支气管肺发育不良患儿家用远程控制氧疗智能管理系统

技术领域

本发明属于氧疗智能管理技术领域，尤其涉及一种支气管肺发育不良患儿家用远程控制氧疗智能管理系统。

背景技术

支气管肺发育不良(broncho pulmonary dysplasia，BPD)是早产儿常见的慢性肺部疾病，严重影响其生存质量。BPD不仅威胁早产儿生命，还可能留有喂养困难、反复下呼吸道感染、气道高反应增加、生长发育迟缓等后遗症。为了避免反复发作的低氧血症所产生的不良影响，欧美国家早在1976年起即开始针对BPD患儿实施家庭氧疗(home oxygentherapy，HOT)。BPD伴有慢性低氧血症的高危患儿，尽早实施家庭氧疗可改善其生长发育，降低肺动脉压力，改善睡眠时间，使患儿可以尽早出院、减少院内感染和医源性损伤的发生率。通过维持适宜的组织氧合，还可以预防精神运动发育落后，促进生长发育，改善生存质量。目前家庭氧疗是BPD早产儿出院后较常见的治疗方案。但值得注意的是，早产儿不适宜的氧疗存在氧毒性的危险，且家庭氧疗实施过程中，近1/3的氧气减停是由家属自行决策，并非在医生指导下进行。BPD患儿家属自行减停氧气，会因患儿氧合不足导致脑发育受损、生长发育落后、心功能受损、引起肺动脉高压，甚至导致猝死。目前，国内家庭氧疗尚处于起步阶段，如何识别需要家庭氧疗的高危人群？如何做好家庭氧疗的实施及随访管理？都是迫切需要解决的重点问题。

目前，支气管肺发育不良患儿家用远程控制氧疗智能管理系统对血氧测定结果准确性较低；同时，现有技术中氧疗设备的输出气量是恒定的，不论患儿是在吸气还是呼气，风机的输出气量始终保持不变，但患儿在呼气的时候可能出现人机对抗。

通过上述分析，现有技术存在的问题及缺陷为：

(1)现有支气管肺发育不良患儿家用远程控制氧疗智能管理系统对血氧测定结果准确性较低。

(2)现有技术中氧疗设备的输出气量是恒定的，不论患儿是在吸气还是呼气，风机的输出气量始终保持不变，但患儿在呼气的时候可能出现人机对抗。

发明内容

针对现有技术存在的问题，本发明提供了一种支气管肺发育不良患儿家用远程控制氧疗智能管理系统。

本发明是这样实现的，一种支气管肺发育不良患儿家用远程控制氧疗智能管理系统包括：

生理指数监测模块、主控模块、网络通信模块、血氧测定模块、氧气量监测模块、供氧量控制模块、警报模块、氧疗评价模块、显示模块；

生理指数监测模块，与主控模块连接，用于监测支气管肺发育不良患儿生理指数；

主控模块，与生理指数监测模块、网络通信模块、血氧测定模块、氧气量监测模块、供氧量控制模块、警报模块、氧疗评价模块、显示模块连接，用于控制各个模块正常工作；

网络通信模块，与主控模块连接，用于通过网络设备连通互联网进行远程网络通信；

血氧测定模块，与主控模块连接，用于测定支气管肺发育不良患儿血氧数据；

氧气量监测模块，与主控模块连接，用于监测氧疗过程中氧气量；

供氧量控制模块，与主控模块连接，用于对氧疗过程中供氧量进行控制；

警报模块，与主控模块连接，用于通过警报器对氧气量不足进行警报通知；

氧疗评价模块，与主控模块连接，用于对氧疗质量进行评价；

显示模块，与主控模块连接，用于显示生理指数、血氧测定结果、氧气量监测结果。

进一步，所述血氧测定模块测定方法如下：

(1)配置血氧测定设备工作参数，通过监测设备监测血氧测定设备工作状态，获取测量过程中血氧测定设备的发射器件与被测手指指尖的距离、红光峰谷差值、红光基线值、红外光峰谷差值和红外光基线值；其中，血氧测定设备的发射器件与被测手指指尖的距离为发射器件的发射光源照射在手指上的位置与手指指尖的距离；

