【技術(shù)實現(xiàn)步驟摘要】
本申請涉及臨床醫(yī)療，更具體地說，涉及用于俯臥位減壓床的生命體征監(jiān)測與床位狀態(tài)聯(lián)動系統(tǒng)。
技術(shù)介紹
1、俯臥位減壓床在醫(yī)療領(lǐng)域特別是重癥監(jiān)護和康復(fù)護理中有著廣泛的應(yīng)用。俯臥位作為一種重要的體位療法，常用于治療急性呼吸窘迫綜合征(ards)等呼吸系統(tǒng)疾病，以改善患者的肺功能和血氧飽和度。然而，長時間的俯臥位可能會對患者造成不適和產(chǎn)生壓瘡等并發(fā)癥，因此，需要不斷調(diào)整床位以減輕這些負面影響。傳統(tǒng)的床位調(diào)整通常依賴于醫(yī)護人員的經(jīng)驗和手動操作，缺乏智能化和自動化的支持，難以實現(xiàn)對患者生命體征的實時監(jiān)測和優(yōu)化調(diào)整。
2、隨著現(xiàn)代醫(yī)療技術(shù)的進步，生命體征監(jiān)測技術(shù)在臨床中的應(yīng)用越來越廣泛。這些技術(shù)能夠?qū)崟r采集和分析患者的多項生命體征數(shù)據(jù)，如心電圖、脈搏波、呼吸率和血氧飽和度等，為臨床決策提供重要依據(jù)。然而，現(xiàn)有的生命體征監(jiān)測系統(tǒng)大多獨立運行，缺乏與床位調(diào)整系統(tǒng)的聯(lián)動，難以根據(jù)患者的實時狀態(tài)動態(tài)調(diào)整床位，從而無法充分發(fā)揮俯臥位療法的效果。
3、綜上所述，如何實現(xiàn)對患者生命體征的精準監(jiān)測、實時分析和動態(tài)調(diào)整，提升醫(yī)療護理質(zhì)量和患者的整體體驗，已經(jīng)成為亟需解決的問題。
技術(shù)實現(xiàn)思路
1、為了克服現(xiàn)有技術(shù)存在的一系列缺陷，本申請的目的在于針對上述問題，提供用于俯臥位減壓床的生命體征監(jiān)測與床位狀態(tài)聯(lián)動系統(tǒng)，包括以下模塊：
2、智能生命體征分析模塊，采集并實時分析患者的多項生命體征數(shù)據(jù)，預(yù)測短期內(nèi)的生命體征變化趨勢；
3、自適應(yīng)床位調(diào)節(jié)控制模塊，根據(jù)分析結(jié)果生成最
4、動態(tài)參數(shù)優(yōu)化模塊，基于患者在床位調(diào)整過程中的生命體征變化，動態(tài)調(diào)整床位變化速度和安全閾值，實現(xiàn)效果與安全的最佳平衡；
5、人機交互與警報模塊，提供多模態(tài)操作界面以實時展示系統(tǒng)狀態(tài)信息，在檢測到異常或緊急情況時及時觸發(fā)警報并自動執(zhí)行預(yù)設(shè)的應(yīng)急措施。
6、進一步的，智能生命體征分析模塊包括：
7、生命體征采集單元，采用心電圖電極、光電容積脈搏波傳感器、呼吸帶和血氧飽和度傳感器，穩(wěn)定準確地采集俯臥位狀態(tài)下患者的多項生命體征數(shù)據(jù)，并進行濾波、去噪和信號增強處理；
8、實時數(shù)據(jù)分析單元，用于對處理后的數(shù)據(jù)進行實時分析，準確識別患者的當前生命體征狀態(tài)；
9、短期趨勢預(yù)測單元，基于患者的最新生命體征狀態(tài)集合，使用長短期記憶網(wǎng)絡(luò)模型預(yù)測患者未來短期內(nèi)的生命體征變化趨勢；
10、異常檢測評估單元，用于持續(xù)監(jiān)測生命體征數(shù)據(jù)，識別潛在的異常模式，同時評估采集數(shù)據(jù)的可靠性，在數(shù)據(jù)質(zhì)量不佳時及時觸發(fā)警報；
