本發(fā)明屬于醫(yī)療器械領域，具體地，涉及一種滴定式伺服吸氧的控制方法及控制裝置。

背景技術：

關于呼吸功能障礙，如慢性阻塞性肺疾病、中樞性睡眠呼吸暫停等均可引起呼吸衰竭并導致低氧血癥，長期低氧血癥得不到有效糾正或改善可嚴重影響患者的心肺功能及壽命。

臨床上，固定的低、中或高流量持續(xù)或間斷吸氧常被應用于各種呼吸功能障礙的患者，但現(xiàn)有吸氧裝置存在缺陷，即供給氧流量或濃度是固定的，而實際上患者的低氧程度往往是不斷變化的(如活動后低氧加重，休息后減輕)，且這種情況在潮式呼吸患者中尤為明顯(即呈現(xiàn)周期性低氧血癥)，因此現(xiàn)有的吸氧裝置并不能根據(jù)患者的血氧需求來補充氧氣。

目前現(xiàn)有的根據(jù)血氣分析或指脈氧來進行人工調(diào)整吸氧流量或濃度往往耗時費力；而針對實時變化的動脈血氧飽和度，對吸氧流量或濃度進行及時、按需地自動化調(diào)整，目前尚屬空白。

目前并沒有一種能夠針對實時變化的動脈血氧飽和度，對吸氧流量或濃度進行及時、按需地自動化調(diào)整的控制方法及控制裝置，即沒有一種滴定式伺服吸氧的控制方法及控制裝置。

技術實現(xiàn)要素：

本發(fā)明提供了一種滴定式伺服吸氧的控制方法及控制裝置，根據(jù)本發(fā)明的一個方面，提供了一種滴定式伺服吸氧的控制方法，其用于根據(jù)監(jiān)測用戶血氧飽和度的實時變化對吸氧濃度以及流量進行自動調(diào)節(jié)，包括：

