专利名称：用于体外除颤器的放电能量补偿电路的制作方法
技术领域：
用于体外除颤器的放电能量补偿电路
技术领域：
本实用新型涉及医疗设备领域，特别是涉及一种用于体外除颤器的放电能量补偿电路。
背景技术：
心室纤颤是一种严重的心脏病症状，等同于心脏停搏，严重威胁着人类生命，而有效终止心室纤颤的措施就是电击除颤。电击除颤分为体内除颤、体外除颤，体外除颤是目前常用的急救手段，而要成功除颤必须对人体释放一定的能量。实际操作中是将能量以高压的形式储存在电容上，然后以固定时间宽度
的脉冲释放到人体。假设电容器的大小为c、除颤时电容上的初始电压为u、
经胸阻抗为R、除颤脉冲的时间宽度为t，那么一次除颤释放到人体的能量E
等于￡=|^^&，这样，在电容初始电压U相同的情况下，经胸阻抗R不
同，在相同放电时间中所释放的能量必然不等。因此经胸阻抗特别限定了储存在电容器上的能量实际输送到人体上的比例。
目前市场上相当数量的除颤器所设定的放电能量都是将经胸阻抗假设为
50Q时计算得到的，而根据动物实验的数据和有关资料，经胸阻抗可能在25Q 175Q的范围内变化，当电容为240uF，放电脉冲总宽度为10ms时，以设定放电能量为200J为例，对于50Q的经胸阻抗，释放能量为200J，对应的初始电压为1433V，但对于IOOQ的经胸阻抗,相同的初始电压，放电能量只有139 J，严重影响了除颤效果。对于30Q的经胸阻抗，放电能量又会达到231J，这样能量过大又会对病人身体造成更大的伤害而且浪费了能量。
因此在实际操作中，有必要根据病人的实际经胸阻抗来增加或减少储能电容上的初始电压，使得释放到人体的能量与设定能量一致。
实用新型内容
本实用新型的目的在于提供一种用于体外除颤器的放电能量补偿电路，该用于体外除颤器的放电能量补偿电路通过检测除颤时人体的经胸阻抗，控制并调整储能电容上的电压，使得除颤时所释放的能量因人而异，以减少个体差异对除颤效果的影响。
本实用新型的技术方案可以表述为 一种用于体外除颤器的放电能量补偿电路，包含放电极板，与人体相连；激励信号产生电路，与所述放电极板相连并产生流经人体胸腔的电流信号，用以激励人体的经胸阻抗；检波电路，与所述放电极板相连，传递并处理激励所产生的信号；信号采集处理装置，与所述检波电路相连，用以确定除颤时所述体外除颤器所需释放的能量。
其中，所述激励信号产生电路包含DDS (Direct Digital Synthesizer,直接数字式频率合成)电路；所述激励信号产生电路产生的电流信号为30KHz的正弦电流信号；所述激励信号产生电路产生的电流信号通过所述放电极板流经人体胸腔，根据人体经胸阻抗的大小产生相应的电压信号于所述放电极板上。
所述检波电路包含信号放大电路、信号整形电路和低通滤波电路；所述信号放大电路为差分放大电路；所述检波电路输出为电压信号，该电压信号的幅度与人体的经胸阻抗大小相对应。
所述信号采集处理装置根据检波电路输出的信号、预设的目标除颤能量以及预设的放电波形确定除颤时所述体外除颤器所需释放的能量。
本实用新型的有益效果在于，电路结构简单，测量速度快，适用于室颤发生时的紧急情况，可以在短时间内得到病人经胸阻抗值，有效的排除个体差异，提高除颤成功率。
图1为本实用新型用于体外除颤器的放电能量补偿电路的方框图2为用于体外除颤器的放电能量补偿电路的激励信号产生电路的方框
图；图3为用于体外除颤器的放电能量补偿电路的检波电路的方框图4为用于体外除颤器的放电能量补偿电路的信号采集处理装置的方框
图5为本实用新型用于体外除颤器的放电能量补偿电路的工作流程图。
具体实施方式
下面结合实施例并参照附图对本发明作进一步描述。
参见图l， 一种用于体外除颤器的放电能量补偿电路，包含放电极板IO，与人体相连；激励信号产生电路20，与放电极板10相连；检波电路30，与放电极板10相连；信号采集处理装置40，与检波电路30相连，用以确定除颤时所述体外除颤器所需释放的能量。其中，激励信号产生电路20的输出直接通过除颤器的两个放电极板10连接到人体，由于存在经胸阻抗，电流流经人体胸腔时在除颤器的两个极板10之间会建立一个电压，该电压的频率与电流频率相同，幅度则由电流和胸腔阻抗的大小共同决定，来自恒流源的电流大小恒定，故电压的幅度仅取决于经胸阻抗的大小。检波电路30的输入连接到除颤器的两个放电极板IO，将建立在经胸阻抗上的电压信号差分放大和解调得出能够直接反映经胸阻抗大小的近直流的电压信号。信号采集处理装置40连接到检波电路30的输出，采集检波电路30输出的电压信号，通过设定的算法处理，计算出经胸阻抗和释放目标除颤能量所需要的电容初始电压的补偿值。
参见图2，微处理器21为一个单片机。DDS电路22为直接数字频率合成芯片及其外围电路。压控电流源23则为一个电压——电流转换电路，其原理是在一个基本的由运算放大器搭建的电压一 电流转换电路的基础上增加一个跟随器构成负反馈，该电路的输出电流仅与输入电压有关，不受下级电路输入阻抗的影响。
