CN109843375B - 用于自动体外除颤器(aed)的一次性检测器 - Google Patents

Abstract

限制一次性使用自动体外除颤器(AED)的激活的系统和方法。所述方法包括使用事件监测模块来感测AED的激活，监测AED的使用状态，生成通知并且在AED的使用状态满足至少一个停用准则的情况下请求停用命令，并且当收到停用命令时停用AED。所述AED设备包括能量源、一对电极、警告模块、无线通信模块和事件监测模块。

Description

用于自动体外除颤器(AED)的一次性检测器

背景技术

心脏骤停、心室纤颤和心律失常是威胁生命的心脏状况，需要立即进行心肺复苏(CPR)和除颤以增加个人的生存机会。除颤是一种涉及递送电击的处置，其允许重建心脏的正常收缩节律。

非处方和一次性使用的自动体外除颤器(AED)可在商业上用于私人住宅使用，并提供在家中心脏骤停期间提供及时帮助的优点。一次性使用AED通常仅用于单次救援操作并且能够提供有限数量的电击。一次性使用AED为在家中需要AED单元但不预期频繁的心脏骤停的个体提供低成本解决方案，因为一些AED部件是一次性的。

家庭安装的AED面临的挑战之一是安装和使用之间的长时间延迟往往使得所有者在救援操作期间不熟悉AED的操作。尽管通过扬声器可听地以及在AED屏幕和电极垫上以图形方式提供指令，但是不熟悉和心理压力可能使用户对使用AED犹豫不决。在其他时候，使用AED的必要性可能对用户来说不清楚，并且由于后续不必要地更换电极垫和电池的费用，用户也可能会犹豫使用AED。

美国专利申请No.2015/0046175公开了一种一次性使用AED，其能够在救援操作期间记录事件数据、执行自检以检测问题、生成警告以及与对接站通信。美国专利申请No.2013/0317560公开了一种具有状态检测器的AED，用于在操作期间确定AED的状态。当状态检测器检测到未准备就绪状态时，将生成警告。Barnes等人的美国专利公开No.2013/317560教导了一种具有就绪性警告模块的AED。Gintaras等人的国际专利公开No.WO 2006/102420 A2教导了一种监测AED使用状态的AED。

发明内容

本发明涉及用于限制自动体外除颤器(AED)的激活的系统和方法。这种限制似乎是违反直觉的，但是发明人已经发现在电池或垫完全用完之前的这种限制为客户提供了显著的益处。例如，一次性使用设备本质上导致可靠性提高，因为发生故障的机会更少。在这样的一次使用之后，所述设备将被返回进行维修或就地维修或全部更换以供下次使用。此外，一次性使用设备可以实现低的拥有成本，因为设备的长期质量控制的开销被取代以快速且廉价的翻新和用新设备替换。最后，一次性使用设备降低了客户在试图延长设备寿命而拉出电池并因此禁用所有进一步自检的可能性。

当AED被激活时，事件监测模块检测AED激活并监测AED的使用状态。事件监测模块然后确定AED的使用状态是否满足停用准则，例如总激活时间、部署的电极垫的数量、不建议电击事件的持续时间以及电击的生成。当满足至少一个停用准则时，在AED的用户接口本地和/或从到中央监测服务器AED的无线通信模块生成警告，提示用户停用AED并更换电极垫和电池。可以由用户在用户接口本地进行停用，或者可以经由过无线通信模块从远程位置完成停用。AED还包括外部电极连接器，以便使得能够容易地更换电极垫。AED无线通信模块还可用于在救援操作期间与中央监测服务器建立通信和/或传送维护或修理AED的需要。

附图说明

附图，其被包括以提供对本发明的进一步理解，在此并入以说明本发明的实施例。与说明书一起，它们也用于解释本发明的原理。在附图中：

图1是根据本发明优选实施例的AED设备的方框图。

图2图示了限制一次性使用AED的激活的优选方法。

图3A是图示AED如何从“准备就绪”状态切换到“未准备就绪”状态的优选方法的流程图。

图3B图示了从图3A继续的流程图。

图4是根据本发明的实施例的准则数据库的示例。

图5是根据本发明的实施例的使用状态数据库的示例。

图6是根据本发明的实施例的AED用户接口的实施例。

图7图示了根据本发明实施例的由中央监测服务器监测的AED网络。

具体实施方式

以下是在本发明的各种实施例中使用的术语的定义。

本文中使用的术语“一次性使用AED”是指这样的AED，在一次使用之后，AED将需要维护服务来更换一个或多个一次性部件，例如电池和电极垫，或者需要用新的单元来替换AED。

