基于脉搏血氧的心肺复苏质量反馈控制系统技术方案

本申请公开了一种基于脉搏血氧进行心肺复苏质量反馈控制的方法、系统、及其相应的脉搏血氧插件和医疗设备。该心肺复苏质量反馈控制系统包括用于采集被测者的血氧信号的信号采集单元，用于数据转换和数据处理以得到外周循环相关参数、尤其与心肺复苏相关的外周循环参数的数据处理单元，以及用于输出该外周循环相关参数的关联信息的输出单元。其中，数据处理单元将采集的血氧信号转换为包含至少部分血流动力学特征的数字信号，并基于该数字信号计算得到反映心肺复苏质量的特征性外周循环参数，包括频率、与胸外按压深度相关的幅度和曲线下面积。采用上述参数可实现以实时、便捷、无创的方式来反馈心肺复苏实施质量。

【技术实现步骤摘要】
基于脉搏血氧的心肺复苏质量反馈控制系统
本申请涉及医疗领域，具体涉及一种用于心肺复苏的医疗设备、插件、心肺复苏质量反馈控制方法及系统。
技术介绍
心血管疾病已成为人类发病和死亡的最主要病因，每年导致全球约17，000，000人死亡，其中许多表现为心源性猝死。心源性猝死已经成为威胁人类生命健康的重要杀手，而针对这一情况最有效和直接的医疗手段就是心肺复苏（以下也简称CPR）。CPR通过增加胸内压（胸泵机制）或直接挤压心脏（心泵机制）产生血流，使氧气输送到大脑和其他生命器官，从而建立临时性的人工循环。2010年心肺复苏指南强调：心肺复苏成功的关键是尽早进行高质量的心肺复苏，CPR按压频率为至少100次/分钟，按压深度至少5厘米，才能达到高质量的心肺复苏，在高质量CPR过程中，心输出量（CO）仅仅能够达到正常心输出量的1/4或1/3。临床实践中，通常采用人工按压或机械按压，但无论采用人工还是或机械设备进行胸外心脏按压，都会由于各种原因常常导致按压频率和按压幅度不够，复苏效果差，因此在心脏复苏过程中，对心肺复苏质量进行监控显得尤为重要。虽然指南中提出呼气末二氧化碳及有创血压监测可以检测心肺复苏质量，但是由于其有创并需要专门的医疗设备等因素，导致其在实际临床工作中难以实施和推广。便捷、无创、经济、能实时反映心肺复苏质量、且能广泛推广应用的复苏质量监测反馈系统亟需开发。
技术实现思路
本申请提供一种用于心肺复苏的医疗设备、插件、心肺复苏质量反馈控制方法及系统，以无创的方式实现心肺复苏实施质量的反馈。根据本申请的第一方面，本申请提供一种医疗设备，其包括：光发射接收器，其包含接收管和发光管，发光管发射用于透过人体组织的至少一路光信号，接收管接收透过人体组织的至少一路光信号，并转为至少一路电信号；数字处理器，用于将所述电信号转换为数字信号，以及对所述数字信号进行处理以得到外周循环相关参数；其中，所述数字信号包含至少部分血流动力学特征；输出模块，用于输出对应于所述外周循环相关参数的关联信息。根据本申请的第二方面，本申请还提供一种医疗设备，包括：血氧探头，用于探测被测者的被测部位，实时检测被测者的血氧信号；血氧模块，耦合到血氧探头，用于采集血氧探头输出的血氧信号，基于血氧信号生成脉搏血氧波形，基于脉搏血氧波形计算与心肺复苏质量相关的外周循环参数，并输出所述参数的相关信息；输出模块，耦合到血氧模块，用于反馈血氧模块输出的所述与心肺复苏质量相关的外周循环参数的相关信息。根据本申请的第三方面，本申请提供一种医疗设备插件，其包括：外壳组件；生理信号采集接口，位于外壳组件外表面，用于连接信号采集附件；生理信号处理模块，位于外壳组件内部，所述生理信号处理模块通过生理信号采集接口获取采集信号，将采集信号转换为数字信号，并基于所述数字信号计算得到外周循环相关参数；交互接口，所述生理信号处理模块通过交互接口与一主机进行信息交互。根据本申请的第四方面，本申请提供一种心肺复苏质量反馈控制方法,该方法用于对至少两个被测信号的一个或多个进行处理、以基于所述被测信号计算外周循环相关参数；其中所述方法包括：根据所述被测信号确认脉搏信号；依据所述脉搏信号计算所述外周循环相关参数，以及在显示界面上显示所述外周循环相关参数。