CN101072603A - 具有用于诊断学/功效反馈的无接触ecg传感器的心脏除纤颤器 - Google Patents

具有用于诊断学/功效反馈的无接触ecg传感器的心脏除纤颤器 Download PDF

Info

Publication number
CN101072603A
CN101072603A CNA2005800423467A CN200580042346A CN101072603A CN 101072603 A CN101072603 A CN 101072603A CN A2005800423467 A CNA2005800423467 A CN A2005800423467A CN 200580042346 A CN200580042346 A CN 200580042346A CN 101072603 A CN101072603 A CN 101072603A
Authority
CN
China
Prior art keywords
patient
electrode
cardiac defibrillators
measurement
skin
Prior art date
Legal status (The legal status is an assumption and is not a legal conclusion. Google has not performed a legal analysis and makes no representation as to the accuracy of the status listed.)
Pending
Application number
CNA2005800423467A
Other languages
English (en)
Inventor
M·奥沃柯克
Current Assignee (The listed assignees may be inaccurate. Google has not performed a legal analysis and makes no representation or warranty as to the accuracy of the list.)
Koninklijke Philips NV
Original Assignee
Koninklijke Philips Electronics NV
Priority date (The priority date is an assumption and is not a legal conclusion. Google has not performed a legal analysis and makes no representation as to the accuracy of the date listed.)
Filing date
Publication date
Application filed by Koninklijke Philips Electronics NV filed Critical Koninklijke Philips Electronics NV
Publication of CN101072603A publication Critical patent/CN101072603A/zh
Pending legal-status Critical Current

Links

Images

Classifications

    • A—HUMAN NECESSITIES
    • A61—MEDICAL OR VETERINARY SCIENCE; HYGIENE
    • A61N—ELECTROTHERAPY; MAGNETOTHERAPY; RADIATION THERAPY; ULTRASOUND THERAPY
    • A61N1/00—Electrotherapy; Circuits therefor
    • A61N1/18—Applying electric currents by contact electrodes
    • A61N1/32—Applying electric currents by contact electrodes alternating or intermittent currents
    • A61N1/38—Applying electric currents by contact electrodes alternating or intermittent currents for producing shock effects
    • A61N1/39—Heart defibrillators
    • A61N1/3904—External heart defibrillators [EHD]
    • A—HUMAN NECESSITIES
    • A61—MEDICAL OR VETERINARY SCIENCE; HYGIENE
    • A61B—DIAGNOSIS; SURGERY; IDENTIFICATION
    • A61B5/00—Measuring for diagnostic purposes; Identification of persons
    • A61B5/24—Detecting, measuring or recording bioelectric or biomagnetic signals of the body or parts thereof
    • A61B5/30—Input circuits therefor
    • A61B5/302—Input circuits therefor for capacitive or ionised electrodes, e.g. metal-oxide-semiconductor field-effect transistors [MOSFET]
    • A—HUMAN NECESSITIES
    • A61—MEDICAL OR VETERINARY SCIENCE; HYGIENE
    • A61B—DIAGNOSIS; SURGERY; IDENTIFICATION
    • A61B5/00—Measuring for diagnostic purposes; Identification of persons
    • A61B5/24—Detecting, measuring or recording bioelectric or biomagnetic signals of the body or parts thereof
    • A61B5/30—Input circuits therefor
    • A61B5/307—Input circuits therefor specially adapted for particular uses
    • A61B5/308—Input circuits therefor specially adapted for particular uses for electrocardiography [ECG]
    • A—HUMAN NECESSITIES
    • A61—MEDICAL OR VETERINARY SCIENCE; HYGIENE
    • A61N—ELECTROTHERAPY; MAGNETOTHERAPY; RADIATION THERAPY; ULTRASOUND THERAPY
    • A61N1/00—Electrotherapy; Circuits therefor
    • A61N1/02—Details
    • A61N1/04—Electrodes
    • A61N1/0404—Electrodes for external use
    • A61N1/0408—Use-related aspects
    • A61N1/046—Specially adapted for shock therapy, e.g. defibrillation
    • A—HUMAN NECESSITIES
    • A61—MEDICAL OR VETERINARY SCIENCE; HYGIENE
    • A61N—ELECTROTHERAPY; MAGNETOTHERAPY; RADIATION THERAPY; ULTRASOUND THERAPY
    • A61N1/00—Electrotherapy; Circuits therefor
    • A61N1/02—Details
    • A61N1/04—Electrodes
    • A61N1/0404—Electrodes for external use
    • A61N1/0472—Structure-related aspects
    • A61N1/0492—Patch electrodes

Landscapes

  • Health & Medical Sciences (AREA)
  • Life Sciences & Earth Sciences (AREA)
  • Cardiology (AREA)
  • Engineering & Computer Science (AREA)
  • Public Health (AREA)
  • Heart & Thoracic Surgery (AREA)
  • Biomedical Technology (AREA)
  • Veterinary Medicine (AREA)
  • Animal Behavior & Ethology (AREA)
  • General Health & Medical Sciences (AREA)
  • Nuclear Medicine, Radiotherapy & Molecular Imaging (AREA)
  • Radiology & Medical Imaging (AREA)
  • Physics & Mathematics (AREA)
  • Biophysics (AREA)
  • Pathology (AREA)
  • Medical Informatics (AREA)
  • Molecular Biology (AREA)
  • Surgery (AREA)
  • Microelectronics & Electronic Packaging (AREA)
  • Electrotherapy Devices (AREA)
  • Measurement And Recording Of Electrical Phenomena And Electrical Characteristics Of The Living Body (AREA)

