JP2000316995A - インピーダンス補償されたエネルギーを供給する細動除去装置 - Google Patents

Abstract

(57)【要約】 【課題】エネルキ゛ー蓄積コンテ゛ンサの構成の中から選択して、イン
ヒ゜ータ゛ンス補償された細動除去ハ゜ルスを患者に送出する細動
除去装置を提供すること。 【解決手段】患者インヒ゜ータ゛ンス、及びインヒ゜ータ゛ンス補償された
細動除去ハ゜ルスの送出に対して望ましいエネルキ゛ーレヘ゛ルに従っ
て選択される複数の構成を有するエネルキ゛ー蓄積コンテ゛ンサネットワ
ークを備える、細動除去装置が提供される。構成集合に
は、エネルキ゛ー蓄積コンテ゛ンサネットワーク内におけるエネルキ゛ー蓄積コンテ゛
ンサの直列、並列、及び直列／並列組み合わせが含まれ
る。拡大したエネルキ゛ーレヘ゛ルの範囲にわたって、インヒ゜ータ゛ンス
補償された細動除去ハ゜ルスを送出し、その一方で、インヒ゜ータ
゛ンスの低い患者に合わせた構成を利用して、ヒ゜ーク電流を
患者に対して安全なレヘ゛ルに制限し、インヒ゜ータ゛ンスの高い患
者に対して細動除去ハ゜ルスの持続時間の範囲を制限し、且
つ十分な電流レヘ゛ルを提供する。

Description

【発明の詳細な説明】

【０００１】

【発明の属する技術分野】本発明は、電気療法の回路に
関するものであり、とりわけ、複数のコンデンサを用い
て、患者に対して細動除去パルスのインピーダンス補償
された送出を提供する細動除去装置に関するものであ
る。

【０００２】

【従来の技術】普通、人間の心臓内部における電気化学
的活動によって、心筋繊維が同期して収縮及び弛緩し、
その結果、血液が、心室から体の生命維持に必要な器官
に有効にポンプ作用で送り込まれることになる。心臓内
部における異常な電気的活動のために、個々の心筋繊維
が、非同期的に、無秩序に収縮する心室細動（ＶＦ）に
よって、心臓性の突然死を生じる場合が多い。ＶＦに対
する唯一の有効な処置は、心臓に電気的衝撃を加えて、
心臓の電気化学系がそれ自体で再同期をとることができ
るようにする、電気的細動除去（カウンターショック）
である。整った電気的活動が回復すると、通常、同期の
とれた心筋収縮が後続し、心臓の律動が回復することに
なる。

【０００３】有効な細動除去に必要な、患者に供給され
る電流及びエネルギーの最小量は、その振幅、持続時
間、形状（正弦、減衰正弦、方形、指数関数形減衰等）
を含む、細動除去波形の特定の形状によって、及び、電
流波形が単一の極性（単相）と、負と正の両方の極性
（二相）と、複数の負と正の極性（多相）のいずれを有
しているかによって決まる。同時に、患者に送出される
細動除去パルスには、組織に損傷をもたらし、細動除去
パルスの効力を低下させることになる、最大電流値が存
在する。

【０００４】ピーク電流は、細動除去パルスの送出中に
生じる最高レベルの電流である。ピーク電流を細動除去
パルスにおける最大値未満に制限することは、効力と患
者の安全の両方にとって望ましい。人間の固体群の胸廓
を経由したインピーダンス（「患者インピーダンス」）
は、２０〜２００オームにわたる範囲で変動する可能性
があるので、患者インピーダンスの範囲で、ピーク電流
を最大値よりかなり低い安全レベルに制限して、所望の
量のエネルギーを患者に供給する外部の細動除去装置に
よって、インピーダンス補償された細動除去パルスを供
給するのが望ましい。

【０００５】大部分の外部細動除去装置は、単一の電圧
レベルまで充電される、単一のエネルギー蓄積コンデン
サまたは固定バンクをなすエネルギー蓄積コンデンサを
用いている。患者インピーダンスの範囲にわたって任意
の所定の患者に供給されるエネルギー量を制御すること
は、一般に、エネルギー蓄積コンデンサの初期電圧と最
終電圧との間における「傾斜」または差、並びに、細動
除去パルスの放電時間を制御することによって解決され
る問題である。大部分の外部細動除去装置は、一定電圧
レベルまで充電される単一のエネルギー蓄積コンデンサ
を利用しており、その結果、患者インピーダンスの範囲
にわたって、可能性のある広範囲の放電時間及び傾斜値
が得られることになる。持続時間及び傾斜に関して細動
除去パルスの波形を成形する方法については、１９９７
年３月４日にGliner他に対して発行された米国特許第
５，６０７，４５４号「Electrotherapy Method and Ap
paratus」に記載がある。単一のコンデンサを用いて、
患者インピーダンスの全範囲にわたって十分なエネルギ
ーレベルの細動除去パルスを供給することによって、比
較的低インピーダンスの患者に大きいピーク電流を供給
することが可能になる。同時に、エネルギー蓄積コンデ
ンサの充電電圧は、高インピーダンスの患者に所望のエ
ネルギー量の細動除去パルスを送出するのに十分でなけ
ればならない。

【０００６】大ピーク電流の問題に対するさまざまな従
来技術による解決法が存在する。ある方法では、エネル
ギー蓄積コンデンサと直列に抵抗器を配置して、低イン
ピーダンスの患者に対する過剰なピーク電流を防止する
ことが含まれる。１９９６年５月７日にKroll他に対し
て発行された米国特許第５，５１４，１６０号「Implan
table Defibrillator For Producing A Rectangular-Sh
aped Defibrillation Waveform」では、直線形状の第１
の位相を備える移植可能な細動除去装置が、エネルギー
蓄積コンデンサと直列に、可変抵抗器として機能するＭ
ＯＳＦＥＴを利用して、ピーク電流を制限する。１９９
８年３月３１日にLopin他に対して発行された米国特許
第５，７３３，３１０号「Electrotherapy Circuit and
MethodFor Producing Therapeutic Discharge Wavefor
m Immediately Following Sensing Pulse」では、電気
療法の回路が、患者インピーダンスを検知し、エネルギ
ー蓄積コンデンサと直列をなす１組の直列抵抗器の中か
ら選択して、細動除去パルスの直線形状に近似した鋸歯
を生じさせる。従来技術の教示に従って電流制限抵抗器
を用いると、結果として、抵抗器においてかなりの量の
電力が消費され、このため、細動除去装置のバッテリに
対するエネルギー要件が増大する。

【０００７】ピーク電流を制限するもう１つのアプロー
チには、複数のコンデンサからの複数の指数関数形切り
捨て減衰波形を利用し、移植可能な細動除去装置におい
て直線形状に近似した鋸歯の放電波形を形成することが
含まれる。１９９３年４月６日にKroll他に対して発行
された米国特許第５，１９９，４２９号「ImplantableD
efbrillation System Employing Capacitor Switching
Networks」では、１組のエネルギー蓄積コンデンサに充
電し、次に、第１の位相の間に順次放電させて、鋸歯パ
ターンが形成される。Kroll他の教示によれば、複数の
コンデンサは、細動除去波形の形状を自由度の高い度合
いで調整するため、細動除去パルスの送出中に、任意に
直列、並列、または直列・並列構成に構成されることが
可能である。

【０００８】１９９８年１１月１７日にStendahl他に対
して発行された米国特許第５，８３６，９７２号「Para
llel Charging of Mixed Capacitors」では、エネルギ
ー蓄積コンデンサの並列バンクを充電するための方法が
教示されている。エネルギー蓄積コンデンサのバンク
を、さらに、細動除去パルスを送出するために、直列に
結合することが可能である。

