專利名稱：具有利用患者生理數(shù)據(jù)的cpr通氣分析的除顫器的制作方法
具有利用患者生理數(shù)據(jù)的CPR通氣分析的除顫器
本發(fā)明涉及用于提供對(duì)心臟狀況的緊急處理的系統(tǒng)和方法，更具體地， 本發(fā)明涉及用于處理心室顫動(dòng)的系統(tǒng)和方法。
在心臟驟停時(shí)，患者被危及生命的正常心臟節(jié)律的中斷折磨，該中斷 典型地以并不伴有自主循環(huán)(例如可電擊的VT)的心室顫動(dòng)(VF)或室性 心動(dòng)過速(VT)的形式。在VF時(shí)，正常的節(jié)律性心室收縮被導(dǎo)致心臟的 低效且嚴(yán)重減少的泵血的快速且不規(guī)則的顫搐所取代。如果正常的節(jié)律在 通常理解為大約8至10分鐘的時(shí)間范圍內(nèi)得不到恢復(fù)，患者將死亡。相反， 在VF發(fā)作后，循環(huán)越快可以得以恢復(fù)(經(jīng)由CPR和除顫)，患者幸免于該 事件的機(jī)會(huì)就越好。
血液循環(huán)的中止停止向身體各個(gè)部分遞送氧氣。腦缺氧或到腦部的氧 氣供應(yīng)的缺乏使得受害者喪失意識(shí)并且停止正常的呼吸。因此，對(duì)VF的處 理可能需要通氣，諸如通過口對(duì)口的復(fù)蘇。外行的救護(hù)者經(jīng)常很不情愿執(zhí) 行口對(duì)口的復(fù)蘇。專業(yè)的救護(hù)者克服這一不情愿，并且具有屏障或氣囊-活 瓣面罩以消除該問題。然而，外行的救護(hù)者不能利用這些裝置并且因此可 能會(huì)不情愿提供緊急救援。
鑒于上述內(nèi)容，存在對(duì)在緊急情況下指導(dǎo)救護(hù)者應(yīng)當(dāng)何時(shí)執(zhí)行通氣從 而避免不必要的口對(duì)口通氣的需要。
本發(fā)明的一個(gè)方面提供一種用于處理心臟紊亂的方法，該方法包括測(cè) 量患者心臟的電活動(dòng)以及處理所測(cè)量的電活動(dòng)以確定描述心室顫動(dòng)的數(shù) 值。該方法還包括將該數(shù)值與閾值進(jìn)行比較以及根據(jù)該數(shù)值與閾值的比較 產(chǎn)生輸出，該輸出指導(dǎo)救護(hù)者執(zhí)行具有通氣或不具有通氣的心肺復(fù)蘇。本 發(fā)明的另一方面提供一種除顫器，該除顫器包括配置為檢測(cè)來自患者的電 信號(hào)的一對(duì)電極、配置為根據(jù)界面控制信號(hào)向救護(hù)者提供指導(dǎo)的用戶界面 以及電耦合至電極和用戶界面的控制器。控制器可用于處理來自該對(duì)電極描述心室顫動(dòng)的數(shù)值。控制器還可用于比較該數(shù)值，并 且根據(jù)該數(shù)值與閾值的比較，生成界面控制信號(hào)以控制用戶界面向救護(hù)者 傳達(dá)指導(dǎo)以執(zhí)行具有通氣或不具有通氣的心肺復(fù)蘇。
在附圖中


圖1是應(yīng)用于遭受心臟驟停的患者的除顫器的圖示說明； 圖2是根據(jù)本發(fā)明的實(shí)施例構(gòu)造的除顫器的方框圖3是根據(jù)圖2的除顫器的本發(fā)明的實(shí)施例的一部分ECG前端電路和 控制器的方框圖4是根據(jù)本發(fā)明的實(shí)施例的用于處理VF的方法的過程流程圖5是根據(jù)本發(fā)明的實(shí)施例的用于處理VF的替代方法的過程流程圖。
