具有自动操作超驰控制的外部除颤器的制作方法

专利名称：具有自动操作超驰控制的外部除颤器的制作方法
具有自动操作超驰控制的外部除颤器
本发明一般涉及电疗电路，更具体而言涉及一种外部除颤器，其具有 在向患者提供电击之前要求救助者采取动作的工作模式，还具有自动模式 的操作超驰控制，在未通过救助者的动作手动提供电击对自动向患者提供 电击。
除颤器向心脏提供高电压脉冲以使心律不齐(例如心室纤颤("VF") 或室性心动过速("VT"))病人恢复正常的节律和收縮功能，心律不齐不伴 随有自发循环。有若干种除颤器，包括手动除颤器、可植入除颤器和半自 动和自动外部除颤器。 一般将半自动和自动外部除颤器称为"AED"。 AED 与手动除颤器的不同之处在于AED能够自动分析心电图("ECG")的节律 来判断是否需要进行除颤。在一些AED设计中，在经过ECG分析得出建 议电击的结论时，提示救助者按下电击按钮向患者提供除颤电击。在其他 设计中，将AED设计成分析患者的ECG并无需救助者任何动作而自动提 供除颤电击。
图l为救助者12使用除颤器10使心脏骤停患者14复苏的示意图。在 心脏骤停吋，患者会遭受到危急生命的正常心律中断，通常的形式是不伴 随有自发循环的VF或VT (即可电击VT)。在VF期间，正常的节律性心 室收縮被迅速而不规则的颤搐取代，这造成心脏泵送效率低下且严重减弱。 如果未在通常认为的大约8到10分钟的时间段内恢复正常节律，患者14 就会死亡。相反，VF发作后(通过心肺复苏术"CPR"和除颤的组合)越 快恢复循环，患者14生还的机会越大。除颤器10可以是能够由第一位回 应者使用的AED的形式。
可以由救助者12跨越患者14的胸部施加一对电极16，以便从患者心 脏获取ECG信号。除颤器10然后分析ECG信号，获取心律不齐的征候。 对于除颤器10需要救助者干预来提供电击的情况而言，如果检测出VF或 其他可电击的节律，除颤器10通知救助者12建议进行电击，并提示救助
6者12按下除颤器10上的电击按钮以向患者14提供除颤脉冲。
在利用除颤器治疗心脏骤停的受害人时，研究表明，非常迅速地进行 治疗是很重要的，因为患者从心脏骤停恢复的机会随着心脏骤停之后时间 的推移而迅速降低。因此，如果必要的话应当尽快地提供除颤电击。研究
还表明，当向患者14施予CPR胸前挤压时，在CPR中断和提供电击之间 的暂停时间太长将会减少患者存活的机会。优选地，CPR和提供电击之间 的延迟少于10秒。
为了便于向患者14提供除颤电击，已经将AED设计成迅速分析患者 的ECG，做出是否建议电击的决策，并在短时间内自身做好准备以提供电 击。优选地，从AED开始分析患者的ECG到AED提示救助者12按下电 击按钮以向患者14提供电击时之间的时间少于IO秒钟。AED准备好提供 电击的时间相对较短，这部分是因为提供电击的手动激活通过给救助者12 提供通知，以使其在提供电击之前不要碰到患者14，从而提供了安全容限。 要求按下电击按钮来提供电击还迫使救助者12在提供电击时从患者14身 上至少拿开一只手，这减小了意外电击救助者12的可能性。于是，在建议 电击的提示之后需要较少时间来允许救助者12不碰到患者14。
然而，这种工作模式的AED的问题在于其需要救助者12采取动作， 即按下电击按钮来提供电击。不论AED能够多快准备好向患者14提供电 击，如果未按下电击按钮，就不会提供电击。在未经训练的或经验不足的 救助者12因为紧急情况而惊慌失措并压力巨大时，只要其没有在被提示时 按下电击按钮，就会发生这种情况。即使救助者12克服了他们的焦虑并最 终按下了电击按钮，救助者的踌躇不决也进一步拖延了最终给濒死患者14 提供电击的时间。在感受到心脏骤停发作的患者14成功地将电极16连接 到他或她自己身上，但在AED完成ECG分析或准备好提供电击之前由于 失去知觉而未能按下电击按钮时，也会发生未按下电击按钮的情况。
