Электронный физиологический прибор, способ выбора режима работы

 

Изобретение относится к медицине, а именно к портативным электронным физиологическим приборам, в частности к портативному дефибриллятору с общим портом терапии данных. Набор электродов подсоединен к порту терапии данных для подсоединения дефибриллятора к пациенту. При подсоединении к пациенту дефибриллятор работает в нормальном режиме работы, при котором он анализирует электрокардиограмму (ЭКГ) пациента и, если требуется, проводит терапию дефибрилляцией через порт пациенту. Кабель связи подсоединен к порту терапии/данных для подсоединения дефибриллятора к добавочному компоненту, в качестве которого может быть использован принтер, модем, компьютер или другое средство хранения данных. При подсоединении к добавочному компоненту дефибриллятор работает в режиме связи данных, при котором данные могут передаваться и приниматься от добавочного компонента через порт терапии/данных. Контрольный кабель подсоединен к порту терапии/данных для подсоединения дефибриллятора к контрольной нагрузке. При подсоединении к контрольной нагрузке дефибриллятор работает в контрольном режиме пользователя для обеспечения возможности пользователю проконтролировать работу дефибриллятора. Кроме того, дефибриллятор выполнен с возможностью автоматического определения подсоединения к его порту пациента, добавочного компонента или контрольной нагрузки. Это позволяет расширить область использования общего порта прибора и увеличить безопасность его работы. 2 с. и 13 з.п. ф-лы, 6 ил.

Область изобретения Изобретение относится к портативным электронным физиологическим приборам, более конкретно к портам данных и терапии для портативного дефибриллятора.

Предпосылки изобретения Хорошо известно, что вероятность выживания после сердечного приступа зависит от скорости, с которой оказывается соответствующая медицинская помощь. Одним из наиболее часто встречающихся и угрожающих жизни последствий сердечного приступа является развитие сердечной аритмии, такой как фибрилляция желудочков, при которой сердце неспособно нагнетать достаточный объем крови. Когда развивается такая аритмия, это неизбежно приводит к тяжелому повреждению мозга и смерти, если в пределах нескольких минут нельзя восстановить нормальный сердечный ритм.

Наиболее эффективным способом лечения по поводу фибрилляции желудочков является подача на жертву сильного электрического разряда. Электрический разряд часто прекращает хаотическую активность, характерную для аритмий, и восстанавливает нормальное нагнетающее действие сердца. Дефибрилляторы для выработки и подачи таких разрядов были известны и успешно использовались в течение многих лет. Однако размер и стоимость предшествующих дефибрилляторов в сочетании с риском, который они представляют при неправильном использовании, ограничивал использование дефибрилляторов средним медперсоналом неотложной помощи (СМСП) и другим подготовленным персоналом неотложной помощи.

Недавно было установлено, что большее число жертв сердечных приступов можно спасти, если лица, которые обычно первыми приезжают по вызову неотложной медицинской помощи, включая пожарников, полицию, и даже простые граждане (далее собирательно упоминаемые как "первые респонденты") были снабжены портативными дефибрилляторами. Ввиду низкого уровня квалификации группы первых респондентов, портативный дефибриллятор, предоставляемый первым респондентом, должен быть насколько возможно простым. Уменьшение сложности портативного дефибриллятора гарантирует, что даже в стрессовых неотложных ситуациях первый респондент сможет с успехом подсоединить дефибриллятор к пациенту и подать дефибриллирующий импульс. Поэтому дефибриллятор первого респондента должен быть сконструирован насколько возможно доступно для пользователя.

Важной характеристикой, которая существует у многих портативных, а также непортативных дефибрилляторов, является способность регистрировать данные, окружающие процесс дефибрилляции, для последующего анализа. Эти данные могут включать электрокардиограмму (ЭКГ) пациента, связанные с событием данные, соответствующие функциям, выполняемым пользователем дефибриллятора, и голос или другие данные, регистрируемые в месте, где оказывается неотложная помощь. Предпочтительным способом доступа к хранящимся данным является их последующая загрузка через предназначенный для этого порт данных, расположенный на дефибрилляторе. Для загрузки данных кабелем связи соединяют специально предназначенный порт данных на дефибрилляторе и порт связи на компьютере. Затем в компьютер загружают данные, окружающие событие дефибрилляции, где они могут храниться для последующего анализа.

К сожалению, включение специально предназначенного порта данных на портативный дефибриллятор ставит множество проблем, особенно при дефибрилляторе, используемом первым респондентом. Большинство дефибрилляторов имеют терапевтический порт, через который к пациенту подаются сигналы дефибрилляции. Набор электродов вставляется в терапевтический порт, и через электроды к пациенту подается импульс дефибрилляции. Хотя опытные пользователи портативных дефибрилляторов проходят обширную подготовку в плане правильного определения портов на дефибрилляторе, первые респонденты могут не иметь такой всесторонней подготовки или могут быть склонны забыть такую подготовку во время суматохи при ситуации, требующей неотложной помощи. Столкнувшись с двумя портами на дефибрилляторе, неопытный пользователь может поэтому легко спутать порты и пытаться вставить набор электродов в порт данных. Альтернативно, пользователь может пытаться вставить кабель связи в терапевтический порт. Поэтому дефибриллятор первого респондента не должен иметь два порта, поскольку пользователь может легко спутать порт, используемый для подачи импульса дефибрилляции к пациенту, с портом, используемым для передачи данных в компьютер.

