体外除颤器系统的制作方法
【专利摘要】公开了一种体外除颤器系统，包括：显示器；一个或多个传感器，用于获得关于对病人执行的胸部按压的数据；以及控制器，配置为基于来自所述一个或多个传感器的数据显示胸部按压的深度和/或速率的数值。还公开了另一种体外除颤器系统，包括：显示器；用于获得在一时间间隔上病人的CO2数据的一个或多个传感器；用于获得在所述时间间隔上关于病人的心脏活动的信息的一个或多个传感器；以及控制器，配置为从获得的CO2数据确定在所述时间间隔上的CO2波形、从获得的关于病人的心脏活动的信息确定滤波的心电图轨迹、以及显示CO2波形和滤波的心电图轨迹。
【专利说明】体外除颤器系统
[0001 ] 本申请是申请日为2011年2月11日、申请号为201180009384.8(国际申请号为PCT/US2011/024507)、发明名称为“除颤器显示器”的发明专利申请的分案申请。
技术领域
[0002]本文涉及心脏复苏，并且具体地说涉及用于在进行心肺复苏(CPR)中协助救援者的系统和技术。
【背景技术】
[0003]心脏依赖于有序的电脉冲序列来有效地跳动。与该正常序列的偏离被称为“心律失常”。某些医疗设备包括信号处理软件，这些信号处理软件分析从医治的病人(例如，在急救情况下的患者)获取的心电图(ECG)信号以确定何时存在诸如心室颤动(VF)或可电击室性心动过速(VT)的心律失常。这些设备包括自动体外除颤器(AED)、ECG节律分类器和室性心律失常检测器。AED是除颤器一一向病人传递受控的电击的设备一一使用上较容易，例如通过向护理提供者提供口头提示来在针对AED疗法对病人进行评估、将病人附接到AED疗法、以及激活AED疗法的过程中与该提供者“对话”。刚才所述的医疗设备的某些也能够识别两种不同的心脏波形:VT和VF。
[0004]VT是源自室性异位病灶的快速性心律失常，其特征在于通常大于每分钟120跳的心率和宽的QRS波群。VT可以是单形性的(通常是源自具有相同的QRS波群的单个病灶的规则节律)或多形性的(不稳定，可以是不规则的节律，具有变化的QRS波群)。在图1A中图示了对于不稳定VT的示例节律。取决于心率和VT已经持续的时间长度，在VT状态中的心脏可能产生或可能不产生脉搏(即，血液通过循环系统的脉动运动)。在VT状态中的心博仍然具有一定的组织性(注意，“循环”全都基本上是相同的大小和形状)。如果没有与这个VT节律相关联的脉搏，则将VT看作是不稳定的和危及生命的状况。可以使用电击或除颤来治疗不稳定的VT。
[0005]室上性心动过速(SVT)是在心脏的下腔(心室)上方开始的快速心跳。SVT是在心脏的上腔(心房)、被称为房室(AV)结的心脏导电系统的构成部分之一或两者中开始的异常地快的心脏节律。虽然SVT很少是危及生命的，但是其症状会是不舒适的，其症状包括心脏狂跳的感觉、在胸部中的颤动或冲击或者额外的心跳(心悸)，或者头晕。
[0006]VF通常直接危及生命。VF是一种无脉搏的心律失常，具有不规则和混乱的电活动以及心室收缩，其中，心脏立即丢失了其作为栗的能力。VF是心脏性猝死(SCD)的主要原因。在图1B中图示了对于VF的示例节律。该波形没有与其相关联的脉搏。没有达到这个节律的任何组织(注意，循环的不规则大小和形状)。心脏的栗吸部分象一袋蠕虫那样颤抖，并且该活动将不太可能移动任何血液。该节律的校正行为是使用电荷来对心脏除颤。
[0007]正常心跳波在窦房结(SA结)处开始，并且朝向左心室的远下角行进。对心脏的大的电击可以校正VF和不稳定的VT节律。这个大的电击可以强制在心脏中的所有心肌细胞同时去极化。随后，所有的心肌细胞进入短的休息时段。希望窦房结(SA结)在任何其他细胞之前从这个电击中恢复，并且结果产生的节律如果不是正常的窦性节律也是产生脉搏的节律。
[0008]许多AED实现通过使用除颤和心肺复苏(CPR)在病人的救护事件期间的特定时间执行ECG分析来识别VT和VF波形的算法。通常在除颤电极附接到病人后的几秒内启动第一次ECG分析。基于第一次分析的结果，可以启动或可以不启动随后的ECG分析。通常，如果第一次分析检测到可电击节律，则建议救援者传递除颤电击。在电击传递后，可以自动地启动第二次分析，以确定除颤治疗成功与否(即，可电击ECG节律已经被转化为正常的或其他肺可电击的节律)。如果这个第二次分析检测到连续存在的可电击的心律失常，则AED建议用户传递第二次除颤治疗。然后可以执行第三次ECG分析，以确定第二次电击是有效还是无效。如果可电击节律持续，则向救援者建议传递第三次除颤治疗。
[0009]在第三次除颤电击后或当如上所述的分析的任何一个检测到不可电击的节律时，由美国心脏协会和欧洲复苏理事会推荐的治疗方案要求救援者查看病人的脉搏或对病人评估循环征象。如果不存在脉搏或循环征象，则可以引导救援者对患者执行CPR持续一分钟或更多的时间段。CPR包括人工呼吸和胸部按压。在这个CPR的时间段后，AED重新启动包含有如上所述的适当除颤治疗的一系列多达三次另外的ECG分析。三次ECG分析/除颤电击的序列之后是1-3分钟的CPR，以重复的方式持续，只要AED的电源接通并且病人连接到AED设备。通常，AED提供音频提示以通知救援者何时分析即将开始、分析结果是什么以及何时开始和停止CPR的传递。
[0010]许多研究已经报告，中止胸外按压可以显著地降低患者的自主循环的恢复率和24小时存活率。因此，有益的是，在胸部按压期间识别异常的心脏节律。近来的临床证据表明在一些情况下在对病人除颤前执行胸部按压会是有益的。具体地说，在临床上有益的是，如果急诊系统的响应时间导致超过4分钟的延迟使得病人处于心脏骤停超过4分钟，则在除颤前使用胸部按压来治疗病人。胸部按压伪迹摒除可以采用ECG的频谱分析，除颤成功预测和治疗决定的作出通常指定在要检测的ECG频谱中的一组参数。例如，US 5,683,424将来自计算的ECG的频谱的质心或中间频率或峰值功率频率与阈值作比较，以确定是否需要除颤电击。
[0011]不幸的是，由于除颤器高压电容器的充电要求，现有的AED要求能够传递大量电流的电池。这导致在尺寸和重量两方面都过大的电池，这限制了它们的便携性和方便性，并且，在诸如LifeVest(Z0LL Medical ,Chelmsford,MA)的可体外佩戴的除颤器的情况下，限制了它们的可佩带性和舒适度。另外，电池仍然是当前制造的AED的最不可靠的元件，因制造缺陷以及总是随着电池而出现的正常的寿命终止劣化而产生定期召回，但是电池对于救生设备是特别麻烦的。
【发明内容】
[0012]本文描述了可以用于在使用除颤器设备期间提供关于病人状态的信息的系统和技术。在此所述的系统和技术旨在识别最重要的数据并且以迅速有效的方式向救援者显示信息。向救援者显示的数据可以基于救援者的行为而改变。例如，所显示的数据可以基于救援者当前是否在对病人实施CPR胸部按压而不同。以提高救援者迅速了解病人的状态并且进行有益于病人的临床决定的能力的方式来以图形和文本呈现关于病人的数据。例如，在CPR胸部按压期间，在与滤波的ECG波形和C02或Sp02波形相同的显示设备上显示包括速率和深度的关于胸部按压的信息。在一个位置中的这样的信息的显示提供了下述优点:以容易观看的形式在一个方便的位置向救援者给出关于病人的所需信息。在某些实现方式中，可以向救援者呈现关于CPR胸部按压的质量的附加信息，诸如释放指示符。
[0013]在某些实现方式中，这样的系统和技术可以提供一个或多个优点。例如，当救援者可以容易地在单个位置观看良好格式的信息时，可以改善病人护理。而且，救援者可能能够将他们的CPR的实施修改为更有效，因为已经以可理解的方式向他们呈现了相关的数据。
[0014]在一种实现方式中，一种用于使用体外除颤器来监控病人活动的方法包括:获得关于对病人执行的胸部按压的数据;确定多次所述胸部按压的深度和速率的值；以及，在除颤器的图形显示屏幕上显示所确定的深度和速率的值的指示。
[0015]实施例可以包括下面的一个或多个。
[0016]确定深度和速率的值可以包括:确定对于深度来说在距离方面以及对于速率来说在每分钟按压方面的数值，并且其中，显示所确定的深度和速率的值的指示包括显示与所确定的值对应的数。
[0017]所述方法还可以包括:显示与所确定的值的指示相邻的图标，所述图标指示是否正在正确地执行胸部按压。所述图标的颜色可以基于是否正在正确地或错误地执行胸部按压而改变。