无需救助者干预就提供电击的AED无需手动激活来提供电击，从而解 决了前述问题。如上所述， 一旦连接到患者14，这些AED就能够分析患者 的ECG并自动提供除颤电击。尽管解决了一个问题，但这种操作模式的 AED有其自身的问题。例如，为了确保CPR按压或患者的活动不被AED 示为可电击的节律，在确定应当提供电击之前要在较长时间内评估患者的ECG。在一些情况下，从开始分析ECG到AED提供电击之间的时间可能 介于20和30秒之间，有可能多达40秒。这些时间显著大于优选的10秒 时间。此外，为了防止救助者12意外触电，AED必需警告救助者12离开 患者14，并给救助者12足够的时间在自动提供电击之前离开。这个过程进 一步延迟了向濒死患者14提供电击的时间，且进一步减小了患者存活的机
根据本发明的原理，提供了一种具有多个电极、高压电路、用户接口 和控制器的除颤器。高压电路耦合到所述电极，用于积蓄要通过所述电极 提供的除颤能量。用户接口用于接收用户输入。控制器耦合到电极、高压 电路和用户接口。控制器用于分析ECG信号以发现可电击节律并响应于用 户输入控制高压电路以通过电极提供除颤能量。控制器还用于在时延期间 进一步分析ECG信号，且响应于对可电击节律的确认，控制高压电路，以 无需用户输入，在时延之后和/或依据一些其他标准提供除颤能量。
本发明的另一方面提供了一种向患者提供除颤能量的方法。该方法包 括响应于接收到的手动输入分析患者的ECG并向患者提供除颤能量。该方 法还包括在等待手动输入的同时进一步分析患者的ECG，并且如果未接收 到手动输入则在时延之后或依据其他标准向患者提供除颤能量。
在附图中


图1为将除颤器用于心脏骤停患者的示意图2为根据本发明的原理构造的除颤器的方框图3示出了具有音频用户接口的AED;
图4为示出了根据本发明实施例的除颤系统操作步骤的流程图。
下文给出特定的细节来提供对本发明的充分理解。然而，本领域技术 人员将明白，可以不要这些特定细节来实施本发明。此外，这里所述的本 发明的特定实施例是以举例方式提供的，不应用于将本发明范围限制到这 些特定实施例。在其他情况下，未详细示出公知的电路、控制信号、定时 协议和软件操作以免不必要地使本发明模糊不清。图2示出了可以在其中实施本发明实施例的除颤器110。如下文将要更 详细描述的，除颤器110包括这样的工作模式，其中， 一开始可以使用手 动提供电击，随后，如果未进行手动提供，则自动提供电击。在可以进行 手动提供的时间内，除颤器110执行额外的ECG分析，以确认自动提供是 适当的。
ECG前端电路202连接到跨越患者14胸部连接的一对电极116。 ECG 前端电路202用于放大、缓存、过滤和数字化患者心脏产生的ECG电信号， 以生成一串数字化的ECG样本。数字化的ECG样本被提供给控制器206， 控制器进行分析以检测VF、可电击VT或其他可电击的节律。如果检测到 可电击的节律，控制器206向高压("HV")提供电路208发送信号，以进 行充电，为提供电击做准备。由控制器206激活用户接口 214上的电击按 钮，使其开始闪烁，以提示救助者12除颤器110已准备好提供电击。当救 助者12按下用户接口 214上的电击按钮时，从HV提供电路208经过电极 116向患者14提供除颤电击。如下文将要更详细描述的，如果过去一个时 延而没有按下电击按钮，将会自动向患者14提供电击。
控制器206耦合到来自扩音器212的另一接收输入以生成语音记录。 优选对来自扩音器212的模拟音频信号进行数字化，以生成一串数字化的 音频样本，可以将这些样本作为事件总结130的一部分存储在存储器218 中。用户接口 214可以由显示器、音频扬声器和控制按钮构成，控制按钮 例如为开关按钮和电击按钮，以向用户提供控制以及视频音频提示。时钟 216向控制器206提供实时时钟数据，以为事件总结130中包含的信息标记 时间，还可由控制器206用作计时器来对时延计时。存储器218被实现为 板上RAM、可拆卸存储卡或不同存储器技术的组合，用于在治疗患者14 时按照汇集的样子以数字方式存储事件总结130。事件总结130可以包括如 前所述的一串数字化ECG、音频样本和其他事件数据。
