一种噎塞救助指导系统及方法技术方案

本发明专利技术涉及一种噎塞救助指导系统及方法，属于救助设备技术领域。该系统包括生命体征监测模块、环境监测模块、报警模块、急救辅助模块、可视化通讯模块、信息处理模块、供能模块和定位模块；所述生命体征监测模块、环境监测模块、报警模块、急救辅助模块、可视化通讯模块、供能模块和定位模块分别与信息处理模块连接；所述生命体征监测模块的监测信息包括心率、血压或血氧饱和度中的一种或多种。本发明专利技术可以在监测到人体生命体征异常时，根据患者的需求进行救助或自助模式的匹配，并根据需要进行定位信息的发送，以及拨打120、通知家属、开启录像和救助指导的操作，提高了救助成功率。

A guidance system and method for choking rescue

The invention relates to a choking rescue guidance system and method, belonging to the technical field of rescue equipment. The system consists of vital signs monitoring module, environment monitoring module, alarm module, first aid auxiliary module, visual communication module, information processing module, energy supply module and positioning module; the vital signs monitoring module, environment monitoring module, alarm module, first aid auxiliary module, visual communication module, energy supply module and positioning module are respectively connected with information processing module The monitoring information of the vital signs monitoring module includes one or more of heart rate, blood pressure or blood oxygen saturation. The invention can carry out rescue or self-help mode matching according to the needs of patients, send positioning information according to the needs, and call 120, notify family members, open video recording and rescue guidance when monitoring the abnormality of human vital signs, so as to improve the rescue success rate.

