CN116392717B - 体外除颤系统、装置及其放电方法 - Google Patents

Abstract

本申请涉及医疗器械领域，并提供了一种体外除颤系统、装置及其放电方法，所述体外除颤系统包括：至少三个放电电极，包括至少一个正面电极和至少一个背面电极；控制模块，用于控制所述放电电极在放电周期中的放电过程，其中，至少一个所述放电周期满足：该放电周期包括多个放电序列，且在所述放电周期中，至少三个所述放电电极之间形成多个方向的放电电流。本申请通过至少三个放电电极在多个不同放电序列之中的放电，以及至少三个放电电极在多个方向的放电，产生的放电电流更容易穿过心脏，产生更加有效的施加在心脏上的除颤能量，降低对操作者的准确度要求，有效提高了除颤成功率。

Description

体外除颤系统、装置及其放电方法

技术领域

本申请涉及医疗器械技术领域，具体涉及一种体外除颤系统、装置及其放电方法。

背景技术

在针对室性心搏骤停的除颤治疗的医学领域中，一般采用两个电极实现，一个是设于患者的左下腹的心尖电极（Apex电极），另一个是设于患者右上方的胸骨电极（Sternum电极）。对人体进行除颤放电的方式经历了从单相波到双相波发展的过程。单相波方式中，从心尖电极施加一个高于胸骨电极的电压，一个放电电流就沿着患者身体左下往右上流过，并穿过身体尤其是心脏，从而有除颤能量释放在心脏上产生治疗效果。双相波方式中，放电过程中电流的方向经历了一个换向的过程，即先释放一个从心尖电极到胸骨电极的放电电流，紧接着释放一个从胸骨电极到心尖电极的放电电流。采用单相波的自动体外除颤器（Automated External Defibrillator ，AED）对应的除颤能量常见为360J，而采用双相波的自动体外除颤器对应的除颤能量则常见为150J或200J。即使双相波方式的除颤能量更低，双相波的除颤效果也明显优于单相波，且双相波的低能量对心肌细胞的损伤更小。

另一方面，双相波采用低能量除颤，可以采用更低的放电电压，低电压对皮肤的灼伤概率或皮肤附近的放电能量损失更小，从而既不会损害患者皮肤，也能有更多的除颤能量释放到体内心脏中。因此，体外除颤技术的发展目标，即在保证除颤效果有效性的同时，采用更低放电能量和更低的放电电压。

再一方面，在临床应用中，特别是急救环节和公众急救的非医疗专业人士的操作中，除颤放电的电极位置也会对除颤效果有很大的影响，如图1所示情况下，现有的在电极1001位置相对正确的情况下，除颤放电电流大部分都流过心脏1002，从而有足够的有效能量对心脏进行治疗；而如图2所示情况下，两个电极1003位置较近，电流只是局部小部分的流经经过心脏，有效施加在心脏1002上的电流不足，从而治疗放电效果差。这种电极位置难于控制的原因，主要是因为在临床操作环节，需要放置的两个除颤电极位置的连线尽量的能包裹覆盖更多的心脏区域，这对临床操作的熟练程度、解剖学知识等要求较高。

发明内容

针对现有技术中的问题，本申请的目的在于提供一种体外除颤系统、装置及其放电方法，产生的放电电流更容易穿过心脏，产生更加有效的施加在心脏上的除颤能量，降低对操作者的准确度要求，有效提高了除颤成功率。

本申请实施例提供一种体外除颤系统，包括：

至少三个放电电极，包括至少一个正面电极和至少一个背面电极；

控制模块，用于控制所述放电电极在放电周期中的放电过程，其中，至少一个所述放电周期满足：该放电周期包括多个放电序列，且在所述放电周期中，至少三个所述放电电极之间形成多个方向的放电电流。

在一些实施例中，所述放电周期包括第一类放电过程，所述第一类放电过程被配置为至少一个所述放电电极满足：该放电电极与另外至少两个所述放电电极之间同时形成放电电流。

在一些实施例中，所述正面电极至少包括第一正面电极和第二正面电极，所述背面电极至少包括第一背面电极，所述第一正面电极与所述第二正面电极形成第一电极对，所述第一正面电极和所述第一背面电极形成第二电极对；

所述第一类放电过程包括第一放电序列和第二放电序列；

所述第一放电序列中，在所述第一电极对和所述第二电极对之间形成第一方向放电电流；

所述第二放电序列中，在所述第二电极对和所述第一电极对之间形成第二方向放电电流，第二方向放电电流与第一方向放电电流的放电方向相反。

在一些实施例中，所述正面电极至少包括第一正面电极和第二正面电极，所述背面电极至少包括第一背面电极和第二背面电极，所述第一正面电极与所述第二正面电极形成第三电极对，所述第一正面电极与所述第二背面电极形成第四电极对，所述第二正面电极与所述第一背面电极形成第五电极对，所述第二背面电极与所述第一背面电极形成第六电极对；

所述第一类放电过程包括第一放电序列和第二放电序列，所述第一放电序列在所述第二放电序列之前或之后执行；

所述第一放电序列中，分别在所述第三电极对和所述第四电极对之间形成放电电流；

所述第二放电序列中，分别在所述第五电极对和所述第六电极对之间形成放电电流。

在一些实施例中，所述放电周期还包括第二类放电过程，所述第二类放电过程被配置为每个所述放电电极最多与另外一个所述放电电极之间形成放电电流。

在一些实施例中，在一环形方向上，每两个相邻的所述放电电极之间形成第七电极对；

所述第二类放电过程包括与所述第七电极对一一对应的多个放电序列，每个所述放电序列中，分别在所对应的所述第七电极对之间形成放电电流。

在一些实施例中，所述正面电极至少包括第一正面电极和第二正面电极，所述背面电极至少包括第一背面电极和第二背面电极，所述第一正面电极和所述第二正面电极之间形成第八电极对，所述第一背面电极和所述第二背面电极之间形成第九电极对；

