CN114652591B - 心肺复苏反馈方法、装置、计算机设备以及存储介质 - Google Patents
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Abstract
本发明涉及一种心肺复苏反馈方法、装置、计算机设备和计算机可读存储介质。其中方法通过获取心肺复苏过程中的颈动脉超声信号以及心肺复苏的场景参数，对颈动脉超声信号进行信号处理，得到与颈动脉超声信号对应的波形，并根据波形获取血流参数，进而根据场景参数以及血流参数确定复苏状态并显示，从而实现在CPR过程中能够准确评估复苏是否有效，且在此过程中监测颈动脉超声信号的设备安放位置不会影响和干扰CPR过程中其它的抢救措施的连续性。
Description
技术领域
本发明涉及医学信号处理技术领域，特别是涉及一种心肺复苏反馈方法、装置、计算机设备和计算机可读存储介质。
背景技术
心肺复苏术简称CPR(cardiopulmonary resuscitation，包括进行人工呼吸和体外心脏按摩)，是针对骤停的心脏和呼吸采取的救命技术。是为了恢复患者自主呼吸和自主循环。
胸外按压(compression，C)：确保患者仰卧于平地上或用胸外按压板垫于其肩背下，急救者可采用跪式或踏脚凳等不同***，将一只手的掌根放在患者胸骨中下1/3交界处，将另一只手的掌根置于第一只手上。手指不接触胸壁(图4)。按压时双肘须伸直，垂直向下用力按压，成人按压频率为100-120次/min，下压深度5-6cm，每次按压之后应让胸廓完全回复。按压时间与放松时间各占50％左右，放松时掌根部不能离开胸壁，以免按压点移位。对于儿童患者，用单手或双手于***连线水平按压胸骨，对于婴儿，用两手指于紧贴***连线下放水平按压胸骨。为了尽量减少因通气而中断胸外按压，对于未建立人工气道的成人，2010年国际心肺复苏指南推荐的按压-通气比率为30：2。对于婴儿和儿童，双人CPR时可采用15：2的比率。如双人或多人施救，应每2分钟或5个周期CPR(每个周期包括30次按压和2次人工呼吸)更换按压者，并在5秒钟内完成转换，因为研究表明，在按压开始1～2分钟后，操作者按压的质量就开始下降(表现为频率和幅度以及胸壁复位情况均不理想)。
胸外按压法于1960年提出后曾一直认为胸部按压使位于胸骨和脊柱之间的心脏受到挤压，引起心室内压力的增加和房室瓣的关闭，从而促使血液流向肺动脉和主动脉，按压放松时，心脏则“舒张”而再度充盈，此即为“心泵机制”。但这一概念在1980年以后受到“胸泵机制”的严重挑战，后者认为按压胸部时胸内压增高并平均地传递至胸腔内所有腔室和大血管，由于动脉不萎陷，血液由胸腔内流向周围，而静脉由于萎陷及单向静脉瓣的阻挡，压力不能传向胸腔外静脉，即静脉内并无血液返流；按压放松时，胸内压减少，当胸内压低于静脉压时，静脉血回流至心脏，使心室充盈，如此反复。不论“心泵机制”或“胸泵机制”，均可建立有效的人工循环。国际心肺复苏指南更强调持续有效胸外按压，快速有力，尽量不间断，因为过多中断按压，会使冠脉和脑血流中断，复苏成功率明显降低。
在心肺复苏过程中，人工心脏按压及机械心脏按压，结合人工呼吸或者通气，是目前心肺复苏流程中的主要方法。根据AHA(American Heart Association，美国心脏协会)指南，心肺复苏的有效指标包括颈动脉搏动、面色以及其他体征，例如，当按压有效时，每按压一次可触摸到被施救者颈动脉一次搏动，如果停止按压后脉搏仍然存在，则说明被施救者心搏已恢复，即恢复自主循环，也即复苏有效；当被施救者的面色由紫绀转为红润，则表示恢复自主循环，即复苏有效，若变为灰白，则说明复苏无效；当被施救者出现自主呼吸，或瞳孔由大变小并有对光反射，甚至有眼球活动及四肢抽动，则表示恢复自主循环，即复苏有效。
然而，由于心肺复苏过程通常需要争分夺秒，且需要耗费施救者较大的体力，因此，导致在心肺复苏过程中施救者很难准确地判断被施救者是否恢复了自主循环，即难以判断复苏是否有效。
发明内容
基于此，有必要针对上述技术问题，提供一种能够准确评估复苏是否有效的心肺复苏反馈方法、装置、计算机设备和计算机可读存储介质。
本申请提供了一种心肺复苏反馈方法，所述方法包括：
获取心肺复苏过程中的颈动脉超声信号以及所述心肺复苏的场景参数；
对所述颈动脉超声信号进行信号处理，得到与所述颈动脉超声信号对应的波形；
根据所述波形获取血流参数，所述血流参数包括颈动脉的血流峰值速度、基础血流速度以及血容量中的至少一种；
根据所述场景参数以及所述血流参数确定复苏状态并显示。
进一步地，当所述场景参数为胸外按压场景时，所述根据所述场景参数以及所述血流参数确定复苏状态并显示，包括：当所述基础血流速度大于第一阈值时，确定所述复苏状态为复苏有效，显示复苏有效的状态；或者，当所述血容量满足第一设定条件时，确定所述复苏状态为复苏有效，显示复苏有效的状态；或者，当所述基础血流速度大于第二阈值，且所述血容量满足第二设定条件时，确定所述复苏状态为复苏有效，所述第二阈值小于所述第一阈值；显示复苏有效的状态。
进一步地，当所述场景参数不为胸外按压场景时，所述根据所述场景参数以及所述血流参数确定复苏状态并显示，包括：当所述血流峰值速度大于设定阈值时，确定所述复苏状态为复苏有效，显示复苏有效的状态。
进一步地，所述对所述颈动脉超声信号进行信号处理，得到与所述颈动脉超声信号对应的波形，包括：对所述颈动脉超声信号中的每一列信号进行傅里叶变换，得到对应的功率谱密度信号；对所述功率谱密度信号进行积分处理，获取所述功率谱密度信号对应的列信号中的正向最大频率点和反向最大频率点；连接所述颈动脉超声信号中每一列信号分别对应的正向最大频率点和反向最大频率点，得到所述颈动脉超声信号对应的波形。
