控制具有分析心电图功能的除纤颤器的方法以及除纤颤器的制造方法

控制具有分析心电图功能的除纤颤器的方法以及除纤颤器的制造方法
【专利摘要】一种控制除纤颤器的方法，该除纤颤器具有分析心电图的功能，所述方法包括：将患者的心电图划分为多个分析区域；执行在所述划分的分析区域的每个中的所述心电图的分析；基于在每个所述分析区域中的所述心电图的所述分析的结果，执行电击对于所述患者是否有必要的判定，并且计算该判定的可靠性；以及基于所述判定和所述可靠性的组合，指示将对所述患者执行的第一处理。
【专利说明】控制具有分析心电图功能的除纤颤器的方法以及除纤颤器
[0001]相关申请交叉引用
[0002]本申请是基于并要求2012年10月5日提交的日本专利申请号2012-223601和2013年7月31日提交的日本专利申请号2013-158834的优先权，其全部内容通过引用并入于此。
【技术领域】
[0003]当前公开的主题涉及具有分析心电图功能的除纤颤器。
【背景技术】
[0004]在救生过程中，连续胸外按压实施在成功拯救心搏停止患者的生命中是重要因素。对于出现心室纤颤或者无脉搏的心室频脉的心搏停止患者，施加电击在成功拯救患者中也构成重要因素。因此，在救生过程的指导中，要求通过胸外按压、人工呼吸等与电击交替地进行心肺复苏(以下简称为CPR)。
[0005]电击是一种医疗实践，其中，为了治疗致命性心率失常，使大电流流入到患者心脏。当将电击的施加到无需进行电击的人时，存在出现致命性心率失常的可能性。因此，在电击的施加之前，需要分析心电图以确实地判定患者是否出现心室纤颤或者心室频脉。为了准确且确实地进行基于心电图分析的判定，从防止噪声污染的角度出发，救护人员优选中断胸外按压且与患者分离。
[0006]特别地，因此，由没有心电图阅读知识的普通技术人员使用的自动体外除纤颤器(以下简称为AED)需要具有心电图分析的高精度。因此，当将分析心电图时，AED指示操作者与患者分离，并且未被噪声·污染的心电图进行分析，从而实现国际标准(IEC-60601-2-4)中所需的高分析精度。
[0007]然而，为了成功拯救心搏停止患者生命，连续的胸外按压实施很重要，并且虽然执行胸外按压的中断以便确定地分析心电图，但从拯救患者生命的角度出发，不优选救护人员中断胸外按压。因此，为了进一步满足这些要求，优选缩短胸外按压的中断时间。
[0008]因此，已经提出技术，其中，为了缩短胸外按压的中断时间，在例如CPR期间分析心电图。以下非专利文献I公开了去除CPR中噪声以提高在CPR期间心电图分析精度的技术。
[0009](非专利文献I)IEEE生物医学工程学报，第56卷，第4页，2009年4月。
[0010]然而，在以上非专利文献I所公开的技术中，由于通过胸外按压引起污染心电图的噪声不规则性，很难获得与当操作者与患者分离时或者在无噪声条件下执行的分析精度等同的分析精度。即，在非专利文献I中公开的在CPR期间心电图分析中，很难正确地确定是否需要电极。因此，为了满足国际标准中所需的高分析精度，救护人员必须在救护人员中断胸外按压并且与患者分离的状态下分析心电图。因此，不能够缩短胸外按压的中断时间。

【发明内容】
[0011]本发明可提供一种具有分析心电图功能的除纤颤器，以及在保持高分析精度的同时能够缩短胸外按压的中断时间的除纤颤器。
[0012]一种控制除纤颤器的方法，该除纤颤器具有分析心电图的功能，所述方法包括:将患者的心电图划分为多个分析区域；执行在所述划分的分析区域的每个中的所述心电图的分析；基于在每个所述分析区域中的所述心电图的所述分析的结果，执行电击对于所述患者是否有必要的判定，并且计算该判定的可靠性；以及基于所述判定和所述可靠性的组合，指示将对所述患者执行的第一处理。
[0013]在执行每个所述分析区域中的所述心电图的所述分析的过程中，在每个所述分析区域中的所述心电图中检测是否包含指示所述电击有必要的第一波形或者指示所述电击没有必要的第二波形，并且在执行所述判定和计算所述可靠性的过程中，基于所述第一波形或者所述第二波形的检测数，执行所述电击对于所述患者是否有必要的所述判定，并且计算所述判定的所述可靠性。
[0014]所述方法还可包括:将所述患者的救生处理状态在每个所述分析区域中分类，其中，在执行所述判定和计算所述可靠性的过程中，基于在每个所述分析区域中的所述患者的所述分类的救生处理状态以及在每个所述分析区域中的所述心电图的所述分析的结果，执行所述电击对于所述患者是否有必要的所述判定，并且计算所述判定的所述可靠性。
[0015]所述患者的所述救生处理状态分类为:处理期间的状态，其中对所述患者执行第二处理；处理的中断期间的状态，其中第二处理中断；以及包括所述处理期间的状态和所述处理的中断期间的状态这两者的状态。
[0016]第二处理可包括胸外按压。
[0017]所述患者的所述救生处理状态基于以下至少一个来分类:胸阻抗、所述心电图的频率特性、所述心电图的振幅、二氧化碳图的振幅以及从附接到执行所述胸外按压的操作者的电极获取的信号。
·[0018]第二处理可包括人工呼吸。
[0019]患者救生处理状态可基于胸阻抗和二氧化碳图中至少一个来分类。
[0020]基于可靠性判定信息来计算所述判定的所述可靠性，该可靠性判定信息包括以下信息中的至少一个:指示所述心电图是否具有分析区域的信息，该分析区域分类为所述处理的中断期间的状态；指示多个分析区域中的分析的结果是否彼此一致的信息，所述多个分析区域分类为所述处理期间的状态；以及指示在所有分析区域中所述心电图的振幅是否在预设可测量范围内的信息。
[0021]基于可靠性判定信息来计算所述判定的所述可靠性，该可靠性判定信息包括以下信息中的至少一个:指示所述胸外按压的周期是否恒定的信息；和指示在所述胸外按压期间所述心电图的频率分析的结果中是否存在大变化的信息。
[0022]所述第一处理包括以下至少一个:电击的实施；基于心肺复苏的继续处理；脉搏的检查；以及心电图分析的实施。
