CN112382377A - 一种体外循环机及辅助参数调节方法和系统 - Google Patents
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Abstract
一种体外循环机辅助参数调节方法，应用于设置有多个操作模式的体外循环机系统，该操作模式至少包括：灌注模式、新生儿模式、婴儿模式、儿童模式、成人模式、撤机模式；该操作模式的决定方式包括以下步骤：接收一开机指令以启动体外循环机系统；根据获取的语音信号，结合预先录制的音纹，对该语音进行音纹识别，若音纹识别成功，进一步识别语音指令的含义；判断该语音指令的含义，选择对应的操作模式。由于本申请将ECMO的操作过程傻瓜化、设计为几种固定的操作模式，当用户选择了某种模式之后，系统会指导用户进行相关操作；并通过设置语音控制功能，当用户操作管路腾不出手来操作按钮的时候，可以通过语音指令对ECMO进行操作，或者做出选择。
Description
技术领域
本发明涉及医疗器械技术领域，具体涉及一种体外循环机及辅助参数调节方法和系统。
背景技术
现有的ECMO装置设计有一系列的传感器参数显示器，报警指示，以及按钮和旋钮用于调整血泵的工作模式。出于安全的考虑，ECMO会根据传感器参数产生一系列的保护动作。正确地操作ECMO并不容易，在很多情况下ECMO会停机报警，而在另外一些情况下，ECMO又不允许马上停下来。ECMO在使用过程中，需要专业人员进行操作。例如：如果血泵传感器发现管路中有气泡，就会停机报警。但是，管路中气泡的量是多少？停机会有什么后果？现有ECMO是不考虑的。停机之后，血流静止且温度下降，很快会形成血栓。如果血泵处的传感器检测到气泡出现，血泵会马上停机，但是操作人员还需要设法让血泵再转动一会儿，让血液流动，把气泡推到一个具有出口的位置上，打开阀门放出气泡，或者用注射器吸出气泡。这一系列的动作需要手工操作。不仅消耗人力，而且耽误抢救时间。
ECMO操作的本质，是一个人机交互过程，不是单向的，而是双方合作共同完成一系列的动作。其中，人的工作是简短的、全面的；ECMO的工作是长期的、针对特定任务的。
发明内容
本申请提供一种体外循环机辅助参数调节方法和系统，实现与ECMO更好的人机交互，实现ECMO长期稳定的工作，减少人的手动操作量。
根据第一方面，一种实施例中提供一种体外循环机辅助参数调节方法，该方法应用于设置有多个操作模式的体外循环机系统，所述操作模式至少包括：灌注模式、新生儿模式、婴儿模式、儿童模式、成人模式、撤机模式；所述操作模式的决定方式包括以下步骤：
接收一开机指令以启动体外循环机系统；
根据获取的语音信号，结合预先录制的音纹，对所述语音进行音纹识别，若音纹识别成功，进一步识别语音指令的含义；
判断所述语音指令的含义，选择对应的操作模式。
在一些实施例，该方法还包括：
根据获取的语音信号，结合预先录制的音纹，对所述语音进行音纹识别，若音纹识别成功，进一步识别语音指令的含义；
判断所述语音指令的含义，强制控制血泵转动或停止；或判断所述语音指令的含义，唤醒休眠中的体外循环机系统。
在一些实施例，该方法还包括：
判断旋钮输入的指令对应的流量额；
依据该流量额选择对应的该操作模式或强制控制血泵按对应的转速转动。
在一些实施例，该方法还包括：
当检测到血泵处发现气泡，控制血泵转速降低，从而降低流速并发出用户提示信号；
根据流速和时间计算气泡的位置，当该气泡已经越过膜肺时，控制血泵停止转动。
根据第二方面，一种实施例中提供一种体外循环机辅助参数调节系统，其特征在于包括：
麦克风，用于获取语音信号；
存储器，用于存储的程序；
处理器，与麦克风、存储器电连接，用于通过执行所述存储器存储的程序以实现：接收一开机指令以启动体外循环机系统；根据预先录制的音纹，对获取的语音进行音纹识别，若音纹识别成功，进一步识别语音指令的含义；判断所述语音指令的含义选择对应的操作模式。
在一些实施例，所述处理器还用于：
