專利名稱：去纖維性顫動(dòng)方法和設(shè)備的制作方法
本申請是1997年4月18日提交的現(xiàn)有美國專利申請系列號08/844,572的部分繼續(xù)申請，在此根據(jù)35U.S.C§120要求該申請的遞交日的優(yōu)先權(quán)。
本發(fā)明一般涉及用于向患者傳送去纖維性顫動(dòng)能量的方法和設(shè)備，更具體地說，涉及用于向具有不同的經(jīng)胸阻抗的患者傳送去纖維性顫動(dòng)能量的方法和設(shè)備。
心室纖維性顫動(dòng)是關(guān)于人體心臟發(fā)生的最常見的威脅生命的醫(yī)學(xué)情況之一。在心室纖維性顫動(dòng)下，人體心臟的電活動(dòng)變得不同步，這樣引起其收縮能力的失去。結(jié)果，纖維性顫動(dòng)心臟立刻失去其將血液注入循環(huán)系統(tǒng)的能力。心室纖維性顫動(dòng)的常見治療是對心臟施加足夠強(qiáng)的電脈沖，以停止非同步電活動(dòng)，并且對心臟的原起博器提供機(jī)會，重新起動(dòng)同步節(jié)律。外部去纖維性顫動(dòng)是通過患者的胸對纖維性顫動(dòng)心臟施加電脈沖的方法。
現(xiàn)有外部心臟去纖維性顫動(dòng)器首先在一個(gè)能量存儲件，典型地為一個(gè)電容器中積聚高能電荷。當(dāng)起動(dòng)開關(guān)機(jī)構(gòu)時(shí)，存儲的能量通過布置在患者的胸上的電極施加到患者。電容器的結(jié)果放電引起大電流脈沖傳過患者。
去纖維性顫動(dòng)器中的電路可以用來改變脈沖的持續(xù)時(shí)間和流動(dòng)方向，從而影響脈沖的形狀。常見的去纖維性顫動(dòng)脈沖形狀包括阻尼正弦和截?cái)嘀笖?shù)波形。這兩種類型的波形可以具有單相或多相。雙相截?cái)嘀笖?shù)波形具有兩相。在脈沖的第一相中，電流沿一個(gè)方向流動(dòng)。在第二相中，電流沿相對方向流動(dòng)。
與去纖維性顫動(dòng)器所使用的波形無關(guān)，施加到患者的去纖維性顫動(dòng)脈沖包含一定大小的能量。去纖維性顫動(dòng)器工業(yè)使用去纖維性顫動(dòng)器的控制板上的能量設(shè)定值來指示去纖維性顫動(dòng)脈沖應(yīng)該傳給患者的選擇能量大小。
在現(xiàn)有去纖維性顫動(dòng)實(shí)踐中，當(dāng)需要對患者施加連續(xù)去纖維性顫動(dòng)脈沖時(shí)，操作員一般增加由各連續(xù)脈沖所傳送的選擇能量大小。使用較高能量去纖維性顫動(dòng)脈沖，直到發(fā)生去纖維性顫動(dòng)為止，或使用最高可用能量。美國心臟協(xié)會建議，對第一去纖維性顫動(dòng)脈沖設(shè)定200焦耳的能量級，對第二去纖維性顫動(dòng)脈沖設(shè)定200焦耳或300焦耳的能量級，以及對第三去纖維性顫動(dòng)設(shè)定360焦耳的能量級。
當(dāng)對患者施加去纖維性顫動(dòng)脈沖時(shí)，脈沖遇到電流流過患者的電阻?；颊叩男貙﹄娏髁鲃?dòng)的電阻稱為經(jīng)胸阻抗(TTI)。流過患者的電流的大小與用來對患者傳送去纖維性顫動(dòng)脈沖的電極兩端之間的電壓差的大小成正比，而與患者的TTI成反比。
外部去纖維性顫動(dòng)器很可能遇到具有寬廣TTI值范圍的患者。因此，外部去纖維性顫動(dòng)器生產(chǎn)者所面臨的一個(gè)挑戰(zhàn)是設(shè)計(jì)出在寬廣患者TTI值范圍內(nèi)良好工作的去纖維性顫動(dòng)器。雖然常規(guī)去纖維性顫動(dòng)器通常對50歐姆負(fù)載規(guī)定和試驗(yàn)，但是患者TTI能在25歐姆到180歐姆范圍內(nèi)作大變化。醫(yī)院設(shè)定值的平均TTI約為80歐姆。
產(chǎn)生阻尼正弦和截?cái)嘀笖?shù)脈沖的去纖維性顫動(dòng)器電路對經(jīng)胸阻抗的變化響應(yīng)不同。阻尼正弦去纖維性顫動(dòng)器阻抗響應(yīng)為被動(dòng)；即響應(yīng)完全由電路中的電容、電感和電阻的大小來確定。隨著阻抗增加，去纖維性顫動(dòng)脈沖持續(xù)時(shí)間增加，并且峰值電流減小。
若干因素影響由截?cái)嘀笖?shù)去纖維性顫動(dòng)器響應(yīng)不同TTI值所產(chǎn)生的波形的形狀。電路的電容和電阻兩者被動(dòng)地確定電流在其初始峰值之后降低得怎樣快。截?cái)喾烹姷拈_關(guān)的主動(dòng)控制確定脈沖的各相的持續(xù)時(shí)間。按照設(shè)計(jì)，脈沖持續(xù)時(shí)間典型地隨TTI值增加而增加。這樣做是為了在截?cái)嗝}沖之前允許附加時(shí)間傳送能量。
現(xiàn)有技術(shù)去纖維性顫動(dòng)器是在單個(gè)指定的負(fù)載阻抗，典型地為50歐姆下校準(zhǔn)能量傳送的。然而，如上注意到，許多患者的TTI超過50歐姆。結(jié)果，實(shí)際傳給患者的能量大小與操作員所選擇的能量級不同。對于阻尼正弦波形，具有大于50歐姆TTI的患者接受比操作員選擇的能量級要高的能量。對于具有固定持續(xù)時(shí)間的截?cái)嘀笖?shù)波形，具有大于50歐姆TTI的患者接受比選擇能量級要小的能量。傳給患者的峰值電流也隨TTI增加而降低。使用截?cái)嘀笖?shù)波形的現(xiàn)有技術(shù)去纖維性顫動(dòng)器典型地調(diào)節(jié)波形的持續(xù)時(shí)間(即隨阻抗增加而增加持續(xù)時(shí)間)，以補(bǔ)償傳送能量的減小。然而，部分因?yàn)樵谳^高阻抗患者中所產(chǎn)生的峰值電流減小，所以在較高阻抗患者中，長持續(xù)時(shí)間截?cái)嘀笖?shù)波形可能不大有效。例如，參見文章“Transthoracic Defibrillation of Swinewith Monphasic and Biphasic Waveforms，”Circulation 1997，Vol.92，p.1634，其中作者Gliner等人認(rèn)為，對于雙相截?cái)嘀笖?shù)波形，脈沖持續(xù)時(shí)間超過20毫秒幾乎無效。
