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CN115120483A - 头戴式医疗设备及控制方法 - Google Patents

头戴式医疗设备及控制方法 Download PDF

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CN115120483A
CN115120483A CN202210722753.8A CN202210722753A CN115120483A CN 115120483 A CN115120483 A CN 115120483A CN 202210722753 A CN202210722753 A CN 202210722753A CN 115120483 A CN115120483 A CN 115120483A
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CN
China
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patient
medical device
acquisition module
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Application number
CN202210722753.8A
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Inventor
郑杰
徐海山
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Suzhou Weisi Medical Technology Co ltd
Original Assignee
Suzhou Weisi Medical Technology Co ltd
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Publication date
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Priority to US17/876,251 priority patent/US20230414172A1/en
Priority to KR1020220094212A priority patent/KR20240001640A/ko
Priority to EP22187707.9A priority patent/EP4297042A1/en
Priority to TW111129679A priority patent/TW202400077A/zh
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Abstract

本发明提供了一种头戴式医疗设备及控制方法，该头戴式医疗设备包括信息采集模块，用于采集患者的生理体征信息和/或医疗设备佩戴者的操作信息；远程交互模块，用于与外部的无线传输模块交互，包括向外部的无线传输模块传输所述信息采集模块采集的数据，以及接收外部的无线传输模块向医疗设备发送的数据；信息输出模块，用于将外部的无线传输模块发送的数据展示或发送至医疗设备佩戴者。本发明的头戴式医疗设备可用于急救场景下，如急性心搏骤停等极具突发性和危险性的场景，施救者佩戴本发明的医疗设备，医疗设备辅助佩戴者对患者的生理状态进行智能识别、获取智能或者远程诊断、指导和提示等，大大提高急救的规范性从而提高急救成功率。

Description

头戴式医疗设备及控制方法
技术领域
本发明涉及医疗器械技术领域，具体涉及一种头戴式医疗设备及控制方法。
背景技术
据《中国心血管健康与疾病报告2019》统计估测，中国每年发生的心脏性猝死(Sudden Cardiac Death，SCD)病例高达54.4万，在该类SCD患者发生心搏骤停时，对其及时实施高质量有效的心肺复苏(Cardiopulmonary Resuscitation，CPR)是抢救SCD患者的关键，而胸外按压是心肺复苏流程中的核心过程之一，胸外按压的质量效果直接关系到抢救的成功率和出院生存率。在一些权威抢救指南中都对心肺复苏和胸外按压做了具体的治疗参数推荐，例如美国心脏学会(American Heart Association，AHA)指南，经过多年的临床研究积累和数据统计，建议在胸外按压时：1、按压深度不小于5cm不大于6cm；2、按压频率在100-120(次/分钟)之间；3、尽可能的减少按压中断；4、完全释放无滞留：每次按压结束后胸廓完全释放到深度0位置，再开始下一次按压。因此，在临床应用中，对这些参数进行监测和反馈是提高CPR质量和抢救成功率的重要手段。
另一方面，SCD的发生具有极大的偶发性，现场环境复杂，遇到的施救者的施救和处置能力有很大差别，而一些社会因素和法律不完善因素等原因甚至造成旁观者不愿意施救，特别是对一些对自身施救能力信心不足的非专业人士，而这些原因往往造成了SCD患者错过了最佳的抢救时机。
因此，如果能全程记录存储现场信息，并能远程协同施救提供施救指导，同时能智能识别诊断患者状态、进行信息传输共享、进行CPR监测反馈，可以极大地解决上述SCD发生后的施救问题。