Abstract

心脏除纤颤器，包括高压电源、储能电容器、至少两个电极和至少一个无接触生物传感器。由于生物传感器并不需要与患者的皮肤接触，所以传感器保持其感测能力，这种感测能力甚至能够穿过传感器与进行测量一种或几种生物信号的身体之间的整齐的衣服。因此，可快速得到患者的健康状况最初判断。高压电源、储能电容器和至少两个电极用于产生电脉冲并将这种脉冲用于患者。

Description

具有用于诊断学/功效反馈的无接触ECG传感器的心脏除纤颤器
技术领域
本发明总体上涉及结合有心电图(ECG)分析功能的除纤颤器，尤其涉及自动外用除纤颤器(AED)。
背景技术
自动外用除纤颤器通常能够监测并分析得自患者的心电图数据，而且能够确定患者的ECG是否表明心律可以用除纤颤脉冲进行治疗。在对患者的ECG的这种分析基础上对救助人员建议开始除纤颤治疗，救助人员可以是没有专业知识的人员。
AED通常通过置于患者上的电极从患者获得ECG数据。AED对ECG数据进行判断并在这种ECG判断的基础上做出二元电击/不电击决定。然后，AED将电击/不电击决定报告给AED的操作人员并向操作人员指示下面需要进行的步骤。
目前，为了对用于患者的除纤颤的必要性做出最初的判断，救助人员必须将两个电极放在患者的胸部上。这些电极需要直接附到皮肤上，以使这些电极能够获取限定ECG信号的弱电流。这就要求救助人员将衣服从患者的胸部脱去或至少将衣服解开。若最初的判断表明患者不需要任何除纤颤治疗而是需要采取心肺复苏(CPR)或其它急救行动，这就妨碍了对患者的健康状况进行的快速评估而且特别烦琐。解开患者的衣服所失去的时间不可弥补。而且，若几个患者仅有一个AED可供使用，由电极所带来的皮肤接触的制约会对救助人员快速得到每个患者的治疗紧急程度的全面了解造成阻碍。此外，电极配有用保护膜所覆盖的粘附层。一旦用在患者的胸部上，这种粘附层就会失去某些粘性。
需要有一种具有穿过患者的衣服测量患者的ECG的能力的自动外用除纤颤器。
电位探针领域中近期的进展虑及到了人体电活动的检测的方法。在《电位探针—人体远程感测的新方向》(《测量科学与技术》(2002)第13期，第163-169页，作者：C.J.Harland、T.D.Clark和R.J.Prance)一文中描述了一种电位探针。
发明内容
本发明提供快速判断对患者采取除纤颤行动的必要性并在有这种必要时对患者进行除纤颤治疗的设备和方法。
在本发明的优选实施例中，心脏除纤颤器包括高压电源、储能电容器、至少两个电极和至少一个无接触生物传感器。由于生物传感器并不需要与患者的皮肤接触，所以传感器保持其感测能力，这种感测能力甚至能够穿过传感器与进行测量一种或几种生物信号的身体之间的整齐的衣服。高压电源、储能电容器和至少两个电极用于产生电脉冲并将这种脉冲用于患者。因此，若ECG信号的分析显示有必要进行除纤颤，这些器件就会变得很重要。
在相关的实施例中，心脏除纤颤器还包括连接到生物传感器的分析装置。分析装置对通过生物传感器获取的信号进行信号处理，以达到对患者的健康状况的判断。
在另一个实施例中，无接触生物传感器是电容传感器。通过对所称的由电场的变化而引起的位移电流进行测量，电容传感器可感测电场。不过，在电容传感器与所测物体之间无需电流的流动。因此，在电容传感器附近的电位的变化在传感器中导致位移电流，即便是在传感器与电位发生的位置之间的空间用电绝缘体填充的情况下也是如此。
在本发明的另一个实施例中，生物传感器包括电极。这种布置减少了救助人员需要进行操作的器件的数量。而且，虽然各自的功能有着极大的不同，但可将每个电极的形状和每个生物传感器的形状选择为类似。虽然这些电极需要大的接触表面以使用于一定电流强度的电流密度不超过限定区域内的某个值，但电容传感器从大的表面受益，因为大的表面允许产生相对较强的位移电流。
在另一个实施例中，心脏除纤颤器还包括在储能电容器通过电极放电时将生物传感器解耦的解耦装置。解耦装置避免在储能电容器的放电期间通过这些电极的高能电流对连接到生物传感器的任何分析电流造成影响或损坏。
在本发明的另一个实施例中，心脏除纤颤器还包括用于无接触传感器的屏蔽装置，屏蔽装置适于在利用这种无接触传感器进行测量时消除或减少由于接近于他人而带来的干扰。在利用这种无接触传感器进行测量期间，站得太靠近患者的健康的人会对测量结果造成影响。这可能会导致对患者的健康状况的错误判断。若将由健康的人所发出的生物信号与无接触传感器足够地屏蔽，就可以避免这种错误的判断。
在本发明的相关实施例中，屏蔽装置包括置于无接触传感器的背部上并连接到地面的传导层。这会导致无接触传感器具有强烈的方向性，这样，救助人员(和在场的其他任何人)就可以简单地走出传感器的测量区域，在传感器的传导性背部的情况下，传感器的测量区域可以是位于传感器的前部的波瓣。
在本发明的另一个实施例中，电极包括适于将电极固定到患者的皮肤上的粘合剂。粘合剂由可剥离的保护膜所覆盖，这种可剥离保护膜准备用于由电极在测量期间进行无接触测量，这种测量利用无接触传感器进行，以确定患者是否需要除纤颤干预。电极上的粘合剂用于将电极附到患者的皮肤，以使除纤颤干预能够正确地进行。可剥离保护膜防止粘合剂提前变干。而且，在利用无接触传感器对可能穿着衣服的患者进行最初的测量时，保护膜避免电极粘附到衣服上。一旦确定患者确实需要进行除纤颤干预，可将保护膜剥离，以使电极牢固地固定到皮肤上。