認(rèn)識到患者TTI值影響實(shí)際傳給患者的電流大小，現(xiàn)有技術(shù)提出了各種設(shè)計(jì)用于補(bǔ)償患者阻抗值變化的技術(shù)。例如，屬于Lerman的美國專利No.4,574,810公開一種去纖維性顫動(dòng)器，它設(shè)計(jì)成根據(jù)測量的患者經(jīng)胸電阻，用每歐姆安培系數(shù)來提供峰值電流。同樣屬于Lerman的美國專利No.4,771,781和No.5,088,489公開基于電流的去纖維性顫動(dòng)方法。這些現(xiàn)有技術(shù)去纖維性顫動(dòng)方法包括首先確定患者的經(jīng)胸電阻，然后使電容器放電，意圖是傳送由操作員為實(shí)現(xiàn)去纖維性顫動(dòng)而預(yù)選的適當(dāng)峰值電流。與這種現(xiàn)有技術(shù)有關(guān)的文章見于Lerman等人的文章“Current-Based Versus Energy-Based VentricularDefibrillationA Prospective Study，”Journal of the American Collegeof Cardiology，Novermber 1988，Vol.12，No.5，page 1259。屬于Charbonnier等人的美國專利No.4,840,177公開一種方法和設(shè)備，其中患者的測量阻抗按照希望電流規(guī)范化和放大，以對儲能裝置產(chǎn)生目標(biāo)充電電平，以在放電時(shí)在患者中感應(yīng)希望電流。這些現(xiàn)有技術(shù)強(qiáng)調(diào)的是傳送希望電流，而不是使去纖維性顫動(dòng)脈沖形狀適合最優(yōu)地傳動(dòng)希望大小的能量。
Kerber等人在“Automated impedance-based energy adjustmentfor delibrillationexperimental studies，”Circulation，January 1985，Vol.71，No.1，page 136，以及“Energy，current，and success indefibrillation and cardioversionclinical studies using an automatedimpedance-based method of energy adjustment，”Circulation，May1988，Vol.77，No.5，page 1038中，公開了另一種響應(yīng)測量患者TTI實(shí)行調(diào)節(jié)的現(xiàn)有技術(shù)。在這些文章中，作者提出對具有高和低經(jīng)胸阻抗的不同患者提供適當(dāng)大小的去纖維性顫動(dòng)的能量的問題。作者建議第一去纖維性顫動(dòng)脈沖基于低能量值，例如100焦耳。作者認(rèn)為對低阻抗患者傳送這樣的脈沖可能足夠去纖維性顫動(dòng)。對于較高阻抗患者，作者建議在去纖維性顫動(dòng)之前瞬時(shí)測量患者阻抗，以確定患者阻抗是否超過一個(gè)臨界值，例如70歐姆。如果檢測到患者阻抗超過70歐姆，作者建議自動(dòng)地增加選擇能量的大小。例如，如果操作員選擇了100焦耳脈沖，那么如果患者的TTI超過70歐姆，就傳送200焦耳的去纖維性顫動(dòng)脈沖。類似地，如果選擇了150焦耳或200焦耳，去纖維性顫動(dòng)器就分別傳送300焦耳或400焦耳。作者的建議是基于認(rèn)為低能量去纖維性顫動(dòng)脈沖不足以使高阻抗患者去纖維性顫動(dòng)，并且認(rèn)為對這樣患者施加較高能量第一脈沖將避免需要施加多個(gè)去纖維性顫動(dòng)脈沖。
在屬于Charbonnier等人的美國專利No.5,111,813中，也公開了對具有不同TTI級的患者傳送不同的能量級。用測量的每歐姆焦耳參數(shù)Ed/Zp乘以患者的TTI，得到取決于阻抗的傳送能量。因此，具有較低TTI的患者將接受較低大小的能量，而較高TTI患者接受較高能量。這項(xiàng)技術(shù)在可能的患者阻抗范圍內(nèi)與傳給患者的選擇大小的能量無關(guān)。
另一項(xiàng)處理患者TTI不同的現(xiàn)有技術(shù)包括在傳送第一去纖維性顫動(dòng)沖擊期間檢測患者的實(shí)際經(jīng)胸阻抗。在屬于Charbonnier等人的美國專利No.4,328,808中，如果檢測的TTI超過一個(gè)預(yù)定值，起動(dòng)報(bào)警。報(bào)警提示操作員在施加另一個(gè)去纖維性顫動(dòng)脈沖之前，需要增加能量的選擇大小。
其他補(bǔ)償患者TTI不同的現(xiàn)有技術(shù)包括改變?nèi)ダw維性顫動(dòng)脈沖的持續(xù)時(shí)間。例如，屬于Fain等人的美國專利No.5,230,336公開一種方法，根據(jù)在傳送第一去纖維性顫動(dòng)脈沖期間所測量的系統(tǒng)阻抗，為第二去纖維性顫動(dòng)脈沖選擇建議的脈沖寬度。兩個(gè)都屬于Glinder等人的美國專利No.5,601,612和5,593,427敘述了對去纖維性顫動(dòng)脈沖的持續(xù)時(shí)間進(jìn)行飛著調(diào)節(jié)，以補(bǔ)償患者與患者阻抗差。屬于Ideker等人的美國專利No.5,540,723公開用于處理校準(zhǔn)心律不齊的方法和設(shè)備，其中按照檢測的脈沖信號時(shí)間常數(shù)來調(diào)節(jié)去纖維性顫動(dòng)脈沖的持續(xù)時(shí)間，患者阻抗是其中的一個(gè)因素。屬于Cameron等人的美國專利No.5,607,454教導(dǎo)了根據(jù)在對患者傳送波形期間所檢測的監(jiān)視參數(shù)，飛著調(diào)節(jié)多相波形的各相的相關(guān)持續(xù)時(shí)間。屬于Kroll等人的美國專利No.5,534,015公開一種植入式去纖維性顫動(dòng)器，它使用在電極之間測量的電阻值，以動(dòng)態(tài)控制多相波形的第一相的第一部分的持續(xù)時(shí)間。不過，在開始傳送脈沖之后通過增加去纖維性顫動(dòng)脈沖的持續(xù)時(shí)間來補(bǔ)償患者TTI增加不是令人滿意的，因?yàn)樵陔娙萜魃想姾刹怀渥闱闆r下，特別當(dāng)使用單相或雙相截?cái)嘀笖?shù)波形時(shí)，由這樣去纖維性顫動(dòng)脈沖所傳送的電流不足以使心臟去纖維性顫動(dòng)。
雖然現(xiàn)有技術(shù)已經(jīng)認(rèn)識到，去纖維性顫動(dòng)器脈沖電流、能量和形狀與患者TTI有關(guān)，但是尤其對于截?cái)嘀笖?shù)去纖維性顫動(dòng)脈沖，現(xiàn)有技術(shù)還沒有建議在傳送之前，為了保證傳送選擇大小的能量，應(yīng)該按照測量的患者TTI來調(diào)節(jié)脈沖的形狀，包括峰幅和脈沖持續(xù)時(shí)間。本發(fā)明涉及提供一種去纖維性顫動(dòng)方法和設(shè)備，其中在傳送之前根據(jù)測量的患者TTI，確定去纖維性顫動(dòng)脈沖的幅度和持續(xù)時(shí)間，以便由去纖維性顫動(dòng)脈沖傳給患者的能量接近或超過選擇級，而與患者的TTI無關(guān)。
