本發(fā)明屬于醫(yī)療設(shè)備，具體地說(shuō)是一種除顫儀的智能識(shí)別系統(tǒng)。

背景技術(shù)：

1、在臨床急救中，除顫儀是一種重要的醫(yī)療設(shè)備，用于治療心律失常，特別是心室顫動(dòng)等惡性心律失常。

2、然而，現(xiàn)有除顫儀的操作依賴于醫(yī)護(hù)人員的經(jīng)驗(yàn)判斷，這不僅增加了誤判的風(fēng)險(xiǎn)，也延誤了最佳治療時(shí)機(jī)；同時(shí)在無(wú)人值守或醫(yī)護(hù)人員經(jīng)驗(yàn)不足的情況下，惡性心律失常可能無(wú)法被及時(shí)發(fā)現(xiàn)和處理，嚴(yán)重威脅患者的生命安全。

3、為此，本領(lǐng)域技術(shù)人員提出了一種除顫儀的智能識(shí)別系統(tǒng)來(lái)解決背景技術(shù)提出的問題。

技術(shù)實(shí)現(xiàn)思路

1、為了解決上述技術(shù)問題，本發(fā)明提供一種除顫儀的智能識(shí)別系統(tǒng)，以解決現(xiàn)有技術(shù)中除顫儀的操作依賴于醫(yī)護(hù)人員的經(jīng)驗(yàn)判斷，這不僅增加了誤判的風(fēng)險(xiǎn)，也延誤了最佳治療時(shí)機(jī)；同時(shí)在無(wú)人值守或醫(yī)護(hù)人員經(jīng)驗(yàn)不足的情況下，惡性心律失?？赡軣o(wú)法被及時(shí)發(fā)現(xiàn)和處理，嚴(yán)重威脅患者的生命安全等問題。

2、一種除顫儀的智能識(shí)別系統(tǒng)，包括：

3、心電圖采集模塊，用于實(shí)時(shí)采集患者的心電圖信號(hào)；所述心電圖采集模塊的數(shù)量至少為一個(gè)；

4、數(shù)據(jù)分析與處理模塊，能夠自動(dòng)識(shí)別并分析心電圖信號(hào)，判斷是否存在惡性心律失常；

5、報(bào)警模塊，當(dāng)數(shù)據(jù)分析與處理模塊識(shí)別出惡性心律失常時(shí)，能夠立即發(fā)出聲光報(bào)警信號(hào)；

6、除顫治療模塊，與數(shù)據(jù)分析與處理模塊連接，在確認(rèn)惡性心律失常后，自動(dòng)或手動(dòng)啟動(dòng)除顫治療程序；

7、用戶交互界面，用于顯示心電圖波形、分析結(jié)果及報(bào)警信息，并允許用戶輸入操作指令，通過用戶交互界面提供直觀的操作指引和報(bào)警信息展示，降低了設(shè)備的操作難度，使得普通醫(yī)護(hù)人員甚至非專業(yè)人員也能快速上手使用。

8、優(yōu)選的，所述心電圖采集模塊包括電極片和信號(hào)采集電路，所述電極片用于貼附在患者體表，采集心電圖信號(hào)，所述信號(hào)采集電路用于將采集到的信號(hào)進(jìn)行處理和傳輸，所述信號(hào)處理包括對(duì)信號(hào)進(jìn)行歸一化處理，所述歸一化處理公式如下：

9、

10、其中，為歸一化輸出信號(hào)，x為輸出總信號(hào),e(x)為均值輸出結(jié)果,var(x)為方差,ε為極小值，γ和β為常數(shù)因子。

11、優(yōu)選的，所述數(shù)據(jù)分析與處理模塊包括：

12、預(yù)處理單元，用于對(duì)采集到的心電圖信號(hào)進(jìn)行濾波、去噪處理；所述去噪處理的步驟如下：

13、s11、首先將心電圖信號(hào)構(gòu)造為一個(gè)h矩陣，如下式：

14、

15、其中，n為心電圖信號(hào)個(gè)數(shù)，l為窗長(zhǎng)度；

16、s12、接著對(duì)h矩陣進(jìn)行奇異值處理，如下式：

17、

18、其中，p為左奇異矩陣，q為右奇異矩陣，v為奇異值的對(duì)角矩陣；

19、s13、最后對(duì)奇異值進(jìn)行處理并重構(gòu)信號(hào)；即將對(duì)應(yīng)奇異值處理后，可以得到新對(duì)角矩陣v′,設(shè)重構(gòu)后的h矩陣為h′,獲得下式：