需要说明的是，上述背景技术部分公开的信息仅用于加强对本发明的背景的理解，因此可以包括不构成对本领域普通技术人员已知的现有技术的信息。
发明内容
针对现有技术中的问题，本发明的目的在于提供一种头戴式医疗设备及控制方法，该头戴式医疗设备可用于急救场景下，如急性心搏骤停等极具突发性和危险性的场景，医疗设备辅助佩戴者对患者的生理状态进行智能识别、获取智能或者远程诊断、指导和提示等，从而提高急救的规范性以及提高急救成功率。
本发明的第一方面提供了一种头戴式医疗设备，包括：
信息采集模块，用于采集患者的生理体征信息和/或医疗设备佩戴者的操作信息；
远程交互模块，用于与外部的无线传输模块交互，包括向外部的无线传输模块传输所述信息采集模块采集的数据，以及接收外部的无线传输模块向医疗设备发送的数据；
信息输出模块，用于将外部的无线传输模块发送的数据展示或发送至医疗设备佩戴者。
根据本发明的第一方面，所述生理体征信息包括患者胸廓起伏数据、瞳孔数据和皮肤状态数据的一种或多种；
所述操作信息包括CPR按压深度、CPR按压频率、CPR按压滞留深度、CPR按压中断时长和CPR按压总时长的一种或多种信息。
根据本发明的第一方面，所述信息采集模块包括测距模块。
根据本发明的第一方面，所述信息采集模块还包括图像采集模块和/或音频采集模块。
根据本发明的第一方面，所述医疗设备还包括：
诊断模块，用于接收所述信息采集模块采集的数据并根据所述数据给出诊断结果和/或治疗方案。
根据本发明的第一方面，所述诊断模块包括训练好的第一算法模型和/或第二算法模型；
所述信息采集模块还包括图像采集模块；
所述第一算法模型用于根据所述图像采集模块采集的患者皮肤图像判断患者是否发生紫绀；
所述第二算法模型用于根据所述图像采集模块采集的患者眼珠图像判断患者瞳孔是否放大。
根据本发明的第一方面，所述信息采集模块还包括定位模块，用于采集医疗设备佩戴者地理位置信息。
根据本发明的第一方面，所述信息输出模块包括图像输出模块和/或音频输出模块。
根据本发明的第一方面，所述信息输出模块还包括警示模块，用于与医疗设备佩戴者人体接触以发送警示信息。
根据本发明的第一方面，所述医疗设备还包括照明模块，用于提供光源。
根据本发明的第一方面，所述医疗设备还包括视觉指示模块，用于指示所述信息采集模块采集的数据的位置。
根据本发明的第一方面，所述远程交互模块还用于按照预设的时间周期向外部的存贮模块传输数据。
根据本发明的第一方面，所述医疗设备为眼镜形态的设备；
所述眼镜形态的设备包括眼镜镜片和眼镜脚；
所述信息采集模块包括测距模块，所述测距模块包括至少一电磁波测距设备，所述至少一电磁波测距设备设置于所述眼镜镜片的四周位置；和/或
所述信息采集模块包括图像采集模块，所述图像采集模块包括两个摄像头，所述摄像头分别设置于所述眼镜镜片的四周位置；和/或
所述信息采集模块包括音频采集模块，所述音频采集模块包括至少一拾音器，所述至少一拾音器设置于所述眼镜脚上或所述眼镜镜片的四周位置。
根据本发明的第一方面，所述信息输出模块包括图像输出模块，所述图像输出模块包括一显示器，当医疗设备输出图像时，所述显示器可移动至所述眼镜镜片位置处；和/或
所述信息输出模块包括音频输出模块，所述音频输出模块包括至少一扬声器，所述扬声器设置于所述眼镜脚上；和/或
所述信息输出模块包括警示模块，所述警示模块包括至少一震动器，所述至少一震动器设置于所述眼镜脚上。
本发明的第二方面提供了一种控制方法，适用于所述头戴式医疗设备，所述控制方法包括如下步骤：
S100：医疗设备获取患者的生理体征信息和/或医疗设备佩戴者的操作信息；
S200：医疗设备将患者的生理体征信息和/或医疗设备佩戴者的操作信息发送到外部的无线传输模块；
S300：医疗设备接收外部的无线传输模块的发送的数据并将该数据展示或发送至医疗设备佩戴者。
根据本发明的第二方面，所述信息采集模块包括测距模块，所述测距模块包括至少一电磁波测距设备；
所述生理体征信息包括患者胸廓起伏数据，所述医疗设备获取患者的生理体征信息步骤包括：
通过所述至少一电磁波测距设备获取一时间段内各个时刻患者胸廓的位置信息H；
根据各个时刻患者胸廓的位置信息H获得该时间段内患者胸廓起伏数据。
根据本发明的第二方面，所述测距模块包括第一电磁波测距设备和第二电磁波测距设备；
分别通过所述第一电磁波测距设备和所述第二电磁波测距设备获得该时刻患者胸廓的位置信息H1和H2；
该时刻患者胸廓的位置信息H为H1和H2的平均值。
根据本发明的第二方面，获得一时间段内患者胸廓起伏数据后，所述控制方法还包括如下步骤：
根据患者胸廓起伏数据分别获得前后时刻患者胸廓的位置；
判断前后时刻患者胸廓的位置的差值是否大于一第一阈值；
如大于第一阈值，则认为患者处于具有自主呼吸状态；
如不大于第一阈值，则认为患者处于心搏骤停状态。
根据本发明的第二方面，医疗设备佩戴者对患者进行CPR时，所述控制方法还包括：
获得进行CPR时患者胸廓起伏数据；
根据进行CPR时患者胸廓起伏数据，获得CPR按压深度、CPR按压频率、CPR按压滞留深度、CPR按压中断时长和CPR按压总时长的一种或多种信息。
根据本发明的第二方面，所述信息采集模块包括图像采集模块，所述图像采集模块包括至少一摄像头；
所述生理体征信息包括患者胸廓起伏数据，所述医疗设备获取患者的生理体征信息步骤包括：
获取一时间段各个时刻患者的胸廓图像信息，根据各个时刻患者胸廓图像信息获得该时间段内患者胸廓起伏数据。
