患者为例，以阐明智能急救呼吸辅助系统的具体工作流程。智能急救呼吸辅助系统包括用于采集患者的血流动力特征信息的第一采集单元100；在采集血流动力特征信息的时间段内用于采集患者的呼吸特征信息的第二采集单元200；用于根据患者的血流动力特征信息以及呼吸特征信息为患者提供氧气的供氧单元400；以及处理器300，处理器300分别与第一采集单元100、第二采集单元200以及供氧单元400信号连接，如图1所示。
优选地，处理器300与第一采集单元100通过有线或无线的方式连接。具体地，处理器300与第一采集单元100通过WLAN或蓝牙连接。
第一采集单元100例如是血流动力学检测仪，其利用血液在体内的流动及血管的物理特性来测量人体血流动力学参数，例如测量患者血液的流速、压力、血容量等参数，例如对心脏及血管如颈动脉的功能进行评估。血流动力学检测仪主要包括流速探头、压力传感器、血容量传感器等，流速探头通过超声波探头来测量血液在血管内的速度。压力传感器通过测量血液在血管内的压力值及压力变化来评估器官的血液灌注情况。血容量传感器通过测量血液的电导率来确定血液中的水分含量，并进一步评估循环血容量的状态。在本发明中，针对从高处坠落致脑损伤的患者的检测部位为左右颈总动脉，检测指标包括：颈总动脉血流速度的最大值(Vmax)、最小值(Vmin)、平均值(Vmean)、颈总动脉的平均血流量(Qmean)、脑血管外周阻力(RV)、特性阻抗(ZCV)、脉搏波波速(WV)、临界压(CP)、舒张压与临界压差值(DP)、动态阻力(DR)和血氧饱和度(SpO2)。
优选地，第一采集单元100也可以由TL-400无创实时动脉血压及血流动力学检测系统中的手镯、压力传感器构成。TL-400无创实时动脉血压及血流动力学检测系统能够实时监测全身血管阻力、每搏输出量、连续心输出量、血氧饱和度等共计15个血流参数。例如将TL-400的手镯佩戴于患者的手腕处即可获取患者的血流动力特征信息。优选地，第一采集单元100获取的血流动力特征信息发送至处理器300，处理器300基于储存的程序来判断患者的血流动力特征信息是否正常。
优选地，处理器300与第二采集单元200通过有线或无线的方式连接。具体地，处理器300与第二采集单元200通过WLAN或蓝牙连接。
优选地，第二采集单元200能够为流量传感器。第二采集单元200采集的指标包括呼吸频率和呼吸深度。优选地，呼吸特征信息由流量传感器(型号为SFM4200-MGE的流量传感器、MEMS微流量传感器)或压力传感器测得。优选地，呼吸频率能够通过呼吸测量仪测得。优选地，第二采集单元200获取的呼吸特征信息发送至处理器300，处理器300基于储存的程序来判断患者的呼吸特征信息是否正常。
根据一种优选实施方式，处理器300接收来自第一采集单元100和第二采集单元200的数据后对数据进行筛选和整合，以得到能够用于调节供氧单元400的有效数据，如图2所示。优选地，本实施例中以血氧饱和度、颈总动脉血流速度的平均值(血流速度)、呼吸频率为有效数据，前述有效数据仅为示例性的有效数据组合，可根据具体情况设置不同的有效数据组合，本申请不一一举例。血流动力学检测仪实际工作过程中检测的指标包括颈总动脉血流速度的最大值(Vmax)、最小值(Vmin)、平均值(Vmean)、颈总动脉的平均血流量(Qmean)、脑血管外周阻力(RV)、特性阻抗(Zcv)、脉搏波波速(WV)、临界压(CP)、舒张压与临界压差值(DP)、动态阻力(DR)和血氧饱和度(SpO2)，血流动力学检测仪将检测的指标对应的数据发送至处理器300。流量传感器实际工作过程中检测的指标包括呼吸频率和呼吸深度，流量传感器将检测的指标对应的数据发送至处理器300。优选地，处理器300接收数据后对数据进行筛选。优选地，处理器300筛选出血氧饱和度、颈总动脉血流速度的平均值(血流速度)、呼吸频率的数据。处理器300对数据进行筛选的好处为：选择有效数据可减少系统的数据处理压力。利用全部的数据进行氧气调节在很大程度上加大处理器300的运行压力，不仅增加系统的运算时间，还会增加运算结果出错的概率。实际检测过程中，处理器300接收血流动力学检测仪和流量传感器的检测结果是存在时间差的，因此，处理器300筛选到有效数据后还需对各数据进行排序整合。