Кроме того, дефибрилляторы генерируют крайне высокое напряжение при подаче импульса дефибрилляции к пациенту. Специально предназначенный порт данных неизбежно увеличивает количество оголенного металла на наружной поверхности блока, увеличивая таким образом вероятность, что короткое замыкание внутри дефибриллятора может достичь оператора, контактирующего с портом данных.

Поэтому дефибрилляторы с отдельным терапевтическим портом и портом данных требуют специального экранирования или дополнительного схемного решения для сведения к минимуму вероятности нечаянных поражений электрическим током.

Наконец, портативные дефибрилляторы используются при различных условиях вне помещений, при которых они подвергаются воздействию воды, грязи, пыли и других загрязнителей. Поэтому портативные дефибрилляторы должны быть водонепроницаемы для защиты внутренних схем от повреждения или внутренних коротких замыканий. Дефибриллятор с множеством портов связан с большими затратами при конструировании ввиду герметизирующих заглушек, требуемых для поддержания водонепроницаемости более чем одного порта.

Настоящее изобретение направлено на преодоление указанных выше и других недостатков. Более конкретно, настоящее изобретение направлено на уменьшение числа портов в портативном дефибрилляторе, увеличивая таким образом уровень водонепроницаемости, снижающей вероятность поражения оператора устройством и снижающей вероятность ошибок первого респондента во время ситуаций, требующих неотложной помощи.

Сущность изобретения В соответствии с настоящим изобретением предоставляется портативный дефибриллятор с общим портом терапии/данных. Портативный дефибриллятор проводит анализ электрокардиограммы (ЭКГ) пациента и применяет избирательную терапию на основании ЭКГ и данных, вводимых пользователем. Дефибриллятор включает приспособления для обнаружения ЭКГ пациента, хранения эпизодических данных, соответствующих ЭКГ, и анализа ЭКГ для определения типа терапии для применения у пациента. Терапевтический генератор предоставляется в дефибрилляторе для генерации сигнала дефибрилляции, который может подаваться к пациенту в соответствии с проанализированной ЭКГ. Интерфейс связи также предоставляется в дефибрилляторе для передачи хранящихся эпизодических данных к внешне подсоединенному дополнительному компоненту. Общий порт терапии/данных подсоединен к интерфейсу связи и к терапевтическому генератору. Порт позволяет подачу терапевтических сигналов к пациенту, передачу хранящихся эпизодических данных к добавочному компоненту, соединенному с портом, и тестирование дефибриллятора.

В соответствии с одним аспектом изобретения дефибриллятор определяет, подсоединен ли к нему пациент, контрольная нагрузка или добавочный компонент. Присутствие пациента или контрольной нагрузки первоначально определяется измерением импеданса подсоединенного устройства. Если пациент или контрольная нагрузка не определяются, тип добавочного компонента определяется по передаче и приему идентификационных сигналов или вводом данных пользователем. Различные типы добавочных компонентов могут соединяться с дефибриллятором, включая тестирующий инструмент, модем, компьютер, принтер или другое устройство хранения данных и представления данных. Предпочтительно, дефибриллятор автоматически определяет, подсоединен ли к порту терапии/данных пациент, контрольная нагрузка или добавочный компонент.

В соответствии с другим аспектом изобретения дефибриллятор может войти в один из нескольких видов работы в зависимости от того, подключен ли к дефибриллятору пациент, контрольная нагрузка иди добавочный компонент. Когда определяется пациент, дефибриллятор входит в нормальный вид работы, при котором анализируется ЭКГ пациента и применяется соответствующая терапия пациента. Когда определяется контрольная нагрузка, дефибриллятор входит в вид работы теста пользователя для обеспечения проверки работы дефибриллятора. Если определяется добавочный компонент, дефибриллятор входит в режим работы связи данных, при котором данные передаются от дефибриллятора к добавочному компоненту.

В соответствии с еще одним аспектом изобретения защитная схема, соединяющая интерфейс связи и общий порт терапии/данных, защищает интерфейс связи от индуцируемого напряжения и токов, когда производится терапия пациента. Ограничение напряжения и тока, поступающих на интерфейс связи при проведении терапии у пациента, предотвращает повреждение интерфейса связи от повреждения во время работы. Защитная схема также защищает интерфейс от повреждения электростатическим разрядом.

Следует принять во внимание, что несколько преимуществ возникает от включения общего порта терапии/данных в портативный дефибриллятор. Вероятно наиболее важно, что общий порт терапии/данных упрощает использование дефибриллятора. Независимо от того, подсоединен ли к дефибриллятору пациент, контрольная нагрузка или добавочный компонент, соединение производится в одном порте. Путем упрощения работы дефибриллятора устройство может использоваться первым респондентом, имеющим небольшую или вообще не прошедшим формальную подготовку. Общий порт терапии/данных также уменьшает общую стоимость дефибриллятора. Терапевтический порт/порт данных требует только одной заглушки для обеспечения водонепроницаемости и исключает экранирование или установку схем, требуемых для защиты оператора от возможных поражений электричеством.

Краткое описание чертежей Указанные выше аспекты и многие из сопутствующих преимуществ этого изобретения можно будет легче оценить, если они будут лучше поняты при ссылке на следующее подробное описание, взятое в сочетании с сопутствующими чертежами, на которых: Фиг. 1 представляет собой перспективный вид портативного дефибриллятора, имеющего общий порт терапии/данных, изготовленный в соответствии с настоящим изобретением.

