CN101553276A - 具有带有暂停以便进行ecg采集的cpr周期的aed - Google Patents

Abstract

描述了一种执行具有CPR暂停周期的复苏协议的除颤器。可以中断该CPR暂停周期，以便采集未被胸部按压伪影污染的ECG信号数据。在采集ECG信号数据之后，CPR周期重新开始并且继续其整个周期。对在CPR周期中断期间所采集的ECG信号数据进行分析，并且，如果识别出可电击节律，则CPR周期一结束就立即启动电击序列。

Description

具有带有暂停以便进行ECG采集的CPR周期的AED

[001]本发明通常涉及医疗装置，并且更具体地，本发明涉及提供组合的除颤和CPR暂停操作模式的自动体外除颤器。

[002]除颤器向心脏给予高振幅电流脉冲，以便恢复正在经历心律失常(诸如心室颤动(“VF”)或不伴有可触知的脉搏的室性心动过速(“VT”))的患者的正常心脏节律和收缩功能。存在多种除颤器，包括手动除颤器和自动体外除颤器(“AED”)。AED与手动除颤器的不同之处在于，AED能够自动地对患者心电图(“ECG”)节律进行分析以确定除颤是否必要。在大多数AED设计中，提示用户按压电击按钮以向患者给予除颤电击。

[003]AED典型地配置为向用户提供视觉提示或音频提示，以执行包括给予电疗以及执行心肺复苏(“CPR”)这两者的医疗协议。研究已表明，早期且广泛的CPR应用能够增加生存机会，特别是对于在进行治疗之前已处于VF很多分钟的患者而言。因此，已开发出复苏协议以检测并治疗VF并且在CPR施予中引导救护者。例如，IB2006/051897号PCT专利申请(Snyder等人)描述了一种具有协议的AED，其基于ROSC评分来选择电击优先协议或CPR优先协议。美国专利6,553,257(Snyder等人)和2006/0116724号美国专利申请公开(Snyder)描述了一种AED，其在CPR暂停周期结束之前为给予电击作好准备，从而在建议进行电击的情况下能够在CPR之后及时给予电击。诸如美国专利7,039,457(Young等人)和2006/0149157号美国专利申请公开(Weil等人)的若干专利提议在施予CPR的同时采集并分析患者的ECG，并且通过伪影的不规则性和高振幅而从由CPR按压创建的伪影辨别出心脏波形。这被认为是优于现有技术方法的改进，其中在12至25秒的“静止”周期中断CPR，同时除颤器不间断地采集并从伪影分析ECG波形，然后，在建议进行电击的情况下给予电击。然而，对VF ECG波形的准确检测仍然对大多数伪影消除技术呈现出严峻挑战。因此，在被接受以进行分析之前，所采集的ECG数据应当针对伪影进行检查。伪影污染的发现会导致对分析窗口的所有数据的拒绝，从而要求对ECG采集的另一尝试，这进一步延迟了治疗。因此，期望使CPR暂停周期期间的时间最大化以便给予胸部按压和通气，同时在建议进行电击的情况下及时可靠地给予电击。

[004]根据本发明的原理，除颤器优选地通过根据小信号胸部阻抗测量感测CPR活动来针对CPR施予中的停顿进行监测。如果检测到停顿，则采集并分析ECG信号数据。如果CPR中未出现停顿，则提示CPR施予中的暂停，并且在所提示的停顿期间采集并分析ECG信号数据。重新开始并完成CPR周期，在这一期间在建议进行电击的情况下给予电击。根据本发明的又一方面，ECG分析用于对成功复苏的V节律评估，并且在指示出成功并且建议进行电击的情况下，立即终止CPR周期以便进行电击给予。

[005]在附图中：

[006]图1是应用于遭受心脏骤停的患者的除颤器的图示说明；

[007]图2是除颤器和电极的图示说明，其中能够实现根据本发明的实施例的组合的监测和CPR暂停操作模式；

[008]图3是图2的除颤器的简化框图；

[009]图4是合并CPR暂停操作模式的除颤器操作协议的流程图；

[010]图5是合并根据本发明的原理的可中断的CPR操作模式的除颤器操作协议的流程图。

[011]首先参考图1，图示说明了由用户12应用以使遭受心脏骤停的患者14复苏的AED 10。在心脏骤停中，患者受到一种危及生命的正常心脏节律中断(通常以VF或不伴有可触知的脉搏的VT(即可电击的VT)的形式)的折磨。在VF中，正常的节律性心室收缩被引起心脏的低效且严重降低的泵血的快速且无规律的颤搐所取代。如果在一般理解为大约8至10分钟的时间范围内未恢复正常节律，患者14将死亡。相反，在VF发作之后，越快能够应用除颤，患者14将幸免于该事件的机会就越好。

