[发明专利]一种具有自适应能力的智能除颤装置

说明书

技术领域

本发明属于医疗设备技术领域，具体涉及一种具有自适应能力的智能除颤装置。

背景技术

心室纤颤是一种严重的心脏病症状，等同于心脏停搏，严重威胁着人类生命，而有效终止心室纤颤的措施就是电击除颤。电击除颤分为体内除颤、体外除颤，体外除颤是目前常用的急救手段，而要成功除颤必须对人体释放一定的能量。实际操作中是将能量以高压的形式储存在电容上，然后以一定时间宽度的脉冲释放到人体。假设电容器的大小为C、除颤时电容上的初始电压为U、经胸阻抗为R、除颤脉冲的时间宽度为τ,那么一次除颤释放到人体的能量E等于：                                               

这样，在电容初始电压U相同的情况下，经胸阻抗R不同，在相同放电时间中所释放的能量必 然不等。因此经胸阻抗特别限定了储存在电容器上的能量实际输送到人体上的比例。

在实际情况下，电容器的容量C是固定不变的，而人体的阻抗R根据不同的个体千差万别。为了保证预期的除颤能量释放到人体，我们可以根据病人的实际阻抗自适应地调整除颤的初始电压和放电时间，使得释放到人体的能量与设定能量一致。

发明内容

本发明的目的在于：提供一种具有自适应能力的智能除颤装置。 

本发明提供的具有自适应能力的智能除颤装置，是用一组可靠稳定的硬件电路，自动检测除颤时人体的经胸阻抗，经过必要的软硬件配合，自动地控制调整储能电容上的电压和除颤放电的时间宽度，使得除颤时所释放的能量达到设定值，以减少个体差异对除颤效果的影响。

本发明采用的技术方案总体可以表述为：通过人体阻抗测量系统，计算测量人体的经胸阻抗，根据目标除颤能量和人体的实际阻抗、计算除颤电容上的电压和放电时间宽度，通过电压调节电路控制调节储能电容上的初始电压，通过除颤放电电路控制放电过程中的时间宽度。

本发明提供的具有自适应能力的智能除颤装置，整个系统分为两个部分：硬件电路和软件控制。其中，硬件电路分为以下几个模块：由微处理器、人体阻抗测量电路、电容电压调节电路、储能电容和除颤放电电路组成；人体阻抗测量电路通过除颤器的两个电极板连接到人体，人体阻抗测量电路测得人体的阻抗信号，将该阻抗信号送到微处理器；微处理器根据人体的阻抗大小计算匹配的除颤电压及除颤时间宽度，从而设定目标电压，并将设定目标电压给电容电压调节电路；电容电压调节电路根据得到目标电压，对储能电容进行能量转换，直到储能电容上的电压达到目标电压停止；当需要除颤时，微处理器对除颤放电电路发出控制信号；除颤放电电路通过开关的闭合和打开将能量从储能电容释放到人体。

本发明中，所述人体阻抗测量电路，完成对人体经胸阻抗测量。图2所示为人体阻抗测量电路的内部框图。包括电流信号源和检测电路；电流信号源产生特定频率微弱小信号，通过电极片连接到人体，激励人体，由于人体存在经胸阻抗，电流流经人体胸腔时在除颤器的两个极板之间建立一个电压，该电压的频率与电流频率相同，幅度则由电流和胸腔阻抗的大小共同决定，来自恒流源的电流大小恒定，故电压的幅度仅取决于经胸阻抗的大小。检波电路通过对电极两端的电压进行检波处理，被检波后的信号得出人体阻抗信息，该信息被发送到处理，这样就可以完成了人体阻抗测量的功能。

本发明中，所述电容电压调节电路，完成对电容器的充电和调节，使得电容上的初始电压达到预期的目标电压。图3为该电路结构框图，包括：电池、能量转换电路、储能电容、控制电路和电压检测电路；能量转换电路连接着电池和储能电容，负责将电池能量到储能电容的搬移，它受控于控制电路。在能量转换的过程中，储能电容上的电压不断地上升，在此过程中，电压检测电路时刻将电容电压反馈到控制电路，当电容电压值达到微处理器发送给控制电路的目标电压后，立即停止能量转换。可以将储能电容上的电压达到预期的电压值。