进一步地，所述血流参数包括血容量，所述血容量包括收缩期血容量和舒张期血容量；所述根据所述波形获取血流参数，包括：根据所述波形，确定一个周期内相邻两个波峰之间的最低波谷处为第一分界点；根据所述第一分界点在第一坐标方向对所述相邻两个波峰进行分割，得到分割后的收缩期区域和舒张期区域；将所述收缩期区域对应的收缩期血流对时间的第一积分值作为收缩期血容量，以及将所述舒张期区域对应的舒张期血流对时间的第二积分值作为舒张期血容量。
进一步地，所述血流参数包括颈动脉的血流峰值速度；所述根据所述波形获取血流参数，包括：获取所述收缩期区域中波峰对应的第一高度值，将所述第一高度值确定为血流峰值速度。
进一步地，所述血流参数包括基础血流速度；所述根据所述波形获取血流参数，包括：根据所述波形，确定一个周期内相邻两个波峰之间的最低波谷处为第一分界点；根据所述第一分界点在第一坐标方向对所述相邻两个波峰进行分割，得到分割后的收缩期区域和舒张期区域；基于所述收缩期区域的起点和所述舒张期区域的终点在第二坐标方向对所述周期的波形进行分割，得到分割后的基础血流区域和脉动血流区域；获取所述基础血流区域的第二高度值，将所述第二高度值确定为基础血流速度。
本申请还提供了一种心肺复苏反馈装置，所述装置包括：
数据获取模块，用于获取心肺复苏过程中的颈动脉超声信号以及所述心肺复苏的场景参数；
信号处理模块，用于对所述颈动脉超声信号进行信号处理，得到与所述颈动脉超声信号对应的波形；
血流参数获取模块，用于根据所述波形获取血流参数，所述血流参数包括颈动脉的血流峰值速度、基础血流速度以及血容量中的至少一种；
显示模块，用于根据所述场景参数以及所述血流参数确定复苏状态并显示。
本申请还提供了一种计算机设备。所述计算机设备包括存储器和处理器，所述存储器存储有计算机程序，所述处理器执行所述计算机程序时实现以上方法所述的步骤。
本申请还提供了一种计算机可读存储介质。所述计算机可读存储介质，其上存储有计算机程序，所述计算机程序被处理器执行时实现以上方法所述的步骤。
上述心肺复苏反馈方法、装置、计算机设备和计算机可读存储介质，通过获取心肺复苏过程中的颈动脉超声信号以及心肺复苏的场景参数，对颈动脉超声信号进行信号处理，得到与颈动脉超声信号对应的波形，并根据波形获取血流参数，进而根据场景参数以及血流参数确定复苏状态并显示，从而实现在CPR过程中能够准确评估复苏是否有效，且在此过程中监测颈动脉超声信号的设备安放位置不会影响和干扰CPR过程中其它的抢救措施的连续性。
附图说明
图1为本申请中心肺复苏反馈方法的流程示意图。
图2为本申请中超声多普勒探头的内部结构示意图。
图3为本申请中对颈动脉超声信号进行信号处理步骤的流程示意图。
图4为本申请中信号转换示意图。
图5为本申请中对功率谱密度信号进行积分处理步骤的流程示意图。
图6为本申请中第一积分曲线的示意图。
图7为本申请中确定功率谱密度信号中最大能量点和最小能量点的示意图。
图8为本申请中第二积分曲线的示意图。
图9为本申请中波形包络线的示意图。
图10为本申请中确定根据波形获取血流参数步骤的流程示意图。
图11为本申请中颈动脉超声信号对应的正向波形示意图。
图12为本申请中确定根据波形获取血流参数步骤的流程示意图。
图13为本申请中心肺复苏反馈装置的结构框图。
图14为本申请中计算机设备的内部结构图。
具体实施方式
为使本发明的技术方案和有益效果能够更加明显易懂，下面通过列举具体实施例的方式进行详细说明。其中，附图不一定是按比例绘制的，局部特征可以被放大或缩小，以更加清楚的显示局部特征的细节；除非另有定义，本文所使用的技术和科学术语与本申请所属的技术领域中的技术和科学术语的含义相同。
本申请提供了一种心肺复苏反馈方法，本实施例以该方法应用于终端进行举例说明，可以理解的是，该方法也可以应用于服务器，还可以应用于包括终端和服务器的***，并通过终端和服务器的交互实现。具体地，如图1所示，上述方法包括以下步骤：
步骤102，获取心肺复苏过程中的颈动脉超声信号以及心肺复苏的场景参数。
其中，心肺复苏的场景参数包括胸外按压场景以及非胸外按压场景，具体地，胸外按压场景包括但不限于人工心脏按压及机械心脏按压。非胸外按压场景则是指胸外按压场景之外的心肺复苏场景，包括但不限于人工呼吸和AED(Automatic ExternalDefibrillator，自动体外除颤器)自动除颤过程。
颈动脉超声信号是通过超声多普勒探头作为传感器采集的颈动脉血流所产生的超声信号。具体地，如图2所示，超声多普勒探头的内部结构包括处理器，以及分别与处理器连接的超声发射电路、ADC(Analog-to-Digital Converter，即模数转换器)、数据通讯接口和显示模块，其中，超声发射电路的另一端还连接有超声发射晶元，ADC的另一端则依次连接有超声接收信号模块和超声接收晶元，还包括为上述各器件提供工作电压的供电***。具体地，工作时，处理器上电，并触发超声发射电路向超声发射晶元发射扫描超声波以执行扫描，而超声接收晶元则利用超声发射晶元的逆效应而进行工作。因此，当超声波扫描目标(如心肺复苏过程中目标对象的颈动脉)并作用到超声接收晶元上时，使得超声接收晶元产生对应的压电效应或压磁效应，进而使得超声接收信号模块能够检测到超声接收晶元的压电效应或压磁效应，从而产生交变电势。ADC则对超声接收信号模块的交变电势进行模数转换，并将模数转换后的结果传输至处理器，由处理器进行处理后得到目标的颈动脉超声信号,连续采集的若干个颈动脉超声信号则形成颈动脉超声图谱，显示模块可以显示颈动脉超声图谱，同时还可以通过数据通讯接口将超声图谱传输到其他设备进行处理。
在本实施例中，为了能够及时准确地获知CPR的有效性，从而在心肺复苏过程中连续采集目标对象的颈动脉超声信号，并获取心肺复苏的场景参数，以通过后续步骤评估判断CPR的有效性。