现在参考图3，以顶部透视图示出了外部AED 310。 AED 310收容在结 实的聚合物外壳312中，外壳保护外壳内部的电子电路，还使救助者免于 受到电气硬件的伤害。AED 310包括类似于参考图2所述的电子电路，以 利用自动超驰控制(override)提供除颤器操作。通过电线连接到外壳312 的是一对电极垫。在图3的范例中，电极垫在位于AED310顶面上的凹陷内的筒(cartridge) 314中。拉起把手316，去除电极垫上方的塑料盖，从 而拿到电极垫来使用。用户接口位于AED310的右侧。 一个小的就绪指示 灯318通知用户AED310已准备就绪。在该范例中，在AED310已经适当 设置并准备好之后，该就绪指示灯会闪烁。在AED310使用期间，就绪指 示灯一直亮着，在需要注意AED310时，就绪指示灯会关闭或以警告色闪 烁。
就绪指示灯下方为开/关按钮320。按下开/关按钮打开AED310以供使 用。要关闭AED310，用户按下开/关按钮一秒钟或更长时间。在信息对于 用户可获得时，信息按钮322会闪烁。用户按下信息按钮来访问可获得的 信息。在AED310正在从患者获取心跳信息时，警示灯324会闪烁，在建 议进行电击时警示灯会一直亮着，提示救助者和其他人在此期间任何人都 不应接触患者。在获取心脏信号的同时与患者交互可能会给检测到的ECG 信号带来不希望的伪影。在AED310通知救助者建议提供电击之后，按下 电击按钮326来提供电击。使用AED 310 —侧上的红外端口 328在AED和 计算机之间传输数据。通常在救助完患者之后，并且医生希望将患者的事 件数据下载到他或她的计算机上以供详细分析时使用该数据端口。扬声器 313向救助者提供音频指示，以引导救助者使用AED 310治疗患者。提供 蜂鸣器330以在需要注意AED 310时，例如更换电极垫或新电池的时候发 出鸣叫。
图4示出了利用根据本发明的自动超驰控制模式手动提供电击的过程 400。将参考除颤器110描述该过程。然而，也可以由其他除颤器，包括前 述AED 310来执行该过程400，以提供根据本发明的操作模式。
在步骤402，控制器206获取并分析患者的ECG，以确定是否建议提 供电击。如果在步骤404不建议进行电击，除颤器110可以在步骤422向 救助者12提供备选的护理指示，例如施予CPR，和/或可以继续监测患者 的ECG波形。不过，如果检测出可电击节律，控制器206会在步骤406令 除颤器110准备提供电击，这可以包括，例如，控制器206指示HV提供 电路208充电，以准备提供电击。当除颤器110准备好提供电击时，在步 骤408通过例如音频或视频提示来提示救助者12按下用户接口 214上的电 击按钮，从而开始向患者14提供除颤电击。在令除颤器IIOAED准备提供电击并提示救助者12手动激活提供电击的同时，控制器206会进一步进行 ECG分析，以备自动提供电击之需。控制器206进行的分析可以是常规的 本领域公知的用于自动提供电击的ECG分析。例如，额外的分析可以确认 患者的ECG未因移动或处置患者而恶化，且ECG的幅度、周期和频率内 容表示心脏骤停。尽管将额外的ECG分析描述和图示为与步骤406、 408 同时执行的，但也可以与步骤406、 408相继地执行额外的ECG分析。
在步骤412，控制器206利用时钟216测量救助者12应该按下电击按 钮以向患者14提供电击的时延。在步骤414，如果在该时延过去之前按下 了电击按钮，则在步骤416向患者14提供电击。然而，如果该时延过去了 仍未手动按下电击按钮来向患者14提供电击，则控制器206基于对ECG 的进一步分析确定是否在步骤418仍然建议电击，优选在时延期间之内继 续进行该ECG分析。如果在步骤418不再建议进行电击，可以在步骤422 向救助者12提供备选的护理指示。然而，如果仍然建议进行电击，控制器 206则在歩骤420发出避开患者14的音频提示，并提示将向患者14提供电 击。然后在步骤416自动向患者14提供电击。尽管图4中未明确示出，应 当在步骤420发出音频提示和在步骤416自动提供电击之间提供时延，以 给救助者12留出时间，对音频提示做出反应并安全地离开患者14。
