专利名称：远程呼吸监护医疗系统的制作方法
技术领域：
本实用新型涉及一种远程呼吸监护医疗系统，主要用于(但不限于)对哮喘、慢性
阻塞性支气管炎和肺气肿患者肺功能的远程监护和随访，属于医疗器械和电子通讯领域。
背景技术：
慢性阻塞性肺病(C0PD)是危害全球人类健康的第一大慢性呼吸系统疾病，且患病率逐年上升。初步统计显示我国15岁以上人群患病率约为3%，局部地区如广州或北方可达到9_10%。 COPD造成的医疗费用支出和患者自理能力丧失导致社会成本大量增加，仅美国用于C0PD的支出在1993年已达到239亿美元。C0PD的重要诊断手段之一是肺功能测定，该检查也是随访病情、调整用药和判断预后的主要评价依据。哮喘在成人和儿童均有发病，发病率为2-3%，全球患者总数已达到1. 5亿，在中国，哮喘患病人数超过2000万人，已成为第二大慢性呼吸道疾病。哮喘的诊断和治疗评价，乃至病情严重程度分级的重要指标就是肺功能测定参数，主要包括FVC和FEV1的测定。目前哮喘的治疗已经规范化，根据疾病的分类应用不同的治疗药物，包括支气管扩张剂和皮质激素。患者出院后的随访和药物调整，主要就是根据症状变化和肺功能测定指标来决定。其他慢性病如心力衰竭也可以合并肺功能的恶化，尤其在病情急性加重时。心衰患者给予测定肺功能可简便又无创地协助判断心功能状态，有效地指导合理氧疗。总之，定期的肺功能测定对于及时了解患者肺的通气功能、随访患者对治疗的依从性、及时调整治疗方案等方面均有非常积极的作用。目前肺功能测定已成为呼吸科临床上的三大诊疗技术之一。 目前面市的肺功能仪，包括便携式或台式等，测定的功能参数有通气功能和换气功能两大方面。通气功能的测定原理主要是应用流量传感器测定一定时间内的气体流速而计算得出通气功能的众多参数。目前肺功能仪常用的流量剂为压差式或热敏式，其他还有涡轮式或叶轮式流量计。压差式流量计利用在一定形状的流通管道中气流的压力降落与流速的依从关系测定流量。压差式传感器包括两部分流量传感器实现气体流速与压差的一次变换，根据流经该变换器的气流速度大小不同，在变换器两端敏感出相应的压力差，即压差信号。压差传感器将与流量成一定比例关系的压差信号转换成一定的电信号，经处理后以数字或曲线图形显示。压差式流量传感器有比托管和Fleish pneumotachograph两种。后者是较为常用的压差式流量计。其原理是流量计的流速传感器上有一筛状隔网或毛细管网，气流通过该网时受网的阻力而流速下降，结果使网眼的另一端的压力轻微下降。网眼两端形成压降差。压差传感器可将此压差感应，产生电信号。流速通过越快，压降越大，则产生压差电信号越强。气流应尽可能是层流，锥形体的保护网及毛细网可提供此种气流方式，流量计上的加热器可使毛细网加温，避免呼出的饱和水蒸汽在筛状隔网上冷凝沉积，阻塞网眼。压差式流量计准确度高、敏感度较高、漂移少、与气体导热性无关而与气体粘滞度有关。因受隔网影响气流阻力稍大，在高流量测定时误差偏大，常需电脑作矫正。 一次性丢弃式传感器为一次性使用，减少交叉感染，但增加了消耗成本。网眼式传感器的网眼部分还能起到滤过细菌的作用，以减少细菌污染和空气传播，但清洗略显繁琐。Fleishpneumotachogr即h可用于测量气体流速，容量及呼吸频率，与其它分析仪结合可作诸如残气量、气体分布等测定。G丽ld 2800， Sensormedics 6200， Medgraphs FUKUDA ST_350， ST-90 Multispiro-SX系列，Vitalograph等肺功能仪属此类压差流量计测定。 