【０００９】しかし、Krell他の特許にも、Stendahl他
の特許にも、ピーク電流が最大値未満で、患者インピー
ダンスの範囲にわたって放電時間の変動が少ない、イン
ピーダンス補償された細動除去パルスを得ることの問題
が取り扱われていない。

【００１０】

【発明が解決しようとする課題】従って、エネルギー蓄
積コンデンサの構成の中から選択して、インピーダンス
補償された細動除去パルスを患者に送出する細動除去装
置を提供することが望ましい。

【００１１】

【課題を解決するための手段】患者インピーダンス、及
びインピーダンス補償された細動除去パルスの送出に対
して望ましいエネルギーレベルに従って選択された１組
の構成を有するエネルギー蓄積コンデンサネットワーク
を有する、細動除去装置が提供される。本発明によるイ
ンピーダンス補償は、キャパシタンス及び充電電圧全体
が患者インピーダンス及び所望のエネルギーレベルに合
わせて調整される、エネルギー蓄積コンデンサネットワ
ークを提供することを意味するものである。低インピー
ダンスの患者の場合、ピーク電流が最大値未満の値に制
限され、一方、高インピーダンスの患者の場合、細動除
去パルスの放電時間の変動が低減される。

【００１２】エネルギー蓄積コンデンサネットワークの
１組の構成には、多種の全体的なキャパシタンス及び充
電電圧を供給するために、患者インピーダンスの関数と
して選択される、エネルギー蓄積コンデンサネットワー
ク内におけるエネルギー蓄積コンデンサのさまざまな直
列、並列、及び、直列／並列組み合わせが含まれ得る。
拡大したエネルギーレベルの範囲にわたって、インピー
ダンス補償された細動除去パルスを送出し、その一方
で、インピーダンスの低い患者に合わせた構成を利用し
て、ピーク電流を患者に対して安全なレベルに制限する
ことも可能である。同時に、インピーダンスの高い患者
に合わせた選択される構成を利用して、十分な電流レベ
ルを供給する。このエネルギー蓄積コンデンサネットワ
ークには、利用可能なエネルギーレベルの範囲を拡大し
て、２００ジュールをかなり超えるようにするための他
の構成を容易に追加するが可能である。

【００１３】本発明による細動除去装置は、患者に細動
除去パルスを送出するためのエネルギーを蓄積する少な
くとも２つのコンデンサを利用したエネルギー蓄積コン
デンサネットワークを用いて、構成される。細動除去装
置は、一般的に、可搬型であり、エネルギー源として普
通のバッテリを利用して動作する。高電圧充電器は、エ
ネルギー蓄積コンデンサネットワークにおけるコンデン
サを所望の電圧レベルまで充電する働きをする。ＨＶス
イッチは、所望のパルス持続時間及び極性に従って、患
者を横切ってコンデンサを結合する。望ましい実施態様
の場合、ＨＶスイッチは、１対の電極を介して、患者に
２相細動除去パルスを加えるための４つの整流スイッチ
から構成される「Ｈブリッジ」を含んでいる。

【００１４】コントローラは、エネルギー蓄積コンデン
サネットワークに対する充電プロセスを制御する。衝撃
ボタンの押下に応答し、コントローラは、エネルギー蓄
積コンデンサネットワークの構成を選択し、ＨＶスイッ
チ（高電圧スイッチ）を制御して、インピーダンス補償
された細動除去パルスの所望の持続時間及び極性を得る
ことによって、患者にインピーダンス制御細動除去パル
スを送出する。

【００１５】患者インピーダンスの測定を、細動除去パ
ルスの送出直前に実施することが可能である。患者イン
ピーダンスに基づき、適切なコンデンサ構成を選択し
て、所望のエネルギーレベルのインピーダンス補償され
た細動除去パルスを送出し、その一方で、ピーク電流を
患者に対して安全なレベルに制限することが可能であ
る。

【００１６】本発明によれば、インピーダンス補償され
た細動除去パルスのエネルギーレベルを容易に選択する
ことが可能である。エネルギー蓄積コンデンサネットワ
ークは、患者インピーダンス及び所望のエネルギーレベ
ルに合わせた１組の構成を有する。コントローラは、患
者インピーダンス及び所望のエネルギーレベルの決定後
に、適切な構成を選択する。２００ジュール（Ｊ）を超
える選択可能なエネルギーレベルを含む細動除去装置の
用途では、広い範囲の患者インピーダンス及びエネルギ
ーレベルにわたって、ピーク電流を最大値未満に制限す
ることができるので、インピーダンス補償された細動除
去パルスを用いることから恩恵を得ることが可能であ
る。

【００１７】本発明の代替実施態様によれば、スイッチ
の代わりに阻止ダイオードを利用して、細動除去パルス
のためにエネルギーを供給する、コンデンサと抵抗器の
並列組み合わせを用いるエネルギー蓄積コンデンサネッ
トワークが提供される。このように、患者インピーダン
スを測定し、コンデンサのさまざまな構成を選択するた
めにコントローラの能動的な介入を伴わずに、インピー
ダンス整合した細動除去パルスを送出することが可能で
ある。コンポーネントの総数は、第１の実施態様よりも
大幅に減少するが、エネルギーレベルを選択するための
自由度と能力を犠牲にすることになる。

【００１８】本発明の特徴の１つは、選択されたエネル
ギー量を有するインピーダンス補償された細動除去パル
スを送出する細動除去装置を提供することである。

【００１９】本発明のもう１つの特徴は、複数のコンデ
ンサを用いて、インピーダンス補償された細動除去パル
スを送出する細動除去装置を提供することである。

【００２０】本発明のもう１つの特徴は、１組のエネル
ギー蓄積コンデンサネットワーク構成の中から選択する
ことによって、インピーダンス補償された細動除去パル
スを送出する方法を提供することである。

【００２１】本発明のもう１つの特徴は、エネルギーレ
ベルが２００ジュールを超えるインピーダンス補償され
た細動除去パルスを送出することが可能な、細動除去装
置用のエネルギー蓄積コンデンサネットワークを提供す
ることである。

【００２２】本発明のもう１つの特徴は、ダイオードの
スイッチングを利用して、インピーダンス補償された細
動除去パルスを送出するエネルギー蓄積コンデンサネッ
トワークを提供することである。

【００２３】他の特徴、修得、及び利点については、図
面に関連して解釈されるなら、下記の説明を読むことに
よって、当該技術者には明らかになるであろう。

【００２４】

【発明の実施の形態】図１は、本発明による細動除去装
置１０の略ブロック図である。患者（図示せず）に結合
する１対の電極１２は、フロントエンド１４に接続さ
れ、さらに、ＨＶスイッチ１６に接続されている。フロ
ントエンド１４は、患者からのＥＣＧ信号の検出、フィ
ルタリング、及びデジタル化を行う。ＥＣＧ（心電計）
信号は、さらに、電気療法による治療に影響されやすい
心室細動（ＶＦ）または他の衝撃性の律動を検出するこ
とが可能な、衝撃報告アルゴリズム(shock advisory al
gorithm)を実行するコントローラ１８に供給される。

【００２５】フロントエンド１４は、低レベルのテスト
信号を利用して、電極１２の両端の患者インピーダンス
を測定できることが望ましい。患者インピーダンスは、
コントローラ１８に患者インピーダンスデータを供給す
るため、アナログデジタル変換器（図示せず）を用い
て、フロントエンド１４で測定されて、デジタル化され
ることが可能である。患者インピーダンスは、細動除去
パルスの送出前に患者に対して低レベルの非治療パルス
を送出し、電極１２の両端の電圧降下を測定するといっ
た、さまざまな他の方法を利用して測定することも可能
である。