在本发明的另一个实施例中，至少一个无接触生物传感器为心电图装置的一部分，这种心电图装置结合有心脏除纤颤器。对患者的心电图进行的分析是确定患者是否需要除纤颤干预的有效方式。心电图(ECG)是心脏的电记录并用于对心脏疾病进行调查。电活动与穿过心脏行进的脉冲有关，这种脉冲确定心率和心律。心电图装置能够显示心电图，这样就向经过培训的救助人员提供其它的信息。
在本发明的另一个优选实施例中，公开了一种用于自动外用除纤颤器的方法。这种自动外用除纤颤器具有高压电源、储能电容器、至少两个电极和至少一个无接触生物传感器。这种方法包括：
通过至少一个无接触生物传感器在患者的皮肤或衣服上进行最初的生物测量；
确定患者是否要求除纤颤干预的生物测量结果；
根据需要通过高压电源、储能电容器和固定到患者的皮肤的至少两个电极执行除纤颤序列。
无接触生物传感器能够测量指定的生物信号，而无论将传感器直接置于患者的皮肤上还是衣服上。只要在接触生物传感器的规格范围内操作，由无接触生物传感器发出的信号并不受到传感器的放置的很大影响。不过，传感器下面的缝隙可能会导致信号的中断，这可通过将传感器紧紧地放置在衣服上来避免。一旦确定生物测量的结果，就决定患者是否要求进行除纤颤。自动外用除纤颤器可向救助人员指明这种结果并指示救助人员按照除纤颤干预的要求放置电极，即放置在患者胸部的裸露皮肤上。自动外用除纤颤器还可以等待确认救助人员已将电极放置，以接着向救助人员发出警告站离患者。最后，自动外用除纤颤器可执行除纤颤序列，这种序列可能还会由无接触生物传感器所进行的测量所打断。
在本发明的另一个实施例中，用电极上的粘合膜将电极固定到患者的皮肤上。这确保了电极与皮肤的大的接触面积并避免了电极的移动。
在本发明的另一个实施例中，最初的生物测量是心电图测量或包括心电图测量。心电图是最有意义的生物信号之一，这些信号涉及可非侵入测量的心脏活动。心电图还具有可即时得到的好处。由于心电图信号还具有可测距离的效果，所以心电图非常适用于无接触生物传感器。
附图说明
通过参考下面的详细描述并结合附图，就会更易于理解前面所描述的本发明的方面和优点，在这些附图中：
图1A示出了自动外用除纤颤器和穿着衣服的患者；
图1B示出了自动外用除纤颤器和未穿衣服的患者；
图2是示出了示于图1A和1B中的自动外用除纤颤器的主要器件的框图；
图3示出了无接触传感器和关联的放大电路的电路图；以及
图4示出了根据本发明的自动心脏除纤颤器中的信号处理电路。
具体实施方式
图1A示出了一种场景，在这种场景中，自动外用除纤颤器110用于测量患者105的一个或多个生物信号。自动外用除纤颤器110通过电极/传感器接头120连接到两个电极/传感器外壳140。在所示出的场景中，这些电极/传感器外壳140放置在患者105的衣服上。若以测量与患者105相关的一个或几个生物信号开始并接着正确地进行对测得的生物信号的判断，这就能够由电极/传感器外壳140中的无接触传感器变成可能，这些外壳无需将电极/传感器外壳140直接放在患者105的皮肤上。在这种急救干预阶段期间，自动外用除纤颤器110在测量节点中起作用，在这种测量节点中，电极/传感器外壳140中的无接触生物传感器从患者105采集生物信号。这些生物信号通过电极/传感器接头120从电极/传感器外壳140传送到自动外用除纤颤器110。在自动外用除纤颤器110中对所测得的生物信号进行处理并就要求对患者应采取除纤颤行动的任何症状进行分析。除非患者的衣服含有诸如大的金属体这样的干扰无接触传感器的操作的材料，无接触传感器通常能够穿过几层衣服获取生物信号。相对于下面的皮肤将电极/传感器外壳140在各个方向上固定，以减少假象。所测得的生物信号中的假象可由电容性耦合的本质所引起。例如，电容传感器与患者的皮肤之间的距离的任何变化引起电容的变化，并因此而引起所测得的电压和/或电流的变化。这最终使所测得的生物信号变形，并且若这种变形变得太严重，也不可能进行有意义的分析。在电容传感器的情况下，这可以通过使传感器相对于下面的皮肤固定来避免。这可通过如利用附到电极/传感器外壳140的夹子来实现。还可利用带子来固定电极/传感器外壳。最后，可通过将电极/传感器外壳140置于地板与患者的身体之间来固定电极/传感器外壳140。
图1B示出了利用自动外用除纤颤器110的急救干预期间的后一个阶段。在此阶段之前，对如示于图1A中的急救干预阶段期间所测得的患者105的生物信号表明有必要利用自动外用除纤颤器110对患者进行除纤颤治疗。出于需要用于患者以达到理想的除纤颤效果的非常大的电流量的原因，必须建立电流脉冲所流过的电极/传感器外壳140中的电极与皮肤之间的直接接触。因此，要求救助人员将患者的衣服脱去并将电极置于患者105胸部的裸露皮肤上。救助人员一旦完成干预，救助人员就向自动外用除纤颤器110指示，如按下按钮，向患者使用电流脉冲所要求的设置已经完成。在每次向患者使用电流脉冲之后，用无接触传感器再次对患者105的反应进行测量和分析，以避免任何不必要的和可能有害的除纤颤。理想的是在电极与皮肤之间有大的接触面积，以实现电流密度的均匀分布。布置在电极/传感器外壳140上的粘合剂在患者的皮肤与电极/传感器外壳140之间提供粘着力。因此，救助人员通常将覆盖粘合剂的保护膜剥离，然后用这些粘合剂将电极/传感器外壳附在患者的皮肤上。
