技术领域
本发明主要涉及医疗仪器领域，更具体地说是涉及一种胸外按压质量的 监控方法和系统。
背景技术
心脏骤停(cardiacarrest,CA)，又称心源性猝死(suddendeath)，该疾 病发生后如得不到及时地抢救，4～6min后会造成患者大脑和其他重要器官的 不可逆的损害。因此，心搏骤停后的心肺复苏(cardiopulmonaryresuscitation, CPR)必须在现场尽快进行，才能为心脏病患者的进一步治疗争取时间，从而 提高抢救心脏骤停患者的成功率。
目前，胸外按压作为最常用的一种心肺复苏手段之一，其质量与按压深 度、按压频率和胸廓的回弹程度等密切相关，在实际抢救中，必须要有足够 的按压深度，才能保持一定冠状动脉灌注压(CoronaryPerfusionPressure， CPP)，而CPP是目前预测患者能否恢复自主循环(ReturnOfSpontaneous Circulation，ROSC)最直接的指标。由此可见，在抢救心脏骤停患者过程中， 对胸外按压质量的监控显得尤为重要。
然而，现有技术中用于实现对胸外按压质量监控的设备很多，使得整个 监控设备体积庞大，携带非常不便；而且，各设备与监控器之间的线路连接 复杂，需要准备时间较长，将会影响对心脏病患者进行胸外按压的最佳治疗 时间，甚至会威胁到患者的生命安全。
发明内容
有鉴于此，本发明提供了一种胸外按压质量的监控方法和系统，利用胸 阻抗信号实时监测胸外按压质量，无需外加装置且无需数据线路连接，节约 了操作时间，提高了便携性，从而简化了整个监控系统的结构，使其体积减 小，便于携带。
为了实现上述目的，本申请提供了以下技术方案：
一种胸外按压质量的监控方法，包括：
在胸外按压过程中，检测设置在患者身上的除颤电极反馈的所述患者的 当前胸阻抗信号；
对所述当前胸阻抗信号进行处理，得到满足预设传输协议要求的当前胸 阻抗数据；
通过无线方式将所述当前胸阻抗数据发送至与预设的移动终端进行处 理，以确定所述胸外按压的当前质量。
优选的，所述无线方式具体为蓝牙方式。
优选的，当所述移动终端得到的所述当前胸阻抗数据后，还包括：
将所述当前胸阻抗数据与预存的标准数据进行比较；
根据比较结果表示所述胸外按压不合格时，输出相应的提示信息。
优选的，在所述移动终端得到所述当前胸阻抗数据之后，还包括：
通过无线方式将所述当前胸阻抗数据上传至监控中心进行远程监控。
一种胸外按压质量的监控系统，包括：
至少一个移动终端；
与设置在患者身上的除颤电极相连，在胸外按压过程中，检测所述除颤 电极反馈的所述患者的当前胸阻抗信号的信号检测装置；
与所述信号检测装置相连，接收所述信号检测装置发送的所述患者的当 前胸阻抗信号，并对所述当前胸阻抗信号进行处理，得到满足预设传输协议 要求的当前胸阻抗数据的信号处理装置；
与所述信号处理装置相连，通过无线方式将所述当前胸阻抗数据发送至 所述至少一个移动终端进行，以确定所述胸外按压的当前质量的无线通信装 置；
分别与所述信号检测装置、所述信号处理装置和所述无线通信装置相连 的电源装置。
优选的，所述无线通信装置具体为蓝牙模块。
优选的，所述系统还包括：
与所述电源装置相连，产生用于施加给患者的激励信号，以改变所述患 者的当前胸阻抗的频率产生装置。
优选的，所述频率产生装置包括：
对所述电源装置输出的交变信号进行调节，得到频率和幅值成正比的调 频信号的V/F转换器；
与所述V/F转换器输出端相连，对所述调频信号进行整合处理，得到差 动电压的FET放大器；
与所述FET放大器相连，对所述差动电压进行变压处理形成差动信号的 两组变压器。
优选的，所述信号处理装置包括：