[0023]在指示将对所述患者执行的所述第一处理的过程之后，执行在指示所述第一处理的同时测量的所述患者的心电图的分析；当从所述分析的结果判定的处理与所述第一处理相一致时，继续指示所述第一处理；并且当从所述分析的结果判定的处理与所述第一处理不一致时，将所述第一处理改变为第三处理。[0024]第三处理可包括电击中止和再分析实施中至少一个。
[0025]在划分为所述分析区域的所述心电图中，可以将在最新时间周期中测量的并包含在所述分析区域中的最新区域中所述心电图设定为分析目标。
[0026]一种除纤颤器，该除纤颤器具有分析心电图的功能，该除纤颤器在基于心肺复苏的处理期间分析所述心电图，所述除纤颤器包括:心肺复苏指示部，该心肺复苏指示部构造成对于基于心肺复苏的所述处理的开始和结束指示操作者；心电图分析部，该心电图分析部构造成:将患者的心电图划分为多个分析区域；执行在每个所述划分分析区域中的所述心电图的分析；并且基于每个所述分析区域中的所述心电图所述分析的结果，执行电击对于所述患者是否有必要的判定，并且计算所述判定的可靠性；以及心肺复苏后处理指示部，在基于心肺复苏的所述处理的所述结束的指示之后，基于所述判定和所述可靠性的组合，该心肺复苏后处理指示部构造成对于在基于心肺复苏的所述处理的所述结束之后将执行的处理指示所述操作者。
[0027]所述心电图分析部可以构造成检测在每个所述分析区域中的所述心电图中是否包含指示所述电击有必要的第一波形或者指示所述电击没有必要的第二波形，并且基于所述第一波形或者所述第二波形的检测数，所述心电图分析部构造成执行所述电击对于所述患者是否有必要的所述判定，并且计算 所述判定的所述可靠性。
[0028]所述心电图分析部可以构造成将所述患者的救生处理状态在每个所述分析区域中分类，并且基于在每个所述分析区域中所述患者的所述分类的救生处理状态以及在每个所述分析区域中的所述心电图的所述分析的结果，所述心电图分析部构造成执行所述电击对于患者是否有必要的判定，并且计算所述判定的所述可靠性。
【专利附图】

【附图说明】
[0029]图1是示出根据本发明的具有分析心电图功能的除纤颤器的功能和结构的实例的方块图。
[0030]图2是示出在根据本发明的具有分析心电图功能的除纤颤器中的心电图分析的流程图。
[0031]图3A和图3B是分别示出在CPR期间测量的心电图划分为多个分析区域的模式的视图。
[0032]图4A是示出在开始胸外按压时心电图变化的视图，图4B是示出在开始胸外按压时胸阻抗变化的视图。
[0033]图5A和图5B是各示出心电图的频率分析结果的视图，图5A是在不执行胸外按压情况下的视图，图5B是在执行胸外按压情况下的视图。
[0034]图6A和图6B是各示出胸阻抗的频率分析结果的视图，图6A是在不执行胸外按压情况下的视图，图6B是在执行胸外按压情况下的视图。
[0035]图7是示出在分析区域的分类中除纤颤的施加有必要的判定数和除纤颤的施加没有必要的判定数的表。
[0036]图8A和图8B是示出在电击有必要的心电图情况下CPR中断数比较的视图，图8C和图8D是示出在电击没有必要的心电图情况下CPR中断数比较的视图。
[0037]图9是在最终确定判定的分析添加到图2的情况下的流程图。【具体实施方式】
[0038]下文中，将参考附图描述根据本发明的具有分析心电图功能的除纤颤器的实施例。
[0039](第一实施例)
[0040]图1示出具有分析心电图功能的除纤颤器I的结构。具有分析心电图功能的除纤颤器I具有以下功能:分析在CPR周期期间的对象(患者)的心电图；判定是否出现诸如心室纤颤或者无脉搏的心室频脉的致命性心率失常；并且基于判定结果，判定是否将执行电击。
[0041]如图1所示，具有分析心电图功能的除纤颤器I包括:心肺复苏指示部(以下称为CPR指示部)11，该心肺复苏指示部11指示基于心肺复苏(CPR)的处理的开始和结束；由扬声器等构成的通知单元12 ；处理状态检测部13，该处理状态检测部13检测是否执行基于CPR的救生处理；心电图分析部14，该心电图分析部14综合分析患者处理状态和心电图；以及心肺复苏后处理指示部(以下称为CPR后处理指示部)15，该心肺复苏后处理指示部15指不在CPR结束之后将对患者执彳丁的处理内各。
[0042]所述实施例的除纤颤器I是能够由普通人使用的自动体外除纤颤器(下文中，经常简称为AED)。当将使用AEDl时，救护人员(操作者)首先将垫(电极)附接到心搏停止患者，基于来自AEDl的指示，在救护人员与患者分离的状态下执行心电图分析，并且根据分析的结果进行CPR约达2分钟。CPR指示部11具有指示救护人员开始和结束CPR定时的功能。指示经由通知单元(扬声器等)12通知给救护人员。
[0043]处理状态检测部13检测患者的处理状态(救生处理状态)以及对于患者执行的救生处理的特定内容。具体地，救生处理可以是胸外按压、人工呼吸、电击和心电图分析等。
[0044]心电图分析部14综合分析由处理状态检测部13检测到的患者的处理状态和救生处理的特定内容以及从患者测量到的心电图。基于分析的结果，心电图分析部判定电击对于患者是否必要，并且计算电击是否必要的判定的可靠性。
[0045]基于电击是否必要的判定和该判定的可靠性的组合，CPR后处理指示部15指示救护人员在CPR结束之后将对患者执行的处理内容。指示在CPR结束经由通知单元12通知之后立即发出。例如,CPR后处理指示部15指示执行诸如CPR的继续、电击的实施、心电图分析的实施、脉搏检查等的处理。
[0046]就随后处理的内容而言，在所指示的处理是电击的实施的情况下，AEDl根据指示来执行电击。在心电图分析的实施的情况下，通知救护人员与患者分离，而后心电图分析自动开始。在脉搏检查的情况下，根据指示来检查脉搏。
[0047]接着，将参考图2描述心电图的分析的整个流程图的流程。当AEDl的电源首次接通时，通过AEDl的救生处理的操作顺序在听觉上从通知单元12输出。根据音频指示，救护人员将垫(电极)附接到患者的预定位置，并且开始CPR。