所述第二类放电过程包括第一放电序列和第二放电序列，所述第一放电序列中，在所述第八电极对之间形成放电电流和/或在所述第九电极对之间形成放电电流，所述第二放电序列中，在所述第八电极对之间形成放电电流和/或在所述第九电极对之间形成放电电流，且所述第二放电序列的放电电流与所述第一放电序列的放电电流的放电方向相反。

在一些实施例中，所述正面电极至少包括第一正面电极和第二正面电极，所述背面电极至少包括第一背面电极和第二背面电极，所述第一正面电极和所述第二背面电极之间形成第十电极对，所述第二正面电极和所述第一背面电极之间形成第十一电极对，所述电极对配置为设于患者体表后，所述第十电极对之间的空间矢量和所述第十一电极对之间的空间矢量交叉，且分别穿过心脏所在位置；

所述第二类放电过程包括第一放电序列、第二放电序列、第三放电序列和第四放电序列，所述第一放电序列的放电电流和所述第二放电序列的放电电流的放电方向相反，且均为在所述第十电极对之间形成放电电流，所述第三放电序列的放电电流和所述第四放电序列的放电电流的放电方向相反，且均为在所述第十一电极对之间形成放电电流。

在一些实施例中，所述控制模块配置为在除颤功能启动后，在第1~n个放电周期内，根据所述第二类放电过程控制各个所述放电电极的电压，从第n+1个放电周期起，根据所述第一类放电过程控制各个所述放电电极的电压，n为预设的大于1的正整数。

在一些实施例中，所述控制模块配置为在除颤功能启动后，在每个所述放电周期开始时，获取患者室颤波形幅值，判断所述患者室颤波形幅值是否大于或等于预设幅值阈值，如果是，则在当前放电周期中根据所述第二类放电过程控制各个所述放电电极的电压，否则，在当前放电周期中根据所述第一类放电过程控制各个所述放电电极的电压。

在一些实施例中，至少一个所述放电周期满足：至少一个所述放电电流形成于一个正面电极和一个背面电极之间。

在一些实施例中，所述正面电极至少包括第一正面电极和第二正面电极，所述背面电极至少包括第一背面电极，所述放电电极配置为设于患者体表后，所述第一正面电极和所述第二正面电极之间形成第一空间矢量，所述第一正面电极与所述第一背面电极之间形成第二空间矢量，在平行于所述第一空间矢量和所述第二空间矢量的第一剖面上，心脏位置位于所述第一空间矢量和所述第二空间矢量之间。

在一些实施例中，所述第一正面电极位于患者左腹下心尖处，所述第二正面电极位于患者右上胸骨处，所述第一背面电极位于患者背部中心。

在一些实施例中，所述正面电极至少包括第一正面电极和第二正面电极，所述背面电极至少包括第一背面电极和第二背面电极；

所述放电电极配置为设于患者体表后，所述第一正面电极、所述第二正面电极、所述第一背面电极和所述第二背面电极在平行于水平面的第二剖面上形成四个电极投影位置，所述四个电极投影位置环绕心脏位置在所述第二剖面上的心脏投影位置。

在一些实施例中，所述放电电极配置为设于患者体表后，所述第一正面电极、所述第二正面电极、所述第一背面电极和所述第二背面电极与所述心脏位置处于同一高度。

本申请还提供一种体外除颤装置，包括设备主机和上述的体外除颤系统，所述设备主机包括壳体，所述放电电极部署于所述壳体的外部，所述控制模块部署于所述壳体的内部。

本申请还提供一种如上所述的体外除颤装置的放电方法，包括如下步骤：

根据第一类放电过程控制各个所述放电电极的电压，其中，至少一个所述放电电极满足：该放电电极与另外至少两个所述放电电极之间同时形成放电电流。

在一些实施例中，所述根据第一类放电过程控制各个所述放电电极的电压之前，还包括如下步骤：

确定当前属于除颤功能启动后的第i个放电周期；

判断i是否小于或等于n，n为预设的大于1的正整数；

如果是，则根据第二类放电过程控制各个所述放电电极的电压，其中，所述第二类放电过程中，每个所述放电电极最多与另外一个所述放电电极之间形成放电电流；

否则，根据所述第一类放电过程控制各个所述放电电极的电压。

在一些实施例中，所述根据第一类放电过程控制各个所述放电电极的电压之前，还包括如下步骤：

在每个所述放电周期开始时，获取患者室颤波形幅值，判断所述患者室颤波形幅值是否大于或等于预设幅值阈值；

如果是，则在当前所述放电周期中根据第二类放电过程控制各个所述放电电极的电压，其中，所述第二类放电过程中，每个所述放电电极最多与另外一个所述放电电极之间形成放电电流；

否则，在当前所述放电周期中根据所述第一类放电过程控制各个所述放电电极的电压。

本申请所提供的体外除颤系统、装置及其放电方法具有如下优点：

本申请通过至少三个放电电极在多个不同放电序列之中的放电，以及至少三个放电电极在多个方向的放电，降低对操作者的准确度要求，使得放电电极更容易包裹覆盖更多的心脏区域，产生的放电电流更容易穿过心脏，减少放电能量的同时，产生更加有效的施加在心脏上的除颤能量，有效提高了除颤成功率。

