CN117224843A - 穿戴式除颤系统 - Google Patents
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Abstract
本发明提供一种穿戴式除颤系统，其包括上贴片组件和下贴片组件；所述上贴片组件与所述下贴片组件通过线缆连接；所述上贴片组件用于采集心电信号以及发放除颤脉冲；所述下贴片组件包括心电监测模块、高压模块及控制模块，所述心电监测模块用于获取上贴片组件所采集的心电信号；所述控制模块基于所述心电监测模块所获取的心电信号，向所述上贴片组件传输除颤脉冲。如此配置，由于分离设置的上贴片组件和下贴片组件，使得整个穿戴式除颤系统可贴合皮肤，避免了在靠近心脏的区域贴附体积较大的装置，实现长期监测和自动除颤功能。此外，整个穿戴式除颤系统既可用于心电感测，又能用于发放除颤脉冲，有效避免了无感知误放电的情况。
Description
技术领域
本发明涉及医疗器械技术领域，特别涉及一种穿戴式除颤系统。
背景技术
便携式自动体外除颤器(AED)的相对普及使得致命性心律失常患者能够得到及时救治。AED通常作为公共设施，一般包括主机(包含心电监测模块，除颤模块，声音，指示或显示，电池等)、除颤电极贴片、若干线缆以及收纳包等。在使用时，一般是病人出现症状，第三方根据提示完成辅助贴片、开机、除颤等一系列操作。虽然AED相对便携，能够自动发放除颤脉冲。但通常仍需要在病人发病时，有额外的人员辅助才能完成除颤治疗。AED的价格较为昂贵，无法长期监测病人心脏活动，个人长期携带也较为不便。因此，一种可满足病患长期监测心律失常，自动按需发放除颤脉冲的设备就显得非常迫切和重要。
发明内容
本发明的目的在于提供一种穿戴式除颤系统，以解决现有的AED无法长期监测病患心电活动，仍需第三方参与到除颤过程的问题。
为解决上述技术问题，本发明提供一种穿戴式除颤系统，其包括：上贴片组件和下贴片组件；
所述上贴片组件与所述下贴片组件通过线缆连接；所述上贴片组件用于采集心电信号以及发放除颤脉冲；
所述下贴片组件包括心电监测模块、高压模块及控制模块，所述心电监测模块用于获取上贴片组件所采集的心电信号；所述控制模块基于所述心电监测模块所获取的心电信号，控制所述高压模块向所述上贴片组件传输除颤脉冲。
可选的，所述上贴片组件包括第一贴片段和第二贴片段，所述第一贴片段和所述第二贴片段相互绝缘；所述第一贴片段用于采集心电信号，所述第二贴片段用于发放除颤脉冲；其中，所述第一贴片段和所述第二贴片段被配置为择一导通，另一者关闭。
可选的，所述上贴片组件还包括第三贴片段，所述第三贴片段与所述第一贴片段和所述第二贴片段相互绝缘；所述第三贴片段用于采集心电信号；其中，所述第一贴片段作为主要采集端，所述第三贴片段作为辅助采集端；所述心电监测模块用于根据所述第一贴片段和所述第三贴片段所采集的心电信号，对心电事件进行确认。
可选的，所述第二贴片段被配置为导通时，所述第一贴片段和所述第三贴片段关闭；所述第一贴片段和所述第三贴片段被配置为导通时，所述第二贴片段关闭。
可选的，所述下贴片组件还包括阻抗测量模块和至少两个回路贴片段，所有所述回路贴片段之间相互绝缘；所述阻抗测量模块用于分别检测至少两个所述回路贴片段与所述上贴片组件的阻抗；所述控制模块基于所述阻抗测量模块所检测的阻抗，选择其中一个所述回路贴片段作为主要回路端，其余的所述回路贴片段作为辅助回路端。
可选的，所述上贴片组件用于发放除颤脉冲时，至少一个所述回路贴片段被配置为导通。
