CN105188841B - 使用肢体导联以用于无伪影ecg 的除颤器和方法 - Google Patents
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Abstract
即使当在患者处存在单独的一组治疗垫时也将来自肢体导联电极的ECG信号用于显示和监测的除颤器和方法。肢体导联ECG信号用于显示并用于确定电疗是否是必须的。所述确定是所述电疗的装备和递送的前提条件。
Description
技术领域
本发明总体上涉及一种用于在心肺复苏(CPR)的应用期间监测对象心律的改进的方法、装置和系统。更具体地，本发明涉及一种能够自动从具有减少的CPR噪声伪影的多组心电图(ECG)电极中选择一组以用于显示和用于在确定是否指示电疗电击中使用的医学设备。如果所述设备是除颤器，则该方法能够基于从较低噪声电极组获得的电击建议来控制设备电疗电路。
背景技术
心搏骤停(SCA)在美国是死亡的主要原因。在心搏骤停(SCA)患者的大约40％中，所观察到的最初心律是心室纤颤(VF)。CPR是用于SCA的协议处置，其包括胸部按压和在患者中提供循环的通气。除颤被内插在CPR的一段时间之间，以便处置潜在的VF。
除颤器向心脏递送高压脉冲，以便恢复其正经历心律失常(例如，VF或不伴随有自发循环的室性心动过速(VT))的患者中的正常的节律和收缩功能。存在若干种类的除颤器，包括手动除颤器、可植入除颤器和自动的外部除颤器(AED)。AED与手动除颤器的区别在于，AED能够自动分析ECG节律以确定除颤是否是必须的。
图1是正由用户12应用以使遭受心脏停搏的患者14复苏的除颤器10的图示。在心搏骤停中，患者被对正常心律的威胁生命的中断折磨，所述中断通常呈以VF或不伴有自发循环的VT(即，可电击VT)的形式。在VF中，正常节律的心室收缩被快速的、不规律的颤搐替代，所述颤搐导致心脏的无效和严重减少的泵送。如果正常节律未在普遍理解为约8至10分钟的时帧之内被恢复，则患者将可能死亡。相反，循环能够在VF的发作之后(经由CPR和除颤)恢复得越快，患者14将会生存下来的机会更好。除颤器10可以呈以能够由第一响应者使用的AED的形式。除颤器10也可以呈以用于由医务辅助人员或其他高度训练的医学人员使用的手动除颤器的形式。
根据本公开内容的示范性实施例，电疗电极16被用户12应用跨过患者14的胸部，以便提供除颤电击。相同的电疗电极16也能够采集来自患者的心脏的ECG信号。除颤器10然后针对心律失常的征兆分析ECG信号。如果VF被检测到，则除颤器10向用户12用信号传达建议电击。在检测到VF或其他可电击节律之后，用户12然后按压除颤器10上的电击按钮，以递送除颤脉冲来使患者14复苏。除颤器10也能够将来自治疗电极16的ECG显示在屏幕上，使得用户12能够手动评估基础心律。当前可用的AED设备通常能够接收仅来自这样的电疗电极16的ECG输入。
同样通过图1的除颤器10例示的更先进的除颤器也可以提供要被应用于患者躯干和肢体上的标准定位的第二组监测电极18。监测电极18不能够用于递送电疗，而往往用于提供从各种心脏轴线或导联获得的延长的和更准确的ECG信号。这些ECG信号也可以被显示在除颤器10屏幕上。
现有的先进的除颤器可以能够同时接收来自治疗电极和监测电极两者的输入。然而，在这种情况下，所有这样的除颤器都默认为显示治疗电极ECG。而且，已知的是，不管监测电极是否被附接，所有这样的现有技术除颤器都全然使用治疗电极导出的ECG以用于分析。
图2图示了针对除颤和针对心脏监测而相对于成年患者的普遍标准的电极定位。胸骨治疗垫22通常应用于患者14右锁骨上面。顶点治疗垫24应用于患者的左下躯干上，使得除颤电流路径经过患者的心脏。标准的ECG监测电极包括如所指示的那样被放置在患者的肢端和/或下躯干上的右臂(RA)肢体导联32’、左臂(LA)肢体导联32”、左腿(LL)肢体导联32”’和右腿(RL)肢体导联32””。胸部导联监测电极34通常被布置为更靠近且在心脏位置上面。用于提供手动CPR按压的普遍标准的位置被示为区域26。从图2能够看出，CPR区域26沿着胸骨电极22与顶点电极24之间的轴线位于中间或大约中间处，该轴线一般与标准的导联II轴线相关。
CPR期间的胸部按压趋向于创建在从胸部上的治疗除颤垫采集的ECG波形上的信号伪影。ECG波形上的CPR伪影一般来自四个主要来源。首先，伪影起因于归因于电极-皮肤接触的变化而引起的阻抗的变化。其次，趋向于在CPR期间发生的皮肤的伸展诱发电势能。而且，肌肉电势(EMG)通常由应用于胸部肌肉的CPR力诱发。肌肉电势通常也由间接应用于心脏肌肉的CPR力诱发。如先前所提及的，应用于患者的胸部的多功能ECG/除颤治疗垫在CPR按压被递送的胸骨附近。由于这种邻近，以上来自噪声来源的伪影能够是相当大的。
按压伪影应当被滤波，或者停止按压以用于抢救者或自动电击建议算法观察基础ECG节律以确定电击是否应当被应用。否则，该伪影趋向于掩蔽基础ECG节律，使抢救者或自动电击建议算法难以确定是否应当给予患者除颤电击。