a.獲取用戶時刻tn的動脈血氧飽和度；

b.基于所述動脈血氧飽和度d以及目標血氧飽和度c計算第一差值m；

c.判斷所述第一差值m，若所述第一差值m大于第一閾值y，執(zhí)行步驟d，若所述第一差值m小于第一閾值y，執(zhí)行步驟e；

d.在時刻tn+1，調(diào)節(jié)吸氧濃度以及吸氧流量；

e.在時刻tn+1，維持吸氧濃度以及吸氧流量不變；

f.重復步驟a至e，直至結束調(diào)節(jié)。

優(yōu)選地，在所述步驟a之前還包括步驟：實時監(jiān)測用戶的動脈血氧飽和度以及呼吸。

優(yōu)選地，所述時刻tn代表用戶每次吸氣的時刻，所述n≥1。

優(yōu)選地，所述的控制方法，其特征在于，所述時刻tn為固定間隔時長x，并滿足如下公式：x＝tn+1-tn。

優(yōu)選地，所述間隔時長的取值范圍為0≤x≤1min。

優(yōu)選地，所述第一差值m滿足如下公式：m＝d-c。

優(yōu)選地，所述步驟d包括如下步驟：

d1：對所述第一差值m進行分析；

d2；若所述第一差值m為正數(shù)，增加吸氧濃度以及吸氧流量；

d3；若所述第一差值m為負數(shù)，降低吸氧濃度以及吸氧流量。

優(yōu)選地，所述第一閾值y的取值范圍為0≤y≤1％，其中，所述第一閾值y以及第一差值m為動脈血氧飽和度的百分比數(shù)值。

優(yōu)選地，所述目標血氧飽和度的取值范圍為：90％≤c≤98％。

優(yōu)選地，吸氧流量調(diào)節(jié)的范圍為：0-20升/分。

優(yōu)選地，吸氧濃度調(diào)節(jié)的范圍為：24％-60％。

根據(jù)本發(fā)明的另一個方面，提供了一種滴定式伺服吸氧的控制裝置，包括：

脈氧飽和度監(jiān)測裝置1：用于實時獲取用戶的動脈血氧飽和度；

上位機2：用于對用戶的動脈血氧飽和度進行處理分析；

吸氧裝置3：用于調(diào)節(jié)吸氧濃度以及吸氧流量；其中，

所述上位機2分別連接所述脈氧飽和度監(jiān)測裝置1以及所述吸氧裝置3。

優(yōu)選地，所述上位機2包括：

計算模塊21：基于所述動脈血氧飽和度d以及目標血氧飽和度c計算第一差值m；

判斷模塊22：判斷所述第一差值m；

控制模塊23：控制所述吸氧裝置對所述吸氧濃度以及所述吸氧流量進行調(diào)節(jié)；其中，

所述判斷模塊22分別連接所述計算模塊21以及所述控制模塊23。

優(yōu)選地，所述吸氧裝置3為文丘里面罩。

本發(fā)明提供了一種滴定式伺服吸氧的控制方法及控制裝置，通過對患者動脈血氧飽和度進行實時監(jiān)測，并根據(jù)預設的血氧飽和度水平而自動調(diào)節(jié)文丘里面罩吸氧濃度及氧流量，本發(fā)明中用可自動調(diào)節(jié)的“滴定式”吸氧裝備代替?zhèn)鹘y(tǒng)的固定吸氧模式，克服了固定吸氧模式下不能根據(jù)患者對氧氣的需求而自動調(diào)節(jié)吸氧流量、濃度的不足。本發(fā)明結構簡單、使用方便，功能強大，具有極高的商業(yè)價值。

附圖說明

通過閱讀參照以下附圖對非限制性實施例所作的詳細描述，本發(fā)明的其它特征、目的和優(yōu)點將會變得更明顯：

圖1示出了本發(fā)明的第一具體實施方式的，一種滴定式伺服吸氧的控制方法的具體流程示意圖；

圖2示出了本發(fā)明的第一實施例的，在時刻tn+1，調(diào)節(jié)吸氧濃度以及吸氧流量的具體流程示意圖；

圖3示出了本發(fā)明的另一具體實施方式的，一種滴定式伺服吸氧的控制裝置的模塊連接示意圖；以及

圖4示出了本發(fā)明的第二實施例的，一種滴定式伺服吸氧的控制裝置的具體結構示意圖。

具體實施方式

為了更好的使本發(fā)明的技術方案清晰地表示出來，下面結合附圖對本發(fā)明作進一步說明。

圖1示出了本發(fā)明的第一具體實施方式的，一種滴定式伺服吸氧的控制方法的具體流程示意圖，具體地，包括如下步驟：

首先，進入s101，獲取用戶時刻tn的動脈血氧飽和度。所述步驟主要目的是需要測出用戶某一時刻的動脈血液飽和度，為了更好的了解用戶的身體健康狀況，從而決定是否需要進行吸氧，在一個優(yōu)選地實施例中，用戶可以通過去a醫(yī)院讓醫(yī)院醫(yī)生進行動脈抽血，在通過血液樣本化驗機來進行檢測，正常人體動脈血的血氧飽和度為98％，若檢測的結果小于或者等于這個標準的結果，就可以使用吸氧裝置，而在另一個變化例中，用戶可以自行購買血氧飽和度測試儀在家自行檢測血氧飽和度，亦可以定時去醫(yī)療衛(wèi)生站進行檢測血氧飽和度，這都不影響本發(fā)明的具體實施方案，在此不予贅述。

然后，進入步驟s102，基于所述動脈血氧飽和度d以及目標血氧飽和度c計算第一差值m。在一個優(yōu)選地實施中，在醫(yī)學上正常的人體動脈血氧飽和度指標在98％，這里將此指標設為c，然后可以通過醫(yī)學儀器，例如采光指套式光電傳感器來對人體的血氧飽和度進行測量，所述儀器只需將傳感器套在人手指上，利用手指作為盛裝血紅蛋白的透明容器，使用波長660nm的紅光和940nm的近紅外光作為射入光源，測定通過組織床的光傳導強度，來計算血紅蛋白濃度及血氧飽和度，通過儀器測出來的血氧飽和度設為d，再用用戶儀器測出的血氧飽和度d減去標準人體血氧飽和度指標c，即可得到中間的差值，所述差值設為m。

