CN115970163A - 一种心肺复苏除颤一体机的控制方法及系统 - Google Patents

Abstract

一种心肺复苏除颤一体机的控制方法，包括以下步骤：步骤S1：启动心肺复苏除颤一体机中的按压功能，对患者进行心肺复苏；步骤S2：记录按压功能的启动时长，当启动时长大于时间阈值时，判断当前患者的血压数值是否低于血压阈值，若高于血压阈值，则执行步骤S3；步骤S3：根据心电数值以及设置的相似容限r判断出当前患者是否需要进行除颤，若需要除颤，则停止按压功能，启动心肺复苏除颤一体机中的除颤功能。在在紧急救援过程中，心肺复苏除颤一体机会自动检测出患者是否需要进行除颤，无需专业救援人员进行操作判定，一般的群众也能使用，大大降低了救援的风险以及救援难度。提高了患者的生存率。

Description

一种心肺复苏除颤一体机的控制方法及系统

技术领域

本发明涉及医疗器械控制技术领域，特别是一种心肺复苏除颤一体机的控制方法及系统。

背景技术

根据联合国世界卫生组织(WHO)流病学资料显示，中国每年死于心脏骤停的总人数约为54.4万人，大部分在发生心脏骤停后，脑血流会突然中断，10秒左右出现意识丧失的情况，只有受到及时救治的人才能够存活，因此，心脏骤停很容易引发猝死，生存率极低。在公共场所有人发生心脏骤停时，及时的救治就显得特别重要。另外发生心跳骤停的原因有很多，最常见的原因之一就是发生了室颤，当室颤发生时，心肌细胞失去统一的指令，使得心脏不规则抖动，无法形成足够的压力把血液泵出心脏，整个身体会瞬间失去氧气供应。而发生了室颤的最好抢救方法就是用除颤仪进行除颤。也就是说当有人发生心跳骤停时，在用心肺复苏仪进行按压的同时也要判断是否需要对患者进行除颤操作。

据现有专利CN203815857U提出了心肺复苏除颤监护一体机，其中集合了除颤功能以及心肺复苏功能。但是在使用该设备时，需要使用者具有丰富的医药知识，需根据患者的病理特征来判断患者是否需要进行除颤。然后再进行心肺复苏。而大多突发数情况下，患者的身边也不会有知识专业的施救者在身旁，故一种能够提示并且帮助施救者救援的心肺复苏除颤一体机的控制系统亟待出现。

发明内容

针对上述缺陷，本发明的目的在于提出一种心肺复苏除颤一体机的控制方法，降低救援的风险以及救援难度。提高了患者的生存率。

为达此目的，本发明采用以下技术方案：一种心肺复苏除颤一体机的控制方法，包括以下步骤：

步骤S1：启动心肺复苏除颤一体机中的按压功能，对患者进行心肺复苏，并实时获取患者的生理数值，其中所述生理数值包括血压数值、心率数值以及心电数值；

步骤S2：记录按压功能的启动时长，当启动时长大于时间阈值时，判断当前患者的血压数值是否低于血压阈值，若低于血压阈值，则增加按压功能的压力数值，其中压力功能中最大的压力数值不大于600N，若高于血压阈值，则执行步骤S3；

步骤S3：根据所述心电数值以及设置的相似容限r判断出当前患者是否需要进行除颤，若需要除颤，则停止按压功能，启动心肺复苏除颤一体机中的除颤功能，除颤结束后再次启动按压功能直至患者的心率数值恢复到正常水平，若不需要除颤，则重复步骤S1～S3，直至患者的心率数值恢复到正常水平。

优选的，其中所述步骤S3中根据所述心电数值以及设置的相似容限r判断出当前患者是否需要进行除颤的具体过程如下：

步骤S31：根据所述心电数值构建一组m维空间的向量；

X(k)＝{u(k),u(k+1),....u(k+m),}，其中k＝1，2，3...N-m+1，其中N为整数，m为模式维数，u(k)为心电数值，X(k)为m维向量的空间；