按照本發(fā)明，提供一種去纖維性顫動(dòng)方法和設(shè)備，其中在傳送去纖維性顫動(dòng)脈沖之前測量患者的經(jīng)胸阻抗(TTI)?；颊叩腡TI用來控制去纖維性顫動(dòng)脈沖的形狀(幅度和持續(xù)時(shí)間)，并且因此控制由去纖維性顫動(dòng)脈沖傳給患者的能量大小。更具體地說，在為傳送去纖維性顫動(dòng)脈沖而對去纖維性顫動(dòng)器的能量存儲件充電之前，測量患者的TTI。在傳送去纖維性顫動(dòng)脈沖期間也測量患者的TTI。本發(fā)明的去纖維性顫動(dòng)方法和設(shè)備用患者的TTI來控制去纖維性顫動(dòng)脈沖的幅度和持續(xù)時(shí)間，以便使去纖維性顫動(dòng)脈沖傳送給患者的能量大小接近或超過希望值。具體地說，確定最優(yōu)脈沖持續(xù)時(shí)間，并且為去纖維性顫動(dòng)器的能量存儲件的充電設(shè)定目標(biāo)充電電平，以便具有確定持續(xù)時(shí)間的去纖維性顫動(dòng)脈沖傳送希望大小的能量。希望能量值能由操作員選擇，或能由去纖維性顫動(dòng)器根據(jù)患者的TTI值自動(dòng)地確定。
因?yàn)槿ダw維性顫動(dòng)脈沖的幅度直接與去纖維性顫動(dòng)器的能量存儲件的充電電平有關(guān)，所以按照本發(fā)明的另外方面，去纖維性顫動(dòng)器通過調(diào)節(jié)存儲在能量存儲件的電荷來控制去纖維性顫動(dòng)脈沖的形狀。優(yōu)選地，能量存儲件是電容器組，并且去纖維性顫動(dòng)器使該電容器組充電到一個(gè)電壓電平，該電壓電平用患者的TTI值作為索引，由包含電壓電平信息的查表來確定。查表存儲在存儲器中，并且把患者TTI值與電壓電平關(guān)聯(lián)。查表值用來控制去纖維性顫動(dòng)器的能量存儲件的充電，以便由能量存儲件放電產(chǎn)生的去纖維性顫動(dòng)脈沖把接近或超過能量選擇大小的能量傳給患者。
按照本發(fā)明的其他方面，去纖維性顫動(dòng)器還在對患者傳送脈沖之前，通過控制脈沖的一相或多相的持續(xù)時(shí)間來形成去纖維性顫動(dòng)脈沖的形狀。優(yōu)選地，去纖維性顫動(dòng)脈沖具有雙相截?cái)嘀笖?shù)(BTE)形狀。BTE脈沖的第一相的持續(xù)時(shí)間用患者的測量TTI作為索引，由存儲器所存儲的相持續(xù)時(shí)間的查表來確定。雖然BTE脈沖的第二相的持續(xù)時(shí)間可以類似地由查表確定，但是優(yōu)選地第二相的持續(xù)時(shí)間設(shè)定為第一相的持續(xù)時(shí)間的三分之二。
按照本發(fā)明的其他方面，去纖維性顫動(dòng)器使用患者的TTI的不同測量，檢測去纖維性顫動(dòng)器與患者的連接是否在會防止向患者傳送希望能量的開路或短路狀態(tài)。只要測量的阻抗落在正?；颊逿TI值(例如20-300歐姆)的范圍之外，就存在開路或短路狀態(tài)。當(dāng)檢測到開路或短路連接時(shí)，去纖維性顫動(dòng)器或把存儲的能量釋放到一個(gè)內(nèi)部能量轉(zhuǎn)儲件中，或防止能量存儲件產(chǎn)生去纖維性顫動(dòng)脈沖。
連同附圖參考下列詳細(xì)敘述，本發(fā)明的上述方面和許多伴隨優(yōu)點(diǎn)將變得更容易理解，同樣變得更好理解。


圖1是畫出用于對患者傳送去纖維性顫動(dòng)脈沖的去纖維性顫動(dòng)脈沖效能的強(qiáng)度-持續(xù)時(shí)間曲線圖；圖2按照本發(fā)明形成并與去纖維性顫動(dòng)的患者連接的去纖維性顫動(dòng)器的方框圖；圖3是畫出由按照本發(fā)明形成的去纖維性顫動(dòng)器傳給七個(gè)患者中的各個(gè)的電流大小的曲線圖，各患者具有不同的經(jīng)胸阻抗，去纖維性顫動(dòng)器把能量選擇設(shè)定在200焦耳；圖4是表示由按照本發(fā)明形成的去纖維性顫動(dòng)器傳給七個(gè)患者中的各個(gè)之間的電壓大小的曲線圖，各患者具有不同的經(jīng)胸阻抗，去纖維性顫動(dòng)器把能量選擇設(shè)定在360焦耳；圖5是畫出在現(xiàn)有技術(shù)去纖維性顫動(dòng)器中和按照本發(fā)明形成的去纖維性顫動(dòng)器中，去纖維性顫動(dòng)器電容器組所充電到的峰值電壓，各把能量選擇設(shè)定在360焦耳；圖6是表示由現(xiàn)有技術(shù)去纖維性顫動(dòng)器和按照本發(fā)明形成的去纖維性顫動(dòng)器所傳送的能量的曲線圖，各把能量選擇設(shè)定在360焦耳；以及圖7是表示由現(xiàn)有技術(shù)去纖維性顫動(dòng)器和按照本發(fā)明形成的去纖維性顫動(dòng)器所傳送的峰值電流的曲線圖，各把能量選擇設(shè)定在360焦耳。
去纖維性顫動(dòng)脈沖使患者的心臟去纖維性顫動(dòng)的能力典型地按照概率來定義。具有特定幅值和持續(xù)時(shí)間的去纖維性顫動(dòng)脈沖可能或多或少地使纖維性顫動(dòng)心臟成功地去纖維性顫動(dòng)。傳給患者的去纖維性顫動(dòng)脈沖的效能可以用如圖1所示的強(qiáng)度-持續(xù)時(shí)間曲線圖來表示。圖1中表示為電流的安培的去纖維性顫動(dòng)脈沖的強(qiáng)度(幅度)標(biāo)繪在y軸上，而以毫秒表示的脈沖的持續(xù)時(shí)間標(biāo)繪在x軸上。對給定的脈沖強(qiáng)度和持續(xù)時(shí)間，有可能脈沖將會成功地終止患者的心臟的纖維性顫動(dòng)。具有如X 5所示太小強(qiáng)度或太小持續(xù)時(shí)間的去纖維性顫動(dòng)脈沖將很可能不能終止纖維性顫動(dòng)。具有如Y6所示太大強(qiáng)度和/或太長持續(xù)時(shí)間的去纖維性顫動(dòng)脈沖將很可能對患者造成生理上傷害，并且/或者引起患者的心臟重新纖維性顫動(dòng)。因此，如Z7所示，有一個(gè)脈沖強(qiáng)度和持續(xù)時(shí)間的范圍，其中去纖維性顫動(dòng)脈沖更有可能成功地使心臟去纖維性顫動(dòng)，同時(shí)避免長期傷害或重新纖維性顫動(dòng)。此外，按照本發(fā)明，選擇一個(gè)最優(yōu)脈沖持續(xù)時(shí)間，以使成功去纖維性顫動(dòng)所需的脈沖強(qiáng)度最小。按照圖1的強(qiáng)度-持續(xù)時(shí)間曲線圖，最優(yōu)持續(xù)時(shí)間位于虛線11之間的范圍。
曲線8所示的最小強(qiáng)度-持續(xù)時(shí)間閾值標(biāo)識較小可能產(chǎn)生成功去纖維性顫動(dòng)與更有可能產(chǎn)生成功去纖維性顫動(dòng)脈沖的去纖維性顫動(dòng)脈沖的交點(diǎn)。曲線9所示的最大強(qiáng)度-持續(xù)時(shí)間閾值標(biāo)識成功去纖維性顫動(dòng)脈沖與更有可能造成傷害或心臟重新纖維性顫動(dòng)的脈沖的交點(diǎn)。本發(fā)明涉及最優(yōu)地形成一個(gè)或多個(gè)去纖維性顫動(dòng)脈沖形狀，以便使傳給患者的脈沖的強(qiáng)度和持續(xù)時(shí)間位于一個(gè)落在患者的閾值曲線8與9之間的范圍內(nèi)。本發(fā)明使用在傳送去纖維性顫動(dòng)脈沖之前所確定的患者的經(jīng)胸阻抗(TTI)的測量，使幅度和持續(xù)時(shí)間與特定患者的TTI適合。
