一种胸外按压深度的监测方法、系统和除颤仪技术方案

本发明专利技术提供一种胸外按压深度的监测方法和系统。该监测方法包括：获取胸外按压校准过程的参考加速度信号和参考胸腔阻抗信号；使用参考加速度信号计算参考按压深度，并确定参考胸腔阻抗信号与参考按压深度的相关性；获取胸外按压测量过程的实时胸腔阻抗信号，使用该实时胸腔阻抗信号和确定的相关性计算该胸外按压测量过程的按压深度。由于胸腔阻抗信号不易受外界运动干扰的影响，因此利用胸腔阻抗及其与按压深度的相关性进行的按压深度监测可以有效避免外部加速度的干扰，有助于获得更准确的监测结果。测量胸腔阻抗信号时无需对监测系统的硬件和软件配置进行过多调整，系统复杂度明显降低。

【技术实现步骤摘要】
一种胸外按压深度的监测方法、系统和除颤仪
本专利技术属于医疗器械领域，并涉及一种心肺复苏（CardiopulmonaryResuscitation，CPR）胸外按压深度的监测方法、系统和除颤仪。
技术介绍
心肺复苏（CPR）是针对心脏骤停的急症患者所采取的关键抢救措施，《2010美国心脏协会心肺复苏及心血管急救指南》中推荐的成人、儿童和婴儿的基础生命支持程序为C-A-B（胸外按压-开放气道-人工呼吸），这更加强调了胸外按压对提高患者存活率的重要作用。CPR按压参数主要包括按压的幅度、频率和按压的间隔时间等。获取监测这些参数并实时反馈给施救者，可指导施救者正确、高质量的完成CPR操作。现有的CPR参数监测技术及其缺点如下：1、用一个压力传感器来测量胸外按压的压力和频率；但压力信号并不能表示实际按压的深度，同样的力度在不同病人身上按压的深度不同。2、用一个加速度传感器来测量按压深度。在有外部加速度干扰的情况下，如在病人转运过程中实施CPR，路面起伏不平会叠加其它运动加速度干扰，此时加速度传感器的测量值无法反应实际按压的加速度，因此无法准确测量按压深度。3、用一个加速度传感器来测量按压的深度，同时用一个力传感器测出按压压力的大小。在患者处于静态时，用加速度传感器信号计算按压深度，并建立压力大小与按压深度的相关性。在患者处于运动的情况下，利用压力大小及其与按压深度的相关性来计算实际的按压深度。这种方法的缺点就是多出了一套力传感器及其检测电路，增加了系统复杂度。
技术实现思路
本专利技术要解决的技术问题在于，针对现有技术中仅采用压力传感器和加速度传感器时无法实现按压深度的准确测量、同时采用以上两种传感器时系统复杂度高且不利于成本控制的缺点，提供一种系统复杂度低且能准确测量按压深度的胸外按压深度的监测方法及系统。根据本专利技术的第一方面，提供一种胸外按压深度的监测方法。该方法包括：获取胸外按压校准过程的参考加速度信号和参考胸腔阻抗信号；使用所述参考加速度信号计算参考按压深度，并确定所述参考胸腔阻抗信号与所述参考按压深度的相关性；获取胸外按压测量过程的实时胸腔阻抗信号；以及使用所述实时胸腔阻抗信号和确定的所述相关性计算胸外按压测量过程的按压深度。根据本专利技术的另一方面，提供一种胸外按压深度的监测系统，包括：信号获取单元，用于获取胸外按压校准过程的参考加速度信号和参考胸腔阻抗信号，以及用于获取胸外按压测量过程的实时胸腔阻抗信号；相关性确定单元，用于使用所述参考加速度信号计算参考按压深度，并确定所述参考胸腔阻抗信号与所述参考按压深度的相关性；按压深度计算单元，用于使用所述实时胸腔阻抗信号和确定的所述相关性计算胸外按压测量过程的按压深度。根据本专利技术的另一方面，提供一种除颤仪。其包括除颤仪主体、以及与所述除颤仪主体电连接的加速度传感器和至少两个电极片。所述加速度传感器用于采集胸外按压校准过程的参考加速度信号，所述电极片用于采集胸外按压校准过程的参考胸腔阻抗信号和胸外按压测量过程的实时胸腔阻抗信号。所述除颤仪主体还包括上述胸外按压深度的监测系统。实施本专利技术可以获得以下有益效果：胸腔阻抗信号不易受外界运动干扰的影响，因此在胸外按压校准过程确定胸腔阻抗与按压深度的相关性后，胸外按压测量过程中利用胸腔阻抗信号及其与按压深度的相关性进行按压深度的监测可以基本避免外界运动的干扰，从而获得更准确的监测结果和提供更好的指导效果。