附图说明

通过阅读参照以下附图对非限制性实施例所作的详细描述，本申请的其它特征、目的和优点将会变得更明显。

图1是一种电极放置位置较为准确的示意图；

图2是一种电极放置位置不准确的示意图；

图3是本申请第一实施例的体外除颤系统应用于患者人体的示意图；

图4是图3中A-A方向的剖面图；

图5是本申请第一实施例的体外除颤系统采用第一类放电过程时的第一放电序列的放电方向示意图；

图6是本申请第一实施例的体外除颤系统采用第一类放电过程时的第二放电序列的放电方向示意图；

图7是本申请第一实施例的体外除颤系统采用第一类放电过程时的电压示意图；

图8-10是本申请第一实施例的体外除颤系统采用第二类放电过程时的放电方向示意图；

图11是本申请第一实施例的体外除颤系统采用第二类放电过程时的电压示意图；

图12是本申请第二实施例的体外除颤系统应用于患者人体的示意图；

图13是在图12中B-B方向的剖视图，为本申请第二实施例的体外除颤系统采用第一类放电过程时的放电方向示意图；

图14是本申请第二实施例的体外除颤系统采用第一类放电过程时的电压示意图；

图15是本申请第二实施例的体外除颤系统采用第一种第二类放电过程时的放电方向示意图；

图16是本申请第二实施例的体外除颤系统采用第二种第二类放电过程时的放电方向示意图；

图17是本申请第二实施例的体外除颤系统采用第二种第二类放电过程时的电压示意图；

图18是本申请第二实施例的体外除颤系统采用第三种第二类放电过程时的放电方向示意图；

图19是本申请可采用的另一种放电电压的示意图；

图20是本申请可采用的再一种放电电压的示意图。

附图标记：

1001，电极；1002，心脏；1003，电极；

11，第一正面电极；12，第二正面电极；

21，第一背面电极；22，第二背面电极；

31，控制模块；

101，心脏；102，人体前面；103，人体后面；

S1，第一放电序列放电方向；S2，第二放电序列放电方向；

S3，第三放电序列放电方向；S4，第四放电序列放电方向。

具体实施方式

现在将参考附图更全面地描述示例实施方式。然而，示例实施方式能够以多种形式实施，且不应被理解为限于在此阐述的实施方式；相反，提供这些实施方式使得本申请将全面和完整，并将示例实施方式的构思全面地传达给本领域的技术人员。在图中相同的附图标记表示相同或类似的结构，因而将省略对它们的重复描述。说明书中的“或”、“或者”均可能表示“和”或者“或”。虽然本说明书中可使用术语“上”、“下”、“之间”等来描述本申请的不同示例性特征和元件，但是这些术语用于本文中仅出于方便，例如根据附图中所述的示例的方向。本说明书中的任何内容都不应理解为需要结构的特定三维方向才落入本申请的范围内。本说明书中虽然采用“第一”~“第十一”等来表示某些特征，但其仅为表示作用，而不作为具体特征的数量和重要性的限制。

本申请提供了一种体外除颤系统、包括该体外除颤系统的除颤装置以及该体外除颤装置的放电方法。所述体外除颤系统包括至少三个放电电极和控制模块，所述放电电极包括至少一个正面电极和至少一个背面电极。所述控制模块用于控制所述放电电极在放电周期中的放电过程。其中，至少一个所述放电周期满足：该放电周期包括多个放电序列，且在所述放电周期中，至少三个所述放电电极之间形成多个方向的放电电流。因此，本申请通过至少三个放电电极在多个不同放电序列之中的放电，以及多个放电电极在多个方向的放电，降低对操作者的准确度要求，使得放电电极更容易包裹覆盖更多的心脏区域，产生的放电电流更容易穿过心脏，减少放电能量的同时，产生更加有效的施加在心脏上的除颤能量，有效提高了除颤成功率。

下面结合附图和各个实施例具体介绍本申请的具体实现方式，可理解的是，各个附图和以下说明不作为本申请的保护范围限制。

在本申请中，两个放电电极组成一个电极对，指的是两个放电电极之间的组合关系。在一个电极对中的两个放电电极之间的连接线路导通时，该电极对为导通的电极对，在连接线路不导通时，该电极对为不导通的电极对。

如图3所示，为本申请一实施例的体外除颤系统应用于患者人体的结构示意图。该实施例中，所述体外除颤系统包括三个放电电极以及控制模块31，所述三个放电电极包括：第一正面电极11、第二正面电极12和第一背面电极21。控制模块31连接于各个放电电极。通过设置多个放电电极，更容易让多个放电电极有效包裹覆盖心脏101，对于操作者来说，更容易将电极贴在有效放电的位置，降低了对于操作者的操作熟练程度、解剖学背景知识的要求，更容易实现有效的放电除颤效果。所述控制模块31用于控制所述放电电极在放电周期中的放电过程。在各个所述放电电极之间设有线路通断开关，控制模块通过控制此开关来控制放电电极之间连接线路的通断，使得所述放电电极可以组成多种导通的电极对，以在导通的电极对之间形成放电电流。其中，至少一个所述放电周期满足：该放电周期包括多个放电序列，且在所述放电周期中，至少三个所述放电电极之间形成多个方向的放电电流。通过采用多个电极多个方向的矢量放电，产生的电场和电流矢量和方向更容易穿过心脏101，产生更加有效的施加在心脏101上的能量，提高除颤成功率。

如图3所示，其中，所述第一正面电极11位于患者左腹下心尖处，即作为心尖电极，所述第二正面电极12位于患者右上胸骨处，即作为胸骨电极，所述第一背面电极21位于患者背部中心。图3中L1表示三个放电电极的中心连线。沿三个放电电极的中心的平面做一个假想的剖面视图时，得到如图4所示的A-A方向剖面视图。从第一正面电极11到所述第二正面电极12形成第一空间矢量，所述第一正面电极11到所述第一背面电极21形成第二空间矢量，图4示出的剖面即为平行于所述第一空间矢量和所述第二空间矢量的第一剖面。从图4可以看出，心脏101位置位于所述第一空间矢量和所述第二空间矢量之间。图4中102表示患者人体前面，103表示患者人体后面。