根据预先录制的音纹，对所述语音进行音纹识别，若音纹识别成功，进一步识别语音指令的含义；
判断所述语音指令的含义，强制控制血泵转动或停止；或判断所述语音指令的含义，唤醒休眠中的体外循环机系统。
在一些实施例，所述处理器还用于：
判断旋钮输入的指令对应的流量额；
依据该流量额选择对应的该操作模式或强制控制血泵按对应的转速转动。
在一些实施例，该系统还包括用于检测血液中气泡的气泡检测模块，所述气泡检测模块与处理器电连接；所述处理器还用于：
根据检测到血泵处发现气泡的信号，控制血泵转速降低，从而降低流速，并发出用户提示信号；
根据流速和时间计算气泡的位置，当该气泡已经越过膜肺时，控制血泵停止转动。
根据第三方面，一种实施例中提供一种体外循环机，包括外壳、显示器、旋钮以及如第二方面所述的系统。
根据第四方面，一种实施例中提供一种计算机可读存储介质，其特征在于，包括程序，所述程序能够被处理器执行以实现如第一方面所述的方法。
依据上述实施例，本申请将ECMO的操作过程傻瓜化、设计为几种固定的操作模式，当用户选择了某种模式之后，系统会指导用户进行相关操作；并通过设置语音控制功能，当用户操作管路腾不出手来操作按钮的时候，可以通过语音指令对ECMO进行操作，或者做出选择。
附图说明
图1为本申请的体外循环机辅助参数调节方法的操作模式决定方式的步骤流程图；
图2为一种实施例的体外循环机面板示意图；
图3为一种实施例的本申请的体外循环机辅助参数调节系统的结构框图；
图4为一种实施例的灌注的流程示意图；
图5为一种实施例的血泵电流异常的示意图；
图6为一种实施例1号传感器发现气泡的示意图。
具体实施方式
下面通过具体实施方式结合附图对本发明作进一步详细说明。其中不同实施方式中类似元件采用了相关联的类似的元件标号。在以下的实施方式中，很多细节描述是为了使得本申请能被更好的理解。然而，本领域技术人员可以毫不费力的认识到，其中部分特征在不同情况下是可以省略的，或者可以由其他元件、材料、方法所替代。在某些情况下，本申请相关的一些操作并没有在说明书中显示或者描述，这是为了避免本申请的核心部分被过多的描述所淹没，而对于本领域技术人员而言，详细描述这些相关操作并不是必要的，他们根据说明书中的描述以及本领域的一般技术知识即可完整了解相关操作。
另外，说明书中所描述的特点、操作或者特征可以以任意适当的方式结合形成各种实施方式。同时，方法描述中的各步骤或者动作也可以按照本领域技术人员所能显而易见的方式进行顺序调换或调整。因此，说明书和附图中的各种顺序只是为了清楚描述某一个实施例，并不意味着是必须的顺序，除非另有说明其中某个顺序是必须遵循的。
参考图1和图4，本申请提供一种体外循环机(ECMO)辅助参数调节方法，该方法应用于设置有多个操作模式的体外循环机系统，操作模式至少包括：灌注模式、新生儿模式、婴儿模式、儿童模式、成人模式、撤机模式。具体地，
灌注模式：首先连接好灌注液，第一个阶段让血泵低速运行，排出大气泡；当灌注液灌满整个管路之后，调整连接方式形成闭环，启动高速运行冲出小气泡。
新生儿模式：医生输入身高和体重，按照150ml/kg/min的流量执行。
婴儿模式：医生输入身高和体重，按照100ml/kg/min的流量执行。
儿童模式：医生输入身高和体重，按照75ml/kg/min的流量执行。
成人模式：医生输入身高和体重，按照50ml/kg/min的流量执行。
撤机模式：逐步降低氧合程度，并关注相关的生理参数。
此外，除灌注模式和撤机模式外，各模式还需要选择是VV模式还是VA模式，上述模式是VA模式的预设值，VV模式在VA模式基础上增加20％流量。
该操作模式的决定方式包括以下步骤：
接收一开机指令以启动体外循环机系统；
根据获取的语音信号，结合预先录制的音纹，对语音进行音纹识别，若音纹识别成功，进一步识别语音指令的含义；若音纹识别不成功，则发出用户提示(包括下文中的用户提示也均可采取语音播报和/或显示器显示方式)：未知用户，请与管理员联系；
