JP2001513010A - 細動除去パルスの使用前及び使用中に出力回路の完全性を検証する方法と装置 - Google Patents
細動除去パルスの使用前及び使用中に出力回路の完全性を検証する方法と装置Info
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Abstract
(57)【要約】
外部細動除去器にはマイクロプロセッサ(20)が設けられている。マイクロプロセッサ(20)は、出力回路(14)に接続されているエネルギー蓄積キャパシタ(24)からの多相性細動除去パルスの印加前及び印加中に、出力回路(14)の完全性を検証する。出力回路(14)は、複数のスイッチ(31,32,33,34)を有する。出力回路(14)と複数のスイッチ(31,32,33,34)の完全性は、所定のテスト又は機能が実行されている間にエネルギー蓄積キャパシタ(24)の電圧レベルの変化をモニタすることにより判定される。スケーリング回路(22)は、マイクロプロセッサ(20)で測定しモニタできるように、高エネルギーのエネルギー蓄積デバイス(24)の電圧レベルを段階的に低下する。マイクロプロセッサ(20)は、使用可能な出力スイッチを特定し、これらを使って、単相性パルス印加の出力回路(14)を介して放電パスを形成することにより、出力スイッチの故障を補償する。
Description
【発明の詳細な説明】
細動除去パルスの使用前及び使用中に出力回路の完全性を検証する方法と装置
発明の属する分野
本発明は、外部細動除去器の動作をモニタする方法と装置に係り、特に外部細
動除去器の出力回路の完全性を検証する方法と装置に関する。
発明の背景
最も一般的で生命を脅かす医学的状態の1つは、必要量の血液を身体に送り出
すことができなくなるという心室細動である。心室細動におちいった心臓のリズ
ムを通常に回復するために、外部心臓細動除去器を使って強い電気パルスを心臓
に流す方法が一般的である。外部心臓細動除去器は、病院で医者や看護婦により
、また現場で準医療従事者等の救急治療員により、長年使われてきた。
従来の外部心臓細動除去器は、まず、エネルギー蓄積キャパシタに高エネルギ
ー電荷を蓄積する。スイッチが閉じると、蓄積されたエネルギーが大きな電流パ
ルスとして患者に送り込まれる。電流パルスは、患者の胸部に置かれたペアの電
極を通して患者に流される。最新の外部心臓細動除去器に使われているスイッチ
は、高エネルギー転送リレーである。放電制御信号によりリレーは蓄積キャパシ
タと、患者にあてられている電極に接続されている波形成形回路との間に電気回
路を構成する。
外部心臓細動除去器に使われている高エネルギー転送リレーには、様々な問題
がある。その主要なものの1つは、リレーが閉じたときに起こる電磁気的な干渉
(EMI)である。EMIにより制御回路の近くで信号が阻害され、また細動除
去パルスを使っている間はEMI検出回路を使えない。この電磁気的な干渉を原
因として、細動除去パルスを使っている間は、外部心臓細動除去器の全ての制御
回路は一時的に“非動作”状態におちいる。このため外部心臓細動除去器は、ス
イッチやリレーが正常に動いていることを検証することができない。
リレーの他の問題としては、細動除去パルスの前に、リレーの完全性をテスト
することができないことがある。例えば、リレーをテストする1つの方法は、エ
ネルギー蓄積キャパシタをテストロードのために放電することが必要とされる。
この方法や同様の方法では、テスト中にエネルギー蓄積キャパシタに最大エネル
ギーを放電することを要しないが、テストロードを含む付加的な回路が必要とな
る。
本発明は、上述の問題及び他の問題を解決する方法及び装置を提供することを
目的としている。さらに、本発明は、細動除去パルスの前と最中に出力回路の完
全性を検証する方法及び装置を提供することを目的としている。
発明の概要
マイクロプロセッサにより制御される出力回路を有する外部心臓細動除去器が
提供される。出力回路は、エネルギー蓄積キャパシタ等のエネルギー蓄積デバイ
スから患者に細動除去パルスが放電される細動除去パルスが通る幾つかの固体ス
イッチを有している。細動除去パルスを使う前に、出力回路内の各スイッチの完
全性を検証する。細動除去パルスに使用中に、出力回路の完全性を、エネルギー
蓄積キャパシタの充電レベルをモニタすることで検証する。
本発明のある局面によれば、出力回路は、“H”字形(以下では、Hブリッジ
)にアレイされた4つのレグを有している回路である。出力回路の各レグは、1
つの固体スイッチを有している。Hブリッジのペアのスイッチを選択的に切り換
えることにより、2相の細動除去パルスが患者に送られる。細動除去パルスを使
う前に、出力回路の各レグは、エネルギー蓄積キャパシタが部分的に充電されて
いる間、所望の順番でスイッチを切り換えることによりチェックされる。
本発明の他の局面によれば、Hブリッジの完全性は、細動除去パルスを使って
いる間、エネルギー蓄積キャパシタの両端電圧を定期的にモニタされる。モニタ
電圧が所定範囲外にあれば、Hブリッジが正常でないことを表している。
本発明の他の局面によれば、Hブリッジの故障レグは、エネルギー蓄積キャパ
シタと患者との間を導通するためのレグのペアを決めることにより補償される。
このレグのペアを決めるとき、細動除去器は単相又は2相の細動除去パルスを印
加する。単相性のパルスの電流又は継続時間は、エネルギー蓄積キャパシタの電
荷を変えることで変更する。
本発明の他の局面によれば、スケーリング回路は、マイクロプロセッサで測定
可能なようにエネルギー蓄積キャパシタの両端電圧を段階的に低下するために設
けられる。スケーリング回路は、マイクロプロセッサでエネルギー蓄積キャパシ
タの両端電圧を様々なレンジで測定できるように調整可能である。