(2)根据发射器件与被测手指指尖的距离计算患者血氧计算参数；计算红光峰谷差值与红光基线值的比值以及红外光峰谷差值与红外光基线值的比值；以及根据所述红光峰谷差值与红光基线值的比值、红外光峰谷差值与红外光基线值的比值和患者血氧计算参数计算对应患者血氧值。

进一步，所述根据发射器件与被测手指指尖的距离计算患者血氧计算参数的步骤包括：

通过统计测量若干人的手指的位置与患者血氧值的关系获得位置参数；

依据位置参数的位置顺序，分别以对应位置顺序编号为幂对发射器件与手指指尖的距离进行幂次方计算；

将各个位置参数分别与所述距离的幂次方结果相乘，并进行求和得到患者血氧计算参数患者血氧计算参数。

进一步，所述根据所述红光峰谷差值与红光基线值的比值、红外光峰谷差值与红外光基线值的比值和患者血氧计算参数计算对应患者血氧值的步骤中，计算患者血氧值的公式为：

I＝e

其中，e1、e2、……en表示患者血氧计算参数，n表示患者血氧计算参数个数，I表示患者血氧值，G表示红光峰谷差值与红光基线值的比值，H表示红外光峰谷差值与红外光基线值的比值。

进一步，所述获取测量过程中血氧测定设备的发射器件与被测手指指尖的距离的步骤包括：

在设定的位置获取测量过程中被测手指的局部图像，将各个局部图像拼接为整体图像，根据所述整体图像提取整体指纹数据；其中，所述设定的位置位于所述发射器件侧面与被测手指侧面之间，且与所述发射器件有一定的距离；

根据当前拍摄的局部图像提取局部指纹，计算局部指纹在整体指纹中的位置，以及根据所述设定的位置与所述发射器件的距离计算发射器件与被测手指指尖的距离；

所述根据当前拍摄的局部图像提取局部指纹的步骤之前还包括：

将所述整体指纹数据与预设的指纹库中数据进行匹配，并判断是否存在相同手指的整体指纹数据，若存在，则将两者进行合并处理，若不存在，则将整体指纹数据储存在指纹库中；

通过在设定的位置设置的摄像模块拍摄所述测量过程中被测手指的局部图像；

所述在设定的位置获取测量过程中被测手指的局部图像的步骤之前还包括：

获取所述摄像模块在设定的时间内连续拍摄若干次被测手指的局部图像，根据各个局部图像计算发射器件与被测手指指尖对应的距离；按照拍摄先后计算相邻的两个所述发射器件与被测手指指尖的距离之间的差值，并对各个差值进行求和，得到差值和；若所述差值和大于设定的阀值，则发出警报信号。

进一步，所述供氧量控制模块控制方法如下：

1)构建氧疗数据库；获取氧疗设备工作时气道内的数据，其中，所述气道内的数据为采集设备以第一预设频率采集到的气道内的压力数据和气道内的流量数据；将采集的数据存入氧疗数据库中；

2)基于所述气道内的压力数据和气道内的流量数据构建第一数据波形，其中，所述第一数据波形，包括压力数据波形和流量数据波形；对所述第一数据波形进行处理，得到第一压力数据组，以及得到第一流量数据组；基于所述第一压力数据组和所述第一流量数据组，调整所述氧疗设备的输出气量。

