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专利号: 2025113760472
申请人: 沈阳泽然生物科技有限公司
专利类型:发明专利
专利状态:已下证
更新日期:2026-09-16
缴费截止日期: 暂无
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摘要:

权利要求书:

1.基于物联网的胸外科术后呼吸功能康复训练监控方法,其特征在于,包括:

采集胸外科术后患者在自然呼吸状态下的初始呼吸生理数据;

利用多特征匹配算法,将所述初始呼吸生理数据和预设标准参数库中对应恢复期的数据参考范围进行特征比对,确定胸外科术后患者所处的目标恢复期,以生成与所述目标恢复期对应的腹式呼吸康复训练指导和缩唇呼吸康复训练指导;

从所述初始呼吸生理数据提取出初始胸廓扩张度特征和初始呼吸频率特征;

利用多特征匹配算法,将所述初始胸廓扩张度特征分别与预设标准参数库中各恢复期的胸廓扩张度参考范围进行比对,得到胸廓扩张度特征比对结果,将所述初始呼吸频率特征分别与预设标准参数库中各恢复期的呼吸频率参考范围进行比对,得到呼吸频率特征比对结果,各恢复期包括早期恢复期、中期恢复期以及后期恢复期;

根据所述胸廓扩张度特征比对结果,计算出所述初始胸廓扩张度特征的数据点处于各个恢复期的胸廓扩张度参考范围内的第一数量占比,将所述第一数量占比作为胸廓扩张度匹配度,根据所述呼吸频率特征比对结果,计算出所述初始呼吸频率特征的数据点处于各个恢复期的呼吸频率参考范围内的第二数量占比,将所述第二数量占比作为呼吸频率匹配度;

选择胸廓扩张度匹配度和呼吸频率匹配度均达到预设匹配阈值的恢复期作为胸外科术后患者的目标恢复期,若存在多个符合胸廓扩张度匹配度和呼吸频率匹配度均达到预设匹配阈值的恢复期,则选择匹配度均值最高的恢复期作为目标恢复期;

从预设的恢复期呼吸特点对应表中调用与所述目标恢复期对应的目标呼吸特点,以基于所述目标呼吸特点,生成与所述目标恢复期对应的腹式呼吸康复训练指导和缩唇呼吸康复训练指导;

采集所述胸外科术后患者在所述腹式呼吸康复训练指导和所述缩唇呼吸康复训练指导下进行呼吸功能康复训练的过程中的训练呼吸生理数据,对所述训练呼吸生理数据进行校验,以基于校验后的训练呼吸生理数据计算出所述胸外科术后患者的呼吸幅度;

当呼吸幅度低于预设的术后康复标准呼吸幅度时,通过物联网向所述胸外科术后患者发送呼吸深度调整提醒,并获取所述胸外科术后患者的干预反馈数据;

将所述腹式呼吸康复训练指导、所述缩唇呼吸康复训练指导、所述校验后的训练呼吸生理数据以及所述干预反馈数据进行关联分析,得到关联分析结果;

基于所述关联分析结果,更新所述胸外科术后患者的训练进度档案,实现对所述胸外科术后患者的呼吸功能康复训练监控。

2.根据权利要求1所述的方法,其特征在于,从预设的恢复期呼吸特点对应表中调用与所述目标恢复期对应的目标呼吸特点,以基于所述目标呼吸特点,生成与所述目标恢复期对应的腹式呼吸康复训练指导和缩唇呼吸康复训练指导,包括:从预设的恢复期呼吸特点对应表中提取出与所述目标恢复期对应的呼吸特点,所述呼吸特点包括呼吸表现形式和呼吸影响因素;

根据胸外科术后患者的术前基础信息和手术记录信息,在所述呼吸特点中补充胸廓活动敏感性信息,得到目标呼吸特点;

根据所述目标呼吸特点的呼吸表现形式,确定腹式呼吸康复训练的基础呼吸深度和频率参数,结合所述胸廓活动敏感性信息,生成初步腹式呼吸训练基础指导;

根据所述目标呼吸特点的呼吸表现形式,确定缩唇呼吸康复训练的呼气时长与吸气时长的比例参数,结合所述目标呼吸特点的呼吸阻力相关信息,生成初步缩唇呼吸训练基础指导;

