CN108785049B - 一种胸外按压频率的测量装置 - Google Patents

Abstract

本发明公开了一种胸外按压频率的测量装置，包括：显示器；用于实时采样患者的心电信号并得到采样序列的心电采样电路；输入端与心电采样电路的输出端连接、输出端与显示器连接的控制器，用于当根据采样序列检测到患者正在进行胸外按压时，根据胸外按压对应的采样序列获取按压频率序列，并将其输出至显示器显示，以便于按压者判断此时的按压频率是否符合心肺复苏要求，若不符合，及时调整按压频率至规定范围。可见，按压者在对患者进行胸外按压的过程中，可以参考获取的按压频率序列并调整自身的按压频率，从而对按压频率把握较准确，心肺复苏的效果较好，提高了患者的生存率。

Description

一种胸外按压频率的测量装置

技术领域

本发明涉及医疗电子信息领域，特别是涉及一种胸外按压频率的测量装置。

背景技术

目前，科学研究已表明，心搏骤停是指心功能的突然丧失，对心搏骤停的患者应立即进行心肺复苏以提高患者的生存率。而胸外按压是心肺复苏中的必要手段之一，胸外按压的按压频率会直接影响心肺复苏的效果。如果在对患者进行胸外按压的过程中，对按压频率把握不够准确，不仅会影响心肺复苏的效果，甚至会对患者造成严重的伤害。可见，在对胸外按压效果的评估中，测量按压频率具有重要意义。

因此，如何提供一种解决上述技术问题的方案是本领域的技术人员目前需要解决的问题。

发明内容

本发明的目的是提供一种胸外按压频率的测量装置，按压者在对患者进行胸外按压的过程中，可以参考获取的按压频率序列并调整自身的按压频率，从而对按压频率把握较准确，心肺复苏的效果较好，提高了患者的生存率。

为解决上述技术问题，本发明提供了一种胸外按压频率的测量装置，包括：

显示器；

用于实时采样患者的心电信号并得到采样序列的心电采样电路；

输入端与所述心电采样电路的输出端连接、输出端与所述显示器连接的控制器，用于当根据所述采样序列检测到所述患者正在进行胸外按压时，根据所述胸外按压对应的采样序列获取按压频率序列，并将其输出至所述显示器显示。

优选地，该测量装置还包括：

与所述控制器的控制端连接的语音提示器；所述控制器还用于根据当前按压频率与预设标准按压频率范围的对比情况，控制所述语音提示器作出相应按压快慢提示。

优选地，所述心电采样电路包括用于实时采样左下肢电压的第一心电电极片、用于实时采样右上肢电压的第二心电电极片、用于限制采样的左下肢电压在预设安全范围内的第一信号缓冲电路、用于限制采样的右上肢电压在所述安全范围内的第二信号缓冲电路及差分放大电路，其中：

所述第一心电电极片通过导联线与所述第一信号缓冲电路的输入端连接，所述第一信号缓冲电路的输出端与所述差分放大电路的第一输入端连接，所述第二心电电极片通过导联线与所述第二信号缓冲电路的输入端连接，所述第二信号缓冲电路的输出端与所述差分放大电路的第二输入端连接，所述差分放大电路的输出端作为所述心电采样电路的输出端；

所述差分放大电路用于对所述左下肢电压与所述右上肢电压实时作差，得到所述采样序列。

优选地，所述第一信号缓冲电路及第二信号缓冲电路均包括气体放电管GDT、无源低通滤波电路、正电源、第一二极管、负电源及第二二极管，其中：

所述GDT的第一端与所述无源低通滤波电路的输入端连接，其公共端相应作为所述第一信号缓冲电路及第二信号缓冲电路的输入端，所述GDT的第二端接地，所述无源低通滤波电路的输出端分别与所述第一二极管的阴极及所述第二二极管的阳极连接，其公共端相应作为所述第一信号缓冲电路及第二信号缓冲电路的输出端，所述第一二极管的阳极与所述负电源连接，所述第二二极管的阴极与所述正电源连接。

