摘要
近年来，越来越多心源性疾病患者因心脏骤停猝死。心源性猝死急救有“黄金四分钟”之说，通常在四分钟内对患者实施心肺复苏（CPR），抢救成功率较高，反之，成功率极低。绝大多数患者死亡是因院前急救不及时无法获得心脏除颤仪（AED）导致。 心源性疾病致心脏骤停的患者在专业急救力量到达前，第一时间进行自救和互救极为重要，但是，我国当前院前急救普遍存在反应时间长、人均接受急救培训率低、培训过于专业化、呼救者与施救者信息难以耦合以及公共AED的铺设量少且不均等痛点问题。因此，普及“黄金四分钟”急救意识、CPR技能的培训和快捷的AED支持是院前心脏骤停急救尤为迫切需要解决的问题。 本课题提出一种基于视觉的无人机自主目标检测技术，研发出一款胸外按压辅助设备用于培训和施救，并将本技术应用于院前急救。课题的研究主要有如下两部分内容。 首先，研发无人机救援系统，探索构建了陆空立体急救网络和空地协同机制。系统包括：设计了一套基于YOLOv5的目标识别追踪飞行模式，能够识别进行呼救动作的用户，以及人脸等进行锁定，帮助无人机锁定需要追踪飞行的目标，用户引导无人机降落在指定地点。设计了一套基于ROS的机载计算机控制的自动驾驶系统，系统可以和物联网平台、无人机地面站以及飞控进行沟通和控制。以及，设计了一套无人机找人的算法，让无人机更好的锁定到目标，达到目标点。系统以无人机支援为代表的急救服务，能够快速响应紧急求救信息，向事发地点运送救援物资。应用基于视觉的无人机自主目标检测技术，当有患者发生心源性猝死时，无人机可以对周围的求救者进行自主的人脸和行为锁定，并且追踪求救者飞行，精准着陆，从而送达救援物资。无人机还有上下找人、手动控制等救援功能，具有快速、高效的特点。同时，当险情发生时，周围的求救者可以通过微信小程序向管理平台发出求救请求，以获得无人机救援。 其次，研发便携式CPR辅助设备。创新性开发了具有自主知识产权的一种微型的胸外按压辅助设备，采用压力片传感器替代传统培训的假人内部的弹簧装置，实现了CPR培训辅助器微型化。辅助器可持续高质量按压程度检测，对施救者按压行为进行定量监测和反馈，包括按压位置指示，按压频率指导，按压深度检测，及胸腔是否完全回弹提示。同时，使用该设备能够在实际的事发现场辅助人们进行CPR救助，也能够智能培训非专业人士自我规范掌握CPR技能和院前急救知识。 本课题的研究是一个集院前急救知识培训和急速智能救援为一体的院前急救系统，对心源性疾病心脏骤停患者院前实施急救的自救和互救，具有一定的实际应用价值。同时，本研究可普及公众自救和急救的知识和技能，对有效提升全人群自救互救能力和院前医疗急救服务能力，加快建设与经济社会发展水平及人民健康需求相适应的院前医疗急救服务体系具有一定的现实和深远意义。
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