11、數(shù)據(jù)存儲單元，采用加密技術(shù)安全存儲和管理患者的歷史生命體征數(shù)據(jù)，確保數(shù)據(jù)的機密性和完整性。
12、進一步的，長短期記憶網(wǎng)絡(luò)模型包括輸入層、lstm層、全連接層和輸出層，輸入層用于接收來自實時數(shù)據(jù)分析單元的時間窗口數(shù)據(jù)，全連接層用于將lstm的輸出連接到輸出層；輸出層用于預(yù)測未來短期內(nèi)的生命體征值；lstm層用于對輸入數(shù)據(jù)進行處理，通過遺忘門、輸入門、記憶單元狀態(tài)更新和輸出門來學習時間序列特征，具體的：
13、遺忘門的公式為：ft＝σ(wf·[ht-1,xt]+bf)，其中，ft是遺忘門的輸出，表示當前時間步t對于記憶單元的遺忘程度；wf是遺忘門的權(quán)重矩陣，用于學習如何從生命體征數(shù)據(jù)中提取關(guān)鍵信息；bf是遺忘門的偏置，用于調(diào)整遺忘門的激活水平；ht-1表示前一時間步的隱狀態(tài)，包含了之前的生命體征信息；xt表示當前時間步的生命體征數(shù)據(jù)；σ表示sigmoid激活函數(shù)；
14、輸入門的公式為：it＝σ(wi·[ht-1,xt]+bi)，c～t＝tanh(wc·[ht-1,xt]+bc)，其中，it表示輸入門的輸出，決定當前時間步的生命體征數(shù)據(jù)對記憶單元的影響；c～t為候選記憶單元狀態(tài)，表示新信息的潛在值；wi和wc為權(quán)重矩陣，用于學習如何處理當前輸入和隱狀態(tài)；bi和bc表示輸入門和候選記憶單元狀態(tài)的偏置，用于調(diào)整輸入門和候選記憶的激活水平；tanh是雙曲正切函數(shù)，用于生成候選記憶值；
15、更新記憶單元狀態(tài)的公式為：ct＝ft·ct-1+it·c～t，其中，ct表示更新后的記憶單元狀態(tài)，包含了當前時間步的新信息和前一時間步的遺忘部分；ct-1表示前一時間步的記憶單元狀態(tài)；ft·ct-1表示遺忘門控制下的舊信息；it·c～t表示輸入門控制下的新信息；
16、輸出門的公式為：ot＝σ(wo·[ht-1,xt]+bo)，ht＝ot·tanh(ct)，其中，ot表示輸出門的輸出，決定從記憶單元中提取的信息量；ht表示當前時間步的隱狀態(tài)，表示對生命體征的預(yù)測結(jié)果；wo表示權(quán)重矩陣，用于計算輸出；bo表示輸出門的偏置，調(diào)整輸出門的激活水平。
17、進一步的，自適應(yīng)床位調(diào)節(jié)控制模塊包括：
18、生命體征數(shù)據(jù)接收單元，接收并解析來自智能生命體征分析模塊的數(shù)據(jù)和預(yù)測結(jié)果，為床位調(diào)整決策提供基礎(chǔ)；
19、床位調(diào)整策略生成單元，基于患者的生命體征數(shù)據(jù)和預(yù)設(shè)規(guī)則，生成最優(yōu)床位調(diào)整方案；
20、安全約束評估單元，評估最優(yōu)床位調(diào)整方案的安全性，確保所有參數(shù)都在預(yù)設(shè)的安全范圍內(nèi)，防止對患者造成的不適或風險；
21、執(zhí)行控制單元，將經(jīng)過安全評估的調(diào)整方案轉(zhuǎn)換為精確的控制命令并執(zhí)行，實現(xiàn)床位的平穩(wěn)調(diào)整。
22、進一步的，基于患者的生命體征數(shù)據(jù)和預(yù)設(shè)規(guī)則，生成最優(yōu)床位調(diào)整方案，包括以下步驟：
