本发明涉及一种用于维护自动体外除颤器(aed)的改进的装置和方法。具体地，本发明涉及一种监测设备，其捕获共处(co-located)aed的准备就绪的状态，并且随后将所述状态传达给远程服务提供者位置。
背景技术：
图1以顶部透视图图示了aed100的现有技术。aed100被容纳在坚固的聚合物壳体102内，所述壳体102保护壳体内的电子电路并且还保护外行用户免受电击。这种aed通常被安装在特殊的位置中，诸如在人流和车流密集区域(inhightrafficareas)的墙壁上，并且树立标志以标记和指示其位置，或者aed可以被放置在家中的任何地方。与其他aed一样，家用aed可能经历很长一段不使用的时间，因此其可以被存储在缺乏显著性的位置上，诸如在衣柜或抽屉中。
一对电极垫通过电引线被附接至壳体102。在图1的实施例中，电极垫在位于aed100的顶侧上的凹陷中的密封气密盒104中。通过向上拉手柄108允许移除电极垫上的塑料盖来存取电极垫，以便使用。一个小的准备灯106通知用户aed准备就绪。在该实施例中，在aed已经被正确设置并准备好使用之后，准备灯闪烁(blink)。当aed在使用中时，准备灯持续亮起，并且当aed需要关注时，准备灯熄灭。
准备灯下方是开/关按钮110。按下开/关按钮导通aed，以便使用。为了关断aed，用户保持开/关按钮向下一秒钟或更长时间。当信息对于用户可用时，警告灯114闪光(flash)。用户按下信息按钮以访问可用信息。当aed正在采集来自患者的心跳信息时警告灯114闪烁，并且在建议电击时警告灯114持续亮起，提醒救护人员和其他人员在这段时间内不应当有人触摸患者。在采集心脏信号同时与患者的互动会将不想要的伪影引入检测到的ecg信号中。在aed通知救护人员建议进行电击之后，按下电击按钮116以递送电击。aed的侧面上的红外端口118用于在aed与计算机之间传递数据。该数据端口在患者获救后被发现使用过(used)，医生需要将aed事件数据下载到他或她的计算机以进行详细分析。
扬声器120向救护人员提供语音指令，以指导救护人员通过使用aed来处置患者。当aed需要例如电极垫更换或新电池的关注时，提供“发出啁啾声”的蜂鸣器122。呼叫器包括振动膜片以生成声能。范例性的呼叫器的类型是压电盘式蜂鸣器，诸如由加利福尼亚州弗里蒙特的myntahl公司制造的5v音频换能器emx-7t05scl63。当然，蜂鸣器122需要aed电池电源来运行。
图2图示了作为在设备自测试期间发现的听觉故障警报200的结果而从aed蜂鸣器122发出的典型的蜂鸣声序列202。在检测到故障之后，aed100驱动蜂鸣器122发出125毫秒长的一系列蜂鸣声204，其以大约875毫秒的蜂鸣声间隔206分隔开。该范例中的蜂鸣声频率为2400hz。蜂鸣声序列202是三个“啁啾声”，它指示使设备呈现“未准备好使用”的故障。在诸如电池电量不足的需要用户关注但不足以严重到使设备呈现无法运行的故障情况下，蜂鸣声序列可以仅是一个“啁啾声”。蜂鸣声序列每8秒重复一次，直到故障得到校正或直到电池耗尽。
其他aed可以具有不同的蜂鸣声序列、频率和重复间隔。但是，在所有情况下，具体的序列明确指示自测试故障并且具有预先确定的和已知的声学指征。
现有技术中的一个问题是自测试故障报警是本地的。如果用户在aed开始发出警报时不在aed的视觉或听觉范围内，校正动作是不可能的。如果警报持续到aed电池耗尽，则在需要时设备还可能没有准备好使用。因此，可能继而发生对心脏骤停受害者处置的不必要的延误。
技术实现要素：
包含用于报告故障的通信模块的aed在市场上尚未成功。现有通信电路所需的功率倾向于将aed电池的待机寿命降低到无法接受的水平。鉴于许多aed电池倾向于在待机使用下运行一年或更长时间，这种电池在向甚至低功率通信电路供电时也会迅速耗尽。因此，需要一种独立的监测系统，其能够远程监测aed准备就绪指示器并提供远程通知。独立的监控系统应当被布置有独立的电源，或者容易更换或者重新充电，并且还应当被布置为消耗尽可能少的功率。此外，发明人已经认识到，能够检测已激活的声学准备就绪指示器的非听觉特征的传感器可以使本地aed自测试故障警报的非常低的功率检测成为可能。这样的传感器还能够避免从传感器的听觉范围内的由aed产生的警报的“交叉检测”。
