CN117838510A - 一种体外反搏装置及体外反搏信号控制方法 - Google Patents

Abstract

本发明公开了一种体外反搏装置及体外反搏信号控制方法，体外反搏装置包括：生理信号采集单元，用于获取患者的生理信号数据，生理信号数据包括心电图数据、血氧饱和度和脉搏波；管控中心单元，用于接收生理信号数据，并监控气囊控制模块的执行情况，根据患者的实时生理信号数据反馈，向气囊控制单元下发控制指令；气囊控制单元，用于接收控制指令，根据控制指令自动调整气泵充排气的频率和强度；监控终端，用于医护人员查看生理信号数据、气罐和气泵运行情况，以及操作整个系统。本发明根据实时的生理信号数据，系统能够提供精准的控制策略，可个性化地治疗患者。

Description

一种体外反搏装置及体外反搏信号控制方法

技术领域

本发明涉及医疗装置技术领域，尤其涉及一种体外反搏装置及体外反搏信号控制方法。

背景技术

体外反搏装置是一种非侵入性的心脏治疗设备，主要用于治疗心绞痛、心力衰竭等心脏疾病。它通过外部气囊的充气和排气，对患者的下肢或全身施加压力，以改善心脏的血液循环和氧气供应。

现有的体外反搏装置通常包括多个环绕患者大腿、小腿和臀部的气囊，这些气囊会在心脏的舒张期间充气，并在收缩期间排气，这样的定时压缩可以增加向心脏返流的血量，在心脏舒张期提高冠状动脉的灌注压力，从而减轻心脏的工作负荷并增强血液供应。

尽管体外反搏装置在治疗某些心脏病方面取得了积极效果，但现有技术仍存在一些不足之处：不同患者的心脏状况和身体条件差异较大，因此对治疗方案的个体化需求很高，现有设备在这方面的灵活性和适应性不足，不能为每个患者提供最佳的治疗效果；现有体外反搏装置的控制系统不够智能，难以根据患者的实时生理状态调整压力大小和充排气的时序，这限制了其治疗效果和适用范围；现有技术在气囊的充气和排气过程中不够精确，这影响治疗的安全性和舒适性，精准的控制能够提高治疗效果，减少不适感和并发症的风险。

因此，急需一种体外反搏装置及体外反搏信号控制方法。

发明内容

本发明提供了一种体外反搏装置及体外反搏信号控制方法，以解决现有技术中存在的上述问题。

为了达到上述目的，本发明提供如下技术方案：

一种体外反搏装置，包括：

生理信号采集单元，用于获取患者的生理信号数据，生理信号数据包括心电图数据、血氧饱和度和脉搏波；

管控中心单元，用于接收生理信号数据，并监控气囊控制模块的执行情况，根据患者的实时生理信号数据反馈，向气囊控制单元下发控制指令；

气囊控制单元，用于接收控制指令，根据控制指令自动调整气泵充排气的频率和强度；

监控终端，用于医护人员查看生理信号数据、气罐和气泵运行情况，以及操作整个系统。

其中，生理信号采集单元包括：心电模块、血氧模块和脉搏波模块；

心电模块，用于获取患者心脏活动的心电信号，通过心电模拟前端AFE控制芯片对心电信号进行降噪和滤波处理，对处理后的心电信号提取心电图数据；

血氧模块，用于通过红光传感器检测反射光或透射光的强度变化，以获取血氧饱和度，基于血氧模拟前端AFE控制芯片自动调节红光传感器发送红外的光源强度，以适应不同肤色和血流条件下的信号采集；

脉搏波模块，用于获取患者血管内的脉搏波动时所产生的脉搏波信号。

其中，管控中心单元包括：治疗方案确定模块、指令获取模块和安全监测模块；

治疗方案确定模块，用于基于患者的生理信号数据和基本信息数据，确定个性化治疗方案，基本信息数据包括患者疾病类型、性别、年龄和治疗需求；

指令获取模块，用于获取监控终端发送的生理信号采集指令，再将生理信号采集指令发送至生理信号采集单元，当确定个性化治疗方案后将气囊控制指令发送至气囊控制单元；

安全监测模块，用于实时监测气囊控制单元的压力水平，确保在设定的安全范围内进行操作，以防止过度压缩或不足压缩造成的患者伤害或设备损坏。

其中，气囊控制单元包括：电磁阀、气压检测传感器、变频器、气罐和气泵；

电磁阀，配置于气罐和气囊之间，用于控制气囊的充气和排气；

气压检测传感器，设置于气囊附近或内部，用于实时监测气囊内的气压，并将气压信息发送至控制器；

变频器，连接至气泵，用于调节气泵的工作频率，以控制气体的压缩速率；

气罐，用于储存气囊所需额定气体；

气泵，用于向气囊供气。

其中，监控终端包括：

监控终端向管控中心单元发送生理信号采集指令；生理信号采集指令用于指示生理信号采集单元根据采集指令收集患者的生理信号数据；

监控终端接收生理信号采集单元发送的第一生理信号数据；第一生理信号数据为生理信号采集单元响应于生理信号采集指令后的实际生理信号数据；

监控终端从第一生理信号数据中确定出与基准生理信号数据匹配的第二生理信号数据；基准生理信号数据是生理信号采集单元响应于生理信号采集指令后的预设生理信号数据中的固定内容的部分；固定内容为预设生理信号数据中不发生改变的内容；