本発明の他の局面によれば、細動除去パルスの印加前又は印加中に何らかのエ
ラーが検出されたとき、エラーハンドリングルーチンは解析し試行し、故障を補
償する。エラーハンドリングルーチンは、細動除去器が正常に動作していないこ
とをユーザに示すために視覚、音声等で警告を発する。ユーザに対する警告は、
細動除去器が正常に動作していないことにユーザが気が付かないという状況で効
果的である。
出力回路をテストする方法によれば、細動除去パルスの印加前及び印加中に、
出力回路の完全性と被検体に対する接続を確認することができる。本発明のよう
に単相性パルスを供給することで、出力回路の一部に故障がある場合であっても
、細動除去パルスを被検体に印加することができる。また、スケーリング回路を
使うことで、細動除去器を制御するマイクロプロセッサでエネルギー蓄積キャパ
シタの高電圧を測定することができる。
図面の簡単な説明
図1は、本発明において、パルスの印加前及び印加中にテストされる出力回路
を有する外部細動除去器のブロック図である。
図2は、図1の外部細動除去器の出力回路の構成および出力回路とスケーリン
グ回路との接続関係を示すブロック図である。
図3は、図2の出力回路の実際の構成を示す図。
図4は、図2のスケーリング回路の実際の構成を示す図。
図5Aと図5Bは、被検体に細動除去パルスを印加する前及び印加中に出力回
路をテストする動作を示すフローチャートである。
図6Aと図6Bは、出力回路のテストで検出されたエラーの解析及び補償する
動作を示すフローチャートである。
実施例の詳細な説明
図1は、被検体16に電気的に接続される外部細動除去器8のブロック図であ
る。外部細動除去器は、充電回路18を介してエネルギー蓄積キャパシタ保護要
素12に接続された測定制御回路10を有する。外部細動除去器8の動作中に、
測定制御凹路10は、制御ライン25を介して充電回路18を制御して、エネル
ギー蓄積キャパシタを所望の電圧レベルまで充電する。このエネルギー蓄積キャ
パシタの電圧レベルは、一対のライン28,30を介して測定制御回路10にフ
ードバックされる。
所望のレベルに充電した後、エネルギー蓄積キャパシタに蓄積されたエネルギ
ーは、細動除去パルスとして被検体16に印加される。エネルギー蓄積キャパシ
タ保護要素12ライン26,28を介して出力回路14に接続されている。測定
制御回路10は、制御バス42を介して出力回路14に接続され、また制御ライ
ン6を介して被検体分離リレー35に接続されている。制御バス42と制御ライ
ン36を介して送られる制御信号により、エネルギー蓄積キャパシタから出力回
路14にエネルギーが伝動される。エネルギーは、1セットの電極15a,15
bを介して細動除去器8に接続されている被検体16に印加される。電極15a
は、被検体分離リレー35のスイッチ35aを介して出力回路14の肺尖ライン
17に接続される。電極15bは、被検体分離リレー35のスイッチ35bを介
して出力回路14の胸板ライン19に接続される。以下に詳述するように、測定
制御回路10は、細動除去パルスの印加前及び印加中に出力回路14の完全性を
検証する。
図2に、細動除去器8の構成を詳細に示している。マイクロプロセッサ20、
スケーリング回路22及び充電回路18を使ってエネルギー蓄積キャパシタ24
を所望の電圧に充電する。充電を制御するために、マイクロプロセッサ20は、
一対の測定ライン47,48及び制御ライン25を介してスケーリング回路22
に接続されている。スケーリング回路22と、充電回路18は、ブリッジライン
28を介してエネルギー蓄積キャパシタ24の負リード線と正リード線に接続さ
れる。クロック21は、マイクロプロセッサ20に接続されている。
スケーリング回路22により、エネルギー蓄積キャパシタ24の両端電圧がモ
ニタされる。図4には、スケーリング回路22の回路図を示している。スケーリ
ング回路22は、測定ライン47,48上のマイクロプロセッサ20で測定可能
な範囲まで、エネルギー蓄積キャパシタ24の両端電圧を段階的に下げていく。
スケーリング回路22は、2つのオペアンプOP1,OP2を有している。抵抗
R1はライン30と、オペアンプOP1の非反転入力との間に接続され、抵抗R
2とキャパシタC1がオペアンプOP1の非反転入力とグランドとの間に並列に
設けられている。抵抗R3は、オペアンプOP1の反転入力とブリッジライン2
8との間に設けられている。抵抗R4とキャパシタC2がオペアンプOP1の反
転入力とオペアンプOP1の出力との間に並列に設けられている。オペアンプO
P1の出力は、オペアンプOP2の非反転入力と測定ライン47に接続されてい
る。
エネルギー蓄積キャパシタ24のDC電圧レベルは、オペアンプOP1により
段階的に下げられる。抵抗R2,R4に対する抵抗R1,R3の比は、このステ
ージで電圧を効果的に下げるように、非常に高く設定されている。抵抗R1,R
3の抵抗値は、エネルギー蓄積キャパシタ24から流れる電流を制限するために
、非常に高く設定されている。キャパシタC1,C2は、スパイク状の高周波電
圧を除去するために設けられている。実施例においては、スケーリング回路22
は、エネルギー蓄積キャパシタ24の両端電圧2200Vを、測定ライン47で
は5V未満になるまで段階的に下げる。マイクロプロセッサ20は、5V仕様の
アナログディジタル変換器を使って、測定ライン47の電圧を測定することで、
エネルギー蓄積キャパシタ24の両端電圧をモニタする。
エネルギー蓄積キャパシタ24が常時2200Vに充電されているなら、スケ
ーリング回路22の能力は十分とは言えない。しかし、本実施例では、エネルギ
ー蓄積キャパシタ24の充電レベルは被検体と他の変数に応じて選択される。本