本文中使用的术语“使用状态”是指与一个或多个AED特征或功能有关的信息，包括激活、停用、接通、切换到待机模式、电极垫部署、“建议电击”事件和“不建议电击”(NSA)事件等。

本文中使用的术语“事件监测模块”是指用于监测AED的使用状态的一个或多个硬件和软件。事件监测模块包括电池监测器、定时器、环境传感器和电路等，以便能够监测AED的使用状态。

本文中使用的术语“准备就绪”是指AED可操作以供使用的状态。本文中使用的术语“未准备就绪”是指AED不再能够执行预期功能的状态。例如，这可能是由于电池耗尽，过度使用的电极垫或故障部件引起的。

术语“停用状态”指的是在执行维护或维修操作之前防止使用或激活AED的状态。本文中使用的术语“待机状态”是指低功率“准备就绪”状态。术语“活动状态”指的是从按下ON按钮开始的“准备就绪”状态。本文中使用的术语“激活时间”是指一个或多个活动状态的持续时间。

本文中使用的术语“部署”是指从AED上的电极盒移除电极垫并且将电极垫安装在身体部分上。

本发明涉及一种使用事件监测模块来限制一次性使用的AED的激活的方法，所述方法包括：感测AED的激活；监测AED的使用状态；如果AED的使用状态满足至少一个停用准则，则生成通知并请求停用命令；在接收到停用命令时停用AED。

本发明还涉及一种一次性使用的AED设备，包括：能量源，一对电极，用于与中央监测服务器通信的无线通信模块，用于在激活期间监测AED的使用状态的事件监测模块，以及用于警告用户AED的使用状态的警告模块。

在本发明的一个优选实施例中，一次性使用的AED包括一对一次性电极和低容量电池，其能够在单次救援操作期间递送有限数量的电击。优选地，还提供电极垫和AED显示屏上的语音提示和图形指令，以指导在使用AED方面具有有限训练的用户。电极垫安装在患者的右上胸部和左下胸腔上。然后AED分析患者的心律以确定是否存在可电击的心律(例如，心室纤颤，室性心动过速和室上性心动过速)。如果检测到可电击的心律，则AED生成“建议电击”警告并提示用户按下电击按钮以递送电击。如果未检测到可电击的心律，则AED生成“不建议电击”(NSA)警告。

在救援操作期间，AED优选地拨打紧急热线以请求紧急情况的协助。在医务人员到达时，查询AED以确定救援操作的状态，并且可以根据需要继续救援操作。然后用AED技术人员替换一次性电极垫和电池。

图1示出了根据本发明优选实施例的AED 100的示意性框图。如图所示，AED 100包括事件监测模块102、电极垫104、电极端口106、电池108、警告模块110、用户接口112、存储器模块114、传感器阵列116、处理器118和电极盒128。存储器模块114包括准则数据库120和使用状态数据库122。AED 100能够经由无线通信模块126连接到中央监测服务器124。

事件监测模块102优选地包括计数器件，例如计算机控制的数字计数器，以监测AED 100被激活的次数、电极垫104被部署的次数以及响应于“建议电击”事件而从用户接收到电击命令的次数。事件监测模块102还优选地包括定时器件，例如数字时钟电路，以记录每个AED活动的持续时间，例如AED激活、电击事件或NSA事件等。事件监测模块102优选地耦合到用户接口112的一个或多个输入器件(例如，按钮，电源开关)，使得每个新的输入信号由事件监测模块102记录。例如，当按下电源开关时，事件监测模块102感测到ON或激活事件。每当事件监测模块感测到ON事件时，计数器件将ON-计数值增加1。定时器件将具有时间戳的ON事件记录到存储器模块114，然后从基值开始定时器，优选地为0秒。当第二次按下电源开关时，计数器件将值加到OFF计数值。但是优选地，在第二次按下电源开关之后关闭到AED的电源之前，定时器件结束定时器，并且激活时间被确定为停止的定时器上指示的时间。优选地，激活时间是自上次更换电池108以来已经发生的所有激活时间的累计值。当更换电池108时，激活时间优选地重置为0。事件监测模块102还优选地包括电池监测器，以监测和管理AED 100的功耗。可以理解，“计数器件”和“定时器件”和“输入器件”分别包括硬件和相关的软件指令，例如硬件处理器、时钟、计算机控制器和数字/模拟信号流。