监控终端根据第二生理信号数据与基准生理信号数据的数据相似度，确定生理信号采集单元是否发生异常；

监控终端通过操作界面的开始按钮激活体外反搏装置，使得整个系统进入工作状态，并监控气泵运行情况；

监控终端根据气泵运行情况的监控数据与预设的气泵运行标准数据进行比对，以确定气泵是否正常运行；

监控终端的操作界面还包括用于显示生理信号数据、气罐和气泵运行情况的显示模块，以及用于操作整个体外反搏装置的控制模块；

监控终端的控制模块允许医护人员通过触摸屏或物理按键输入操作指令，以实现对体外反搏装置的实时控制和调整。

其中，确定个性化治疗方案，包括：

获取患者的生理信号数据和基本信息数据，以及患者的个性化治疗需求信息，基于生理信号数据、基本信息数据和个性化治疗需求信息，确定患者的个性化治疗方案；

基于生理信号数据、基本信息数据和个性化治疗需求信息，确定患者的个性化治疗方案包括：

基于生理信号数据和基本信息数据，确定患者的健康状况；

基于个性化治疗需求信息，确定患者的治疗偏好，并根据治疗偏好设定偏好权重系数；

结合患者的历史治疗反应信息，构建反应矩阵，根据反应矩阵、治疗偏好以及偏好权重系数，确定患者的个性化治疗方案；

抽取与患者所对应的医疗领域中不同数据源的治疗知识，对治疗知识进行实体对齐后融合不同数据源的治疗知识，构建个性化治疗对应的治疗知识图谱；

将治疗知识图谱进行向量化表示，确定不同治疗知识图谱的图谱相似度，融合图谱相似度以及个性化治疗方案的适应度，生成治疗方案推荐信息。

其中，实时监测气囊控制单元的压力水平，包括：

接收来自气压检测传感器的实时信号，该传感器监测气囊控制单元内的压力水平；

基于预设的气囊压力参数，在大型数据处理模型中对传感器信号进行实时分析，以确定当前气压状态；

当气压状态超出设定的安全范围时，启动预设的压力调节程序，该程序包括发出控制指令至电磁阀、变频器、气罐和气泵；

电磁阀、变频器、气罐和气泵响应控制指令，以增加或减少气囊内的气压，确保气压维持在安全范围内；

实时监测调整后的气囊压力，确保气囊压力符合预设的安全参数，以预防因过度压缩或不足压缩导致的患者伤害或设备损坏；

在气囊压力调整过程中，持续采集气囊控制单元的数据，并将这些数据反馈至大型数据处理模型，以优化未来的压力调节程序。

其中，调节气泵的工作频率，包括：

管控中心单元根据所接收的生理信号数据生成调节信息，其中，调节信息用于调整气泵的工作频率，进而控制气体的压缩速率，以符合患者当前的生理需求；

变频器根据调节信息对气泵的工作频率进行调整，其中，调整包括：根据患者的实时生理状态，选择对应的工作频率，以此来改变压缩气体的速率，调整气体压力大小和充排气的时序，适应患者当前的生理状态；

通过监控终端提示用户或医疗人员气泵的工作频率以及气体压缩速率已根据患者的实时生理状态进行了调整。

其中，一种体外反搏信号控制方法，包括：

通过监控终端的开始按钮激活整个体外反搏系统，使反搏装置进入工作状态；

启动生理信号采集单元，以采集生理信号数据，并将生理信号数据上传至管控中心单元；

管控中心单元接收到生理信号数据后，确定个性化治疗方案；

管控中心单元将个性化治疗方案通过蓝牙传输至监控终端；

监控终端接收到生理信号数据后，医护人员进行查看，将个性化治疗方案生成用于控制变频器的RS485数据信号；

基于RS485数据信号，控制变频器以对应的频率工作，从而调节气泵压缩气体的频率；

通过调整气泵压缩气体的频率，改变气罐和气囊内部的气压，以实现对患者体外反搏治疗的控制。

其中，确定个性化治疗方案，包括：

解析患者的基本信息数据的信息种类数目；当信息种类数目唯一时，从个性化治疗方案模板生成库中确定基本信息数据对应的心脏病治疗规则；

基于心脏病治疗规则，生成患者个性化治疗方案模板；当信息种类数目不唯一时，基于预设的特征解析模板，解析基本信息数据的状态信息特征集；

基于状态信息特征集，构建基本信息数据的第一特征描述向量；从个性化治疗方案模板生成库中提取多组一一对应的第二特征描述向量和心脏病治疗规则集；

计算第一特征描述向量与任一所述第二特征描述向量之间的向量相似度；基于最大向量相似度的第二特征描述向量对应的心脏病治疗规则集，生成患者个性化治疗方案模板。

与现有技术相比，本发明具有以下优点：

一种体外反搏装置，包括：生理信号采集单元，用于获取患者的生理信号数据，生理信号数据包括心电图数据、血氧饱和度和脉搏波；管控中心单元，用于接收生理信号数据，并监控气囊控制模块的执行情况，根据患者的实时生理信号数据反馈，向气囊控制单元下发控制指令；气囊控制单元，用于接收控制指令，根据控制指令自动调整气泵充排气的频率和强度；监控终端，用于医护人员查看生理信号数据、气罐和气泵运行情况，以及操作整个系统。根据实时的生理信号数据，系统能够提供精准的控制策略，个性化治疗患者。

