基于睡眠行为数据的呼吸机控制方法及系统

文档序号:43596732发布日期:2025-10-31 20:13阅读:18来源:国知局

本技术属于呼吸机,尤其涉及一种基于睡眠行为数据的呼吸机控制方法及系统。


背景技术:

1、呼吸机是指一种能替代、控制或改变人正常生理呼吸,增加肺通气量、改善呼吸功能的医疗设备。而呼吸机一般分为有创呼吸机与无创呼吸机。有创呼吸机一般用于病情危机、完全无法自主呼吸的用户身上,通过手术或医疗操作,将一根导管(如气管插管、气管切开管)直接插入用户气道(气管内),再连接呼吸机,进行侵入式通气以保持用户的正常呼吸活动。而无创呼吸机一般用于病情相对较轻、仍有一定自主呼吸能力的用户身上,只通过面罩(鼻面罩、口鼻面罩等)或鼻导管等非侵入式的方式,将气流输送到用户呼吸道,与用户自主呼吸配合工作。

2、在相关技术中,无创呼吸机一般运用在患有睡眠障碍的用户身上,例如用户睡眠过程中发生呼吸暂停、低通气以及低血氧等,严重的睡眠障碍用户可能在睡眠过程中危及到生命。无创呼吸机的治疗方法普遍是通过以用户清醒状态下的生理数据为依据设置一个固定的潮气量来实现通气支持,然后可以根据用户呼吸气流自动调节潮气量的功能,但是现有自动调节算法是基于睡眠呼吸障碍用户的平均化数据设计,潮气量始终无法精准匹配,导致部分用户在睡眠中频繁出现压力过高(喉咙不适)或压力过低(打鼾加重),从而使得呼吸机的适配性不高。


技术实现思路

1、本技术实施例提供了一种基于睡眠行为数据的呼吸机控制方法及系统,可以改善呼吸机的使用适配度不高的问题。

2、第一方面,本技术实施例提供了一种基于睡眠行为数据的呼吸机控制方法,包括:

3、获取行为数据与第一运行数据;其中,所述行为数据包括用于反映用户睡眠时腹腔隔膜运动的第一行为数据和用于反映用户睡眠时呼吸状况的第二行为数据,所述第一运行数据用于反映用户清醒状态下呼吸时呼吸机设置的潮气量;

4、基于所述第一行为数据,确定调整增益参数;其中,所述调整增益参数用于反映调整呼吸机潮气量的调整参数;

5、基于所述第二行为数据和所述调整增益参数,从所述第一运行数据中识别用于反映用户在睡眠过程中实际需要的呼吸机潮气量调整需求的睡眠特征数据;

6、基于所述调整增益参数对所述第一运行数据进行调整后,基于所述睡眠特征数据与调整后的所述第一运行数据,生成第二运行数据;其中,所述第二运行数据用于反映用户睡眠状态下呼吸机设置的潮气量。

7、本技术实施例中上述的技术方案,至少具有如下技术效果:

8、本技术实施例提供的基于睡眠行为数据的呼吸机控制方法,先通过获取包括用户在睡眠状态下没有佩戴呼吸机且呼吸时的腹腔隔膜运动的第一行为数据和用户在睡眠状态下没有佩戴呼吸机且呼吸时的呼吸状况的第二行为数据的行为数据,以及获取用户在清醒状态下呼吸时的呼吸机设置的潮气量的第一运行数据,再通过第一行为数据,确定用于反映调整呼吸机潮气量的调整参数的调整增益参数,再通过第二行为数据与调整增益参数,从第一运行数据中识别用于反映用户在睡眠过程中实际需要的呼吸机潮气量调整需求的睡眠特征数据,再通过调整增益参数对第一运行数据进行调整后,再通过睡眠特征数据与调整后的第一运行数据,生成用于反映用户睡眠状态下呼吸时呼吸机设置的潮气量的第二运行数据。

9、该方法通过获取用户的隔膜运动以及呼吸运动,可以有效的针对不同用户的个体差距,通过用户在睡眠状态下的腹腔隔膜运动来对用户在清醒状态下呼吸机设置的与呼吸行为相匹配的第一运行数据进行整体上适应性地调整,在此基础上,再通过用户在睡眠状态下的呼吸运动来对调整后的第一运行数据再一次进行部分针对性地调整,由此,通过二次调整后得到的第二运行数据作为用户在夜间睡眠状态下呼吸机设置的潮气量,使得用户在夜间睡眠时,呼吸机的潮气量符合该用户的睡眠习惯,从而提高呼吸机的使用体验,以此减少在使用呼吸机时产生人机对抗或使用体验不佳的问题,提高呼吸机与用户的适配度。

