本发明涉及确定自主循环的恢复的领域，具体而言，本发明涉及用于支持在心肺复苏期间确定自主循环的恢复的设备、方法和计算机程序。
背景技术：
用于心脏骤停患者的心肺复苏术是成活率非常低(5-10％)的急救流程。通常接受的观点是，胸部按压的质量对于成功的除颤和结果是至关重要的。
在心肺复苏(cpr)期间检测自主循环的恢复(rosc)是有难度的。通常，rosc检测涉及例如在患者的颈部对动脉脉搏进行人工触诊。人工触诊需要中断胸部按压，并且已知是耗时的，因此其会导致血流减少并且使rosc的机会减小。
为了使这种类型的暂停的持续时间最小，临床指南指出，脉搏检查暂停不应当花费超过10秒。在临床实践中，人工脉搏检查常常花费远长于10秒，并且已知即使由专家医师执行仍然是不可靠。
备选地，支持rosc检测的可靠并且客观的测量是动脉血压测量，能够对其进行解读以在收缩血压高于例如60mmhg时指示rosc。然而，这是一种有创测量，其需要放置导管，并且因此并非始终可用。因此，能够在正在进行胸部按压期间支持rosc检测的无创方法将是宝贵的资产。
参考文献us2012/0035485a1描述了可以通过评估患者体内的生理信号来确定患者体内的心脏脉搏的存在。在一个实施例中，一种医学设备评估向患者体内发射的光的光学特性以确定生理信号，诸如邻近光检测器模块的一般血容积的脉动变化。使用这些特征，所述医学设备确定患者体内是否存在心脏脉搏。所述医学设备也可以被配置为报告患者除了处于无脉搏状况之外是否处于vf、vt、心跳停止或pea状况中，并且根据对生理信号的分析来提示不同的疗法，诸如胸部按压、人工呼吸、除颤和pea特异性电疗。还提供了使用起博刺激对心脏脉搏的自动捕获。
参考文献r.w.c.g.r.等人在resuscitation，84卷，2013年，1625-32页上的“detectionofaspontaneouspulseinphotoplethysmogramsduringautomatedcardiopulmonaryresuscitationinaporcinemodel”一文公开了，通过回溯分析在经受自动cpr的猪体内同时记录的光电容积描记(ppg)信号和动脉血压信号，而对ppg信号在cpr期间检测自主心脏脉搏的存在和速率的潜力的研究。
ep2883493公开了一种使用时域和频域识别逻辑来实时识别自主循环的恢复的系统。us2013/0338724公开了一种使用两个或更多个生理信号来检测心脏脉搏的系统。
因此，已经做出了各种尝试来监测生理信号以检测自主脉搏的存在。对潮气末co2、有创血压或中央静脉氧饱和度的监测允许对脉搏的客观评估，但是需要安全的气道或者对导管的放置。跨胸阻抗(tti)测量和近红外波谱(nirs)是无创的，但是tti受到胸部按压的强烈影响，而nirs对rosc响应缓慢。
尽管已经提出了为了检测脉搏而分析光电容积描记数据，但所述数据并不易于解读。
仍然需要一种可靠的方式从而以无创的方式来检测rosc而不中断正在相关联的患者身上执行的胸部按压序列。具体而言，需要一种快速、自动化并且准确的方法来进行脉搏检查，其给出了易于解读的结果，以便减小任何暂停的持续时间并且减少错误脉搏确定的量。仅仅记录心电图(ecg)不提供该信息，因为心脏可能是电活动的，但是可能不产生心脏输出。
技术实现要素：
根据本发明的第一方面的范例提供了一种用于在正在相关联的患者身上执行的相关联的心肺复苏cpr流程期间支持对自主循环的恢复rosc的确定的设备，所述设备包括：
输入部，其用于从用于感测所述患者的生理信号的传感器接收信号；
处理器，其适于：
执行对所述生理信号的频率分析；
检测并区分所述生理信号之内的按压诱发的分量和自主脉搏分量；
基于所述生理信号之内的检测到的分量提供输出，以支持对已经存在rosc的确定；以及
显示设备，
其中，所述处理器适于控制所述显示设备以输出图像，所述图像将随时间的所述生理信号之内的按压诱发的分量和自主脉搏分量示出为频率-时间曲线图。
本发明基于对生理信号的频率分析，所述生理信号诸如是在cpr期间采集的光电容积描记(ppg)信号和/或心电图(ecg)信号。通过分析生理信号以提取按压诱发的分量和自主脉搏分量，可以向医师提供关于cpr以及任何自主脉搏的信息，以辅助医师确定已经存在rosc。
图像输出例如可以涉及显示传感器信号中的主导频率分量。可以在这些主导频率分量随时间演变时示出这些主导频率分量。
这样的时间-频率表示能够同时地提供关于递送胸部按压的速率(其能够被用于评估cpr质量)以及基于生理信号(ppg和/或ecg)的基础自主脉搏的存在或不存在的反馈。然后，可以在正在进行胸部按压期间提供对基础自主脉搏的存在或不存在的反馈以及cpr反馈。
所显示的信息可以包括第一迹线，所述第一迹线在视觉上提供关于在整个cpr事件期间随时间递送胸部按压的速率的反馈。对胸部按压速率的反馈能够支持护理人员以cpr指南中建议的每分钟100-120次的速率递送胸部按压。
