體外除顫器及其心跳監聽方法
【專利摘要】本發明提供了一種體外除顫器，其特征在于，包括：體外除顫模塊，用于對被救者進行搶救操作，包含采集部，分析出心率信號和幅值信號的分析部和發聲部；心跳音指示模塊，用于實時發出仿真心跳音，包含心跳數據提取部、仿真心跳音轉換部、調節開關部，其中，發聲部用于發出音頻信號和音量信號對應的仿真心跳音。本發明還提供了一種使用體外除顫器的心跳監聽方法，其特征在于，具有以下步驟：獲取信號步驟，獲取得到分析部的心率信號和幅值信號；轉換信號步驟，將心率信號和幅值信號轉換為音頻信號和音量信號；選取發聲模版步驟，選取對應的標準心跳音模版中的仿真心跳音；播放心跳音步驟，將仿真心跳音與指導語音合成后通過發聲部播放。
【專利說明】體外除顫器及其心跳監聽方法
【技術領域】
[0001] 本發明涉及醫療儀器【技術領域】，具體涉及一種能夠監聽被救者心跳情況的體外除 顫器及心跳監聽方法。
【背景技術】
[0002] 目前的自動體外除顫器（AED) -般只提供心肺復蘇CPR的語音提示及若干狀態指 示燈用來指導救助者進行心臟復蘇CPR或除顫電擊。在使用自動體外除顫器（AED)時，貼 上電極后自動體外除顫器AED對心電圖ECG自動進行分析后判斷是否需要實施電擊。對于 非專業急救人員用的自動體外除顫器AED，由于不設置心電顯示屏，施救人員自己很難在除 顫前后實時獲知被救者的心臟跳動情況。半自動型體外除顫器AED(專業急救隊員用）包 含能夠顯示心電圖ECG的顯示屏，但增加的顯示屏將增加體外除顫器的成本以及增加其復 雜度，同時心電圖ECG信號也不是非專業人士所能簡單輕易了解的。所以公共場所應用的 自動體外除顫器AED仍然需要一種成本低、不影響救助者實施及時的心臟復蘇CPR，能夠按 被救者的心臟跳動情況及時調整施救措施的體外除顫器。
【發明內容】
[0003] 為了解決上述課題，本發明的目的在于提供一種幫助救助者實時地直觀地獲得被 救者的心臟跳動情況的體外除顫器及一種基于體外除顫器的心跳監聽方法。
[0004] 本發明提供了一種體外除顫器，其特征在于，包括：體外除顫模塊，用于對被救者 進行搶救操作，包含用于采集被救者心臟的心電信號的采集部，根據心電信號分析出心率 信號和幅值信號的分析部和發出指導進行搶救操作的指導語音的發聲部；以及心跳音指示 模塊，用于實時發出與心率信號及幅值信號相對應的仿真心跳音，包含與分析部連接的并 用于提取心率信號和幅值信號的心跳數據提取部；將提取的心率信號轉換為音頻信號和提 取的幅值信號轉換為音量信號的仿真心跳音轉換部和對仿真心跳音進行開關的調節開關 部，其中，發聲部用于發出音頻信號和音量信號對應的仿真心跳音。
[0005] 在本發明所提供的體外除顫器中，還可以具有這樣的特征：其中，心跳音指示模 塊還包含音量控制部，音量控制部用于控制當發聲部發出指導語音時降低仿真心跳音的音 量。
[0006] 本發明還提供一種體外除顫器，包括上述體外除顫模塊，其特征在于，還包括：心 音傳感器，設置在被救者的身體上與發聲部相連用于采集被救者的真實心跳音，其中，發聲 部用于發出真實心跳音。
[0007] 本發明還提供一種體外除顫器，具有這樣的特征，包括上述體外除顫模塊，還包 括：心跳燈指示模塊，包含與分析部連接的并用于提取心率信號和幅值信號的心跳數據提 取部和與心跳數據提取部連接的心跳指示燈部，其中，心跳指示燈部包含指示燈單元和控 制指示燈單元的亮度和閃滅頻率的指示燈控制單元，指示燈控制單元根據提取到的心率信 號控制閃滅頻率和根據提取到的幅值信號控制亮度。
[0008] 在本發明所提供的體外除顫器中，還可以具有這樣的特征：其中，指示燈單元是一 個指示燈和陣列指示燈中任意一種。
