專利名稱：自動體外除纖顫器中的cpr靈敏的ecg分析的制作方法
技術(shù)領(lǐng)域：
本發(fā)明涉及一種自動體外除纖顫器(AED)，并且特別地，涉及一種由該除纖顫器執(zhí)行的信號處理。
背景自動體外除纖顫器包括信號處理軟件，其分析獲得自受害者的ECG信號，以確定諸如心室纖顫(VF)或者可電擊室性心動過速(VT)的節(jié)律失常何時存在。通常，這些算法被設(shè)計為，在救援事件的過程中的特定時間執(zhí)行ECG分析。通常在將除纖顫電極附裝于患者之后的數(shù)秒內(nèi)啟動第一ECG分析?；诘谝环治龅慕Y(jié)果，可以啟動或者可以不啟動后繼的ECG分析。典型地，如果第一分析檢測到可電擊節(jié)律，則建議救援人員給予除纖顫電擊。在電擊給予之后，自動啟動第二分析，以確定除纖顫治療是否成功(即，可電擊ECG節(jié)律是否被轉(zhuǎn)化為正常的或其他不可電擊節(jié)律)。如果該第二分析檢測到可電擊節(jié)律失常的持續(xù)存在，則AED建議用戶給予第二除纖顫治療。然后可以啟動第三ECG分析以確定第二電擊是否有效。如果可電擊節(jié)律繼續(xù)存在，則建議救援人員給予第三除纖顫治療。
在第三除纖顫器電擊之后，或者在上文描述的任何分析檢測到不可電擊節(jié)律時，由美國心臟協(xié)會(American Heart Association)和歐洲復(fù)蘇協(xié)會(European Resuscitation Council)推薦的治療方案需要救援人員檢查患者的脈搏，或者評估患者的循環(huán)體征。如果不存在脈搏或者循環(huán)體征，則救援人員被訓(xùn)練為對受害者執(zhí)行CPR持續(xù)一分鐘或數(shù)分鐘的時段。在該心肺復(fù)蘇時段(其包括人工呼吸和胸部按壓)之后，AED重新啟動一系列的多達(dá)3個的額外ECG分析，其間散布有如上文所描述的適當(dāng)除纖顫治療。只要AED電源開啟并且患者連接到AED設(shè)備，則跟隨有1～3分鐘的CPR的3個ECG分析/除纖顫電擊的順序以重復(fù)的方式繼續(xù)。典型地，AED提供音頻提示，以通知救援人員分析將在何時開始、分析結(jié)果是什么、以及何時開始和停止給予CPR。
同許多AED相關(guān)聯(lián)的一個限制是，每組ECG分析和電擊之間的時段是預(yù)先編程到設(shè)備中的，并且對于所有的救援情況是固定的。當(dāng)由于缺乏循環(huán)而準(zhǔn)許應(yīng)用CPR時，該預(yù)先編程的時段被給予人工呼吸和胸部按壓所消耗。當(dāng)由于在將患者轉(zhuǎn)化為灌注心節(jié)律時上次電擊是有效的而使得未準(zhǔn)許CPR時，該預(yù)先編程的時段被周期性地監(jiān)視患者脈搏以及確保不發(fā)生復(fù)發(fā)或者重新纖顫所消耗。在某些醫(yī)院外的救援方案中，連續(xù)的ECG分析組之間的時段可以長達(dá)3分鐘。
公知的是，已成功地被除纖顫的心博停止的受害者有時候在成功的電擊治療后不久復(fù)發(fā)心室纖顫，在該情況中，緊跟在除纖顫之后驗證脈搏存在并且因此確定不執(zhí)行CPR的救援人員，在約1～3分鐘后執(zhí)行下一ECG分析之前，可能不了解受害者的條件已惡化。在這些條件下，所需除纖顫治療和CPR的給予可能延遲。
