用于識別電擊結(jié)果的加窗的制作方法
【專利說明】用于識別電擊結(jié)果的加窗
[0001]優(yōu)先權(quán)要求
[0002]本申請根據(jù)35USC§ 119(e)要求于2013年3月14日提交的美國專利申請序列號61/784，139、于2013年6月13日提交的美國專利申請序列號61/834，737以及于2014年I月29日提交的美國專利申請序列號61/933，063的優(yōu)先權(quán)，其全部內(nèi)容通過引用合并到本文中。
技術(shù)領(lǐng)域
[0003]本文檔涉及心臟復(fù)蘇系統(tǒng)和技術(shù)。
【背景技術(shù)】
[0004]心臟病發(fā)作是常見的死亡原因。當(dāng)心臟組織的一部分喪失循環(huán)并因此被損傷(例如，由于心臟脈管系統(tǒng)的堵塞)時，出現(xiàn)心臟病發(fā)作。心臟病發(fā)作和其他異常情況可能導(dǎo)致心室顫動(VF)，心室顫動是導(dǎo)致心臟喪失栗送能力的異常心律(心律失常)。如果這樣的問題未被迅速地(通常在數(shù)分鐘內(nèi))糾正，那么身體的剩余部分失去氧并且人死亡。因此，對經(jīng)受心室顫動的人的迅速護(hù)理可能是對這樣的人來說的積極結(jié)果的關(guān)鍵。
[0005]治療心室顫動的一種常見方法是通過使用電除顫器，電除顫器將相對高的電壓電擊施加至心臟，以便迫使心臟回到正常的、一致的并且強(qiáng)勁的心律。已經(jīng)有前述心室顫動的問題的人可以被植入不斷地監(jiān)測其心臟狀況并且在需要時施加電擊的自動除顫器?？梢詫ζ渌@樣的人提供背心形式的可穿戴除顫器(例如，來自ZOLL(卓爾)醫(yī)學(xué)公司的LIFEVEST產(chǎn)品)。可以使用例如醫(yī)院中的體外除顫器或經(jīng)由經(jīng)常在機(jī)場、公共健身房和其他公共場所見到的那種自動體外除顫器(AED)對其他人進(jìn)行治療。除顫可以與心肺復(fù)蘇術(shù)配合施加，心肺復(fù)蘇術(shù)以對罹病者的胸部提供反復(fù)地按壓為中心，例如，施救者使用手掌或者通過機(jī)械按壓設(shè)備(例如，來自ZOLL醫(yī)學(xué)公司的AUT0PULSE無創(chuàng)心臟支承栗)反復(fù)地向下按壓。
[0006]在一些情況下，正在經(jīng)受心室顫動的人與其他人相比可能更能接受除顫電擊。例如，研究已經(jīng)確定可以使用如下方法來獲得被施加的電擊是否將可能導(dǎo)致成功除顫的指示:根據(jù)心電圖(ECG)，計算振幅譜面積(AMSA)或使用基于時間或基于頻譜的分析方法的其他計算方法以計算除顫電擊成功的預(yù)測。

【發(fā)明內(nèi)容】

[0007]本文檔描述了可以被用于幫助確定何時對遭受VF的人的電擊將可能成功(S卩，將對該人除顫)的系統(tǒng)和技術(shù)。這樣的系統(tǒng)和技術(shù)也可以用于確定人處于經(jīng)受心臟驟停和顫動的過程中的哪里(在時間方面)，由于在人已經(jīng)顫動數(shù)分鐘之后除顫電擊可能更不有效，因此反而CPR(包括強(qiáng)力CPR)可能是優(yōu)選的治療模式。本文中還描述了用于更準(zhǔn)確地進(jìn)行這樣的預(yù)測的技術(shù)。
[0008]然后，這樣的確定可以被用于通過如下方法對正在對遭受VF的人(本文中也稱為患者或罹病者)執(zhí)行施救操作的人(例如，醫(yī)師、EMT或普通施救者)進(jìn)行指導(dǎo):例如通過便攜式除顫器提供在除顫器或另一設(shè)備的圖形顯示器上的或可聽的如下指示:應(yīng)當(dāng)還是不應(yīng)當(dāng)提供電擊，或者應(yīng)當(dāng)給予特定類型的胸部按壓而不是電擊。此外，設(shè)備可以顯示自顫動開始起的估計時間以便向施救者提供進(jìn)一步的信息。在下面描述的實(shí)現(xiàn)方式中，例如，這樣的系統(tǒng)和技術(shù)可以考慮對人除顫的先前嘗試的成功或不成功(例如，在有復(fù)發(fā)性或難治性VF的情況下——其中復(fù)發(fā)性VF在成功的先前除顫電擊之后發(fā)生，難治性VF在不成功的先前除顫電擊之后發(fā)生)，以及其他因素，例如，人的當(dāng)前AMSA值和人的經(jīng)胸阻抗水平。