在詳細(xì)地討論本發(fā)明的優(yōu)選實(shí)施例之前，提供本發(fā)明的簡短概述。當(dāng)用戶把按照本發(fā)明構(gòu)造的去纖維性顫動(dòng)器附于患者，并且指令去纖維性顫動(dòng)器提供去纖維性顫動(dòng)脈沖時(shí)，去纖維性顫動(dòng)器在傳送去纖維性顫動(dòng)脈沖之前測量患者的TTI?；颊叩腡TI可以在去纖維性顫動(dòng)之外由專門的阻抗測量電路，在傳送先前去纖維性顫動(dòng)脈沖期間由傳送期間所傳感的電參數(shù)，或兩者的結(jié)合來測量。通過確定去纖維性顫動(dòng)器中所包括的能量存儲件的充電電平(從而確定脈沖的強(qiáng)度或幅度)，以及將對患者釋放存儲能量的時(shí)限(從而確定脈沖的持續(xù)時(shí)間)，用患者的TTI來形成去纖維性顫動(dòng)脈沖的形狀。在本發(fā)明的優(yōu)選實(shí)施例中，從存儲器中所存儲的用患者TTI作為索引的一個(gè)或多個(gè)查表來確定充電電平和相持續(xù)時(shí)間。預(yù)定表中存儲的充電電平和相持續(xù)時(shí)間，以便對各級患者TTI，去纖維性顫動(dòng)器產(chǎn)生幅度和持續(xù)時(shí)間為這樣的去纖維性顫動(dòng)器脈沖，以便去纖維性顫動(dòng)脈沖包含與能量的選擇大小相等的能量。
圖2是一個(gè)方框圖，說明按照本發(fā)明形成的去纖維性顫動(dòng)器10的部件。去纖維性顫動(dòng)器10包括一個(gè)阻抗測量電路11，一個(gè)開關(guān)13，一個(gè)電容器組15，一個(gè)能量轉(zhuǎn)儲件16，一個(gè)能量源17，一個(gè)去纖維性顫動(dòng)器控制電路19，一個(gè)存儲器21，一個(gè)微處理器23，一個(gè)能量選擇器25，以及患者電極27a和27b。
患者電極27a和27b可以是手持電極片或布置在患者皮膚上的粘附電極墊?；颊叩纳眢w提供電極之間的電路。當(dāng)使用手持電極片時(shí)，去纖維性顫動(dòng)器優(yōu)選地提示操作員在本發(fā)明的整個(gè)阻抗測量和去纖維性顫動(dòng)過程中，使電極片牢固地保持和附于患者的胸上。
能量選擇器25對微處理器23提供能量設(shè)定信息，并且指令去纖維性顫動(dòng)器考慮傳給患者的去纖維性顫動(dòng)脈沖能量。雖然能量選擇器25可以是連續(xù)刻度形式，但是在一個(gè)優(yōu)選實(shí)施例中，能量選擇器25允許從一組離散能量級中，例如100焦耳、200焦耳、300焦耳和360焦耳中，選擇一個(gè)能量級。如果希望，例如在具有預(yù)編程能量級的自動(dòng)外部去纖維性顫動(dòng)器中，可以省略能量選擇器25。
患者電極27a和27b通過導(dǎo)線31a和31b與開關(guān)13連接。開關(guān)13根據(jù)從微處理器23接收的控制信號的狀態(tài)，使電極27a和27b與阻抗測量電路11的輸入或與電容器組15的輸出耦合。開關(guān)為常規(guī)設(shè)計(jì)，并且可以形成電操作繼電器。可選擇地，可以使用固態(tài)裝置的布置，例如硅控整流器或絕緣柵雙極晶體管。
按照本發(fā)明的一個(gè)方面，去纖維性顫動(dòng)器10在傳送去纖維性顫動(dòng)脈沖之前，測量患者的TTI(即當(dāng)布置在患者29上時(shí)電極27a與27b之間的阻抗)。去纖維性顫動(dòng)器10用阻抗測量電路11測量患者的TTI。阻抗測量電路11可以使用任何已知的經(jīng)胸阻抗測量技術(shù)，包括高頻低電平電流脈沖技術(shù)、傳感電阻技術(shù)或低密度傳感沖擊技術(shù)。
優(yōu)選地，高頻低電平電流技術(shù)用于傳送去纖維性顫動(dòng)脈沖之外的TTI測量。阻抗測量電路11中包括的脈沖發(fā)生器(未示出)產(chǎn)生低幅度恒定電流的高頻脈沖。脈沖以達(dá)到50kHz，優(yōu)選地約25kHz的頻率產(chǎn)生。脈沖通過患者的身體從一個(gè)患者電極27a流到另一個(gè)患者電極27b。這個(gè)電流在患者身體之間引起電壓產(chǎn)生，它與患者的TTI和施加電流的乘積成正比。阻抗測量電路11測量電壓，并且微處理器23或阻抗測量電路11把該測量除以施加電流，以計(jì)算患者的TTI。如果微處理器23執(zhí)行計(jì)算，則通過適當(dāng)?shù)腁/D轉(zhuǎn)換器(未示出)以數(shù)字形式把傳感的電流和響應(yīng)電壓提供給微處理器。
患者TTI的測量還可以在如果有的情況下，用去纖維性顫動(dòng)器10在先前傳給患者的去纖維性顫動(dòng)脈沖期間所傳感的電參數(shù)來完成。這樣的阻抗測量可以包括對先前去纖維性顫動(dòng)脈沖的傳送期間，在患者中形成的電壓和電流進(jìn)行分析?？蛇x擇地，它可以包括在放電期間的時(shí)限內(nèi)，對電容器電壓的降低進(jìn)行分析。給定去纖維性顫動(dòng)器10內(nèi)部的已知電容和電感，本領(lǐng)域技術(shù)人員能確定影響電容器電壓衰減率的患者阻抗。微處理器器23可以通過去纖維性顫動(dòng)器控制電路19來監(jiān)視電容器組15。
在有些情況下，可能有利地把先前去纖維性顫動(dòng)脈沖期間所得到的TTI測量與阻抗測量電路11所得到的預(yù)去纖維性顫動(dòng)TTI測量相結(jié)合。結(jié)合TTI測量用來確定待傳送去纖維性顫動(dòng)脈沖的幅度和持續(xù)時(shí)間(雖然這對第一去纖維性顫動(dòng)脈沖是不可能的，因?yàn)闆]有先前去纖維性顫動(dòng)脈沖)。在認(rèn)為由阻抗測量電路11在傳送去纖維性顫動(dòng)脈沖之前所得到的患者TTI測量比在傳送先前去纖維性顫動(dòng)脈沖期間所得到的測量更精確情況下，去纖維性顫動(dòng)器10優(yōu)選地使用阻抗測量電路11所測量的更近患者TTI值來控制脈沖的形狀。
去纖維性顫動(dòng)器10用去纖維性顫動(dòng)脈沖對患者傳送去纖維性顫動(dòng)能量，去纖維性顫動(dòng)脈沖的形狀由去纖維性顫動(dòng)器在傳送脈沖之前確定。去纖維性顫動(dòng)脈沖傳給具有特定TTI的患者的能量大小是通過控制去纖維性顫動(dòng)脈沖的形狀來控制的。去纖維性顫動(dòng)脈沖形狀部分由脈沖的幅度和持續(xù)時(shí)間來確定。因?yàn)槿ダw維性顫動(dòng)脈沖的能量大小取決于脈沖的形狀，所以對去纖維性顫動(dòng)脈沖的形狀的更改能改變傳給患者的能量大小。去纖維性顫動(dòng)脈沖的幅度主要取決于傳送去纖維性顫動(dòng)脈沖之前，存儲在電容器組15中的電荷的電壓大小。通過調(diào)節(jié)去纖維性顫動(dòng)器的電容器組15所充電的電壓電平，去纖維性顫動(dòng)器10更改去纖維性顫動(dòng)脈沖的幅度，并且因此改變傳給患者的能量大小。