根据本申请的第五方面，本申请还提供一种心肺复苏质量反馈控制方法，包括：对至少两个被测信号的一个或多个进行处理，以基于所述被测信号计算反映心肺复苏质量的外周循环相关参数；其中，反映心肺复苏质量的外周循环相关参数包括以下参数的一个或多个：第一反映参数、第二反映参数和第三反映参数，所述第一反映参数用于反映心肺复苏按压的频率变化特性，所述第二反映参数用于反映心肺复苏按压的深度变化特性，所述第三反映参数用于反映心肺复苏按压的频率和深度的综合变化特性。在一种实施例中，外周循环相关参数（以下也称为外周循环参数）包括反映心肺复苏质量的参数，其进一步包括分别反映心肺复苏按压的频率变化特性、深度变化特性、以及频率和深度的综合变化特性的第一、第二和第三反映参数。在一种实施例中，与心肺复苏质量相关的外周循环参数（以下也称为基于脉搏血氧的外周循环参数）包括脉搏血氧波形的血氧频率特征和按压产生的外周循环参数，按压产生的外周循环参数包括单次脉搏波的幅度特性和/或单次脉搏波的面积特性。在一种实施例中，通过对包含至少部分血流动力学特征的被测信号（例如脉搏血氧波形）进行频率识别确定第一反映参数，通过对包含至少部分血流动力学特征的被测信号（例如脉搏血氧波形）进行幅度变化确定第二反映参数，通过对包含至少部分血流动力学特征的被测信号（例如脉搏血氧波形）进行面积积分确定第三反映参数。本申请还提供一种采用上述医疗设备、医疗设备插件或系统在心肺复苏质量反馈控制过程中的用途。本申请实施例基于包含至少部分血流动力学特征的采集信号计算外周循环相关参数，利用该参数可及时反馈包括按压深度和按压频率在内的心肺复苏实施质量；由于数字信号从体外采集得到，因此对病人没有创伤，从而以实时、便捷且无创的方式反馈心肺复苏实施质量。另外采用脉搏血氧波形作为计算外周循环参数的基础时，可采用计算血氧饱和度的原始数据，因此不需要额外的反馈设备。本申请实施例中的可用于心肺复苏实施质量反馈的脉搏血氧插件可制作成独立的可插拔模块与床边设备一起使用，使用便捷。附图说明图1为本申请一种实施例的心肺复苏质量反馈控制流程图；图2为本申请一种实施例的血氧探测示意图；图3为原始血氧信号波形图；图4为从原始血氧信号中分离出的波动成分的波形图；图5为一种实施例中采用文字显示的方式反馈脉搏血氧相关的外周循环参数的示意图；图6为一种实施例中对血氧信号进行了放大处理后的波形图；图7为另一种实施例中心肺复苏质量反馈控制的流程图；图8a为一种实施例中反馈基于脉搏血氧的外周循环参数的流程图；图8b为另一实施例中反馈基于脉搏血氧的外周循环参数的流程图；图9a为一种实施例中以可视化的方式展示面积指数分布范围和波形的示意图；图9b为一种实施例中以可视化的方式展示幅度指数波形的示意图；图10为一种实施例中考虑干扰因素的波动成分的波形图；图11为一种实施例中采样频域分析法的血氧信号频谱分布图；图12为一种实施例中心肺复苏质量反馈控制系统的结构示意图；图13为另一种实施例中心肺复苏质量反馈控制系统的结构示意图；图14为一种实施例中医疗设备的结构示意图；图15为一种实施例中脉搏血氧插件的结构示意图；图16为一种实施例中血氧模块的方框图；图17为自主循环存在情况下的显示界面；图18为自主循环消失情况下的显示界面；图19为低质量心肺复苏时的显示界面；图20为中质量心肺复苏时的显示界面；图21为高质量心肺复苏时的显示界面。具体实施方式下面通过具体实施方式结合附图对本专利技术作进一步详细说明。本专利技术提出基于包含至少部分血流动力学特征的信号来反馈控制心肺复苏质量的医疗设备、方法和插件。这里所说的包含至少部分血流动力学特征的信号可通过采集透过人体组织的吸收光的变化信号转换得到，该转换信号包含了至少部分人体组织的脉搏特征，例如以下将具体说明的脉搏血氧波形。可通过识别该信号的恒定成分和波动成分识别其实时脉搏特征，同时基于分离的波动成分、或波动成分与恒定成分的比值可得到能够反映本文档来自技高网...