优选地，所述心电采样电路还包括：

输入端与所述差分放大电路的输出端连接、输出端作为所述心电采样电路的输出端，用于对所述采样序列进行滤波的信号滤波电路。

优选地，该测量装置还包括：

与所述控制器的输出端连接、用于将所述按压频率序列实时传输至医院的中央监控中心的数据传输模块。

优选地，所述数据传输模块具体为无线传输模块。

优选地，该测量装置还包括：

与所述控制器的输出端连接、用于存储所述按压频率序列的存储器。

优选地，所述控制器包括：

采样滤波模块，用于当根据所述采样序列检测到所述患者正在进行胸外按压时，将所述胸外按压对应的采样序列中的各采样信号先低通滤波再中值滤波；

频率求取模块，用于从滤波后的采样序列中确定相邻的极小值点或极大值点之间的时间间隔；将心电采样频率依次除以所述时间间隔得到按压频率序列，并将其输出至所述显示器显示。

优选地，所述控制器还包括：

极值确定模块，用于在从滤波后的采样序列中确定相邻的极小值点或极大值点之间的时间间隔之前，从滤波后的采样序列中依次确定极大值点和极小值点，若确定的相邻的两点p_n和p_n+1之间的时间间隔在预设时间范围内、纵坐标差值大于预设自适应阈值h，则确定p_n和p_n+1为所述胸外按压造成的极值点；其中，h＝kΔy_n-1，0＜k≤1，Δy_n-1为上一次确定的两极值点的纵坐标差值。

本发明提供了一种胸外按压频率的测量装置，包括：显示器；用于实时采样患者的心电信号并得到采样序列的心电采样电路；输入端与心电采样电路的输出端连接、输出端与显示器连接的控制器，用于当根据采样序列检测到患者正在进行胸外按压时，根据胸外按压对应的采样序列获取按压频率序列，并将其输出至显示器显示。

本申请通过心电采样电路实时采样患者的心电信号并得到采样序列，然后由控制器根据采样序列检测患者是否正在进行胸外按压，若检测到患者正在进行胸外按压，根据胸外按压对应的采样序列得到按压频率序列，并输出至显示器显示，以便于按压者判断此时的按压频率是否符合心肺复苏要求，若不符合，及时调整按压频率至规定范围。可见，按压者在对患者进行胸外按压的过程中，可以参考获取的按压频率序列并调整自身的按压频率，从而对按压频率把握较准确，心肺复苏的效果较好，提高了患者的生存率。

附图说明

为了更清楚地说明本发明实施例中的技术方案，下面将对现有技术和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发明的一些实施例，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为本发明提供的一种胸外按压频率的测量装置的结构示意图；

图2为本发明提供的一种差分放大电路的结构示意图；

图3为本发明提供的一种信号缓冲电路的结构示意图。

具体实施方式

本发明的核心是提供一种胸外按压频率的测量装置，按压者在对患者进行胸外按压的过程中，可以参考获取的按压频率序列并调整自身的按压频率，从而对按压频率把握较准确，心肺复苏的效果较好，提高了患者的生存率。

为使本发明实施例的目的、技术方案和优点更加清楚，下面将结合本发明实施例中的附图，对本发明实施例中的技术方案进行清楚、完整地描述，显然，所描述的实施例是本发明一部分实施例，而不是全部的实施例。基于本发明中的实施例，本领域普通技术人员在没有做出创造性劳动前提下所获得的所有其他实施例，都属于本发明保护的范围。

请参照图1，图1为本发明提供的一种胸外按压频率的测量装置的结构示意图。该测量装置包括：

显示器1；

用于实时采样患者的心电信号并得到采样序列的心电采样电路2；

输入端与心电采样电路2的输出端连接、输出端与显示器1连接的控制器3，用于当根据采样序列检测到患者正在进行胸外按压时，根据胸外按压对应的采样序列获取按压频率序列，并将其输出至显示器1显示。

需要说明的是，本申请中的预设是提前设置好的，除非根据实际情况需要修改，否则不需要重新设置。

具体地，心搏骤停是一种严重的疾病，患者如果得不到及时地抢救，4到6分钟后会对患者的脑部和其他人体重要器官组织造成不可逆的伤害。科学研究已经表明，对心搏骤停患者立即进行心肺复苏能有效地提高患者的生存率。胸外按压是心肺复苏中十分重要的一个环节，国际心肺复苏指南中推荐的胸外按压频率为每分钟100到120次。

