專利名稱：遠程呼吸監(jiān)護醫(yī)療系統(tǒng)的制作方法
技術(shù)領(lǐng)域：
本實用新型涉及一種遠程呼吸監(jiān)護醫(yī)療系統(tǒng)，主要用于(但不限于)對哮喘、慢性
阻塞性支氣管炎和肺氣腫患者肺功能的遠程監(jiān)護和隨訪，屬于醫(yī)療器械和電子通訊領(lǐng)域。
背景技術(shù)：
慢性阻塞性肺病(C0PD)是危害全球人類健康的第一大慢性呼吸系統(tǒng)疾病，且患病率逐年上升。初步統(tǒng)計顯示我國15歲以上人群患病率約為3%，局部地區(qū)如廣州或北方可達到9_10%。 COPD造成的醫(yī)療費用支出和患者自理能力喪失導致社會成本大量增加，僅美國用于C0PD的支出在1993年已達到239億美元。C0PD的重要診斷手段之一是肺功能測定，該檢查也是隨訪病情、調(diào)整用藥和判斷預后的主要評價依據(jù)。哮喘在成人和兒童均有發(fā)病，發(fā)病率為2-3%，全球患者總數(shù)已達到1. 5億，在中國，哮喘患病人數(shù)超過2000萬人，已成為第二大慢性呼吸道疾病。哮喘的診斷和治療評價，乃至病情嚴重程度分級的重要指標就是肺功能測定參數(shù)，主要包括FVC和FEV1的測定。目前哮喘的治療已經(jīng)規(guī)范化，根據(jù)疾病的分類應用不同的治療藥物，包括支氣管擴張劑和皮質(zhì)激素?；颊叱鲈汉蟮碾S訪和藥物調(diào)整，主要就是根據(jù)癥狀變化和肺功能測定指標來決定。其他慢性病如心力衰竭也可以合并肺功能的惡化，尤其在病情急性加重時。心衰患者給予測定肺功能可簡便又無創(chuàng)地協(xié)助判斷心功能狀態(tài)，有效地指導合理氧療?？傊?，定期的肺功能測定對于及時了解患者肺的通氣功能、隨訪患者對治療的依從性、及時調(diào)整治療方案等方面均有非常積極的作用。目前肺功能測定已成為呼吸科臨床上的三大診療技術(shù)之一。 目前面市的肺功能儀，包括便攜式或臺式等，測定的功能參數(shù)有通氣功能和換氣功能兩大方面。通氣功能的測定原理主要是應用流量傳感器測定一定時間內(nèi)的氣體流速而計算得出通氣功能的眾多參數(shù)。目前肺功能儀常用的流量劑為壓差式或熱敏式，其他還有渦輪式或葉輪式流量計。壓差式流量計利用在一定形狀的流通管道中氣流的壓力降落與流速的依從關(guān)系測定流量。壓差式傳感器包括兩部分流量傳感器實現(xiàn)氣體流速與壓差的一次變換，根據(jù)流經(jīng)該變換器的氣流速度大小不同，在變換器兩端敏感出相應的壓力差，即壓差信號。壓差傳感器將與流量成一定比例關(guān)系的壓差信號轉(zhuǎn)換成一定的電信號，經(jīng)處理后以數(shù)字或曲線圖形顯示。壓差式流量傳感器有比托管和Fleish pneumotachograph兩種。后者是較為常用的壓差式流量計。其原理是流量計的流速傳感器上有一篩狀隔網(wǎng)或毛細管網(wǎng)，氣流通過該網(wǎng)時受網(wǎng)的阻力而流速下降，結(jié)果使網(wǎng)眼的另一端的壓力輕微下降。網(wǎng)眼兩端形成壓降差。壓差傳感器可將此壓差感應，產(chǎn)生電信號。流速通過越快，壓降越大，則產(chǎn)生壓差電信號越強。氣流應盡可能是層流，錐形體的保護網(wǎng)及毛細網(wǎng)可提供此種氣流方式，流量計上的加熱器可使毛細網(wǎng)加溫，避免呼出的飽和水蒸汽在篩狀隔網(wǎng)上冷凝沉積，阻塞網(wǎng)眼。壓差式流量計準確度高、敏感度較高、漂移少、與氣體導熱性無關(guān)而與氣體粘滯度有關(guān)。因受隔網(wǎng)影響氣流阻力稍大，在高流量測定時誤差偏大，常需電腦作矯正。 