本发明的其它特征和优点将在随后的说明书中阐述，并且，部分地从说明书中变得显而易见，或者通过实施本发明而了解。

下面通过附图和实施例，对本发明的技术方案做进一步的详细描述。

附图说明

附图用来提供对本发明的进一步理解，并且构成说明书的一部分，与本发明的实施例一起用于解释本发明，并不构成对本发明的限制。在附图中：

图1为本发明实施例中一种体外反搏装置的结构图；

图2为本发明实施例中生理信号采集单元的结构图；

图3为本发明实施例中管控中心单元的结构图。

具体实施方式

以下结合附图对本发明的优选实施例进行说明，应当理解，此处所描述的优选实施例仅用于说明和解释本发明，并不用于限定本发明。

本发明实施例提供了一种体外反搏装置，如图1所示，包括：

生理信号采集单元，用于获取患者的生理信号数据，生理信号数据包括心电图数据、血氧饱和度和脉搏波；

管控中心单元，用于接收生理信号数据，并监控气囊控制模块的执行情况，根据患者的实时生理信号数据反馈，向气囊控制单元下发控制指令；

气囊控制单元，用于接收控制指令，根据控制指令自动调整气泵充排气的频率和强度；

监控终端，用于医护人员查看生理信号数据、气罐和气泵运行情况，以及操作整个系统。

上述技术方案的工作原理为：生理信号采集单元，采集患者的心电图数据、血氧饱和度和脉搏波，转换生理信号为数字形式，将数字形式的生理信号数据传送给管控中心单元；管控中心单元，接收来自生理信号采集单元的数据；监控气囊控制模块执行情况；根据患者实时生理信号数据反馈，制定相应的控制策略；气囊控制单元，向气囊控制单元下发控制指令，包括调整气泵充排气的频率和强度；接收来自管控中心单元的控制指令，根据控制指令，自动调整气泵的充气和排气的频率以及强度，维持患者的生理稳定状态，根据反馈进行动态调整；监控终端，用于医护人员查看患者的生理信号数据，提供气泵运行情况的实时监控，允许医护人员操作整个系统，例如调整监控参数或修改控制策略。

上述技术方案的有益效果为：系统能够实时监测患者的生理信号数据，提供及时的反馈；医护人员可以迅速了解患者的健康状况，采取相应的治疗措施；系统能够根据患者的实时生理信号数据，自动调整气囊的充排气频率和强度；实现了自动化的生命支持，提高了治疗效果；监控终端允许医护人员远程查看患者数据和系统运行情况；医护人员可以通过远程操作进行调整，减少了现场操作的需求，提高了医疗效率；根据实时的生理信号数据，系统能够提供精准的控制策略，个性化治疗患者；提高了治疗的精准性和有效性，有助于患者更快地恢复健康。

在另一实施例中，如图2所示，生理信号采集单元包括：心电模块、血氧模块和脉搏波模块；

心电模块，用于获取患者心脏活动的心电信号，通过心电模拟前端AFE控制芯片对心电信号进行降噪和滤波处理，对处理后的心电信号提取心电图数据；

血氧模块，用于通过红光传感器检测反射光或透射光的强度变化，以获取血氧饱和度，基于血氧模拟前端AFE控制芯片自动调节红光传感器发送红外的光源强度，以适应不同肤色和血流条件下的信号采集；

脉搏波模块，用于获取患者血管内的脉搏波动时所产生的脉搏波信号。

上述技术方案的工作原理为：心电模块，获取患者心脏活动的心电信号，将心电信号传送至心电模拟前端AFE（AnalogFrontEnd）控制芯片。

在AFE控制芯片中进行降噪和滤波处理，以去除信号中的干扰和噪音，从处理后的信号中提取心电图数据，表示患者的心脏电活动；心电信号受到肌肉运动、电源干扰等影响，AFE控制芯片通过降噪和滤波处理，使得心电图数据更加清晰和可靠。

血氧模块，使用红光传感器检测患者的反射光或透射光的强度变化，通过血氧模拟前端AFE控制芯片，自动调节红光传感器发送红外光源的强度。

通过红外光的吸收情况，获取血液中的血氧饱和度，调整光源强度以适应不同肤色和血流条件下的信号采集；不同人的皮肤颜色和血流条件会影响光的透射和反射特性，调节光源强度有助于获取准确的血氧饱和度数据。

脉搏波模块，用于获取患者血管内的脉搏波动时所产生的脉搏波信号；

其中，脉搏波模块包括：

脉搏波传感器，用于直接检测皮肤表面的脉搏波动作用并将其转换成电信号；

信号处理前端（SPFE）控制芯片，对从脉搏波传感器接收到的电信号进行初步的降噪处理，以及进行模拟到数字信号的转换；

数字滤波器，用于对数字信号进行高级降噪和滤波处理，以剔除非脉搏波动作用产生的干扰信号；

数据提取单元，用于从处理后的脉搏波信号中提取脉搏波图数据，用于后续的分析和诊断。

上述技术方案的有益效果为：通过心电模块的降噪和滤波处理，提高了心电信号的准确性和清晰度；血氧模块的光源强度调节有助于适应不同生理条件，确保准确获取血氧饱和度；心电图数据、血氧饱和度和脉搏波的实时监测，使医护人员能够迅速了解患者的心脏活动和血氧状况；有益于及时做出诊断和采取相应的治疗措施；血氧模块的光源强度自动调节，适应不同肤色和血流条件，确保在各种情况下都能准确采集血氧数据；提高了设备在不同患者群体中的适用性和可靠性；通过获取准确的心电图和血氧数据，医疗人员可以制定个性化的治疗计划，更好地满足患者的特殊需求，有助于提高治疗的针对性和效果。

在另一实施例中，如图3所示，管控中心单元包括：治疗方案确定模块、指令获取模块和安全监测模块；

治疗方案确定模块，用于基于患者的生理信号数据和基本信息数据，确定个性化治疗方案，基本信息数据包括患者疾病类型、性别、年龄和治疗需求；

指令获取模块，用于获取监控终端发送的生理信号采集指令，再将生理信号采集指令发送至生理信号采集单元，当确定个性化治疗方案后将气囊控制指令发送至气囊控制单元；

安全监测模块，用于实时监测气囊控制单元的压力水平，确保在设定的安全范围内进行操作，以防止过度压缩或不足压缩造成的患者伤害或设备损坏。

上述技术方案的工作原理为：治疗方案确定模块，基于患者的生理信号数据和基本信息数据，利用算法或医学模型确定个性化治疗方案；基本信息数据包括患者的疾病类型、性别、年龄和治疗需求等；生成个性化治疗方案，包括气囊的充排气频率、压力水平等参数；对于心衰患者，需要调整气囊的充排气频率和压力水平，以支持心脏的有效工作。

