CN112089981A - 植入式心脏除颤器和体外除颤设备联合系统 - Google Patents
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Abstract
本发明公开一种植入式心脏除颤器和体外除颤设备联合系统,植入式心脏除颤器和体外除颤设备；所述植入式心脏除颤器包括处理器、感知模块、治疗模块和通信模块；所述体外除颤设备包括处理器、感知模块、治疗模块和通信模块；所述植入式心脏除颤器的处理器被配置为根据所述感知模块感知到的心电信号诊断是否需要电刺激治疗，所述处理器再使用所述治疗模块对心脏进行电刺激治疗前，使用通信模块对外发送广播消息，该广播消息包含处理器即将实施的治疗信息。上述方案能够将植入式心脏除颤器信息广播给体外除颤设备减少误治疗。
Description
技术领域
本发明属于医疗设备领域，特别涉及对植入式心脏除颤器和体外除颤器的改进。
背景技术
植入式心脏除颤器被植入患者体内用于预防可能出现的心源性猝死，在患者发生室颤时。患者会晕厥，此时ICD进入诊断状态并根据诊断结果进行相应的治疗。
在一些情况下患者晕厥所在的场所有可能会设置体自动外除颤设备(AED), 自动体外除颤设备会分析患者的心电信号并根据分析结果进行治疗。同时患者体内的ICD有可能也正在进行分析和治疗,这样患者有可能同时被体外除颤设备和ICD除颤。同时在患者晕厥时对患者进行体外除颤的急救人员也不知道患者体内ICD的状态。
发明内容
为解决上述技术问题本发明提供一种植入式心脏除颤器和体外除颤设备联合系统。
所述植入式心脏除颤器和体外除颤设备联合系统,包括植入式心脏除颤器和体外除颤设备；所述植入式心脏除颤器包括处理器、感知模块、治疗模块和通信模块；所述体外除颤设备包括处理器、感知模块、治疗模块和通信模块；所述植入式心脏除颤器的处理器被配置为根据所述感知模块感知到的心电信号诊断是否需要电刺激治疗，所述处理器再使用所述治疗模块对心脏进行电刺激治疗前，使用其通信模块对外发送广播消息，该广播消息包含处理器即将实施的治疗信息；
所述体外除颤设备的处理器通过其通信模块接收到所述植入式体除颤设备发送的广播消息后根据广播消息的内容，执行相应的操作。
在上述方案中所述植入式心脏除颤器能够在电刺激治疗时向外部广播正在进行治疗的信号,体外除颤设备就能够根据广播消息的内容做出对应的反应,防止在体内除颤设备做治疗时重复治疗造成误治疗。
在优选的方案中所述广播消息包含即将进行的电刺激治疗治疗的类型，所述电刺激类型为除颤时，所述体外除颤设备延迟启动诊断和治疗操作。
在优选的方案中,所述植入式心脏除颤器的处理器治疗完成后通过通信模块发送包含治疗完成信息的广播消息。
在优选的方案中,所述治疗完成的广播消息，包括患者是否恢复窦性心律；如果所述患者未恢复窦性心律则体外除颤设备立即进行除颤。
在优选的方案中,所述治疗完成的广播消息，包括患者是否恢复窦性心律；如果所述患者未恢复窦性心律则体外除颤设备立即进行诊断，在所述诊断结果需要除颤时进行体外除颤。
在优选的方案中,所述体外除颤设备包括用户接口，所述体外除颤设备处理器根据接收到的广播消息通过所述用户接口提示植入式心脏除颤器工作状态。
在优选的方案中,所述用户接口包括可提供声音、光线、画面或震动反馈的电子部件。
在上述方案中,对患者施加急救的急救人员能够通过体外除颤设备的用户接口快速知晓患者所处的状态,以及体内植入式心脏除颤器所处的状态,从而有效的帮助急救人员做出进一步施救的决定。
在优选的方案中,所述处理器对于植入式心脏除颤器的不同工作状态，提供与所述工作状态对应声音画面光线同步提示信息。
附图说明
