CN102058473A - 胸外按压强度的判断方法及具有按压能量计算和快速充电的全自动体外除颤器 - Google Patents
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Abstract
本发明涉及一种胸外按压强度的判断方法和采用该方法的具有按压能量计算和快速充电的全自动体外除颤器。所述判断方式为设置用于获取按压压力信号和按压深度信号的按压深度贴，将按压深度贴放置在按压部位对按压深度贴进行按压，通过按压深度贴将按压力传递给患者，依据压力信号和按压深度信号计算按压能量，以按压能量为标判断按压强弱是否适宜。所述除颤器包括除颤器主机和按压深度贴，所述除颤器主机内安装有中央控制电路，所述按压深度贴设有按压深度检测模块和压力检测模块。本发明以按压能量为指标，更好地判断胸外按压的强弱，使判断更准确，适应性更强，其除颤器具有按压能量计算和显示功能，可有效控制按压强度，并且可以有效快速的充电。
Description
技术领域
本发明涉及一种胸外按压强度的判断方法，还涉及一种采用该方法的具有按压能量计算和快速充电的全自动体外除颤器，属医疗技术领域。
背景技术
自动体外除颤器作为一种重要的急救设备，在心脏患者突发事件的抢救过程中，具有不可替代的作用，其中低能量、高成功率和低心肌损伤特性的双相波全自动体外除颤器是继传统单向波自动除颤器之后的又一重要发展趋势，双向波体外自动除颤器不但能及时识别心室颤动，且除颤成功率高，对心肌功能的损伤显著减小，复苏存活者的机体及神经系统功能恢复均佳，且具有携带方便，操作简单，便于适宜各种复杂情况下急救。因此是室颤、室速性心脏骤停的最佳急救设备，得到了复苏医学界的公认。
目前专家已对心脏骤停后及早除颤的重要性达成共识，现有指南建议当院外心脏骤停事件被目击或者发生院内心跳骤停事件时，假如在现场可以立刻获得自动体外除颤器或者人工除颤器的话，急救人员应当立刻进行胸外按压和人工呼吸并及早使用除颤器；当院外心跳骤停事件发生时未被目击，尤其是快速反应时间超过5分钟者，推荐先给予胸外按压和人工呼吸然后再给予电击除颤。然而，目前没有除颤器对胸外按压的能量进行计算，由于不同的医生给患者施加的力量及按压深度不同，可能导致对患者的肺部造成不同程度的影响，因此，具有按压能量计算的AED对指导医师按压具有重要作用。
为进行按压强弱的定量判断，人们提出了一种方法是采用检测按压深度 作为判断指标，但由于不同患者的体形和胖瘦等因素变化较大，对于部分患者适宜的按压深度对其他患者并不适应，因此这种指标的适应范围有限。
发明内容
为克服现有技术的上述缺陷，本发明提供了一种胸外按压强度的判断方法和一种采用该方法的具有按压能量计算和快速充电的全自动体外除颤器，采用这种方法可以更好地判断胸外按压的强弱，采用这种除颤器可以实时提示按压的能量，并对按压强弱作为更为适宜的判断和调整。
本发明实现上述目的的技术方案是：一种胸外按压强度的判断方法，其设置用于获取按压压力信号和按压深度信号的按压深度贴，将按压深度贴放置在按压部位对按压深度贴进行按压，通过按压深度贴将按压力传递给患者，依据所获取的压力信号和按压深度信号计算按压能量，以按压能量为标判断按压强弱是否适宜。
一种具有按压能量计算和快速充电的全自动体外除颤器，包括除颤器主机，其特征在于还包括按压深度贴，所述除颤器主机内安装有中央控制电路，所述按压深度贴设有按压深度检测模块和压力检测模块，所述按压深度检测模块和压力检测模块通过有线或无线方式连接所述中央控制电路。
本发明的有益效果是：实施胸外按压术时，将按压深度贴放置在患者的适应部位，依据现有按压方式在按压深度贴上按压，按压力通过按压深度贴施加在人体上，并通过计算出的按压能量判断按压强弱是否适宜，由于按压能量是涉及按压力和按压深度的综合指标，相对于单纯的按压深度而言，在一定程度上抵消了因胖瘦和其他体形因素导致的差异，可以更好地反映出对患者的按压作用；由于按压深度贴上或按压深度贴内设置了按压深度检测模块和压力检测模块，可以通过适宜的检测信号，通过一定的运算实时获得按压深度信号和压 力信号，由按压深度信号和压力信号计算出按压一次或其他按压时间段内所施加给患者的能量，并通过显示装置实时的显示出来，实施胸外按压术的医生可以根据显示的按压能量判断并按压强弱，以实时进行调节到适宜的范围，由此避免了按压过强或过弱的问题，有利于保证按压效果并避免给患者造成新的伤害；由于本发明采集了按压压力信号和加速度信号，并根据加速度信号可以计算生成按压深度信号，因此输出和显示按压能量数据的同时，还可以将按压压力数据和/或按压深度数据单独或同时输出和显示，由此给有关人员提供更为全面的信息。