圖1是由用戶12應(yīng)用以使遭受心臟驟停的患者14復(fù)蘇的除顫器10的 圖示說明。除顫器向心臟給予高壓脈沖以便恢復(fù)正在經(jīng)歷諸如并不伴有自 主循環(huán)的VF或VT等的心律失常的患者的正常節(jié)律和收縮功能。存在若干 類除顫器，包括手動(dòng)除顫器、植入式除顫器和自動(dòng)體外除顫器(AED)。 AED 與手動(dòng)除顫器的不同之處在于，AED可以自動(dòng)地分析心電圖(ECG)節(jié)律 以確定除顫是否必要。在幾乎所有AED設(shè)計(jì)中，在AED建議電擊時(shí)提示 用戶按壓電擊按鈕以向患者給予除顫電擊。除顫器IO可以以能夠由外行的 第一響應(yīng)者使用的AED的形式。除顫器10還可以以用于由護(hù)理人員或其 他受過很高培訓(xùn)的醫(yī)務(wù)人員使用的手動(dòng)除顫器的形式。
用戶12將一對(duì)電極16橫跨患者14的胸部而應(yīng)用，以便從患者的心臟 釆集ECG信號(hào)?？梢詫?duì)除顫器10進(jìn)行編程以針對(duì)諸如VF或VT等的心律 失常征象分析ECG信號(hào)。
圖2圖示說明了根據(jù)本發(fā)明的原理構(gòu)造的除顫器10的實(shí)施例。為了隨 后進(jìn)行的討論的目的，將除顫器10配置為AED，并且針對(duì)小的物理尺寸、 輕的重量以及能夠由不具有很高培訓(xùn)水平的人員或其他只是偶爾使用除顫 器10的人員操作的相對(duì)簡(jiǎn)單的用戶界面而設(shè)計(jì)。相反，通常由急救醫(yī)療服 務(wù)(EMS)響應(yīng)者攜帶的這類護(hù)理人員除顫器或臨床除顫器趨向于更大、 更重并且具有能夠支持大量手動(dòng)監(jiān)測(cè)和分析功能的更復(fù)雜的用戶界面。盡管關(guān)于AED中的應(yīng)用來描述本發(fā)明的本實(shí)施例，但其他實(shí)施例包括例如手
動(dòng)除顫器和護(hù)理人員或臨床除顫器的不同種類的除顫器中的應(yīng)用。
ECG前端電路18連接至橫跨患者14的胸部而連接的這對(duì)電極16。ECG 前端電路18可用于對(duì)患者的心臟所生成的電ECG信號(hào)進(jìn)行放大、緩沖、 過濾并將其數(shù)字化以產(chǎn)生數(shù)字化ECG樣本流。將數(shù)字化ECG樣本提供給 控制器20，其執(zhí)行分析以檢測(cè)VF、可電擊VT或其他可電擊節(jié)律，并且根 據(jù)本發(fā)明，執(zhí)行分析以確定很可能成功的處理方案。如果檢測(cè)到可電擊節(jié) 律并且確定了指示出立即除顫電擊的處理方案，控制器20就向HV (高壓) 給予電路22發(fā)送信號(hào)，以進(jìn)行充電以便為給予除顫電擊作準(zhǔn)備，并且啟動(dòng) 用戶界面24上的電擊按鈕以開始閃爍。當(dāng)用戶按壓用戶界面24上的電擊 按鈕時(shí)，通過電極116向患者14給予來自HV給予電路22的除顫電擊。
可以耦合控制器20以進(jìn)一步接收來自麥克風(fēng)26的 俞入以產(chǎn)生語音條。 優(yōu)選地將來自麥克風(fēng)26的模擬音頻信號(hào)數(shù)字化以產(chǎn)生數(shù)字化音頻樣本流， 其可以與ECG和AED事件標(biāo)記一起作為事fj^概要28的部分而存儲(chǔ)在存儲(chǔ) 器30中。用戶界面24可以由顯示器、音頻揚(yáng)聲器和諸如開關(guān)按鈕等的控 制按鈕以及電擊按鈕組成，以便提供用戶控制以及視覺提示和可聽提示。 用戶界面24可以用于顯示和提供指導(dǎo)，以便指導(dǎo)救護(hù)者如何適當(dāng)?shù)靥峁┨?理。