【技术实现步骤摘要】
一种噎塞救助指导系统及方法
本专利技术属于救助设备
，涉及一种噎塞救助指导系统及方法。
技术介绍
人们进食时，时有发生食物噎塞的情况，尤其是吞咽功能较弱的幼儿和老人。时常有幼儿和老人因食物噎塞身亡的报道发生。食物噎塞，即是上气道梗阻。在上气道完全梗阻时，黄金抢救时间为1-4分钟，否则就会因为缺氧而发生脑损伤，甚至是死亡。然而，在发生这种危急情形时，送到医院进行及时的抢救几乎是不可能，而且人们往往处于极度慌乱之中，除了拨打120之外，手足无措。还有的人采取了错误的救助措施，酿成了悲剧。
技术实现思路
有鉴于此，本专利技术的目的在于提供一种噎塞救助指导系统及方法。为达到上述目的，本专利技术提供如下技术方案：一种噎塞救助指导系统，包括生命体征监测模块、环境监测模块、报警模块、急救辅助模块、可视化通讯模块、信息处理模块、供能模块和定位模块；所述生命体征监测模块、环境监测模块、报警模块、急救辅助模块、可视化通讯模块、供能模块和定位模块分别与信息处理模块连接；所述生命体征监测模块的监测信息包括心率、血压或血氧饱和度中的一种或多种；当监测信息出现下列一种或多种情况时，则进入振动预警模式：当心率在30秒内增加40次/分时；当血压的收缩压在30秒内增加20mmHg时；当血氧饱和度在30秒内减少10％时；当呼吸次数在30秒内增加12次/分时；即计算：f(A)＝|[A(t)-A(t0)]|/40；f(B)＝|[B(t)-B(t0)]|/20；f(C)＝|[C(t)-C(t0)]|/0.90；f(D)＝|[D(t)-D(t0)]|/12；其中A为心率函数，B为血压函数，C为血氧饱和度函数，D为呼吸次数函数，A(t)为t时的心率次数，为当前时间30S内持续监测数据的平均值，A(t0)为近三天内心率平均值；定义f(A)、f(B)、f(C)、f(D)分别为a、b、c、d，x＝a+b+c+d，则：判断a≥1是否成立，若成立，则a＝1，否则a＝0；判断b≥1是否成立，若成立，则b＝1，否则b＝0；判断c≥1是否成立，若成立，则c＝1，否则c＝0；判断d≥1是否成立，若成立，则d＝1，否则d＝0；判断x≥1是否成立，若成立，则x＝1，否则x＝0；则当x＝1时进入振动预警模式；当进入振动预警模式时，若人为关闭该模式，则进入正常监测模式，若人为确认，则进入救助模式并报警；若无人为干预，则系统采用动作捕捉算法进行动作捕捉，当动作捕捉到下列一种或多种情况时，则发出报警：不能说话或不能咳嗽；手抓住脖子，或按在胸前或用手抠嘴巴；三凹征；若系统未捕捉到上述动作，则继续监测20s内血氧饱和度变化，若呈直线降低趋势或低于70％时，则直接进入救助模式以及报警；若监测到有下列两项及两项以上监测信息，则认为濒临无意识状态，进入心肺复苏救助指导：当血压的收缩压小于20mmHg时；当心率小于5次/分时；当血氧饱和度低于20％时；当呼吸次数低于1次/分时；即计算：f(E)＝1-20/E；f(F)＝1-5/F；f(G)＝1-0.2/G；f(H)＝1-1/H；其中E为血压，F为心率，G为血氧饱和度，H为呼吸次数，定义f(E)f(F),f(G),f(H)分别为e，f，g，h，y＝e+f+g+h；判断e≥0是否成立，若成立，则e＝1，否则e＝0；判断f≥0是否成立，若成立，则f＝1，否则f＝0；判断g≥0是否成立，若成立，则g＝1，否则g＝0；判断h≥0是否成立，若成立，则h＝1，否则h＝0；判断y>2是否成立，若成立，则y＝1，否则y＝0；则当y＝0时进入无意识模式；所述环境监测模块用于监测、记录和分析环境信息，所述环境信息包括温度、湿度、压强或加速度中的一个或多个；所述可视化通讯模块包括语音操作、语音通话、视屏通话和视屏录制；所述智能急救辅助模块用于生命体征数据匹配、危急重症情况分析确认、相应急救步骤输出；所述危急重症情况分析确认为捕捉到人体出现三凹征或监测到无意识状态；所述报警模块用于振动和声光报警；有危急重症患者时，可视化通讯模块发出语音，提示是否报警，若不报警，则取消报警，若报警或者无人应答，则自动报警及定位，将生命体征监测模块的监测信息、定位模块的位置信息传输至急救中心，同时开启视频录制；可视化通讯模块自动发出求救信息，进行救助指导；所述供能模块采用机械能供能、电能供能或太阳能供能中的一种或多种。可选的，所述手抓住脖子，或按在胸前或用手抠嘴巴的动作通过基于肌电信号和姿态信号的手势识别算法、基于CNN的雷达人体动作与身份多任务识别和面向手势动作捕捉的传感器设计及主从手运动映射进行捕捉。可选的，所述动作捕捉算法为：首先通过加速度计测量得到惯性力矢量信息，惯性力矢量R由X、Y、Z三轴上的投影Rx、Ry、Rz构成，满足关系式：R2＝Rx2+Ry2+Rz2通过ADC模块得到的电压数值进行计算得到R，命名矢量R对X、Y、Z轴夹角为Ax、Ay、Az，则有：Ax＝arccos(Rx/R)；Ay＝arccos(Ry/R)；Az＝arccos(Rz/R)；从而得到动作的角度信息；利用陀螺仪计算角速度信息，定义：Rxz–惯性力矢量R在XZ平面上的投影Ryz–惯性力矢量R在YZ平面的上投影则：Rxz2＝Rx2+Rz2，Ryz2＝Ry2+Rz2定义Z轴和Rxz向量的夹角为Axz，即向量R绕Y轴旋转的角度，则角速度变化率RateAxz可通过t0到t1旋转的角度进行计算：RateAxz＝(Axz1–Axz0)/(t1–t0)通过ADC模块得到数值进行计算得到上述RateAxz、RateAxy、RateAyz值；利用磁场计，测量X、Y、Z轴的磁场强度，通过互补卡尔曼滤波算法对加速度计、陀螺仪、磁场计的信息进行融合得到人体姿态等数据；通过9轴惯性传感器实时采集3维空间中的角速度、加速度和地磁信号，将人体在三维空间中的运动描述为相对空间的位移和骨骼之间相对角度的运动；对加速度和角速度做低通和高通滤波，随后采用互补卡尔曼滤波的核心算法对9维信息进行姿态融合，解算出人体运动过程中的位移和角度向量；三维人体模型对信号进行逆向运动学处理，并进行肢体姿态的校准，从而转化为可用于驱动模型的真实姿态信号。可选的，所述系统还包括云端服务器，用于与家属和医疗中心进行数据查询和联动。可选的，所述生命体征监测模块和环境监测模块中的传感器部件采用柔性材料，为石墨烯或硫化钼或钙钛矿材料。可选的，所述救助指导包括救助模式和自助模式；救助模式为：根据患者的状态判断有意识或无意识；<本文档来自技高网...