图1是植入式心脏除颤器植入在人体内时状态示意图。
图2是植入式心脏除颤器硬件模块结构示意图。
图3是体外除颤设备示意图。
图4是体外除颤设备硬件模块结构示意图。
图5是植入式心脏除颤器与体外除颤设备通信流程示意图。
具体实施方式
本发明提供一种植入式心脏除颤器和体外除颤设备联合系统。其包括植入式心脏除颤器和体外除颤设备。所述植入式心脏除颤器在适当的时机向体外除颤设备发送广播并且体外除颤设备在收到所述植入式心脏除颤器发送的广播后向做出相应的反应,例如通过用户接口发出提示,延迟感知治疗等。
参照图1，图中所示为经静脉植入式心脏除颤器500。所述经静脉植入式心脏除颤器500包括设置在皮下的脉冲发生器502，和与脉冲发生器502连接的导线504。静脉植入式心脏除颤器502根据导线504植入部位的可分为单腔、双腔和三腔，对应的导线的数量也分为1根至3根。图5中所示为双腔除颤器，导线可通过头静脉、锁骨下静脉、上腔静脉S进入右心室V和右心房A 为双腔结构。在本领域中还包括单腔ICD，在单腔ICD中使用一根导线与心室连接，在所述导线上设置高压线圈用于在除颤时与脉冲发生器502形成回路。
所述导线504分为右心房导线508和右心室导线506，所述右心室导线 506末端与心脏组织o连接，用于感知心房信号。右心房导线508末端电极 510能够感知心房除极过程中产生的电信号即P波。
所述右心室导线506分为与所述脉冲发生器502连接的近端以及与所述心脏组织o连接的远端。导线的末端包括与心脏组织o连接的螺旋电极512，螺旋电极512进入心脏组织o内将导线的前端与心脏组织固定。临近所导线506 的前端设置近场电极514，近场电极514用于感知近场心电信号，该近场心电信号反映心脏局部组织o去极化和复极过程。
所述右心室导线506的近端516与脉冲发生器502的连接器518连接。连接器518提供导线插入的电连接插孔，该连接器518内部包括馈通组件604，馈通组件604连接导线和脉冲发生器502的电路。馈通组件604通过导线连接感知电极，感知电极(电极512或电极514或心房电极)通过馈通组件604与脉冲发生器502内的感知模块602连接。感知模块602用于感知所述心电信号，并对心电信号作进一步处理使得心电信号由模拟信号转换为数字信号。所述馈通组件604将导线上感知电极与感知模块602连接。
所述连接器内518还包括天线606，天线606通过馈通组件604与脉冲发生器内的天线连接。所述天线606用于脉冲发生器502与外部设备建立无线连接通信连接。所述外部设备D包括医院使用的程控仪D，患者使用的手持设备比如手机、患者助手或医疗设备网关等设备。
参照图2所示的脉冲发生器502内的硬件结构示意图。其包括用于感知心电信号的感知模块602，用于提供治疗脉冲信号的治疗模块608，用于与外部设备除颤设备通信的通信模块610。用于存储病人数据、参数以及诊疗程序代码的存储模块612，存储模块612可以包括RAM、ROM、闪存和/或其他存储电路。以及控制模块614进行诊疗程序，根据患者参数以及诊断程序设定对感知模块感知到的心电信号处理、分析，并根据诊断结果判断是否需要通过治疗模块608对心脏进行电刺激。
所述感知模块602与导线504上电极514、512连接，所述感知模块包括放大器、滤波器、数模转换模块等。感知模块602能够同时处理右心房导线 508和右心室导线506上的信号，并感知到的p波信号或R波信号转换成数字信号，所述处理器614利用所述P波或R波信号计算PR间期、AA间期、RR间期等生理参数。
所述通信模块610与天线606连接，通信模块610与体外除颤设备连接进行通信，通信模块优选的为医疗RF模块。本领域技术人员知道所述通信模块还包括WIFI、蓝牙、红外、超声波等本领域技术人员公知的通信模块。