图3示出了来自其基础节律为VF的心搏骤停(SCA)患者的示范性23秒ECG条带。波形的第一半部分50在CPR期间被记录，并且因此示出了重叠在VF信号上面的CPR伪影信号。第二半部分60在CPR已经被暂停之后被记录，并且因此示出了没有任何CPR伪影信号的VF信号。如所见，在CPR期间，在ECG上诱发的胸部按压伪影掩蔽基础VF节律。电击建议算法能够被在左侧50上的CPR伪影欺骗而错误地推荐无电击建议。然而，对于右侧60，由于ECG上不存在CPR伪影，因此电击建议算法能够准确地检测VF节律并建议电击。
但是，已经表明允许这样的无伪影ECG分析的CPR按压的中断能够对患者有害。现在应当理解，心脏灌注压力在CPR暂停期间迅速下降，并且在CPR按压被重新进行之后、在心脏灌注压力返回到治疗水平之前花费约15秒。图4图示了当CPR被暂停时发生的心脏灌注压力的下降、以及在CPR被重新进行之后重新得到峰值压力所要求的显著次数的按压。CPR暂停已经被进一步示为不利地影响在电击递送之后的自发循环的恢复的概率。
已经开发了多种试图在CPR按压期间确定准确的ECG测量的方法。例如，标题为“TRUE ECG MEASUREMENT DURING CARDIO PULMONARY RESUSCITATION BY ADAPTIVEPIECEWIES STITCHING ALGORITHM”的美国专利公布2011/0105930A1公开了使用滤波器来从ECG去除CPR伪影。Halperin等人的标题为“ECG SIGNAL PROCESSOR AND METHOD”的美国专利号7818049B2额外地教导了使用来自将手持式CPR力传感器的输入来辅助对来自ECG的伪影进行滤波。这些滤波方法都不适于在确定自动电击决定时使用或不适于诊断心脏状况。
因此，所需要的是用于显示ECG和用于在存在CPR诱发的噪声伪影的情况下诊断可电击心律的改进的装置和方法。需要的解决方案将允许在CPR与除颤之间的暂停更短或甚至被消除。具有最小CPR伪影噪声的ECG波形能够使经训练的用户能够经由显示器快速地诊断可电击节律，或将使自动电击建议算法更准确。
发明人已经研究了来自肢体导联的ECG信号与来自除颤治疗垫的ECG信号之间的差异，已经获悉来自肢体导联电极而非垫的ECG能够包含显著较少的CPR伪影。应用该获悉的信息，发明人已经发明了如本文中所描述的即使当治疗垫存在时也将来自肢体导联电极的ECG用于ECG的显示和监测的除颤器和方法。本发明的示范性实施例能够对手动电击建议和自动电击建议两者都是有用的。
发明内容
根据本发明的原理，描述了用于在对象的心脏复苏期间在除颤器上选择性地显示ECG的设备、系统和方法的示范性实施例。例如，所述方法的示范性实施例能够包括以下步骤：提供具有显示器、治疗电极连接器、监测电极连接器、处理器以及控制器的除颤器，所述处理器能够用于响应于来自所述治疗电极连接器和所述监测电极连接器中的任何一个的输入而获得ECG，所述控制器能够用于感测治疗电极到所述治疗电极连接器的连接，并且能够用于感测监测电极到所述监测电极连接器的连接；显示从所述治疗电极连接器获得的ECG；感测一组治疗电极到所述治疗电极连接器的连接和一组监测电极到所述监测电极连接器的连接两者；并且响应于所述感测的步骤而将对从所述治疗电极连接器获得的ECG的显示自动转变为对从所述监测电极连接器获得的ECG的显示。所述方法可以任选地包括在所述ECG被确定为无噪声时切换回到对所述治疗电极ECG的所述显示。
本发明的另一目的是描述了一种用于在对象的心脏复苏期间操作除颤器的改进的方法，所述方法的示范性实施例能够包括以下步骤：提供具有治疗电极连接器、监测电极连接器、处理器以及控制器的除颤器，所述处理器能够用于响应于来自所述治疗电极连接器和所述监测电极连接器中的任何一个的输入而获得ECG，并且还能够用于分析所获得的ECG以确定是否指示电疗，所述控制器能够用于感测治疗电极到所述治疗电极连接器的连接，并且能够用于感测监测电极到所述监测电极连接器的连接；分析从所述治疗电极连接器获得的ECG；感测一组治疗电极到所述治疗电极连接器的连接和一组监测电极到所述监测电极连接器的连接两者；并且响应于所述感测的步骤而将对从所述治疗电极连接器获得的ECG的分析自动转变为对从所述监测电极连接器获得的ECG的分析。所述方法可以任选地包括在所述ECG被确定为无噪声时切换回到对所述治疗电极ECG的所述分析。
本发明的又另一目的是描述了一种包括上述的改进的ECG分析方法的除颤器。例如，所述除颤器的示范性实施例能够包括：治疗电极连接器，其能够用于连接到一组电疗电极；监测电极连接器，其能够用于连接到一组监测电极；处理器，其能够用于分析从所述电疗电极或所述监测电极中的任何一个获得的ECG，并基于所获得的ECG来确定电击决定；感测单元，其能够用于感测所述一组监测电极到所述监测电极连接器的连接，并且还能够用于响应于所感测的连接基于从所述监测电极获得的所述ECG来自动选择电击决定；以及高压电击递送电路，其能够用于响应于基于从所述监测电极获得的所述ECG的所述电击决定而经由所述治疗电极连接器和电疗电极来递送电疗电击。所述感测单元能够是硬件逻辑单元、软件逻辑单元、或两者的组合。例如，所述感测单元能够包括一个或多个传感器和/或控制器。另外，传感器能够包括控制器。所述除颤器能够任选地包括用于所述治疗电极输入的伪影检测器，其中，所述感测单元能够用于在噪声伪影的水平低于预定的噪声水平时将所述电击决定来源切换回到所述治疗电极ECG。