图2示出了根据本发明的自动外用除纤颤器110的框图。电极/传感器外壳140包括两个功能性器件，即生物传感器211和电极220。自动外用除纤颤器通常配有一对电极/传感器外壳140及其器件，这种自动外用除纤颤器允许根据患者105的身高单独放置外壳140中的每一个。虽然在电极/传感器外壳140的一个中的生物传感器211和电极220示出为两个不同的功能性元件，但它们可在物理上相互结合。生物传感器211可连接到解耦装置212。解耦装置212避免将由生物传感器211采集的任何有害电压传递到后面的用于信号处理的电路。解耦装置212由除纤颤电路221控制，这一点将在后面进行描述。然后，将由生物传感器211测得并受到解耦装置212的限制的生物信号在放大器213中放大。优选这种放大器是具有高信噪比的运算放大器或包括具有高信噪比的运算放大器。然后将放大信号传送到连接到放大器213的分析装置214。分析装置214试图检测所测得的生物信号中的心律并从该信号中提取特征参数。这种分析装置可以是如专家***，这种专家***具有储存在存储器中的不同心律图案。这些心律图案是典型的图案，在进行急救时遇到，并且在开发自动外用除纤颤器110期间已由医学专家进行了分类并与医学专家的诊断一起储存在存储器中。作为替代或补充，可利用分析装置来实现基于规则的或基于表格的判断算法。分析装置还可以沿着时轴和/或沿着量轴将该生物信号重新定标。优选生物信号的分析在数字上进行，以使分析装置214还可包括模数转换装置。将信号分析结果传递到处理器231，处理器231利用这种结果来确定是否应进行除纤颤。其它信息也可以从分析装置214传递到处理器234，如生物信号本身。例如，处理器231是微处理器或微控制器。处理器231还连接到存储器232、显示器233和输入装置234。存储器232储存如由处理器231所运行的程序以及在这些程序的执行期间所生成的任何暂时变量或状态。存储器232还可以储存前面所提及的载入分析装置214的心律图案。显示器233用作与救助人员的通信装置。分析装置关于所测得的生物信号以及与自动外用除纤颤器的使用有关的其它信息如电池的持续能力或生物传感器或电极的错误放置的任何结果通知给救助人员。除了可视显示器233之外，声输出装置也可用于从声觉上指导救助人员，这样，救助人员就不必频繁地看显示器，而是听声音指示即可。输入装置234允许使用者与自动内用除纤颤器相互作用。由于传感器和电极的放置要求救助人员的手动干预，所以需要向自动内用除纤颤器告知这些动作的完成。除了前面所描述的用于测量和分析生物信号的器件之外，自动外用除纤颤器还包括高压电路。在图2中，高压电路包括电极220、除纤颤电路221、储能电容器222和高压电源223。优选在除纤颤电路221或处理器231要求时高压电源223为储能电容器充电。一旦充电，储能电容器222含有大量的电荷，这种电荷可通过除纤颤电路221和电极220突然放电。除纤颤电路221可影响这种放电过程，如通过将电流方向换向，这样就导致目前所优选的二相电流。除纤颤电路221还可控制解耦装置212，如通过在除纤颤电路221准备通过电极220将储能电容器222放电时将解耦装置212启动。
人体的健康状况可通过如源自心脏的身体电活动(ECG)和源自大脑的身体电活动(EEG)(更确切地来讲是电磁活动)展示出来。在传统实践中，利用与身体接触的电压探针来检测电信号。这些具有106至107Ω的输入阻抗的探针要求与身体表面的真正的电荷电流接触，这总是由电解浆来提供。更精确地来讲，用粘合垫将银金属电极用在皮肤上并将氯化银凝胶用作电换能器，以将在皮肤的表面上低的离子电流转换成电子流，然后，这种电子流能够由电子放大器进行检测。最近利用新的级别的传感器已在室温下实现了离开身体进行的电活动感测，这种新的级别的传感器是超高阻抗电位传感器。这些传感器以静电计放大器为基础并将出色的感测能力与极高的输入阻抗结合在一起；在操作方面足以允许对由在身体中流动的电流所产生的电位进行远程(无接触)检测。通过与用于电气感测的传统上的接触电极相比，新式传感器仅从身体吸取位移电流而不是真正的电荷电流。而且，在用这些传感器可以实现输入阻抗(1Hz时，可达≈1015Ω)和噪音水平(1Hz时，≈70nVHz-1/2)时，就可以对大量有益的身体电信号进行非侵入访问和检测。
参看图3，该图示出了传感器电路。这种传感器电路与AED的每个垫结合。其目的在于将传感器的第一信号放大。为了减少传感器与放大电路之间的寄生噪声的杂散拾取(stray pick-up)，将二者保持在小的距离。传感器包括探针电极312，这种探针电极通常具有1.5cm至20cm的直径。对电极的进一步的小型化已进行了设计并且用0.5cm直径的电极进行了试验。传感器探针电极由环状防护装置311所围绕并连接到仪表放大器320的Vin+输入端口，如Burr-Brown INA 116。这种类型的仪表放大器提供了以连续方式防护其信号输入端口的选择，即在仪表放大器本身之内(片上防护)与向仪表放大器320馈电的电路一样。因此，将防护装置311连接到邻近于Vin+输入端口的仪表放大器320的防护端口。探针电极312与仪表放大器320的连接通过防漏电阻器315接地，这就意味着稳定具有足够快的时间常数的仪表放大器320的输出。在过扰之后，仪表放大器320漂移到其操作范围之外。防漏电阻器315将其带回范围之内，但必须不干扰由探针电极312所采集的测量信号。这就意味着由防漏电阻器进行的任何漂移补偿必须相当慢地进行，这样，防漏电阻器315就需要相对较高的标称值。除了使用防漏电阻器315之外，还可以想象出实现相同的漂移补偿效果的其它布置。防漏电阻器315由护套316防护，护套316将由防漏电阻器315产生的电磁场屏蔽。