指令获取模块，接收监控终端发送的生理信号采集指令，将生理信号采集

发送至生理信号采集单元，以指导采集特定的生理信号数据，在确定个性化治疗方案后，生成气囊控制指令，将其发送至气囊控制单元；当医护人员需要特定时间段内采集更频繁的生理信号数据时，指令获取模块将相应指令发送至生理信号采集单元。

安全监测模块，实时监测气囊控制单元的压力水平，确保气囊的压力在设

定的安全范围内进行操作，防止过度压缩或不足压缩造成患者伤害或设备损坏；在发现异常情况时，触发紧急停止或报警机制；如果气囊控制单元的压力超过设定的安全范围，安全监测模块可以发送停止操作的指令，以防止潜在的风险。

上述技术方案的有益效果为：通过治疗方案确定模块，系统能够根据患者的个体差异制定个性化的治疗计划；提高了治疗的精准性和效果，更好地满足患者的特殊需求；指令获取模块能够实时接收监控终端的指令，使医护人员可以根据需要调整生理信号的采集频率；有益于实时监控患者的生理状况，以及根据需要调整治疗方案；安全监测模块确保气囊的操作在安全范围内，防止患者伤害或设备损坏；提供了系统的安全保障机制，减少了潜在的治疗风险；通过整合个性化治疗、实时响应和安全保障，系统能够优化治疗效果，提高患者的康复率；有助于实现更有效的治疗和管理患者的健康。

在另一实施例中，气囊控制单元包括：电磁阀、气压检测传感器、变频器、气罐和气泵；

电磁阀，配置于气罐和气囊之间，用于控制气囊的充气和排气；

气压检测传感器，设置于气囊附近或内部，用于实时监测气囊内的气压，并将气压信息发送至控制器；

变频器，连接至气泵，用于调节气泵的工作频率，以控制气体的压缩速率；

气罐，用于储存气囊所需额定气体；

气泵，用于向气囊供气。

上述技术方案的工作原理为：电磁阀是控制气体进出气囊的关键组件，用于控制充气和排气；当电控系统发出信号时，电磁阀被激活，打开或关闭气罐与气囊之间的通道，在充气模式下，电磁阀打开，允许气体从气罐流入气囊；在排气模式下，电磁阀则将气囊与外界连接，释放气囊内的气体。

气压检测传感器实时监测气囊内的气压，并将数据发送到控制器；气压检测传感器不断检测气囊内的压力，并将这些数据实时传送至控制系统，这些信息用于调节气泵的工作和电磁阀的开闭，确保气囊内气压维持在理想状态。

变频器调节气泵工作频率，控制压缩气体的速率；变频器根据控制器的指令，调整气泵电机的电源频率和电压，从而改变其转速，这直接影响了气泵压缩空气的速率，实现对气体供应速度的精确控制。

气罐用于存储预压缩气体，为气囊的快速充气提供即时气源。

气泵用于向气囊供气，确保系统中气体的循环和补给。

上述技术方案的有益效果为：通过气压检测传感器和电磁阀的配合，可以确保气囊内气压始终处于理想状态，适用于需要精确气压控制的场合；气罐中存储的预压缩气体能够在需要时快速充入气囊，提高系统的响应速度；变频器对气泵的调控可以根据需求调节气泵的运行速度，减少能源浪费，提高整体能效；实时监测和自动调节机制确保了系统运行的稳定性和可靠性，减少故障和维护成本。

在另一实施例中，监控终端包括：

监控终端向管控中心单元发送生理信号采集指令；生理信号采集指令用于指示生理信号采集单元根据采集指令收集患者的生理信号数据；

监控终端接收生理信号采集单元发送的第一生理信号数据；第一生理信号数据为生理信号采集单元响应于生理信号采集指令后的实际生理信号数据；

监控终端从第一生理信号数据中确定出与基准生理信号数据匹配的第二生理信号数据；基准生理信号数据是生理信号采集单元响应于生理信号采集指令后的预设生理信号数据中的固定内容的部分；固定内容为预设生理信号数据中不发生改变的内容；

监控终端根据第二生理信号数据与基准生理信号数据的数据相似度，确定生理信号采集单元是否发生异常；

监控终端通过操作界面的开始按钮激活体外反搏装置，使得整个系统进入工作状态，并监控气泵运行情况；

监控终端根据气泵运行情况的监控数据与预设的气泵运行标准数据进行比对，以确定气泵是否正常运行；

监控终端的操作界面还包括用于显示生理信号数据、气罐和气泵运行情况的显示模块，以及用于操作整个体外反搏装置的控制模块；

监控终端的控制模块允许医护人员通过触摸屏或物理按键输入操作指令，以实现对体外反搏装置的实时控制和调整。

上述技术方案的工作原理为：监控终端通过发送生理信号采集指令，指示生理信号采集单元收集患者的生理信号数据；生理信号采集单元响应指令，收集患者的实际生理信号数据，如心电图、血压等；比如，监控终端发送指令要求测量患者的心电图，生理信号采集单元根据指令采集患者心脏的电信号数据。

监控终端从第一生理信号数据中提取基准生理信号数据，并与实际数据进行匹配，数据匹配后，监控终端通过比对数据相似度来确定生理信号采集单元是否发生异常；如果基准生理信号数据包括正常心电图的特征，监控终端可通过比对检查实际心电图数据是否与预设正常数据相匹配，以判断是否存在异常。

监控终端监测体外反搏装置中气泵的运行情况，获取气泵的监控数据，这些监控数据与预设的气泵运行标准数据进行比对，以确认气泵是否正常运行；如果气泵的预设运行标准数据包括特定的压力和频率范围，监控终端将比对实际监测到的气泵数据，确保其在正常范围内。

监控终端通过操作界面的开始按钮激活体外反搏装置，使整个系统进入工作状态；控制模块允许医护人员通过触摸屏或物理按键输入操作指令，实现对体外反搏装置的实时控制和调整；医护人员可以通过触摸屏调整反搏装置的工作频率、压力力度等参数，以适应患者的具体情况。

