張斯琪,侯世科,樊毫軍,范 斌
(天津大學(xué)應(yīng)急醫(yī)學(xué)研究院,天津 300072)
心臟驟停嚴(yán)重威脅著人類的生命健康,為此,James Elam與Peter Safar于1956年提出口對口人工呼吸[1],Kouwenhoven[2]于1960年首次提出封閉式胸部心臟按壓,隨后2種技術(shù)的結(jié)合逐步發(fā)展為現(xiàn)代心肺復(fù)蘇術(shù)(cardiopulmonary resuscitation,CPR)。美國心臟協(xié)會于1966年發(fā)布史上首個心肺復(fù)蘇指南[3]。至今,CPR已成為早期搶救心臟驟?;颊?,使其實(shí)現(xiàn)自主呼吸恢復(fù)和自主循環(huán)恢復(fù)(return of spontaneous circulation,ROSC)的最有效手段[4]。CPR的原理為借助外力保證心、腦等器官的血氧供應(yīng),其過程主要包含開放氣道、胸外按壓、人工呼吸、體外除顫等。但由于高質(zhì)量的徒手CPR的操作難度大且持續(xù)的操作對醫(yī)護(hù)人員的體力提出巨大挑戰(zhàn)[5],隨著科技進(jìn)步與社會發(fā)展,以機(jī)械代替人力實(shí)施通氣、胸外按壓、體外除顫的智能化設(shè)備被用于災(zāi)難現(xiàn)場急救和院前急救,并逐漸發(fā)展成熟[6]。關(guān)常青等[7]的研究表明,與人工心肺復(fù)蘇方式相比,使用智能心肺復(fù)蘇設(shè)備能維持患者血氧飽和度,提高心跳恢復(fù)率,實(shí)現(xiàn)更高的救治成功率,使患者更大概率實(shí)現(xiàn)全面復(fù)蘇。Kahn等[8]調(diào)查表示,在接受急診醫(yī)療服務(wù)專業(yè)人員治療的院外心臟驟?;颊咧校姆螐?fù)蘇設(shè)備的使用增加了4倍以上,因此使用心肺復(fù)蘇設(shè)備對提高救治成功率具有重要意義。
根據(jù)按壓方式的不同,目前的心肺復(fù)蘇設(shè)備可分為三代。第一代心肺復(fù)蘇機(jī)以單點(diǎn)的按壓力作用于患者心臟;基于胸泵理論,第二代心肺復(fù)蘇機(jī)突破了第一代設(shè)備的點(diǎn)式按壓方式,其分布式的按壓力均勻分布于患者整個前胸;第三代心肺復(fù)蘇機(jī)則發(fā)展為全胸腔包裹式的三維按壓,實(shí)現(xiàn)了心、胸兩泵理論的結(jié)合,更加貼近心臟的真實(shí)工作原理。3代心肺復(fù)蘇機(jī)如圖1所示[9]。按照驅(qū)動控制方式,智能心肺復(fù)蘇設(shè)備又分為電動電控與氣動電控2種(氣控型心肺復(fù)蘇機(jī)由于其氣源壓力等參數(shù)會在一定程度上影響其控制系統(tǒng)的運(yùn)行,屬于完全機(jī)械式設(shè)備,如今已經(jīng)很少使用)。本文對國內(nèi)外智能心肺復(fù)蘇設(shè)備的研究現(xiàn)狀進(jìn)行綜述,分析目前智能心肺復(fù)蘇設(shè)備的優(yōu)缺點(diǎn),并指出未來發(fā)展方向。
圖1 3代心肺復(fù)蘇機(jī)[9]
