一种反搏控制方法和装置与流程

本发明涉及医疗器械，具体涉及一种反搏控制方法和装置。

背景技术：

1、心力衰竭、急性心肌梗死及心源性休克等重症心脏疾病可导致心脏泵血功能严重受损，患者左心室每搏输出量下降，冠状动脉灌注压降低，全身脏器灌注不足。在上述情况下，单纯药物治疗往往难以维持有效循环，需要借助机械循环辅助装置提供额外的血流动力学支持，以维持重要器官的灌注并为心脏功能恢复创造条件。

2、主动脉内球囊反搏（iabp）及经皮心室辅助装置（pvad）是临床常用的机械循环辅助手段。iabp通过在主动脉内放置球囊，于心脏舒张期充气以提高冠状动脉灌注压，并于收缩前期放气以降低左心室射血阻力；左心室型pvad可经导管将血液从左心室泵入主动脉，直接卸载左心室负荷。iabp依赖心电信号中的r波时序确定放气触发时刻、t波时序确定充气触发时刻，实现气囊充放气与心脏收缩舒张节律的同步；pvad则依赖r波和t波时序判断心动周期，同步调节泵的工作状态。

3、在icu环境中，电极片粘附不稳定、体动、汗液、导联线牵拉、肌电活动、工频干扰及除颤等因素均可引起采样中断、基线漂移或波形失真，导致r/t时序在短时间内不可辨识，而此时已介入患者体内的辅助装置并不因信号短暂变差而失去临床辅助需要。

4、然而，现有iabp及pvad控制技术将ecg显示质量、r/t检出结果与反搏控制可用性混为一体。当心电信号受干扰导致r/t时序暂时不可辨识时，现有技术将信号短暂不可识别直接等同于停止反搏的条件，使已介入患者体内的辅助装置中断辅助，患者因此失去舒张期冠状动脉灌注支持和收缩期减负作用，造成辅助前后血流动力学状态不连续，存在较大的临床安全性风险。