[0009] 本發明還提供一種體外除顫器，具有這樣的特征，包括上述體外除顫模塊，還包 括：心跳數據指示模塊，包含與分析部連接的并用于提取心率信號和幅值信號的心跳數據 提取部和與心跳數據提取部連接的心率數據指示部，其中，心率數據指示部包含：將心率信 號轉換得到相對應的心率值信號的轉換單元；用于實時采集心率值信號的心率值采集單元 和將采集到的心率值信號顯示出心率值的顯示單元。
[0010] 在本發明所提供的體外除顫器中，還可以具有這樣的特征：其中，心率數據指示部 還包括用于將采集到的心率值信號進行處理后輸出心率曲線信號的處理單元，顯示單元還 用于根據心率曲線信號實時顯示出心率曲線圖。
[0011] 本發明還提供一種體外除顫器，包括上述體外除顫模塊，具有這樣的特征，還包 括：心跳指示模塊，用于實時發出與心率信號及幅值信號相對應的仿真心跳音，包含與分析 部連接的并用于提取心率信號和幅值信號的心跳數據提取部；將提取的心率信號轉換為音 頻信號和提取的幅值信號轉換為音量信號的仿真心跳音轉換部；對仿真心跳音進行開關 的調節開關部；與心跳數據提取部連接的心跳指示燈部；與心跳數據提取部連接的心率數 據指示部，其中，發聲部用于發出音頻信號和音量信號對應的仿真心跳音，心跳指示燈部包 含指示燈單元和控制指示燈單元的亮度和閃滅頻率的指示燈控制單元，指示燈控制單元根 據提取到的心率信號控制閃滅頻率和根據提取到的幅值信號控制亮度，心率數據指示部包 含：將心率信號轉換得到相對應的心率值信號的轉換單元；用于實時采集心率值信號的心 率值采集單元和將采集到的心率值信號顯示出心率值的顯示單元；用于將采集到的心率值 信號進行處理后輸出心率曲線信號的處理單元，顯示單元還用于根據心率曲線信號實時顯 示出心率曲線圖。
[0012] 另外，本發明還提供一種使用體外除顫器的心跳監聽方法，其特征在于，具有以下 步驟：獲取信號步驟，獲取得到分析部分析出的心率信號和幅值信號；轉換信號步驟，將提 取的心率信號轉換為音頻信號和提取的幅值信號轉換為音量信號；選取發聲模版步驟，選 取出音頻信號和音量信號對應的標準心跳音模版中的心跳音；播放心跳音步驟，將心跳音 與指導語音合成后通過發聲部播放。
[0013] 發明的作用與效果
[0014] 根據本發明所涉及到的體外除顫器，通過仿真心跳音轉換部將心率信號和幅值信 號轉換為仿真心跳音后，由發聲部發出仿真心跳音，也可以通過心音傳感器直接采集被救 者的真實心跳音，仿真心跳音或真實心跳音可以實現幫助非專業救助者通過直接地監聽被 救者心臟在除顫電擊前后的跳動情況，通過心跳指示燈部將心率信號和幅值信號轉換為指 示燈單元的閃滅頻率和亮度，也可以通過心率數據指示部顯示出心率值，使得救助者通過 指示燈單元和顯示單元能夠直接讀取出被救者的心臟跳動情況，通過心跳監聽方法實現不 需要對現有自動體外除顫器上做硬件更改，只要通過在已有的自動體外除顫器上增加采用 心跳監聽方法實現心跳指示功能的軟件，即可實現監聽到被救者心臟的跳動情況，從而更 準確有效地指導施救程序。
【專利附圖】
【附圖說明】
[0015] 圖1是本發明實施例一中的體外除顫器結構示意圖；
[0016] 圖2是本發明實施例一中的體外除顫器的心跳監聽方法工作流程圖；
[0017] 圖3是本發明實施例二中的體外除顫器結構示意圖；
[0018] 圖4是本發明實施例三中的體外除顫器結構示意圖；以及
[0019] 圖5是本發明實施例四中的體外除顫器結構示意圖。
[0020] 具體實施案例
[0021] 為了使本發明實現的技術手段、創作特征、達成目的與功效易于明白了解，以下實 施例結合附圖對本發明所涉及的體外除顫器作具體闡述。
[0022] 〈實施例一〉
[0023] 圖1是本發明實施例一中的體外除顫器結構示意圖。