21世紀(jì)初,國內(nèi)外很多醫(yī)療研究所和器材公司開始研發(fā)心肺復(fù)蘇設(shè)備,但由于當(dāng)時技術(shù)和認(rèn)知水平的限制,心肺復(fù)蘇設(shè)備的功能僅限于胸外按壓,對于按壓深度、頻率和患者其他信息等并沒有反饋[6]。隨著計(jì)算機(jī)、微電子等學(xué)科的發(fā)展,心肺復(fù)蘇設(shè)備的研究領(lǐng)域也在逐步深入,目前的智能心肺復(fù)蘇設(shè)備不僅在按壓方式、深度、頻率上更加科學(xué),而且其反饋參數(shù)指標(biāo)也在逐步增加。如今,國外機(jī)構(gòu)研發(fā)的多款設(shè)備已成為心肺復(fù)蘇設(shè)備領(lǐng)域的標(biāo)桿性成果,但較國外心肺復(fù)蘇設(shè)備的研究水平,我國仍處于落后狀態(tài),第二、三代設(shè)備的相關(guān)研究均較少。
1.1.1 第一代心肺復(fù)蘇機(jī)
第一代心肺復(fù)蘇機(jī)是由模擬人工手動按壓發(fā)展而成,美國的密歇根儀器公司于2000年研制出第一臺心肺復(fù)蘇機(jī)薩勃Thumper 1007CC,其大大改善了徒手復(fù)蘇過程中按壓中斷、極易疲勞的問題(如圖2所示)[10]。Thumper 1007CC屬于氣動式機(jī)械按壓設(shè)備,在自動工作模式下為患者進(jìn)行5次按壓后可進(jìn)行一次通氣,無間斷的自動按壓與機(jī)械通氣同步進(jìn)行,設(shè)備在患者胸徑下陷20%后進(jìn)行提示,以防過度按壓。Thumper 1007CC的全氣動設(shè)計(jì)使其需要攜帶體積和質(zhì)量較大的氣瓶,攜帶不便且易發(fā)生爆炸[11]。此外,其單點(diǎn)式按壓頭僅能實(shí)現(xiàn)心臟的點(diǎn)式按壓,無法實(shí)現(xiàn)胸廓充分彈回,對提升患者靜脈回流、重要器官血液灌流的效果有較大限制。
圖2 薩勃Thumper 1007CC心肺復(fù)蘇機(jī)[10]
蘭德大學(xué)對點(diǎn)式按壓方式進(jìn)行了深入改良,使用吸盤式硅膠按壓頭與自動機(jī)械裝置相結(jié)合,研發(fā)了LUCAS系列心肺復(fù)蘇機(jī)[12]。它在按壓胸腔時能夠向上提拉胸廓,使得胸廓回彈更加充分,在減壓時對患者胸廓施加向上的力,產(chǎn)生較強(qiáng)的負(fù)壓,可提高患者心臟泵出量及心回血量。LUCAS系列心肺復(fù)蘇機(jī)采用電動電控的驅(qū)動模式,不依賴氣源也可以使用,并且設(shè)備根據(jù)最新心肺復(fù)蘇指南預(yù)設(shè)參數(shù),后續(xù)使用無需反復(fù)調(diào)整。LUCAS 3是其推出的最新智能心肺復(fù)蘇設(shè)備(如圖3所示)[13],搭載的無線通信模塊可通過電子郵件進(jìn)行電池低電量提示和事件報(bào)告。
圖3 LUCAS 3心肺復(fù)蘇設(shè)備[13]
1.1.2 第二代心肺復(fù)蘇機(jī)
在院前急救及緊急后送過程中的胸外按壓質(zhì)量受到幾個因素的干擾,如胸外按壓時間比、按壓頻率及深度、救護(hù)車的移動速度和轉(zhuǎn)向帶來的慣性等[14]。在后送傷員過程中使用智能心肺復(fù)蘇設(shè)備對患者行CPR時,不可避免發(fā)生傷員身體出現(xiàn)碰撞或所在車輛因行駛速度變化產(chǎn)生失衡的作用力等情況。第一代心肺復(fù)蘇機(jī)典型的活塞驅(qū)動型設(shè)計(jì)使產(chǎn)品重心相對較高,令其在移動、顛簸及碰撞中難以保持穩(wěn)定,患者在按壓中的安全存在問題。AutoPulse是美國ZOLL公司于2003年推出的自動心肺復(fù)蘇設(shè)備(如圖4所示)[15],是第二代心肺復(fù)蘇機(jī)中最具有代表性的產(chǎn)品,其創(chuàng)新之處是使用新的壓力分布帶技術(shù),使按壓力均勻分布于患者的整個胸腔,確保降低患者受傷的風(fēng)險。