時(shí)鐘32向控制器20提供用于事件概要28中所包含的時(shí)間戳信息的實(shí) 時(shí)時(shí)鐘數(shù)據(jù)。實(shí)現(xiàn)為板載RAM、可移動(dòng)存儲(chǔ)卡或不同存儲(chǔ)技術(shù)的組合的存 儲(chǔ)器30可用于數(shù)字地存儲(chǔ)事件概要28，這是因?yàn)樵诨颊?4的處理期間對(duì) 事件概要28進(jìn)行了編譯。如先前所描述的，事件概要28可以包括數(shù)字化 ECG、音頻樣本流以及其他事件數(shù)據(jù)。
眾所周知，VF從其發(fā)作起就隨時(shí)間改變。具體地，自VF發(fā)作起隨著 時(shí)間推移，心肌波動(dòng)變得較不強(qiáng)健。生理實(shí)驗(yàn)還支持這樣的前提主要由 于血液中的殘余氧氣，在VF早期通氣可能并非必要。因此，在VF的早期， 救護(hù)者集中于執(zhí)行不具有通氣的胸部按壓以便在殘余氧氣耗盡之前使殘余 氧氣在血液中循環(huán)是更好的。結(jié)果，可以使救護(hù)者減輕此時(shí)提供通氣的負(fù) 擔(dān)(以及不情愿)并且全神貫注于執(zhí)行胸部按壓。
根據(jù)本發(fā)明的實(shí)施例，對(duì)VF的特性進(jìn)行測(cè)量以評(píng)估VF已發(fā)生了多久， 以便確定在施予CPR期間是否應(yīng)當(dāng)與胸部按壓一起執(zhí)行通氣并且相應(yīng)地指導(dǎo)救護(hù)者。
在標(biāo)題為"Defibrillator with Automatic Shock First/CPR First Algorithm " 的國(guó)際公開號(hào)WO 2006/136974[在下文中稱為…74公開]中描述了一種基于 ECG來表征VF的示例性方法，以引用的方式將其并入本文。如'974公開 中所描述的，根據(jù)諸如除顫器IO (圖2)等的除顫器所收集的ECG數(shù)據(jù)可 以計(jì)算自主循環(huán)恢復(fù)(ROSC)分?jǐn)?shù)。然后，可以將ROSC分?jǐn)?shù)與一個(gè)或多 個(gè)閾值比較以在處理患者方面建議救護(hù)者。在'974公開中所描述的一個(gè)示 例使用ROSC分?jǐn)?shù)以確定是建議救護(hù)者優(yōu)先施予電擊還是執(zhí)行CPR。
如'974公開中所討論的，可以以若干方式計(jì)算ROSC分?jǐn)?shù)。例如，可 以將ROSC分?jǐn)?shù)計(jì)算為幾秒時(shí)段內(nèi)的ECG的有限帶寬一階導(dǎo)數(shù)(或一階差 分，其為離散時(shí)間模擬)的均值大小。另一示例是根據(jù)ECG的一階導(dǎo)數(shù)的 中值大小計(jì)算ROSC分?jǐn)?shù)。'974公開提供了對(duì)ROSC分?jǐn)?shù)的計(jì)算的更詳細(xì) 的描述。
在本發(fā)明的實(shí)施例中，ROSC分?jǐn)?shù)用于確定在施予CPR期間是否應(yīng)當(dāng) 與胸部按壓一起執(zhí)行通氣并且相應(yīng)地指導(dǎo)救護(hù)者。<974公開中的用于確定 是優(yōu)先施予電擊還是優(yōu)先執(zhí)行CPR的ROSC數(shù)值的閾值還可用于本發(fā)明 中，以便評(píng)價(jià)在施予CPR時(shí)何時(shí)包括通氣。在替代實(shí)施例中，還可以使用 不同的閾值。在其他實(shí)施例中，諸如幅值、頻率含量、特定頻帶中的頻率 含量或這些特性的任意組合等的ECG的特性可用于表征患者的VF，并且 因此為確定在施予CPR期間是否應(yīng)當(dāng)與胸部按壓一起執(zhí)行通氣提供基礎(chǔ)并 且相應(yīng)地指導(dǎo)救護(hù)者。