微处理器21与DDS电路22直接相连。微处理器21控制着DDS电路22的工作状态，以及所合成信号的波形、频率、相位。DDS电路22的输出连接到压控电流源23的输入端，将交变的电压源信号变换成恒流源信号，保证在不同的负载阻抗情况下，输出电流大小不变。压控电流源23的输出通过除颤器的放电极板10施加到人体，这样经胸阻抗不同，在放电极板10两端的电压也就不同，所以经胸阻抗对电流源信号完成了幅度调制功能。
参见图3，其中，信号放大电路31由前置放大器和中间级放大器组成，前置放大器为一个仪表放大器构成的放大电路，中间级放大器由普通运算放大器组成。波形整形电路32采用由运算放大器和整流二极管构成的整流电路。低通滤波电路33为由运算放大器和电阻电容构成的有源低通滤波器。
信号放大电路31将贴在人体上的放电极板IO两端的微弱电压信号进行差分放大，并且对共模干扰信号进行有效地抑制，保证输送到后级电路的信号质量。信号放大电路31的输出连接到波形整形电路32的输入，波形整形电路32将正弦信号整流变换，改变信号的频谱成分。波形整形电路32的输出连接到低通滤波电路33，低通滤波电路33从整形后的信号中滤出有用的低频成分，其幅度与经胸阻抗大小一一对应。
参见图4，模数转换器41将低通滤波电路33输出的模拟信号转换成数字信号并交送给微处理器42进行处理。
参见图5，在本具体实施方式
中，程序开始后于步骤S101初始化外围设备，于步骤S102设定DDS信号的频率，然后于步骤S103启动DDS电路22合成信号，产生设定频率的正弦信号。于步骤S104中判断是否设定了目标能量(例如，设定目标能量的方式可以为用户通过按键确定选择除颤的能量)，如果是则进行到步骤S105，否则返回步骤S104继续判断。步骤S105中，启动模数转换器41，采集120组数据，步骤S106，判断数据是否采集完成，是则进入步骤S107，否则继续采集。等待采集完成后，于步骤S107调用阻抗计算程序，将采集的120组数据平均和归一化处理，通过预设的表单査找，得出经胸阻抗，于步骤S108中，根据经胸阻抗、目标释放能量以及除颤放电时间总宽度按照算法计算出电容初始电压需要的调整值。于步骤S109中进行除颤操作。
由此，本实用新型通过检测除颤时人体的经胸阻抗，控制并调整储能电容上的电压，使得除颤时所释放的能量因人而异，减少了个体差异对除颤效果的影响。
以上所述仅是本实用新型的优选实施方式，应当指出，对于本技术领域的普通技术人员，在不脱离本实用新型构思的前提下，还可以做出若干改进和润饰，这些改进和润饰也应视为本实用新型的保护范围内。
权利要求1、一种用于体外除颤器的放电能量补偿电路，其特征在于，包含放电极板，与人体相连；激励信号产生电路，与所述放电极板相连并产生流经人体胸腔的电流信号，用以激励人体的经胸阻抗；检波电路，与所述放电极板相连，传递并处理激励所产生的信号；信号采集处理装置，与所述检波电路相连，用以确定除颤时所述体外除颤器所需释放的能量。
2、 根据权利要求1所述的用于体外除颤器的放电能量补偿电路，其特征 在于，所述激励信号产生电路包含DDS电路。
3、 根据权利要求1所述的用于体外除颤器的放电能量补偿电路，其特征 在于，所述激励信号产生电路产生的电流信号为30KHz的正弦电流信号。
4、 根据权利要求1所述的用于体外除颤器的放电能量补偿电路，其特征 在于，所述激励信号产生电路产生的电流信号通过所述放电极板流经人体胸 腔，根据人体经胸阻抗的大小产生相应的电压信号于所述放电极板上。
5、 根据权利要求1所述的用于体外除颤器的放电能量补偿电路，其特征 在于，所述检波电路包含信号放大电路、信号整形电路和低通滤波电路。
6、 根据权利要求5所述的用于体外除颤器的放电能量补偿电路，其特征 在于，所述信号放大电路为差分放大电路。
7、 根据权利要求1所述的用于体外除颤器的放电能量补偿电路，其特征 在于，所述检波电路输出为电压信号，该电压信号的幅度与人体的经胸阻抗大 小相对应。
8、 根据权利要求1或7所述的用于体外除颤器的放电能量补偿电路，其 特征在于，所述信号采集处理装置根据检波电路输出的信号、预设的目标除颤 能量以及预设的放电波形确定除颤时所述体外除颤器所需释放的能量。
专利摘要本实用新型公开了一种用于体外除颤器的放电能量补偿电路，包含放电极板，与人体相连；激励信号产生电路，通过两个放电极板与人体相连并产生流经人体胸腔的电流信号，用以激励人体的经胸阻抗；检波电路，与所述激励信号产生电路的两个放电极板相连，传递并处理激励所产生的信号；信号采集处理装置，与所述检波电路相连，用以确定除颤时所述体外除颤器所需释放的能量。本实用新型放电能量补偿电路可以根据病人的实际经胸阻抗来增加或减少储能电容上的初始电压，提高除颤成功率。
文档编号A61N1/39GK201308717SQ20082015703
公开日2009年9月16日 申请日期2008年12月12日 优先权日2008年12月12日
发明者方祖祥, 李维姣, 旭 王, 鑫 葛, 邬小玫 申请人:复旦大学