一次性丟棄式傳感器為一次性使用，減少交叉感染，但增加了消耗成本。網(wǎng)眼式傳感器的網(wǎng)眼部分還能起到濾過細菌的作用，以減少細菌污染和空氣傳播，但清洗略顯繁瑣。Fleishpneumotachogr即h可用于測量氣體流速，容量及呼吸頻率，與其它分析儀結(jié)合可作諸如殘氣量、氣體分布等測定。G麗ld 2800， Sensormedics 6200， Medgraphs FUKUDA ST_350， ST-90 Multispiro-SX系列，Vitalograph等肺功能儀屬此類壓差流量計測定。 熱敏式流量計是依據(jù)熱量傳導與氣體流量相關(guān)的原理而設(shè)計。核心部分為溫度依賴性電阻元件，熱線或熱珠接通電源時該元件加溫，當氣流通過熱敏件時可使其溫度下降，并改變電阻，(熱珠溫度下降時電阻增加，熱線溫度下降時電阻減少)。維持熱線溫度的電流的改變與氣體流速成正比。熱線式傳感器靈敏度較高，準確性較好，氣流阻力小，不受氣體粘滯度變化的干擾，缺點是易損耗，污物沾染后不易清洗，有時漂移，與氣體導熱性有關(guān)。易受外環(huán)境因素影響，如氣壓的改變，海拔高度，氣體密度(如呼出氣氧濃度不同)等。在環(huán)境溫度、壓力與標定溫度、壓力相差較多時其流速(或容量)測定值可發(fā)生偏差，應對測量值進行應作標化補償，溫度、壓力修正。此外該傳感器在低流量測定時線性反應稍差。Minato AS系列肺功能機，Gould 218X系列，Sensormedics Vmax229等屬熱線式肺量計。葉輪式和渦輪式流量計是依據(jù)轉(zhuǎn)動部件(葉輪或渦輪)的轉(zhuǎn)動速度與流體速度成正比的特性而測量。氣流通過時引起葉輪或渦輪推動其轉(zhuǎn)動，葉輪式采用光電調(diào)制原理，通過光電效應，渦輪式采用磁電調(diào)制原理，通過磁電效應，把葉(渦)輪的機械轉(zhuǎn)動信號轉(zhuǎn)換成電信號輸出。由于葉輪的運動慣性和轉(zhuǎn)軸與軸承間摩擦力矩等因素的存在，會影響傳感器的精度。此種誤差部分可通過電子線路予以補償。但氣流停止通過時渦輪仍可有慣性轉(zhuǎn)動而發(fā)生誤差，且不能內(nèi)定標，是其缺點。 綜上考慮，我們采用了自主設(shè)計的熱敏式流量計來設(shè)計和制造的肺功能儀的遠程呼吸監(jiān)護醫(yī)療系統(tǒng)，并且可以對測量值進行標準化補償以及溫度、壓力的修正等。隨著生活水平的提高和醫(yī)療衛(wèi)生條件的改善，人類壽命逐漸延長，但在取得這種進步的同時人口日趨明顯的老齡化又帶來了新的問題，即慢性疾病成為人類健康的最大威脅，而應對這些疾病需要有長期的治療、隨訪和監(jiān)護。在這種社會現(xiàn)實背景下催生出了人們對病人遠程監(jiān)護的極大需求。而現(xiàn)代通信技術(shù)的發(fā)展，尤其是移動通信和互聯(lián)網(wǎng)技術(shù)的飛速發(fā)展為遠程監(jiān)護提供了強有力的技術(shù)支持。因此遠程醫(yī)療監(jiān)護已經(jīng)越來越引起人們的興趣與關(guān)注。[0006] 遠程醫(yī)療監(jiān)護是指通過通信網(wǎng)絡將遠端的生理和醫(yī)學信號傳送到監(jiān)護中心進行分析，并給出診斷意見的一種技術(shù)手段。它是隨著計算機技術(shù)、現(xiàn)代通信技術(shù)的發(fā)展而發(fā)展起來的。計算機技術(shù)與現(xiàn)代通訊的發(fā)展為遠程醫(yī)療服務帶來新的機遇，使得人們可通過應用計算機技術(shù)和現(xiàn)代通信，實現(xiàn)個人與醫(yī)院間以及醫(yī)院和醫(yī)院間的醫(yī)學信息的遠程傳輸和監(jiān)控，如遠程會診、醫(yī)療急救、遠程醫(yī)療教育與交流等。