具体地，血流动力学检测仪以第一时间间隔将检测的数据发送至处理器300，处理器300接收血流动力学检测仪发送的数据后筛选出血氧饱和度、颈总动脉血流速度的平均值(血流速度)，并给该时刻发送的血氧饱和度、颈总动脉血流速度的平均值(血流速度)的数据赋予第一时间标签。具体地，流量传感器以第二时间间隔将检测的数据发送至处理器300，处理器300接收流量传感器发送的数据后筛选出呼吸频率，并给该时刻发送的呼吸频率的数据赋予第二时间标签。当第一时间标签和第二时间标签代表同一时刻的患者的血氧饱和度、颈总动脉血流速度的平均值(血流速度)、呼吸频率时，处理器将代表同一时刻的生理参数数据与各自的临界标准进行比较，以调节供氧单元400的氧流量。
不同的监测仪器获取信号并转换为可用数据的处理时间不同，因此需要处理器300对来自不同的监测仪器的数据进行排序整合，如图3所示。假设利用血流动力学检测仪和流量传感器对患者进行监测的开始时间为早晨9点，血流动力学检测仪获取信号后以每3分钟的时间间隔将检测的数据发送至处理器300，处理器300筛选出血氧饱和度和血流速度的数据，处理器300赋予该时刻的血氧饱和度的时间标签为0903-SpO2，该时刻的血流速度的时间标签为0903-Vmean。流量传感器获取信号后以每6分钟的时间间隔将检测的数据发送至处理器300，处理器300筛选出呼吸频率的数据，赋予该时刻的呼吸频率的时间标签为0906-RR。当赋予血氧饱和度的时间标签为0906-SpO2，血流速度的时间标签为0906-Vmean时，处理器300将0906-SpO2、0906-Vmean、0906-RR的数据与各自的临界标准进行比较，根据比较结果，处理器300调节供氧单元400以不同的供氧模式为患者进行供氧。
根据一种优选实施方式，医院中的各科室的患者/病床数量多，例如，普外科有30床患者使用该系统，每一床患者对应的第一采集单元100和第二采集单元200采集的数据会发送至同一处理器300，因此，处理器300还能够为不同病床的患者的数据增加床位标签，避免数据混淆。例如0301病房的1号病床、0301病房的4号病床、0502病房的2号病床、0503病房的3号病床同时使用该系统为患者供氧，不同病房的不同病床对应的系统获取的数据发送至同一处理器300。早晨10点，0301病房的1号病床、0301病房的4号病床、0502病房的2号病床、0503病房的3号病床的血流动力学检测仪将获取的信号发送至处理器300，处理器300筛选数据后对不同床位的患者的血氧饱和度和血流速度增加床位标签，0301病房的1号病床的患者的血氧饱和度的床位标签为1003030101-SpO2，血流速度为1003030101-Vmean。0301病房的4号病床的患者的血氧饱和度的床位标签为1003030104-Sp02，血流速度为1003030104-Vmean。0502病房的2号病床的患者的血氧饱和度的床位标签为1003050202-SpO2，血流速度为1003050202-Vmean。0503病房的3号病床患者的血氧饱和度的床位标签为1003050303-SpO2，血流速度为1003050303-Vmean。上述内容为处理器300筛选数据后生成对应数据的床位标签的示例，此处不一一列举。优选地，处理器300根据床位标签生成对应床位的供氧模式的指令，避免产生混淆而向供氧单元400输出不能匹配患者实际情况的供氧模式的指令。
优选地，处理器300将带有床位标签的数据上传至医院的HIS系统，以便于数据保存与管理。