如果在cpr期间在ecg信号中检测到心率或者在ppg信号中检测到基础自主脉搏，能够通过使用与指示胸部按压速率随时间的迹线不同的额外迹线在时间-频率表示中示出这种情况。具体而言，时间-频率表示然后也可以示出在整个cpr事件期间递送的胸部按压速率的历史，其充当参考以方便识别指示心率和自主脉搏率的迹线的出现。
在单个时间-频率表示中同时示出心率(即，电心脏活动)和脉搏率(灌注心脏节律)还方便了确定ecg中每个r峰是否都导致心脏的收缩。
在一个范例中，所述处理器适于提取生理信号之内的谐波频率系列的主导基频分量，并且基于所提取的主导基频分量提供输出以支持对已经存在rosc的确定。
通过提取所述主导基频分量，可以向医师提供易于解读的信息。所述分析也可以使得能够自动地确定潜在rosc。然而，对潜在rosc的自动确定可以基于对完整谐波系列的分析。对潜在rosc的这种自动确定可以由医师用作进一步的引导，而不是提供对rosc的绝对指示。需注意，确定患者是否具有rosc是临床情景式评估。其不仅涉及确定是否存在自主脉搏，而且还涉及确定由心脏生成的输出(血流)是否可维持生命。这是一种仅能够由医师做出的评估，因为维持生命所需的心脏输出在患者之间会变化，并且甚至在一个患者体内随时间也会变化。监测器械通过示出从测量结果导出的信息而支持医师确定是否存在rosc。
所述输出信号自动地提供关于rosc的信息，并且能够被用于避免在不存在自主脉搏的情况下在cpr期间进行脉搏检查的需要。该输出能够指导医师何时应当进行脉搏检查，或者何时施予增压药是适当的。ppg信号的频率分析表示能够客观地示出在cpr期间是否存在基础自主脉搏。在没有脉搏的情况下，能够防止不必要地中断胸部按压进行长时间徒劳的脉搏检查。如果恰好在心脏开始再次跳动之后施予增压药，增压药可能对心血管稳定性具有有害效果。所述系统能够通过提示正在进行按压的医师是否存在自主脉搏而被用于在增压药可能具有有害效果时防止施予所述增压药。
所述处理器例如适于对存在于生理信号中的至少基频分量和第一谐波分量进行频率分析。
通过分析多个频率分量，能够在由cpr诱发的脉搏与自主脉搏之间更可靠地进行区分。具体而言，更高谐波频率分量之间的差异可以比基频分量之间的差异更大。可以至少对生理信号中存在的至少第二谐波分量进行频率分析。
传感器例如可以包括ecg传感器和/或ppg传感器。
也可以提供第二传感器用于感测cpr按压信号和/或二氧化碳浓度描记信号(其度量co2的浓度或分压)。cpr传感器能够被用于为医师给出关于正在递送的cpr的质量的反馈，诸如按压深度和按压速率。二氧化碳浓度描记信号传感器可以被用于辅助对生理传感器(例如ppg信号)的更可靠的解读。这提供了更好地评估ppg信号中自主脉搏分量的充分性/质量的手段。
所述处理器因此优选适于确定任意确定的rosc的质量。这可以基于对自主脉搏信号的信噪比分析或者对自主脉搏信号的能量测量。因此，所述处理器可以适于控制显示设备以输出图像，所述图像示出了：
所述cpr按压的质量；和/或
任意确定的rosc的质量。
根据本发明的另一方面的范例提供了一种用于在正在相关联的患者身上执行的相关联的心肺复苏cpr流程期间支持对自主循环的恢复rosc的确定的方法，所述方法包括：
感测所述患者的生理信号；
执行对所述生理信号的频率分析；
检测并区分所述生理信号之内的按压诱发的分量和自主脉搏分量；并且
基于在所述生理信号之内的所检测到的分量在显示设备上提供输出，以支持对已经存在rosc的确定，其中，所述输出将随时间的所述生理信号之内的按压诱发的分量和自主脉搏分量示出为频率-时间曲线图。
该方法为医师提供支持以支持对rosc的确定。其可以提供在cpr期间对潜在rosc的自动识别。
例如向用户显示对潜在rosc的确定的识别。
所述频率分析可以涉及提取所述生理信号之内的谐波频率系列的主导基频分量。所提取的主导基频分量优选也以频率与时间曲线图的形式来显示。
如上文所解释的，可以执行对所述生理信号中存在的至少基频分量和第一谐波分量的频率分析以及也任选地执行对所述生理信号中存在的至少第二谐波分量的频率分析。
所述方法还可以包括感测所述cpr按压并且确定所述cpr按压的质量。
所述方法优选也包括在显示设备上输出图像，所述图像示出了：
所述cpr按压的质量；和/或
任意确定的潜在rosc的质量。
优选随时间示出这种信息，从而能够看出信号的演变。
本发明也提供了一种用于实施上文所定义的方法的计算机程序(以及计算机程序载体)。
附图说明
参考附图，仅以举例的方式描述本发明的实施例，在附图中：
图1示出了根据本发明的患者监测系统的第一范例；
图2示出了可能的显示输出的第一范例；
图3示出了可能的显示输出的第二范例；
图4示出了可能的显示输出的第三范例；
图5示出了可能的显示输出的第四范例；
图6示出了可能提供的另一显示输出迹线并且示出了针对动物患者的迹线；
图7示出了针对另一cpr(动物)患者的图6的显示输出迹线；
图8示出了针对又一cpr(动物)患者的图6的显示输出迹线；并且