与所述信号检测装置相连，对所述信号检测装置发送的当前胸阻抗信号 进行放大的第一放大器；
与所述第一放大器相连的第一LM358芯片；
与所述第一LM358芯片相连，对接收到的电压信号进行整形处理的整形 电路；
与所述整形电路相连，对整形后的电压信号进行放大的第二放大器；
与所述第二放大电路相连的第二LM358芯片；
输入端与所述第二LM358芯片相连，输出端与所述第一LM358芯片相 连的第三放大器；
与所述第三放大器相连模数转换器；
分别与所述模数转换器和所述无线通信装置相连，按照预设传输协议要 求对接收到的所述模数转换器发送的数字胸阻抗信号进行数据定义，并对定 义后的数据进行电平转换处理后，将得到的当前胸阻抗数据输送至所述无线 通信装置的下位机。
优选的，所述电源装置具体为双电源电路，所述双电源电路包括低压稳 压器和电压转换器。
由此可见，与现有技术相比，本申请提供了一种胸外按压质量的监控方 法和系统，在胸外按压过程中，通过实时检测设置在患者身上的除颤电极反 馈的该患者的当前胸阻抗信号，由于该胸阻抗信号不仅包含了操作者实施胸 外按压造成患者胸腔形变而产生的阻抗变化情况，而且还包含了由于心脏以 及血管内血流等变化引起胸阻抗信号变化情况，因而，本发明在得到患者的 当前胸阻抗信号后，即可通过对该当前胸阻抗信号进行处理，得到满足预设 传输协议要求的当前胸阻抗数据，并通过无线方式将该当前胸阻抗数据发送 至移动终端，从而利用该移动终端对当前胸阻抗数据进行处理，确定出该胸 外按压的当前质量，无需导线连接，方便且快捷，尤其适用于院外CPR监测， 不仅简化了监控系统结构，而且降低了数据在线路传输过程中存在的干扰， 提高了监控的准确度，从而提高了抢救心脏骤停患者的成功率。
附图说明
为了更清楚地说明本发明实施例或现有技术中的技术方案，下面将对实 施例或现有技术描述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，还可以根据提供的附图获得其他的附图。
图1为本发明一种胸外按压质量的监控方法实施例的流程示意图；
图2为本发明一种胸外按压质量的监控系统实施例的结构示意图；
图3为本发明一种胸外按压质量的监控系统的双电源电路的电路连接图；
图4(a)为本发明一种胸外按压质量的监控系统中的一种频率产生装置 的一部分电路连接图；
图4(b)为本发明一种胸外按压质量的监控系统中的一种频率产生装置 的另一部分电路连接图；
图5(a)为本发明一种胸外按压质量的监控系统中的信号处理装置的第 一放大器的电路连接图；
图5(b)为本发明一种胸外按压质量的监控系统的信号处理装置中的第 一LM358芯片部分电路连接图；
图5(c)为本发明一种胸外按压质量的监控系统的信号处理装置中的整 形电路的电路连接图；
图5(d)为本发明一种胸外按压质量的监控系统的信号处理装置中的第 二放大器的电路连接图；
图5(e)为本发明一种胸外按压质量的监控系统的信号处理装置中的第 三放大器的电路连接图；
图6为本发明一种胸外按压质量的监控系统中蓝牙传输的流程示意图。
具体实施方式
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，所描述的实施例仅仅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。