所述治疗模块608包括开关电路，所述治疗模块608包括开关电路，进行电刺激时控制模块控制所述开关电路治疗模块形成电刺激回路,所述控制模块可控制治疗模块进行抗心动过速治疗。
所述植入式心脏除颤器500为除颤器或心律复转除颤器时，所述治疗模块 608还包括高压电容和对高压电容充电的高压电路，所述高压电路在除颤治疗前对高压电容充电，所述高压电路在被配置为按照不同的治疗需求，对所属高压电容冲入不同能量的电能，高压电容的能量维持在20J-40J范围内。
植入式心脏除颤器500和体外除颤设备联合系统中的体外除颤设备为如图 1所示的全自动体外除颤器(AED)，显然所述体外除颤设备还可以是穿戴式体外心脏除颤器。
如图1所示，所属体外除颤设备300包括用于贴敷在人体上的除颤/感知电极312、314，所述电极通过导线318与AED的脉冲发生器316连接，所述脉冲发生器316包括一开关按钮320和一电击按钮322。电极312、314与人体连接后所述开关按钮320开机并开始自动分析患者所处状态，并根据患者状态给出是否电击的建议，并给出操作提示。通常而言所述操作提示会提示急救人员或其他人员不与患者有物理接触，并且再保证没有物理接触的情况下触发电击按钮。
参照图3所述体外除颤设备300包括电源304、通信模块306、治疗模块 308和处理器302模块。所述处理器302通过通信模块306与所述植入式心脏除颤器500通信，所述通信模块306优选地通过WIFI、蓝牙、RF、超声波等无线通信方式建立通信链路,所述通信链路用于接收植入式心脏除颤器的广播信号。
所述治疗模块308包括高压电路，高压电路包括变压器和高压电容。变压器和相应的驱动电路用于将电源304的电压升压为除颤电压，所述变压器升压后向高压电容电压为700-800v，所述高压电容能量为120J-360J。所述高压电容充电并对人体放电除颤,所述体外除颤设备300放电过程包括双向或单向放电。所述治疗模块308与电极贴片312、314连接，所述放电过程在电极贴片 312、314高压电容和人体组成的回路中完成。
所述体外除颤设备300还包括感知模块310和存储模块316，该感知模块 310用于将体表心电信号转换为数字信号。所述体外除颤设备300还包括用于感知体表心电信号的感知电极312、314，感知电极与所述感知模块304连接。所述处理器302通过感知模块310感知到的心电信号并分析所述心电信号诊断患者所处的状态。
所述体外除颤设备300还包括人机接口模块。所述人机接口模块用于向急救人员提供操作接口，如上文所述的按键320。以及用于向急救人员反馈信息的显示器328、扬声器、指示器或振动模块等用于向急救人员提供声音、光线、画面或震动反馈的电子部件。
参照图4所示的植入式心脏除颤器与体外除颤设备300通信流程示意图。在步骤804和步骤802中，所述植入式心脏除颤器500进行初始化。所述植入式心脏除颤器初始化包括通过程控仪D设置初始化参数，所述体外除颤设备 300初始化包括开机，感知电极312、314的导通性，监测胸部阻抗等基本参数。
在步骤808中在该流程中感知模块602通过感知电极512和电极514感知心电信号，所述心电信号是心内电信号，或感知电极512、514感知心电信号并将其转换为数字信号，用于处理器614处理。
