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CN116236178A - 一种新生儿自主呼吸频率监测方法及系统 - Google Patents

一种新生儿自主呼吸频率监测方法及系统 Download PDF

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CN116236178A
CN116236178A CN202211660968.8A CN202211660968A CN116236178A CN 116236178 A CN116236178 A CN 116236178A CN 202211660968 A CN202211660968 A CN 202211660968A CN 116236178 A CN116236178 A CN 116236178A
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CN
China
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pressure
time
pressure value
spontaneous breathing
value
Prior art date
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Pending
Application number
CN202211660968.8A
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English (en)
Inventor
焦金鑫
李凯
Current Assignee (The listed assignees may be inaccurate. Google has not performed a legal analysis and makes no representation or warranty as to the accuracy of the list.)
Beijing Aeonmed Co Ltd
Original Assignee
Beijing Aeonmed Co Ltd
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Publication date
Application filed by Beijing Aeonmed Co Ltd filed Critical Beijing Aeonmed Co Ltd
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    • A61—MEDICAL OR VETERINARY SCIENCE; HYGIENE
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    • A61B5/08—Measuring devices for evaluating the respiratory organs
    • A61B5/0816—Measuring devices for examining respiratory frequency
    • Y—GENERAL TAGGING OF NEW TECHNOLOGICAL DEVELOPMENTS; GENERAL TAGGING OF CROSS-SECTIONAL TECHNOLOGIES SPANNING OVER SEVERAL SECTIONS OF THE IPC; TECHNICAL SUBJECTS COVERED BY FORMER USPC CROSS-REFERENCE ART COLLECTIONS [XRACs] AND DIGESTS
    • Y02—TECHNOLOGIES OR APPLICATIONS FOR MITIGATION OR ADAPTATION AGAINST CLIMATE CHANGE
    • Y02A—TECHNOLOGIES FOR ADAPTATION TO CLIMATE CHANGE
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Abstract

本发明属于呼吸机技术领域，尤其涉及一种新生儿自主呼吸频率监测方法及系统。该方法包括：间隔设定时间通过腹部呼吸传感器获取被检测者压力值；经低通滤波器处理后，对符合第一要求的压力值进行存储；对达到设定数量N的存储压力值求取平均值；根据平均值，提取符合第二要求的n个压力值及对应时间；由对应时间计算得到被检测者的自主呼吸频率。本发明考虑到新生儿多采用腹式呼吸，根据腹部起伏对传感器产生压力的变化会消除误触发或不触发的影响，从而达到监测准确的目的。