再然后，進入步驟s103，判斷所述第一差值m，若所述第一差值m大于第一閾值y，執(zhí)行步驟s104，若所述第一差值m小于第一閾值y，執(zhí)行步驟s105。所述步驟s103為判斷步驟，所述第一閾值y的取值范圍為0≤y≤1％，此步驟分為兩種情況，在第一種情況中，如果m值大于y值，相當于m值＞1％時，則按步驟s104執(zhí)行，詳細說明請參照下文s104步驟，在第二中情況中，當所述m值小于y值時，則按照步驟s105執(zhí)行，詳細說明請參照下文s105步驟，在此不予贅述。

在執(zhí)行完步驟s103，經(jīng)過判斷所述第一差值m大于第一閾值y，則進入步驟s104，在時刻tn+1，調(diào)節(jié)吸氧濃度以及吸氧流量，所述調(diào)節(jié)的方式可以是增加吸氧濃度以及吸氧流量或者減少吸氧濃度以及吸氧流量，所述第一閾值y的取值可以根據(jù)人為來設定，在一個優(yōu)選地實施例中，當用戶在t時刻測出自己的血氧飽和度小于正常的指標值時，所述伺服吸氧裝置在下一時刻會加大吸氧濃度和吸氧的流量來確定體內(nèi)的血氧飽和度到標準值，當用戶在t時刻測出自己的血氧飽和度大于正常的指標值時，所述伺服吸氧裝置在下一時刻會減少吸氧濃度和吸氧的流量來確定體內(nèi)的血氧飽和度到標準值。

而在一個具體的實施例中，所述第一閾值y為2，用戶經(jīng)過所述步驟s102中的具體實施例，測得所述動脈血氧飽和度d為95，而需要達到的目標血氧飽和度c為98，在這樣的實施例中，則經(jīng)過計算，得出所述第一差值m為3，大于第一閾值，需要對所述吸氧濃度以及吸氧流量進行調(diào)節(jié)，直至滿足第一閾值y的條件，具體地，所述調(diào)節(jié)吸氧濃度以及吸氧流量的方式可以參考圖2中示出的實施例，在此不予贅述。

進一步地，吸氧流量調(diào)節(jié)的范圍為：0-20升/分，在這樣的實施例中，所述吸氧流量可以設定為10升/分，亦可以設定為15升/分，而在其他的實施例中，還可以根據(jù)具體實施情況設定為30升/分，但這種情況較為特殊，但這并不影響本發(fā)明的具體實施方案，在此不予贅述。

進一步地，吸氧濃度調(diào)節(jié)的范圍為：24％-60％，在這樣的實施例中，所述吸氧濃度可以為25％，還可以為45％，亦或者58％，本領域技術人員理解，所述調(diào)節(jié)的因素應根據(jù)用戶個人體質以及呼吸障礙程度來進行調(diào)節(jié)。

緊接著，進入步驟s105，在時刻tn+1，維持吸氧濃度以及吸氧流量不變，所述步驟是基于步驟s103中所述第一差值m小于第一閾值y的一種情況，在一個優(yōu)選地的實施例中，當所述第一差值m小于第一閾值y時，即表示所述第一差值m在一定程度的誤差范圍內(nèi)，不需要對所述吸氧濃度以及吸氧流量進行調(diào)節(jié)，具體地，用戶經(jīng)過所述步驟s102中的具體實施例，測得所述動脈血氧飽和度d為97.9，而需要達到的目標血氧飽和度c為98，進一步地，所述第一閾值y為0.2，則經(jīng)過計算，得出所述第一差值m為0.1，小于第一閾值，則不需要對所述吸氧濃度以及吸氧流量進行調(diào)節(jié)。

在本步驟s105中的tn+1時刻是指用戶每隔一定的時間進行吸氧，在一個優(yōu)選地實施例中，所述時刻tn為固定間隔時長x，并滿足如下公式：x＝tn+1-tn，其中，所述間隔時長的取值范圍為0≤x≤1min，即所述x為某一固定時刻的取值，可以為1分鐘，也可以為5分鐘，還可以為30秒，在步驟s101中，在時刻tn獲取用戶的動脈血氧飽和度，并在步驟s104的時刻tn+1對吸氧濃度以及吸氧流量進行調(diào)節(jié)。

而在另一個實施例中，所述時刻tn代表用戶每次吸氣的時刻，所述n≥1。在這樣實施例中，所述時刻t1代表用戶第一次吸氣的時刻，所述時刻t2代表用戶第二次吸氣的時刻，即每當用戶進行吸氣的時刻，執(zhí)行步驟s104。