在该实施例中，所述放电周期包括第一类放电过程，所述第一类放电过程被配置为至少一个所述放电电极满足：该放电电极与另外至少两个所述放电电极之间同时形成放电电流。具体地，所述第一正面电极11与所述第二正面电极12形成第一电极对，所述第一正面电极11和所述第一背面电极21形成第二电极对。所述第一类放电过程包括第一放电序列和第二放电序列。如图5所示，所述第一放电序列中，在所述第一电极对和所述第二电极对之间形成第一方向放电电流。具体地，所述第一放电序列中，通过控制模块控制第一正面电极11和所述第二正面电极12之间的线路通断开关导通，使得所述第一正面电极11与所述第二正面电极12形成导通的第一电极对，控制第一正面电极11和第一背面电极21之间的线路通断开关导通，使得所述第一正面电极11和所述第一背面电极21形成导通的第二电极对，给所述第一正面电极11施加正向电压V1，第二正面电极12和第一背面电极21同时接0位电压（GND），从而沿图5中S1箭头方向形成第一方向放电电流，第一方向即对应图5中S1方向，左侧S1方向即对应于从第一正面电极11指向第二正面电极12的第一空间矢量，右侧S1方向即对应于从第一正面电极11指向第一背面电极21的第二空间矢量，心脏101位于两个S1方向之间，即位于第一空间矢量和第二空间矢量之间。由此，同时有沿着S1箭头方向的两个放电电流形成，第二正面电极12和第一背面电极21形成了等电位，根据电场的矢量特性，其相当于在心脏101处施加了沿S1’方向的叠加放电电流，S1’方向的放电电流矢量等于两个S1方向放电电流矢量的矢量和，并且S1’方向位于两个S1方向之间。由于同时形成两个导通的电极对增加了电流流过的面积而使得整体阻抗变小，S1’方向的电流大于S1方向电流大小。

如图6所示，所述第二放电序列中，同样也是在所述第一电极对和所述第二电极对之间形成第二方向放电电流，且第二放电序列的第二方向放电电流与所述第一放电序列中的第一方向放电电流的放电方向相反。第二方向即对应于图6中的S2方向。具体地，所述第二放电序列中，保持第一正面电极11和所述第二正面电极12之间的线路通断开关导通，保持第一正面电极11和第一背面电极21之间的线路通断开关导通，给第一正向电极接0位电压，给第二正面电极12和第一背面电极21施加正向电压V2，从而沿图6中S2箭头方向形成第二方向放电电流，第二方向即对应S2方向。由此，同时有沿着S2箭头方向的两个放电电流形成，其相当于在心脏101处施加了沿S2’方向的叠加放电电流，S2’方向位于两个S2方向之间，S2’方向的电流大于S2方向电流大小。

结合图5和图6可以看出，当第一电极对和第二电极对同时放电时，两个方向的放电电流在空间矢量方向形成的电流矢量和的大小要大于单个电极放电，同时电流矢量和的方向位于两个电极对的放电电流方向之间。当心脏101基本位于第一空间矢量和第二空间矢量的中心位置时，刚好可以让叠加后的放电电流方向经过心脏101，将更多的除颤能量施加在心脏101处，实现最优的除颤效果。因此，第一类放电过程可以实现采用较低的放电电压即可将较多的除颤能量释放在心脏101处的目的，也就是说，在保证除颤效果有效性所需的能量的情况下，放电除颤的电压更低。由于采用更低的放电电压，并且减小了放电时的阻抗，使得在除颤过程中，在放电电极附近的电压更小，能量损失更小，且对皮肤的灼伤更小，对操作者误触碰的意外情况也具有更高的安全性。

图7示出了在第一放电序列中施加在第一正面电极11上的电压变化和在第二放电序列中施加在第二正面电极12和第一背面电极21上的电压变化。第一放电序列对应t1时间段。在第一类放电过程开始后，所述控制模块首先执行第一放电序列，此时第一正面电极11上施加的电压V1从V11逐渐变化为V12，变化持续时间为t1。在第一放电序列结束后，经过Δt时间后，所述控制模块开始执行第二放电序列，第二放电序列对应t2时间段，此时第二正面电极12和第一背面电极21上施加的电压V2从V21逐渐变化为V22，变化持续时间为t2。在一种实施方式中，V11、V21可取1500V，V12、V22可取1200V，t1、t2可取5ms，Δt可取0.1ms，此处具体数值仅为示例，在不同实施方式中，各个电压值以及各个时间段的长度均可根据需要调整设置。在另一可替代的实施方式中，第一类放电过程开始时，可先执行第二放电序列，再执行第一放电序列，也属于本申请的保护范围之内。

在该实施例中，所述放电周期还包括第二类放电过程，所述第二类放电过程被配置为每个所述放电电极最多与另外一个所述放电电极之间形成放电电流。例如，在一环形方向上，每两个相邻的所述放电电极之间形成第七电极对，所述第二类放电过程包括与所述第七电极对一一对应的多个放电序列，每个所述放电序列中，分别在所对应的所述第七电极对之间形成放电电流，在一个第二类放电过程中，所有放电序列的放电电流的方向形成一个闭合的环形，且该环形环绕心脏101所在位置。图8~10示意性地示出了该第一实施例的体外除颤系统采用第二类放电过程时的放电方向示意图。图8示出了在图3的A-A方向剖面上的电流方向。在该实施例中，三个放电电极之间可形成三个第七电极对，第二类放电过程包括第一放电序列、第二放电序列和第三放电序列。在第一放电序列中，第一正面电极11和第二正面电极12之间线路导通而形成导通的第七电极对，控制模块控制给第一正面电极11施加放电电压V1，而第二正面电极12接0位电压，形成沿S1箭头方向的放电电流。在第二放电序列中，第二正面电极12和第一背面电极21之间线路导通而形成导通的第七电极对，断开第二正面电极12和第一正面电极11的连接，控制模块控制给第二正面电极12施加放电电压V2，而第一背面电极21接0位电压，形成沿S2箭头方向的放电电流。在第三放电序列中，第一背面电极21和第一正面电极11之间线路导通而形成导通的第七电极对，断开第二正面电极12和第一背面电极21的连接，控制模块控制给第一背面电极21施加放电电压V3，而第一正面电极11接0位电压，形成沿S3箭头方向的放电电流。由此，在第一放电序列、第二放电序列和第三放电序列期间，均有放电电流局部穿过心脏101。例如，在第一放电序列中，靠近人体前面的心脏101局部有放电电流穿过或放电电流更大，而靠近人体后面的心脏101局部穿过的放电电流较小。在三个放电时序的时间顺序执行下，等同于形成了如图10示出的环绕心脏101一圈的放电电流。上述三个放电序列的执行顺序仅为示例，在另一实施方式中，也可以不按照此顺序执行，例如，按照第三放电序列、第二放电序列、第一放电序列的顺序，按照第二放电序列、第一放电序列、第三放电序列的顺序等，或者在一个或多个放电序列中，产生与图9示出的箭头反向的放电电流等，均属于本申请的保护范围之内。