另外,其束帶還能自動測量患者的胸廓體積,調(diào)整自身長度。另外,其電動電控的電動機(jī)在背板上,不需要?dú)馄抗怛?qū)動,在工作時電動機(jī)的動力驅(qū)動束帶收縮和放松[16]。將AutoPulse與軟擔(dān)架結(jié)合(如圖5所示)[17],使救護(hù)人員可以在將患者抬下坡度較大的樓梯、急轉(zhuǎn)彎或進(jìn)入狹窄空間時仍持續(xù)提供高質(zhì)量的心肺復(fù)蘇,更適合轉(zhuǎn)運(yùn)途中使用。Lyon等[17]對比人工CPR發(fā)現(xiàn),AutoPulse最短可在14 s內(nèi)使用,將心肺復(fù)蘇中斷時間減少85%以上。
圖4 AutoPulse[15]
圖5 AutoPulse與軟擔(dān)架結(jié)合使用[17]
前文所提到的LUCAS 3和AutoPulse是目前臨床上應(yīng)用最廣泛的智能心肺復(fù)蘇設(shè)備,后者兼具心泵和胸泵機(jī)制。Frey等[18]研究發(fā)現(xiàn),使用AutoPulse與使用LUCAS 2相比,患者產(chǎn)生更高的收縮壓和平均動脈壓。韓國一項(xiàng)研究調(diào)查全國數(shù)據(jù)后表明[19],與LUCAS 2相比,使用AutoPulse的患者具有更高的生存率。不可忽視的是,這2款設(shè)備分別代表的第一、第二代心肺復(fù)蘇機(jī)均存在按壓深度固定、功能單一、缺乏按壓質(zhì)量反饋機(jī)制和未考慮患者按壓過程中胸骨骨折風(fēng)險的缺陷。
1.1.3 第三代心肺復(fù)蘇機(jī)
2004年,美國Weil危重醫(yī)學(xué)研究院提出第三代心肺復(fù)蘇技術(shù)(三維按壓),并投入設(shè)備研究。2010年,Weil MCC小型化心肺復(fù)蘇設(shè)備(如圖6所示)[20]正式上市,其屬于氣動電控型,需使用院內(nèi)和急救車車載集中供氣系統(tǒng)。設(shè)備采用了全胸腔包裹式的三維按壓方式,在活塞按壓在患者胸骨點(diǎn)壓的基礎(chǔ)上,同時通過綁帶擠壓胸腔產(chǎn)生橫向拉力,與第二代心肺復(fù)蘇機(jī)不同的是,位于患者背后的綁帶也產(chǎn)生均勻向上的擠壓力,真正意義上實(shí)現(xiàn)了全胸腔包裹式的三維按壓。孫立群等[21]在實(shí)驗(yàn)中針對176例患者進(jìn)行手動按壓與Weil MCC按壓效果的對比。Weil MCC組在按壓進(jìn)行至10、20及30 min時的平均動脈壓、ROSC率均明顯優(yōu)于手動組,而且手動組4例患者發(fā)生肋骨骨折,Weil MCC組無骨折等并發(fā)癥發(fā)生。趙紅梅等[22]的研究發(fā)現(xiàn),與手動組相比,使用Weil MCC小型化心肺復(fù)蘇設(shè)備的患者ROSC時間縮短一半,手動組3%患者出現(xiàn)骨折、共除顫8次,Weil MCC組患者未發(fā)生骨折、未除顫。
圖6 Weil MCC小型化心肺復(fù)蘇設(shè)備[20]
