本申請涉及醫(yī)護設備領域，具體而言，涉及一種穿戴式除顫儀及其除顫方法、穿戴設備。

背景技術：

隨著穿戴式的心電監(jiān)護類產(chǎn)品的普及，心臟病用戶在非醫(yī)療環(huán)境下，如果通過穿戴式的心電監(jiān)護類產(chǎn)品監(jiān)測到比較嚴重的心律失常的狀態(tài)(例如室顫、室速等)，則會發(fā)送求助信號以獲得救護。但是，在等待救護人員到達的期間如果不進行相應的急救措施，往往會耽誤及時的搶救時間。

目前，通過可穿戴除顫儀可實現(xiàn)對用戶進行早期的除顫搶救。早期電除顫成功與否與發(fā)病最數(shù)分鐘的時間密切相關，用戶的生存率隨著發(fā)病的時間延遲而被降低，如何及時早期除顫以提高用戶的生存率已成為亟待解決的問題。

技術實現(xiàn)要素：

有鑒于此，本申請?zhí)峁┮环N穿戴式除顫儀及其除顫方法、穿戴設備，以解決現(xiàn)有技術中存在的早期除顫不及時而導致的降低用戶生存率的問題。

具體地，本申請是通過如下技術方案實現(xiàn)的：

根據(jù)本申請的第一方面，提供一種穿戴式除顫儀，設置于穿戴設備上，該穿戴式除顫儀包括心電監(jiān)護模塊、除顫模塊以及控制模塊；

所述心電監(jiān)護模塊包括第一電極；

所述除顫模塊包括第二電極以及與所述第二電極相連的高壓產(chǎn)生部；

所述控制模塊接收所述第一電極采集的心電信號，并判斷所述心電信號是否為異常信號，若是，則檢測所述心電信號是否存在R波；

若檢測到R波，則產(chǎn)生選擇性除顫消息；

若未檢測到R波，則控制所述高壓產(chǎn)生部輸出能量至第二電極。

根據(jù)本申請的第二方面，提供一種適用于上述除顫儀的除顫方法，包括以下步驟：

通過第一電極采集心電信號；

通過所述控制模塊判斷所述心電信號是否為異常信號，若是，則檢測所述心電信號是否存在R波；

若檢測到R波，則產(chǎn)生選擇性除顫消息；

若未檢測到R波，則控制所述高壓產(chǎn)生部輸出能量至第二電極。

根據(jù)本申請的第三方面，提供一種穿戴設備，所述穿戴設備包括上述穿戴式除顫儀，并執(zhí)行上述除顫方法。

本申請的有益效果：本申請通過穿戴式的心電監(jiān)護模塊及除顫模塊的聯(lián)動方式，并根據(jù)R波的檢測結果匹配相應的除顫方式，可不分場合和時間，有效對突發(fā)的嚴重心律失常用戶進行早期及時除顫救護，提高用戶的生存率。且穿戴式的設計方便攜帶。

附圖說明

圖1是本申請一示例性實施例示出的穿戴式除顫儀的結構示意圖；

圖2是本申請一示例性實施例示出的穿戴式除顫儀的工作流程圖；

圖3是本申請一示例性實施例示出的心電監(jiān)護模塊的結構示意圖；

圖4是本申請一示例性實施例示出的穿戴式除顫模塊的結構示意圖；

圖5是本申請一示例性實施例示出的能量釋放控制部的結構示意圖；

圖6是本申請又一示例性實施例示出的穿戴式除顫儀的結構示意圖；

圖7是本申請又一示例性實施例示出的安全防護模塊的結構示意圖；

圖8是本申請又一示例性實施例示出的除顫方法流程圖；

圖9是本申請又一示例性實施例示出的穿戴設備的示意圖。

具體實施方式

這里將詳細地對示例性實施例進行說明，其示例表示在附圖中。下面的描述涉及附圖時，除非另有表示，不同附圖中的相同數(shù)字表示相同或相似的要素。以下示例性實施例中所描述的實施方式并不代表與本申請相一致的所有實施方式。相反，它們僅是與如所附權利要求書中所詳述的、本申請的一些方面相一致的裝置和方法的例子。