[0018]所述方法还可以包括:接收关于病人的心脏活动的信息，并且在图形显示器上与所确定的深度和速率的值一起显示病人的心电图。显示心电图可以包括:横向穿过显示器移动心电图轨迹。所述方法还可以包括:显示未滤波的心电图；感测对病人的胸部按压已经开始;并且，随后显示滤波的心电图。所述方法还可以包括:在心电图的轨迹上暂时显示未滤波的部分，该未滤波的部分示出了在另一个未滤波的部分和滤波的部分之间的按压伪迹。
[0019]所述方法还可以包括与心电图协同地显示来自病人的第二数据。所述方法还可以包括:响应于感测到已经对病人开始了胸部按压来改变第二数据的来源。改变第二数据的所述来源可以包括从SP02改变为C02。改变第二数据的来源可以包括从病人化学测量改变为胸部按压测量。可以以柱状图的形式来显示胸部按压测量。柱状图中的柱的长度可以表示按压深度，并且柱状图中的柱的间隔表示按压速率。所述方法还可以包括使用柱状图来显示用于标准深度和速率的指示符。
[0020]获得关于对病人执行的胸部按压的数据可以包括:从定位为与病人的胸骨协同移动的加速计获得测量。确定深度的值可以包括:对于来自加速计的测量进行二重积分。加速计可以附接到壳体，壳体继而附接到要被置于病人上的一对除颤器电极。
[0021]在另一种实现方式中，体外除颤器包括:一个或多个传感器，它们被布置为与病人接触，并且获得关于对病人执行的胸部按压的测量;视频显示屏幕，用于向救援者显示关于病人和除颤器的状态的图形表示；以及，处理器，其连接到存储器，存储器存储计算机指令，计算机指令用于确定对病人执行并且由传感器感测的胸部按压的深度和速率的值，并且使得视频显示屏幕显示所确定的深度和速率的值的指示。
[0022]实施例可以包括下面的一个或多个。
[0023]用于确定深度和速率的值的指令可以包括用于确定对于深度而言在距离方面和对于速率而言在每分钟的按压方面的数值的指令，并且其中，显示所确定的深度和速率的值的指示包括显示与所确定的值对应的数。可以进一步提供指令，以使得视频显示屏幕显示与所确定的值的指示相邻的图标，所述图标指示是否正在正确地执行胸部按压。所述图标的颜色基于是否正在正确地或错误地执行胸部按压而改变。
[0024]可以进一步提供指令，以使得响应于接收到关于病人的心脏活动的信息，在视频显示屏幕上与所确定的深度和速率的值一起显示病人的心电图。显示心电图可以包括:横向穿过显示器移动心电图轨迹。可以进一步提供指令，以使得在视频显示屏幕上显示未滤波的心电图，并且随后在感测到对病人的胸部按压已经开始时显示滤波的心电图。可以进一步提供指令，以在所述心电图的轨迹上暂时显示未滤波的部分，该未滤波的部分示出了在另一个未滤波的部分和滤波的部分之间的按压伪迹。可以进一步提供指令，以与心电图协同地显示来自病人的第二数据。可以进一步提供指令，以响应于感测到对病人的胸部按压已经开始，改变第二数据的来源。改变第二数据的来源可以包括从SP02改变为C02 ο改变第二数据的来源可以包括从病人化学测量改变为胸部按压测量。
[0025]可以以柱状图的形式来显示胸部按压测量。柱状图中的柱的长度可以表示按压深度，并且柱状图中的柱的间隔表示按压速率。可以进一步提供指令，以显示用于标准深度和速率的指示符。获得关于对病人执行的胸部按压的数据可以包括:从定位为与病人的胸骨协同移动的加速计获得测量。确定深度的值可以包括:对于来自加速计的测量进行二重积分。
[0026]所述一个或多个传感器可以包括附接到壳体的加速计，壳体继而附接到要被置于病人上的一对除颤器电极。
[0027]在一种实现方式中，体外除颤器包括:一个或多个传感器，它们被布置为与病人接触，并且获得关于对病人执行的胸部按压的测量;视频显示屏幕，用于向救援者显示关于病人和除颤器的状态的图形表示；以及，设备，用于确定胸部按压的深度和速率的值，并且用于使得视频显示屏幕响应于从一个或多个传感器接收到指示胸部按压的深度和速率的数据而显示所确定的深度和速率的值的指示。
[0028]根据本发明的一个方面提供了一种体外除颤器系统，包括:显示器;一个或多个传感器，用于获得关于对病人执行的胸部按压的数据；以及控制器，配置为基于来自所述一个或多个传感器的数据显示胸部按压的深度和/或速率的数值。
[0029]根据本发明的另一个方面提供了一种体外除颤器系统，包括:显示器;用于获得在一时间间隔上病人的C02数据的一个或多个传感器；用于获得在所述时间间隔上关于病人的心脏活动的信息的一个或多个传感器；以及控制器。该控制器配置为:从获得的C02数据确定在所述时间间隔上的C02波形;从获得的关于病人的心脏活动的信息确定滤波的心电图轨迹；以及显示C02波形和滤波的心电图轨迹。
[0030]根据说明书和附图并且根据权利要求，其他的特征和优点将变得清楚。
【附图说明】
[0031 ]图1A是室性心动过速(VT)节律的幅度对比时间图。
[0032]图1B是心室颤动(VF)节律的幅度对比时间图。
[0033]图2是包括自动电子除颤器(AED)和多导联心电图(ECG)设备的一种实现方式的图。
[0034]图2A是图2的AED的图。
[0035]图3A和3B是ECG分析和充电周期的示例。
[0036]图4A是示出在与CPR间隔相关联的胸部按压期间采取的对除颤设备充电的行为的流程图。
[0037]图4B是示出所采取的使用基于被观察到的可电击节律的可能性选择的不同电流电平来对除颤设备充电的行为的流程图。
[0038]图4C是示出所采取的使用基于被观察到的可电击节律的可能性选择的不同电流电平来对除颤设备自适应充电的行为的流程图。
[0039]图4D是示出所采取的将除颤设备自适应地充电到基于ECG分析选择的电平的行为的流程图。
[0040]图5A是ECG信号的图。
[0041 ]图5B是示出与ECG信号的强互相关的CPR加速信号的图。
[0042]图6A是ECG信号的图。
[0043]图6B是示出与ECG信号的低互相关的CPR加速信号的图。
[0044]图7是具有显示器的除颤设备的图。
[0045]图8A是示出基于CPR胸部按压的检测采取的修改在除颤设备的显示器上呈现的信息的行为的流程图。
[0046]图8B-8E是示出在除颤器显示器上呈现的示例性信息的截屏。
[0047]图9A是示出采取的在除颤器设备的显示器上提供CPR质量的指示的行为的流程图。
[0048]图9B和9C是示出在除颤器显示器上呈现的示例性信息的截屏。
[0049]图1OA是示出采取的提供释放指示符的行为的流程图。
[0050]图1OB和1C是示出在除颤器显示器上呈现的示例性信息的截屏。
[0051]图11是示出在除颤器显示器上呈现的示例性信息的截屏。
【具体实施方式】
[0052]本说明书讨论用于以受控的方式来提供除颤能量的系统和技术。通常，需要例如通过将电容器充电而建立这样的能量，并且该能量建立可能需要相当长的时间。利用在此所述的技术，系统可以预先分析病人的需要以传递除颤脉冲(例如，在救援者在执行胸部按压的同时)，并且可以在需要电击的时间之前充分地将电容器或其他适当的能量传递机构充电，使得可以一旦需要就能够传递电击。
[0053]现在参见图2，示出了 AED 10，其可以用于在适当的时间提供除颤电击。在示出示例实现方式的该图中，救援者使用AED 10在心脏复苏期间自动地监控患者。AED 10使用测量的ECG信号来监控患者的心脏，并且在使用胸部按压技术来复苏患者的同时对在AED内的除颤设备充电。在一些示例中，对除颤设备充电的方式(例如，充电率、所存储的电荷的总量)可以基于测量的ECG信号。有益的是，在CPR胸部按压期间对除颤设备充电减少了患者未接收到胸部按压的时间量，因为如果存在可电击节律，则救援者一完成胸部按压，设备就装备好并且准备传递电击。
[0054]AED 10包括扬声器16、显示屏18、模数转换器20、处理器22和除颤器脉冲发生器24。模数转换器20连接到一组ECG导联，该组ECG导联继而附接到患者。ECG导联向处理器22传送信号以监控患者的心脏的电节律。转换器20从ECG导联向处理器22发送信号。在使用胸部按压技术来复苏患者的同时，处理器22使用ECG信号来关于危险节律监控患者的心脏。
[0055]如果AED10检测到危险的心脏节律，则AED 10产生警告信号。该警告信号能够被救援者注意到。当救援者向AED 10发出指令除颤电击的命令时，AED 10可以向患者产生除颤电击。除颤电击意图是矫正患者的心脏的危险节律。