[0024] 如圖1所示，在本實施例中，體外除顫器100包含體外除顫模塊10、心跳音指示模 塊20。
[0025] 體外除顫模塊10用于對被救者進行搶救操作，包含采集部11、分析部12、發聲部 13和高壓除顫部14。
[0026] 分析部12與采集部11連接，發聲部13依據分析部12分析出的結果進行語音播 放。采集部11含有采集電極（圖中未畫出），采集電極被放置在被救者身體上，用于采集被 救者的心電信號，并將采集到的心電信號傳送到分析部12,分析部12用于根據采集的心電 信號分析出是否進行電擊的搶救信號和分析出心率信號和幅值信號。高壓除顫部14接收 分析部12的判別結果，只有分析到需要進行電擊的搶救信號后，高壓除顫部14對被救者進 行心臟復蘇或高壓除顫電擊的搶救操作。
[0027] 心跳音指示模塊20用于實時發出被救者的仿真心跳音，包含心跳數據提取部21、 仿真心跳音轉換部22、標準心跳音部23、調節開關部24和音量控制部25 (圖中未畫出）。
[0028] 心跳數據提取部21與分析部12連接，提取出分析部12根據心電信號分析出的對 應R波或顫波的心率信號HR即被救者心室搏動的頻率和對應R波或顫波的峰值的幅值信 號A。
[0029] 仿真心跳音轉換部22將心跳數據提取部21提取到的心率信號HR轉換為音頻信 號，并且將提取到的幅值信號A轉換為音量信號。
[0030] 標準心跳音部23連接發聲部13含有仿真心跳音，采用如類似于超聲胎音計，可以 提取出仿真心跳音轉換部22轉換得到的音頻信號和音量信號相對應的仿真心跳音。仿真 心跳音通過發聲部13進行播放。
[0031] 調節開關部24可以關閉或開啟心跳數據提取部21從而關閉或開啟心跳指示功 能。
[0032] 音量控制部25用于控制仿真心跳音的音量，當發聲部13發出指導語音時音量控 制部25控制仿真心跳音的音量降低。
[0033] 圖2是本發明實施例一中的體外除顫器的心跳監聽方法工作流程圖。
[0034] 如圖2所示，在本實施例中，體外除顫器100根據心跳監聽方法200進行心跳監 聽，具有如下步驟：
[0035] 初始步驟，初始設直心跳首指不t旲塊20為開啟狀態；
[0036] 獲取信號步驟，獲取得到分析部12分析出的心率信號和幅值信號；
[0037] 轉換信號步驟，將提取的心率信號轉換為音頻信號和提取的幅值信號轉換為音量 信號；
[0038] 選取發聲模版步驟，選取出音頻信號和音量信號對應的標準心跳音模版中的仿真 心跳首；
[0039] 播放心跳音步驟，將仿真心跳音與指導語音合成后通過發聲部播放。
[0040] 其中，體外除顫器100通過調節開關部24將心跳音指示模塊20初始設置為開啟 模式，啟動心跳音指示模塊20中的心跳數據提取部21開始提取步驟，提取出分析部12分 析出的心率信號HR和幅值信號A。然后，仿真心跳音轉換部22接收到心跳數據提取部21 到的心率信號HR和幅值信號A，并將心率信號HR轉換為音頻信號，以及將幅值信號A轉換 為音量信號。
[0041] 在標準心跳音部23中取出音頻信號和音量信號對應的心跳音，并將心跳音與指 導語音合成輸出到發聲部13。
[0042] 最后，通過發聲部13實時播出心跳音。
[0043] 本實施例一中，將采集電極放置于被救者身體上后，心跳音指示模塊20將利用體 外除顫模塊10的心電信號采集部11與分析部12,將心電信號中的心率信號HR和幅值信 號A數據提取出，然后通過仿真心跳音轉換部22轉換成為對應的心跳音，再通過體外除顫 模塊10中已有的發聲部13播放出心跳音。心跳音的播出頻率對應于心電信號的心率信號 HR，每個心跳音的音量大小對應心電信號的幅值大小。心跳音的模版可以采用標準心跳音 (類似于超生胎音計），音量可以對應心電信號的幅度（優選峰值）。