[012]由用户12横跨患者14的胸部应用一对电极16，以便从患者的心脏采集ECG信号。然后，AED 10针对心律失常征象对ECG信号进行分析。如果检测到VF，则AED 10向用户12发出建议进行电击的信号。在AED已识别VF或其他可电击节律之后，用户12按压AED 10上的电击按钮以给予除颤脉冲，从而使患者14复苏。

[013]图2图示说明了根据本发明的实施例的除颤器。为了随后的讨论的目的，将除颤器配置为AED 410，并且设计为很小的物理尺寸、很轻的重量以及能够由不具有很高的训练水平或其他只是偶尔使用AED 410的人员操作的相对简单的用户界面。另一方面，由医务人员使用的临床或医院除颤器趋向于更大、更重并且具有能够支持更大数量的手动监测和分析功能的更复杂的用户界面。尽管关于AED中的应用对本发明的本实施例进行了描述，但其他实施例包括不同类型的除颤器(例如手动除颤器以及护理人员或临床除颤器)中的应用。

[014]一对电极416连接至用于插入AED 410的插口428中的连接器426。位于AED 410的顶面上的是通断开关418，通断开关418启动AED 410，并且起动提示用户将电极416应用于患者的过程。状态指示器420提供对除颤器状态和有效电池充电的连续视觉指示。显示器422优选地提供对文本(诸如用户提示)和图形(诸如ECG波形)的显示。如果ECG分析指示出存在可电击节律，则电击按钮424向患者提供电击的给予。通过提示用户手动按压电击按钮424来完成除颤电击的施予。

[015]图3是根据本发明的实施例的AED 410的简化框图。ECG前端502连接至横跨患者14的胸部而连接的这对电极416。ECG前端502可用于对患者心脏所生成的电ECG信号进行放大、缓冲、过滤并将其数字化，以产生数字化ECG样本流。将数字化ECG样本提供给控制器506，其执行分析以检测VF、可电击VT或其他可电击节律。如果检测到可电击节律，控制器506就向HV给予电路508发送信号，以进行充电以便为给予电击作准备。然后，对电击按钮424的按压通过电极416向患者给予来自HV给予电路508的除颤电击。如以下将更详细地描述的，可以将控制器配置为实现组合的除颤和CPR暂停操作模式。

[016]将控制器506耦合以进一步接收来自麦克风512的输入，从而产生语音条。优选地将来自麦克风512的模拟音频信号数字化，以产生可作为事件概要530的部分而存储于存储器518中的数字化音频样本流。用户界面514可以由用于提供用户控制以及视觉提示和可听提示的显示器522、音频扬声器(未示出)和前面板按钮(诸如通断按钮518和电击按钮524)组成。时钟516向控制器506提供用于事件概要530中所包含的时间戳信息的实时时钟数据。由于在治疗患者期间对事件概要530进行了编译，实现为板载RAM、可移动存储卡或不同存储技术的组合的存储器518可用于数字地存储事件概要530。如先前所描述的，事件概要530可以包括数字化ECG样本流、数字化音频样本流或其他事件数据。通常能够通过有线传输或无线传输或者通过移动存储事件概要的可移植数字介质以转移至另一设备来将事件概要移植到另一分析或工作站或除颤器。

[017]根据本发明的原理，还将ECG前端502配置为在控制器506的控制下传输低水平信号以测量患者阻抗。众所周知，在电击给予期间，通过监测电击脉冲的电压和/或电流能够对患者阻抗进行测量。在其他时候，患者阻抗可以通过以下方式进行测量：将低水平信号从一个电极416注入到患者体内，在另一电极上接收对其的响应，并且测量所检测到的响应以确定患者阻抗。在以下所描述的本发明的协议的示例中，为了检测CPR胸部按压的目的，采用低信号注入技术。胸部按压力急剧地改变信号所行进的生理路径，从而引起所接收的信号的可检测到的变化。因此，能够在所述响应中的周期性显著变化被识别为由胸部按压引起的情况下连续地注入小信号。ECG前端502所接收的低水平响应信号在所述变化被注释为胸部按压的情况下由控制器506进行处理，所述胸部按压影响了ECG并使得ECG信号在那时对心律失常分析而言不可靠。

[018]用于检测破坏ECG信号的胸部按压的发生的另一技术为使用由“智能”CPR盘(puck)产生的信号。CPR盘为放置在患者胸部上的垫状设备，并且抵靠该CPR盘施加胸部按压。“智能”CPR盘包含在CPR盘每次接收到胸部按压力时产生信号的传感器(诸如力换能器或加速度计)。参见美国专利6,306,107(Myklebust等人)，其描述了一种使用压力垫作为包含加速度计和力启动开关的CPR盘以确定按压深度的设备。这些信号中的一个或多个可用于本发明的实施方式中，以检测CPR胸部按压的发生。