某些AED被設(shè)計為，每當(dāng)除纖顫電極連接到患者時，通過連續(xù)地和自動地分析受害者的ECG，在治療中避免該不需要的延遲。這些AED執(zhí)行連續(xù)的“背景”分析，其評估在分析/電擊順序之間的1～3分鐘的CPR/監(jiān)視時段中受害者的ECG信號。同樣地，它們能夠檢測受害者心臟的重新纖顫(如果其發(fā)生)并且立即告知救援人員患者的惡化狀況。盡管這些“改進的”系統(tǒng)有助于防止可能由患者心臟的未檢測到的重新纖顫產(chǎn)生的治療中的延遲，但是它們也易于將由CPR相關(guān)的胸部按壓所引入的ECG人為現(xiàn)象誤解釋為可電擊節(jié)律失常。當(dāng)ECG分析算法將CPR相關(guān)ECG人為現(xiàn)象誤解釋為可電擊節(jié)律時，其可能建議救援人員過早地停止執(zhí)行CPR并且給予除纖顫治療。盡管在某些情況中，立即除纖顫可能是適當(dāng)?shù)闹委?，但是一些臨床研究顯示，相比于立即除纖顫，除纖顫治療順序之間的適當(dāng)長的CPR時段對于患者是更加有益的，特別是在VF具有長的持續(xù)時間或者持續(xù)復(fù)發(fā)時。而且，當(dāng)受害者的心節(jié)律不能通過除纖顫療法治療(不可電擊的)而是同生命不相容時，諸如心搏停止或電機械分離的情況中，響應(yīng)于可電擊心節(jié)律的錯誤檢測的CPR的過早終止可能減少患者的存活機會。
對于那些在分析/電擊順序之間的時段中執(zhí)行背景ECG分析的AED，用于確保即使在出現(xiàn)可電擊節(jié)律的情況下為有效的CPR給予提供足夠時間的常見策略是禁用背景ECG分析，或者在每個治療順序的上次電擊之后的預(yù)定時間的時段內(nèi)，忽略該分析的結(jié)果。在該時段中，在沒有來自存在可電擊節(jié)律的單元的建議的情況下，允許救援人員執(zhí)行CPR。在該時段之后，使用ECG分析的結(jié)果提示用戶停止CPR，并且因此允許執(zhí)行無CPR人為現(xiàn)象的ECG分析。
由于多數(shù)當(dāng)前可利用的AED未配備用于檢測或監(jiān)視CPR相關(guān)的胸部按壓的給予，因此它們不能夠確定ECG信號中何時出現(xiàn)CPR人為現(xiàn)象以及何時其不出現(xiàn)。因此，它們的背景ECG分析功能的自動起動/停用唯一地基于距離上次電擊或上次“前景”ECG分析完成的時間。如果CPR的給予在背景ECG被分析禁用的這個時段期間停止，則患者ECG節(jié)律中的危及生命的變化在救援事件過程中的至少某些時間時段中仍為未被檢測的(即使它能夠被有效地分析)。

發(fā)明內(nèi)容
總的來說，本發(fā)明的特征在于一種自動體外除纖顫器，包括傳感器，用于檢測救援人員向患者給予CPR胸部按壓的時間；電極，用于施加到患者的胸部，以向患者給予除纖顫電擊，并且用于檢測ECG信號；和除纖顫電路，用于向電極給予除纖顫電擊。執(zhí)行ECG分析以確定心節(jié)律是否是可電擊的(即，是否可通過除纖顫療法治療)。檢測傳感器的輸出，以確定給予了CPR胸部按壓的時間。ECG分析和CPR檢測被集成，由此關(guān)于心節(jié)律是否可通過除纖顫療法治療的確定僅基于其中未給予CPR胸部按壓的ECG信號的時間時段。
本發(fā)明改善了ECG節(jié)律分類的特異性以及可靠性。(例如，在ECG背景分析過程中的)ECG節(jié)律分類的改善的可靠性以至少兩種方式增加了受害者的存活機會。當(dāng)受害心者的節(jié)律實際上不能通過除纖顫療法治療時(例如，諸如心搏停止或電機械分離的情況，其較為適用的療法是CPR)，其減少了由于可電擊心節(jié)律的錯誤檢測而導(dǎo)致的所需CPR的過早終止的可能性。其通過允許在分析/電擊順序之間的1～3分鐘的CPR監(jiān)視時段期間連續(xù)地和自動地分析受害者的ECG，避免了重新纖顫發(fā)生時對該重新纖顫治療中的不需要的延遲。