【００２６】一般に、細動除去装置１０のユーザインタ
ーフェイスの一部である衝撃ボタン２０によって、ユー
ザは、コントローラ１８によるＶＦまたは他の衝撃性律
動の検出後、電極１２を介した細動除去パルスの送出を
開始することが可能になる。バッテリ２２によって、一
般には、細動除去装置１０のために、とりわけ、エネル
ギー蓄積コンデンサネットワーク２６のコンデンサに充
電する高電圧充電器２４のために電力が供給される。一
般的なバッテリ電圧は、１２ボルト以下であるが、エネ
ルギー蓄積コンデンサネットワーク２６のコンデンサ
は、１５００ボルト以上まで充電されることが可能であ
る。コントローラ１８からの充電電圧制御信号によっ
て、エネルギー蓄積コンデンサネットワーク２６の各コ
ンデンサにおける充電電圧が決定される。

【００２７】本発明によるエネルギー蓄積コンデンサネ
ットワーク２６には、コントローラ１８からの構成制御
信号に応答して、直列、並列、または、直列と並列の組
み合わせの構成に構成されることが可能な複数のコンデ
ンサが含まれる。エネルギー蓄積コンデンサネットワー
ク２６は、選択された構成によって決まる有効キャパシ
タンス及び有効充電電圧を有する。例えば、キャパシタ
ンス値がＣで、充電電圧がＶの３つの直列コンデンサか
らなる構成は、有効キャパシタンスが１／３Ｃで、有効
電圧が３Ｖになる。

【００２８】コントローラ１８は、患者にインピーダン
ス補償された細動除去パルスを送出するために、患者イ
ンピーダンスと選択されたエネルギーレベルを利用し
て、１組の構成からエネルギー蓄積コンデンサネットワ
ーク２６の構成を選択する。インピーダンス補償された
細動除去パルスの送出におけるエネルギー蓄積コンデン
サネットワーク２６の動作については、さらに詳細に後
述することにする。

【００２９】エネルギー蓄積コンデンサネットワーク２
６は、コントローラ１８からの極性／持続時間制御信号
に応答して所望の極性及び持続時間で、１対の電極１２
を介して患者に細動除去パルスを送出する働きをするＨ
Ｖスイッチ１６に接続されている。ＨＶスイッチ１６
は、望ましい実施態様の場合、Ｈブリッジを利用して、
２相細動除去パルスを送出するように構成されるが、単
相または多相の細動除去パルスを送出し、さらに本発明
の利点を実現するように容易に改変されることが可能で
ある。

【００３０】図２には、エネルギー蓄積コンデンサネッ
トワーク２６の単純化された概略図が示されている。高
電圧充電器２４は、１組のコンデンサ６０〜６８を所望
の電圧レベルまで充電するのが容易になるように、１対
の充電スイッチ５０〜５６を介して、コンデンサ６０〜
６８のそれぞれに選択的に接続される。各コンデンサ６
０〜６８への充電は、必要に応じて、順次または並列に
して同時に実施することが可能であり、また、用途の要
件に従って、コンデンサ６０〜６８のそれぞれが、同じ
電圧レベルまたは異なる電圧レベルに充電されることが
可能である。１組のコンデンサ６０〜６８は、用途に応
じて、同じキャパシタンス値を有することも、あるいは
異なるキャパシタンス値を有することも可能である。望
ましい実施態様の場合、コンデンサ６０〜６８のそれぞ
れは、同じキャパシタンス値を有しており、同じ初期電
圧まで充電される。１組の充電スイッチ５０〜５６は、
コントローラ１８によって、充電プロセスを容易にする
ために制御される。１組の充電スイッチ５０〜５６の代
わりに、１組の阻止ダイオードを利用して、コンデンサ
６０〜６８の充電を容易化することも可能である。スイ
ッチ５０〜５６及び７０〜７８のそれぞれは、スイッチ
５０〜５６及び７０〜７８のそれぞれに対する１組の制
御ライン（図示せず）を介して、コントローラ１８によ
って制御されるのが望ましい。

【００３１】スイッチ６０〜６８とアースとの間に結合
された１組のスイッチ７０〜７８によって、所望の直
列、並列、または直列・並列回路を形成することが可能
になる。コンデンサ６０〜６４は、図示のように、必要
なだけの数の直列コンデンサと、またはわずかに１つの
直列コンデンサと直列に結合される。同様に、コンデン
サ６６〜６８は、図示のように、並列に結合される。並
列コンデンサの数は、インピーダンス補償された細動除
去パルスで所望のエネルギーレベルを供給するのに必要
とされる所望の有効キャパシタンスを得るのに必要なだ
けの数まで拡大されることが可能である。

【００３２】選択された直列または並列コンデンサの組
み合わせに対して、充電電圧を上昇させずに全有効キャ
パシタンスを増大させる態様で、並列コンデンサを追加
することによって、充電電圧を上昇させることなく、あ
るいは最大レベルを超える電流レベルに遭遇することな
く、細動除去パルスのエネルギーレベルを高めることが
可能である。例えば、コンデンサ６２及び６４の直列配
列に関して、所定の患者インピーダンスについて所望の
電圧レベルを得るための構成が必要とされるが、所望の
エネルギーレベルを得るために、さらに高レベルのキャ
パシタンスが必要とされる場合、追加スイッチを利用し
て、追加コンデンサ（図示せず）をコンデンサ６２及び
６４のそれぞれと並列に配置することが可能である。

【００３３】２００ジュール（Ｊ）を超えるエネルギー
レベルの取得は、このように、１００ｕＦのコンデンサ
を利用して、２、０００ボルトを超える充電電圧レベル
の上昇を伴わずに、実現可能になる。こうしたより高い
エネルギーレベルのオプションは、エネルギー蓄積コン
デンサネットワーク２６の構成集合における追加構成と
して利用可能である。この構成の中から選択することの
融通性によって、最大値を超える電流レベルを回避しな
がら、インピーダンス補償された細動除去パルスによっ
てより高レベルのエネルギーを供給することが可能にな
る。

【００３４】コンデンサ６０〜６８は、患者に対するイ
ンピーダンス補償された細動除去パルスの極性及び持続
時間を決定するコントローラ１８の制御下において、直
列、並列、または直列・並列構成の組から選択される構
成の１つによって、ＨＶスイッチ１６に結合される。望
ましい実施態様の場合、エネルギー蓄積コンデンサネッ
トワーク２６の選択される構成は、２相細動除去パルス
の第１の位相及び第２の位相のような、細動除去パルス
の各位相全体を通じて一定のままである。代替案とし
て、例えば、第２の位相中に追加エネルギーの伝達を達
成するため、位相間において選択される構成を変更する
ことも可能である。

【００３５】後続の図３、図４、及び図５には、例示の
ため、組をなす２つの構成を用いたエネルギー蓄積コン
デンサネットワーク２６の動作が示されている。直列構
成は、直列に結合された２つの１００マイクロファラッ
ド（ｕＦ）コンデンサを用いており、患者インピーダン
スが７２オームを超える場合に選択される。並列構成
は、並列に結合された２つの１００ｕＦコンデンサを用
いており、患者インピーダンスが７２オーム未満の場合
に選択される。７２オームの値は、高インピーダンスの
患者と低インピーダンスの患者との間の線引きとして任
意に選択された。エネルギーレベルは、この例の場合、
１５０ジュールに固定されたままであり、コントローラ
１８によって、インピーダンスに基づいて選択される、
組をなすエネルギー蓄積コンデンサネットワーク２６の
構成は２つだけになる。