Фиг. 2 представляет собой перспективный вид портативного дефибриллятора настоящего изобретения, соединенного с добавочным компонентом.

Фиг.3 представляет собой перспективный вид разъема, который присоединяет к общему терапевтическому порту/порту данных.

Фиг.4 представляет собой блок-схему аппаратного обеспечения портативного дефибриллятора, включая интерфейс связи, соединенный с общим портом терапии/данных.

Фиг. 5 представляет собой схему интерфейса связи, включающего защитную схему для защиты интерфейса связи во время применения терапии у больного.

Фиг. 6 представляет собой схему последовательности операций предпочтительной процедуры определения: подсоединен ли к портативному дефибриллятору пациент, контрольная нагрузка иди добавочный компонент.

Подробное описание предпочтительного варианта реализации На фиг.1 представлен портативный дефибриллятор 10, изготовленный в соответствии с настоящим изобретением и предназначенный для использования первым респондентом во время неотложной медицинской помощи. Для облегчения использования в полевых условиях дефибриллятор 10 помещен в ударопрочный пластиковый корпус 11, имеющий монолитную ручку 14, позволяющую пользователю легко переносить дефибриллятор в нужное место. При использовании дефибриллятор предпочтительно располагается так, чтобы панель управления 16 на дефибрилляторе была ориентирована вверх по направлению к пользователю. Панель управления 16 содержит упрощенный интерфейс для сведения к минимуму количества клавишей ввода, требуемых для работы дефибриллятора. На панели управления имеется пять кнопок: кнопка электрического питания 18, кнопка анализа 20, кнопка разряда 22 и две указательные кнопки 24 и 26. Функция каждой кнопки будет дополнительно подробно описана ниже. Дефибриллятор предоставляет инструкции или другую информацию пользователю с помощью нескольких различных дисплеев. Дисплей на жидких кристаллах (ЖКД) 28 высвечивает инструкции пользователю для рекомендации пользователю выполнять различные установки, например, "нажмите кнопку анализа". В корпус дефибриллятора встроен динамик 30 для обеспечения возможности дефибриллятору подавать соответствующую словесную команду пользователю. Предоставлено также несколько светодиодов 32 для индикации состояния дефибриллятора, такого как достаточно ли заряжен энергонакопительный конденсатор внутри дефибриллятора для подачи импульса дефибрилляции пациенту.

Порт терапии/данных 12 расположен вплотную к ручке 14. Порт терапии/данных используется для подсоединения дефибриллятора к пациенту, к добавочному компоненту или контрольной нагрузке. Хотя можно сконструировать много различных разъемов для стыковки с портом терапии/данных 12, предпочтительно для стыковки с портом используется разъем QUIK-COMBO, реализуемый корпорацией Physio-Control Corporation of Redmond, Washington. Разъем 38 QUIK-COMBO изображен отдельно с портом терапии/данных 12 на фиг.3. Разъем 38 оборудован корпусом 46, имеющим три неэлектропроводных штыря 48а, 48b и 48с, которые выступают параллельно траектории, по которой разъем должен войти в соединение с портом терапии/данных 12. Разъем должен содержать до четырех штыревых электрических контактов. Каждый из наружных штырей 48а и 48с могут содержать один штыревой электрический контакт, тогда как внутренний штырь 48b изготовлен для приема двух электропроводных штыревых контактов. Каждый штырь изготовлен из неэлектропроводного пластика для действия в качестве защиты и предотвращения короткого замыкания между электропроводными штыревыми контактами. Штыри входят в соответствующее гнездо в порте терапии/данных 12. Корпус 46 разъема также снабжен фиксирующей защелкой 50, которая выступает в основном параллельно траектории стыковки. Фиксирующая защелка имеет выступ 52, который защелкивается за дополнительный язычок в порте терапии/данных для предотвращения случайного отсоединения разъема от порта. Фиксирующая защелка также служит в качестве ключа для предотвращения неправильного вставления разъема в порт терапии/данных.

Корпус порта терапии/данных 12 изготовлен из неэлектропроводного упругого материала для сочетания с разъемом 38. Порт терапии/данных содержит две терапевтические линии 64а и 64b и две линии данных 82а и 82b, которые соединены с электрическими розетками в порте терапии/данных. При стыковке с разъемом 38 каждая из электрических розеток принимает соответствующий штыревой электрический контакт во внутреннем или наружном штырях, предполагая наличие такого штыревого электрического контакта. Порт терапии/данных 12 также снабжен двумя едиными уплотнителями 54 и 56, которые выступают вокруг корпуса порта. Уплотнители 54 и 56 образуют желобок 58, окружающий порт, в который может выступать часть пластикового корпуса 11 дефибриллятора. Уплотнители предохраняют дефибриллятор от попадания воды, грязи или других загрязнителей.

Количество электропроводных штыревых контактов в разъеме 33 варьирует в зависимости от того, используется ли разъем для подсоединения к дефибриллятору набора электродов, кабеля связи иди кабеля для испытаний. Возвращаясь к фиг. 1, когда используется разъем (обозначенный разъемом 38а) с набором электродов, каждый из двух наружных штырей 48а и 48с содержит штыревой электрический контакт. Каждый из штыревых электрических контактов соединен с одним из набора электродов 34 выводом 36. Внутренний штырь 48b не содержит никаких штыревых электрических контактов. Хотя различные типы электродов могут использоваться с дефибриллятором 10, предпочтительно электродами являются электроды электростимуляции/дефибрилляции/ЭКГ QUIK-COMBO^тм, реализуемый корпорацией Physio-Control Corporation. Электроды QUIK-COMBO являются одноразовыми электродами, которые накладываются на пациента путем отслоения подложки на электродах для обнажения клеевой подушечки. Для подсоединения электродов к дефибриллятору резъем 38а вставляется в порт терапии/данных.