実施例ではエネルギー蓄積キャパシタ24は、100Vから2200Vの範囲内
で充電される。エネルギー蓄積キャパシタ24の電圧の微妙な変化を検出するた
めに、スケーリング回路は、様々な電圧範囲を計算できるように調整されている
。
スケーリング回路2の入力電圧の範囲を計算するために、オペアンプOP2の
非反転入力端子は、オペアンプOP1の出力端子に接続されている。抵抗R5は
、オペアンプOP2の反転入力端子とグランドとの間に接続されている。ディジ
タル可変ゲインポットR6は、オペアンプOP2の反転入力端子とオペアンプO
P2の出力端子との間に接続されている。ディジタル可変ゲインポットR6は、
マイクロプロセッサ20に接続されている制御ライン49を介して入力する信号
により制御される。オペアンプOP2の出力端子は、測定ライン48に接続され
ている。オペアンプOP2のゲイン調整は、ディジタル可変ゲインポットR6の
設定を変えることにより行われる。
オペアンプOP2のゲインは、マイクロプロセッサ20により設定される。上
述したように、最初、0から略5Vの範囲で、測定ライン47の電圧が測定され
る。測定電圧に基づいて、オペアンプOP2のゲインは、測定ライン48の電圧
が5V付近になるように調整される。5V付近に出力を調整することで、マイク
ロプロセッサ20の5V仕様アナログディジタル変換器の能力を最大限使うこと
ができる。マイクロプロセッサ20は、アンプOP1、OP2の既知ゲインと測
定ライン48の電圧を論理積することにより、エネルギー蓄積キャパシタ24の
電圧を測定する。以下に詳述するように、エネルギー蓄積キャパシタ24の電圧
変化は、出力回路14の完全性を検証するのに使われる。
図2に戻って、出力回路14により、エネルギー蓄積キャパシタ24から被検
体16へ印加するエネルギーを制御することができる。出力回路14は、4つの
スイッチ31,32,33,34を有している。各スイッチは、Hブリッジのレ
グを構成している。スイッチ31,33は、ブリッジライン26によりエネルギ
ー蓄積キャパシタ24の正リード線に保護要素27を介して接続されている。保
護要素27は、エネルギー蓄積キャパシタ24からの電流と電圧の変化を制限す
るために、導電性と抵抗性との両方を備えている。スイッチ32,34は、ブリ
ッジライン26によりエネルギー蓄積キャパシタ24の負リード線に接続されて
いる。Hブリッジの中央には、被検体がくる。被検体は、肺尖ライン17により
ブリッジの左サイドに接続され、胸板ライン18によりブリッジの右サイドに接
続される。図2に明瞭に示されているように、肺尖ライン17と胸板ライン18
は、被検体分離リレー35により電極15a,15bに接続される。マイクロプ
ロセッサ20は、制御ライン42a,42b,42c,42dを介してスイッチ
31,32,33,34に接続され、また制御ライン36を介して被検体分離リ
レー35に接続されている。これによりマイクロプロセッサ20により、スイッ
チ及びリレーの開閉が制御され得る。制御ライン42a,42b,42c,42
dは制御バス42の一部分を為している。
図3に、出力回路14の詳細な構成を示している。ここでは簡単に説明する。
また、外部細動除去器の高エネルギー2相波形を発生するHブリッジ回路(代理
人整理番号PHYS19377)として説明する。図3に示すように、4つの出
力スイッチSW1〜SW4により、エネルギー蓄積キャパシタからライン26,
28にエネルギーが印加される。スイッチSW1,SW3,SW4は、シリコン
制御整流器(SCR)等の半導体スイッチである。スイッチSW2は、直列接続
されたスイッチSW2A、SW2Bからなり、これらは両方ともに絶縁ゲートバ
イポーラトランジスタ(IGBT)である。4つの出力スイッチSW1〜SW4
は、オフ(非導通状態)からオン(導通状態)に切換可能である。制御ライン4
2a,42b,42c,42dは、スイッチ駆動回路51,52,53,54に
接続されている。スイッチ駆動回路51,52,53,54は、出力スイッチS
W1〜SW4にそれぞれ接続されている。スイッチ駆動回路52は、IGBTに
それぞれ対応する2つの同一のスイッチ駆動回路を有している。
スイッチ駆動回路51,53,54は、制御ライン42a,42c,42dの
信号に従ってオン/オフするSCRスイッチを駆動する。スイッチSW1,SW
3,SW4は、対応する制御ラインに信号が来ている限り、導電状態を維持する
。スイッチSW1〜SW4各々は、スイッチ保護回路61,62,63,64に
それぞれ接続されている。スイッチ駆動回路52は、制御ライン42bの信号に
従ってオン/オフするIGBTスイッチを駆動する。制御ライン42bに信号が
来ている限り、導電状態を維持する。スイッチ保護回路62は、2つの同一のス
イツチ保護回路を有する。この2つのスイッチ保護回路は、IGBTに対応して
いる。スイッチ保護回路61,62,63,64は、逆電圧によるダメージと速
すぎる導通からスイッチSW1〜SW4を保護する。
本実施例においては、細動除去器8は、以下のように、2相性の細動除去パル
スを被検体に印加する。図3に一例を示すように、エネルギー蓄積キャパシタ2
4を選択電圧レベルまで充電し、被検体分離リレー35を閉じると、スイッチS
W1,SW2は、被検体に第1位相で細動除去パルスを印加するために、切り換
えられ、エネルギー蓄積キャパシタ24から肺尖ライン17と胸板ライン18に
パスを形成する。蓄積エネルギーは、ライン26のキャパシタ24の正端子、ス
イッチSW1、肺尖ライン17、被検体16、胸板ライン19、スイッチSW2
、ライン28のキャパシタ24の負端子を順番に流れる。2相性パルスの第1位
相では、被検体の肺尖から胸板に正パルスが流れる。
エネルギー蓄積キャパシタ24が完全に放電する前に、2相性パルスを第2位