23、將患者的生命體征數(shù)據(jù)與預(yù)設(shè)的醫(yī)療規(guī)則和安全閾值進行匹配，識別出當前患者狀態(tài)所適用的規(guī)則集；
24、基于匹配的規(guī)則集和患者當前狀態(tài)，設(shè)定床位調(diào)整的多個優(yōu)化目標并分配權(quán)重，包括改善血氧飽和度、減輕壓力和優(yōu)化呼吸功能目標；
25、明確定義床位調(diào)整的各項約束條件，包括床位可調(diào)節(jié)的范圍、調(diào)整速度限制和患者舒適度要求；
26、運用多目標優(yōu)化算法，在滿足約束條件的前提下，綜合考慮各個優(yōu)化目標，迭代搜索最優(yōu)床位調(diào)整方案；
27、對生成的最優(yōu)方案進行評估，模擬其對患者狀態(tài)的潛在影響，如果評估結(jié)果不理想，或者存在潛在風險，則進行微調(diào)或重新計算，直到找到既能顯著改善患者狀態(tài)，又能確保安全的方案。
28、進一步的，動態(tài)參數(shù)優(yōu)化模塊包括：
29、實時響應(yīng)分析單元，持續(xù)監(jiān)測并分析患者在床位調(diào)整過程中的生命體征變化，識別患者對調(diào)整的即時反應(yīng)；
30、參數(shù)敏感度評估單元，評估床位調(diào)整參數(shù)對患者生命體征的影響程度，識別關(guān)鍵參數(shù)；
31、自適應(yīng)閾值調(diào)整單元，根據(jù)患者的即時反應(yīng)，動態(tài)調(diào)整床位調(diào)整的安全閾值，確保操作始終在安全范圍內(nèi)；
32、速度優(yōu)化單元，基于患者的耐受程度和治療需求，實時計算并動態(tài)調(diào)整最優(yōu)的床位變化速度；
33、反饋學習單元，記錄并分析每次調(diào)整的效果，不斷優(yōu)化參數(shù)調(diào)整模型，提高系統(tǒng)的適應(yīng)性和精本文檔來自技高網(wǎng)...
【技術(shù)保護點】
1.用于俯臥位減壓床的生命體征監(jiān)測與床位狀態(tài)聯(lián)動系統(tǒng)，其特征在于，包括以下模塊：
2.根據(jù)權(quán)利要求1所述的用于俯臥位減壓床的生命體征監(jiān)測與床位狀態(tài)聯(lián)動系統(tǒng)，其特征在于，智能生命體征分析模塊包括：
3.根據(jù)權(quán)利要求2所述的用于俯臥位減壓床的生命體征監(jiān)測與床位狀態(tài)聯(lián)動系統(tǒng)，其特征在于，長短期記憶網(wǎng)絡(luò)模型包括輸入層、LSTM層、全連接層和輸出層，輸入層用于接收來自實時數(shù)據(jù)分析單元的時間窗口數(shù)據(jù)，全連接層用于將LSTM的輸出連接到輸出層；輸出層用于預(yù)測未來短期內(nèi)的生命體征值；LSTM層用于對輸入數(shù)據(jù)進行處理，通過遺忘門、輸入門、記憶單元狀態(tài)更新和輸出門來學習時間序列特征，具體的：
4.根據(jù)權(quán)利要求1所述的用于俯臥位減壓床的生命體征監(jiān)測與床位狀態(tài)聯(lián)動系統(tǒng)，其特征在于，自適應(yīng)床位調(diào)節(jié)控制模塊包括：
5.根據(jù)權(quán)利要求4所述的用于俯臥位減壓床的生命體征監(jiān)測與床位狀態(tài)聯(lián)動系統(tǒng)，其特征在于，基于患者的生命體征數(shù)據(jù)和預(yù)設(shè)規(guī)則，生成最優(yōu)床位調(diào)整方案，包括以下步驟：
6.根據(jù)權(quán)利要求1所述的用于俯臥位減壓床的生命體征監(jiān)測與床位狀態(tài)聯(lián)動系統(tǒng)，其特征