После подсоединения к пациенту дефибриллятор работает в нормальном рабочем режиме. Первый респондент помещает электроды на пациента, вставляет разъем QUIK-COMBO в порт терапии/данных и включает дефибриллятор нажатием кнопки электрического питания 18. После выявления пациента с помощью методики, описанной ниже, дефибриллятор входит в нормальный режим работы. Следуя инструкциям, представляемым дефибриллятором, первый респондент сначала нажимает кнопку анализа 20. После нажатия кнопки анализа дефибриллятор анализирует электрокардиограмму (ЭКГ) пациента для определения, следует ли применять у больного терапию дефибрилляцией. Если выявляется аритмия, дефибриллятор уведомляет первого респондента как зрительным, так и слуховым предупреждением. Затем дефибриллятор автоматически заряжает энергонакопительный конденсатор до предварительно заданного напряжения. Когда достигается соответствующий заряд, первый респондент инструктируется нажать кнопку разряда 22 для подачи импульса дефибрилляции к пациенту через набор электрода 34. Хотя другие характеристики дефибриллятора доступны пользователю, полное обсуждение работы дефибриллятора не является необходимым для понимания настоящего изобретения.

Во время терапии дефибриллятор 10 сохраняет эпизодические данные, окружающие ситуацию, требующую неотложной помощи. Эпизодические данные обычно включают непрерывную ЭКГ пациента и итог ЭКГ непосредственно до и после того, как импульс дефибрилляции подается к пациенту. Последние данные предпочтительно форматируются в соответствии со стандартом CODE SUMMARY^тм, принятой корпорацией Physio-Control Corporation в их линии портативных дефибрилляторов, мониторов и электростимуляторов. Эпизодические данные могут также включать другие данные, включая показатель времени, когда были поданы импульсы дефибрилляции к пациенту, энергия каждого импульса, данные импеданса пациента и другие характеристики пациента и системы, необходимые для восстановления терапии дефибрилляцией. Кроме того, эпизодические данные могут даже содержать звукозапись происходящего, подученную с помощью микрофона 40, который вмонтирован в корпус дефибриллятора. Специалистам в этой области будет понятно, что тип эпизодических данных, которые могут регистрироваться, ограничен только внешними датчиками, предоставленными в фибрилляторе, и обьемом памяти, имеющимся в дефибрилляторе 10. Методики сжатия могут использоваться для сжатия данных ЭКГ и других данных для увеличения до максимума количества эпизодических данных, которые могут храниться.

Эпизодические данные могут позже загружаться из дефибриллятора 10 в добавочный компонент для анализа результатов конкретной терапии, примененной у пациента, и разработать базу данных, по которой может быть изучена эффективность лечения у большого количества пациентов. Для подсоединения дефибриллятора 10 к добавочному компоненту 44 кабель связи 42 соединяет дефибриллятор и добавочный компонент, как показано на фиг.2. Хотя добавочный компонент изображен на фиг.2 в виде персонального компьютера, следует принять во внимание, что добавочный компонент может также быть любым количеством устройств, которые позволили бы хранить или анализировать данные. Например, добавочный компонент может быть принтером для распечатки машинописной копии эпизодических данных, модемом для передачи эпизодических данных к дистанционному компьютеру или приводом жесткого диска или другим носителем информации для хранения эпизодических данных.

Для соединения кабеля связи 42 с портом терапии/данных дефибриллятора, предоставляется кабель с разъемом QUIK-COMBO (обозначенный разъем 38b), который содержит три штыревых электрических контакта. Внутренний штырь 48b содержит два штыревых электрических контакта, а наружный штырь 48а содержит один штыревой электрический контакт. Штырь 48с не содержит штыревой электрический контакт в разъеме кабеля связи. Три штыревых электрических контакта в разъеме 38b соединены с проводами внутри кабеля 42. Другой конец кабеля 42 соединен с разъемом (не показан), который выбран как требуется для стыковки с добавочным компонентом.

После подсоединения к добавочному компоненту дефиблилдятор распознает добавочный компонент и работает в режиме передачи данных. В режиме передачи данных данные могут загружаться в добавочный компонент для распечатки, хранения или анализа. Данные могут также подкачиваться в дефибриллятор для управления передачей данных, выполнения тестов дефибриллятора или изменения программного обеспечения внутри дефибриллятора.

Большинство современных дефибрилляторов также оборудованы режимом тестирования так, что работа дефибриллятора может легко тестироваться пользователем. Дая тестирования дефибриллятора контрольная нагрузка обычно величиной 50 Ом подается на дефибриллятор. Энергонакопительный конденсатор затем заряжается и разряжается в контрольную нагрузку для подтверждения правильной работы устройства. Для подсоединения дефибриллятора к контрольной нагрузке предоставляется контрольный кабель, имеющий разъем 38 QUIK-COMBO с четырьмя штыревыми электрическими контактами. Штыревые электрические контакты в каждом из наружных штырей 48а и 48b соединены с контрольной нагрузкой 50 Ом. Два штыревых электрических контакта во внутреннем штыре 48b замыкаются вместе. Как дополнительно подробно обсуждено ниже, после выявления контрольной нагрузки, подсоединенной к дефибриллятору, дефибриллятор автоматически входит в режим работы эксплуатационного испытания.