本发明的又另一目的是描述了一种包括上述的改进的ECG显示方法的除颤器。所述除颤器的示范性实施例能够包括：治疗电极连接器，其能够用于连接到一组电疗电极；监测电极连接器，其能够用于连接到一组监测电极；处理器，其能够用于从所述电疗电极或所述监测电极中的任何一个获得ECG；感测单元，其能够用于感测所述一组监测电极到所述监测电极连接器的连接，并且还能够用于响应于所感测的连接而自动选择从所述监测电极获得的所述ECG以用于显示；以及显示器，其能够用于显示所选择的ECG。所述感测单元能够是硬件逻辑单元、软件逻辑单元、或两者的组合。例如，所述感测单元能够包括一个或多个传感器和/或控制器。另外，传感器能够包括控制器。所述除颤器能够任选地包括用于所述治疗电极输入的伪影检测器，其中，所述感测单元能够用于在噪声伪影的水平低于预定的噪声水平时切换回到对所述治疗电极ECG的所述显示。
附图说明
在附图中：
图1是供遭受心脏停搏的患者使用的除颤器的示范性图示。
图2是用于除颤和用于心脏监测的相对于成年患者的普遍标准的电极定位的示范性图示。
图3是来自其基础心律为VF的心搏骤停(SCA)患者的23秒ECG条带的示范性图示。
图4是当CPR被暂停时趋向于发生的心脏灌注压力的下降、以及在CPR被重新进行之后重新得到峰值压力通常所要求的显著次数的按压。
图5是不具有心律(即，心搏停止)的患者上的与CPR有关的噪声伪影的示范性图示，其中，ECG信号是从治疗垫获得的。
图6是从监测电极获得的、不具有ECG(即，心搏停止)的患者上的与CPR有关的噪声伪影的示范性图示。
图7是针对治疗垫和针对监测电极的CPR伪影噪声水平的并排比较的示范性图示。
图8是从治疗垫获得的、利用从CPR按压传感器获得的胸部力信号标绘的、不具有ECG(即，心搏停止)的患者上的与CPR有关的噪声伪影的示范性图示。
图9是从监测电极获得的、利用从CPR按压传感器获得的胸部力信号标绘的、不具有ECG(即，心搏停止)的患者上的与CPR有关的噪声伪影的示范性图示。
图10是从治疗垫获得的、利用从CPR按压传感器获得的胸部力信号标绘的、具有心律的患者上的与CPR有关的噪声伪影的示范性图示。
图11是从监测电极获得的、利用从CPR按压传感器获得的胸部力信号标绘的、具有心律的患者上的与CPR有关的噪声伪影的示范性图示。
图12是根据本发明的原理构造的除颤器的示范性方框图。
图13是根据本发明方法的一个实施例的过程流程图的示范性图示，示出了确定ECG的显示来源的方法。
图14是根据本发明方法的一个实施例的过程流程图的示范性图示，示出了确定除颤器的电击分析来源的方法。
具体实施方式
进一步参考附图，图5图示了来自不具有基础心律的对象患者的示范性23秒ECG条带。顶部面板指示在CPR期间从治疗垫获得的ECG信号。ECG轨迹52指示在治疗垫上的纯粹的CPR伪影。底部面板示出了垫之间的阻抗，其中，每个垫对应于CPR按压。因此，底部轨迹54指示纯粹的CPR诱发的治疗垫阻抗。由图5能够看出在垫ECG中的大的对应的振荡(>20毫伏(mV))，该振荡是CPR伪影。ECG幅度尺度为-16到16mV。对应的阻抗变化在+113毫欧姆(mOhm)与92mOhm之间，其中，阻抗幅度尺度为+113.82到+83.82mOhm。
图6图示了来自不具有基础心律的对象患者的另一示范性23秒ECG条带。该顶部面板指示在CPR期间从导联II监测电极获得的ECG信号。ECG轨迹62指示在监测电极上的纯粹的CPR伪影。底部面板示出了治疗垫之间的阻抗，其中，每个峰值同样对应于CPR按压。因此，底部轨迹64指示纯粹的CPR诱发的治疗垫阻抗。由图6能够看出在监测电极ECG中的更小的对应的振荡(大约1mV)，该振荡是CPR伪影。ECG幅度尺度为-16到16mV。对应的阻抗在+198mOhm与95mOhm之间变化，其中，阻抗幅度尺度为+198.232到+48.232mOhm。人们能够推断在监测电极上的ECG上的纯粹的CPR诱发的伪影的幅值比在治疗垫上的更小。
图7图示了针对治疗垫和针对监测电极的在更长的时帧上的CPR伪影噪声水平的并排比较。在第一半部分中的两组大的振荡72是来自垫的ECG；在右半部分上的较小的振荡74来自导联II监测电极。这里能够再次看出，在监测电极上的ECG上的纯粹的CPR诱发的伪影的幅值比在治疗垫上的更小。
图8图示了从治疗垫获得的、利用从CPR按压传感器(例如，从由马萨诸塞州安杜佛的飞利浦医学系统制造的Q-CPR传感器)获得的胸部力信号标绘的、不具有ECG(即，心搏停止)的患者上的与CPR有关的噪声伪影。约10秒ECG条带是从不具有基础心律的对象患者获得的。顶部面板指示在CPR期间从治疗垫获得的ECG信号。ECG轨迹82指示在治疗垫上的纯粹的CPR伪影。中央面板示出了垫之间的阻抗，其中，每个峰值对应于CPR按压。因此，中间轨迹84指示纯粹的CPR诱发的治疗垫阻抗。由图8能够看出在垫ECG中的大的对应的振荡(>8mV)，该振荡是CPR伪影。ECG幅度尺度为-4到4mV。对应的阻抗变化为大约6.25mOhm，其中，阻抗幅度尺度为+123.3到+103.3mOhm。ECG中的主要振荡对应于CPR按压，其位置通过在底部面板中示出的阻抗和胸部力传感器轨迹86中的振荡来示出。