基于此，本申请提供了一种胸外按压频率的测量装置，包括心电采样电路2、控制器3及显示器1。首先，由心电采样电路2在设置的心电采样频率下对患者的心电信号进行采样，得到采样序列，并将其实时发送至控制器3。本申请的控制器3可以实时检测采样序列，当检测到患者发生心脏停搏时，可以控制报警器发出警报，以提醒救助人员立即对患者进行胸外按压。

控制器3仍检测采样序列，当检测到患者正在进行胸外按压时，根据胸外按压对应的采样序列得到按压频率序列，并将按压频率序列输出至显示器1显示，以便于当前的按压者了解自身的按压频率，若发现自身的按压频率不符合规定的按压标准，则及时调整自身的按压频率，从而对按压频率把握较准确，心肺复苏的效果较好，提高了患者的生存率。

本发明提供了一种胸外按压频率的测量装置，包括：显示器；用于实时采样患者的心电信号并得到采样序列的心电采样电路；输入端与心电采样电路的输出端连接、输出端与显示器连接的控制器，用于当根据采样序列检测到患者正在进行胸外按压时，根据胸外按压对应的采样序列获取按压频率序列，并将其输出至显示器显示。

本申请通过心电采样电路实时采样患者的心电信号并得到采样序列，然后由控制器根据采样序列检测患者是否正在进行胸外按压，若检测到患者正在进行胸外按压，根据胸外按压对应的采样序列得到按压频率序列，并输出至显示器显示，以便于按压者判断此时的按压频率是否符合心肺复苏要求，若不符合，及时调整按压频率至规定范围。可见，按压者在对患者进行胸外按压的过程中，可以参考获取的按压频率序列并调整自身的按压频率，从而对按压频率把握较准确，心肺复苏的效果较好，提高了患者的生存率。

在上述实施例的基础上：

作为一种优选地实施例，该测量装置还包括：

与控制器3的控制端连接的语音提示器；控制器3还用于根据当前按压频率与预设标准按压频率范围的对比情况，控制语音提示器作出相应按压快慢提示。

具体地，本申请还包括由控制器3控制的语音提示器。控制器3将按压者的当前按压频率与设置的标准按压频率范围作比较，当当前按压频率在标准按压频率范围内时，说明按压符合标准，则控制语音提示器提示按压符合标准；当当前按压频率超过标准按压频率范围的上限时，说明按压过快，则控制语音提示器提示按压过快；当当前按压频率小于标准按压频率范围的下限时，说明按压过慢，则控制语音提示器提示按压过慢。可见，按压者可以通过语音提示器的提示及时调整自身的按压频率，无需自身判断调整，提高了按压者的按压效果。

作为一种优选地实施例，心电采样电路2包括用于实时采样左下肢电压的第一心电电极片、用于实时采样右上肢电压的第二心电电极片、用于限制采样的左下肢电压在预设安全范围内的第一信号缓冲电路、用于限制采样的右上肢电压在安全范围内的第二信号缓冲电路及差分放大电路，其中：

第一心电电极片通过导联线与第一信号缓冲电路的输入端连接，第一信号缓冲电路的输出端与差分放大电路的第一输入端连接，第二心电电极片通过导联线与第二信号缓冲电路的输入端连接，第二信号缓冲电路的输出端与差分放大电路的第二输入端连接，差分放大电路的输出端作为心电采样电路2的输出端；

差分放大电路用于对左下肢电压与右上肢电压实时作差，得到采样序列。

具体地，本申请中的心电采样电路2包括第一心电电极片、第二心电电极片、第一信号缓冲电路、第二信号缓冲电路及差分放大电路。第一心电电极片用来实时采样患者的左下肢电压，第二心电电极片用来实时采样该患者的右上肢电压。