Следует принять во внимание, что использование общего порта терапии/данных значительно упрощает работу дефибриллятора. При реагировании на ситуации, требующие неотложной помощи, первый респондент немедленно распознает, куда подсоединять набор электродов к дефибриллятору. Не возникает путаницы вследствие наличия множества портов на дефибрилляторе. Далее, поскольку разъемы, используемые для подсоединения набора электродов, кабеля связи или контрольного кабеля имеют в сущности одинаковую форму, первый респондент может быть легко подготовлен к использованию дефибриллятора.

Для монтажа общего порта терапии/данных в дефибриллятор 10 соответствующие изменения должны быть произведены в аппаратном обеспечении и программном обеспечении дефибриллятора. Фиг. 4 представляет собой блок-схему аппаратного обеспечения внутри дефибриллятора 10. В сердцевине дефибриллятора находится микропроцессор 60. Хотя показан только один микропроцессор, следует принять во внимание, что двойные микропроцессоры монтируются в дефибриллятор для обеспечения дублирования и увеличения возможности обработки, микропроцессор 60 соединен с панелью управления 16 по каналу передачи информации 62. Поэтому микропроцессор может получать команды, подаваемые первым респондентом с помощью кнопок 18, 20, 22, 24 и 26 на панели управления. Голосовые данные, воспринимаемые микрофоном 40, также могут быть преобразованы в цифровую форму и храниться с использованием методик, известных в этой области. Для предоставления инструкций или визуальных команд пользователю микропроцессор может передавать по каналу передачи информации 62 соответствующие данные для активации ЖКД дисплея 28, светодиодов 32 или подавать голосовые команды через динамик 30.

При нормальном режиме работы микропроцессор ответственен за анализирование ЭКГ пациента для определения, выявляется ли ритм, подлежащий применению дефибрилляции, и если так, зарядить энергонакопительный конденсатор для подачи разряда дефибрилляции пациенту. ЭКГ регистрируется у пациента посредством набора электродов и подается к дефибриллятору через общий порт терапии/данных. Две терапевтические линии 64а и 64b подсоединены к порту терапии/данных 12 для распределения сигнала ЭКГ внутри дефибриллятора. Линия 64b является линией возврата, тогда как линия 64а соединена с включателем 66 разряда и защитной схемой 68 переходного режима.

Для манипуляции аналоговым сигналом ЭКГ внутри дефибриллятора сигнал должен быть преобразован в цифровую форму. Защитная схема 68 переходного режима, предусилитель 70 и аналого-цифровой преобразователь 72 соединены между линией 64а и микропроцессором для преобразования ЭКГ в цифровую форму. Защитная схема переходного режима гарантирует, что предусилитель не будет поврежден, когда пациенту подают импульсы дефибрилляции по терапевтическим линиям 64а и 64b. Предусилитель 70 усиливает сигнал ЭКГ и предоставляет его в аналого-цифровой преобразователь 72, где он преобразуется в цифровую форму. После принятия сигнала ЭКГ он анализируется микропроцессором и хранится как часть эпизодических данных для последующего поиска. Хотя различные носители информации, такие как компьютерный накопитель на магнитной ленте, могут использоваться для хранения эпизодических данных, в фактическом варианте реализации изобретения ЭКГ и другие эпизодические данные хранятся внутри запоминающего устройства 74. Предпочтительно, часть памяти запоминающего устройства 74 является энергонезависимой памятью, так что данные будут сохраняться даже несмотря на то, что питание дефибриллятора позднее будет отключено во время транспортировки.

Если во время анализа ЭКГ выявляется ритм, подлежащий применению дефибрилляции, микропроцессор заряжает энергонакопительный конденсатор С1 в предвидении подачи импульса дефибрилляции пациенту. Для зарядки конденсатора соответствующие команды подаются в высоковольтную цепь 76 зарядного устройства, расположенную между энергонакопительным конденсатором и портативным батарейным источником питания 78. Напряжение на пластинах конденсатора измеряется в магистрали 79, которая соединена с аналого-цифровым преобразователем 72. Когда напряжение достигает желаемого уровня, светодиод в кнопке разряда 22 загорается для указания первому респонденту, что дефибриллятор готов к подаче разряда дефибрилляции пациенту. Если первый респондент нажимает кнопку разряда, указывающую что следует подать разряд, микропроцессор замыкает включатель 66 разряда. Замыкание включателя 66 разряда соединяет энергонакопительный конденсатор С1 с пациентом по терапевтическим линиям 64а и 64b, подавая импульс дефибрилляции с надеждой на прекращение аритмии у пациента. Индукционная катушка L1 предоставляется в магистрали разряда для модуляции импульса дефибрилляции при подаче импульса пациенту. Если импульс дефибрилляции не может прекратить аритмию у пациента, процесс зарядки и разрядки энергонакопительного конденсатора повторяется.

По завершении проведения терапии пациента запоминающее устройство 74 содержит эпизодические данные, которые соответствуют примененной терапии. Как обсуждалось выше, эпизодические данные могут содержать данные ЭКГ, данные CODE SUMMARY, голосовые данные и другую информацию. Для обеспечения возможности анализа эпизодических данных последующими лицами, оказывающими медицинскую помощь, данные должны загружаться из дефибриллятора 10. Для загрузки данных дефибриллятор подсоединяется к добавочному компоненту, как показано на фиг.2. Когда соединение завершено, микропроцессор может передать данные к добавочному компоненту через интерфейс связи 80. Как показано на фиг.4, интерфейс связи соединен с портом терапии/данных 12 парой линий данных 82а и 82b.

