Дефибриллятор

Изобретение относится к области медицинской техники. Дефибриллятор содержит устройство управления, устройство измерения сопротивления пациента, емкостный накопитель энергии, отрицательный выход которого соединен с общим проводом, а положительный выход соединен со входом блокирующего ключа. Выход блокирующего ключа соединен с первым выводом разрядного резистора и положительным входом тиристорного мостового переключателя полярности тока нагрузки. Отрицательный вход тиристорного мостового переключателя соединен с общим проводом. Выход устройства измерения сопротивления пациента соединен со входом устройства управления, а выходы устройства управления соединены со входами управления накопителя энергии, блокирующего ключа и тиристорного мостового переключателя полярности тока нагрузки. Второй вывод разрядного резистора соединен с общим проводом напрямую. Между выходом блокирующего ключа и положительным входом тиристорного мостового переключателя полярности тока нагрузки включен первый дополнительно введенный диод. Первый вывод устройства измерения сопротивления пациента соединен с общим проводом, а его второй вывод через второй дополнительно введенный диод соединен с положительным входом тиристорного мостового переключателя полярности тока нагрузки. Изобретение обеспечивает повышение надежности дефибриллятора за счет применения в высоковольтном коммутаторе минимального количества силовых ключей и повышение степени защиты пациента от поражения электрическим током. 3 ил.

 

Изобретение относится к области медицины. Дефибриллятор может быть использован для реанимации и электроимпульсной терапии в случае нарушения сердечной деятельности пациента.

В современных дефибрилляторах при формировании терапевтического электрического импульса решаются следующие задачи:

1. Определение величины сопротивления пациента (нагрузки);

2. Заряд накопительного конденсатора до напряжения, зависящего от сопротивления пациента и выбранной энергии. Максимальное напряжение заряда конденсатора порядка 2500 В;

3. Формирования и выдача на пациента бифазного электрического разряда с накопительного конденсатора при помощи высоковольтного коммутатора. Максимальные токи разряда до 50 А, при длительности импульса разряда до 20 мс;

4. Принудительный разряд накопительного конденсатора в случае отмены проведения дефибрилляции, а также для полного разряда конденсатора после выдачи дефибрилляционного импульса;

5. Обеспечение защиты пациента от поражения электрическим током. Для этого медицинский прибор не должен быть источником несанкционированного тока, протекающего через пациента, а также должен иметь большое сопротивление для токов, генерируемых внешними источниками напряжения, смотри раздел 8 ГОСТ Р МЭК 60601-1-2010.

Необходимость решения этих задач определяет состав и особенности силовой части дефибрилляторов.

В дефибрилляторе (ЕР 1565234 В1), содержащем емкостный наполнитель энергии, мостовой переключатель полярности тока нагрузки, резистор принудительного разряда накопительного конденсатор, коммутация разрядного резистора и электродов дефибрилляции осуществляется с помощью электромеханических реле. Реле обеспечивают высокое сопротивление изоляции при размыкании, но имеют низкую надежность и низкое напряжение пробоя разомкнутых контактов, что негативно влияет на безопасность использования прибора.

Дефибриллятор (патент RU №2196616) содержит емкостный накопитель энергии, командное устройство, мостовой переключатель полярности тока нагрузки и устройство измерения сопротивления пациента, содержащее источник опорного напряжения, высоковольтный тиристорный коммутатор и токоизмерительный резистор.

Недостатком данного устройства является отсутствие узла принудительного разряда накопительного конденсатора и наличие громоздкого и дорогостоящего высоковольтного коммутатора в устройстве измерения сопротивления пациента. Дефибриллятор имеет недостаточный уровень защиты пациента от высокого напряжения емкостного накопителя энергии, поскольку цепи высокого напряжения отделены от пациента только мостовым переключателем полярности тока нагрузки.

Наиболее близким аналогом к заявленному изобретению по совокупности признаков и принятый за прототип является дефибриллятор с безопасным контуром разряда, патент RU №2365389, содержащий емкостный накопитель энергии, мостовую транзисторную Н-образную электрическую схему, устройство управления, предохранительный коммутатор для прерывания электрического напряжения, поступающего на мостовую Н-образную электрическую схему перед и после осуществления токового удара, коммутатор с резистором для разряда емкостного накопителя энергии, измеритель полного электрического сопротивления пациента, подключенный к электродам дефибрилляции.

Прототип обеспечивает хорошую защиту пациента от тока, который может возникнуть под действием напряжения емкостного накопителя энергии, но практически не защищен от воздействия тока, который может возникнуть при приложении внешнего напряжения между пациентом и прибором. Это обусловлено тем, что импеданс выхода Н-образной электрической схемы для токов, втекающих извне, снижен из-за подключения к электродам дефибрилляции устройства измерения сопротивления пациента.