判断语音指令的含义，选择对应的操作模式。
其中，该语音信号由体外循环机内设的麦克风；预先录制的音纹为录制使用者的音纹，便于在嘈杂的环境下，只接受指定用户的语音指令。
在一些实施例，体外循环机辅助参数调节方法还包括：
根据获取的语音信号，结合预先录制的音纹，对语音进行音纹识别，若音纹识别成功，进一步识别语音指令的含义；
判断语音指令的含义，强制控制血泵转动或停止；
在一些实施例，体外循环机辅助参数调节方法还包括：根据获取的语音信号，结合预先录制的音纹，对语音进行音纹识别，若音纹识别成功，进一步识别语音指令的含义；
判断语音指令的含义，唤醒休眠中的体外循环机系统。
在一些实施例，体外循环机辅助参数调节方法还包括：
判断旋钮输入的指令对应的流量额；
依据该流量额选择对应的该操作模式或强制控制血泵按对应的转速转动。
在一些实施例，体外循环机辅助参数调节方法还包括：
当检测到血泵处发现气泡，控制血泵转速降低，从而降低流速并发出用户提示信号；
根据流速和时间计算气泡的位置，当该气泡已经越过膜肺时，控制血泵停止转动。如此一来，可以给用户留出足够的时间来检查气泡，尽量减少停机时间，避免血栓形成。
相应地，参考图2-4，本申请还提供一种体外循环机辅助参数调节系统，包括：
麦克风40，用于获取语音信号；
存储器100，用于存储的程序；
处理器10，与麦克风40、存储器100电连接，用于通过执行存储器100存储的程序以实现：接收一开机指令以启动体外循环机系统；根据预先录制的音纹，对获取的语音进行音纹识别，若音纹识别成功，进一步识别语音指令的含义；判断语音指令的含义选择对应的操作模式。
在一些实施例，处理器10用于：
根据预先录制的音纹，对语音进行音纹识别，若音纹识别成功，进一步识别语音指令的含义；
判断语音指令的含义，强制控制血泵30转动或停止。
其中，处理器10内置有该语音识别模块11，用于根据预先录制的音纹，对语音进行音纹识别，若音纹识别成功，进一步识别语音指令的含义；此类语音识别技术为现有常见技术，具体不赘述。
在一些实施例，处理器10还用于：
根据预先录制的音纹，对语音进行音纹识别，若音纹识别成功，进一步识别语音指令的含义；
判断语音指令的含义，唤醒休眠中的体外循环机系统。
在一些实施例，处理器10还用于：
判断旋钮输入的指令对应的流量额；
依据该流量额选择对应的该操作模式或强制控制血泵30按对应的转速转动。
其中，旋钮43输入的指令对应的流量额也可在显示器20内置的虚拟仪表盘21上显示。
在一些实施例，体外循环机辅助参数调节系统还包括用于检测血液中气泡的气泡检测模块42，气泡检测模块42与处理器10电连接；处理器10还用于：
根据检测到血泵处发现气泡的信号，控制血泵转速降低，从而降低流速，并发出用户提示信号；
根据流速和时间计算气泡的位置，当该气泡已经越过膜肺时，控制血泵30停止转动。
其中，气泡检测模块42进行气泡检测可采取电容法、光电法或超声检测方法，电容法：在输液管的两侧各放一个电容极板检测两极板间的电容变化情况，根据这一变化，推测内介质的的变化情况，从而达到检测目的。光电法：利用光电器件的光电效应，常用的光电器件有光敏三极管、光敏二极管等，根据伏安特性可以得到输出电压与光照强度的关系。超声法：超声在均匀的介质中直线传播，但到达界面或者不同介质时会发生反射和折射，并服从与几何光学类似的反射，折射定律，在检测技术中，常用的有透射法，反射法，频率法等。
在一些实施例，体外循环机辅助参数调节系统还包括压力传感器41，该压力传感器41用于在启动血泵30前管路中液体是否到位。
在一些实施例，体外循环机辅助参数调节系统还包括扬声器44，用于播放处理器10发出的用户提示信号。
相应地，本申请提供一种体外循环机，包括外壳、显示器20、旋钮43以及上述体外循环机辅助参数调节系统。
综上，通过麦克风40、处理器10、血泵30和扬声器44等装置，本申请的体外循环机辅助参数调节系统的语音交互流程包括但不限于以下：