在為患者進(jìn)行心肺復(fù)蘇時,施救者常會出現(xiàn)按壓深度不足、按壓頻率不夠、按壓回彈不充分、按壓動作傾斜等問題,即便是專業(yè)的醫(yī)護(hù)工作者也時常會出現(xiàn)此類情況。因此迫切需要一種能夠?qū)崟r反饋按壓深度、頻率、回彈以及垂直性等重要指標(biāo)的智能心肺復(fù)蘇設(shè)備。王建崗等[23]研究發(fā)現(xiàn)在心臟驟?;颊叩膿尵冗^程中,帶有反饋機(jī)制的胸外按壓精準(zhǔn)率為26%,無反饋機(jī)制的胸外按壓精準(zhǔn)率為21%。因此,實(shí)時監(jiān)測患者的心臟按壓深度,可為醫(yī)護(hù)人員的搶救工作提供有效信息,提高心肺復(fù)蘇質(zhì)量。Weil危重醫(yī)學(xué)研究院隨后推出了Weil SCC智能化心肺復(fù)蘇系統(tǒng)(如圖7所示)[24],并在業(yè)界率先推出有效按壓深度(effective compression depth,ECD)真實(shí)數(shù)據(jù)反饋,使按壓深度在設(shè)備運(yùn)行過程中直觀可見。Weil SCC智能化心肺復(fù)蘇系統(tǒng)新增智能數(shù)據(jù)存儲及分析功能,包括按壓時間、深度、頻率等,其搭載的無線及藍(lán)牙模塊可與計(jì)算機(jī)軟件進(jìn)行數(shù)據(jù)共享。與LUCAS 3、AutoPulse、Weil MCC相比,Weil SCC無論在按壓方式、ECD反饋、數(shù)據(jù)存儲、體積質(zhì)量、供電能力等方面都有較好的提升,屬于目前綜合實(shí)力最強(qiáng)的智能心肺復(fù)蘇設(shè)備,但其依然存在無法改變動態(tài)按壓深度、功能單一和未考慮患者按壓過程中胸骨骨折風(fēng)險的缺陷。
圖7 Weil SCC智能化心肺復(fù)蘇系統(tǒng)[24]
我國智能心肺復(fù)蘇設(shè)備的研究起步較晚、基礎(chǔ)較弱,隨著近些年的發(fā)展也取得了很大進(jìn)步,但成熟的成型產(chǎn)品較少。如今國內(nèi)研發(fā)并投入使用的自動心肺復(fù)蘇設(shè)備中較多都屬于第一代,對于第二代和第三代心肺復(fù)蘇機(jī)的研究較為落后。另外,很多設(shè)備仍處于研究階段。
1.2.1 第一代心肺復(fù)蘇機(jī)
我國研發(fā)并使用較多的蘇邦MSCPR-1A型心肺復(fù)蘇機(jī)、藍(lán)仕威克MCPR-100型心肺復(fù)蘇機(jī)等均屬于第一代心肺復(fù)蘇機(jī),并均以氣動作為動力源[5]。與薩勃Thumper 1007CC心肺復(fù)蘇機(jī)的設(shè)計(jì)相似,蘇邦MSCPR-1A型心肺復(fù)蘇機(jī)采用可旋轉(zhuǎn)的C型立柱結(jié)構(gòu),實(shí)現(xiàn)垂直的點(diǎn)式按壓(如圖8所示)[25]。岳淑霞等[26]的研究表明,急救過程中使用蘇邦MSCPR-1A型心肺復(fù)蘇機(jī)的患者收縮壓、血氧飽和度與ROSC率均高于徒手對照組,使用該設(shè)備可顯著提升復(fù)蘇成功率。藍(lán)仕威克MCPR-100型心肺復(fù)蘇機(jī)則采用了創(chuàng)新的雙立柱固定的弓形按壓結(jié)構(gòu),可保證按壓頭在工作期間的穩(wěn)定運(yùn)行,減少偏移。其采用了頸部邊緣下陷的設(shè)備背板,可輔助開放患者氣道及后續(xù)的插管工作(如圖9所示)[27]。蔡選琨等[28]的研究表明,與徒手按壓對照組比較,使用藍(lán)仕威克MCPR-100型心肺復(fù)蘇機(jī)患者的各項(xiàng)血?dú)庵笜?biāo)良好,擁有較高的復(fù)蘇成功率和較低的并發(fā)癥發(fā)生率。
圖8 蘇邦MSCPR-1A型心肺復(fù)蘇機(jī)[25]
圖9 藍(lán)仕威克MCPR-100型心肺復(fù)蘇機(jī)[27]