20、h′＝pv′qt；

21、對(duì)重構(gòu)矩陣h′做反對(duì)角平均處理，以實(shí)現(xiàn)心電圖信號(hào)的去噪處理；

22、特征提取單元，用于從預(yù)處理后的心電圖信號(hào)中提取關(guān)鍵特征參數(shù)；所述提取關(guān)鍵特征參數(shù)采用特征提取技術(shù)進(jìn)行處理，所述特征提取技術(shù)的公式如下：

23、

24、其中，h表示特征圖的高，l表示特征圖的寬，r表示特征圖的卷積核尺寸，xp表示常規(guī)卷積通道數(shù)；

25、智能識(shí)別單元，基于深度學(xué)習(xí)算法，根據(jù)特征參數(shù)自動(dòng)識(shí)別惡性心律失常的類型；所述深度學(xué)習(xí)算法包括對(duì)提取出的特征參數(shù)進(jìn)行自動(dòng)學(xué)習(xí)和識(shí)別；深度學(xué)習(xí)算法能夠自動(dòng)從數(shù)據(jù)中學(xué)習(xí)特征表示，并基于這些特征進(jìn)行分類或識(shí)別任務(wù)；

26、決策單元，根據(jù)智能識(shí)別單元的輸出結(jié)果，判斷是否觸發(fā)報(bào)警模塊，所述決策單元引用k濾波算法對(duì)輸出結(jié)果進(jìn)行預(yù)測(cè)，所述k濾波算法包括預(yù)測(cè)期和更新期；

27、所述預(yù)測(cè)期包括觀測(cè)值預(yù)測(cè)和協(xié)方差預(yù)測(cè)，能夠通過上一時(shí)刻的最優(yōu)估計(jì)預(yù)測(cè)當(dāng)前時(shí)刻的狀態(tài)，如式(1)和式(2)所示：

28、

29、qt*＝hqt-1at+s?(2)

30、其中，表示t-1時(shí)刻狀態(tài)的最優(yōu)估計(jì)，表示t時(shí)刻狀態(tài)的先驗(yàn)估計(jì)，即t的狀態(tài)預(yù)測(cè)值；h為狀態(tài)轉(zhuǎn)移矩陣；m為控制輸入矩陣；ut-1為t-1時(shí)刻的輸入；qt-1為t-1時(shí)刻的協(xié)方差矩陣，qt*表示t時(shí)刻先驗(yàn)估計(jì)的協(xié)方差矩陣；s為過程噪聲的協(xié)方差矩陣；

31、所述更新期包括k增益計(jì)算、當(dāng)前最優(yōu)估計(jì)計(jì)算和誤差協(xié)方差更新，如式(3)-式(5)所示：

32、kt＝qt*lt(lqt*lt+r)-1?(3)

33、

34、qt＝(i-ktl)qt*?(5)

35、其中，kt表示k增益；l表示狀態(tài)變量至觀測(cè)值的轉(zhuǎn)移矩陣；r表示測(cè)量噪聲的協(xié)方差；zt表示觀測(cè)方程；i表示單位矩陣；qt為當(dāng)前時(shí)刻的協(xié)方差矩陣；

36、通過采用k濾波算法對(duì)其進(jìn)行實(shí)時(shí)跟蹤、實(shí)時(shí)估計(jì)，提高結(jié)構(gòu)損傷預(yù)警的實(shí)時(shí)性與準(zhǔn)確性；

37、同時(shí)引入性能優(yōu)越的混合核函數(shù)k(m,n)，混合核函數(shù)k(m,n)具有良好的學(xué)習(xí)和插值能力，且泛化能力和預(yù)測(cè)能力也相對(duì)較高，在性能上得到了極大提升，提高了其用于報(bào)警預(yù)測(cè)的準(zhǔn)確性與可靠性；所述核函數(shù)k的公式如下：