上述技术方案的有益效果为：通过实时监测生理信号并与基准数据匹配，系统能够早期检测到生理信号采集单元的异常，提高了患者的安全性；监控终端对气泵进行实时监测，有助于确保气泵按照预设标准正常运行，提高了整个体外反搏装置的可靠性；控制模块允许医护人员实时调整体外反搏装置的参数，以适应患者的生理状况，实现个性化治疗；操作界面的设计使得医护人员可以轻松操作和监控整个系统，提高了使用体外反搏装置的便利性和效率。

在另一实施例中，确定个性化治疗方案，包括：

获取患者的生理信号数据和基本信息数据，以及患者的个性化治疗需求信息，基于生理信号数据、基本信息数据和个性化治疗需求信息，确定患者的个性化治疗方案；

基于生理信号数据、基本信息数据和个性化治疗需求信息，确定患者的个性化治疗方案包括：

基于生理信号数据和基本信息数据，确定患者的健康状况；

基于个性化治疗需求信息，确定患者的治疗偏好，并根据治疗偏好设定偏好权重系数；

结合患者的历史治疗反应信息，构建反应矩阵，根据反应矩阵、治疗偏好以及偏好权重系数，确定患者的个性化治疗方案；

抽取与患者所对应的医疗领域中不同数据源的治疗知识，对治疗知识进行实体对齐后融合不同数据源的治疗知识，构建个性化治疗对应的治疗知识图谱；

将治疗知识图谱进行向量化表示，确定不同治疗知识图谱的图谱相似度，融合图谱相似度以及个性化治疗方案的适应度，生成治疗方案推荐信息。

上述技术方案的工作原理为：系统获取患者的生理信号数据和基本信息，如年龄、性别、病史等，同时，系统也获取患者的个性化治疗需求信息，包括治疗偏好、过往治疗反应等；患者的基本信息则包括年龄、性别、身体状况等，治疗需求信息可能包括对特定药物的耐受性、对治疗方式的偏好等。

系统根据患者的生理信号数据和基本信息，评估患者的健康状况，同时，结合个性化治疗需求信息，确定患者的治疗偏好，并设置偏好权重系数；基于患者的历史治疗反应信息，构建反应矩阵，考虑治疗偏好和权重系数，确定个性化治疗方案；如果患者有高血压史并对某种药物有耐受性，系能会调整治疗方案，降低该药物的剂量或尝试其他药物。

系统抽取医疗领域的治疗知识，并进行实体对齐，融合不同数据源的治疗知识，构建个性化治疗对应的治疗知识图谱，将治疗知识图谱向量化表示，计算不同图谱的相似度，结合个性化治疗方案的适应度，生成治疗方案推荐信息；系统会从多个数据源中获取关于特定疾病的治疗方案，然后根据患者的个性化需求和已知反应情况，推荐最适合的治疗方案。

上述技术方案的有益效果为：系统根据患者的生理状况和个性化需求，制定针对性的治疗方案，提高了治疗效果和患者满意度；通过构建治疗知识图谱和综合不同数据源的治疗知识，系统能够提供更全面、准确的治疗建议，帮助医护人员做出更明智的决策；系统的智能推荐功能能够快速准确地为医护人员提供治疗方案，节省时间并降低错误率；通过考虑患者的治疗偏好和反应情况，系统提供了更个性化的治疗体验，增强了患者的治疗参与度和依从性。

在另一实施例中，实时监测气囊控制单元的压力水平，包括：

接收来自气压检测传感器的实时信号，该传感器监测气囊控制单元内的压力水平；

基于预设的气囊压力参数，在大型数据处理模型中对传感器信号进行实时分析，以确定当前气压状态；

当气压状态超出设定的安全范围时，启动预设的压力调节程序，该程序包括发出控制指令至电磁阀、变频器、气罐和气泵；

电磁阀、变频器、气罐和气泵响应控制指令，以增加或减少气囊内的气压，确保气压维持在安全范围内；

实时监测调整后的气囊压力，确保气囊压力符合预设的安全参数，以预防因过度压缩或不足压缩导致的患者伤害或设备损坏；

在气囊压力调整过程中，持续采集气囊控制单元的数据，并将这些数据反馈至大型数据处理模型，以优化未来的压力调节程序。

上述技术方案的工作原理为：传感器不断接收气压检测信号，监测气囊控制单元内的压力水平；当患者使用医疗设备时，气囊控制单元内的气压会受到患者体重、姿势等因素的影响，传感器即时检测这些变化。

通过大型数据处理模型，对传感器信号进行实时分析，以确定当前气压状态是否在预设的安全范围内；如果气囊内的压力达到或超过安全范围，系统将进行相应的处理。

当气压状态超出设定的安全范围时，系统启动预设的压力调节程序，包括向电磁阀、变频器、气罐和气泵发出控制指令；如果气囊内的压力过高，系统可能会通过释放一些气体来调整压力。

电磁阀、变频器、气罐和气泵响应控制指令，调整气囊内的气压，确保气压在安全范围内；电磁阀可能控制气体的流动，变频器调整气泵的工作频率，以达到精准的气压调节。

持续监测调整后的气囊压力，确保符合预设的安全参数，将气囊控制单元的数据反馈至大型数据处理模型，以优化未来的压力调节程序；实时监测确保气囊压力在适当范围内，反馈数据用于改善系统的智能调节性能。

上述技术方案的有益效果为：实时监测和调节气囊压力，有效预防因过度压缩或不足压缩导致的患者伤害；系统的自动调节程序有助于防止气囊压力对设备造成损坏，提高了设备的耐用性；持续反馈数据至大型数据处理模型，有助于改进调节算法，提高系统的智能性和稳定性；自动调节程序的实时性使系统能够快速响应气压变化，提高了设备的效率和性能。