【００３６】この例に従って、直列構成と並列構成の両
方に同じ２つの１００ｕＦコンデンサを用いることもで
きるし、あるいは、エネルギー蓄積コンデンサネットワ
ーク２６内において異なるコンデンサを選択することも
可能である。上述のように、患者インピーダンスに関し
て細動除去パルスのより精密な補償を考慮するために、
コンデンサの追加の直列、並列、及び直列・並列構成を
容易に追加することが可能である。細動除去パルスによ
って患者に供給される全電圧またはピーク電流を増大さ
せずに、その等価キャパシタンスを増すために、既存の
構成に追加される並列コンデンサに備える構成の追加に
よって、エネルギーレベルを高めることも可能である。

【００３７】図３は、初期電流対患者インピーダンスの
グラフである。ピーク電流が、細動除去パルスの初期印
加時に生じるので、初期電流は、ピーク電流に相当す
る。グラフに示すように、コントローラ１８が、フロン
トエンド１４により測定された患者インピーダンスに基
づいて、直列構成と並列構成との間で切り替えを行う７
２オームにおいて、不連続が生じる。７２オーム未満の
領域では、エネルギー蓄積コンデンサネットワーク２６
において、それぞれ、１３００ボルトまで充電された１
００ｕＦコンデンサが並列に結合される、並列構成が選
択される。この並列構成は、１３００ボルトまで充電さ
れた単一の２００ｕＦコンデンサに相当する。７２オー
ムを超える領域では、エネルギー蓄積コンデンサネット
ワーク２６において、１００ｕＦコンデンサが直列に結
合される、直列構成が選択される。この直列構成は、２
６００ボルトまで充電された単一の５０ｕＦコンデンサ
に相当する。

【００３８】７２オームのカットオフ抵抗未満またはそ
れを超える患者インピーダンスに対応する直列及び並列
構成の利用によって、ピーク電流が、それぞれ、低イン
ピーダンスの患者の場合には、６０アンペアの最大値未
満にとどまるようにし、高インピーダンスの患者の場合
には、１５アンペアを超えるようにすることが可能でな
る。このように、インピーダンス補償された細動除去パ
ルスが、細動除去装置１０によって患者に送出される。

【００３９】図４のＡ〜Ｃは、それぞれ、２０オーム、
５０オーム、及び１２０オームの患者インピーダンスに
ついて細動除去パルスを形成するための患者電流対時間
を示す１組のグラフである。この例における細動除去パ
ルスは、それぞれ、２相切り捨て指数関数（ＢＴＥ）タ
イプのパルスである。本発明によるエネルギー蓄積コン
デンサネットワーク２６は、単相及び多相パルスを含む
他のタイプの細動除去パルスにも等しくうまく適用され
ることが可能である。この例の場合、コンデンサ電圧の
低下率である傾斜とパルス持続時間を制御して、細動除
去パルスによって患者に供給されるエネルギー量を調整
する。各細動除去パルスのピーク電流は、細動除去パル
スが最初に加えられる時点０における初期電流である。

【００４０】図４のＡ〜Ｃを比較すると、時間Ｔ１、Ｔ
２、及びＴ３は、それぞれ、インピーダンスが２０オー
ム、５０オーム、及び１２０オームの患者に対して細動
除去パルスが送出される場合の、細動除去パルスの持続
時間である。インピーダンスが５０オームの場合の時間
Ｔ２が、インピーダンスが２０オームの場合の時間Ｔ１
よりも長いのは、患者インピーダンスが７２オーム未満
の場合には、並列構成が選択され、必要なエネルギー量
の供給には持続時間を長くする必要があるためである。
図４のＣでは、１２０オームのインピーダンスに対し
て、直列構成が選択されており、このため、患者に必要
なエネルギー量を供給するには、時間Ｔ２に対して時間
Ｔ３の持続時間を短くすることが必要になる。このよう
に、インピーダンス補償された細動除去パルスは、単一
のエネルギー蓄積コンデンサを利用するよりも、本発明
によるエネルギー蓄積コンデンサネットワーク２６を利
用することにより、パルス持続時間の範囲を縮小して、
２０〜２００オームの患者インピーダンスの範囲にわた
って送出される。

【００４１】患者インピーダンスに合わせてより精密に
調整されたインピーダンス補償された細動除去パルスを
送出し、患者に供給することができるエネルギーレベル
の範囲を拡大するために、エネルギー蓄積コンデンサネ
ットワーク２６のさらなる構成が、容易に追加可能であ
る。エネルギー蓄積コンデンサネットワーク２６の可能
性のある１組の構成に、さらなる構成が追加されると、
患者インピーダンスの範囲にわたる細動除去パルスの持
続時間の広がりが狭くなる。

【００４２】図５は、患者インピーダンスの範囲にわた
って供給されるエネルギーのグラフである。患者インピ
ーダンスが高い場合、供給されるエネルギーが減少しな
いことが望ましい。望ましい実施態様の場合、示される
プロットは、エネルギーが１３０〜１６０ジュールの範
囲で供給される選択された用途については、許容できる
ほどにフラットである。

【００４３】グラフに示すように、供給されるエネルギ
ー対患者インピーダンスのプロットは、区分的セグメン
トからなる。区分的セグメントは、コンデンサ素子及び
持続時間が有限集合をなす値から選択される、望ましい
実施態様における制御アルゴリズムの人為的成分であ
る。区分的セグメントの数は、従って、コンデンサ素子
と、持続時間集合の粒状性によって決まる。代替案とし
て、持続時間の連続変化を考慮した制御システムが用い
られることになる場合、図５に示すプロットは、区分的
セグメントではなく平滑な曲線として描くことが可能に
なる。

【００４４】本発明によるインピーダンス補償された細
動除去パルスを利用すると、許容可能な正確さのレベル
で、２０〜２００オームの範囲内の未知のインピーダン
スの患者に対して、所定の限界内のパルス持続時間及び
ピーク電流で、１５０ジュールといった選択されたエネ
ルギーレベルを供給することが可能になる。エネルギー
蓄積コンデンサネットワーク２６の構成集合に、追加並
列コンデンサを考慮した構成を追加することによって、
２００ジュールを超える、より高エネルギーレベルのイ
ンピーダンス補償された細動除去パルスを達成すること
が可能になる。

【００４５】図６は、故障を検出するために、エネルギ
ー蓄積コンデンサネットワーク２６において用いること
が可能な故障検出回路３００の概略図が示されている。
コンデンサ６０〜６４が、１５００ボルトの範囲の比較
的高電圧まで充電され、直列接続をなす充電されるコン
デンサの電圧が、付加的であるため、コンデンサの任意
の１つにおける故障を直接的に検出するのは困難であ
る。高電圧充電器２４によって発生する電圧の変動も、
コンデンサ間における電圧差として生じる故障を分離す
るために、制御されなければならない。故障検出回路３
００は、故障を検出するため、比較的単純なコンパレー
タを用いて比較することが可能な比較的低い第１と第２
のテスト電圧を発生することによって、高電圧まで充電
されることが可能な直列コンデンサの故障を検出する働
きをする。

【００４６】故障検出回路３００は、抵抗器３０２〜３
１０の直列ネットワークからなり、抵抗器３０４〜３０
６が、それぞれ、コンデンサ６０〜６４の両端に結合さ
れ、さらに、抵抗器３０８〜３１０が、抵抗器３０２〜
３０６とアースとの間に直列に結合されて、第１のテス
ト電圧Ｖ１を生じるためのタップを形成している。第１
のテスト電圧Ｖ１は、高電圧充電器１６の両端に接続さ
れた、抵抗器３１２と３１４によって形成された分圧器
に生じる第２のテスト電圧Ｖ２と後で比較することが可
能である。抵抗器３０２〜３１４の抵抗値は、エネルギ
ー蓄積コンデンサネットワーク２６の通常動作との干渉
を防ぐために、一般には約１メグオームを超える比較的
高い値になるように選択される。