根据本发明的第二方面，所述信息采集模块包括图像采集模块，所述图像采集模块包括至少一摄像头；
所述生理体征信息还包括瞳孔数据，所述医疗设备获取患者的生理体征信息步骤包括：
获取患者至少一眼珠图像信息，通过所述至少一眼珠图像信息获得患者瞳孔/眼珠比例。
根据本发明的第二方面，所述医疗设备还包括视觉指示模块，所述视觉指示模块发射一指示光斑，所述控制方法还包括：
获取指示光斑图像信息；
通过所述指示光斑图像信息和至少一眼珠图像信息获得瞳孔尺寸和眼珠尺寸，和/或瞳孔与眼珠比例。
根据本发明的第二方面，所述信息采集模块包括图像采集模块，所述图像采集模块包括至少一摄像头；
所述医疗设备还包括诊断模块，所述诊断模块存储有包括有各个皮肤图像与各个皮肤状态映射关系的皮肤状态数据库；
所述生理体征信息包括皮肤状态数据；所述医疗设备获取患者的生理体征信息步骤包括：
获取患者至少一皮肤图像信息；
通过所述至少一皮肤图像信息和所述诊断模块获取患者皮肤状态数据。
根据本发明的第二方面，所述信息采集模块还包括定位模块，用于采集医疗设备佩戴者地理位置信息，所述控制方法还包括：
向外部的无线传输模块发送医疗设备佩戴者地理位置信息。
本发明的头戴式医疗设备具有如下优点：
1.通过远程交互模块实现施救现场与远程120或医疗中心等的协同、现场数据共享、施救支持，给现场施救提供专业的救治指导，让施救者更有施救信心，更愿意施救，大大提前了SCD的抢救时间和提高了SCD抢救成功率；
2.该医疗设备能同步进行佩戴者进行CPR时按压反馈，给与佩戴者进行CPR的按压指导，使得施救者的按压操作符合指南的要求，结合上述远程的共享指导，患者获得最优质的CPR救治；
3.该医疗设备可以实时传输患者生理状态或者智能识别患者生理状态，如判断患者是否具有自主呼吸、判断患者瞳孔是否放大以及识别到患者皮肤是否发生紫绀等，进而可以进一步确认患者是否属于SCD的关键危险阶段，让施救者和远程端可以尽快确认患者状态并确定最优急救方案；
4.通过远程交互模块和定位模块，快速获取患者位置信息，便于后续进行实物和资源的派送，如无人机投送自动体外除颤器(Automated External Defibrillator，AED)或派送急救车辆与人员，大大减少患者等待时间，从而提高复苏成功率；
5.医疗设备头戴式结构使得施救者即可以通过该医疗设备获得患者生理状态信息，同时，解放施救者的双手使施救者能够集中获取现场监测的信息、远程指导发出的指令，从而可以全力进行CPR、呼吸、除颤等治疗操作，大大减小了CPR中断时间；
6.通过对现场的全部信息的记录和远程存储，规避施救者所顾虑的因社会因素和法律不完善因素的事故纠纷，可以使施救者没有后顾之忧的进行施救，大大增加了愿意提供施救的人群；
7.对现场信息数据的进行远程存储保存，分析统计这些数据可以获得完整的施救过程，有利于急救操作的发展和优化。
综上，本发明的头戴式医疗设备可用于急救场景下，如急性心搏骤停(SCD)等极具突发性和危险性的场景。当患者倒地时，施救者佩戴本发明的医疗设备，医疗设备辅助佩戴者对患者的生理状态进行智能识别、获取智能或者远程诊断、指导和提示等。
附图说明
通过阅读参照以下附图对非限制性实施例所作的详细描述，本发明的其它特征、目的和优点将会变得更明显。
图1是本发明一实施例的头戴式医疗设备的结构框图；
图2是本发明一实施例的头戴式医疗设备的结构示意图；
图3是图2实施例的头戴式医疗设备的侧视图；
图4是本发明又一实施例的头戴式医疗设备的结构示意图；
图5是本发明一实施例的头戴式医疗设备的一使用场景图；
图6是本发明一实施例的头戴式医疗设备的又一使用场景图；
图7是本发明一实施例的头戴式医疗设备控制方法的流程图；
图8是本发明再一实施例的头戴式医疗设备的不同使用场景图；
图9是本发明一实施例中的患者的胸廓起伏数据图；
图10和图11是本发明不同实施例的头戴式医疗设备的使用场景图。
具体实施方式
现在将参考附图更全面地描述示例实施方式。然而，示例实施方式能够以多种形式实施，且不应被理解为限于在此阐述的实施方式；相反，提供这些实施方式使得本发明将全面和完整，并将示例实施方式的构思全面地传达给本领域的技术人员。在图中相同的附图标记表示相同或类似的结构，因而将省略对它们的重复描述。说明书中的“或”、“或者”均可能表示“和”或者“或”。虽然本说明书中可使用术语“上”、“下”、“之间”等来描述本发明的不同示例性特征和元件，但是这些术语用于本文中仅出于方便，例如根据附图中所述的示例的方向。本说明书中的任何内容都不应理解为需要结构的特定三维方向才落入本发明的范围内。本说明书中虽然采用“第一”或“第二”等来表示某些特征，但其仅为表示作用，而作为具体特征的数量和重要性的限制。
为了提高急救场景下的施救效率和提高施救成功率，本发明提供了一种头戴式医疗设备及控制方法，该头戴式医疗设备包括信息采集模块，用于采集患者的生理体征信息和/或医疗设备佩戴者的操作信息；远程交互模块，用于与外部的无线传输模块交互，包括向外部的无线传输模块传输所述信息采集模块采集的数据，以及接收外部的无线传输模块向医疗设备发送的数据；信息输出模块，用于将外部的无线传输模块发送的数据展示或发送至医疗设备佩戴者。本发明的头戴式医疗设备，可用于急救场景下，如急性心搏骤停等极具突发性和危险性的场景。当患者倒地时，施救者佩戴本发明的医疗设备，医疗设备辅助佩戴者对患者的生理状态进行智能识别、获取智能或者远程诊断、指导和提示等。
