CN117462384A - 一种基于脑氧信息协同控制的心肺复苏系统 - Google Patents

Abstract

本发明涉及基于脑氧信息协同控制的心肺复苏系统。系统包括：至少能够检测患者脑氧和心率的检测模块、除颤仪和能够控制除颤仪的工作参数的处理器。处理器被配置为：基于患者处于未恢复自主呼吸的状态，在检测模块检测的患者的脑氧检测结果为表征患者处于脑氧充足的第一范围时，于计入的心肺复苏周期达到满足除颤要求的情况下，控制除颤仪以梯度增加能量的方式开启工作。本申请的系统基于脑氧信息、血氧信息或心率信息的变化来调节除颤仪的开机时间及其开机后的工作参数，并为施救者提供胸压有效性的判断信息。基于本申请所提供的系统能够提高重症的急救效率。

Description

一种基于脑氧信息协同控制的心肺复苏系统

技术领域

本发明涉及医疗器械技术领域，尤其涉及一种基于脑氧信息协同控制的心肺复苏系统。

背景技术

在医疗领域，心脏骤停是一种严重的疾病，可能导致患者死亡。在抢救患者的过程中，及时进行除颤是至关重要的。除颤是通过电击来恢复心脏的正常跳动。然而，若不谨慎操作，除颤也可能对患者造成进一步的伤害。

除颤和体外胸压在医院急诊抢救中医护人员需要交替进行，一般来讲针对无脉性室速或心室纤颤等恶性心律失常导致的心脏骤停，AED优先使用回复窦性心跳，而后胸压帮助心脏供血，防止脑缺血；针对溺水、窒息等原因导致的心跳骤停，先进行胸外按压，并在完成1个完整的心肺复苏操作后观察心率决定是否进行AED。

如申请公布号为CN107233204A的中国专利公开了一种心脏骤停急救一体化装置，装置包括：微处理器同时向体外除颤模块、胸外按压模块、辅助呼吸模块发出开始工作的指令：胸外按压模块、辅助呼吸模块按照30：2的比例进行胸外按压和辅助通气；体外除颤模块采集心电信号，微处理器对心电信号进行干扰噪声滤除、辨识心电节律类型，微处理器判断是否可以电击除颤，如果是，微处理器控制体外除颤模块自动发出电击；整个分析和电击过程中，连续胸外按压与电除颤前心电信号分析同步实施，无须在实施电除颤前暂停胸外按压；胸外按压模块、辅助呼吸模块实施不间断胸外按压和辅助通气。

该系统结构复杂，在实际的紧急抢救的过程中很难有时间使之完全匹配每一个患者。这一点也与现有技术中的萨勃心肺复苏机在国内遭遇的困境(抢救时心肺复苏第一选择依然是人工)相同，即机械化的心肺复苏设备需要在抢救患者时基于患者身体条件调节参数，而在实际的抢救过程中，施救者和患者都没有时间等待设备参数调节至合适患者使用的状态。因此，手动的心肺复苏在现有的抢救技术中使用更为广泛。但手动心肺复苏与手动CPR之间的节奏也成为了抢救患者的关键性因素。

具体地，抢救时间的重要性也是与心脏和脑部供氧不足带来的预后效果差有关。呼吸心跳骤停导致的脑缺血缺氧超过4min以及心肌缺血超过20min即可引起不可逆的心脑缺血性损伤，心脏复苏为机体提供氧气，CPR解决心室室颤并唤醒心跳，两者均是保证患者能够正常苏醒并获得良好预后的关键。在这个过程中，及时有效地在心肺复苏的间隙插入CPR操作十分重要。

为了在间隔生命体征检查之间能提供更好的循环支持和组织氧合，除颤是穿插在心肺复苏的间奏中的。在心肺复苏的教学课中，大部分的医护人员和受训者都遵循着5个循环和1个除颤操作的规律。在紧急救助的过程中，心肺复苏的动作是否能够为患者带来足够的氧气支持，或者说基于个体的差异，更少更标准的心肺复苏是否能够使除颤的节奏加快是未被想到的。除颤的频次增高能够提高骤停心脏在短时间内被唤醒的概率，机体充足的氧气支撑(血氧循环和脑氧循环)是保证机体在被救助和预后能够功能回复的保障，两者之间相辅相成。然而，心肺复苏的动作标准与否、患者的个体差异(例如肥胖患者)都是影响着心肺复苏时间长短的因素。

患者的脑氧供应水平对其生存和康复至关重要。现有技术中，脑氧监测可以提供对患者脑部氧合情况的实时了解，从而帮助医务人员采取适当的治疗措施。

在心脏骤停时，医护人员往往需要凭借自身的经验选择切换操作或更改自身操作，例如，由于患者体积以及脂肪层厚度存在差异，医护人员无法准确判断当前胸外按压操作的深度是否能够帮助心脏供血，而当患者遭遇无效的心脏复苏时，其短暂的抢救有效期会被浪费。现有的监控方法不能够满足不同类型的心肺复苏机及不同患者的需求，且不能够进行智能调控。

目前，自动体外除颤器(AED)目前已在全国各大城市人群密集点铺设，但对于非医护人员出身的人而言，在遭遇需要心脏复苏的患者时，其胸压姿态对患者是否有用，AED与胸压的切换时机都是无法判断的。

因此，有必要开发一种能够联合监测患者的脑氧和心率，并智能地控制除颤仪工作参数的系统，以提高抢救效果并避免额外损伤。

此外，一方面由于对本领域技术人员的理解存在差异；另一方面由于申请人做出本发明时研究了大量文献和专利，但篇幅所限并未详细罗列所有的细节与内容，然而这绝非本发明不具备这些现有技术的特征，相反本发明已经具备现有技术的所有特征，而且申请人保留在背景技术中增加相关现有技术之权利。

发明内容

在抢救心脏骤停的患者时，为了保证抢救的黄金时期(心脏骤停半小时内)中的心肺复苏的有效性，施救者需要保持高精度的注意力以及时选择除颤时间节点。除颤是中止室颤(包括无脉性室速)最有效的方法，但频繁做除颤治疗，有可能会导致心肌受到损伤，而且还会影响正常的心肌功能，会导致心脏受到严重危害。