图9图示了从监测电极获得的、利用从CPR按压传感器获得的胸部力信号标绘的、不具有ECG(即，心搏停止)的患者上的与CPR有关的噪声伪影。顶部面板指示在CPR期间从监测电极导联II获得的ECG信号。ECG轨迹92指示在监测电极导联II上的纯粹的CPR伪影。中央面板示出了治疗垫之间的阻抗，其中，每个峰值对应于CPR按压。因此，中间轨迹94指示纯粹的CPR诱发的治疗垫阻抗。由图9能够看出在监测电极ECG中的更小的对应的振荡，该振荡是CPR伪影。ECG幅度尺度再次为-4到4mV。对应的阻抗变化为大约2.5mOhm，其中，阻抗幅度尺度为+123.3到+103.3mOhm。ECG中的次要振荡对应于CPR按压，其位置通过在底部面板中示出的阻抗和胸部力传感器轨迹96中的振荡来示出。
图10图示了从被放置在具有心律的患者上的治疗垫获得的与CPR有关的噪声伪影。再一次，ECG轨迹102被利用垫-垫阻抗信号104和从CPR按压传感器获得的胸部力信号106来进行标绘。ECG幅度尺度为-2到2mV。对应的阻抗变化为大约3.1mOhm，其中，阻抗幅度尺度为+143.8到+93.8mOhm。类似在图8中，ECG中的主要振荡对应于CPR按压，其位置通过阻抗和胸部力中的振荡来示出。ECG中的基础心律被CPR伪影有效地掩盖。
相比之下，图11图示了从被放置在具有心律的患者上的导联II处的监测电极获得的与CPR有关的噪声伪影。类似于在图8-10中，ECG轨迹112被利用治疗垫-垫阻抗信号114和从CPR按压传感器获得的胸部力信号116来进行标绘。ECG幅度尺度为-2到2mV。在这里观察到，仅ECG中的次要振荡由CPR按压引起，其位置通过阻抗和胸部力中的振荡来示出。尽管有CPR按压，但是基础心律在ECG中也是清晰的。
发明人已经从前述数据获悉，与来自相对较大的多功能治疗垫的ECG相比，来自被放置在患者的肩部和下腹部上的相对较小的监测电极的ECG一般具有更少的CPR伪影。应当注意，来自监测电极的ECG仍然可以包含某些残余的CPR伪影(如在以上附图中所见)，并且因此仍然可以受益于额外的滤波，例如，在2012年6月1日递交的标题为“Method andApparatus for Analyzing Cardiac Rhythm During CPR”的美国申请号61/654143中所描述的滤波，通过引用将其整个公开内容并入本文。
为该描述的方便，对来自肢体导联电极的ECG的显示和使用被称为“导联视图”特征。
高级生命支持(ALS)除颤器或基础生命支持(BLS)AED设备可以被制造为具有导联视图选项。除颤器一般必须允许来自多功能垫和肢体导联电极两者的输入。当前的ALS除颤器具有这种能力，但是据认为这对于AED设备来说将是新的能力。当垫和导联电极两者都应用于患者时，对于显示和到电击建议算法的输入两者来说，优先权被给予来自导联电极的ECG。
现在转向图12，图示了根据本发明的原理构造的除颤器200的示范性实施例的方框图。除颤器200的一个实施例包括以手动模式操作的ALS除颤器或能够显示ECG的BLSAED。当除颤器200感测到一组治疗垫202和肢体导联监测电极222两者都被附接到患者时，除颤器200将ECG的来源从治疗垫自动转变为肢体导联电极，以用于在显示器240上进行显示。这能够准许经训练的抢救者在连续的胸部按压期间观看具有最少CPR噪声伪影的基础心律。此外，如果除颤器200配备有CPR伪影减少算法，则ECG波形显示器240可以示出来自监测电极的在通过该算法进行滤波之后的ECG。
除颤器200包括两个单独的电极连接器，所述两个单独的电极连接器运载两种不同的ECG数据流。治疗垫连接器204将除颤器200可操作地连接到该组治疗垫202。来自治疗垫202的信号经由垫连接器204被传递到治疗垫ECG前端206，所述治疗垫ECG前端206将信号转换成垫ECG数据流。垫ECG数据然后被提供给处理器208。
类似地，监测电极连接器224将除颤器200可操作地连接到肢体导联电极222。优选地，肢体导联电极222能够用于以标准的肢体导联取向被设置在患者上。来自肢体导联电极222的信号经由电极连接器204被传递到监测电极ECG前端226，所述监测电极ECG前端22将信号转换成导联电极ECG数据流。电极ECG数据被传递到处理器208。
根据本公开的示范性实施例，任选的伪影噪声检测器210可以被设置为与垫前端206并行地接收来自治疗垫202的ECG信号。伪影检测器210能够操作用于获得噪声伪影的水平，包括从垫获得的在ECG上的与CPR有关的噪声伪影。用于确定噪声伪影的一种这样的电路在ThomasJ.Lyster的标题为“Method and Apparatus for Detecting Artifacts UsingCommon-Mode Signals in Differential Signal Detectors”的共同受让的美国专利5902249中进行了描述，通过引用将其整个公开内容并入本文。备选地，伪影检测器210可以如在前面提到的美国申请号61/654143中所描述的那样进行设置，通过引用将其整个公开内容并入本文。噪声检测器210的输出可以是垫噪声水平或对所获得的噪声伪影的水平是否低于预定的噪声水平的确定。所述确定指示CPR未正被执行和/或垫ECG对于进一步使用来说是充分无噪声的。噪声检测器210水平/决定被提供给处理器208。
