一种用于俯卧位通气疗法的姿势辅助系统

本发明涉及俯卧位通气疗法，特别涉及一种用于俯卧位通气疗法的姿势辅助系统。

背景技术：

1、俯卧位通气疗法是一种重要的治疗方法，常用于重症呼吸衰竭患者的机械通气过程中，该疗法要求患者将身体转至俯卧位，与传统的仰卧位相比，俯卧位通气能够改善气体交换、减少肺损伤和提高患者的通气机械效应，其中，使用，俯卧位通气疗法能够优化通气血流比例，增加背侧肺部的通气量，改善通气血流比例，减少通气血流不匹配现象，能够减少肺区塌陷，减少背侧肺区塌陷，使这些部位的肺泡得到更好的通气，提高氧合，提高通气机械效应，俯卧位通气有助于改善背侧的肺膨胀和胸腔力学，减少腹部脏器向上对肺部的压迫，提高通气效率，在进行俯卧位通气疗法时，使用能够承载患者体重的三个枕头，分别将枕头放置于患者胸部下方，小腹部和小腿处，用于改善俯卧位通气疗法过程中患者的姿势舒适度，也便于患者通气，然而，使用者体型的不一致，导致俯卧的姿势角度不同，进而影响通气效率，无法完全发挥俯卧位通气疗法的优势，此外，基于俯卧位姿势角度和体型的不同，导致通气时间也会产生差异，时间把控的不及时，也会影响到通气的效率。

2、基于以上特点，本发明提供了一种用于俯卧位通气疗法的姿势辅助系统。

技术实现思路

1、本发明的目的在于提供一种用于俯卧位通气疗法的姿势辅助系统，基于俯卧位通气疗法的姿势辅助参数变化评估模型，能够快速依据俯卧位通气疗法使用者的体型，精准评估出俯卧位通气疗法在使用过程中使用者与气枕的角度和气疗时间，且能够根据血氧饱和度的变化快速的给出使用者后续姿势和时间的评估数据，辅助医生和专业人员对俯卧位通气疗法相关参数的判断，降低人为判断的误差影响。

2、为了达成以上目的，本发明采取的技术方案为：

3、一种用于俯卧位通气疗法的姿势辅助系统，包括俯卧位通气数据收集处理模块，俯卧位气枕数据收集模块，俯卧位气枕角度输出模块，俯卧位通气疗法时间调节模块，俯卧位通气疗法姿势辅助性能评估模块。

4、俯卧位通气数据收集处理模块用于收集处理俯卧位通气疗法使用者的表型数据；

5、俯卧位气枕数据收集模块用于收集不同体型人群使用俯卧位通气疗法期间气枕参数的变化；

6、俯卧位气枕角度输出模块用于获取不同体型人群使用俯卧位通气疗法期间气枕相应角度；

7、俯卧位通气疗法时间调节模块用于获取不同体型人群使用俯卧位通气疗法的时间；

8、俯卧位通气疗法姿势辅助性能评估模块用于建立基于俯卧位通气疗法的姿势辅助参数变化评估模型。

9、进一步的，在俯卧位通气数据收集处理模块中，收集俯卧位通气疗法使用者的年龄、性别、身高、体重、胸宽以及上身和下身长度的比例，处理收集到的俯卧位通气疗法使用者的表型数据，所用处理方法为主成分分析法，获取主成分占比为80-90％的主成分。

10、作为本发明的进一步方案，在俯卧位通气数据收集处理模块中，以俯卧位通气疗法使用者的主要表型数据作为多因素自变量，以血氧饱和度作为响应因变量。

11、作为本发明的进一步方案，在俯卧位通气数据收集处理模块中，获取的使用者的主要表型数据为体重，胸宽以及上身和下身长度的比例，为了降低使用俯卧位通气疗法者的体型影响，先分别对体重，胸宽以及上身和下身长度的比例与血氧饱和度进行单因素分析，获取单一体型因素影响系数，将单一体型因素影响系数进行再次数据处理，所用方法为每个体型因素与综合体型因素的标准差进行对比处理，所得新的单一因素系数，引入基于体重，胸宽，上身和下身长度的比例和与血氧饱和度间的多因素分析中，最终获取俯卧位通气疗法的体型误差系数，所用公式为：

12、

13、其中，αt为俯卧位通气疗法的体型误差系数，x1为俯卧位通气疗法处理后的血氧饱和度，x0为俯卧位通气疗法处理前血氧饱和度，i为经过标准差处理后的体重系数，ω为经过标准差处理后的胸宽系数，t为经过标准差处理后的上身和下身长度的比例系数。

14、进一步的，在俯卧位气枕数据收集模块中，针对不同体型人群使用俯卧位通气疗法期间气枕参数的变化的收集，所收集的气枕参数为胸部横切面与气枕垂直面的夹角、腹部横切面与气枕垂直面的夹角和小腿横切面和气枕垂直面的夹角，考虑到俯卧位通气疗法不同体重使用者的影响，对气枕的高度最低压缩值限定在1-2cm之间，所收集的胸部横切面与气枕垂直面的夹角范围为65-85°，腹部横切面与气枕垂直面的夹角范围为70-80°，小腿横切面和气枕垂直面的夹角范围为55-70°。