本申请提供了一种胸外按压质量的监控方法和系统，在胸外按压过程中， 本发明实施例通过实时检测设置在患者身上的除颤电极反馈的该患者的当前 胸阻抗信号，由于该胸阻抗信号不仅包含了操作者实施胸外按压造成患者胸 腔形变而产生的阻抗变化情况，而且还包含了由于心脏以及血管内血流等变 化引起胸阻抗信号变化情况，因而，本发明在得到患者的当前胸阻抗信号后， 即可通过对该当前胸阻抗信号进行处理，得到满足预设传输协议要求的当前 胸阻抗数据，并通过无线方式将该当前胸阻抗数据发送至移动终端，从而利 用该移动终端对当前胸阻抗数据进行处理，确定出该胸外按压的当前质量， 无需导线连接，方便且快捷，尤其适用于院外CPR监测，不仅简化了监控系 统结构，而且降低了数据在线路传输过程中存在的干扰，提高了监控的准确 度，从而提高了抢救心脏骤停患者的成功率。
参照图1所示的本发明一种胸外按压质量的监控方法实施例的流程示意 图，该方法的具体可以包括以下步骤：
步骤S11：在胸外按压过程中，采集设置在患者身上的除颤电极反馈的所 述患者的当前胸阻抗信号。
在本实施例的实际应用中，在进行胸外按压之前，通常都需要在患者身 体上设置除颤电极，而且，在操作者对患者进行胸外按压过程中，患者的胸 阻抗会随着按压深度以及频率等参数的变化而变化，因而，本发明通过监测 患者的胸阻抗信号(TransthoracicImpedance，TTI)的变化值来得知按压深度 的变化，进而再根据标准值判定当前按压深度是否合格，从而给予实施胸外 按压的操作者提示，来调整按压方式，实现对患者的正确救治。
基于此，本发明实施例通过向患者施加激励信号，并在胸外按压过程中， 患者响应该激励信号时产生的胸阻抗将发生变化，从而使流过贴在患者身上 的除颤电极上的电流信号发生变化，所以，本发明利用与该除颤电极连接的 信号采集电路实时采集该除颤电极上的电流信号，即患者的当前胸阻抗信号， 以便了解胸外按压使患者胸腔的变化，以及患者心脏和血管内血流等变化情 况，从而得知该胸外按压对患者的影响。
可选的，对于施加给患者的激励信号的产生过程，具体可以包括：首先， 对输入的交变信号进行调节，得到频率和幅值成正比的调频信号，其次，对 该调频信号进行整合处理得到差动电压，最后，对该差动电压进行变压处理 形成差动信号，作为施加给患者的激励信号。
需要说明的是，对于激励信号的产生过程除了上段记载的方式外也可以 采用其他方式，本发明对此不作具体限定。
步骤S12：对该当前胸阻抗信号进行处理，得到满足预设传输协议要求的 当前胸阻抗数据。
其中，在本实施例中，得到患者的当前胸阻抗信号后，经过放大、滤波、 整形等一些列处理后，再对其进行模数转换，将得到的数字信号发送至下位 机进行存储，此时，下位机可按照预存的数据传输协议(如HCI-RS232传输 协议等)进行数据定义，之后，经电平转换后得到满足上传要求的当前胸阻 抗数据。
步骤S13：通过无线方式将所述当前胸阻抗数据发送至预设的移动终端进 行处理，以确定对所述胸外按压的当前质量。
本实施例中，尤其是在院外进行胸外按压时，得到当前胸阻抗数据后， 直接通过无线方式发送给移动终端，以供专业人员进行分析，无线导线连接， 只要开启无线通信模块并建立该无线通信模块与移动终端之间的无线传输通 道即可，方便又快捷。
可选的，当现场人员无法根据得到的当前胸阻抗数据给予指导，且移动 终端所预先存储的标准数据不充分时，可通过该移动终端将当前胸阻抗数据 上传至监控中心，由专家据此给出专业的指导意见，从而实现对现场操作者 对患者实施胸外按压的远程控制，进一步提高了心脏病患者的抢救的成功率。
其中，在专家人数有限的情况下，该监控中心可通过不同的移动终端实 现对不同地方的胸外按压质量的监控系统进行集中监控，即一个专家可指导 多个操作者对各患者正确有效地实施胸外按压的，这扩大了对心脏病患者的 救治范围。