考虑到患者身上可能有静电及电除颤时施加于患者的强烈的电脉冲，导致采样的左下肢电压和右上肢电压的电压值过大，从而损坏后级电路，所以本申请在第一心电电极片的输出端设置第一信号缓冲电路，用来限制采样的左下肢电压在设置的安全电压范围内。同样在第二心电电极片的输出端设置第二信号缓冲电路，用来限制采样的右上肢电压在安全电压范围内，保护了后级电路。

然后，差分放大电路将缓冲后的左下肢电压与缓冲后的右上肢电压进行差分放大，由于左下肢电压与右上肢电压的差值即可作为患者的心电信号，所以心电采样电路2实现患者心电信号的采样，从而得到采样序列。

请参照图2，图2为本发明提供的一种差分放大电路的结构示意图。图2中，在差分放大电路对称的条件下，差分放大电路具有很强的抑制零点漂移及抑制噪声与干扰的能力。

请参照图3，图3为本发明提供的一种信号缓冲电路的结构示意图。

作为一种优选地实施例，第一信号缓冲电路及第二信号缓冲电路均包括气体放电管GDT、无源低通滤波电路LPF1、正电源、第一二极管D1、负电源及第二二极管D2，其中：

GDT的第一端与无源低通滤波电路LPF1的输入端连接，其公共端相应作为第一信号缓冲电路及第二信号缓冲电路的输入端，GDT的第二端接地，无源低通滤波电路LPF1的输出端分别与第一二极管D1的阴极及第二二极管D2的阳极连接，其公共端相应作为第一信号缓冲电路及第二信号缓冲电路的输出端，第一二极管D1的阳极与负电源连接，第二二极管D2的阴极与正电源连接。

具体地，本申请中第一信号缓冲电路及第二信号缓冲电路均包括GDT(gasdischarge tube，气体放电管)、无源低通滤波电路LPF1、正电源、第一二极管D1、负电源及第二二极管D2。

其中，GDT具有泄放瞬时过电流和限制过电压的作用，从而保护后级电路免受除颤电极的影响；无源低通滤波电路LPF1可以提高心电信号的信噪比和输入阻抗，本申请中的无源低通滤波电路LPF1由电阻R1和电容C1组成，如图3所示；第一二极管D1及第二二极管D2组成限幅电路，当二者的输入电压高于正电源的电压时或低于负电源的电压时，能够将输入电压保持为安全值，避免损坏后级电路。

本申请的第一信号缓冲电路及第二信号缓冲电路还可以在限幅电路的后级加入另一无源低通滤波电路LPF2、限流电阻R及放大器U。其中，另一无源低通滤波电路LPF2进一步提高心电信号的信噪比和输入阻抗；限流电阻R对后级电路的输入电流进行限制，保护了后级电路；放大器U进一步提高输入阻抗。

作为一种优选地实施例，心电采样电路2还包括：

输入端与差分放大电路的输出端连接、输出端作为心电采样电路2的输出端，用于对采样序列进行滤波的信号滤波电路。

进一步地，考虑到差分放大电路输出的采样序列可能存在干扰信号，本申请在差分放大电路的后级加入信号滤波电路，起到滤除干扰信号的作用，使得控制器3得到的按压频率序列更有参考价值。

作为一种优选地实施例，该测量装置还包括：

与控制器3的输出端连接、用于将按压频率序列实时传输至医院的中央监控中心的数据传输模块。

进一步地，本申请还可以包括数据传输模块，用来将按压频率序列实时传输至医院的中央监控中心，以便于中央监控中心对按压频率序列进行集中管理。此外，数据传输模块也可以将胸外按压过程中的其他数据传输至医院的中央监控中心，这些数据对于医院来说是十分宝贵的，具有很好的参考价值。

作为一种优选地实施例，数据传输模块具体为无线传输模块。

具体地，本申请中的数据传输模块可以采用无线传输方式，比如WIFI模块，本申请在此不做特别的限定。

作为一种优选地实施例，该测量装置还包括：

与控制器3的输出端连接、用于存储按压频率序列的存储器。

进一步地，本申请还可以包括存储器，用来存储按压频率序列，也可以用来存储胸外按压过程中的其他数据，为后期研究胸外按压作参考数据。这里的存储器可以为但不仅限于容量大、体积小的可携式记忆卡。