【技术保护点】
1.一种噎塞救助指导系统，其特征在于：包括生命体征监测模块、环境监测模块、报警模块、急救辅助模块、可视化通讯模块、信息处理模块、供能模块和定位模块；/n所述生命体征监测模块、环境监测模块、报警模块、急救辅助模块、可视化通讯模块、供能模块和定位模块分别与信息处理模块连接；/n所述生命体征监测模块的监测信息包括心率、血压或血氧饱和度中的一种或多种；/n当监测信息出现下列一种或多种情况时，则进入振动预警模式：/n当心率在30秒内增加40次/分时；/n当血压的收缩压在30秒内增加20mmHg时；/n当血氧饱和度在30秒内减少10％时；/n当呼吸次数在30秒内增加12次/分时；/n即计算：/nf(A)＝|[A(t)-A(t0)]|/40；/nf(B)＝|[B(t)-B(t0)]|/20；/nf(C)＝|[C(t)-C(t0)]|/0.90；/nf(D)＝|[D(t)-D(t0)]|/12；/n其中A为心率函数，B为血压函数，C为血氧饱和度函数，D为呼吸次数函数，A(t)为t时的心率次数，为当前时间30S内持续监测数据的平均值，A(t

【技术特征摘要】
1.一种噎塞救助指导系统，其特征在于：包括生命体征监测模块、环境监测模块、报警模块、急救辅助模块、可视化通讯模块、信息处理模块、供能模块和定位模块；
所述生命体征监测模块、环境监测模块、报警模块、急救辅助模块、可视化通讯模块、供能模块和定位模块分别与信息处理模块连接；
所述生命体征监测模块的监测信息包括心率、血压或血氧饱和度中的一种或多种；
当监测信息出现下列一种或多种情况时，则进入振动预警模式：
当心率在30秒内增加40次/分时；
当血压的收缩压在30秒内增加20mmHg时；
当血氧饱和度在30秒内减少10％时；
当呼吸次数在30秒内增加12次/分时；
即计算：
f(A)＝|[A(t)-A(t0)]|/40；
f(B)＝|[B(t)-B(t0)]|/20；
f(C)＝|[C(t)-C(t0)]|/0.90；
f(D)＝|[D(t)-D(t0)]|/12；
其中A为心率函数，B为血压函数，C为血氧饱和度函数，D为呼吸次数函数，A(t)为t时的心率次数，为当前时间30S内持续监测数据的平均值，A(t0)为近三天内心率平均值，其他依此类推；
定义f(A)、f(B)、f(C)、f(D)分别为a、b、c、d，x＝a+b+c+d，则：
判断a≥1是否成立，若成立，则a＝1，否则a＝0；
判断b≥1是否成立，若成立，则b＝1，否则b＝0；
判断c≥1是否成立，若成立，则c＝1，否则c＝0；
判断d≥1是否成立，若成立，则d＝1，否则d＝0；
判断x≥1是否成立，若成立，则x＝1，否则x＝0；
则当x＝1时进入振动预警模式；
当进入振动预警模式时，若人为关闭该模式，则进入正常监测模式，若人为确认，则进入救助模式并报警；若无人为干预，则系统采用动作捕捉算法进行动作捕捉，当动作捕捉到下列一种或多种情况时，则发出报警：
不能说话或不能咳嗽；
手抓住脖子，或按在胸前或用手抠嘴巴；
三凹征；
若系统未捕捉到上述动作，则继续监测20s内血氧饱和度变化，若呈直线降低趋势或低于70％时，则直接进入救助模式以及报警；若监测到有下列两项及两项以上监测信息，则认为濒临无意识状态，进入心肺复苏救助指导：