因此，在心肺复苏过程中选择合适的切换时间节点对心脏除颤是施救者在抢救患者中需要做出的重要判断。

现有技术中，心肺复苏的目的是人工控制心脏为身体泵血，避免身体主要器脏缺氧，尤其是头部大脑。在缺氧4min以上，大脑就会持续产生不可逆的缺氧性损伤。

针对现有技术之不足，本发明提供一种基于脑氧信息协同控制的心肺复苏系统，包括：至少能够检测患者脑氧和心率的检测模块、除颤仪和能够控制除颤仪的工作参数的处理器。处理器被配置为：基于患者处于未恢复自主呼吸的状态，在检测模块检测的患者的脑氧检测结果为表征患者处于脑氧充足的第一范围时，于计入的心肺复苏周期达到满足除颤要求的情况下，控制除颤仪以梯度增加能量的方式开启工作。

本技术方案的有益效果：

本申请的系统基于脑氧信息、血氧信息或心率信息的变化来调节除颤仪的开机时间及其开机后的工作参数，并为施救者提供胸压有效性的判断信息。基于本申请所提供的系统能够提高重症的急救效率。

本申请的技术方案通过联合监测患者的脑氧和心率，结合除颤仪工作参数的智能控制，能够更准确地判断患者的生命危险程度，并在适当的时机给予及时而有效的除颤治疗。

相较于传统的通常只关注心率的除颤系统，本申请在考虑患者预后脑损伤的问题的情况下，增加了脑氧信息的检测。本发明结合脑氧监测，可以全面了解患者的生理状态，从而更好地指导抢救过程。通过智能地调节除颤仪的工作模式，本发明可以根据患者的具体情况以及心肺复苏周期的计入情况，提供更精准的治疗措施，最大程度地提高抢救效果。

根据一种优选实施方式，本申请所涉及的系统还能够接收检测患者血氧的设备所传递的血氧数据。优选地，设备能够为患者佩戴的手环。

血氧数据是直观体现患者机体供氧能力的一种数据。在患者机体血氧含量低时，向头部输送的氧气含量相应就会降低，这也意味着以正常的检测标准检测脑氧数据存在极大的警报(警报患者脑氧数据不合格)的可能。具体地，处理器能够基于实时传输的血氧信息而调整脑氧的检测标准。例如，当心脏骤停的患者的血氧信息处于低标准状态(例如70％-80％)时，由于机体供氧能力的减低，用于判断是否可以开始除颤的脑氧标准也需要相应的调低(例如由75％调低至70％)。

同时，在抢救及时而使患者心脏恢复正常工作的情况下，正常的血氧检测也能够为脑氧数据排除不正常的检测数据。例如：当患者的血氧始终处于96％-100％的正常范围时，实时检测的患者的脑氧在一个时间段内不持续出现的低于80％的检测数据可以被排除掉。一个时间段内能够指患者血氧处于96％-100％的正常范围的时间段。

根据一种优选实施方式，当患者的血氧低于第一阈值时，用于判断表征患者处于脑氧充足的第一范围低于患者的血氧高于第一阈值时的第一范围。第一阈值能够由医护人员自主设定。优选地，第一阈值能够为95％。

心肺复苏系统还能够接收患者的血氧数据。根据一种优选实施方式，当患者的血氧高于第一阈值时，于一段时间内检测的非连续性的低于预设的阈值的脑氧能够被处理器判定为非合理性数据。非合理性数据是指因设备不稳定或环境变化而检测到的不能够表征患者状态的脑氧数据。优选地，一段时间指患者的血氧高于第一阈值的时间段。优选地，预设的阈值低于表征患者脑氧充足的第一范围的最小值。

根据一种优选实施方式，处理器储存非合理性数据，并在后续结合患者的其他体征数据进行分析。

处理器能够获取患者在后续诊断中获得的相关诊断结果(CT、血常规)，并结合相关诊断结果分析非合理性数据，用以确定非合理性数据的出现的相关原因。

例如：当患者出现与颅内感染或脑脊液泄漏等可能引起脑氧不稳定的相关诊断结果时，处理器能够辅助医护人员进行排查。

在彻底排除非合理性数据的出现与患者无关时，处理器能够开启设备自查模式。通过对设备的检测时段的电压以及检测组件的自查，处理器能够在非工作间隙及时发现设备损耗问题。

本申请通过脑氧的检测生成心肺复苏的有效性判断。在心肺复苏的动作辅助下，心脏泵血使患者脑氧达到充足。在心肺复苏的动作次数满足医学上所要求的心肺复苏周期的情况下，除颤仪能够开启工作。

具体地，本技术方案具有以下优点：

(1)通过监测患者的脑氧情况，系统能够更加智能地判断患者的生理状态，尤其是脑氧供应的情况。当脑氧处于充足状态时，代表患者的生命体征良好，这是一个适宜的除颤时机。因此，通过整合脑氧信息，系统能够智能地选择最有可能成功的除颤时机，提高了复苏的成功率。

不同患者的生理状态存在差异，而脑氧信息能够提供更个性化的操作策略。通过实时监测脑氧，系统能够根据每位患者的状况来调整复苏操作，避免能量过高或过低，从而更好地适应患者的需求。

脑氧信息的引入，帮助系统避免了在患者脑部缺氧的情况下进行除颤操作，从而减少了可能对患者造成的额外生理风险，更好地保护患者的健康状况。

(2)在心肺复苏中，选择合适的能量水平是至关重要的。通过梯度增加能量的方式，除颤仪的输出能量逐步提升，从而能够更好地适应患者的生理状况和复苏阶段。这可以避免能量过大导致的生理损伤，同时又能保证足够的复苏效果。