[0048]在指示救护人员执行CPR时，根据用于通过AEDl的CPR指示部11开始CPR的指示，心电图分析部14在CPR周期期间开始心电图分析。在当执行CPR (例如，约2分钟)时的周期期间，即，直至CPR指示部11发出用于结束CPR的指示，心电图分析与CPR并行地连续执行(步骤S101)。
[0049]步骤SlOl中的心电图分析的处理(分析区域划分步骤、处理状态分类步骤、心电图分析步骤和判定计算步骤)将在下文中详细描述。步骤SlOl中的心电图分析的结果包括电击对于患者是否必要(除纤颤的施加是否必要)的判定结果，并且也包括判定的可靠性的
计算结果。
[0050]心电图分析的开始和结束无需通知给救护人员，并且分析操作要求在后台进行。即，救护人员无需对于AEDl进行特定操作。作为CPR进行的处理包括胸外按压和人工呼吸。例如，在两分钟的CPR期间进行5组30次胸外按压和2次人工呼吸。
[0051]当CPR周期结束时，然后基于除纤颤的施加是否必要的判定和该判定可靠性的组合，指示将对患者执行的处理内容(步骤S102至S109:处理内容指示步骤)。
[0052]当CPR周期结束时，首先，判定在步骤SlOl中获取的分析结果的可靠性等级，即，与CPR并行获得的心电图分析的结果(步骤S102)。
[0053]作为S102的判定结果，如果心电图分析的结果的可靠性高，那么在CPR期间获得的心电图分析的结果中，判定电击的施加对于患者是否有必要(除纤颤的施加是否有必要)(步骤 S103)。
[0054]如果步骤S103中的判定结果是除纤颤的施加有必要，那么AEDl指示救护人员执行电击的施加(步骤S104)。在这种情况下，与现有技术AED不同，不执行使救护人员与患者分离的指示以及心电图的分析。因此，由于这些操作所需的时间周期，能够缩短直至电击的施加所经历的胸外按压的中断时间。在步骤S103中判定结果是除纤颤的施加有必要的情况是指指示步骤S102中分析精度的灵敏度是高的。灵敏度是:当分析电击的施加有必要对其执行的患者时，AEDl指示救护人员施加电击的概率。
[0055]当AEDl检查到电击施加时，AED指示救护人员继续CPR (步骤S109)，并且处理返回到步骤SlOl。
[0056]相反，如果在步骤S103中判定除纤颤的施加没有必要，那么AEDl不是指示救护人员进行心电图分析，而是继续CPR(步骤S109)，并且处理返回到步骤S101。在这种情况下，AEDl不指示救护人员与患者分离，因此连续的胸外按压启动。在步骤S103中除纤颤的施加没有必要的判定结果是指指示步骤S102中分析精度的特异性是高的。特异性是:当分析电击的施加没有必要对其执行的患者时，AEDl示出救护人员没有必要对患者执行电击的概率。
[0057]如上所述，在CPR期间分析结果的可靠性高的情况下，能够缩短胸外按压的中断时间。
[0058]相反，如果在步骤S102中判定心电图分析结果的可靠性低，那么执行与现有技术AED相同的处理(步骤S105至S109)。即，为了进行心电图分析，指示救护人员与患者分离(步骤S105)，并且执行在胸外按压的中断中的心电图分析(步骤S106)。在心电图分析的结果的可靠性低的情况下，包括了在现有技术AED中已经采用并且涉及胸外按压的中断的分析，从而能够使由AEDl表示的分析结果的精度保持为高的。
[0059]然后，如果步骤S106中的分析结果示出除纤颤的施加有必要(在步骤S107中，是)JUAEDl指示救护人员执行电击(步骤S108)。在AED检查到电击施加之后，AED指示救护人员继续CPR (步骤S109)，并且处理返回到步骤SlOl。
[0060]如果步骤S106中的分析结果示出除纤颤的施加没有必要(在步骤S107中，否)，则AEDl指示救护人员继续CPR (步骤S109)，并且处理返回到步骤SlOl。在这种情况下，可添加“执行/不执行患者的脉搏检查”的处理。当“不执行”设定时，上述处理的内容执行，而当“执行”设定时，在步骤S109中指示CPR继续之前，指示患者的脉搏检查。
[0061]在图2所示的心电图分析流程图中，在AEDl的电源接通之后立即分析CPR。或者，可采用以下模式:首先执行S105至S109的处理，然后分析CPR或者执行SlOl的处理。
[0062]接着，将参考图3A至图6B详细描述在步骤SlOl中的心电图分析的处理(分析区域划分步骤、处理状态分类步骤、心电图分析步骤和判定计算步骤)。
[0063]当在CPR周期期间测量的、待分析的心电图划分为多个区域(分析区域划分步骤)时，执行在CPR期间的心电图分析。具体地，分析区域划分可通过将CPR周期T划分为分析区域(分析区域1，2，3，…)来执行，以便如图3A所示部分重叠。例如，在以I秒的步进对区域移位的同时，执行对于4秒的波形的分析区域(分析区域1，2，3，…)，并且获取30秒至60秒的心电图分析的结果。
[0064]或者，分析区域划分可执行为使得分析区域(分析区域1，2，3，…)彼此不重叠，如图3B所示。划分为分析区域以这样的方式执行:如图3A和图3B所示，区域是连续的以在相邻分析区域之间不形成非分析区域。然后，区域中的分析结果整合以作出最终判定。
[0065]在CPR期间施加给患者的处理状态(胸外按压、人工呼吸等)由在CPR周期期间测量的心电图来判定。在心电图的每个划分分析区域中执行处理状态的判定(处理状态分类步骤)。基于污染心电图的待分析电极的噪声分量来判定处理状态，并且判定分类为以下状态。
[0066]在从分析区域的开始到结束心电图受到噪声(人为噪声)污染并且判定对于患者执行处理的情况下，例如，将分析区域分类为“处理期间”。在从分析区域的开始到结束心电图未受到噪声污染并且判定对于患者不执行处理的情况下，将分析区域分类为“处理的中断期间”。在分析区域中间心·电图受到噪声污染或者未受到噪声污染并且判定对于患者的处理的施加从中间开始或者在中间结束(中断)的情况下，分析区域分类为“混合”。
