"MÉTODOS PARA FORNECER INFORMAÇÃO AUDÍVEL E AVISOSDE VOZ A PARTIR DE UM DESFIBRILADOR, E, DESFIBRILADOREXTERNO AUTOMÁTICO"
A invenção se relaciona de modo geral, a circuitos deeletroterapia, e mais particularmente, para desfibriladores externosautomáticos que incluem um sistema e método para aprimora a clareza dosavisos audíveis em ambientes acusticamente desafiadores.
Desfibriladores externos automáticos ("AEDs") emitem umimpulso de alta voltagem para o coração de modo a restaurar o ritmo normal efunção contrátil em pacientes que estão experimentando arritmia, tal comofibrilação ventricular ("VF") ou taquicardia ventricular ("VT") que não éacompanhada de um pulso palpável. Há várias classes de desfibriladores,incluindo desfibriladores manuais, desfibriladores implantáveis, edesfibriladores externos automáticos. AEDs diferem de desfibriladoresmanuais no que os AEDs eles são pré-programados para automaticamenteanalisar um ritmo de eletrocardiograma ("ECG") para determinar sedesfibrilação é necessária e para fornecer medidas de administração tal comoseqüência de choque e períodos de ressuscitação cardio-pulmonar ("CPR").
Figura 1 é uma ilustração de um AED 10 sendo aplicado porum usuário 12 para ressuscitar um paciente 14 sofrendo de parada cardíaca.Em parada cardíaca súbita, o paciente é afetado com uma interrupção fatal doritmo normal do coração, tipicamente na forma de VF ou VT que não éacompanhado por um pulso palpável (i. e., VT passível de choque). Em VF,as contrações ventriculares de ritmo normal são substituídas por contraçõesmusculares irregulares e rápidas que resultam em bombeamento reduzidoseveramente e não efetivo pelo coração. Se ritmo normal não é restauradadentro de um quadro de tempo comumente entendido de ser aproximadamente8 à 10 minutos, o paciente 14 vai morrerá. Inversamente, quanto mais rápido adesfibrilação puder ser aplicada após o estabelecimento da VF, melhor aschances que o paciente 14 vai sobreviver ao evento cardíaco.
No uso do AED um par de eletrodos 16 são aplicados atravésao peito do paciente 14 através do usuário 12 de modo a adquirir um sinal deECG do coração do paciente. O desfibrilador 10 então analisa o sinal de ECGpara sinais de arritmia. Se uma arritmia tratável é detectada, o desfibrilador 10sinaliza ao usuário 12 que um choque é aconselhado. Após detectar VF ououtro ritmo passível de choque, o usuário 12 então pressiona um botão dechoque no desfibrilador 10 para emitir pulsos de desfibrilação para ressuscitaro paciente 14.
Muitos AEDs usam avisos audíveis para instruir um usuárionão treinado para corretamente aplicar terapia de choque a um paciente. Osavisos audíveis pré-gravados são reproduzidos por um sistema de áudioincluídos no AED tal que o protocolo apropriado para administrar a terapiapode ser seguido, assim como fornece advertências audíveis para tocar nopaciente quando um choque é aplicado. Já que aos usuários não treinadospode ser fornecido um pequeno guia na operação do AED exceto para osavisos audíveis, é importante durante situações de emergência que os avisosaudíveis sejam claramente entendidos. O ruído ambiente no ambiente no qualo AED está sendo usado pode variar grandemente, por exemplo, de umasituação relativamente calma e controlada para um ambiente barulhento, talcomo uma rodovia, um avião, ou um espaço aberto envolto por transeuntes.Nesses ambientes, boa qualidade de som é secundária para a primordialimportância de possibilitar o salvador claramente ouvir e entender os avisosaudíveis.