15、进一步的，在俯卧位气枕角度输出模块中，使用响应面分析方法对胸部横切面与气枕垂直面的夹角，腹部横切面与气枕垂直面的夹角和小腿横切面和气枕垂直面的夹角与血氧饱和度进行分析，获取胸部横切面与气枕垂直面的夹角范围为75-85°，腹部横切面与气枕垂直面的夹角范围为75-80°，小腿横切面和气枕垂直面的夹角范围为55-65°。

16、进一步的，在俯卧位通气疗法时间调节模块中，设置俯卧位通气疗法的基础时间≥7h，在获取时间调节前，收集俯卧位通气疗法所用时间的数据，其中，在收集数据中添加俯卧位气枕角度输出模块中的角度作为筛选条件，分别将胸部横切面与气枕垂直面的夹角、腹部横切面与气枕垂直面的夹角和小腿横切面和气枕垂直面的夹角与时间因素进行权重分析，所用方法为层次分析，最终获取姿势影响俯卧位通气疗法时间的权重因子，再通过俯卧位通气疗法时间与血氧饱和度进行单因素分析，建立基于俯卧位通气疗法时间条件下的姿势辅助与血氧饱和度之间的相关系数，所用公式为：

17、

18、其中，βz为基于俯卧位通气疗法时间条件下的姿势辅助与血氧饱和度的相关系数，δ1为胸部横切面与气枕垂直面的夹角，δ2为腹部横切面与气枕垂直面的夹角，δ3为小腿横切面与气枕垂直面的夹角，x1为俯卧位通气疗法处理后的血氧饱和度，x0为俯卧位通气疗法处理前血氧饱和度，κ1和κ2为俯卧位通气疗法时间与血氧饱和度的系数，κ0为俯卧位通气疗法时间与血氧饱和度的常数。

19、进一步的，在俯卧位通气疗法姿势辅助性能评估模块中，将俯卧位通气疗法使用者体型误差系数和基于俯卧位通气疗法时间条件下的姿势辅助与血氧饱和度之间的相关系数作为双辅助分析因子，用于降低在基于俯卧位通气疗法的参数变化评估模型中的误差，提高模型的精确度，在分析中综合将体重、胸宽、上身和下身长度的比例、胸部横切面与气枕垂直面的夹角、腹部横切面与气枕垂直面的夹角、小腿横切面和气枕垂直面的夹角和俯卧位通气疗法时间与血氧饱和度进行主成分分析，筛选出上身和下身长度的比例、胸部横切面和气枕垂直面的夹角和俯卧位通气疗法时间对血氧饱和度的影响权重最大，因此，将上身和下身长度的比例、胸部横切面和气枕垂直面的夹角和俯卧位通气疗法时间与血氧饱和度进行多因素分析，最终获取基于俯卧位通气疗法的姿势辅助参数变化评估模型，所用公式为：

20、

21、其中，x为血氧饱和度值，λ0和λ1为多因素分析系数，a为上身和下身长度的比例值，b为胸部横切面和气枕垂直面的夹角，t为俯卧位通气疗法时间，αt为俯卧位通气疗法的体型误差系数，βz为基于俯卧位通气疗法时间条件下的姿势辅助与血氧饱和度的相关系数，λ2为多因素分析常数。

22、一种用于俯卧位通气疗法的姿势辅助系统，俯卧位通气数据收集处理模块收集处理俯卧位通气疗法使用者的表型数据，获取俯卧位通气疗法的体型误差系数，俯卧位气枕数据收集模块收集不同体型人群使用俯卧位通气疗法期间气枕参数的变化数据，结合俯卧位气枕角度输出模块获取不同体型人群使用俯卧位通气疗法期间气枕相应角度，再传入俯卧位通气疗法时间调节模块用于获取不同体型人群使用俯卧位通气疗法的时间，通过对数据分析获取基于俯卧位通气疗法时间条件下的姿势辅助与血氧饱和度的相关系数，再将获取的俯卧位通气疗法的体型误差系数和基于俯卧位通气疗法时间条件下的姿势辅助与血氧饱和度的相关系数，导入俯卧位通气疗法姿势辅助性能评估模块，进而建立基于俯卧位通气疗法的姿势辅助参数变化评估模型，用于评估结合人体体型变化的的俯卧位通气疗法的时间和姿势辅助的角度。

23、因此，用于俯卧位通气疗法的姿势辅助系统各模块间的连接关系为，俯卧位通气数据收集处理模块与俯卧位通气疗法姿势辅助性能评估模块相连接，俯卧位气枕数据收集模块结合俯卧位气枕角度输出模块与俯卧位通气疗法时间调节模块连接，俯卧位通气疗法时间调节模块与俯卧位通气疗法姿势辅助性能评估模块连接。

24、本发明的有益技术效果：基于俯卧位通气疗法的姿势辅助参数变化评估模型，能够快速依据俯卧位通气疗法使用者的体型，精准评估出俯卧位通气疗法在使用过程中使用者与气枕的角度和气疗时间，且能够根据血氧饱和度的变化快速的给出使用者后续姿势和时间的评估数据，辅助医生和专业人员对俯卧位通气疗法相关参数的判断，降低人为判断的误差影响。

25、该方法中未涉及部分均与现有技术相同或能够采用现有技术加以实现。