[0067]将以下面的方式检测作为将对患者执行的处理状态之一的胸外按压。
[0068]当胸外按压开始时，如图4A所示，使得心电图的形状变化由噪声分量的污染而出现，并且如图4B所示，使得待分析的电极之间的胸阻抗值的变化由噪声分量污染而出现。当胸外按压中断时，与以上相反的变化出现。因此，测量心电图波形的变化和胸阻抗的变化，并且整合测量的结果，从而使得能够检测是否执行胸外按压。
[0069]例如，当测量每个划分分析区域(参见图3A和图3B)的心电图波形的振幅大幅变化的部分是否存在，或者测量具有大振幅的心电图波形是否周期性存在(在当胸外按压重复时的间隔中)时，能够检测到胸外按压。例如，当测量胸阻抗大幅变化的部分是否存在或者测量该变化是否周期性出现(在当胸外按压重复时的间隔中)时，能够检测到胸外按压。
[0070]在每个分析区域中，当测量具有大振幅的周期性心电图波形从区域的开始到结束是否为连续时，或者当测量具有大值的周期性胸阻抗从区域的开始到结束是否为连续时，能够将该区域分类为胸外按压的“处理期间”。同样地，当测量存在从区域的中间开始时，或者当测量存在在区域中间结束时，所述区域可分类为胸外按压“混合”。
[0071]当执行胸外按压时，在心电图波形和胸阻抗的频率分析的结果中也出现变化。图5A和图5B每个都示出心电图的频率分析的结果，图5A是在不执行胸外按压的情况下的视图，图5B是在执行胸外按压的情况下的视图。如图5B所示，在有规律地(以恒定周期)执行胸外按压的情况下，峰值出现在心电图的频率分析的结果中与胸外按压的周期相对应的频率及其整数倍频率附近。
[0072]图6A和图6B每个都示出胸阻抗的频率分析的结果，图6A是在不执行胸外按压的情况下的视图，图6B是在执行胸外按压的情况下的视图。如图6B所示，在有规律地(以恒定周期)执行胸外按压的情况下，峰值出现在胸阻抗的频率分析的结果中与胸外按压的周期相对应的频率及其整数倍频率附近。因此，当执行心电图的频率分析和胸阻抗的频率分析并且测量分析结果的峰值频率时，能够检测是否执行胸外按压。
[0073]或者，当测量指示呼气中二氧化碳浓度的二氧化碳图的振幅或者从附接到执行胸外按压的救护人员的电极所获取的信号时，能够检测是否执行胸外按压。例如，附接到救护人员的电极是分别附接到患者的胸外按压部分和救护人员的手(与患者接触的部分)的电极。可基于电极之间的导通来判定胸外按压的实施。
[0074]将以下面的方式检测作为对患者执行的处理状态之一的人工呼吸。
[0075]当人工呼吸开始时，在二氧化碳分压曲线中出现变化。通过利用胸阻抗方法或者测量二氧化碳浓度的二氧化碳分析仪来测量患者的呼吸状况，能够检测该变换。因此，当测量患者的呼吸状况时，能够检测人工呼吸是否正在进行。
[0076]然后，在每个分析区域中，进行时域中的分析和频域的分析以计算指示特征的各种参数(心电图分析步骤)。
[0077]例如，以下(I)至(6)可定义为通过分析时域获得的参数:
[0078](1)平均峰值-峰值振幅:将心电图的每个分析区域划分为十个相等子区域，在从每个子区域的开始到结束的周期期间介于最大值(峰)与最小值(谷)之间的电位差设置为峰值-峰值振幅，并且将10个峰值-峰值振幅的平均值定义为平均峰值-峰值振幅；
[0079](2)最长平坦部分:将平均振幅的10%为作为阈值，振幅在阈值内持续达0.2秒或者更长的部分设定为平坦部分，并且将在心电图的分析区域中最长平坦部分的时间周期定义为最长平坦部分；
[0080](3)总平坦部分:将平均振幅的10%作为阈值，振幅在阈值内持续达0.2秒或者更长的部分设定为平坦部分，并且将在心电图的分析区域中平坦部分的总时间周期定义为总平坦部分；
[0081](4)拐点数量:在心电图的分析区域中的电位变化从上升切换到下降或者从下降切换到上升的点(拐点)数量；
[0082](5)脉冲数量:在心电图的分析区域中的诸如QRS波形的独立波形的数量；和
[0083](6)平均脉冲宽度:在心电图的分析区域中识别为脉冲的波形的平均宽度值。
[0084]例如，以下(I)至(5)可定义为通过分析频域获得的参数:
[0085](1)最大峰值频率:振幅在IHz至30Hz范围内为最大的频率；
[0086](2)频谱面积比A:通过将IHz至2Hz的频谱面积除以IHz至30Hz的频谱面积获得的值；
[0087](3)频谱面积比B:通过将2Hz至12Hz的频谱面积除以IHz至30Hz的频谱面积获得的值；
[0088](4)频谱面积比C:通过将12Hz至30Hz的频谱面积除以IHz至30Hz的频谱面积获得的值；和[0089](5)频谱峰值数量:1Hz至30Hz之间的峰值的数量。
[0090]然后，分析区域中的心电图波形分类为以下(I)至(3)，并且基于参数来判定每个分析区域所属于的分类以及分类的图案。
[0091](I)处理的中断期间:除纤颤必要图案1，除纤颤必要图案2，除纤颤必要图案3，…，非施加图案1，非施加图案2，非施加图案3，…
[0092](2)混合:除纤颤必要图案1，除纤颤必要图案2，除纤颤必要图案3，…，非施加图案1，非施加图案2，非施加图案3，…
[0093](3)处理期间:除纤颤必要图案1，除纤颤必要图案2，除纤颤必要图案3，…，非施加图案1，非施加图案2，非施加图案3，…
[0094]例如，在(I)处理中断期间的情况下，能够定义以下非施加图案I至非施加图案5:[0095]非施加图案1:平均振幅低于0.1mV ；
[0096]非施加图案2:最长平坦部分是2秒或者更长；
[0097]非施加图案3:拐点的数量小于150/分钟；
[0098]非施加图案4:最大峰值频率是15Hz或者更高；和
[0099]非施加图案5:平均振幅是0.1mV或者高于或低于0.2mV，脉冲数量小于180/分钟，最大峰值频率低于5Hz，并且频谱面积比C是30%以上。