深圳安保公司設(shè)計(jì)了E6心肺復(fù)蘇機(jī)(如圖10所示)[29],電動電控式的設(shè)計(jì)使其不再需要配備氣瓶。與LUCAS系列心肺復(fù)蘇機(jī)相似,該設(shè)備具有劍突負(fù)壓重復(fù)性吸盤,可有效防止胸腔塌陷。其二氧化碳檢測模塊可實(shí)時監(jiān)測患者的呼氣末二氧化碳分壓[pET(CO2)],可直觀反饋按壓質(zhì)量,并且還能與通氣模塊同時使用,實(shí)現(xiàn)按壓與通氣同步的功能,提升搶救成功率。
圖10 深圳安保E6心肺復(fù)蘇機(jī)[29]
解放軍軍事醫(yī)學(xué)科學(xué)院研究者[30]提出一種擔(dān)架集成式生命支持系統(tǒng),其集成了自動胸外按壓心肺復(fù)蘇、自動體外除顫、呼吸支持、多生理參數(shù)監(jiān)護(hù)、輸液、吸引等功能,可實(shí)現(xiàn)按壓、除顫與呼吸同時序進(jìn)行,在精準(zhǔn)控制按壓深度及強(qiáng)度的同時嚴(yán)格控制通氣量,用于對患者進(jìn)行現(xiàn)場或后送途中不間斷的綜合救治,打破了智能心肺復(fù)蘇設(shè)備功能單一的局面。該研究現(xiàn)已被天津安貝醫(yī)療轉(zhuǎn)化為安貝WFS-01A擔(dān)架式心肺復(fù)蘇機(jī)(如圖11所示)[31],其采用氣動電控驅(qū)動方式,集同步胸外按壓、間歇正壓通氣、供氧、輔助輸液功能于一體,滿足了患者轉(zhuǎn)運(yùn)過程中的救治需求。
圖11 安貝WFS-01A擔(dān)架式心肺復(fù)蘇機(jī)[31]
1.2.2 第二代心肺復(fù)蘇機(jī)
當(dāng)前我國尚未研發(fā)出采用第二代心肺復(fù)蘇機(jī)按壓方式的成熟產(chǎn)品,上海金怡醫(yī)療科技研發(fā)的一種綁帶式胸廓擠壓儀目前未上市及投入臨床使用[32]。與AutoPulse自動心肺復(fù)蘇機(jī)相似,該設(shè)備工作時可通過綁帶使患者胸廓收緊或放松,其壓力分布于患者整個前胸。馬霄雯等[33]使用綁帶式胸廓擠壓儀按比例縮小的模型設(shè)備,針對心臟驟停的小型豬實(shí)施機(jī)械胸外按壓。研究結(jié)果表明,與徒手按壓相比,該設(shè)備的綁帶式設(shè)計(jì)能改善心肌血流量,實(shí)現(xiàn)良好的心臟供血與組織供氧。
1.2.3 第三代心肺復(fù)蘇機(jī)
天津普瑞FSJ-20型心肺復(fù)蘇機(jī)是國內(nèi)首創(chuàng)的第三代心肺復(fù)蘇機(jī)(如圖12所示)[34],其采用了全胸腔包裹式的三維按壓方式,在做點(diǎn)式按壓的同時擠壓胸腔,由于其按壓模式在國內(nèi)產(chǎn)品中具有首創(chuàng)性,該設(shè)備于2018年被選入科技部發(fā)布的創(chuàng)新醫(yī)療器械產(chǎn)品目錄[35]。
圖12 普瑞FSJ-20型心肺復(fù)蘇機(jī)[34]
智能心肺復(fù)蘇設(shè)備從無到有發(fā)展至今,經(jīng)歷了漫長的歷程,在提高心肺復(fù)蘇質(zhì)量、心臟驟?;颊叩拇婊盥实确矫嫒〉昧撕芏喑晒壳耙廊淮嬖谝恍﹩栴}。
(1)智能化程度低。當(dāng)前院內(nèi)治療與災(zāi)難現(xiàn)場、院外急救時使用的大部分為國外研發(fā)的智能心肺復(fù)蘇設(shè)備,此類產(chǎn)品雖自動機(jī)械按壓功能成熟,但深度恒定且無法根據(jù)患者的狀態(tài)動態(tài)變化,未考慮胸外按壓過程中患者胸骨骨折的危險性。