[019]图4中图示说明了具有包括“CPR暂停”周期的操作模式的AED。由于研究已表明早期CPR对患者康复是至关重要的，这一模式作为AED复苏协议正变得越来越流行。在将电极附接至患者之后，在步骤202，AED对患者的心脏节律进行分析。在分析的过程中，对AED进行预充电，以便为给予电疗作准备。基于该分析，在步骤204做出是否建议给予电疗的确定。如果该分析揭示出患者心脏节律中的“可电击节律”，则建议给予电疗，在步骤206，AED得以完全充电，并且，响应于用户对AED上的电击按钮的按压，给予除颤脉冲以使患者复苏。如果未使患者复苏并且检测到可电击节律，则重复这一序列另外两次，从而得到三次电击的总给予。另一协议为2005年12月16日提交的60/751,268号美国专利申请(Snyder)中所描述的“单次电击”协议。在电击序列208结束时或当在204不建议进行电击时，在212，AED进入CPR暂停周期。由于CPR由救护者执行，使用音频和/或视觉提示来在正确施予CPR方面指导救护者。可以由AED产生同步音调，以指导救护者以正确的速度进行胸部按压。通常，CPR暂停周期在一分钟的数量级上或更长。在接近CPR暂停周期结束时，对AED进行预充电以便为可能的CPR之后的电击给予作准备。在CPR暂停周期结束时，在214再次针对可电击节律对ECG进行分析，并且如果并未检测到可电击节律，则在216解除预充电，并且该过程返回至初始节律分析步骤202。如果在这一步骤中检测到可电击节律，则该协议继续在204建议电击并且在206给予电击。

[020]图5图示说明了包括根据本发明的原理的可中断的CPR周期的除颤器操作协议。在步骤20，AED采集患者的ECG信号并且对ECG数据进行分析以产生自主循环恢复(ROSC)分数的可能性。将ROSC分数与阈值进行比较，以建议更可能成功的治疗协议。参见2006年6月13日提交的IB2006/051897号PCT申请(Snyder等人)，其描述了飞利浦医疗系统的除颤器中所使用的商业上称为“V节律”的这一技术。治疗协议可以是首先电击患者，然后执行CPR。另一可能的治疗协议为在给予电击之前向患者提供CPR。在图5的示例中，步骤24选择“电击优先”协议或“CPR优先”协议。

[021]在步骤30，通过执行ECG分析起动“电击优先”协议。如果作为分析的结果，在32建议进行电击，则在34对AED进行充电以便进行电击，在36，装备AED以便进行电击给予，并且在38，提示救护者给予电击。在电击给予之后，在40，AED进入CPR周期。

[022]在“CPR优先”协议中，在40，AED通过首先提示救护者在患者身上执行CPR而起动。并行地，控制器506监测患者阻抗信号或“智能”CPR盘信号并且寻找能够接收无伪影ECG信号的间隔。短至四秒的ECG采集间隔能够足以实现对ECG数据的快速分析以确定可电击节律是否存在。然而，通常以每分钟约一百次按压的速度给予CPR，并且以这一速度进行的CPR施予将使对采集纯净ECG信号四秒的尝试失败。但是如果救护者被打断或暂停以休息几秒或中断胸部按压以便例如通过口对口的复苏来使患者通气，这一间隔将由连续的稳定的患者阻抗和/或来自CPR盘的按压信号的缺乏而证实，并且在44，可以获取具有足够的持续时间的ECG信号以便进行快速ECG分析。

[023]然而，如果CPR的施予是快速且连续的，在46将不会发生成功的快速ECG分析，并且，在预定周期的CPR施予(诸如足足一分钟)之后，在42提示救护者暂停CPR按压的施予。随着在42中断CPR按压，如患者阻抗或“智能”盘信号所证实的，在44，可以在必要的持续时间内采集纯净ECG信号并对其进行分析。当在46已采集了必要的ECG信号或成功进行了快速ECG分析时，在48提示救护者完成CPR的施予，并且AED处于其CPR暂停模式，直到CPR周期完成为止。可替代地，如果对ECG数据的分析指示出建议进行电击，协议可以终止任何进一步的CPR并且立即进行电击给予34、36、38。在图5的协议中接近CPR周期结束时，如上述美国专利6,553,257(Snyder等人)和2006/0116724号美国专利申请公开(Snyder)中所描述的，可以对HV给予电路308进行预充电。

[024]在CPR周期的结束时，基于快速ECG分析的结果，可能已识别出可电击节律，并且然后在50建议进行电击。在36装备AED并且在38给予电击。其变化由步骤48和步骤44之间的虚线指示，该变化为在CPR周期结束时执行另一ECG采集和快速ECG分析，以验证在建议电击序列之前可电击节律仍然存在。但是如果不建议进行电击，则AED将返回至CPR暂停模式以便施予更多CPR。可替代地，在其他协议中，AED可以进入执行对ECG数据的进一步监测和分析的监测模式。