[0056]AED 10还包括充电模块19，该充电模块19被配置为在胸部按压期间对AED充电。模块19可以基于所监控的ECG信号来自适应地对AED充电。在一些示例中，只有通过监控的ECG信号的分析确定有可能存在可电击节律时，才对除颤器预先充电。在一些另外的示例中，基于监控的ECG信号来确定和设置对于设备的充电电平。在一些另外的示例中，充电方法(例如，充电率)基于所监控的ECG信号而变化以节省电力。例如，如果时间允许，则可以比通常更慢地对电容器充电，以便节省电力，但是仍然保证就在患者需要除颤器时电容器达到其完全充电。
[0057]AED 10使用节律咨询方法，该方法用于:a)将ECG信号的频域特征量化;b)区分正常和异常ECG节律，诸如VF;c)检测异常ECG节律的发作;并且d)进行关于心脏的生理状态的确定。该频域测量可以在ECG信号中存在或不存在胸部按压伪迹的情况下是可靠的。AED 10在识别心脏的当前生理状态后可以为救援者做出关于适当的治疗行为的决定，以使用扬声器16和显示屏18向救援者作出并且传达该行为。
[0058]AED 10可以包含用于执行另外的治疗行为的功能，该另外的治疗行为诸如是胸部按压、通气或静脉内递送含代谢和基本营养素的溶液。基于节律咨询方法的分析结果，AED10可以自动地向病人传递适当的疗法。
[0059]也可以以“咨询”模式来配置AED10，其中，在AED 10已经作出最佳疗法的确定后AED 10将提示护理者，并且在向病人传递疗法前需要以按钮按下或语音检测确认的形式由护理者/设备操作员进行确认。
[0060]AED 10分析ECG信号以预测除颤成功以及确定是否适合于除颤或传递诸如胸部按压的替代疗法、诸如肾上腺素的药物、诸如葡萄糖的基本营养素或诸如起搏的电疗法。
[0061]在一些示例中，一个或多个治疗传递设备30自动地向病人传递适当的疗法。治疗传递设备30可以是例如便携胸部按压设备、药物注入设备、呼吸机和/或包括诸如除颤、胸部按压、通气和药物注入的多个疗法的设备。治疗传递设备30与除颤器AED 10物理地分离，并且可以通过通信链路32来完成治疗传递设备30的控制。通信链路32可以采用电缆的形式，但是优选地，链路32是经由无线协议。
[0062]在其他示例中，可以通过在AED10外部的设备34或处理元件来完成整体复苏事件的控制和协调以及各种疗法的传递。例如，设备34可以下载和处理来自AED 10的ECG数据、分析ECG信号、基于该分析来执行如上文和下文讨论的那些的相关确定，并且控制包括AED10的其他治疗设备30。在其他示例中，AED 10可以执行ECG的所有处理，包括分析ECG信号，并且可以仅向控制设备34发送适当疗法的最后确定，因此，控制设备34对于其他链接的设备30执行控制行为。
[0063]可以将胸部按压伪迹与ECG信号分量分离，使得AED 10能够处理ECG信号，而不在胸部按压期间暂停处理。例如在题为“ECG Rhythm Advisory Method(ECG节律咨询方法)”的美国专利中描述了用于分析ECG信号以确定是否存在可电击节律的示例性方法，该专利的内容通过引用而被整体包含在此。
[0064]已经认识到，在CPR期间的良好的胸部按压对于挽救更多的心脏骤停患者是必要的。由美国心脏协会在其指南中推荐的按压速率是每分钟大于100次按压。许多研究已经报告，诸如对于ECG分析和除颤器的充电通常进行的胸部按压的中断可能显著地降低自主循环的恢复率和24小时存活率。因为对于使用1000-2000伏特的电压的高压除颤电击的传递的安全问题，救援者被教导在启动除颤电击前停止胸部按压并且将他们的手从患者的胸部拿开。作为允许在除颤器设备中的能量传递设备(例如，电容器)中更早充电的机制，通过在胸部按压期间分析ECG信号，可以减小在提供胸部按压中的间隙，并且可以增强病人护理。
[0065]图3A示出其中在CPR间隔已经结束后除颤器设备的充电开始的ECG分析和充电周期的一个示例。如该图中所示，在一些AED设备的操作中，指示救援者执行两分钟CRP间隔300的胸部按压，其后，指示救援者暂停他的或她的CPR执行304。此时，救援者从患者拿开他的或她的手，执行ECG分析，并且对除颤器设备充电(间隔302)。这样，经过了其间救援者不向患者传递胸部按压的时间段(时间段302)。在传递电击307前的这个经过的时间段可以是例如大约10秒，在该大约10秒中，一部分被用来执行ECG分析，并且一部分被用来对除颤设备充电。虽然存在在CPR胸部按压期间不停止处理的情况下处理ECG信号的方法，但是在胸部按压的停止和对于传递电击可用的充足充电之间仍然可能经过了一个时间段。
[0066]图3B示出了其中在CPR间隔已经结束前除颤器设备的充电开始的ECG分析和充电周期的一个示例。CPR间隔可以基于胸部按压的实施的时间长度(例如，如图3B中所示)、胸部按压的总数、基于按压的深度或速率的有效胸部按压的总数、有效胸部按压的总的时间长度，或者可以基于诸如ECG分析的一个或多个观察到的因素而可变。另外可以通过软件或固件来更新CPR间隔，以处理不同的CPR协议，使得根据协议来对设备充电并且传递除颤疗法。如该图中所示，在此所述的操作方法中，在救援者提供CRP胸部按压的同时对除颤设备充电。与关于图3A所述的方法类似，指示救援者执行胸部按压两分钟的CPR间隔308。在该两分钟CPR间隔期间，执行ECG分析，并且对除颤器设备充电(间隔310)。在CPR间隔完成后，指示救援者暂停CPR 312，并且可以几乎立即向患者传递电击314，因为除颤器设备已经有时间充电。因为除颤器设备在救援者停止胸部按压前被完全充电，所以可以大大减小其间救援者不向患者传递胸部按压的时间段，并且可以在完成胸部按压后立即或几乎立即传递电击。例如，在CPR间隔的结束和电击的传递(如果存在可电击节律)之间经过的时间可以小于大约5秒(例如，小于大约5秒、小于大约3秒、小于大约2秒、小于大约I秒、小于大约I / 2秒)。在一些实施例中，在救援者停止胸部按压和电击的传递之间的时间长度可以仅基于救援者花费来定位和按下AED设备上的按钮的时间量，按下该按钮使得AED设备向患者传递电击。
[0067]在另外一些实施例中，AED设备可以利用在救援者停止胸部按压后的简短时间段(例如，在救援者定位和按下按钮的同时)来重新确认向患者传递电击的合理性。例如，可以指示救援者视觉上查看和确认可电击节律存在并且/或者AED设备可以继续收集和分析ECG信号(在没有胸部按压的情况下，导致在ECG信号中的较少的伪迹)以重新确认传递电击的合理性。通常，在没有胸部按压伪迹的情况下用于基于ECG信号的分析的重新确认的时间段可以是简短的(例如，小于大约5秒、小于大约3秒、小于大约2秒)。用于重新确认的时间段可以基于生理特征(例如，快或慢的心率)和/或用于ECG分析的期望的置信度。
[0068]因为对于在救援者与患者接触的同时将除颤设备充电到1000-2000伏特的电压的安全问题，可以在除颤器设备中包括安全互锁，以保证在救援者从患者拿开他的或她的手之前不放电电压。除颤器安全互锁可以包括防止除颤器意外地向单元外部放电的一个或多个软件控制的硬件和/或软件机制。为了除颤器传递电击，AED设备确认在充电处理期间满足各种软件和硬件状态。一旦除颤器达到完全充电的电平，则使能(enable)治疗按钮。使能治疗按钮去除了最后的硬件安全互锁，并且选择到病人连接器的用于治疗电荷的输出，而不是当不传递电击时用于耗散电荷的内部电阻器网络。一旦使能，则救援者按下治疗按钮，并且AED登记这次关闭了疗法传递继电器的按下，并且传递除颤脉冲。安全互锁控制疗法按钮的使能，并且不允许救援者向患者传递电击，直到去能(disable)安全互锁的其他行为出现。
[0069]在另外一些方法中，电绝缘保护层在病人的表面上延伸，使得手动按压可以在除颤设备的充电和除颤电击的传递期间安全地和不减弱地持续。例如在美国专利6，360，125中描述了示例性电绝缘保护层，该美国专利通过引用被整体包含在此。
[0070]在一些实施例中，不预设用于实施胸部按压的时间段，而是该时间段可以基于观察到的ECG信号可变。ECG分析可以在正在实施CPR胸部按压的同时开始。当AED设备基于ECG信号确定可电击节律存在或确定适当的疗法将是传递除颤电击时，AED设备可以开始充电。CPR胸部按压在该设备充电的同时继续。AED设备可以选用地基于用于充电除颤器设备的时间长度来向救援者指示他/她应当继续实施胸部按压的时间量。一旦设备被完全充电，则可以指示救援者暂停胸部按压，并且可以几乎立即向患者传递电击。