本专利技术的信号采集过程可由除颤仪自带的加速度传感器和电极片完成，无需进行额外的硬件配置或改造，系统复杂度相比配合使用加速度传感器和力传感器的现有技术可明显降低。具备本专利技术监测系统的除颤仪可在除颤操作前更准确地监测CPR实施效果，从而更为有效的控制除颤强度。附图说明为了更清楚地说明本专利技术实施例，下面将对实施例中所需要使用的附图作简单地介绍，显而易见地，下面描述中的附图仅仅是本专利技术的一些实施例，对于本领域普通技术人员来讲，在不付出创造性劳动的前提下，还可以根据这些附图获得其他的附图。图1是本专利技术的实施例1中胸外按压深度的监测方法的流程图；图2是本专利技术的实施例2中胸外按压深度的监测方法的流程图；图3是本专利技术的实施例3中胸外按压深度的监测方法的流程图；图4是本专利技术实施例1和2中胸外按压深度的监测系统的示意图；图5是本专利技术实施例3中胸外按压深度的监测系统的示意图；图6是根据本专利技术的除颤仪的示例性框图；以及图7是将除颤仪的加速度传感器和电极片实施于被监测对象的示意图。具体实施方式本专利技术提供了一种基于胸腔阻抗和按压深度的相关性来监测CPR按压参数的系统及方法（以下简称监测系统和监测方法），并提供了一种具有上述监测性能的除颤仪。这里所说的“相关性”指胸腔阻抗信号（其测量值或变化值）和通过加速度计算得到的按压深度这两者的相关性（或比例关系）。为便于描述，以下将通过胸腔阻抗信号的测量值和按压深度建立的相关性称为直接相关性，将通过胸腔阻抗信号的变化值和按压深度建立的相关性称为间接相关性。胸腔阻抗信号不易受外界运动因素干扰，因此只要能准确确定按压深度和胸腔阻抗信号的相关性，就可通过测量胸腔阻抗信号间接完成按压深度的测量。图1为本专利技术的实施例1中监测方法的流程图。在对被监测对象实施胸外按压后，首先在步骤S11中分别获取被监测对象在胸外按压校准过程中的参考胸腔阻抗信号和胸腔被按压的参考加速度信号。该信号获取过程通常得到反映参考加速度和参考胸腔阻抗随时间变化的曲线。随后在胸外按压校准过程中对参考胸腔阻抗信号的变化值和参考按压深度进行相关性分析，确定胸腔阻抗与按压深度的间接相关性（步骤S12）：（1）对在胸外按压校准过程获取的参考加速度信号进行双重积分运算得到参考按压深度。根据加速信号计算得到按压深度可以通过软件算法实现，也可以采用硬件电路实现。（参考）按压速度v(t)和（参考）按压位移S(t)对应的积分计算公式为（a表示（参考）加速度信号的值，v表示（参考）按压速度，S表示（参考）按压位移）：v(t)=∫adt；S(t)=∫v(t)dt。（2）计算胸外按压校准过程中参考胸腔阻抗信号的变化值。这里所说的变化值指的是：胸外按压过程中获取到的参考胸腔阻抗信号的测量值与胸外按压前获取到的参考胸腔阻抗信号的初始值的差值（即，测量值－初始值）。对于特定的被监测对象而言，实施胸外按压前的参考胸腔阻抗信号的初始值为一固定值，单次胸外按压过程中参考胸腔阻抗信号的测量值是可由曲线表示的变量，因此随着胸外按压的进行，基于以上计算方法获得的参考胸腔阻抗信号的变化值在单次按压过程中同样为一变量。（3）确定参考胸腔阻抗信号的变化值与参考按压深度的间接相关性。在一具体实例中，这种间接相关性可近似为一种比例关系或线性关系，即S=K2×△Z，其中S表示按压深度，△Z表示胸腔阻抗信号的变化值，K2表示按压深度与胸腔阻抗信号的变化值的比值。胸外按压校准过程中，根据监测精度的需要，本专利技术可按照特定频率获取胸外按压校准过程的参考加速度信号和参考胸腔阻抗信号。例如获取时间点T1的参考胸腔阻抗信号，计算该时间点处参考胸腔阻抗信号的变化值△Z1（ZT1-Z初始），同时计算时间点T1所对应的参考按压深度S1；参考按压深度和参考胸腔阻抗信号的变化值的比值（S1/△Z1）即为该参考胸腔阻抗信号的变化值所本文档来自技高网...