可选的，在上述实施例的基础上，当移动终端得到当前胸阻抗数据后可 将其与预存的标准数据进行比较，并根据比较结果来判定当前操作者实施的 胸外按压是否合格，若不合格，移动终端可及时输出相应提示信息，以指导 操作者调整按压力度、频率等，直至判断结果合格为止。其中，该提示信号 可以为蜂鸣声、指示灯闪烁信息或语音播报信息等等，本发明对此不作具体 限定。
当然，为了查看方便，移动终端也可以将所得参数绘制成表格或曲线后 显示，以便操作者根据直观的显示图像快速调整按压力度，从而提高抢救心 脏骤停患者的成功率。
进一步，为了避免操作者频繁观看移动终端的显示屏的显示内容，本发 明优选采用语音播报方式来输出上述提示信息。
可选的，在本实施例的实际应用中，若采用蓝牙方式进行数据传输，那 么，该移动终端可以为带有蓝牙功能的手机、电脑、蓝牙主机、PDA、PSP 等，本发明对此不作具体限定。
作为本发明另一实施例，当移动终端得到当前胸阻抗数据以及相应的提 示信息后，可将这些信息上传到监控中心进行备份，以便今后对患者的进一 步治疗提供参考，且实现了对操作者进行的胸外按压的监督。
综上所述，本发明实施例在胸外按压过程中，在胸外按压过程中，本发 明实施例通过实时检测设置在患者身上的除颤电极反馈的该患者的当前胸阻 抗信号，由于该胸阻抗信号不仅包含了操作者实施胸外按压造成患者胸腔形 变而产生的阻抗变化情况，而且还包含了由于心脏以及血管内血流等变化引 起胸阻抗信号变化情况，因而，本发明在得到患者的当前胸阻抗信号后，即 可通过对该当前胸阻抗信号进行处理，得到满足预设传输协议要求的当前胸 阻抗数据，并通过无线方式将该当前胸阻抗数据发送至移动终端，从而利用 该移动终端对当前胸阻抗数据进行处理，确定出该胸外按压的当前质量，无 需外加额外装置且没有数据连线，节约了操作时间，提高了便捷性，尤其适 用于院外CPR监测，不仅简化了监控系统结构，而且降低了数据在线路传输过 程中存在的干扰，提高了检测数据的准确性，从而保证了系统能够为操作者 实施的胸外按压提供正确的指导，以提高抢救心脏骤停患者的成功率。
参照图2所示的本发明一种胸外按压质量的监控系统实施例的结构示意 图，该系统可以包括：
至少一个移动终端21。
与设置在患者身上的除颤电极相连，在胸外按压过程中，检测该除颤电 极反馈的该患者的当前胸阻抗信号的信号检测装置22。
其中，该信号检测装置具体可以为传感器，但并不局限于此。
与信号检测装置22相连，接收信号检测装置22发送的该患者的当前胸 阻抗信号，并按照预设规则，对该当前胸阻抗信号进行处理，得到满足预设 传输协议要求的当前胸阻抗数据的信号处理装置23。
与信号处理装置23相连，通过无线方式将所述当前胸阻抗数据发送至所 述至少一个移动终端21进行处理，以确定所述胸外按压的当前质量的无线通 信装置24。
可选的，该无线通信装置24具体可以为蓝牙模块，如ATK-HC05型号的 蓝牙模块，其支持非常宽的波特率范围，即4800-1382400bps，并且兼容5V 或3.3V单片机系统，空旷地的通讯距离可达到10米，符合本系统的设计要 求。此时，上述移动终端21可以为具有蓝牙传输功能的手机、电脑、蓝牙主 机、PDA(PersonalDigitalAssistant，掌上电脑)、PSP(PlayStationPortable， 便携式游戏机)等等，本发明对此不作具体限定，只要能够与上述蓝牙模块 配对成功即可。
其中，对于数据的传输部分，本发明实施例采用的蓝牙方式与现有技术 中的数据线传输相比，由于该蓝牙模块采用了跳频扩频技术，能够有效提高 数据传输的安全性和抗干扰能力，从而提高了移动终端对接收到的数据的分 析结果的准确度，即提高了系统对胸外按压质量的监控的准确性。