相に切り換える準備として、スイッチSW2がオフ状態にバイアスされる。スイ
ッチSW2がオフ状態にバイアスされると、SCRの両端電圧がゼロに落ちるの
で、スイッチSW1が非道通状態になる。
2相性の細動除去パルスの第1位相の終了後、スイッチSW3,SW4がオン
し、2相性パルスの第2位相がスタートする。スイッチSW3,SW4は被検体
に負の細動除去パルスを流すためのパスを提供する。図3に示すように、エネル
ギーは、ライン26のキャパシタ24の正端子、スイッチSW3、胸板ライン1
9、被検体16、肺尖ライン17、スイッチSW4、ライン28のキャパシタ2
4の負端子を順番に流れる。2相性パルスの第2位相の極性は、2相性パルスの
第1位相に対して反転している。スイッチSW1がオンすると、2相性パルスの
第2位相が終了し、スイッチSW1,SW4を介してキャパシタエネルギーの残
りが流される。第2位相の終了後、4つのスイッチSW1〜SW全てがオフされ
る。被検体分離リレー35が開かれると、エネルギー蓄積キャパシタ24は次の
細動除去パルスの準備として再充電が開始される。
出力回路14の完全性は、細動除去パルスの印加前及び印加中に検証される。
出力回路14の完全性を検証する好ましい方法が、図5A,図5Bにフローチャ
ートで示されている。図5Aには、細動除去器8が電源オンした後で、細動除去
パルス印加前に実行される始動検証テストを示している。ブロック100で細動
除去器8が電源オンされた後、ブロック104でエネルギー蓄積キャパシタ24
がテスト電圧まで充電される。エネルギー蓄積キャパシタ24が充電されるテス
ト電圧は、始動テストが要求されている間、エネルギーが保存されるのなら、キ
ャパシタの最大許容電圧より低いてよい。低電圧は準伝時間を短縮でき、それに
より出力回路の始動テスト総時間を短縮できる。スイッチSW1〜SW4の完全
性を正確にテストするために、テスト電圧は高くても良い。出力回路の始動テス
トの最中は、被検体に電流が少しも流れないように、被検体分離リレー35は継
続的に開けられる。
エネルギー蓄積キャパシタの充電後、ブロック106において、スイッチSW
1〜SW4を順番にテストする。これらスイッチのオフ特性についてまずテスト
される。スイッチは非導電状態に設定された後、各スイッチが個別にオンされ、
続いてオフされる。スイッチSW1〜SW4は順番にオンオフされる。スイッチ
のオンオフの都度、エネルギー蓄積キャパシタの両端電圧がモニタされる。テス
トの間、エネルギー蓄積キャパシタの両端電圧が変化しないはずである。その理
由は、1つのスイッチでは、エネルギー蓄積キャパシタの蓄積エネルギーを放電
するための導電パスが出力回路14を介して提供されないことにある。スイッチ
SW1〜SW4を順番にオンオフしている間に、エネルギー蓄積キャパシタの両
端電圧が変化したら、それはエラーがあることを示している。ブロック108に
おいて、スイッチSW1〜SW4のいずれかにエラーがあるか否かを調べるため
にテストが行われる。いずれかのスイッチにエラーがあると、ブロック118で
エラーハンドリングルーチンが起動する。エラーハンドリングルーチンの詳細は
、後述する。何れのスイッチにもエラーがなければ、始動検証テストはブロック
110に移る。
ブロック110において、スイッチSW2,SW3が短時間で同時にテストさ
れる。2つのスイッチSW2,SW3は、同時にオンされる。スイッチSW2を
オフにバイアスすると、SCRのスイッチSW3は非導通状態になり、2つのス
イッチSW2,SW3がオフになる。スイッチSW2,SW3が同時に導通する
と、出力回路14を介して短絡路が提供され、これによりエネルギー蓄積キャパ
シタの両端電圧が低下する。スイッチSW2,SW3が同時に導通しても電圧が
降下しないときは、エラーを意味している。ブロック112において、スイッチ
SW2,SW3の少なくとも一方がエラーであることが決定される。ここでエラ
ーが検出されたら、始動検証テストに続いて、ブロック118のエラーハンドリ
ングルーチンが実行される。エラーが検出されなかったら、ブロック114が実
行される。
ブロック114では、スイッチSW1,SW4がテストされる。スイッチSW
1,SW4は、同時にオンされることによりテストされる。スイッチSW1,S
W4をオンすると、出力回路14を介してエネルギー蓄積キャパシタ24からの
導電パスが提供される。エラーがなければ、エネルギー蓄積キャパシタ24の両
端電圧の降下が検出される。スイッチSW1,SW4が同時にオンすると、電圧
降下が検出されず、エラーであることが示される。ブロック116では、スイッ
チSW1,SW4の少なくとも一方がエラーであることが決定される。ここでエ
ラーが検出されたら、始動検証テストに続いて、ブロック118のエラーハンド
リングルーチンが実行される。エラーが検出されなかったら、ブロック120で
細動除去器8の定常動作が開始される。
図3に示した出力回路14では、スイッチSW2,SW3が、スイッチSW1
,SW4の前に、テストしなければならない。仮にスイッチSW1,SW4を先
にテストすると、スイッチSW1,SW4がSCRデバイスであるので電流が流
れっばなしになってスイッチSW1,SW4をオフにすることができなくなって
しまう。従って先にスイッチSW1,SW4をテストすると、エネルギー蓄積キ
ャパシタ24からテストエネルギー全てが流出してしまう。その理由は、スイッ
チSW2が非導電状態に設定可能な一対のIGBTであり、スイッチSW2,S
W3の組み合わせでオフすることができることにある。従って正しい順番でスイ
ッチをテストすることにより、エネルギー蓄積キャパシタを1回充電するだけで
、4つのスイッチをテストすることができる。しかし、キャパシタを再充電し、