处理器208能够对从治疗垫和监测电极获得的ECG流执行若干功能。例如，首先，处理器208将ECG流布置成适合于显示的形式。处理器208也能够对每个ECG流执行分析，以例如诊断具体的心脏状况，并为显示器240提供对应的输出指示。在本发明的一个示范性实施例中，处理器208能够将两个ECG流都布置成在显示器240上同时显示的形式。处理器208还能够被设置为在显示之前对ECG流进行滤波，使得噪声伪影在所显示的ECG中被去除或被减少。处理器208还能够使用来自伪影噪声检测器210的信号来对ECG流中的一个或两个进行滤波。最后，响应于ECG流和/或噪声检测器210输入，处理器208能够确定噪声伪影的水平以用于在显示器240上进行指示，例如，提供“检测到CPR”或“有噪声的ECG、核查电极”的信息。优选地，处理器208提供来自每个ECG来源的显示输出(在图12中用符号表示为“D”)，以用于由该系统进一步选择和使用。
根据本公开内容的示范性实施例，除颤器200还包括感测单元，所述感测单元用于感测监测电极何时已经被附接到患者，并且用于响应于所感测的附接而选择来自监测电极的ECG流以用于显示。用于感测患者连接的若干已知的方法能够被使用，包括感测监测电极连接器处的电极连接之间的共同模式信号、感测ECG前端226处的ECG信号、感测电极之间的患者的适当阻抗，其所有都能够利用电极硬件的感测来对监测电极连接器224本身进行补充。在优选实施例中，感测单元作为控制器216和控制开关217被设置在硬件电路中。在功能上等效的感测单元也可以与微处理器和存储器一起被实施在软件中，或作为软件/硬件状态机系统。
在优选实施例中，控制器216从电极ECG前端226接收指示该组监测电极222经由监测电极连接器224被连接到患者的信号。响应于所感测的连接，控制器216对控制开关217进行控制，以将由从处理器208输入的用符号“D”表示的显示来源自动转变为监测电极来源。来自监测电极222的ECG信号因此被提供给显示器240。
控制器216能够任选地接收来自伪影噪声检测器210的输入。如果所检测的噪声伪影的水平低于预定的噪声水平，则控制器216可以驱动控制开关217，以将ECG显示切换回到治疗垫来源。例如，对于每当可能且有用时更喜欢显示来自治疗垫的ECG的一些用户、或者在治疗垫ECG显示比监测电极显示更准确或更易于解读的情况下，该选项能够是可期望的。
鉴于本文中所提供的教导，本领域技术人员应意识到，预定的噪声水平能够由本领域技术人员鉴于本文中所提供的教导通过进行一系列试验和误差实验来确定，所述一系列试验和误差实验具有变化量的已知的噪声和存在的ECG信号水平。模拟的ECG信号数据能够在噪声伪影(包括与CPR有关的伪影)存在的各种状况下被馈送到系统中。找到这样的启发式值的这种方法和其他方法对于本领域技术人员来说是公知的。
应当注意，在不存在监测电极的情况下，除颤器200中的ECG显示的标称来源与现有技术除颤器的来源相同，即，治疗垫202ECG。因此，控制器216对控制开关217进行控制，以在不存在所感测的到监测电极222的连接的情况下经由处理器208向显示器240按路线发送治疗垫202ECG。
在本发明的另一示范性实施例中，同样由图12来图示，如果确定所分析的心律可通过电疗来处置，则除颤器200处理器208向高压电路230发出电击建议信号228。这里，除颤器200可以是在AED模式中操作的ALS除颤器或AED。如果该实施例的除颤器具有波形显示，则其能够在显示器240上如在上面指定的那样显示波形。当治疗垫202和肢体导联监测电极222两者都被附接到患者时，除颤器200感测状况，并将ECG的由其自动电击建议算法所使用的来源从治疗垫202自动转变为肢体导联监测电极222。该发明实践不同于当前可用的除颤器，已知所述当前可用的除颤器专门将来自治疗垫的ECG用作到电击建议算法的输入。此外，如果除颤器200配备有CPR伪影减少算法，则ECG能够在电击建议算法中的使用之前通过该算法来进行滤波。
再次参考图12，图示了根据本公开内容的电击建议的示范性实施例构造的除颤器200的示范性实施例的方框图。电极、连接器、ECG前端和伪影检测器电路与本文中先前所描述的实质上相同。不过，在该实施例中，当除颤器200感测到一组治疗垫202和肢体导联监测电极222两者都被附接到患者时，除颤器200将从处理器208发出的任何电击建议信号的来源从治疗垫自动转变为肢体导联电极，以作为到除颤器高压电击递送电路230的电击建议信号228输入来使用。电击递送电路230响应地装备并准备电路，以经由垫202向患者递送治疗电击。电击递送可以是半自动的或全自动的，这在除颤领域中是已知的。
如果除颤器200配备有CPR伪影减少算法，所述除颤器200也可以具有来自伪影检测器210的输入，则处理器208能够在针对电击建议分析ECG之前对所获得的ECG进行滤波。如先前所描述的，任选的伪影噪声检测器210能够发展出被提供给处理器208的伪影水平/决定。
处理器208分析从治疗垫和监测电极获得的两个ECG流。每个ECG流分析引起电击决定或不电击决定，如通过在图12中示出的两个“S”输出来指示。为了更好的准确性，处理器208还能够被设置为在分析之前对ECG流中的一个或两个进行滤波。处理器208还能够将来自伪影噪声检测器210的信号用作到滤波功能的输入。