图11示例性地示出了第二类放电过程时施加到各个放电电极的电压变化。t1时间段对应第一放电序列，在此期间第一正面电极11的电压V1从V11逐渐变化为V12，t2时间段对应第二放电序列，在此期间第二正面电极12的电压V2从V21逐渐变化为V22，t3时间段对应第三放电序列，在此期间第一背面电极21的电压V3从V31逐渐变化为V32，Δt时间为相邻两个时间序列之间的时间差。可选地，V11、V21、V31可取1500V，V12、V22、V32可取1200V，t1、t2、t3可取4ms，Δt、Δt1可取0.1ms，此处具体数值仅为示例，而不作为本申请的保护范围的限制。

这种第二类放电过程的方式相比于第一类放电过程的放电控制，有着更加精细的除颤电流方向控制和治疗效果。并且，这种第二类放电过程的方式相比于第一类放电过程来说，对心脏101心肌的刺激性较小。操作者可以根据应用场景的不同而通过控制模块选择不同类型的放电周期来执行放电除颤治疗。在一种实施方式中，在除颤功能启动的初期，需要给患者的心脏101心肌施加较小的刺激，以使患者逐渐适应除颤治疗，而在适应后，给患者的心脏101心肌施加更大的刺激，给心脏101心肌施加更多的除颤能量，提高除颤效率。因此，所述控制模块配置为在除颤功能启动后，在第1~n个放电周期内，根据所述第二类放电过程控制各个所述放电电极的电压，从第n+1个放电周期起（包括第n+1个放电周期及其之后的放电周期），根据所述第一类放电过程控制各个所述放电电极的电压，n为预设的大于1的正整数。n的值可以根据需要选择设定，例如，n设定为3时，在除颤功能启动后，前3个周期采用第二类放电过程，例如根据图8的放电过程来控制放电电极的电压，第4个周期开始采用第一类放电过程，例如根据图4的放电过程来控制放电电极的电压。

在另一种实施方式中，在每一个放电周期开始时，可以根据患者心肌功能的强弱来选择对应的放电过程类型。所述控制模块配置为在除颤功能启动后，在每个所述放电周期开始时，获取患者室颤波形幅值，判断所述患者室颤波形幅值是否大于或等于预设幅值阈值，如果是，则说明患者心肌能力较强，则在当前放电周期中根据所述第二类放电过程控制各个所述放电电极的电压，施加较小的除颤刺激即可，否则，说明患者心肌能力较弱，在当前放电周期中根据所述第一类放电过程控制各个所述放电电极的电压，施加更大的除颤刺激，以提高除颤效率。

图12示出了本申请第二实施例的体外除颤系统应用于患者人体的结构示意图。该实施例中，所述体外除颤系统包括四个放电电极以及控制模块31，所述四个放电电极包括：第一正面电极11、第二正面电极12、第一背面电极21和第二背面电极22。控制模块31连接于各个放电电极，图12仅示例性地示出了控制模块31与一个放电电极的连接。通过设置多个放电电极，更容易让多个放电电极有效包裹覆盖心脏101，对于操作者来说，更容易将电极贴在有效放电的位置，降低了对于操作者的操作熟练程度、解剖学背景知识的要求，更容易实现有效的放电除颤效果。所述控制模块31用于控制所述放电电极在放电周期中的放电过程。在各个所述放电电极之间设有线路通断开关，控制模块通过控制此开关来控制放电电极之间连接线路的通断，使得所述放电电极可以组成多种电极对，以在电极对之间形成放电电流。其中，至少一个所述放电周期满足：该放电周期包括多个放电序列，且在所述放电周期中，至少三个所述放电电极之间形成多个方向的放电电流。通过采用多个电极多个方向的矢量放电，产生的电场和电流矢量和方向更容易穿过心脏101，产生更加有效的施加在心脏101上的能量，提高除颤成功率。

如图12和图13所示，所述放电电极配置为设于患者体表后，所述第一正面电极11、所述第二正面电极12、所述第一背面电极21和所述第二背面电极22在平行于水平面的第二剖面B-B上形成四个电极投影位置，所述四个电极投影位置环绕心脏101位置在所述第二剖面上的心脏101投影位置。在该实施例中，所述放电电极配置为设于患者体表后，所述第一正面电极11、所述第二正面电极12、所述第一背面电极21和所述第二背面电极22与所述心脏101位置基本处于同一高度，但本申请不限于此。

在该实施例中，所述放电周期包括第一类放电过程。所述第一类放电过程中，至少一个所述放电电极满足：该放电电极与另外至少两个所述放电电极之间同时形成放电电流。图13为该第二实施例的一种第一类放电过程的放电电流方向示意图。所述第一类放电过程包括第一放电序列和第二放电序列。在第一放电序列中，所述控制模块控制所述第一正面电极11与所述第二正面电极12之间导通而形成导通的第三电极对，所述第一正面电极11与所述第二背面电极22形成之间导通而形成导通的第四电极对，在所述第一正面电极11施加正向电压V1，第二正面电极12和第一背面电极21分别接0电位，分别在所述第三电极对和所述第四电极对之间形成放电电流，放电电流的方向如图13中箭头S1所示。在第二放电序列中，所述控制模块控制所述第二正面电极12与所述第一背面电极21之间导通而形成导通的第五电极对，所述第二背面电极22与所述第一背面电极21之间导通而形成导通的第六电极对，在所述第二正面电极12和所述第二背面电极22施加正向电压V2，第一背面电极21接0电位，分别在所述第五电极对和所述第六电极对之间形成放电电流，放电电流的放电如图13中箭头S2所示。图14示例性地示出了电压V1和V2的变化。第一放电序列对应t1时间段，电压V1从V11逐渐变为V12，经过Δt后，第二放电序列对应t2时间段，电压V2从V21逐渐变为V22。在一种实施方式中，V11、V21可取1500V，V12、V22可取1200V，t1、t2可取5ms，Δt可取0.1ms，此处具体数值仅为示例，本申请不以此为限。在另一可替代的实施方式中，也可以先执行第二放电序列，再执行第一放电序列，或者在第一放电序列中放电电流方向与S1方向相反和/或在第二放电序列中放电电流方向与S2方向相反，均属于本申请的保护范围之内。该第一类放电过程中，在每个放电时序中，至少存在两个放电电流矢量，叠加后的电流矢量穿过心脏101且电流更大，只需要施加比较小的放电电压，就可以将更大的除颤能量施加到心脏101位置处，提高除颤效率。