下面结合附图以及具体的实施例进一步阐述本发明的头戴式医疗设备及控制方法，可以理解的是，各个具体实施例不作为本发明的保护范围的限制。
图1是本发明一实施例的头戴式医疗设备的结构框图，具体地，该头戴式医疗设备可以包括：
信息采集模块M10，用于采集患者的生理体征信息和/或医疗设备佩戴者的操作信息；所述信息采集模块M10可以包括测距模块M110，也可以包括图像采集模块M120和音频采集模块M130。通过测距模块M110、图像采集模块M120和音频采集模块M130等，信息采集模块M10可以采集的所述生理体征信息可以包括患者胸廓起伏数据、瞳孔数据和皮肤状态数据的一种或多种；医疗设备佩戴者对患者进行CPR时，可以采集医疗设备佩戴者的操作信息，这些操作信息可以包括医疗设备佩戴者的CPR按压深度、CPR按压频率、CPR按压滞留深度、CPR按压中断时长和CPR按压总时长的一种或多种信息。当然，通过图像采集模块M120和音频采集模块M130，也可以采集现场音频或视频信息等。
在一些实施例中，信息采集模块M10还包括用于采集医疗设备佩戴者地理位置信息的定位模块M140，通过定位模块M140可以分享施救现场的位置，远程端可以据此控制物质的派送调拨，例如无人机派送AED到现场等。
远程交互模块M20，用于与外部的无线传输模块交互，包括向外部的无线传输模块传输所述信息采集模块采集的数据，以及接收外部的无线传输模块向医疗设备发送的数据；远程交互模块M20实现对医疗设备所能采集到的数据实时共享至远程端，医疗设备所能采集到的数据不限于上述提及的集患者的生理体征信息和医疗设备佩戴者的操作信息，远程端可以是某个特定的医疗中心，也可以是某个特定的专家等。所述远程交互模块M20还用于按照预设的时间周期向外部的存贮模块传输数据，上述存储模块的数据可以包括了集患者的生理体征信息和医疗设备佩戴者的操作信息，即包括了完整的急救过程的信息，对上述信息的处理和分析，有利于进一步完善和规范急救操作步骤，提高急救的成功率。当然，远程交互模块M20向外部的无线传输模块传输的不限于患者的生理体征信息和/或医疗设备佩戴者的操作信息等，可以是通过图像采集模块M120和音频采集模块M130获取的现场的图像和视频等对第一施救现场的记录。
信息输出模块M30，用于将外部的无线传输模块发送的数据展示或发送至医疗设备佩戴者。所述信息输出模块M30包括图像输出模块M310和音频输出模块M320等。信息输出模块M30输出的可以是远程端某个特定的医疗中心或某个特定的专家的诊断意见或者是急救操作的指导等，其可以是通过图像输出模块M310输出的图像、文字和视频等信息，也可以是音频输出模块M320的声音，或者是两者的结合。在一些实施例中，所述信息输出模块还包括警示模块M330，警示模块M330用于与医疗设备佩戴者人体接触以发送警示信息。考虑到急救的环境，施救者可能遗漏一些重要的指令或信息，进一步的，可以通过震动等形式提醒施救者，信息输出模块M30输出信息可以是视觉、听觉和触觉的结合。
在其他一些实施例中，所述医疗设备还可以包括照明模块M50，用于提供光源以方便医疗设备佩戴者在光线不佳的环境中操作。另外，所述医疗设备可以包括视觉指示模块M60，视觉指示模块M60可以包括一激光发射装置，其发射的激光束可以用于指示所述信息采集模块采集的数据的位置。
图2和图3分别是本发明一实施例的头戴式医疗设备的正面结构图和侧视图，此实施例中，所述医疗设备1为眼镜形态的设备；所述眼镜形态的设备包括眼镜镜片19和眼镜脚18。所述信息采集模块包括图像采集模块，所述图像采集模块包括两个摄像头111，所述摄像头111分别设置于所述眼镜镜片19的两侧，便于捕捉佩戴者前方的图像或影像信息，如可以采集现场的环境图像，可以采集患者的皮肤图像信息、眼珠图像信息等。当然，两个摄像头111可以分别设置于医疗设备的眼镜镜片的四周的任何位置，如分别设置于医疗设备的眼镜镜片的上方。
此实施例中，所述信息采集模块包括测距模块，所述测距模块包括至少一电磁波测距设备，所述至少一电磁波测距设备设置于所述眼镜镜片上方，举例来说，图2的112a和112b可以分别是一电磁波测距设备的电磁波发射单元和电磁波接收单元。优选的，该电磁波发射单元为毫米波波段的雷达装置，其波段可以为60GHz频率的毫米波。在另外一些实施例中，可以包括两个电磁波测距设备，在112a的位置处设置某一频率的电磁波测距设备，在112b的位置处设置另一频率的电磁波测距设备。本发明的医疗设备可以通过多个电磁波测距设备矫正所测距离的精度，因此，测距模块配置在医疗设备上的数量和位置在此不做限定，可以根据具体的医疗设备的形态和实际需要设计。
此实施例中，所述信息采集模块M10包括音频采集模块M130，所述音频采集模块包括至少一拾音器113，所述至少一拾音器113设置于所述眼镜脚上。如图3所示，可以在眼镜脚18的两侧分别设置一拾音器113(麦克风)，用于对现场环境的录音或者是采集佩戴者的语音等，当然，至少一拾音器113可以设置于医疗设备的眼镜镜片的四周的任何位置。
此实施例中，所述信息输出模块M30包括图像输出模块M310，所述图像输出模块包括一显示器，在此实施例中，眼镜镜片19可以是一透明显示器，即医疗设备佩戴者可以通过眼镜镜片直接观察，同时眼镜镜片19本身可以作为图像输出设备，可以将医疗设备需要显示的信息全部显示在该眼睛镜片19区域，信息显示时不影响佩戴者透视观察。进一步的，眼镜镜片19也可以是定制化的具有视力矫正功能的镜片，以满足不同医疗设备佩戴者的需求。