步骤104，对颈动脉超声信号进行信号处理，得到与颈动脉超声信号对应的波形。
其中，波形是指颈动脉超声信号在时间或空间上分布情况的图像表示，也即血流的包络形态，由包络线组成，包括对应的波峰及波谷等。
信号处理包括但不限于对信号的滤波处理、对信号的变换处理等。具体地，在本实施例中，通过对连续获取的颈动脉超声信号进行信号处理，从而得到与颈动脉超声信号对应的波形。
步骤106，根据波形获取血流参数。
其中，血流参数包括颈动脉的血流峰值速度、基础血流速度以及血容量中的至少一种。具体地，血流峰值速度Vpk(Peak Velocity of Flow)是所测流量波形的最大速度。基础血流速度是指基础血流区域对应的血流速度。血容量是指血流速度在单次射血时间上的积分，也即VTI(Velocity Time Integral，速度时间积分)。在本实施例中，血容量包括舒张期VTI和收缩期VTI。具体地，通过识别上述得到的波形以获取相关血流参数。
步骤108，根据场景参数以及血流参数确定复苏状态并显示。
其中，复苏状态包括复苏有效的状态和复苏无效的状态。由于在CPR过程中，心脏未复跳时，颈动脉的血流依靠心脏按压时产生的压力，使心脏内血液获得动力，血流才能流向身体的其它部位。而脑部的供血，也是CPR过程中较重要的保护部位，脑部供血通过颈动脉由心脏流向脑部，所以在CPR过程中，能够通过颈动脉血流所产生的超声信号来判断血液的流动情况。
而在整个心肺复苏过程中，包括胸外按压、心脏除颤和人工呼吸等场景，心脏复跳可能发生在整个场景过程中，即CPR过程中也可能使心脏复跳。因此，通过监测颈动脉的血流情况，根据心肺复苏的场景参数以及颈动脉血流的流向和形态即可判断出心脏是否已经复跳，也即判断CPR的有效性，也就是复苏状态，进而显示复苏状态。
上述心肺复苏反馈方法中，通过获取心肺复苏过程中的颈动脉超声信号以及心肺复苏的场景参数，对颈动脉超声信号进行信号处理，得到与颈动脉超声信号对应的波形，并根据波形获取血流参数，进而根据场景参数以及血流参数确定复苏状态并显示，从而实现在CPR过程中能够准确评估复苏是否有效，且在此过程中监测颈动脉超声信号的设备安放位置不会影响和干扰CPR过程中其它的抢救措施的连续性。
在一个实施例中，如图3所示，上述对颈动脉超声信号进行信号处理，得到与颈动脉超声信号对应的波形，具体可以包括：
步骤302，对颈动脉超声信号中的每一列信号进行傅里叶变换，得到对应的功率谱密度信号。
其中，一列信号是由连续采集的若干个颈动脉超声信号所形成的颈动脉超声图谱中的一列信号，一列信号包括若干个信号点，对于每一个信号点，基于对应的频率和能量都能在功率谱中唯一地表示出来。在本实施例中，通过对颈动脉超声信号中的每一列信号进行傅里叶变换，从而得到对应的功率谱密度信号。
具体地，如图4所示，对于颈动脉超声图谱中任一列信号n对应的若干个信号点，根据该列信号中每个信号点分别对应的频率和能量可以将其转换为通过功率谱表示的功率谱密度信号S(n)，其中，功率谱的横坐标表示频率，纵坐标表示能量。
步骤304，对功率谱密度信号进行积分处理，获取功率谱密度信号对应的列信号中的正向最大频率点和反向最大频率点。
其中，正向最大频率点表示对应列信号的最大速度点，反向最大频率点则表示对应列信号的最小速度点。在本实施例中，通过对颈动脉超声图谱中每一列信号n分别对应的功率谱密度信号S(n)进行积分处理，从而得到各个列信号中的正向最大频率点和反向最大频率点。
步骤306，连接颈动脉超声信号中每一列信号分别对应的正向最大频率点和反向最大频率点，得到颈动脉超声信号对应的波形。
具体地，通过将颈动脉超声图谱中每一列信号分别对应的正向最大频率点依次连接，从而得到对应的正向包络线，通过将颈动脉超声图谱中每一列信号分别对应的反向最大频率点依次连接，从而得到对应的反向包络线，由正向包络线和反向包络线组成的波形则为颈动脉超声图谱对应的波形。
上述实施例中，通过对颈动脉超声信号中的每一列信号进行傅里叶变换，得到对应的功率谱密度信号，并对功率谱密度信号进行积分处理，以获取功率谱密度信号对应的列信号中的正向最大频率点和反向最大频率点，并连接颈动脉超声信号中每一列信号分别对应的正向最大频率点和反向最大频率点，得到颈动脉超声信号对应的波形，进而根据波形可以较为方便的评估复苏状态。
在一个实施例中，如图5所示，上述对功率谱密度信号进行积分处理，获取功率谱密度信号对应的列信号中的正向最大频率点和反向最大频率点的步骤，具体可以包括：
步骤502，基于功率谱密度信号对应的第一频率区间对功率谱密度信号进行第一积分处理，得到对应的第一积分曲线。
其中，第一频率区间是指功率谱密度信号所对应的频率区间。第一积分处理实质是对超声图谱中列信号的灰度从低频到高频的累加过程。第一积分曲线是对功率谱密度信号进行第一积分处理后得到的积分结果。
在本实施例，如图6所示，通过对图4中的功率谱密度信号S(n)进行第一积分处理，从而得到对应的第一积分曲线P(n)。具体地，第一积分曲线P(n)是对颈动脉超声图谱中第n列信号对应的功率谱密度信号S(n)积分的离散数据点曲线，即对功率谱密度信号S(n)随频率的增加进行积分得到的离散数据点曲线。可以理解的是，对于超声图谱中不同的列信号n，其对应的功率谱密度信号S(n)可能存在不同，则进行积分处理后得到的第一积分曲线P(n)也存在不同。
步骤504，根据第一积分曲线确定功率谱密度信号的最大能量点。
由于功率谱的纵坐标为能量，最大能量点则为图4所示的功率谱中纵坐标最大的点。又由于第一积分曲线P(n)是对图4所示的功率谱密度信号S(n)进行积分处理后得到的，因此，在本实施例中，通过图6所示的第一积分曲线P(n)可以较为方便地确定功率谱密度信号S(n)的最大能量点。