[0071]图4A是示出在与CPR间隔相关联的胸部按压期间采用的对除颤设备充电的行为的流程图。如上所述，在胸部按压期间除了分析ECG信号之外进一步对除颤设备充电可以提供下述优点:减少救援者不向患者实施胸部按压的时间量。通常，对于胸部按压的实施设置间隔(例如，设置的时间长度)。在这个间隔期间，该系统分析ECG信号，并且对除颤设备充电。使能安全互锁，其防止在CPR胸部按压间隔期间在除颤设备中的电荷的意外耗散。在CRP间隔的结束时，基于ECG信号分析来做出是否电击患者的决定，并且所存储的电荷或者被施加到患者或内部耗散。
[0072]在此的示例处理在框402开始，其中，AED分析ECG信号以确定是否在患者中存在可电击节律。在正在向患者实施胸部按压的同时测量ECG信号。这样，AED从ECG信号分量分离胸部按压伪迹，以处理ECG信号，而不在CPR胸部按压期间暂停处理(例如，如在美国专利7，565,194中所述)。
[0073]在框404，AED确定当前时间是否接近CPR间隔的结尾(例如，在CPR间隔的结尾的大约10-30秒内)。不例性CRP间隔可以在2分钟和5分钟之间(例如，2分钟、3分钟、4分钟和5分钟)。如果在用于执行胸部按压的确定的窗口内的当前时间不接近CPR间隔的结尾，则AED设备继续分析ECG信号(框402)。如果当前时间接近CPR间隔的结尾，则在框406，AED使能安全互锁(虽然可以甚至在这个时间之前使能互锁)。
[0074]随着胸部按压继续，在使能安全互锁的情况下在框408中AED开始充电除颤设备。充电除颤设备所需的时间量可以基于用于充电设备的电流和所期望的充电总量而变化。这样，系统在CPR间隔的尾部之前开始充电除颤设备，使得除颤设备在CPR间隔的结尾将被完全充电。例如，当CRP周期开始时可以确定用于执行CPR的窗口，可以查找或确定用于充电除颤设备的时间，并且可以将系统编程为在基本上对应于充电时间的窗口的结尾之前的时间查看是否存在可电击节律。
[0075]在框410，AED执行ECG信号的最后分析以确定在患者中是否存在可电击节律。例如在题为“ECG Rhythm Advisory Method(ECG节律咨询方法)”的美国专利7，565，194中描述了用于分析ECG信号以确定是否存在可电击节律的示例性方法，该专利的内容通过引用被整体包含在此。如果未观察到可电击节律，则在框422，AED指示救援者继续胸部按压。因此，如果不存在可电击节律，则患者接收不中断的胸部按压。这样的胸部按压可能不将心脏返回到正常运转，但是它们仍然可以最大化血液通过心脏的灌注，直到经更好训练的救援者可以到达和接管。
[0076]在框424，AED从除颤设备耗散电荷，而不向患者传递电击。例如，AED可以使用在AED设备中的电阻器网络来耗散所存储的电荷，使得可以耗散电荷，而不要求救援者中断胸部按压。例如，该耗散可以通过释放电荷而发生。电荷也可以被“再循环”回到设备上的电池内以便延长电池寿命。
[0077]如果观察到可电击节律，则在框414，AED设备指示救援者中断胸部按压。例如，AED设备可以经由扬声器向救援者提供可听的指令，并且/或者，可以经由显示器设备向救援者提供可视指令。在框416，AED去能安全互锁，因此使得能够通过附接到患者的电极来传递电击。
[0078]在框418，AED设备向患者传递除颤电击。这样的传递可以响应于救援者按下在AED上的按钮以提供传递电击的命令而发生。也可以例如在AED以声音发出离开患者的命令后自动地传递电击。在停止胸部按压后没有显著的延迟地传递电击，因为在正在实施胸部按压的同时已经预先充电了设备。
[0079]在框420，AED设备指示用户恢复胸部按压。这启动了另一个CPR周期，其间将执行类似的ECG分析。因此可以重复刚才所述的处理，直到电击成功地将患者的心脏大体返回到正常运转模式中，或者直到另外的护理者到达以尝试不同的复苏手段。
[0080]在一些实施例中，在救援者停止胸部按压后，执行向患者传递除颤电击的合理性的重新确认。因为当救援者未在传递胸部按压时执行该重新确认，所以由AED设备在该重新确认期间分析的ECG信号预期噪声小，并且具有较小的伪迹，因为来自胸部按压的伪迹不再存在。这样，ECG分析可以具有更高的置信度。通常，如上所述，在没有胸部按压伪迹的情况下用于基于ECG信号的分析的重新确认的时间段可以是简短的(例如，小于大约5秒、小于大约3秒、小于大约2秒)。
[0081]在一些实施例中，AED设备可以基于与先前的ECG分析相关联的一个或多个因素，诸如确定度值，来确定是否执行重新确认分析。例如，如果先前的ECG分析导致向患者传递除颤电击是适当的疗法的高确定度(例如，向灌注节律的转化的高确定度)，则AED可以在救援者停止胸部按压后几乎立即传递电击(例如，没有重新确认时间段)。另一方面，如果先前的ECG分析关于向患者传递除颤电击是适当的疗法具有低确定度，则AED可以在进行是否传递除颤电击的最后确定之前执行重新确认分析。作为补充或替代，是否执行重新确认分析的确定可以基于与ECG信号分析正确的置信水平相关联的置信度。例如，如果信号噪声极多并且具有大量的伪迹存在，则分析的置信度可能较低，使得期望在没有胸部按压的情况下重新确认该分析。
[0082]图4B是示出所采取的使用基于被观察到的可电击节律的可能性选择的不同电流电平来对除颤设备充电的行为的流程图。可以通过电池或具有有限寿命的其他电源来对便携AED设备供电。为了节省电力以用于AED设备的未来使用或用于向单个患者实施多次电击，可以使用各种充电算法。在一些示例中，AED设备进行在患者中是否存在可电击节律的确定，并且只有存在可电击节律才对除颤器设备充电。这样的充电算法节省了电力，因为如果未观察到可电击节律，则AED设备不充电除颤器，并且然后释放或耗散电荷。
[0083]该示例处理在框425开始，其中，AED在正在向患者实施胸部按压的同时分析ECG信号以确定是否有可能在CPR间隔的尾部在患者中存在可电击节律(例如，如在美国专利7，565，194中所述)。在框426，AED确定是否有可能在CPR间隔的尾部在患者中存在可电击的节律。尽管CPR间隔继续而与分析的结果无关，但是该确定用于决定是否开始对除颤器设备充电。可以通过确定充电除颤器设备需要多长时间来设置进行这样的确定的时间。当系统可获得不同的可能充电速率，并且可以对于ECG分析设置最大时间充电时，可以确定充电速率，并且因此实际充电可以在CPR的结尾前的某个时间开始，其基本上是在所计算的充电速率下充电所需的时间量。
[0084]用于确定是否将除颤器预先充电的阈值可以与用于确定是否要向患者实施电击的阈值不同。例如，因为该确定用于决定是否将AED设备预先充电，所以可以使用较低的阈值，使得如果可以实施电击则将在CPR间隔的结尾充分地对设备充电。例如，可以使用精度测量来设置阈值。例如，导致高精度值(例如，大于大约90%的置信度)的观察信号可以用作设置用于确定是否向患者实施除颤电击的阈值，而可以使用更低的置信度(例如，50%或更大的置信度)来设置用于确定是否开始充电除颤设备的阈值。例如，与在预测成功转化中的特定精度水平相关联的AMSA数可以用于设置用于决定是否对除颤器预先充电、充电除颤器的速率以及是否实施除颤电击的阈值。可以基于救援者或医疗顾问的请求来定制该AMSA数。例如，与在预测成功转化中的90 %或更大(例如，90%或95% )的精度水平相关联的AMSA数可以用于设置用于实施除颤电击的阈值，并且与在预测成功转化中的70%或更大(例如，70%、80%、90%)的精度水平相关联的AMSA数可以用于设置用于决定是否对除颤器预先充电的阈值。在其他示例中，与在预测成功转化中的70 %或更大(例如，70%、80%、90% )的精度水平相关联的AMSA数可以与充电除颤器中的最快可能速率相关联。AMSA数越低，则充电速率被设置为越低的值(例如，当观察到与50 %的精度水平相关联的AMSA数时半速充电)。在一些实施例中，可以使用转化成功的其他预测器(例如，SCE)。
[0085]如果在CPR间隔的结尾不可能在患者中存在可电击节律，则AED继续接收和分析ECG信号。在框428，接近CPR周期的结尾，AED设备执行ECG信号的最后分析以确定是否存在可电击节律。这个是否存在可电击节律的第二次确定充当仍然不存在可电击节律的确认，使得救援者在病人的状况已经以使得电击有益的方式改变的情况下不放弃向患者提供电击。