Uma abordagem para aumentar a audibilidade é aumentar ovolume de reprodução dos avisos audíveis. Esta é uma abordagem direta, massua eficácia é limitada pelas capacidades do sistema de áudio incluído noAED para reproduzir os avisos audíveis em um volume suficiente e comodistorção limitada tal que os avisos audíveis podem ser ouvidos sobre o ruídoambiente e não se tornam ininteligíveis. A qualidade de som dos avisosaudíveis pode também afetar a audibilidade total dos avisos. Avisos audíveisde maior qualidade, isto é, avisos audíveis tendo boa largura de banda e faixadinâmica, podem ser desejáveis em algumas aplicações, tal como quando oAED está sendo usado para propósitos de treinamento ou demonstração. Osambientes durantes este tipo de são tipicamente mais controlados e terãomenos ruído de fundo para conflitar com os avisos audíveis. Contudo, o áudiode maior qualidade dos avisos audíveis deve ser prontamente negociadoquando de situações de resgate barulhentas clamam por clareza noentendimento dos avisos audíveis como a maior prioridade. Os avisosaudíveis pré-gravados que são reproduzidos pelo AED não devem ser umcompromisso entre qualidade de som e audibilidade que não totalmentesatisfazem os requisitos de ou um ambiente calmo ou um barulhento.
Por conseguinte, há uma necessidade para um AED fornecerclareza aprimorada dos avisos audíveis quando usado em ambientesbarulhentos enquanto mantendo a qualidade dos avisos audíveis quando oAED é usado nos ambientes menos desafiadores acusticamente.
De acordo com o um aspecto da presente invenção um AEDfornece informação audível fornecendo a informação audível tendocaracterísticas audíveis padrão em resposta a uma primeira condição de ruídoambiente e fornecendo a informação audível tendo características audíveisdiferentes do que as características audíveis padrão em resposta para umasegunda condição de ruído ambiente.
De acordo com um outro aspecto da presente invenção umAED fornece avisos de voz selecionando ou possibilitando a seleção dousuário de um de uma pluralidade de diferentes níveis de qualidade de som noqual a reprodução dos avisos de voz e reproduzindo os avisos de voz noselecionado nível de qualidade de som.
De acordo com um outro aspecto da presente invenção umAED inclui um sistema de áudio operável para fornecer informação audível eainda inclui um controlador acoplado ao sistema de áudio e operável paracontrolar o sistema de áudio para fornecer a informação audível e aindaoperável para selecionar um de uma pluralidade de diferentes níveis de qualidade de som no qual o sistema de áudio fornece a informação audível.
Nos desenhos:
FIGURA 1 é uma ilustração de um desfibrilador sendoaplicado a um paciente sofrendo de parada cardíaca.
FIGURA 2 é um diagrama em bloco de um desfibrilador construído de acordo com os princípios da presente invenção.
FIGURA 3 ilustra um AED com uma interface de usuárioaudível.
FIGURA 4 é um fluxograma para aprimorar a audibilidade dosavisos audíveis de acordo com uma modalidade da presente invenção que pode ser utilizada em um AED.
FIGURA 5 é um fluxograma para aprimorar a audibilidade dosavisos audíveis de acordo com uma outra modalidade da presente invençãoque pode ser utilizada em um AED.
FIGURA 6 é um fluxograma para aprimorar a audibilidade dos avisos audíveis em adição para o melhoramento das FIGURAS 4 e 5.
Certos detalhes estão estabelecidos abaixo para fornecer umentendimento suficiente da invenção. Contudo, será claro para um qualificadona arte que a invenção pode ser praticada sem esses detalhes particulares.Mais ainda, as modalidades particulares da presente invenção descritas aqui são fornecidas a título de exemplo e não deve ser usado para limitar o escopoda invenção para essas modalidades particulares. Em outras circunstâncias,circuitos bem conhecidos, sinais de controle, e operações de software nãoforma mostrados em detalhe de modo a evitar obscurecer desnecessariamentea invenção.FIGURA 2 ilustra um AED 110 construído de acordo com osprincípios da presente invenção. O AED 110 é projetado para pequenotamanho físico, peso leve, e interface relativamente simples capaz de seroperado por pesssoal sem altos níveis de treinamento ou quem por outro ladousaria o desfibrilador 110 somente raramente. Ao contrário, um desfibriladorpara-médico ou clínico (manual) do tipo, de modo geral, realizado através deum respondedor de serviço médico de emergência ("EMS") tende a ser maior,mais pesado, e ter uma interface de usuário mais complexo capaz de suportarum maior número de monitoração manual e funções de análise econfigurações de protocolo.