在本發(fā)明的一個(gè)優(yōu)選實(shí)施例中，存儲器21包含一個(gè)數(shù)值表，表示對于不同級的測量TTI，電容器組15應(yīng)該充電到的電壓電平。該表排列為使電壓電平與測量的患者TTI相關(guān)。因此，去纖維性顫動(dòng)器10用患者的測量TTI作為表的索引，以識別其電容器組為向患者傳送去纖維性顫動(dòng)脈沖所應(yīng)該充電到的適當(dāng)電壓電平。在實(shí)際操作中，微處理器23可以用患者的TTI產(chǎn)生施加到存儲器21的適當(dāng)存儲器地址值。存儲器21通過返回存儲在該存儲器地址的電壓值作出響應(yīng)。雖然如果希望，可以用插值算法對各可能測量的TTI確定精確的電壓電平，但是優(yōu)選地使用TTI值的范圍。例如，如果患者TTI測量位于一個(gè)特定范圍，例如45-50歐姆，就從表中讀出與該范圍相對應(yīng)的特定電壓值。如果患者TTI測量落在另一個(gè)范圍，例如70-75歐姆，就從表中讀出一個(gè)不同的電壓值。當(dāng)使用范圍時(shí)，對量化誤差的校正可能適當(dāng)。
確定存儲在表中的電壓值的方式在后文更詳細(xì)地?cái)⑹?。在這點(diǎn)上充分注意到，對于給定的去纖維性顫動(dòng)脈沖形狀，能確定脈沖將給具有特定TTI的患者傳送的能量大小。存儲在表中的電壓電平通過相反地應(yīng)用這個(gè)關(guān)系來確定。當(dāng)施加到具有已知TTI的患者時(shí)，由特定電容器組電壓電平所產(chǎn)生的脈沖中所包含的能量大小的知識用來確定存儲在存儲器中的電容器組電壓值。這個(gè)關(guān)系還適用于對較高阻抗患者，希望較高能量大小的情況?？梢源_定電器組電壓電平，以便對患者傳送希望大小的能量。
去纖維性顫動(dòng)脈沖形狀的另一方面是脈沖的持續(xù)時(shí)間。對于多相去纖維性顫動(dòng)脈沖，按照本發(fā)明構(gòu)造的去纖維性顫動(dòng)器確定脈沖的各相中的一相或多相的持續(xù)時(shí)間。與控制去纖維性顫動(dòng)脈沖的幅度就控制脈沖傳給患者的能量一樣，控制多相去纖維性顫動(dòng)脈沖的各相中的一相或多相的持續(xù)時(shí)間也控制脈沖傳給患者的能量大小。
如下更全面地?cái)⑹?，患者的TTI與相位持續(xù)時(shí)間有關(guān)，并且因此能用來設(shè)定相位持續(xù)時(shí)間，以便對患者傳送希望大小的能量。優(yōu)選地，存儲器21包含一個(gè)表示相持續(xù)時(shí)間的數(shù)值表。存儲在表中的數(shù)值使相持續(xù)時(shí)間與測量的患者TTI相關(guān)。去纖維性顫動(dòng)器10用患者的測量TTI作為表的索引，以識別用去纖維性顫動(dòng)脈沖對患者傳送希望大小的能量所適當(dāng)?shù)南喑掷m(xù)時(shí)間。雖然如果希望，能用插值算法對各個(gè)可能的測量TTI確定精確的相持續(xù)時(shí)間。但是優(yōu)選地使用TTI值的范圍。例如，如果患者的TTI位于特定范圍，例如25-50歐姆，就從表中讀出與這個(gè)TTI范圍相對應(yīng)的特定相持續(xù)時(shí)間值。如果患者的TTI落在另一個(gè)范圍，例如50-70歐姆，就從表中讀出一個(gè)不同的相持續(xù)時(shí)間值。確定存儲在表中的相持續(xù)時(shí)間值的方式也在下文更詳細(xì)地?cái)⑹觥?br> 應(yīng)該理解，可以用單表存儲用于不同患者TTI的電壓電平值和相持續(xù)時(shí)間值。這樣的表允許使用單查表，以確定與患者的TTI值相對應(yīng)的電容器充電電壓值和相持續(xù)時(shí)間值兩者。
為了對患者傳送去纖維性顫動(dòng)脈沖，微處理器23指示去纖維性顫動(dòng)器控制電路19，以使能量源17把電容器組15充電到由查表所確定的電壓電平，能量源17可以是串聯(lián)DC電池。當(dāng)達(dá)到確定的電壓電平時(shí)，微處理器23或指令開關(guān)13把去纖維性顫動(dòng)器電容器組與患者電連接，從而對患者傳送去纖維性顫動(dòng)脈沖，或點(diǎn)亮一盞燈，通知操作員去纖維性顫動(dòng)器準(zhǔn)備好向患者29傳送去纖維性顫動(dòng)脈沖。在后種情況下，開關(guān)13在操作員起動(dòng)去纖維性顫動(dòng)控制時(shí)把電容器組15與患者連接。
這里敘述的本發(fā)明主要對產(chǎn)生和傳送具有截?cái)嘀笖?shù)波形的去纖維性顫動(dòng)脈沖的去纖維性顫動(dòng)器有利。優(yōu)選的截?cái)嘀笖?shù)波形是雙相截?cái)嘀笖?shù)(BTE)波形，其第一相的持續(xù)時(shí)間如這里所述確定。優(yōu)選地，BTE波形的第二相的持續(xù)時(shí)間設(shè)定為等于第一相的持續(xù)時(shí)間的三分之二。
相持續(xù)時(shí)間值由一個(gè)模型得到，其中患者對去纖維性顫動(dòng)脈沖的生理響應(yīng)用一個(gè)并聯(lián)電阻器-電容器電路來模擬。傳給患者的去纖維性顫動(dòng)脈沖的幅度在一段時(shí)限內(nèi)按照一個(gè)時(shí)間常數(shù)衰減，這個(gè)時(shí)間常數(shù)等于去纖維性顫動(dòng)器系統(tǒng)(當(dāng)附于患者時(shí))的電容和電阻的積。去纖維性顫動(dòng)器系統(tǒng)的電容主要由去纖維性顫動(dòng)器的電容器組中的電容器的尺寸和布置來指示。去纖維性顫動(dòng)器系統(tǒng)的電阻是去纖維性顫動(dòng)器的內(nèi)電阻和患者的電阻(即阻抗)兩者的和。在1995年9月出版的Journal ofCardiaovascular Electrophysiology中，在一篇題為“Choosing theOptimal Monophasic and Biphasic Waveforms for VentricularDefibrillation”的文章中，作者Walcott等人敘述了一種數(shù)學(xué)模型，預(yù)測隨去纖維性顫動(dòng)器系統(tǒng)的時(shí)間常數(shù)變化時(shí)，單相波形和雙相波形的第一相的最優(yōu)截?cái)帱c(diǎn)，以使去纖維性顫動(dòng)成功所需的前沿電壓最小。在這種模型中，最優(yōu)相持續(xù)時(shí)間計(jì)算為
其中τs是去纖維性顫動(dòng)器系統(tǒng)的時(shí)間常數(shù)，τm是患者心臟的時(shí)間常數(shù)特性。對于本發(fā)明的一個(gè)優(yōu)選實(shí)施例，τm選擇等于0.0051秒。由于τs是附于患者的去纖維性顫動(dòng)器系統(tǒng)的時(shí)間常數(shù)，所以τs數(shù)學(xué)上與患者阻抗有關(guān)。結(jié)果，公式(1)使最優(yōu)相持續(xù)時(shí)間與患者阻抗有關(guān)。