能量梯度增加的方式允许系统在不同情况下灵活地调整复苏操作的能量水平。根据患者的实际情况，逐步增加能量，可以更好地适应不同的生理状态，提高了操作的适应性。

传统上，使用固定能量水平进行除颤操作可能会导致能量浪费，尤其是在一些情况下，低能量就足够实现除颤。通过梯度增加能量的方式，系统能够根据患者的反应实时调整能量水平，避免了不必要的能量浪费。

(3)本技术方案充分利用了患者的生理状态信息，特别是脑氧的数据，来确定最佳的除颤时机。在患者脑氧充足的状态下，系统判断此时进行除颤操作可能会更成功，从而选择开启除颤仪。这一选择时机的精准性有助于提高复苏的成功率和患者复苏后的预后效果。

脑氧信息在本技术方案中作为一个重要的判断指标，系统在脑氧充足的情况下才会开启除颤仪。一方面，这有助于避免在患者处于脑氧缺乏状态时不必要地进行除颤操作，减少了可能的生理风险；另一方面，通过精准的时机选择，系统可以避免在脑氧缺乏或其他不适宜的生理状态下进行除颤，从而更好地保护患者的生理状况，也有助于降低复苏操作对患者的不良影响。

本技术方案中的除颤选择时机基于脑氧信息以及心肺复苏周期，实现了智能化的复苏操作。与传统的固定时间间隔或其他判断指标相比，脑氧信息作为判断依据更为准确，使得复苏操作更加智能化、个性化。

可以理解的是，现有技术的常规除颤设备属于通用型的急救设备，其通常只涉及单一的除颤模式，无法适用于不同生理状态下的待急救患者，因此救治效果有限。基于此，现有技术尝试通过对患者的生理信息进行检测并选择合理的除颤模式的方式来实现更好的救治效果。例如，公开号为CN113082523A的中国专利公开了一种心内科急救除颤器，其中通过设置按压模块对按压数据信息进行预处理分析检测，并将按压检测分析过程与除颤功能相结合，以此提高除颤施救的效率；同时，该技术方案的心率监测模块能够对心率进行心率数据采集，并对心率数据进行计算和分析，控制模块根据心率数据进行除颤分析，从而实现合理的除颤模式选择。该技术方案虽然涉及对心率进行检测和分析，但与本技术方案相比，其具体的心率检测分析的目的以及所能够实现的技术效果明显不同。具体地，上述现有技术主要通过不间断地采集心电数据，并将其与室颤时的特征心电数据进行比较，从而更加准确的确定除颤时机，保证除颤模块识别室颤信号的准确度，提升除颤的成功率。也即是说，该技术方案仅根据心率的特征检测参数来对除颤的时机进行选择，而并未涉及如何同时通过脑氧和心率检测来对除颤设备的除颤过程参数进行具体控制以更好地适应患者的生理变化、提高精准救治效果的技术内容。然而，由公知常识可知，患者的心率并非是完全呈规律的变化，尤其是在实施心肺复苏的救治过程中，常规的心率特征变化所提供的除颤时机无法与真实的患者状态相匹配。因此，仅依靠心率的检测来实现除颤时机的选择是不准确的，照此方式进行的除颤操作过程并不能实现更好的救治效果。

相反地，本申请通过设置能够检测患者脑氧和心率的检测模块，将心率检测与脑氧监测相结合，能够全面了解患者在心肺复苏过程中的生理状态，并通过调整除颤仪适宜的工作模式来实施除颤过程，以更好地指导抢救过程。根据本领域的公知常识，心肺复苏中的按压周期通常为设定值，即在一定的时间段内按压规定的次数，这是为了便于施救者执行的量化指标。然而，根据实际的救治情况来看，准确的心脏按压与除颤操作过程因人而异而无法起到有效的协同作用，根据现有公知常识的操作方式获得的整体救治效果并不理想。因此，本申请的心肺复苏周期能够根据检测模块检测到的心率数据进行适应性调整，这与现有公知常识中需要采用固定周期的心肺复苏周期的普遍认知明显不同。

进一步地，现有技术也已经出现将脑氧信息检测纳入到心肺复苏按压判断过程中的技术方案。例如，公开号为CN108888498A的中国专利公开了一种心肺复苏反馈控制方法和系统，其通过采集病人的脑氧信号，并对病人的脑氧信号进行预处理后进行独立分量分析，从而分离出心肺复苏信号和自主循环信号，根据分离出的心肺复苏信号和自主循环信号，对病人的心肺复苏过程进行调整和控制。该技术方案中采集脑氧信号进行分析的作用是为了区分心肺复苏信号和自主循环信号，从而便于实现患者是否恢复自主循环的准确判断，以避免持续的心肺复苏过程对患者产生负向效应，实现对病人的有效救治。需要指出的是，该技术方案虽然涉及对脑氧信息进行检测和分析，但与本技术方案相比，其具体的脑氧信息检测分析的目的以及所能够实现的技术效果明显不同。一方面，本申请能够将脑氧信息检测分析结果作为施救者动作准确与否的判断标准，即能够在患者未恢复自主呼吸的情况下基于脑氧信息调整除颤和/或心肺复苏的发生节奏，从而实现心肺复苏操作与除颤过程的有效协同。另一方面，本申请还能够在患者恢复自主呼吸后基于脑氧信息检测医护人员心肺复苏的动作，患者恢复自主呼吸后不代表可以立即放弃对患者进行的心肺复苏行为，该时间节点的脑氧信息检测结果能够用于提示医护人员或施救者在心肺复苏时需要分出更多精力关注患者心率，防止心肺复苏的行为与心脏跳动之间可能产生的矛盾。