在步骤810中，处理器614通过诊断算法诊断是否存发生恶性心律事件。所述处理器614根据患者心律的突发性、间期异变性、平均心律和QRS波形形态等方法判断患者是否发生了室颤、室速等恶性心率事件，并且通过这些算法将室颤、室速等恶性心律事件与房颤、房扑、窦性心律等室上性心动过速进行区分以防止发生误电击。以判断室颤为例，可通过设置观察窗口的方式检测是否发生室颤,例如设置18/24窗口门限值作为发生室颤的判断标准。当然在判断是否发生室颤还可以结合心音、血压、血流、运动传感器综合判断是否发生了室颤，例如通过血流流量判断是否发生室颤、通过运动传感器判断患者身体姿态(例如判断患者是否晕厥和评估患者生理活动水平)。
如果在步骤810中判断未发生恶性心律失常则返回步骤808，否则进入步骤812。在步骤812中，发现恶性心律所述处理器614控制植入心脏除颤器进入准备电刺激治疗的状态。在该状态中所述处理器614控制治疗模块对电容进行充电。在充电前或电过程中所述处理器通过通信模块610广播消息。该广播消息包含即将实施的治疗消息。根据步骤810的分析结果所述即将实施的电刺激治疗包括起搏、抗心动过速起搏、低能量除颤以及高能量除颤。
在步骤814中所述处理器614控制治疗模块608释放电刺激治疗，并可在电刺激治疗后或电刺激治疗前发送广播消息，所述广播消息包括当前正在进行电刺激的类型。
在电刺激治疗完成后控制流程回到步骤810，在步骤810中根据刺激后的心电信号的监测结果判断是否治疗是否成功恢复窦性心律。在步骤810中电刺激完成后通过处理器614分析心电信号是否分析窦性心律。如果恢复窦性心律则通过通信模块610向外部广消息，该消息中包括恢复窦性心律信息和治疗完成信息。
在步骤标号为816、818、820、822、824的步骤中，所述体外除颤设备 300的处理器302根据消息的内容类型作出不同的处理并执行不同的操作。在步骤802初始化完成后所述体外除颤设备300的处理器302设置计时器，所述计时器设置处理器等待广播消息的时间，计时器的时间应当设置的较短以防止过长的等待时间延误之治疗时机，例如在设置等待500毫秒至1秒时间后超时。在步骤826中判断如果经过设置的超时时限后，并且在步骤806中没有收到广播消息，所述控制流程进入步骤828。进入步骤828后体外除颤设备开始在步骤828中监测心电信号，在步骤830中所体外除颤设备300分析心电信号，并根据心电信号的分析结果判断是否发生恶性心律。在步骤832中判断发生恶性心律后所述体外除颤设备300在步骤834中进行除颤治疗，并在在治疗完成后重新回到步骤828监测，除颤治疗是否成功。如果在步骤832中判断未发生恶性性心律，则直接进入步骤824结束整个体外除颤设备300的控制控制流程。
在步骤806中如果体外除颤设备300的处理器302通过通信模块306收到植入式心脏除颤器500发送的广播消息。所述广播消息可选的包括设备的状态、即将进行的治疗、正在进行的治疗、治疗是否完成、以及治疗结果是否恢复窦性心律、患者的活动数据等植入式心脏除颤器能够监测、处理和存储的各种信息。
在步骤816中处理器302首先判断所述广播消息中电刺激治疗消息，判断电刺激治疗消息是否指示植入式心脏除颤器500是否正在进行准备治疗，如果所述植入式心脏除颤设备500正在电刺激治疗的准备阶段，所述体外除颤设备300延迟治疗，控制流程回到步骤806继续接收所述植入式心脏除颤器500的广播消息。
如果所述广播消息未指示所述植入式心脏除颤器，正在准备除颤设备，则体外除颤设备300处理器在步骤818中判断其是否正在电刺激治疗，所述电刺激治疗的类型可包括除颤、抗心动过速起搏、起搏和多能量等级的除颤。如果植入式心脏除颤器500正在进行除颤，所述体外除颤设备300延迟对患者检测和治疗，控制流程回到步骤806。