作为一种优选地实施例，控制器3包括：

采样滤波模块，用于当根据采样序列检测到患者正在进行胸外按压时，将胸外按压对应的采样序列中的各采样信号先低通滤波再中值滤波；

频率求取模块，用于从滤波后的采样序列中确定相邻的极小值点或极大值点之间的时间间隔；将心电采样频率依次除以时间间隔得到按压频率序列，并将其输出至显示器1显示。

具体地，控制器3得到按压频率序列的具体过程包括：由控制器3的采样滤波模块将胸外按压对应的采样序列中的各采样信号先低通滤波，低通滤波是一种过滤方式，规则为不超过设定临界值的低频信号能正常通过，而超过设定临界值的高频信号则被阻隔、减弱，本申请设置截止频率可以为但不仅限于3Hz。采样滤波模块再将各采样信号中值滤波，中值滤波是基于排序统计理论的一种能有效抑制噪声的非线性信号处理技术，中值滤波在滤除噪声的同时，能够保护信号的边缘，使之不被模糊，且中值滤波的算法比较简单，易于用硬件实现。然后，由控制器3的频率求取模块从滤波后的采样序列中确定相邻的极小值点之间的横坐标差值，即时间间隔；而后将心电采样频率依次除以时间间隔得到按压频率序列。或者，从滤波后的采样序列中确定相邻的极大值点之间的时间间隔以得到按压频率序列。

作为一种优选地实施例，控制器3还包括：

极值确定模块，用于在从滤波后的采样序列中确定相邻的极小值点或极大值点之间的时间间隔之前，从滤波后的采样序列中依次确定极大值点和极小值点，若确定的相邻的两点p_n和p_n+1之间的时间间隔在预设时间范围内、纵坐标差值大于预设自适应阈值h，则确定p_n和p_n+1为胸外按压造成的极值点；其中，h＝kΔy_n-1，0＜k≤1，Δy_n-1为上一次确定的两极值点的纵坐标差值。

进一步地，考虑到采样序列中的极值点可能并非胸外按压造成，导致得到的按压频率序列有误，所以，本申请在从滤波后的采样序列中确定相邻的极小值点或极大值点之间的时间间隔之前，由控制器3的极值确定模块从滤波后的采样序列中依次确定极大值点和极小值点，当确定的相邻的两点p_n和p_n+1之间的时间间隔在设置的时间范围内，且两点的纵坐标差值大于设置的自适应阈值时，说明p_n和p_n+1为胸外按压造成的极值点，后续根据胸外按压造成的极值点中相邻的极大值点或极小值点之间的时间间隔，得到按压频率序列，从而提高了获取按压频率序列的准确性及可靠性。

本申请还考虑到按压者每次按压的力度一般不会完全相同，导致相邻的两点之间的纵坐标差值不会保持不变，所以这里的自适应阈值可以设置为：h＝kΔy_n-1，其中，0＜k≤1，k可以选取但不仅限于0.7，Δy_n-1为上一次确定的两极值点的纵坐标差值。也就是说，按压的力度虽然不同，但只要在合理的范围内，都认为是有效的按压。

还需要说明的是，在本说明书中，诸如第一和第二等之类的关系术语仅仅用来将一个实体或者操作与另一个实体或操作区分开来，而不一定要求或者暗示这些实体或操作之间存在任何这种实际的关系或者顺序。而且，术语“包括”、“包含”或者其任何其他变体意在涵盖非排他性的包含，从而使得包括一系列要素的过程、方法、物品或者设备不仅包括那些要素，而且还包括没有明确列出的其他要素，或者是还包括为这种过程、方法、物品或者设备所固有的要素。在没有更多限制的情况下，由语句“包括一个……”限定的要素，并不排除在包括所述要素的过程、方法、物品或者设备中还存在另外的相同要素。

对所公开的实施例的上述说明，使本领域专业技术人员能够实现或使用本发明。对这些实施例的多种修改对本领域的专业技术人员来说将是显而易见的，本文中所定义的一般原理可以在不脱离本发明的精神或范围的情况下，在其他实施例中实现。因此，本发明将不会被限制于本文所示的这些实施例，而是要符合与本文所公开的原理和新颖特点相一致的最宽的范围。