參見圖1和圖2，本實施例的一種穿戴式除顫儀，該穿戴式除顫儀可設置于穿戴設備上，增加使用的便捷性。具體地，該穿戴式除顫儀包括心電監(jiān)護模塊1、除顫模塊2以及控制模塊3。

其中，心電監(jiān)護模塊1包括采集心電信號的第一電極11。除顫模塊2包括第二電極21以及與該第二電極21相連的高壓產(chǎn)生部22?？刂颇K3接收所述第一電極11采集的心電信號，并判斷所述心電信號是否為異常信號，若是，則檢測所述心電信號是否存在R波；

若檢測到R波，則產(chǎn)生選擇性除顫消息，例如彈出設有“請選擇是否進行除顫”的對話框；

若未檢測到R波，則控制所述高壓產(chǎn)生部22輸出能量至第二電極21。

其中，控制模塊3可為處理器，例如計算機的CPU(Central Processing Unit，中央處理器)、ARM(Advanced RISC Machine，微處理器)等器件。

控制模塊3可利用心電分析算法，例如基于小波變換的心電信號濾波算法、心電波形識別模塊算法等現(xiàn)有的心電分析算法，來分析心電信號是否為異常信號。

異常信號為根據(jù)心電分析處理算法得到的心律失常類型，當心電信號跟設定的需要除顫的心律失常類型相匹配時，則表示該心電信號處于嚴重心律失常狀態(tài)。嚴重心律失常狀態(tài)包括選擇性病變狀態(tài)(例如房顫、房撲、室上性心動過速、室性心動過速等)和緊急性病變狀態(tài)(例如室顫、室撲)。

若為選擇性病變狀態(tài)，心電信號能夠檢測出R波，則可根據(jù)R波的位置啟動除顫儀進行除顫，即根據(jù)心電信號中的QRS波的位置，判斷為心室絕對不應期還是相對不應期。若在控制模塊3產(chǎn)生選擇性除顫消息后，需要進行除顫，則在心室絕對不應期控制高壓產(chǎn)生部22輸出能量(例如高壓產(chǎn)生部22首次輸入至第二電極21的能量在150J左右)至第二電極21。

若為緊急性病變狀態(tài)，心電信號無法檢測出R波，啟動除顫儀進行除顫，即控制高壓產(chǎn)生部22輸出能量至第二電極21。高壓產(chǎn)生部22首次輸入至第二電極21的能量建議在200J左右，若心電信號依舊為嚴重心律失常信號，可逐漸加大輸入至第二電極21的能量，并且控制模塊3可發(fā)送求救信號進行警示。

除顫啟動后，預設時間段(例如5s)后，若控制模塊3判斷心電信號恢復成有效心律信號(即非異常信號)，則顯示除顫成功(例如，通過控制模塊3彈出對話框的方式)；否則，再次啟動除顫。

本申請中，有效心律信號為非設定的需要除顫的心律失常狀態(tài)。

控制模塊3會保存除顫前后的ECG(electrocardiogram，心電圖)信號，以供后續(xù)參考。

第一電極11可采用紡織電極或橡膠電極(即低阻值電極)。第一電極11的設置位置可根據(jù)實際情況選擇，本實施例將第一電極11內置在穿戴設備上，以方便使用和攜帶，且不會影響穿戴設備的美觀，并能夠通過穿戴設備來對第一電極11進行固定。當然，第一電極11也可選擇其它的設置方式，例如，通過粘貼件粘貼在穿戴設備上。

第一電極11和第二電極21可復用或單獨分開。在第一電極11和第二電極21復用時，兩者共用同一電極板。

具體地，當電極板作為采集心電信號的第一電極11使用時，斷開電極板與高壓產(chǎn)生部22的連接，將電極板連接至控制模塊3；

當電極板作為釋放能量的第二電極21使用時，連接電極板與高壓產(chǎn)生部22。

本實施例的電極分為兩組，分別是除顫電極(即第二電極)和監(jiān)護電極(即第一電極)，即第一電極11和第二電極21是單獨設置的。

除顫電極接觸面積需要大一些，有利于減少接觸阻抗(在除顫使用時，除顫電極上設有導電膏涂層)，有利于能量導入用戶體內，貫穿心臟，防止除顫電極面積過小，其輸出的能量停留在用戶體表，對用戶造成傷害。而一般非除顫狀態(tài)時(也是經(jīng)常性的狀態(tài))使用監(jiān)護導聯(lián)來觀察心電信號，監(jiān)護電極的接觸面積不宜過大，否則容易引入干擾，得到的心電信號質量較差。即為了更好地進行除顫，第二電極21的面積大于第一電極11的面積大小。

