一种冠脉灌注压预测系统及心肺复苏系统

本发明涉及冠脉灌注压预测，特别是涉及一种冠脉灌注压预测系统及心肺复苏系统。

背景技术：

1、本部分的陈述仅仅是提到了与本发明相关的背景技术，并不必然构成现有技术。

2、据统计，每年在每10万人中有74人发生院外心脏骤停(cardiac arrest,ca)。ca是指心脏正常机械活动停止，循环征象消失，患者失去意识和呼吸，由于心脏泵血功能中止，全身各个脏器的血液供应在数十秒内完全中断，患者会迅速进入临床死亡阶段。而ca抢救成功的关键是早期高质量心肺复苏(cardiopulmonary resuscitation,cpr)。

3、cpr的主要目的是恢复患者身体机能与意识，最佳结果是恢复患者脑皮质的高级活动，进而使其能够正常生活和工作。施救者在达到主观努力指标(如按压频率100～120次/min、按压幅度≥5cm、保证胸廓充分回弹、尽量减少按压中断时间、避免过度通气等)的基础上，可根据患者的客观生理参数来判断cpr的质量。目前常用的生理参数有脉搏、血氧饱和度、冠脉灌注压(coronary perfusion pressure,cpp)、动脉舒张压和呼气末二氧化碳分压(partial pressure of end-tidal carbon dioxide,petco2)等。通过按压心脏产生的冠状动脉血流可以给患者心脏和大脑供给少量但却极其重要的血流，而cpp是主动脉与右心房在舒张末期时产生的脉压差，与冠状动脉的血流灌注及自主循环恢复(return ofspontaneous circulation,rosc)均呈良好的正相关关系，在cpr过程中监测患者的cpp，对提高cpr质量及判断患者预后情况很有帮助。目前，接受cpr的患者中仅有50％的几率可以实现rosc，成功率较低，即使正确实施cpr，其血流量只有正常时的25％-33％，心肌灌注量为正常的15％-20％，当cpp不足持续超过15min，心脏会发生不可逆损伤。而测量cpp必须放置动脉和中心静脉导管，在cpr过程中实际操作起来较困难。

4、而且，现有的cpp采用的是心电信号和脉搏波信号，无法及时干预缺血导致的脑损伤，也未考虑到信号的随机性和不确定性，影响cpp预测的准确性。

技术实现思路

1、为了解决现有技术的不足，本发明提供了一种冠脉灌注压预测系统及心肺复苏系统，通过petco2和eeg信号预测cpp，以帮助施救者及时判断患者状态，调整抢救措施，可以及时干预缺血导致的脑损伤，同时，考虑到信号的随机性和不确定性，通过序列到序列预测模型支持变长度的输入和输出，增强了整个预测框架的适应性。

2、第一方面，本发明提供了一种冠脉灌注压预测系统；

3、一种冠脉灌注压预测系统，包括：

4、数据获取模块，用于获取患者的在若干连续时刻的呼气末二氧化碳分压信号和脑电信号；

5、冠脉灌注压预测模块，用于基于呼气末二氧化碳分压信号和脑电信号，采用神经网络预测患者的冠脉灌注压值；

6、其中，神经网络通过多层lstm神经网络组成的编码器，对若干连续时刻的呼气末二氧化碳分压信号和脑电信号组成的可变长度序列进行编码，得到固定格式的编码状态，并通过解码器将固定形式的编码状态映射到若干连续时刻的冠脉灌注压值组成的可变长度序列。

7、进一步地，所述神经网络采用均方误差和/或绝对误差判断预测准确性是否达到标准。

8、进一步地，所述解码器的初始隐藏状态和单元状态是中间状态向量，所述中间状态向量是来自同一层的编码器的隐藏状态和单元状态。

9、进一步地，所述解码器在每个时间步长执行一个解码步骤，输出一个标记。

10、进一步地，所述脑电信号通过脑电帽采集，所述脑电帽包含四个位于锋面的传感器、两个位于颞区的传感器、两个位于顶叶区的传感器、两个位于中心区的传感器和两个位于枕叶区的传感器。

11、进一步地，所述呼气末二氧化碳分压信号通过呼吸面罩和旁流式二氧化碳分析仪采集。

12、第二方面，本发明还提供了一种心肺复苏系统，包括：控制模块和如第一方面所述的一种冠脉灌注压预测系统；

13、所述控制模块，用于根据预测的患者的冠脉灌注压值，调整心肺复苏仪。

14、进一步地，若预测的患者的冠脉灌注压值不超过第一阈值，则加大按压力度并加快按压频率；若预测的患者的冠脉灌注压值超过第一阈值，且不超过第二阈值，则保持设定的按压力度和按压频率；若预测的患者的冠脉灌注压值超过第二阈值，则停止按压。

15、第三方面，本发明还提供了一种电子设备，包括：

16、存储器，用于非暂时性存储计算机可读指令；以及

17、处理器，用于运行所述计算机可读指令，

18、其中，所述计算机可读指令被所述处理器运行时，执行以下步骤：

19、获取患者的在若干连续时刻的呼气末二氧化碳分压信号和脑电信号；

20、基于呼气末二氧化碳分压信号和脑电信号，采用神经网络预测患者的冠脉灌注压值；

21、其中，神经网络通过多层lstm神经网络组成的编码器，对若干连续时刻的呼气末二氧化碳分压信号和脑电信号组成的可变长度序列进行编码，得到固定格式的编码状态，并通过解码器将固定形式的编码状态映射到若干连续时刻的冠脉灌注压值组成的可变长度序列。

22、第四方面，本发明还提供了一种存储介质，非暂时性地存储计算机可读指令，其中，当所述非暂时性计算机可读指令由计算机执行时，执行以下步骤：

23、获取患者的在若干连续时刻的呼气末二氧化碳分压信号和脑电信号；

24、基于呼气末二氧化碳分压信号和脑电信号，采用神经网络预测患者的冠脉灌注压值；

25、其中，神经网络通过多层lstm神经网络组成的编码器，对若干连续时刻的呼气末二氧化碳分压信号和脑电信号组成的可变长度序列进行编码，得到固定格式的编码状态，并通过解码器将固定形式的编码状态映射到若干连续时刻的冠脉灌注压值组成的可变长度序列。

26、与现有技术相比，本发明的有益效果是：

27、本发明的一种冠脉灌注压预测系统，其在cpr过程中实时采集petco2和eeg信号，预测cpp，以帮助施救者及时判断患者状态，调整抢救措施，可以及时干预缺血导致的脑损伤。

28、本发明的一种冠脉灌注压预测系统，其考虑到信号的随机性和不确定性，开发了一种新的序列到序列预测模型，解决了传统的循环神经网络无法解释输出标签之间序列依赖关系的问题；同时，seq2seq预测模型支持变长度的输入和输出，增强了整个预测框架的适应性。

29、本发明的一种冠脉灌注压预测系统，其通过petco2和eeg信号的特征参数作为lstm-seq2seq预测模型的训练样本来预测cpp，较传统方法来说可更加准确的预测患者在cpr过程中cpp的微弱变化，进而及时判断患者当前的身体状况，对在cpr过程中指导施救者更好的实施抢救手段有正向作用，为实现高质量cpr，提高患者的生存率提供了新的思路。

30、本发明附加方面的优点将在下面的描述中部分给出，或通过本发明的实践了解到。