圖3圖示說明了根據(jù)本發(fā)明的實(shí)施例操作的ECG前端電路18和控制 器20。如先前所提到的，電極116提供來自患者的ECG信號(hào)，A/D轉(zhuǎn)換器 21對(duì)ECG信號(hào)進(jìn)行采樣(將其數(shù)字化)。將數(shù)字化ECG信號(hào)耦合至控制器 20中的處理器，其分析ECG波形以確定是否建議應(yīng)用電擊。將ECG樣本 耦合至下采樣器23，其將ECG樣本流子采樣至較低的數(shù)據(jù)率。例如，可以 將200樣本/秒的數(shù)據(jù)流下采樣至100樣本/秒。將經(jīng)下采樣的ECG數(shù)據(jù)耦 合至ROSC計(jì)算器25，其根據(jù)ECG數(shù)據(jù)確定ROSC分?jǐn)?shù)。閾值比較器27 將ROSC分?jǐn)?shù)與閾值比較，以確定最可能帶來成功復(fù)蘇的處理模式。如先 前所討論的，將ROSC分?jǐn)?shù)與閾值比較以確定在施予CPR期間應(yīng)當(dāng)指導(dǎo)救護(hù)者執(zhí)行具有通氣還是不具有通氣的胸部按壓。
圖4圖示說明了根據(jù)本發(fā)明的實(shí)施例的用于處理VF的過程34?？梢?對(duì)控制器20 (圖2)進(jìn)行編程以執(zhí)行過程34。過程34包括在方框36處測(cè) 量患者心臟的電活動(dòng)并且生成表示患者ECG的ECG數(shù)據(jù)。在步驟38根據(jù) ECG數(shù)據(jù)確定一個(gè)或多個(gè)VF特性。如先前所討論的，該特性可以包括諸 如幅值、頻率含量、特定頻帶中的頻率含量或這些特性的任意組合等的ECG 的特性。在一些實(shí)施例中，如在'974公開中所描述的，VF特性是ROSC 分?jǐn)?shù)。
在步驟40將VF特性與通氣閾值比較。如果VF特性不低于閾值，表 明VF最近才開始并且可以計(jì)算血液中存在的殘余氧氣，在步驟42，如果 必要，除顫器10指導(dǎo)救護(hù)者在施予CPR期間執(zhí)行不具有通氣的胸部按壓。 這種指導(dǎo)允許救護(hù)者集中于提供胸部按壓，這具有的益處在于解決了救護(hù) 者由于使患者通氣而產(chǎn)生的執(zhí)行CPR的不情愿并且限制了胸部按壓期間的 中斷。相反，如果VF特性低于閾值，表明VF已進(jìn)行并且殘余氧氣己耗盡， 在步驟46，如果必要，除顫器IO指導(dǎo)救護(hù)者在施予CPR期間執(zhí)行具有通 氣的胸部按壓。
圖5圖示說明了將CPR優(yōu)先或電擊優(yōu)先的治療確定(諸如'974公開 中所描述的)與CPR結(jié)合的本發(fā)明的協(xié)議的示例，包括基于CPR是否應(yīng)當(dāng) 包括通氣的VF特性的確定。參考圖5，該協(xié)議從患者是有意識(shí)的還是無意 識(shí)的的初步評(píng)估50開始。如果評(píng)估52為患者是有意識(shí)的，則在54救護(hù)者 注意患者狀況，因?yàn)橛幸庾R(shí)的患者還沒有經(jīng)歷VF。如果患者是無意識(shí)的， 則在56從患者采集ECG數(shù)據(jù)以測(cè)量患者心臟的電活動(dòng)。在58對(duì)ECG數(shù) 據(jù)進(jìn)行處理，并且如果確定出可電擊節(jié)律，則在60將被稱為fl的VF特性 與電擊閾值比較。VF特性可以包括諸如幅值、頻率含量、特定頻帶中的頻 率含量或這些特性的任意組合等的ECG的特性。在一些實(shí)施例中，如在'974 公開中所描述的，VF特性是ROSC分?jǐn)?shù)。如果VF特性高于可應(yīng)用的電擊 閾值，則如先前所描述的，在62建議電擊，并且提示救護(hù)者按壓電擊按鈕。