Um circuito operacional de ECG 202 é conectado a um par deeletrodos 116 que são conectados através do peito do paciente 14. O circuitooperacional de ECG 202 opera para amplificar, armazenar temporário, filtrare digitalizar um sinal elétrico de ECG gerado pelo coração dos pacientes paraproduzir uma seqüência de amostras de ECG digitalizadas. As amostras deECG digitalizadas são fornecidas a um controlador 206 que efetua umaanálise para detectar VF, VT passível de choque ou outro ritmo passível dechoque. Se um ritmo passível de choque é detectado, o controlador 206 enviaum sinal ao circuito de entrega de HV (voltagem alta) 208 para carregar umcapacitor de alta voltagem do circuito 208 em preparação para emitir umchoque, e um botão de choque, e um botão de choque em uma interface deusuário 214 é ativado para começar a piscar. A interface de usuário 214 podeconsistir de um mostrador e botões de controle tal como um botão liga -desliga e um botão de choque para fornecer controle do usuário assim comoinformação visual. Uma interface de usuário da presente invenção podetambém incluir um ou mais botões de controle para selecionar um protocolode resgate armazenado na memória 218 a ser realizado durante um resgate.Um alto falante de áudio 216 emite avisos audíveis para o usuário. O usuário12 é então aconselhado através de uma instrução audível para mantê-lo dolonge do paciente (instrução de "sem as mãos"). Quando o usuário pressionao botão de choque na interface do usuário 214, um choque de desfibrilação éemitido do circuito de entrega de HV 208 para o paciente 14 através doseletrodos 116.
O controlador 206 é acoplado para ainda receber entrada deum microfone 212. O microfone 212 pode ser usado para produzir umaseqüência de voz, com o sinal de áudio analógico a partir do microfone 212preferencialmente sendo digitalizado para produzir uma seqüência deamostras de áudio digitalizada que pode ser armazenada como parte de umevento resumo 130 em uma memória 218. De acordo com a presenteinvenção, o microfone 212 também pode ser usado para medir o ruídoambiente do ambiente em torno do AED 110 durante o uso. A memória 218,implementada ou como RAM embutida, um cartão de memória removível, ouuma combinação de tecnologias de memória diferentes, opera para armazenaro evento resumo 130 de forma digital como ele é compilado durante otratamento do paciente 14. O evento resumo 130 pode incluir as seqüências deECG digitalizadas, amostras de áudio, e outros dados de evento comoanteriormente descritos.
A memória 218 ainda opera para armazenar arquivos, tal comoarquivos de dados de áudio codificados para avisos audíveis reproduzidosatravés do alto-falante de áudio 216. Os arquivos de áudio são recuperados apartir da memória 218 e um processador de áudio 220 acoplado aocontrolador 206 decodifica os arquivos de áudio para reprodução pelo alto-falante de áudio. Formatos de dados de áudio convencionais tais como MP3,WMA, e AAC5 ou formatos de dados de áudio recém desenvolvido, podemser usados para os arquivos de áudio e processador de áudio 220. Como serádescrito em mais detalhe abaixo, um processador de sinal digital ("DSP") 222acoplado ao controlador 206 pode ser incluído no AED 110 para processar osinal dos dados de áudio decodificados antes da reprodução pelo alto-falantede áudio 216. O processamento de sinal efetuado pelo DSP 222 podeaprimorar a qualidade dos avisos audíveis quando reproduzidos. O alto-falante de áudio 216, processador de áudio 220, e DSP 222 opcional são umexemplo de um sistema de áudio incluído no AED 110. Embora o processadorde áudio 220 e o DSP 222 são mostrados como componentes separados nafigura 2, eles podem ser implementados através de uma combinação desoftware e hardware ou meramente software onde capacidades deprocessamento suficiente são disponíveis no AED 110.