进一步，所述对所述第一数据波形进行处理，得到第一压力数据组，以及得到第一流量数据组包括：

对所述第一数据波形进行去噪滤波处理，得到第二数据波形；

以第一预设时间和第一预设频率，对所述第二数据波形进行采样，得到多个中间压力数据组和多个中间流量数据组；

对所述多个中间压力数据组和所述多个中间流量数据组进行计算，得到所述第一压力数据组和所述第一流量数据组。

进一步，所述对所述多个中间压力数据组和所述多个中间流量数据组进行计算，得到所述第一压力数据组和所述第一流量数据组包括：

计算所述多个中间压力数据组中压力数据的第一组平均值，并基于所述第一组平均值确定第一组差值；

计算所述多个中间流量数据组中流量数据的第二组平均值，并基于所述第二组平均值确定第二组差值；

基于所述第一组差值和第二组差值确定所述第一压力数据组和所述第一流量数据组。

进一步，所述基于所述第一压力数据组和所述第一流量数据组，调整所述氧疗设备的输出气量包括：

基于所述第一压力数据组和所述第一流量数据组，判断使用所述氧疗设备的用户的呼吸状态；

结合所述呼吸状态，所述第一压力数据组和所述第一流量数据组，调整氧疗设备的输出气量。

进一步，所述基于所述第一压力数据组和所述第一流量数据组，判断使用所述氧疗设备的用户的呼吸状态包括：

基于所述第一压力数据组中任意两个相邻的压力数据之间的大小关系，判断使用所述氧疗设备的用户的呼吸状态；

结合所述呼吸状态，所述第一压力数据组和所述第一流量数据组，调整氧疗设备的输出气量包括：

基于所述第一压力数据组和所述第一流量数据组中的数据，计算用户在所述呼吸状态下，所述氧疗设备的出气降低量，基于所述出气降低量调整氧疗设备的输出气量。

结合上述的技术方案和解决的技术问题，请从以下几方面分析本发明所要保护的技术方案所具备的优点及积极效果为：

第一、针对上述现有技术存在的技术问题以及解决该问题的难度，紧密结合本发明的所要保护的技术方案以及研发过程中结果和数据等，详细、深刻地分析本发明技术方案如何解决的技术问题，解决问题之后带来的一些具备创造性的技术效果。具体描述如下：

本发明通过血氧测定模块获取测量过程中血氧测定设备的发射器件与被测手指指尖的距离，确定射入光源照射的被测手指的位置，然后通过预设的公式计算得到患者血氧计算参数，患者血氧计算参数与射入光源照射的被测手指的位置的患者血氧值有关，照射的位置不同，患者血氧计算参数大小也不同；最后根据所述红光峰谷差值与红光基线值的比值、红外光峰谷差值与红外光基线值的比值和患者血氧计算参数计算对应患者血氧值，从而可以根据被测手指测量的位置不同更精确的测量对应位置的患者血氧值；同时，通过供氧量控制模块解决了由于传统氧疗设备的风机输出气流是恒定的，因此在患儿呼气过程中，会因为呼气的气流方向与风机输出气流的方向相反导致的患儿呼气不顺畅的技术问题，达到了判断患儿的呼气动作，并根据患儿的呼气动作调节风机的输出气量，令患儿呼气顺畅的技术效果。

第二，把技术方案看做一个整体或者从产品的角度，本发明所要保护的技术方案具备的技术效果和优点，具体描述如下：

本发明通过血氧测定模块获取测量过程中血氧测定设备的发射器件与被测手指指尖的距离，确定射入光源照射的被测手指的位置，然后通过预设的公式计算得到患者血氧计算参数，患者血氧计算参数与射入光源照射的被测手指的位置的患者血氧值有关，照射的位置不同，患者血氧计算参数大小也不同；最后根据所述红光峰谷差值与红光基线值的比值、红外光峰谷差值与红外光基线值的比值和患者血氧计算参数计算对应患者血氧值，从而可以根据被测手指测量的位置不同更精确的测量对应位置的患者血氧值；同时，通过供氧量控制模块解决了由于传统氧疗设备的风机输出气流是恒定的，因此在患儿呼气过程中，会因为呼气的气流方向与风机输出气流的方向相反导致的患儿呼气不顺畅的技术问题，达到了判断患儿的呼气动作，并根据患儿的呼气动作调节风机的输出气量，令患儿呼气顺畅的技术效果。

附图说明

图1是本发明实施例提供的支气管肺发育不良患儿家用远程控制氧疗智能管理系统结构框图。

图2是本发明实施例提供的血氧测定模块测定方法流程图。

图3是本发明实施例提供的供氧量控制模块控制方法流程图。

图1中：1、生理指数监测模块；2、主控模块；3、网络通信模块；4、血氧测定模块；5、氧气量监测模块；6、供氧量控制模块；7、警报模块；8、氧疗评价模块；9、显示模块。