图9示出了根据本发明的患者监测系统的第二范例。
具体实施方式
本发明提供了一种用于在正在相关联的患者身上执行的相关联的心肺复苏cpr流程期间支持对自主循环的恢复rosc的确定的设备。使用传感器来感测患者的生理信号。执行对信号的频率分析，例如，以检测信号中的主导频率分量。根据这种分析，能够通过为临床医师准备能够进行容易且快速的进一步解读的输出来支持对已经存在rosc的确定。
图1示出了包括设备100的系统110，设备100用于在相关联的心肺复苏cpr流程期间支持对自主循环的恢复rosc的确定。设备100用作患者监测器。在该范例中，其也充当除颤设备，因为其包括用于控制除颤盘106的电子器件114。
所述设备从生理传感器102接收输入，生理传感器102可以是商用ppg传感器或ecg监测器。设备100包含能够访问或者包括一种或多种预定算法的控制器112。
所述系统也包括显示器116。
所述设备被连接到除颤器，诸如一组除颤器盘106。这允许算法获知何时给出电击并经由例如跨胸阻抗测量来获得关于胸部按压的信息。
所述设备可以被用于在人工cpr期间监测患者，但是其也可以用于自动化cpr设备。
设备100的第二输入部从诸如加速度计的cpr监测器104接收传感器信号。这提供了关于cpr按压频率、相位和加速度、速度和深度以及按压暂停的信息。
在备选实施例中，所述系统不包括除颤器盘106和/或自动cpr设备和/或加速度计104。
所述控制器执行对感测到的生理信号的频率分析。在一组范例中，其提取生理信号的主导基频分量。基于频率分析，例如，基于所提取的主导基频分量，向显示器提供输出，以支持临床医师确定已经存在rosc。
图2示出了可能的显示输出的第一范例。
所述输出的形式为时间-频率表示，其示出了基本按压速率(线200)、心律不齐的自主脉搏(点202)和稳定的基本自主脉搏率(线204)。当心脏重新开始再次跳动时出现脉搏202。
这些线的宽度表示频率有多大变化，因此线越宽，频率变化越大。未示出这种情况。
计时器206指示不间断地检测到稳定的自主脉搏的时段的持续时间。
图2中的时间-频率表示示出了cpr的5分钟片段。x轴示出了以分钟:秒为单位的时间，在(任意起点之后)9分钟开始，并且在14分钟结束。y轴示出了频率。
从09:00直到大约12:25提供cpr按压。在大约11:15出现稳定的自主脉搏。在10:30与11:15之间，在ppg信号中已经检测到心律不齐的自主脉搏，如由点202所指示的。自主脉搏以规则的间隔发生，不存在脉搏率。
指示胸部按压速率(手208)和自主脉搏率(心脏210)的符号被定位在迹线的最近点处。
所递送的按压速率的历史方便检测在11:15时发生的表示的变化。计时器206从在ppg信号中已经检测到稳定的自主脉搏率的时刻开始运行，指示已经检测到自主脉搏的持续时间。
在图3中，已经检测到自主脉搏达02:45分钟。如果自主脉搏再次消失，那么计时器将冻结。如果稳定的自主脉搏随后再次出现，则计时器将再次从00:00开始运行。
示出已经不间断地检测到稳定的自主脉搏的持续时间支持临床医师决定何时中断胸部按压以确定自主脉搏是否可触知以及是否存在rosc。
为了达到该时间-频率表示，如上文所解释地在时域和频域中处理和分析该生理信号(例如，ppg信号)。采用时域分析以检测心律不齐的脉搏，由点202来指示。频域分析将提供平均脉搏率。经由时域分析，能够个体地检测心律不齐的心跳，其例如被用于确定图2中的个体点202的位置。
采用频率分析来识别与胸部按压相对应的谐波系列以及与自主脉搏率相对应的谐波系列。能够通过傅里叶分析、自回归建模或小波来执行频率分析。以这种方式，在生理信号之内检测和辨别出按压诱发的分量和自主脉搏分量。分析单个生理信号以提取这些分量。在优选范例中，所述单个信号是ppg信号。然而，如上文所解释的，所述系统可以具有多个生理传感器，并且以这种方式，能够进一步细化提供给医师的信息。
在11:15时，该算法例如基于信噪比、谐波数量或所有谐波中的累积能量，在ppg信号中已经检测到充分强的自主脉搏分量的存在。然而，为了清楚起见，在时间-频率表示中仅示出了这些系列的基频，而省略了更高的谐波。同样地，未示出存在于信号中的背景噪声。
可以通过分析生理信号中存在的谐波系列，或者通过分析使用传感器104对按压进行的独立测量，来识别胸部按压速率。能够通过确定信号中存在的谐波数量或者相对于噪声基底的系列中的总功率，来识别生理信号中与按压相对应的谐波系列。由于按压导致的脉搏比心脏收缩导致的脉搏更陡峭，所以与按压相对应的谐波系列比与自主脉搏相对应的谐波系列包含更多分量。
对按压的独立测量可以基于与生理传感器集成的加速度计、qcpr盘、雷达传感器、压力/力传感器或者跨胸阻抗测量形式的传感器104。可以使用获得关于按压速率和/或加速度和/或速度和/或深度和/或力和/或压力的信息的任何其他手段。