【００４７】抵抗器３０２〜３１４の値は、通常動作の
場合、所定の限界内においてＶ１＝Ｖ２になるように、
また、漏洩コンデンサのような故障状態を検出するため
には、Ｖ１が所定の限界を超えてＶ２と異なるように選
択することが可能である。テスト電圧Ｖ２を利用するこ
とによって、高電圧充電器２４によって発生する電圧の
変動を制御することが可能になる。第１と第２のテスト
電圧Ｖ１及びＶ２が、比較回路３１６に供給され、比較
回路３１６は、Ｖ１が所定の限界を超えてＶ２と異なる
状態に応答して、故障信号を発生する。比較回路３１６
は、低コストのコンパレータ及び標準的なデジタル論理
回路を用いて実施可能である。代替案として、Ｖ１及び
Ｖ２を測定して、デジタルデータを取得し、さらに、マ
イクロプロセッサを用いてこのデータを比較することに
よって、故障状態を検出することも可能である。

【００４８】エネルギー蓄積コンデンサネットワーク２
６の故障状態は、コンデンサ６０〜６４の少なくとも１
つが過剰な漏れ電流を示して、自己放電を開始し、その
結果、その充電電圧に変化を生じるようになる時、発生
する。故障コンデンサの電圧差は、第１のテスト電圧Ｖ
１に変化を生じさせることになるので、故障状態は、故
障検出回路３００を利用して容易に検出することが可能
である。故障検出回路３００は、故障検出回路３００の
直列コンデンサの数に合わせて容易にスケーリングする
ことが可能である。

【００４９】図７には、本発明に従って、患者インピー
ダンス及び所望のエネルギーレベルに基づいて選択可能
な、エネルギー蓄積コンデンサネットワーク２６の構成
集合１５０の説明図が示されている。構成集合１５０
は、例証を目的として、患者インピーダンス及び所望の
エネルギーレベルに基づいて構成を選択するプロセスを
明らかにするため、マトリックスとして示されている。
縦軸は、低から高にわたる患者インピーダンスの範囲で
ある。横軸は、低から高にわたる所望のエネルギーレベ
ルである。

【００５０】細動除去パルスによって患者に供給される
エネルギーレベルは、主として、キャパシタンス、電
圧、及び波形持続時間によって決まる。細動除去パルス
の送出前に、所望のエネルギーレベルに従って構成集合
１５０からある構成を選択することによって、最大値を
超える患者電流を生じさせることなく、また、細動除去
パルスの放電時間が過剰に長くならないようにして、よ
り広範囲にわたるエネルギーレベルの発生が可能にな
る。

【００５１】構成集合１５０に示すように、患者インピ
ーダンスが高くなると、一般に、細動除去波形において
より高い電圧が必要になるが、より高い電圧を得るため
には、コンデンサを直列に接続すればよい。逆に、患者
インピーダンスが低くなると、一般に、最大値を超える
ピーク電流を回避するため、より低い電圧が必要にな
る。例えば、２００Ｊを超える領域で、患者に対するよ
り高いエネルギーの供給を達成するには、患者のインピ
ーダンスの関数として選択された既存の構成に並列コン
デンサを追加することにより実現可能である。

【００５２】構成集合１５０に対する多くの変形は、エ
ネルギー蓄積コンデンサネットワーク２６の動作を細動
除去装置１０の特定の要件に合わせるように構成するこ
とが可能である。例えば、所望のエネルギーレベルが、
１５０ジュールといったあるエネルギーレベルに固定さ
れるＡＥＤの場合、構成集合１５０に示すマトリックス
の単一の行だけしか用いる必要がない。従って、コント
ローラ１８は、インピーダンス補償された細動除去パル
スの送出前に、患者インピーダンスだけに基づいて、構
成集合から選択することになる。

【００５３】図８には、本発明による方法に基づいて、
細動除去装置１０によってインピーダンス補償された細
動除去パルスを送出するプロセスの流れ図が示されてい
る。エネルギー蓄積コンデンサネットワークの充電と表
示されたステップ２００では、高電圧充電器２４が、細
動除去パルスの送出に備えて、エネルギー蓄積コンデン
サネットワーク２６の各コンデンサに充電する働きをす
る。こうした充電は、細動除去装置１０が起動するとす
ぐに実施することが可能であり、細動除去パルスが必要
とされる場合、エネルギーを節約し、充電時間を節約す
るために、コンデンサが所望の電圧レベルの所定の割合
まで充電される。

【００５４】エネルギー蓄積コンデンサネットワークに
おける故障の検出？と表示されたステップ２０２では、
故障検出回路３００を用いて、その充電電圧を所定の限
界内に保持することができない漏洩コンデンサのよう
な、エネルギー蓄積コンデンサネットワーク２６内にお
ける故障を検出することが可能である。故障が検出され
ると、エラー処理ルーチンと表示されたステップ２０４
において、オペレータに故障状態を警告するエラーメッ
セージが発生する。他の診断回路を起動して、故障を分
離し、構成集合１５０の損傷領域を用いている部分を停
止することによって、できるかぎり、細動除去装置１０
が、機能性を制限された状態で動作し得るようにするこ
とが可能である。

【００５５】衝撃性律動検出？と表示されたステップ２
０６では、コントローラ１８が、衝撃報告アルゴリズム
を実行して、心室細動（ＶＦ）のような衝撃性律動を検
出する。衝撃性律動が検出されない場合、バックグラウ
ンドモニタリングと表示されたステップ２０８が実行さ
れる。すなわち、オペレータに衝撃の報告がないことが
伝えられ、細動除去装置１０が、バックグラウンドモニ
タリングモードに入って、ＥＣＧ情報のモニタ及び解析
が続行される。

【００５６】衝撃性律動が検出されると、患者インピー
ダンス測定と表示されたステップ２１０が実行される。
非治療の事前衝撃の送出または低レベルテスト信号の測
定といった、さまざまな方法の任意のいずれかによっ
て、患者インピーダンスが測定され、コントローラ１８
に供給される。

【００５７】所望のエネルギーレベル選択と表示された
ステップ２１２において、患者に送出される細動除去パ
ルスのエネルギーレベルが決定される。多くの場合、エ
ネルギーレベルは、ＡＥＤにおけるように、１５０ジュ
ールといった固定レベルにあらかじめ決定される。他の
場合、細動除去プロトコルによって、送出される細動除
去パルスの数に基づいてエネルギーレベルが決定され
る。例えば、一般に３つの連続した単相細動除去パルス
に用いられるプロトコルでは、２００ジュールのエネル
ギーレベルが要求され、これに、３００ジュール及び３
６０ジュールが後続する。エネルギーレベルは、手動の
細動除去装置におけるように手動で決定することも可能
であり、オペレータは、ユーザインターフェイスの設定
を介して所望のエネルギーレベルを決定することができ
る。

【００５８】次に、エネルギー蓄積コンデンサネットワ
ークの構成選択と表示されたステップ２１４では、エネ
ルギー蓄積コンデンサネットワーク２６における構成集
合１５０から適切な構成を選択する際、コントローラ１
８によって、患者インピーダンスと所望のエネルギーレ
ベルがパラメータとして利用される。選択がなされる
と、コントローラ１８は、エネルギー蓄積コンデンサネ
ットワーク２６に構成信号を送り、スイッチを作動させ
て、所望の構成を実施する。

【００５９】所望のエネルギーレベルは、患者インピー
ダンスに基づいて選択することが可能である。例えば、
高い患者インピーダンスに対して所望のより高いエネル
ギーレベルを供給し、低い患者インピーダンスに対して
所望のより低いエネルギーレベルを供給することが望ま
しい場合がある。患者インピーダンス及び所望のエネル
ギーレベルは、もはや独立変数ではないが、やはり、上
述のように、コントローラ１８によって、構成集合１５
０から適切な構成を選択するためにパラメータとして用
いられることになる。患者インピーダンスが異なれば、
より有効な反応をもたらす細動除去パルスのエネルギー
レベルも異なることが分かっている場合には、このよう
に、所望のエネルギーレベルを患者インピーダンスの従
属変数として、パラメータを結合することによって、よ
り有効な細動除去が可能になる。