38、

39、其中，ρ表示混合核函數(shù)的影響系數(shù)，d表示核函數(shù)的階次。

40、優(yōu)選的，所述報(bào)警模塊包括：

41、聲光報(bào)警裝置，能夠在識(shí)別到惡性心律失常時(shí)發(fā)出高分貝聲音和強(qiáng)光閃爍；

42、無(wú)線通信模塊，能夠?qū)?bào)警信息發(fā)送至遠(yuǎn)程監(jiān)控中心或指定醫(yī)護(hù)人員的移動(dòng)設(shè)備上。

43、一種處理器，被配置成執(zhí)行上述的除顫儀的智能識(shí)別系統(tǒng)。

44、一種計(jì)算機(jī)可讀存儲(chǔ)介質(zhì)，其上存儲(chǔ)有計(jì)算機(jī)程序，所述計(jì)算機(jī)程序被處理器執(zhí)行上述的除顫儀的智能識(shí)別系統(tǒng)。

45、與現(xiàn)有技術(shù)相比，本發(fā)明具有如下有益效果：

46、1、本發(fā)明通過內(nèi)置的智能算法，本發(fā)明能夠自動(dòng)、準(zhǔn)確地識(shí)別惡性心律失常，減少人為誤判的可能性。

47、2、本發(fā)明通過在識(shí)別到惡性心律失常后，能夠立即發(fā)出聲光報(bào)警信號(hào)，并通過無(wú)線通信模塊將報(bào)警信息發(fā)送至遠(yuǎn)程監(jiān)控中心或指定醫(yī)護(hù)人員的移動(dòng)設(shè)備上，從而縮短響應(yīng)時(shí)間，為患者爭(zhēng)取寶貴的救治時(shí)間。

48、3、本發(fā)明的智能識(shí)別功能使得除顫儀能夠在惡性心律失常發(fā)生的早期階段進(jìn)行干預(yù)，配合及時(shí)的除顫治療，顯著提高患者的救治成功率。

技術(shù)特征：

1.一種除顫儀的智能識(shí)別系統(tǒng)，其特征在于：包括：

2.如權(quán)利要求1所述一種除顫儀的智能識(shí)別系統(tǒng)，其特征在于：所述心電圖采集模塊包括電極片和信號(hào)采集電路，所述電極片用于貼附在患者體表，采集心電圖信號(hào)，所述信號(hào)采集電路用于將采集到的信號(hào)進(jìn)行處理和傳輸。

3.如權(quán)利要求1所述一種除顫儀的智能識(shí)別系統(tǒng)，其特征在于：所述數(shù)據(jù)分析與處理模塊包括：

4.如權(quán)利要求1所述一種除顫儀的智能識(shí)別系統(tǒng)，其特征在于：所述報(bào)警模塊包括：

5.一種處理器，其特征在于，被配置成執(zhí)行根據(jù)權(quán)利要求1至4中任一項(xiàng)所述的除顫儀的智能識(shí)別系統(tǒng)。

6.一種計(jì)算機(jī)可讀存儲(chǔ)介質(zhì)，其特征在于：其上存儲(chǔ)有計(jì)算機(jī)程序，所述計(jì)算機(jī)程序被處理器執(zhí)行時(shí)實(shí)現(xiàn)權(quán)利要求1至4中任一項(xiàng)所述的除顫儀的智能識(shí)別系統(tǒng)。

技術(shù)總結(jié)
本發(fā)明屬于醫(yī)療設(shè)備技術(shù)領(lǐng)域，提供了一種除顫儀的智能識(shí)別系統(tǒng)，包括心電圖采集模塊、數(shù)據(jù)分析與處理模塊、報(bào)警模塊、除顫治療模塊和用戶交互界面；該系統(tǒng)通過自動(dòng)化流程，從心電圖信號(hào)的采集、分析到報(bào)警、除顫治療，大幅縮短了響應(yīng)時(shí)間，為患者爭(zhēng)取了寶貴的救治時(shí)間，同時(shí)依賴內(nèi)置的智能算法進(jìn)行識(shí)別，減少了人為因素導(dǎo)致的誤判，提高了診斷的準(zhǔn)確性和效率。

技術(shù)研發(fā)人員：姜勤
受保護(hù)的技術(shù)使用者：浙江大學(xué)醫(yī)學(xué)院附屬邵逸夫醫(yī)院
技術(shù)研發(fā)日：
技術(shù)公布日：2025/1/6