また他の種類のスイッチを出力回路に使うのなら、異なる順番でスイッチをテス
トしても良い。
エネルギー蓄積キャパシタのエネルギー散逸による余分な充電時間及びエネル
ギーを不要にするために、始動検証テストを細動除去器8を電源オンした直後に
実行する。始動テストに要する時間及びエネルギー量は、エネルギー蓄積キャパ
シタに充電する電圧レベルによって変えることができる。電圧レベルを下げると
、キャパシタの充電時間を短縮できる。他の実施例では、スキップ始動テストボ
タン又はコマンドを細動除去器に組み込むことで、始動検証テストを簡単に起動
できる。
また、テストをユーザが細動除去器を電源オンしたときに実行する代わりに、
マイクロプロセッサ20により細動除去器を使っていない間に、定期的にテスト
を実行するようにしても良い。例えば、クロック21に基づいて毎晩決まった時
刻に、マイクロプロセッサ20は、ユーザが介在しないで自動的に細動除去器を
を電源オンし、出力回路の完全性をテストし、エラーがあったら、エラーハンド
リングルーチンに伴って警告信号をユーザに発する。
図5Bには、細動除去パルスを印加する直前及び印加中に実行する検証テスト
を示している。動作のノーマルモードの入力後、ブロック121で、細動除去器
は、細動除去パルスを被検体に印加することを表す指令の入力を待機する。自動
細動除去器の場合、この指令は、被検体の心電図解析後に、マイクロプロセッサ
から発する。また、手動の細動除去器の場合、細動除去パルスの印加のためにエ
ネルギー蓄積キャパシタを充電するための指令が、訓練を受けた医療作業員から
出されることもある。
細動除去器に被検体への細動除去パルスの印加準備をさせることを示す指令を
受信したら、検証テストのブロック122が実行される。ブロック122では、
エネルギー蓄積キャパシタ24が選択電圧まで充電される。キャパシタの充電レ
ベル、つまり被検体に印加されるエネルギーレベルは、様々な要因により決めら
れる。
キャパシタを所望の電圧まで充電した後、ブロック124で、4つのスイッチ
SW1〜SW4のテストが行われる。このテストは、ブロック106と同じであ
る。スイッチ各々は、個別にオンオフされる。スイッチがオンオフしている間、
エネルギー蓄積キャパシタの両端電圧がマイクロプロセッサによりモニタされる
。全スイッチが操作可能(つまり、導電状態のスイッチが1つもない)な場合、
エネルギー蓄積キャパシタの両端電圧は変化しない。ブロック124で実行され
る検証テストは、細動除去パルスの印加前に実行可能である。テストは短時間で
且つ故障がなければエネルギー蓄積キャパシタからエネルギー損失無く実行可能
であろ。もし細動除去パルスの印加前に導電状態になっている故障スイッチがあ
れば、細動除去器が被検体に細動除去パルスを印加を試す前に、検証テストでエ
ラーを発見できる。
各スイッチのテスト後、ブロック126でいずれかのスイッチに何らかのエラ
ーがあるか否かが判定される。エラーが検出されたとき、ブロック118のエラ
ーハンドリングルーチンが起動される。エラーがなければ、細動除去器は被検体
に細動除去パルスを印加する。被検体分離リレー35は、細動除去パルスの印加
前に閉じられる。
ブロック128では、スイッチSW1,SW2がオンすると、細動除去パルス
発生が第1位相で開始される。この第1位相のパルスが被検体に印加されたとき
、クロックがスタートする。第1位相のスタートからおよそ4.5ミリ秒後に、
マイクロプロセッサはブロック130でエネルギー蓄積キャパシタの電圧を測定
する。4.5ミリ秒後、キャパシタの電圧レベルは、被検体のインピーダンスに
より決まるある範囲内にまで降下する。測定された電圧レベルが4.5ミリ秒後
に予定範囲に入っていないとき、出力回路又は被検体との接続に故障がある。判
定ブロック134では、4.5ミリ秒で故障が検出されたことが判定される。故
障が検出されたとき、ブロック118のエラーハンドリングルーチンが起動する
。第1位相でパルスを印加している間に故障が生じなければ、2相性の細動除去
パルスの位相が第2位相に切り換えられる。第2位相の開始前に、スイッチSW
2はオフされ、第1位相が終了する。
ブロック136では、スイッチSW3,SW4がオンされ、エネルギー蓄積キ
ャパシタから被検体への導電パスが形成され、負の第2位相の細動除去パルスの
印加が開始される。ブロック140において、第2位相の終端でキャパシタの両
端電圧が測定される。この終端で測定された電圧は、被検体の予想インピーダン
スに応じたある範囲内まで降下する。測定電圧がこの範囲外であるとき、出力回
路又は被検体との接続に故障があることを表している。
判定ブロック142において、第2位相の終端で故障が見つかったか否かを判
定する。故障が見つかったとき、ブロック118のエラーハンドリングルーチン
が実行される。故障が見つからなかったとき、ブロック121に戻って、細動除
去パルスを追加で印加するためにエネルギー蓄積キャパシタを充電することを表
す別の指令を待機する。第2位相の終端後、被検体分離リレー35は開かれ、被
検体が細動除去器から分離される。
ブロック130で4.5ミリ秒テストが細動除去パルスの第1位相の間、実行
される一方で、同様のテストが第2位相のスタートの4.5ミリ秒後に実行され
る。同様に、ブロック140で実行される終端電圧のテストが第2位相の終端で
実行される一方で、同様のテストが第1位相の終端で実行される。
このようなテスト方法により、出力回路の完全性と被検体に対する接続とを、
細動除去パルスの印加前と印加中の両方で確認することができる。多くの従来の
細動除去器は、出力スイッチのタイプと、細動除去パルスの印加時のEMIノイ
ズとをその原因として、このようなテストを実行することができなかった。細動