7.根據(jù)權(quán)利要求6所述的用于俯臥位減壓床的生命體征監(jiān)測與床位狀態(tài)聯(lián)動系統(tǒng)，其特征在于，評估床位調(diào)整參數(shù)對患者生命體征的影響程度，識別關(guān)鍵參數(shù)，包括以下步驟：
8.根據(jù)權(quán)利要求6所述的用于俯臥位減壓床的生命體征監(jiān)測與床位狀態(tài)聯(lián)動系統(tǒng)，其特征在于，根據(jù)患者的即時反應(yīng)，動態(tài)調(diào)整床位調(diào)整的安全閾值，包括以下步驟：
9.根據(jù)權(quán)利要求6所述的用于俯臥位減壓床的生命體征監(jiān)測與床位狀態(tài)聯(lián)動系統(tǒng)，其特征在于，最優(yōu)的床位變化速度通過以下公式計算：，其中，voptimal為最優(yōu)的床位變化速度；vcurrent為當前床位變化速度；Tthreshold為患者的耐受閾值；Tcurrent為當前耐受度；Ddemand為治療需求調(diào)整因子，根據(jù)治療需求變化的緊迫性確定；q為調(diào)整因子，用于平衡響應(yīng)速度和穩(wěn)定性；vmin為床位變化速度的最小值；vmax為床位變化速度的最大值；Tmin是耐受度的最小值。
10.根據(jù)權(quán)利要求1-9任一所述的用于俯臥位減壓床的生命體征監(jiān)測與床位狀態(tài)聯(lián)動系統(tǒng)，其特征在于，人機交互與警報模塊包括：
...【技術(shù)特征摘要】
1.用于俯臥位減壓床的生命體征監(jiān)測與床位狀態(tài)聯(lián)動系統(tǒng)，其特征在于，包括以下模塊：
2.根據(jù)權(quán)利要求1所述的用于俯臥位減壓床的生命體征監(jiān)測與床位狀態(tài)聯(lián)動系統(tǒng)，其特征在于，智能生命體征分析模塊包括：
3.根據(jù)權(quán)利要求2所述的用于俯臥位減壓床的生命體征監(jiān)測與床位狀態(tài)聯(lián)動系統(tǒng)，其特征在于，長短期記憶網(wǎng)絡(luò)模型包括輸入層、lstm層、全連接層和輸出層，輸入層用于接收來自實時數(shù)據(jù)分析單元的時間窗口數(shù)據(jù)，全連接層用于將lstm的輸出連接到輸出層；輸出層用于預(yù)測未來短期內(nèi)的生命體征值；lstm層用于對輸入數(shù)據(jù)進行處理，通過遺忘門、輸入門、記憶單元狀態(tài)更新和輸出門來學習時間序列特征，具體的：
4.根據(jù)權(quán)利要求1所述的用于俯臥位減壓床的生命體征監(jiān)測與床位狀態(tài)聯(lián)動系統(tǒng)，其特征在于，自適應(yīng)床位調(diào)節(jié)控制模塊包括：
5.根據(jù)權(quán)利要求4所述的用于俯臥位減壓床的生命體征監(jiān)測與床位狀態(tài)聯(lián)動系統(tǒng)，其特征在于，基于患者的生命體征數(shù)據(jù)和預(yù)設(shè)規(guī)則，生成最優(yōu)床位調(diào)整方案，包括以下步驟：
6.根據(jù)權(quán)利要求1所述的用于俯臥位減壓床的生命體征監(jiān)測與床位狀態(tài)聯(lián)動系...
【專利技術(shù)屬性】
技術(shù)研發(fā)人員：孫杰，
申請(專利權(quán))人：貴航貴陽醫(yī)院，
類型：發(fā)明
國別省市：
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