【００６０】患者に対する細動除去パルスの送出と表示
されたステップ２１６では、細動除去装置１０が、オペ
レータに対して、衝撃ボタン２０を押して、患者に対す
る細動除去パルスの送出を開始するように信号で合図す
る。コントローラ１８は、所望のエネルギー量及び２相
切り捨て指数関数形のような波形を提供するために、波
形傾斜のようなパラメータに従って細動除去パルスの極
性及び持続時間を決定する。

【００６１】図９は、上述のエネルギー蓄積コンデンサ
ネットワーク２６の代わりに用いることが可能な、本発
明の代替実施態様によるエネルギー蓄積コンデンサネッ
トワーク１００の概略図である。コンデンサ１０２、１
０４、及び１０６は、抵抗器１０８、１１０、及び１１
２、及び、ダイオード１１４、１１６、及び１１８に直
列に配置される。コンデンサ１０２〜１０６、抵抗器１
０８〜１１２、及びダイオード１１４〜１１８の直列の
組み合わせは、それぞれ、ＨＶスイッチ１６にエネルギ
ーを供給して、細動除去パルスを発生させるセクション
を形成する。各セクションは、並列に接続され、ＨＶス
イッチ１６及び１対の電極１２を介して、患者にエネル
ギーを供給する。ＨＶスイッチ１６を制御することによ
って、所望通りに単相、２相、または多相の波形が生じ
るように、所望の極性及び持続時間で細動除去パルスを
送出することが可能である。必要に応じて、エネルギー
蓄積コンデンサネットワーク１００に追加セクションを
追加することもできるし、あるいは代替実施態様に従っ
て、わずかに２つだけのセクションを利用することも可
能である。

【００６２】例証のため、エネルギー蓄積コンデンサネ
ットワーク１００の３つのセクションが示されている。
コンデンサ１０２〜１０６は、所望のエネルギーレベル
で、所望の患者インピーダンス範囲にわたってインピー
ダンス整合した細動除去パルスを送出するため、抵抗器
１０８〜１１２の値Ｒ１、Ｒ２、及びＲ３に関連して選
択された、それぞれ、キャパシタンス値Ｃ１、Ｃ２、及
びＣ３、及び、それぞれ、充電電圧レベルＶ１、Ｖ２、
及びＶ３を有している。この例の場合、値は、下記のラ
ンク順関係に従って選択された： Ｃ１＞Ｃ２＞Ｃ３ Ｖ１＞Ｖ２＞Ｖ３ Ｒ１＞Ｒ２＞Ｒ３ 上記の関係に従って、キャパシタンス値Ｃ１、Ｃ２、及
びＣ３は、同じ値にすることもできるし、あるいは適用
要件に従って示されたサイズ順の関係とみなすことも可
能である。電圧値Ｖ１、Ｖ２、及びＶ３、及び、抵抗値
Ｒ１、Ｒ２、及びＲ３は、３つのセクションの順次放電
を保証するために、ランク順になっている。順次放電
は、１つのセクションが、ある所定レベル未満で放電す
ると、もう１つのセクションが放電を開始することを意
味している。放電シーケンスのタイミングは、セクショ
ンの放電時間によってとられ、コンポーネント値は、患
者インピーダンスの範囲にわたって所望の放電時間が得
られるように選択される。また、Ｒ１〜Ｒ３、Ｃ１〜Ｃ
３、及びＶ１〜Ｖ３の値の大きさは、細動除去パルスに
よって所望のエネルギーレベルを患者に供給するために
選択される。

【００６３】図１０のＡ及びＢは、図９に示す本発明の
代替実施態様に従ってエネルギー蓄積コンデンサネット
ワーク１００を利用した、低インピーダンスの患者と高
インピーダンスの患者に関する患者電流対時間のグラフ
である。図１０のＡは、患者インピーダンス範囲の下方
端である３０オームの患者インピーダンスに関する細動
除去パルスのグラフである。トレース４００によって、
エネルギー蓄積コンデンサネットワーク１００を用いて
可能になる細動除去パルスの患者電流対時間の波形が示
されている。トレース４０２は、従来技術による単一の
コンデンサを用いて得られる典型的な患者電流の細動除
去パルスである。細動除去パルスは、単相タイプとして
示されているが、ＨＶスイッチ１６を利用して、２相及
び多相の細動除去パルスを発生することも可能である。

【００６４】トレース４０は、時間Ｔ０〜Ｔ１、Ｔ１〜
Ｔ２、及びＴ２〜Ｔ３にわたるセグメントによって示さ
れている。セグメント間隔Ｔ０〜Ｔ１は、コンデンサ１
０２、抵抗器１０８、及びダイオード１１４からなる第
１のセクションからの放電電流である。キャパシタンス
がＣ１のコンデンサ１０２は、最高電圧レベルＶ１まで
充電されており、抵抗は最大値のＲ１である。ダイオー
ド１１４に、順バイアスがかけられ、他の２つのセクシ
ョンの前に、まず、第１のセクションが放電する。第１
のセクションが放電して、時間Ｔ１におけるコンデンサ
１０４、抵抗器１１０、及びダイオード１１６からなる
第２のセクションの充電レベルＶ２未満になると、ダイ
オード１１６に順バイアスがかかることになり、第２の
セクションの放電を開始させる。第２のセクションが放
電して、時間Ｔ２におけるコンデンサ１０６、抵抗器１
１２、及びダイオード１１８からなる第３のセクション
の充電電圧Ｖ３未満になると、ダイオード１１８に順バ
イアスがかかることになり、時間Ｔ３まで続く第３のセ
クションの放電を開始させる。時間Ｔ３は、コントロー
ラ１８からの極性／持続時間信号に応答して、ＨＶスイ
ッチが開くと発生する。

【００６５】トレース４００は、時間Ｔ０におけるピー
ク電流が３６Ａである。対照的に、トレース４０２は、
１８００Ｖまで充電された単一のコンデンサにより、ピ
ーク電流が６０Ａである。トレース４００に従って細動
除去パルスを発生するため、エネルギー蓄積コンデンサ
ネットワーク１００の第１のセクションは、ピーク電流
を３６Ａに制限する働きをする３０オームの値Ｒ１を有
する抵抗器１０８と直列をなす、２１６０Ｖまで充電さ
れたコンデンサ１０２を利用して構成される。より小さ
い抵抗値Ｒ２及びＲ３、並びに、より低い充電電圧Ｖ２
及びＶ３を用いた第２及び第３のセクションは、細動除
去パルスの残りの部分によって所望の量のエネルギーを
供給する働きをする。

【００６６】図１０のＢは、患者インピーダンス範囲の
上方端である１５０オームの患者インピーダンスに関す
る細動除去パルスのグラフである。トレース４０４によ
って、エネルギー蓄積コンデンサネットワーク１００を
用いて可能になる、細動除去パルスの患者電流対時間の
波形が示されている。トレース４０６は、従来技術によ
る単一のコンデンサを用いて得られる典型的な患者電流
の細動除去パルスである。

【００６７】トレース４０４は、時間Ｔ０〜Ｔ４、Ｔ４
〜Ｔ５、及び、Ｔ５〜Ｔ６にわたるセグメントによって
示されている。エネルギー蓄積コンデンサネットワーク
１００は、３つのセグメントに関する低い患者インピー
ダンスの例について上述のところと同様に機能する。ト
レース４０４及び４０６は、両方とも、ピーク電流が１
２Ａである。Ｔ０〜Ｔ６にわたる時間期間において、ト
レース４０４は、トレース４０６よりも速い電流減衰を
示している。このように、細動除去パルスの持続時間範
囲は、患者インピーダンスの範囲にわたってより短くな
るように保たれる。