优选地，处理器300与供氧单元400通过有线或无线的方式连接。具体地，处理器300与供氧单元400通过WLAN或蓝牙连接。优选地，处理器300根据接收的第一采集单元100获取的血流动力特征信息和第二采集单元200获取的呼吸特征信息调整供氧单元400为患者提供的供氧模式。
根据一种优选实施方式，基于通过血流动力特征信息得到的反映患者动脉血中氧与血红蛋白结合程度的血氧饱和度和反映患者的血管中的血流快慢的血流速度，同时基于通过呼吸特征信息得到的患者的呼吸频率，处理器300控制供氧单元400改变为患者提供的供氧模式。
根据一种优选实施方式，处理器300被配置为：当患者的血氧饱和度为反映患者处于轻度缺氧的第一阈值与第二阈值之间，患者的呼吸频率低于预设呼吸频率范围的下限，患者的血流速度低于预设流速范围的下限时，控制供氧单元400以第一氧流量、间断给氧的供氧模式为患者提供氧气。
优选地，预设呼吸频率范围的下限能够设置为16次/分。
优选地，预设流速范围的下限能够设置为5cm/s。
优选地，第一阈值能够设置为90％～95％。优选地，第一阈值能够设置为90％。优选地，第一阈值能够设置为92％。优选地，第一阈值能够设置为94％。优选地，第一阈值能够设置为95％。
根据一种优选实施方式，间断给氧指在患者的呼气阶段或吸气阶段为患者供氧。优选地，间断给氧指在患者的吸气阶段为患者供氧。
优选地，本实施例提供检测呼吸阶段的方法，该方法利用压差传感器检测呼吸阶段。具体地，压差传感器包括第一压差传感器和第二压差传感器。第一压差传感器用于吸气测定。第二压差传感器用于呼气测定。优选地，该方法通过比较第一压差传感器和第二压差传感器的压差值来判断呼吸阶段。具体地，当第一压差传感器的压差值大于第二压差传感器的压差值时，判断为吸气状态；第二压差传感器的压差值大于第一压差传感器的压差值时，判定为呼气状态。
优选地，处理器300分别与第一压差传感器和第二压差传感器信号连接。具体地，处理器300与第一压差传感器通过WLAN或蓝牙连接。具体地，处理器300与第二压差传感器通过WLAN或蓝牙连接。优选地，处理器300根据患者的呼吸阶段调整供氧单元400的供氧模式。
本实施例中，间断供氧能够指仅在吸气阶段供氧，也能够指仅在呼气阶段供氧，还能够指每间隔一个或若干个吸气时间段为患者供氧。
图4是本实施例提供的智能急救呼吸辅助系统的工作流程图。
根据一种优选实施方式，处理器300被配置为：当患者的血氧饱和度为反映患者处于轻度缺氧的第一阈值与第二阈值之间，患者的呼吸频率低于预设呼吸频率范围的下限，患者的血流速度超过预设流速范围的上限时，控制供氧单元400以第一氧流量、持续给氧的供氧模式为患者提供氧气。
优选地，第一氧流量能够设置为1～2L/min。优选地，第一氧流量能够设置为1L/min。优选地，第一氧流量能够设置为1.5L/min。优选地，第一氧流量能够设置为2L/mmin。
优选地，持续给氧指在患者的抢救期间或未恢复正常呼吸的时间段内连续为患者输氧。
根据一种优选实施方式，处理器300被配置为：当患者的血氧饱和度低于反映患者处于轻度缺氧的第一阈值，患者的呼吸频率超过预设呼吸频率范围的上限，患者的血流速度低于预设流速范围的下限时，控制供氧单元400以第二氧流量、间断给氧的供氧模式为患者提供氧气，其中，第二氧流量大于第一氧流量。
优选地，预设呼吸频率范围的上限能够设置为20次/分。
优选地，第二氧流量能够设置为2～4L/min。优选地，第二氧流量能够设置为2.5L/mmin。优选地，第二氧流量能够设置为3L/min。优选地，第二氧流量能够设置为3.5L/min。
根据一种优选实施方式，处理器300被配置为：当患者的血氧饱和度为反映患者处于轻度缺氧的第一阈值与第二阈值之间，患者的呼吸频率超过预设呼吸频率范围的上限，患者的血流速度超过预设流速范围的上限时，控制供氧单元400以第二氧流量、持续给氧的供氧模式为患者提供氧气。
优选地，预设流速范围的上限能够设置为10cm/s。