更进一步地，即使根据上述现有技术将心率检测与脑氧检测的技术内容进行结合，也无法获得本申请的技术方案。一方面，现有技术中的脑氧信息检测分析需要采用独立分量分析的方式才能获得预期分析的心肺复苏信号和自主循环信号。然而，独立分量分析需要将多个源信号的线性混合信号中分离出源信号的技术，源信号的类型必须彼此相同才能进行特定信号的分离。因此，根据现有技术将心率检测信号与脑氧检测信号进行关联分析的方式与现有技术所能够提供的技术启示完全相反，上述现有技术的数据分析方式需要避免心率检测信号与脑氧检测信号的联合使用，本领域技术人员基于此，也不会想到将上述现有技术进行结合。另一方面，即便将其进行结合，其所获得的技术方案也仅能够根据特定的心率选择除颤的时机，并根据脑氧检测信号来实现患者呼吸状态的判断，这与本申请所能够解决的技术问题和所能够实现的技术效果明显不同。具体地，本申请对脑氧和心率的检测能够进一步对心肺复苏的有效率进行判断。一般来讲，距离心脏停跳的时间越短，心脏恢复自主循环的概率越高，及时有效的心肺复苏显得格外重要。因此，如何提高施救初期心肺复苏的有效率的判断准确度是本申请的技术方案能够解决的重要技术问题之一。本申请通过心率和有效率信息之间的智能调整来提高心肺复苏的效率，心肺复苏的效率越高，心脏泵血的速度越快，从而使得脑部获得氧气的速度越快，脑氧的充足能够为进一步进行除颤操作提供有力条件，由于心肺复苏效率的提高，除颤的间隔也能够在保证不损伤心脏的情况以尽可能高的频率在短时间内发生，从而提高心脏重新恢复自主循环的概率。

根据一种优选实施方式，计入的心肺复苏周期是基于检测模块检测的心率次数计算的。

本技术方案的有益效果：

由于计入的心肺复苏周期是基于心率次数计算的，这意味着周期能够根据患者的心率变化实时调整。相较于固定周期，这种灵活的周期调整使得复苏操作能够更好地适应患者的生理变化，提高了复苏效果。

患者的心率是会随着时间和情况变化的，尤其在复苏过程中可能出现波动。相较于现有技术中使用固定的时间间隔来指导心肺按压的频率，本技术方案基于心率次数计算周期，可以在患者心率变化时实时调整复苏周期，确保复苏按压的时机更为精确。例如，在患者出现从无明显心跳到30次/min的低频率心跳时，医护人员或施救者能够跟随心率频次而调整心肺复苏频率。如果使用固定周期，可能会导致过于频繁的复苏按压，从而可能干扰患者的生理过程。通过动态调整周期，系统能够避免过度频繁的按压，提高了操作的适应性，减少了对患者的额外干扰。

同时，当患者处于完全无自主呼吸状态时，心率的变化等同于心肺复苏的节律的变化。通过检测患者心率变化，系统能够掌握医护人员或施救者对患者的心肺复苏的有效率。例如，当患者心率为50次/min时，而医护人员或施救者对患者的心肺复苏的动作保持在55次/min，表明医护人员或施救者对患者的心肺复苏的有效率在10/11，而当该有效率降低时，系统能够触发医护人员或施救者的图像检测，以排除是否为医护人员或施救者的心肺复苏动作不标准带来的有效率降低的问题。当出现该问题时，基于系统的提示，医护人员或施救者可以调整姿态或更换人员，以提高抢救时心肺复苏对唤醒患者心脏自发循环的概率。

根据一种优选实施方式，当除颤仪开启工作后，计入的心肺复苏周期清零以重新计算心肺复苏周期。

本技术方案的有益效果：在心脏骤停的情况下，心脏已经停止有效地跳动，而进行频繁的除颤可能会降低心脏恢复的机会。在心脏骤停情况下，最初的几次电击往往是最有可能恢复心脏跳动的时刻。频繁的电击可能会错过这个恢复的有效时间窗口，导致复苏机会减少。每次除颤都会中断心脏跳动，重新引导心脏电活动，可能会干扰恢复自主跳动的可能性。频繁的电能传递可能会对心脏本身造成损伤，尤其是在高能量的情况下。心脏在骤停状态下已经处于脆弱状态，频繁的除颤可能会导致心肌损伤，进而影响恢复。同时，频繁的除颤可能会干扰急救操作的连续性，如心肺按压和人工呼吸。这些急救操作是维持氧气供应和血液循环的关键，频繁的电击可能会中断这些关键操作，降低复苏效果。因此，现有技术中，除颤仪的工作周期是需要受到严格限制的。

一方面，设置充足的间隔时间能够提高心脏恢复自主呼吸的几率；另一方面，设置充足的间隔时间能够降低能量逐渐增强的电刺激对心脏的心肌细胞带来的损伤，避免预后效果差的问题。

根据一种优选实施方式，处理器被配置为：基于患者处于未恢复自主呼吸的状态，在检测模块检测的患者的脑氧检测结果为表征患者处于脑部缺氧的第二范围时，基于检测模块检测到的施救者动作，提示患者的按压频次/深度/位置错误。

根据一种优选实施方式，为满足除颤要求而计入的心肺复苏周期能够是在不连续的患者脑氧检测结果处于第一范围的状态下累计。

根据一种优选实施方式，在患者处于未恢复自主呼吸的状态时，处理器能够通过检测模块检测到的施救者动作或心肺复苏所耗费的时间在达到预设的心肺复苏周期或时间时强制开启除颤仪，使除颤仪以梯度增加能量的方式开启工作。

本技术方案的有益效果：

本技术方案能够规避心肺复苏操作的不规范行为导致的除颤仪迟迟不能工作的可能性。

本申请的技术方案允许在某个周期内，只要脑氧保持在第一范围，处理器就能够累计将心脏复苏周期计入。这种灵活的设计使得复苏周期更加适应不同情况，提高了操作的灵活性。根据实际情况，特别是当复苏周期或时间过长时，处理器能够迅速启动除颤仪，提高复苏效果，避免患者生理风险的增加。

根据一种优选实施方式，当检测模块检测的心率高于检测模块检测的施救者动作的按压频次时，处理器生成患者恢复自主呼吸的提示。

根据一种优选实施方式，检测模块包含通过套接患者头部来检测患者脑氧的第一检测单元，其中，第一检测单元在离开放置其的仓后能够自动开机。

根据一种优选实施方式，患者处于未恢复自主呼吸的状态由检测模块检测的心率表征。优选地，医护人员能够通过为患者佩戴检测患者状态的手环、检测患者状态的指夹或检测患者状态的心率检测贴片检测患者心率和血氧。