热敏式流量计是依据热量传导与气体流量相关的原理而设计。核心部分为温度依赖性电阻元件，热线或热珠接通电源时该元件加温，当气流通过热敏件时可使其温度下降，并改变电阻，(热珠温度下降时电阻增加，热线温度下降时电阻减少)。维持热线温度的电流的改变与气体流速成正比。热线式传感器灵敏度较高，准确性较好，气流阻力小，不受气体粘滞度变化的干扰，缺点是易损耗，污物沾染后不易清洗，有时漂移，与气体导热性有关。易受外环境因素影响，如气压的改变，海拔高度，气体密度(如呼出气氧浓度不同)等。在环境温度、压力与标定温度、压力相差较多时其流速(或容量)测定值可发生偏差，应对测量值进行应作标化补偿，温度、压力修正。此外该传感器在低流量测定时线性反应稍差。Minato AS系列肺功能机，Gould 218X系列，Sensormedics Vmax229等属热线式肺量计。叶轮式和涡轮式流量计是依据转动部件(叶轮或涡轮)的转动速度与流体速度成正比的特性而测量。气流通过时引起叶轮或涡轮推动其转动，叶轮式采用光电调制原理，通过光电效应，涡轮式采用磁电调制原理，通过磁电效应，把叶(涡)轮的机械转动信号转换成电信号输出。由于叶轮的运动惯性和转轴与轴承间摩擦力矩等因素的存在，会影响传感器的精度。此种误差部分可通过电子线路予以补偿。但气流停止通过时涡轮仍可有惯性转动而发生误差，且不能内定标，是其缺点。 综上考虑，我们采用了自主设计的热敏式流量计来设计和制造的肺功能仪的远程呼吸监护医疗系统，并且可以对测量值进行标准化补偿以及温度、压力的修正等。随着生活水平的提高和医疗卫生条件的改善，人类寿命逐渐延长，但在取得这种进步的同时人口日趋明显的老龄化又带来了新的问题，即慢性疾病成为人类健康的最大威胁，而应对这些疾病需要有长期的治疗、随访和监护。在这种社会现实背景下催生出了人们对病人远程监护的极大需求。而现代通信技术的发展，尤其是移动通信和互联网技术的飞速发展为远程监护提供了强有力的技术支持。因此远程医疗监护已经越来越引起人们的兴趣与关注。[0006] 远程医疗监护是指通过通信网络将远端的生理和医学信号传送到监护中心进行分析，并给出诊断意见的一种技术手段。它是随着计算机技术、现代通信技术的发展而发展起来的。计算机技术与现代通讯的发展为远程医疗服务带来新的机遇，使得人们可通过应用计算机技术和现代通信，实现个人与医院间以及医院和医院间的医学信息的远程传输和监控，如远程会诊、医疗急救、远程医疗教育与交流等。其中面向家庭的远程医疗健康监护是在配备先进适宜的医疗设备的条件下，将千家万户和医疗机构联系起来，实现医疗进入家庭，在病人家中实施监护、诊断、治疗、康复和保健多位一体的一种新的远程医疗模式。[0007] 这种新的远程医疗模式是一项非常重要的技术，且具有很多的优点。首先它极大地方便了广大的病患，尤其对一些特殊的人群，如行动不便的残疾人和老年人、需要定期检查的孕妇和儿童、需要长期到医院复查病情的慢性病患者、远离医院交通不便的病人等。其次这种新的远程医疗模式也有效地降低医院门诊的工作负荷，使得医院门诊可集中精力于危急重症和疑难杂症，有效地配置和使用有限的医疗资源，为生活节奏紧张时间紧迫的城市人提供了一个随时随地的家庭医疗保健。人们携带无线传感设备可以自由地移动，可以在熟悉的环境中时刻监护他们的生理参数而无需去医院。它不仅可以辅助治疗，还能在患者病情突然恶化时给予报警。医护人员可以在远端的监护中心观察病人的健康状况并提供 实时的诊断和建议，也可以长期对病人进行监护。