Наличие у прототипа дополнительного ключа для разряда накопительного конденсатора снижает надежность устройства.

Задачей, на решение которой направлено заявленное изобретение, является повышение надежности дефибриллятора за счет применения в высоковольтном коммутаторе минимального количества силовых ключей и повышение степени защиты пациента от поражения электрическим током.

Технический результат настоящего изобретения заключается в упрощении электрической схемы за счет двойного использования коммутационных элементов и, соответственно, повышении надежности устройства, а также в значительном повышении импеданса выхода дефибриллятора для втекающих токов за счет оригинального подключения устройства измерения сопротивления к пациенту с помощью тиристорного переключателя полярности тока нагрузки.

Для решения поставленной задачи в дефибрилляторе, содержащем устройство управления, устройство измерения сопротивления пациента, емкостный накопитель энергии, отрицательный выход которого соединен с общим проводом, а положительный выход соединен со входом блокирующего ключа, выход блокирующего ключа соединен с первым выводом разрядного резистора и положительным входом тиристорного мостового переключателя полярности тока нагрузки, отрицательный вход которого соединен с общим приводом, второй вывод разрядного резистора соединен с общим проводом напрямую, между выходом блокирующего ключа и положительным входом тиристорного мостового переключателя полярности тока нагрузки включен первый дополнительно веденный диод, первый вывод устройства измерения сопротивления пациента соединен с общим проводом, а его второй вывод через второй дополнительно введенный диод соединен с положительным входом тиристорного мостового переключателя полярности тока нагрузки.

Заявленное решение поясняется чертежами, где на фиг. 1 изображена схема предлагаемого дефибриллятора; на фиг. 2 - схема дефибриллятора с включенным в нее дросселем и демпфирующим диодом; на фиг. 3 - вариант схемы реализации устройства измерения сопротивления пациента.

Дефибриллятор, схема которого приведена на фиг. 1, содержит устройство управления 1, устройство измерения сопротивления пациента 2, емкостный накопитель энергии 3, отрицательный выход которого соединен с общим проводом, а положительный выход соединен со входом блокирующего ключа 4, выход блокирующего ключа соединен с первым выводом разрядного резистора 5, второй вывод которого соединен с общим проводом напрямую, и плюсовым выводом первого дополнительного диода 6, отрицательный вывод которого соединен с положительным входом тиристорного мостового переключателя полярности тока нагрузки 7, отрицательный вход которого соединен с общим проводом, а к его выходам подключена нагрузка 8; устройство измерения сопротивления пациента 2 первым выводом соединено с общим проводом, а вторым выводом соединено с плюсовым выводом второго дополнительного диода 9, отрицательный вывод которого соединен с положительным входом мостового переключателя 7 полярности тока нагрузки.

На фиг. 2 приведен вариант реализации изобретения, где для обеспечения работы тиристоров мостового переключателя полярности тока нагрузки в область безопасных режимов по скорости нарастания тока дополнительно введены дроссель 10 и демпфирующий диод 11.

На фиг. 3 приведена упрощенная схема варианта реализации устройства измерения сопротивления пациента 2. Источник напряжения 12, резистор 13 и конденсатор 14 образуют источник стабилизированного опорного напряжения с емкостным импедансом. Резистор 15 играет роль датчика тока.

Дефибриллятор работает следующим образом.

После принятия решения о проведении дефибрилляции оператор устанавливает уровень энергии терапевтического импульса и дает команду на набор энергии. Перед набором энергии по команде устройства управления 1 производится замер сопротивления пациента, для чего открывается одна из диагоналей (любая) переключателя 7, тем самым обеспечивается протекание тока от заряженного конденсатора 14 через диод 9, переключатель 7, пациента 8 и датчик тока 15. По мере разряда конденсатора 14 импульс тока затухает и тиристоры переключателя 7 переходят в закрытое состояние.

Импульсное напряжение с датчика тока, обратно пропорциональное сопротивлению пациента, подается в устройство управления 1.

Диод 6 блокирует протекание тока от устройства 2 через разрядный резистор 5. Далее устройство управления 1 дает команду на заряд конденсатора в накопителе 3 до напряжения, величина которого установлена по результатам измерения сопротивления пациента и заданного оператором уровня энергии терапевтического импульса.

В процессе накопления и хранения энергии на конденсаторе накопителя 3 блокирующий ключ 4 закрыт, ток утечки ключа 4 при этом замкнут на общий провод через разрядный резистор 5, что обеспечивает отсутствие опасного напряжения на входе мостового переключателя 7. Далее, по команде оператора, устройство управления 1 обеспечивает формирование терапевтического импульса по следующему алгоритму:

1. Включается ключ 4, обеспечивая подключение напряжения с накопителя 3 к разрядному резистору 5 и через диод 6 к мостовому переключателю 7, тут же включается первая диагональ тиристорного мостового переключателя 7, обеспечивая протекание тока через нагрузку в прямом направлении.