Description

一种新生儿自主呼吸频率监测方法及系统
技术领域
本发明属于呼吸机技术领域，尤其涉及一种新生儿自主呼吸频率监测方法及系统。
背景技术
呼吸机是一种能代替、控制或改变人的正常生理呼吸，增加肺通气量，改善呼吸功能，减轻呼吸功消耗，节约心脏储备能力的装置。呼吸机有多种通气方式，PEEP(PositiveEnd Expiratory Pressure，呼气末正压通气)是其中的一种，它是在间歇正压通气的前提下，使呼气末气道内保持一定压力，在治疗呼吸窘迫综合征、非心源性肺水肿、肺出血时起重要作用。
呼吸频率是呼吸机通气控制过程中的重要监测参数，表示每分钟呼吸的次数，是重要的生命体征之一。呼吸机通气时会对患者的自主呼吸频率进行监测，当前呼吸机设备都是采用呼吸时压力或流量的变化来判断是否触发吸气去计算自主呼吸频率。
由于新生儿呼吸中枢调节功能不全，呼吸肌发育不完善，呼吸主要依靠膈肌运动，以腹式呼吸为主而胸廓运动较浅。用上述方式监测会出现一定误差，而判断腹部的起伏是很有必要的一种监测方式。
目前使用较多的自主呼吸监测方法通常利用流量或压力的变化来判断是否触发吸气，该检测方法的具体流程为：
1)根据设置的流量或压力的阈值判断是否有吸气触发；
2)每次触发吸气后，将当前时间存入5个元素的数组；
3)计算5个呼吸周期的总时间；
4)最后用5个呼吸周期的总时间计算出1分钟内的呼吸频率。
该检测方法主要根据是否出现吸气触发来计算呼吸频率，而对于流量或压力的触发需要医生自主根据新生儿呼吸的强弱去设置触发阈值，并且在出现呼吸压力或流量不均匀时，对设置触发阈值要求很严格，会出现误触发或不触发现象。
发明内容
本发明的目的在于克服现有技术缺陷，提出了一种新生儿用腹部呼吸传感器对自主呼吸频率的监测方法。
为了实现上述目的，本发明提出了一种新生儿用腹部呼吸传感器对自主呼吸频率的监测方法，所述方法包括：
间隔设定时间通过腹部呼吸传感器获取被检测者压力值；
经低通滤波器处理后，对符合第一要求的压力值进行存储；
对达到设定数量N的存储压力值求取平均值；
根据平均值，提取符合第二要求的n个压力值及对应时间；
由对应时间计算得到被检测者的自主呼吸频率。
作为上述方法一种改进，所述间隔设定时间为ms级。
作为上述方法一种改进，所述对符合第一要求的压力值进行存储；具体包括：
判断当前的压力值与前一个压力值是否相等，如果不相等则存储该压力值及对应的获取时间，否则不存储。
作为上述方法一种改进，所述设定数量N为1000。
作为上述方法一种改进，所述根据平均值，提取符合第二要求的n个压力值及对应时间；具体包括：遍历存储的每个压力值，分别提取
Figure BDA0004013880290000021
个小于压力平均值的压力值，以及/>
Figure BDA0004013880290000022
个大于压力平均值的压力值，存储上述n个压力值以及对应时间。
作为上述方法一种改进，所述由对应时间计算得到被检测者的自主呼吸频率；具体包括：
根据存储的n个压力值的对应时间，分别计算相邻数据的时间差，得到n-1个时间差，求取上述时间差的平均值，根据时间差的平均值作为相邻两个呼吸周期的时间，求得被检测者的呼吸频率。
另一方面，本发明提出了一种新生儿用腹部呼吸传感器对自主呼吸频率的监测系统，其特征在于，所述系统包括：
压力值获取模块，用于间隔设定时间通过腹部呼吸传感器获取被检测者压力值；
存储模块，用于经低通滤波器处理后，对符合第一要求的压力值进行存储；
平均值计算模块，用于对达到设定数量N的存储压力值求取平均值；
提取模块，用于根据平均值，提取符合第二要求的n个压力值及对应时间；
计算输出模块，用于由对应时间计算得到被检测者的自主呼吸频率。
与现有技术相比，本发明的优势在于：
1、本发明考虑到新生儿多采用腹式呼吸，根据腹部起伏对传感器产生压力的变化会消除误触发或不触发的影响，从而达到监测准确的目的；
2、本发明的方法通过腹部起伏采样到的压力变化可以很好的降低误触发或不触发的问题。
附图说明
图1是本发明的方法存储部分流程图；
图2是本发明的方法计算部分流程图。
具体实施方式
下面结合附图和实施例对本发明的技术方案进行详细的说明。
实施例1
本发明的实施例1提出了一种新生儿用腹部呼吸传感器对自主呼吸频率的监测方法，所述方法包括：
间隔设定时间通过腹部呼吸传感器获取被检测者压力值；
经低通滤波器处理后，对符合第一要求的压力值进行存储；
对达到设定数量N的存储压力值求取平均值；
根据平均值，提取符合第二要求的n个压力值及对应时间；
由对应时间计算得到被检测者的自主呼吸频率。
具体步骤包括：
将腹部呼吸传感器探头贴合于被被检测者腹部，通过压力传感器采样得到腹部压力的变化。首先每5毫秒记录一个通过IIC(集成电路总线)通信采集到的压力数值，每次记录压力数值时，先对压力数值做低通滤波，并舍弃掉与前一个压力数值相等的数值压力，滤波后将压力值存入1000个元素的数组s_PressureValueArr[1000]及压力值对应的时间存入数组s_PressureTime[1000]中。
考虑到处理芯片存储量有限，并且每5ms采样一次压力，所以定义1000个元素的数组存储压力值，将1000个压力值取平均值，然后遍历数组s_PressureValueArr[1000]取当前压力值满足前10个压力数值小于平均压力值并且后10个压力数值大于平均压力值，并记录满足条件的压力值所对应的时间，并将时间存入数组s_SubTime[20]中，以及对应满足条件的压力值的个数s_TimeCount，最后将s_SubTime[20]数组中存入的时间数值取时间的差值作为呼吸周期的时间，并取时间差值的平均值计算呼吸频率。
实施例2
本发明的实施例2提出了一种新生儿自主呼吸频率监测系统，基于实施例1的方法实现，该系统包括：
压力值获取模块，用于间隔设定时间通过腹部呼吸传感器获取被检测者压力值；
存储模块，用于经低通滤波器处理后，对符合第一要求的压力值进行存储；
平均值计算模块，用于对达到设定数量N的存储压力值求取平均值；
提取模块，用于根据平均值，提取符合第二要求的n个压力值及对应时间；和
计算输出模块，用于由对应时间计算得到被检测者的自主呼吸频率。
验证效果：
将新生儿小儿呼吸机设置为NCPAP(经鼻持续气道正压通气模式)模式，设置CPAP(持续气道正压)＝10cmH2O，连接气流发生装置，调节频率，对比本发明的方法与现有技术的频率监测，如下表所示。
设置频率值 本方法监测频率值 现有方法监测频率值
5 5 5
30 30 30
60 60 61
120 121 125
根据两种方法的数值比较，可见本方法对于频率监测有更为准确的监测值，与实际的呼吸频率更接近，同时也可以很好的避免误采样的情况。
最后所应说明的是，以上实施例仅用以说明本发明的技术方案而非限制。尽管参照实施例对本发明进行了详细说明，本领域的普通技术人员应当理解，对本发明的技术方案进行修改或者等同替换，都不脱离本发明技术方案的精神和范围，其均应涵盖在本发明的权利要求范围当中。