在另一实施例中，调节气泵的工作频率，包括：

管控中心单元根据所接收的生理信号数据生成调节信息，其中，调节信息用于调整气泵的工作频率，进而控制气体的压缩速率，以符合患者当前的生理需求；

变频器根据调节信息对气泵的工作频率进行调整，其中，调整包括：根据患者的实时生理状态，选择对应的工作频率，以此来改变压缩气体的速率，调整气体压力大小和充排气的时序，适应患者当前的生理状态；

通过监控终端提示用户或医疗人员气泵的工作频率以及气体压缩速率已根据患者的实时生理状态进行了调整。

上述技术方案的工作原理为：管控中心单元根据接收的生理信号数据，生成调节信息，其中包括调整气泵工作频率的指令，以满足患者当前的生理需求，当患者呼吸频率增加时，管控中心单元会生成相应的调节信息，要求气泵增加工作频率以提供更多的气体；

变频器根据调节信息对气泵的工作频率进行调整，根据患者的实时生理状态选择合适的频率，以改变压缩气体的速率和气体的压力大小；当患者处于休息状态时，变频器可能降低气泵的工作频率，减缓气体压缩速率，以适应患者的低氧需求。

监控终端会提示用户或医疗人员气泵的工作频率和气体压缩速率已根据患者的实时生理状态进行了调整，确保患者能够及时了解设备的工作情况；当气泵工作频率调整时，监控终端会显示相应的提示，提醒医护人员设备已根据患者的生理状态做出了调整。

上述技术方案的有益效果为：根据患者的实时生理状态调整气泵工作频率和气体压缩速率，实现个性化的治疗，提高治疗效果；根据患者的生理需求调整气泵工作频率和气体压力，使患者感到更加舒适，减轻不适感；实时监控和调整气泵工作频率，提高了治疗的效率，使医疗资源得到更有效的利用；通过根据生理信号调整气泵工作参数，确保治疗过程中患者的安全性和稳定性，减少治疗风险。

在另一实施例中，一种体外反搏信号控制方法，包括：

通过监控终端的开始按钮激活整个体外反搏系统，使反搏装置进入工作状态；

启动生理信号采集单元，以采集生理信号数据，并将生理信号数据上传至管控中心单元；

管控中心单元接收到生理信号数据后，确定个性化治疗方案；

管控中心单元将个性化治疗方案通过蓝牙传输至监控终端；

监控终端接收到生理信号数据后，医护人员进行查看，将个性化治疗方案生成用于控制变频器的RS485数据信号；

基于RS485数据信号，控制变频器以对应的频率工作，从而调节气泵压缩气体的频率；

通过调整气泵压缩气体的频率，改变气罐和气囊内部的气压，以实现对患者体外反搏治疗的控制。

上述技术方案的工作原理为：通过监控终端的开始按钮，激活整个体外反搏系统，使反搏装置进入工作状态；医护人员按下监控终端上的开始按钮，启动体外反搏系统，准备开始治疗。

启动生理信号采集单元，采集患者的生理信号数据，并将这些数据上传至管控中心单元；生理信号采集单元收集患者的心电图、血压等生理信号，并将数据传送至管控中心单元；管控中心单元接收生理信号数据后，确定个性化的体外反搏治疗方案，考虑患者的具体情况和需要；根据患者的心脏状况和血流动力学参数，管控中心单元制定一个个性化的体外反搏治疗方案。

管控中心单元通过蓝牙传输个性化治疗方案至监控终端，供医护人员查看，通过蓝牙技术，管控中心单元将个性化治疗方案传送至医护人员的监控终端。

监控终端接收到生理信号数据后，医护人员生成用于控制变频器的RS485数据信号，以调整气泵的工作频率；医护人员在监控终端上输入特定的参数，生成RS485数据信号，传递给变频器以调整气泵工作频率。

控制变频器根据RS485数据信号调整气泵的工作频率，改变气罐和气囊内部的气压，实现对患者体外反搏治疗的精准控制；变频器根据接收到的RS485信号，调整气泵频率，使气囊按照个性化治疗方案进行膨胀和收缩，以实现体外反搏治疗的效果。

其中，RS485是一种用于工业环境中的串行通信协议，在个性化治疗方案中，需要将治疗参数或控制命令传输给控制变频器，通过RS485数据信号进行；RS485通信使用差分信号传输，可以极大提高信号的抗干扰能力，数据传输通常遵循特定的通信协议，这些协议定义了数据的格式、速率、校验机制等。

RS485数据信号的组成：

起始位：标志一个数据包的开始。

地址码：标识接收数据包的设备地址，使得网络中的设备能够识别哪些数据包是发给自己的。

功能码：指示数据包的目的，例如读取数据、写入数据、控制命令等。

数据：实际传输的数据，可以是控制命令、参数设置等。

校验码：用于检测数据在传输过程中是否出现错误。

停止位：标志一个数据包的结束。

假设个性化治疗方案需要通过RS485通信控制一个变频器，以调节一个电机的转速，以适应患者的治疗需要。变频器的地址设定为01，我们需要将转速设置为1500RPM。

RS485数据信号如下：

起始位：1位

地址码：01（变频器地址）

功能码：06（06代表写单个寄存器）

数据：03E8（1500的十六进制表示，该寄存器直接控制转速）

校验码：根据具体的校验方法计算得到，例如CRC校验

停止位：1位

控制系统通过RS485发送一个数据包给变频器，告诉它将连接的电机转速设置为1500RPM，变频器接收到这个数据包后，会解析地址码确认这个命令是发给自己的，然后根据功能码和数据部分的内容调整电机转速，并返回一个确认信息或执行状态。

上述技术方案的有益效果为：根据实时生理信号制定个性化治疗方案，提高治疗的针对性和疗效；监控终端的实时监控和提示功能确保医护人员可以随时了解治疗进展，增加患者的安全性；通过RS485数据信号和变频器的调整，实现对气泵的精准控制，提高体外反搏治疗的效果。