需要说明的是，对于本发明中的无线通信装置24并不局限于蓝牙模块， 也可以是利用WiFi、3G等无线网络实现数据传输，只要满足实际需要即可， 本发明在此不再一一详述。
分别与信号检测装置22、所述信号处理装置23和所述无线通信装置24 相连的电源装置25。
可选的，本实施例可采用如图3所示的双电源电路的电路连接图，该双 电源电路可以包括低压稳压器、与其输出端相连的电压转换器，以及设置在 两者之间的滤波电路，其具体器件的连接可参照图3，本申请在此不再详述。
其中，该低压稳压器可选用LM1117MPX-5.0型号的正向低压稳压器，而 电压转换器可以选用MAX660型号的开关电容电压变换器，其作为一个电压 型逆变器使用，将输入电压转换成负电压后输出，从而使得该电源电路成为 一个双电源电路。图3所示的电源电路能够将电压范围在1.5V～5.5V之间的 正电压转换为对应的负电压，则该电源电路即为一个±5V的双电源。
当然，对于本发明中的电源装置25的具体连接结构并不仅限于图3所示 的电路连接结构，只要能够提供稳定的双电源，满足后续电路需求的电源电 路均属于本发明保护范围。
结合上述方法实施例所记载的内容可知，本发明实施例在胸外按压过程 中，通过信号检测装置实时检测设置在患者身上的除颤电极反馈的该患者的 当前胸阻抗信号，并对该当前胸阻抗信号进行处理，得到满足预设传输协议 要求的当前胸阻抗数据，之后，通过无线方式直接将该当前质量信息发送到 移动终端，利用该移动终端对当前胸阻抗数据进行处理，确定出该胸外按压 的当前质量，无需导线连接，方便且快捷，尤其适用于院外CPR监测，不仅 简化了监控系统结构，而且降低了数据在线路传输过程中存在的干扰，提高 了监控的准确度，从而提高了抢救心脏骤停患者的成功率。
可选的，作为本发明另一实施例，上述胸外按压质量的监控系统还可以 包括：与所述电源装置25相连，产生用于施加给患者的激励信号，以改变该 患者的当前胸阻抗的频率产生装置。其中，该频率产生装置具体可以包括：
对所述电源装置25输出的交变信号进行调节，得到频率和幅值成正比的 调频信号的V/F转换器；与所述V/F转换器相连，对所述调频信号进行整合 处理，得到差动电压的FET放大器；与所述FET放大器相连，对所述差动电 压进行变压处理，形成包含有多种频率的差动信号的两组变压器。
可选的，本实施例中的V/F转换器可以为包含了放大器、精确的振荡系 统和高电流输出级AD654芯片，其内部电路连接结构如图4(a)所示。另外， 结合图4(b)所示的本发明一种频率产生装置的部分电路结构示意图可知， FET放大器可以为OPA602型号的放大器，两组变压器可以选用TF5S21ZZ 型号，最终所形成的差动信号通过PE1和PE2端输出，其中，二极管的设置 有效地防止了差动电压之间的串扰。
需要说明的是，由于上述各芯片均是本领域现有的芯片，因而，本领域 技术人员能够根据图4(a)和(b)所示的电路连接图确定各器件的功能，从 而得到本发明的频率产生装置的功能，因而，对于其中各器件的连接本发明 在此不再详述。
可选的，本发明上述实施例中的信号处理装置23具体可以包括：
与所述信号检测装置相连，对该信号检测装置发送的当前胸阻抗信号进 行放大的第一放大器。
其中，当患者接受激励信号的刺激后而使得信号检测装置22得到相应的 胸阻抗信号后，如图5(a)所示的信号处理装置的第一放大器的电路结构示 意图，将通过PE1和PE2端接收胸阻抗信号，经过电阻和电容后进入AD620 芯片进行相应倍率放大后输出。
与所述第一放大器相连的第一LM358芯片。