最后，進入步驟s106，重復步驟s101至s105，直至結束調(diào)節(jié)，所述步驟目的是為了確保用戶的血氧飽和度保持健康的狀態(tài)，所述步驟s101至步驟s105可以參考前述中的步驟s101至步驟s105，在此不予贅述。

圖2示出了本發(fā)明的第一實施例的，在時刻tn+1，調(diào)節(jié)吸氧濃度以及吸氧流量的具體流程示意圖，具體地，包括如下步驟：

首先，進入步驟s201，對所述第一差值m進行分析，對所述第一差值m分析主要目的是為了通過所述第一差值m的正負情況，來決定對所述吸氧濃度以及吸氧流量進行增加或者降低操作，在一個優(yōu)選地實施例中，用戶自己通過指甲式血氧儀來測量血氧飽和度，當用戶測出的指數(shù)為95％的血氧飽和度，此指標小于標準的血氧飽和度98％，這時則需要在下個吸氧時刻加大吸氧的流量以及吸氧濃度，若用戶自己測出的血氧飽和度為99％，大于標準的血氧飽和度98％，則表明用戶體內(nèi)的血氧飽和度處于過剩狀態(tài)，則需要降低所述吸氧的流量以及吸氧濃度。

在這樣的實施例中，所述第一差值m滿足公式m＝d-c，其中，所述m為第一差值，所述d為動脈血氧飽和度，所述c為目標動脈血氧飽和度，結合上述實施例，當用戶測出的指數(shù)為95％的血氧飽和度，此指標小于標準的血氧飽和度98％，則得出第一差值m為-3，執(zhí)行步驟s203，若用戶自己測出的血氧飽和度為99％，大于標準的血氧飽和度98％，則得出第一差值m為1，則執(zhí)行步驟s202。

然后，進入步驟s202，若所述第一差值m為正數(shù)，降低吸氧濃度以及吸氧流量。上述步驟s201中已經(jīng)詳細的解釋第一差值m的計算方式，所述m值為正數(shù)則代表用戶血氧飽和濃度小于標準血氧飽和濃度指標，則需要在下一時刻加大吸氧濃度以及吸氧流量，吸氧濃度的調(diào)節(jié)范圍為：24％-60％根據(jù)個人需要進行調(diào)節(jié)，吸氧流量調(diào)節(jié)的范圍為：0-20升/分，根據(jù)個人需要進行調(diào)節(jié)，在一個選優(yōu)地實施例中，若用戶a通過指甲式血氧儀測得的血氧飽和度為99.5％，而標準的血氧飽和度為98％，這時用戶可以調(diào)節(jié)下次呼吸時的吸氧濃度及吸氧流量，此時調(diào)節(jié)的方式可以大致分為兩種，其1，用戶可在下個呼吸時刻急速的降低吸氧濃度及吸氧流量，例如吸氧流量從18升/分降低直接降低到3升/分，吸氧濃度從58％直接降低到28％；其2，用戶可以在下個呼吸時刻勻速的降低吸氧濃度及吸氧流量，例如每個呼吸時刻，吸氧流量降低1升/分，直到降低到3升/分時停止，每個呼吸時刻，吸氧濃度降低5％，直到降低到28％時停止，用戶亦可以按照自己的身體狀況來降低吸氧濃度及吸氧流量，這都不影響本發(fā)明的具體實施方案，在此不予贅述。

最后，進入步驟s203，若所述第一差值m為負數(shù)，增加吸氧濃度以及吸氧流量，所述第一差值m為負數(shù)，表明用戶的血氧飽和度未達到標準的血氧飽和度，從而需要增加吸氧濃度及吸氧流量，在一個優(yōu)選地實施中，若用戶通過指甲式血氧儀測得的血氧飽和度為92％，而標準的血氧飽和度為98％，這時用戶可以調(diào)節(jié)下次呼吸時的吸氧濃度及吸氧流量，此時調(diào)節(jié)的方式可以大致分為兩種，其1，用戶可在下個呼吸時刻急速的增加吸氧濃度及吸氧流量，例如吸氧流量從5升/分降低直接增加到15升/分，吸氧濃度從24％直接增加到48％；其2，用戶可以在下個呼吸時刻勻速的增加吸氧濃度及吸氧流量，例如每個呼吸時刻，吸氧流量增加1升/分，直到降低到15升/分時停止，每個呼吸時刻，吸氧濃度增加5％，直到增加到48％時停止，用戶亦可以按照自己的身體狀況來增加吸氧濃度及吸氧流量，這都不影響本發(fā)明的具體實施方案，在此不予贅述。