可以通过ecg传感器额外地测量心率，并且然后可以在相同的时间-频率表示中示出脉搏率。这便于确定ecg信号中的每个r峰是否都导致心脏收缩。具体而言，当在时间-频率表示中存在基于ecg的心率(即，电心脏活动但没有灌注脉搏)时，能够容易地进行对无脉搏电活动(pea)的检测，但是不能够同时在ppg信号中检测到自主脉搏率(即，灌注脉搏)。
在图2中，在一个时间-频率表示中示出了胸部按压速率和自主脉搏率的基频分量。在另一实施例中，能够示出两个时间-频率表示，一个提供对正在递送的胸部按压的速率的反馈，并且一个提供对基础自主脉搏的存在或不存在的反馈。
能够在监测设备100上，例如在监测器-除颤器的显示器上或者在自动外部除颤器(aed)的显示器上，来显示时间-频率表示。
另外，监测设备100可以向仅充当显示器的独立设备(例如智能电话或平板电脑)无线地发送所述时间-频率表示，所述独立设备能够与受害者相邻地定位，因此其在递送胸部按压和通气时能够被护理人员容易看到。也可以使用头戴式设备(诸如google眼镜)向用户显示信息，同时使他们能够继续关注于正在执行的任务。
所需要的生理传感器能够是ppg传感器，无论是透射式或反射式，或者诸如相机的非接触式感测设备。这种传感器也能够是使用一个或多个导联的ecg测量。这些可以形成除颤器盘的部分。
用于获得ppg(脉搏血氧测定)数据的一种适当的系统包括具有红光led、近红外led和光探测器二极管的传感器，其中，所述传感器被配置为将led和光探测器二极管直接放置在患者的皮肤上，通常在指端(手指或脚趾)或耳垂上。患者身上的其他地方也可以是适合的，包括前额、鼻子或面部的其他部分、腕部、胸部、鼻腔隔膜、鼻翼、耳道和/或口内，诸如面颊或舌头。led以不同的波长发光，光通过患者皮肤的血管床被漫射并且被光探测器二极管接收。然后，可以分析所得到的ppg信号，获得指示心脏脉搏的一个或多个特征。可以使用用于获得ppg数据的系统的其他更简单的版本，包括具有单个光源的版本，该光源具有一个例如绿光波长或更多波长。光的吸收或反射被脉动动脉血容积调制并且使用光探测器设备来探测。在实施例中，能够从相机图像获得ppg数据，其中，环境光和/或额外的光源被用于照亮组织，诸如皮肤。
能够在距组织一距离处执行ppg测量，其中，光源和/或探测器不与组织相接触，诸如在基于相机的测量的情况下。可以在一个或多个波长处，诸如在1、2、3、4、5、6、7、8、9、10或更多个波长处，获得ppg数据。在一些范例中，进入的光是环境光，诸如阳光。在实施例中，可以使用脉搏血氧计来获得ppg信号，所述脉搏血氧计监测血液灌注，诸如监测血液到皮肤真皮和皮下组织的灌注，和/或监测血液通过粘膜组织的灌注。用于获得诸如脉搏血氧测定数据的ppg数据的装置和技术是现有技术公知的。
用于独立地测量所递送的按压的特性的第二传感器104是任选的。如果使用，其至少测量按压速率，但还其也可以包括按压加速度、速度、深度、力和压力。
在生理信号中，所述主导频率分量是：(1)如果正在递送胸部按压，则为胸部按压基频；并且(2)如果心脏再次跳动，则为基本自主脉搏率。如果正在递送胸部按压，所述主导频率分量是基本胸部按压速率。
对ppg/ecg和按压信号中的谱分量的分析可以基于傅里叶分析、自回归建模或小波分析。为了在按压速率与自主脉搏/心率之间进行区分，还分析更高的谐波，因为更高的谐波之间的频率差异比基本分量之间的频率差异更大。因此，通过分析谐波，改善了自主脉搏/心率和按压速率之间的对比。此外，能够通过分析系列中的谐波来识别由按压造成的ppg/ecg信号中存在的谐波系列。对谐波的分析例如能够包括分析谐波的数量和/或分析谐波系列中相对于噪声本底的总功率。以这种方式，对谐波系列的分析能够避免对按压的独立测量的需求。
所述处理单元提取生理信号谐波系列的主导分量，即基频分量，用于随后在时间-频率表示中显示。为了清晰起见，在屏幕上仅显示了基本胸部按压速率和基本自主脉搏率，省略了胸部按压速率和自主脉搏率的更高的谐波。然而，在处理中，考虑谐波(的能量)以识别信号中的主导频率。
另外，所述处理单元可以确定两个质量指示符。
图3示出了显示输出的第二范例，其包括第一质量指示符220，第一质量指示符220示出了从按压测量结果导出的按压的深度。其指示按压是否处在由指南规定的范围(5-6cm)之内，或者按压是否过浅(<5cm)或过深(>6cm)。第二质量指示符222例如基于信噪比、或ppg信号中谐波的数量或谐波系列中谐波的累积能量或脉搏率的稳定性，示出了ppg信号中自主脉搏分量的强度。
在另一实施例中，能够经由对迹线的彩色编码在时间-频率表示中并入该指示符，所述迹线表示随时间的基本按压速率和基本自主脉搏率。
对所述指示符感兴趣是因为在cpr期间，对所递送的cpr的质量的反馈以及对患者状况的反馈很重要。例如，每分钟递送100-120次按压对于实现高质量cpr而言是重要的。cpr的质量与cpr结果相关联。同样地，研究表明，实时反馈设备改善了cpr的质量。提供在cpr期间递送胸部按压的频率的反馈辅助护理人员实现每分钟100-120次的期望速率。