具体地，如图6所示，首先确定第一积分曲线P(n)的首尾两个端点，然后通过第一参考线K1连接该两个端点，其中，第一参考线K1为直线。进而获取第一参考线K1与第一积分曲线P(n)之间的第一交叉点m1，该第一交叉点m1则为功率谱密度信号的最大能量点。
步骤506，根据最大能量点确定功率谱密度信号的两个最小能量点。
由于最大能量点为功率谱中纵坐标最大的点，则最小能量点为功率谱中纵坐标最小的点。
在本实施例中，基于上述步骤确定的最大能量点也即第一交叉点m1将功率谱密度信号S(n)划分为两个信号区间，并分别获取每个信号区间内纵坐标最小的点作为功率谱密度信号的最小能量点。
具体地，如图7所示，通过第一交叉点m1在横坐标方向上的位置将功率谱密度信号S(n)进行区域划分，得到S(1)到S(m1)的信号区间以及S(m1)到S(n)的信号区间(其中，S(1)为坐标原点对应的信号点，S(m1)为m1信号点对应的横坐标，S(n)为远离原点的信号点n对应的横坐标)。并搜索S(1)到S(m1)的信号区间中纵坐标最小的点，得到lowest_p，以及搜索S(m1)到S(n)的信号区间中纵坐标最小的点，得到lowest_r，从而得到两个最小能量点lowest_p和lowest_r。
步骤508，基于两个最小能量点对应的第二频率区间对相应区间的功率谱密度信号进行第二积分处理，得到对应的第二积分曲线。
在本实施例中，在通过上述步骤确定两个最小能量点后，则以该两个最小能量点分别对应的横坐标所组成的区间为第二频率区间，并对该区间所对应的功率谱密度信号进行第二积分处理，从而得到对应的第二积分曲线。
具体地，如图7所示，若最小能量点lowest_p至lowest_r的区间所对应的功率谱密度信号为S(p_r)(S(p_r)是从S(n)中截取的从lowest_p至lowest_r的信号区间对应的信号),则以lowest_p至lowest_r所组成的第二频率区间作为积分区间对S(p_r)进行第二积分处理，从而得到如图8所示的第二积分曲线P(m)。
步骤510，根据第二积分曲线确定功率谱密度信号对应的列信号中的正向最大频率点和反向最大频率点。
具体地，如图8所示，首先通过获取第二积分曲线P(m)的首部第一端点和尾部第二端点，然后通过第二参考线K2连接第一端点和第二端点，其中，第二参考线K2为直线。第一端点为第二积分曲线P(m)中离原点最近的端点，第二端点则为第二积分曲线P(m)中远离原点的端点。
进而确定第二参考线K2与第二积分曲线P(m)之间的第二交叉点m2、正向频率点locate_p和反向频率点locate_r。其中，正向频率点locate_p为第二积分曲线P(m)到第二参考线K2的正向最大距离对应的频率点，反向频率点locate_r为第二积分曲线P(m)到第二参考线K2的反向最大距离对应的频率点。
获取第一端点至第二交叉点m2之间以正向频率点locate_p分割的两边信号对应的第一平均值差值，即获取第一端点至正向频率点locate_p之间所有信号点分别对应的频率的第一平均值，并获取正向频率点locate_p至第二交叉点m2之间所有信号点分别对应的频率的第二平均值，并计算第一平均值与第二平均值之间的差值，该差值即为第一平均值差值。当第一平均值差值大于或等于预设阈值时，将该正向频率点locate_p确定为正向最大频率点。其中，预设阈值的范围可以是0至255之间的任意值。
同理，获取第二交叉点m2至第二端点之间以反向频率点locate_r分割的两边的第二平均值差值，当第二平均值差值大于或等于预设阈值时，将该反向频率点locate_r确定为反向最大频率点。
而当第一平均值差值小于预设阈值时，则向第二交叉点的方向移动正向频率点，即确定locate_(p+1)为正向频率点，并返回执行获取第一端点至第二交叉点之间以正向频率点分割的两边信号对应的第一平均值差值的步骤，直到第一平均值差值大于或等于预设阈值时，则对应的正向频率点可以确定为正向最大频率点。
同理，当第二平均值差值小于预设阈值时，向第二交叉点的方向移动反向频率点，即确定locate_(r-1)为反向频率点，并返回执行获取第二交叉点至第二端点之间以反向频率点分割的两边信号对应的第二平均值差值的步骤，直到第二平均值差值大于或等于预设阈值时，则对应的反向频率点可以确定为反向最大频率点。
通过对超声图谱中每一列信号对应的功率谱密度信号分别进行如图5所示的处理，即可得到每一列信号对应的正向最大频率点和反向最大频率点。通过将超声图谱中每一列信号分别对应的正向最大频率点依次连接，从而得到对应的正向包络线，通过将超声图谱中每一列信号分别对应的反向最大频率点依次连接，从而得到对应的反向包络线，由正向包络线和反向包络线组成的波形则为超声图谱对应的波形包络线(如图9所示)。
上述实施例中，通过对功率谱密度信号进行第一积分处理，从而确定最大能量点和最小能量点，以实现对信号进行滤波去噪的目的，进而对滤波去噪后的信号进行第二积分处理，从而能够较为准确的确定超声图谱中对应列信号的正向最大频率点和反向最大频率点，通过预设阈值的方式还可以灵活调节波形的紧贴程度。
在一个实施例中，上述血流参数包括血容量，而血容量还包括收缩期血容量和舒张期血容量；则如图10所示，上述根据波形获取血流参数，具体可以包括：
步骤1002，根据波形，确定一个周期内相邻两个波峰之间的最低波谷处为第一分界点。
具体地，图9得到的是包括正向包络线和反向包络线的波形，又由于颈动脉血流量仅与正向波形(即由正向包络线与横坐标所组成的波形)有关，因此，在本实施例中，基于坐标原点为起始点对图9所示的波形进行调整，并滤除横坐标以下的反向波形，从而得到如图11所示的颈动脉超声图谱对应的正向波形。
由图11所示的波形可知，波形是呈周期性变化的，因此，首先确定波形中的每个周期，例如，图11中的T1、T2。然后，对于每个周期，将相邻两个波峰之间的最低波谷处确定为分界点，例如，对于周期T1，确定波峰F1与波峰F2之间的最低点G1(即对应纵坐标最小的点)为第一分界点。进而通过后续步骤进行分析。