如果在步骤818中判断植入式心脏除颤器500不在治疗过程中，则进入步骤820判断是否治疗完成。如果所述植入式心脏除颤器500治疗完成，植入式心脏除颤器的步骤810中，植入式心脏除颤器处理器500在治疗完成后通过通信模块610向体外除颤设备300发送包含治疗完成消息的广播消息。所述治疗完成的广播消息可包括患者治疗是否完成的消息，以及植入式心脏除颤器的治疗结果。
在步骤822中体外除颤设备300的处理器302根据体植入式心脏除颤器 500的治疗结果判断患者是否恢复了窦性心律，如果患者恢复了窦性心律则体外除颤设备300直接进入结束步骤824。
所述广播消息还可以包括患者正在进行的心电信号，该心跳信号为实时心跳信号或历史数据，为一段连续的数据也可以是某一数据片段。在步骤822中体外设备的处理器可以根据所述心电信号判断患者是否恢复窦性心律。
在步骤822中，如果根据植入式心脏除颤器500的治疗结果或植入式心脏除颤器500发送的心电信号诊断患者未恢复窦性心律则体外除颤设备300立即进行诊断，控制流程转到步骤828，并根据步骤832的结果在需要除颤时进行体外除颤。
本领域技术人员知道，在步骤822中如果未恢复窦性心律控制流程还可以跳转至834直接进行除颤治疗，相对所述植入式心脏除颤器，体外除颤设备 300具有更高的除颤能量。当植入式心脏除颤器除颤能量已经达到最高能量仍然无法恢复窦性心律，立即进行体外除颤的尝试能提高除颤成功的可能性。
在上述方案中所述体外除颤设备300的处理器通过通信模块接收到所述植入式体除颤设备发送的广播消息后根据广播消息的内容，执行相应的操作。根据植入式心脏除颤器所处的状态和输出的结果进行操作。总体而言如果植入式心脏除颤器正在准备电刺激治疗或正在进行电刺激治疗，所述体外除颤设备 300则延迟诊断和治疗等待所述植入式心脏除颤器完成治疗。并且如果植入式心脏除颤器治疗设备治疗失败，所述体外除颤设备300也能够及时的进入诊断和治疗的状态，所述体外除颤设备300可相对植入式心脏除颤器提供更高的除颤能量提供从而增大救治的成功率。
参照图5所示的模块结构图，其中包括控制模块400和人机接口模块。所述控制模块800为包括部分图4中所示的逻辑流程步骤模块，其被定义为多个步骤的集合。在本申请中所述人机接口模块用于在所述逻辑流程模块中起到为急救人员提供信息或接受急救人员输入的功能。同时所述体外除颤设备300处理器302根据接收到的广播消息通过所述用户接口提示植入式心脏除颤器工作状态。
所述处理器302对于植入式心脏除颤器的不同工作状态，提供与所述工作状态对应声音画面光线同步提示信息。所述语音提示消息
参照图5在初始化802过程中，所述人机接口模块900发出基本信息提示 840，所述基本信息提示包括但不限于语音开机提示、语音操作提示、注意事项警报提示、带有显示屏幕328的体外除颤设备300还可以进行与所述语音操作提示同步画面提示，例如通过显示器显示一段动画动画中包括如何拆开电极包装，如何将电极312、314贴在患者的胸部表面。
在步骤806中，体外除颤设备300收到广播消息后可通过人机接口模块提示患者基本信息842，所述患者基本信息可包括是否植入ICD、ICD所处的状态、患者所处的状态。例如所述如果所述广播消息表面患者植入的心脏除颤器正在诊断，体外除颤设备300可通过声画同步的方式告知急救人员所述植入式心脏除颤器正在进行诊断等消息。
在步骤816中，体外除颤设备300通过人机接口模块900步骤844提示设备正在处于充电状态。所述提示信息可包括充电进度、充电能量、充电剩余时间，以及以何种方式进行治疗。
在步骤818中，体外除颤设备300收到广播消息后确定植入式心脏除颤器正在进行电刺激治疗。人机结构模块通过模块846提示设备处于电刺激治疗状态，所述体外除颤设备300通过声画同步的方式告知急救人员植入式心脏除颤器正在进行治疗，并且可发出一定的警告提示例如此时不要移动患者。