【技术保护点】
一种医疗设备，其特征在于包括：光发射接收器，其包含接收管和发光管，所述发光管发射用于透过人体组织的至少一路光信号，所述接收管接收透过人体组织的至少一路光信号，并转为至少一路电信号；数字处理器，用于将所述电信号转换为数字信号，以及对所述数字信号进行处理以得到外周循环相关参数；其中，所述数字信号包含至少部分血流动力学特征；输出模块，用于输出对应于所述外周循环相关参数的关联信息。

【技术特征摘要】
1.一种医疗设备，其特征在于包括：光发射接收器，其包含接收管和发光管，所述发光管发射用于透过人体组织的至少一路光信号，所述接收管接收透过人体组织的至少一路光信号，并转为至少一路电信号；数字处理器，用于将所述电信号转换为数字信号，以及对所述数字信号进行处理以得到外周循环相关参数；其中，所述数字信号包含至少部分血流动力学特征,所述外周循环相关参数包括反映心肺复苏质量的参数，所述反映心肺复苏质量的参数包括第一反映参数、第二反映参数和第三反映参数中的至少一者，所述第一反映参数用于反映心肺复苏按压的频率变化特性，所述第二反映参数用于反映心肺复苏按压的深度变化特性，所述第三反映参数用于反映心肺复苏按压的频率和深度的综合变化特性；输出模块，用于输出对应于所述外周循环相关参数的关联信息。2.如权利要求1所述的医疗设备，其特征在于，所述外周循环相关参数与所述人体组织的脉搏特征相关。3.如权利要求1所述的医疗设备，其特征在于，所述数字处理器通过识别所述数字信号反映的实时脉搏特性得到反映心肺复苏质量的所述外周循环相关参数。4.如权利要求3所述的医疗设备，其特征在于，所述数字处理器通过识别所述数字信号的波动成分和恒定成分得到所述数字信号反映的实时脉搏特性。5.如权利要求1-4中任一项所述的医疗设备，其特征在于，所述数字处理器通过识别所述数字信号的波动成分并计算波动成分的频率，得到所述第一反映参数。6.如权利要求1-4中任一项所述的医疗设备，其特征在于，所述数字处理器通过识别所述数字信号的波动成分并对波动成分进行幅度变换得到所述第二反映参数。7.如权利要求1-4中任一项所述的医疗设备，其特征在于，所述数字处理器识别所述数字信号的波动成分和恒定成分，并计算对波动成分和恒定成分分别进行幅度变换后的幅度比值，以得到校正后的第二反映参数。8.如权利要求1-4中任一项所述的医疗设备，其特征在于，所述数字处理器通过识别所述数字信号的波动成分并计算波动成分的面积积分，得到所述第三反映参数。9.如权利要求1-4中任一项所述的医疗设备，其特征在于，所述数字处理器识别所述数字信号的波动成分和恒定成分，并计算波动成分的面积积分与恒定成分的面积积分的面积比值，以得到校正后的第三反映参数。10.如权利要求1所述的医疗设备，其特征在于，所述数字处理器通过至少一种计算方法对所述数字信号进行处理，以得到反映心肺复苏质量的所述外周循环相关参数。11.如权利要求10所述的医疗设备，其特征在于，所述至少一种计算方法为时域计算法和/或频域计算法。12.如权利要求11所述的医疗设备，其特征在于，所述时域计算法以识别所述数字信号的波动成分和恒定成分为基础。13.