步骤S32：获取在m维空间中距离最大的两个向量，获取两者之间的距离标记为比较值，其中两个向量之间距离的获取公式如下：

d(X(i),X(j))＝max_q＝0～m-1|u(i+q)-u(j+q)|；其中i和j为非负整数，i,j∈k；

步骤S33：在相似容限中找出每一个数据集中大于所述比较值的数值，并统计该些数值的数量，标记为第一数值N_m(k)；

计算第一数值与心电数值的总数量之间的比值，标记

步骤S34：对

求对数，并获取所有对数的平均值φ^m(r)；

其中平均值

的获取公式如下：

步骤S34：维数增加1，并重复步骤S31～34得到平均值φ^m+1(r)；

步骤S35：获取平均值φ^m(r)与平均值φ^m+1(r)的差值作为时间序列的近似熵，当近似熵中存在有80％大于熵阈值时，则当前患者需要进行除颤。

优选的，所述熵阈值为0.4。

优选的，所述相似容限r的获取方式如下：

获取心电数值的标准差，并将所述标准差乘以0.1～0.25倍后，得到所述相似容限r。

优选的，所述按压功能的初始按压力度为400～500N。

一种心肺复苏除颤一体机的控制系统，使用所述一种心肺复苏除颤一体机的控制方法，其特征在于，包括启动模块、记录模块以及除颤模块；

所述启动模块用于启动心肺复苏除颤一体机中的按压功能，对患者进行心肺复苏，并实时获取患者的生理数值；

所述记录模块用于记录按压功能的启动时长，当启动时长大于时间阈值时，判断当前患者的血压数值是否低于血压阈值；若低于血压阈值，则增加按压功能的压力数值，若高于血压阈值，则启动所述除颤模块；

所述除颤模块用于根据所述心电数值以及设置的相似容限r判断出当前患者是否需要进行除颤，若需要除颤，则停止按压功能，启动心肺复苏除颤一体机中的除颤功能，直至患者的心率数值恢复到正常水平，若不需要除颤，继续执行启动模块。

优选的，所述除颤模块包括向量构建模块、比较值获取模块、统计模块、比值模块、维度增加模块以及判断模块；

所述向量构建模块根据所述心电数值构建一组m维空间的向量；

所述比较值获取模块用于获取在m维空间中距离最大的两个向量，获取两者之间的距离标记为比较值；

所述统计模块用于在相似容限中找出每一个数据集中大于所述比较值的数值，并统计该些数值的数量，标记为第一数值N_m(k)，计算第一数值与心电数值的总数量之间的比值，标记

所述比值模块用于对

求对数，并获取所有对数的平均值φ^m(r)；

所述维度增加模块用于将维数加1后，重新调用向量构建模块、比较值获取模块、统计模块和比值模块，得到平均值φ^m+1(r)；

所述判断模块用于获取平均值φ^m(r)与平均值φ^m+1(r)的差值作为时间序列的近似熵，当近似熵中存在有80％大于熵阈值时，则当前患者需要进行除颤。

上述技术方案中的一个技术方案具有如下优点或有益效果：在本发明中，只需要在心肺复苏除颤一体机启动前将患者放置在对应的位置上，然后启动心肺复苏除颤一体机即可。在在紧急救援过程中，心肺复苏除颤一体机会自动检测出患者是否需要进行除颤，无需专业救援人员进行操作判定，一般的群众也能使用，大大降低了救援的风险以及救援难度。提高了患者的生存率。

附图说明

图1是本发明方法的一个实施例中的流程图；

图2是本发明系统的一个实施例中的结构示意图。

具体实施方式

下面详细描述本发明的实施方式，实施方式的示例在附图中示出，其中，相同或类似的标号自始至终表示相同或类似的元件或具有相同或类似功能的元件。下面通过参考附图描述的实施方式是示例性的，仅用于解释本发明，而不能理解为对本发明的限制。

在本发明的实施方式的描述中，术语“第一”、“第二”仅用于描述目的，而不能理解为指示或暗示相对重要性或者隐含指明所指示的技术特征的数量。由此，限定有“第一”、“第二”的特征可以明示或者隐含地包括一个或者更多个所述特征。在本发明的实施方式的描述中，“多个”的含义是两个或两个以上，除非另有明确具体的限定。