10、在第一方面的一种可能的实现方式中,所述基于所述第一行为数据,确定调整增益参数,包括:

11、基于所述第一行为数据,得到阶段行为数据;其中,所述阶段行为数据用于反映用户不同睡眠阶段及其对应的腹腔隔膜运动数据;

12、基于所述阶段行为数据,确定所述第一运行数据的增益特征参数。

13、在第一方面的一种可能的实现方式中,所述基于所述第一行为数据,得到阶段行为数据,包括:

14、获取生理特征信息,并根据所述生理特征信息确定所述第一行为数据的划分间隔;其中,所述生理特征信息用于反映用户的年龄、体重和呼吸功能评级,所述划分间隔用于反映用户一次完整的腹腔隔膜的运动周期;

15、基于所述划分间隔,按时间序列从所述第一行为数据中得到隔膜运动特征集;其中,所述隔膜运动特征集是所述第一行为数据按照所述划分间隔划分后得到的多个所述腹腔隔膜运动数据的集合;

16、基于所述隔膜运动特征集,将所述第一行为数据分割成多种分割数据;其中,所述分割数据用于反映不同睡眠阶段下的腹腔隔膜运动数据;

17、基于多种所述分割数据,得到阶段行为数据。

18、在第一方面的一种可能的实现方式中,所述基于所述隔膜运动特征集,将所述第一行为数据分割成多种分割数据,包括:

19、对比所述隔膜运动特征集中的第i个腹腔隔膜运动数据与第i+1个腹腔隔膜运动数据,得到第i个差异值;其中,所述差异值用于反映所述腹腔隔膜运动数据的平均振幅之间的差值;

20、当第i+1个差异值与第i个差异值之间差值大于第i个差异值与第i-1个差异值之间的差值时,则将第i个隔膜运动特征与第i+1个隔膜运动特征之间的时间节点作为分割点,得到多个所述分割点;所述隔膜运动特征用于反映不同所述划分间隔对应的所述腹腔隔膜运动数据的平均振幅;

21、基于多个所述分割点将所述第一行为数据分割成多个数据段;

22、基于多个所述数据段对应的所述隔膜运动特征进行分析,得到多种分割数据。

23、在第一方面的一种可能的实现方式中,在所述基于多个所述分割点将所述第一行为数据分割成多个数据段之后,包括:

24、基于所述分割点从多个所述数据段中提取与所述分割点相邻的两个所述数据段;

25、基于与所述分割点相邻的两个所述数据段中处于所述分割点之前的所述数据段的起始点振幅与处于所述分割点之后的所述数据段的起始点振幅之间的时间进行统计,得到过渡时间段。

26、在第一方面的一种可能的实现方式中,所述基于多个所述数据段对应的所述隔膜运动特征进行分析,得到多种分割数据,包括:

27、从多个所述数据段对应的所述隔膜运动特征中提取多个相邻隔膜运动特征组,并基于多个所述相邻隔膜运动特征组得到多个特征变化率;其中,所述相邻隔膜运动特征组用于反映相邻的两个所述数据段之间的所述隔膜运动特征的组合,所述特征变化率用于反映不同睡眠模式之间的所述隔膜运动特征的变化状况;

28、基于多个所述特征变化率,将多个所述数据段分为多种分割数据。

29、在第一方面的一种可能的实现方式中,所述基于多种所述分割数据,得到阶段行为数据,包括:

30、分别基于多种所述分割数据,得到每种所述分割数据中的多个所述数据段对应的变异系数,并将多个所述变异系数的平均值确认为阶段变异系数;其中,所述变异系数用于反映所述数据段的稳定程度;

31、基于多种所述分割数据对应的所述阶段变异系数的升序顺序,得到与多种所述分割数据对应的多种睡眠阶段;其中,所述睡眠阶段用于反映用户睡眠时不同的生理功能活动对应的睡眠结构;

32、将多种所述分割数据与对应的所述睡眠阶段共同确认为阶段行为数据。

33、在第一方面的一种可能的实现方式中,所述基于所述阶段行为数据,确定所述第一运行数据的增益特征参数,包括:

34、基于基准腹腔隔膜运动数据分别与所述阶段行为数据进行对比,得到不同所述睡眠阶段对应的状态差异率;其中,所述基准腹腔隔膜运动数据用于反映用户清醒状态下呼吸的腹腔隔膜运动数据,所述状态差异率用于指示所述阶段行为数据中单个所述睡眠阶段对应的隔膜产生的平均振幅与所述基准腹腔隔膜运动数据的隔膜产生的平均振幅之间的比值;

35、将不同所述睡眠阶段对应的所述状态差异率确认为不同所述睡眠阶段对应的增益特征参数。

36、在第一方面的一种可能的实现方式中,所述基于所述第二行为数据和所述调整增益参数,从所述第一运行数据中识别用于反映用户睡眠过程中需要调整的睡眠特征数据,包括:

37、基于所述第二行为数据,得到呼吸频率特征;其中,所述呼吸频率特征用于反映用户一次完整呼吸周期的呼吸频率;

38、基于所述呼吸频率特征从所述第二行为数据中提取多个呼吸潮气量;其中,所述呼吸潮气量用于反映用户在睡眠过程中经过一个完整的呼吸周期的潮气量;

39、基于不同所述睡眠阶段的所述调整增益参数分别与所述第一运行数据的设定潮气量进行处理,得到用于反映不同所述睡眠阶段的对比潮气量;其中,所述设定潮气量用于反映用户清醒状态下呼吸的潮气量的设定值,所述对比潮气量用于指示所述设定潮气量与所述调整增益参数的乘积值;

40、基于多个所述呼吸潮气量与不同所述睡眠阶段的所述对比潮气量进行同时域比对,得到比对结果,并基于所述比对结果,得到睡眠特征数据。

41、在第一方面的一种可能的实现方式中,所述基于所述调整增益参数对所述第一运行数据进行调整后,基于所述睡眠特征数据与调整后的所述第一运行数据,生成第二运行数据,包括:

42、将与所述睡眠特征数据的所述睡眠阶段对应的所述调整增益参数与所述第一运行数据中与所述睡眠特征数据的时间点对应的所述设定潮气量进行处理,得到调整参数;其中,所述调整参数用于反映需要将所述第一运行数据中的所述设定潮气量进行替换的数据;

43、基于所述第一运行数据与所述调整参数进行处理,得到初始运行数据;其中,所述初始运行数据用于反映将所述第一运行数据中需要调整的所述设定潮气量调整完成后的运行数据;

44、基于所述过渡时间段对所述初始运行数据进行平滑滤波处理,得到第二运行数据。

45、第二方面,本技术实施例提供了一种基于睡眠行为数据的呼吸机控制系统,包括:

46、获取单元,用于获取行为数据与第一运行数据;其中,所述行为数据包括用于反映用户睡眠时腹腔隔膜运动的第一行为数据和用于反映用户睡眠时呼吸状况的第二行为数据,所述第一运行数据用于反映用户清醒状态下呼吸时呼吸机设置的潮气量;

47、第一分析单元,用于基于所述第一行为数据,确定调整增益参数;其中,所述调整增益参数用于反映调整呼吸机潮气量的调整参数;

48、第二分析单元,用于基于所述第二行为数据和所述调整增益参数,从所述第一运行数据中识别用于反映用户在睡眠过程中实际需要的呼吸机潮气量调整需求的睡眠特征数据;

49、执行单元,用于基于所述调整增益参数对所述第一运行数据进行调整后,基于所述睡眠特征数据与调整后的所述第一运行数据,生成第二运行数据;其中,所述第二运行数据用于反映用户睡眠状态下呼吸机设置的潮气量。

50、第三方面,本技术实施例提供了一种呼吸机,包括输送机构、驱动机构以及控制装置,控制装置包括存储器、处理器以及存储在所述存储器中并可在所述处理器上运行的计算机程序,所述处理器执行所述计算机程序时实现如上述第一方面中任一实施例所述的方法。

51、第四方面,本技术实施例提供了一种计算机可读存储介质,所述计算机可读存储介质存储有计算机程序,所述计算机程序被处理器执行时实现如上述第一方面任一项所述的方法。

52、第五方面,本技术实施例提供了一种计算机程序,当计算机程序在呼吸机上运行时,使得呼吸机执行上述第一方面中任一项所述的基于睡眠行为数据的呼吸机控制方法。

53、可以理解的是,上述第二方面至第五方面的有益效果可以参见上述第一方面中的相关描述,在此不再赘述。

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