步骤1004，根据第一分界点在第一坐标方向对相邻两个波峰进行分割，得到分割后的收缩期区域和舒张期区域。
其中，第一坐标方向是指横坐标方向。具体地，基于上述分界点G1在横坐标上对周期T1中的波形进行分割(延图中虚线所示进行分割)，从而得到由T1起点至分界点G1的波形区域(T1中虚线左侧区域)，即收缩期区域，并得到由分界点G1至T1终点的波形区域(T1中虚线右侧区域)，即舒张期区域。
步骤1006，将收缩期区域对应的收缩期血流对时间的第一积分值作为收缩期血容量，以及将舒张期区域对应的舒张期血流对时间的第二积分值作为舒张期血容量。
具体地，基于上述分割的区域分别进行速度时间积分，例如，以收缩期区域来说，计算该区域对应的收缩期血流对时间的积分，从而得到第一积分值，该第一积分值则为收缩期血容量。而对于舒张期区域，同样计算该区域对应的舒张期血流对时间的积分，以得到第二积分值，该第二积分值则为舒张期血容量。从而基于波形准确的得到收缩期血容量和舒张期血容量。
在一个实施例中，上述血流参数还包括颈动脉的血流峰值速度；则根据波形获取血流参数，具体包括：获取收缩期区域中波峰对应的第一高度值，将该第一高度值确定为血流峰值速度。具体地，如图11所示，收缩期区域中波峰对应的最大高度值H1则为血流峰值速度即VPK，从而基于波形准确的得到血流峰值速度。
在一个实施例中，上所述血流参数还包括基础血流速度。则如图12所示，上述根据波形获取血流参数，具体还可以包括：
步骤1202，根据波形，确定一个周期内相邻两个波峰之间的最低波谷处为第一分界点。
步骤1204，根据第一分界点在第一坐标方向对相邻两个波峰进行分割，得到分割后的收缩期区域和舒张期区域。
需要说明的是，本实施例中的第一分界点与上述实施例中的第一分界点含义相同，确定方法也相同，具体可参考上述步骤1002和步骤1004，本实施例中不再对此进行赘述。
步骤1206，基于收缩期区域的起点和舒张期区域的终点在第二坐标方向对周期的波形进行分割，得到分割后的基础血流区域和脉动血流区域。
其中，第二坐标方向是指纵坐标方向。具体地，基于收缩期区域的起点S1和舒张期区域的终点E1在第二坐标方向对周期T1中的波形进行分割，从而得到由原点至S1点的区域，即基础血流区域(图11中周期T1的黑色矩形区域)，以及得到由S1点至波峰F1的最高点的波形区域，即脉动血流区域(图11中波峰F1和波峰F2所组成的灰色波形区域)。
步骤1208，获取基础血流区域的第二高度值，将第二高度值确定为基础血流速度。
具体地，如图11所示，将基础血流区域(图11中黑色矩形区域)的高度值H2作为基础血流速度。从而基于波形准确的得到基础血流速度。
在一个实施例中，当场景参数为胸外按压场景时，上述根据场景参数以及血流参数确定复苏状态并显示，具体包括：当基础血流速度大于第一阈值时，确定复苏状态为复苏有效，显示复苏有效的状态；或者，当血容量满足第一设定条件时，确定复苏状态为复苏有效，显示复苏有效的状态。
其中，第一阈值可以是一定量的血流峰值速度。例如，第一阈值是5％的血流峰值速度。则在胸外按压场景下，当由上述方法得到的基础血流速度大于5％的血流峰值速度时，确定复苏状态为复苏有效，表示此时心脏已复跳，显示复苏有效的状态。
第一设定条件则包括收缩期血容量和舒张期血容量大小的条件。具体地，当舒张期血容量大于一定量的收缩期血容量时，则表示血容量满足第一设定条件。例如，当在胸外按压场景下，当由上述方法得到的舒张期血容量大于15％的收缩期血容量时，则表示血容量满足第一设定条件，从而可以确定复苏状态为复苏有效，表示此时心脏已复跳，显示复苏有效的状态。
在一个实施例中，上述根据场景参数以及血流参数确定复苏状态并显示，具体还可以包括：当基础血流速度大于第二阈值，且血容量满足第二设定条件时，确定复苏状态为复苏有效，并显示复苏有效的状态。
其中，第二阈值小于第一阈值，第二设定条件不同于第一设定条件。具体地，当第一阈值为5％的血流峰值速度时，第二阈值可以是5％的血流峰值速度。当第一设定条件为舒张期血容量大于15％的收缩期血容量时，第二设定条件则可以是舒张期血容量大于5％的收缩期血容量。则在本实施例中，当在胸外按压场景下，由上述方法得到的基础血流速度大于3％的血流峰值速度，且舒张期血容量大于5％的收缩期血容量时，则可以确定复苏状态为复苏有效，表示此时心脏已复跳，显示复苏有效的状态。
在一个实施例中，当场景参数不为胸外按压场景时，上述根据场景参数以及血流参数确定复苏状态并显示，具体还可以包括：当血流峰值速度大于设定阈值时，确定复苏状态为复苏有效，显示复苏有效的状态。
其中，设定阈值可以是预先设定的血流峰值速度的大小。例如，设定阈值可以是50cm/s，则在非胸外按压场景下，当由上述方法测得的血流峰值速度大于50cm/s时，则可以确定复苏状态为复苏有效，表示此时心脏已复跳，显示复苏有效的状态。
在一个实施例中，当场景参数为人工呼吸和AED自动除颤过程时，若连续监测到至少两个周期的基础血流时，则可以确定复苏状态为复苏有效，表示此时心脏已复跳，显示复苏有效的状态。
本申请提供的心肺复苏反馈方法，可以通过分析颈动脉血流情况，尤其是血流包络形态来判断复苏的状态。以替代心电作为判断标准，由于常规的心电判断会导致胸外按压时心电混乱，还可能会导致无脉心搏PEA(pulseless electrical activity)的情况出现。而通过本申请的方法不仅可以不影响和干扰CPR过程中其它抢救措施的连续性，而且还能够准确识别CPR不同场景下的复苏状态。
