心肺复苏压力反馈骨折预警方法及装置与流程

本发明涉及带有监视、控制和调节的心肺复苏用设备，特别涉及一种心肺复苏压力反馈骨折预警方法及装置。

背景技术：

1、心肺复苏，简称cpr，对于心脏骤停病人是最常用且有效的救治手段。动物实验和临床试验都表明，cpr质量好坏明显影响生存率，而且也是同一急救流程系统内和不同急救流程系统之间的心博骤停事件生存率存在很大变异的原因之一。1960-1999年之间，hoke和chamberlain的研究数据发现，传统cpr至少造成1/3的患者发生肋骨骨折，而胸骨骨折至少有1/5。miller等研究者对cpr相关损伤做的联合分析结果显示，总的肋骨骨折占31.2％(987/3162)，胸骨骨折的发生占15.1％(501/3311)。对此，kralj等研究者最近对斯洛文尼亚2004-2013年间2148例心脏骤停死亡患者进行分析得出，男性中，86％的患者有一处或以上cpr相关的骨骼损伤，而女性是91％。大量的肋骨和胸骨骨折可产生疼痛、抑制呼吸，造成支气管肺炎、戳破血管及引起器官出血。

2、现有的相关技术方案，例如cn 111947819 a-一种心肺复苏过程数据采集方法、装置及反馈系统，主要是用于检测心肺复苏机的工作状态的按压参数是否正确，通过监测心肺复苏过程的状态去调节按压参数，以达到更高质量的cpr，这只是在理想工作状态下提供调节信号。在实际心肺复苏过程中，当患者产生骨折，设备未采取任何措施，持续按压，会造成患者疼痛、抑制呼吸，严重的造成支气管肺炎、戳破血管和导致器官出血，给病人带来生命危险。而现有技术对于产生骨折的情况并无应急机制，未能为患者提供合适的医疗方案。另外，由于年龄、体质和生活习惯等方面的差异，不同患者的胸腔骨骼的密度和脆性的不同，从而胸腔骨骼的耐压程度会存在差别，当前的心肺复苏设备都没有对这种差别的精确评估和应对。

技术实现思路

1、为了解决上述技术问题，本发明提供了一种心肺复苏压力反馈骨折预警方法，包括以下步骤：

2、在实施心肺复苏过程中，连续采集每一次按压时的按压深度和按压压力；

3、根据各次的按压深度和按压压力，生成各次按压的按压深度-按压压力曲线，分析最近的按压深度-按压压力曲线是否存在异常；

4、若最近的按压深度-按压压力曲线存在异常，表示存在骨折风险，则进行骨折风险报警。

5、优选的，分析最近的按压深度-按压压力曲线是否存在异常的方式如下：

6、计算各相邻两次按压的按压深度-按压压力曲线的不重合度，通过将最近两次的不重合度与其他的不重合度对比，确定最近的按压深度-按压压力曲线是否存在异常。

7、优选的，通过不重合度对比确定最近的按压深度-按压压力曲线是否存在异常的方式具体包括：

8、根据相邻两次按压的按压深度-按压压力曲线，在两条曲线上分别取多个相同按压深度对应的两次按压的按压压力，得到两组按压压力的数据组；

9、计算各相同按压深度下的按压压力差值的平方根之和，即得到各个不重合度；

10、将最近两次按压的不重合度与预定个数的近期不重合度的平均值进行对比，若最近两次按压的不重合度大于平均值，则表示存在异常；反之，不存在异常。

11、优选的，分析最近一次按压的按压深度-按压压力曲线是否存在异常的方式如下：

12、对最近一次按压的按压深度-按压压力曲线进行平滑处理，得到平滑曲线；

13、根据平滑曲线构建以按压深度为自变量的按压压力函数；

14、对按压压力函数进行二阶求导，并将最近一次按压的采集的按压深度代入求解，得到各按压深度点对应的按压压力二阶导数值；

15、将各按压深度点对应的按压压力二阶导数值与按压压力二阶导数值的平均值进行对比，若存在与按压压力二阶导数值的平均值的比例超过安全阈值的按压深度点，则表示最近的按压深度-按压压力曲线存在异常；否则，不存在异常。

16、优选的，在s100步骤中，开始的按压深度和按压压力通过以下方式确定：

17、获取患者的基本信息和胸腔骨骼图像；

18、对胸腔骨骼图像进行图像预处理，得到预处理后的胸腔骨骼图像；

19、从预处理后的胸腔骨骼图像提取特征数据，将特征数据输入经预先训练的按压模型，输出得到患者心肺复苏的第一按压深度；

20、根据患者的基本信息确定修正系数，根据修正系数对预设的标准按压压力进行修正，得到第一按压压力；

21、在对患者实施心肺复苏的第一次按压时，选择第一按压深度和第一按压压力两者先达到者作为按压控制参考，并以先达到的参数及其对应的另一参数实测值作为开始的按压深度和按压压力。