O AED 110 da FIGURA 2 tem vários modos de operação quepodem ser selecionados durante a operação do AED 110. Um modo deoperação é um modo de demonstração onde vários recursos podem serdemonstrados sem a necessidade para operação efetiva do AED 110. Umoutro modo de operação é um modo de administração no qual o AED 110pode ser configurado de acordo com as preferências do usuário, re-programado para atualizações de software, e os vários modos de operaçãopodem ser selecionados. Um modo de treinamento de operação pode serincluído da mesma forma. Enquanto no modo de treinamento, um usuário éguiado através da operação do AED 110 em uma situação de emergênciasimulada sem o perigo de efetivamente emitir terapia de choque. Em umaemergência efetiva onde o AED 110 está sendo usado para fornecer terapia dechoque, o AED 110 opera em um modo de emergência onde a operação écomo anteriormente descrito. O AED 110 é tipicamente configurado no modode emergência de operação quando ligado. Contudo, o modo de operaçãopode ser trocado usando os controles da interface de usuário 214.
Referindo agora à FIGURA 3, um AED avulso (OTC) 310 émostrado em uma vista de topo em perspectiva. O circuito interno e operaçãodo AED OTC 310 é similar àquele descrito anteriormente e ilustrado na figura2. Aquele ordinariamente qualificado na arte vai obter suficienteentendimento da descrição fornecida aqui para fazer quaisquer modificaçõesnecessárias para implementar o AED OTC 310. O AED OTC 310 éacondicionado em um compartimento de polímero reforçado 312 que protegeo circuito eletrônico dentro do compartimento e também protege o usuárioque fica deitado de choques. Anexo ao compartimento 312 através decondutores elétricos está um par de blocos de eletrodo. Na modalidade daFIGURA 3 os blocos de eletrodo estão em um cartucho 314 localizado em umrecesso no lado de topo do AED OTC 310. Os blocos de eletrodo sãoacessados para uso puxando uma alça 316 que permite a remoção de umacobertura de plástico sobre os blocos de eletrodo. A interface de usuário estáno lado direito do AED 310. Uma pequena luz de pronto 318 informa aousuário que o AED OTC está pronta. Nesta modalidade a luz de pronto piscaapós o AED OTC foi configurada apropriadamente e está pronto para uso. Aluz de pronto está ligado constantemente quando o AED OTC está em uso, e aluz de pronto está desligado ou pisca em uma cor de alerta quando o AEDOTC necessita atenção.
Abaixo da luz de pronto está um botão liga/desliga 320. Obotão liga/desliga está pressionado para ligar o AED OTC para uso. Paradesligar o AED OTC5 um usuário mantém o botão liga/desliga para baixo porum segundo ou mais. Um botão de informação 322 pisca quando ainformação está disponível para o usuário. O usuário libera o botão deinformação para acessar a informação disponível. Uma luz de prevenção 324pisca quando o AED OTC está adquirindo informação de batida de coraçãodo paciente 14 e ilumina continuamente quando um choque é aconselhado,alertando o usuário 12 e outros que ninguém deve estar tocando o paciente 14durante essa hora. Interação com o paciente 14 enquanto o sinal do coraçãoestá sendo adquirido pode introduzir artefatos não queridos no sinal de ECGdetectado e deve ser evitado. Um botão de choque 326 é liberado para emitirum choque após o AED OTC informa ao usuário 12 que um choque éaconselhado. Uma porta de infravermelho 328 no lado do AED OTC é usadapara transferir dados entre o AED OTC e um computador. Esta porta de dadosé usada para comunicação após um paciente 14 ter sido resgatado e ummédico deseja ter os dados de evento do AED OTC baixados para seucomputador para análise detalhada. Um alto-falante 313 fornece instruções devoz para um usuário 12 para guiar o usuário através do uso do AED OTC paratratar um paciente 14. Uma bíper 330 é fornecida que "bipa" quando o AEDOTC necessita atenção tal como substituição do bloco de eletrodo ou de umanova bateria.