然而，如果在58沒有識(shí)別出可電擊節(jié)律或在62不建議電擊，則在70 將被稱為f2的同一 VF特性或另一 VF特性與通氣閾值比較。如果這一 VF 特性高于可應(yīng)用的通氣閾值，指示出某些殘余氧氣仍然存在于血流中，則產(chǎn)生提示以便建議執(zhí)行CPR但不包括通氣，例如僅執(zhí)行胸部按壓。然而，
如果VF特性與通氣閾值的比較顯示該特性低于通氣閾值，則建議進(jìn)行具有 通氣的CPR，以通過諸如口對(duì)口復(fù)蘇等的通氣將氧氣引入血流中，并且利 用胸部按壓使含氧血通過身體。如在美國(guó)專利6,306,107 (Myklebust等人) 中所描述的，優(yōu)選地，在附接于除顫器的按壓盤的幫助下執(zhí)行CPR，由此 如果需要?jiǎng)t除顫器提示可以輔助給予CPR。 Myklebust等人的系統(tǒng)響應(yīng)于每 次胸部按壓而接收信號(hào)，并且因此能夠監(jiān)測(cè)CPR胸部按壓何時(shí)開始和結(jié)束。 在CPR結(jié)束時(shí)，圖5的協(xié)議再次重復(fù)患者評(píng)估50。
在圖4的過程34和圖5的協(xié)議期間，如果在任何時(shí)間發(fā)生自主循環(huán)恢 復(fù)，則過程停止并且繼續(xù)進(jìn)行處理的下一階段。
從上述內(nèi)容將意識(shí)到，盡管為了圖示說明的目的在本文中描述了本發(fā) 明的特定實(shí)施例，但在不偏離本發(fā)明的精神和范圍的情況下可以進(jìn)行各種 修改。因此，本發(fā)明不受除所附權(quán)利要求書外的限制。
權(quán)利要求
1、一種用于處理心臟紊亂的方法，包括測(cè)量患者心臟的電活動(dòng)；處理所測(cè)量的電活動(dòng)以確定描述心室顫動(dòng)的數(shù)值；將所述數(shù)值與閾值比較；根據(jù)所述數(shù)值與所述閾值的比較產(chǎn)生輸出，所述輸出指導(dǎo)救護(hù)者執(zhí)行具有通氣或不具有通氣的心肺復(fù)蘇。
2、 如權(quán)利要求1所述的方法，其中，測(cè)量電活動(dòng)包括采集心電圖數(shù)據(jù)。
3、 如權(quán)利要求2所述的方法，其中，所述數(shù)值對(duì)應(yīng)于所述心電圖數(shù)據(jù) 的幅值。
4、 如權(quán)利要求2所述的方法，其中，所述數(shù)值對(duì)應(yīng)于所述心電圖數(shù)據(jù) 的頻率含量。
5、 如權(quán)利要求4所述的方法，其中，所述數(shù)值是所述心電圖數(shù)據(jù)的所 述頻率含量和幅值這兩者的函數(shù)。
6、 如權(quán)利要求2所述的方法，其中，測(cè)量電活動(dòng)是使用除顫器執(zhí)行的。
7、 如權(quán)利要求6所述的方法，其中，所述閾值是第一閾值并且所述輸 出是第一輸出，所述方法還包括將所述數(shù)值與第二閾值比較；以及根據(jù)所述數(shù)值和所述第二閾值的比較產(chǎn)生第二輸出，所述第二輸出指 導(dǎo)操作者施予電擊然后執(zhí)行心肺復(fù)蘇(CPR)或者執(zhí)行CPR然后施予電擊。