[0100]分析区域是在处理的中断期间的判定结果指示分析结果的精度是高的。分析区域是混合或者处理期间的另一个判定结果指示分析结果的精度是低的。因此，在在将精度的等级设置为系数的情况下进行加权的同时，计算除纤颤必要情况的总数和非施加情况的总数。
[0101]此时，在处理的中断期间且与除纤颤必要图案相对应的情况的数量定义为Nsa
(1),Nsa(2),Nsa (3),…，Nsa (k),并且权重系数定义为 a s (I), a s (2), a s (3),…，a s(k)。在处理的中断期间且与非施加图案相对应的情况的数量定义为Nna(l)，Nna(2)，Nna (3),...,Nna (k),并且权重系数定义为 an (I), an (2), an (3),…，an (k)。
[0102]此外，在混合中且与除纤颤必要图案对应的情况的数量定义为Nsb (I),Nsb (2)，Nsb (3),…,Nsb (k),并且权重系数定义为 β s (I), Ps (2), β s (3),..., β s (k)。与非施加图案对应的情况的数量定义为Nnb (I), Nnb (2)，Nnb (3)，…，Nnb (k)，并且权重系数定义为 β η (I), β η (2), β η (3),..., β η (k)。
[0103]此外，在处理期间且与除纤颤必要图案相对应的情况的数量定义为Nsc (I), Nsc
(2),Nsc(3),…,Nsc (k),并且权重系数定义为 y s (I), y s (2), y s (3),…，y s (k)。与非施加图案对应的情况的数量定义为Nnc (I), Nnc (2), Nnc (3)，…，Nnc (k)，并且权重系数定义为 Yn (I), yn (2), yn (3),..., yn (k)。
[0104]从图案的情况的数量和权重系数可以看出，在所有加权区域中的除纤颤必要情况的总数由以下表达式表达。
[0105]从图案的情况的数量和权重系数可以看出，在所有加权区域中的非施加情况的总数由以下表达式表达。
[0106]如果Nsw ^ Nnw,那么判定除纤颤的施加有必要,如果Nsw〈Nnw,那么判定施加没有必要(判定计算步骤)。[0107]或者，除纤颤的施加是否有必要的判定可以下面的顺序执行。
[0108]在分析区域的分类中，除纤颤的施加有必要的判定数和施加没有必要的判定数如图7所示设定。在所有分析区域中的除纤颤必要情况的总数Ns是Ns=i+j+k，并且在所有分析区域中的非施加情况的总数Nn是Nn=l+m+n。
[0109]分析区域是处理的中断期间的情况指示分析结果的精度是高的，分析区域是混合或者处理期间的情况指示分析结果的精度是低的。
[0110]因此，在将精度的等级设定为系数的情况下来进行加权的同时，计算除纤颤必要情况的总数和非施加情况的总数。当处理的中断期间、混合和处理期间的区域分别通过系数α、β和Y进行加权时，在所有加权分析区域中的除纤颤必要情况的总数Nsw是Nsw=a i+β j+ Y k,并且在所有加权分析区域中的非施加情况的总数Nnw是Nnw= α 1+ β m+ y n。
[0111]如果Nsw≥Nnw,那么判定除纤颤的施加有必要，并且如果Nsw〈Nnw,那么判定施加没有必要。
[0112]这里，α、β和Y可以不是固定值，并且可以是可变值。在可变值情况下，所述值通过以下将描述的方法来固定。
[0113]考虑到在每个处理分类中图案分类中的错误判定的情况，多个对应系数的值首先判定为 α 1，α 2，α 3，...( α 1>α 2>α 3>…)，β 1，β 2，β 3，...( β 1>β 2>β 3>...)和 Y 1，Y 2, Y3，…(Y 1> Y2> Y3>...)。例如，如下作出判定:在处理的中断期间的除纤颤必要图案1至10和非施加图案I至10对应于系数α 1 ;在处理的中断期间的除纤颤必要图案11至20和非施加图案11至20对应于系数α 2 ;并且在处理的中断期间的除纤颤必要图案21至30和非施加图案21至30对应于系数α 3。
[0114]接着，与在分类为处理的中断期间的分析区域中最多计算的图案(主要包括在i和I中的图案)对应的系数、与在分类为混合的分析区域中最多计算的图案(主要包括在j和m中的图案)对应的系数以及与在分类为处理期间的分析区域中最多计算的图案(主要包括在k和η中的图案)对应的系数分别设定为α、β和Y。
[0115]在CPR期间的心电图分析在多个分析区域中连续实施。为了确定电击是否有必要的分析结果，需要在给定数目或者更多数目的分析区域中的分析结果以提高分析结果的精度。在执行CPR的情况下，存在患者状况变化的可能性，并且为了对于电击是否有必要作出判定，优选地尽可能将最新数据用作为分析目标。因此，在分析区域数目等于或者大于在连续分析中所需的给定数目的情况下，最旧的分析区域的结果可从分析目标依次删除。
[0116]接着，将描述对于电击是否有必要的上述判定的可靠性计算。
[0117]在使用多个项目作为因素的同时，综合计算可靠性(判定计算步骤)。例如，在分析区域的处理状态分类为处理的中断期间的情况下，示出的是，未受到由于在CPR期间胸外按压的实施所导致的噪声污染的心电图能够已经进行分析，并且分析结果能够已经用于对于电击是否有必要的判定中。因此，这是导致待计算的可靠性为高的因素。
[0118]在分析区域的处理状态分类为处理期间且心电图的分析图案在多个分析区域中彼此一致的情况下，示出的是，在CPR期间，不存在患者心电图的变化(未发生诸如心室纤颤发展为心搏停止的变化)，胸外按压的周期和强度是恒定的(由处理引起污染的噪声是恒定的)，并且对于噪声的滤波处理有效地发挥作用。因此，这是导致待计算可靠性为高的因素。
[0119]在平坦达给定时间周期或者更长时间周期(例如，4秒或者更长)的波形记录于分析区域中的情况下，存在在所述时间周期期间不产生由于胸外按压导致的噪声，并且不产生由于心脏所引起的电位变化，或者患者进入作为电击没有必要的心电图中的一个的心搏停止的高可能性。如上所述，在记录特性波形的情况下，不论处理状态的分类，这是导致待计算的可靠性为高的因素。