因此,缺乏一種基于多參數(shù)識別與分析的自適應(yīng)反饋調(diào)節(jié)系統(tǒng),通過深度學(xué)習(xí)人工智能算法,用生理機(jī)理知識和大數(shù)據(jù)統(tǒng)計(jì)模型融合的方法,充分發(fā)揮深度學(xué)習(xí)的特征學(xué)習(xí)能力和對復(fù)雜函數(shù)逼近能力,建立知識數(shù)據(jù)雙驅(qū)動的深度學(xué)習(xí)架構(gòu),根據(jù)患者各項(xiàng)實(shí)時生命體征參數(shù)、設(shè)備按壓深度、系統(tǒng)各項(xiàng)參數(shù)進(jìn)行決策,形成高準(zhǔn)確性的自適應(yīng)反饋調(diào)節(jié)系統(tǒng),動態(tài)調(diào)整胸外按壓深度。例如,張廣[36]在LUCAS心肺復(fù)蘇機(jī)上研發(fā)了一種閉環(huán)控制系統(tǒng),系統(tǒng)的生理信號檢測處理模塊采集患者的pET(CO2)和胸骨彈性模量(chest stiffness,Kchest),將這2個參數(shù)反映出的血流灌注、胸骨骨折風(fēng)險結(jié)合心肺復(fù)蘇臨床經(jīng)驗(yàn)和模糊控制算法,形成一套自動權(quán)衡的閉環(huán)優(yōu)化控制算法。應(yīng)用控制平臺計(jì)算處理得到優(yōu)化的按壓深度,控制LUCAS心肺復(fù)蘇機(jī)的直流無刷電動機(jī),完成優(yōu)化過的自動按壓。該設(shè)計(jì)使智能心肺復(fù)蘇設(shè)備實(shí)現(xiàn)自動閉環(huán)控制,可輔助醫(yī)護(hù)人員進(jìn)行更加高效、安全的胸外按壓,規(guī)避患者胸骨骨折的風(fēng)險[37]。
(2)功能單一。國內(nèi)外眾多智能心肺復(fù)蘇設(shè)備均存在功能較為單一的問題,只能實(shí)現(xiàn)按壓功能或按壓與按壓質(zhì)量監(jiān)測功能,因此缺乏一種多功能的基礎(chǔ)生命支持一體化設(shè)備,這種設(shè)備應(yīng)涵蓋生命體征多參數(shù)穿戴式監(jiān)測技術(shù)、呼吸支持控制技術(shù),體外三維CPR及同步自動體外電復(fù)律技術(shù),可實(shí)時監(jiān)測患者的多項(xiàng)生命指標(biāo),如心電、血壓、體溫、血氧含量、呼氣末二氧化碳體積分?jǐn)?shù)等,還具備全自動胸外按壓、呼吸支持、除顫功能。同時,一臺功能高度集成化的便攜型心肺復(fù)蘇設(shè)備,可用于地震、火災(zāi)、爆炸、礦井坍塌、交通事故等突發(fā)事件狹小空間的危重傷員監(jiān)護(hù),解決醫(yī)護(hù)人員難以攜帶多種傳統(tǒng)設(shè)備進(jìn)入現(xiàn)場的難題,提高狹小空間危重傷員的救治成功率。
(3)網(wǎng)絡(luò)化程度低?,F(xiàn)有國內(nèi)外智能心肺復(fù)蘇設(shè)備僅支持將數(shù)據(jù)存儲在設(shè)備本地,或通過USB、無線、藍(lán)牙等途徑傳輸至計(jì)算機(jī)端,但該網(wǎng)絡(luò)化程度嚴(yán)重限制了災(zāi)難現(xiàn)場、院外急救現(xiàn)場與下一級救治階梯之間的傳輸時效性?;ヂ?lián)網(wǎng)+醫(yī)療已經(jīng)逐漸滲透到醫(yī)療行業(yè)各個方面,隨著5G技術(shù)迅速發(fā)展與普及,基于5G技術(shù)的智能心肺復(fù)蘇設(shè)備的研發(fā)也將成為未來的研究趨勢[38],該成果將處于災(zāi)難現(xiàn)場、院外急救現(xiàn)場患者的健康數(shù)據(jù)實(shí)時傳輸至下一級救治階梯或院內(nèi)醫(yī)生,一方面醫(yī)生可通過傳感器隨時了解患者正在進(jìn)行的活動,對患者的生命體征參數(shù)和病情進(jìn)行實(shí)時監(jiān)測;另一方面醫(yī)生可指導(dǎo)現(xiàn)場施救者,根據(jù)情況改變當(dāng)前醫(yī)療方案,將對現(xiàn)場施救者不是專業(yè)人員情況下的救治效果起到很大改善。