在第二该实施例中，所述放电周期还包括第二类放电过程，所述第二类放电过程中，每个所述放电电极最多与另外一个所述放电电极之间形成放电电流。与第一实施例类似的，该第二实施例中，第二类放电过程相比于第一类放电过程，对放电电流的控制精度更高，对心脏101心肌的刺激较小。图15、图16和图18分别示出了三种第二类放电过程的可选控制方式，在实施中，三种方式可根据需要选择一种作为第二类放电过程的控制方式。

如图15所示，在第一种可选的第二类放电过程中，所述第二类放电过程包括第一放电序列和第二放电序列，所述第一放电序列中，所述第一正面电极11和所述第二正面电极12之间导通而形成导通的第八电极对，所述第一背面电极21和所述第二背面电极22之间导通而形成导通的第九电极对，对第一正面电极11和第一背面电极21施加正向电压V1，第二正面电极12和第二背面电极22接0电位，形成沿图15中S1箭头方向的放电电流，即在第八电极对之间形成放电电流，在第九电极对之间形成放电电流。所述第二放电序列中，所述第一正面电极11和所述第一背面电极21接0电位，所述第二正面电极12和第二背面电极22施加电压V2，形成沿图15中S2箭头方向的放电电流，即在第八电极对之间形成放电电流，在第九电极对之间形成放电电流，并且所述第二放电序列的放电电流与所述第一放电序列的放电电流的放电方向相反。图15的电压V1和V2也可以采用图14示出的电压变化方式，此处不予赘述。

如图16所示，在第二种可选的第二类放电过程中，在一环形方向上，每两个相邻的所述放电电极之间形成第七电极对。所述第二类放电过程包括与所述第七电极对一一对应的多个放电序列，每个所述放电序列中，分别在所对应的所述第七电极对之间形成放电电流。具体地，如图16所示，四个放电电极之间形成四个第七电极对，所述第二类放电过程包括第一放电时序、第二放电时序、第三放电时序和第四放电时序。所述第一放电时序（对应于图17中t1时间段）中，控制模块控制第一正面电极11和第二正面电极12之间导通而形成导通的第七电极对，在第一正面电极11施加正向电压V1，V1可从V11逐渐变化为V12，第二正面电极12接0电位，形成沿S1方向的放电电流。所述第二放电时序（对应于图17中t2时间段）中，控制模块控制第二正面电极12和第一背面电极21之间导通而形成导通的第七电极对，在第二正面电极12施加正向电压V2，V2可从V21逐渐变化为V22，第一背面电极21接0电位，形成沿S2方向的放电电流。所述第三放电时序（对应于图17中t3时间段）中，控制模块控制第一背面电极21和第二背面电极22之间导通而形成导通的第七电极对，在第一背面电极21施加正向电压V3，V3可从V31逐渐变化为V32，第二背面电极22接0电位，形成沿S3方向的放电电流。所述第四放电时序（对应于图17中t4时间段）中，控制模块控制第二背面电极22和第一正面电极11之间导通而形成导通的第七电极对，在第二背面电极22施加正向电压V4，V4可从V41逐渐变化为V42，第一正面电极11接0电位，形成沿S4方向的放电电流。可选地，V11、V21、V31、V41可取1500V，V12、V22、V32、V42可取1200V，t1、t2、t3、t4可取4ms，Δt、Δt1和Δt2可取0.1ms，此处具体数值仅为示例，而不作为本申请的保护范围的限制。

如图18所示，在第三种可选的第二类放电过程中，所述第二类放电过程包括第一放电时序、第二放电时序、第三放电时序和第四放电时序，此四个放电时序分别形成图18中箭头S1、箭头S2、箭头S3、箭头S4方向的放电电流。所述第一正面电极11和所述第二背面电极22之间形成第十电极对，所述第二正面电极12和所述第一背面电极21之间形成第十一电极对，所述电极对配置为设于患者体表后，所述第十电极对之间的空间矢量和所述第十一电极对之间的空间矢量交叉，且分别穿过心脏101所在位置。所述第一放电序列和所述第二放电序列的放电电流相反，且均为在所述第十电极对之间形成放电电流，所述第三放电序列和所述第四放电序列的放电电流相反，且均为在所述第十一电极对之间形成放电电流。图18中的电压控制可采用图17示出的电压变化方式，V1、V2、V3、V4分别表示四个放电时序施加的正向电压，此处不予赘述。在不同的实施方式中，四个放电序列之间的顺序可以根据需要调整，而不以图18示出的顺序为限制。

与第一实施例类似地，在第二实施例中，操作者可以根据应用场景的不同而通过控制模块选择不同类型的放电周期来执行放电除颤治疗。即在一种实施方式中，所述控制模块配置为在除颤功能启动后，在第1~n个放电周期内，根据所述第二类放电过程控制各个所述放电电极的电压，从第n+1个放电周期起，根据所述第一类放电过程控制各个所述放电电极的电压，n为预设的大于1的正整数。在另一种实施方式中，所述控制模块配置为在除颤功能启动后，获取患者室颤波形幅值，判断所述患者室颤波形幅值是否大于或等于预设幅值阈值，如果是，则根据所述第二类放电过程控制各个所述放电电极的电压，否则，根据所述第一类放电过程控制各个所述放电电极的电压。选择的依据和效果与第一实施例类似，此处不予赘述。