录制音纹：首先录制使用者的音纹，便于在嘈杂的环境下，只接受指定用户的语音指令；
唤醒ECMO：考虑到ECMO是医院里多用户环境，需要设置一个大家都能准确记住的名字，或者编号。假定ECMO的名字是“小爱”，唤醒指令为：小爱，开机；
如果音纹识别不正确，则提示：未知用户，请与管理员联系。
ECMO成功开机的答复是：李医生您好，小爱已开机，状态正常，电池电量。
切换模式的指令：进入XX模式。
ECMO切换模式成功的答复：小爱已进入XX模式。
增加流量指令：提高流量；提高流量XXX；提高流量到XXX；
ECMO的答复：收到，流量提高到XXX；
降低流量指令：降低流量；降低流量XXX；降低流量到XXX；
ECMO发生异常提示：XX管道压力异常；血泵电流异常(如图5所示)；XX管道流速异常；氧分压异常；氧合异常；XX管道存在气泡；
ECMO发生异常时，以图形和动画的方式指示异常的位置，并以语音和文字进行提示；
强制启动血泵：转一下、继续转、再转；
ECMO以动画方式显示血泵转动。由于血泵转动时会发出声音，无需额外语音提示。
强制停止血泵：停(降低流速，需确认后再执行停泵命令。气泡处理状态下不需确认即可停泵)、停停停、马上停(不进行确认)
ECMO的答复：血泵已停转；
恢复运行：继续工作、继续运行、恢复工作、恢复运行；
ECMO的答复：血泵启动，转速XXX，流量XXX；
停止使用ECMO：语音命令：待机、关闭、关机。
参考图4，以灌注为例，灌注的流程包括：
用户安装灌注液管路；
ECMO根据压力判断液体是否已经到位；血泵低速运转；根据流量和时间判断灌注液已满；停机，提示用户改成闭路循环；
用户改接管路；
ECMO血泵高速运转，并检测气泡；发现气泡，提示用户处理；
用户可通过语音指令指示血泵慢速转动，把气泡推到便于排放的位置；
ECMO根据流量和时间，结合传感器，判断闭合管路里已无气泡；
流程结束。
以排除气泡为例，人机语音交互过程为：
ECMO：1号传感器发现气泡(如图6所示)，气泡位于血泵出口处；
ECMO：发现气泡，流速已降低至XXXX；
ECMO：发现气泡，气泡预计位于XXXX段；
ECMO：发现气泡，气泡已到达膜肺氧合器处；
ECMO：气泡通过2号传感器，流速已降低至XXXX，请迅速处理气泡；
ECMO：警告，气泡位于XXXX段，停机；(反复播放)
用户：转一下；
用户：再转；
用户：停；
(用户打开膜肺上的排气孔)
用户：转一下；
用户：再转一下；
(用户观察到有血液留出，确认气体排出，拧上盖子)
用户：继续工作。
以预防性措施为例：
流量的安全范围是2.5L～4.0L，如果超出此阈值，ECMO将提示用户进行一次确认，才能执行；
血压的安全值血泵输入端不能低于-30mmHg，过低会造成溶血；血液经过膜肺之后，输出端血压不能超过300mmHg，接近相关阈值时ECMO均将发出用户提示；
预灌注时，ECMO将检查灌入的是灌注液还是血浆，如果是血浆灌注将提示用户控制流速；如果血压与流速不匹配，ECMO发出用户提示告知相应段的管路阻塞；
如果血泵停机，且未检测到用户更换管路的操作，则应持续发出用户提示告知血泵已停。
如果血泵停机超过200秒，再次收到“继续工作”指令时，应发出用户提示告知检查血栓，再次确认才能执行开机动作，以避免把血栓注入人体造成事故。
需要说明的是，相关语音指令、交互信息和执行过程，以“时间-事件”的格式存储下来，以备复盘检查所使用。此功能类似于飞机的黑匣子。
还需说明的是，本申请提到的各种操作模式、语音指令、执行流程均是举例；因医疗标准和方案都要与时俱进，且各个医院配套的设备也不一样，医院可自行修改。本申请的系统允许用户修改、添加语音指令。考虑到病房里可能有多种医疗设备同时支持语音指令的情况下，用户采用特定的术语来指挥本设备工作。有些预防性措施对用户来说可能显得多余(用户熟悉设备使用，不需要反复确认)，可以通过后台系统屏蔽某些确认过程语音指令修改之后，需要跟现有的指令进行对比，如果用户自定义的指令容易混淆，则应提示用户；语音交互流程可以屏蔽，但不能修改或删除，避免用户因误操作之后无法恢复原样。