附图说明
图1是本发明涉及的除颤器的的外部结构示意图；
图2是一种按压深度贴实施例的结构示意图；
图3是另一种按压深度贴实施例的结构示意图；
图4是第三种按压深度贴实施例的结构示意图；
图5是一种接口电路的示意图；
图6是一种中央控制电路的示意图。
具体实施方式
参见图1-6，本发明提供的具有按压能量计算和快速充电的全自动体外除颤器包括除颤器主机1和按压深度贴2，所述除颤器设有一对除颤用的放电电极3，所述除颤器主机内安装有中央控制电路，所述按压深度贴设有按压深度检测模块和压力检测模块，所述按压深度检测模块和压力检测模块通过有线或无线方式连接所述中央控制电路。实施胸外按压术时将所述按压深度贴放在患者的胸前进行按压，按压力穿过所述按压深度贴传递给患者，安装在所述按压深度贴内和/或上(即所述按压深度贴内、或者所述按压深度贴上、或者所述 按压深度贴内和所述按压深度贴上)的所述按压深度检测模块和压力传感器获得适当的信号，并通过这些信号计算获得一次按压(一个按压周期)内施加在患者身上的能量，由此可以通过按压能量对按压的强弱进行判断。由于不同患者胖瘦等特征不同，采用按压能量数据可以更好地反映出所施加的按压强弱是否适宜。
所述按压深度贴可以采用任意适宜的材料制成适宜于放置在人体胸前以便进行按压的形状，其中应设有可以容纳和固定所述按压深度检测模块和压力检测模块的空间和结构，同时还应有效地传递按压力。
参见图2，所述压力检测模块可以设有用于获得压力信号的压力传感器，所述压力传感器设有用于输出压力信号的压力信号输出端，所述压力检测模块与所述中央控制电路连接方式为所述压力信号输出端与所述中央控制电路的输入接口电路电连接，所述按压深度检测模块可以设有用于获得加速度信号的加速度传感器，所述加速度传感器的信号输出端连接双积分电路的信号输入端，所述双积分电路设有用于输出按压深度信号的按压深度信号输出端，所述按压深度检测模块与所述中央控制电路的连接方式为所述按压深度信号输出端与所述中央控制电路的输入接口电路电连接。通过双积分电路对加速度信号进行两次时间积分运算，即可获得按压深度信号或数据。对于一定频率下的间隔采用，可以采用与两次积分类似的乘积求和方式进行近似按压深度的计算，即将采样获得的加速度乘以采样时间间隔的平方获得一次采样间隔下的深度近似值，将这些近似值求和，即获得一次按压的总深度。
所述电连接可以通过导线(线缆)连接实现，也可以通过印刷电路等方式实现。
所述双积分电路可以由单一的集成电路构成，也可以由顺序连接的第一积 分电路和第二积分电路构成。
所述积分电路可以与所述加速度传感器一同安装在所述按压深度贴内/上，也可以是所述加速度传感器安装在所述按压深度贴内/上，所述双积分电路安装在所述除颤器主机内。
参见图3和图4，所述压力检测模块可以设有用于获得压力信号的压力传感器，所述压力传感器设有用于输出压力信号的压力信号输出端，所述压力检测模块与所述中央控制电路连接方式为所述压力信号输出端与所述中央控制电路的输入接口电路电连接，所述按压深度检测模块可以设有用于接受测距信号的测距信号接收器，所述测距信号接收器的信号输出端连接测距运算电路的输入端，所述测距运算电路设有用于输出按压深度信号的按压深度信号输出额端，所述按压深度检测模块与所述中央控制电路的连接方式为所述按压深度信号输出端与所述中央控制电路的输入接口电路电连接。通过设置一个在固定位置发生测距信号的发射器与所述的测距信号接收器配合，可以采用适宜的现有技术计算出所述测距信号接收器在按压起始位置(未按压时的位置)和按压终止位置(最大位置)的位移，就可以获得按压深度信号或数据。
因此，通常还应包括与所述测距信号接收器配套的测距信号发射器，所述测距信号发射器可以为用于固定安装在患者体下或体上垂直方向的垂直测距信号发射器(参见图3)或者为用于固定安装在患者侧向的侧向测距信号发射器(参见图4)。在图3所示的实施例中，可以通过测距信号自发射至接收的时间间隔计算出所述测距信号接收器相对于测距信号发射器的垂直距离d1(相对高度)，按压起始位置的相对高度与按压终止位置的相对高度之差即为一次按压的按压深度。在图4所示的实施例中，可以通过测距信号自发射至接收的时间间隔计算出所述测距信号接收器相对于所述测距信号发射器的距离l1，并 通过实际测量或定位的方式确定所述测距信号接收器至所述测距信号发射器之间的水平距离a，通过直角三角形各边的关系计算出所述测距信号接收器相对于所述测距信号发射器之间的垂直距离d1(相对高度)，按压起始位置的相对高度与按压终止位置的相对高度之差即为一次按压的按压深度。