(4)價格昂貴,不利于產(chǎn)品普及。海外品牌的智能心肺復(fù)蘇設(shè)備因其成熟的功能和穩(wěn)定的性能長期占據(jù)我國大部分市場,僅具有簡單機(jī)械按壓功能的智能心肺復(fù)蘇設(shè)備價格可達(dá)近10萬,帶有按壓深度反饋、生理信號檢測、數(shù)據(jù)存儲共享等功能的智能心肺復(fù)蘇設(shè)備的價格通常更加昂貴,無法普及使用。我國應(yīng)提升智能心肺復(fù)蘇設(shè)備的自主研發(fā)能力,盡快研制出完全自主化、價格合理、功能成熟的產(chǎn)品。
現(xiàn)代CPR已出現(xiàn)近60年,其中早期胸外按壓、體外電除顫已成為基本生命支持的關(guān)鍵步驟,是救治心臟驟?;颊咦钪匾臎Q定因素[39]。無論在事故現(xiàn)場、轉(zhuǎn)運(yùn)途中搶救還是院內(nèi)治療,智能心肺復(fù)蘇設(shè)備都為心臟驟?;颊叩木戎翁峁┝酥匾o助,而我國院外智能心肺復(fù)蘇設(shè)備配備比例不足1%,與發(fā)達(dá)國家仍存在很大差距[40]。歐美發(fā)達(dá)國家對于智能心肺復(fù)蘇設(shè)備的研究獲得的諸多成果已廣泛投入使用,但我國對于此類設(shè)備的研究起步較晚,成熟產(chǎn)品較少。在我國災(zāi)難現(xiàn)場、院外以至院內(nèi)急救的實(shí)踐中,智能化心肺復(fù)蘇設(shè)備和自動體外除顫儀的使用、實(shí)施效果仍然不盡如人意,搶救成功率仍然存在很大的提升空間[41]。
醫(yī)療器械向數(shù)字化、智能化轉(zhuǎn)型是大勢所趨,未來心肺復(fù)蘇設(shè)備應(yīng)著重向智能化方向發(fā)展。首先,其功能應(yīng)隨著人工智能技術(shù)的發(fā)展而更加多元化,將按壓、除顫、監(jiān)護(hù)等多種功能集成于便于救援人員攜帶、患者穿戴、轉(zhuǎn)運(yùn)設(shè)備裝配的一體化設(shè)備中,并提高其網(wǎng)絡(luò)化程度。智能心肺復(fù)蘇設(shè)備的研究重點(diǎn)在于自適應(yīng)反饋調(diào)節(jié)系統(tǒng)的完善和系統(tǒng)結(jié)構(gòu)的創(chuàng)新,隨著大數(shù)據(jù)深度學(xué)習(xí)技術(shù)的發(fā)展,在我國患者龐大的數(shù)據(jù)樣本量的基礎(chǔ)上,優(yōu)化設(shè)備算法,融合多參數(shù)時空特征和注意力機(jī)制的方法可以增強(qiáng)深度學(xué)習(xí)算法在分析設(shè)備各功能模塊生理參數(shù)、物理參數(shù)和系統(tǒng)參數(shù)時的效率和精度,構(gòu)建自適應(yīng)反饋調(diào)節(jié)系統(tǒng),使各功能模塊間協(xié)同工作,最終走向遠(yuǎn)程診斷、無人操作。相信人工智能技術(shù)與CPR的發(fā)展將進(jìn)一步推進(jìn)智能心肺復(fù)蘇設(shè)備的優(yōu)化升級,提高災(zāi)難現(xiàn)場、院前急救的效能,提升心臟驟停患者的搶救時效性和救治成功率。