应该理解的是，虽然如上所述的各实施例所涉及的流程图中的各个步骤按照箭头的指示依次显示，但是这些步骤并不是必然按照箭头指示的顺序依次执行。除非本文中有明确的说明，这些步骤的执行并没有严格的顺序限制，这些步骤可以以其它的顺序执行。而且，如上所述的各实施例所涉及的流程图中的至少一部分步骤可以包括多个步骤或者多个阶段，这些步骤或者阶段并不必然是在同一时刻执行完成，而是可以在不同的时刻执行，这些步骤或者阶段的执行顺序也不必然是依次进行，而是可以与其它步骤或者其它步骤中的步骤或者阶段的至少一部分轮流或者交替地执行。
基于同样的发明构思，本申请实施例还提供了一种用于实现上述所涉及的心肺复苏反馈方法的心肺复苏反馈装置。该装置所提供的解决问题的实现方案与上述方法中所记载的实现方案相似，故下面所提供的一个或多个心肺复苏反馈装置实施例中的具体限定可以参见上文中对于心肺复苏反馈方法的限定，在此不再赘述。
在一个实施例中，如图13所示，提供了一种心肺复苏反馈装置，包括：数据获取模块1302、信号处理模块1304、血流参数获取模块1306以及显示模块1308，其中：
数据获取模块1302，用于获取心肺复苏过程中的颈动脉超声信号以及所述心肺复苏的场景参数；
信号处理模块1304，用于对所述颈动脉超声信号进行信号处理，得到与所述颈动脉超声信号对应的波形；
血流参数获取模块1306，用于根据所述波形获取血流参数，所述血流参数包括颈动脉的血流峰值速度、基础血流速度以及血容量中的至少一种；
显示模块1308，用于根据所述场景参数以及所述血流参数确定复苏状态并显示。
在一个实施例中，当所述场景参数为胸外按压场景时，显示模块还可以用于：当所述基础血流速度大于第一阈值时，确定所述复苏状态为复苏有效，显示复苏有效的状态；或者，当所述血容量满足第一设定条件时，确定所述复苏状态为复苏有效，显示复苏有效的状态。
在一个实施例中，显示模块还可以用于：当所述基础血流速度大于第二阈值，且所述血容量满足第二设定条件时，确定所述复苏状态为复苏有效，所述第二阈值小于所述第一阈值；显示复苏有效的状态。
在一个实施例中，当所述场景参数不为胸外按压场景时，显示模块还可以用于：当所述血流峰值速度大于设定阈值时，确定所述复苏状态为复苏有效，显示复苏有效的状态。
在一个实施例中，信号处理模块还可以用于：对所述颈动脉超声信号中的每一列信号进行傅里叶变换，得到对应的功率谱密度信号；对所述功率谱密度信号进行积分处理，获取所述功率谱密度信号对应的列信号中的正向最大频率点和反向最大频率点；连接所述颈动脉超声信号中每一列信号分别对应的正向最大频率点和反向最大频率点，得到所述颈动脉超声信号对应的波形。
在一个实施例中，所述血流参数包括血容量，所述血容量包括收缩期血容量和舒张期血容量；血流参数获取模块还可以用于：根据所述波形，确定一个周期内相邻两个波峰之间的最低波谷处为第一分界点；根据所述第一分界点在第一坐标方向对所述相邻两个波峰进行分割，得到分割后的收缩期区域和舒张期区域；将所述收缩期区域对应的收缩期血流对时间的第一积分值作为收缩期血容量，以及将所述舒张期区域对应的舒张期血流对时间的第二积分值作为舒张期血容量。
在一个实施例中，所述血流参数包括颈动脉的血流峰值速度；血流参数获取模块还可以用于：获取所述收缩期区域中波峰对应的第一高度值，将所述第一高度值确定为血流峰值速度。
在一个实施例中，所述血流参数包括基础血流速度；血流参数获取模块还可以用于：根据所述波形，确定一个周期内相邻两个波峰之间的最低波谷处为第一分界点；根据所述第一分界点在第一坐标方向对所述相邻两个波峰进行分割，得到分割后的收缩期区域和舒张期区域；基于所述收缩期区域的起点和所述舒张期区域的终点在第二坐标方向对所述周期的波形进行分割，得到分割后的基础血流区域和脉动血流区域；获取所述基础血流区域的第二高度值，将所述第二高度值确定为基础血流速度。
上述心肺复苏反馈装置中的各个模块可全部或部分通过软件、硬件及其组合来实现。上述各模块可以硬件形式内嵌于或独立于计算机设备中的处理器中，也可以以软件形式存储于计算机设备中的存储器中，以便于处理器调用执行以上各个模块对应的操作。
在一个实施例中，提供了一种计算机设备，该计算机设备可以是终端，其内部结构图可以如图14所示。该计算机设备包括通过***总线连接的处理器、存储器、通信接口、显示屏和输入装置。其中，该计算机设备的处理器用于提供计算和控制能力。该计算机设备的存储器包括非易失性存储介质、内存储器。该非易失性存储介质存储有操作***和计算机程序。该内存储器为非易失性存储介质中的操作***和计算机程序的运行提供环境。该计算机设备的通信接口用于与外部的终端进行有线或无线方式的通信，无线方式可通过WIFI、移动蜂窝网络、NFC(近场通信)或其他技术实现。该计算机程序被处理器执行时以实现一种基于超声的颈动脉血流确定方法。该计算机设备的显示屏可以是液晶显示屏或者电子墨水显示屏，该计算机设备的输入装置可以是显示屏上覆盖的触摸层，也可以是计算机设备外壳上设置的按键、轨迹球或触控板，还可以是外接的键盘、触控板或鼠标等。
本领域技术人员可以理解，图14中示出的结构，仅仅是与本申请方案相关的部分结构的框图，并不构成对本申请方案所应用于其上的计算机设备的限定，具体的计算机设备可以包括比图中所示更多或更少的部件，或者组合某些部件，或者具有不同的部件布置。
在一个实施例中，提供了一种计算机设备，包括存储器和处理器，存储器中存储有计算机程序，该处理器执行计算机程序时实现如上所述方法的步骤。
在一个实施例中，提供了一种计算机可读存储介质，其上存储有计算机程序，计算机程序被处理器执行时实现如上所述方法的步骤。
在一个实施例中，提供了一种计算机程序产品，包括计算机程序，该计算机程序被处理器执行时实现如上所述方法的步骤。