[0009]這樣的系統(tǒng)也可以考慮當(dāng)前AMSA值(例如，用于建議電擊)與AMSA值隨時間變化的趨勢(例如，用于建議胸部按壓來替代電擊)相結(jié)合。AMSA是通過對VF波形進(jìn)行快速傅里葉變換(FFT)計算出的值。雖然FFT通常以假設(shè)無限長的時間序列為前提，但是相對短的時間序列(例如，小于4秒并且更優(yōu)選地接近I秒)可能對于除顫的可能性的預(yù)測更好。但是短窗通常不利于FFT的正確操作。如下面所描述，諸如塔基(Tukey)窗的錐形窗可以被用于減少來自被收集用于執(zhí)行AMSA計算的ECG數(shù)據(jù)的加窗的邊緣效應(yīng)，這可以允許使用較小窗的相對有利處同時減少使用較小窗的不利處。
[0010]作為使用AMSA值進(jìn)行當(dāng)前施加電擊導(dǎo)致成功除顫的可能性的確定的一個示例，可以設(shè)定AMSA值的閾值，在該閾值水平處，除顫器的電擊能力對施救者來說是可用的，或者在該閾值處向施救者顯示的成功可能性可以基于已經(jīng)給予患者的先前成功的除顫電擊是否已經(jīng)成功來改變(例如，X與Y之間的AMSA值可以顯示出百分之m的可能性，而Y與Z之間的AMSA值可以顯示出百分之η的可能性)。例如，用于生成除顫器的特定輸出或動作(例如，剛剛提及的向用戶的顯示)的相關(guān)AMSA閾值可以基于關(guān)于先前電擊的成功的確定和基于經(jīng)胸阻抗來調(diào)整。
[0011]因此，例如，可以根據(jù)來自人的輸入ECG信號來計算一個或多個AMSA值，并且可以通過比較計算出的AMSA值與存儲的閾值(其中閾值可以基于其他因素而改變)來進(jìn)行判定，或者可以使用其他因素來調(diào)整AMSA值，然后將所調(diào)整的AMSA值與未改變的閾值進(jìn)行比較。通常，以下方式之間沒有實(shí)際上的差異:改變值并且使所比較的閾值不變；以及改變閾值并且保留設(shè)定值。
[0012]當(dāng)基于關(guān)于先前除顫努力的成功或不成功的確定時，可以以各種方式進(jìn)行這樣的調(diào)整。例如，在特定患者的急救期間已經(jīng)有先前成功的除顫的情況下，與將來的成功除顫相關(guān)的AMSA閾值(其對于復(fù)發(fā)性VF被減小)已經(jīng)被確定為大體上降低。(除非另外指出，否則在此收集、計算和比較的所有的值均是針對患者的單個不良心臟事件。)
[0013]可以通過分析歷史除顫活動(例如，通過在實(shí)際心臟事件的現(xiàn)場布置的便攜式除顫器收集)來確定這樣的關(guān)聯(lián)，并且這樣的關(guān)聯(lián)可以被用于產(chǎn)生對于各種AMSA值觀測到的過去的成功可能性與先前成功除顫的水平之間的對應(yīng)關(guān)系。例如，這樣的數(shù)據(jù)可以被用于生成可以被加載到其他部署的(例如，經(jīng)由網(wǎng)絡(luò)和/或無線數(shù)據(jù)更新)或要布置的除顫器(其在將來的其他心臟事件期間可以被查詢)的查找表或類似結(jié)構(gòu)。例如，對于事件的先前成功除顫的數(shù)目可以沿表的一個軸，AMSA得分可以沿另一軸，并且那些其他除顫器可以在表產(chǎn)生要施加的電擊成功的可能性的指示的情況下采用對于罹病者的以上兩種值。該表或其他數(shù)據(jù)結(jié)構(gòu)也可以具有另外的維度，例如識別經(jīng)胸阻抗的維度，以及識別其值已經(jīng)被確定為與施加的電擊是否將可能成功相關(guān)的其他變量的維度。