所显示的信息使得为执行脉搏检查而进行的胸部按压的中断能够最小。此外，如果恰好在心脏开始再次跳动之后施予增压药，增压药可能对心血管稳定性具有有害效果。在正在进行按压期间向护理人员示出是否存在基础自主脉搏能够防止在这些增压药可能具有有害效果时施予增压药。因此，可以引导增压药的施予，使得在存在自主脉搏时，医师知道不应当施予增压药。
图4示出了显示输出的第三范例，其中，对基本按压速率线200进行分割，以便标记短暂中断按压的时刻。在短暂中断期间，为了清晰起见，在时间-频率表示中维持先前递送按压的速率。仅在按压测量结果指示已经停止按压较长的时间段时，该迹线才从时间-频率表示中消失。为了确定何时中断过胸部按压，需要时域分析补充频率分析以确定胸部按压速率。
例如，可以用迹线中更淡的颜色示出胸部按压的短暂中断。当短暂中断按压时，例如，当按压传感器检测到超过1秒但小于5秒没有按压时，在时间-频率表示中保持先前递送的胸部按压的频率，但是用更浅颜色来标记。仅在按压被中断更长的时间段时，例如当按压传感器在长于5秒的时段内未检测到按压时，才从时间-频率表示去除按压迹线。对于在30:2cpr期间跟随胸部按压而言对这种方式尤其感兴趣，那时每三十次按压中断一次按压以递送两次通气(从而预期有3-5秒的中断)。
在以上范例中，ppg信号能够被ecg信号替代。备选地，能够在单个实施例中组合ecg信号和ppg信号，以支持对无脉搏电活动(pea)的检测。在图5中示出了针对这种模式的显示输出。
基本按压速率再次被示为曲线图200，并且基本自主脉搏率被示为曲线图204。基本心率被示为曲线图230(其可以与曲线图204颜色不同，以容易识别)。每条曲线的宽度再次指示频率的可变性，即，线越宽，频率越可变。计时器206再次示出了已经不间断地检测到自主脉搏率的时间。新计时器232示出了已经不间断地检测到心率的时段的持续时间。
基本心率是从ecg信号导出的。
ecg信号示出了，心脏在大约10:10时恢复电活动。在该点时，在ecg信号中已经检测到心率，由曲线图230示出了这种情况。在大约11:15时在ppg信号中检测到了自主脉搏，在该点时，曲线图204在所述时间-频率表示中出现。
在图5中，已经检测到心率达03:50(从曲线图230的开始)，并且已经检测到自主脉搏率达02:45。(从曲线图204的开始)。如果心率再次消失，则两个计时器都将冻结。如果自主脉搏率消失，对应计时器将冻结。如果心率或自主脉搏率再次出现，对应计时器将再次从00:00开始运行。示出已经不间断地检测到心率和自主脉搏率的持续时间意在支持临床医师决定何时中断胸部按压以确定自主脉搏是否可触知以及是否存在rosc。
图5中的时间-频率表示示出了ecg与ppg的组合如何能够支持对无脉搏电活动(pea)的检测。开始，在10:10与11:15之间，心脏的电活动不导致实际收缩，其显然是由所检测到的心率(曲线图230)的存在以及所检测脉搏率(曲线图204)的不存在而得出的。在pea的该时段期间，监测器清晰地示出了应当继续cpr，因为不存在灌注脉搏。
如在本申请中所使用的术语“自主循环的恢复”(rosc)被理解为在现有技术中是已知的，并且指代临床意义的脉搏恢复。
仅在重新建立灌注并且维持生命的节律时，即，在心脏再次以稳定速率收缩(导致心脏输出足以向组织提供充分多营养和氧以维持人活着)时，患者才能够恢复自主循环(rosc)。因此，通过检测脉搏率，可以为医师提供关于心脏收缩并泵送血液的速率的信息。
如果该频率过低，例如，在频率低于1hz时，医师能够判定尚不存在rosc，并且应当继续递送胸部按压。此外，当检测到的脉搏率随时间变化过大时，这可以指示心脏尚未以稳定的方式进行泵送。该信息也能够被医师用于决定如何继续cpr过程。
当心脏再次以高于例如1hz的稳定速率进行泵送时，医师能够决定进一步通过进行额外的测量(例如，血压或潮气末co2)来检查是否存在rosc。因此，存在充分高的稳定脉搏率是rosc的前提条件：没有这样的节律，将不存在rosc，并且对rosc的进一步评估将是没用的。另一方面，ppg信号中存在稳定的充分高的脉搏率并不直接指示存在rosc，因为其未给医师提供关于基础血压和/或灌注水平的信息。需要额外的测量来确定该结果。尽管如此，经由本发明的实施例，能够容易地并且无创地获得关于处于充分高速率的稳定灌注节律的存在或不存在的信息。因此，经由基于ppg的脉搏率测量结果，诸如经由本发明的实施例，医师能够决定是否停止胸部按压并对rosc做进一步的评估。
图5的范例示出了组合来自多种传感器类型的信息以便导出额外信息或者使得能够对数据进行更可靠或更简单的解读的益处。
根据本发明的另一种方式是组合光电容积描记(ppg)信号和二氧化碳浓度描记(co2)信号(尤其是潮气末co2，etco2)，以提供心源性输出的指示符，其能够支持医师检测rosc。在一些范例中，也包括心电图(ecg)信号和按压参考/运动信号。
