一种呼吸机能监测、调控与干预方法、装置及存储介质

本发明涉及呼吸机能监测与干预，具体涉及一种呼吸机能监测、调控与干预方法、装置及存储介质。

背景技术：

1、以慢阻肺、哮喘、osahs为代表的慢性呼吸系统疾病是世界卫生组织who定义的四大慢性病之一，慢性呼吸系统疾病死亡率高居第三，已造成居民重大疾病负担和生命价值损失。此外，虽然慢性呼吸疾病的发病率和疾病负担已与高血压、糖尿病、高脂血症等其他慢性疾病相当，但疾病认知、患者教育程度以及呼吸系统康复远不及三高慢病的普及率。呼吸控制系统包括感受器、脑内中枢控制器以及效应器等三个基本要素。各种感受器将信息传入中枢控制器，再由脑内中枢控制器整合传入信息，并将冲动传出至呼吸效应器，通过改变通气量，呼吸肌反馈性降低振动感受器传入中枢的冲动。

2、例如申请号为cn201910958763.x的中国发明专利提供了一种身心诱导装置、身心诱导方法以及存储控制程序的存储介质，它们可以减少在通过诱导目标人物遵循呼吸定时来改变目标人物的心理和身体状态时，由于呼气与吸气之间的切换定时不匹配而导致的目标人物呼吸困难。

3、申请号为cn202010907716.5的中国发明专利提出一种个体化的呼吸运动模式重建训练系统及其使用方法，其能够对受试者的呼吸运动训练给出客观评价，其对受试者所进行的训练是个体化的，其能够分析受试者呼吸运动中各模式的呼吸在整个呼吸运动中的贡献比，为重建健康的呼吸运动模式提供信息反馈。

4、申请号为cn201610210287.x的中国发明专利提供一种基于生物电信号的呼吸训练系统，通过采集所述呼吸效应器的相关表面肌电信号，配合呼吸训练(治疗)师的引导，并能以生物反馈方式有效帮助用户学习、训练、掌握并巩固正确的呼吸方法，提高呼吸训练的准确度及效率。

5、针对现有技术存在以下问题：

6、通过分析呼吸系统的基本工作原理，可以注意到呼吸反射弧是否有效工作可以成为影响呼吸健康的关键因素，但是目前缺乏一个以呼吸反射弧康复为目的监测与干预方法，使得用户在日常生活中难以自主利用意识持续地去改变自己的呼吸模式，并提高呼吸的质量。

技术实现思路

1、本发明提供一种呼吸机能监测、调控与干预方法、装置及存储介质，以解决上述背景技术中提出的问题。

2、为解决上述技术问题，本发明所采用的技术方案是：

3、一种呼吸机能监测、调控与干预方法，所述方法包括以下步骤：

4、s101、通过监测装置对目标人体的呼吸生理体征进行采集；

5、s102、建立呼吸生理体征模态的函数关系，基于函数关系和上一步骤采集的呼吸生理体征，对目标人体呼吸机能进行评价；

6、s103、基于上一步骤的评价结果判断目标人体呼吸机能与呼吸机能康复目标的差距，将判断结果作为干预装置的输入；

7、s104、干预装置根据判断结果的输入，基于呼吸生理学的系统性原理，产生三类干预信号，以分别调整外源性驱动、刺激大脑皮质以及刺激呼吸效应器(以下称呼吸效应器)，从而以系统动力学实现行为性神经和自主性神经的主被动协同工作，促使呼吸反射弧康复，返回执行步骤s101，直至目标人体呼吸机能达到健康水平。

8、本发明技术方案的进一步改进在于：监测装置包括生物标记识别子机构和生物标记处理子机构，步骤s101具体包括以下步骤：

9、s201、生物标记识别子机构根据预设指令采集目标人体的呼吸生理体征信号，所述呼吸生理体征信号包括声音信号、电流信号、图像信号、加速度信号、温度信号、光电信号中的一种或多种；

10、s202、生物标记处理子机构对生物标记识别子机构采集的信号进行处理并生成相应的呼吸生理体征数据。

11、本发明技术方案的进一步改进在于：监测装置还包括数据处理与存储子机构、效果评估子机构，步骤s102具体包括以下步骤：

12、s301、数据处理与存储子机构获取生物标记处理子机构生成的呼吸生理体征数据并进行存储；

13、s302、效果评估子机构建立呼吸生理体征模态的函数关系，所述函数关系包括：f1(声音)＝鼾声、f2(图像)＝腹肌形态、f3(温度)＝腹肌动作、f4(震动)＝腹肌动作、f5(电流)＝腹肌动作、f6(光电)＝血氧浓度、f7(震动)＝心率、f8(光电)＝二氧化碳浓度、f9(光电)＝氢离子浓度；