根据一种优选实施方式，达到满足除颤要求的心肺复苏周期是指1～5个心肺复苏周期。

根据一种优选实施方式，系统能够根据患者头部受创情况人工选择或自动选择两种模式下的脑氧检测。当患者头部出现明显受创痕迹和/或在初始时脑氧信息处于持续低迷状态(例如，在心肺复苏准备过程中，患者初始脑氧信息未降低，而是始终持续在一个数值范围)时，验证脑氧缺失的阈值要低于头部无明显外伤和/或在初始时脑氧信息处于持续降低的验证脑氧缺失的阈值。

例如，患者头部出现明显受创痕迹和/或在初始时脑氧信息处于持续低迷状态的验证脑氧缺失的阈值能够为70％。无明显外伤和/或在初始时脑氧信息处于持续降低的验证脑氧缺失的阈值能够为80％。

具体地，当患者头部出现明显创口时，急诊外出的医护人员能够手动选择有创口的脑氧判断标准的程序。在系统对患者脑氧进行检测时，处理器被配置为：基于患者处于未恢复自主呼吸的状态，在检测模块检测的患者的脑氧检测结果为表征患者处于脑氧充足的第一范围时，于计入的心肺复苏周期达到满足除颤要求的情况下，控制除颤仪以梯度增加能量的方式开启工作。优选地，第一范围为70％～100％。

当患者头部未见明显创口或医护人员判断头部未发生创口时，急诊外出的医护人员能够手动选择正常头部的脑氧判断标准的程序。在系统对患者脑氧进行检测时，处理器被配置为：基于患者处于未恢复自主呼吸的状态，在检测模块检测的患者的脑氧检测结果为表征患者处于脑氧充足的第一范围时，于计入的心肺复苏周期达到满足除颤要求的情况下，控制除颤仪以梯度增加能量的方式开启工作。优选地，第一范围为90％～100％。优选地，第一范围为80％～100％。

附图说明

图1是本发明提供的系统于急诊科使用场景下的使用状态图；

图2是本发明提供的系统于公共场合使用场景下的使用状态图；

图3是本发明提供的系统使用流程图。

附图标记列表

100：检测模块；110：第一检测单元；200：处理器；300：除颤仪。

具体实施方式

下面结合附图进行详细说明。

在本发明的描述中，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。在本发明的描述中，“若干”的含义是两个或两个以上，除非另有明确具体的限定。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。

本申请中，心肺复苏周期指人工预设的心脏按压(或心脏按压+人工呼吸)次数。

优选地，心肺复苏周期为国际标准操作流程中所指的心脏按压：人工呼吸＝30：2的比例。一个周期能够指：用上身力量用力按压30次(按压频率至少100次/分，按压深度至少4cm)，而后完成2次400-600ml的送气(频率在10-12次/分)。

表征患者脑氧充足的范围能够为70％-100％。

实施例1

本申请提供一种针对处于无自主呼吸状态的患者的心肺复苏系统。

当遭遇处于意识丧失、心脏骤停的状态的患者时，医护人员能够使用本申请所提供的基于脑氧信息协同控制的心肺复苏系统。

系统包括：至少能够检测患者脑氧和心率的检测模块100、除颤仪300和能够控制除颤仪300的工作参数的处理器200。处理器200被配置为：基于患者处于未恢复自主呼吸的状态，在检测模块100检测的患者的脑氧检测结果为表征患者处于脑氧充足的第一范围时，于计入的心肺复苏周期达到满足除颤要求的情况下，控制除颤仪300以梯度增加能量的方式开启工作。优选地，第一范围为75％到100％。

例如，心肺复苏系统的检测模块100监测患者的脑氧和心率。系统在不同的应用场景如图1和图2所示。

当检测模块100检测到患者的脑氧为80％，心率为无脉搏状态时，处理器200根据该信息判断，患者处于未恢复自主呼吸的状态。

在本实施例中，脑氧在75％到100％被认为是脑氧充足的范围。

处理器200根据脑氧值的范围判断患者的脑氧充足。在计入的心肺复苏周期内，复苏条件满足，即可以进行除颤操作。

在本申请中，除颤仪300的能量输出不是固定的或根据医护人员的判断临时调整的，而是采用梯度增加能量的方式。假设初始能量输出为100J，然后在每次除颤尝试中逐渐增加10％的能量，直到复苏成功或达到设定的最大能量输出。

例如，根据患者的脑氧信息和心率数据，心肺复苏系统会开始以100J的能量尝试进行除颤。如果这次尝试未能使患者复苏，系统会根据协同控制的策略，在下一次尝试中将能量增加至110J。

通过这种方式，心肺复苏系统在保证脑氧充足的情况下，逐步提升除颤的能量输出，以更智能、个体化的方式进行心肺复苏，从而提高复苏成功率，减少患者的生理损害风险。这一技术方案在实际急救中有望为患者带来更好的治疗效果。

根据一种优选实施方式，计入的心肺复苏周期是基于检测模块100检测的心率次数计算的。

根据一种优选实施方式，当除颤仪300开启工作后，计入的心肺复苏周期清零以重新计算心肺复苏周期。多次除颤行为前后的间隔时间需要足够长，且在不同的时间节点所需间隔时间也可以进一步划分，从而在保证患者身体安全的情况下尽可能缩短除颤的间隔。例如，对于初始使用100J至110J的除颤行为间隔，其间隔时间能够为4个心肺复苏周期，而对于110J至120J的除颤行为间隔，其间隔时间能够为5个心肺复苏周期。因此，以除颤行为(或者说除颤仪300的工作状态)作为记录节点，处理器200能够在不同的节点计算下一个节点的发生时间。优选地，当除颤仪300开启工作后，计入的心肺复苏周期清零以重新计算心肺复苏周期，其中，基于除颤仪300每一次都会以梯度的方式增加能量，处理器200能够以除颤仪300每一次开始工作后从零计算逐渐增加的心肺复苏周期。