Фиг. 5 представляет собой схему интерфейса связи 80, используемого для подсоединения микропроцессора 60 к порту терапии/данных 12. Параллельные данные предоставляются от микропроцессора по каналу передачи информации 62 к универсальному асинхронному приемнику/передатчику (UART) 84. UART параллельно с серийным преобразованием обрабатывает данные для передачи и предоставляет серийные данные в драйвер 88 RS-232 по линии передачи TXD. Драйвер RS-232 повышает уровень напряжения сигнала данных для передачи по кабелю 42 к добавочному компоненту. Драйвер RS-232 также понижает уровень напряжения принимаемых сигналов и предоставляет принятые данные в UART по линии приема RXD.

Драйвер 86 RS-232 соединен с портом терапии/данных 12 через фиксаторы уровня 87а и 87b и дроссель 88. Фиксатор уровня 87а включает резистор R1 последовательно с линией данных 82а, парой диодов стабилизатора D1 и D2, соединенные катод к катоду между линией данных 82а и землей, и конденсатор С2, соединенный между линией данных 82а и землей. Целью фиксатора уровня является ограничение напряжения, которое подается на драйвер RS-232. Хотя импульс дефибрилляции подается по терапевтическим линиям 64а и 64b, а не по линиям данных 82а и 82b, близость терапевтических линий к линиям данных, где линии проходят через порт терапии/данных, может обусловить импульс напряжения, индуцируемый в линиях данных. Фиксатор уровня 87а предотвращает повреждение драйвера RS-232 индуцированным импульсом напряжения в линии передачи данных. Фиксатор уровня также защищает драйвер RS-232 от электростатического разряда (ЭСР). Фиксатор уровня 87b имеет конструкцию, аналогичную фиксатору уровня 87а, с резистором R2, конденсатором С3 и диодами D3 и D4, соединенными с линией данных 82b. Фиксатор уровня 87b предотвращает повреждение драйвера RS-232 ЭСР и индуцированным импульсом напряжения в линии приема данных. Как линия передачи, так и линия приема данных также проходят через дроссель 88 ферритовой шайбы. Дроссель ограничивает количество электромагнитных помех (ЭМП), генерируемых при передаче сигналов по кабелю 42, соединенному с портом терапии/данных.

При режиме работы связи данных терапевтическая линия 64b используется как замыкание через землю. Трехпроходной интерфейс (TXD, RXD и возврат) между дефибриллятором и добавочным компонентом достаточен для обеспечения скорости последовательной передачи данных, достигающей или превышающей 115 килобод. Специалисты в этой области поймут, что ввиду отсутствия выделенных линий подтверждения установления связи в интерфейсе подтверждение установления связи между дефибриллятором и добавочным компонентом должно выполняться в программном обеспечении.

Возвращаясь к фиг. 4, дефибриллятор также снабжен схемой для измерения импеданса линий 64а и 64b под полным напряжением. Несколько различных методик приняты для измерения импеданса пациента и электродов, прикрепленных к пациенту. В фактическом варианте реализации изобретения предоставляется импедансный генератор 69 для генерации высокочастотного сигнала переменного тока. Высокочастотный сигнал переменного тока подается через защитную схему 68 переходного режима к терапевтической линии 64а. С помощью методики, которая известна в этой области, импеданс терапевтических линий под полным напряжением определяется по амплитуде соответствующего принимаемого сигнала переменного тока, который отфильтровывается из ЭКГ пациента. Таймер 67 также предоставляется в дефибрилляторе для предоставления точной временной развертки к микропроцессору 60.

Для определения того, работать ли в нормальном режиме, режиме связи данных или режиме контроля пользователя, дефибриллятор должен быть способен определить, подключен ли к порту терапии/данных пациент, добавочный компонент иди контрольная нагрузка. Предпочтительная программная процедура 100 для выявления идентичности элемента, соединенного с портом терапии/данных, представлена на фиг.6.

Как показано на фиг.6, сразу после включения дефибриллятора в сеть проводится тест блока принятия решений 102 для определения, нажата ли была правая указательная кнопка 26 при включении дефибриллятора. Если была нажата правая указательная кнопка при включении дефибриллятора, в блоке 104 процедура предполагает, что принтер подсоединен к порту терапии/данных и начинает передавать хранящиеся эпизодические данные в формате для печати. Следует принять во внимание, что определение, подключен ли принтер к дефибриллятору, должно быть основано на входных данных от пользователя, потому что некоторые широко доступные принтеры не предоставляют выходных данных, которые могут быть использованы для идентификации принтера. Однако определение, подключены ли к дефибриллятору другие устройства или пациент, производится автоматически, как обсуждено ниже.

Если правая указательная кнопка не была нажата первым респондентом при включении в сеть, блок 106 производит измерение импеданса линий 64а и 64b под полным напряжением. Импеданс измеряется подачей высокочастотного сигнала переменного тока от импедансного генератора 69. В блоке принятия решений 108 проводится тест измеренного импеданса. Если измеренный импеданс укладывается в диапазон 30-300 Ом, процедура продолжается в блоке принятия решений 110. Если измеренный импеданс выпадает из диапазона 30-300 Ом, процедура продолжается в блоке 118. Диапазон 30-300 Ом заранее выбран для охвата ожидаемого диапазона импеданса пациента.