對于不同級的患者TTI，用公式(1)計(jì)算相持續(xù)時(shí)間值。這些相持續(xù)時(shí)間值存儲在上文所述的查表中。本發(fā)明所提供的一個(gè)優(yōu)點(diǎn)是在去纖維性顫動(dòng)脈沖之前測量患者的阻抗。執(zhí)行預(yù)去纖維性顫動(dòng)測量允許在傳送去纖維性顫動(dòng)脈沖之前確定相持續(xù)時(shí)間。
如上所述，通過對去纖維性顫動(dòng)脈沖傳給患者的能量大小進(jìn)行反向計(jì)算，確定對于患者TTI值的電容器電壓充電電平。計(jì)算的目的是把電容器充電電壓設(shè)定為一個(gè)電平，以使電容器放電時(shí)所產(chǎn)生的去纖維性顫動(dòng)脈沖具有接近或超過選擇能量大小的能量大小。由截?cái)嘀笖?shù)波形傳給具有50歐姆TTI的患者的能量可以如下所述
在這個(gè)公式中，V是對于50歐姆患者，去纖維性顫動(dòng)器充電到的電壓，C是去纖維性顫動(dòng)器系統(tǒng)的電容，R是患者的電阻(即50歐姆)，Ri是去纖維性顫動(dòng)器的內(nèi)電阻，t是去纖維性顫動(dòng)脈沖的傾斜特性。傾斜是脈沖幅度衰減的測量，并且是初始脈沖幅度在一段時(shí)限上幅度降低的比率。傾斜可以用公式表示為
其中R、Ri和C如上文定義相同，d是對于50歐姆患者的脈沖持續(xù)時(shí)間。對于第二相持續(xù)時(shí)間設(shè)定為第一相的持續(xù)時(shí)間三分之二的BTE波形，d等于由公式(1)對于第一相所算得的持續(xù)時(shí)間的1.667倍。
對于TTI不同于50歐姆的患者，確定對電容器組充電的電壓V1，以便由去纖維性顫動(dòng)脈沖傳給患者的能量(Ed1)等于由如上述對于Ed的公式傳給50歐姆患者的能量。設(shè)定Ed1等于Ed，代替公式Ed1中的V1、R1和t1，并且求解V1，得到下列公式
公式(4)用于對各級可能的患者TTl，計(jì)算存儲在上述查表中的電壓電平。
優(yōu)選地，把傳送去纖維性顫動(dòng)脈沖期間所得到的患者TTI的第二測量與傳送之前所得到的患者TTI的第一測量比較。由于環(huán)境變化，有可能患者TTI的第二測量將與患者TTI的第一測量不同。測量之間的不同可能由去纖維性顫動(dòng)器電極27a和27b的移動(dòng)引起，或者去纖維性顫動(dòng)器10的某一元件可能故障。如果第二測量在第一測量的一定限度之內(nèi)(例如10％)，去纖維性顫動(dòng)器優(yōu)選地就繼續(xù)傳送去纖維性顫動(dòng)脈沖。
如果患者TTI的第二測量變化超過該限度，但是小于第一測量的一定閾值(例如在10-20％之間變化)，則患者TTI的第二測量可能指示在進(jìn)行第一測量時(shí)出現(xiàn)誤差。由于去纖維性顫動(dòng)脈沖的形狀是用第一(錯(cuò)誤的)TTI測量來確定的，所以用所確定的脈沖形狀將對患者實(shí)際傳送的能量大小可能不符合選擇的能量大小。為了補(bǔ)償錯(cuò)誤TTI測量，去纖維顫抖器可以使用第二TTI測量重計(jì)算傳送脈沖的持續(xù)時(shí)間。由于在電容器組上的初始充電電壓V1已經(jīng)設(shè)定，并且傳送的選擇能量大小Ed1已知，所以去纖維性顫動(dòng)器可以把可變R1設(shè)定為等于第二TTI測量，并且用以上公式(2)和(3)所表示的數(shù)學(xué)關(guān)系求解新的脈沖持續(xù)時(shí)間d1。根據(jù)這個(gè)d1，可以相應(yīng)地調(diào)節(jié)第一相持續(xù)時(shí)間和第二相持續(xù)時(shí)間(是第一相的三分之二)。通過這樣調(diào)節(jié)相持續(xù)時(shí)間，預(yù)期去纖維性顫動(dòng)脈沖將仍然對患者傳送選擇大小的能量。
如果患者TTI的第二測量相對第一測量變化超過一個(gè)閾值(例如20％偏差)，則第二測量可能指示開路或短路連接。在這樣情況下，試圖通過電極27a和27b傳送去纖維性顫動(dòng)脈沖可能帶來相當(dāng)大危險(xiǎn)，對患者、去纖維性顫動(dòng)器的使用者或去纖維顫抖器本身造成傷害。為了避免可能的危險(xiǎn)，去纖維顫抖器10優(yōu)選地把電容器組15存儲的電荷釋放到一個(gè)能量轉(zhuǎn)儲件16而不是患者29。把去纖維性顫動(dòng)脈沖放電轉(zhuǎn)到能量轉(zhuǎn)儲件16安全地釋放了電容器組所存儲的能量?？蛇x擇地，去纖維顫抖器10可以保持電容器組中的電荷，而不允許放電發(fā)生，直到電極適當(dāng)?shù)匕卜旁诨颊呱希⑶一颊逿TI測量落在第一TTI測量的一定閾值內(nèi)為止。
能量轉(zhuǎn)儲件16可以用現(xiàn)有技術(shù)已知的各種方法和元件構(gòu)成。用于能量轉(zhuǎn)儲件16的電阻元件應(yīng)該一般地構(gòu)成尺寸，以適當(dāng)?shù)叵拗茖?dǎo)致能量轉(zhuǎn)儲件接收電容器組15放電的電流。能量轉(zhuǎn)儲件中也可能需要熱耗散元件。
在圖2中，能量轉(zhuǎn)儲件16表示與開關(guān)13分開。然而，在有些應(yīng)用中，希望把能量轉(zhuǎn)儲件16的耗能功能與開關(guān)13中所包括的限流元件(未示出)相結(jié)合。在題為“H-Bridge Circuit for Generating a High-Energy Biphasic Waveform in an External Defibrillator”的共同待定和共同轉(zhuǎn)讓的美國申請系列No.09/035,690中，表示和敘述了一種結(jié)合的能量轉(zhuǎn)儲件和限流元件，它具有電感和電阻兩種特性，用于產(chǎn)生BTE波形的開關(guān)，這里參考引入。
雖然去纖維性顫動(dòng)器10主要用于提供去纖維性顫動(dòng)脈沖，向患者傳送大體上等于在患者TTI值范圍內(nèi)所選擇能量大小的能量大小，但是去纖維性顫動(dòng)器10還可以用來在傳給高阻抗的去纖維性顫動(dòng)脈沖中提供增加大小的能量。應(yīng)該理解，與去纖維性顫動(dòng)脈沖的持續(xù)時(shí)間有關(guān)地控制去纖維性顫動(dòng)器電容器組上的電壓大小，以提供增加大小的能量脈沖，對現(xiàn)有技術(shù)系統(tǒng)具有重要優(yōu)點(diǎn)。在不同患者TTI值范圍內(nèi)保持或增加去纖維性顫動(dòng)脈沖能量使得具有較高TTI的患者將更可能接收足夠去纖維性顫動(dòng)的去纖維性顫動(dòng)脈沖。
圖3和圖4分別是電流和電壓曲線圖，它們描繪在按照本發(fā)明形成的雙相截?cái)嘀笖?shù)(BTE)去纖維性顫動(dòng)器中，電流和電壓電平是怎樣變化的。圖3和圖4所示曲線表示七個(gè)具有不同的TTI值，按25歐姆增量在25歐姆到200歐姆范圍內(nèi)的不同患者。圖3表示波形和通過患者的電流大小隨患者TTI值不同而不同。圖3所示曲線由設(shè)定供給200焦耳去纖維性顫動(dòng)脈沖的去纖維性顫動(dòng)器所產(chǎn)生。圖4表示波形和在患者之間形成的電壓隨患者TTI值不同而變化。圖4所示由設(shè)定供給360焦耳去纖維性顫動(dòng)脈沖的去纖維性顫動(dòng)器所產(chǎn)生。所示七條曲線針對具有所示TTI值的患者，也是以25歐姆增量在25歐姆到200歐姆范圍內(nèi)。