在仪表放大器320内将测量信号提供给信号驱动器321。信号驱动器321的输出端连接到运算放大器331，运算放大器331具有通过电阻器333的负反馈。
仪表放大器320的另一个输入端口Vin-由接头317连接到地面。仪表放大器320的两个输入端口Vin+和Vin-的连接意味着将对电场梯度进行测量且这种电场梯度最终会导致仪表放大器320的输出。仪表放大器320的输入端口Vin-的内部以与输入端口Vin+类似的方式连接。首先将信号用到驱动器322。由两个端口在仪表放大器320的内部提供防护，这两个端口邻近于Vin-输入端口并延伸到驱动器322。驱动器322的输出端连接到运算放大器332，运算放大器332具有通过电阻器334的负反馈。反馈电阻器333和334相互平衡，以使两个运算放大器331和332具有相等的放大系数。虽然具有平衡的反馈电阻器333和334确保了两个运算放大器331和332的相等的放大系数，但放大系数的实际值由外电阻器336设置，外电阻器336连接到仪表放大器320的端口Rg1和Rg2。
将由运算放大器331和332中的每一个放大的信号提供给另一个运算放大器342。特别是将运算放大器332的输出端连接到运算放大器342的倒相输入端，且将运算放大器331的输出端连接到运算放大器342的非倒相输入端。运算放大器342的输出端相对于地面电势驱动仪表放大器320的输出端。
结合有AED垫中的每一个的整个传感器电路由电缆352连接到AED主机。电缆包括传感器信号导体SENS 354、正电源电压导体V+355、负电源电压导体V-356和地面电势导体GND 357。V+和V-导体分别通过电容器连接到地面地面电势，以确保稳定的电源电压水平。
所示出的INA 116在充电(库仑计)放大器构造中，且将信号用于接地非倒相输入端和倒相输入端。可以看出，虽然将防护装置用于两个输入端，但将倒相输入端作为假负载(即接地)来对待。晶片的制造质量应使(热或其它方式所引致的)低频率波动和漂移在这些输入端之间几乎精确地平衡。这就使得INA 116成为用于所设计的目的非常适合的放大器。
从检测电活动的角度来讲，理想的传感器通常(1)并不从身体吸取真正的电荷电流，(2)具有极高的输入阻抗(并因此而几乎作为完美的电压计运行)，(3)具有非常低的噪音底限，大大低于由身体所产生的最小信号水平，(4)成本相对较低，且(5)通常展示出良好的生物兼容性。就最后一点来讲，7由于这些电势能探针既可以远程使用，也可以穿过完全生物中性的隔离接触面与身体表面接触，所以生物兼容性并不会成为问题。由于这些无接触传感器及其相当高的输入阻抗表现出可忽略的与身体的平行负荷，所以这些传感器能够与对完美的电压计的要求有关的基本点。目前已可以提供新一代运算放大器，这些放大器将防护技术延伸并提供片上防护设施。这些放大器的一个示例是Burr-Brown INA 116双输入端仪表放大器。在一种电路设计中，将这种放大器结合在平面构造探针电路中，这种放大器设计用于将片上防护延伸到外输入电极结构，现已证明这种电路设计非常成功，且以INA 116为基础的探针可作为无条件稳定的充电放大器长期运行。另外的优点是无需向运算放大器提供偏流。实际上，提供给运算放大器的偏流导致不稳定的行为，因为在偏流路径中有噪音。
图4示出了与AED主机结合的信号处理电路。这种电路的主要目的在于通过降低信噪比并过滤有益频率范围来提高信号质量。
信号处理电路具有用于根据图3的两个传感器中的每一个的两个输入端口401和402。两个下拉电阻器403和404确保所限定的电压水平，即便是在输入端口401和402没有连接到各自的传感器或因某种其它原因而具有未确定的电压水平时也是如此。在这些情况下，将输入端口401和/或402拉向地面电势。仪表放大器405将两个输入端口401和402之间的压差放大，这种压差对应于有两个传感器中的每一个所测得的信号的差异。
然后将放大的差动信号提供给陷波滤波器411，以滤去特定频率的寄生信号。这些信号通常由电网产生，例如，电网在欧洲以50Hz运行，在美国以60Hz运行。本发明中所使用的类型的电容传感器也测量这些信号。不过，若这种寄生信号的频率已知并且是恒定的，可使用陷波滤波器，这种陷波滤波器将集中在寄生信号的频率周围的光谱的窄的部分切去。这种陷波滤波器的通常的布置包括两个1st顺序Butterworth滤波器。
然后将信号提供给低通过滤器421。典型的实施方式可以是第一顺序至第三顺序的Butterworth滤波器。通常可以接受在150Hz时的ECG信号的带宽上限。具有在此范围内的截止频率的低通过滤器的应用将ECG信号的有益光谱器件留下，而将明显的高频干扰信号滤去。
在信号经过了低通过滤器421之后，将信号提供给高通过滤器431。ECG信号的较低光谱界限的推荐值低达0.3Hz。为了避免如由运算放大器中的一个的共态放大所导致的电压漂移对最终的ECG信号造成影响，非常低的频率由高通过滤器431滤去。此外，限制器提供快速DC设置。
将滤波器信号在放大级441再次放大，并可在输出端451得到，以进行进一步的分析，这种分析可由数字信号处理器或普通的微处理器进行。
虽然通过优选实施例对本发明进行了描述，但本发明并不仅限于所公开的和/或附图中所示出特定结构，而是还包括对本发明进行的任何修改或变化。