其中，该第一LM358芯片内部包括有两个独立的、高增益、内部频率补 偿的双运算放大器(简称运放a和运放b)，在本实施例中，该第一LM358 芯片接收到上述放大后的信号后，将通过其中的运放a构成的电压跟随器(如 图5(b)所示)输出。
与所述第一LM358芯片相连，对接收到的电压信号进行整形处理的整形 电路。本实施例中，该整形电路可以由AD736芯片及其周围电容组成，如图 5(c)所示的整形电路的结构示意图，但并不局限于此。
与所述整形电路相连，对整形后的电压信号进行放大的第二放大器，该 第二放大器仍可以采用AD620芯片，但其与周围器件形成的电路结构如图5 (d)所示，本发明在此不再详述。
与所述第二放大电路相连的第二LM358芯片。
输入端与所述第二LM358芯片相连，输出端与所述第一LM358芯片相 连的第三放大器，如图5(e)所示的第三放大器的电路结构示意图。
其中，经AD620二次放大的信号，经滤波后经过后级LM358芯片即第 二LM358芯片送入第三放大器放大，之后，回到第一LM358芯片中的运放b， 经滤波后输出。
与所述第三放大器相连模数转换器；
分别与所述模数转换器和所述无线通信装置24相连，按照预设传输协议 要求对接收到的所述模数转换器发送的数字胸阻抗信号进行数据定义，并对 定义后的数据进行电平转换处理后，将得到的当前胸阻抗数据输送至所述无 线通信装置24的下位机。
其中，该下位机具体可以以AT89C51单片机为主机，但并不局限于此。 在本实施例实际应用中，系统将会把模数转换器输出的数字信号存储到下位 机中，之后，该下位机将会对存储的数据按照预设的数据传输协议(如 HCI-RS232传输协议等)进行数据定义，经电平转换后得到满足上传要求的 当前胸阻抗数据后，输送至无线通信装置24。
需要说明的是，对于上述各实施例中，上述至少一个移动终端21中预存 有上位机程序，用来响应前段电路数据传输请求，完成各种数据交换工作以 及对外围电路的控制。
其中，移动终端可通过一个基于MATLAB的GUI界面来实现数据的处 理和呈现，且在处理接收到的数据时，可以以极值法为基础，粗略地标定其 波峰波谷，提取峰峰值和谷谷值作为筛选信号的条件，去掉干扰和伪波，之 后，通过对按压波和通气波进行特征提取，在去除干扰波形的同时，利用线 性判别式将所获取的波形分为按压波和通气波，此时，读取所得胸阻抗信号、 按压波以及通气波的当前数据，并对该当前数据进行计算，即可得到表征胸 外按压的当前质量的指标，如胸阻抗信号变化值、按压频率、通气次数。按 压通气比、按压时间比等等。
另外，对于下位机的数据传输部分，为了保证数据传输的实时性，数据 传输部分可采用汇编语言编程对数字信号进行采集，具体的，利用单片机进 行定时采样，并采用查询的方式读取转换后结果并将读取到的数据存至存储 器中。
其中，当采用蓝牙模块进行数据传输时，可按照图6所示的蓝牙传输流 程示意图进行数据传输前的参数设置，并利用单片机控制接口HCI (Human-ComputerInteraction，人机交互)层建立点对点的蓝牙异步无链接数 据传输通道，当蓝牙链路建立成功后，就可以按照规定的HCI数据分组格式 将数据发送至移动终端。
本说明书中各个实施例采用递进的方式描述，每个实施例重点说明的都 是与其他实施例的不同之处，各个实施例之间相同相似部分互相参见即可。 对于实施例公开的系统而言，由于其与实施例公开的方法对应，所以描述的 比较简单，相关之处参见方法部分说明即可。
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， 在其它实施例中实现。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。