电极垫104优选地是一次性电极垫，其优选地在一次性使用之后或在生成有限数量的电击之后需要更换。在本发明的一些实施例中，如果没有生成电击，则可以重复使用电极垫104。例如，电极垫104可以附接到患者以在心脏骤停期间尝试除颤，但是处理器118可以确定NSA事件。然后，如果在NSA事件期间仅经过了短的时间，则用户可以重复使用电极垫104。在优选的实施例中，电极垫104优选地经由电极端口106可移除地耦合到AED 100，以允许容易地更换电极垫104。优选地，电极端口106位于AED外壳的外部。替代地，电极端口106位于AED外壳内部并且用户无法接近，以最小化用户参与安装AED 100并最小化意外分离电极垫104的风险。优选地，维护人员执行对电极垫104的更换。

在优选的实施例中，电极垫104经由电极盒128存放在AED 100中，这使得电极垫104能够容易地展开和重新收起。电极盒128可包括附接装置，例如粘合剂、维可牢、紧固件、钩子和口袋。当在救援操作(例如，NSA事件)期间未大量使用电极垫104时，电极垫104可以重新存放在电极盒128中。

优选地，电池108通过诸如紧固件、夹子和螺钉之类的简单附接装置可移除地附接到AED 100，因此AED所有者可以容易地更换电池。替代地，电池108集成在电极垫104中以减少可更换的AED部件的数量。在又一个实施例中，可以使用对接站对电池108进行再充电，即，不从AED或电极垫移除电池。由于本发明的AED装置仅用于一次性使用，因此电池108可以是仅能够提供有限数量的电击的低容量电池，例如每次电击150焦耳时最多5次电击。

警告模块110包括用于向用户生成和中继信息、通知和警告的硬件和软件。警告模块110可以生成设备生成的视觉警告(例如，LED、文本和显示图形)，可听警告(例如，来自蜂鸣器的蜂鸣声、音乐和来自扬声器的语音提示)，触觉警告(例如，来自蜂鸣器的振动)，或者本地来自AED的它们的任何组合。警告模块110还可以例如经由无线通信模块126向设备、远程系统、设施或个人(例如护士、医院、救护车、警察、设备制造商和维护人员)发送消息。优选地，仅生成有限数量的警告以节省电力并防止使用户感到困惑，例如，用户在使用AED方面未受过训练。

用户接口112包括用于从用户接收信息的输入器件和用于将信息中继到用户的输出器件。用户接口112优选地包括LCD、触摸屏、控制按钮、开关、音频扬声器、LED灯泡、振动元件或其任何组合。在优选的实施例中，用户接口112仅包括少量部件，使得AED 100可以由未经训练的个人容易地操作并且最小化由AED使用引起的心理压力。例如，用户接口112优选地仅包括电源按钮、电击按钮和信息按钮。电源按钮将AED 100在ON或活动状态与OFF或待机状态之间切换。优选地，在按下电源按钮以激活AED 100之前并且在AED待机状态期间，AED 100显示“准备就绪”警告或“未准备就绪”警告。当AED处理器118确定“建议电击”事件时，电击按钮为用户提供生成电击的能力。在其他情况下，按下电击按钮不会通过电极垫104生成电击。在“建议电击”事件期间，优选地，语音提示和图形显示通知用户建议电击并且需要按下电击按钮。另一方面，按下用户接口112上的“信息”按钮，生成AED信息警告，例如递送的电击的数量和由传感器阵列116感测的患者的状况。在另一个实施例中，由AED100自动执行电击的递送而无需用户确认或干预以进一步最小化用户参与。应当理解，用户可以使用任何用户输入按钮单独或组合地在适当的时间输入提示的停用命令。

