本發(fā)明涉及醫(yī)療器械技術(shù)領(lǐng)域，尤其涉及智能節(jié)氧輸氧器及其輸氧方法。

背景技術(shù)：

吸氧是臨床上常用的治療手段，對患者搶救患者尤其重要。準確高效的吸氧是搶救和治療患者生命的有效手段，是提高患者生存率和生活質(zhì)量的主要因素。目前，人們設計和使用輸氧氣種類多，臨床上普遍使用，有些家庭也常備小型輸氧器。

氧氣是人類生存必備的物質(zhì)。正常人體每分鐘耗氧量在0.25-0.30升，其中大腦耗氧占25％，心臟耗氧占15％以上，一旦缺氧，首受其害的是大腦和心臟。大腦缺氧數(shù)秒就會躁動不安，嚴重缺氧就會引起中樞抑制，共濟失調(diào)、腦水腫，無氧4分鐘細胞就會發(fā)生不可逆轉(zhuǎn)的壞死，出現(xiàn)意識障礙、抽搐、昏迷、死亡等，嚴重危害人體健康和生命。

吸氧搶救患者的必要和重要的治療手段，是必不可少的治療，而氧氣的制作是高耗能、高污染，高成本，因此節(jié)氧，減少能源、減少能耗、減少碳的排放，保護環(huán)境和減少開支是非常必要的。

人的呼吸分為呼氣期和吸氣期，兩者時間比為2:1。呼氣時吸氧是無效的，只有在吸氣時輸氧才能使氧氣進入肺泡，與血液中的血紅蛋白結(jié)合輸入到全身細胞?，F(xiàn)有的吸氧器主要缺點是在呼氣期和吸氣期全程輸氧，不僅浪費了2/3的氧氣，而且還妨礙呼氣期呼氣。長時間不間斷的輸氧造成患者粘膜干燥、出血等。

技術(shù)實現(xiàn)要素：

為了克服現(xiàn)有技術(shù)的不足，本發(fā)明的目的之一在于提供一種智能節(jié)氧輸氧器，其根據(jù)呼吸氣流傳感器和血氧飽和度檢測器的監(jiān)測信息調(diào)節(jié)電控閥的開度，達到節(jié)氧節(jié)能環(huán)保的目的。

為實現(xiàn)上述目的，本方案采取的技術(shù)方案是：

智能節(jié)氧輸氧器，其包括：

呼吸氣流傳感器，用于監(jiān)測鼻孔的呼氣和吸氣信息；

血氧飽和度檢測器，用于監(jiān)測血氧飽和度信息；

輸氧管；

氣體流量計，其安裝于輸氧管上，用于監(jiān)測輸氧管的出氧量；

電控閥，其安裝于輸氧管上，用于調(diào)節(jié)輸氧管的出氧量；

控制器，用于接收呼吸氣流傳感器以及血氧飽和度檢測器的監(jiān)測信息并根據(jù)所述監(jiān)測信息通過電控閥調(diào)節(jié)輸氧管中的出氧量。

所述智能節(jié)氧輸氧器進一步包括一顯示屏，所述氣體流量計的輸出端連接至控制器，所述控制器的其中一輸出端連接至該顯示屏，以將所述血氧飽和度信息和出氧量信息在該顯示屏上顯示。

所述智能節(jié)氧輸氧器進一步包括一胸腹部呼吸運動傳感器，所述胸腹部呼吸運動傳感器通過控制器與電控閥相連，以用于監(jiān)測呼吸運動信息并根據(jù)所述呼吸運動信息通過電控閥調(diào)節(jié)輸氧管中的出氧量。

所述智能節(jié)氧輸氧器進一步包括一報警器，所述報警器連接于控制器的另一輸出端，用于在呼氣或吸氣信息為零、或者呼吸運動信息為零、或者血氧飽和度信息下降明顯時發(fā)出報警信號。

所述電控閥為比例電磁閥。

所述呼吸氣流傳感器為溫度傳感器或壓力傳感器。

本發(fā)明的目的之二在于提供一種輸氧方法，其根據(jù)呼吸氣流傳感器以及血氧飽和度檢測器的監(jiān)測信息在知識庫中查詢最佳供氧量，再通過模糊PID算法獲得最優(yōu)選的出氧量，以達到節(jié)氧節(jié)能環(huán)保的目的，其實現(xiàn)方案為：

一種輸氧方法，應用于上述的智能節(jié)氧輸氧器，其包括以下步驟：

根據(jù)呼吸氣流傳感器或/和血氧飽和度檢測器的監(jiān)測信息在知識庫中查詢最佳供氧量，再將所述最佳供氧量與輸氧管的實際出氧量相結(jié)合，通過模糊推理機獲得最佳的PID調(diào)節(jié)控制參數(shù)后輸出一控制信號，該控制信號用于通過電控閥控制輸氧管內(nèi)的氧氣流量。