根据一种优选实施方式，处理器200被配置为：基于患者处于未恢复自主呼吸的状态，在检测模块100检测的患者的脑氧检测结果为表征患者处于脑部缺氧的第二范围时，基于检测模块100检测到的施救者动作，提示患者的按压频次/深度/位置错误。优选地，第二范围为小于75％。

例如，当脑氧检测值为60％时，基于图像数据，处理器200将医护人员或施救者的动作匹配标准动作。当医护人员或施救者按压患者的深度为3cm和/或医护人员或施救者按压患者的频次在90次/分钟时，处理器200发出相应的提示。

根据一种优选实施方式，为满足除颤要求而计入的心肺复苏周期能够是在不连续的患者脑氧检测结果处于第一范围的状态下累计。例如，心肺复苏阶段，由于心肺复苏频次骤降，脑氧信息由78％降低至73％，处理器200会将降低至75％之前的心肺复苏周期记录并计入为满足除颤要求的心肺复苏周期的数量中，而低于75％以下的心肺复苏周期会被记录但不会被计入为满足除颤要求的心肺复苏周期的数量中。

根据一种优选实施方式，在患者处于未恢复自主呼吸的状态时，处理器200能够通过检测模块100检测到的施救者动作或心肺复苏所耗费的时间在达到预设的心肺复苏周期或时间时强制开启除颤仪300，使除颤仪300以梯度增加能量的方式开启工作。例如，虽然为满足除颤要求而计入的心肺复苏周期没达到5个周期，但在脑氧达到75％且总的心肺复苏周期达到5个周期时，除颤仪300依然会开启工作，从休眠状态转为工作状态(提供除颤用的脉冲电流)。

根据一种优选实施方式，当检测模块100检测的心率高于检测模块100检测的施救者动作的按压频次时，处理器200生成患者恢复自主呼吸的提示。优选地，患者恢复自主呼吸的提示不代表可以放弃对患者进行的心肺复苏行为，该提示仅仅用于提示医护人员或施救者在心肺复苏时需要分出更多精力关注患者心率，防止心肺复苏的行为与心脏跳动之间可能产生的矛盾。

根据一种优选实施方式，检测模块100包含通过套接患者头部来检测患者脑氧的第一检测单元110，其中，第一检测单元110在离开放置其的仓后能够自动开机。抢救，尤其是心脏骤停患者的抢救，需要争分夺秒。基于此，本技术方案将检测脑氧的检测设备设置为头戴式。优选地，检测脑氧的检测设备设置为头盔结构。

根据一种优选实施方式，患者处于未恢复自主呼吸的状态由检测模块100检测的心率表征。当患者未恢复自主呼吸时，表明患者心脏停跳，此时，心脏的心率完全依赖于心脏按压的频率。

根据一种优选实施方式，满足除颤要求的心肺复苏周期是指1～5个心肺复苏周期。优选地，一个心肺复苏周期能够指30～60次心脏按压。优选地，一个心肺复苏周期能够指30次心脏按压。

实施例2

本申请提供一种用于矫正心肺复苏动作的心肺复苏系统。

系统包含检测模块100。检测模块100能够采集患者心率和对患者进行心肺复苏的医护人员或施救者的图像。处理器200能够监测施救者或医护人员对患者进行的心肺复苏操作。通过识别心肺按压的次数，处理器200确定施救者的复苏效率。将心率和复苏效率结合，计算出施救者的心肺复苏的有效率。有效率的计算公式为：有效率＝(实际心肺按压次数/心率次数)。

根据有效率的计算结果和图像检测的反馈，处理器200会发出相应的提示。如果检测出施救者操作存在问题，处理器200会提醒施救者调整姿态、操作方式或更换施救者，以提高心肺复苏的效率。优选地，图像检测和对比的方法能够与公开号为CN110364254A的中国专利公开的图像采集和识别方法相同。

具体地操作流程如下：

处理器200开始监测患者的心率，并记录心率次数；

施救者进行心肺复苏操作，处理器200监测心肺按压次数，并记录实际心肺按压次数；

根据记录的心率次数和实际心肺按压次数，处理器200计算施救者的心肺复苏有效率；

如果有效率低于设定阈值，处理器200触发检测模块100检测对患者进行心肺复苏的医护人员或施救者的图像；

检测模块100采集施救者的复苏操作图像，分析操作是否符合标准；

如果图像检测确认存在问题，处理器200发出警告并提示施救者进行相应的调整；

施救者根据系统提示，调整姿态、操作方式或更换人员，以提高复苏操作的效率。

系统根据调整后的操作，重新计算有效率，并监测复苏过程的效果。

例如，心率骤停时，在脑氧充足的情况下，先以双相最低120J除颤后在可除颤的最大频次内完成梯度的电压涨幅和使用，即5个周期后再除颤。第二次除颤的能量递增至双相130J。第三次除颤的能量递增至双相150J。

当中间出现脑氧不充足的情况时，系统中的图像检测开启，以检测患者的心肺复苏动作，从而使医护人员能够在限定的胸压循环(例如首次除颤前要完成30次的胸压)中提高按压深度(5-6cm)或频次(100-120次/分钟)以增加心脏供血。基于患者的心肺复苏动作的检测结果，系统能够提示患者改变心肺复苏的姿态。

根据一种优选实施方式，当患者心率为50次/分钟时，而医护人员或施救者对患者的心肺复苏的动作保持在55次/分钟，表明医护人员或施救者对患者的心肺复苏的有效率在10/11。这意味着每分钟进行了55次心肺按压，而患者的心率是50次/分钟，所以实际上并未能够完全与患者的心脏律动同步。根据有效率的计算公式：有效率＝(心率次数/实际心肺按压次数)，在这个例子中，有效率＝(50次/55次)≈0.909，即约为0.91。系统预设的有效率的阈值为0.95。