根据一种优选实施方式，处理器300被配置为：当患者的血氧饱和度低于反映患者脑部缺氧的第二阈值时，控制供氧单元400以第三氧流量、持续给氧的供氧模式为患者提供氧气，其中，第三氧流量大于第二氧流量，第二阈值低于第一阈值。
优选地，第二阈值能够设置为85％～89％。优选地，第二阈值能够设置为85％。优选地，第二阈值能够设置为87％。优选地，第二阈值能够设置为88％。优选地，第二阈值能够设置为89％。
优选地，第三氧流量能够设置为4～6L/min。优选地，第三氧流量能够设置为4L/min。优选地，第三氧流量能够设置为4.5L/min。优选地，第三氧流量能够设置为5L/min。优选地，第三氧流量能够设置为5.5L/min。
优选地，本实施例中供氧单元为急救呼吸装置。优选地，急救呼吸装置能够为急救呼吸气囊。优选地，急救呼吸装置能够为急救呼吸机。
根据一种优选实施方式，智能急救呼吸辅助系统中的急救呼吸装置包括呼吸面罩。
根据一种优选实施方式，智能急救呼吸辅助系统还包括测量呼吸面罩与面部之间的密封性的第四采集单元。
优选地，第四采集单元能够为压力传感器。压力传感器设置于呼吸面罩内部隆突处靠近呼吸道的位置。
由于患者的姿势或体位改变，呼吸面罩与患者的面部之间的密封性可能发生改变，当呼吸面罩与患者的面部之间的密封性降低时，进入呼吸面罩之内的氧气会逃逸，使得患者实际吸入的氧气量减少，进而降低急救效果。
实施例2
本实施例提供一种急救呼吸装置。根据一种优选实施方式，急救呼吸装置能够与智能急救呼吸辅助系统配合使用。优选地，急救呼吸装置与智能急救呼吸辅助系统能够在患者转运、急救场所中配合使用。
优选地，当患者出现紧急情况时，医护人员将呼吸面罩套于患者的面部的合适位置，接通急救呼吸装置的电源，橡胶气囊受到挤压，氧气通过单向阀进入至橡胶气囊内部，橡胶气囊内部的氧气通过氧输送管和呼吸面罩进入到患者的身体内部。
优选地，急救呼吸装置包括气囊组件和呼吸气囊自动按压模块。呼吸气囊自动按压模块与气囊组件搭配使用以实现自动挤压的功能。气囊组件包括呼吸面罩、气囊本体和从动连杆。从动连杆由角度可调节的第一从动连杆和第二从动连杆组成。气囊本体上设置有向上延伸的安装座、置放气囊组件的槽和叉杆。又杆与第二从动连杆连接。优选地，叉杆与第二从动连杆的连接方式为铰接。第一从动连杆设置于槽的上方。安装座上安装有升降机构。第二从动连杆通过主动连杆与升降机构的移动端部传动连接。升降机构通过主动连杆带动第二从动连杆发生摆动，且第一从动连杆同时发生摆动。呼吸气囊自动按压模块包括电机和放置平台。电机设置于放置平台的中部下方。电机与放置平台通过轴承连接。优选地，电机为升降机构提供动力。根据患者的需氧情况，处理器300控制电机对升降机构的升降频率，进而控制对气囊的挤压频率。例如挤压频率为12～16次/分时，氧气流量能够达到5～10L/min。
实施例3
本实施例提供一种智能急救呼吸辅助方法。该方法包括以下步骤，采集患者的血流动力特征信息；在采集血流动力特征信息的时间段内采集患者的呼吸特征信息，基于通过血流动力特征信息得到的反映患者动脉血中氧与血红蛋白结合程度的血氧饱和度和反映患者的血管中的血流快慢的血流速度，同时基于通过呼吸特征信息得到的患者的呼吸频率，改变为患者提供的供氧模式。优选地，处理器300控制供氧单元400改变为患者提供的供氧模式。
需要注意的是，上述具体实施例是示例性的，本领域技术人员可以在本发明公开内容的启发下想出各种解决方案，而这些解决方案也都属于本发明的公开范围并落入本发明的保护范围之内。本领域技术人员应该明白，本发明说明书及其附图均为说明性而并非构成对权利要求的限制。本发明的保护范围由权利要求及其等同物限定。本发明说明书包含多项发明构思，诸如“优选地”“根据一个优选实施方式”或“可选地”均表示相应段落公开了一个独立的构思，申请人保留根据每项发明构思提出分案申请的权利。在全文中，“优选地”所引导的特征仅为一种可选方式，不应理解为必须设置，故此申请人保留随时放弃或删除相关优选特征之权利。