Claims (12)

1.心脏除纤颤器，包括高压电源、储能电容器和至少两个电极，其特征在于：所述心脏除纤颤器还包括至少一个无接触生物传感器。
2.如权利要求1所述的心脏除纤颤器，其特征在于：还包括可连接到所述生物传感器的分析装置。
3.如权利要求1或2所述的心脏除纤颤器，其特征在于：所述无接触生物传感器是电容传感器。
4.如权利要求1至3所述的心脏除纤颤器，其特征在于：所述无接触生物传感器包括在所述电极中。
5.如权利要求1至4所述的心脏除纤颤器，其特征在于：还包括解耦装置，所述解耦装置在所述储能电容器通过所述电极放电时将所述生物传感器解耦。
6.如权利要求1至5所述的心脏除纤颤器，其特征在于：还包括用于所述无接触传感器的屏蔽装置，所述屏蔽装置适于在利用所述无接触传感器进行测量时消除或减少由于接近于他人而带来的干扰。
7.如权利要求6所述的心脏除纤颤器，其特征在于：所述屏蔽装置包括置于所述无接触传感器的背部上并连接到地面的传导层。
8.如权利要求1至7所述的心脏除纤颤器，其特征在于：所述电极包括适于将所述电极固定到患者的皮肤上的粘合剂，且所述粘合剂由可剥离的保护膜所覆盖，所述可剥离保护膜用于由所述电极在测量期间进行无接触测量，所述测量利用所述生物传感器进行，以确定所述患者是否需要除纤颤干预。
9.如权利要求1至8中任一项所述的心脏除纤颤器，其特征在于：所述至少一个生物传感器为心电图装置的一部分，所述心电图装置结合有所述心脏除纤颤器。
10.用于自动外用除纤颤器的方法，所述自动外用除纤颤器具有高压电源、储能电容器、至少两个电极和至少一个无接触生物传感器，所述方法包括：
通过所述至少一个无接触生物传感器在患者的皮肤或衣服上进行最初的生物测量；
确定所述患者是否要求除纤颤干预的生物测量结果；
根据需要通过所述高压电源、所述储能电容器和固定到所述患者的皮肤的所述至少两个电极执行除纤颤序列。
11.如权利要求10所述的方法，其特征在于：通过所述电极上的粘合膜将所述电极固定到所述患者的皮肤上。
12.如权利要求10至11中任一项所述的方法，其特征在于：所述最初的生物测量是心电图测量或包括心电图测量。
CNA2005800423467A 2004-12-08 2005-12-05 具有用于诊断学/功效反馈的无接触ecg传感器的心脏除纤颤器 Pending CN101072603A (zh)

Applications Claiming Priority (2)

Application Number Priority Date Filing Date Title
EP04106391 2004-12-08
EP04106391.8 2004-12-08

Publications (1)

Publication Number Publication Date
CN101072603A true CN101072603A (zh) 2007-11-14

Family

ID=36202513

Family Applications (1)

Application Number Title Priority Date Filing Date
CNA2005800423467A Pending CN101072603A (zh) 2004-12-08 2005-12-05 具有用于诊断学/功效反馈的无接触ecg传感器的心脏除纤颤器

Country Status (6)

Country Link
US (1) US20090138059A1 (zh)
EP (1) EP1827599A2 (zh)
JP (1) JP2008522701A (zh)
CN (1) CN101072603A (zh)
RU (1) RU2007125707A (zh)
WO (1) WO2006061762A2 (zh)

Cited By (2)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
CN105934195A (zh) * 2013-10-18 2016-09-07 健康监测有限公司 适配成与治疗设备对接的独立可穿戴健康监视***
CN107029355A (zh) * 2015-12-04 2017-08-11 西艾丰控股公司（开曼群岛） 具有隔离患者参数元件的可穿戴式心律转复除颤器（wcd）***