因此，发明人通过描述优选邻近于aed存储位置定位的监测aed的状态并将该状态发射至远程位置的设备描述了一种装置和方法，以克服现有技术aed的问题。在一些实施例中，用于感测具有带膜片的听觉呼叫器的除颤器的运行状态的监测设备可以包括邻近呼叫器设置的并且可操作用于检测与膜片的运动有关的非听觉参数的传感器、与传感器电通信的硬件处理器、和/或用于提供指示膜片运动的信号的与硬件处理器通信的输出部。
在一些实施例中，检测非听觉参数的传感器可以是以下中的一个或多个：被设置为检测膜片运动的电容传感器、光学传感器和温度传感器。在其他实施例中，将贴花标签放置在邻近呼叫器的aed壳体上。上述传感器技术和/或加速度计之一可以被设置为感测由膜片运动诱发的aed壳体的振动。
还描述了一种用于感测具有带膜片的听觉呼叫器的除颤器的运行状态的方法。
在一些实施例中，感测具有带膜片的听觉呼叫器的除颤器的运行状态的方法可以包括提供被设置为邻近除颤器的监测设备、利用监测设备感测呼叫器膜片的运动、和/或生成对应于感测步骤的输出信号。
在一些实施例中，所述监测设备可以包括被设置为邻近呼叫器并且可操作用于检测与膜片的运动有关的非听觉参数的传感器、与传感器电通信的硬件处理器、以及用于提供指示膜片运动的信号的与硬件处理器通信的输出部。
在一些实施例中，这样的方法还可以包括将来自感测步骤的运动与呼叫器膜片的已知特征进行比较的步骤。
在一些实施例中，生成步骤响应于比较步骤而发生。
在一些实施例中，已知特征是以下中的一个：膜片运行频率、膜片运行持续时间和由膜片运行导致的温度变化。
在一些实施例中，这样的方法还可以包括响应于生成步骤从监测设备向远程接收器发射无线通信信号的步骤。
在一些实施例中，这样的方法还可以包括在感测步骤之前以预定日程激活监测设备和/或在感测步骤之后进入低功率待机运行模式。
如本文中为了本公开的目的而使用的，术语“处理器”总体上用于描述与呼吸机装置、系统或方法的运行有关的各种装置。处理器能够以许多方式实施(例如，诸如用专用硬件)来执行本文中所讨论的各种功能。处理器也是采用一个或多个微处理器的控制器的一个范例，所述微处理器可以使用软件(例如，微码)来编程以执行本文中所讨论的各种功能。控制器可以在采用或不采用处理器的情况下实施，并且还可以被实施为执行一些功能的专用硬件和执行其他功能的处理器(例如，一个或多个已编程的微处理器和相关联的电路)的组合。可以在本公开的各种实施例中采用的控制器组件的范例包括但不限于常规微处理器、专用集成电路(asic)和现场可编程门阵列(fpga)。
在各种实施方式中，处理器或控制器可以与一个或多个计算机存储介质(在本文中统称为“存储器”)相关联，例如易失性和非易失性计算机存储器，诸如ram、prom、eprom和eeprom、软盘、高密度磁盘、光盘、磁带等)。在一些实施方式中，存储介质可以用一个或多个程序进行编码，所述一个或多个程序在一个或多个处理器和/或控制器上执行时执行本文中讨论的至少一些功能。各种存储介质可以被固定在处理器或控制器内，或者可以是便携式的，从而使存储在其上的一个或多个程序能够被加载到处理器或控制器中，以便实施本文中所讨论的本发明的各个方面。术语“程序”或“计算机程序”在本文中一般意义上用于指能够被采用以编程一个或多个处理器或控制器的任何类型的计算机代码(例如，软件或微码)。
在各种实施方式中，术语“低功率待机电路”、“时钟”、“状态变化监测器”、“比较器”适用于本领域中总体上已知的组件，并且可以体现在常规微处理器、专用集成电路(asic)和现场可编程门阵列(fpga)中，或者可以集成到上述处理器或控制器中。“输出”和“信号”可以被理解为代表具体检测或处理结果的电的或光的能量脉冲。
附图说明
为了容易地识别对任何具体元件或动作的讨论，附图标记中的最显著的数字涉及首先引入该元件的附图标记。
图1以顶部透视图图示了现有技术aed。
图2图示了来自现有技术aed的范例性听觉警报序列。
图3图示了根据本发明的一个实施例的用于感测具有带膜片的听觉呼叫器的除颤器的运行状态的范例性监测设备。
图4图示了aed监测设备中的传感器的若干备选实施例。
图5图示了用于感测除颤器的运行状态的监测设备的范例性框图，所述除颤器具有带膜片的听觉呼叫器。