通过组合ppg和etco2，使得对etco2的解读更特异性。如果从ppg信号检测到etco2增加而不存在自主脉搏，则能够得到结论：etco2的增加不是由于自主心脏收缩导致的。另一方面，如果ppg信号示出了存在自主脉搏，etco2信号能够指示自主心脏收缩造成了足够的灌注。此外，ppg信号如上文所解释地提供不能够从etco2信号获得的自主脉搏率，并且ppg能够比etco2更早地示出自主脉搏的存在。通过组合ppg与etco2，与独立使用任一种信号相比，获得了心源性输出的更可靠的指示符。
因此，能够显示从etco2信号导出的额外的信息以进一步在cpr期间引导医师。尽管ppg能够被用于检测脉搏的发生，但是其不提供灌注的量度。此外，ppg能够检测处于亚生命支持血压下的自主脉搏的存在。
当前，cpr指南指出，二氧化碳浓度描记能够被用于获得自主循环的恢复(rosc)的指示。该指南指出，能够认为超过40mmhg的潮气末co2(etco2)水平指示rosc。然而，仅有ecto2的缺点在于：
-当心脏恢复输出时在etco2中的响应可能相对较慢，在达到大约30-40mmhg的etco2水平之前花费大约0.5-2分钟。
-对实际水平的解读可能是复杂的，并且在rosc与无rosc之间不存在清晰的临界值。
-co2不提供关于自主脉搏率的信息。
通过组合ppg信号和etco2信号，提供了对潜在自主循环的恢复(rosc)的更强的指示。rosc意指在心脏病发作之后，与显著呼吸努力相关联的自持且维持生命的灌注心脏活动的恢复。在此，在ppg信号示出存在自主脉搏时，etco2中突然且自持的增加被解读为灌注的指示符。此外，通过与ppg信号中的自主脉搏相组合，对etco2水平的解读更加特异性。
如果ppg信号未指示自主脉搏，则高etco2水平可能是由例如肺通气不足导致的。通过考虑etco2，能够获得循环的量度，这对于评估循环水平是否能够维持生命是有用的，这继而能够支持对rosc的检测。
图6到图8描述了组合ppg与etco2的优点。其示出了从利用交替三十次按压与两次通气的规程进行自动cpr的猪获得的测量结果。
在所有三幅图中，其从上到下示出了：
实测的红外原始ppg信号；
高通滤波的红外ppg信号；
二氧化碳浓度描记信号；
心电图(ecg)信号；以及
主动脉弓中的动脉血压(abp)。
在进行除颤电击(垂直线300)之前，该动物发生心脏骤停。心脏骤停是通过在该时段中的ppg信号来确认的，因为其示出了在三十次按压期间稳定的振荡按压信号并且在暂停以进行通气期间没有振荡。
在除颤电击之后，ppg信号经由按压期间经高通滤波的ppg信号的增加的复杂性示出了存在基础自主脉搏。也通过ppg信号基线的减小示出了自主脉搏的恢复。在除颤电击之后，能够在用于通气的暂停期间在ppg信号中观测到自主脉搏。通过动脉血压(abp)的增加确认了自主脉搏的存在。在本范例中考虑的etco2水平是三十次按压的序列之后第一次通气末尾的水平。etco2与abp之间的关系取决于通气控制得有多好。
图6示出了一范例，其中，ppg信号比etco2更早地示出了自主脉搏的存在，即，在etco2水平超过40mmhg的阈值302之前，该阈值302指示根据cpr指南的rosc。
图7示出了一范例，其中，ppg信号使得对etco2信号的解读更特异性。etco2已经在线300之前的心脏骤停阶段期间超过40mmhg的阈值302，阈值302指示根据cpr指南的rosc。然而，在该时段中，ppg信号确认了心脏骤停。因此，ppg信号使得对etco2信号的解读更特异性。ppg信号将通过示出实际不存在自主脉搏将防止过早地停止cpr。在除颤电击之后，ppg信号通过ppg信号基线的复杂度增大和基线减小而示出了自主脉搏的存在。在此，etco2的自持的升高仅在除颤电击之后大约90s发生，并且其能够被解读为灌注的改善。
图8示出了一范例，其中，etco2信号能够指示心脏收缩造成的灌注的充分性。etco2水平不会永远超过被视为指示根据cpr指南的rosc的40mmhg的阈值。在该范例中，在大约2020s时，停止按压，因为认为已经实现了rosc。然而，该动物再次崩溃，并且必须在大约2110s时重新开始cpr。在该时段中，etco2不超过指示根据cpr指南的rosc的40mmhg的阈值。因此，这里ppg信号将示出心脏已经重新开始跳动，其可能会拒绝施予增压药，但是etco2可以防止过早地停止按压。
因此，组合ppg与etco2具有维持对ppg的早期检测能力同时经由etco2获得关于灌注的信息的优点。能够经由ppg早期地检测自主脉搏的存在，其能够防止在施予增压药在心脏刚刚恢复心源性输出时可能有害的情况下施予增压药。etco2水平能够提供灌注的量度，并且由此示出是否能够认为自主循环是充分的。当根据etco2自主循环不充分时，应当在跳动的心脏上继续进行按压。
上文在图2至图5中示出的显示器输出能够利用二氧化碳浓度描记信号迹线来补充。因此，通过etco2水平实现了对rosc检测的额外支持，这能够提供对灌注水平的指示。