存储器模块114优选地包括准则数据库120和使用状态数据库122。准则数据库120存储用于触发“未准备就绪”警告或停用AED 100的多个准则和阈值。使用状态数据库122存储与各种AED事件有关的当前信息，例如激活的持续时间、电极垫已经部署的次数、NSA事件的持续时间以及所递送的电击的数量。

传感器阵列116包括用于监测患者的生理状态的生理传感器。传感器包括ECG传感器、血氧测量传感器和温度传感器等。优选地，在电极垫104安装在患者身体上的同时监测患者的心律。当检测到可电击的心律时，处理器118确定“建议电击”状态。否则，会导致NSA状况。优选地，传感器阵列116还包括环境传感器，例如温度传感器、湿度传感器、振动传感器和GPS传感器等。

无线通信模块126实现AED 100与外部系统(例如中央监测服务器124、台式计算机、911服务器、医务人员的手机、医院网络、制造商的网络和维护网络，等等)之间的双向通信。在本发明的一个实施例中，中央监测服务器124监测或控制多个AED。当用户激活AED时，优选地立即将激活消息发送到中央监测服务器124，使得中央监测服务器124可以监测AED的使用状态并相应地做出响应。替代地，在部署电极垫104期间发送激活消息。响应于激活消息，中央监测服务器124优选地立即将紧急救援团队发送到AED的位置。优选地，在AED购买期间将每个AED注册到中央监测服务器124，以确保中央监测服务器124可以正确地监测和维护每个AED。优选地，激活消息还包括例如紧急位置、AED位置信息、设备识别信息和所有者身份。

在另一实施例中，中央监测服务器124将一个或多个控制信号发送到AED 100。控制信号可用于在医学专业人员与用户之间建立语音呼叫。然后，医学专业人员可以在救援操作期间引导用户。控制信号还可以是可以生成视觉、听觉或触觉警告的警告信号。视觉警告可以包括显示救护车的估计到达时间。

在优选的实施例中，中央监测服务器124自动向AED 100提供软件更新。替代地，该步骤可以由维护访问期间由经授权的人员手动执行。例如，软件更新可以包括对操作系统、驱动程序、程序、算法、图形数据、警告数据和通信协议的更新。还可以经由中央监测服务器124更新准则数据库120。在另一实施例中，中央监测服务器124监测AED 100的到期日期。优选地，当到达到期日期时或之前不久，中央监测服务器优选地向维护人员发送通知以对AED执行诊断和其他维护测试并更换电极垫和电池。

图2是图示本发明的优选方法的流程图。当AED被激活时，事件监测模块感测到激活(步骤202)。事件监测模块在AED的活动状态期间连续监测AED的使用状态(步骤204)。然后将AED的使用状态与一组停用准则进行比较，以确定是否满足“未准备就绪”状态(步骤206)。如果是，则生成通知并且从用户请求停用命令以防止在更换或维护可更换部件之前使用AED(步骤208)。如果用户选择发送停用命令(步骤209)，则停用AED(步骤210)。

在救援事件期间，AED不允许自身被停用是非常重要的。步骤210因此在优选实施例中，仅在AED被感测为以非救援事件方式处理的情况下启动停用，或者仅在AED处于稳定待机状态的情况下启动停用，例如已经自上一次用户发起激活后持续待机若干小时。感知救援使用可以通过感测电极的部署、在激活使用期间对高压电路的充电、感测的语音和ECG数据等来进行。