具体实施方式

为了使本发明的目的、技术方案及优点更加清楚明白，以下结合实施例，对本发明进行进一步详细说明。应当理解，此处所描述的具体实施例仅仅用以解释本发明，并不用于限定本发明。

一、解释说明实施例。为了使本领域技术人员充分了解本发明如何具体实现，该部分是对权利要求技术方案进行展开说明的解释说明实施例。

如图1所示，本发明实施例提供的支气管肺发育不良患儿家用远程控制氧疗智能管理系统包括：生理指数监测模块1、主控模块2、网络通信模块3、血氧测定模块4、氧气量监测模块5、供氧量控制模块6、警报模块7、氧疗评价模块8、显示模块9。

生理指数监测模块1，与主控模块2连接，用于监测支气管肺发育不良患儿生理指数；

主控模块2，与生理指数监测模块1、网络通信模块3、血氧测定模块4、氧气量监测模块5、供氧量控制模块6、警报模块7、氧疗评价模块8、显示模块9连接，用于控制各个模块正常工作；

网络通信模块3，与主控模块2连接，用于通过网络设备连通互联网进行远程网络通信；

血氧测定模块4，与主控模块2连接，用于测定支气管肺发育不良患儿血氧数据；

氧气量监测模块5，与主控模块2连接，用于监测氧疗过程中氧气量；

供氧量控制模块6，与主控模块2连接，用于对氧疗过程中供氧量进行控制；

警报模块7，与主控模块2连接，用于通过警报器对氧气量不足进行警报通知；

氧疗评价模块8，与主控模块2连接，用于对氧疗质量进行评价；

显示模块9，与主控模块2连接，用于显示生理指数、血氧测定结果、氧气量监测结果。

本发明通过血氧测定模块获取测量过程中血氧测定设备的发射器件与被测手指指尖的距离，确定射入光源照射的被测手指的位置，然后通过预设的公式计算得到患者血氧计算参数，患者血氧计算参数与射入光源照射的被测手指的位置的患者血氧值有关，照射的位置不同，患者血氧计算参数大小也不同；最后根据所述红光峰谷差值与红光基线值的比值、红外光峰谷差值与红外光基线值的比值和患者血氧计算参数计算对应患者血氧值，从而可以根据被测手指测量的位置不同更精确的测量对应位置的患者血氧值；同时，通过供氧量控制模块解决了由于传统氧疗设备的风机输出气流是恒定的，因此在患儿呼气过程中，会因为呼气的气流方向与风机输出气流的方向相反导致的患儿呼气不顺畅的技术问题，达到了判断患儿的呼气动作，并根据患儿的呼气动作调节风机的输出气量，令患儿呼气顺畅的技术效果。

如图2所示，本发明提供的血氧测定模块4测定方法如下：

S101，配置血氧测定设备工作参数，通过监测设备监测血氧测定设备工作状态，获取测量过程中血氧测定设备的发射器件与被测手指指尖的距离、红光峰谷差值、红光基线值、红外光峰谷差值和红外光基线值；其中，血氧测定设备的发射器件与被测手指指尖的距离为发射器件的发射光源照射在手指上的位置与手指指尖的距离；

S102，根据发射器件与被测手指指尖的距离计算患者血氧计算参数；计算红光峰谷差值与红光基线值的比值以及红外光峰谷差值与红外光基线值的比值；以及根据所述红光峰谷差值与红光基线值的比值、红外光峰谷差值与红外光基线值的比值和患者血氧计算参数计算对应患者血氧值。

本发明通过血氧测定模块获取测量过程中血氧测定设备的发射器件与被测手指指尖的距离，确定射入光源照射的被测手指的位置，然后通过预设的公式计算得到患者血氧计算参数，患者血氧计算参数与射入光源照射的被测手指的位置的患者血氧值有关，照射的位置不同，患者血氧计算参数大小也不同；最后根据所述红光峰谷差值与红光基线值的比值、红外光峰谷差值与红外光基线值的比值和患者血氧计算参数计算对应患者血氧值，从而可以根据被测手指测量的位置不同更精确的测量对应位置的患者血氧值。