技术实现思路

1、本发明主要解决的是现有反搏控制技术存在临床安全性风险的技术问题。

2、根据第一方面，一种实施例中提供一种反搏控制方法，包括：

3、实时采集心电信号；

4、从所述心电信号中提取质量特征，并根据所述质量特征计算心电质量，判断所述心电质量是否合格；

5、在所述心电质量合格时，从所述心电信号中提取心搏时序参数，并基于个体心电参考和所述心搏时序参数，计算所述心电信号的心电异常程度；

6、基于所述质量特征、个体心电参考和心电异常程度，确定所述心搏时序参数是否可用于反搏控制；

7、基于预先建立的心搏时序参数预测模型和所述心电异常程度，判断预测接管资格是否有效；

8、根据所述心搏时序参数是否可用于反搏控制，以及预测接管资格是否有效，利用所述心搏时序参数和/或心搏时序参数预测模型生成反搏时序；

9、根据所述反搏时序生成反搏控制指令。

10、一实施例中，所述质量特征反映所述心电信号的采样完整性、基线稳定性、噪声水平、饱和或削顶程度、r/t波形可辨识性以及波形形态一致性中的至少一者。

11、一实施例中，所述基于个体心电参考和所述心搏时序参数，计算所述心电信号的心电异常程度，包括：

12、基于所述心搏时序参数和所述心电信号的心电特征更新个体心电参考；

13、将所述心搏时序参数和所述心电信号的心电特征与更新后的所述个体心电参考进行比较，计算所述心搏时序参数和所述心电特征相对于所述个体心电参考的偏离量；

14、根据所述偏离量形成当前心电异常程度。

15、一实施例中，所述心搏时序参数包括r波时序、t波时序、相邻心搏rr间期以及心搏内rt间期中的至少一者；

16、所述确定所述心搏时序参数是否可用于反搏控制包括：确定r波时序是否可用于反搏控制，以及确定t波时序是否可用于反搏控制。

17、一实施例中，所述基于所述质量特征、个体心电参考和心电异常程度，确定所述心搏时序参数是否可用于反搏控制，包括：

18、计算r波控制误差预算和t波控制误差预算；

19、将所述心搏时序参数与所述个体心电参考进行比较，结合所述质量特征和所述心电异常程度，分别确定r波时序的定位可信度和t波时序的定位可信度；

20、根据所述r波控制误差预算和r波时序的定位可信度，判断r波时序是否可用于反搏控制；

21、根据所述t波控制误差预算和t波时序的定位可信度，判断t波时序是否可用于反搏控制。

22、一实施例中，所述r波控制误差预算和t波控制误差预算，通过以下方式计算：

23、所述r波控制误差预算基于放气目标允许相位偏差、放气气路执行时间和放气预留裕量计算得到；

24、所述t波控制误差预算基于充气目标允许相位偏差、充气气路执行时间和充气预留裕量计算得到；

25、和/或，

26、所述r波时序是否可用于反搏控制和t波时序是否可用于反搏控制，通过以下方式判断：

27、当所述r波控制误差预算大于0，且r波时序的定位可信度大于第一可信度阈值，判定r波时序可用于反搏控制；

28、当所述t波控制误差预算大于0，且t波时序的定位可信度大于第二可信度阈值，判定t波时序可用于反搏控制。

29、一实施例中，所述根据所述心搏时序参数是否可用于反搏控制，以及预测接管资格是否有效，利用所述心搏时序参数和/或心搏时序参数预测模型生成反搏时序，包括：

30、当所述r波时序和t波时序均可用于反搏控制时，根据所述r波时序和t波时序生成反搏时序；

31、当所述r波时序可用于反搏控制、t波时序不可用于反搏控制时，确定t波最晚决策时刻；若在t波最晚决策时刻之前获得目标t波，且目标t波时序可用于反搏控制，根据所述r波时序和目标t波时序生成反搏时序；若在t波最晚决策时刻之前未获得目标t波，基于所述r波时序，通过所述心搏时序参数预测模型生成rt间期预测值，并根据所述r波时序以及所述rt间期预测值，生成反搏时序；

32、当所述r波时序不可用于反搏控制，且所述预测接管资格有效时，基于所述r波时序不可用前的最后可信心电状态，通过所述心搏时序参数预测模型生成r波时序预测值和rt间期预测值，并根据所述r波时序预测值和rt间期预测值，生成反搏时序。

33、一实施例中，所述方法还包括：

34、在所述r波时序不可用于反搏控制期间，重新判断预测接管资格是否有效；当判定预测接管资格无效时，停止生成反搏时序；和/或，

35、当所述r波时序恢复可用于反搏控制时，以第一个可用于反搏控制的r波时序作为起点，基于所述起点生成反搏时序，并将不可用于反搏控制的r波时序至所述起点之间的累计时间不计入相邻心搏rr间期，取消与所述起点存在时序冲突的未执行反搏时序。和/或，

36、在所述r波时序不可用于反搏控制期间，保存所述r波时序不可用前的最后可信心电状态；在所述r波时序不可用于反搏控制时，阻止所述r波时序预测值和rt间期预测值更新所述个体心电参考及所述心搏时序参数预测模型。

37、一实施例中，所述基于预先建立的心搏时序参数预测模型和所述心电异常程度，判断预测接管资格是否有效，包括：

38、对于判定可用于反搏控制的历史心搏时序参数，通过所述心搏时序参数预测模型计算后续心搏时序参数的预测值；

39、将所述预测值与对应真实心搏时序参数进行比较，计算所述心搏时序参数预测模型的预测误差；

40、根据所述预测误差、所述历史心搏时序参数的节律稳定程度、所述心电异常程度及反搏执行余量中的至少一者，计算预测可信度；

41、当所述预测可信度大于第三可信度阈值时，判定预测接管资格有效；

42、当所述预测可信度小于或等于第三可信度阈值时，判定预测接管资格无效。

43、根据第二方面，一种实施例中提供一种反搏控制装置，包括：

44、存储器，用于存储程序；

45、处理器，用于通过执行所述程序以实现第一方面所涉及的方法中的步骤。

46、根据第三方面，一种实施例中提供一种反搏控制装置，包括：

47、心电采集模块，用于实时采集心电信号；

48、心电质量评价模块，用于从所述心电信号中提取质量特征，并根据所述质量特征计算心电质量，判断所述心电质量是否合格；

49、时序提取模块，用于在所述心电质量合格时，从所述心电信号中提取心搏时序参数；

50、心电异常评价模块，用于在所述心电质量合格时，基于个体心电参考和所述心搏时序参数，计算所述心电信号的心电异常程度；

51、反搏可用性判定模块，用于基于所述质量特征、个体心电参考和心电异常程度，确定所述心搏时序参数是否可用于反搏控制；

52、预测模块，用于预先建立心搏时序参数预测模型，并基于所述心搏时序参数预测模型和所述心电异常程度，判断预测接管资格是否有效；

53、预测接管调度模块，用于根据所述心搏时序参数是否可用于反搏控制，以及预测接管资格是否有效，利用所述心搏时序参数和/或心搏时序参数预测模型生成反搏时序；

54、反搏控制指令生成模块，用于根据所述反搏时序生成反搏控制指令；

55、反搏执行模块，用于执行所述反搏控制指令。

56、依据上述实施例的反搏控制方法，通过提取质量特征并计算心电质量，将心电质量是否合格作为心搏时序参数提取和心电异常程度计算的前置条件，再将质量特征、个体心电参考和心电异常程度三者联合映射为心搏时序参数是否可用于反搏控制的独立判定结果，建立了从信号质量到控制可用性的可解释判定关系，克服了将ecg显示质量或r/t检出结果直接等同于反搏控制可用性的缺陷；在心搏时序参数不可用时，通过预测模型结合心电异常程度验证接管资格，利用预测时序维持反搏，避免了信号短暂不可识别时直接停止反搏、使患者失去辅助的临床安全性风险，实现了反搏连续性与控制安全性的同时保障。