2. По истечении заданного времени, обычно это около 5 мс, блокирующий ключ 4 закрывается, ток через тиристорный переключатель полярности 7 и нагрузку 8 прекращается, тиристоры первой диагонали переключателя полярности 7 переходят в закрытое состояние. Формируется пауза длительностью около 1 мс между первой и второй фазой терапевтического импульса.

3. После паузы включается ключ 4 и вторая диагональ переключателя 7, обеспечивая протекание тока через нагрузку в обратном направлении.

4. По истечении заданного времени, около 5 мс, блокирующий ключ 4 закрывается, ток через тиристорный переключатель 7 и нагрузку 8 прекращается, тиристоры второй диагонали переключателя 7 переходят в закрытое состояние.

5. По истечении времени, необходимого для полного закрывания тиристоров, это не менее 0,2 мс, вновь открывается ключ 4 на время, необходимое для полного разряда накопительного конденсатора через резистор 5.

6. Если после заряда накопительного конденсатора дефибрилляция отменяется, открывается ключ 4 и производится полный разряд накопительного конденсатора через резистор 5.

Диод 9 при формировании импульса дефибрилляции и в режиме принудительного разряда накопительного конденсатора защищает устройство 2 от воздействия высокого напряжения, поступающего на положительный вход переключателя.

Поскольку в период формирования импульса дефибрилляции к накопителю 3 параллельно с нагрузкой 8 оказывается подключен разрядный резистор 5, для снижения на нем потерь энергии накопителя, сопротивление резистора должно быть много больше, чем номинальное сопротивление нагрузки, составляющее 50 Ом, при этом для сокращения времени принудительного разряда накопительного конденсатора сопротивление резистора не должно быть очень большим. Сопротивление разрядного резистора 5 на уровне 3 кОм удовлетворяет обоим требованиям.

Для ограничения скорости нарастания тока через тиристоры переключателя 7, последовательно с ним может быть включен дроссель 10 и демпфирующий диод 11.

Схема высоковольтного коммутатора, выполненная по предлагаемому техническому решению, успешно используется в модернизированной версии выпускаемого на предприятии дефибриллятора ДКИ-Н-10.

Дефибриллятор, содержащий устройство управления, устройство измерения сопротивления пациента, емкостный накопитель энергии, отрицательный выход которого соединен с общим проводом, а положительный выход соединен со входом блокирующего ключа, выход блокирующего ключа соединен с первым выводом разрядного резистора и положительным входом тиристорного мостового переключателя полярности тока нагрузки, отрицательный вход которого соединен с общим проводом, при этом выход устройства измерения сопротивления пациента соединен со входом устройства управления, а выходы устройства управления соединены со входами управления накопителя энергии, блокирующего ключа и тиристорного мостового переключателя полярности тока нагрузки, отличающийся тем, что второй вывод разрядного резистора соединен с общим проводом напрямую, между выходом блокирующего ключа и положительным входом тиристорного мостового переключателя полярности тока нагрузки включен первый дополнительно введенный диод, первый вывод устройства измерения сопротивления пациента соединен с общим проводом, а его второй вывод через второй дополнительно введенный диод соединен с положительным входом тиристорного мостового переключателя полярности тока нагрузки.



 

Похожие патенты:

Заявленная группа изобретений относится к медицинской технике, а именно к дефибриллятору (100), выполненному с возможностью применения как прижимного электрода, так и клейкого электрода (190) и способу его активации.

Изобретение относится к конструкции подголовника, содержащей собранный в ней автоматический внешний дефибриллятор. Конструкция подголовника содержит корпус и два поддерживающих стержня.

Изобретение относится к медицине, а именно к кардиологии, и может быть использовано для лечения фибрилляции предсердий. Через венозную систему пациента в область сердца вводят катетер, имеющий два электрода.

Группа изобретений относится к медицинской технике. Обучающая адаптерная система для дефибриллятора содержит пару электродов пациента, детектор, выполненный с возможностью детектировать надлежащее размещение пары электродов пациента на имитации пациента, соединитель, расположенный для электрического соединения с дефибриллятором, имитатор ЭКГ, шунтирующий резистор дефибрилляционной энергии и контроллер.

Группа изобретений относится к медицинской технике. Дефибриллятор для обнаружения ритма сердца, при котором необходим электрошок, содержит схему подачи высокого напряжения для проведения электротерапии; входную схему электрокардиограммы (ЭКГ), соединенную с источником сигналов ЭКГ; контроллер, соединенный с входной схемой ЭКГ.

