一种新生儿呼吸异常监控系统及监控方法与流程

本发明属于医疗设备，具体涉及一种新生儿呼吸异常监控系统及监控方法。

背景技术：

1、新生儿呼吸监测是新生儿重症监护领域的重要技术手段。由于新生儿，特别是早产儿的呼吸系统及呼吸中枢尚未发育成熟，其呼吸功能极不稳定，导致呼吸暂停、周期性呼吸及呼吸急促等呼吸异常症状的发生率较高。呼吸异常若不能被及时发现和干预，将引发新生儿缺氧，进而导致缺氧性脑损伤等严重并发症，甚至威胁新生儿的生命安全。因此，对新生儿呼吸状态进行及时、准确的识别与监测，对于避免缺氧性脑损伤、保障患儿生命健康具有重要意义。

2、现有技术中，临床上用于呼吸监控的技术主要为胸阻抗法与脉搏氧饱和度监测法。胸阻抗法通过在患儿体表粘贴电极片，脉搏氧饱和度监测法则是通过将传感器夹持或粘贴于患儿肢体末端。上述技术存在以下技术缺陷：

3、第一，接触式的监测方式需将电极片或传感器长期粘贴或夹持于患儿皮肤表面，容易对新生儿娇嫩的皮肤造成机械损伤，引发皮肤红肿、破损等不良反应。

4、第二，部分患儿对电极片粘贴材料或传感器接触材料存在过敏反应，临床表现为皮肤瘙痒、皮疹等症状，增加了患儿的不适感及护理难度。

5、第三，由于电极片或传感器需长期与皮肤接触，破坏了皮肤屏障的完整性，存在引发局部感染的风险，对患儿的安全构成潜在威胁。

技术实现思路

1、本发明提出一种新生儿呼吸异常监控系统及监控方法，旨在至少解决现有技术中存在的技术问题之一,采用非接触式的传感器，基本消除了新生儿的皮肤出现机械损伤、过敏及感染的风险，提升安全性。

2、本发明的第一方面实施例提出一种新生儿呼吸异常监控系统，包括保温箱、呼吸组件和监控组件，包括底座和上盖，所述上盖为可拆卸连接于所述底座，所述底座设置有发热机构和温度传感器；呼吸组件包括呼吸面罩和呼吸机，所述呼吸面罩位于所述保温箱的内部，所述呼吸面罩设置有头部固定带、口鼻罩和进气接头，所述口鼻罩连接所述进气接头，所述进气接头通过输气管连接所述呼吸机，所述上盖设置有通孔，所述输气管穿过所述通孔；监控组件包括监控仪、热敏传感器和毫米波雷达传感器，所述热敏传感器设置在所述口鼻罩的内部，所述毫米波雷达传感器设置在所述上盖的内壁面中部，并且对正新生儿的胸腹部，所述监控仪电性连接所述热敏传感器和所述毫米波雷达传感器，所述监控仪具有信号处理模块，所述信号处理模块包括有信号处理电路与滤波算法单元，所述滤波算法单元采用快速傅里叶变换算法。

3、本发明的新生儿呼吸异常监控系统，至少具有如下有益效果：

4、1、采用热敏传感器与毫米波雷达传感器协同监测机制，热敏传感器获取新生儿的呼气状态，毫米波雷达传感器获取新生儿的胸腹腔呼吸活动信息，有效降低单一传感器因信号衰减、遮挡或干扰导致的误判率，提升呼吸异常检测的灵敏度与准确性。

5、2、相比于现有接触式监控技术（如电极片、血氧夹等需紧贴皮肤的监测方式），本技术的热敏传感器与毫米波雷达传感器均无需与新生儿皮肤直接接触，消除了电极片粘贴导致的皮肤撕脱伤、压痕、红肿、破损等机械损伤风险，同时避免了接触皮肤引发的过敏反应。

6、3、提升监测过程的舒适性与安全性，降低对新生儿睡眠及生理状态的干扰，非接触式监测方式无需在新生儿体表布置任何线缆或传感器附件，减少了异物束缚对新生儿体位活动的限制。

7、4、根据异常等级进行报警，当监控仪判定呼吸异常时，可依据预设程序自动触发分级报警并同步通知医护人员，实现异常事件的及时发现与快速干预，有效缩短缺氧暴露时间，降低新生儿呼吸暂停、缺氧性脑损伤等严重并发症的发生风险。