本发明提供的根据发射器件与被测手指指尖的距离计算患者血氧计算参数的步骤包括：

通过统计测量若干人的手指的位置与患者血氧值的关系获得位置参数；

依据位置参数的位置顺序，分别以对应位置顺序编号为幂对发射器件与手指指尖的距离进行幂次方计算；

将各个位置参数分别与所述距离的幂次方结果相乘，并进行求和得到患者血氧计算参数患者血氧计算参数。

本发明提供的根据所述红光峰谷差值与红光基线值的比值、红外光峰谷差值与红外光基线值的比值和患者血氧计算参数计算对应患者血氧值的步骤中，计算患者血氧值的公式为：

I＝e

其中，e1、e2、……en表示患者血氧计算参数，n表示患者血氧计算参数个数，I表示患者血氧值，G表示红光峰谷差值与红光基线值的比值，H表示红外光峰谷差值与红外光基线值的比值。

本发明提供的获取测量过程中血氧测定设备的发射器件与被测手指指尖的距离的步骤包括：

在设定的位置获取测量过程中被测手指的局部图像，将各个局部图像拼接为整体图像，根据所述整体图像提取整体指纹数据；其中，所述设定的位置位于所述发射器件侧面与被测手指侧面之间，且与所述发射器件有一定的距离；

根据当前拍摄的局部图像提取局部指纹，计算局部指纹在整体指纹中的位置，以及根据所述设定的位置与所述发射器件的距离计算发射器件与被测手指指尖的距离；

所述根据当前拍摄的局部图像提取局部指纹的步骤之前还包括：

将所述整体指纹数据与预设的指纹库中数据进行匹配，并判断是否存在相同手指的整体指纹数据，若存在，则将两者进行合并处理，若不存在，则将整体指纹数据储存在指纹库中；

通过在设定的位置设置的摄像模块拍摄所述测量过程中被测手指的局部图像；

所述在设定的位置获取测量过程中被测手指的局部图像的步骤之前还包括：

获取所述摄像模块在设定的时间内连续拍摄若干次被测手指的局部图像，根据各个局部图像计算发射器件与被测手指指尖对应的距离；按照拍摄先后计算相邻的两个所述发射器件与被测手指指尖的距离之间的差值，并对各个差值进行求和，得到差值和；若所述差值和大于设定的阀值，则发出警报信号。

如图3所示，本发明提供的供氧量控制模块6控制方法如下：

S201，构建氧疗数据库；获取氧疗设备工作时气道内的数据，其中，所述气道内的数据为采集设备以第一预设频率采集到的气道内的压力数据和气道内的流量数据；将采集的数据存入氧疗数据库中；

S202，基于所述气道内的压力数据和气道内的流量数据构建第一数据波形，其中，所述第一数据波形，包括压力数据波形和流量数据波形；对所述第一数据波形进行处理，得到第一压力数据组，以及得到第一流量数据组；基于所述第一压力数据组和所述第一流量数据组，调整所述氧疗设备的输出气量。

本发明通过供氧量控制模块解决了由于传统氧疗设备的风机输出气流是恒定的，因此在患儿呼气过程中，会因为呼气的气流方向与风机输出气流的方向相反导致的患儿呼气不顺畅的技术问题，达到了判断患儿的呼气动作，并根据患儿的呼气动作调节风机的输出气量，令患儿呼气顺畅的技术效果。