本领域技术人员可以理解，上述实施方式中各种方法的全部或部分功能可以通过硬件的方式实现，也可以通过计算机程序的方式实现。当上述实施方式中全部或部分功能通过计算机程序的方式实现时，该程序可以存储于一计算机可读存储介质中，存储介质可以包括：只读存储器、随机存储器、磁盘、光盘、硬盘等，通过计算机执行该程序以实现上述功能。例如，将程序存储在设备的存储器中，当通过处理器执行存储器中程序，即可实现上述全部或部分功能。另外，当上述实施方式中全部或部分功能通过计算机程序的方式实现时，该程序也可以存储在服务器、另一计算机、磁盘、光盘、闪存盘或移动硬盘等存储介质中，通过下载或复制保存到本地设备的存储器中，或对本地设备的系统进行版本更新，当通过处理器执行存储器中的程序时，即可实现上述实施方式中全部或部分功能。
以上应用了具体个例对本发明进行阐述，只是用于帮助理解本发明，并不用以限制本发明。对于本发明所属技术领域的技术人员，依据本发明的思想，还可以做出若干简单推演、变形或替换。
Claims (10)
1.一种体外循环机辅助参数调节方法,其特征在于，应用于设置有多个操作模式的体外循环机系统，所述操作模式的决定方式包括以下步骤：
接收一开机指令以启动体外循环机系统；
根据获取的语音信号，结合预先录制的音纹，对所述语音进行音纹识别，若音纹识别成功，进一步识别语音指令的含义；
判断所述语音指令的含义，选择对应的操作模式。
2.如权利要求1所述的方法，其特征在于，还包括：
根据获取的语音信号，结合预先录制的音纹，对所述语音进行音纹识别，若音纹识别成功，进一步识别语音指令的含义；
判断所述语音指令的含义，强制控制血泵转动或停止；或判断所述语音指令的含义，唤醒休眠中的体外循环机系统。
3.如权利要求1所述的方法，其特征在于，还包括：
判断旋钮输入的指令对应的流量额；
依据该流量额选择对应的该操作模式或强制控制血泵按对应的转速转动。
4.如权利要求1所述的方法，其特征在于，还包括：
当检测到血泵处发现气泡，控制血泵转速降低，从而降低流速并发出用户提示信号；
根据流速和时间计算气泡的位置，当该气泡已经越过膜肺时，控制血泵停止转动。
5.一种体外循环机辅助参数调节系统，其特征在于包括：
麦克风，用于获取语音信号；
存储器，用于存储的程序；
处理器，与麦克风、存储器电连接，用于通过执行所述存储器存储的程序以实现：接收一开机指令以启动体外循环机系统；根据预先录制的音纹，对获取的语音进行音纹识别，若音纹识别成功，进一步识别语音指令的含义；判断所述语音指令的含义选择对应的操作模式。
6.如权利要求1所述的系统，其特征在于，所述处理器还用于：
根据预先录制的音纹，对所述语音进行音纹识别，若音纹识别成功，进一步识别语音指令的含义；
判断所述语音指令的含义，强制控制血泵转动或停止；或判断所述语音指令的含义，唤醒休眠中的体外循环机系统。
7.如权利要求1所述的系统，其特征在于，所述处理器还用于：
判断旋钮输入的指令对应的流量额；
依据该流量额选择对应的该操作模式或强制控制血泵按对应的转速转动。
8.如权利要求1所述的系统，其特征在于，还包括用于检测血液中气泡的气泡检测模块，所述气泡检测模块与处理器电连接；所述处理器还用于：
根据检测到血泵处发现气泡的信号，控制血泵转速降低，从而降低流速，并发出用户提示信号；
根据流速和时间计算气泡的位置，当该气泡已经越过膜肺时，控制血泵停止转动。
9.一种体外循环机，包括外壳、显示器、旋钮以及如权利要求5-8中任一项所述的系统。
10.一种计算机可读存储介质，其特征在于，包括程序，所述程序能够被处理器执行以实现如权利要求1-4中任一项所述的方法。
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