其中面向家庭的遠程醫(yī)療健康監(jiān)護是在配備先進適宜的醫(yī)療設(shè)備的條件下，將千家萬戶和醫(yī)療機構(gòu)聯(lián)系起來，實現(xiàn)醫(yī)療進入家庭，在病人家中實施監(jiān)護、診斷、治療、康復和保健多位一體的一種新的遠程醫(yī)療模式。[0007] 這種新的遠程醫(yī)療模式是一項非常重要的技術(shù)，且具有很多的優(yōu)點。首先它極大地方便了廣大的病患，尤其對一些特殊的人群，如行動不便的殘疾人和老年人、需要定期檢查的孕婦和兒童、需要長期到醫(yī)院復查病情的慢性病患者、遠離醫(yī)院交通不便的病人等。其次這種新的遠程醫(yī)療模式也有效地降低醫(yī)院門診的工作負荷，使得醫(yī)院門診可集中精力于危急重癥和疑難雜癥，有效地配置和使用有限的醫(yī)療資源，為生活節(jié)奏緊張時間緊迫的城市人提供了一個隨時隨地的家庭醫(yī)療保健。人們攜帶無線傳感設(shè)備可以自由地移動，可以在熟悉的環(huán)境中時刻監(jiān)護他們的生理參數(shù)而無需去醫(yī)院。它不僅可以輔助治療，還能在患者病情突然惡化時給予報警。醫(yī)護人員可以在遠端的監(jiān)護中心觀察病人的健康狀況并提供 實時的診斷和建議，也可以長期對病人進行監(jiān)護。另一方面，對健康人群進行遠程監(jiān)護，還 可以發(fā)現(xiàn)疾病的早期癥狀，從而達到保健和預防疾病的目的。 由此可見，為了減輕患者的負擔、合理使用醫(yī)療資源，家庭肺功能監(jiān)測和遠程醫(yī)療 服務成為目前臨床醫(yī)療的重要延伸，也具有重要的經(jīng)濟和社會效益。遠程醫(yī)療和監(jiān)護的概 念是通過現(xiàn)代通訊手段(網(wǎng)路，手機)將患者的疾病信息(語言，圖片，檢查結(jié)果等)傳送給 醫(yī)護人員，而醫(yī)護人員接收到患者信息后根據(jù)患者的病史資料，可以及時地對比肺功能的 變化，結(jié)合當時的肺功能指標，及時給與相應的指導。根據(jù)測量結(jié)果給予制定或調(diào)整劑量， 或建議門診就診等相應的措施。遠程監(jiān)護和醫(yī)療可有效地節(jié)約醫(yī)療成本，在對患者病情的 監(jiān)控上更為有效和及時，不但在一定程度上保證患者得到及時的醫(yī)治，而且將預防的觀念 整合到患者的管理上，使得上述疾病在早期就得到監(jiān)控，因而具有顯著的社會和經(jīng)濟效益。 將肺功能儀和遠程監(jiān)護相結(jié)合的方式在國際上具有一定的先進性，在國內(nèi)醫(yī)療產(chǎn) 品的開發(fā)上也是首開先河。國外雖然已經(jīng)有類似產(chǎn)品面市，但目前主要是利用網(wǎng)絡來收集 患者的信息，或通過視頻電話會診的形式，需要醫(yī)患雙方安裝相應的設(shè)備，目前還不能普及 應用到一般家庭。而在目前手機得到普遍應用的情況下，將手機作為信息交流工具采集并 傳輸患者信息卻具有很強的靈活性和可操作性。雖然目前市場上有許多種類的肺功能儀， 但還沒有任何一種肺功能儀與手機通訊連接起來，使得采集的信號可以及時與醫(yī)護工作臺 界面進行雙向交流。我們開發(fā)這一款肺功能的意義在于從流量計到網(wǎng)路模塊設(shè)計均為自主 創(chuàng)新產(chǎn)品，并首次進行信號采集，手機發(fā)放，是一款新型的可用于家庭和醫(yī)療場所的雙向信 息交流的遠程監(jiān)護系統(tǒng)。