除颤器200还能够包括感测单元，所述感测单元用于感测监测电极何时已经被附接到患者，并且用于响应于所感测的附接而选择来自监测电极的ECG流以用于分析。用于感测患者连接的若干已知的方法能够被使用，包括例如感测监测电极连接器处的电极连接之间的共同模式信号、感测ECG前端226处的ECG信号、感测电极之间的患者的适当阻抗，其所有都能够利用电极硬件的感测来对监测电极连接器224本身进行补充。在优选实施例中，感测单元作为控制器216和控制开关217被设置在硬件电路中。在功能上等效的感测单元也能够与微处理器和存储器一起实施在软件中，或作为软件/硬件状态机系统。
在优选实施例中，控制器216从电极ECG前端226经由监测电极连接器224接收指示该组监测电极222被连接到患者的信号。响应于所感测的连接，控制器216对控制开关217进行控制，以将从处理器208输入的用符号“S”表示的电击建议来源自动转变为监测电极来源。由监测电极222ECG引起的电击建议信号因此作为电击建议信号228被提供给电击递送电路230。
控制器216能够任选地接收来自伪影噪声检测器210的输入。如果所检测的噪声伪影的水平低于预定的噪声水平，则控制器216可以驱动控制开关217以将电击建议来源切换回到治疗垫来源。在治疗垫电击建议算法比监测电极电击建议算法更准确并且提供根据确定来自相同来源的电疗(其中电疗通过所述来源被递送)的当前实践的更多分析的情况下，该选项能够是可期望的。
鉴于本文中所提供的教导，本领域技术人员应意识到，针对电击建议的预定的噪声水平能够不同于针对显示决定的预定的噪声水平。适当的预定的噪声水平能够由本领域技术人员鉴于本文中所提供的教导通过进行一系列试验和误差实验来确定，所述一系列试验和误差实验具有变化量的已知的噪声和存在的ECG信号水平。模拟的ECG信号数据能够在噪声伪影(包括与CPR有关的伪影)存在的各种状况下被馈送到系统中。找到这样的启发式值的这种方法和其他方法对于本领域技术人员来说应当是已知的。
还应当注意，在不存在监测电极的情况下，在除颤器200中的电击建议的标称来源与现有除颤器的电极建议的来源一般是相同的，例如，治疗垫202ECG。因此，控制器216对控制开关217进行控制，以在不存在所感测的到监测电极222的连接的情况下经由处理器208向显示器240按路线发送治疗垫202ECG。
根据本公开的示范性实施例，导联电极ECG针对显示和电击建议的使用能够是在除颤器上的用户可配置选项。例如，该选项能够在除颤器的设置期间进行配置，或其能够在通过按压按钮(未示出)的复苏期间被“打开”或“关闭”。
图13图示了根据本发明的示范性实施例的过程流程图，示出了例如确定ECG 300的显示来源的方法。该示范性方法在步骤310处以提供在除颤模式下的除颤器起始，所述除颤器与先前所描述的除颤器类似地设置，例如，具有治疗垫连接器、监测电极连接器、处理器和控制器，所述处理器能够用于响应于来自治疗垫连接器和监测电极连接器中的任何一个的输入而获得心电图(ECG)，所述控制器能够用于感测治疗垫到治疗垫连接器的连接，并且能够用于感测监测电极到监测电极连接器的连接。
例如，在心脏抢救事件开始时，除颤器被用户激活。此时，除颤器开始操作，并且在大多数情况下，在步骤314处显示来源默认为经由治疗电极连接器获得的治疗垫ECG。默认的显示用于最初关于治疗垫的放置引导抢救者，以用于尽可能快地递送所需的电疗。垫放置循环然后在感测治疗垫的连接的步骤318处开始。只要治疗垫保持未被连接，除颤器就继续为操作者提供听觉和视觉引导，以将它们连接。总而言之，在明显不需要除颤的那些抢救中，用户能够撤销垫放置循环，并退出该方法。
当检测到治疗垫被连接并在患者上时，该方法转入到步骤320，感测监测电极的连接。能够在该步骤中进入另一引导循环，允许除颤器提示用户将监测电极放置在对象患者上。当这样被完成时，患者ECG信号被治疗垫和监测电极两者接收。响应于步骤320，在步骤322处将显示从ECG信号的默认的治疗垫来源自动转变为监测电极ECG信号。在该状态下，垫和电极两者都被连接，并且被显示在除颤器上的ECG是ECG的监测电极来源，所述监测电极来源可能具有较低水平的与CPR有关的噪声伪影。为了进一步降低噪声伪影的水平，能够在显示步骤之前对监测电极ECG执行滤波步骤。
图13还图示了在步骤324处针对伪影(包括与CPR有关的噪声)分析治疗垫ECG的任选步骤。只要任何ECG被显示，步骤324就以循环功能的方式被重复。在治疗垫ECG被确定为无噪声的那些时间段期间，显示来源切换回到治疗垫ECG。例如，对于每当可能且有用时更喜欢显示来自治疗垫的ECG的一些用户、或在治疗垫ECG显示比监测电极显示更准确或更易于解读的情况下，该选项能够是可期望的。
图14图示了根据本发明方法的另一实施例的过程流程图，示出了在心脏复苏400期间操作除颤器并且更具体地用于选择最优电击分析来源的方法。该方法在步骤310处以提供在除颤模式下的除颤器起始，所述除颤器与先前所描述的除颤器类似地设置，例如，具有治疗垫连接器、监测电极连接器、处理器以及控制器，所述处理器能够用于响应于来自治疗垫连接器和监测电极连接器中的任何一个的输入而分析所获得的ECG以确定是否指示电疗，所述控制器能够用于感测治疗垫到治疗垫连接器的连接，并且能够用于感测监测电极到监测电极连接器的连接。
