一种基于物联网的COPD氧疗智慧管理云平台及管理方法与流程

本发明涉及数字健康，具体而言，建设一种基于感知物联网的copd患者家庭氧疗智能管理平台及管理方法。

背景技术：

1、慢性阻塞性肺疾病(chronic obstructive pulmonary disease,copd)是以慢性呼吸道症状为特点，因气道异常和或肺泡异常引起的持续性、进展性气流阻塞的异质性肺部状态，被视为全球第三致死性疾病。我国copd患者人数接近1亿人，40岁以上发病率高达13.7%，每分钟约1.9人死于copd。其高致病率和死亡率给患者自身、家庭及社会带来巨大的经济负担，已成为我国严重的公共卫生问题。ats指南提议对严重低氧血症的copd患者进行长期氧疗。长期家庭氧疗 (long term home oxygen therapy, ltdot)是copd患者氧疗的重要方式之一，即让患者平均每天吸入浓度为25％～29％、流量为1～2l/min的氧气15h以上，可纠正因疾病进展而导致的低氧血症，延缓疾病进展，提高运动耐力，提高生活质量，延长患者的预期寿命。copd患者家庭氧疗期间，现有家庭氧疗设备常常不具备监测数据系统，或者数据上传得不到医院的线上指导，如病情发生变化还需线下就医，因脱离医务人员监管，不能达到有效的吸氧时间，对氧疗知识匮乏、依从性差、不良反应等安全管理问题逐渐凸显。

技术实现思路

1、本发明结合医院-社区-家庭三位一体化慢性病管理模式，利用数字健康技术建立管理平台，对copd家庭氧疗患者进行全程监管和指导，达到提高患者的依从性、规范科学的氧疗、提高大众对慢性阻塞性肺疾病的认识。

2、本发明旨在解决现有技术中copd患者在家氧疗效果不好，患者恢复指标不直观的问题。本发明提供一种基于数字健康技术的copd患者家庭氧疗智能管理平台。该方法提供在系统包括输出端的各类用户，智慧氧疗应用层，智慧应用层和感知物联网；输出端的各类用户包括患者，医院，社区及各种设备；应用层包括智慧氧疗服务子系统，智慧生活服务子系统，患者恢复监测与评估子系统，氧疗全景展示子系统；智慧应用层包括智慧检测子系统，智慧健康宣教子系统和智慧问答子系统，智慧随访子系统；感知物联网包括智能信息采集子系统，智能信息管理子系统，网络通信层，智能感知网络层。因此本发明能够解决现有技术的copd患者在家氧疗效果不好，患者恢复指标不直观的问题，本发明提供的基于数字健康技术的copd患者家庭氧疗智能管理平台及管理方法，通过感知物联网的设置，特别是感知网络的训练，利于资源的整合与运用，构建基于线上、线下一体化的氧疗环境，并在一定程度上节约医疗资源、对copd患者家庭氧疗进行规范化管理。

3、为了解决上述技术问题，本发明第一方面提出一种基于感知物联网的copd患者家庭氧疗智能管理平台，包括：

4、输出端的各类用户，智慧氧疗应用层，智慧应用层和感知物联网；

5、输出端的各类用户包括患者，医院，社区及各种设备；

6、氧疗应用层包括智慧氧疗服务子系统，智慧生活服务子系统，患者恢复监测与评估子系统，氧疗全景展示子系统；

7、智慧应用层包括智慧检测子系统，智慧健康宣教子系统和智慧问答子系统，智慧随访子系统；

8、感知物联网包括智能信息采集子系统，智能信息管理子系统，网络通信层，智能感知网络层；

9、智能信息采集子系统包括智能信息采集模块，智能信息采集网关，感知物联网数据/元数据收集/储存模块；

10、智能信息管理子系统包括感知物联网互通管理中心，感知物联网运行设备管理子系统；

11、网络通信层包括3g/4g/5g，wifi，ipv/ipv6网络，蓝牙，和/或红外接口；

12、智能感知网络层包括智能手机，可穿戴感应设备，环境传感器，摄像机，麦克风，采集器，rfid设备；

13、输出端的各类用户，所述智慧氧疗应用层，智慧应用层和所述感知物联网通过所述网络通信层连接；

14、输出端的各类用户形成所述感知网络数据的主体来源；

15、智慧氧疗应用层用于接收和采集输出端的各类用户产生的数据；

16、输出端的各类用户产生的数据经感知物联网传输至智慧应用层分析数据，智慧应用层再将分析的数据反馈给智慧氧疗应用层。

17、可选地，智能感知网络层能够感知到输出端的各类用户的数据和医院氧疗的数据，输出端的各类用户的数据包括氧疗参数如氧浓度、氧流量、吸氧时间，心率、血压、血氧饱和度、基础代谢率等数据。

18、可选地，数据的分析满足如下公式，n个样本的对应(xp，yp )(p＝1 ,2，……，n)，对第m个样本单元的j的所述输出端的各类用户的数据的输入总和设定为inmj，单元i的输出总和设定为outmi，则