在一个实施例中，如图3A和3B所示，事件监测模块监测AED激活的持续时间，垫已经部署的次数以及AED电击事件的数量。在打开AED之前，AED优选地处于“准备就绪”状态(步骤302)。当按下电源按钮以激活AED时，事件监测模块102感测到激活(步骤302)。检索准则数据库(步骤306)并更新使用状态数据库(步骤308)。优选地，用户可以将AED切换到待机状态(步骤310)，在这种情况下，所述过程循环回到步骤302。如果未选择待机状态，则该过程然后确定总激活时间是否超过准则数据库中的总激活时间阈值(步骤312)以及垫部署计数是否超过准则数据库中的垫部署阈值(步骤314)。如果两个条件都不满足，则该过程确定电极垫是否已经被部署(步骤316)。如果电极垫未被部署，则操作循环回到步骤308以更新使用状态数据库。否则，所述过程确定是否已建议电击(步骤318)。如果确定了NSA，则该过程继续监测NSA的持续时间。虽然NSA持续时间保持低于NSA时间阈值，但是该过程继续监测NSA持续时间直到已经激活待机状态(步骤322)，之后该过程返回到步骤302。替代地，如果满足步骤312、314、318和320中的至少一个条件，则该过程进行到步骤324。如果满足上述条件中的至少一个，则生成“未准备就绪”警告(步骤326)。然后AED询问用户是否期望停用(步骤328)。如果用户选择停用AED，则优选地停用AED，直到执行维护操作(例如，更换电极垫和电池)(步骤330)。替代地，在没有用户确认的情况下执行AED停用(由图3B中的虚线表示)。

图4示出了根据本发明的实施例的准则数据库120的示例。图4中所示的是针对“总激活时间”402、“垫部署事件”404、“垫部署NSA时间”406和“垫部署建议电击事件”408的行。还示出了“警告阈值”列410。例如，当自上次更换电池后AED已被激活30分钟时，AED可以切换到“未准备就绪”状态。例如，“垫部署事件”阈值为3，允许电极垫最多部署3次。当已经部署电极垫并且确定NSA事件时，监测NSA事件的持续时间。例如，NSA持续时间为15分钟，将优选地将AED切换到“未准备就绪”状态。例如，“建议电击”阈值为1仅允许单次电击递送，之后将AED切换到“未准备就绪”状态。在本发明的一个实施例中，准则数据库120中的数据由医学从业者、医学机构、医院、制造商、维护人员或中央监测服务器124提供和更新。

图5示出了根据本发明的实施例的使用状态数据库122的示例。图5中所示的是AED的使用状态的实时数据，包括“总激活时间”502，“垫部署事件”504，“垫部署NSA时间”506和“垫部署建议电击事件”508。将列510下的值与准则数据库120中的阈值进行比较，以确定是否需要将AED从“准备就绪”状态切换到“未准备就绪”状态。

图6示出了用户接口600的实施例，其包括显示器602、扬声器604、电源按钮606、信息按钮608以及电击按钮610。少量的用户接口部件为AED提供了简单性和用户友好性，并且在紧急救援操作期间最小化了对未经训练的个体的困扰。此外，少量的用户接口部件还最小化了AED的总成本。在另一个实施例中，AED不包括电击按钮以进一步最小化用户参与。当检测到“建议电击”事件时，AED优选地自动递送电击。

在图7中所示的本发明的另一个实施例中，由中央监测服务器702连接、控制或监测不同位置的多个AED。多个AED 704、706、708和710分别位于住宅712、住宅714、办公楼716和私人车辆718中。优选地，AED 704、706、708和710的使用状态被周期性地或周期性地发送到中央监测服务器702。AED 704和708的状态由“X”符号表示，指示需要修理AED或更换AED一次性附件。AED 706的状态由“太阳”符号指示，所述符号指示AED 706当前处于活动状态并且正在使用中。AED 710的状态由“暂停”符号表示，表示AED 710处于待机状态。

在本发明的一个实施方案中，患有心律失常的男性患者在其住所内晕倒。患者的女儿发现患者倒在地板上，并立即部署一次使用AED。她遵循AED语音提示提供的指示。她按照AED的指示将电极放在患者的右胸和左下胸腔上。在初始化期间，AED在AED显示器上显示“准备就绪”文本，以指示AED可用于当前紧急情况。AED内部的事件监测模块检查总激活时间，垫已部署的次数以及递送的总的充电次数。事件监测模块确定总激活时间是15分钟，这是先前AED激活时间的累计总和。事件监测模块还确定在前一个会话中仅已经部署了一次垫，并且AED的当前电池尚未提供电击。然后AED分析心律并确定不应该建议电击。然后，女儿取下电极垫，将电极垫重新放在AED电极盒上，AED返回待机模式。