22、优选的，按压模型的预先训练过程如下：

23、构建心肺复苏数据库，收集以往各患者的胸腔骨骼图像和实施心肺复苏数据，对各患者的胸腔骨骼图像进行图像预处理，并分别提取特征数据，形成训练集；筛选对应患者实施心肺复苏数据构建验证集；

24、构建心肺复苏的按压基础模型，采用训练集对按压基础模型进行训练，并采用验证集进行验证，得到按压基础模型的优化参数；

25、根据优化参数对按压基础模型进行调参优化处理，得到按压模型。

26、本发明还提供了一种心肺复苏装置，包括控制器、驱动机构和按压头组件；

27、控制器包括按压参数确定模块和骨折预警模块，压参数确定模块用于根据患者的基本信息和胸腔骨骼图像，确定心肺复苏开始的按压深度和按压压力；骨折预警模块用于在实施心肺复苏过程中进行骨折风险报警；控制器用于根据按压深度和按压压力实施心肺复苏控制；

28、驱动机构用于在控制器的控制下运行并带动按压头组件实施按压运动；

29、按压头组件用于在驱动机构的带动下对患者实施心肺复苏的按压运动。

30、优选的，驱动机构包括旋转运动组件、传动组件和直线运动组件；

31、传动组件包括主动带轮和从动带轮，主动带轮和从动带轮传动连接；

32、旋转运动组件包括电机，主动带轮与电机的输出轴固定连接；

33、直线运动组件包括丝杆螺母组件和按压推杆，丝杆螺母组件包括丝杆和通过螺纹配合套接在丝杆上的丝杆螺母，按压推杆安装在丝杆螺母上，丝杆上安装有从动带轮，按压推杆的底部安装按压头组件。

34、优选的，按压参数确定模块包括：

35、信息获取子模块，用于获取患者的基本信息和胸腔骨骼图像；

36、预处理子模块，用于对胸腔骨骼图像进行图像预处理，得到预处理后的胸腔骨骼图像；

37、按压深度初步确定子模块，用于从预处理后的胸腔骨骼图像提取特征数据，将特征数据输入经预先训练的按压模型，输出得到患者心肺复苏的第一按压深度；

38、按压压力修正子模块，用于根据患者的基本信息确定修正系数，根据修正系数对预设的标准按压压力进行修正，得到第一按压压力；

39、按压参数确定子模块，用于在对患者实施心肺复苏的第一次按压时，选择第一按压深度和第一按压压力两者先达到者作为按压控制参考，并以先达到的参数及其对应的另一参数实测值作为开始的按压深度和按压压力。

40、优选的，骨折预警模块包括：

41、按压参数采集子模块，包括压力传感器，压力传感器安装在按压头组件与患者胸部接触位置，压力传感器用于在实施心肺复苏过程中连续采集每一次按压时的按压压力；按压参数采集子模块同步记录按压压力对应的按压深度；其中，按压深度即为按压头组件与患者接触后的继续向下运行的按压行程；

42、分析子模块，用于根据各次的按压深度和按压压力，生成各次按压的按压深度-按压压力曲线，分析最近的按压深度-按压压力曲线是否存在异常；

43、风险预警子模块，用于当最近的按压深度-按压压力曲线存在异常，表示存在骨折风险，进行骨折风险报警。

44、本发明的心肺复苏压力反馈骨折预警方法和心肺复苏装置，通过连续采集每一次按压时的按压深度和按压压力，生成各次按压的按压深度-按压压力曲线，以最近的按压深度-按压压力曲线作为主要分析对象，通过分析评价该曲线是否存在异常，若有异常表示存在骨折风险，则进行骨折风险报警；在实际心肺复苏过程中采用本发明，当患者存在骨折风险，可以及时发出警示，从而提醒医务人员采取调整按压参数(按压深度和按压压力)等相关应对措施，一方面保障持续按压时不会骨折，不会造成患者疼痛、抑制呼吸，更不会造成支气管肺炎、戳破血管和导致器官出血，避免给病人带来生命危险；另外，可以精准适应不同年龄、体质和生活习惯等方面存在差异的不同患者，使得按压参数(按压深度和按压压力)与患者的胸腔骨骼的密度、脆性和耐压程度相匹配，提高按压参数(按压深度和按压压力)的控制精确，更进一步化解风险。

45、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。本发明的目的和其他优点可通过在所写的说明书、权利要求书、以及附图中所特别指出的结构来实现和获得。

46、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。