所述测距运算电路与所述测距信号接收器可以一同安装在所述按压深度贴内/上，也可以是所述测距信号接收器安装在所述按压深度贴内/上，所述测距运算电路安装在所述除颤器主机内。
参见图6，所述中央控制电路通常可以设有处理器模块和配套的输入接口电路。参见图5，所述输入接口电路设有压力信号采样保持器、按压深度信号采样保持器、多路选择器和模/数转换电路，所述压力信号采样保持器设有用于接入压力信号的压力信号输入端，所述按压深度采样保持器设有用于接入所述按压深度信号的按压深度信号输入端，所述压力信号采样保持器的输出端和所述按压深度采样保持器的输出端通过所述多路选择器接入所述模/数转换电路的输入端，所述模/数转换电路的输出端接入所述处理器模块。通过这种电路结构，可以使两个采样保持器保持同一时间点上的压力信号和按压深度信号，并依次送入处理器模块，以便对同一时间点上的压力信号和按压深度信号进行运算，获得相应的按压能量。
所述中央控制电路还可以设有用于根据按压深度和压力计算出按压能量数据的能量计算模块，所述能量计算模块与所述处理器模块连接，在处理器模块的控制下进行相应的运算。由于能量(功)为力乘以位移，由此可以采用积分的方式计算一次按压的总能量，或者采用乘积求和的方式计算出总能量的近似值。
上述各种运算均可以采用现有技术，可以采用具有相应运算功能的硬件电 路实现，也可以在微处理器或芯片上运行相应的软件实现。
通常，可以设有为各用电部分供电的电源管理电路。
所述处理器模块还可以连接有用于放电除颤的放电模块、用于给所述放电模块充电的充电模块、用于获得心电检测信号的心电检测模块、用于人工输入的控制面板和用于图像和文字显示的显示器，以实现对充电和放电的控制、获得实时的心电信号、对相关信息进行显示以及对有关参数进行人工输出。
所述放电模块可以包括蓄能电容和连接所述蓄能电容的放电电极，并设有由所述处理器模块控制的放电开关电路，通过放电开关电路可以对放电时间等进行控制。
所述充电模块可以包括充电变压器，经过所述充电变压器形成足够的高压对所述蓄能电容进行充电。所述充电变压器的初级通过高频开关连接直流充电电源，以便形成高频脉冲，所述充电变压器的次级通过整流电路连接所述蓄能电容，由此可以形成高压直流对蓄能电容进行充电。所述高频开关可以设有由所述处理器模块控制的高频开关驱动电路，以便控制充电过程。
所述充电模块可以设有用于获得所述充电变压器的磁能存储数据的磁能储存检测电路、用于获得充电过程中所述充电变压器的磁能释放数据的磁能释放检测电路以及用于获得所述充电变压器的电流数据的电流采样检测电路。所述放电模块可以设有用于获得所述蓄能电容的电压数据的电压采样检测电路。所述磁能储存检测电路、磁能释放检测电路、电流采样检测电路和电压采样检测电路连接所述处理器模块，由所述处理器模块进行采样控制，并将采用信号送入所述处理器模块，用作控制充放电过程的依据。由于设置了磁能储存检测电路，可以检测变所述充电压器储存的磁能，防止充电变压器工作在磁饱和状态，提高充电效率；由于设置了磁能释放数据检测电路，可以检测所述充电变 压器释放磁能向所述蓄能电容充电的状态，防止充电变压器磁能释放的后期以非常低的效率向蓄能电容充电，提高充电速度；由于设置了电流采样检测电路，可以防止充电变压器工作在磁饱和状态，提高充电效率。
Claims (10)
1.一种胸外按压强度的判断方法，其特征在于设置用于获取按压压力信号和按压深度信号的按压深度贴，将按压深度贴放置在按压部位对按压深度贴进行按压，通过按压深度贴将按压力传递给患者，依据压力信号和按压深度信号计算按压能量，以按压能量为标判断按压强弱是否适宜。
2.一种具有按压能量计算和快速充电的全自动体外除颤器，包括除颤器主机，其特征在于还包括按压深度贴，所述除颤器主机内安装有中央控制电路，所述按压深度贴设有按压深度检测模块和压力检测模块，所述按压深度检测模块和压力检测模块通过有线或无线方式连接所述中央控制电路。
3.如权利要求2所述的具有按压能量计算和快速充电的全自动体外除颤器，其特征在于所述压力检测模块设有用于获得压力信号的压力传感器，所述压力传感器设有用于输出压力信号的压力信号输出端，所述压力检测模块与所述中央控制电路连接方式为所述压力信号输出端与所述中央控制电路的输入接口电路电连接，所述按压深度检测模块设有用于获得加速度信号的加速度传感器，所述加速度传感器的信号输出端连接双积分电路的信号输入端，所述双积分电路设有用于输出按压深度信号的按压深度信号输出端，所述按压深度检测模块与所述中央控制电路的连接方式为所述按压深度信号输出端与所述中央控制电路的输入接口电路电连接。