8、监控仪内置信号处理电路与滤波算法单元，针对热敏传感器反馈的呼气气流信号和毫米波雷达传感器反馈的胸腹呼吸运动信号进行处理和去噪，有效抑制意外因素引入的噪声干扰，提取高质量的呼吸体征信号，提升监测系统在临床实际应用场景中的鲁棒性。

9、根据本发明第一方面的一些实施例，所述上盖的内壁连接有安装架，所述安装架设置有高度调节机构，所述毫米波雷达传感器固定于所述安装架。

10、根据本发明第一方面的一些实施例，所述头部固定带包括一字型的横带和人字型的纵带，所述纵带连接在所述横带的下侧。

11、根据本发明第一方面的一些实施例，还包括有基座，所述基座的底面设置有多个脚轮，所述基座上设置有升降机构，所述保温箱连接于所述升降机构。

12、根据本发明第一方面的一些实施例，所述升降机构包括升降座，所述升降座设置有升降杆，所述保温箱的底面设置有支座，所述支座具有配合所述升降杆的定位孔，所述支座的一侧设置有储物抽屉。

13、根据本发明第一方面的一些实施例，所述基座的一侧设置有立杆，所述立杆的上端连接有灯座，所述灯座位于所述保温箱的上方，并设置有朝向所述保温箱的照明灯。

14、根据本发明第一方面的一些实施例，所述立杆的左侧面设置有转座，所述转座上设置有转轴，所述监控仪的背面设置有套装于所述转轴的轴套。

15、根据本发明第一方面的一些实施例，所述立杆连接有吊瓶架，所述立杆的右侧面设置多个插装孔，所述吊瓶架插装于其中一个所述插装孔。

16、本发明第二方面的实施例提出监控方法，应用于第一方面实施例的新生儿呼吸异常监控系统，所述控制方法包括以下步骤：

17、s100、信号采集，实时采集新生儿的呼吸信号，所述呼吸信号包括所述热敏传感器反馈的呼气气流信号和所述毫米波雷达传感器反馈的胸腹呼吸运动信号；

18、s200、信号预处理，对采集到的呼吸信号依次执行滤波去噪、分频段分解及无效窗口剔除操作，得到有效呼吸体征信号；其中，所述滤波去噪包括采用带通滤波器去除基线漂移和高频噪声；所述分频段分解包括将呼吸信号分解为低频呼吸主频段、中频干扰频段及高频噪声频段；所述无效窗口剔除包括基于信号能量阈值和波形完整性判定，剔除因肢体运动或传感器脱落导致的无效数据窗口；

19、s300、体征异常信号提取，设定呼吸信号的正常阈值范围，对经预处理后的有效呼吸体征信号进行实时比对，提取超出所述设定阈值的异常信号；所述异常信号包括呼吸暂停信号、呼吸过缓信号、呼吸过速信号及呼吸节律不齐信号；

20、s400、异常等级计算，对提取的异常信号与检测时间单元进行多维度计算，得到异常量化指标；所述多维度计算包括：时长比值计算，计算单次异常信号持续时间与所述检测时间单元的时长比值；频率计算，统计所述检测时间单元内异常信号的发生频次；增长率计算，计算相邻检测时间单元内异常信号频次或时长的变化率；

21、s500、报警联动干预，根据所述异常量化指标，按照预设的异常等级划分标准进行分级，并针对不同异常等级执行相应的分级警报与联动干预措施；其中，所述异常等级划分为轻度异常、中度异常及重度异常四个等级；所述分级警报包括声光报警提示、护士站远程通知及急救系统联动，轻度异常的警报为护士站远程通知，中度异常的警报为护士站远程通知和声光报警提示，重度异常的警报为声光报警提示、护士站远程通知及急救系统联动。

22、根据本发明第二方面的一些实施例，在s200步骤中包括 s201、对热敏传感器采集的原始呼气气流信号施加汉宁窗函数，进行n点快速傅里叶变换，得到频域信号为；s202、构建复合频域滤波器*，其中，为新生儿呼吸频段带通滤波器，保留频率在至范围内的信号分量；为工频及其谐波陷波滤波器，抑制频率在范围内的干扰分量；为自适应噪声阈值滤波器，基于频域中值估计滤除幅值低于*的噪声分量；s203、将所述频域信号与所述复合频域滤波器相乘后进行逆快速傅里叶变换，取实部得到滤波后的有效呼吸气流信号。

23、本发明的附加方面和优点将在下面的描述中部分给出，部分将从下面的描述中变得明显，或通过本发明的实践了解到。