В блоке принятия решений 110 проводится тест для определения, равен ли импеданс терапевтической линии 50 Ом. Если импеданс терапевтической линии не равен 50 Ом, процедура продолжается в блоке 112. В блоке 112 дефибриллятор входит в нормальный режим работы. То есть выявленный импеданс терапевтических линий показывает, что пациент может быть подключен к дефибриллятору. Поэтому дефибриллятор пытается выявить ЭКГ пациента в терапевтических линиях. Если ЭКГ выявляется, проводится анализ и начинается соответствующее лечение.

Если импеданс терапевтической линии составляет 50 Ом, в блоке принятия решений 110 проводится тест для определения, пользователь или дефибриллятор пытается войти в режим контроля пользователя. Для указания, что дефибриллятор готов войти в режим контроля пользователя, разъем контрольного кабеля оборудован линиями данных 82а и 82b, закороченных вместе. Поэтому в блоке принятия решений 114 проводится тест для определения, закорочены ли вместе линии данных, путем передачи сигнала по линии TXD и попытки принять сигнал по линии RXD. Если линии данных закорочены, в блоке 116 дефибриллятор входит в режим контроля пользователя. Если линии данных не закорочены, в блоке 112 дефибриллятор входит в нормальный режим, поскольку выявленный импеданс укладывается в диапазон, показывая, что пациент может подключаться к дефибриллятору. Следует принять во внимание, что другие методики могут также использоваться для указания, что дефибриллятор готов войти в режим контроля пользователя, включающий нажатие соответствующей последовательности кнопок на панели управления дефибриллятором.

Возвращаясь к блоку принятия решении 108, если определенный импеданс терапевтической линии выходит за пределы диапазона 30-300 Ом, процедура продолжается в блоке 118. В блоке 118 запрос передается дефибриллятором по линиям данных 82а и 82b. Запрос может принимать различные формы, но предназначен вызвать реакцию подтверждения установления связи от добавочного компонента, подсоединенного к дефибриллятору через порт терапии/данных. В блоке принятия решений 120 проводится тест для определения, получен ли ответ на запрос. Если ответ получен, в блоке принятия решений 122 проводится тест для определения, содержит ли ответ особый пароль. Если в ответе содержится пароль, в блоке 128 дефибриллятор входит в производственный контрольный режим работы. Производственный контрольный режим используется производителем после сборки дефибриллятора иди во время последующего технического обслуживания. В производственном контрольном режиме данные могут передаваться между тестирующим оборудованием и дефибриллятором для проведения дефибриллятора через набор тестов. Во время тестов можно чередовать работу дефибриллятора в нормальном режиме работы и в режиме работы связи данных для полной проверки дефибриллятора.

Если в ответе блока принятия решений 122 не содержится пароль, процедура продолжается в блоке 124. В блоке 124 тип добавочного компонента, подсоединенного к дефибриллятору, определяется на основании идентификационных сигналов, содержащихся в ответе. Как обсуждено выше, добавочным компонентом может быть компьютер или модем для обеспечения возможности передачи эпизодических данных к дистанционному компьютеру. После идентификации присоединенного добавочного компонента дефибриллятор входит в режим связи данных в блоке 126. В режиме связи данных эпизодические данные, контрольные данные или другие данные передаются к и принимаются от добавочного компонента.

Возвращаясь к блоку принятия решений 120, если ответ не получен в пределах соответствующего интервала времени, процедура продолжается в блоке принятия решений 130. В блоке принятия решений 130 исследуется количество времени, которое дефибриллятор ожидал для выявления пациента, добавочного компонента или контрольной нагрузки. Если соединение к дефибриллятору не было определено в пределах предварительно выбранного периода перерыва, дефибриллятор прекратит попытки определения соединения и автоматически отключается. Автоматическое отключение сохраняет энергию батареи в случае непредвиденного включения дефибриллятора. Если период перерыва не прекратился, процедура возвращается к блоку 106, где производится другое измерение импеданса терапевтической линии. Таким образом, процедура будет автоматически повторять цикл попыток определения подсоединения к пациенту, добавочному компоненту или контрольной нагрузке в течение продолжительности периода перерыва.

Следует принять во внимание, что использование единственного порта как для связи данных, так и для применения терапии пациента, предоставляет несколько производственных преимуществ над дефибриллятором с портами, выделенными для каждой функции. Единственный порт уменьшает стоимость дефибриллятора путем облегчения гидроизоляции корпуса дефибриллятора. Единственный порт также сводит к минимуму количество соединений между внутренней схемой и наружным кожухом дефибриллятора, облегчая защиту от разрядов, происходящих в наружных разъемах.

Хотя предпочтительный вариант реализации изобретения был проиллюстрирован и описан, следует принять во внимание, что в нем могут производиться различные изменения без отхода от духа и сферы притязаний изобретения. Например, хотя предполагается, что разъем 38 обычной формы используется для соединения набора электродов, кабеля связи и контрольного кабеля к порту терапии/данных, следует принять во внимание, что разъемы другой формы могут использоваться для соединения каждого элемента с дефибриллятором. Однако разъем обычной формы упрощает использование первым респондентом.