图6图示了根据一个实施例的用于从远程位置维护除颤器的系统。
图7图示了根据一个实施例的用于监测aed100的方法。
具体实施方式
短语“在一个实施例中”、“在各种实施例中”、“在一些实施例中”等等被重复使用。这样的短语不一定指代相同的实施例。术语“包括”、“具有”和“包括”是同义的，除非上下文另有规定。
现在对附图中示出的实施例的描述做出详细参考。尽管结合附图和相关描述来描述实施例，但是并非意图是将范围限制在本文中所公开的实施例。相反，其意图是涵盖所有可选择方案、修改和等同物。在可选择实施例中，附加设备或所示设备的组合可以被添加或组合，而不将范围限于本文中所公开的实施例。
图3示出了根据一个实施例的用于感测除颤器或aed100的运行状态的范例性监测设备300。如前所述，aed100包括带振动膜片的听觉呼叫器122。aed100还可以包括红外端口118。
用于感测aed100的运行状态的监测设备300被示为在邻近除颤器设置的优选位置中。所述设置使得传感器304被设置为邻近呼叫器。传感器304具体地是可操作用于检测与呼叫器中的振动膜片的运动有关的非听觉参数的类型。监测设备300包括被设置为与传感器304通信的硬件处理器306。当传感器304向硬件处理器306提供与呼叫器的致动相关的输入时，处理器306在输出308处发出与检测相对应的信号。如将要描述的那样，输出308优选地被提供给无线发射器，所述无线发射器可操作用于将对应的除颤器状态报告发射至远程接收器。
在监测设备300上还示出了与硬件处理器306通信的低功率待机电路310、时钟312和电源314。这些组件使得监测设备300能够通过将监测设备300大部分时间置于低功率待机模式下而在没有外部电源的情况下运行延长的时间段，例如几个月。时钟312驱动待机电路310在预定的周期上激活硬件处理器306，并且持续短暂的预定时间。激活间隔被选择为使间隔将捕获任何呼叫器引起的振动(如果有的话)。
用于监测设备300的组件被设置在诸如印刷电路板的一个或多个基板316上。
还示出了任选的贴花标签302，其被布置为应用于呼叫器周围或旁边的aed100。贴花标签被选择为用于增加传感器304对呼叫器引起的振动的灵敏度。因此，如果传感器304对由膜片运动引起的电变化敏感，则贴花标签302可以是导电的，或者如果传感器304对由膜片运动引起的振动、反射或位置变化敏感，则可以是光学反射的。贴花标签302优选粘贴应用至aed100。
为了便于查看组件，图3中未示出的是围绕aed100的至少一侧的用于监测设备300的外壳。外壳优选地与aed100便携壳体或墙壁安装架集成。
图4图示了可操作用于检测来自aed100呼叫器激活的非听觉参数的传感器的若干备选实施例。传感器304可以是作为监测设备300的部分的若干技术之一。应当理解，电路和通过硬件处理器306的处理可以在技术之间略有不同，但也落入本发明的范围内。
传感器304可以是温度传感器402。已知在激活期间蜂鸣器122稍微变热，温度变化由呼叫器膜片的快速振动运动引起。因此，温度传感器402紧邻蜂鸣器122膜片布置，并且被选择具有足够的灵敏度，以检测与已知的“啁啾声”或一系列啁啾声相对应的时间间隔上的预先确定的温度变化。硬件处理器306处理相应的信号，例如通过将“啁啾声”或蜂鸣序列202期间的蜂鸣器122的已知温度响应与传感器信号进行比较。如果比较步骤匹配，则指示蜂鸣器122的膜片运动。硬件处理器306随后向输出提供对应的信号。
备选地，传感器304可以是振动传感器404。振动传感器404的一个实施例是被安装在印刷电路组件上的加速度计，或者与硬件处理器306集成的加速度计。振动传感器404被布置为检测在aed壳体102上诱发的并且由与蜂鸣器122耦合的壳体102实现的振动。在该实施例中，硬件处理器306将感测到的振动的频率、持续时间和/或重复模式与已知参数进行比较，以确定呼叫器是否已被激活。
振动传感器404与aed壳体102的振动耦合可以任选地通过在振动传感器304和壳体102之间布置短路耦合器410来改善。短路耦合器410优选地被布置为当安装有监测设备300时靠在壳体102上。短路耦合器410可以是坚硬的“须状物”、叉状物或已知在物体之间提供良好的振动耦合的其他设备。