[0120]相反，在分析区域的总数不超过给定数目的情况下，这是导致待计算的可靠性为低的因素。在当前救护协议中，CPR的时间周期设定为大约2分钟。时间周期足够长以在CPR期间执行连续分析，并且分析区域的总数能够足以超过给定数目。另一方面，在由诸如护理人员的具有资质的人使用的半自动体外除纤颤器中，救护人员能够判定分析的定时，因此存在CPR周期缩短的可能性。因此，在这种情况下，分析区域的总数可以不超过给定数目，并且这可以是导致可靠性低的因素。
[0121]虽然AEDI具有足以测量在CPR期间的心电图的振幅的测量范围，但是在任何分析区域中心电图的振幅超过能够由AEDl测量的范围的情况下，设定导致待计算的可靠性为低的因素。在这种情况下，超过可测量范围的分析区域可以从判定目标删除，但是可能发生能够由分析区域的删除所引起总数不超过给定数目的状态。出于与如上所述相同的原因，这是导致待计算可靠性为低的因素。
[0122]在任何分析区域中检测到用于测量心电图的电极脱离的情况下，这是导致待计算的可靠性为低的因素。在这种情况下，检测到电极脱离的分析区域可以从判定目标删除。与以上情况相似，然而，由于分析区域的总数关系，这是导致待计算的可靠性为低的因素。如上所述，例如，在使用多个项目作为因素的同时，综合计算可靠性。
[0123]图8A至图8D示意性地示出在CPR期间执行的心电图分析结果的可靠性为高的情况下缩短CPR中断时间的方式。
[0124]图8A和图8B是示出在 判定电击有必要的心电图的情况下CPR中断时间比较的视图。在图8B所示的比较例(现有技术AED的操作)的情况下，当CPR结束时在箭头31的定时处，AED指示救护人员与患者分离。之后，实施心电图分析32，并且在箭头33的定时处执行用于电击的指示。救护人员接收用于电击的指示，然后在箭头34的定时处按下电击按钮以执行电击。在执行电击之后，在箭头35的定时处AED指示CPR的实施。
[0125]相反，在图8A所示的AEDl情况下，确定在当CPR结束时在箭头21的定时处电击有必要，因此立即发出用于电击的指示。救护人员接收用于电击的指示，然后在箭头22的定时处按下电击按钮以执行电击。在执行电击之后，在箭头23的定时处AEDl指示CPR的实施。
[0126]如上所述，在电击有必要的情况下，在现有技术AED中所需且从与患者分离的指示的发出直至心电图分析的结束经历的时间周期在AEDl中没有必要。因此，胸外按压的中断时间能够相应地缩短。
[0127]图8C和图8D是示出在电击没有必要的心电图的情况下CPR中断时间比较的视图。在图8D所示的比较例(现有技术AED的操作)的情况下，当CPR结束时在箭头51的定时处AED指示救护人员与患者分离。之后，实施心电图分析52，并且当判定电击没有必要时，在箭头53的定时处AED指示救护人员执行CPR。[0128]相反，在图8C所示的AEDl的情况下，确定当CPR结束时在箭头41的定时处电击没有必要，因此立即发出用于CPR实施的指示。
[0129]如上所述，同样在电击没有必要的情况下，与电击有必要的上述情况相似，从与患者分离的指示的发出直至心电图分析的结束经历的时间周期在AEDl中没有必要。因此，胸外按压中断时间能够相应地缩短。
[0130]此外，在心电图分析结果的可靠性为低的情况下，执行与现有技术AED中的那些处理相似的处理(步骤S105至S109)。即，在心电图分析结果的可靠性为低的情况下，执行在现有技术AED中已经采用且涉及胸外按压的中断的分析，从而分析结果的精度能够保持为闻的。
[0131](修改例)
[0132]图9示出在与“心电图的最终确定判定”有关的分析处理添加到图2的流程图的情况下的流程图。如图所示，步骤SllO至S112的处理添加在图2的流程图中步骤S104与S109之间。
[0133]在步骤S104中用于电击的指示发出之后，分析关于心电图的最终确定判定(步骤S110)。在该分析中，使用当将执行电击时救护人员一直与患者分离的情况，或者，即，将测量未受到噪声污染且当救护人员与患者分离时所产生的心电图。除了在步骤SlOl中在CPR期间的分析结果之外，通过参照未受到噪声污染的心电图分析的结果，能够进一步提高分析精度。
[0134]优选地，保持救护人员与患者分离的状态，直至获得在步骤SllO中最终确定判定的分析结果。因此，如果需要，优选在通知电击实施的“建议电击。不要触碰患者。”消息之后传递“充电”消息，从而设定救护人员与患者分离且等待电击实施的状态。
[0135]然后，在最终确定判定的分析结果中，判定除纤颤的施加是否有必要(步骤S111)。如果在步骤Slll中判定最终确定判定的分析结果也示出除纤颤的施加有必要，或者如果在步骤Slll中从分析结果判定且将对患者施加的处理内容与在处理内容指示步骤(步骤S103)中指示的处理内容(电击)一致，那么可以给予救护人员诸如“按下闪亮按钮”的实施电击所需的指示。在确认电击的实施之后，指示救护人员继续CPR (步骤S109)。
[0136]相反，如果在步骤Slll中判定最终确定判定的分析结果示出施加没有必要，那么通过给出诸如“心率变化。取消电击。”消息，将中止电击的施加指示给救护人员(步骤S112)。然后，指示继续CPR (步骤S109)，并且处理返回到步骤S101。
[0137]在这种情况下，可另外设置诸如“在心电图变化之后，执行/不执行再分析”的处理。当设定“不执行”时，执行上述处理的内容，而当设定“执行”时，在步骤S109中指示继续CPR之前，指示执行再分析，从而救护人员允许实施在与患者分离的同时执行的心电图分析。
[0138]在当指示在处理内容指示步骤(步骤S103)中的处理内容时的周期期间，即，在当将执行电击的救护人员与患者分离时的周期期间，测量并分析未受到噪声污染的心电图(SllO)0如果从分析结果判定且将对患者施加的处理内容与在处理内容指示步骤中指示的处理内容(电击)一致，那么继续用于处理内容的指示。如果不一致，那么处理内容改变(最终确定判定步骤)。