19、

20、其中wji是神经元i，j之间的权值。

21、通过调整神经元之间的权值，可以改变网络对于输入信号的响应，从而实现不同的功能。

22、可选地，设定智慧氧疗的数据综合为s；

23、感知网络综合所述输出端的各类用户的数据和所述远程教医疗数字化中心智慧氧疗的数据得到决策函数满足：

24、

25、其中y为第y个样本，q(xi，x)为核函数，通过训练核函数得到最优值，δ为阈值，αk为 修正因子。

26、为了解决上述技术问题，本发明第二方面提出一种基于感知物联网的copd患者家庭氧疗智慧管理平台的管理方法，应用如上述基于感知物联网的copd患者家庭氧疗智能管理平台，包括如下步骤：

27、(1)通过氧疗安排指令发出，所述系统进入氧疗模式；

28、(2)检查所述智慧氧疗的患者是否接受氧疗，如果“是”，执行步骤(3)；否则执行步骤(4)；

29、(3)通过所述应用层监控整个智慧氧疗中心的各种数据；通过所述智慧应用层对所述应用层监控获得的数据进行整理和分析；

30、(4)调整和修正所述智慧氧疗的环境，并返回步骤(2)；

31、(5)通过所述感知物联网将分析获得的数据反馈给所述应用层；

32、(6)所述应用层根据反馈数据属性分别反馈给所述输出端的各类用户的不同用户

33、(7)所述输出端的各类用户的不同用户根据反馈数据进行下一步智慧氧疗。

34、为了解决上述技术问题，本发明第三方面提供一种计算机可读存储介质，其上存储有计算机程序，该程序能够被处理器执行来实现上述方法。

35、通过以上系统或方法，感知物联网传输，大数据整理，感知网络分析数据，定向分发数据给不同用户，形成智慧氧疗中心，根据不同的数据分析，实施下一步氧疗。因此本发明能够解决传统智慧氧疗中心管理的问题，能够提高数据分析的效率，利于资源的整合与运用，为患者恢复供有力保障。

技术特征：

1.一种基于物联网的copd智慧氧疗云平台包括：感知物联网，用户输出端，智慧应用层，智慧应用平台层。

2.根据权利要求1所述一种基于物联网的copd智慧氧疗云平台，用户输出端包括患者端，医院端，社区端。

3.根据权利要求1所述一种基于物联网的copd智慧氧疗云平台，感知物联网包括智能信息采集子系统，智能信息管理子系统，网络通信层，智能感知网络层。

4.根据权利要求3所述智能感知网络层包括智能手机，可穿戴感应设备，制氧机。

5.根据权利要求1所述一种基于物联网的copd智慧氧疗云平台，所述智慧应用层包括智慧氧疗服务子系统，智慧生活服务子系统，患者恢复监测与评估子系统，氧疗全景展示子系统。

6.根据权利要求1所述一种基于物联网的copd智慧氧疗云平台，所述智慧应用平台层包括人工智能反馈算法分析子系统，云计算平台，数据展现子系统。

7.根据权利要求1所述一种基于物联网的copd智慧氧疗云平台，所述感知物联网，用户输出端，智慧应用层，智慧应用平台层，通过所述网络通信层加密连接，其中感知物联网形成所述感知网络数据的主体来源，智慧应用平台层用于接收和分析数据，反馈给所述智慧应用层形成可视化展示系统，同时反馈给感知物联网调节氧疗参数。

8.根据权利要求6所述人工智能反馈算法分析子系统对所述智能感知网络层的氧疗参数如氧浓度、氧流量、吸氧时间，心率、血压、血氧饱和度、基础代谢率等数据的分析满足如下公式，n个样本的对应（xp，yp）（p=1 ,2，……，n），对第m个样本单元的j的所述输出端的各类用户的数据的输入总和设定为inmj，单元i的输出总和设定为outmi，则；

9.根据权利要求6所述人工智能反馈算法分析子系统能够实现如下功能：根据所述智能感知网络层的氧疗参数，给予患者制定符合患者病情及习惯的氧疗方式、活动及休息状态下氧疗时长、氧浓度、氧流量、目标血氧饱和度，以及肺功能锻炼建议等。

10.一种基于物联网的copd智慧氧疗云平台及管理方法，其特征在于，包括如下步骤：

技术总结
本发明公开了一种基于物联网的COPD智慧氧疗云平台及管理方法，该系统包括输出端，智慧应用层和感知物联网。智慧应用层能够感知到输入端的数据和智慧平台的已有数据进行互动、综合分析，输出患者端的不同患者根据反馈数据制定下一步氧疗氧疗方案。本发明通过COPD患者居家氧疗方案的监测，能够使医院及时迅速的了解患者的情况，准确智能制定下一步氧疗和康复方案，结合线上、线下一体化的就医环境，节约医疗资源，对COPD患者家庭氧疗进行规范化管理并同时向大众宣导。

技术研发人员：林芳,李楠
受保护的技术使用者：中日友好医院（中日友好临床医学研究所）
技术研发日：
技术公布日：2024/2/6