该有效率低于系统预设的阈值，处理器200触发检测模块100采集图像信息。设置有摄像头的检测模块100监测施救者的复苏动作。在检测过程中，处理器200通过图像比对等方法确认医护人员或施救者的心肺按压深度不足，动作幅度不够大，且频率不够均匀。上述复苏动作不标准可能导致实际按压次数与预期次数不匹配，进而降低了有效率。

基于检测模块100的反馈，处理器200向医护人员或施救者发出警告，提示其进行调整。医护人员或施救者根据系统的指导，调整了按压深度和幅度，确保按压动作更为标准和有效。在调整后，系统的处理器200重新计算有效率。

通过调整操作，有效率得到提高，达到了系统预设的标准，有效率大于等于阈值，不再触发图像检测。

本技术方案通过心率和有效率信息之间的智能调整提高心肺复苏的效率。尤其地，心肺复苏的效率越高，心脏泵血的速度越快。脑部获得氧气的速度越快，除颤的间隔能够在保证不损伤心脏的情况以尽可能高的频率在短时间内(例如15分钟)发生，从而提高心脏重新恢复自主循环的概率(一般来讲，距离心脏停跳的时间越短，心脏恢复自主循环的概率越高)。

实施例3

如图3所示，本申请的系统不仅能够在患者未恢复自主呼吸的情况下基于脑氧信息调整除颤和心肺复苏的发生节奏，还能够在患者恢复自主呼吸后检测医护人员心肺复苏的动作(该动作用于辅助患者心脏泵血)。

当患者恢复自主呼吸时，其可能仍然处于需要心肺复苏辅助心脏泵血的状态，直至外部注射的治疗药物发挥作用，尤其是针对本身具有心衰、三尖瓣返流、主动脉血栓等影响心脏发挥功能的疾病史的患者。

在这种情况下，由于机体一般会优先为脑部供血，且脑部对氧气的敏感度最高。因此，基于脑氧的检测，系统能够提示医护人员在辅助患者呼吸的时候做出的心脏复苏动作是否标准。

具体地，当脑氧信息处于表征患者脑氧充足的范围时，医护人员能够减缓或停止心肺复苏(或者说胸压)的动作，以防止自主呼吸和胸压产生冲突，避免心脏二次骤停的可能。

当脑氧信息处于表征患者脑氧不足的范围时，基于系统的提示，医护人员能够提高按压深度或频次。

通过检测按压动作和患者心率，系统能够实时增加有效心肺复苏动作的筛查效率。

实施例4

在本实施例中，除了处理对除颤仪300的控制方法不同之外，其他硬件与此前实施例相同。

当患者心跳低于表征患者进入自主呼吸的预设的阈值时，检测模块100开启对患者脑氧的检测，直至患者心跳不低于表征患者进入自主呼吸的预设的阈值，检测模块100仍可以持续对患者脑氧的检测。

在检测模块100检测的患者的脑氧检测结果为表征患者处于脑氧充足的第一范围时，控制除颤仪300的工作参数的处理器200控制除颤仪300以预设的基础能量为患者提供第一次除颤。

在患者心脏停跳的抢救过程中，控制除颤仪300的工作参数的处理器200被配置为：

在患者持续处于心跳低于预设的阈值的情况下，控制除颤仪300的工作参数的处理器200根据处于未恢复自主呼吸的状态的患者受心肺复苏周期影响而逐渐上升的脑氧检测结果处于第一范围在以上一次除颤作为起始计数的心肺复苏周期数量满足预设的阈值的情况下以高于上一次除颤所使用的能量一个梯度的方式开启除颤仪300。

具体地，当患者完成第一次除颤而心跳低于预设的阈值时，控制除颤仪300的工作参数的处理器200获取最近一次采集的脑氧检测结果和心肺复苏周期数量。脑氧检测结果会受心肺复苏周期影响而逐渐上升，并高于第一范围的最低值。当收获的最近一次采集的脑氧检测结果高于第一范围的最低值且心肺复苏周期数量满足预设的阈值，处理器200控制除颤仪300在上一次除颤所用的能量的基础上增加一个梯度的能量，并开始除颤。

实施例5

在本实施例中，除了处理对除颤仪300的控制方法不同之外，其他硬件以及前置或后置的实施方法与此前实施例相同。

在患者心脏停跳的抢救过程中，控制除颤仪300的工作参数的处理器200被配置为：

在患者持续处于心跳低于预设的阈值的情况下，控制除颤仪300的工作参数的处理器200根据处于未恢复自主呼吸的状态的患者受心肺复苏周期影响而逐渐降低或在持续低于第一范围的最低值的脑氧检测结果在以上一次除颤作为起始计数的心肺复苏周期数量满足预设的阈值的情况下以与上一次除颤所使用的能量相同的方式开启除颤仪300。

具体地，当患者完成第一次除颤而心跳低于预设的阈值时，控制除颤仪300的工作参数的处理器200获取最近一次采集的脑氧检测结果和心肺复苏周期数量。虽然受心肺复苏周期的影响，心脏血流灌注增加，但受心肌运动的影响，患者的脑氧检测结果始终低于第一范围的最低值或持续降低。基于上述情况，在以上一次除颤作为起始计数的心肺复苏周期数量满足预设的阈值的情况下，为了避免室颤间隔过长导致的心脏停跳抢救概率降低的问题出现，处理器200以与上一次除颤所使用的能量相同的方式开启除颤仪300。

除颤过程需要消耗纤维颤动的心肌大量的能量储备，因而应在除颤前或后立即进行胸部按压，通过胸部按压使脑及冠状动脉有足够的血流灌注，这对脑复苏极为重要。在患者血流灌注能力明显降低或无法使脑氧保持在较为充足的水平的情况下，通过降低除颤仪300所产生的能量来保持后续的心肌动力。