[0139]如上所述， 在根据本实施例的具有分析心电图功能的除纤颤器I以及控制其的方法中，为了缩短胸外按压中断时间，心电图也在当执行CPR时的周期期间在后台进行分析。在待分析的区域划分为多个子区域的同时，执行心电图分析。在每个分析区域中，判定除心电图的特征提取外是否执行诸如胸外按压或者人工呼吸的处理。从这些处理的结果可以看出，不仅执行对于电击是否有必要的判定，而且执行判定的可靠性计算。
[0140]如果判定的可靠性是高的，那么可以将用于实现使胸外按压的中断时间缩短的指示给予救护人员。例如，在电击有必要的心电图的情况下，在当CPR结束时的定时处AEDl发出用于执行电击的指示。因此，能够缩短胸外按压的中断时间。
[0141]如果判定的可靠性是低的，那么不给予用于实现使胸外按压的中断时间缩短的指示。在这种情况下，像现有技术AED那样，在当CPR结束时的定时处将用于与患者分离的指示给予操作者，之后执行心电图分析。在CPR期间的心电图的分析结果的可靠性是低的情况下，即，执行在现有技术AED中已经采用且涉及胸外按压的中断的分析，从而能够将分析结果的精度保持为高的。
[0142]此外，CPR周期划分为多个子区域，处理状态的分类和心电图分析在心电图的每个所划分的分析区域中执行，并且，电击的必要性的判定以及该判定的可靠性的计算基于所述分类和所述分析来进行。因此，能够提高在CPR期间的心电图分析的精度。
[0143]此外，处理状态分类为处理期间、处理中断期间和混合。因此，能够进一步提高心电图分析的精度，并且能够提高电击必要性/非必要性判定的可靠性，使得能够确定地缩短胸外按压的中断时间。
[0144]此外，基于胸阻抗、心电图的频率特性、心电图的振幅、二氧化碳图的振幅、从附接到执行胸外按压的救护人员的电极获取的信号等，执行处理状态的判定。因此，更准确的判定成为可能，并且能够提高电击必要性/非必要性判定的可靠性，使得能够确定地缩短胸外按压的中断时间。
·[0145]此外，电击的必要性/非必要性判定的可靠性基于可靠性判定信息来计算，该可靠性判定信息包括:在处理的中断期间心电图分析的实施；在处理期间心电图分析的结果的一致性；心电图的振幅范围；胸外按压的周期；在胸外按压期间心电图的频率分析的结果等。因此，能够计算更准确的可靠性，并且能够确定地缩短胸外按压的中断时间。
[0146]为了实现使胸外按压的中断时间缩短，需要在当除纤颤器最终将用于电击必要性的指示给予操作者时的定时处和在当用于CPR继续的指示发出时的定时处保持高精度。分析在当指示处理内容时的期间测量的心电图，并且最终处理内容通过与分析的结果比较而改变。因此，能够保持更高分析精度，并且能够确定地缩短胸外按压的中断时间。
[0147]在划分为多个子区域的心电图中，将最新给定的时间周期中测量的并且包含在多个子区域中最新子区域中的心电图设定为分析目标。因此，能够更准确地获得患者的状况，并且能够施加适当处理，使得能够确定地实现使胸外按压的中断时间缩短。在分析区域的总数超过预设给定数目的情况下，依次丢弃旧分析数据。因此，基于最新分析结果，能够更准确地获得患者的状况，并且能够施加适当处理，使得能够确定地实现使胸外按压的中断时间缩短。
[0148]除纤颤器分类为能够由普通人使用的自动体外除纤颤器(AED)和由诸如护理人员的医护人员使用的半自动体外除纤颤器。本实施例已经通过例示自动体外除纤颤器(AED)来描述。在任何除纤颤器中，为了执行电击，通过除纤颤器的心电图分析是有必要的。本发明能够应用于上述除纤颤器这两者。
[0149](第二实施例)
[0150]接着，将描述本发明的第二实施例。第二实施例与第一实施例不同之处在于除纤颤器I不具有处理状态检测部13。
[0151]在第二实施例的除纤颤器I中，在将心电图划分为多个区域的同时，心电图分析部14分析在CPR周期期间测量的心电图。心电图分析部14分析在每个分析区域中的心电图是否包含:具有高确定度的除纤颤必要波形(指示电击有必要的第一波形(第一类波形)的实例)和具有高确定度的非施加波形(指示电击没有必要的第二波形(第二类波形)的实例)。例如，具有高确定度的除纤颤必要波形是具有5Hz以上的最大峰值并且能够与1.67Hz的胸外按压速率区分的VF (心室纤颤)波形，并且具有高确定度的非施加波形是平坦部分持续达2秒或者更长达4秒的波形。平坦波形示出不存在由于心脏和胸外按压的电位变化。
[0152]在如上所述划分 并分析心电图的同时，在一个CPR周期(例如，2分钟)期间，心电图分析部14对于具有高确定度的除纤颤必要波形和具有确定度的非施加波形的检测数进行计数。在一个CPR周期期间具有高确定度的除纤颤必要波形计数两次并且具有高确定度的非施加波形计数零次的情况下，例如，心电图分析部14判定电击有必要且可靠性是高的，并且将电击必要性/非必要性的判定和该判定的可靠性发送到CPR后处理指示部15。基于指示电击有必要且可靠性是高的信息，CPR后处理指示部15在CPR结束的定时发出用于实施电击的指示。因此，能够缩短胸外按压的中断时间。
[0153]在一个CPR周期期间具有高确定度的除纤颤必要波形计数零次并且具有高确定度的非施加波形计数两次的情况下，例如，心电图分析部14判定电击没有必要且可靠性是高的，并且将电击的必要性/非必要性的判定和该判定的可靠性发送到CPR后处理指示部
15。基于指示电击没有必要并且可靠性是高的信息，CPR后处理指示部15在CPR结束的定时发出用于连续实施电击的指示。因此，能够缩短胸外按压的中断时间。