如熟悉去纖維性顫動(dòng)器的技術(shù)人員將會理解，由于在去纖維性顫動(dòng)器電路的內(nèi)阻抗之間出現(xiàn)電壓降(見圖5)，所以電容器組所充電到的峰值電壓充電將稍高于圖4所示的峰值電壓。因此，對于把200焦耳脈沖傳給25歐姆到200歐姆患者，電容器組上所充電的電壓電平應(yīng)該分別在1,580伏到1,815伏。對于360焦耳脈沖，為了對25歐姆到200歐姆的患者傳送脈沖，電容器組上的電壓應(yīng)該分別在2,130伏到2,440伏范圍之間。
如本領(lǐng)域技術(shù)人員將會認(rèn)識到，傳給患者的電功率由流過患者的電流和在患者之間形成的電壓的積來確定。此外，傳給患者的能量大小由所傳送的功率對發(fā)生傳送的時(shí)間積分所確定。因此，本領(lǐng)域技術(shù)人員能用圖4所示曲線計(jì)算傳給各阻抗值的患者的能量，并且確立傳給各患者的能量是接近或超過由去纖維性顫動(dòng)器的操作員所選擇的額定能量，例如200焦耳或360焦耳。
圖5至圖7進(jìn)一步說明按照本發(fā)明構(gòu)造的去纖維性顫動(dòng)器的操作。圖5表示對于患者TTI值范圍去纖維性顫動(dòng)器電容器組所充電到的電壓。下曲線表示不用本發(fā)明的BTE去纖維性顫動(dòng)器的電容器充電電壓大體上保持恒定，而與患者阻抗無關(guān)。上曲線表示在使用本發(fā)明的去纖維性顫動(dòng)器中增加電容器充電電壓。如圖5上曲線顯而易見，電容器充電電壓隨患者TTI增加而增加。如前文所注意，如果希望，能根據(jù)患者阻抗對電壓使用步階電壓變化，而不是連續(xù)電壓變化。
按照本發(fā)明增加電容器充電電壓的結(jié)果示于圖6。圖6的下曲線表示由不用本發(fā)明的BTE去纖維性顫動(dòng)器所傳送的去纖維性顫動(dòng)脈沖能量。隨著患者TTI值增加，傳給患者的去纖維性顫動(dòng)脈沖能量減小。如所示，具有200歐姆TTI的患者接收小于300焦耳的能量，即使去纖維性顫動(dòng)器上的能量選擇器指示360焦耳的希望傳送能量。
圖6的上曲線表示由按照本發(fā)明形成的去纖維性顫動(dòng)器傳給患者的能量。上曲線說明實(shí)際傳給患者的能量對所有患者TTI值相同。如果選擇的能量級是360焦耳，實(shí)際傳送的能量就是360焦耳。
圖7表示傳給圖5和圖6所示TTI值范圍內(nèi)的患者的峰值電流。圖7所示曲線針對選擇額定360焦耳能量級的去纖維性顫動(dòng)器。下曲線表示使用不用本發(fā)明的BTE去纖維性顫動(dòng)器傳給患者的峰值電流。上曲線表示由按照本發(fā)明構(gòu)造的BTE去纖維性顫動(dòng)器傳給患者的電流大小。如該圖顯而易見，在具有較高TTI值的患者情況下，按照本發(fā)明形成的去纖維性顫動(dòng)器傳送較大的峰值電流。雖然對具有不同TTI大小的患者提供特定大小的峰值電流不是本發(fā)明的焦點(diǎn)，但是按照本發(fā)明調(diào)節(jié)電容器組所充電的電壓電平，這樣對傳送電流產(chǎn)生調(diào)節(jié)，則可能在寬廣患者阻抗范圍內(nèi)改善去纖維性顫動(dòng)脈沖的成功率或效能。
雖然已經(jīng)說明和敘述了本發(fā)明的優(yōu)選實(shí)施例，但是將會理解，這里在不違反本發(fā)明的精神和范圍下，可以形成種種改變。因此，本發(fā)明的范圍打算由以下權(quán)利要求及其等效要求來確定。
權(quán)利要求
1.一種向患者傳送去纖維性顫動(dòng)脈沖的方法，包括(a) 選擇用去纖維性顫動(dòng)脈沖傳給患者的能量大小；(b) 在傳送去纖維性顫動(dòng)脈沖之前，測量患者的經(jīng)胸阻抗；(c) 在傳送去纖維性顫動(dòng)脈沖之前，根據(jù)患者的經(jīng)胸阻抗和選擇的能量大小，確定去纖維性顫動(dòng)脈沖的脈沖形狀，以便使去纖維性顫動(dòng)脈沖向患者傳送接近或超過選擇大小的能量；(d) 使一個(gè)能量存儲件充電到由脈沖形狀所規(guī)定的電平；以及(e) 向患者釋放由能量存儲件所存儲的電荷，以傳送具有確定脈沖形狀的去纖維性顫動(dòng)脈沖。
2.權(quán)利要求1的方法，還包括提供一個(gè)能量選擇器，并且其中選擇傳給患者的能量大小包括設(shè)定能量選擇器，以指示所選擇的能量大小。
3.權(quán)利要求1的方法，其中確定去纖維性顫動(dòng)脈沖的脈沖形狀包括使用在傳送去纖維性顫動(dòng)脈沖之前所測量的患者經(jīng)胸阻抗，確定(a)一相去纖維性顫動(dòng)脈沖的持續(xù)時(shí)間；以及(b)能量存儲件應(yīng)該充電到的電壓電平。
4.權(quán)利要求3的方法，還包括(a) 提供一個(gè)存儲器，其中存儲用于對能量存儲件充電的電壓電平值，電壓電平值安排在存儲器中，以便與各個(gè)患者經(jīng)胸阻抗值相關(guān)；以及(b) 使用患者的經(jīng)胸阻抗查詢存儲器，以確定電壓電平值，該電壓電平值規(guī)定了能量存儲件所應(yīng)該充電到的電壓電平。
5權(quán)利要求3的方法，還包括(a)提供一個(gè)存儲器，其中存儲用于傳送去纖維性顫動(dòng)脈沖的持續(xù)時(shí)間值，持續(xù)時(shí)間值安排在存儲器中，以便與各個(gè)患者經(jīng)胸阻抗值相關(guān)；以及(b)使用患者的經(jīng)胸阻抗查詢存儲器，以確定持續(xù)時(shí)間值，該持續(xù)時(shí)間值規(guī)定了一相去纖維性顫動(dòng)脈沖的持續(xù)時(shí)間。
6.權(quán)利要求1的方法，其中在傳給患者的先前去纖維性顫動(dòng)脈沖的傳送期間，通過監(jiān)視在該先前去纖維性顫動(dòng)脈沖的傳送期間的電參數(shù)，并且根據(jù)該監(jiān)視的電參數(shù)計(jì)算患者的經(jīng)胸阻抗，執(zhí)行患者的經(jīng)胸阻抗的測量。
7.權(quán)利要求1的方法，其中去纖維性顫動(dòng)脈沖是在先前去纖維顫動(dòng)脈沖之后傳送的后續(xù)去纖維性顫動(dòng)脈沖，并且其中測量患者的經(jīng)胸阻抗包括(a)監(jiān)視在向患者傳送先前去纖維性顫動(dòng)脈沖期間的電參數(shù)；(b)根據(jù)監(jiān)視的電參數(shù)計(jì)算患者的經(jīng)胸阻抗的第一測量；(c)在傳送去纖維性顫動(dòng)脈沖之外，執(zhí)行患者阻抗測量，以獲得患者的經(jīng)胸阻抗的第二測量；以及(d)根據(jù)第一測量和第二測量的結(jié)合，計(jì)算患者的經(jīng)胸阻抗。