在步骤820中，体外除颤设备300发出提示完成848。例如人机接口可通过扬声器发出"治疗完成即将进行除颤后诊断"等语音提示信息。同时可提示急救人员继续等待等信息。
在步骤822中，所述人机接口发出报告患者状态信息859，如果患者已经恢复窦性心律，可通过该信息告知急救人员患者心律已经恢复正常，并可提示在患者苏醒后或意识恢复正常后撤除体外除颤设备300。如果患者未恢复窦性心律，则提示体外除颤设备300即将进行诊断治疗，分析患者的心电图，并提示急救人员根据体外除颤设备300的提示进行操作。
在步骤824中，人机接口可发出结束提示852，该结束提示可包括体外除颤设备300如何收纳，如何检查体外除颤设备300的参数和状态，如何排除故障以及如何通过紧急联系方式联系到设备厂家。
在上述方案中体外除颤设备300通过人机接口能够对植入式心脏除颤器所处的状态，进行提示使得在诊断、治疗等时刻急救人员都能明确知道植入式心脏除颤器所处的状态。急救人员也能够知道体外除颤设备300在植入式医疗进行治疗或除颤时会延迟治疗，同时如果植入式心脏除颤器也能在植入式心脏除颤器除颤失败时及时介入提高救治的成功率。
Claims (8)
1.植入式心脏除颤器和体外除颤设备联合系统,其特征在于，包括植入式心脏除颤器和体外除颤设备；所述植入式心脏除颤器包括处理器、感知模块、治疗模块和通信模块；所述体外除颤设备包括处理器、感知模块、治疗模块和通信模块；所述植入式心脏除颤器的处理器被配置为根据其感知模块感知到的心电信号诊断是否需要电刺激治疗，所述植入式心脏除颤器的处理器再使用其治疗模块对心脏进行电刺激治疗前，使用其通信模块发送广播消息，该广播消息包含处理器即将实施的治疗信息；
所述体外除颤设备的处理器通过其通信模块接收到所述植入式体心脏除颤器发送的广播消息后根据广播消息的内容，执行相应的操作。
2.根据权利要求1所述的植入式心脏除颤器和体外除颤设备联合系统，其特征在于，所述广播消息包含即将进行的电刺激治疗治疗的类型，所述电刺激类型为除颤时，所述体外除颤设备延迟启动诊断和治疗操作。
3.根据权利要求2所述的植入式心脏除颤器和体外除颤设备联合系统，其特征在于，所述植入式心脏除颤器的处理器治疗完成后通过通信模块发送包含治疗完成信息的广播消息。
4.根据权利要求3所述的植入式心脏除颤器和体外除颤设备联合系统，其特征在于，所述治疗完成信息的广播消息，包括患者是否恢复窦性心律；如果所述患者未恢复窦性心律则体外除颤设备立即进行除颤。
5.根据权利要求3所述的植入式心脏除颤器和体外除颤设备联合系统，其特征在于，所述治疗完成信息的广播消息，包括患者是否恢复窦性心律；如果所述患者未恢复窦性心律则体外除颤设备立即进行诊断，在所述诊断结果需要除颤时进行体外除颤。
6.根据权利要求1所述的植入式心脏除颤器和体外除颤设备联合系统，其特征在于，所述体外除颤设备包括用户接口，所述体外除颤设备的处理器根据接收到的广播消息通过所述用户接口提示植入式心脏除颤器工作状态。
7.根据权利要求6所述的植入式心脏除颤器和体外除颤设备联合系统，其特征在于，所述用户接口包括可提供声音、光线、画面或震动反馈的电子部件。
8.根据权利要求6所述的植入式心脏除颤器和体外除颤设备联合系统，其特征在于，所述体外除颤设备的处理器对于植入式心脏除颤器的不同工作状态，提供与所述工作状态对应声音画面光线同步提示信息。
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2020
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