本领域的普通技术人员要理解的是，应当选择步骤412的时延以为救 助者12提供充分长的时间，供其对视频和/或音频提示做出反应以按下电击 按钮，但该时间还应充分短，以便使成功复苏的机会的减小显著地最小化。 此外，该时延应当充分长，以容许完成额外的ECG分析。在备选实施方式 中，可以由控制器206调节步骤412的时延。例如，在ECG分析表明患者 状况迅速恶化的情况下，控制器206可以减少步骤412的时延，从而更快 地发出离开患者14的提示并警告救助者12马上就会提供电击，最后，可 以更快地向患者14提供电击。可以使用一种度量，例如自发循环返回 ("ROSC")分数来确定患者的状况。在共同转让的题为"DEFIBRILLATOR WITHAUTOMATIC SHOCK FIRST/CPR FIRST ALGORITHM"的专利申请 60/751269中给出了计算ROSC分数的更详细说明，在此通过引用将其并入 本文。当ECG分析表明为救助者14提供额外时间来按下电击按钮不会影 响到存活的时候，也可以延长该时延。在本发明的备选实施方式中，可以中止时延到期之后自动提供电击。 中止选项为救助者赋予了在救助者因故未能按下电击按钮时防止自动提供 电击的能力。可以在发出立刻自动提供电击的音频提示报警时告知救助者
该中止选项。可以通过对控制器206编程来响应于按下任一按钮来中止自 动提供电击。
可以在除颤器中包括根据本发明的操作模式作为可选择的操作模式。 例如，可以由厂家配置除颤器并运输给客户，供救助者激活电击的提供。 如果所有者，例如急救响应服务或潜在救助者相对于自动超驰控制操作模 式更喜欢救助者激活来提供电击，则可以对除颤器编程，使其工作在该操 作模式下。可以使用各种已知的编程流程，例如多次按下或以另一种特定 的次序按下用户接口上的按钮。作为响应，控制器进入设置模式并发出音 频指示，从而告知用户除颤器处于设置模式并提供选择操作模式的指示。 遵循该音频指示可以将默认的厂家操作模式更改为带有自动超驰控制操作 模式的救助者激活的电击提供。
本发明包括可以集成到不同常规治疗协议中的实施方式，以确保在虽 然建议进行电击，但救助者未按下电击按钮来手动提供电击时仍能向患者 提供电击。例如，在"电击优先"协议下，将除颤器设置成在连接到患者 并被激活以进行心律分类时，立即分析患者的ECG心律。如果该分析判定 存在可用电除颤方式治疗的心律不齐(通常为VF或无脉搏的VT)，则通知 救助者并使能除颤器来提供电击。可以使用根据本发明具有自动超驰控制 操作模式的救助者激活的电击提供来在救助者未手动提供电击时自动提供 电击。
另一种协议是"CPR优先"协议，在这种协议下除颤器一开始会指示 救助者对患者施予CPR。在施予CPR预定时间之后，除颤器开始分析ECG 数据，以确定是否存在可利用电除颤方式治疗的心律不齐。通过将救助者 激活的电击提供与自动超驰控制操作模式集成到一起，如果建议进行电击， 则首先给救助者通过按下电击按钮提供电击的机会。然而，如上所述，在 时延过去之后，除颤器会准备自动为患者提供电击。
也可以将本发明的实施例与其他已知的或今后发展的治疗协议结合使 用。例如，不是在自动提供电击之前等待时延到期，自动提供电击的标准可以是完成进一步的分析或其他标准。
从上文可以认识到，尽管本文为了例示的目的描述了本发明的特定实 施例，但在不脱离本发明的精神和范围的情况下可以做出各种修改。因此， 除所附权利要求之外，本发明不受其他限制。
权利要求
1、一种除颤器，包括多个电极；耦合到所述电极的高压电路，用于积蓄要通过所述电极提供的除颤能量；用于接收用户输入的用户接口；以及耦合到所述电极、所述高压电路和所述用户接口的控制器，所述控制器用于分析ECG信号以发现可电击节律，并控制所述高压电路以响应于用户输入通过所述电极提供除颤能量，所述控制器还用于在时延期间进一步分析所述ECG信号，并响应于对可电击节律的确认在无需用户输入的情况下控制所述高压电路提供所述除颤能量。
2、 根据权利要求1所述的除颤器，其中，所述用户接口包括按钮。
3、 根据权利要求1所述的除颤器，还包括耦合到所述控制器的时钟电 路，所述时钟电路用于对所述时延计时，其中，在所述时延之后提供所述 除颤能量。