除去パルスの印加前又は印加中にエラーが検出されたとき、エラーハンドリング
ルーチンが起動され、エラーが解析されそして補償される。
細動除去パルスの印加前又は印加中にエラーが検出されたとき、エラーハンド
リングルーチンがブロック118で起動される。このエラーハンドリングルーチ
ンのエラー原因を追求するための解析方法には様々なタイプがある。エラーハン
ドリングルーチンは、被検体に対して2相性ではなく単相正のパルスを印加する
ことでエラーを補償することもできる。図6A、図6Bには、典型的なエラーハ
ンドリングルーチンのフローチャートを示している。
出力回路内のあるスイッチが導電状態に固定されているとき、細動除去器は、
2相性ではなく単相正パルスを印加するために利用できる導電スイッチパスを使
うことで、固定化したスイッチを補償する。図6Aは、細動除去パルスの印加前
にスイッチの故障が見つかったとき、単相パルスを使用することを示している。
ブロック150で、ブロック126からエラーハンドリングルーチンがエンター
されているか否かが判定される。ブロック126からエラーハンドリングルーチ
ンがエンターされていないとき、ブロック180が実行される。ブロック126
からエラーハンドリングルーチンがエンターされているとき、ブロック152が
実行される。
ブロック152において、エラーが発生し、単相性パルスが試行されることを
示すために、エラー信号がユーザに供給される。エラー信号は、音声でもよいし
、映像(画像)でもよいし、アラームでもよい。ブロック154では、エネルギ
ー蓄積キャパシタの現在の充電レベルが所望の単相性パルスを発生するのに適正
であるか否かが決定される。周知の通り、所望の単相性パルスのサイズが被検体
のインピーダンス、既に被検体に印加した電気ショックの数、その他の要因に従
って変化されろ。単相性パルスの継続時間及び振幅を変えるために、エネルギー
蓄積キャパシタ24の充電レベルが修正される。現在の充電レベルに応じたパル
スよりも高い振幅で又は長い継続時間で単相性パルスを発生するとき、エネルギ
ー蓄積キャパシタ24はより高い電圧まで充電される。逆に、単相性パルスの振
幅を低くし又は計測時間を短くするのなら、キャパシタの電圧は降下される。電
圧降下のために、エネルギー蓄積キャパシタ24は、Hブリッジ出力回路14の
片側の両方のスイッチを閉じることで提供される短絡路を通して、部分的に放電
される。ブロック156において、エネルギー蓄積キャパシタ24は、選択され
たレベルに充電される。また、被検体分離リレー35は、単相性パルス印加の準
備のために閉じられる。
ブロック158において、導電状態に固定化している出力スイッチを特定する
ためにテストが行われる。このテストの間、ブロック106,124で、スイッ
チSW1だけをオンしたとき、短絡導電パスが形成され、それによりエネルギー
蓄積キャパシタ24が高速で充電される場合、スイッチSW4が導電状態又は非
導電状態に固定化しているかどうか論理的に推定することができる。この論理の
理由は、スイッチSW1が導電状態に維持されているとき、短絡導電パスはスイ
ッチSW4が導通したときだけ形成されることにある。同様に、スイッチSW2
がオンしているときの高速電圧充電は、スイッチSW3が導通状態に固定化して
いるという故障を示している。スイッチSW1又はSW2がオンしている間に検
出されるエラーは、スイッチSW3又はSW4が導通状態に固定化しているとい
う故障を表している。スイッチSW1又はSW2にエラーがあるとき、ブロック
162でエラールーチンが実行され、スイッチSW1,SW2を介して単相性パ
ルスの印加が開始される。スイッチSW1,SW2の一方が導通状態に固定化し
ている状況にあるとき、スイッチSW1,SW2は細動除去パスを効果的に形成
する。同様に、スイッチSW3,SW4にエラーがあるとき、ブロック166の
ルーチンが実行され、スイッチSW3,SW4を介して単相性パルスの印加が開
始される。
ブロック162又は166のいずれかに続いて、ブロック168のルーチンが
実行され、単相性パルスの開始から所定時間後にエネルギー蓄積キャパシタ24
の両端電圧が測定される。測定は、例えば、4.5ミリ秒後に行われる。単相性
パルスの減衰率は、既知の被検体のインピーダンスに応じている。4.5ミリ秒
後、測定されたエネルギー蓄積キャパシタの両端電圧は、予定範囲内まで降下し
ている。エネルギー蓄積キャパシタの両端電圧が予定範囲内に入っていなければ
、出力回路又は被検体との接続に故障があることを意味している。
ブロック170では、単相性パルスの終端で測定が行われる。この単相性パル
スの終端で測定されたエネルギー蓄積キャパシタの両端電圧は、既知の被検体の
インピーダンスに応じた所定範囲内にまで降下しているはずである。エネルギー
蓄積キャパシタの両端電圧が所定範囲内に入っていなければ、出力回路又は被検
体との接続に故障があろことを意味している。
ブロック172では、テストにより、単相性パルスの開始から4.5ミリ秒後
又は単相性パルスの終端で故障が発生したか否かが判別される。故障があれば、
ブロック174の他のエラーハンドリングルーチンが実行される。もし故障がな
ければ、ブロック126で特定された当初のエラー状態が単なる一過性のもので
あるという推測のもとで、ブロック121に戻って、もう1つの細動除去コマン
ドを待機する。なお、ブロック121に戻る代わりに、次の細動除去コマンドが
与えられるときに単相性パルスを再度、救急するというブロックを実行してもよ
い。
図6Bは、2相性パルスの印加中にエラーが検出されたときに行う解析及び補
償について示している。ブロック180のテストにより、細動除去パルスの第1
位相の開始から4.5ミリ秒後に検出されたエラーを原因として、ブロツック1