Изобретение относится к медицинской технике. Многократно используемый компонент приклеиваемого дефибрилляционного электрода содержит гибкий непроводящий элемент и гибкий многократно используемый металлический элемент, поддерживаемый непроводящим элементом и сконфигурированный для распространения тока электрического дефибрилляционного импульса через достаточную для дефибрилляции область воздействия 15 кв.

Предложен жесткий переносной футляр для дефибриллятора, имеющий шарнирную сторону, замок, размещенный на стороне расположения замка, противоположной шарнирной стороне, а также ручку, размещенную на стороне расположения ручки, расположенной между шарнирной стороной и стороной расположения замка.

Изобретение относится к медицинской технике, а именно к шарнирным переносным сумкам для портативного дефибриллятора. Сумка имеет открытое положение и закрытое положение и содержит: жесткое основание, имеющее внутреннюю область основания, ограниченную четырьмя боковыми стенками основания и нижней поверхностью; жесткую крышку, которая имеет внутреннюю область крышки, ограниченную четырьмя боковыми стенками крышки и верхней поверхностью; шарнир, расположенный на одной боковой стенке основания, соединяющий основание с крышкой; запирающий узел, расположенный на стороне переносной сумки, противоположной боковой стенке с шарниром, для удержания крышки с основанием в закрытом положении; дугообразную ручку с двумя концами, при этом ручка расположена на второй стороне переносной сумки, смежно как шарниру, так и запирающему узлу; кронштейн для хранения измерителя СЛР, расположенный во внутренней области основания; ячейку для хранения электродов, размещенную во внутренней области основания; и множество внутренних отделений, расположенных во внутренней области основания и во внутренней области крышки, причем портативный дефибриллятор находится во внутренней области основания, при этом каждый из портативного дефибриллятора, кронштейна для хранения измерителя СЛР, ячейки для хранения электродов виден и доступен, когда портативный дефибриллятор открыт.

Изобретение относится к медицинской технике, а именно к футлярам с петлей для переноски портативного дефибриллятора. Футляр имеет открытое положение и закрытое положение и содержит: жесткое основание, имеющее область внутренней части основания, ограниченную четырьмя боковыми стенками основания и поверхностью дна; жесткую крышку, имеющую область внутренней части крышки, ограниченную четырьмя боковыми стенками крышки и верхней поверхностью; петлю, расположенную на одной боковой стенке основания, соединяющую основание с крышкой; узел запора, расположенный на стороне футляра для переноски, противоположной боковой стенке с петлей, для удержания крышки у основания в закрытом положении; ручку с двумя концами, ручка расположена на второй стороне футляра для переноски смежно с петлей и узлом запора; тестер нажимной кнопки дефибриллятора, который имеет исполнительное приспособление кнопки дефибриллятора; и множество внутренних отсеков, расположенных в области внутренней части основания и области внутренней части крышки, где портативный дефибриллятор расположен в области внутренней части основания, а тестер нажимной кнопки дефибриллятора расположен в области внутренней части крышки над и рядом с портативным дефибриллятором, когда футляр для переноски находится в закрытом положении.

Изобретения относятся к медицине. Способ наложения электродов внешнего дефибриллятора на пациента осуществляют с помощью системы электродов, содержащей жесткую непроводящую защитную накладку, на которой расположена пара электродов.

Изобретение относится к области медицинской техники. Дефибриллятор содержит устройство управления, устройство измерения сопротивления пациента, емкостный накопитель энергии, отрицательный выход которого соединен с общим проводом, а положительный выход соединен со входом блокирующего ключа. Выход блокирующего ключа соединен с первым выводом разрядного резистора и положительным входом тиристорного мостового переключателя полярности тока нагрузки. Отрицательный вход тиристорного мостового переключателя соединен с общим проводом. Выход устройства измерения сопротивления пациента соединен со входом устройства управления, а выходы устройства управления соединены со входами управления накопителя энергии, блокирующего ключа и тиристорного мостового переключателя полярности тока нагрузки. Второй вывод разрядного резистора соединен с общим проводом напрямую. Между выходом блокирующего ключа и положительным входом тиристорного мостового переключателя полярности тока нагрузки включен первый дополнительно введенный диод. Первый вывод устройства измерения сопротивления пациента соединен с общим проводом, а его второй вывод через второй дополнительно введенный диод соединен с положительным входом тиристорного мостового переключателя полярности тока нагрузки. Изобретение обеспечивает повышение надежности дефибриллятора за счет применения в высоковольтном коммутаторе минимального количества силовых ключей и повышение степени защиты пациента от поражения электрическим током. 3 ил.

Наверх