4.如权利要求3所述的具有按压能量计算和快速充电的全自动体外除颤器，其特征在于所述双积分电路由单一的集成电路构成或者由顺序连接的第一积分电路和第二积分电路构成，所述积分电路与所述加速度传感器一同安装在所述按压深度贴内/上，或者所述加速度传感器安装在所述按压深度贴内/上，所述双积分电路安装在所述除颤器主机内。
5.如权利要求2所述的具有按压能量计算和快速充电的全自动体外除颤器，其特征在于所述压力检测模块设有用于获得压力信号的压力传感器，所述压力传感器设有用于输出压力信号的压力信号输出端，所述压力检测模块与所述中央控制电路连接方式为所述压力信号输出端与所述中央控制电路的输入接口电路电连接，所述按压深度检测模块设有用于接受测距信号的测距信号接收器，所述测距信号接收器的信号输出端连接测距运算电路的输入端，所述测距运算电路设有用于输出按压深度信号的按压深度信号输出端，所述按压深度检测模块与所述中央控制电路的连接方式为所述按压深度信号输出端与所述中央控制电路的输入接口电路电连接。
6.如权利要求5所述的具有按压能量计算和快速充电的全自动体外除颤器，其特征在于还包括与所述测距信号接收器配套的测距信号发射器，所述测距信号发射器为用于固定安装在患者体下或体上垂直方向的垂直测距信号发射器或者为用于固定安装在患者侧向的侧向测距信号发射器，所述测距运算电路与所述测距信号接收器一同安装在所述按压深度贴内/上，或者所述测距信号接收器安装在所述按压深度贴内/上，所述测距运算电路安装在所述除颤器主机内
7.如权利要求2、3、4、5或6所述的具有按压能量计算和快速充电的全自动体外除颤器，其特征在于所述中央控制电路设有处理器模块和配套的输入接口电路，所述输入接口电路设有压力信号采样保持器、按压深度信号采样保持器、多路选择器和模/数转换电路，所述压力信号采样保持器设有用于接入压力信号的压力信号输入端，所述按压深度采样保持器设有用于接入所述按压深度信号的按压深度信号输入端，所述压力信号采样保持器的输出端和所述按压深度采样保持器的输出端通过所述多路选择器接入所述模/数转换电路的输入端，所述模/数转换电路的输出端接入所述处理器模块。
8.如权利要求7所述的具有按压能量计算和快速充电的全自动体外除颤器，其特征在于所述中央控制电路设有用于根据按压深度和压力计算出按压能量数据的能量计算模块，所述能量计算模块与所述处理器模块连接。
9.如权利要求8所述的具有按压能量计算和快速充电的全自动体外除颤器，其特征在于还设有为各用电部分供电的电源管理电路，所述处理器模块连接有用于放电除颤的放电模块、用于给所述放电模块充电的充电模块、用于获得心电检测信号的心电检测模块、用于人工输入的控制面板和用于图像和文字显示的显示器，所述放电模块包括蓄能电容和连接所述蓄能电容的放电电极，并设有由所述处理器模块控制的放电开关电路，所述充电模块包括充电变压器，所述充电变压器的初级通过高频开关连接直流充电电源，次级通过整流电路连接所述蓄能电容，所述高频开关设有由所述处理器模块控制的高频开关驱动电路。
10.如权利要求9所述的具有按压能量计算和快速充电的全自动体外除颤器，其特征在于所述充电模块设有用于获得所述充电变压器的磁能存储数据的磁能储存检测电路、用于获得充电过程中所述充电变压器的磁能释放数据的磁能释放检测电路以及用于获得所述充电变压器的电流数据的电流采样检测电路，所述放电模块设有用于获得所述蓄能电容的电压数据的电压采样检测电路，所述磁能储存检测电路、磁能释放检测电路、电流采样检测电路和电压采样检测电路连接所述处理器模块。
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Denomination of invention: Judging method of chest compression intensity and automatic external defibrillator with compression energy calculation and fast charging Effective date of registration: 20210705 Granted publication date: 20130501 Pledgee: Beijing finance Company limited by guarantee Pledgor: BEIJING M&B ELECTRONIC INSTRUMENTS Co.,Ltd. Registration number: Y2021990000580 |
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