在另外一些实施例中，图像输出模块的显示器也可以可移动的设置于眼镜形态的医疗设备上。图4是本发明又一实施例的头戴式医疗设备的结构示意图，其中，图像输出模块的显示器131可以可旋转的连接与一眼镜脚18、当医疗设备输出图像时，所述显示器可移动至所述眼镜镜片19位置处；当不需要图像输出时，可以将之移动至眼镜镜片19的上方以不影响操作者的视线。
图4的实施例中，可以会出现由于显示器131较小而显示的文字、图像、视频等信息不清晰的问题，在另外一些实施例中，图像输出模块的显示器131可以是虚拟现实技术(Virtual Reality，VR)的显示装置，此时，所要输出的文字、图像、视频等信息通过VR显示装置放大，等效于将所要输出的文字、图像、视频等信息放大投影至医疗设备佩戴者前方的某一位置。
当然，本发明的医疗设备所配置的图像输出模块也可以是一投影设备，佩戴者可以通过投影设备将需显示的文字、图像、视频等信息直接投影至一位置，如图5所示，医疗设备1可以将所要输出的文字、图像、视频等信息投影至视觉前方的一地面S4处。本发明不限制图形显示模块的具体形式，实现显示所需输出的信息即可。
此实施例中，所述信息输出模块M30包括音频输出模块M320，所述音频输出模块M320包括至少一扬声器，所述扬声器设置于所述眼镜脚上。图3的实施例中，眼镜脚18的末端可以设置有喇叭、耳机等扬声器132，眼镜脚18的末端可以是与佩戴者耳部相契合的环绕耳朵的弯曲弧状，以使佩戴者佩戴医疗设备时，扬声器132处于佩戴者的耳朵附近，该眼镜脚18的弯曲弧状的末端可以是由柔性的可弯曲变形的的材料制成，如柔性硅橡胶等，佩戴者可以佩戴时可以调整弯曲弧状的末端的形状，以便本发明的医疗设备可以适用不同的医疗设备佩戴者，或者使得佩戴者佩戴更舒适。音频输出模块还可以用于以语音的形式向佩戴者需注意的一些医疗信息、警示信息等。
同时，该医疗设备的信息输出模块还可以包括警示模块，所述警示模块包括至少一震动器，所述至少一震动器设置于与佩戴者接触的所述眼镜脚上。当需要提醒施救者时，该震动器产生震动，该震动可以根据远程指令发出，也可以是医疗器件本身发出的报警信息。
通常，本发明的头戴式医疗设备使用时，可能处于不同的环境中，如照明不佳的环境中，在一些实施例中，头戴式医疗设备还设置有照明模块，照明模块可以是如图2所示的LED射灯16，其设置于眼镜镜片19的上方，也可以是一圈的照明LED灯。配置了辅助照明模块的医疗设备对于夜间执行急救操作具有非常大的便利性。
所述医疗设备的视觉指示模块可以是激光发射装置15，其发射的激光束可以用于指示信息采集模块所采集的数据，其可以设置于两个眼镜镜片19的中轴线上，当激光束照射在患者身上时，在患者身上显示出明显的标记(激光束斑)，如红色或绿色的激光束斑等，其可以是照明模块发出的光源的位置中心，可以指示所采集的图像的位置。
图6是本发明一实施例的头戴式医疗设备的一使用场景图，施救者佩戴头戴式医疗设备时，照明模块提供的光源的边界2a和2b，视觉指示模块所发射的标记点3a的发射路径3，在需要进行胸外按压的情况下，该标记点3a可以是实施CPR急救时被需要按压患者的位置。可以看到，当施救者移动时，该头戴式医疗设备也会随着移动，进而照明区域、图像采集的区域、测距模块监测的位置都会随之变化，因此，该视觉指示模块的标记点可以指导施救者将头戴式设备指定到特定需要的位置和方向。
进一步的，本发明的医疗设备还可以包括诊断模块M40，用于接收所述信息采集模块M10采集的数据并根据所述数据给出诊断结果和/或治疗方案。如在一些实施例中，所述诊断模块M40包括训练好的第一算法模型和/或第二算法模型；所述信息采集模块还包括图像采集模块；所述第一算法模型用于根据所述图像采集模块采集的患者皮肤图像判断患者是否发生紫绀；所述第二算法模型用于根据所述图像采集模块采集的患者眼珠图像判断患者瞳孔是否放大。本发明的医疗设备可以通过信息采集模块采集的患者的生理体征信息，智能识别患者症状，如判断患者具有自主呼吸、是否属于心搏骤停状态、判断患者的瞳孔是否放大以及识别患者是否发生紫绀，同时，可以给出患者症状对应的急救措施，如确认患者属于SCD的关键危险阶段时，向施救者发送进行CPR急救的指示，并向施救者通过图像输出模块和/或音频输出模块输出CPR急救的具体步骤。上述诊断模块实现医疗设备在没有远程端指示的情境下施救者仍然可以获得急救方案相关的指导和辅助。
本发明的医疗设备具有获取患者信息，同时可以反馈操作者急救时的操作方案，另外，可以调配无人机AED等外部资源，除了适用于SCD的场景外，任何的意识晕厥、急性创伤、溺水、火灾窒息、车祸等急救条件下，本发明的医疗设备都能方便迅速地建立与远程端专业医疗队伍的互动医疗支持。同时，其对第一施救现场的记录也可以有助于处理可能发生的医疗纠纷的解决。
需要特别说明的是，上述各个功能模块的配置位置可以依照设备头戴式形态的不同做相应地调整。实施例的头戴式医疗设备的各个功能模块的功能实现方式均可以通过下文头戴式医疗设备控制方法中各个步骤的具体实施方式来实现。下面通过描述头戴式医疗设备控制方法进一步说明上述各个模块的作用。
图7是本发明一实施例的头戴式医疗设备控制方法的流程图，该控制方法适用于所述的头戴式医疗设备，具体包括如下步骤：
S100：医疗设备获取患者的生理体征信息和/或医疗设备佩戴者的操作信息；
S200：医疗设备将患者的生理体征信息和/或医疗设备佩戴者的操作信息发送到外部的无线传输模块；