如权利要求11或12所述的医疗设备，其特征在于，所述时域计算法通过识别所述数字信号的频率特征和/或幅度特征和/或面积特征计算所述外周循环相关参数。14.如权利要求13所述的医疗设备，其特征在于，所述时域计算法基于所述数字信号的波动成分、或基于所述数字信号的波动成分与恒定成分的比值识别所述数字信号的幅度特征和面积特征。15.如权利要求11所述的医疗设备，其特征在于，所述频域计算法基于所述数字信号的频谱特征来计算所述外周循环相关参数。16.如权利要求11或15所述的医疗设备，其特征在于，所述频域计算法是基于非零频谱的频谱识别或者是基于非零频谱与零频谱的比值的频谱识别。17.如权利要求1所述的医疗设备，其特征在于，所述关联信息包括以下的一种或多种：对应于所述外周循环相关参数的视频信息、音频信息和光频信息。18.如权利要求17所述的医疗设备，其特征在于，所述输出模块为显示模块；所述显示模块用于显示所述视频信息，所述视频信息包括反映所述外周循环相关参数的动态变化的趋势图。19.如权利要求18所述的医疗设备，其特征在于，所述显示模块还用于在所述趋势图上显示以下视频信息的一种或多种：与心肺复苏质量达标相关的外周循环相关参数的目标范围值信息、所述外周循环相关参数超出其目标范围值时产生的第一报警信息、以及所述外周循环相关参数的动态变化超出其最优变化范围时产生的第二报警信息。20.如权利要求17所述的医疗设备，其特征在于，所述音频信息指基于音频变化的听觉触感。21.如权利要求17所述的医疗设备，其特征在于，所述光频信息指基于光频变化的视觉触感。22.一种医疗设备插件，其特征在于包括：外壳组件；生理信号采集接口，位于外壳组件外表面，用于连接信号采集附件；生理信号处理模块，位于外壳组件内部，所述生理信号处理模块通过生理信号采集接口获取采集信号，将采集信号转换为数字信号，并基于所述数字信号计算得到外周循环相关参数，所述数字信号包含至少部分血流动力学特征,所述外周循环相关参数包括反映心肺复苏质量的参数，所述反映心肺复苏质量的参数包括第一反映参数、第二反映参数和第三反映参数中的至少一者，所述第一反映参数用于反映心肺复苏按压的频率变化特性，所述第二反映参数用于反映心肺复苏按压的深度变化特性，所述第三反映参数用于反映心肺复苏按压的频率和深度的综合变化特性；交互接口，所述生理信号处理模块通过交互接口与一主机进行信息交互。23.如权利要求22所述的医疗设备插件，其特征在于，所述外壳组件用于保护所述生理信号处理模块不受到外界干扰而受损，所述外界干扰包括光、电磁和外力冲击。24.如权利要求23所述的医疗设备插件，其特征在于，所述生理信号处理模块包括信号采样电路、数字处理器和数据通讯电路。25.如权利要求24所述的医疗设备插件，其特征在于，所述信号采样电路获取来自所述生理信号采集接口的电信号、并将所述电信号转换为数字信号；所述数字处理器基于所述数字信号计算所述外周循环相关参数。26.如权...

【专利技术属性】
技术研发人员：于学忠，徐军，韩飞，郑亮亮，朱华栋，王澄，张晓毳，李晨，杨景明，金星亮，
申请(专利权)人：中国医学科学院北京协和医院，深圳迈瑞生物医疗电子股份有限公司，
类型：发明
国别省市：