【技术保护点】
一种胸外按压深度的监测方法，其特征在于，包括：获取胸外按压校准过程的参考加速度信号和参考胸腔阻抗信号；使用所述参考加速度信号计算参考按压深度，并确定所述参考胸腔阻抗信号与所述参考按压深度的相关性；获取胸外按压测量过程的实时胸腔阻抗信号；以及使用所述实时胸腔阻抗信号和确定的所述相关性计算胸外按压测量过程的按压深度。

【技术特征摘要】
1.一种胸外按压深度的监测方法，其特征在于，包括：获取胸外按压校准过程的参考加速度信号和参考胸腔阻抗信号；使用所述参考加速度信号计算参考按压深度，并确定所述参考胸腔阻抗信号与所述参考按压深度的相关性；获取胸外按压测量过程的实时胸腔阻抗信号；以及使用所述实时胸腔阻抗信号和确定的所述相关性计算胸外按压测量过程的按压深度；其中，所述相关性根据按压深度与胸腔阻抗信号的测量值或变化值的比值来计算，按压深度与胸腔阻抗信号的测量值或变化值的比值根据拟合曲线来确定或者根据对应表来确定。2.根据权利要求1所述的胸外按压深度的监测方法，其特征在于，所述相关性为参考胸腔阻抗信号的测量值与所述参考按压深度的直接相关性或者参考胸腔阻抗信号的变化值与所述参考按压深度的间接相关性。3.根据权利要求2所述的胸外按压深度的监测方法，其特征在于，所述直接相关性为：S＝K1×Z；S表示按压深度，Z表示胸腔阻抗信号的测量值，K1表示按压深度与胸腔阻抗信号的测量值的比值。4.根据权利要求2所述的胸外按压深度的监测方法，其特征在于，所述间接相关性为：S＝K2×△Z；S表示按压深度，△Z表示胸腔阻抗信号的变化值，K2表示按压深度与胸腔阻抗信号的变化值的比值。5.根据权利要求1-4任一项所述的胸外按压深度的监测方法，其特征在于，在使用所述实时胸腔阻抗信号和确定的所述相关性计算胸外按压测量过程的按压深度之前，所述监测方法还包括：获取胸外按压测量过程的实时加速度信号，以及确定胸外按压测量过程的外界环境。6.根据权利要求5所述的胸外按压深度的监测方法，其特征在于，确定胸外按压测量过程的外界环境包括：在所述实时加速度信号为非零值、且所述实时胸腔阻抗信号发生变化时，确定胸外按压测量过程的外界环境为静止环境；在所述实时加速度信号为非零值、且所述实时胸腔阻抗信号保持不变时，确定胸外按压测量过程的外界环境为运动环境。7.根据权利要求6所述的胸外按压深度的监测方法，其特征在于，在确定胸外按压测量过程的外界环境后，计算胸外按压测量过程的按压深度包括：在所述胸外按压测量过程的外界环境为运动环境时，使用所述实时胸腔阻抗信号...

【专利技术属性】
技术研发人员：李传林，王启，李利亚，左鹏飞，岑建，
申请(专利权)人：深圳迈瑞生物医疗电子股份有限公司，
类型：发明
国别省市：广东;44