Families Citing this family (51)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
US8346375B2 (en) * 2006-11-13 2013-01-01 Koninklijke Philips Electronics Nv Pinch case for defibrillator electrode pads and release liner
TW200911200A (en) * 2007-05-08 2009-03-16 Koninkl Philips Electronics Nv Active discharge of electrode
US8369944B2 (en) 2007-06-06 2013-02-05 Zoll Medical Corporation Wearable defibrillator with audio input/output
US8271082B2 (en) 2007-06-07 2012-09-18 Zoll Medical Corporation Medical device configured to test for user responsiveness
US8140154B2 (en) 2007-06-13 2012-03-20 Zoll Medical Corporation Wearable medical treatment device
US7974689B2 (en) 2007-06-13 2011-07-05 Zoll Medical Corporation Wearable medical treatment device with motion/position detection
EP2214555B1 (en) * 2007-11-28 2020-01-15 The Regents of The University of California Non-contact biopotential sensing method
BR112012029238A2 (pt) 2010-05-18 2016-11-29 Zool Medical Corp dispositivo terapêutico de vestir
WO2011146482A1 (en) 2010-05-18 2011-11-24 Zoll Medical Corporation Wearable ambulatory medical device with multiple sensing electrodes
US9360501B2 (en) 2010-06-01 2016-06-07 The Regents Of The University Of California Integrated electric field sensor
US9937355B2 (en) 2010-11-08 2018-04-10 Zoll Medical Corporation Remote medical device alarm
KR101057787B1 (ko) 2010-11-16 2011-08-19 주식회사 씨유메디칼시스템 환자로의 외부체 접촉을 감지하는 제세동기 및 제세동기의 동작 방법
WO2012078857A2 (en) 2010-12-09 2012-06-14 Zoll Medical Corporation Electrode with redundant impedance reduction
JP5988991B2 (ja) 2010-12-10 2016-09-07 ゾール メディカル コーポレイションＺＯＬＬ Ｍｅｄｉｃａｌ Ｃｏｒｐｏｒａｔｉｏｎ 着用可能治療装置
US9427564B2 (en) 2010-12-16 2016-08-30 Zoll Medical Corporation Water resistant wearable medical device
US9135398B2 (en) 2011-03-25 2015-09-15 Zoll Medical Corporation System and method for adapting alarms in a wearable medical device
WO2012135028A1 (en) 2011-03-25 2012-10-04 Zoll Medical Corporation Method of detecting signal clipping in a wearable ambulatory medical device
WO2012135062A1 (en) 2011-03-25 2012-10-04 Zoll Medical Corporation Selection of optimal channel for rate determination
US9684767B2 (en) 2011-03-25 2017-06-20 Zoll Medical Corporation System and method for adapting alarms in a wearable medical device
US9782578B2 (en) 2011-05-02 2017-10-10 Zoll Medical Corporation Patient-worn energy delivery apparatus and techniques for sizing same
CN103764222B (zh) 2011-09-01 2016-02-10 佐尔医药公司 穿戴式监护和治疗设备
US10182723B2 (en) 2012-02-08 2019-01-22 Easyg Llc Electrode units for sensing physiological electrical activity
CA2864095C (en) * 2012-02-08 2021-05-25 Easyg Llc Ecg system with multi mode electrode units
WO2013130957A2 (en) 2012-03-02 2013-09-06 Zoll Medical Corporation Systems and methods for configuring a wearable medical monitoring and/or treatment device
US8983597B2 (en) 2012-05-31 2015-03-17 Zoll Medical Corporation Medical monitoring and treatment device with external pacing
US10328266B2 (en) 2012-05-31 2019-06-25 Zoll Medical Corporation External pacing device with discomfort management
US11097107B2 (en) 2012-05-31 2021-08-24 Zoll Medical Corporation External pacing device with discomfort management
CN104428034A (zh) 2012-05-31 2015-03-18 佐尔医药公司 检测健康障碍的***和方法
US9037221B2 (en) * 2013-01-16 2015-05-19 University Of Rochester Non-contact electrocardiogram system
US9999393B2 (en) 2013-01-29 2018-06-19 Zoll Medical Corporation Delivery of electrode gel using CPR puck
US8880196B2 (en) 2013-03-04 2014-11-04 Zoll Medical Corporation Flexible therapy electrode
US9808170B2 (en) * 2013-03-15 2017-11-07 Welch Allyn, Inc. Electrode with charge-operated indicator
US9955938B2 (en) 2013-06-26 2018-05-01 Zoll Medical Corporation Therapeutic device including acoustic sensor
PL3013416T3 (pl) 2013-06-28 2021-12-27 Zoll Medical Corporation Układy do przeprowadzania terapii za pomocą ambulatoryjnego urządzenia medycznego
WO2015123198A1 (en) 2014-02-12 2015-08-20 Zoll Medical Corporation System and method for adapting alarms in a wearable medical device
WO2015186676A1 (ja) * 2014-06-02 2015-12-10 国立大学法人 筑波大学 生体電位計測用電極、生体電位計測装置、及び生体電位計測方法
BR112016030185A2 (pt) * 2014-09-23 2021-09-08 Rr Sequences Inc Módulo de processamento digital (dpm), sistema e método para prover sinais de eletrocardiograma (ecg) para um corpo humano
US10201711B2 (en) 2014-12-18 2019-02-12 Zoll Medical Corporation Pacing device with acoustic sensor
US10321877B2 (en) 2015-03-18 2019-06-18 Zoll Medical Corporation Medical device with acoustic sensor
CN111407249B (zh) 2015-11-23 2024-02-27 Zoll医疗公司 可穿戴医疗装置
US11617538B2 (en) 2016-03-14 2023-04-04 Zoll Medical Corporation Proximity based processing systems and methods
US11039764B2 (en) 2016-03-31 2021-06-22 Zoll Medical Corporation Biometric identification in medical devices
AT518762B1 (de) * 2016-05-27 2021-06-15 Leonh Lang Prüfvorrichtung
US11213691B2 (en) 2017-02-27 2022-01-04 Zoll Medical Corporation Ambulatory medical device interaction
US11009870B2 (en) 2017-06-06 2021-05-18 Zoll Medical Corporation Vehicle compatible ambulatory defibrillator
WO2019113569A1 (en) * 2017-12-10 2019-06-13 SomnaCardia Inc. Devices and methods for non-invasive cardio-adaptive positive pressure ventilation therapy
WO2019178524A1 (en) 2018-03-16 2019-09-19 Zoll Medical Corporation Monitoring physiological status based on bio-vibrational and radio frequency data analysis
US11568984B2 (en) 2018-09-28 2023-01-31 Zoll Medical Corporation Systems and methods for device inventory management and tracking
WO2020069308A1 (en) 2018-09-28 2020-04-02 Zoll Medical Corporation Adhesively coupled wearable medical device
EP3902598A1 (en) 2018-12-28 2021-11-03 Zoll Medical Corporation Wearable medical device response mechanisms and methods of use
CN112642061A (zh) 2019-10-09 2021-04-13 Zoll医疗公司 模块化电疗装置