可选的，所述下贴片组件包括柔性基板和至少两个相互独立的块体，所有所述块体与所述柔性基板的同一面连接，所述柔性基板的另一面用于贴合在人体预定部位上；其中，所述心电监测模块与所述控制模块位于同一所述块体内，所述高压模块位于另一所述块体内。
可选的，所有所述块体沿所述柔性基板的某一延伸方向排布，且相互之间具有间隙，以允许所述柔性基板沿所述延伸方向弯曲。
可选的，所述下贴片组件包括三个所述块体，还包括电池模块和阻抗测量模块，所述电池模块位于第一个所述块体内；所述控制模块、所述心电监测模块和所述阻抗测量模块位于第二个所述块体内；所述高压模块位于第三个所述块体内。
可选的，所述电池模块包括多个柱体形的电池，多个所述电池的沿着所述延伸方向排布，所述电池模块所在的所述块体位于三个所述块体的中间，且所述电池模块所在的所述块体能够沿所述延伸方向弯曲。
综上所述，在本发明提供的穿戴式除颤系统包括上贴片组件和下贴片组件；所述上贴片组件与所述下贴片组件通过线缆连接；所述上贴片组件用于采集心电信号以及发放除颤脉冲；所述下贴片组件包括心电监测模块、高压模块及控制模块，所述心电监测模块用于获取上贴片组件所采集的心电信号；所述控制模块基于所述心电监测模块所获取的心电信号，向所述上贴片组件传输除颤脉冲。
如此配置，由于分离设置的上贴片组件和下贴片组件，上贴片组件可贴附在靠近心脏的区域，下贴片组件则可利用线缆延伸贴附在不影响日常生活的位置上，使得整个穿戴式除颤系统可贴合皮肤，避免了在靠近心脏的区域贴附体积较大的装置，具备实现长期监测和自动除颤功能的同时，使用非常方便。此外，整个穿戴式除颤系统既可用于心电感测，又能用于发放除颤脉冲，有效避免了无感知误放电的情况。
附图说明
本领域的普通技术人员将会理解，提供的附图用于更好地理解本发明，而不对本发明的范围构成任何限定。其中：
图1是本发明实施例的穿戴式除颤系统的应用场景的示意图；
图2是本发明实施例的穿戴式除颤系统的模块示意图；
图3是本发明实施例的下贴片组件的正面的示意图；
图4是本发明实施例的下贴片组件的背面的示意图。
附图中：
1-上贴片组件；11-第一贴片段；12-第二贴片段；13-第三贴片段；2-下贴片组件；21-心电监测模块；22-高压模块；23-控制模块；24-阻抗测量模块；25-回路贴片段；26-柔性基板；27-块体；28-间隙；29-电池模块；3-线缆；4-总线。
具体实施方式
为使本发明的目的、优点和特征更加清楚，以下结合附图和具体实施例对本发明作进一步详细说明。需说明的是，附图均采用非常简化的形式且未按比例绘制，仅用以方便、明晰地辅助说明本发明实施例的目的。此外，附图所展示的结构往往是实际结构的一部分。特别的，各附图需要展示的侧重点不同，有时会采用不同的比例。
如在本发明中所使用的，单数形式“一”、“一个”以及“该”包括复数对象，术语“或”通常是以包括“和/或”的含义而进行使用的，术语“若干”通常是以包括“至少一个”的含义而进行使用的，术语“至少两个”通常是以包括“两个或两个以上”的含义而进行使用的，此外，术语“第一”、“第二”、“第三”仅用于描述目的，而不能理解为指示或暗示相对重要性或者隐含指明所指示的技术特征的数量。由此，限定有“第一”、“第二”、“第三”的特征可以明示或者隐含地包括一个或者至少两个该特征，“一端”与“另一端”以及“近端”与“远端”通常是指相对应的两部分，其不仅包括端点。此外，如在本发明中所使用的，“安装”、“相连”、“连接”，一元件“设置”于另一元件，应做广义理解，通常仅表示两元件之间存在连接、耦合、配合或传动关系，且两元件之间可以是直接的或通过中间元件间接的连接、耦合、配合或传动，而不能理解为指示或暗示两元件之间的空间位置关系，即一元件可以在另一元件的内部、外部、上方、下方或一侧等任意方位，除非内容另外明确指出外。对于本领域的普通技术人员而言，可以根据具体情况理解上述术语在本发明中的具体含义。此外，诸如上方、下方、上、下、向上、向下、左、右等的方向术语相对于示例性实施方案如它们在图中所示进行使用，向上或上方向朝向对应附图的顶部，向下或下方向朝向对应附图的底部。