FIGURAS 4-6 são fluxogramas para modificar a qualidadedos avisos audíveis de acordo com as modalidades da presente invenção. Osprocessos das FIGURAS 4-6 serão descritos com referência ao AED 110.Contudo, modificando a qualidade dos avisos audíveis de acordo com umamodalidade da presente invenção pode ser utilizada no AED 110, AED OTC310, assim como outros desfibriladores onde avisos audíveis são usados.
A qualidade dos avisos audíveis pode ser modificada tal queeles são feitos sob medida para um uso particular e para um ambienteparticular no qual o AED 110 é usado. Em uma modalidade, a qualidade dosavisos audíveis pode ser de forma manual selecionada ou trocada a partir deuma qualidade de áudio padrão usando a interface de usuário 214. Assimsendo, um usuário pode escolher entre várias qualidades de avisos audíveis eseleciona um que é adequado para a particular situação. Por exemplo,reprodução de avisos audíveis tendo maior largura de banda e faixa dinâmica(i. e., qualidade de som relativamente boa) pode ser selecionada quandodemonstrando a operação e várias funções do AED 110 em um ambiente quetem ruído ambiente relativamente baixo e onde maior fidelidade de avisosaudíveis será apreciado. Ao contrário, onde o AED 110 está sendo usadodurante uma emergência, avisos audíveis tendo fidelidade de áudio diminuídomas tendo maior clareza audível em um ambiente barulhento pode serselecionado.Em uma outra modalidade, a qualidade dos avisos audíveis éautomaticamente selecionado com base no modo de operação. Comoanteriormente discutido, um AED pode ser operado em vários modos, talcomo modos de demonstração, de administração, de treinamento, e deemergência de operação. Cada um dos modos de operação pode ter umaqualidade de áudio associada. Por exemplo, durante os modos dedemonstração, administração, e treinamento de operação, avisos audíveisrelativamente de alta qualidade podem ser usados, ao passo que os avisosaudíveis de menor qualidade sob medida para clareza aumentada emambientes podem ser usados durante o modo de emergência de operação.
Em uma outra modalidade, os diferentes níveis de audibilidadepodem ser automaticamente selecionados com base no nível de ruídoambiente como detectado pelo microfone 212. Em mais ambientescontrolados com menos ruído ambiente, os avisos audíveis pode serreproduzidos sem aprimoramento. Contudo, onde um limite de ruído éexcedido com base no ruído ambiente detectado pelo microfone 212, a clarezapercebida dos avisos audíveis é aprimorada tal que eles podem ser ouvidossobre o ruído de fundo. Os processos das FIGURAS 4-6 pode ser combinadacom as técnicas descritas anteriormente para determinar se a qualidade dosavisos audíveis deve ser modificada . Será apreciado, contudo, que as técnicasespecificamente discutidas são fornecidas a título de exemplo. Outras técnicaspodem ser combinadas com os processos das FIGURAS 4 - 6 da mesma forma.
FIGURA 4 ilustra um processo 400 para modificar a qualidadede audibilidade e avisos efetuando processamento de sinal nos dados de áudiorepresentando os avisos de áudio antes da reprodução. No passo 402 umarquivo de áudio para os avisos audíveis é recuperado da memória 218 efornecido para o processador de áudio 220. Exemplos de quando o arquivo deáudio é tipicamente recuperado da memória inclui quando liga o AED 110,em resposta à ocorrência de um evento tal como trocar modos de operação,uso antecipado do AED para emitir um choque de desfibrilação, ou emresposta à entrada do usuário através da interface de usuário 214. O arquivode áudio é decodificado pelo processador de áudio 220 em preparação parareprodução dos avisos audíveis no passo 404. No passo 406 umadeterminação é feita se a qualidade dos avisos audíveis é para ser modificada.No caso onde audibilidade não é para ser modificado, indicando reproduçãode um nível padrão de audibilidade, os avisos audíveis são realizados nopasso 408 sem processamento adicional. Contudo, onde a audibilidade é paraser modificado no passo 406, tal como quando o AED 110 está operando emum modo de operação onde clareza aprimorada é necessário ou ruídoambiente como detectado pelo microfone 212 excede um nível de limite,dados de áudio do arquivo de áudio é sinal processado pelo DSP 222 no passo410 para modificar a qualidade de áudio, por exemplo, para aprimorar clarezareduzindo a qualidade de áudio em um ambiente barulhento.