4、 根据权利要求1所述的除颤器，其中，所述控制器包括还用于根据 所述ECG信号改变在其后控制所述高压电路来提供所述除颤能量的所述时 延的控制器。
5、 根据权利要求4所述的除颤器，其中，所述控制器包括还用于从所 述ECG信号计算分数并根据所述分数改变所述时延的控制器。
6、 根据权利要求1所述的除颤器，其中，所述用户接口包括耦合到所 述控制器的音频系统，且所述控制器包括还用于控制所述音频系统来提供 将在无需用户输入的情况下提供除颤能量的音频警报的控制器。
7、 根据权利要求6所述的除颤器，其中，所述控制器包括还用于控制 所述音频系统响应于检测到可电击节律而提供音频提示以提供用户输入进 而通过所述电极提供除颤能量的控制器。
8、 根据权利要求1所述的除颤器，其中，所述用户接口包括多个按钮， 且所述控制器包括还用于响应于至少一个被按下的按钮中止在所述时延之 后提供所述除颤能量的控制器。
9、 一种向患者提供除颤能量的方法，包括分析患者的ECG;响应于接收到手动输入向所述患者提供除颤能量； 在等待所述手动输入的同时进一步分析所述患者的ECG;以及 如果未接收到所述手动输入，则向所述患者提供除颤能量。
10、 根据权利要求9所述的方法，还包括在向所述患者提供所述除颤能量之前，在时延期间进一步分析所述患者的ECG;以及提供将在无需手动输入的情况下提供所述除颤能量的警报。
11、 根据权利要求9所述的方法，还包括响应于接收到手动中止输入中止在所述时延之后提供所述除颤能量。
12、 根据权利要求9所述的方法，其中，响应于接收到手动输入提供除颤能量的所述步骤包括响应于按下按钮提供除颤能量。
13、 根据权利要求9所述的方法，其中，分析所述患者的ECG的所述 步骤包括分析所述ECG以发现可电击节律。
14、 根据权利要求13所述的方法，其中，进一步分析所述患者的ECG 的所述步骤包括进一步分析所述患者的ECG以确认所述可电击节律。
15、 根据权利要求9所述的方法，还包括在分析所述患者的ECG期间 积蓄所述除颤能量。
16、 根据权利要求9所述的方法，其中，如果未接收到所述手动输入 则向所述患者提供除颤能量的所述步骤包括如果未接收到所述手动输入， 则在可变时延之后向所述患者提供除颤能量，所述可变时延取决于所述患 者的ECG。
17、 一种具有计算机可执行指令的计算机可读介质，所述计算机可执 行指令供除颤器的可编程控制器执行，以执行向患者提供除颤能量的方法， 所述方法包括分析患者的ECG;响应于接收到手动输入向所述患者提供除颤能量； 在等待所述手动输入的同时进一步分析所述患者的ECG;以及 如果未接收到所述手动输入，则在时延之后向所述患者提供除颤能量。
18、 根据权利要求17所述的计算机可读介质，还具有用于在所述时延 之后向所述患者提供所述除颤能量之前提供将在无需手动输入的情况下提 供所述除颤能量的警报的计算机可执行指令。
19、 根据权利要求17所述的计算机可读介质，其中，分析所述患者的 ECG的所述步骤包括分析所述ECG以发现可电击节律。
20、 根据权利要求19所述的计算机可读介质，其中，进一步分析所述 患者的ECG的所述步骤包括进一步分析所述患者的ECG以确认所述可电 击节律。
21、 根据权利要求17所述的计算机可读介质，其中，如果未接收到所 述手动输入则在时延后向所述患者提供除颤能量的所述步骤包括如果未接收到所述手动输入，则在可变时延之后向所述患者提供除颤能量，所述可变时延取决于所述患者的ECG。
全文摘要
描述了一种用于向患者提供除颤能量的除颤器和方法。响应于接收到手动输入分析患者的ECG并向患者提供除颤能量。在等待手动输入的同时进一步分析患者的ECG，如果未接收到手动输入则在时延之后向患者提供除颤能量。
文档编号A61N1/39GK101472648SQ200780022816
公开日2009年7月1日 申请日期2007年6月12日 优先权日2006年6月19日
发明者D·鲍尔斯, H·格里塞尔, T·斯卡尔 申请人:皇家飞利浦电子股份有限公司