14、s303、效果评估子机构根据上一步骤建立的呼吸生理体征模态的函数关系，建立多模态的呼吸机能评价函数；

15、s304、呼吸机能评价函数以数据处理与存储子机构存储的最新呼吸生理体征数据作为网络模型的输入，网络模型输出一系列目标人体可理解的评价数据。

16、本发明技术方案的进一步改进在于：步骤s103中，基于网络模型的输出计算评价数据m与呼吸机能康复目标g之间的差距值delta，表示为delta＝f(m,g)，f(m,g)表示计算函数，将差距值delta传输给干预装置作为输入。

17、本发明技术方案的进一步改进在于：干预装置包括干预模式配置模块和模式输出模块，干预模式配置模块包括意识干预模块和方法干预模块，模式输出模块包括非入侵式大脑意识控制模块、外源性驱动模块和呼吸效应器控制模块，步骤s104具体包括以下步骤：

18、s401、干预模式配置模块接收到目标人体的呼吸生理体征监测数据和效果评估子机构输出的智能辅助诊断指令后开始工作，输出意识干预模式的配置结果i1和方法干预模式的配置结果i2作为模式输出模块的输入，意识干预模式的配置结果包括至少一个用于驱动目标人体行为意识及其外部影响因素之间的函数关系，所述外部影响因素包括鼓励、监督和认知，方法干预模式的配置结果包括外源性驱动与呼吸效应器控制的模式组合；

19、s402、模式输出模块将意识干预模式的配置结果i1作为非入侵式大脑意识控制模块的输入，经过计算输出可以刺激用于调节行为性呼吸调节机制的大脑皮质的表达内容，从而通过表达内容影响目标人体对于外源性驱动行为的执行程度；

20、s403、模式输出模块将方法干预模式的配置结果i2作为外源性驱动模块以及呼吸效应器控制模块的输入，经过计算输出训练内容、训练模式以及生物电信号，从而调整外源性驱动应用的参数，或者刺激呼吸效应器。

21、本发明技术方案的进一步改进在于：步骤s402中，非入侵式大脑意识控制模块计算输出表达内容后，还包括以下步骤：

22、s501、建立目标人体的第一图谱模型，第一图谱模型由第一型资源构成，第一型资源通过对目标人体在互联网应用上的行为数据进行处理后获得，第一型资源包括一类资源、二类资源、三类资源中的一种或多种；

23、s502、遍历第一图谱模型，对第一图谱模型中的第一型资源进行同类结合转换或异类结合转换，获得关于排斥内容、高效内容的新的第一型资源；

24、s503、根据上一步骤获得的第一型资源分析目标人体的排斥内容和高效内容，基于排斥内容对非入侵式大脑意识控制模块输出的表达内容进行匹配，删除与排斥内容相匹配的表达内容，基于高效内容对非入侵式大脑意识控制模块输出的表达内容进行匹配，对于高效内容相匹配的表达内容，增加其干预权重。

25、本发明技术方案的进一步改进在于：步骤s403中，外源性驱动模块和呼吸效应器控制模块计算输出训练内容、训练模式和生物电信号后，还包括以下步骤：

26、s601、建立目标人体的第二图谱模型，第二图谱模型由第二型资源构成，第二型资源通过针对目标人体采集的体质数据进行处理后获得，第二型资源包括一类资源、二类资源、三类资源中的一种或多种；

27、s602、遍历第二图谱模型，对第二图谱模型中的第二型资源进行同类结合转换或异类结合转换，获得关于目标人体训练强度上限、训练方式约束条件及生物电约束条件的新的第二型资源；

28、s603、根据上一步骤获得的第二型资源分析目标人体的训练强度上限、训练方式约束条件和生物电约束条件，对训练内容、训练模式中不符合训练强度上限和训练方式约束条件的内容进行调整，对生物电信号中不符合生物电约束条件的内容进行调整。

29、本发明技术方案的进一步改进在于：在每次进行同类结合转换或异类结合转换时，计算实现结合转换所需付出的计算资源量，判断计算资源量是否大于预设阈值，若大于预设阈值，则将该次转换所获得的资源标记为无效资源进行删除。

30、一种呼吸机能监测、调控与干预装置，所述装置包括吸机能监测、调控与干预方法所述的监测装置和干预装置。

31、一种提供存储控制程序的存储介质，其包括存储在其上的计算机可执行指令，所述计算机可执行指令在被处理器执行时实现呼吸机能监测、调控与干预方法。

32、由于采用了上述技术方案，本发明相对现有技术来说，取得的技术进步是：

33、1、本发明提供一种呼吸机能监测、调控与干预方法、装置及存储介质，所述方法包括基于系统动力学理论的正反馈和负反馈呼吸调节机制，其中正反馈机制用于持续强化基于大脑皮质的行为性调节的意识，负反馈用于维持基于呼吸中枢的自主性调节，正负反馈调节机制通过监测与干预装置实现了协同工作，为训练人体内呼吸调节的神经网络提供了工作机制，可以帮助用户通过训练目标人体内呼吸调节的神经网络对呼吸模式进行重构，从而实现呼吸反射弧康复的有效训练，最终改善目标人体的呼吸质量。