上述实施例中分别以设置三个放电电极和四个放电电极为例进行说明，但本申请不以此为限。在其他可替代的实施方式中，所述体外除颤系统也可以包括五个或更多个放电电极。以上实施例中以施加正向电压V1、V2、V3、V4为斜面波为例进行说明，但本申请不以此为限。例如，在另一种实施方式中，上述各实施例的正向电压V1、V2、V3、V4也可以为截面指数波。图19示意性地示出了V1和V2采用截面指数波的电压变化，保持在对应放电时序的时间段内放电在同一个电流水平。在再一实施方式中，上述各实施例的正向电压V1、V2、V3、V4也可以为锯齿波。图20示意性地示出了V1和V2采用脉冲波的电压变化，即在对应放电时序的时间段内放电电压是一个电压幅值在变化的脉冲输出。

本申请还提供一种体外除颤装置，包括设备主机和如上所述的体外除颤系统，所述设备主机包括壳体，所述放电电极部署于所述壳体的外部，所述控制模块部署于所述壳体的内部。因此，所述体外除颤装置具有上述的体外除颤系统的技术效果。具体地，所述壳体的内部可设有存储器和处理器，所述存储器配置为存储所述处理器的可执行指令，所述处理器配置为经由执行所述可执行指令来实现所述控制模块的功能。所述设备主机的内部还可设置电池、通讯单元等其他模组。所述设备主机的表面还可设置显示单元，可显示所述体外除颤装置的工作状态、电池电量等信息。

本申请还提供一种上述的体外除颤装置的放电方法，所述方法包括如下步骤：

根据第一类放电过程控制各个所述放电电极的电压，其中，至少一个所述放电电极满足：该放电电极与另外至少两个所述放电电极之间同时形成放电电流。

在该实施例中，所述根据第一类放电过程控制各个所述放电电极的电压之前，还包括根据实际场景需求判断选择第一类放电过程还是第二类放电过程的步骤。即在需要施加较大的除颤能量，给心脏心肌以更高的除颤刺激的时候，选择第一类放电过程，在需要施加较小的除颤能量，给心脏心肌以较小的除颤刺激的时候，选择第二类放电过程。

具体地，在一种实施方式中，所述根据第一类放电过程控制各个所述放电电极的电压之前，还包括如下步骤：

确定当前属于除颤功能启动后的第i个放电周期；

判断i是否小于或等于n，n为预设的大于1的正整数；

如果是，则根据第二类放电过程控制各个所述放电电极的电压，其中，所述第二类放电过程中，每个所述放电电极最多与另外一个所述放电电极之间形成放电电流；

否则，根据所述第一类放电过程控制各个所述放电电极的电压。

通过采用该种选择方式，在第二类放电过程和第一类放电过程之间按需切换，通过多个电极之间不同的组合灵活控制放电电流的放电方向，在应用到患者除颤治疗中时，实现对患者除颤治疗过程的更精细化控制，有效提升患者除颤治疗效果。

在另一种实施方式中，所述根据第一类放电过程控制各个所述放电电极的电压之前，还包括如下步骤：

在每个所述放电周期开始时，获取患者室颤波形幅值，判断所述患者室颤波形幅值是否大于或等于预设幅值阈值；

如果是，则在当前所述放电周期中根据第二类放电过程控制各个所述放电电极的电压，其中，所述第二类放电过程中，每个所述放电电极最多与另外一个所述放电电极之间形成放电电流；

否则，在当前所述放电周期中根据所述第一类放电过程控制各个所述放电电极的电压。

通过采用该种选择方式，在第二类放电过程和第一类放电过程之间按需选择采用，通过多个电极之间不同的组合灵活控制放电电流的放电方向，在应用到患者除颤治疗中时，实现对患者除颤治疗过程的更具有针对性的治疗，提高除颤治疗系统和装置的普适性，有效提升患者除颤治疗效果。

以上内容是结合具体的优选实施方式对本申请所作的进一步详细说明，不能认定本申请的具体实施只局限于这些说明。对于本申请所属技术领域的普通技术人员来说，在不脱离本申请构思的前提下，还可以做出若干简单推演或替换，都应当视为属于本申请的保护范围。

Claims (16)

1.一种体外除颤系统，其特征在于，包括：

至少三个放电电极，包括至少一个正面电极和至少一个背面电极；

控制模块，用于控制所述放电电极在放电周期中的放电过程，其中，至少一个所述放电周期满足：该放电周期包括多个放电序列，且在所述放电周期中，至少三个所述放电电极之间形成多个方向的放电电流；

其中，所述放电周期包括第一类放电过程，所述第一类放电过程被配置为至少一个所述放电电极满足：该放电电极与另外至少两个所述放电电极之间同时形成放电电流；

其中，所述放电周期还包括第二类放电过程，所述第二类放电过程被配置为每个所述放电电极最多与另外一个所述放电电极之间形成放电电流；

其中，所述正面电极至少包括第一正面电极和第二正面电极，所述背面电极至少包括第一背面电极，所述放电电极配置为设于患者体表后，所述第一正面电极和所述第二正面电极之间形成第一空间矢量，所述第一正面电极与所述第一背面电极之间形成第二空间矢量，在平行于所述第一空间矢量和所述第二空间矢量的第一剖面上，心脏位置位于所述第一空间矢量和所述第二空间矢量之间。

