CN111281390A - 一种可识别呼吸状态的呼吸监测装置 - Google Patents
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Abstract
本发明涉及一种具可识别呼吸状态的呼吸监测装置。将呼吸监测装置分为日间监测和夜间监测模块,更加适合实际的医疗应用,日间患者活动,可以配戴日间模块,不影响活动,且监测项目多,检测准确度高;夜间使用夜间模块,可以一方面对患者的呼吸进行监测,另一方面监测装置结构简单,轻便,不影响睡眠,而且还具有监测警报功能,无论是出现呼吸困难,还是短暂的呼吸骤停等情况,均可以及时警报。设计了独特的日间检测模块,仅仅使用一种光检测手段,就可以对呼吸的多项指标进行检测,监测的效果好,成本低;而夜间监测模块利用了电容检测的方法,检测原理简单,检测的效果好,成本低甚至可以实现一次性使用。
Description
技术领域
本发明涉及医疗器械领域,尤其涉及一种可识别呼吸状态的呼吸监测装置。
背景技术
呼吸监测仪是当前经常使用的一种医疗设备,不仅可以临床为呼吸机的使用提供一定的指导作用,而且还可以为具有呼吸骤停的患者提供夜间的监控;然而当前的装置一般体积较大,且连接线很多,监测时对患者的日常活动有影响。
申请号:201810462111.2提出一种监测呼吸状态的装置、方法及***,装置根据气流传感器监测的目标对象的呼出气流,基于呼出气流判断是否出现呼吸暂停,当出现呼吸暂停超过阈值,发出告警信息,避免长时间呼吸暂停而导致的健康问题。
申请号:201680061065.4公开了用于测量肺呼吸量的设备和方法,包括:处理器装置,用于接收检测到的一系列心脏搏动,测量一段连续搏动之间的变异性,通过该段连续搏动中的最大值和最小值来识别连续呼吸的开始和结束,识别连续呼吸之间的周期变异性的幅度,并且由此确定用于肺呼吸程度的量度的值;以及输出装置,用于生成所述用于肺呼吸程度的量度的值。上述的装置一方面体积较大,监测的项目繁多,且耗电很高,另一方面影响患者的日常活动。
发明内容
针对上述内容,为解决上述问题,提供一种可识别呼吸状态的呼吸监测装置,包括日间监测模块、夜间监测模块、智能终端和云端服务器;
所述日间监测模块包括呼吸面具、第一单向呼吸阀、第二单向呼吸阀、导出管、监测仪和比色皿;日间监测模块一方面可提供防护功能,另一方面可进行呼吸频率、呼吸深度、二氧化碳呼出效率进行监测;
夜间监测模块包括呼吸口罩和挂耳模块;夜间呼吸模块可进行呼吸频率的监测和呼吸中断的警报;
日间监测模块和夜间监测模块均可以连接至智能终端;智能终端一方面收集日间监测模块和夜间监测模块的数据,生成监测报告,另一方面将数据发送至云端服务器进行数据的分析和共享。
呼吸面具使用时可罩住口鼻,且与皮肤接触处设置弹性材料实现密封;呼吸面具上设置第一单向呼吸阀、第二单向呼吸阀,第一单向呼吸阀为单向向内的呼吸阀,仅可以使空气流入呼吸面具,第一单向呼吸阀内设置有过滤棉,过滤灰尘、细菌;第二单向呼吸阀为单向向外的呼吸阀,其仅可以使空气流出呼吸面具;第二单向呼吸阀与导出管连接;
导出管连接比色皿,且可将呼出的气体输入比色皿内底部;比色皿内设置有气体比色试剂,比色试剂可吸收二氧化碳且会随着进入的二氧化碳的增加而颜色加深;比色皿可插设在监测仪内,监测仪内对应的位置设置有光发射头和光接收头,光发射头发射光穿过比色皿之后被光接收头接收;比色试剂颜色加深使得光接收头接收的光信号强度发生变化;而呼吸在比色皿底部产生的气泡使得光接收头的光信号接收被干扰从而信号剧烈干扰;
监测仪根据光接收头接收的光信号的变化,并将其通过wifi网络发送给智能终端。
所述呼吸口罩包括口罩主体和挂绳,口罩主体正面呈长方形,两侧设置挂绳,挂绳可以挂接在挂耳模块上;呼吸口罩主体由三层材料构成,三层分别为外层、中层和内层,均可以透气;使用时外层和内层之间形成一个厚度不大于5mm的口腔;中层可以在内层和外层之间形成的空腔内随着呼吸而来回移动;