Claims (8)

1.一种胸外按压频率的测量装置，其特征在于，包括：

显示器；

用于实时采样患者的心电信号并得到采样序列的心电采样电路；

输入端与所述心电采样电路的输出端连接、输出端与所述显示器连接的控制器，用于当根据所述采样序列检测到所述患者正在进行胸外按压时，根据所述胸外按压对应的采样序列获取按压频率序列，并将其输出至所述显示器显示；

所述控制器包括：

采样滤波模块，用于当根据所述采样序列检测到所述患者正在进行胸外按压时，将所述胸外按压对应的采样序列中的各采样信号先低通滤波再中值滤波；

频率求取模块，用于从滤波后的采样序列中确定相邻的极小值点或极大值点之间的时间间隔；将心电采样频率依次除以所述时间间隔得到按压频率序列，并将其输出至所述显示器显示；

所述控制器还包括：

极值确定模块，用于在从滤波后的采样序列中确定相邻的极小值点或极大值点之间的时间间隔之前，从滤波后的采样序列中依次确定极大值点和极小值点，若确定的相邻的两点p_n和p_n+1之间的时间间隔在预设时间范围内、纵坐标差值大于预设自适应阈值h，则确定p_n和p_n+1为所述胸外按压造成的极值点；其中，h＝kΔy_n-1，0＜k≤1，Δy_n-1为上一次确定的两极值点的纵坐标差值。

2.如权利要求1所述的胸外按压频率的测量装置，其特征在于，该测量装置还包括：

与所述控制器的控制端连接的语音提示器；所述控制器还用于根据当前按压频率与预设标准按压频率范围的对比情况，控制所述语音提示器作出相应按压快慢提示。

3.如权利要求1所述的胸外按压频率的测量装置，其特征在于，所述心电采样电路包括用于实时采样左下肢电压的第一心电电极片、用于实时采样右上肢电压的第二心电电极片、用于限制采样的左下肢电压在预设安全范围内的第一信号缓冲电路、用于限制采样的右上肢电压在所述安全范围内的第二信号缓冲电路及差分放大电路，其中：

所述第一心电电极片通过导联线与所述第一信号缓冲电路的输入端连接，所述第一信号缓冲电路的输出端与所述差分放大电路的第一输入端连接，所述第二心电电极片通过导联线与所述第二信号缓冲电路的输入端连接，所述第二信号缓冲电路的输出端与所述差分放大电路的第二输入端连接，所述差分放大电路的输出端作为所述心电采样电路的输出端；

所述差分放大电路用于对所述左下肢电压与所述右上肢电压实时作差，得到所述采样序列。

4.如权利要求3所述的胸外按压频率的测量装置，其特征在于，所述第一信号缓冲电路及第二信号缓冲电路均包括气体放电管GDT、无源低通滤波电路、正电源、第一二极管、负电源及第二二极管，其中：

所述GDT的第一端与所述无源低通滤波电路的输入端连接，其公共端相应作为所述第一信号缓冲电路及第二信号缓冲电路的输入端，所述GDT的第二端接地，所述无源低通滤波电路的输出端分别与所述第一二极管的阴极及所述第二二极管的阳极连接，其公共端相应作为所述第一信号缓冲电路及第二信号缓冲电路的输出端，所述第一二极管的阳极与所述负电源连接，所述第二二极管的阴极与所述正电源连接。

5.如权利要求3所述的胸外按压频率的测量装置，其特征在于，所述心电采样电路还包括：

输入端与所述差分放大电路的输出端连接、输出端作为所述心电采样电路的输出端，用于对所述采样序列进行滤波的信号滤波电路。

6.如权利要求1所述的胸外按压频率的测量装置，其特征在于，该测量装置还包括：

与所述控制器的输出端连接、用于将所述按压频率序列实时传输至医院的中央监控中心的数据传输模块。

7.如权利要求6所述的胸外按压频率的测量装置，其特征在于，所述数据传输模块具体为无线传输模块。

8.如权利要求7所述的胸外按压频率的测量装置，其特征在于，该测量装置还包括：

与所述控制器的输出端连接、用于存储所述按压频率序列的存储器。

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