為形成監(jiān)護導聯(lián)回路，本實施例的第一電極11為兩個。而為進行雙向波除顫，以提高除顫成功率，本實施例的第二電極21至少兩個，且至少兩個第二電極21之間是串聯(lián)連接的。

參見圖3，本實施例中，心電監(jiān)控模塊還包括前端ADC12(analog to digital converter，模數(shù)轉換器)和信號處理單元13，第一電極11經(jīng)前端ADC12連接至信號處理單元13，信號處理單元13電連接至控制模塊3。其中，信號處理單元13可為處理器，例如計算機的CPU、ARM等。

第一電極11采集心電信號，并將該心電信號輸入至前端ADC12，前端ADC12將第一電極11采集的模擬的心電信號轉換為數(shù)字信號，再發(fā)送至信號處理單元13，由信號處理單元13對該心電信號進行處理后發(fā)送至控制模塊3進行后續(xù)分析。

信號處理單元13可對心電信號進行放大、濾波等處理，實現(xiàn)對較小的心電信號的處理，以利于控制模塊3進行后續(xù)的分析處理。其中，本申請的心電信號為ECG信號。

進一步地，心電監(jiān)護模塊1還包括與信號處理單元13電連接的本地存儲模塊14或無線通訊模塊15。

當設置本地存儲模塊14時，信號處理單元13會將處理后的心電數(shù)據(jù)發(fā)送至本地存儲模塊14進行存儲，以實現(xiàn)對心電數(shù)據(jù)的保存。

當設置無線通訊模塊15時，信號處理單元13將處理后的心電數(shù)據(jù)通過無線通訊模塊轉發(fā)至其他處理器，由該其他處理器對心電數(shù)據(jù)進行分析。

參見圖4，除顫模塊2還包括在高壓產(chǎn)生部22和第二電極21之間的能量釋放控制部23，即該能量釋放控制部23設置在高壓產(chǎn)生部22和至少兩個串聯(lián)的第二電極21之間，所述高壓產(chǎn)生部22、能量釋放控制部23和至少兩個串聯(lián)的第二電極21串聯(lián)成一回路。

該能量釋放控制部23用于控制高壓產(chǎn)生部22與第二電極21的連接與斷開，從而控制高壓產(chǎn)生部22是否輸入能量至第二電極21并控制高壓產(chǎn)生部22輸入至第二電極21電流的方向。

具體地，參見圖5，能量釋放控制部23與高壓產(chǎn)生部22之間還連接有安全控制開關231，該安全控制開關231電連接至控制模塊3，根據(jù)R波的檢測結果，控制所述安全控制開關231的導通與關閉，以使得高壓產(chǎn)生部22將能量輸入第二電極21。又參見圖5，能量釋放控制部23進一步包括第一切換開關232以及串聯(lián)的第二切換開關233和反向器234，該第一切換開關232一端連接高壓產(chǎn)生部22，另一端連接串聯(lián)后的第二電極21的一端。第一切換開關232的兩端并聯(lián)連接有所述串聯(lián)的第二切換開關233和反向器234。

其中，反向器234用于對加載在兩個串聯(lián)的第二電極21上的電壓進行反向。該反向器234可選擇常規(guī)的電壓反向電路。

可選地，第一切換開關232和第二切換開關233為通過電信號控制的電開關，例如繼電器，以實現(xiàn)對第二電極21的自動控制。

本實施例中，安全切換開關231、第一切換開關232、第二切換開關233均與控制模塊3電連接，以通過控制模塊3發(fā)出控制信號自動控制安全控制開關231、第一切換開關232與第二切換開關233的開啟/關閉狀態(tài)。以設置兩個第二電極21為例進行說明，本實施例通過控制模塊3對第一切換開關232和第二切換開關233的控制，實現(xiàn)雙向波除顫，即輸入至兩個第二電極21的電流為雙向的，以實現(xiàn)更好地除顫，提高首次除顫的成功率，且能量小，符合可穿戴物方便攜帶的要求。