图9示出了图1的系统被增强，使得处理器从ecg传感器400、co2传感器402和ppg传感器102接收输入。
所显示的信息然后包括ppg信号和按压信号的基频分量，如上文所解释的(为频率与时间的曲线图)，还包括一组幅度与时间的曲线图，包括ecg信号和co2信号。也可以显示在图6至图8中所示的原始ppg信号(其包括基线)和经高通滤波的ppg信号。可以表示的另一基于ppg的信号是经高通滤波的ppg信号，已经通过进一步的滤波从其中去除了按压。
因此，要提供的信号可以包括：
心电图(ecg)信号；
一个或多个基于光电容积描记(ppg)的信号(即，具有不同的可能滤波规则和/或仅在频率轴上显示基频分量)；
二氧化碳浓度描记信号(潮气末co2、etco2)；
运动/按压参考信号。
例如可以经由上文所提到的除颤盘获得心电图(ecg)信号。能够经由主流或非主流测量来从插管的患者获得二氧化碳浓度描记信号。也存在用于测量etco2的无创备选方式。存在用于从二氧化碳浓度描记信号确定etco2的算法。
除了如上文所解释地显示各种信息之外，为了使医师能够做出评估，所述系统可以处理所接收的全部输入，以生成对心源性输出的单个易于解释的指示。
例如，可以自动地解读ppg信号和co2信号以生成以下四种指示，并且可以在显示器上对其进行颜色编码：
无自主脉搏
在这种状态中，在ppg信号中未检测到自主脉搏。例如，能够通过识别与自主脉搏率相对应的谱峰来进行对自主脉搏的存在的检测。如果在ppg谱中未检测到自主脉搏，则不进一步考虑etco2。
不充分的自主脉搏
在这种状态中，例如通过识别与自主脉搏率相对应的谱峰，已经在ppg信号中检测到了自主脉搏，但是认为该自主脉搏率过低，例如，低于60/min，而不能够在这些状况下生成维持生命的心脏输出，或者认为自主脉搏率中在跳动之间的变化随时间改变过大，不能够被视为稳定的心脏活动。
在这种状态中，不进一步考虑etco2。
具有不充分循环的稳定的自主脉搏
在这种状态中，已经检测到充分高的自主脉搏率，例如，高于60/min，其跳动之间的变化充分小，指示稳定的心脏收缩。然而，未检测到超过例如40mmhg水平的etco2的自持的增加，这被视为指示不充分的循环。潜在rosc
在这种状态中，已经检测到充分高的自主脉搏率，例如，高于60/min，其跳动之间的变化充分小，指示稳定的心脏收缩。此外，已经检测到超过例如40mmhg水平的etco2的自持的增加，这被视为指示充分的循环。
当指示“潜在rosc”状态时，医师能够考虑中断胸部按压，以进一步评估潜在rosc。在供业余救治人员应用的情况下，该算法可以提示在“潜在rosc”状态的情况下检查患者的状态。
也可以使用(来自传感器104的)胸部按压测量结果。如上文所解释的，这有助于在ppg信号中的按压诱发的分量与自主脉搏分量之间进行更好地区分。其也辅助在二氧化碳浓度描记信号中的按压诱发的分量与通气相关的分量之间进行区分，以鲁棒地检测etco2信号。运动/按压参考信号可以被用作滤波的依据以从ppg信号和二氧化碳浓度描记信号中去除分量。
通过使用胸部按压信息，可以导出以下五种识别结果。
无自主脉搏
在这种状态中，在ppg信号中未检测到自主脉搏。例如，能够通过识别与自主脉搏率相对应的谱峰来进行对自主脉搏的存在的检测。此外，etco2信号未示出任何自持的增加并且低于例如40mmhg的阈值。
自主脉搏率≈按压速率？
在这种状态中，在正在进行胸部按压期间在ppg信号中未检测到自主脉搏，但是在etco2水平中已经检测到自持的增加，使得其超过例如40mmhg的阈值。这可能指示rosc，其中脉搏率大约等于按压速率，这解释了通过对ppg信号的谱分析为什么没有检测到脉搏率。在这种状况中，医师可以考虑短暂中断胸部按压，例如5s，以确定在停止按压时在ppg信号时间迹线中是否能够观测到自主脉搏。
不充分的自主脉搏
在这种状态中，例如通过识别与自主脉搏率相对应的谱峰，已经在ppg信号中检测到了自主脉搏，但是认为该自主脉搏率过低，例如，低于60/min，而不能够在这些状况下生成维持生命的心脏输出，或者认为自主脉搏率中在跳动之间的变化随时间改变过大，而不能够被认为心脏活动是稳定的。同时，在etco2中未检测到自持的增加。
具有不充分循环的稳定的自主脉搏
在这种状态中，已经检测到充分高的自主脉搏率，例如，高于60/min，其跳动之间的变化充分小，指示稳定的心脏收缩，但是在etco2中未检测到超过例如40mmhg水平的自持的增加，这被视为指示不充分的循环。
潜在rosc
在这种状态中，已经检测到充分高的自主脉搏率，例如，高于60/min，其跳动之间的变化充分小，指示稳定的心脏收缩，并且在etco2中检测到超过例如40mmhg水平的自持的增加，这被视为指示充分的循环。
如上文所解释的，在正在进行按压期间分析ppg信号和二氧化碳浓度描记信号。通过利用通过例如加速度计、阻抗、按压力或雷达获得的针对胸部按压的参考信号，该算法能够在ppg信号中的按压分量与自主脉搏分量之间以及在二氧化碳浓度描记信号中的按压分量与通气分量之间进行区分。