所述知識庫包括測試數(shù)據(jù)以及根據(jù)所述測試數(shù)據(jù)獲得進行供氧試驗獲得的數(shù)據(jù)庫以及不同使用者在所述測試數(shù)據(jù)下的實際供氧數(shù)據(jù)庫；

所述測試數(shù)據(jù)為以下中的至少一種：

呼氣和吸氣信息；

血氧飽和度信息；

呼吸運動信息。

當所述測試數(shù)據(jù)為呼氣和吸氣信息、血氧飽和度信息以及呼吸運動信息中的一種時，所述知識庫按照相應測試數(shù)據(jù)一定的間隔下形成的一維表進行查詢最佳供氧量。

當所述測試數(shù)據(jù)為呼氣和吸氣信息、血氧飽和度信息以及呼吸運動信息中的二種或多種時，所述知識庫按照相應測試數(shù)據(jù)占有的權(quán)重查詢最佳供氧量。

相比現(xiàn)有技術(shù)，本發(fā)明的有益效果在于：

1、節(jié)約2/3的氧氣。正常情況下，人的呼吸時間是吸氣的2倍。傳統(tǒng)的吸氧方式是呼吸和吸氣都在輸氧，而呼氣時輸氧是浪費氧氣。本發(fā)明輸氧器僅在吸氣時輸氧，大大節(jié)省氧氣。

2、提高吸氧可靠性和安全性。本輸氧器監(jiān)測患者呼吸狀況，在以下三種情況下本儀器發(fā)出警告：一是患者呼吸衰竭危機情況，需要搶救；二是患者呼吸道因分泌物等原因?qū)е伦枞?，需要吸痰等清理呼吸道；三是吸氧管脫落或者放置不當影響吸氧，需要重新放置。通過以上功能，提高吸氧的可靠性和保護患者安全。

3、提高吸氧的舒適性，減少副作用。傳統(tǒng)的持續(xù)輸氧會導致局部粘膜干燥損傷，本輸氧器呼氣時停止輸氧，是呼氣時濕潤和溫暖局部粘膜。同時停止呼氣時的反方向輸氧氣流可以使患者呼吸更順暢。

附圖說明

圖1為本發(fā)明智能節(jié)氧輸氧器的結(jié)構(gòu)圖；

圖2為本發(fā)明輸氧方法的控制原理圖。

圖中：10、呼吸氣流傳感器；20、血氧飽和度檢測器；30、控制器；40、輸氧管；41、進氧口；42、出氧口；50、氣體流量計；60、電控閥；70、顯示屏；80、報警器；90、胸腹部呼吸運動傳感器。

具體實施方式

下面，結(jié)合附圖以及具體實施方式，對本發(fā)明做進一步描述：

實施例

請參照圖1所示，一種智能節(jié)氧輸氧器，其包括輸氧管40、信息采集單元、控制器30、電控閥60、氣體流量計50、顯示屏70和報警器80，其中，信息采集單元至少包括用于監(jiān)測鼻孔的呼氣和吸氣信息的呼吸氣流傳感器10以及用于監(jiān)測血氧飽和度信息的血氧飽和度檢測器20，當然，還可以包括用于監(jiān)測呼吸運動信息的胸腹部呼吸運動傳感器90。

信息采集單元用于將對輸氧者(人或動物)的監(jiān)測信息發(fā)送給控制器30，控制器30根據(jù)監(jiān)測信息并根據(jù)監(jiān)測信息通過安裝于輸氧管40的電控閥60來調(diào)節(jié)輸氧管40中的出氧量(本發(fā)明中提到的出氧量或供氧量均為單位時間內(nèi)從輸氧管40的進氧口41流入至出氧口42流出的氧氣總量)，出氧量可通過安裝于輸氧管40的氣體流量計50進行監(jiān)測。同時，氣體流量計50還通過控制器30與顯示屏70連接，用于將出氧量信息在顯示屏70上顯示，顯示屏70還可實時顯示輸氧者的血氧飽和度信息。

報警器80用于在以下情況下報警：

1、輸氧者呼氣和吸氣信息為零或者胸腹呼吸運動消失，則發(fā)出報警信號，說明此時患者呼吸衰竭危機情況，需要搶救；

2、輸氧者呼氣和吸氣信息微弱或者胸腹呼吸運動減弱，則發(fā)出報警信號，說明患者呼吸道因分泌物等原因?qū)е伦枞?，需要吸痰等清理呼吸道?/p>

3、血氧飽和度信息下降明顯時，則發(fā)出報警信號，說明吸氧管脫落或者放置不當影響吸氧，需要重新放置。這里的血氧飽和度信息下降明顯是分為兩種情況，一是在單位時間內(nèi)下降的程度明顯(例如科設定單位時間下降2個百分點或其他百分點時發(fā)出報警)，二是輸氧者的血氧飽和度信息下降到低氧情況時(例如血氧飽和度下降到90％時)。