[0086]相反，如果系统确定可电击节律有可能存在，则在框427，AED对除颤设备预充电。当救援者在实施CPR胸部按压时进行这个充电。在框428，接近CPR周期的结尾，AED设备执行ECG信号的最后分析。
[0087]在框429，AED设备确定是否存在可电击节律。是否存在可电击节律的第二次确定充当可电击节律仍然存在的确认，使得当病人的状况已经以使得电击实质上无用的方式改变时不引导救援者给予病人电击。不同的阈值可以用于确定是否向患者实施电击，而不是用于确定是否对除颤器预充电。
[0088]如果在这个后者的时间并且在这个后者的标准(虽然该标准也可能对于决定是否预充电和决定是否去除安全互锁相同，并且允许实际上传递电击)下可电击节律不存在，则在框434AED指示救援者继续胸部按压，使得患者接收不中断的胸部按压。在框435，如果对设备预充电(例如，在框427)，则AED从除颤设备耗散电荷(例如，使用在此所述的方法的一个或多个)，而不向患者传递电击。
[0089]如果观察到可电击节律，则在框430，AED设备确定是否预充电了除颤器(例如，在框427)，并且如果除颤器未被预先预充电则对除颤器充电(或完成任何尚未完成的充电)。在框431，AED设备指示救援者中断胸部按压(例如，使用在此所述的方法的一个或多个)。在框432，AED设备传递电击，并且在框432，AED设备指示用户恢复胸部按压。这启动了另一个CPR周期，其间将执行类似的ECG分析。
[0090]图4C是示出所采取的使用基于被观察到的可电击节律的可能性选择的不同电流电平来对除颤设备自适应地充电的行为的流程图。用于在AED中节省电力的一种示例性方式是在较长的时间段上(例如，在至少30秒的时间段上)以较低的电流来对AED设备充电，导致与使用较高的电流和较短的时间段(例如，在至多1秒的时间段上)来对AED设备充电到相同的总充电相比在电池电力上的较少的消耗。通过将较低的充电电流除以较高的充电电流而计算的百分比可以大于大约50% (例如，大于大约50%、大于大约60%、大于大约75%)并小于大约90% (例如，小于大约90%、小于大约80% )。
[0091]以较低的电流在较长的时间段上充电AED设备可以在CPR间隔期间进行，因为通常的CPR间隔在2-5分钟之间。以较低电流充电设备(该电流被选择来允许在可能需要电击前在可用的充电间隔期间完全或基本上完全充电)和/或只在有可能向患者实施电击时才对设备充电两者都可以有助于延长AED设备的电池寿命。从电池汲取较少的总电流可以提供另外的益处，诸如使得能够使用较小的电池(并且由此使能较小和较轻的AED)并且/或者使得能够使用诸如太阳能的替代电力设备和/或人力发电。
[0092]在一个实施例中，可以使用“曲柄(crank)”发电机。因为使用在此所述的系统和方法可用于对除颤器电容器充电的时间可以被提高到多达3-10分钟，所以在假定3分钟的充电持续时间和75%的高压回扫电路效率的情况下，200焦耳的电容器仅需要至多大约1.5瓦特的电源。由于在大约2瓦特的最大电压下的通常的薄膜电容器的泄漏，所以将需要2.5-3瓦特的发电机。这样的电源可以是市售的外部手动曲柄电源(具有曲柄发电机的SuperBattery(超级电池)，Teledex, Inc.,N.J.)或者在除颤器中的内置曲柄发电机，该内置曲柄发电机具有足以在所分配的时间中对除颤器电容器充电的功率。作为发电机的一部分，优选地包括另外的能量存储元件，例如，在如上所述的SuperBattery (超级电池)中包含的电池或所谓的“超电容器”诸如由Maxwell Technologies(San Diego)制造的，例如，350法拉的零件型号BCAP0350E270T11。超电容器用于当救援者已经停止向发电机提供机械能量时保持诸如信号放大器和数字处理电路的低压电路的电力。用于发电机的机械能量可以替代地被包含在位于病人的胸骨上的结构中，在心肺复苏期间将按压该胸骨。当前，在市场上存在下述设备(CPR-STATPADZ，ZOLL Medical,Chelmsford,MA),该设备在救援者在CPR期间在按压病人的胸骨的同时，通过经由位于救援者手下的低矮外形壳体内的加速计传感器测量按压深度来测量救援者执行胸部按压的性能。该壳体可以另外被构造为在胸骨按压期间灵活地变形，因此引起例如在美国专利5，818，132中描述的线性移动电力发电机的发电机的致动器的移动。按照美国心脏协会建议，通常的病人要求大约100镑的力来将胸骨压到2英寸的所需深度。因此，通过允许0.5-1英寸的壳体的变形将救援者的按压深度提高到2.5-3英寸，以实现2英寸的相同胸骨深度，但是将提供必需的2.5-3瓦特的必要功率，这里假定发电机的效率是40%。或者，壳体可以是安装弹簧的两段壳体，在壳体内包含加速计和发电机，发电机致动器的上部固定到壳体的上部，发电机和致动器的下部固定到下壳体，并且当上和下壳体之间的间隔改变时产生电力。
[0093]在另一个实施例中，AED的盖可以表面具有太阳能电池，因此提供大约100平方英寸的可用表面积。标准的市售非晶硅电池单元当前提供每平方英寸大约45毫瓦。可以通过使用更昂贵的晶体电池单元以及替代构造来将该功率加倍。因此，太阳能电池能够提供4-10瓦特的功率，这对于在此所述的系统和方法足够了。关于人人力发电机手段，除了除颤器电容器之外，将进一步包括电能存储元件，诸如超电容器，用于例如在设备使用期间来自救援者的阴影经过太阳能电池之前的情况下对模拟和数字低压电子设备供电。因此，即使对于已经故障的电池或其性能已经变差到它们不能对除颤器供电的点的电池，现在也能够具有在现有技术中当前不可获得的、用于在急救中使用的备份电源。在该优选实施例中，将采用将故障的电池与电子设备断开的自动防故障开关、继电器或晶体管，使得在运行期间电池不从发电机或太阳能电池分流电力。
[0094]因为可以在显著增加的时间段上充电除颤器电容器，所以峰值充电电流被显著地减小了 10或更大的因子。这允许使用显著较小的电池来对除颤器供电。通常，电池可以包括一个或多个原电池和/或一个或多个二次(例如，可充电)电池。可以用于对于除颤器供电的显著较小的电池的示例包括具有例如小于大约1 W (例如，小于大约1W、小于大约7 W、小于大约5W、小于大约4W、小于大约3W)的较低功率输出的任何电池(或多个电池的组合)。在一些示例中，功率输出可以大于大约2.5W并且小于1W(例如，在大约2.5W和大约1W之间，在大约2.5W和大约7W之间，在大约2.5W和大约5W之间，在大约2.5W和大约4W之间，在大约2.5S和大约3W之间)。在一个特定示例中，当前的ZOLL AEDPIus需要10个锂CR123商用电池来以较大的大小、重量和成本耗费对除颤器供电。关于在此所述的系统和方法，这可以被减小为I个或至多2个CR123电池。另外，现在能够使用更小的碱性电池，诸如标准的市售“C"大小碱性电池。
[0095]在框436，在实施胸部按压的同时，AED分析ECG信号(例如，在美国专利7，565，194中所述)，并且在框437，AED确定在CPR间隔的结尾处是否有可能在患者中存在可电击的节律。虽然CPR间隔将继续而与分析的结果无关，但使用该确定来决定是否开始充电除颤器设备。
[0096]如果在CPR间隔的结尾处不可能在患者中存在可电击的节律，则AED继续接收和分析ECG信号。在框439，在CPR周期的结尾附近，AED执行ECG信号的最后分析，以确定是否存在可电击节律。该分析也可以继续直到存在可电击节律。
[0097]相反，如果系统确定有可能存在可电击节律(或初始或在进一步监控和分析后)，则在框438，AED设备开始以低充电电流来预充电除颤设备。在其他示例中，充电电流可以基于在CPR间隔中剩余的时间长度。例如，可以选择充电电流使得在CPR间隔的结尾处完全充电设备。这可以导致充电在延长的时间段上(例如，在大于大约30秒的时间段上、在大于大约45秒的时间段上、在大于大约I分钟的时间段上)以低的速率来进行。例如，如果初始确定可电击节律，则充电速率可以较低，而如果没有初始可电击节律但是设备后来在胸部按压周期中感测到可电击节律，则充电速率可以较快。在救援者在实施CPR胸部按压的同时进行这个充电(虽然，一些可能出现在CPR胸部按压的提供结束后，但是不足以对CPR的定时产生实质的影响)。