Следует также принять во внимание, что хотя только две линии данных и возврат используются во время режима данных связи, количество линий данных может расширяться для увеличения скорости передачи данных связи для предоставления выделенных линий подтверждения установления связи. Увеличение количества линий данных потребует реконструкцию интерфейса связи 80 для предоставления соответствующего интерфейса между микропроцессором и добавочным компонентом. Разъем 38 должен также быть увеличен для включения дополнительного количества штыревых электрических контактов. Количество линий данных может быть также уменьшено до единственной линии данных и линии возврата. Однако уменьшение количества линий данных уменьшит скорость передачи данных связи.

Специалисты в этой области, кроме того, поймут, что хотя общий порт терапии/данных был раскрыт в контексте портативного дефибриллятора 10, общий порт терапии/данных может быть включен в другие портативные или непортативные медицинские приборы. Например, общий порт терапии/данных может быть включен в портативный электростимулятор, который предназначен для анализа ЭКГ пациента и применения терапии электростимуляции. Конструкция общего порта терапии/данных имеет широкую область применения в любом портативном или непортативном медицинском устройстве, которое получит преимущество от уменьшения количества наружных портов на устройстве. Следовательно, в пределах притязаний прилагаемой формулы изобретения следует принять во внимание, что изобретение может использоваться иным образом, чем конкретно описано здесь.

Формула изобретения

1. Электронный физиологический прибор для анализа электрокардиограммы пациента и применения выбранной терапии, основанной на проанализированной электрокардиограмме, содержащий аналитическое средство для выявления электрокардиограммы пациента, выполняющее анализ электрокардиограммы для определения вида терапии для применения у пациента, и хранения данных, соответствующих электрокардиограмме, терапевтический генератор, соединенный с аналитическим средством для выработки терапевтического сигнала, который может быть подан пациенту, причем терапевтический сигнал основан на анализе электрокардиограммы в определенном виде терапии, средство связи, соединенное с аналитическим средством для передачи хранящихся данных к добавочному компоненту, отличающийся тем, что содержит порт, соединенный со средством связи и терапевтическим генератором и выполненный с возможностью подачи через разъем и кабель связи терапевтического сигнала пациенту или передачи хранящихся данных к добавочному компоненту.

2. Прибор по п.1, отличающийся тем, что содержит средство определения подсоединения пациента к порту с возможностью работы прибора при установлении подсоединения пациента к порту в нормальном режиме.

3. Прибор по п.1, отличающийся тем, что содержит средство определения подсоединения добавочного компонента к порту с возможностью работы прибора при этом в режиме передачи данных.

4. Прибор по п.1, отличающийся тем, что содержит средство определения подсоединения контрольного прибора к порту с возможностью работы прибора при этом в контрольном режиме.

5. Прибор по п.1, отличающийся тем, что средство связи подсоединено к порту, по крайней мере, одной линией данных и линией возврата и выполнено с возможностью передачи по ним хранящихся данных, также с возможностью приема данных добавочного компонента через порт.

6. Прибор по п.1, отличающийся тем, что содержит защитную схему, соединенную между средством связи и портом для защиты средства связи при проведении терапии пациента.

7. Прибор по п.1, отличающийся тем, что в качестве добавочного компонента может быть использован принтер, модем, компьютер или другое средство для хранения данных.

8. Прибор по п.1, отличающийся тем, что принимаемые данные от добавочного компонента способны изменять режим работы аналитического средства.

9. Прибор по пп.1 и 2, отличающийся тем, что терапевтический генератор соединен с портом через пару терапевтических линий.

10. Прибор по пп.2 и 9, отличающийся тем, что средство определения подсоединения пациента к порту содержит детектор импеданса для измерения импеданса пары терапевтических линий, который входит в диапазон импеданса пациента, подсоединенного к порту.

11. Прибор по п.9, отличающийся тем, что терапевтический сигнал терапевтических линий представляет собой разряд дефибрилляции.

12. Способ выбора режима работы электронного физиологического прибора, имеющего схему связи, терапевтический генератор и порт, между нормальным режимом работы, в котором терапевтические сигналы подают по терапевтическим линиям, соединяющим терапевтический генератор с портом, и режимом работы передачи данных, в котором данные передают по меньшей мере по одной линии данных, соединенной между схемой связи и портом, отличающийся тем, что подают первый сигнал в одну из терапевтических линий, определяют первый ответный сигнал на одной из терапевтических линий, причем первый ответный сигнал пропорционален импедансу двух терапевтических линий, и осуществляют ввод в нормальный режим работы, если импеданс входит в диапазон, указывающий, что пациент подсоединен к электронному физиологическому прибору, подают второй сигнал в по меньшей мере одну линию данных, если пациент не подсоединен к электронному физиологическому прибору, и выявляют второй ответный сигнал в по меньшей мере одной линии данных и осуществляют ввод в режим работы передачи данных, если второй ответный сигнал указывает на присутствие добавочного компонента.

13. Способ по п.12, отличающийся тем, что диапазон составляет 30-300 Ом.

14. Способ по п.12, отличающийся тем, что осуществляет анализ второго ответного сигнала для определения типа добавочного компонента, подсоединенного к электронному физиологическому прибору.

15. Способ по п.14, отличающийся тем, что в случае, если выявленный добавочный компонент является контрольным прибором, осуществляют ввод электронного физиологического прибора в контрольный режим работы.

РИСУНКИ

Рисунок 1, Рисунок 2, Рисунок 3, Рисунок 4, Рисунок 5, Рисунок 6