此外，术语“第一”、“第二”仅用于描述目的，而不能理解为指示或暗示相对重要性或者隐含指明所指示的技术特征的数量。由此，限定有“第一”、“第二”的特征可以明示或者隐含地包括一个或者更多个该特征。在本发明的描述中，除非另有说明，“多个”的含义是两个或两个以上。对于本领域的普通技术人员而言，可以具体情况理解上述术语在本发明中的具体含义。

如图1～2所示，一种心肺复苏除颤一体机的控制方法，包括以下步骤：

步骤S1：启动心肺复苏除颤一体机中的按压功能，对患者进行心肺复苏，并实时获取患者的生理数值，其中所述生理数值包括血压数值、心率数值以及心电数值；

步骤S2：记录按压功能的启动时长，当启动时长大于时间阈值时，判断当前患者的血压数值是否低于血压阈值，若低于血压阈值，则增加按压功能的压力数值，其中压力功能中最大的压力数值不大于600N，若高于血压阈值，则执行步骤S3；

步骤S3：根据所述心电数值以及设置的相似容限r判断出当前患者是否需要进行除颤，若需要除颤，则停止按压功能，启动心肺复苏除颤一体机中的除颤功能，除颤结束后再次启动按压功能直至患者的心率数值恢复到正常水平，若不需要除颤，则重复步骤S1～S3，直至患者的心率数值恢复到正常水平。

在现有的心肺复苏除颤一体机的使用时，会将电极片以及生理数值的测量装置放置在患者的对应位置上。然后将患者的胸椎段放置在按压功能模块的下方，启动按压功能对患者进行心外按压。在心肺复苏除颤一体机启动一段时间后，会检测患者的血压数值，当患者的血压数值小于血压阈值(70/40mmHg)时，说明患者的生命体征还没有恢复，心脏泵出的血量不足以供给全身使用，需要增加按压的压力数值，使其泵出更多的血。而当患者的血压数值大于血压阈值后，说明患者可以在外力的帮助下维持生命体征，此时需要进行室颤的检测，因为在发生室颤时，心脏发生不规则抖动，无法形成足够的压力把血液泵出心脏，需要进行除颤后，患者才能在不依靠外部设备的情况下逐步恢复心脏功能。所在本发明的心肺复苏除颤一体机会通过心电数值以及根据心电数值设置的相似容限对患者进行室颤的判断。当判断患者需要进行除颤后，所述心肺复苏除颤一体机的除颤功能会启动，对患者进行除颤。除颤结束后，会继续对患者进行心外按压，直至患者的心率数值恢复到正常水平。达到救援患者的目的。

在本发明中，只需要在心肺复苏除颤一体机启动前将患者放置在对应的位置上，然后启动心肺复苏除颤一体机即可。在在紧急救援过程中，心肺复苏除颤一体机会自动检测出患者是否需要进行除颤，无需专业救援人员进行操作判定，一般的群众也能使用，大大降低了救援的风险以及救援难度。提高了患者的生存率。

优选的，其中所述步骤S3中根据所述心电数值以及设置的相似容限r判断出当前患者是否需要进行除颤的具体过程如下：

步骤S31：根据所述心电数值构建一组m维空间的向量；

X(k)＝{u(k),u(k+1),....u(k+m),}，其中k＝1，2，3...N-m+1，其中N为整数，m为模式维数，u(k)为心电数值，X(k)为m维向量的空间；

步骤S32：获取在m维空间中距离最大的两个向量，获取两者之间的距离标记为比较值，其中两个向量之间距离的获取公式如下：

d(X(i),X(j))＝max_q＝0～m-1|u(i+q)-u(j+q)|；其中i和j为非负整数，i,j∈k；

步骤S33：在相似容限中找出每一个数据集中大于所述比较值的数值，并统计该些数值的数量，标记为第一数值N_m(k)；

计算第一数值与心电数值的总数量之间的比值，标记

步骤S34：对

求对数，并获取所有对数的平均值φ^m(r)；

其中平均值

的获取公式如下：

步骤S34：维数增加1，并重复步骤S31～34得到平均值φ^m+1(r)；

步骤S35：获取平均值φ^m(r)与平均值φ^m+1(r)的差值作为时间序列的近似熵，当近似熵中存在有80％大于熵阈值时，则当前患者需要进行除颤。

在本发明中，通过一段时间的心电数值做为算法的基础数据，通过计算两个不同维数的平均值得到在时间序列上的近似熵，此时的近似熵可以很好的表现出心电数值的特征。而在发生室颤时心电数值是稳定的。而近似熵可以看做两个维数平均值在时间序列上的相似度，当有80％的近似熵大于熵阈值后，可以表示在时间序列上有大部分的心电数值是存在有差异的，与心颤的发生时的特征相吻合。此时对患者进行除颤即可增加患者的生存概率。