[0014]如所指出的，錐形函數(shù)可以被應(yīng)用于ECG數(shù)據(jù)，以便通過如下方法來改善應(yīng)用于數(shù)據(jù)的FFT的準(zhǔn)確度:防止數(shù)據(jù)從零值直接跳到測量值并且然后在測量窗結(jié)束時直接回落至零值。用于錐形函數(shù)的各種參數(shù)(例如，系數(shù))也可以被用于定義函數(shù)開始和結(jié)束邊緣的斜率。所使用的特定類型的錐形函數(shù)和應(yīng)用于該錐形函數(shù)的系數(shù)可以通過分析ECG數(shù)據(jù)和來自已經(jīng)通過現(xiàn)場監(jiān)測器(例如，作為便攜式除顫器的部分)感測并存儲的先前施救工作的電擊結(jié)果來確定，并且在事后作為整體來分析以識別特定AMSA值、窗大小、窗形狀和除顫結(jié)果之間的關(guān)聯(lián)。
[0015]在某些其他實(shí)現(xiàn)方式中，多個不同的錐形函數(shù)可以同時被應(yīng)用于本質(zhì)上相同的數(shù)據(jù)，并且從函數(shù)之一產(chǎn)生的AMSA值可以被選擇，或者AMSA值可以是由多個不同錐形函數(shù)生成的復(fù)合值。還可以動態(tài)地調(diào)整所使用的窗函數(shù)、窗的長度以及窗的系數(shù)，使得它們中的一個或更多個在特定的事件或部署期間隨具體患者改變。例如，可以由先前數(shù)據(jù)的分析確定特定的窗形狀、尺寸、和/或系數(shù)在VF發(fā)作的早期比晚期更好，使得除顫器可以被編程以隨著事件的進(jìn)程來改變這樣的參數(shù)。這樣的改變可以依賴于關(guān)于患者已經(jīng)處于VF多長時間的最初確定，其可以是由除顫器測量的參數(shù)和用戶輸入(例如，當(dāng)進(jìn)行緊急呼叫時)的函數(shù)。此外，可以根據(jù)動態(tài)地產(chǎn)生自被治療中的患者的讀數(shù)來進(jìn)行對窗類型、尺寸和系數(shù)的改變。例如，特定范圍內(nèi)的AMSA值可以通過特定的窗類型、尺寸或系數(shù)范圍來更好的測量，使得在示出了這樣的值的時間η處進(jìn)行的AMSA的測量可以使用已知的最適合于在時間η+1處的AMSA值的測量的其他參數(shù)來測量。也可以采用動態(tài)調(diào)整窗類型、窗尺寸、和/或系數(shù)的其他技術(shù)。窗的形狀可以是非對稱的。例如，時間上“較老”的窗的邊緣的窗形狀可以導(dǎo)致比加窗數(shù)據(jù)的“較新”部分更高水平的衰減。
[0016]一旦除顫器進(jìn)行對患者除顫的將來的成功可能性的確定，除顫器可以向施救者提供關(guān)于這樣的確定的指示。例如，除顫器可以僅當(dāng)指示是足夠積極(例如，在成功可能性的設(shè)定的百分比之上)時允許執(zhí)行電擊，并且在這樣的情況下可以僅提供“準(zhǔn)備好電擊”的燈或其他指示。此外，除顫器可以提供顯示(例如，示出除顫將可能成功的圖形(例如，在成功可能性的預(yù)定閾值水平之上))或提供數(shù)字(例如，成功可能性的百分比)或其他指示(例如，Α、B、C、D、或F的等級)，使得施救者可以確定是否施加電擊。在一些情況下，AMSA值可以在用戶能夠在任何時間施加電擊的情況下僅用于向用戶提供建議；在其他情況下(例如，特別對于普通施救者要使用的AED)，AMSA值可以用于禁用或啟用施加電擊的能力。