Claims (10)

1.一种智能急救呼吸辅助系统，包括：
用于采集患者的血流动力特征信息的第一采集单元(1OO)；
在采集所述血流动力特征信息的时间段内用于采集所述患者的呼吸特征信息的第二采集单元(200)；
用于根据所述患者的所述血流动力特征信息以及所述呼吸特征信息为所述患者提供氧气的供氧单元(400)，以及处理器(300)，所述处理器(300)分别与所述第一采集单元(1OO)、所述第二采集单元(200)以及所述供氧单元(400)信号连接，其特征在于，
基于通过所述血流动力特征信息得到的反映所述患者动脉血中氧与血红蛋白结合程度的血氧饱和度和反映所述患者的血管中的血流快慢的血流速度，同时基于通过所述呼吸特征信息得到的所述患者的呼吸频率，所述处理器(300)控制所述供氧单元(400)改变为所述患者提供的供氧模式。
2.根据权利要求1所述的系统，其特征在于，所述处理器(300)被配置为：当所述患者的血氧饱和度为反映患者处于轻度缺氧的第一阈值与第二阈值之间，所述患者的呼吸频率低于预设呼吸频率范围的下限，所述患者的血流速度低于预设流速范围的下限时，控制所述供氧单元(400)以第一氧流量、间断给氧的供氧模式为所述患者提供氧气。
3.根据权利要求1或2所述的系统，其特征在于，所述间断给氧指在患者的呼气阶段或吸气阶段为患者供氧。
4.根据权利要求1～3任一项所述的系统，其特征在于，所述间断给氧指在患者的吸气阶段为患者供氧。
5.根据权利要求1～4任一项所述的系统，其特征在于，所述处理器(300)被配置为：
当所述患者的血氧饱和度为反映患者处于轻度缺氧的第一阈值与第二阈值之间，所述患者的呼吸频率低于所述预设呼吸频率范围的下限，所述患者的血流速度超过所述预设流速范围的上限时，控制所述供氧单元(400)以第一氧流量、持续给氧的供氧模式为所述患者提供氧气。
6.根据权利要求1～5任一项所述的系统，其特征在于，所述处理器(300)被配置为：
当所述患者的血氧饱和度为反映患者处于轻度缺氧的第一阈值与第二阈值之间，所述患者的呼吸频率超过预设呼吸频率范围的上限，所述患者的血流速度低于预设流速范围的下限时，控制所述供氧单元(400)以第二氧流量、间断给氧的供氧模式为患者提供氧气，其中，所述第二氧流量大于所述第一氧流量。
7.根据权利要求1～6任一项所述的系统，其特征在于，所述处理器(300)被配置为：
当所述患者的血氧饱和度为反映患者处于轻度缺氧的第一阈值与第二阈值之间，所述患者的呼吸频率超过所述预设呼吸频率范围的上限，所述患者的血流速度超过所述预设流速范围的上限时，控制所述供氧单元(400)以第二氧流量、持续给氧的供氧模式为患者提供氧气。
8.根据权利要求1～7任一项所述的系统，其特征在于，所述处理器(300)被配置为：
当所述患者的血氧饱和度低于反映患者脑部缺氧的第二阈值时，控制所述供氧单元(400)以第三氧流量、持续给氧的供氧模式为患者提供氧气，其中，所述第三氧流量大于所述第二氧流量，所述第二阈值低于所述第一阈值。
9.一种智能急救呼吸辅助系统的驱动方法，包括以下步骤：
采集患者的血流动力特征信息；
在采集所述血流动力特征信息的时间段内采集患者的呼吸特征信息，其特征在于，
基于通过所述血流动力特征信息得到的反映所述患者动脉血中氧与血红蛋白结合程度的血氧饱和度和反映所述患者的血管中的血流快慢的血流速度，同时基于通过所述呼吸特征信息得到的患者的呼吸频率，改变为所述患者提供的供氧模式。
10.根据权利要求9所述的驱动方法，其特征在于，当所述患者的血氧饱和度为反映患者处于轻度缺氧的第一阈值与第二阈值之间，所述患者的呼吸频率低于预设呼吸频率范围的下限，所述患者的血流速度低于预设流速范围的下限时，处理器(300)控制供氧单元(400)以第一氧流量、间断给氧的供氧模式为患者提供氧气。
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