在另一实施例中，确定个性化治疗方案，包括：

解析患者的基本信息数据的信息种类数目；当信息种类数目唯一时，从个性化治疗方案模板生成库中确定基本信息数据对应的心脏病治疗规则；

基于心脏病治疗规则，生成患者个性化治疗方案模板；当信息种类数目不唯一时，基于预设的特征解析模板，解析基本信息数据的状态信息特征集；

基于状态信息特征集，构建基本信息数据的第一特征描述向量；从个性化治疗方案模板生成库中提取多组一一对应的第二特征描述向量和心脏病治疗规则集；

计算第一特征描述向量与任一所述第二特征描述向量之间的向量相似度；基于最大向量相似度的第二特征描述向量对应的心脏病治疗规则集，生成患者个性化治疗方案模板。

上述技术方案的工作原理为：分析患者的基本信息数据，包括但不限于年龄、性别、身高、体重、病史等，根据数据的种类数目，采取不同的解析方式；如果基本信息数据包括年龄、性别和病史，解析器将识别这些信息并提取相应的特征。

当信息种类数目唯一时，从个性化治疗方案模板库中确定基本信息数据对应的心脏病治疗规则，生成个性化治疗方案模板；如果患者的年龄、性别和病史与某个模板匹配，系统将基于该模板生成个性化治疗方案。

当信息种类数目不唯一时，根据预设的特征解析模板，解析基本信息数据的状态信息特征集，构建基本信息数据的第一特征描述向量；如果基本信息数据包括年龄范围、性别和病史描述，解析器将根据这些特征构建第一特征描述向量。

从个性化治疗方案模板库中提取多组一一对应的第二特征描述向量和心脏病治疗规则集，计算第一特征描述向量与第二特征描述向量之间的向量相似度；系统将基于第一特征描述向量与多个第二特征描述向量之间的相似度，确定最匹配的个性化治疗方案模板。

基于最大向量相似度的第二特征描述向量对应的心脏病治疗规则集，生成患者个性化治疗方案模板；根据最匹配的治疗规则集，系统将生成最适合患者的个性化治疗方案。

当基本信息数据显示疾病类型心脏病、性别女性、年龄中年和治疗需求减轻心脏负担改善心脏功能时，分析患者的基本信息数据，确定对应的治疗规则；

收集患者的生理信号数据，结合基本信息数据，构建患者的第一特征描述向量；

从治疗方案模板生成库中提取与患者特征相匹配的治疗方案，计算特征描述向量之间的相似度；

根据最高相似度的治疗方案模板，生成针对该中年女性患者的个性化心脏病治疗方案，确保方案既符合患者的病情特点，也满足个别化治疗需求。

上述技术方案的有益效果为：根据患者的个人特征和病史，生成个性化治疗方案，提高治疗的针对性和疗效；自动解析和匹配治疗方案，减轻医生的工作负担，节省时间和精力；通过向量相似度匹配，确保生成的治疗方案与患者的实际情况相符，提高治疗的精准度和有效性；根据患者不同的基本信息数据和状态特征，灵活调整治疗方案，适应不同患者的个性化需求，提高治疗的适应性。

显然，本领域的技术人员可以对本发明进行各种改动和变型而不脱离本发明的精神和范围。这样，倘若本发明的这些修改和变型属于本发明权利要求及其等同技术的范围之内，则本发明也意图包含这些改动和变型在内。

Claims (10)

1.一种体外反搏装置，其特征在于，包括：

生理信号采集单元，用于获取患者的生理信号数据，生理信号数据包括心电图数据、血氧饱和度和脉搏波；

管控中心单元，用于接收生理信号数据，并监控气囊控制模块的执行情况，根据患者的实时生理信号数据反馈，向气囊控制单元下发控制指令；

气囊控制单元，用于接收控制指令，根据控制指令自动调整气泵充排气的频率和强度；

监控终端，用于医护人员查看生理信号数据、气罐和气泵运行情况，以及操作整个系统。

2.根据权利要求1所述的一种体外反搏装置，其特征在于，生理信号采集单元包括：心电模块、血氧模块和脉搏波模块；

心电模块，用于获取患者心脏活动的心电信号，通过心电模拟前端AFE控制芯片对心电信号进行降噪和滤波处理，对处理后的心电信号提取心电图数据；

血氧模块，用于通过红光传感器检测反射光或透射光的强度变化，以获取血氧饱和度，基于血氧模拟前端AFE控制芯片自动调节红光传感器发送红外的光源强度，以适应不同肤色和血流条件下的信号采集；

脉搏波模块，用于获取患者血管内的脉搏波动时所产生的脉搏波信号。

3.根据权利要求1所述的一种体外反搏装置，其特征在于，管控中心单元包括：治疗方案确定模块、指令获取模块和安全监测模块；

治疗方案确定模块，用于基于患者的生理信号数据和基本信息数据，确定个性化治疗方案，基本信息数据包括患者疾病类型、性别、年龄和治疗需求；

指令获取模块，用于获取监控终端发送的生理信号采集指令，再将生理信号采集指令发送至生理信号采集单元，当确定个性化治疗方案后将气囊控制指令发送至气囊控制单元；

安全监测模块，用于实时监测气囊控制单元的压力水平，确保在设定的安全范围内进行操作，以防止过度压缩或不足压缩造成的患者伤害或设备损坏。

4.根据权利要求1所述的一种体外反搏装置，其特征在于，气囊控制单元包括：电磁阀、气压检测传感器、变频器、气罐和气泵；

电磁阀，配置于气罐和气囊之间，用于控制气囊的充气和排气；

气压检测传感器，设置于气囊附近或内部，用于实时监测气囊内的气压，并将气压信息发送至控制器；

变频器，连接至气泵，用于调节气泵的工作频率，以控制气体的压缩速率；

气罐，用于储存气囊所需额定气体；

气泵，用于向气囊供气。

5.根据权利要求1所述的一种体外反搏装置，其特征在于，监控终端包括：

监控终端向管控中心单元发送生理信号采集指令；生理信号采集指令用于指示生理信号采集单元根据采集指令收集患者的生理信号数据；

监控终端接收生理信号采集单元发送的第一生理信号数据；第一生理信号数据为生理信号采集单元响应于生理信号采集指令后的实际生理信号数据；

监控终端从第一生理信号数据中确定出与基准生理信号数据匹配的第二生理信号数据；基准生理信号数据是生理信号采集单元响应于生理信号采集指令后的预设生理信号数据中的固定内容的部分；固定内容为预设生理信号数据中不发生改变的内容；