[0044] 實施例一的作用與效果
[0045] 根據本實施例所涉及到的體外除顫器，通過一個可開啟或關閉的心跳指示模塊， 當該心跳音指示功能被啟動后，通過仿真心跳音轉換部將心率信號和幅值信號轉換為仿真 心跳音，救助者將會立即聽到被救者的仿真心跳音，根據仿真心跳音可以區分出是規律性 的自主心律還是雜亂的纖顫心律。至少幫助非專業救助者通過監聽被救者心臟復律效果有 一初步的評估并據此采取相應措施，通過心跳監聽方法在已有的自動體外除顫器上增加實 現心跳指示模塊功能的軟件，即可實現監聽到被救者心臟的跳動情況，無需對現有自動體 外除顫器的硬件做更改，通過在已有的自動體外除顫器上增加實現心跳指示模塊功能的軟 件，即可實現監聽到被救者心臟的跳動情況，從而更準確有效地指導施救程序。
[0046] 在本實施例中的音量控制部，在心跳聲與體外除顫模塊的指導語音需要同時播放 時，通過音量控制部控制仿真心跳音的音量，如此確保了指導語音的音量被救助者聽到，等 播完指導語音后可以恢復仿真心跳聲的音量，又能繼續監聽被救者的仿真心跳音。
[0047] 本實施例中的心跳指示模塊被啟動后，救助者將立即聽到患者心跳聲。在進行除 顫電擊前后，如果聽到規律的心跳聲，說明被救者心跳正常，或除顫成功（電擊后），如果電 擊后聽到室顫（VF)或室速（VT)對應的不規律心跳聲，也可以說明電擊還未成功，仍需繼續 努力進行施救操作。心跳指示模塊初始設定為開啟模式。本實施例中的體外除顫模塊可以 采用全自動體外除顫器、半自動體外除顫器和穿戴式體外除顫器。
[0048] 上述實施方式為本發明的優選案例，并不用來限制本發明的保護范圍。
[0049] 〈實施例二〉
[0050] 圖3是本發明實施例二中的體外除顫器結構示意圖。
[0051 ] 在實施例二中，對于和實施例一中相同的結構，給予相同的符號，并省略相同的說 明。
[0052] 如圖3所示，在本實施例中，體外除顫器300包含體外除顫模塊10、心音傳感器 30 〇
[0053] 體外除顫模塊10包含發聲部13和高壓除顫部14。
[0054] 心音傳感器30用于采集被救者的真實心跳音，與發聲部13相連，心音傳感器30 將從被救者身上采集到的真實心跳音經過濾處理放大后由發聲部13播出。
[0055] 實施例二的作用與效果
[0056] 根據本實施例所涉及到的體外除顫器，通過心音傳感器直接采集被救者的真實心 跳音，救助者能夠實時聽到被救者的真實心跳音。
[0057] 在本實施例中心跳指示自動體外除顫器的心跳指示模塊增設心音傳感器，通過心 音傳感器直接采集真實心跳音的振動信號，通過心跳指示模塊即可高效率低成本地實現直 接的監聽被救者的心臟跳動情況。在本實施例中體外除顫器增設心音傳感器，通過心音傳 感器直接采集真實心跳音的振動信號，通過發聲部將真實心跳音播出實現直接的監聽被救 者的心臟跳動情況。
[0058] 上述實施方式為本發明的優選案例，并不用來限制本發明的保護范圍。
[0059] 心音傳感器也不僅限于含有獨立于心電采集電極之外的心音傳感器，也可采用在 體外除顫模塊的采集電極內集成的集成心音傳感器，集成心音傳感器通過采集電極檢測到 心跳聲，將心臟的搏動音（心跳聲）直接提取并經過適當濾波放大及處理后輸出到體外除 顫模塊的發聲部。
[0060] 〈實施例三〉
[0061] 圖4是本發明實施例三中的體外除顫器結構示意圖。
[0062] 在實施例三中，對于和實施例一中相同的結構，給予相同的符號，并省略相同的說 明。
[0063] 如圖4所示，在本實施例中，體外除顫器400包含體外除顫模塊10和心跳燈指示 模塊40。