本发明的目的在于提供一种穿戴式除颤系统，以解决现有的AED无法长期监测病患心电活动，仍需第三方参与到除颤过程的问题。
以下参考附图进行描述。
请参考图1和图2，本发明实施例提供一种穿戴式除颤系统，其包括上贴片组件1和下贴片组件2；所述上贴片组件1与所述下贴片组件2通过线缆3连接；所述上贴片组件1用于采集心电信号以及发放除颤脉冲；所述下贴片组件2包括心电监测模块21、高压模块22及控制模块23，所述心电监测模块21用于获取上贴片组件1所采集的心电信号；所述控制模块23基于所述心电监测模块21所获取的心电信号，控制所述高压模块22向所述上贴片组件1传输除颤脉冲。
上贴片组件1的贴附位置应保证能采集到良好的心电信号，整个穿戴式除颤系统包括两个主要功能，其一为心电检测功能，其二为除颤功能。心电检测功能主要通过上贴片组件1、心电监测模块21和控制模块23实现。具体的，上贴片组件1用于采集心电信号并传输至心电监测模块21，心电监测模块21即可监测心电信号中是否包含心律异常事件。除颤功能主要通过上贴片组件1、控制模块23和高压模块22实现。具体的，在监测到心电信号中包含心律异常事件时，控制模块23控制高压模块22产生高能量除颤脉冲，高能量除颤脉冲通过线缆传输至上贴片组件1，并向人体发放除颤脉冲，除颤脉冲流经心脏，至下贴片组件2形成回路，达到除颤效果。
如此配置，由于分离设置的上贴片组件1和下贴片组件2，上贴片组件1可贴附在靠近心脏的区域，下贴片组件2则可利用线缆3延伸贴附在不影响日常生活的位置上，使得整个穿戴式除颤系统可贴合皮肤，避免了在靠近心脏的区域贴附体积较大的装置，实现长期监测和自动除颤功能。此外，整个穿戴式除颤系统既可用于心电感测，又能用于发放除颤脉冲，有效避免了无感知误放电的情况。
可选的，所述上贴片组件1包括第一贴片段11和第二贴片段12，所述第一贴片段11和所述第二贴片段12相互绝缘；所述第一贴片段11用于采集心电信号，所述第二贴片段12用于发放除颤脉冲；其中，所述第一贴片段11和所述第二贴片段12被配置为择一导通，另一者关闭。第一贴片段11和第二贴片段12可分别通过线缆与下贴片组件2耦合连接。可以理解的，第一贴片段11和第二贴片段12均具有良好的导电性和贴附性，例如能够粘贴在人体皮肤上。第一贴片段11和第二贴片段12分开设置，两者的功能不同，第一贴片段11用于采集心电信号，而第二贴片段12用于发放除颤脉冲，两者不同时导通，在心电检测过程中，第二贴片段12关闭，而在发放除颤脉冲时，第一贴片段11关闭。
进一步的，所述上贴片组件1还包括第三贴片段13，所述第三贴片段13与所述第一贴片段11和所述第二贴片段12相互绝缘；所述第三贴片段13用于采集心电信号；其中，所述第一贴片段11作为主要采集端，所述第三贴片段13作为辅助采集端；所述心电监测模块21用于根据所述第一贴片段11和所述第三贴片段13所采集的心电信号，对心电事件进行确认。第三贴片段13主要为一组冗余贴片，其可避免第一贴片段11脱落，或者贴合不严，导致无法采集心电信号的情况。特别的，当心电监测模块21监测到某些心电事件时，可同时采集第一贴片段11和第三贴片段13的信号，并根据两者信号进行心电事件的确认。这样能够有效避免某一贴片段受干扰造成的测量偏差。