另一方面，对健康人群进行远程监护，还 可以发现疾病的早期症状，从而达到保健和预防疾病的目的。 由此可见，为了减轻患者的负担、合理使用医疗资源，家庭肺功能监测和远程医疗 服务成为目前临床医疗的重要延伸，也具有重要的经济和社会效益。远程医疗和监护的概 念是通过现代通讯手段(网路，手机)将患者的疾病信息(语言，图片，检查结果等)传送给 医护人员，而医护人员接收到患者信息后根据患者的病史资料，可以及时地对比肺功能的 变化，结合当时的肺功能指标，及时给与相应的指导。根据测量结果给予制定或调整剂量， 或建议门诊就诊等相应的措施。远程监护和医疗可有效地节约医疗成本，在对患者病情的 监控上更为有效和及时，不但在一定程度上保证患者得到及时的医治，而且将预防的观念 整合到患者的管理上，使得上述疾病在早期就得到监控，因而具有显著的社会和经济效益。 将肺功能仪和远程监护相结合的方式在国际上具有一定的先进性，在国内医疗产 品的开发上也是首开先河。国外虽然已经有类似产品面市，但目前主要是利用网络来收集 患者的信息，或通过视频电话会诊的形式，需要医患双方安装相应的设备，目前还不能普及 应用到一般家庭。而在目前手机得到普遍应用的情况下，将手机作为信息交流工具采集并 传输患者信息却具有很强的灵活性和可操作性。虽然目前市场上有许多种类的肺功能仪， 但还没有任何一种肺功能仪与手机通讯连接起来，使得采集的信号可以及时与医护工作台 界面进行双向交流。我们开发这一款肺功能的意义在于从流量计到网路模块设计均为自主 创新产品，并首次进行信号采集，手机发放，是一款新型的可用于家庭和医疗场所的双向信 息交流的远程监护系统。
发明内容本实用新型的目的是利用高频率的无线多通道数据传输方式，传递医疗传感器与
监护控制仪器之间的信息，减少监护设备与医疗传感器之间的连线，使得被监护人能够拥 有充分的自由活动空间，即在家中就能得到专业的监护和治疗。 为了达到上述目的，本实用新型的技术方案是提供一种远程呼吸监护医疗系统，
其特征在于，包括依次连接的微型肺功能测量仪、移动监控装置以及远程监控中心。 进一步地，所述的微型肺功能测量仪包括依次连接的呼吸传感器、信号调理电路、 第一微控制器以及第一无线通信模块。 所述的移动监控装置包括第二无线通信模块，第二无线通信模块连接第二微控制
器，第二微控制器分别连接第一用户交互界面模块、报警模块及数据传输模块。 所述的远程监控中心包括依次连接的无线网络接收器、信号数据存储库以及第二
用户交互界面模块。 本实用新型的原理是由微型肺功能测量仪对使用者的各项呼吸指标进行数据采 集，通过无线通信方式将数据发送至移动监控装置；移动监控装置对所采集数据进行一个 初步的分析，对异常情况进行报警，如果必要的话，数据将自动被发送给远程监控中心，为 专业医疗人员提供各种重要的肺功能参数变化。然后由其对数据进行统计观察，提供必要 的咨询服务，实现远程医疗。 本实用新型的主要优点和有益效果是(1)具有足够快的速度，能够满足设备间的数据传输需要；(2)具有很好的扩展性，系统内设备进行增加或减少都不会影响其他设备 的使用；(3)具有很好的适应性，便捷性和移动能力，不受物理环境的约束。
图1为远程呼吸监护医疗系统结构示意图； 图2为微型肺功能测量仪结构示意图； 图3为移动监控装置结构示意图； 图4为远程监控中心结构示意图。
具体实施方式下面结合实施例来具体说明本实用新型。 实施例 如图1所示，为远程呼吸监护医疗系统结构示意图，所述的远程呼吸监护医疗系