發(fā)明內(nèi)容本實用新型的目的是利用高頻率的無線多通道數(shù)據(jù)傳輸方式，傳遞醫(yī)療傳感器與
監(jiān)護控制儀器之間的信息，減少監(jiān)護設(shè)備與醫(yī)療傳感器之間的連線，使得被監(jiān)護人能夠擁 有充分的自由活動空間，即在家中就能得到專業(yè)的監(jiān)護和治療。 為了達到上述目的，本實用新型的技術(shù)方案是提供一種遠程呼吸監(jiān)護醫(yī)療系統(tǒng)，
其特征在于，包括依次連接的微型肺功能測量儀、移動監(jiān)控裝置以及遠程監(jiān)控中心。 進一步地，所述的微型肺功能測量儀包括依次連接的呼吸傳感器、信號調(diào)理電路、 第一微控制器以及第一無線通信模塊。 所述的移動監(jiān)控裝置包括第二無線通信模塊，第二無線通信模塊連接第二微控制
器，第二微控制器分別連接第一用戶交互界面模塊、報警模塊及數(shù)據(jù)傳輸模塊。 所述的遠程監(jiān)控中心包括依次連接的無線網(wǎng)絡接收器、信號數(shù)據(jù)存儲庫以及第二
用戶交互界面模塊。 本實用新型的原理是由微型肺功能測量儀對使用者的各項呼吸指標進行數(shù)據(jù)采 集，通過無線通信方式將數(shù)據(jù)發(fā)送至移動監(jiān)控裝置；移動監(jiān)控裝置對所采集數(shù)據(jù)進行一個 初步的分析，對異常情況進行報警，如果必要的話，數(shù)據(jù)將自動被發(fā)送給遠程監(jiān)控中心，為 專業(yè)醫(yī)療人員提供各種重要的肺功能參數(shù)變化。然后由其對數(shù)據(jù)進行統(tǒng)計觀察，提供必要 的咨詢服務，實現(xiàn)遠程醫(yī)療。 本實用新型的主要優(yōu)點和有益效果是(1)具有足夠快的速度，能夠滿足設(shè)備間的數(shù)據(jù)傳輸需要；(2)具有很好的擴展性，系統(tǒng)內(nèi)設(shè)備進行增加或減少都不會影響其他設(shè)備 的使用；(3)具有很好的適應性，便捷性和移動能力，不受物理環(huán)境的約束。

圖1為遠程呼吸監(jiān)護醫(yī)療系統(tǒng)結(jié)構(gòu)示意圖； 圖2為微型肺功能測量儀結(jié)構(gòu)示意圖； 圖3為移動監(jiān)控裝置結(jié)構(gòu)示意圖； 圖4為遠程監(jiān)控中心結(jié)構(gòu)示意圖。
具體實施方式下面結(jié)合實施例來具體說明本實用新型。 實施例 如圖1所示，為遠程呼吸監(jiān)護醫(yī)療系統(tǒng)結(jié)構(gòu)示意圖，所述的遠程呼吸監(jiān)護醫(yī)療系
統(tǒng)由依次連接的微型肺功能測量儀、移動監(jiān)控裝置以及遠程監(jiān)控中心組成。 如圖2所示，為微型肺功能測量儀結(jié)構(gòu)示意圖，所述的微型肺功能測量儀由依次
連接的呼吸傳感器、信號調(diào)理電路、第一微控制器以及第一無線通信模塊組成。 如圖3所示，為移動監(jiān)控裝置結(jié)構(gòu)示意圖，所述的移動監(jiān)控裝置包括第二無線通