通过利用ecg信号以及ppg信号、二氧化碳浓度描记信号和运动/按压参考信号，可以提供更多水平的指示。在这种情况下，可以存在七个不同的指示：
心脏骤停
在这种状态中，在ecg信号中未检测到心率，在ppg信号中未检测到自主脉搏，并且在etco2中未检测到超过例如40mmhg阈值的自持的增加。例如，能够通过识别分别与心率和自主脉搏率相对应的谱峰来进行对心率或自主脉搏的存在的检测。
心率≈自主脉搏率≈按压速率
在这种状态中，在正在进行胸部按压期间在ecg信号和ppg信号中未检测到心率和自主脉搏，但是在etco2水平中检测到自持的增加，使得其超过例如40mmhg的阈值。这可以指示rosc，其中心率和脉搏率大约等于按压速率，这解释了通过对ecg信号和ppg信号的谱分析为什么未检测到心率和脉搏率。如上文所解释的，在这种状况下，医师可以考虑短暂中断胸部按压例如5s，以确定当停止按压时ecg信号是否是有序的并且可以在ppg信号时间迹线中是否能够观测到自主脉搏，并且此外，在ecg信号中的每个r峰是否导致ppg信号中的脉冲。
无脉搏电活动
在这种状态中，在ecg信号中已经测量到心率，但是在ppg信号中未检测到脉搏，并且在etco2中未检测到自持的增加。
不一致的自主脉搏
在ecg信号中已经检测到心率，在ppg信号中已经检测到脉搏率，但在etco2中未检测到自持的增加，并且脉搏率低于心率，即，并非ecg信号中的每个r峰都导致实际的心脏收缩。
一致但不充分的自主脉搏
已经检测到了心率，已经检测到了脉搏率并且其是相等的，但是认为自主脉搏率过低，例如，低于60/min，而不能够在这些状况下生成维持生命的心脏输出，或者认为自主脉搏率中跳动之间的变化随时间改变过大，不能够认为心脏活动是稳定的。同时，在etco2中未检测到自持的增加。具有不充分循环的稳定的自主脉搏
在这种情况下，已经检测到心率和脉搏率并且其是相等的。已经检测到充分高的自主脉搏率，例如，高于60/min，其跳动之间的变化充分小，指示稳定的心脏收缩。然而，未检测到超过例如40mmhg水平的etco2的自持的增加，这被视为指示不充分的循环。
潜在rosc
在这种状态中，已经检测到心率和脉搏率并且其是相等的。检测到充分高的自主脉搏率，例如，高于60/min，其跳动之间的变化充分小，指示稳定的心脏收缩。此外，已经检测到超过例如40mmhg水平的etco2的自持的增加，这被视为指示充分的循环。
如上文所解释的，当指示“潜在rosc”状态时，医师能够考虑中断胸部按压，以进一步评估潜在rosc。
如上文所描述的显示频率与时间曲线图实现对脉搏率的容易的确定以及对胸部按压分量与脉搏率分量的视觉分离。显示幅度与时间波形使得医师能够进行对信号的跳动间和按压间评估，并且允许通过ppg基线的减小和/或经高通滤波的ppg信号的增加的复杂度和/或过滤掉胸部按压分量的ppg信号中自主脉搏的出现，来早期地检测ppg信号中的自主脉搏的存在。
输出如上文所解释的指示之一的简单指示符支持医师解读波形。
可以通过数值方式显示当前的值以及当前etco2的值以及一次通气或一系列按压时co2的积分，取代或补充按压速率和脉搏频率的时间历史。
从上文的描述将看到，本发明存在两个方面，其可以组合或独立地使用。第一方面是提取在生理信号(例如，ppg)中存在的频率系列的基本分量，以使得能够容易地检测到rosc。第二方面是组合二氧化碳浓度描记信号与ppg信号以实现更容易的解读。然后可以组合额外的信号以提供额外水平的解读和分析。
第二方面提供了一种用于在正在相关联的患者身上执行的相关联的心肺复苏cpr流程期间支持对自主循环的恢复rosc的确定的设备，所述设备包括：
第一输入部，其用于从ppg传感器接收第一信号；
第二输入部，其用于从co2传感器接收第二信号；
处理器，其适于：
对第一信号和第二信号执行分析以提供对是否已经存在潜在rosc的评估并且提供输出，所述输出向用户提供所述评估和建议的动作。
所述输出可以是显示的指示符。另外，可以提供ppg信号和co2信号的幅度与时间的迹线，以及通过滤波从ppg信号导出的信号，诸如去除了ppg基线的信号、具有基线的信号以及具有过滤掉cpr按压得到的分量的信号。
本发明有益于高级心肺复苏(cpr)，诸如作为监测器-除颤器的一部分的住院cpr或医疗专业人员进行的院外cpr。可以将其用在高级aed中。
尽管已经在附图和前面的描述中详细例示和描述了本发明，但是这样的例示和描述应当被视为是例示性或示范性而非限制性的；本发明不限于所公开的实施例。通过研究附图、公开和随附的权利要求，所公开的实施例的其他变化可以被本领域技术人员在实践所主张发明期间理解和实现。在权利要求中，“包括”一词不排除其他元件或步骤，不定冠词“一”或“一个”不排除多个。单个处理器或其他单元可以完成权利要求中阐述的若干项的功能。在相互不同的从属权利要求中提到特定措施的简单事实不表示不能有利地使用这些措施的组合。权利要求中的任何附图标记都不应当被解释为限制范围。