本领域普通技术人员可以理解实现上述实施例方法中的全部或部分流程，是可以通过计算机程序来指令相关的硬件来完成，所述的计算机程序可存储于一非易失性计算机可读取存储介质中，该计算机程序在执行时，可包括如上述各方法的实施例的流程。其中，本申请所提供的各实施例中所使用的对存储器、数据库或其它介质的任何引用，均可包括非易失性和易失性存储器中的至少一种。非易失性存储器可包括只读存储器(Read-OnlyMemory，ROM)、磁带、软盘、闪存、光存储器、高密度嵌入式非易失性存储器、阻变存储器(ReRAM)、磁变存储器(Magnetoresistive Random Access Memory，MRAM)、铁电存储器(Ferroelectric Random Access Memory，FRAM)、相变存储器(Phase Change Memory，PCM)、石墨烯存储器等。易失性存储器可包括随机存取存储器(Random Access Memory，RAM)或外部高速缓冲存储器等。作为说明而非局限，RAM可以是多种形式，比如静态随机存取存储器(Static Random Access Memory，SRAM)或动态随机存取存储器(Dynamic RandomAccess Memory，DRAM)等。本申请所提供的各实施例中所涉及的数据库可包括关系型数据库和非关系型数据库中至少一种。非关系型数据库可包括基于区块链的分布式数据库等，不限于此。本申请所提供的各实施例中所涉及的处理器可为通用处理器、中央处理器、图形处理器、数字信号处理器、可编程逻辑器、基于量子计算的数据处理逻辑器等，不限于此。
应当理解，以上实施例均为示例性的，不用于包含权利要求所包含的所有可能的实施方式。在不脱离本公开的范围的情况下，还可以在以上实施例的基础上做出各种变形和改变。同样的，也可以对以上实施例的各个技术特征进行任意组合，以形成可能没有被明确描述的本发明的另外的实施例。因此，上述实施例仅表达了本发明的几种实施方式，不对本发明专利的保护范围进行限制。
Claims (15)
1.一种心肺复苏反馈装置，其特征在于，所述装置包括：
数据获取模块，用于获取心肺复苏过程中的颈动脉超声信号以及所述心肺复苏的场景参数；
信号处理模块，用于对所述颈动脉超声信号进行信号处理，得到与所述颈动脉超声信号对应的波形；
血流参数获取模块，用于根据所述波形获取血流参数，所述血流参数包括颈动脉的血流峰值速度、基础血流速度以及血容量中的至少一种；
显示模块，用于根据所述场景参数以及所述血流参数确定复苏状态并显示；
其中，当所述场景参数为胸外按压场景时，所述根据所述场景参数以及所述血流参数确定复苏状态并显示，包括：
当所述基础血流速度大于第一阈值时，确定所述复苏状态为复苏有效，显示复苏有效的状态；或者，
当所述血容量满足第一设定条件时，确定所述复苏状态为复苏有效，显示复苏有效的状态；或者，
当所述基础血流速度大于第二阈值，且所述血容量满足第二设定条件时，确定所述复苏状态为复苏有效，所述第二阈值小于所述第一阈值；显示复苏有效的状态；
其中，当所述场景参数不为胸外按压场景时，所述根据所述场景参数以及所述血流参数确定复苏状态并显示，包括：
当所述血流峰值速度大于设定阈值时，确定所述复苏状态为复苏有效，显示复苏有效的状态。
2.根据权利要求1所述的心肺复苏反馈装置，其特征在于，所述对所述颈动脉超声信号进行信号处理，得到与所述颈动脉超声信号对应的波形，包括：
对所述颈动脉超声信号中的每一列信号进行傅里叶变换，得到对应的功率谱密度信号；
对所述功率谱密度信号进行积分处理，获取所述功率谱密度信号对应的列信号中的正向最大频率点和反向最大频率点；
连接所述颈动脉超声信号中每一列信号分别对应的正向最大频率点和反向最大频率点，得到所述颈动脉超声信号对应的波形。
3.根据权利要求1或2所述的心肺复苏反馈装置，其特征在于，所述血流参数包括血容量，所述血容量包括收缩期血容量和舒张期血容量；所述根据所述波形获取血流参数，包括：
根据所述波形，确定一个周期内相邻两个波峰之间的最低波谷处为第一分界点；
根据所述第一分界点在第一坐标方向对所述相邻两个波峰进行分割，得到分割后的收缩期区域和舒张期区域；
将所述收缩期区域对应的收缩期血流对时间的第一积分值作为收缩期血容量，以及将所述舒张期区域对应的舒张期血流对时间的第二积分值作为舒张期血容量。
4.根据权利要求3所述的心肺复苏反馈装置，其特征在于，所述血流参数包括颈动脉的血流峰值速度；所述根据所述波形获取血流参数，包括：
获取所述收缩期区域中波峰对应的第一高度值，将所述第一高度值确定为血流峰值速度。
5.根据权利要求1或2所述的心肺复苏反馈装置，其特征在于，所述血流参数包括基础血流速度；所述根据所述波形获取血流参数，包括：
根据所述波形，确定一个周期内相邻两个波峰之间的最低波谷处为第一分界点；
根据所述第一分界点在第一坐标方向对所述相邻两个波峰进行分割，得到分割后的收缩期区域和舒张期区域，所述第一坐标方向为横坐标方向；
基于所述收缩期区域的起点和所述舒张期区域的终点在第二坐标方向对所述周期的波形进行分割，得到分割后的基础血流区域和脉动血流区域，所述第二坐标方向为纵坐标方向；
获取所述基础血流区域的第二高度值，将所述第二高度值确定为基础血流速度。
6.一种计算机设备，包括存储器和处理器，所述存储器存储有计算机程序，其特征在于，所述处理器执行所述计算机程序时实现如下步骤：
获取心肺复苏过程中的颈动脉超声信号以及所述心肺复苏的场景参数；
对所述颈动脉超声信号进行信号处理，得到与所述颈动脉超声信号对应的波形；
根据所述波形获取血流参数，所述血流参数包括颈动脉的血流峰值速度、基础血流速度以及血容量中的至少一种；
根据所述场景参数以及所述血流参数确定复苏状态并显示；
其中，当所述场景参数为胸外按压场景时，所述根据所述场景参数以及所述血流参数确定复苏状态并显示，包括：
当所述基础血流速度大于第一阈值时，确定所述复苏状态为复苏有效，显示复苏有效的状态；或者，