本發(fā)明的優(yōu)選實現(xiàn)方案可以并入一個或者多個下列特征ECG分析可以包括在最小ECG分析時間期間的ECG信號分析，以確定心節(jié)律是否是可電擊的，并且其中可以完成ECG分析和CPR檢測的集成，由此僅在以下情況下做出心節(jié)律是可電擊的確定，即其中如果分析ECG信號以做出該確定的時間時段包括至少同其中未給予CPR胸部按壓的最小ECG分析時間一樣長的時間時段。
當(dāng)CPR胸部按壓已給予時，可以重置定時器，并且可以檢查定時器的值以確定是否已經(jīng)超過最小ECG分析時間。
當(dāng)確定CPR胸部按壓已給予時，可以重新啟動ECG分析，并且僅在ECG分析未被重置的情況下執(zhí)行了至少最小ECG分析時間之后，做出關(guān)于心節(jié)律是否是可電擊的確定。
在其中做出關(guān)于心節(jié)律是否是可電擊的確定的時段中，可以連續(xù)地執(zhí)行ECG分析和CPR檢測。
本發(fā)明的其他特征和優(yōu)點將通過下面的附圖和詳細(xì)描述，并通過權(quán)利要求，將變得顯而易見。


圖1是本發(fā)明的一個實現(xiàn)方案的框圖。
圖2是圖1的實現(xiàn)方案的集成任務(wù)的框圖。
圖3是本發(fā)明的另一實現(xiàn)方案的框圖。
圖4是圖3的實現(xiàn)方案的ECG分析的框圖。
圖5是本發(fā)明的另一實現(xiàn)方案的框圖。
圖6是圖5的實現(xiàn)方案的集成任務(wù)的框圖。
具體實施例方式
存在很多可行的本發(fā)明的不同實現(xiàn)方案，太多以至于不可能在這里盡述。下文描述了目前優(yōu)選的某些可行的實現(xiàn)方案。然而，不能過于強調(diào)的是，這些是本發(fā)明實現(xiàn)方案的描述而不是本發(fā)明的描述，其不限于該章節(jié)中描述的詳細(xì)實現(xiàn)方案，而是在權(quán)利要求中的更廣泛的方面中描述的。
圖1示出了一個優(yōu)選實現(xiàn)方案，其中CPR檢測任務(wù)20和ECG背景分析任務(wù)22在1至3分鐘的CPR預(yù)先編程的間隔中同時且連續(xù)地進行。CPR檢測任務(wù)的輸出(例如，給予CPR按壓的時間、按壓的幅度、按壓的速率)和ECG分析任務(wù)的輸出(例如，檢測到QRS的時間、心率和節(jié)律分類)傳遞到高級集成任務(wù)24。該高級集成任務(wù)分析來自ECG和CPR任務(wù)的數(shù)據(jù)，并且基于ECG分析時段中的CPR胸部按壓檢測的存在或不存在，限定ECG節(jié)律分類。例如，如果檢測到CPR胸部按壓，則該高級集成任務(wù)在按壓之后的至少X秒的時間間隔內(nèi)忽略背景ECG節(jié)律分類，其中X秒是ECG背景分析算法需要的用于對ECG節(jié)律分類的最小時間間隔。這確保了在至少X秒的持續(xù)時間內(nèi)，ECG背景分析算法使用無噪聲的ECG信號進行其分類。結(jié)果，由于ECG信號中的CPR相關(guān)人為現(xiàn)象導(dǎo)致的錯誤可電擊節(jié)律檢測的數(shù)目減小，并且改善了ECG節(jié)律分類的特異性以及可靠性。ECG背景分析的該改善的可靠性按照以下兩種方式增加了受害者的存活機會(1)當(dāng)受害者的心節(jié)律實際上不能通過除纖顫療法治療時(例如，諸如心搏停止或電機械分離的情況，其較為適用的療法是CPR)，其消除了由于可電擊心節(jié)律的錯誤檢測而導(dǎo)致的所需CPR的過早終止；(2)其通過在分析/電擊順序之間的1～3分鐘的CPR監(jiān)視時段中連續(xù)地和自動地分析受害者的ECG，并且通知救援人員檢測到可電擊節(jié)律的時間，避免了重新纖顫發(fā)生時對該重新纖顫治療中的不需要的延遲。