监控终端根据第二生理信号数据与基准生理信号数据的数据相似度，确定生理信号采集单元是否发生异常；监控终端通过操作界面的开始按钮激活体外反搏装置，使得整个系统进入工作状态，并监控气泵运行情况；

监控终端根据气泵运行情况的监控数据与预设的气泵运行标准数据进行比对，以确定气泵是否正常运行；

监控终端的操作界面还包括用于显示生理信号数据、气罐和气泵运行情况的显示模块，以及用于操作整个体外反搏装置的控制模块；

监控终端的控制模块允许医护人员通过触摸屏或物理按键输入操作指令，以实现对体外反搏装置的实时控制和调整。

6.根据权利要求3所述的一种体外反搏装置，其特征在于，确定个性化治疗方案，包括：

获取患者的生理信号数据和基本信息数据，以及患者的个性化治疗需求信息，基于生理信号数据、基本信息数据和个性化治疗需求信息，确定患者的个性化治疗方案；

基于生理信号数据、基本信息数据和个性化治疗需求信息，确定患者的个性化治疗方案包括：

基于生理信号数据和基本信息数据，确定患者的健康状况；

基于个性化治疗需求信息，确定患者的治疗偏好，并根据治疗偏好设定偏好权重系数；

结合患者的历史治疗反应信息，构建反应矩阵，根据反应矩阵、治疗偏好以及偏好权重系数，确定患者的个性化治疗方案；

抽取与患者所对应的医疗领域中不同数据源的治疗知识，对治疗知识进行实体对齐后融合不同数据源的治疗知识，构建个性化治疗对应的治疗知识图谱；

将治疗知识图谱进行向量化表示，确定不同治疗知识图谱的图谱相似度，融合图谱相似度以及个性化治疗方案的适应度，生成治疗方案推荐信息。

7.根据权利要求3所述的一种体外反搏装置，其特征在于，实时监测气囊控制单元的压力水平，包括：

接收来自气压检测传感器的实时信号，该传感器监测气囊控制单元内的压力水平；

基于预设的气囊压力参数，在大型数据处理模型中对传感器信号进行实时分析，以确定当前气压状态；

当气压状态超出设定的安全范围时，启动预设的压力调节程序，该程序包括发出控制指令至电磁阀、变频器、气罐和气泵；

电磁阀、变频器、气罐和气泵响应控制指令，以增加或减少气囊内的气压，确保气压维持在安全范围内；

实时监测调整后的气囊压力，确保气囊压力符合预设的安全参数，以预防因过度压缩或不足压缩导致的患者伤害或设备损坏；

在气囊压力调整过程中，持续采集气囊控制单元的数据，并将这些数据反馈至大型数据处理模型，以优化未来的压力调节程序。

8.根据权利要求4所述的一种体外反搏装置，其特征在于，调节气泵的工作频率，包括：

管控中心单元根据所接收的生理信号数据生成调节信息，其中，调节信息用于调整气泵的工作频率，进而控制气体的压缩速率，以符合患者当前的生理需求；

变频器根据调节信息对气泵的工作频率进行调整，其中，调整包括：根据患者的实时生理状态，选择对应的工作频率，以此来改变压缩气体的速率，调整气体压力大小和充排气的时序，适应患者当前的生理状态；

通过监控终端提示用户或医疗人员气泵的工作频率以及气体压缩速率已根据患者的实时生理状态进行了调整。

9.一种体外反搏信号控制方法，其特征在于，该体外反搏信号控制方法应用于权利要求1所述的体外反搏装置，包括：

通过监控终端的开始按钮激活整个体外反搏系统，使反搏装置进入工作状态；

启动生理信号采集单元，以采集生理信号数据，并将生理信号数据上传至管控中心单元；

管控中心单元接收到生理信号数据后，确定个性化治疗方案；

管控中心单元将个性化治疗方案通过蓝牙传输至监控终端；

监控终端接收到生理信号数据后，医护人员进行查看，将个性化治疗方案生成用于控制变频器的RS485数据信号；

基于RS485数据信号，控制变频器以对应的频率工作，从而调节气泵压缩气体的频率；

通过调整气泵压缩气体的频率，改变气罐和气囊内部的气压，以实现对患者体外反搏治疗的控制。

10.根据权利要求9所述的一种体外反搏信号控制方法，其特征在于，确定个性化治疗方案，包括：

解析患者的基本信息数据的信息种类数目；当信息种类数目唯一时，从个性化治疗方案模板生成库中确定基本信息数据对应的心脏病治疗规则；

基于心脏病治疗规则，生成患者个性化治疗方案模板；当信息种类数目不唯一时，基于预设的特征解析模板，解析基本信息数据的状态信息特征集；

基于状态信息特征集，构建基本信息数据的第一特征描述向量；从个性化治疗方案模板生成库中提取多组一一对应的第二特征描述向量和心脏病治疗规则集；

计算第一特征描述向量与任一所述第二特征描述向量之间的向量相似度；基于最大向量相似度的第二特征描述向量对应的心脏病治疗规则集，生成患者个性化治疗方案模板。