更进一步的，所述第二贴片段12被配置为导通时，所述第一贴片段11和所述第三贴片段13关闭；所述第一贴片段11和所述第三贴片段13被配置为导通时，所述第二贴片段12关闭。
在图2示出的示范例中，第一贴片段11、第二贴片段12和第三贴片段13沿竖向排布，其中第二贴片段12长度较长，位于中间，而第一贴片段11位于下方，第三贴片段13则位于上方。当然在其它的实施例中，也可以将第一贴片段11设置在上方而将第三贴片段13设置在下方，本发明对此不限。
可选的，请参考图2，并结合参考图3和图4，所述下贴片组件2还包括阻抗测量模块24和至少两个回路贴片段25，所有所述回路贴片段25之间相互绝缘；所述阻抗测量模块24用于分别检测至少两个所述回路贴片段25与所述上贴片组件1的阻抗；所述控制模块23基于所述阻抗测量模块24所检测的阻抗，选择其中一个所述回路贴片段25作为主要回路端，其余的所述回路贴片段25作为辅助回路端。
在心电检测和发放除颤脉冲时，需要上贴片组件1与下贴片组件2形成回路。至少两个回路贴片段25的设置，实质上互为冗余。为了避免某些贴片段脱落，或者贴合不严，可通过阻抗测量模块24定期地对各回路路径进行阻抗测量，以便检测各贴片段的贴合程度是否符合需求。
下面结合一个包括三个回路贴片段25的下贴片组件2的示范例进行说明。由于上贴片组件1包括第一贴片段11、第二贴片段12和第三贴片段13，下贴片组件2包括三个回路贴片段25，阻抗测量模块24可对上下贴片组件中不同的组合路径都分别进行阻抗测量。特别的，检测第一贴片段11分别与三个回路贴片段25之间的阻抗，并根据一定的算法，选择三个回路贴片段25中贴合较好的某个回路贴片段25作为主要路径进行心电检测。下表1示出了心电检测时的路径筛选情况：
表1
其中三个回路贴片段25可根据与第一贴片段11之间的阻抗，分别确定为主要回路端和辅助回路端。
可选的，所述上贴片组件1用于发放除颤脉冲时，至少一个所述回路贴片段25被配置为导通。在除颤时，第二贴片段12可以与三个回路贴片段25中的某一个、某两个或全部三个连通。而此时第一贴片段11和第三贴片段13均保持关闭。下表2示出了除颤时的各贴片段的情况：
表2
需要说明的，上述三个回路贴片段25仅为一示范例而非对回路贴片段25的数量的限定。本领域技术人员可根据实际，选择更多或更少数量的回路贴片段25。
可选的，请参考图3和图4，并结合参考图2，所述下贴片组件2包括柔性基板26和至少两个相互独立的块体27，所有所述块体27与所述柔性基板26的同一面(如图3所示，称为正面)连接，所述柔性基板26的另一面(如图4所示，称为背面)用于贴合在人体预定部位上；其中，所述心电监测模块21与所述控制模块23位于同一所述块体27内，所述高压模块22位于另一所述块体27内。将高压模块22与控制模块23和心电监测模块21分离设置在不同的块体27内，有利于减少互相之间的干扰。优选的，不同的块体27之间可通过柔性的总线4连接，以实现各分离的块体27之间的联通及信息交换。
优选的，所有所述块体27沿所述柔性基板26的某一延伸方向排布，且相互之间具有间隙28，以允许所述柔性基板26沿所述延伸方向弯曲。在图3示出的示范例中，下贴片组件2包括三个所述块体27，其大致沿从左到右的方向排布。可以理解的，由于三个块体27之间存在间隙28，柔性基板26能够沿从左到右的方向弯曲，从而能够更顺应地贴合在人体预定部位上。需要说明的，上述三个块体27仅为一示范例而非对块体27的数量的限定。本领域技术人员可根据实际，选择更多或更少数量的块体27。