圖3示出了本發(fā)明的另一具體實施方式的，一種滴定式伺服吸氧的控制裝置的模塊連接示意圖。所述控制裝置包括脈氧飽和度監(jiān)測裝置，上位機，吸氧裝置，計算模塊，判斷模塊以及控制模塊。

進一步地，所述脈搏血氧飽和度監(jiān)測裝置由時鐘及時序控制電路、驅動電路、傳感器及信號放大器、信號分離電路、a/d轉換器、微機系統(tǒng)組成，所述脈搏血氧飽和度監(jiān)測裝置是與上位機相連接，通過傳感器接受到監(jiān)測出的血氧飽和度的模擬前級信號，在通過a/d轉換器將前級模擬信號轉換為數(shù)字信號，微機系統(tǒng)進行數(shù)據(jù)采集以及數(shù)據(jù)處理，顯示血氧飽和度和脈搏的測量值然后傳輸在上位機屏幕上。

進一步地，所述控制裝置包括了上位機，所述上位機是指可以直接發(fā)出操控命令的計算機，屏幕上顯示各種信號變化，在所述滴定式伺服吸氧的裝置上主要用于處理用戶每次呼吸后的血氧飽和度的數(shù)據(jù)，從而對其數(shù)據(jù)進行分析，能更直觀的顯示用戶的血氧飽和度狀態(tài)。

進一步地，所述上位機包含了計算模塊，判斷模塊以及控制模塊，通過所述脈氧飽和度監(jiān)測裝置監(jiān)測到的用戶的實時血氧飽和度，計算模塊會計算出第一差值m，進一步地，判斷模塊會分析第一差值m的數(shù)據(jù)，將所述判斷模塊分析之后的數(shù)據(jù)傳輸?shù)娇刂颇K，根據(jù)第一差值m的數(shù)據(jù)，控制模塊會相對應的調(diào)整呼吸裝置的吸氧量以及吸氧濃度。

本領域技術人員理解，所述控制裝置包括了脈氧飽和度監(jiān)測裝置，在一個優(yōu)選地實施例中，所述脈氧飽和度監(jiān)測裝置可以是指甲式血氧儀，利用手指作為盛裝血紅蛋白的透明容器，使用波長660nm的紅光和940nm的近紅外光作為射入光源，測定通過組織床的光傳導強度，來計算血氧飽和度，從而獲得用戶的實時血氧飽和度。

進一步地，所述控制裝置包括了吸氧裝置，所述吸氧裝置通過上述脈氧飽和度監(jiān)測裝置檢測到用戶實時的血氧飽和度，以及上位機分析的血氧數(shù)據(jù)，來對用戶的供氧需求進行調(diào)節(jié)的裝置，目的是為了能讓用戶的血氧飽和度穩(wěn)定在標準值的范圍之內(nèi)。

所述吸氧裝置為文丘里面罩，文丘里面罩是根據(jù)文丘里(venturi)原理制成，即氧氣經(jīng)狹窄的孔道進入面罩時在噴射氣流的周圍產(chǎn)生負壓，攜帶一定量的空氣從開放的邊緣流入面罩，面罩邊縫的大小改變空氣與氧的比率，這樣更好的控制了空氣與氧的比例。

進一步地，所述控制裝置包括了計算模塊，所述計算模塊是計算用戶血氧飽和度與標準血氧飽和度的第一差值m，在一個優(yōu)選地實施中，用戶去醫(yī)院檢測血氧飽和度，用戶帶上指甲式血氧儀，進行一次呼吸，這時上位機屏幕上顯示出的a用戶的血氧飽和度為95％，與目標血氧飽和度差值為-3，所述計算模塊計算出于標準血氧飽和度差值。