将所述初步腹式呼吸训练基础指导和所述初步缩唇呼吸训练基础指导,与所述目标恢复期对应的训练强度要求进行匹配校准,以形成腹式呼吸康复训练指导和缩唇呼吸康复训练指导。

3.根据权利要求1所述的方法,其特征在于,对所述训练呼吸生理数据进行校验,以基于校验后的训练呼吸生理数据计算出所述胸外科术后患者的呼吸幅度,包括:通过物联网的蓝牙通信链路,将所述训练呼吸生理数据传输至物联网的边缘计算节点,以对所述训练呼吸生理数据中的训练胸廓扩张度时序数据和训练呼吸频率数据进行时间戳完整性与一致性校验,得到校验后的训练呼吸生理数据;

基于所述目标恢复期对应的预设恢复时长,将所述校验后的训练呼吸生理数据划分为多个子训练呼吸生理数据;

基于预设标准参数库中的恢复期关联参数,确定目标恢复期对应的标准呼吸幅度关联参数,结合各子训练呼吸生理数据中的训练胸廓扩张度时序数据,计算出所述校验后的训练呼吸生理数据的平均呼吸幅度作为所述胸外科术后患者的呼吸幅度。

4.根据权利要求1所述的方法,其特征在于,将所述腹式呼吸康复训练指导、所述缩唇呼吸康复训练指导、所述校验后的训练呼吸生理数据以及所述干预反馈数据进行关联分析,得到关联分析结果,包括:基于所述腹式呼吸康复训练指导、所述缩唇呼吸康复训练指导、所述校验后的训练呼吸生理数据以及所述干预反馈数据,确定训练指导执行匹配度维度、呼吸生理数据变化趋势维度以及干预反馈响应情况维度;

从所述腹式呼吸康复训练指导中提取出呼吸深度训练参数,将各子训练呼吸生理数据的呼吸幅度分别与所述呼吸深度训练参数进行对比,得到多个深度差异值,从所述缩唇呼吸康复训练指导中提取出呼吸频率训练参数,将各子训练呼吸生理数据的训练呼吸频率,分别与所述呼吸频率训练参数进行对比,得到多个频率差异值;

基于所述深度差异值和所述频率差异值,计算出各子训练呼吸生理数据的训练指导执行匹配度;

对各子训练呼吸生理数据的呼吸幅度和训练呼吸频率进行时序变化分析,得到呼吸生理数据变化趋势结果;

将所述子训练呼吸生理数据和干预反馈数据进行关联处理,得到干预反馈响应分析结果;

将所述训练指导执行匹配度、所述呼吸生理数据变化趋势结果以及所述干预反馈响应分析结果进行整合,形成关联分析结果。

5.根据权利要求4所述的方法,其特征在于,对各子训练呼吸生理数据的呼吸幅度和训练呼吸频率进行时序变化分析,得到呼吸生理数据变化趋势结果,包括:基于各子训练呼吸生理数据的时间戳,将所有子训练呼吸生理数据的呼吸幅度和训练呼吸频率分别进行排列,形成呼吸幅度序列和训练呼吸频率序列;

对所述呼吸幅度序列中的相邻呼吸幅度进行比较,以确定呼吸幅度变化方向和呼吸幅度变化率,将所述呼吸幅度序列中最大呼吸幅度和最小呼吸幅度的幅度差值作为呼吸幅度波动范围,所述呼吸幅度变化方向包括呼吸幅度增加方向和呼吸幅度减少方向;

对所述训练呼吸频率序列中的相邻训练呼吸频率进行比较,以确定呼吸频率变化方向和呼吸频率变化率,将所述训练呼吸频率序列中最大呼吸频率与最小呼吸频率的频率差值作为呼吸频率波动范围,所述呼吸频率变化方向包括呼吸频率增加方向和呼吸频率减少方向;

将所述呼吸幅度变化方向、所述呼吸幅度波动范围、所述呼吸幅度变化率、所述呼吸频率波动范围以及所述呼吸频率变化率进行整合,得到呼吸生理数据变化趋势结果。

6.根据权利要求4所述的方法,其特征在于,将所述子训练呼吸生理数据和干预反馈数据进行关联处理,得到干预反馈响应分析结果,包括:基于各子训练呼吸生理数据的时间戳,确定所述呼吸深度调整提醒的发送时间对应的目标子训练呼吸生理数据;