优选的，还包括电池模块29，所述电池模块29位于第一个所述块体27内；所述控制模块23、所述心电监测模块21和所述阻抗测量模块24位于第二个所述块体27内；所述高压模块22位于第三个所述块体27内。进一步的，所述电池模块29包括多个柱体形的电池，多个所述电池沿着所述延伸方向排布(指柱体形的电池轴向垂直于所述延伸方向)，所述电池模块29所在的所述块体27位于三个所述块体27的中间，且所述电池模块29所在的所述块体27能够沿所述延伸方向弯曲。电池如可为可充电电池，例如可呈圆柱体形，中间的块体27的外轮廓可根据电池的外轮廓形状设置为波浪形，并采用柔性的材料包裹，由此，电池模块29所在的块体27即能够沿所述延伸方向弯曲，进一步提高下贴片组件2的贴合顺应性，更便于贴附在人体上。位于两侧的两个块体27，由于其内部设置有电路板，可配置为硬质不可弯曲。可以理解的，三个块体27的位置并非限定于上述示范例所示出的排列方式，本领域技术人员可根据实际对各块体27的排布位置进行调整。
可选的，第二个块体27除了包括控制模块23、心电监测模块21和阻抗测量模块24，还包括滤波模块、无线通讯模块、无线充电模块、存储模块、传感器模块以及人机交互模块等。心电监测模块21主要用于对心电测量和记录；滤波模块用于对心电信号的滤波处理；控制模块23如可包括低功耗微控制器(MCU),其用于负责整个下贴片组件2的控制及逻辑处理；无线通讯模块主要用于将采集到的心电信号和相关的诊断信号传输至外部程控系统，外部程控系统也可将相应的配置信息传输至穿戴式除颤系统；无线充电模块包括电源管理芯片和充电耦合线圈，其用于为电池模块29充电；存储模块主要用于存储配置、相应的心电信息和诊断信息；传感器模块包括多轴加速度计，其用于记录病患身体特征或病人姿态；阻抗测量模块24主要用于低压阻抗测量，其能够用于测量不同贴片段之间的阻抗，以用于检查贴片段是否良好地贴合；人机交互模块包括但不限于按钮、LED、屏幕、振动器、扬声器等。第二个块体27主要包含心电监测电路、低压电路及逻辑控制电路，这些电路可集成于电路板上。本领域技术人员可根据现有技术，对第二个块体27所包含的各模块的结构和原理进行理解，本发明不再展开说明。
可选的，第三个块体27除了包括高压模块22，还包括高压电路监测模块和开关阵列模块，高压模块22包括高压电容、电容充电电路及除颤波形发放电路等；高压电路监测模块主要用于高压部分的电路监测，以及除颤脉冲发放的监测；开关阵列模块用于负责各个线路的开关切换及路由。第三个块体27主要包含高压电路及逻辑控制电路，这些电路可集成于电路板上。本领域技术人员可根据现有技术，对第三个块体27所包含的各模块的结构和原理进行理解，本发明不再展开说明。
综上所述，在本发明提供的穿戴式除颤系统包括上贴片组件和下贴片组件；所述上贴片组件与所述下贴片组件通过线缆连接；所述上贴片组件用于采集心电信号以及发放除颤脉冲；所述下贴片组件包括心电监测模块、高压模块及控制模块，所述心电监测模块用于获取上贴片组件所采集的心电信号；所述控制模块基于所述心电监测模块所获取的心电信号，向所述上贴片组件传输除颤脉冲。如此配置，由于分离设置的上贴片组件和下贴片组件，上贴片组件可贴附在靠近心脏的区域，下贴片组件则可利用线缆延伸贴附在不影响日常生活的位置上，使得整个穿戴式除颤系统可贴合皮肤，避免了在靠近心脏的区域贴附体积较大的装置，具备实现长期监测和自动除颤功能的同时，使用非常方便。此外，整个穿戴式除颤系统既可用于心电感测，又能用于发放除颤脉冲，有效避免了无感知误放电的情况。