外层、内层、中层内均设置有导带材料,从而使得在外层到中层具有第一电容;中层到内层具有第二电容;第一电容和第二电容的电容值随着呼吸而不断变化;
挂绳内设置有连接外层、中层、内层的导线,当挂绳挂接在挂耳模块上时,挂耳模块内的电路可以对第一电容和第二电容进行实时的测量;测量后的信号经过滤波电路后由蓝牙模块发送至智能终端。
智能终端收集日间监测模块发送的光信号强度随时间的变化数据,然后对数据进行一阶微分后,根据一阶微分的数据超过一定阈值的时间段定义为呼气时间段,然后从日间监测模块的光信号强度随时间变化数据中筛选出呼气时间段内的数据,根据单位时间内呼气时间段出现的次数,定义呼气频率指数,根据单位时间段内呼气时间段的平均长度定义呼气深度指数,根据非呼气时间段内光信号强度的单位时间变化率定义二氧化碳排出效率指数;
智能终端收集夜间监测模块发送的第一电容和第二电容的电容值随时间的变化数据,将第一电容增大的直到第一电容减小时间段定义为吸气时间段,第二电容增大的直到第二电容减小的时间段定义为呼气时间段;智能终端根据呼气时间段和吸气时间段得到呼吸频率;当呼气时间段或者吸气时间段超过一定阈值时,发出声音警报。
智能终端将日间监测模块的呼气频率指数、呼气深度指数、二氧化碳排出效率指数以及夜间监测模块的呼吸频率数据以及警报次数生成呼吸监测报告,然后将上述数据发送至云端服务器;
云端服务器对数据进行保存,并将数据发送给医护工作者。
本发明的有益效果为:
本发明将呼吸监测装置分为日间监测和夜间监测模块,更加适合实际的医疗应用,日间患者活动,可以配戴日间模块,不影响活动,且监测项目多,检测准确度高;夜间使用夜间模块,可以一方面对患者的呼吸进行监测,另一方面监测装置结构简单,轻便,不影响睡眠,而且还具有监测警报功能,无论是出现呼吸困难,还是短暂的呼吸骤停等情况,均可以及时警报。
此外本申请设计了独特的日间检测模块,仅仅使用一种光检测手段,就可以对呼吸的多项指标进行检测,监测的效果好,成本低;而夜间监测模块利用了电容检测的方法,检测原理简单,检测的效果好,成本低甚至可以实现一次性使用。
附图说明
被包括来提供对所公开主题的进一步认识的附图,将被并入此说明书并构成该说明书的一部分。附图也阐明了所公开主题的实现,以及连同详细描述一起用于解释所公开主题的实现原则。没有尝试对所公开主题的基本理解及其多种实践方式展示超过需要的结构细节。
图1为发明整体结构示意图;
图2为本发明框架图;
图3为本发明夜间监测模块示意图;
图4为本发明日间检测模块示意图。
具体实施方式
本发明的优点、特征以及达成所述目的的方法通过附图及后续的详细说明将会明确。
实施例一种可识别呼吸状态的呼吸监测装置,包括日间监测模块、夜间监测模块、智能终端1和云端服务器2;
所述日间监测模块包括呼吸面具31、第一单向呼吸阀32、第二单向呼吸阀33、导出管34、监测仪35和比色皿36;日间监测模块一方面可提供防护功能,另一方面可进行呼吸频率、呼吸深度、二氧化碳呼出效率进行监测;
夜间监测模块包括呼吸口罩41和挂耳模块42;夜间呼吸模块可进行呼吸频率的监测和呼吸中断的警报;
日间监测模块和夜间监测模块均可以连接至智能终端1;智能终端1一方面收集日间监测模块和夜间监测模块的数据,生成监测报告,另一方面将数据发送至云端服务器2进行数据的分析和共享。
呼吸面具31使用时可罩住口鼻,且与皮肤接触处设置弹性材料实现密封;呼吸面具31上设置第一单向呼吸阀32、第二单向呼吸阀33,第一单向呼吸阀32为单向向内的呼吸阀,仅可以使空气流入呼吸面具31,第一单向呼吸阀32内设置有过滤棉,过滤灰尘、细菌;第二单向呼吸阀33为单向向外的呼吸阀,其仅可以使空气流出呼吸面具31;第二单向呼吸阀33与导出管34连接;