在心脏抢救事件开始时，除颤器被用户激活。此时，除颤器开始操作，并且在大多数情况下，在步骤414处电击分析来源默认为经由治疗电极连接器获得的治疗垫ECG。如之前，垫放置循环在感测治疗垫的连接的步骤418处开始，所述垫放置循环允许除颤器关于治疗垫的放置而自动引导抢救者，以用于尽可能快地递送所需的电疗。只要治疗垫保持未被连接，除颤器就继续为操作者提供听觉和视觉引导，以将它们连接。总而言之，在明显不需要除颤的那些抢救中，用户能够撤销垫放置循环，并退出该方法。
当检测到治疗垫被连接并在对象患者上时，分析在经由治疗电极连接器的来自治疗垫的ECG上开始。尽管分析正在发生，但是该方法转入到步骤420，感测监测电极的连接。能够在该步骤中进入另一引导循环，允许除颤器提示用户将监测电极放置在对象患者上。当这样被完成时，分析也在由监测电极所接收的患者ECG信号上开始。在该状态下，正针对电疗的建议分析治疗垫和监测电极两者上的ECG。但是响应于步骤420，在步骤422处将电击决定来源从ECG信号的默认的治疗垫来源自动转变为监测电极ECG信号。在该状态下，垫和电极两者都被连接，并且正被提供给除颤器的电击递送电路的电击建议来源信号来自ECG的监测电极来源，所述来源可能具有较低水平的与CPR有关的噪声伪影。为了进一步降低噪声伪影的水平，可以在分析步骤之前对监测电极ECG执行滤波步骤。
图14还图示了在步骤424处针对伪影(包括针对与CPR有关的噪声)分析治疗垫ECG的根据本发明的示范性实施例的任选步骤。只要任何电击分析正在发生，步骤424就以循环功能的方式被重复。在治疗垫ECG被确定为无噪声的那些时间段期间，电击建议来源切换回到治疗垫ECG。例如，对于由于局部操作协议而更喜欢使用来自治疗垫的ECG的一些用户、或在治疗垫ECG电击建议算法比监测电极算法更准确的情况下，该选项能够是可期望的。
本领域技术人员应当意识到，对如本文中的示范性设备、系统和方法的修改被涵盖在本发明的范围之内。例如，这里对“肢体导联电极”或“电极导联”ECG的引用可以包括来自标准的肢体导联I、II、III、aVR、aVL、aVF中的任一个的ECG。尽管实际上导联V1、V2、V3、V4、V5、或V6、或任何其他心前区或右侧ECG导联将可能会归因于其邻近CPR按压的位点(胸骨)而针对在发明的装置和方法中的使用而不是最优的，但是本发明没有通过排除这些导联的可能使用而受到限制。
此外，肢体导联电极的放置可以在例行地用于连续的ECG监测的Mason-Likar(在躯干上)位置上(肩部或锁骨上的左臂电极和右臂电极；下腹部上的腿部电极)，或者肢体导联电极的放置被定位在腕部和踝部的标准的12-导联诊断位置中。
另外的实施例能够允许同时显示来自治疗垫和ECG监测导联的两个ECG(在设备的显示的不同波形区中)。在该实施例中，任何ECG波形都可以被适当地标记为“垫”或“导联X”(其中X对应于用户选择的标准的肢体导联，例如，I、II、III、aVR、AVL、aVF)。
另外，如本领域普通技术人员鉴于本文中提供的教导将意识到的，本公开内容/说明书中描述的和/或在附图中描绘的特征、元件、部件等均可以被实施在硬件与软件的各种组合中，并提供可以被组合在单个元件或多个元件中的功能。例如，能够通过使用专用硬件以及能够运行与适当的软件相关联的软件的硬件来提供在附图中示出/图示/描绘的各个特征、元件、部件等的功能。当由处理器提供时，所述功能能够由单个专用处理器、由单个共享处理器或由多个个体处理器(它们中的一些能够被共享和/或多路复用)来提供。此外，对术语“处理器”或“控制器”的明确使用不应被解释为专指能够运行软件的硬件，并且能够隐含地包括而不限于数字信号处理器(“DSP”)硬件、存储器(例如，用于储存软件的只读存储器(“ROM”)、随机存取存储器(“RAM”)、非易失性储存器等)，以及实质上能够(和/或可配置为)执行和/或控制过程的任意单元和/或机器(包括硬件、软件、固件、它们的组合等)。
此外，本文中记载本发明的原理、各方面和实施例以及其特定范例的所有陈述，旨在涵盖其结构和功能上的等价物。额外地，这样的等价物旨在包括当前已知的等价物以及未来发展的等价物(即，能够执行相同或基本上相似的功能的所发展的任何元件而无论其结构如何)。因此，例如，鉴于本文中提供的教导，本领域普通技术人员应意识到，本文中呈现的任何方框图能够表示实施本发明的原理的图示性系统部件和/或电路的概念视图。类似地，鉴于本文中提供的教导，本领域普通技术人员应意识到，任意流程图表、流程图等均能够表示各种过程，所述各种过程基本上能被表示在计算机可读储存媒介中，并由具有处理能力的计算机、处理器或其他设备如此运行，而无论是否明确示出这样的计算机或处理器。
此外，本发明的示范性实施例能够采取计算机程序产品的形式，所述计算机程序产品可从计算机可用存储介质或计算机可读存储介质存取，所述计算机可用存储介质或计算机可读存储介质提供用于由例如计算机或任何指令运行系统使用或者与例如计算机或任何指令运行系统结合使用的程序代码和/或指令。根据本公开内容，计算机可用存储介质或计算机可读存储介质能够是能够例如包括、存储、通信、传播或输送用于由指令运行系统、装置或设备使用或与指令运行系统、装置或设备结合使用的程序的任何装置。这样的示范性介质能够是例如电子、磁性、光学、电磁、红外或半导体系统(或装置或设备)或传播介质。计算机可读介质的范例包括例如半导体或固态存储器、磁带、可移动计算机软盘、随机存取存储器(RAM)、只读存储器(ROM)、闪盘(驱动器)、硬磁盘以及光盘。光盘的当前范例包括压缩盘-只读存储器(CD-ROM)、压缩盘-读/写(CD-R/W)以及DVD。另外，应当理解，以后可能发展出的任何新的计算机可读介质也均应被视为根据本发明和公开内容的示范性实施例可以使用或涉及到的计算机可读介质。