【００６８】図１０のＡ及びＢには、上述のように、低
い患者インピーダンスの場合には、ピーク電流が最大値
より小さく、高い患者インピーダンスの場合には、パル
ス持続時間が制限される、インピーダンス補償された細
動除去パルスを送出する方法が例示されている。必要に
応じて、追加セクションを追加することが可能である。
高電圧充電器２４は、インピーダンス補償された細動除
去パルスの送出に備えて、エネルギー蓄積コンデンサネ
ットワーク１００を充電するために、コンデンサ１０２
〜１０６のそれぞれに、それぞれ、充電電圧Ｖ１〜Ｖ３
まで充電するように構成される。

【００６９】通常の当該技術者には明らかなように、さ
らに広い態様において、本発明の思想を逸脱することな
く、本発明の上述の望ましい実施態様の細部に多くの変
更を加えることが可能である。例えば、エネルギー蓄積
コンデンサネットワーク２６には、機械式スイッチから
さまざまなタイプの半導体スイッチに及ぶ各種スイッチ
テクノロジを用いることが可能である。エネルギー蓄積
コンデンサネットワークの可能性のある構成集合は、イ
ンピーダンス補償の精度及び利用可能なエネルギーレベ
ルの所望の範囲を含む適用要件に適合するように、容易
に拡大または縮小することが可能である。従って、本発
明の範囲は、特許請求の範囲によって判定されるべきで
ある。

【００７０】以下においては、本発明の種々の構成要件
の組み合わせからなる例示的な実施態様を示す。 １．細動除去装置であって、患者に結合するための１対
の電極と、前記１対の電極に結合されたＨＶスイッチ
と、及び前記ＨＶスイッチを介して、前記患者にインピ
ーダンス補償された細動除去パルスを送出するためのエ
ネルギー蓄積コンデンサネットワークと、を含む、細動
除去装置。 ２．前記エネルギー蓄積コンデンサネットワークが、複
数の構成に従って配置される複数のコンデンサを含む、
上記１に記載の細動除去装置。 ３．前記エネルギー蓄積コンデンサネットワークに結合
されて、前記コンデンサのそれぞれを充電するための高
電圧充電器を更に含む、上記２に記載の細動除去装置。 ４．前記高電圧充電器と前記コンデンサのそれぞれとの
間に挿入された１組の充電スイッチを更に含む、上記３
に記載の細動除去装置。 ５．前記１対の電極に結合されて、患者インピーダンス
を供給するフロントエンドと、前記フロントエンドに結
合されて、前記患者インピーダンスを取得し、また前記
エネルギー蓄積コンデンサネットワークに結合されて、
前記患者インピーダンス及び選択されるエネルギーレベ
ルに基づいて前記構成の１つを選択するコントローラ
と、を更に含む、上記２に記載の細動除去装置。 ６．前記コントローラが、前記ＨＶスイッチに結合され
て、前記インピーダンス補償された細動除去パルスの持
続時間及び極性を制御する、上記５に記載の細動除去装
置。 ７．前記インピーダンス補償された細動除去パルスが、
単相、二相、及び多相のパルスのうちの１つを含む、上
記６に記載の細動除去装置。 ８．前記選択されるエネルギーレベルが、あるレベルに
固定される、上記５に記載の細動除去装置。 ９．前記選択されるエネルギーレベルが、プロトコルに
従って決定される、上記５に記載の細動除去装置。 １０．前記選択されるエネルギーレベルが、ユーザによ
って手動で選択される、上記５に記載の細動除去装置。 １１．前記選択されるエネルギーレベルが、前記患者イ
ンピーダンスの関数として決定される、上記５に記載の
細動除去装置。 １２．前記エネルギー蓄積コンデンサネットワークが、
前記ＨＶスイッチに対して直列及び並列に結合された複
数のコンデンサと、及び前記コンデンサのそれぞれとア
ースとの間に結合された複数のスイッチと、を含み、前
記エネルギー蓄積コンデンサネットワークが、前記構成
のうちの１つに従って前記複数のスイッチを設定するこ
とによって、インピーダンス補償された細動除去パルス
を送出するように構成されている、上記２に記載の細動
除去装置。 １３．前記インピーダンス補償された細動除去パルス
が、最大値より低いピーク電流を有する、上記１に記載
の細動除去装置。 １４．前記エネルギー蓄積コンデンサネットワークが、
複数のセクションであって、そのセクションのそれぞれ
が、直列に結合されたコンデンサ、抵抗器、及びダイオ
ードを含み、そのセクションのそれぞれが、前記ＨＶス
イッチに対して並列に結合されている、複数のセクショ
ンを含み、前記コンデンサのそれぞれが、ランク順に従
ってある充電電圧まで充電され、前記抵抗器のそれぞれ
が、前記ランク順に従って選択される抵抗を有してお
り、前記エネルギー蓄積コンデンサネットワークが、前
記セクションのそれぞれを順次放電させることによっ
て、インピーダンス補償された細動除去パルスを送出す
るように構成されている、前記１に記載の細動除去装
置。 １５．患者にインピーダンス補償された細動除去パルス
を送出するための方法であって、前記患者の患者インピ
ーダンスを測定するステップと、前記患者インピーダン
スに応答して、インピーダンス補償された細動除去パル
スを前記患者に送出するために、エネルギー蓄積コンデ
ンサネットワークにおける１組の構成から選択するステ
ップと、及び前記インピーダンス補償された細動除去パ
ルスを前記患者に送出するステップと、を含む方法。 １６．選択されるエネルギーレベルに応答して、前記１
組の構成から選択するステップを更に含む、上記１５に
記載の患者にインピーダンス補償された細動除去パルス
を送出するための方法。 １７．前記選択されるエネルギーレベルがあるレベルに
固定されている、上記１６に記載の患者にインピーダン
ス補償された細動除去パルスを送出するための方法。 １８．前記選択されるエネルギーレベルがプロトコルに
従って決定される、上記１６に記載の患者にインピーダ
ンス補償された細動除去パルスを送出するための方法。 １９．前記選択されるエネルギーレベルが、ユーザによ
って手動で選択される、上記１６に記載の患者にインピ
ーダンス補償された細動除去パルスを送出するための方
法。 ２０．高電圧充電器を利用して、前記エネルギー蓄積コ
ンデンサネットワークを充電するステップを更に含む、
上記１５に記載の患者にインピーダンス補償された細動
除去パルスを送出するための方法。 ２１．１対の電極を介して、前記患者を前記エネルギー
蓄積コンデンサネットワークに結合するステップを更に
含む、上記１５に記載の患者にインピーダンス補償され
た細動除去パルスを送出するための方法。 ２２．ピーク電流が最大値未満の前記インピーダンス補
償された細動除去パルスを前記患者に送出するステップ
を更に含む、上記１５に記載の患者にインピーダンス補
償された細動除去パルスを送出するための方法。 ２３．細動除去装置であって、患者に結合するための１
対の電極と、前記１対の電極に結合されて、患者インピ
ーダンスとＥＣＧ信号を送出するフロントエンド回路
と、前記１対の電極に結合されたＨＶスイッチと、複数
の構成を有するエネルギー蓄積コンデンサネットワーク
と、及び前記フロントエンド回路、前記ＨＶスイッチ、
及び前記エネルギー蓄積コンデンサネットワークに結合
されたコントローラと、を含み、前記コントローラが、
前記患者インピーダンス及び選択されるエネルギーレベ
ルに基づいて前記構成のうちの１つを選択し、前記ＥＣ
Ｇ信号における衝撃性の律動を検出することに応じて、
前記ＨＶスイッチを介してインピーダンス補償された細
動除去パルスを前記患者に送出する、細動除去装置。 ２４．前記選択されるエネルギーレベルが、あるレベル
に固定されている、上記２３に記載の細動除去装置。 ２５．前記選択されるエネルギーレベルが、プロトコル
に従って決定される、上記２３に記載の細動除去装置。 ２６．前記選択されるエネルギーレベルが、ユーザによ
って手動で選択される、上記２３に記載の細動除去装
置。 ２７．前記選択されるエネルギーレベルが、前記患者イ
ンピーダンスの関数として決定される、上記２３に記載
の細動除去装置。 ２８．前記エネルギー蓄積コンデンサネットワークに結
合されて、前記エネルギー蓄積コンデンサネットワーク
を充電するための高電圧充電器を更に含む、上記２３に
記載の細動除去装置。 ２９．前記コントローラが、前記インピーダンス補償さ
れた細動除去パルスの持続時間及び極性を決定する、上
記２３に記載の細動除去装置。 ３０．前記インピーダンス補償された細動除去パルス
が、単相、二相、及び多相のパルスのうちの１つを含
む、上記２３に記載の細動除去装置。 ３１．前記エネルギー蓄積コンデンサネットワークが、
２００ジュールを超える前記選択されるエネルギーレベ
ルを供給する、上記２３に記載の細動除去装置。 ３２．前記エネルギー蓄積コンデンサネットワークが、
前記ＨＶスイッチに対して直列及び並列に結合された複
数のコンデンサと、前記コンデンサのそれぞれとアース
との間に結合された複数のスイッチと、を含み、前記エ
ネルギー蓄積コンデンサネットワークが、前記構成のう
ちの前記１つに従って、前記複数のスイッチを設定する
ことによって、インピーダンス補償された細動除去パル
スを送出するように構成されている、上記２３に記載の
細動除去装置。 ３３．前記インピーダンス補償された細動除去パルス
が、最大値未満のピーク電流を有している、上記２３に
記載の細動除去装置。 ３４．インピーダンス補償された細動除去パルスを患者
に送出するための方法であって、前記患者に結合するた
めの１対の電極を設けるステップと、前記電極に結合さ
れるＨＶスイッチを設けるステップと、前記ＨＶスイッ
チに結合されるエネルギー蓄積コンデンサネットワーク
に並列に結合された複数のセクションであって、そのセ
クションのそれぞれが、直列に結合されたコンデンサ、
抵抗器、及びダイオードを含む、複数のセクションを設
けるステップと、他のセクションとのランク順に、ある
充電電圧まで各コンデンサを充電するステップと、及び
前記セクションのそれぞれを順次放電させることによっ
て、前記ＨＶスイッチ及び前記１対の電極を介して、イ
ンピーダンス整合した細動除去パルスを前記患者に送出
するステップと、を含む、方法。 ３５．前記ＨＶスイッチに結合されたコントローラを設
けるステップを更に含む、上記３４に記載のインピーダ
ンス補償された細動除去パルスを患者に送出するための
方法。 ３６．前記コントローラが、前記インピーダンス補償さ
れた細動除去パルスの持続時間及び極性を決定する、上
記３５に記載のインピーダンス補償された細動除去パル
スを患者に送出するための方法。 ３７．前記インピーダンス補償された細動除去パルス
が、単相、二相、及び多相のパルスのうちの１つを含
む、上記３６に記載の方法。 ３８．直列に結合され、高電圧充電器を用いて充電され
る複数のコンデンサを有するエネルギー蓄積コンデンサ
ネットワークにおける故障検出抵抗器ネットワークであ
って、前記複数のコンデンサのそれぞれの両端に分路を
なすように結合されて、第１のテスト電圧を生じさせる
第１の抵抗器ネットワークと、前記高電圧充電器の両端
に結合されて、第２のテスト電圧を生じさせる第２の抵
抗器ネットワークと、及び前記第１及び第２のテスト電
圧に結合されて、前記第１のテスト電圧が所定の限界を
超えて前記第２のテスト電圧と異なる場合、故障信号を
発生する比較回路と、を含む、故障検出抵抗器ネットワ
ーク。