圖2示出了集成任務(wù)遵循的處理。接收來自CPR任務(wù)的CPR按壓檢測數(shù)據(jù)和來自ECG任務(wù)的ECG節(jié)律分類數(shù)據(jù)。該集成任務(wù)檢查是否檢測到按壓(30)。如果檢測到CPR按壓，則該集成任務(wù)將自從檢測到上次按壓起消逝的時間T0設(shè)置為0(32)，并且繼續(xù)執(zhí)行并檢查新的按壓檢測。如果未檢測到新的按壓，則該集成任務(wù)計算自從檢測到上次按壓起消逝的時間T0(34)。然后其檢查以確定T0是否大于ECG分析算法需要的用于生成節(jié)律分類的時間(X秒)(36)。如果T0小于X秒，則該集成任務(wù)返回，以檢查新檢測的CPR按壓。如果T0大于X秒，則該集成任務(wù)移動到檢查(38)自ECG任務(wù)接收到節(jié)律分類。如果報告了可電擊節(jié)律，則該集成任務(wù)警告用戶可電擊節(jié)律的存在(40)，并且使除纖顫器切換至ECG前景分析狀態(tài)(42)。
圖3示出了另一實現(xiàn)方案。CPR檢測任務(wù)50和ECG背景分析任務(wù)52在CPR預(yù)先編程的間隔中同時且連續(xù)地進行。CPR任務(wù)的輸出傳遞到ECG任務(wù)，并且ECG任務(wù)使用CPR數(shù)據(jù)，以基于ECG分析時段期間的CPR胸部按壓檢測的存在或不存在，限定ECG節(jié)律分類。例如，如果檢測到CPR胸部按壓，則ECG任務(wù)將重新開始其ECG節(jié)律分類處理，其通常需要X秒的預(yù)先定義的時間間隔以完成其節(jié)律分類。該方法確保了在所需用于分類節(jié)律的預(yù)先定義的時間間隔X秒內(nèi)，ECG背景分析算法使用無噪聲ECG信號進行其分類。結(jié)果，減少了錯誤可電擊節(jié)律檢測的數(shù)目。因此，改善了ECG節(jié)律分類的特異性和可靠性。
圖4示出了圖3的實現(xiàn)方案中的ECG背景分析任務(wù)遵循的處理。ECG任務(wù)同時且連續(xù)地接收來自CPR任務(wù)的CPR按壓檢測數(shù)據(jù)和來自除纖顫器前端的ECG波形數(shù)據(jù)。在接收到ECG波形數(shù)據(jù)樣本時，ECG任務(wù)檢查是否檢測到按壓(62)。如果檢測到CPR按壓，則ECG任務(wù)通過使其從時間0重新開始，重新啟動ECG分析(64)。ECG分析任務(wù)分析長度為X秒的ECG數(shù)據(jù)分段，以確定ECG節(jié)律。通過啟動ECG分析處理，ECG任務(wù)重新開始其長度為X秒的新的ECG數(shù)據(jù)分段的分析，而未導(dǎo)致下一X秒的ECG節(jié)律分類。如果未檢測到新的按壓，則ECG任務(wù)檢查是否已啟動了分析處理(60)。如果沒有ECG分析正在進行，則ECG任務(wù)啟動ECG分析處理(64)。如果已啟動了ECG分析，則ECG任務(wù)繼續(xù)分析ECG波形數(shù)據(jù)持續(xù)X秒的持續(xù)時間。如果未檢測到可電擊節(jié)律(66)，則ECG任務(wù)返回，以接收下一樣本。如果報告了可電擊節(jié)律(66)，則ECG任務(wù)切換到ECG前景分析狀態(tài)(68)，并且警告用戶可電擊節(jié)律的存在(70)。
圖5示出了另一實現(xiàn)方案。CPR檢測任務(wù)70和ECG背景分析任務(wù)72在1至3分鐘的CPR預(yù)先編程的間隔中同時且持續(xù)地進行。CPR任務(wù)的輸出和ECG任務(wù)的輸出傳遞到高級集成任務(wù)74。該高級集成任務(wù)分析來自ECG和CPR任務(wù)的數(shù)據(jù)，并且在檢測到CPR胸部按壓時重新啟動ECG節(jié)律分類。當(dāng)由ECG任務(wù)報告可電擊節(jié)律時，該高級集成任務(wù)將其警告給用戶。例如，如果檢測到CPR胸部按壓，則該高級集成任務(wù)將重新開始ECG節(jié)律分類處理，其通常需要X秒的預(yù)先定義的時間間隔以完成其節(jié)律分類。該方法確保了在所需用于對節(jié)律分類的預(yù)先定義時間間隔X秒內(nèi)，ECG背景分析算法使用無噪聲的ECG信號進行其分類。