[0017]設(shè)備(例如，除顫器)也可以改變存在于不同情況下的指示，例如，雙模式除顫器在除顫器處于AED模式下時可以簡單指示是否建議除顫(并且可以當(dāng)不建議除顫時拒絕允許施加電擊)，并且在除顫器處于手動模式下時可以提供更細(xì)節(jié)性的信息，因此在假定有人操作時，該人可以更好地理解這樣的細(xì)節(jié)性的信息并且按照該信息適當(dāng)?shù)男袆印?br>[0018]關(guān)于罹病者處于VF發(fā)作的過程中的何處的指示(例如，自罹病者的發(fā)作開始后多少分鐘)，可以確定時間段內(nèi)的平均AMSA值，以便識別罹病者的AMSA值的更一般性的改變，而不是特定時間點(diǎn)或小的時間段的AMSA。例如，可以針對特定時間點(diǎn)或特定時間窗計算AMSA值，并且這些值可以被保存(例如，在患者監(jiān)測器或除顫器的存儲器中)。在已經(jīng)進(jìn)行多次這樣的測量和計算之后，可以計算多個這樣的值的平均值。由于在發(fā)作中AMSA—般隨時間減小(平均來說)，因此在對于一定數(shù)目的讀數(shù)的平均值(例如，移動平均)小于特定值或者在最小時間段內(nèi)小于該值(以便指示罹病者的一般AMSA條件而不僅是瞬態(tài)讀數(shù))的情況下，設(shè)備可以向施救者提供另外的反饋。
[0019]心臟驟?；騐F的這些一般階段可以(以一種表示)被識別為三個單獨(dú)的階段(雖然在階段的邊緣處可能有一些交疊):電、循環(huán)以及代謝。電階段是事件的最初數(shù)分鐘，并且表示其間電擊可能在對罹病者的心臟除顫并且使罹病者恢復(fù)至相對令人滿意的狀態(tài)方面特別有效的階段。循環(huán)階段表現(xiàn)出標(biāo)記對罹病者除顫的電擊的有效性的降低，并且在不存在對罹病者執(zhí)行胸部按壓的情況下尤其如此。因此，諸如便攜式除顫器的設(shè)備可以被編程以在這樣的階段期間停止建議電擊(或者可以僅在其他確定指示電擊將特別可能有效的情況下建議電擊)，并且可以反而建議強(qiáng)力CPR胸部按壓。這樣的強(qiáng)力按壓可以最大化通過心臟組織和身體的其他部分的血流，以便在沒有持久或本質(zhì)上的損傷的情況下延長罹病者可能存活的時間。
[0020]在代謝階段中，與循環(huán)階段相比胸部按壓可能相對無效。例如，在組織變成缺血的情況下(例如，在循環(huán)階段中)，組織可以對于含有一些氧的血液的循環(huán)做出有利的反應(yīng)，但是在組織變成嚴(yán)重缺血的情況下(例如，在代謝階段中)，過多氧的引入可能對組織有害。因此，在代謝階段中在施救者使用全力之前可能需要建議第一階段(例如，30秒)的更溫和的按壓(或針對此處所要解決的問題，機(jī)械胸部按壓機(jī)被控制以提供合適水平的按壓)。
[0021]可能在代謝階段有用的其他治療包括單獨(dú)的、彼此結(jié)合的或與其他藥物治療結(jié)合的體外循環(huán)和冷卻。在任何情況下，自事件開始起經(jīng)過的時間的觀測和/或罹病者所處的階段的觀測可以被用于控制設(shè)備或指導(dǎo)施救者從提供護(hù)理的第一模式切換至提供護(hù)理的第二模式，在第一模式和第二模式中所提供的護(hù)理的參數(shù)不同(例如，胸部按壓的速度或深度可以改變，基于溫度的治療可以被提供或停止，或者可以管理藥物)。
[0022]在某些實(shí)現(xiàn)方式中，這樣的系統(tǒng)和技術(shù)可以提供一個或更多個優(yōu)點(diǎn)。例如，可以由已經(jīng)對于患者測量的值來進(jìn)行電擊是否應(yīng)當(dāng)被提供的確定或者基于罹病者所處的階段向施救者提供何種建議的確定(例如，經(jīng)胸阻抗可能已經(jīng)被除顫器用于影響提供給患者的波形的電壓的形狀)。例如，相對于僅測量AMSA，關(guān)于電擊的確定可以被改善，并且因此可能導(dǎo)致對于系統(tǒng)的更好的性能和對于患者的更好的結(jié)果。特別地，除顫器可以導(dǎo)致施救者等待提供除顫電擊，直至電擊更可能有效的時間。因此，患者可以避免接受無效的電擊，并且避免然后必須等待另一周期進(jìn)行另一電擊(這可能最終同樣地?zé)o效)。并且系統(tǒng)可以在貫穿心臟事件的進(jìn)程中在提供電擊與提供深度胸部按壓與提供漸進(jìn)的胸部按壓(或者可以引起設(shè)備自動地提供這樣的動作)中指導(dǎo)施救者。因此，這樣的過程可以導(dǎo)致患者更快速地恢復(fù)正常的心臟功能并且具有對他的或她的心臟系統(tǒng)的較少的壓力，這通常將導(dǎo)致更好的患者結(jié)果。