[025]从前述可以看出，在仅仅中断CPR很短时间的情况下就可以确定对可电击节律的识别。由于在中断期间不施加胸部按压，所采集的ECG数据不会被按压伪影污染，并且对心律失常分析而言是可靠的。结果，在患者已接收整个CPR周期的益处之后立即给出电击建议。

[026]本领域技术人员将很容易想到图5的协议的变化。协议的一种变化为对用于快速ECG分析的ECG数据执行V节律分析52，以确定是否指示出成功的复苏。如果快速ECG分析指示出建议进行电击并且V节律分析指示出电疗很可能获得成功，则在54中断CPR周期。在提示救护者停止CPR的同时，对HV给予电路进行预充电，以便可以快速地装备AED并且给予电击。在确定出成功复苏的很高可能性的情况下，这一变化很可能提供最适合于患者的治疗。

Claims (19)

1、一种用于利用除颤器向心脏骤停的受害者提供复苏治疗的方法，包括：

将除颤电极附接至受试者；

开始CPR周期；

中断所述CPR周期；

在所述中断期间采集ECG数据；以及

重新开始所述CPR周期。

2、如权利要求1所述的方法，还包括：

针对可电击节律对所采集的ECG数据进行分析。

3、如权利要求2所述的方法，还包括：

如果指示出可电击节律，则终止进一步的CPR并且从高压能量源给予电疗。

4、如权利要求2所述的方法，还包括在所重新开始的CPR周期结束时给予电疗。

5、如权利要求3所述的方法，还包括：

针对可以采集未被按压伪影污染的ECG信号的预定持续时间间隔对所述CPR周期进行监测；

如果出现所述预定持续时间，则在所述间隔期间采集ECG数据；并且

如果出现所述预定持续时间，则省略所述CPR周期的所述中断。

6、如权利要求1所述的方法，还包括：

在所述CPR周期期间针对CPR按压进行监测。

7、如权利要求6所述的方法，其中，针对CPR按压进行监测还包括：

监测患者阻抗。

8、如权利要求7所述的方法，其中，监测患者阻抗还包括借助于电极施加低水平信号并且监测对其的响应。

9、如权利要求7所述的方法，其中，针对CPR按压进行监测还包括：

监测响应于胸部按压力而产生的信号。

10、一种执行包括CPR周期的协议的除颤器，包括：

一对电极；

耦合至所述电极的控制器，其用于感测胸部按压；

其中，所述控制器可用于启动CPR周期；以及

其中，所述CPR周期是可中断的，以便采集不包含来自受试者的胸部按压伪影的ECG信号。

11、如权利要求10所述的除颤器，其中，所述控制器用于通过经由电极注入低水平信号并且感测对所述低水平信号的响应来感测胸部按压。

12、如权利要求10所述的除颤器，还包括用于感测胸部按压的传感器，

其中，所述控制器用于通过接收响应于胸部按压力而产生的信号来感测胸部按压。

13、如权利要求10所述的除颤器，还包括：

分析器，其针对可电击节律对所采集的ECG信号进行分析；以及

高压电路，其用于响应于对可电击节律的识别而给予电击。

14、如权利要求10所述的除颤器，还包括：

V节律分析电路，其可用于评估成功复苏的可能性。

15、一种用于利用除颤器向心脏骤停的受害者提供复苏治疗的方法，包括：

将除颤电极附接至受试者；

开始CPR周期，在所述CPR周期期间向所述受试者施加胸部按压；

在所述CPR周期期间，针对可以在不被胸部按压伪影污染的情况下采集ECG信号的间隔进行监测；

在所述CPR周期结束之前，如果未出现这种间隔，则提示中断CPR胸部按压；以及

在所述中断期间采集未被胸部按压伪影污染的ECG信号。

16、如权利要求15所述的方法，还包括：

针对可电击节律执行对所采集的ECG信号的分析。

17、如权利要求16所述的方法，还包括：

在终止所重新开始的CPR周期之前，对除颤器进行预充电；

在终止所述CPR周期之后，如果对所采集的ECG信号的所述分析已指示出可电击节律，则向所述受试者给予除颤电击序列。

18、如权利要求16所述的方法，还包括：

如果对所采集的ECG信号的所述分析已指示出可电击节律，则对所述ECG信号数据进行分析以估计成功复苏的可能性；

如果成功复苏是可能的，则终止任何正在进行的CPR，以便向所述受试者给予除颤电击序列。

19、如权利要求15所述的方法，其中，在所述CPR周期期间进行监测还包括通过对患者阻抗进行监测或对响应于胸部按压力而产生的信号进行监测之一来针对胸部按压进行监测。

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