在上述事件发生一周后，男性患者再次发生心律失常，而女儿则部署相同的AED。此时，事件监测模块确定总激活时间已达到28分钟，已经部署了垫片2次，并且使用AED的当前电池尚未提供电击。AED建议电击，并向患者提供电击。同时，AED联系911中心以请求紧急救援队。在单次电击发送后AED被停用，并且然后生成“未准备就绪”警告。紧急救援队在抵达后继续进行救援操作。在紧急事件之后，由女儿通过将电极从AED上的电极端口断开来将电极垫移除。电池也从AED中取出并更换为新电池。

在本发明的另一个实施例中，当AED切换到“未准备就绪”状态时，AED立即将AED的使用状态中继到中央监测服务器。然后，中央监测服务器安排服务操作，以便AED技术人员可以对AED执行维护检查并更换电极垫和电池。

本发明并不限于以上描述的本发明的几个实施例。可以由本领域技术人员设想的其他变化旨在落入本公开内。

Claims (13)

1.一种使用事件监测模块来限制一次性使用的自动体外除颤器(AED)的激活的方法，包括以下步骤：

感测所述AED的所述激活；

监测所述AED的使用状态；

如果所述AED的使用状态满足停用准则，则生成通知并请求停用命令；

感测来自用户输入和无线信号之一的停用命令；以及

如果接收到所述停用命令，则停用所述AED。

2.根据权利要求1所述的方法，还包括当满足了所述停用准则并且所述AED的使用状态是在所述AED的所述激活之后的待机状态两者时自动停用所述AED的步骤。

3.根据权利要求2所述的方法，其中，所述AED基于在上一次用户发起的激活之后经过的时间来确定所述AED的使用状态是待机状态。

4.根据权利要求2所述的方法，其中，所述AED基于没有感测到救援使用来确定所述AED的使用状态是待机状态，所述没有感测到救援使用基于以下中的一项和多项：感测到没有部署电极垫，没有高压电路的充电，以及没有感测到语音和ECG数据输入。

5.根据权利要求1所述的方法，还包括以下步骤：

将所述AED的使用状态发送到中央监测服务器；以及

从所述中央监测服务器接收停用命令。

6.根据权利要求1所述的方法，其中，所述AED的使用状态基于以下中的至少一项：激活持续时间，垫部署计数，电击递送以及不建议电击的持续时间。

7.一种一次性使用的自动体外除颤器(AED)设备(100)，包括：

电池(108)；

一对电极垫(104)；

无线通信模块(126)，其用于与中央监测服务器通信；

硬件存储器模块(114)，其包括使用状态数据库(122)和准则数据库(120)；

事件监测模块(102)，其与所述硬件存储器模块通信，并且被配置为监测在激活时段期间的AED使用状态；以及

警告模块(110)，其与所述事件监测模块通信，被配置为基于以下中的一项来发出所述AED未准备就绪的警告：总激活时间与总激活时间警告阈值的比较，以及具有从所述一对电极垫感测到的不建议电击(NSA)状况的垫部署时间与垫部署NSA时间警告阈值的比较。

8.根据权利要求7所述的AED设备，还包括用于将所述一对电极垫可移除地耦合到所述AED的至少一个外部端口。

9.根据权利要求7所述的AED设备，其中，所述警告模块还被配置为基于所述一对电极垫已经被部署的所感测的次数与存储在准则数据库中的垫部署事件警告阈值准则的比较来发出警告，并且进一步其中，所述垫部署事件警告阈值准则是两次或更多次。

10.根据权利要求7所述的AED设备，其中，所述电池被定尺寸为以递送不超过每次电击150焦耳的五次电击。

11.根据权利要求7所述的AED设备，还包括与所述警告模块通信的用户接口(112)，所述用户接口被配置为生成停用所述AED的通知请求并接收停用命令。

12.根据权利要求11所述的AED设备，还包括与所述用户接口通信的处理器(118)，所述处理器被配置为响应于接收到的停用命令而停用所述AED。

13.根据权利要求7所述的AED设备，其中，所述无线通信模块与所述警告模块通信，所述无线通信模块被配置为将所述AED使用状态发送到中央监测服务器。

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