信模塊，第二無線通信模塊連接第二微控制器，第二微控制器分別連接第一用戶交互界面 模塊、報警模塊及數(shù)據(jù)傳輸模塊。 如圖4所示，為遠程監(jiān)控中心結(jié)構(gòu)示意圖，所述的遠程監(jiān)控中心包括依次連接的 無線網(wǎng)絡接收器、信號數(shù)據(jù)存儲庫以及第二用戶交互界面模塊。 使用時，通過第一用戶交互界面模塊輸入指令給第二微控制器，第二微控制器通 過第二無線通信模塊發(fā)送信號給第一無線通信模塊，第一無線通信模塊接收到信號后反 饋給第一微控制器，由第一微控制器控制呼吸傳感器對使用者的各項呼吸指標進行數(shù)據(jù)采 集；采集的數(shù)據(jù)經(jīng)信號調(diào)理電路調(diào)理后輸入第一微控制器，經(jīng)由第一無線通信模塊和第二 無線通信模塊輸入到第二微控制器；第二微控制器通過第一用戶交互界面模塊顯示數(shù)據(jù)， 并將信號進行一個初步的分析，對異常情況進行報警，如果必要的話，將數(shù)據(jù)通過數(shù)據(jù)傳輸 模塊發(fā)送給遠程監(jiān)控中心；遠程監(jiān)控中心接收到信號后將數(shù)據(jù)存儲，并第二用戶交互界面 模塊進行顯示，為專業(yè)醫(yī)療人員提供各種重要的肺功能參數(shù)變化。然后由其對數(shù)據(jù)進行統(tǒng) 計觀察，提供必要的咨詢服務，實現(xiàn)遠程醫(yī)療。 在整個信息收集的過程中，第一無線通信模塊、第二無線通信模塊、無線網(wǎng)絡接收 器、信號數(shù)據(jù)存儲庫以及第二用戶交互界面模塊將會把收到信息的回答，不斷地反饋到用 戶和用戶親屬，從而確保反饋的信息能夠到達用戶和用戶親屬。在遠程監(jiān)控中心工作的信 息分析師將收到的肺功能信息初步分析，立即作出信息報告，然后送給呼吸?？漆t(yī)師和遠 程監(jiān)護治療師。與此同時，遠程監(jiān)控中心會將收到的信息在同一時間送給呼吸?？漆t(yī)師。呼 吸?？漆t(yī)師和遠程監(jiān)護治療師將收到的信息分別送給呼吸主治醫(yī)師，進一步確定真摯的方 案、對呼吸功能的監(jiān)控分析、和自身前后信息的對比。最后，所有的信息送到呼吸主任醫(yī)師 做終審。
權(quán)利要求一種遠程呼吸監(jiān)護醫(yī)療系統(tǒng)，其特征在于，包括依次連接的微型肺功能測量儀、移動監(jiān)控裝置以及遠程監(jiān)控中心。
2. 如權(quán)利要求1所述的一種遠程呼吸監(jiān)護醫(yī)療系統(tǒng)，其特征在于，所述的微型肺功能測量儀包括依次連接的呼吸傳感器、信號調(diào)理電路、第一微控制器以及第一無線通信模塊。
3. 如權(quán)利要求1所述的一種遠程呼吸監(jiān)護醫(yī)療系統(tǒng)，其特征在于，所述的移動監(jiān)控裝置包括第二無線通信模塊，第二無線通信模塊連接第二微控制器，第二微控制器分別連接第一用戶交互界面模塊、報警模塊及數(shù)據(jù)傳輸模塊。
4. 如權(quán)利要求1所述的一種遠程呼吸監(jiān)護醫(yī)療系統(tǒng)，其特征在于，所述的遠程監(jiān)控中心包括依次連接的無線網(wǎng)絡接收器、信號數(shù)據(jù)存儲庫以及第二用戶交互界面模塊。
專利摘要一種遠程呼吸監(jiān)護醫(yī)療系統(tǒng)，其特征在于，包括依次連接的微型肺功能測量儀、移動監(jiān)控裝置以及遠程監(jiān)控中心。本實用新型的優(yōu)點是具有足夠快的速度，能夠滿足設(shè)備間的數(shù)據(jù)傳輸需要；具有很好的擴展性，系統(tǒng)內(nèi)設(shè)備進行增加或減少都不會影響其他設(shè)備的使用；具有很好的適應性，便捷性和移動能力，不受物理環(huán)境的約束。
文檔編號A61B5/08GK201453268SQ20092007802
公開日2010年5月12日 申請日期2009年7月9日 優(yōu)先權(quán)日2009年7月9日
發(fā)明者印潔, 宋元林, 宋軍, 王向東, 白春學, 虞明, 虞瑋 申請人:復旦大學附屬中山醫(yī)院;上海明濤電子科技有限公司