当所述血容量满足第一设定条件时，确定所述复苏状态为复苏有效，显示复苏有效的状态；或者，
当所述基础血流速度大于第二阈值，且所述血容量满足第二设定条件时，确定所述复苏状态为复苏有效，所述第二阈值小于所述第一阈值；显示复苏有效的状态；
其中，当所述场景参数不为胸外按压场景时，所述根据所述场景参数以及所述血流参数确定复苏状态并显示，包括：
当所述血流峰值速度大于设定阈值时，确定所述复苏状态为复苏有效，显示复苏有效的状态。
7.根据权利要求6所述的计算机设备，其特征在于，所述对所述颈动脉超声信号进行信号处理，得到与所述颈动脉超声信号对应的波形，包括：
对所述颈动脉超声信号中的每一列信号进行傅里叶变换，得到对应的功率谱密度信号；
对所述功率谱密度信号进行积分处理，获取所述功率谱密度信号对应的列信号中的正向最大频率点和反向最大频率点；
连接所述颈动脉超声信号中每一列信号分别对应的正向最大频率点和反向最大频率点，得到所述颈动脉超声信号对应的波形。
8.根据权利要求6或7所述的计算机设备，其特征在于，所述血流参数包括血容量，所述血容量包括收缩期血容量和舒张期血容量；所述根据所述波形获取血流参数，包括：
根据所述波形，确定一个周期内相邻两个波峰之间的最低波谷处为第一分界点；
根据所述第一分界点在第一坐标方向对所述相邻两个波峰进行分割，得到分割后的收缩期区域和舒张期区域；
将所述收缩期区域对应的收缩期血流对时间的第一积分值作为收缩期血容量，以及将所述舒张期区域对应的舒张期血流对时间的第二积分值作为舒张期血容量。
9.根据权利要求8所述的计算机设备，其特征在于，所述血流参数包括颈动脉的血流峰值速度；所述根据所述波形获取血流参数，包括：
获取所述收缩期区域中波峰对应的第一高度值，将所述第一高度值确定为血流峰值速度。
10.根据权利要求6或7所述的计算机设备，其特征在于，所述血流参数包括基础血流速度；所述根据所述波形获取血流参数，包括：
根据所述波形，确定一个周期内相邻两个波峰之间的最低波谷处为第一分界点；
根据所述第一分界点在第一坐标方向对所述相邻两个波峰进行分割，得到分割后的收缩期区域和舒张期区域，所述第一坐标方向为横坐标方向；
基于所述收缩期区域的起点和所述舒张期区域的终点在第二坐标方向对所述周期的波形进行分割，得到分割后的基础血流区域和脉动血流区域，所述第二坐标方向为纵坐标方向；
获取所述基础血流区域的第二高度值，将所述第二高度值确定为基础血流速度。
11.一种计算机可读存储介质，其上存储有计算机程序，其特征在于，所述计算机程序被处理器执行时实现如下步骤：
获取心肺复苏过程中的颈动脉超声信号以及所述心肺复苏的场景参数；
对所述颈动脉超声信号进行信号处理，得到与所述颈动脉超声信号对应的波形；
根据所述波形获取血流参数，所述血流参数包括颈动脉的血流峰值速度、基础血流速度以及血容量中的至少一种；
根据所述场景参数以及所述血流参数确定复苏状态并显示；
其中，当所述场景参数为胸外按压场景时，所述根据所述场景参数以及所述血流参数确定复苏状态并显示，包括：
当所述基础血流速度大于第一阈值时，确定所述复苏状态为复苏有效，显示复苏有效的状态；或者，
当所述血容量满足第一设定条件时，确定所述复苏状态为复苏有效，显示复苏有效的状态；或者，
当所述基础血流速度大于第二阈值，且所述血容量满足第二设定条件时，确定所述复苏状态为复苏有效，所述第二阈值小于所述第一阈值；显示复苏有效的状态；
其中，当所述场景参数不为胸外按压场景时，所述根据所述场景参数以及所述血流参数确定复苏状态并显示，包括：
当所述血流峰值速度大于设定阈值时，确定所述复苏状态为复苏有效，显示复苏有效的状态。
12.根据权利要求11所述的计算机可读存储介质，其特征在于，所述对所述颈动脉超声信号进行信号处理，得到与所述颈动脉超声信号对应的波形，包括：
对所述颈动脉超声信号中的每一列信号进行傅里叶变换，得到对应的功率谱密度信号；
对所述功率谱密度信号进行积分处理，获取所述功率谱密度信号对应的列信号中的正向最大频率点和反向最大频率点；
连接所述颈动脉超声信号中每一列信号分别对应的正向最大频率点和反向最大频率点，得到所述颈动脉超声信号对应的波形。
13.根据权利要求11或12所述的计算机可读存储介质，其特征在于，所述血流参数包括血容量，所述血容量包括收缩期血容量和舒张期血容量；所述根据所述波形获取血流参数，包括：
根据所述波形，确定一个周期内相邻两个波峰之间的最低波谷处为第一分界点；
根据所述第一分界点在第一坐标方向对所述相邻两个波峰进行分割，得到分割后的收缩期区域和舒张期区域；
将所述收缩期区域对应的收缩期血流对时间的第一积分值作为收缩期血容量，以及将所述舒张期区域对应的舒张期血流对时间的第二积分值作为舒张期血容量。
14.根据权利要求13所述的计算机可读存储介质，其特征在于，所述血流参数包括颈动脉的血流峰值速度；所述根据所述波形获取血流参数，包括：
获取所述收缩期区域中波峰对应的第一高度值，将所述第一高度值确定为血流峰值速度。
15.根据权利要求11或12所述的计算机可读存储介质，其特征在于，所述血流参数包括基础血流速度；所述根据所述波形获取血流参数，包括：
根据所述波形，确定一个周期内相邻两个波峰之间的最低波谷处为第一分界点；
根据所述第一分界点在第一坐标方向对所述相邻两个波峰进行分割，得到分割后的收缩期区域和舒张期区域，所述第一坐标方向为横坐标方向；
基于所述收缩期区域的起点和所述舒张期区域的终点在第二坐标方向对所述周期的波形进行分割，得到分割后的基础血流区域和脉动血流区域，所述第二坐标方向为纵坐标方向；
获取所述基础血流区域的第二高度值，将所述第二高度值确定为基础血流速度。
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