34からエラーハンドリングルーチンに移ったかどうか判断される。エラーハン
ドリングルーチンがブロック134から移ってきたものでない場合、ブロック1
81の他のエラーハンドリングルーチンが実行される。エラーハンドリングルー
チンがブロック134から移ってきたものである場合、ブロック182のルーチ
ンが実行される。
ブロック182のテストにより、ブロック130で測定されたエネルギー蓄積
キャパシタが予定範囲より上のフル充電レベル付近にあるか否か判定される。フ
ル充電レベル付近でないとき、ブロック184のルーチンが行われる。ブロック
184では、ブロック130で測定されたエネルギー蓄積キャパシタがフル放電
レベル付近にあるか否が判定される。フル放電レベル付近でないとき、ブロック
181の他のエラーハンドリングルーチンが行われる。フル放電レベル付近にあ
るとき、ブロック186のルーチンが行われ、細動除去パルスがフル状態で被検
体に供給されていないことを示すエラー信号が、細動除去器のユーザに発生され
る。ブロック186の後、ブロック121に戻り、ブロック134で特定された
当初のエラーが一過性の問題であるという推定のもとで、もう1つの細動除去コ
マンドを待機する。ブロック186で発生するエラー信号は、細動除去パルスの
印加中に行われるテストで重要なことを表している。パルス後のテストでは、エ
ネルギーが放電されて、エネルギーが被検体に印加されていないことを示してい
る。パルス中のテストでは、細動除去パルスが被検体に供給されたことが確認さ
れる。
ブロック182に戻って、エネルギー蓄積キャパシタの両端電圧が、フル充電
レベル付近であるとき、ブロック188のルーチンが実行される。ブロック18
8では、キャパシタ電圧がフル充電レベル付近であり、単相性パルスが試行され
ることを示すエラー信号がユーザに提供される。キャパシタ電圧がフル充電レベ
ル付近であるのは、スイッチ故障又は細動除去器内に開回路があることを意味し
ている。ブロック190のテストにより、キャパシタの充電レベルが単相性パル
スの印加前に充電されたものであるか否かが判定される。上述したように、充電
レベルを変える代わりに、単相性パルスの振幅又は継続時間を変えてもよい。所
望の振幅又は継続時間は、被検体のインピーダンス、被検体に電気ショックを既
に与えているか否かといった様々なパラメータに基づいて決められる。充電レベ
ルを変える必要がないのなら、ブロック192のルーチンが実行される。
ブロック192のテストにより、所望の充電レベルが現在の充電レベルより高
いか低いかが判定される。所望の充電レベルが高いとき、ブロック196のルー
チンが実行される。所望の充電レベルが低いとき、ブロック194のルーチンが
実行され、スイッチSW2,SW3をオンして、エネルギー蓄積キャパシタの両
端を短絡することにより、充電レベルを低くする試みが行われる。この試みはま
ず最初にスイッチSW2,SW3から行われ、その理由は上述したように、キャ
パシタの全エネルギーが放電される前に、スイッチSW2がオフにバイアスされ
る可能性があるからである。スイッチSW2がブロック194で使えないとき、
スイッチSW1,SW4がオンされ、キャパシタの全エネルギーが放電される。
ブロック194の後に、ブロック196のルーチンが実行される。
ブロック196では、必要なら、エネルギー蓄積キャパシタは新規なレベルに
充電される。ブロック198のルーチンにより、単相性パルスが、スイッチSW
3,SW4のオンにより印加される。スイッチSW1,SW2は、単相性パルス
の印加には、使用しない。その理由は、スイッチSW1,SW2を通してパルス
を印加することが試行されている間に開回路エラーが生じたとき、そのルーチン
が実行されることにある。
単相性パルスから4.5ミリ秒後、ブロック200においてエネルギー蓄積キ
ャパシタの両端電圧が測定される。ブロック202で、単相性パルスの終端で、
エネルギー蓄積キャパシタの両端電圧が測定される。いずれかの電圧が予定範囲
から外れていることは、出力回路又は被検体との接続に故障があることを意味し
ている。
判定ブロック204で、故障が単相性パルスから4.5ミリ秒後又は終端で検
出されたかどうかテストされる。故障が検出されたとき、ブロック181の他の
エラーハンドリングルーチンが実行される。故障が検出されなかったとき、ブロ
ック121に戻り、ブロック134のエラーが解消したかもしれないという推定
のもとで、別の細動除去指令を待機する。なお、ブロック121に戻る代わりに
、次の細動除去指令が与えられたとき、単相性パルスを自動的に印加するように
してもよい。
出力回路の一部に故障が生じたとき単相性パルスを使うことにより、従来の単
相性パルス、エドマークパルス(Edmark pulse)、細動除去器にはない利点がある
。一般的に、従来の単相性の細動除去器では、能動的スイッチングパスが1つし
かなく、このパスに故障が生じたら、細動除去器は動かなくなってしまう。本発
明では、Hブリッジ出力回路14を通して2つの導電性パスを設けることができ
るので、その一方が故障したら他方をバックアップパスとして使うことができる
。
図6A,図6Bには、エラー状態を解析するために出力回路上で実行される診
断テストの典型例を示している。よく知られている他の方法を採用してもよい。
例えば、エラーハンドリングルーチンを実行する解析の他のタイプでも、非導電
性状態に固定化されるスイッチを特定することができる。ブロック110のテス
ト中に、短絡路が形成されず、スイッチSW2,SW3が導電状態にしてもキャ
パシタ24の電圧が素早く変化しないとき、その原因を、スイッチSW2又はS
W3あるいはその両方が非導電状態に固定化している、またはシステム内の開回
路にある何か他のことと推定することができる。同様に、ブロック114のスイ
