[发明专利]将双相方波功率波形施加于负载

说明书

相关申请

本申请要求2012年8月20日提交、发明名称为“将双相方波功率波形施加于负载的装置和方法(METHOD AND APPARATUS FOR APPLYING A RECTILINEAR BIPHASIC POWER WAVEFORM TO A LOAD)”的美国临时申请第61/691,137号基于35U.S.C.§119(e)的优先权，特此通过引用将其全文并入本文中。

技术领域

实施例的各个方面一般涉及不超过安全功率水平地将所选能量脉冲施加于负载的方法和装置。更具体地说，实施例的各个方面涉及为了治疗的医学用途将电能脉冲施加于患者。还更具体地说，实施例的各个方面涉及像用在心脏除纤颤器和/或起搏设备中那样的方法和装置。

背景技术

当前除纤颤技术将电能储存在电容器，即，无源储能元件上，以准备将所希望幅度的定时，例如，10毫秒双相方波能量脉冲施加于患者。在已知的除纤颤器中，在能量脉冲的前6毫秒内，以来自电容器，沿着第一相，即，第一方向通过患者的电流施加能量，然后，在能量脉冲的其余4毫秒内，以也来自电容器，但沿着与第一相相反的相，即，沿着第二方向通过患者的电流施加能量。为了适应大范围的患者和操作条件，尤其，随着能量从电容器转出而发生的电压降，电容器被充电到比产生所希望能量输送所需高的能量水平。上述已知除纤颤器并入了当传感器检测到在患者体内可能耗散超过安全功率水平的功率水平时，通过使一部分电流改道不输送给患者，耗散掉多余能量的电阻网络。

发明内容

按照一个实施例的一些方面，提供了施加双相方波功率波形来输送治疗量的能量，以治疗呈现电负载的患者的方法。该方法包含将数量基本上等于和基本上不超过能量的治疗量的能量储存在电容器上；以及以使用升压转换器的受控方式，沿着通过患者呈现的负载的第一方向，在第一间隔期间释放储存的能量。该方法可以进一步包含沿着通过患者呈现的负载的第二方向，在第二间隔期间释放储存的能量。该方法还可以进一步包含，当患者呈现的负载在近似25Ω与200Ω之间时，不超过预定最大安全功率水平地在组合的第一间隔和第二间隔上基本上耗尽储存的能量。该方法甚至还可以进一步包含将一部分储存能量从电容器释放到电感器中；将该部分储存能量从电感器释放到电容器中；以及以交替顺序控制该部分能量到电感器和到负载的释放，以便产生到负载的基本均匀能量流。按照该实施例的其它方面，将能量的治疗量和第一间隔选择成起搏心脏需要起搏脉冲的患者。按照该实施例的另外其它方面，将能量的治疗量和第一间隔选择成除纤颤心脏在纤颤的患者。

按照另一个实施例的一些方面，提供了施加双相方波功率波形来输送治疗量的能量，以治疗呈现电负载的患者的系统。该系统包含具有基本上等于能量的治疗量的额定储能容量的电容器；被构造和安排成在电容器两端的电压由于储存在电容器上的能量减少而下降的时候，以基本恒定电流计量从电容器出来的能量的升压转换器；以及被构造和安排成以双相方波功率波形将电流施加于患者的H桥电路。该系统可以进一步包含在10毫秒组合第一和第二间隔、和6毫秒第一间隔内控制的控制器。

按照一个实施例的一些方面，提供了向患者负载输送治疗量的能量的系统。该系统包含具有基本上等于能量的治疗量的额定储能容量的电容器；与该电容器耦合和被构造成在时间间隔内，以基本恒定电流从电容器中释放能量的升压转换器；以及与该升压转换器耦合和被构造成以双相电压波形将基本恒定电流施加于患者负载的H桥电路。

按照一个实施例，该升压转换器包含与该电容器耦合的电感器、电流感测网络、和耦合在该电感器和该电流感测网络之间的固态开关。该升压转换器可以进一步包含与该固态开关和该电流感测网络耦合和被构造成使该固态开关循环工作的控制电路。按照该实施例的其它方面，该电流感测网络被构造成接收电流分布，并将该电流分布与来自该固态开关的接收电流相比较。

按照一个实施例，该H桥电路包含多个开关，该多个开关的每一个包括构造成控制开关和接收具有第一相和第二相的相位分布的电路。按照该实施例的其它方面，该H桥电路可以进一步包含与该多个开关的至少两个耦合以便将相位分布反相的反相器。该多个开关的至少两个开关可以配置成在第一相期间处在打开状态下而在第二相期间处在闭合状态下。

按照一个实施例，该升压转换电路被进一步构造成补偿在该时间间隔上电容器上的电压降和患者负载的变化。按照一个实施例，将该能量的治疗量和该时间间隔选择成除纤颤心脏在纤颤的患者。按照一个实施例，将该能量的治疗量和该时间间隔选择成起搏心脏需要起搏脉冲的患者。