备选地，传感器304可以是光学传感器406。光学传感器406优选地包括照亮呼叫器膜片或壳体102上的光学反射表面的光线。光学传感器304中的光敏检测器被布置为捕获反射光并生成对应的电输出信号。光学传感器406因此检测在膜片运动期间由膜片位置的变化导致的反射中的任何变化。光学传感器406的一个范例是基于led激光二极管的光学收发器，其包括激光二极管光线和用于增强的灵敏度和噪声抑制的与激光二极管频率协调的光电传感器。
备选布置包括光学反射贴花标签302，其可以被应用在蜂鸣器122周围，从而使光学传感器406检测由被耦合到壳体102的呼叫器诱发的振动诱发的贴花标签302位置的变化。因此，光学传感器406相对于呼叫器膜片的定位不那么敏感。
备选地，传感器304可以是电容传感器408，其感测指示激活的呼叫器膜片的运动。电容传感器408可以以三种方式之一来布置。如果足够敏感，电容传感器408可以直接位于aed壳体102中的呼叫器端口上方。备选地，电容传感器408可以被设置在延伸进壳体102端口孔内以将电容传感器408放置得更靠近到膜片的柔性杆的端部上。备选地，可以将导电贴花标签应用于邻近呼叫器的除颤器表面。电容传感器408随后邻近贴花标签设置，并且能够因此检测aed100表面的呼叫器诱发的振动。
图5图示了用于感测除颤器的运行状态的监测设备的范例性框图，除颤器具有带膜片的听觉呼叫器。监测设备502包括若干元件。尽管示出为功能块，但每个元件由诸如通过线踪迹、半导体处理器和存储器以及感测设备在基板上互连的电路的结构来实现。元件可以由驻留在存储器中并且在一个或多个处理器中执行的软件指令来控制。
监测设备502获得指示在膜片运动参数520处的相关联的aed100呼叫器的激活的输入，所述膜片运动参数520是非听觉相关的参数。前述类型的传感器504捕获输入。传感器504经由电通信将信号传递至硬件处理器506。硬件处理器506分析信号，并且如果分析指示信号对应于膜片运动，则处理器提供输出508。
信号分析可以用比较器516和计算机存储存储器524进行，计算机存储存储器524由非暂态介质等组成。存储器524存储与呼叫器的已知特征相对应的数据，诸如前述的频率、持续时间、重复率数据、以及已知的温度和加热曲线。比较器516将特征曲线与接收到的参数进行比较。检测阈值内的相关性指示信号对应于膜片运动。任选地，硬件处理器506可以将指示检测到的膜片运动的数据(诸如啁啾声的数量、检测到的警报的类型、以及检测到的膜片的啁啾声或者运行的累积数量)存储到存储器524中，以供稍后用于诊断和解决问题。
监测设备502中还包括可包括时钟512和状态变化监测器的低功率待机电路510。待机电路510将监控设备502维持在非常低功率的待机运行模式中，以便使监控设备502电池514的寿命最大化。优选地，时钟512激活待机电路510预定的日程上的预定的持续时间，所述预定的日程上的预定的持续时间对应于aed100的自测试周期。因此，监测设备502仅当aed100也是激活的并且执行其自测试时的那些时段是激活的。在监测设备502确认aed100的状态并将任何必要的通知传递给输出508之后，待机电路510将硬件处理器506返回至低功率待机运行模式。
监测设备502中还包括与硬件处理器506通信的任选的第二传感器518。第二传感器518邻近aed100设置，从而使其可操作用于感测来自除颤器的aed数据信号522输出。数据通信可以来自无线rf，因此第二传感器518可以是wi-fi、近场通信(nfc)、蓝牙tm接收器等。数据通信也可以是光学的，诸如来自红外数据通信(irda)的，所以第二传感器518可以是irda接收器。待机电路510可以任选地被触发以基于检测到的aed数据信号522来激活硬件处理器506。由于aed数据信号522通常在aed100激活时发射，因此硬件处理器506可以基于感测到的无线数据通信来调节预定周期和下一次唤醒激活的定时。
通信器信号526可以任选地被包括作为对监测设备502的其他输入。数据通路可以使监测设备502能够基于来自远程提供者的通信经由aed数据信号522进一步调整其自身或aed100。例如，通信器信号526可以向硬件处理器506发信号以发射保持在存储器524内的所有收集到的维护数据。