8.權(quán)利要求1的方法，其中在傳送去纖維性顫動(dòng)脈沖之前測量患者的經(jīng)胸阻抗，結(jié)果得到第一測量，并且其中該方法還包括(a)監(jiān)視在能量存儲件放電期間的電參數(shù)；(b)根據(jù)監(jiān)視的電參數(shù)計(jì)算患者的經(jīng)胸阻抗的第二測量；(c)把第二測量與第一測量比較；以及(d)如果第二測量與第一測量之間的差超過一個(gè)閾值，那么向一個(gè)能量轉(zhuǎn)儲件而不是患者釋放在能量存儲件中所存儲的電荷。
9一種用于向患者傳送去纖維性顫動(dòng)脈沖的去纖維性顫動(dòng)器，包括(a) 一對適合于患者的電極；(b) 一個(gè)用于測量患者的經(jīng)胸阻抗的阻抗測量電路；(c) 一個(gè)包括一個(gè)能量存儲件的去纖維性顫動(dòng)脈沖發(fā)生器；(d) 一個(gè)與阻抗測量電路和去纖維性顫動(dòng)脈沖發(fā)生器電連通的開關(guān)，以便有選擇地使阻抗測量電路和去纖維性顫動(dòng)脈沖發(fā)生器與一對電極電連接；以及(e) 一個(gè)與阻抗測量電路、去纖維性顫動(dòng)脈沖發(fā)生器和開關(guān)電連通的控制系統(tǒng)，以便(i) 使開關(guān)把電極對與阻抗測量電路電連接，以便在傳送去纖維性顫動(dòng)脈沖之前，阻抗測量電路測量與電極對耦合的患者的胸經(jīng)阻抗；(ii)使去纖維性顫動(dòng)脈沖發(fā)生器把能量存儲件充電到基于患者的經(jīng)胸阻抗和選擇的能量大小的電平，以便傳給患者的去纖維性顫動(dòng)脈沖傳送大小接近或超過選擇能量大小的能量；以及(iii)使開關(guān)把電極對與去纖維性顫動(dòng)脈沖發(fā)生器電連接，以便釋放在能量存儲件中存儲的電荷，以向患者傳送去纖維性顫動(dòng)脈沖。
10.權(quán)利要求9的去纖維性顫動(dòng)器，其中從一組電壓電平中選擇能量存儲件所充電到的電平，并且控制系統(tǒng)使用患者的經(jīng)胸阻抗來確定在對能量存儲件充電時(shí)，使用該組電壓電平中的哪個(gè)電壓電平。
11.權(quán)利要求10的去纖維性顫動(dòng)器，其中該組電壓電平中的各電壓電平對應(yīng)于經(jīng)胸阻抗值的一個(gè)范圍，并且選擇的電壓電平對應(yīng)于包括患者的經(jīng)胸阻抗的經(jīng)胸阻抗值的范圍。
12.權(quán)利要求10的去纖維性顫動(dòng)器，其中去纖維性顫動(dòng)器還包括一個(gè)與控制系統(tǒng)連通的存儲器，電壓值組存儲在該存儲器中，并且其中控制系統(tǒng)在查詢該存儲器時(shí)使用患者的經(jīng)胸阻抗，以選擇用于對能量存儲件充電的電壓電平。
13.權(quán)利要求9的去纖維性顫動(dòng)器，其中去纖維性顫動(dòng)器還包括一個(gè)與控制系統(tǒng)連通的能量選擇器，以允許把能量級選擇為所選擇的能量大小。
14.權(quán)利要求9的去纖維性顫動(dòng)器，其中控制存儲在能量存儲件中的電荷的釋放，以便根據(jù)傳送去纖維性顫動(dòng)脈沖之前所測量的患者經(jīng)胸阻抗，在從一組持續(xù)時(shí)間中所選擇的持續(xù)時(shí)間期間，發(fā)生去纖維脈沖的傳送。
15.權(quán)利要求14的去纖維性顫動(dòng)器，其中去纖維性顫動(dòng)器還包括一個(gè)與控制系統(tǒng)連通的存儲器，持續(xù)時(shí)間組存儲在存儲器中，并且其中控制系統(tǒng)在查詢該存儲器時(shí)用患者的經(jīng)胸阻抗，以選擇用于傳送去纖維性顫動(dòng)脈沖的持續(xù)時(shí)間。
16.權(quán)利要求9的去纖維性顫動(dòng)器，還包括一個(gè)與能量存儲件電連通的能量轉(zhuǎn)儲件，用于接收和消耗電能，其中如果在傳送去纖維性顫動(dòng)脈沖期間所得到的患者的經(jīng)胸阻抗測量相對在傳送去纖維性顫動(dòng)脈沖之前由阻抗測量電路所得到的阻抗測量變化超過一個(gè)閾值，控制系統(tǒng)就使能量存儲件中存儲的電荷釋放到能量轉(zhuǎn)儲件中，而不是患者中。
17.一種確定從一個(gè)能量存儲件傳給患者的去纖維性顫動(dòng)脈沖的脈沖形狀的方法，包括(a)在傳送去纖維性顫動(dòng)脈沖之前測量患者的經(jīng)胸阻抗；(b)根據(jù)患者的經(jīng)胸阻抗確定一相去纖維性顫動(dòng)脈沖的持續(xù)時(shí)間；以及(c)根據(jù)患者的經(jīng)胸阻抗確定能量存儲件所充電到的電壓電平。
18.權(quán)利要求17的方法，其中確定能量存儲件所充電到的電壓電平包括使用患者的經(jīng)胸阻抗，查詢一個(gè)其中存儲了表示電壓電平的數(shù)值的存儲器，并且從存儲器中選擇一個(gè)與患者的經(jīng)胸阻抗對應(yīng)的電壓電平值，用于規(guī)定能量存儲件所充電到的電壓電平。
19.權(quán)利要求17的方法，其中確定一相去纖維性顫動(dòng)脈沖的持續(xù)時(shí)間包括使用患者的經(jīng)胸阻抗，查詢一個(gè)其中存儲了持續(xù)時(shí)間值的存儲器，并且從存儲器中選擇一個(gè)與患者的經(jīng)胸阻抗對應(yīng)的持續(xù)時(shí)間，用于規(guī)定一相去纖維性顫動(dòng)脈沖的持續(xù)時(shí)間。
20.權(quán)利要求17的方法，其中在傳送去纖維性顫動(dòng)脈沖之前測量患者的經(jīng)胸阻抗包括把在向患者傳送先前去纖維性顫動(dòng)脈沖期間所得到的阻抗測量與在傳送先前去纖維性顫動(dòng)脈沖之外所得到的阻抗測量相結(jié)合。
全文摘要
一種去纖維性顫動(dòng)方法和設(shè)備,其中用患者的測量經(jīng)胸阻抗(TTI)控制施加到患者的去纖維性顫動(dòng)脈沖中所包含的能量大小。在傳送去纖維性顫動(dòng)脈沖之前,用一個(gè)阻抗測量電路(11)測量患者的TTI?；颊叩腡TI也可以在傳送先前去纖維性顫動(dòng)脈沖期間測量。一個(gè)微處理器(23)通過控制:(i)去纖維性顫動(dòng)脈沖的相持時(shí)間;以及(ii)去纖維性顫動(dòng)器的電容器組所充電到的電壓電平,用測量的患者TTI來控制去纖維脈沖的形狀?？刂迫ダw維性顫動(dòng)脈沖的形狀,以便由去纖維性顫動(dòng)脈沖傳給患者的能量接近或超過希望值。希望值可以由操作員通過一個(gè)能量選擇器(25)來設(shè)定。一個(gè)開關(guān)(13)控制去纖維性顫動(dòng)器電極(27a,27b)與阻抗測量電路(11)和電容器組(15)的連接。
文檔編號A61N1/39GK1252733SQ98804178
公開日2000年5月10日 申請日期1998年4月17日 優(yōu)先權(quán)日1997年4月18日
發(fā)明者塔里克·Z·俄拉巴蒂, 弗雷德·W·查普曼, 約瑟夫·L·薩利文, 理查德·C·諾瓦, 勞倫斯·A·博舍瓦 申請人:菲塞奧-康特爾制造公司