[0098]在框439，接近CPR周期的结尾，AED设备执行ECG信号的最后分析，并且在框440，AED设备确定是否存在可电击节律。如果不存在可电击节律，则在框450，AED指示救援者继续胸部按压，使得患者接收到不中断的胸部按压。在框452，如果设备被预充电(例如，在框438)，则AED从除颤设备耗散电荷(例如，使用在此所述的方法的一个或多个)，而不向患者传递电击。
[0099]如果观察到可电击节律，则在框441，AED设备确定除颤器是否已经达到完全的充电电平，并且以高电流对除颤器充电到完全充电电平(如果需要)。例如，在预充电可以在延长的时间段上以低电流进行的同时，如果设备未被及时完全充电则用于达到完全充电的充电(或如果未被预充电则充电)可以以高电流并且在实际上那么短的时间段期间进行。
[0100]在框444，AED设备指示救援者中断胸部按压(例如，使用在此所述的方法的一个或多个)。在框446，AED设备传递电击，并且在框448，AED设备指示用户恢复胸部按压。这启动另一个CPR周期，其间将执行类似的ECG分析。
[0101]图4D是示出所采取的将除颤设备自适应地充电到基于ECG分析选择的电平(例如，期望的总的电压或电荷)的行为的流程图。例如，可以基于诸如ECG信号的振幅、频率和/或AMSA值的与ECG分析相关的因素来自适应地确定对于除颤设备的充电的电平(和向患者传递的电荷的总量)。例如，如果患者正在经历具有高振幅ECG信号的VF，则在电击中仅可以使用低的能量水平。相反，在仅通过低能量电击不太可能出现向灌注节律的转化的情况下，诸如在ECG信号呈现低振幅的情况下，则可以将除颤设备充电为较高的能量水平。
[0102]在一些实现方式中，振幅幅度频谱区域(AMSA)值可以用于确定如何对除颤设备充电和何时实施除颤电击。例如，认为高AMSA值与向灌注节律的转化的高可能性相关。可以监控AMSA值，并且可以基于门限AMSA值和/或在AMSA值中观察到的趋势来修改电击的电平和/或实施胸部按压的时间长度。例如，可以在通过AED设备中提供的系统观察到在AMSA值中的改变(例如，减小)时实施电击。AMSA值也可以用于确定对除颤器充电的速率。例如，与在预测成功转化中的70 %或更大(例如，70 %、80%、90% )的精度水平相关联的AMSA数可以与在改变除颤器中的最快可能速率相关联。AMSA数是越低的值，则充电速率被设置为越低的值(例如，当观察到与50%的精度水平相关联的AMSA数时半速充电)。
[0103]在图4D中，在块462，在正在实施胸部按压的同时，AED设备分析ECG信号，并且在框464，AED设备确定是否有可能在CPR间隔的结尾在患者中存在可电击节律。如果在CPR间隔的结尾在患者中不可能存在可电击节律，则在框468，AED指示救援者将胸部按压继续另一个CPR间隔，并且继续接收和分析ECG信号。如果系统确定有可能存在可电击节律，则在框466，AED设备基于ECG信号的分析来确定充电的电平。例如，充电的电平或充电的速率可以基于ECG信号的振幅、ECG信号的频率和/或ECG信号的AMSA值。充电的电平可以从低充电向高充电改变。通常，如果使用AMSA值，则充电的电平与AMSA值成比例，使得如果AMSAS值越高，则将设备充电到更高电平。在框470，AED将除颤设备充电到确定的充电电平。充电的速度可以也从慢充电速率向快充电速率改变:例如，如果使用AMSA值，则充电速率可以与AMSA值成比例，使得如果AMSA值越高，则对设备充电越快。
[0104]在框472，在接近CPR间隔的结尾处，AED设备执行最后的分析，并且确定(框494)是否存在可电击节律。如果不存在可电击节律，则在框482，AED指示救援者继续胸部按压，使得患者接收到不中断的胸部按压。在框483，AED从除颤设备耗散电荷(例如，使用在此所述的方法的一个或多个)，而不向患者传递电击。
[0105]如果观察到可电击节律，则在框476，AED指示救援者中断胸部按压(例如，使用在此所述的方法的一个或多个)。在框478，AED设备传递电击，并且在框480，AED设备指示用户恢复胸部按压。
[0106]除了ECG数据之外的其他数据可以被包括为确定是否存在可电击节律的一部分，并且可以被包含到分析算法内，例如，脉搏血氧饱和度测定法、二氧化碳浓度测量、呼吸、阻抗心动描记术和血压测量。数据的至少一些可以保留在时域中，而不对其执行傅立叶或其他变换方法。脉搏血氧饱和度测定法、阻抗心动描记术和血压测量可以用于增大ECG，以确定是否存在脉搏。二氧化碳浓度测量可以用于确定心肺复苏的整体有效性。另外的测量还可以包括根据在下文中教导的技术在胸部按压期间的胸部按压的速度或加速度的测量:美国专利7，220，335，“Method and Apparatus for Enhancement of Chest Compress1nsDuring Chest Compress1ns!；用于在胸部按压期间增强胸部按压的方法和装置)”，其内容通过引用被整体包含在此；以及，题为“ECG rhythm advisory method(ECG节律咨询方法)”的美国专利申请11/430，579，其内容通过引用被整体包含在此。
[0107]在一些实施例中，可以计算在ECG信号(具有CPR伪迹)和CPR信号(以按压加速度、速度或位移的形式)之间的互相关。基于在ECG信号和CPR信号之间的互相关的强度，系统可以选择适当的分析方法来从ECG信号去除伪迹，并且确定是否在ECG信号中存在可电击节律。例如，在ECG信号和CPR信号之间的高互相关值指示伪迹的大多数来自胸部按压，并且因此，对于具有CRP伪迹的ECG设计的分析方法可以比其他分析方法更可靠。或者，低互相关值通常指示在记录的ECG信号中存在强的非CPR相关的伪迹。
[0108]图5A和5B图示观察到的ECG信号的示例(图5A)，该观察到的ECG信号的示例示出了与CPR加速信号的强互相关(图5A)，这指示ECG信号没有非CPR噪声。可以基于在CRP信号和ECG信号的形状上的相似性来观察强互相关。可以在ECG信号的分析期间自动地计算该互相关。
[0109]如上所述，在ECG信号和CPR信号之间的低互相关值通常指示在记录的ECG信号中存在强的非CPR相关的伪迹。在存在非CPR相关伪迹的情况下，在CPR期间执行的ECG分析可能不太可靠(或可能不可靠)。由于ECG分析的较低可靠性，系统可以在重新确认分析中利用较长的无CRP时间段(例如，可以在CPR的结束后和是否存在可电击节律的确定前利用较长的分析时间段)。图6A和6B图示与CPR加速信号(图6B)具有弱互相关的观察到的ECG信号(图6A)的示例。这指示ECG具有强的非CPR噪声，并且可以使用较长的重新确认分析时间段。
[0110]信息处理技术可以包括但是不限于简单组合规则或数学、中性网络、包含模糊或标准逻辑的专家系统或其他人工智能技术。例如，可以组合多个因素以进行是否除颤的确定。在一些情况下，即使存在可电击节律(例如，如基于ECG分析所确定的)，AED设备也可以不推荐向病人传递电击，因为一个或多个其他因素表明另一种治疗可能更有效。例如，如果存在可电击节律但是基于速度、加速度或按压深度的一个或多个而测量的CPR胸部按压的质量低，则AED设备可以推荐继续胸部按压以增大血液循环，而不是停止胸部按压以传递电击。
[0111]在一些实施例中，AED设备可以组合不同的测量并且输出与除颤的合理性和/或由救援者正在传递的胸部按压的有效性相关的结果。示例性输出可以包括声明，诸如“对于除颤的强需要”、“对于除颤的弱需要”、“需要更快的胸部按压”或“需要额外的胸部按压”。
[0112]在一些实施例中，AED设备可以在胸部按压周期期间(例如，在救援者正在传递胸部按压的同时)传递除颤电击。例如，AED可以将除颤电击与胸部按压周期同步。在胸部按压周期的解压(心脏舒张)阶段的早期部分(大约前300毫秒)期间的除颤电击的传递可以提高所传递的电击的成功的可能性。当救援者减小在胸部上的按压力时解压阶段开始，允许胸部升起并且允许心脏扩展。AED设备可以检测胸部按压阶段和用于指示解压阶段开始的定时信息，并且在解压阶段开始的300毫秒内启动电磁疗法的传递。在一些实施例中，可以在解压阶段开始的25-250毫秒内启动电磁疗法的传递。用于检测胸部按压阶段定时信息的电路和处理可以包括压力传感器和/或加速计。在题为“Synchronizat1n ofDefibrillat1n and Chest Compress1ns(除颤和胸部按压的同步)”的美国专利申请12/263，813中描述了用于将除颤与胸部按压阶段同步的示例性方法，该专利的内容通过引用被整体包含在此。