已经描述了用于在心肺复苏(CPR)的应用期间监测对象心律的系统、设备和方法的优选和示范性实施例(这些实施例旨在是图示性的而非限制性的)，应当注意，按照本文(包括附图)中提供的教导，本领域技术人员能够做出修改和变型。因此，应当理解，能够在/对本公开内容的优选和示范性实施例中做出在本文中公开的实施例的范围之内的改变。
Claims (15)
1.一种用于在对象的心脏复苏期间在除颤器上选择性地显示ECG(314)的方法，包括以下步骤：
提供具有显示器、治疗垫连接器、监测电极连接器、处理器以及控制器的除颤器(310)，所述处理器能够用于响应于来自所述治疗垫连接器和所述监测电极连接器中的任何一个的输入而获得心电图(ECG)，所述控制器能够用于感测治疗垫到所述治疗垫连接器的连接，并且能够用于感测监测电极到所述监测电极连接器的连接；
显示从所述治疗垫连接器获得的ECG(314)；
感测一组治疗垫到所述治疗垫连接器(318)的连接和一组监测电极到所述监测电极连接器(320)的连接两者；并且
响应于感测一组治疗垫到所述治疗垫连接器的连接和一组监测电极到所述监测电极连接器的连接两者的所述步骤而将对从所述治疗垫连接器获得的ECG的显示(322)自动转变为对从所述监测电极连接器获得的ECG的显示。
2.根据权利要求1所述的方法，还包括在对从所述监测电极连接器获得的ECG的所述显示的步骤之前对来自所述监测电极的所述ECG进行滤波的滤波步骤。
3.根据权利要求1所述的方法，还包括在所述自动转变的步骤之后的以下步骤：切换回到对从所述治疗垫连接器获得的所述ECG的所述显示。
4.根据权利要求3所述的方法，其中，基于从所述治疗垫连接器获得的所感测的无噪声ECG，所述切换的步骤是自动的。
5.根据权利要求4所述的方法，还包括：
分析从所述治疗垫连接器获得的所述ECG；并且
响应于感测一组治疗垫到所述治疗垫连接器的连接和一组监测电极到所述监测电极连接器的连接两者的所述步骤而将对从所述治疗垫连接器获得的所述ECG的分析自动转变为对从所述监测电极连接器获得的所述ECG的分析。
6.根据权利要求5所述的方法，还包括在对从所述监测电极连接器获得的ECG的所述分析的步骤之前对来自所述监测电极的所述ECG进行滤波的滤波步骤。
7.根据权利要求5所述的方法，还包括在所述自动转变的步骤之后的以下步骤：切换回到对从所述治疗垫连接器获得的所述ECG的所述分析，其中，基于从所述治疗垫连接器获得的所感测的无噪声ECG，所述切换的步骤是自动的。
8.一种除颤器(200)，包括：
治疗垫连接器(204)，其能够用于连接到一组治疗垫；
监测电极连接器(224)，其能够用于连接到一组监测电极；
处理器(208)，其能够用于从所述治疗垫或所述监测电极中的任何一个获得ECG；
传感器，其能够用于感测所述一组监测电极到所述监测电极连接器的所述连接，并且还能够用于响应于所感测的连接而自动选择从所述监测电极获得的所述ECG以用于显示；以及
显示器(240)，其能够用于显示所选择的ECG。
9.根据权利要求8所述的除颤器，其中，所述处理器能够用于对所获得的ECG进行滤波以去除噪声伪影。
10.根据权利要求8所述的除颤器，其中，所述传感器包括控制器(216、217)。
11.根据权利要求8所述的除颤器，其中，所述传感器还能够用于在不存在所述一组监测电极到所述监测电极连接器的所感测的连接的情况下自动选择从所述治疗垫获得的所述ECG。
12.根据权利要求8所述的除颤器，其中，所述监测电极能够用于以标准的肢体导联取向被设置在患者上。
13.根据权利要求8所述的除颤器，还包括：
伪影检测器(210)，其能够用于确定在从所述治疗垫获得的所述ECG上的噪声伪影的水平，
其中，所述传感器还能够用于在噪声伪影的所述水平低于预定的噪声水平时将用于显示的所述ECG从获得自所述监测电极的所述ECG切换为获得自所述治疗垫的所述ECG。
14.根据权利要求8所述的除颤器，还包括：
高压电击递送电路(230)；
其中，所述处理器还能操作用于分析从所述治疗垫或所述监测电极中的任何一个获得的所述ECG，并且能操作用于基于所获得的ECG来确定电击决定；
其中，所述传感器还能操作用于响应于所感测的连接基于从所述监测电极获得的所述ECG来自动选择电击决定；并且
其中，所述高压电击递送电路能操作用于响应于基于从所述监测电极获得的所述ECG的所述电击决定而经由所述治疗垫连接器和所述治疗垫递送电疗电击。
15.根据权利要求14所述的除颤器，
其中，所述传感器还能操作用于在不存在所述一组监测电极到所述监测电极连接器的所感测的连接的情况下基于从所述治疗垫获得的所述ECG来自动选择电击决定；并且
其中，所述高压电击递送电路还能操作用于响应于基于从所述治疗垫获得的所述ECG的所述电击决定而经由所述治疗垫连接器和所述治疗垫递送所述电疗电击。
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