Family Cites Families (6)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
DE2610337A1 (de) * 1976-03-12 1977-09-15 Joachim A Maass Anordnung zur ableitung und verstaerkung der bei biologischen vorgaengen auftretenden elektrischen spannungen
US5381803A (en) * 1993-03-12 1995-01-17 Hewlett-Packard Corporation QRS detector for defibrillator/monitor
US6807438B1 (en) * 1999-08-26 2004-10-19 Riccardo Brun Del Re Electric field sensor
US6314320B1 (en) * 1999-10-01 2001-11-06 Daniel J Powers Method and apparatus for selectively inactivating AED functionality
US6694187B1 (en) * 2000-06-23 2004-02-17 Koninklijke Philips Electronics N.V. External defibrillator instruction system and method
US20030083559A1 (en) * 2001-10-31 2003-05-01 Thompson David L. Non-contact monitor

Cited By (3)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
CN105934195A (zh) * 2013-10-18 2016-09-07 健康监测有限公司 适配成与治疗设备对接的独立可穿戴健康监视***
CN107029355A (zh) * 2015-12-04 2017-08-11 西艾丰控股公司（开曼群岛） 具有隔离患者参数元件的可穿戴式心律转复除颤器（wcd）***
CN107029355B (zh) * 2015-12-04 2021-06-01 西艾丰控股公司（开曼群岛） 具有隔离患者参数元件的可穿戴式心律转复除颤器（wcd）***

Also Published As

Publication number Publication date
JP2008522701A (ja) 2008-07-03
WO2006061762A2 (en) 2006-06-15
RU2007125707A (ru) 2009-01-20
US20090138059A1 (en) 2009-05-28
EP1827599A2 (en) 2007-09-05
WO2006061762A3 (en) 2006-11-16

Similar Documents

Publication Publication Date Title
CN101072603A (zh) 具有用于诊断学/功效反馈的无接触ecg传感器的心脏除纤颤器
US8366628B2 (en) Signal sensing in an implanted apparatus with an internal reference
US20230329640A1 (en) Electrode falloff detection
EP0966917B1 (en) Screen for protecting a medical measuring device against external disturbances
JP5525655B2 (ja) ケーブルマイクロホン効果によるリード線の動き検知
KR101206280B1 (ko) 전기적 비접촉 전위 센서 회로
AU659111B2 (en) A device for measurement of electrical impedance of organic and biological materials
EP2394571B1 (en) Apparatus and method for measuring a biological signal
US20070010750A1 (en) Biometric sensor and biometric method
EP0551746B1 (en) Detection of electrode/patient motion and fast restore limits
JPH07366A (ja) 心臓の電気活性測定装置
EP3330724B1 (en) Simultaneous impedance testing method and apparatus
JP2012500663A (ja) 極低周波電磁場を用いる疾病の診断およびスクリーニングのための方法および装置
Svärd et al. Design and evaluation of a capacitively coupled sensor readout circuit, toward contact-less ECG and EEG
Pehr et al. Development of a non-contact ECG application unobtrusively embedded into a bed
CN108744284A (zh) 可穿戴式心脏复律除颤器（wcd）***
Ng et al. Impact of skin-electrode capacitance on the performance of CEMG biosensor
Swerdlow et al. Why low-voltage shock impedance measurements fail to reliably detect insulation breaches in transvenous defibrillation leads
EP1973603A1 (en) Cardiac therapy system including a triboelectric sensor
David et al. Acquisition and analysis of biomedical signals in case of peoples exposed to electromagnetic fields
Ha et al. Safety evaluation of smart scales, smart watches, and smart rings with bioimpedance technology shows evidence of potential interference in cardiac implantable electronic devices
Hanish et al. Technical aspects of monitoring the heart rate of active persons
Yoshino et al. Induced voltage to an active implantable medical device by a near-field intra-body communication device
Gerçek et al. Phantom model testing of active implantable cardiac devices at 50/60 Hz electric field
CN107296602A (zh) 心电电极电性能测试仪

Legal Events

Date Code Title Description
C06 Publication
PB01 Publication
C10 Entry into substantive examination
SE01 Entry into force of request for substantive examination
C02 Deemed withdrawal of patent application after publication (patent law 2001)
WD01 Invention patent application deemed withdrawn after publication

Open date: 20071114