当血压的收缩压小于20mmHg时；
当心率小于5次/分时；
当血氧饱和度低于20％时；
当呼吸次数低于1次/分时；
即计算：
f(E)＝1-20/E；
f(F)＝1-5/F；
f(G)＝1-0.2/G；
f(H)＝1-1/H；
其中E为血压，F为心率，G为血氧饱和度，H为呼吸次数，定义f(E)f(F),f(G),f(H)分别为e，f，g，h，y＝e+f+g+h；
判断e≥0是否成立，若成立，则e＝1，否则e＝0；
判断f≥0是否成立，若成立，则f＝1，否则f＝0；
判断g≥0是否成立，若成立，则g＝1，否则g＝0；
判断h≥0是否成立，若成立，则h＝1，否则h＝0；
判断y>2是否成立，若成立，则y＝1，否则y＝0；
则当y＝0时进入无意识模式；
所述环境监测模块用于监测、记录和分析环境信息，所述环境信息包括温度、湿度、压强或加速度中的一个或多个；
所述可视化通讯模块包括语音操作、语音通话、视屏通话和视屏录制；
所述智能急救辅助模块用于生命体征数据匹配、危急重症情况分析确认、相应急救步骤输出；
所述危急重症情况分析确认为捕捉到人体出现三凹征或监测到无意识状态；
所述报警模块用于振动和声光报警；
有危急重症患者时，可视化通讯模块发出语音，提示是否报警，若不报警，则取消报警，若报警或者无人应答，则自动报警及定位，将生命体征监测模块的监测信息、定位模块的位置信息传输至急救中心，同时开启视频录制；可视化通讯模块自动发出求救信息，进行救助指导；
所述供能模块采用机械能供能、电能供能或太阳能供能中的一种或多种。


2.根据权利要求1所述的一种噎塞救助指导系统，其特征在于：所述手抓住脖子，或按在胸前或用手抠嘴巴的动作通过基于肌电信号和姿态信号的手势识别算法、基于CNN的雷达人体动作与身份多任务识别和面向手势动作捕捉的传感器设计及主从手运动映射进行捕捉。


3.根据权利要求1所述的一种噎塞救助指导系统，其特征在于：所述动作捕捉算法为：
首先通过加速度计测量得到惯性力矢量信息，惯性力矢量R由X、Y、Z三轴上的投影Rx、Ry、Rz构成，满足关系式：
R2＝Rx2+Ry2+Rz2
通过ADC模块得到的电压数值进行计算得到R，命名矢量R对X、Y、Z轴夹角为Ax、Ay、Az，则有：
Ax＝arccos(Rx/R)；
Ay＝arccos(Ry/R)；
Az＝arccos(Rz/R)；
从而得到动作的角度信息；
利用陀螺仪计算角速度信息，定义：
Rxz–惯性力矢量R在XZ平面上的投影
Ryz–惯性力矢量R在YZ平面的上投影
则：
Rxz2＝Rx2+Rz2，Ryz2＝Ry2+Rz2
定义Z轴和Rxz向量的夹角为Axz，即向量R绕Y轴旋转的角度，则角速度变化率RateAxz可通过t0到t1旋转的角度进行计算：
RateAxz＝(Axz1–Axz0)/(t1–t0)
通过ADC模块得到数值进行计算得到上述RateAxz、RateAxy、RateAyz值；
利用磁场计，测量X、Y、Z轴的磁场强度，通过互补卡尔曼滤波算法对加速度计、陀螺仪、磁场计的信息进行融合得到人体姿态等数...

【专利技术属性】
技术研发人员：刘小红，邓华，常林，
申请(专利权)人：重庆青年职业技术学院，连云港嘉誉材料科技有限公司，
类型：发明
国别省市：重庆;50