建立所述呼吸深度调整提醒的发送时间、所述目标子训练呼吸生理数据、所述干预反馈数据中的调整后呼吸幅度和调整响应时长之间的匹配关系;

计算所述调整后呼吸幅度和对应的目标子训练呼吸生理数据中呼吸幅度之间的差值,将所述差值作为呼吸幅度改善值;

计算所述调整响应时长内所有呼吸幅度改善值的平均值,并将所述平均值和所述调整响应时长内呼吸幅度改善值的分布数量进行聚合,得到关联分析结论;

将所述匹配关系、所述呼吸幅度改善值以及所述关联分析结论进行整合,得到干预反馈响应分析结果。

7.基于物联网的胸外科术后呼吸功能康复训练监控系统,其特征在于,包括:

采集模块,用于采集胸外科术后患者在自然呼吸状态下的初始呼吸生理数据;

比对模块,用于利用多特征匹配算法,将所述初始呼吸生理数据和预设标准参数库中对应恢复期的数据参考范围进行特征比对,确定胸外科术后患者所处的目标恢复期,以生成与所述目标恢复期对应的腹式呼吸康复训练指导和缩唇呼吸康复训练指导;

校验模块,用于采集所述胸外科术后患者在所述腹式呼吸康复训练指导和所述缩唇呼吸康复训练指导下进行呼吸功能康复训练的过程中的训练呼吸生理数据,对所述训练呼吸生理数据进行校验,以基于校验后的训练呼吸生理数据计算出所述胸外科术后患者的呼吸幅度;

发送模块,用于当呼吸幅度低于预设的术后康复标准呼吸幅度时,通过物联网向所述胸外科术后患者发送呼吸深度调整提醒,并获取所述胸外科术后患者的干预反馈数据;

分析模块,将所述腹式呼吸康复训练指导、所述缩唇呼吸康复训练指导、所述校验后的训练呼吸生理数据以及所述干预反馈数据进行关联分析,得到关联分析结果;

更新模块,用于基于所述关联分析结果,更新所述胸外科术后患者的训练进度档案,实现对所述胸外科术后患者的呼吸功能康复训练监控;

从所述初始呼吸生理数据提取出初始胸廓扩张度特征和初始呼吸频率特征;

利用多特征匹配算法,将所述初始胸廓扩张度特征分别与预设标准参数库中各恢复期的胸廓扩张度参考范围进行比对,得到胸廓扩张度特征比对结果,将所述初始呼吸频率特征分别与预设标准参数库中各恢复期的呼吸频率参考范围进行比对,得到呼吸频率特征比对结果,各恢复期包括早期恢复期、中期恢复期以及后期恢复期;

根据所述胸廓扩张度特征比对结果,计算出所述初始胸廓扩张度特征的数据点处于各个恢复期的胸廓扩张度参考范围内的第一数量占比,将所述第一数量占比作为胸廓扩张度匹配度,根据所述呼吸频率特征比对结果,计算出所述初始呼吸频率特征的数据点处于各个恢复期的呼吸频率参考范围内的第二数量占比,将所述第二数量占比作为呼吸频率匹配度;

选择胸廓扩张度匹配度和呼吸频率匹配度均达到预设匹配阈值的恢复期作为胸外科术后患者的目标恢复期,若存在多个符合胸廓扩张度匹配度和呼吸频率匹配度均达到预设匹配阈值的恢复期,则选择匹配度均值最高的恢复期作为目标恢复期;

从预设的恢复期呼吸特点对应表中调用与所述目标恢复期对应的目标呼吸特点,以基于所述目标呼吸特点,生成与所述目标恢复期对应的腹式呼吸康复训练指导和缩唇呼吸康复训练指导。

8.一种电子设备,其特征在于,包括:

存储器,用于存储计算机程序;

处理器,用于执行所述计算机程序时实现如权利要求1至6任一项所述的基于物联网的胸外科术后呼吸功能康复训练监控方法的步骤。

9.一种计算机可读存储介质,其特征在于,所述计算机可读存储介质中存储有计算机程序,所述计算机程序被处理器执行时能够实现如权利要求1至6中任一项所述的基于物联网的胸外科术后呼吸功能康复训练监控方法。