[0113]大的自粘电极盘(在直径上大约5”)通常用于向病人传递除颤疗法。该盘也通过传递疗法的导电表面来提供ECG监控。在一种实现方式中，可以将另外的小(大约0.5”的直径)ECG电极集成到大盘内。
[0114]在一个实施例中，两个小的ECG电极和大的盘被配置为使得产生至少两个相互正交的ECG导联。这些导联的向量和随着时间产生轨迹。所述的用于轨迹分析的相同方法也可以用于分析该轨迹。
[0115]图7示出具有显示部分502的除颤设备500，该显示部分502在除颤器设备的使用期间提供关于病人状态和CPR实施质量的信息。以迅速有效的方式来收集和向救援者显示数据。如在显示器502上所示，在胸部按压的实施期间，设备500在与滤波的ECG波形510和C02波形512相同的显示器上在框514中显示关于胸部按压的信息(或者，可以显示Sp02波形)。
[0116]在胸部按压期间，通过收集ECG数据点和加速计读数并且从ECG波形滤波移动引发(例如，CPR引发)的噪声来产生ECG波形ο可以根据由美国专利7，220，335 “Method andApparatus for Enhancement of Chest Compress1ns During Chest Compress1ns(用于在胸部按压期间增强胸部按压的方法和装置)”教导的技术来执行在胸部按压期间胸部按压的速度或加速度的测量:，该专利的内容通过引用被整体包含在此。显示滤波的ECG波形帮助临床医生减少在CPR上的中断，因为救援者更容易解析所显示的波形。如果未滤波ECG波形，则来自人为胸部按压的伪迹使得难以辨明有组织的心脏节律的存在，除非停止按压。过滤掉该伪迹允许临床医生不停止胸部按压来观看基础的节律。
[0117]当检测到按压时自动地在框514中显示CPR信息。关于在框514中显示的胸部按压的信息包括速率518 (例如，每分钟按压的数量)和深度516 (例如，以英寸或毫秒计的按压的深度)。可以通过分析加速计读数来确定按压的速率和深度。认为显示实施速率和深度数据(补充或替代是否值处于可接受的范围之内或之外的指示)向救援者提供有益的反馈。例如，如果用于胸部按压深度的可接受范围在1.5-2英寸之间，则向救援者提供他的/她的按压仅是0.5英寸的指示可以允许救援者确定如何正确地修改他的/她的胸部按压的实施。
[0118]关于在框514中显示的胸部按压的信息还包括灌注性能指示符(ΡΡ?δΖΟΙΡΙ520是个形状(例如，菱形)，在该形状中的填充量不同以提供关于按压的速率和深度两者的反馈。当例如以大约100次按压/分钟(CPM)的速率和以大于1.5英寸的每一次按压深度来充分地执行CPR时，将填充整个指示符。随着速率和/或深度降低得低于可接受极限时，填充的量减少。PPI 520提供CPR的质量的可视指示，使得救援者可以将目标定为使PPI 520保持完全填充。
[0119]如在显示器500中所示，滤波的ECG波形510是填充显示器设备的整个跨度的全长度波形，而第二波形(例如，C02波形512)是部分长度的波形，并且仅填充显示器的一部分。在第二波形之外的显示器的一部分在框514中提供CPR信息。例如，显示器将用于第二波形的水平区域平分，在框514的左面显示波形512，并且在右面显示CPR信息。
[0120]向救援者显示的数据可以基于救援者的行为而改变。例如，所显示的数据可以基于救援者是否在当前正向病人实施CPR胸部按压而不同。另外，向用户显示的ECG数据可以基于CRP胸部按压的检测而改变。例如，自适应滤波器可以基于是否当前正在执行CPR的检测来自动接通或关断。当滤波器接通时(在胸部按压期间)，显示滤波的ECG数据，并且当滤波器关断时(未正在所述胸部按压的时间段期间)，显示未滤波的ECG数据。可以与波形一起包括显示滤波的还是未滤波的ECG数据的指示。
[0121]图8Α是示出采取的基于CPR胸部按压的检测修改在除颤设备的显示器上呈现的信息的行为的流程图。示例性处理在框602开始，在胸部按压的实施期间收集各种数据。测量可以包括ECG信号、C02、Sp02的测量，和/或诸如深度、速率和释放信息的CPR胸部按压质量测量。在框604，除颤器设备在显示器上显示CPR信息、滤波的ECG波形和诸如C02、Sp02或胸部按压的第二波形。如上所述，在CPR实施期间在单个显示器上显示这个信息的组合提供了病人状态和CPR质量的容易观看的汇总。
[0122]在框606，除颤设备确定是否仍然正在实施CPR胸部按压。例如，从加速计收集的数据可以用于确定救援者是否仍然正在实施胸部按压。如果用户仍然在实施胸部按压，则系统继续显示CPR信息、滤波的ECG波形和第二波形。如果除颤设备检测到救援者已经停止了胸部按压的实施，则在框608，除颤设备修改要在显示器上呈现的信息，并且在框609显示修改的信息。在显示器上呈现的信息的示例性修改可以包括:在检测到胸部按压的停止时，自动地从滤波的ECG波形切换到未滤波的ECG波形。
[0123]在框610处，除颤设备确定是否已经恢复了胸部按压。如果还没有恢复胸部按压，则除颤设备继续显示来自修改的显示609的信息。如果已经恢复了胸部按压，则除颤设备修改显示以返回到示出CPR信息、滤波的ECG波形和C02或Sp02波形。
[0124]图8B示出在CPR胸部按压的实施期间显示的示例性信息，而图6C和6D示出在没有CPR胸部按压的情况下显示的示例性信息。基于是否检测到胸部按压，除颤设备自动地切换呈现的?目息。
[0125]在显示器上呈现的信息的示例性修改可以包括:自动地切换所显示的一个或多个波形。在一个示例中，可以基于胸部按压的存在或不存在来修改所显示的测量的类型。例如，可以在CPR实施期间显示C02或胸部按压的深度(例如，在图8B中显示C02波形620 )，并且在检测到胸部按压停止时，可以将该波形切换为显示Sp02或脉搏波形(例如，在图SC中显示Sp02 波形622)。
[0126]在显示器上呈现的信息的另一种示例性修改可以包括:在检测到胸部按压的存在或不存在时相对于显示器自动地增加/去除CPR信息。如图SB中所示，当检测到胸部按压时，显示器的一部分624包括关于CPR的信息，诸如深度626、速率628和PPI 630。如图8C中所示，当中止CPR并且系统检测到不存在CPR胸部按压时，除颤器设备改变显示器的部分624中的CPR信息，以包括救援者应当恢复CPR的指示632和自最后检测到胸部按压起的空闲时间的指示634。在其他示例中，如图8D中所示，当中止CPR时，除颤器设备可以去除先前示出CPR数据的显示部分624，并且可以显示第二波形的完全视图。另外，可以在显示器的另一个部分上呈现关于空闲时间636的信息。
[0127]在一些示例中，除颤器设备基于胸部按压的存在或不存在来自动地在滤波和未滤波的ECG波形之间切换。例如，当未检测到胸部按压时，可以显示没有滤波的ECG波形，而当检测到胸部按压时可以显示滤波的ECG波形。例如，图SE示出在第一次启动胸部按压时的ECG波形640。该ECG波形的第一部分644显示未滤波的ECG信号。当除颤器设备确定在执行胸部按压时，该设备将ECG信号滤波，并且显示滤波的ECG信号，如在部分642中所示。图9A是示出采取的在除颤器设备的显示器上提供CPR质量的指示的行为的流程图。在框700，在CPR胸部按压期间，除颤器设备分析ECG信号，并且在框702，除颤器设备通过测量按压的深度和速率来收集关于胸部按压的信息。可以基于由加速计收集的测量来确定按压的深度和速率。在框704处，除颤器设备在单个用户界面上显示滤波的ECG信号、关于CPR胸部按压的深度的信息和关于CPR胸部按压的速率的信息。在框706处，通过将深度和速率测量与指示深度和速率的可接受值的阈值作比较，除颤器设备确定CPR胸部按压的深度和速率是否在可接受范围内。如果除颤器设备确定深度和速率在可接受范围内，则除颤器设备继续监控胸部按压的质量。另一方面，如果除颤器设备确定深度和速率在可接受范围之外，除颤器设备修改显示以提供深度和速率在可接受范围之外的可视指示。可以以下述各种方式来提供该可视指示:例如，图形表示、在可接受范围之外的特定值的加亮和/或在显示特定信息的颜色上的改变。例如，如果深度或速率在可接受范围之内，则可以以绿色字体来显示该值，如果深度或速率在可接受范围的边界附近，则可以以黄色字体来显示该值，并且如果深度或速率在可接受范围之外，则可以以红色字体来显示该值。可以使用其他颜色或指示符。