需要说明的，上述若干实施例之间可相互组合。上述描述仅是对本发明较佳实施例的描述，并非对本发明范围的任何限定，本发明领域的普通技术人员根据上述揭示内容做的任何变更、修饰，均属于权利要求书的保护范围。
Claims (10)
1.一种穿戴式除颤系统，其特征在于，包括：上贴片组件和下贴片组件；
所述上贴片组件与所述下贴片组件通过线缆连接；所述上贴片组件用于采集心电信号以及发放除颤脉冲；
所述下贴片组件包括心电监测模块、高压模块及控制模块，所述心电监测模块用于获取上贴片组件所采集的心电信号；所述控制模块基于所述心电监测模块所获取的心电信号，控制所述高压模块向所述上贴片组件传输除颤脉冲。
2.根据权利要求1所述的穿戴式除颤系统，其特征在于，所述上贴片组件包括第一贴片段和第二贴片段，所述第一贴片段和所述第二贴片段相互绝缘；所述第一贴片段用于采集心电信号，所述第二贴片段用于发放除颤脉冲；其中，所述第一贴片段和所述第二贴片段被配置为择一导通，另一者关闭。
3.根据权利要求2所述的穿戴式除颤系统，其特征在于，所述上贴片组件还包括第三贴片段，所述第三贴片段与所述第一贴片段和所述第二贴片段相互绝缘；所述第三贴片段用于采集心电信号；其中，所述第一贴片段作为主要采集端，所述第三贴片段作为辅助采集端；所述心电监测模块用于根据所述第一贴片段和所述第三贴片段所采集的心电信号，对心电事件进行确认。
4.根据权利要求3所述的穿戴式除颤系统，其特征在于，所述第二贴片段被配置为导通时，所述第一贴片段和所述第三贴片段关闭；所述第一贴片段和所述第三贴片段被配置为导通时，所述第二贴片段关闭。
5.根据权利要求1所述的穿戴式除颤系统，其特征在于，所述下贴片组件还包括阻抗测量模块和至少两个回路贴片段，所有所述回路贴片段之间相互绝缘；所述阻抗测量模块用于分别检测至少两个所述回路贴片段与所述上贴片组件的阻抗；所述控制模块基于所述阻抗测量模块所检测的阻抗，选择其中一个所述回路贴片段作为主要回路端，其余的所述回路贴片段作为辅助回路端。
6.根据权利要求5所述的穿戴式除颤系统，其特征在于，所述上贴片组件用于发放除颤脉冲时，至少一个所述回路贴片段被配置为导通。
7.根据权利要求1所述的穿戴式除颤系统，其特征在于，所述下贴片组件包括柔性基板和至少两个相互独立的块体，所有所述块体与所述柔性基板的同一面连接，所述柔性基板的另一面用于贴合在人体预定部位上；其中，所述心电监测模块与所述控制模块位于同一所述块体内，所述高压模块位于另一所述块体内。
8.根据权利要求7所述的穿戴式除颤系统，其特征在于，所有所述块体沿所述柔性基板的某一延伸方向排布，且相互之间具有间隙，以允许所述柔性基板沿所述延伸方向弯曲。
9.根据权利要求8所述的穿戴式除颤系统，其特征在于，所述下贴片组件包括三个所述块体，还包括电池模块和阻抗测量模块，所述电池模块位于第一个所述块体内；所述控制模块、所述心电监测模块和所述阻抗测量模块位于第二个所述块体内；所述高压模块位于第三个所述块体内。
10.根据权利要求9所述的穿戴式除颤系统，其特征在于，所述电池模块包括多个柱体形的电池，多个所述电池沿着所述延伸方向排布，所述电池模块所在的所述块体位于三个所述块体的中间，且所述电池模块所在的所述块体能够沿所述延伸方向弯曲。
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