导出管34连接比色皿36,且可将呼出的气体输入比色皿36内底部;比色皿36内设置有气体比色试剂,比色试剂可吸收二氧化碳且会随着进入的二氧化碳的增加而颜色加深;比色皿36可插设在监测仪35内,监测仪35内对应的位置设置有光发射头37和光接收头38,光发射头37发射光穿过比色皿36之后被光接收头38接收;比色试剂颜色加深使得光接收头38接收的光信号强度发生变化;而呼吸在比色皿36底部产生的气泡使得光接收头38的光信号接收被干扰从而信号剧烈干扰;
监测仪35根据光接收头38接收的光信号的变化,并将其通过wifi网络发送给智能终端1。
所述呼吸口罩41包括口罩主体43和挂绳44,口罩主体43正面呈长方形,两侧设置挂绳44,挂绳44可以挂接在挂耳模块42上;呼吸口罩41主体由三层材料构成,三层分别为外层45、中层46和内层47,均可以透气;使用时外层45和内层47之间形成一个厚度不大于5mm的口腔;中层46可以在内层47和外层45之间形成的空腔内随着呼吸而来回移动;
外层45、内层47、中层46内均设置有导带材料,从而使得在外层45到中层46具有第一电容;中层46到内层47具有第二电容;第一电容和第二电容的电容值随着呼吸而不断变化;
挂绳44内设置有连接外层45、中层46、内层47的导线,当挂绳44挂接在挂耳模块42上时,挂耳模块42内的电路可以对第一电容和第二电容进行实时的测量;测量后的信号经过滤波电路后由蓝牙模块发送至智能终端1。
智能终端1收集日间监测模块发送的光信号强度随时间的变化数据,然后对数据进行一阶微分后,根据一阶微分的数据超过一定阈值的时间段定义为呼气时间段,然后从日间监测模块的光信号强度随时间变化数据中筛选出呼气时间段内的数据,根据单位时间内呼气时间段出现的次数,定义呼气频率指数,根据单位时间段内呼气时间段的平均长度定义呼气深度指数,根据非呼气时间段内光信号强度的单位时间变化率定义二氧化碳排出效率指数;
智能终端1收集夜间监测模块发送的第一电容和第二电容的电容值随时间的变化数据,将第一电容增大的直到第一电容减小时间段定义为吸气时间段,第二电容增大的直到第二电容减小的时间段定义为呼气时间段;智能终端1根据呼气时间段和吸气时间段得到呼吸频率;当呼气时间段或者吸气时间段超过一定阈值时,发出声音警报。
智能终端1将日间监测模块的呼气频率指数、呼气深度指数、二氧化碳排出效率指数以及夜间监测模块的呼吸频率数据以及警报次数生成呼吸监测报告,然后将上述数据发送至云端服务器2;
云端服务器2对数据进行保存,并将数据发送给医护工作者。
以上所述,仅为本发明的优选实施方式,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,可轻易想到变化或替换,都应涵盖在本发明的保护范围之内。因此,本发明的保护范围应以所述权利要求的保护范围为准。
Claims (5)
1.一种可识别呼吸状态的呼吸监测装置,包括日间监测模块、夜间监测模块、智能终端(1)和云端服务器(2);其特征在于:
所述日间监测模块包括呼吸面具(31)、第一单向呼吸阀(32)、第二单向呼吸阀(33)、导出管(34)、监测仪(35)和比色皿(36);日间监测模块一方面可提供防护功能,另一方面可进行呼吸频率、呼吸深度、二氧化碳呼出效率进行监测;
夜间监测模块包括呼吸口罩(41)和挂耳模块(42);夜间呼吸模块可进行呼吸频率的监测和呼吸中断的警报;
日间监测模块和夜间监测模块均可以连接至智能终端(1);智能终端(1)一方面收集日间监测模块和夜间监测模块的数据,生成监测报告,另一方面将数据发送至云端服务器(2)进行数据的分析和共享。
2.根据权利要求1所述的可识别呼吸状态的呼吸监测装置,其特征在于:
呼吸面具(31)使用时可罩住口鼻,且与皮肤接触处设置弹性材料实现密封;呼吸面具(31)上设置第一单向呼吸阀(32)、第二单向呼吸阀(33),第一单向呼吸阀(32)为单向向内的呼吸阀,仅可以使空气流入呼吸面具(31),第一单向呼吸阀(32)内设置有过滤棉,过滤灰尘、细菌;第二单向呼吸阀(33)为单向向外的呼吸阀,其仅可以使空气流出呼吸面具(31);第二单向呼吸阀(33)与导出管(34)连接;
导出管(34)连接比色皿(36),且可将呼出的气体输入比色皿(36)内底部;比色皿(36)内设置有气体比色试剂,比色试剂可吸收二氧化碳且会随着进入的二氧化碳的增加而颜色加深;比色皿(36)可插设在监测仪(35)内,监测仪(35)内对应的位置设置有光发射头(37)和光接收头(38),光发射头(37)发射光穿过比色皿(36)之后被光接收头(38)接收;比色试剂颜色加深使得光接收头(38)接收的光信号强度发生变化;而呼吸在比色皿(36)底部产生的气泡使得光接收头(38)的光信号接收被干扰从而信号剧烈干扰;
监测仪(35)根据光接收头(38)接收的光信号的变化,并将其通过wifi网络发送给智能终端(1)。
3.根据权利要求2所述的可识别呼吸状态的呼吸监测装置,其特征在于:
所述呼吸口罩(41)包括口罩主体(43)和挂绳(44),口罩主体(43)正面呈长方形,两侧设置挂绳(44),挂绳(44)可以挂接在挂耳模块(42)上;呼吸口罩(41)主体由三层材料构成,三层分别为外层(45)、中层(46)和内层(47),均可以透气;使用时外层(45)和内层(47)之间形成一个厚度不大于5mm的口腔;中层(46)可以在内层(47)和外层(45)之间形成的空腔内随着呼吸而来回移动;
外层(45)、内层(47)、中层(46)内均设置有导带材料,从而使得在外层(45)到中层(46)具有第一电容;中层(46)到内层(47)具有第二电容;第一电容和第二电容的电容值随着呼吸而不断变化;
挂绳(44)内设置有连接外层(45)、中层(46)、内层(47)的导线,当挂绳(44)挂接在挂耳模块(42)上时,挂耳模块(42)内的电路可以对第一电容和第二电容进行实时的测量;测量后的信号经过滤波电路后由蓝牙模块发送至智能终端(1)。
4.根据权利要求3所述的可识别呼吸状态的呼吸监测装置,其特征在于:
智能终端(1)收集日间监测模块发送的光信号强度随时间的变化数据,然后对数据进行一阶微分后,根据一阶微分的数据超过一定阈值的时间段定义为呼气时间段,然后从日间监测模块的光信号强度随时间变化数据中筛选出呼气时间段内的数据,根据单位时间内呼气时间段出现的次数,定义呼气频率指数,根据单位时间段内呼气时间段的平均长度定义呼气深度指数,根据非呼气时间段内光信号强度的单位时间变化率定义二氧化碳排出效率指数;
智能终端(1)收集夜间监测模块发送的第一电容和第二电容的电容值随时间的变化数据,将第一电容增大的直到第一电容减小时间段定义为吸气时间段,第二电容增大的直到第二电容减小的时间段定义为呼气时间段;智能终端(1)根据呼气时间段和吸气时间段得到呼吸频率;当呼气时间段或者吸气时间段超过一定阈值时,发出声音警报。
5.根据权利要求4所述的可识别呼吸状态的呼吸监测装置,其特征在于:
智能终端(1)将日间监测模块的呼气频率指数、呼气深度指数、二氧化碳排出效率指数以及夜间监测模块的呼吸频率数据以及警报次数生成呼吸监测报告,然后将上述数据发送至云端服务器(2);云端服务器(2)对数据进行保存,并将数据发送给医护工作者。
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CN112915331A (zh) * | 2021-03-01 | 2021-06-08 | 范君国 | 一种用于护理的监测*** |
CN114470671A (zh) * | 2022-02-28 | 2022-05-13 | 重庆大学 | 一种慢呼吸训练引导*** |
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