[0064] 體外除顫模塊10包含采集部11、分析部12和高壓除顫部14。
[0065] 心跳燈指示模塊40包含心跳數據提取部21和心跳指示燈部41，心跳燈指示模塊 40用于通過心跳指示燈部41顯示被救者心臟跳動情況。
[0066] 心跳指示燈部41包含指示燈控制單元41a和陣列指示燈41b。
[0067] 指示燈控制單元41a與心跳數據提取部21連接，根據心跳數據提取部21提取到 的心率信號HR控制陣列指示燈41b的閃滅頻率和根據幅值信號A控制陣列指示燈41b的 亮度。
[0068] 實施例三的作用與效果
[0069] 根據本實施例所涉及到的體外除顫器，通過心跳指示燈部將心率信號和幅值信號 轉換為指示燈單元的閃滅頻率和亮度，通過監聽陣列指示燈救助者可以直接監聽被救者的 心臟跳動情況。
[0070] 上述實施方式為本發明的優選案例，并不用來限制本發明的保護范圍。
[0071] 指示燈單元不僅限于優選案例中的陣列指示燈，也可是一個指示燈。
[0072] 本實施例中的體外除顫器不僅限于包含優選案例中的心跳指示燈部，也可以與實 施例一中的心跳音指示模塊結合，既可通過發聲部發出仿真心跳音監聽也可通過心跳指示 燈監看心臟跳動情況。
[0073] 〈實施例四〉
[0074] 圖5是本發明實施例四中的體外除顫器結構示意圖。
[0075] 在實施例四中，對于和實施例一中相同的結構，給予相同的符號，并省略相同的說 明。
[0076] 如圖5所示，在本實施例中，體外除顫器500包含體外除顫模塊10和心跳數據指 示模塊50。
[0077] 體外除顫模塊10包含采集部11、分析部12和高壓除顫部14。
[0078] 心跳數據指示模塊50包含心跳數據提取部21和心率數據指示部51。
[0079] 心率數據指示部51與心跳數據提取部21連接，包含轉換單元51a、心率值采集單 元51b、顯示單元51c和處理單元51d。
[0080] 轉換單元51a將心跳數據提取部21提取到的心率信號HR和幅值信號A進行轉換 得到心率值信號，心率值信號被心率值采集單元51b采集后，通過顯示單元51c顯示出心率 值，同時，采集的心率值信號被處理單元51d線性擬合處理后得到心率曲線信號并也通過 顯示單元51c顯示出心率曲線圖。
[0081] 實施例四的作用與效果
[0082] 根據本實施例所涉及到的體外除顫器，通過心率數據指示部顯示出心率值，救助 者可以直接讀取被救者的心室搏動頻率。
[0083] 本實施例中的處理單元將心率值線性擬合為心率曲線后通過顯示單元顯示出心 率曲線圖，可以更直觀形象地監聽被救者的心臟跳動情況。
[0084] 上述實施方式為本發明的優選案例，并不用來限制本發明的保護范圍。
[〇〇85] 本發明中的體外除顫器也不僅限于優選案例中的心跳數據指示模塊，也可以同時 采用心跳音指示模塊、心跳燈指示模塊和心跳數據指示模塊相結合，既能監聽心跳音也能 監看心跳頻率值，實現救助者通過多種路徑了解被救者的心臟跳動情況，使得救助者及時 采取施救程序。
【權利要求】
1. 一種體外除顫器，其特征在于，包括： 體外除顫模塊，用于對被救者進行搶救操作，包含用于采集被救者心臟的心電信號的 采集部，根據所述心電信號分析出心率信號和幅值信號的分析部和發出指導進行所述搶救 操作的指導語音的發聲部；以及 心跳音指示模塊，用于實時發出與所述心率信號及所述幅值信號相對應的仿真心跳 音，包含與所述分析部連接的并用于提取所述心率信號和所述幅值信號的心跳數據提取 部；將提取的所述心率信號轉換為音頻信號和提取的所述幅值信號轉換為音量信號的仿真 心跳音轉換部和對所述仿真心跳音進行開關的調節開關部， 其中，所述發聲部用于發出所述音頻信號和所述音量信號對應的所述仿真心跳音。