Processamento de sinal diferente agora conhecido ou recémdesenvolvido pode ser utilizado para melhorar a qualidade dos avisosaudíveis. Um exemplo é pegar os dados de áudio dos avisos de áudiorelativamente de alta qualidade e comprimir a largura de banda, eadicionalmente ou alternativamente, comprimir a faixa dinâmica dos avisosde áudio para melhorar a audibilidade em um ambiente barulhento. Um outroexemplo é filtrar por filtro passa baixa os avisos de áudio para removerconteúdo de freqüência baixa. Essas abordagens removem o conteúdo defreqüência que tipicamente torna o som dos avisos de áudio de maiorqualidade. Contudo, o conteúdo de freqüência removido é menos significantequando ouvindo e compreendendo os avisos audíveis sobre condições deambiente barulhento é uma prioridade. Removendo algum do conteúdo defreqüência, o alto-falante de áudio 216 pode ser operado em níveis de volumemaiores sem necessariamente aumentar distorção porque, como é conhecido,níveis de operação do alto-falante e deslocamento do cone diminui comaumento da freqüência. Como um resultado, o sistema de áudio do AED 110pode ser re-sintonizado para orientar os sinais de avisos audíveis processadospara perto da capacidade total para tomar vantagem da energia da largura debanda do sistema de áudio.
FIGURA 5 ilustra um processo 500 para modificar a qualidadede avisos audíveis selecionando um de uma pluralidade de arquivos de áudiopara reprodução. No passo 502 a determinação é feita se a qualidade dosavisos audíveis deve ser modificada. No caso de nenhuma modificação,indicando que a qualidade de áudio padrão é para ser usada, um arquivo deáudio de padrão é recuperado da memória 218 no passo 504 e decodificado nopasso 506 para reprodução dos avisos audíveis no passo 408. Onde aaudibilidade é para ser modificada no passo 502, tal como quando selecionadopelo usuário ou o AED 110 está operando em um modo de operação ondeclareza aprimorada é necessário, um arquivo de áudio alternativo érecuperado da memória 218 no passo 510. O arquivo de áudio alternativo édecodificado no passo 506 para reprodução no passo 508. O arquivo de áudioalternativo pode ser para avisos audíveis que tem um nível diferente dequalidade de áudio do que o arquivo de áudio padrão, tal como maior largurade banda comprimida e menor faixa dinâmica para aumentar a clareza em umambiente barulhento.
Em modalidades alternativas do presente invenção, osprocessos 400 e 500 podem ser combinados com o processo 600 da FIGURA6 para ainda aprimorar a qualidade dos avisos audíveis. O processo 600 aindaaumenta a audibilidade usando ou um volume de reprodução normal ou umvolume de reprodução mais alto. Um volume de reprodução mais alto podemser usado sem aumentar a distorção onde o processamento de sinal doprocesso 400 ou o arquivo de áudio alternativo do processo 500 são feito sobmedida para distorção reduzida para reprodução em um volume aumentado.Antes da reprodução efetiva da audibilidade e dos avisos nos processos 400 e500, no passo 606 a determinação é feita se a audibilidade dos avisos audíveisé para ser modificada. No caso onde audibilidade não é para ser modificado,os avisos audíveis são reproduzidos no passo 608 em um primeiro volume dereprodução (i. e., normal). Contudo, onde audibilidade é para ser modificadano passo 606, tal como quando o ruído ambiente é maior do que um nívellimite, como detectado através do microfone 212, os avisos audíveis sãoreproduzidos no passo 610 em um segundo volume de reprodução (i. e., maisalto).
A partir do precedente será apreciado que, emboramodalidades específicas da invenção foram aqui descritas para propósitos deilustração, várias modificações pode ser feitas sem desviar do espírito eescopo da invenção. Conseqüentemente, a invenção não é limitada excetoconforme através das reivindicações anexas.