控制安全控制開關231導通后，控制模塊3發(fā)送控制信號至第一切換開關232和第二切換開關233，控制第一切換開關232和第二切換開關233按照預設時間間隔(例如5s)輪流導通，例如，控制模塊3首先發(fā)送控制第一切換開關232導通、第二切換開關233截止的信號；5s后，控制模塊3發(fā)送控制第一切換開關232截止、第二切換開關233導通的信號；再過5s，控制模塊3發(fā)送控制第一切換開關232導通、第二切換開關233截止的信號；如此輪流。

假設第一切換開關232導通、第二切換開關233截止時，加載在兩個串聯(lián)的第二電極21上的電壓稱作第一電壓，在第一切換開關232截止、第二切換開關233導通時，加載在兩個串聯(lián)的第二電極21上的電壓稱作第二電壓。由于在第一切換開關232截止、第二切換開關233導通時，反向器234會將加載到兩個串聯(lián)的第二電極21上的電壓進行反向，故第一電壓和第二電壓的方向是相反的，從而在兩個第二電極21之間形成雙向的除顫電流。

又參見圖4，高壓產(chǎn)生部22包括移動電源221、以及連接該移動電源221的變壓器222。變壓器222對移動電源221的電壓進行抬升，達到KV級別的電壓大小，再通過第二電極21板釋放能量，利用足夠大的電流進行除顫。

參見圖6和圖7，本實施例的除顫儀進一步包括與控制模塊3和安全控制開關231均相連的安全防護模塊4，以防止由于設備故障或者接觸阻抗過大，無法進行除顫。

在一些例子中，安全防護模塊4包括用以檢測所述高壓產(chǎn)生部22輸出電壓的電壓檢測單元41和用以檢測所述高壓產(chǎn)生部22輸出電流的電流檢測單元42中的一個。在另一些例子中，安全防護模塊4同時包括電壓檢測單元41和電流檢測單元42，以實現(xiàn)雙重檢測保護的目的。

控制模塊3接收自電壓檢測單元41的電壓信號或電流檢測單元42的電流信號并進行判斷，當電壓信號小于預設的電壓閾值或電流信號小于預設的電流閾值時，控制模塊3輸出截止信號至安全控制開關231。

電壓閾值和電流閾值可根據(jù)實際情況進行設定?？蛇x地，電壓閾值為1KV，電流閾值為10mA。

本實施例的除顫儀還包括與所述控制模塊3相連接的報警模塊5，當控制模塊3判斷電壓信號小于預設的電壓閾值或者電流信號的峰值電流小于預設的電流閾值時，或者在進行除顫后，控制模塊判斷第一電極11實時采集的心電數(shù)據(jù)為有效心律信號時，控制模塊3輸出報警信號至報警模塊5。

報警模塊5可選擇聲音提示或聲光提示，以更加明顯地進行警示。

參見圖8，本申請?zhí)峁┮环N適用于上述除顫儀的除顫方法，包括以下步驟：

S101、通過第一電極11采集心電信號。其中，第一電極11可為紡織電極或橡膠電極，其內置于穿戴設備。

S102、通過所述控制模塊3判斷所述心電信號是否為異常信號，若是，則檢測所述心電信號是否存在R波，若檢測到R波，則進入步驟S103；若未檢測到R波，則進入步驟S104。

其中，控制模塊3是通過心電分析算法對心電信號進行分析，進而判斷出心電信號是否為異常信號。該心電分析算法可選擇相關技術中常規(guī)的心電分析算法，例如基于小波變換的心電信號濾波算法、心電波形識別模塊算法等。