圖6示出了圖5的實現(xiàn)方案中的集成任務(wù)遵循的處理。該集成任務(wù)接收來自CPR任務(wù)的CPR按壓檢測數(shù)據(jù)和來自ECG任務(wù)的ECG節(jié)律分類數(shù)據(jù)。該集成任務(wù)檢查是否已檢測到按壓(80)。如果檢測到CPR按壓，則該集成任務(wù)通過使其從時間0重新開始來重新啟動ECG分析(82)。ECG分析任務(wù)分析長度為X秒的ECG數(shù)據(jù)分段，以確定ECG節(jié)律。通過啟動ECG分析處理，ECG任務(wù)重新開始其長度為X秒的新的ECG數(shù)據(jù)分段的分析，而未導(dǎo)致下一X秒的ECG節(jié)律分類。如果未檢測到新的按壓，則該集成任務(wù)檢查接收自ECG任務(wù)的節(jié)律分類(84)。如果報告了可電擊節(jié)律，則該集成任務(wù)警告用戶可電擊節(jié)律的存在(86)，此時除纖顫器切換到ECG前景分析狀態(tài)。
除了上文描述以外的本發(fā)明的許多其他實現(xiàn)方案涵蓋于由權(quán)利要求限定的本發(fā)明內(nèi)。
權(quán)利要求
1.一種用于向患者給予除纖顫電擊的自動體外除纖顫器，包括傳感器，用于檢測救援人員向患者給予CPR胸部按壓的時間；電極，用于施加到患者的胸部，以向患者給予除纖顫電擊，并且用于檢測ECG信號；除纖顫電路，用于向電極給予除纖顫電擊；處理器和相關(guān)的存儲器，用于執(zhí)行控制除纖顫器操作的軟件，該軟件提供ECG分析，用于分析ECG信號，以確定心節(jié)律是否是可電擊的(可通過除纖顫療法治療)；CPR檢測，用于分析傳感器的輸出，以確定給予CPR胸部按壓的時間，和ECG分析同CPR檢測的集成，由此關(guān)于心節(jié)律是否是可電擊的確定僅基于其中未給予CPR胸部按壓的ECG信號的時間時段。
2.權(quán)利要求1的除纖顫器，其中ECG分析包括最小ECG分析時間期間的ECG信號分析，以確定心節(jié)律是否是可電擊的，并且其中完成ECG分析和CPR檢測的集成，由此僅在以下情況下做出心節(jié)律是可電擊的確定，即其中如果分析ECG信號以做出該確定的時間時段包括至少同其中未給予CPR胸部按壓的最小ECG分析時間一樣長的時間時段。
3.權(quán)利要求2的除纖顫器，其中當(dāng)CPR胸部按壓已給予時，重置定時器，并且由軟件檢查定時器的值以確定是否已經(jīng)超過最小ECG分析時間。
4.權(quán)利要求3的除纖顫器，其中當(dāng)確定CPR胸部按壓已給予時，重新啟動ECG分析，并且僅在ECG分析未被重置的情況下執(zhí)行了至少最小ECG分析時間之后，做出關(guān)于心節(jié)律是否是可電擊的確定。
5.權(quán)利要求4的除纖顫器，其中在其中做出關(guān)于心節(jié)律是否是可電擊的確定的時段中連續(xù)地執(zhí)行ECG分析和CPR檢測。
6.一種用于向患者給予除纖顫電擊的自動體外除纖顫器，包括傳感器，用于檢測救援人員向患者給予CPR胸部按壓的時間；電極，用于施加到患者的胸部，以向患者給予除纖顫電擊，并且用于檢測ECG信號；除纖顫電路，用于向電極給予除纖顫電擊；ECG分析裝置，用于分析ECG信號，以確定心節(jié)律是否是可電擊的(可通過除纖顫療法治療)；CPR檢測裝置，用于分析傳感器的輸出，以確定給予CPR胸部按壓的時間，和集成裝置，用于集成ECG分析和CPR檢測，由此關(guān)于心節(jié)律是否是可電擊的確定僅基于其中未給予CPR胸部按壓的ECG信號的時間時段。