S300：医疗设备接收外部的无线传输模块的发送的数据并将该数据展示或发送至医疗设备佩戴者。
图8是本发明一实施例的头戴式医疗设备的一使用场景图，此实施例中，医疗设备1是眼镜形态的，其中，所述信息采集模块包括测距模块，所述测距模块包括一电磁波测距设备，电磁波测距设备包括电磁波发射单元和电磁波接收单元，可以如图2所示，电磁波发射单元112a和电磁波接收单元112b可以分别设置于医疗设备的眼镜镜片上方，且两者相对于两眼镜镜片的中轴线对称设置，此时，电磁波发射单元112a发射的电磁波41接触到患者体表时，患者体表反射电磁波42，电磁波接收单元112b接收被反射的电磁波42，通过电磁波发射单元112a反射电磁波和电磁波接收单元112b接收电磁波的时间差、电磁波发射单元和电磁波接收单元的位置计算患者体表反射点与医疗设备的相对距离。当这个反射点为患者胸廓的胸骨中心时，可以通过记录不同时刻反射点与医疗设备的相对距离，获得胸廓的胸骨中心与医疗设备的相对距离，即获取一时间段内各个时刻患者胸廓的位置信息H；根据各个时刻患者胸廓的位置信息H获得该时间段内患者胸廓起伏数据。当然，电磁波发射单元112a和电磁波接收单元112b可以分别设置于医疗设备的眼镜镜片的四周的任何位置，如分别设置于医疗设备的眼镜镜片的两侧。
患者胸廓起伏数据因此可以是随时间变化的胸廓的位置信息的波形图，在获得一时间段内患者胸廓起伏数据后，所述控制方法还包括如下步骤：
S10：根据患者胸廓起伏数据分别获得前后时刻患者胸廓的位置；
S20：判断前后时刻患者胸廓的位置的差值是否大于一第一阈值；
如大于第一阈值，则S31：认为患者处于具有自主呼吸状态；
如不大于第一阈值，则S32：认为患者处于心搏骤停状态。此处第一阈值可以是临床上获得的经验数据。
需要指出的是，此处患者胸廓起伏数据可以是施救者在施救前获得的晕倒的患者的，也可以是在进行施救后的患者。在心肺复苏的急救过程中，同样可以通过监测人工通气能造成患者胸廓起伏，判断人工通气是否有效或者达标。通过判断患者是否具有自主呼吸状态等，可以确定施救者采用的施救措施，或者是否需要进一步进行施救，或者是评估施救措施的有效性等。
在另外一些实施例中，医疗设备可以包括视觉指示模块，以视觉指示模块包括一激光发射装置为例，其发射的激光束(激光点)照射在一物体上是显示一激光束斑，激光发射装置可以设置于两个眼镜镜片19的中轴线上，此时，其激光束的路径与施救者的视线方向基本一致。
仍以图8的电磁波测距设备为例，此时，激光束可以照射在施救者进行CPR胸外按压时的手背，随着胸外按压的进行，患者的胸廓会被按压下陷和释放回弹之间反复，设置电磁波发射单元112a发射的电磁波41的反射点与激光束斑重合，此时，通过电磁波测距设备获得的反射点的位置信息即为施救者的手背的位置信息，也即患者被动按压时胸廓的位置信息，图9是本发明一实施例中的患者的胸廓起伏数据图；可以看出，医疗设备佩戴者对患者进行CPR时，在获得进行CPR时患者胸廓起伏数据后，可以根据进行CPR时患者胸廓起伏数据，获得CPR按压深度、CPR按压频率、CPR按压滞留深度、CPR按压中断时长和CPR按压总时长的一种或多种信息。
具体地，医疗设备佩戴者对患者进行CPR胸外按压时，每个按压周期内患者胸廓与医疗设备存在一个距离最大的位置和一个距离最小的位置，两者之间的差值即为CPR按压深度，在图9的波形图中，为一波峰与相邻的波谷对应的位置信息的差值，AHA指南建议的CPR按压深度为5-6cm。在实际医疗环境中，CPR按压深度可能是波动的，如图9所示，施救者按压时患者的胸廓并未达到需要的深度，此时，存在CPR按压滞留深度R(502处)，当然，实际中也存在胸廓未会完全回复，或者是是按压未完全释放(503处)的情形。同时，胸外按压也会出现被中段的情形(504处)，即超过了某一按压周期的时间内患者的胸廓位置没有任何的变化。501表示两次按压起点之间的时间，即按压周期，其倒数即为按压频率，AHA指南建议按压频率为100-120次/分钟，即按压周期为0.5-0.6秒。在实际医疗环境中，CPR按压未完全释放、CPR按压滞留、按压中断等都是很比较常见的情况，通过本发明的医疗设备提供的CPR操作时患者的胸廓起伏数据图，获取医学临床意义上需要的胸外按压的四项参数，同时可以实时监测施救者的CPR操作是否规范，医疗设备的诊断模块或者远程端可以给出相应的提示或给出改进方案，施救者可以据此改进施救操作，从而提高施救的成功率。
在其他一些实施例中，所述测距模块可以包括多个测距设备，如图10所示，测距模块包括第一电磁波测距设备和第二电磁波测距设备；设置第一电磁波测距设备和第二电磁波测距设备使得其发射的电磁波平行，分别通过所述第一电磁波测距设备和所述第二电磁波测距设备获得该时刻患者胸廓的位置信息H1和H2；
该时刻患者胸廓的位置信息H为H1和H2的平均值。
通过平行配置的双路电磁波(43和44)测距，可以取两个路径的平均值以减少测量误差，从而提高患者胸廓起伏数据的精度。
在进行CPR胸外按压的过程中，医疗设备的佩戴者会因为头部的运动而产生测量误差，即医疗设备自身的运动变化会造成医疗设备与反射点之间的距离测量值的变化。当然，测距模块的一个电磁波测距设备的反射点可以是一固定物，其位置信息的变化可以表征佩戴者头部位移的变化另一电磁波测距设备用于表征患者胸廓位置信息，两者叠加后即可获得患者胸廓起伏数据。