8、 如權(quán)利要求6所述的方法，其中，所述第二輸出是在所述第一輸出 之前產(chǎn)生的。
9、 如權(quán)利要求1所述的方法，其中，測(cè)量電活動(dòng)包括采集心電圖數(shù)據(jù)，并且其中，處理所測(cè)量的電活動(dòng)以確定描述心室顫動(dòng)的數(shù)值包括處理所述 心電圖數(shù)據(jù)以確定與所述心電圖數(shù)據(jù)的一階導(dǎo)數(shù)有關(guān)的數(shù)值。
10、 一種除顫器，包括一對(duì)電極，將其配置為檢測(cè)來自患者的電信號(hào)；用戶界面，將其配置為根據(jù)界面控制信號(hào)向救護(hù)者提供指導(dǎo)；控制器，其電耦合至所述電極和用戶界面，所述控制器可用于處理來自所述對(duì)電極的電信號(hào)并且確定描述心室顫動(dòng)的數(shù)值，所述控制器還可用 于比較所述數(shù)值，并且根據(jù)所述數(shù)值與所述閾值的比較生成界面控制信號(hào)， 以控制所述用戶界面將指導(dǎo)傳達(dá)給救護(hù)者以執(zhí)行具有通氣或不具有通氣的 心肺復(fù)蘇。
11、 如權(quán)利要求10所述的除顫器，其中，所述控制器可用于采集心電 圖數(shù)據(jù)。
12、 如權(quán)利要求ll所述的除顫器，其中，所述控制器可用于根據(jù)所述 心電圖數(shù)據(jù)的幅值確定所述數(shù)值。
13、 如權(quán)利要求ll所述的除顫器，其中，所述數(shù)值對(duì)應(yīng)于所述心電圖 數(shù)據(jù)的頻率含量。
14、 如權(quán)利要求13所述的除顫器，其中，所述數(shù)值是所述心電圖數(shù)據(jù) 的所述頻率含量和幅值這兩者的函數(shù)。
15、 如權(quán)利要求10所述的除顫器，其中，所述閾值是第一閾值，并且 其中，所述控制器還可用于將所述數(shù)值與第二閾值比較，并且根據(jù)所述數(shù) 值與所述第二閾值的比較生成界面控制信號(hào)，以控制所述用戶界面將指導(dǎo) 傳達(dá)給所述救護(hù)者，從而指示出用于施予電擊的序列和心肺復(fù)蘇。
16、 如權(quán)利要求15所述的除顫器，其中，所述控制器可用于首先將所述第二閾值與所述數(shù)值比較并且然后將所述第一閾值與所述數(shù)值比較。
17、 如權(quán)利要求10所述的除顫器，其中，所述用戶界面是揚(yáng)聲器，并 且其中，傳達(dá)給所述救護(hù)者的所述指導(dǎo)對(duì)應(yīng)于多個(gè)可聽消息。
18、 如權(quán)利要求10所述的除顫器，其中，所述用戶界面是顯示器，并 且其中，傳達(dá)給所述救護(hù)者的所述指導(dǎo)對(duì)應(yīng)于在所述顯示器上顯示的多個(gè) 消息。
全文摘要
用于處理心臟紊亂的除顫系統(tǒng)和方法包括測(cè)量患者心臟的電活動(dòng)以及處理所測(cè)量的電活動(dòng)以確定描述心室顫動(dòng)的數(shù)值。將該數(shù)值與閾值比較，并且根據(jù)該數(shù)值與閾值的比較，生成傳達(dá)給救護(hù)者的輸出以執(zhí)行具有通氣或不具有通氣的心肺復(fù)蘇。
文檔編號(hào)A61N1/39GK101652158SQ200880011311
公開日2010年2月17日 申請(qǐng)日期2008年4月4日 優(yōu)先權(quán)日2007年4月11日
發(fā)明者J·K·拉塞爾 申請(qǐng)人:皇家飛利浦電子股份有限公司