统由依次连接的微型肺功能测量仪、移动监控装置以及远程监控中心组成。 如图2所示，为微型肺功能测量仪结构示意图，所述的微型肺功能测量仪由依次
连接的呼吸传感器、信号调理电路、第一微控制器以及第一无线通信模块组成。 如图3所示，为移动监控装置结构示意图，所述的移动监控装置包括第二无线通
信模块，第二无线通信模块连接第二微控制器，第二微控制器分别连接第一用户交互界面 模块、报警模块及数据传输模块。 如图4所示，为远程监控中心结构示意图，所述的远程监控中心包括依次连接的 无线网络接收器、信号数据存储库以及第二用户交互界面模块。 使用时，通过第一用户交互界面模块输入指令给第二微控制器，第二微控制器通 过第二无线通信模块发送信号给第一无线通信模块，第一无线通信模块接收到信号后反 馈给第一微控制器，由第一微控制器控制呼吸传感器对使用者的各项呼吸指标进行数据采 集；采集的数据经信号调理电路调理后输入第一微控制器，经由第一无线通信模块和第二 无线通信模块输入到第二微控制器；第二微控制器通过第一用户交互界面模块显示数据， 并将信号进行一个初步的分析，对异常情况进行报警，如果必要的话，将数据通过数据传输 模块发送给远程监控中心；远程监控中心接收到信号后将数据存储，并第二用户交互界面 模块进行显示，为专业医疗人员提供各种重要的肺功能参数变化。然后由其对数据进行统 计观察，提供必要的咨询服务，实现远程医疗。 在整个信息收集的过程中，第一无线通信模块、第二无线通信模块、无线网络接收 器、信号数据存储库以及第二用户交互界面模块将会把收到信息的回答，不断地反馈到用 户和用户亲属，从而确保反馈的信息能够到达用户和用户亲属。在远程监控中心工作的信 息分析师将收到的肺功能信息初步分析，立即作出信息报告，然后送给呼吸专科医师和远 程监护治疗师。与此同时，远程监控中心会将收到的信息在同一时间送给呼吸专科医师。呼 吸专科医师和远程监护治疗师将收到的信息分别送给呼吸主治医师，进一步确定真挚的方 案、对呼吸功能的监控分析、和自身前后信息的对比。最后，所有的信息送到呼吸主任医师 做终审。
权利要求一种远程呼吸监护医疗系统，其特征在于，包括依次连接的微型肺功能测量仪、移动监控装置以及远程监控中心。
2. 如权利要求1所述的一种远程呼吸监护医疗系统，其特征在于，所述的微型肺功能测量仪包括依次连接的呼吸传感器、信号调理电路、第一微控制器以及第一无线通信模块。
3. 如权利要求1所述的一种远程呼吸监护医疗系统，其特征在于，所述的移动监控装置包括第二无线通信模块，第二无线通信模块连接第二微控制器，第二微控制器分别连接第一用户交互界面模块、报警模块及数据传输模块。
4. 如权利要求1所述的一种远程呼吸监护医疗系统，其特征在于，所述的远程监控中心包括依次连接的无线网络接收器、信号数据存储库以及第二用户交互界面模块。
专利摘要一种远程呼吸监护医疗系统，其特征在于，包括依次连接的微型肺功能测量仪、移动监控装置以及远程监控中心。本实用新型的优点是具有足够快的速度，能够满足设备间的数据传输需要；具有很好的扩展性，系统内设备进行增加或减少都不会影响其他设备的使用；具有很好的适应性，便捷性和移动能力，不受物理环境的约束。
文档编号A61B5/08GK201453268SQ20092007802
公开日2010年5月12日 申请日期2009年7月9日 优先权日2009年7月9日
发明者印洁, 宋元林, 宋军, 王向东, 白春学, 虞明, 虞玮 申请人:复旦大学附属中山医院;上海明涛电子科技有限公司