在另外一些实施例中，为了解决这个问题，可以引入上述的图像识别技术，即医疗设备的信息采集模块包括图像采集模块，同时，医疗设备配置可以产生束斑的视觉指示模块，仍以视觉指示模块包括一为例，其激光发射装置的激光束照射在一物体上是显示一激光束斑，在物理空间中，对于一特定的激光发射装置来说，其产生的激光束斑的面积S0与激光发射装置与束斑之间的距离是一一对应关系，即两者之间为已知的函数关系，此时，可以通过激光发射装置与束斑之间的距离L推算激光束斑的面积S0，反之也然。
在上述实施例中，当需获取患者的所述生理体征信息包括瞳孔数据时，所述医疗设备获取患者至少一眼珠图像信息，
获取指示光斑图像信息；
通过所述指示光斑图像信息和至少一眼珠图像信息获得瞳孔尺寸和眼珠尺寸，和/或瞳孔与眼珠比例。
具体地，如图11所示，可以通过图像采集模块获得一位置的指示光斑图像，同时，通过医疗设备的测距模块获得激光束斑与医疗设备的距离从而获得实际物理空间激光束斑的面积S0，通过图像识别技术建立图像系统中的激光束斑的面积与物理空间激光束斑的面积S0之间的对应关系。在通过图像识别技术分别从眼珠图像中获得图像系统中瞳孔的面积和眼珠的面积，通过建立的图像系统与物理空间的对应关系，获得患者的瞳孔尺寸和眼珠尺寸，医学上正常人的瞳孔大小为2-3cm，放大的瞳孔大小为3-5cm。但医疗系统的诊断模块判断获得的患者的瞳孔尺寸大于医学的正常值时，可以判断患者处于瞳孔放大状态。当然，在医学上亦可以通过瞳孔/眼珠比例是否大于一第二阈值来判断患者是否处于瞳孔放大状态，同样地，此处的第二阈值可以是临床上获得的经验数据。瞳孔/眼珠比例可以通过上述方案获得的瞳孔尺寸和眼珠尺寸推算，可以直接通过图像识别技术分别从眼珠图像中获得图像系统中瞳孔的面积和眼珠的面积确定瞳孔/眼珠比例。
此实施例中，当所述生理体征信息包括患者胸廓起伏数据，所述医疗设备获取患者的生理体征信息步骤包括：
获取一时间段各个时刻患者的胸廓图像信息，根据各个时刻患者胸廓图像信息获得该时间段内患者胸廓起伏数据。具体的，可以通过胸廓图像特定指示物面积的变化推算胸廓与医疗设备的距离。理想地，可以通过医疗设备的图像采集系统以及视觉指示模块，可以构建患者在物理空间的坐标，通过环境中的一些固定物的测距消除由于设备医疗运动或者是其他的测量误差。如通过图像采集模块和图像识别技术，获得连续的固定物的图像，通过固定物(静态特征)的像素图块的变化分析头戴式医疗设备的位置变化ΔH，通过该图像分析出的头戴式的位置变化ΔH对测距模块获得的患者胸廓位置信息进行校正，以减少佩戴者因为头部的运动而产生测量误差，进一步提高患者胸廓起伏数据和瞳孔数据等生理特征信息的准确度，从而提高诊断的准确度。
在医疗设备配置有图像采集模块的实施例中，所述医疗设备还可以包括诊断模块，所述诊断模块存储有包括有各个皮肤图像与各个皮肤状态映射关系的皮肤状态数据库；
所述生理体征信息包括皮肤状态数据；所述医疗设备获取患者的生理体征信息步骤包括：
获取患者至少一皮肤图像信息；
通过所述至少一皮肤图像信息和所述诊断模块获取患者皮肤状态数据，根据患者皮肤状态数据判断患者是否发生了紫绀。
当然，所述信息采集模块还可以包括定位模块，如医疗设备配置GPS导航定位模块或北斗导航定位模块，用于采集医疗设备佩戴者地理位置信息，所述控制方法还包括向外部的无线传输模块发送医疗设备佩戴者地理位置信息。通过上述步骤，远程端可以根据获取的位置信息控制物质的派送调拨，典型的如派送无人机AED到施救现场，无人机AED可以以该医疗设备的位置信息为目标，精确到导航到施救现场。同样地，其他的如救护车、无人机派送的药品等也是可以共享和获知现场信息。
以上内容是结合具体的优选实施方式对本发明所作的进一步详细说明，不能认定本发明的具体实施只局限于这些说明。对于本发明所属技术领域的普通技术人员来说，在不脱离本发明构思的前提下，还可以做出若干简单推演或替换，都应当视为属于本发明的保护范围。

Claims (24)

1.一种头戴式医疗设备，其特征在于，包括：
信息采集模块，用于采集患者的生理体征信息和/或医疗设备佩戴者的操作信息；
远程交互模块，用于与外部的无线传输模块交互，包括向外部的无线传输模块传输所述信息采集模块采集的数据，以及接收外部的无线传输模块向医疗设备发送的数据；
信息输出模块，用于将外部的无线传输模块发送的数据展示或发送至医疗设备佩戴者。
2.根据权利要求1所述的头戴式医疗设备，其特征在于，所述生理体征信息包括患者胸廓起伏数据、瞳孔数据和皮肤状态数据的一种或多种；
所述操作信息包括CPR按压深度、CPR按压频率、CPR按压滞留深度、CPR按压中断时长和CPR按压总时长的一种或多种信息。
3.根据权利要求1所述的头戴式医疗设备，其特征在于，所述信息采集模块包括测距模块。
4.根据权利要求1所述的头戴式医疗设备，其特征在于，所述信息采集模块还包括图像采集模块和/或音频采集模块。
5.根据权利要求1所述的头戴式医疗设备，其特征在于，所述医疗设备还包括：
诊断模块，用于接收所述信息采集模块采集的数据并根据所述数据给出诊断结果和/或治疗方案。
6.根据权利要求5所述的头戴式医疗设备，其特征在于，所述诊断模块包括训练好的第一算法模型和/或第二算法模型；
所述信息采集模块还包括图像采集模块；
所述第一算法模型用于根据所述图像采集模块采集的患者皮肤图像判断患者是否发生紫绀；
所述第二算法模型用于根据所述图像采集模块采集的患者眼珠图像判断患者瞳孔是否放大。
7.根据权利要求1所述的头戴式医疗设备，其特征在于，所述信息采集模块还包括定位模块，用于采集医疗设备佩戴者地理位置信息。