7.權(quán)利要求6的除纖顫器，其中ECG分析包括最小ECG分析時間期間的ECG信號分析，以確定心節(jié)律是否是可電擊的，并且其中完成ECG分析和CPR檢測的集成，由此僅在以下情況下做出心節(jié)律是可電擊的確定，即其中如果分析ECG信號以做出該確定的時間時段包括至少同其中未給予CPR胸部按壓的最小ECG分析時間一樣長的時間時段。
8.權(quán)利要求7的除纖顫器，其中當(dāng)CPR胸部按壓已給予時，重置定時器，并且由軟件檢查定時器的值以確定是否已經(jīng)超過最小ECG分析時間。
9.權(quán)利要求8的除纖顫器，其中當(dāng)確定CPR胸部按壓已給予時，重新啟動ECG分析，并且僅在ECG分析未被重置的情況下執(zhí)行了至少最小ECG分析時間之后，做出關(guān)于心節(jié)律是否是可電擊的確定。
10.權(quán)利要求9的除纖顫器，其中在其中做出關(guān)于心節(jié)律是否是可電擊的確定的時段中連續(xù)地執(zhí)行ECG分析和CPR檢測。
11.一種用于自動地向患者給予除纖顫電擊的方法，包括將電極施加到患者的胸部，用于向患者給予除纖顫電擊，并且用于檢測ECG信號；使用傳感器檢測救援人員向患者給予CPR胸部按壓的時間；分析ECG信號，以確定心節(jié)律是否是可電擊的(可通過除纖顫療法治療)；分析傳感器的輸出，以確定給予CPR胸部按壓的時間，和集成ECG分析和CPR檢測，由此關(guān)于心節(jié)律是否是可電擊的確定僅基于其中未給予CPR胸部按壓的ECG信號的時間時段。
12.權(quán)利要求11的方法，其中ECG分析包括最小ECG分析時間期間的ECG信號分析，以確定心節(jié)律是否是可電擊的，并且其中完成ECG分析和CPR檢測的集成，由此僅在以下情況下做出心節(jié)律是可電擊的確定，即其中如果分析ECG信號以做出該確定的時間時段包括至少同其中未給予CPR胸部按壓的最小ECG分析時間一樣長的時間時段。
13.權(quán)利要求12的方法，其中當(dāng)CPR胸部按壓已給予時，重置定時器，并且由軟件檢查定時器的值以確定是否已經(jīng)超過最小ECG分析時間。
14.權(quán)利要求13的方法，其中當(dāng)確定CPR胸部按壓已給予時，重新啟動ECG分析，并且僅在ECG分析未被重置的情況下執(zhí)行了至少最小ECG分析時間之后，做出關(guān)于心節(jié)律是否是可電擊的確定。
15.權(quán)利要求14的方法，其中在其中做出關(guān)于心節(jié)律是否是可電擊的確定的時段中連續(xù)地執(zhí)行ECG分析和CPR檢測。
全文摘要
一種自動體外除纖顫器，包括傳感器，用于檢測救援人員向患者給予CPR胸部按壓的時間；電極，用于施加到患者的胸部，以向患者給予除纖顫電擊，并且用于檢測ECG信號；除纖顫電路，用于向電極給予除纖顫電擊；和處理器和相關(guān)的存儲器，用于執(zhí)行控制除纖顫器操作的軟件。該軟件提供ECG分析，用于分析ECG信號，以確定心節(jié)律是否是可電擊的；CPR檢測，用于分析傳感器的輸出，以確定給予CPR胸部按壓的時間，和ECG分析同CPR檢測的集成，由此關(guān)于心節(jié)律是否是可電擊的確定僅基于其中未給予CPR胸部按壓的ECG信號的時間時段。
文檔編號A61N1/39GK1750857SQ200480004617
公開日2006年3月22日 申請日期2004年2月12日 優(yōu)先權(quán)日2003年2月19日
發(fā)明者齊亞德·E·埃爾格哈滋扎維, 愛德華·尼爾·秋山, 西羅·A·德·拉·維加, 唐納德·R·博謝 申請人:Zoll醫(yī)療公司