现有的室颤算法，大多数是通过周期分析心电频率是否处于某一个稳定的区间。但是该些方法的判断在室颤的波形的判断上往往不够精确，而基于近似熵的判断室颤的方法可以非常明显的区别出VF波形与非VF波形，同时由于基于近似熵的判断室颤的方法算法过程并不复杂，所以可以较快的判断出患者是否发生了室颤，以达到实时判断的效果，节约施救时间。

优选的，所述熵阈值为0.4。

优选的，所述相似容限r的获取方式如下：

获取心电数值的标准差，并将所述标准差乘以0.1～0.25倍后，得到所述相似容限r。

优选的，所述按压功能的初始按压力度为400～500N。

一种心肺复苏除颤一体机的控制系统，使用所述一种心肺复苏除颤一体机的控制方法，其特征在于，包括启动模块、记录模块以及除颤模块；

所述启动模块用于启动心肺复苏除颤一体机中的按压功能，对患者进行心肺复苏，并实时获取患者的生理数值；

所述记录模块用于记录按压功能的启动时长，当启动时长大于时间阈值时，判断当前患者的血压数值是否低于血压阈值；若低于血压阈值，则增加按压功能的压力数值，若高于血压阈值，则启动所述除颤模块；

所述除颤模块用于根据所述心电数值以及设置的相似容限r判断出当前患者是否需要进行除颤，若需要除颤，则停止按压功能，启动心肺复苏除颤一体机中的除颤功能，直至患者的心率数值恢复到正常水平，若不需要除颤，继续执行启动模块。

优选的，所述除颤模块包括向量构建模块、比较值获取模块、统计模块、比值模块、维度增加模块以及判断模块；

所述向量构建模块根据所述心电数值构建一组m维空间的向量；

所述比较值获取模块用于获取在m维空间中距离最大的两个向量，获取两者之间的距离标记为比较值；

所述统计模块用于在相似容限中找出每一个数据集中大于所述比较值的数值，并统计该些数值的数量，标记为第一数值N_m(k)，计算第一数值与心电数值的总数量之间的比值，标记

所述比值模块用于对

求对数，并获取所有对数的平均值φ^m(r)；

所述维度增加模块用于将维数加1后，重新调用向量构建模块、比较值获取模块、统计模块和比值模块，得到平均值φ^m+1(r)；

所述判断模块用于获取平均值φ^m(r)与平均值φ^m+1(r)的差值作为时间序列的近似熵，当近似熵中存在有80％大于熵阈值时，则当前患者需要进行除颤。

在本说明书的描述中，参考术语“一个实施例”、“一些实施例”、“示意性实施例”、“示例”、“具体示例”、或“一些示例”等的描述意指结合该实施例或示例描述的具体特征、结构、材料或者特点包含于本发明的至少一个实施例或示例中。在本说明书中，对上述术语的示意性表述不一定指的是相同的实施例或示例。而且，描述的具体特征、结构、材料或者特点可以在任何的一个或多个实施例或示例中以合适的方式结合。

尽管上面已经示出和描述了本发明的实施方式，可以理解的是，上述实施方式是示例性的，不能理解为对本发明的限制，本领域的普通技术人员在本发明的范围内可以对上述实施实施进行变化、修改、替换和变型。

Claims (7)

1.一种心肺复苏除颤一体机的控制方法，其特征在于，包括以下步骤：

步骤S1：启动心肺复苏除颤一体机中的按压功能，对患者进行心肺复苏，并实时获取患者的生理数值，其中所述生理数值包括血压数值、心率数值以及心电数值；

步骤S2：记录按压功能的启动时长，当启动时长大于时间阈值时，判断当前患者的血压数值是否低于血压阈值，若低于血压阈值，则增加按压功能的压力数值，其中压力功能中最大的压力数值不大于600N，若高于血压阈值，则执行步骤S3；