[0154]在一个CPR周期期间具有高确定度的除纤颤必要波形计数一次并且具有高确定度的非施加波形计数零次的情况下，例如，心电图分析部14判定电击有必要且可靠性是低的，并且将电击必要性/非必要性的判定和该判定的可靠性发送到CPR后处理指示部15。基于指示电击有必要且可靠性是低的信息，在CPR结束的定时，CPR后处理指示部15在将用于与患者分离的指示给予操作者之后发出实施电击的指示。因此，在CPR期间的分析结果的可靠性是低的情况下，执行在现有技术AED中已经采用且涉及胸外按压的中断的分析，从而能够将分析结果的精度保持为高的。
[0155]根据本发明的方面，基于在CPR期间的心电图分析的结果，以与在无噪声条件下执行的分析精度相当的精度将适当指示提供给救护人员(操作者)，并且能够缩短胸外按压的中断时间。
【权利要求】
1.一种控制除纤颤器的方法，该除纤颤器具有分析心电图的功能，所述方法包括: 将患者的心电图划分为多个分析区域； 在每个所述划分的分析区域中执行所述心电图的分析； 基于在每个所述分析区域中的所述心电图分析的结果，执行对所述患者电击是否有必要的判定，并且计算该判定的可靠性；以及 基于所述判定和所述可靠性的组合，指示将对所述患者进行的第一处理。
2.根据权利要求1所述的方法，其中， 在执行每个所述分析区域中的所述心电图分析的过程中，在每个所述分析区域中的所述心电图中检测是否包含指示所述电击有必要的第一波形或者指示所述电击没有必要的第二波形，并且 在执行所述判定和计算所述可靠性的过程中，基于检测到所述第一波形或者所述第二波形的次数，执行所述电击对于所述患者是否有必要的所述判定，并且计算所述判定的所述可靠性。
3.根据权利要求1所述的方法，还包括: 在每个所述分析区域中将所述患者的救生处理状态分类，其中， 在执行所述判定和计算所述可靠性的过程中，基于在每个所述分析区域中的所述患者的所述分类的救生处理状态以及在每个所述分析区域中的所述心电图分析的结果，执行对所述患者电击是否有必·要的所述判定，并且计算所述判定的所述可靠性。
4.根据权利要求3所述的方法，其中 所述患者的所述救生过程状态分类为: 处理期间的状态，其中对所述患者进行第二处理； 处理的中断期间的状态，其中第二处理中断；以及 包括所述处理期间的状态和所述处理的中断期间的状态这两者的状态。
5.根据权利要求4所述的方法，其中 所述第二处理包括胸外按压。
6.根据权利要求5所述的方法，其中 所述患者的所述救生处理状态基于以下至少一个来分类:胸阻抗、所述心电图的频率特性、所述心电图的振幅、二氧化碳图的振幅以及从附接到进行所述胸外按压的操作者的电极获取的信号。
7.根据权利要求4所述的方法，其中 所述第二处理包括人工呼吸。
8.根据权利要求7所述的方法，其中 所述患者的所述救生处理状态基于胸阻抗和二氧化碳图中的至少一个来分类。
9.根据权利要求4所述的方法，其中 基于可靠性判定信息来计算所述判定的所述可靠性，该可靠性判定信息包括以下信息中的至少一个: 指示所述心电图是否具有被分类为所述处理的中断期间的状态的分析区域的信息；指示被分类为所述处理期间的状态的多个分析区域中的分析的结果是否彼此一致的/[目息;以及指示在所有分析区域中所述心电图的振幅是否在预设可测量范围内的信息。
10.根据权利要求5所述的方法，其中 基于可靠性判定信息来计算所述判定的所述可靠性，该可靠性判定信息包括以下信息中的至少一个: 指示所述胸外按压的周期是否恒定的信息；和 指示在所述胸外按压期间所述心电图的频率分析的结果中是否存在大变化的信息。
11.根据权利要求3所述的方法，其中 所述第一处理包括以下至少一个: 电击的实施； 基于心肺复苏的处理的继续； 脉搏的检查；以及 心电图分析的实施。
12.根据权利要求3所述的方法，还包括: 在指示将对所述患者进行的所述第一处理的过程之后， 在指示所述第一处理的同时执行测量到的所述患者的心电图的分析； 当从所述分析的结果判定的处理与所述第一处理相一致时，继续指示所述第一处理；并且 当从所述分析的结果判定的处理与所述第一处理不一致时，将所述第一处理改变为第三处理。
13.根据权利要求12所述的方法，其中 所述第三处理包括电击的中止和再分析的实施中的至少一个。
14.根据权利要求3所述的方法，其中， 在划分为所述分析区域的所述心电图中，将在最新时间周期中测量的并包含在所述分析区域中的最新区域中所述心电图设定为分析目标。
15.一种具有分析心电图的功能的除纤颤器，该除纤颤器在基于心肺复苏的处理期间分析所述心电图，所述除纤颤器包括: 心肺复苏指示部，该心肺复苏指示部配置成指示操作者基于心肺复苏的所述处理的开始和结束； 心电图分析部,该心电图分析部配置成: 将患者的心电图划分为多个分析区域； 在每个所述划分的分析区域中执行所述心电图的分析；并且 基于每个所述分析区域中的所述心电图分析的结果，执行对所述患者电击是否有必要的判定，并且计算所述判定的可靠性；以及 心肺复苏后处理指示部，在基于心肺复苏的所述处理的所述结束的指示之后，基于所述判定和所述可靠性的组合，该心肺复苏后处理指示部配置成指示所述操作者在基于心肺复苏的所述处理的所述结束之后要进行的处理。
16.根据权利要求15所述的除纤颤器，其中 所述心电图分析部配置成检测在每个所述分析区域中的所述心电图中是否包含指示所述电击有必要的第一波形或者指示所述电击没有必要的第二波形，并且基于检测到所述第一波形或者所述第二波形的次数，所述心电图分析部配置成执行对所述患者电击是否有必要的所述判定，并且计算所述判定的所述可靠性。
17.根据权利要求15所述的除纤颤器，其中 所述心电图分析部配置成将在每个所述分析区域中的所述患者的救生处理状态分类，并且 基于在每个所述分析区域中所述患者的所述分类的救生处理状态以及在每个所述分析区域中的所述心电图分析的结果，所述心电图分析部配置成执行对所述患者电击是否有必要的判定，并且计算所述判定的所述可靠性。
【文档编号】A61H31/00GK103706034SQ201310465311
【公开日】2014年4月9日 申请日期:2013年10月8日 优先权日:2012年10月5日
【发明者】林怜史, 若林勤, 小泽秀夫 申请人:日本光电工业株式会社