S103、所述控制模塊產(chǎn)生選擇性除顫消息。

S104、控制所述高壓產(chǎn)生部22輸出能量至第二電極21。

步驟S103和步驟S104中，高壓產(chǎn)生部22輸入至第二電極21的電流為雙向波，以實現(xiàn)更好地除顫，提高首次除顫的成功率，且能量小，符合可穿戴設備方便攜帶的要求。

步驟S103和步驟S104中，控制高壓產(chǎn)生部22輸出能量至第二電極21具體包括：控制連接在高壓產(chǎn)生部22和第二電極21之間的能量釋放控制部23導通，以接通高壓產(chǎn)生部22和第二電極21之間的通電線路，可方便、靈活地控制是否進行除顫。

本申請中，在高壓產(chǎn)生部22和第二電極21之間設安全控制開關231，當需要通過第二電極21釋放能量進行除顫時，開啟該安全控制開關231，以接通高壓產(chǎn)生部22和第二電極21之間的通電線路。在不需要除顫時，關閉該安全控制開關231即可。

可選地，當需要通過第二電極21釋放能量進行除顫時，控制模塊3輸出控制安全控制開關231開啟的信號，來控制接通高壓產(chǎn)生部22和第二電極21之間的通電線路。此時，安全控制開關231選擇為可由信號控制其開啟/關閉的電子開關，例如，繼電器。在不需要除顫時，控制模塊3輸出控制安全控制開關231關閉的信號即可。

本申請的除顫方法還包括：在高壓產(chǎn)生部22輸出能量至第二電極21預設時間后，控制模塊3判斷心電信號是否恢復至有效心律信號，若是，則顯示除顫成功(例如，通過控制模塊3彈出對話框的方式顯示除顫成功信息)；否則，再次進行除顫。

進一步地，控制模塊3連接有安全防護模塊4，以以防止所述穿戴式除顫儀故障或者第二電極的接觸阻抗過大無法除顫。

在本申請中，通過安全防護模塊4的電壓檢測單元41檢測高壓產(chǎn)生部22輸出電壓；和/或通過安全防護模塊4的電流檢測單元42檢測高壓產(chǎn)生部22輸出電流；

控制模塊3接收自所述電壓檢測單元41的電壓信號和/或電流檢測單元42的電流信號并進行判斷；

當電壓信號小于預設的電壓閾值，或者電流信號小于預設的電流閾值時，控制模塊3輸出截止信號至能量釋放控制部23。

另外，為更進一步進行防護，控制模塊3還連接有報警模塊5。具體地，當控制模塊3判斷電壓信號小于預設的電壓閾值時，或者當控制模塊3判斷電流信號的峰值電流小于預設的電流閾值時，或者在進行除顫后，控制模塊3判斷第一電極11實時采集的心電數(shù)據(jù)為有效心律信號時，控制模塊3輸出報警信號至報警模塊5。

參見圖9，本申請還提供一種穿戴設備，所述穿戴設備包括上述穿戴式除顫儀，并執(zhí)行上述除顫方法。

其中，第一電極11和第二電極21成對設置，本實施例包括兩組成對設置的第一電極11和第二電極21，分別放置在用戶的左右胸腔上。

第二電極21直接貼合在用戶皮膚上。在使用該穿戴式設備進行除顫前，對第二電極21接觸的皮膚處進行預處理，例如，清理毛發(fā)，在第二電極21接觸皮膚的表面設有導電膏涂層以減少第二電極21的接觸阻抗，使得第二電極21更好地釋放能量。

本申請中，第二電極21的面積大于第一電極11，以便于將用于除顫的能量傳遞到用戶的體內，防止因第二電極21的面積過小，第二電極21輸出的除顫能量停留在用戶體表而導致的傷害。

綜上所述，本申請通過穿戴式的心電監(jiān)護模塊及除顫模塊的聯(lián)動方式，并根據(jù)R波的檢測結果匹配相應的除顫方式，可不分場合和時間，有效對突發(fā)的嚴重心律失常用戶進行早期及時除顫救護，提高用戶的生存率。且穿戴式的設計方便攜帶。

以上所述僅為本申請的較佳實施例而已，并不用以限制本申請，凡在本申請的精神和原則之內，所做的任何修改、等同替換、改進等，均應包含在本申請保護的范圍之內。