实施例6

在本实施例中，除了处理对除颤仪300的控制方法不同之外，其他硬件以及前置或后置的实施方法与此前实施例相同。

在患者心脏停跳的抢救过程中，控制除颤仪300的工作参数的处理器200被配置为：

在患者持续处于心跳低于预设的阈值的情况下，控制除颤仪300的工作参数的处理器200根据处于未恢复自主呼吸的状态的患者受心肺复苏周期影响而逐渐上升的脑氧检测结果处于第一范围在以上一次除颤作为起始计数的心肺复苏周期数量未满足预设的阈值的情况下获取上一次除颤至当前的时间长度，

当上述时间长度小于预设的阈值时，处理器200提示医护人员保持当前的心肺复苏状态；

当上述时间长度大于预设的阈值时，处理器200控制除颤仪300在上一次除颤所用的能量的基础上增加一个梯度的能量，并开始除颤。

通常情况下，2次除颤需要间隔时间在10秒以上。时间上过于接近的除颤行为会对患者的心肌细胞造成不可逆的损伤。但同时，2次除颤需要间隔时间也可以基于患者的身体状态而延长至2分钟，甚至3分钟。间隔的时间长度取决于患者体内的氧气含量(尤其是脑氧)。

基于患者脑氧充足(甚至于代表患者血氧充足)，处理器200能够在除颤的间隔时间达到最低时开始除颤，而不需要采用常规的抢救设定的时间。除颤的间隔时间缩短，也意味着在最佳抢救期间的除颤频次增加，患者心脏恢复跳动的几率增加。

实施例7

在本实施例中，除了处理对除颤仪300的控制方法不同之外，其他硬件以及前置或后置的实施方法与此前实施例相同。

在患者心脏停跳的抢救过程中，控制除颤仪300的工作参数的处理器200被配置为：

在患者持续处于心跳低于预设的阈值的情况下，控制除颤仪300的工作参数的处理器200根据处于未恢复自主呼吸的状态的患者受心肺复苏周期影响而逐渐降低或在持续低于第一范围的最低值的脑氧检测结果在以上一次除颤作为起始计数的心肺复苏周期数量未满足预设的阈值的情况下获取与施救者动作相关的检测数据，以提示施救者的按压频次/深度/位置错误。

优选地，低于第一范围的最低值的脑氧检测结果为脑氧检测结果处于第二范围。第一范围的最低值大于第二范围的最高值。

需要注意的是，上述具体实施例是示例性的，本领域技术人员可以在本发明公开内容的启发下想出各种解决方案，而这些解决方案也都属于本发明的公开范围并落入本发明的保护范围之内。本领域技术人员应该明白，本发明说明书及其附图均为说明性而并非构成对权利要求的限制。本发明的保护范围由权利要求及其等同物限定。本发明说明书包含多项发明构思，诸如“优选地”“根据一个优选实施方式”或“可选地”均表示相应段落公开了一个独立的构思，申请人保留根据每项发明构思提出分案申请的权利。在全文中，“优选地”所引导的特征仅为一种可选方式，不应理解为必须设置，故此申请人保留随时放弃或删除相关优选特征之权利。

Claims (10)

1.一种基于脑氧信息协同控制的心肺复苏系统，包括：至少能够检测患者脑氧和心率的检测模块(100)、除颤仪(300)和能够控制所述除颤仪(300)的工作参数的处理器(200)，其特征在于，所述处理器(200)被配置为：

基于患者处于未恢复自主呼吸的状态，在所述检测模块(100)检测的患者的脑氧检测结果为表征患者处于脑氧充足的第一范围时，于计入的心肺复苏周期达到满足除颤要求的情况下，控制所述除颤仪(300)以梯度增加能量的方式开启工作。

2.根据权利要求1的基于脑氧信息协同控制的心肺复苏系统，其特征在于，所述计入的心肺复苏周期是基于所述检测模块(100)检测的心率次数计算的。

3.根据权利要求2的基于脑氧信息协同控制的心肺复苏系统，其特征在于，当所述除颤仪(300)开启工作后，所述计入的心肺复苏周期清零以重新计算心肺复苏周期。

4.根据权利要求3的基于脑氧信息协同控制的心肺复苏系统，其特征在于，所述处理器(200)被配置为：

基于患者处于未恢复自主呼吸的状态，在所述检测模块(100)检测的患者的脑氧检测结果为表征患者处于脑部缺氧的第二范围时，基于所述检测模块(100)检测到的施救者动作，提示施救者的按压频次/深度/位置错误。

5.根据权利要求4的基于脑氧信息协同控制的心肺复苏系统，其特征在于，为满足除颤要求而计入的心肺复苏周期能够是在不连续的患者脑氧检测结果处于第一范围的状态下累计。

6.根据权利要求5的基于脑氧信息协同控制的心肺复苏系统，其特征在于，在患者处于未恢复自主呼吸的状态时，所述处理器(200)能够通过检测模块(100)检测到的施救者动作或心肺复苏所耗费的时间在达到预设的心肺复苏周期或时间时强制开启所述除颤仪(300)，使所述除颤仪(300)以梯度增加能量的方式开启工作。

7.根据权利要求1的基于脑氧信息协同控制的心肺复苏系统，其特征在于，当所述检测模块(100)检测的心率高于所述检测模块(100)检测的施救者动作的按压频次时，所述处理器(200)生成患者恢复自主呼吸的提示。

8.根据权利要求7的基于脑氧信息协同控制的心肺复苏系统，其特征在于，所述检测模块(100)包含通过套接患者头部来检测患者脑氧的第一检测单元(110)，其中，所述第一检测单元(110)在离开放置其的仓后能够自动开机。

9.根据权利要求1的基于脑氧信息协同控制的心肺复苏系统，其特征在于，所述心肺复苏系统还能够接收患者的血氧数据，其中，当患者的血氧高于第一阈值时，于一段时间内检测的非连续性的低于预设的阈值的脑氧数据能够被处理器判定为非合理性数据，其中，所述预设的阈值低于表征患者脑氧充足的所述第一范围的最小值。

10.根据权利要求9的基于脑氧信息协同控制的心肺复苏系统，其特征在于，所述达到满足除颤要求的心肺复苏周期是指1～5个心肺复苏周期。