本发明提供的对所述第一数据波形进行处理，得到第一压力数据组，以及得到第一流量数据组包括：

对所述第一数据波形进行去噪滤波处理，得到第二数据波形；

以第一预设时间和第一预设频率，对所述第二数据波形进行采样，得到多个中间压力数据组和多个中间流量数据组；

对所述多个中间压力数据组和所述多个中间流量数据组进行计算，得到所述第一压力数据组和所述第一流量数据组。

本发明提供的对所述多个中间压力数据组和所述多个中间流量数据组进行计算，得到所述第一压力数据组和所述第一流量数据组包括：

计算所述多个中间压力数据组中压力数据的第一组平均值，并基于所述第一组平均值确定第一组差值；

计算所述多个中间流量数据组中流量数据的第二组平均值，并基于所述第二组平均值确定第二组差值；

基于所述第一组差值和第二组差值确定所述第一压力数据组和所述第一流量数据组。

本发明提供的基于所述第一压力数据组和所述第一流量数据组，调整所述氧疗设备的输出气量包括：

基于所述第一压力数据组和所述第一流量数据组，判断使用所述氧疗设备的用户的呼吸状态；

结合所述呼吸状态，所述第一压力数据组和所述第一流量数据组，调整氧疗设备的输出气量。

本发明提供的基于所述第一压力数据组和所述第一流量数据组，判断使用所述氧疗设备的用户的呼吸状态包括：

基于所述第一压力数据组中任意两个相邻的压力数据之间的大小关系，判断使用所述氧疗设备的用户的呼吸状态；

结合所述呼吸状态，所述第一压力数据组和所述第一流量数据组，调整氧疗设备的输出气量包括：

基于所述第一压力数据组和所述第一流量数据组中的数据，计算用户在所述呼吸状态下，所述氧疗设备的出气降低量，基于所述出气降低量调整氧疗设备的输出气量。

二、应用实施例。为了证明本发明的技术方案的创造性和技术价值，该部分是对权利要求技术方案进行具体产品上或相关技术上的应用实施例。

本发明工作时，首先，通过生理指数监测模块1监测支气管肺发育不良患儿生理指数；其次，主控模块2通过网络通信模块3利用网络设备连通互联网进行远程网络通信；通过血氧测定模块4测定支气管肺发育不良患儿血氧数据；通过氧气量监测模块5监测氧疗过程中氧气量；通过供氧量控制模块6对氧疗过程中供氧量进行控制；通过警报模块7利用警报器对氧气量不足进行警报通知；然后，通过氧疗评价模块8对氧疗质量进行评价；最后，通过显示模块9显示生理指数、血氧测定结果、氧气量监测结果。

应当注意，本发明的实施方式可以通过硬件、软件或者软件和硬件的结合来实现。硬件部分可以利用专用逻辑来实现；软件部分可以存储在存储器中，由适当的指令执行系统，例如微处理器或者专用设计硬件来执行。本领域的普通技术人员可以理解上述的设备和方法可以使用计算机可执行指令和/或包含在处理器控制代码中来实现，例如在诸如磁盘、CD或DVD-ROM的载体介质、诸如只读存储器(固件)的可编程的存储器或者诸如光学或电子信号载体的数据载体上提供了这样的代码。本发明的设备及其模块可以由诸如超大规模集成电路或门阵列、诸如逻辑芯片、晶体管等的半导体、或者诸如现场可编程门阵列、可编程逻辑设备等的可编程硬件设备的硬件电路实现，也可以用由各种类型的处理器执行的软件实现，也可以由上述硬件电路和软件的结合例如固件来实现。

三、实施例相关效果的证据。本发明实施例在研发或者使用过程中取得了一些积极效果，和现有技术相比的确具备很大的优势，下面内容结合试验过程的数据、图表等进行描述。

本发明通过血氧测定模块获取测量过程中血氧测定设备的发射器件与被测手指指尖的距离，确定射入光源照射的被测手指的位置，然后通过预设的公式计算得到患者血氧计算参数，患者血氧计算参数与射入光源照射的被测手指的位置的患者血氧值有关，照射的位置不同，患者血氧计算参数大小也不同；最后根据所述红光峰谷差值与红光基线值的比值、红外光峰谷差值与红外光基线值的比值和患者血氧计算参数计算对应患者血氧值，从而可以根据被测手指测量的位置不同更精确的测量对应位置的患者血氧值；同时，通过供氧量控制模块解决了由于传统氧疗设备的风机输出气流是恒定的，因此在患儿呼气过程中，会因为呼气的气流方向与风机输出气流的方向相反导致的患儿呼气不顺畅的技术问题，达到了判断患儿的呼气动作，并根据患儿的呼气动作调节风机的输出气量，令患儿呼气顺畅的技术效果。

以上所述，仅为本发明的具体实施方式，但本发明的保护范围并不局限于此，任何熟悉本技术领域的技术人员在本发明揭露的技术范围内，凡在本发明的精神和原则之内所作的任何修改、等同替换和改进等，都应涵盖在本发明的保护范围之内。