[发明专利]一种高原预习服的低氧闭环干预系统

说明书

本发明提供一种高原预习服的低氧闭环干预系统，属于急性高原病干预技术领域，该系统包括个体化预测模型学习模块、代价函数与约束设计模块及贝叶斯优化模块；个体化预测模型学习模块，内置有基于间歇性低氧下的血氧饱和度与输氧浓度之间的响应规律模型，用于对血氧饱和度进行预测；代价函数与约束设计模块，内置有代价函数和约束条件，所述代价函数为：基于所述血氧饱和度预测值构建以低氧刺激源关键因素为变量的代价函数，所述约束条件为：基于人体生理限制设置；贝叶斯优化模块，用于解算代价函数与约束设计模块中的约束优化，得到下一个IHT周期中理论最优的低氧刺激策略，以控制IHT的刺激源。

技术领域

本发明属于急性高原病干预技术领域，具体涉及一种高原预习服的低氧闭环干预系统。

背景技术

我国高原主要分布在西藏、青海、内蒙古和云南等地区，海拔3000m以上的高原和高山地区占我国国土总面积的1/6，其中，以青藏高原为主的高海拔地区还具有重要的军事、经济和社会战略地位。随着我国高原地区旅游业的发展以及铁路等基础建设的完善，急进青藏高原的人数日益增加，然而，高原缺氧低氧、干燥寒冷、紫外线辐射等一系列恶劣环境严重影响着人们的身体健康。特别地，急性高原病是高原特发病症之一，当个体快速上升到海拔约2500米及以上的高原地区所出现的一系列包括头痛、恶心、呕吐和失眠等不适症状统称为急性高原病(Acute mountain sickness，AMS)，严重限制着高原的人员流入量且影响着人们在高原地区的正常生活，因此，如何通过训练策略和技术手段改善个体高原适应性，提高低氧耐受能力这一问题具有重要意义。

间歇性低氧训练(Intermittent hypoxia training，IHT)是一种通过周期性低氧刺激，使得机体组织发生一系列复杂适应性变化的训练方法，能有效改善机体的高原环境适应能力。在训练期间，关键的连续生理指标可通过可穿戴设备进行实时检测与记录，并被利用以评估训练程度和低氧适应能力，其中，血氧饱和度被公认为最直接且最有效的生理指标，其次是心率，大量医学研究均使用这两种指标作为高原环境适应能力的评判标准(M.Faulhaber,M.Wille,H.Gatterer,D.Heinrich,and M.Burtscher,“Resting arterialoxygen saturation and breathing frequency as predictors for acute mountainsickness development:A prospective cohort study,”Sleep and Breathing,vol.18,no.3,pp.669–674,2014.)。考虑到现有评估手段大多采取稳定状态下单次测量的生理参数值来反映低氧适应能力，存在受干扰大，准确性低等特点，且各研究结果具有不一致性。考虑到这一点，一种基于IHT中监控的动态数据的动态血氧指标(Dynamic SpO₂ index，DSI)被提出(J.Chen,Y.Tian,G.Zhang,Z.Cao,L.Zhu and D.Shi,IoT-Enabled IntelligentDynamic Risk Assessment of Acute Mountain Sickness:The Role of Event-Triggered Signal Processing,in IEEE Transactions on IndustrialInformatics.)，用于评估个体是否适合上高原。