【００７１】

【発明の効果】本発明により、エネルギー蓄積コンデン
サの構成の中から適切な構成を選択することによって、
インピーダンス補償された細動除去パルスを患者に送出
する細動除去装置が提供される。

【図面の簡単な説明】

【図１】本発明によるエネルギー蓄積コンデンサネット
ワークを有する細動除去装置の略ブロック図である。

【図２】本発明によるエネルギー蓄積コンデンサネット
ワークの概略図である。

【図３】本発明によるエネルギー蓄積コンデンサネット
ワークを用いた初期電流対患者インピーダンスのグラフ
である。

【図４】Ａは、本発明によるエネルギー蓄積コンデンサ
ネットワークを用いた、患者インピーダンスが２０オー
ムの場合の患者電流対時間のグラフである。Ｂは、本発
明によるエネルギー蓄積コンデンサネットワークを用い
た、患者インピーダンスが５０オームの場合の患者電流
対時間のグラフである。Ｃは、本発明によるエネルギー
蓄積コンデンサネットワークを用いた、患者インピーダ
ンスが１２０オームの場合の患者電流対時間のグラフで
ある。

【図５】本発明によるエネルギー蓄積コンデンサネット
ワークを利用した、供給エネルギー対患者インピーダン
スのグラフである。

【図６】エネルギー蓄積コンデンサネットワークにおい
て適用される故障検出回路の概略図である。

【図７】本発明に従って、患者インピーダンス及び所望
のエネルギーレベルにより選択可能な、エネルギー蓄積
コンデンサネットワークの構成集合の説明図である。

【図８】本発明による方法に基づいて、インピーダンス
補償された細動除去パルスを送出するプロセスの流れ図
である。

【図９】本発明の代替実施態様によるエネルギー蓄積コ
ンデンサネットワークの概略図である。

【図１０】Ａは、図９に示す本発明の代替実施態様によ
るエネルギー蓄積コンデンサネットワークを用いた、低
インピーダンス患者の場合の患者電流対時間のグラフで
ある。Ｂは、図９に示す本発明の代替実施態様によるエ
ネルギー蓄積コンデンサネットワークを用いた、高イン
ピーダンス患者の場合の患者電流対時間のグラフであ
る。

【符号の説明】

10 細動除去装置 12 電極 14 フロントエンド 16 ＨＶスイッチ 18 コントローラ 20 衝撃ボタン 22 バッテリ 24 高電圧充電器 26，100 エネルギー蓄積コンデンサネットワーク 150 構成集合 300 故障検出回路 316 比較回路

───────────────────────────────────────────────────── フロントページの続き (72)発明者 ブラッドフォード・イー・グリナー アメリカ合衆国ワシントン州98029，イサ クアー，ツーハンドレッドサーティス・ウ ェイ・サウスイースト・4368 (72)発明者 ケント・ダブリュー・レイド アメリカ合衆国ワシントン州98053，レド モンド，ツーハンドレッドトゥエンティサ ード・プレイス・ノースイースト・2036 (72)発明者 トーマス・ディー・リスター アメリカ合衆国ワシントン州98021，ボス エル，トゥエンティファースト・アベニュ ー・サウスイースト・23309

Claims (1)

【特許請求の範囲】
1. 【請求項１】細動除去装置であって、 患者に結合するための１対の電極と、 前記１対の電極に結合されたＨＶスイッチと、及び前記
   ＨＶスイッチを介して、前記患者にインピーダンス補償
   された細動除去パルスを送出するためのエネルギー蓄積
   コンデンサネットワークと、 を含む、細動除去装置。