在本發(fā)明較佳的實施例中，呼吸氣流傳感器10可采用溫度傳感器(例如熱敏電阻或其他溫度傳感器)、壓力傳感器、或者其他氣流傳感器中的任一種；血氧飽和度檢測器20可采用血氧飽和度監(jiān)測儀或者指套式光電傳感器，胸腹部呼吸運動傳感器90可采用應力傳感器，例如申請?zhí)?01110405576.2的中國發(fā)明專利中公開的胸腹部呼吸運動波形傳感器等。上述各種信息采集單元與控制器30之間均可連接一信號調(diào)理電路，該信號調(diào)理電路一般包括信號放大電路以及濾波電路等。另外，電控閥60可采用比例電磁閥等由控制器控制開度的閥門。

本發(fā)明智能節(jié)氧輸氧器的輸氧方式有三種：

一是根據(jù)監(jiān)測信息直接控制電控閥60的開合。例如：可采用溫度傳感器監(jiān)測呼吸氣信息時，在吸氣(此時溫度傳感器監(jiān)測的溫度值基本等于外界溫度)時，開啟電控閥60，使得氧氣通過，在呼氣(此時溫度傳感器的監(jiān)測溫度基本等于人體溫度)時，關(guān)閉電控閥60，使得氧氣不通過。當然，為了使得測量更為準確，也可以結(jié)合其他的信息采集單元，例如血氧飽和度檢測器20和/或胸腹部呼吸運動傳感器90。

二是在控制器30中設定一定的參數(shù)，將信息采集單元(一個或多個的結(jié)合)采集到的信息與該設定的參數(shù)進行對比，從而輸出一控制信號來控制電控閥60的開度。

三是采用模糊的PID算法實現(xiàn)，具體請參照圖2所示，其是根據(jù)呼吸氣流傳感器10或/和血氧飽和度檢測器20的監(jiān)測信息在知識庫中查詢最佳供氧量，再將最佳供氧量與輸氧管40的實際出氧量相結(jié)合，通過模糊推理機獲得最佳的PID調(diào)節(jié)控制參數(shù)后輸出一控制信號，該控制信號用于通過電控閥60控制輸氧管40內(nèi)的氧氣流量。

知識庫包括測試數(shù)據(jù)以及根據(jù)測試數(shù)據(jù)獲得進行供氧試驗獲得的數(shù)據(jù)庫以及不同使用者在測試數(shù)據(jù)下的實際供氧數(shù)據(jù)庫；測試數(shù)據(jù)為以下中的至少一種：呼氣和吸氣信息；血氧飽和度信息；呼吸運動信息。其中，根據(jù)測試數(shù)據(jù)獲得進行供氧試驗獲得的數(shù)據(jù)庫為理論數(shù)據(jù)庫，不同使用者在測試數(shù)據(jù)下的實際供氧數(shù)據(jù)庫為應用數(shù)據(jù)庫，在理論數(shù)據(jù)庫上建立基于應用數(shù)據(jù)庫的學習機制(例如機器學習算法)，使得理論數(shù)據(jù)庫不斷趨于完善，進而得到最佳供氧量數(shù)據(jù)庫。

其中，當測試數(shù)據(jù)為呼氣或吸氣信息、血氧飽和度信息以及呼吸運動信息中的一種時，則知識庫按照相應測試數(shù)據(jù)一定的間隔下形成的一維表進行查詢最佳供氧量。例如，測試數(shù)據(jù)為血氧飽和度信息時，則可以設定的一維表為：[90％，90.1％)；[90.1％，90.2％)；[90.2％，90.3％)……[94％，94.1％]等，血氧飽和度均以0.1％的間隔調(diào)整。在血氧飽和度檢測器20監(jiān)測到的信息在某個區(qū)間時，則知識庫輸出相應區(qū)間對應的最佳供氧量與輸氧管40的實際出氧量相結(jié)合，通過模糊推理機獲得最佳的PID調(diào)節(jié)控制參數(shù)后輸出一控制信號，該控制信號用于通過電控閥60控制輸氧管40內(nèi)的氧氣流量。

同理，當測試為呼氣和吸氣信息、血氧飽和度信息以及呼吸運動信息中的二種或多種時，知識庫按照相應測試數(shù)據(jù)占有的權(quán)重查詢最佳供氧量。

對本領(lǐng)域的技術(shù)人員來說，可根據(jù)以上描述的技術(shù)方案以及構(gòu)思，做出其它各種相應的改變以及形變，而所有的這些改變以及形變都應該屬于本發(fā)明權(quán)利要求的保護范圍之內(nèi)。