8.根据权利要求1所述的头戴式医疗设备，其特征在于，所述信息输出模块包括图像输出模块和/或音频输出模块。
9.根据权利要求1所述的头戴式医疗设备，其特征在于，所述信息输出模块还包括警示模块，用于与医疗设备佩戴者人体接触以发送警示信息。
10.根据权利要求1所述的头戴式医疗设备，其特征在于，所述医疗设备还包括照明模块，用于提供光源。
11.根据权利要求1所述的头戴式医疗设备，其特征在于，所述医疗设备还包括视觉指示模块，用于指示所述信息采集模块采集的数据的位置。
12.根据权利要求1所述的头戴式医疗设备，其特征在于，所述远程交互模块还用于按照预设的时间周期向外部的存贮模块传输数据。
13.根据权利要求1所述的头戴式医疗设备，其特征在于，所述医疗设备为眼镜形态的设备；
所述眼镜形态的设备包括眼镜镜片和眼镜脚；
所述信息采集模块包括测距模块，所述测距模块包括至少一电磁波测距设备，所述至少一电磁波测距设备设置于所述眼镜镜片的四周位置；和/或
所述信息采集模块包括图像采集模块，所述图像采集模块包括两个摄像头，所述摄像头分别设置于所述眼镜镜片的四周位置；和/或
所述信息采集模块包括音频采集模块，所述音频采集模块包括至少一拾音器，所述至少一拾音器设置于所述眼镜脚上或所述眼镜镜片的四周位置。
14.根据权利要求13所述的头戴式医疗设备，其特征在于，
所述信息输出模块包括图像输出模块，所述图像输出模块包括一显示器，当医疗设备输出图像时，所述显示器可移动至所述眼镜镜片位置处；和/或
所述信息输出模块包括音频输出模块，所述音频输出模块包括至少一扬声器，所述扬声器设置于所述眼镜脚上；和/或
所述信息输出模块包括警示模块，所述警示模块包括至少一震动器，所述至少一震动器设置于所述眼镜脚上。
15.一种控制方法，其特征在于，适用于权利要求1中所述的头戴式医疗设备，所述控制方法包括如下步骤：
S100：医疗设备获取患者的生理体征信息和/或医疗设备佩戴者的操作信息；
S200：医疗设备将患者的生理体征信息和/或医疗设备佩戴者的操作信息发送到外部的无线传输模块；
S300：医疗设备接收外部的无线传输模块的发送的数据并将该数据展示或发送至医疗设备佩戴者。
16.根据权利要求15所述的控制方法，其特征在于，所述信息采集模块包括测距模块，所述测距模块包括至少一电磁波测距设备；
所述生理体征信息包括患者胸廓起伏数据，所述医疗设备获取患者的生理体征信息步骤包括：
通过所述至少一电磁波测距设备获取一时间段内各个时刻患者胸廓的位置信息H；
根据各个时刻患者胸廓的位置信息H获得该时间段内患者胸廓起伏数据。
17.根据权利要求16所述的控制方法，其特征在于，所述测距模块包括第一电磁波测距设备和第二电磁波测距设备；
分别通过所述第一电磁波测距设备和所述第二电磁波测距设备获得该时刻患者胸廓的位置信息H1和H2；
该时刻患者胸廓的位置信息H为H1和H2的平均值。
18.根据权利要求15所述的控制方法，其特征在于，获得一时间段内患者胸廓起伏数据后，所述控制方法还包括如下步骤：
根据患者胸廓起伏数据分别获得前后时刻患者胸廓的位置；
判断前后时刻患者胸廓的位置的差值是否大于一第一阈值；
如大于第一阈值，则认为患者处于具有自主呼吸状态；
如不大于第一阈值，则认为患者处于心搏骤停状态。
19.根据权利要求15所述的控制方法，其特征在于，医疗设备佩戴者对患者进行CPR时，所述控制方法还包括：
获得进行CPR时患者胸廓起伏数据；
根据进行CPR时患者胸廓起伏数据，获得CPR按压深度、CPR按压频率、CPR按压滞留深度、CPR按压中断时长和CPR按压总时长的一种或多种信息。
20.根据权利要求15所述的控制方法，其特征在于，所述信息采集模块包括图像采集模块，所述图像采集模块包括至少一摄像头；
所述生理体征信息包括患者胸廓起伏数据，所述医疗设备获取患者的生理体征信息步骤包括：
获取一时间段各个时刻患者的胸廓图像信息，根据各个时刻患者胸廓图像信息获得该时间段内患者胸廓起伏数据。
21.根据权利要求15所述的控制方法，其特征在于，所述信息采集模块包括图像采集模块，所述图像采集模块包括至少一摄像头；
所述生理体征信息还包括瞳孔数据，所述医疗设备获取患者的生理体征信息步骤包括：
获取患者至少一眼珠图像信息，通过所述至少一眼珠图像信息获得患者瞳孔/眼珠比例。
22.根据权利要求21所述的控制方法，其特征在于，所述医疗设备还包括视觉指示模块，所述视觉指示模块发射一指示光斑，所述控制方法还包括：
获取指示光斑图像信息；
通过所述指示光斑图像信息和至少一眼珠图像信息获得瞳孔尺寸和眼珠尺寸，和/或瞳孔与眼珠比例。
23.根据权利要求15所述的控制方法，其特征在于，所述信息采集模块包括图像采集模块，所述图像采集模块包括至少一摄像头；
所述医疗设备还包括诊断模块，所述诊断模块存储有包括有各个皮肤图像与各个皮肤状态映射关系的皮肤状态数据库；
所述生理体征信息包括皮肤状态数据；所述医疗设备获取患者的生理体征信息步骤包括：
获取患者至少一皮肤图像信息；
通过所述至少一皮肤图像信息和所述诊断模块获取患者皮肤状态数据。
24.根据权利要求15所述的控制方法，其特征在于，所述信息采集模块还包括定位模块，用于采集医疗设备佩戴者地理位置信息，所述控制方法还包括：
向外部的无线传输模块发送医疗设备佩戴者地理位置信息。
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