Claims (7)

1.一种新生儿自主呼吸频率监测方法，所述方法包括：
间隔设定时间通过腹部呼吸传感器获取被检测者压力值；
经低通滤波器处理后，对符合第一要求的压力值进行存储；
对达到设定数量N的存储压力值求取平均值；
根据平均值，提取符合第二要求的n个压力值及对应时间；
由对应时间计算得到被检测者的自主呼吸频率。
2.根据权利要求1所述的新生儿自主呼吸频率监测方法，其特征在于，所述间隔设定时间为ms级。
3.根据权利要求1所述的新生儿自主呼吸频率监测方法，其特征在于，所述对符合第一要求的压力值进行存储；具体包括：
判断当前的压力值与前一个压力值是否相等，如果不相等则存储该压力值及对应的获取时间，否则不存储。
4.根据权利要求1所述的新生儿自主呼吸频率监测方法，其特征在于，所述设定数量N为1000。
5.根据权利要求1所述的新生儿自主呼吸频率监测方法，其特征在于，所述根据平均值，提取符合第二要求的n个压力值及对应时间；具体包括：遍历存储的每个压力值，分别提取
Figure FDA0004013880280000011
个小于压力平均值的压力值，以及/>
Figure FDA0004013880280000012
个大于压力平均值的压力值，存储上述n个压力值以及对应时间。
6.根据权利要求1所述的新生儿自主呼吸频率监测方法，其特征在于，所述由对应时间计算得到被检测者的自主呼吸频率；具体包括：
根据存储的n个压力值的对应时间，分别计算相邻数据的时间差，得到n-1个时间差，求取上述时间差的平均值，根据时间差的平均值作为相邻两个呼吸周期的时间，求得被检测者的呼吸频率。
7.一种新生儿自主呼吸频率监测系统，其特征在于，所述系统包括：
压力值获取模块，用于间隔设定时间通过腹部呼吸传感器获取被检测者压力值；
存储模块，用于经低通滤波器处理后，对符合第一要求的压力值进行存储；
平均值计算模块，用于对达到设定数量N的存储压力值求取平均值；提取模块，用于根据平均值，提取符合第二要求的n个压力值及对应时间；和
计算输出模块，用于由对应时间计算得到被检测者的自主呼吸频率。
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