[发明专利]基于呼吸频率和目标血氧值协同控制的多功能氧气输出系统

说明书

本发明提出了一种基于呼吸频率和目标血氧值协同控制的多功能氧气输出系统，主要由控制模块、多参数监测模块、电子流量阀、气路转向开关、人机交互界面、通讯模块以及嵌入式软件组成。本发明有益效果时：在医疗单位氧气治疗与雾化治疗的过程中提供多种治疗模式，满足不同的临床需求。在采用呼吸频率同步的治疗模式时节省50%左右的氧气或药物资源，具有很好的社会意义。同时，氧气治疗或雾化治疗过程中实时监测多项生理参数，保证了治疗的有效性和安全性。

技术领域

本发明涉及基于呼吸频率和目标血氧值协同控制的多功能氧气输出系统，属于临床使用的医疗器械。

背景技术

医用氧气输出控制设备是医疗机构行氧气治疗时必备的医疗器械，目前医疗机构常用氧气治疗设备的是氧气吸入器。同时，很多呼吸道疾病患者在氧气治疗过程中，需要雾化吸入治疗，医护人员需要另行使用雾化设备（常用的是氧气射流雾化雾化设备）。在氧气治疗和雾化治疗时，两种设备交替使用，不仅增加了医护人员的工作量，也增加了医院购买和维护两种设备的成本。

而且，现有氧气治疗设备和氧气射流雾化设备对氧气输出控制手段单一，医护人员设定输出流量值后实现氧气输出控制，期间缺乏对患者血氧饱和度值、呼吸频率等生理参数的动态监测，更无法根据患者生理参数变化的变化实现氧气输出的动态调整。2008年英国胸科协会（BTS）发布了一个完善和权威性的氧气治疗指南，首次将血氧饱和度列为人体心跳、呼吸、血压及脉搏之外的第五个生命指征，同时提出了氧气治疗必须明确目标血氧饱和度（即明确了治疗目标），在给氧过程中必须动态监测患者血氧饱和度并维持其目标血氧饱和度，可见现有氧气治疗器械已经无法满足现代医学的需要。呼吸频率也是临床诊断中的一项重要的诊断依据：呼吸过速(指呼吸频率超过24次/分），见于发热、疼痛、贫血、甲状腺功能亢进及心力衰竭等；呼吸过缓(指呼吸频率低于12次/分），见于麻醉剂或镇静剂过量和颅内压增高等；呼吸频率伴呼吸深度的变化，呼吸浅快，见于呼吸肌麻痹、严重鼓肠、腹水和肥胖等，以及肺部疾病（如肺炎、胸膜炎、胸腔积液和气胸等）。此外，当严重代谢性酸中毒时，亦出现深而慢的呼吸，常见于糖尿病酮中毒和尿毒症酸中毒等，因此在氧气治疗与雾化治疗过程中，动态监测患者的呼吸频率同样具有重要意义。

为克服以上缺陷，本发明人提出基于呼吸频率和目标血氧值协同控制的多功能氧气输出系统。

发明内容

本发明提出了基于呼吸频率和目标血氧值协同控制的多功能氧气输出系统，主要由控制模块、多参数监测模块、电子流量阀、气路转向开关、人机交互界面、通讯模块以及嵌入式软件组成，其中：

所述的控制模块是基于核心处理器开发的集成电路，其中包含信号处理模块、电源管理模块、存储模块等，核心处理器采用中央处理器（Central Processing Unit /Processor，CPU）、微控制单元（Microcontroller Unit，MCU）或可编程逻辑控制器（Programmable Logic Controller，PLC）中的任意一种；控制模块与多参数监测模块、电子流量阀、气路转向开关、人机交互界面、通讯模块采用集成电路或导线联通，协同工作。

所述的多参数监测模块由人体生命指征监测的医学传感器和信号处理部件构成，多参数监测模块包括血氧监测模块、呼吸频率监测模块、体温监测模块、心率监测模块、血压监测模块，多参数监测模块用于患者的血氧饱和度、脉率、呼吸频率、体温、心率、血压等生理参数的动态监测。本发明的多参数监测模块至少应满足两种以上生命指征的动态监测，且至少应包括血氧饱和度、呼吸频率的动态监测。

所述的血氧监测模块主要由血氧传感器、血氧计算模块以及导联线构成，用于动态监测患者的血氧饱和度、脉率、灌注指数（PI）。

所述的呼吸频率监测模块是用于识别患者呼气吸气动作、并计算呼吸频率的感应装置。呼吸频率监测模块采用温度传感器、或声学传感器、或压力传感器中的其中一种为核心进行制备，各种不同呼吸频率监测模块的工作原理和制备方法是：