[0128]图9B示出当CPR质量在可接受范围内时在CPR胸部按压的实施期间显示的示例性数据，而图9C示出当CPR质量在可接受范围之外时对于显示的修改。
[0129]在图9C中所示的示例中，胸部按压的速率已经从每分钟154次按压(图9B)减小为每分钟88次按压。除颤器设备确定每分钟88次按压的按压速率小于每分钟100-200按压的可接受范围。为了提醒用户按压速率已经降低到低于可接受范围，除颤器设备提供可视化指示718以强调速率信息。在这个示例中，可视信息718是速率信息的加亮。当按压的深度比深度的可接受范围更浅或更深时，可以基于深度测量来提供类似的可视指示。
[0130]在图9B和9C中所示的示例中，灌注性能指示符(PPI)716提供关于在CPR之间的胸部按压的质量的附加信息。PPI 716包括形状(例如，菱形)，在该形状中的填充量基于所测量的按压的速率和深度而不同。在图9B中，深度和速率落在可接受的范围内(例如，至少100次按压/分钟(CPM)，并且每一个按压的深度大约1.5英寸)，因此，PPI指示符716a示出完全填充的形状。相反，在图9C中，当速率已经降低得低于可接受范围时，在指示符716b中的填充的量减少，使得指示符的仅一部分被填充。部分填充的PPI 716b提供了 CPR的质量低于可接受范围的可视指示。
[0131]除了测量关于CPR胸部按压的速率和深度的信息之外，在一些示例中，除颤器设备提供关于救援者是否在胸部按压的结尾完全释放他的/她的手的信息。例如，随着救援者疲劳，救援者可能开始在胸部按压之间靠在患者上，使得胸腔不能在按压的结尾完全扩展。如果救援者在胸部按压之间未完全释放，则CPR的质量可能降低。这样，当用户未完全释放时向用户提供可视或音频指示可以是有益的。
[0132]图1OA是示出采取的提供救援者是否在胸部按压之间完全释放的指示的行为的流程图。在框802处，除颤器设备测量CPR胸部按压的深度、速率和释放。可以基于从加速计收集的信息来确定CPR胸部按压的深度、速率和释放。基于所收集的信息，在框804处，除颤器确定救援者是否在胸部按压之间完全释放。在框806处，除颤器在显示器上提供包括关于救援者是否完全释放的信息的指示符。例如，在除颤器上的显示器可以包括释放指示框，其中，在框中的填充量变化以指示救援者是否在胸部按压之间完全释放。例如，如图1OB中所示，当救援者完全释放时，可以完全填充框820。当救援者未完全释放时，减少在释放指示框中的填充的量，使得该框仅部分被填充(例如，如图1OC的框822中所不)。
[0133]如图11中所示，在一些示例中，在CPR按压柱状图900中可视表示CPR质量。可以在检测到CPR胸部按压时自动地显示CPR按压柱状图900。
[0134]在CPR按压柱状图900中，特定柱的长度或高度传达关于按压深度的信息。例如，柱902具有比柱904大的长度，用于指示与柱902相关联的按压深度大于与柱904相关联的按压深度。可以通过在CPR按压柱状图900上水平地延伸线来指示优选深度的范围。该线可以提供可接受的深度(例如，区域910)和太浅的深度(例如，区域912)的指示。另外，可以以与落在按压深度的可接受范围内的按压不同的颜色来加亮落在可接受范围之外的按压。
[0135]在CPR按压柱状图900中，y轴表示时间，并且显示每次按压以允许救援者观看按压的速率。例如，与区域908相比，区域906包括紧密间距的柱，用于指示胸部按压的速率在与区域906相关联的时间段上大于在与区域908相关联的时间段。
[0136]虽然上述的实施例的至少一些描述了在人为传递的胸部按压期间使用的技术和显示器，但是类似的技术和显示器可以用于自动胸部按压设备，诸如由ZOLL Medical MA制造的AutoPulse设备。
[0137]虽然上述的实施例的至少一些描述了与AED设备相结合地使用的技术和显示器，但是可以将类似的技术和显示器用于其他除颤器设备。示例性专业级除颤器设备包括由ZOLL Medical MA制造的A系列、E系列或M系列设备和Phi lips MRX或Phi lips XL设备。[ΟΙ38]另外，除颤器可以采用可佩戴除颤器的形式，诸如由ZOLL MedicaKChelmsford,MA)制造的LifeVes t。
[0139]可以使用除了所述的那些之外的许多其他的实现方式，并且可以通过所附的权利要求来涵盖这许多其他的实现方式。
【主权项】
1.一种体外除颤器系统，包括: 显示器； 一个或多个传感器，用于获得关于对病人执行的胸部按压的数据；以及控制器，配置为基于来自所述一个或多个传感器的数据显示胸部按压的深度和/或速率的数值。2.如权利要求1所述的系统，其中显示深度和/或速率的数值包括在显示器上显示与确定的数值对应的数。3.如权利要求1所述的系统，其中所述控制器被配置为通过确定对于深度来说以距离来表示以及对于速率来说以每分钟的按压来表示的数值，来确定所述深度和/或速率的数值。4.如权利要求1所述的系统，还包括一个或多个电极，用于接收关于所述病人的心脏活动的信息，并且其中所述控制器被配置为与所述数值一起显示病人的心电图轨迹。5.如权利要求4所述的系统，其中所述控制器还被配置为显示未滤波的心电图，确定对病人的胸部按压已经开始，以及随后显示滤波的心电图。6.如权利要求4所述的系统，其中所述控制器被配置为在显示器上与心电图轨迹一起显示表示来自第二来源的数据的数。7.如权利要求6所述的系统，其中所述控制器被配置为响应于感测到对病人的胸部按压已经开始而改变数据的第二来源。8.如权利要求7所述的系统，其中改变数据的第二来源包括:从SP02数据的来源改变到C02数据的来源。9.如权利要求1所述的系统，其中用于获得关于对病人执行的胸部按压的数据的所述一个或多个传感器包括加速计，该加速计配置为被定位为与病人的胸骨协同移动。10.如权利要求1所述的系统，其中所述控制器还被配置为显示自最后检测到胸部按压起的空闲时间的指示。11.如权利要求1所述的系统，其中所述控制器还被配置为显示指示所述胸部按压是否正在正确地执行的指示。12.如权利要求11所述的系统，其中所述控制器被配置为基于胸部按压正在正确地执行还是错误地执行而改变视觉指示的颜色。13.一种体外除颤器系统，包括: 显示器； 用于获得在一时间间隔上病人的C02数据的一个或多个传感器； 用于获得在所述时间间隔上关于病人的心脏活动的信息的一个或多个传感器；以及 控制器，配置为: 从获得的C02数据确定在所述时间间隔上的C02波形； 从获得的关于病人的心脏活动的信息确定滤波的心电图轨迹；以及 显示C02波形和滤波的心电图轨迹。14.如权利要求13所述的系统，还包括用于获得关于对病人执行的胸部按压的数据的一个或多个传感器，其中所述控制器被配置为根据由该一个或多个传感器获得的所述时间间隔上的数据确定多个胸部按压的深度和速率的数值。15.如权利要求14所述的系统，其中所述控制器被配置为在显示器上显示所确定的胸部按压的深度和速率的数值。16.如权利要求14所述的系统，其中所述控制器被配置为基于来自用于获得关于胸部按压的数据的一个或多个传感器的数据，显示自最后检测到胸部按压起的空闲时间的指不O17.如权利要求14所述的系统，还包括用于获得在所述时间间隔上病人的SP02数据的一个或多个传感器，其中所述控制器配置为从获得的SP02数据确定SP02波形，并选择性地从显示SP02波形和C02波形之一改变为显示SP02波形和C02波形中的另一个。18.如权利要求17所述的系统，其中从显示SP02波形改变为C02波形响应于确定对病人的胸部按压已经开始。19.如权利要求17所述的系统，其中控制器还被配置为显示SP02值还是⑶2值正被显示的指示。20.如权利要求13所述的系统，其中显示C02波形和滤波的心电图轨迹包括移动C02波形和滤波的心电图轨迹横向穿过显示器。
【文档编号】A61N1/39GK105879229SQ201610302679
【公开日】2016年8月24日
【申请日】2011年2月11日
【发明人】谭清, 加里·A·弗里曼, 弗雷德里克·J·格哈卜, 马丁·E·布里斯, 安娜玛丽·西尔弗
【申请人】Zoll医疗公司