2.根据权利要求1所述的体外除颤系统，其特征在于，所述第一正面电极与所述第二正面电极形成第一电极对，所述第一正面电极和所述第一背面电极形成第二电极对；

所述第一类放电过程包括第一放电序列和第二放电序列；

所述第一放电序列中，在所述第一电极对和所述第二电极对之间形成第一方向放电电流；

所述第二放电序列中，在所述第二电极对和所述第一电极对之间形成第二方向放电电流，第二方向放电电流与第一方向放电电流的放电方向相反。

3.根据权利要求1所述的体外除颤系统，其特征在于，所述背面电极还包括第二背面电极，所述第一正面电极与所述第二正面电极形成第三电极对，所述第一正面电极与所述第二背面电极形成第四电极对，所述第二正面电极与所述第一背面电极形成第五电极对，所述第二背面电极与所述第一背面电极形成第六电极对；

所述第一类放电过程包括第一放电序列和第二放电序列，所述第一放电序列在所述第二放电序列之前或之后执行；

所述第一放电序列中，分别在所述第三电极对和所述第四电极对之间形成放电电流；

所述第二放电序列中，分别在所述第五电极对和所述第六电极对之间形成放电电流。

4.根据权利要求1所述的体外除颤系统，其特征在于，在一环形方向上，每两个相邻的所述放电电极之间形成第七电极对；

所述第二类放电过程包括与所述第七电极对一一对应的多个放电序列，每个所述放电序列中，分别在所对应的所述第七电极对之间形成放电电流。

5.根据权利要求1所述的体外除颤系统，其特征在于，所述背面电极还包括第二背面电极，所述第一正面电极和所述第二正面电极之间形成第八电极对，所述第一背面电极和所述第二背面电极之间形成第九电极对；

所述第二类放电过程包括第一放电序列和第二放电序列，所述第一放电序列中，在所述第八电极对之间形成放电电流和/或在所述第九电极对之间形成放电电流，且所述第二放电序列中，在所述第八电极对之间形成放电电流和/或在所述第九电极对之间形成放电电流，所述第二放电序列的放电电流与所述第一放电序列的放电电流的放电方向相反。

6.根据权利要求1所述的体外除颤系统，其特征在于，所述背面电极还包括第二背面电极，所述第一正面电极和所述第二背面电极之间形成第十电极对，所述第二正面电极和所述第一背面电极之间形成第十一电极对，所述电极对配置为设于患者体表后，所述第十电极对之间的空间矢量和所述第十一电极对之间的空间矢量交叉，且分别穿过心脏所在位置；

所述第二类放电过程包括第一放电序列、第二放电序列、第三放电序列和第四放电序列，所述第一放电序列的放电电流和所述第二放电序列的放电电流的放电方向相反，且均为在所述第十电极对之间形成放电电流，所述第三放电序列的放电电流和所述第四放电序列的放电电流的放电方向相反，且均为在所述第十一电极对之间形成放电电流。

7.根据权利要求1所述的体外除颤系统，其特征在于，所述控制模块配置为在除颤功能启动后，在第1~n个放电周期内，根据所述第二类放电过程控制各个所述放电电极的电压，从第n+1个放电周期起，根据所述第一类放电过程控制各个所述放电电极的电压，n为预设的大于1的正整数。

8.根据权利要求1所述的体外除颤系统，其特征在于，所述控制模块配置为在除颤功能启动后，在每个所述放电周期开始时，获取患者室颤波形幅值，判断所述患者室颤波形幅值是否大于或等于预设幅值阈值，如果是，则在当前所述放电周期中根据所述第二类放电过程控制各个所述放电电极的电压，否则，在当前所述放电周期中根据所述第一类放电过程控制各个所述放电电极的电压。

9.根据权利要求1所述的体外除颤系统，其特征在于，至少一个所述放电周期满足：至少一个所述放电电流形成于一个正面电极和一个背面电极之间。

10.根据权利要求1所述的体外除颤系统，其特征在于，所述第一正面电极位于患者左腹下心尖处，所述第二正面电极位于患者右上胸骨处，所述第一背面电极位于患者背部中心。

11.根据权利要求1所述的体外除颤系统，其特征在于，所述背面电极还包括第二背面电极；

所述放电电极配置为设于患者体表后，所述第一正面电极、所述第二正面电极、所述第一背面电极和所述第二背面电极在平行于水平面的第二剖面上形成四个电极投影位置，所述四个电极投影位置环绕心脏位置在所述第二剖面上的心脏投影位置。

12.根据权利要求11所述的体外除颤系统，其特征在于，所述放电电极配置为设于患者体表后，所述第一正面电极、所述第二正面电极、所述第一背面电极和所述第二背面电极与所述心脏位置处于同一高度。

13.一种体外除颤装置，其特征在于，包括设备主机和如权利要求1至12中任一项所述的体外除颤系统，所述设备主机包括壳体，所述放电电极部署于所述壳体的外部，所述控制模块部署于所述壳体的内部。

14.一种如权利要求13所述的体外除颤装置的放电方法，其特征在于，包括如下步骤：

根据第一类放电过程控制各个所述放电电极的电压，其中，至少一个所述放电电极满足：该放电电极与另外至少两个所述放电电极之间同时形成放电电流。

15.根据权利要求14所述的体外除颤装置的放电方法，其特征在于，所述根据第一类放电过程控制各个所述放电电极的电压之前，还包括如下步骤：

确定当前属于除颤功能启动后的第i个放电周期；

判断i是否小于或等于n，n为预设的大于1的正整数；

如果是，则根据第二类放电过程控制各个所述放电电极的电压，其中，所述第二类放电过程中，每个所述放电电极最多与另外一个所述放电电极之间形成放电电流；

否则，根据所述第一类放电过程控制各个所述放电电极的电压。

16.根据权利要求14所述的体外除颤装置的放电方法，其特征在于，所述根据第一类放电过程控制各个所述放电电极的电压之前，还包括如下步骤：

在每个所述放电周期开始时，获取患者室颤波形幅值，判断所述患者室颤波形幅值是否大于或等于预设幅值阈值；

如果是，则在当前所述放电周期中根据第二类放电过程控制各个所述放电电极的电压，其中，所述第二类放电过程中，每个所述放电电极最多与另外一个所述放电电极之间形成放电电流；

否则，在当前所述放电周期中根据所述第一类放电过程控制各个所述放电电极的电压。