[0023]使用特定類型、持續(xù)時間和系數(shù)來形成AMSA讀數(shù)可以產(chǎn)生給人或機(jī)械施救者的更準(zhǔn)確的指令，或?qū)е聠⒂没蚪冕t(yī)療設(shè)備的功能。特別地，所提供的反饋可以導(dǎo)致關(guān)于是電擊還是不電擊、或者是否提供胸部按壓的確定，可以與對于特定患者的積極結(jié)果(例如，除顫)的可能性更緊密地聯(lián)合，并且可以對患者的現(xiàn)狀(例如，如通過對于患者的AMSA讀數(shù)所指示的)進(jìn)行定制。
[0024]在一個實(shí)現(xiàn)方式中，公開了一種用于管理對接受緊急心臟輔助的人的護(hù)理的系統(tǒng)。該系統(tǒng)包括:一個或更多個電容器，其用于向患者傳送除顫電擊；一個或更多個電子端口，其用于接收來自傳感器的信號，該傳感器用于獲得患者的心電圖(ECG)的指示；以及患者治療模塊，其能夠在一個或更多個計算機(jī)處理器上執(zhí)行，以通過使用(a)關(guān)于先前除顫電擊的信息和(b)作為來自患者的當(dāng)前ECG信號的函數(shù)的值，來提供對使用一個或更多個電容器向人傳送將來除顫電擊的成功可能性的確定。該系統(tǒng)還可以包括輸出機(jī)構(gòu)，其被布置成向系統(tǒng)的用戶指示與使用一個或更多個電容器向人傳送除顫電擊的成功可能性有關(guān)的指示。輸出機(jī)構(gòu)可以包括視覺顯示器，并且系統(tǒng)可以被編程以向用戶顯示多個可能的指示之一，多個可能的指示中的每個指示成功可能性的程度?？商孢x地或另外地，輸出機(jī)構(gòu)可以包括互鎖，其防止用戶施加電擊，除非確定的成功可能性超過所確定的值。
[0025]在一些方面，患者治療模塊包括用于生成振幅譜面積(AMSA)值的ECG分析器，其中，患者治療模塊使用關(guān)于先前除顫電擊的成功的水平的信息來調(diào)整AMSA值。此外，患者治療模塊可以包括用于生成患者的心率、患者的心率變異性、患者的ECG幅度、和/或患者的ECG幅度的一階導(dǎo)數(shù)或二階導(dǎo)數(shù)的指示的ECG分析器。ECG幅度的指示可以包括例如RMS測量、測量峰間值、峰谷值、或峰間值或峰谷值在指定間隔內(nèi)的平均值。
[0026]在其他方面，患者治療模塊被編程以確定先前除顫電擊是否至少部分地成功，并且至少部分地基于對先前除顫是否至少部分地成功的確定來修改對傳送將來除顫電擊的成功可能性的計算。此外，向人傳送將來除顫電擊的成功可能性的確定可以取決于對向人傳送的一個或更多個先前電擊是否對人成功除顫的確定。另外，確定施加將來除顫電擊的成功可能性可以包括對ECG數(shù)據(jù)執(zhí)行數(shù)學(xué)變換。數(shù)學(xué)變換可以選自由傅里葉方法、離散傅里葉方法、希爾伯特方法、離散希爾伯特方法、小波方法以及離散小波方法構(gòu)成的組。另外，確定施加將來除顫電擊的成功可能性包括通過選自由邏輯回歸、查表、神經(jīng)網(wǎng)絡(luò)以及模糊邏輯構(gòu)成的組的操作來執(zhí)行計算。
[0027]在又一示例中，患者治療模塊被編程以使用從患者ECG讀數(shù)中分離出的至少一個與患者有關(guān)的物理參數(shù)來確定傳送將來除顫電擊的成功可能性?；颊咧委熌K還可以被編程以使用人的經(jīng)胸阻抗的測量來確定傳送將來除顫電擊的成功可能性。
[0028]在另一實(shí)現(xiàn)方式中，公開了一種用于管理對接受緊急心臟輔助的人的護(hù)理的方法，該方法包括:使用體外除顫器監(jiān)測來自接受緊急心臟輔助的人的心電圖(ECG)數(shù)據(jù)；確定是否發(fā)生過先前除顫電擊；至少使用ECG數(shù)據(jù)確定將來除顫電擊的成功可能性；至少部分地基于對是否發(fā)生過