图6图示了根据本发明的一个实施例的用于从远程位置维护除颤器的状态通信器系统602。除了被监测的除颤器或aed100之外，该系统包括四个主要组件。如前所述，监测设备300包括传感器304，其可操作用于检测与蜂鸣器122膜片的运动相关的非听觉参数。传感器304将信号发送至硬件处理器306，硬件处理器306继而经由输出308将状态信号提供给无线发射器604。
无线发射器604是状态通信器系统602的第二组件。优选地，无线发射器604是诸如智能手机或wi-fi网络节点的标准通信设备，该设备适于包括用于接收来自监测设备300的输入的装置。输入装置可以是usb电缆、定制硬连线带状电缆、nfc/蓝牙tm无线连接或类似的接口。无线发射器604优选维护其自己的电源，并且具有执行指令以定期或根据需要发射除颤器状态信息的软件。因此，604通过第三组件无线网络606将除颤器状态报告发射612发射至第四组件远程接收器610。在那里，服务提供商能够采取任何需要的校正措施，诸如联系aed100所有者或发起服务呼叫。任选地，状态通信器系统602可以是双向的，从而使610可以将回复消息发射回604，以显示在与无线发射器604、监测设备300或aed100相关联的屏幕上。返回消息还可以是控制信号，其改变aed100或监测设备300的状态以适应检测到的故障的性质。
图7图示了感测具有带膜片700的听觉呼叫器的除颤器的运行状态的方法。方法700从提供根据本发明的装置的监测设备的提供步骤702开始，其中，监测设备优选地被设置为邻近除颤器，包括作为除颤器存储壳体或墙壁安装件的集成部分。监测设备300优选以低功率待机模式投入使用，并且根据预定的日程开始运行。监测设备300可以在该步骤手动或自动与aed100同步，例如通过立即激活并保持被激活直到监测设备300感测到下一次aed100激活，其后两个设备重新进入低功率待机运行模式。
在步骤704处，监测设备300激活其自身。激活的优选方法是根据预定的日程或周期。日程和周期甚至更优选地对应于aed100的已知自测试周期性。备选地，监控设备300可以以aed100自测试周期的倍数激活，例如每两次或三次周期自测试，以便进一步节省监控设备300的电池功率。为了保持监测设备300与aed100之间的同步，监测设备300时钟可以在激活时被调节为匹配aed100定时器。
在感测步骤706中，根据先前的装置描述的实施例之一，激活的监测设备感测邻近的aed100呼叫器的运动。例如，感测步骤706可以是膜片运动的光学或电容感测、由激活诱发的呼叫器中的温度偏移或由呼叫器诱发的aed100壳体的机械振动的感测。在暂停期间的预定时间内缺少感测，所述方法进行到相应的输出步骤710，或者在步骤714重新进入低功率待机模式，直到下一次日程的激活。
在任选的比较步骤708处，通过如前所述的方法之一，将来自感测步骤706的感测到的运动的特征与激活的呼叫器膜片的已知特征进行比较。如果比较步骤708中的硬件处理器306确定匹配，则向生成步骤710指示激活。
生成步骤710生成对应于感测步骤706和/或比较步骤708的输出信号。输出信号优选通过监测设备300提供给相关联的无线发射器604，所述相关联的无线发射器604继而将对应的无线通信信号发送给远程接收器。备选地，输出信号被提供给计算机存储存储器524，以保持运行性能的记录，或者允许遵从信号以节省系统功率或减少妨害警报。
在监测设备300返回到低功率待机运行模式之前，由监测设备300进行任选的同步步骤712。在该步骤中，基于感测到的诸如周期信息irda消息输出的第二传感器318输出的开始，监测设备300将其下一次“唤醒”激活调整为下一次aed100自测试激活时间。
在执行上述方法步骤之后，监测设备300在进入低功率待机模式步骤714返回到运行的低功率待机模式，并且等待下一次日程上的激活步骤704。如果aed和/或监测设备300被停用，方法可以在步骤716结束。
尽管在本文中公开了优选实施例，但是可能有许多变化，这些变化仍然在本发明的概念和范围内。本领域普通技术人员在查看了本文的说明书、附图和权利要求之后，这些变化将变得清楚。因此，除了在所附权利要求的范围内，本发明不受限制。