2. 根據權利要求1所述的體外除顫器，其特征在于： 其中，所述心跳音指示模塊還包含音量控制部， 所述音量控制部用于控制當發聲部發出所述指導語音時降低所述仿真心跳音的音量。
3. -種體外除顫器，包括如權利要求1中的體外除顫模塊，其特征在于，還包括： 心音傳感器，設置在所述被救者的身體上與所述發聲部相連用于采集所述被救者的真 實心跳音， 其中，所述發聲部用于發出所述真實心跳音。
4. 一種體外除顫器，包括如權利要求1中的體外除顫模塊，其特征在于，還包括： 心跳燈指示模塊，包含與所述分析部連接的并用于提取所述心率信號和所述幅值信號 的心跳數據提取部和與所述心跳數據提取部連接的心跳指示燈部， 其中，所述心跳指示燈部包含指示燈單元和控制所述指示燈單元的亮度和閃滅頻率的 指示燈控制單元， 所述指示燈控制單元根據提取到的所述心率信號控制所述閃滅頻率和根據提取到的 所述幅值信號控制所述亮度。
5. 根據權利要求4所述的體外除顫器，其特征在于： 其中，所述指示燈單元是一個指示燈和陣列指示燈中任意一種。
6. -種體外除顫器，包括如權利要求1中的體外除顫模塊，其特征在于，還包括： 心跳數據指示模塊，包含與所述分析部連接的并用于提取所述心率信號和所述幅值信 號的心跳數據提取部和與所述心跳數據提取部連接的心率數據指示部， 其中，所述心率數據指示部包含：將所述心率信號轉換得到相對應的心率值信號的轉 換單元；用于實時采集所述心率值信號的心率值采集單元和將采集到的所述心率值信號顯 示出心率值的顯示單元。
7. 根據權利要求6所述的體外除顫器，其特征在于，包括： 其中，所述心率數據指示部還包括用于將采集到的心率值信號進行處理后輸出心率曲 線信號的處理單元， 所述顯示單元還用于根據所述心率曲線信號實時顯示出心率曲線圖。
8. -種體外除顫器，包括如權利要求1中的體外除顫模塊，其特征在于，還包括： 心跳指示模塊，用于實時發出與所述心率信號及所述幅值信號相對應的仿真心跳音， 包含與所述分析部連接的并用于提取所述心率信號和所述幅值信號的心跳數據提取部；將 提取的所述心率信號轉換為音頻信號和提取的所述幅值信號轉換為音量信號的仿真心跳 音轉換部；對所述仿真心跳音進行開關的調節開關部；與所述心跳數據提取部連接的心跳 指示燈部；與所述心跳數據提取部連接的心率數據指示部， 其中，所述發聲部用于發出所述音頻信號和所述音量信號對應的所述仿真心跳音， 所述心跳指示燈部包含指示燈單元和控制所述指示燈單元的亮度和閃滅頻率的指示 燈控制單元，所述指示燈控制單元根據提取到的所述心率信號控制所述閃滅頻率和根據提 取到的所述幅值信號控制所述亮度， 所述心率數據指示部包含：將所述心率信號轉換得到相對應的心率值信號的轉換單 元；用于實時采集所述心率值信號的心率值采集單元和將采集到的所述心率值信號顯示出 心率值的顯示單元；用于將采集到的心率值信號進行處理后輸出心率曲線信號的處理單 元， 所述顯示單元還用于根據所述心率曲線信號實時顯示出心率曲線圖。
9. 一種使用如權利要求1中的體外除顫器的心跳監聽方法，其特征在于，具有以下步 驟： 獲取信號步驟，獲取得到所述分析部分析出的心率信號和幅值信號； 轉換信號步驟，將提取的所述心率信號轉換為音頻信號和提取的所述幅值信號轉換為 音量信號； 選取發聲模版步驟，選取出所述音頻信號和所述音量信號對應的標準心跳音模版中的 仿真心跳音； 播放心跳音步驟，將仿真心跳音與所述指導語音合成后通過所述發聲部播放。
【文檔編號】A61N1/39GK104083827SQ201410326656
【公開日】2014年10月8日 申請日期:2014年7月10日 優先權日:2014年7月10日
【發明者】鄒永寧, 方祖祥 申請人:上海理工大學