步骤S3：根据所述心电数值以及设置的相似容限r判断出当前患者是否需要进行除颤，若需要除颤，则停止按压功能，启动心肺复苏除颤一体机中的除颤功能，除颤结束后再次启动按压功能直至患者的心率数值恢复到正常水平，若不需要除颤，则重复步骤S1～S3，直至患者的心率数值恢复到正常水平。

2.根据权利要求1所述的一种心肺复苏除颤一体机的控制方法，其特征在于，其中所述步骤S3中根据所述心电数值以及设置的相似容限r判断出当前患者是否需要进行除颤的具体过程如下：

步骤S31：根据所述心电数值构建一组m维空间的向量；

X(k)＝{u(k),u(k+1),....u(k+m),}，其中k＝1，2，3...N-m+1，其中N为整数，m为模式维数，u(k)为心电数值，X(k)为m维向量的空间；

步骤S32：获取在m维空间中距离最大的两个向量，获取两者之间的距离标记为比较值，其中两个向量之间距离的获取公式如下：

d(X(i),X(j))＝max_q＝0～m-1|u(i+q)-u(j+q)|；其中i和j为非负整数，i,j∈k；

步骤S33：在相似容限中找出每一个数据集中大于所述比较值的数值，并统计该些数值的数量，标记为第一数值N_m(k)；

计算第一数值与心电数值的总数量之间的比值，标记

步骤S34：对

求对数，并获取所有对数的平均值φ^m(r)；

其中平均值

的获取公式如下：

步骤S34：维数增加1，并重复步骤S31～34得到平均值φ^m+1(r)；

步骤S35：获取平均值φ^m(r)与平均值φ^m+1(r)的差值作为时间序列的近似熵，当近似熵中存在有80％大于熵阈值时，则当前患者需要进行除颤。

3.根据权利要求2所述的一种心肺复苏除颤一体机的控制方法，其特征在于，所述熵阈值为0.4。

4.根据权利要求1所述的一种心肺复苏除颤一体机的控制方法，其特征在于，所述相似容限r的获取方式如下：

获取心电数值的标准差，并将所述标准差乘以0.1～0.25倍后，得到所述相似容限r。

5.根据权利要求1所述的一种心肺复苏除颤一体机的控制方法，其特征在于，所述按压功能的初始按压力度为400～500N。

6.一种心肺复苏除颤一体机的控制系统，使用权利要求1～5任一项所述一种心肺复苏除颤一体机的控制方法，其特征在于，包括启动模块、记录模块以及除颤模块；

所述启动模块用于启动心肺复苏除颤一体机中的按压功能，对患者进行心肺复苏，并实时获取患者的生理数值；

所述记录模块用于记录按压功能的启动时长，当启动时长大于时间阈值时，判断当前患者的血压数值是否低于血压阈值；若低于血压阈值，则增加按压功能的压力数值，若高于血压阈值，则启动所述除颤模块；

所述除颤模块用于根据所述心电数值以及设置的相似容限r判断出当前患者是否需要进行除颤，若需要除颤，则停止按压功能，启动心肺复苏除颤一体机中的除颤功能，直至患者的心率数值恢复到正常水平，若不需要除颤，继续执行启动模块。

7.根据权利要求6所述的一种心肺复苏除颤一体机的控制系统，其特征在于，所述除颤模块包括向量构建模块、比较值获取模块、统计模块、比值模块、维度增加模块以及判断模块；

所述向量构建模块根据所述心电数值构建一组m维空间的向量；

所述比较值获取模块用于获取在m维空间中距离最大的两个向量，获取两者之间的距离标记为比较值；

所述统计模块用于在相似容限中找出每一个数据集中大于所述比较值的数值，并统计该些数值的数量，标记为第一数值N_m(k)，计算第一数值与心电数值的总数量之间的比值，标记

所述比值模块用于对

求对数，并获取所有对数的平均值φ^m(r)；

所述维度增加模块用于将维数加1后，重新调用向量构建模块、比较值获取模块、统计模块和比值模块，得到平均值φ^m+1(r)；

所述判断模块用于获取平均值φ^m(r)与平均值φ^m+1(r)的差值作为时间序列的近似熵，当近似熵中存在有80％大于熵阈值时，则当前患者需要进行除颤。

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