進一步地，所述控制裝置包括了判斷模塊，所述判斷模塊判斷所述第一差值m，本領域技術人員理解，對于所述第一差值m的判斷其目的是更好的掌握用戶血氧飽和度的狀態(tài)，從而對吸氧裝置進行調(diào)節(jié)。

進一步地，所述控制裝置還包括控制模塊，控制所述吸氧裝置對所述吸氧濃度以及所述吸氧流量進行調(diào)節(jié)，其目的是根據(jù)用戶的身體需要來進行適度的調(diào)節(jié)，根據(jù)上述上位機對動脈血氧飽和度進行處理分析，來增加或者減少供氧量。

圖4示出了本發(fā)明的第二實施例的，一種滴定式伺服吸氧的控制裝置的具體結構示意圖，具體地，本發(fā)明提供了一種滴定伺服吸氧的控制方法及控制裝置，通過所述脈氧飽和度監(jiān)測裝置可以實時監(jiān)測用戶時刻tn的動脈血氧飽和度，基于用戶實時的血氧飽和度，通過計算模塊，計算出用戶實時的血氧飽和度于目標血氧飽和度的第一差值m，通過判斷模塊對第一差值m進行數(shù)據(jù)分析，若所述第一差值m大于閾值y則通過控制模塊對吸氧裝置進行吸氧濃度和吸氧流量的調(diào)節(jié)，若所述第一差值m在閾值y內(nèi)則保持當前吸氧濃度以及吸氧流量不變，最后重復上述步驟，直到用戶血氧飽和度達到標準值。

更為具體地，本發(fā)明中用可自動調(diào)節(jié)的“滴定式”吸氧裝備代替?zhèn)鹘y(tǒng)的固定吸氧模式，克服了固定吸氧模式下不能根據(jù)患者對氧氣的需求而自動調(diào)節(jié)吸氧流量/濃度這一不足。在本發(fā)明中，由動脈血氧飽和度監(jiān)測指套對患者的動脈血氧進行實時監(jiān)測，將數(shù)據(jù)傳入上位機并對信號進行接收和整合后，根據(jù)實際與目標血氧之間的差值將氧氣需求指令下傳到吸氧調(diào)節(jié)裝置，最終對吸氧流量及濃度進行實時調(diào)節(jié)。在一個優(yōu)選地實施例中，如果實際血氧飽和度＜目標血氧飽和度，增加吸氧流量/濃度；反之降低吸氧流量/濃度。

由于患者的血氧狀態(tài)是不斷變化的，系統(tǒng)會根據(jù)每個呼吸中測得的血氧飽和度，利用滴定法則對每個新的呼吸周期的氧氣需求進行計算、更新，并得出下一個呼吸周期所需的吸氧流量/濃度?？傊?，伺服吸氧模式能為患者提供最佳的、最安全的吸氧流量及濃度，且操作簡單，極大地減輕了醫(yī)務工作者的工作量，避免了傳統(tǒng)固定流量/濃度的吸氧模式所致的患者供氧不足或過度的情況。

更進一步地，吸氧裝置為可自動調(diào)節(jié)流量的吸氧系統(tǒng)。其受上位機輸出的信號調(diào)控，可根據(jù)所監(jiān)測的患者血氧飽和度的實時變化，及時對吸氧流量/濃度進行自動調(diào)節(jié)。該伺服吸氧系統(tǒng)需設置的參數(shù)如下：目標血氧飽和度：如94％，吸氧的流量調(diào)節(jié)范圍：0-20升/分，吸氧濃度：24％-60％。給氧規(guī)則如下：采取“滴定式”給氧，即患者實際血氧飽和度低于目標血氧飽和度時，每分鐘上調(diào)吸氧流量1升/分，同時上調(diào)氧濃度(將文丘里刻度上調(diào)一格)；反之，若患者實際血氧飽和已接近、達到甚至大于目標血氧飽和度時，逐級下調(diào)吸氧濃度及吸氧流量(調(diào)整方法同前)；直至血氧飽和度達到目標終點，維持當前吸氧流量及濃度不變。

以上對本發(fā)明的具體實施例進行了描述。需要理解的是，本發(fā)明并不局限于上述特定實施方式，本領域技術人員可以在權利要求的范圍內(nèi)做出各種變形或修改，這并不影響本發(fā)明的實質內(nèi)容。