ッチSW1,SW4またはその両方を導電状態にしてもキャパシタ電圧が素早く
変化しないことは、スイッチSW1又はSW4あるいはその両方が非導電状態に
固定化していることを示している。この情報だけでは、これら2つのスイッチの
何れか一方又は両方が固定化しても、電圧変化が起こらないという同じ結果にな
るから、テスト対象の2つのスイッチのいずれが固定化しているか特定すること
はできない。固定化しているスイッチが一方なのか両方なのかが分かれば、適当
なメッセージや指示をユーザに提示し、また故障スイッチを特定するためのテス
トを実行することができる。エラーが生じて故障スイッチが特定されたとき、細
動除去器を起動して、高い電流又は長い継続時間のパルスに利用できるスイッチ
ングパスを使って、2相性パルスではなく単相性パルスを印加する。
他のタイプの解析では、エラーハンドリングルーチンにより、ブロック130
,140で測定された電圧のエラーの原因が突き止められる。測定された電圧レ
ベルが高過ぎることは、インピーダンスが非常に高い、例えばパドル又は電極が
被検体に付いていないことを表している。電圧降下しないことは、スイッチSW
1〜SW4のいずれかが非導電状態に固定化していることを表している。非導電
状態に固定化している出力スイッチは、このテストと、ブロック110のテスト
と、ブロック114のテストとの組み合わせにより突き止められる。測定電圧が
低すぎることは、スイッチが導電状態に固定化しているか又は電極が付いていな
いことを表している。
上述した本発明の実施例は主旨を逸脱しない限り様々に変形することができる
。例えば、被検体へ2相性細動除去パルスを発生する出力回路は、3又はそれ以
上の多相性細動除去パルスを発生するようにしてもよい。
また、エネルギー蓄積キャパシタの両端電圧は図5A,図5Bのテストのため
のパラメータとして測定されるが、キャパシタから被検体へのエネルギーフロー
に関わるパラメータを、放電のインピーダンスを推定するために使ってもよい。
例えば、放電電流、放電時間、電圧/電流比を、被検体のインピーダンスの既知
の範囲に応じて決められる予定範囲と比較してもよい。測定されたインピーダン
スが予定範囲から外れていることは、出力回路に故障があることを表している。
さらに、マイクロプロセッサ20が出力回路14のテストや解析の制御のため
に使われているが、他のコントローラを使って同じタスクを実行ようにしてもよ
い。例えば、ASIC又は離散的論理を使ってテストが行われる。また、エネル
ギー蓄積キャパシタ24は単一であったが、他のエネルギー蓄積デバイスを使っ
てもよい。例えば、マルチキャパシタが必要量のエネルギーを蓄積するのに使わ
れる。
さらに、スイッチSW1,SW3,SW4は個々に半導体デバイスとして設け
ていたが、同じスイッチ機能を複数の半導体デバイスの直列接続により実現して
もよい。各レグをテストする上述の方法を同様に複数のスイッチを有するレグに
使ってもよい。また、スイッチSW1〜SW4は、SCR、IGBT、MOSF
ET、BJT、MCT、その他の高電圧半導体でもよい。
【手続補正書】特許法第184条の8第1項
【提出日】平成11年3月15日(1999.3.15)
【補正内容】
る。
他の従来の回路及びテスト方法が、PCT出願をWO94/27674に記述
されている。このドキュメントに記述されているように、使われている回路はH
ブリッジであり、テスト方法では、Hブリッジの対角の2つのスイッチを活性化
する。テスト回路は、2つのスイッチと負荷抵抗RLとを使ったテストリレーに
より完了される。記述されているように、テスト回路が完了し、電流が流れ始め
ると、システムは、測定デバイスにより検出された過電流状態を正確に特定した
か否かをCPUで判定することにより、過電流検出キャリブレーションを検証す
る。このテスト回路と方法は、2つのテスト用スイッチとテスト用負荷抵抗のよ
うなHブリッジが付加的に必要とされる。
本発明は、上述の問題及び他の問題を解決する方法及び装置を提供することを
目的としている。さらに、本発明は、細動除去パルスの前と最中に出力回路の完
全性を検証する方法及び装置を提供することを目的としている。
発明の概要
マイクロプロセッサにより制御される出力回路を有する外部心臓細動除去器が
提供される。出力回路は、エネルギー蓄積キャパシタ等のエネルギー蓄積デバイ
スから患者に細動除去パルスが放電される細動除去パルスが通る幾つかの固体ス
イッチを有している。細動除去パルスを使う前に、出力回路内の各スイッチの完
全性を検証する。細動除去パルスに使用中に、出力回路の完全性を、エネルギー
蓄積キャパシタの充電レベルをモニタすることで検証する。
本発明のある局面によれば、出力回路は、“H”字形(以下では、Hブリッジ
)にアレイされた4つのレグを有している回路である。出力回路の各レグは、1
つの固体スイッチを有している。Hブリッジのペアのスイッチを選択的に切り換
えることにより、2相の細動除去パルスが患者に送られる。細動除去パルスを使
う前に、出力回路の各レグは、エネルギー蓄積キャパシタが部分的に充電されて
いる間、所望の順番でスイッチを切り換えることによりチェックされる。
本発明の他の局面によれば、Hブリッジの完全性は、細動除去パルスを使って
いる間、エネルギー蓄積キャパシタの両端電圧を定期的にモニタされる。モニタ
電圧が所定範囲外にあれば、Hブリッジが正常でないことを表している。
本発明の他の局面によれば、Hブリッジの故障レグは、エネルギー蓄積キャパ
シタと患者との間を導通するためのレグのペアを決めることにより補償される。
このレグのペアを決めるとき、細動除去器は単相又は2相の細動除去パルスを印
加すろ。単相性のパルスの電流又は継続時間は、エネルギー蓄積キャパシタの電
荷を変えることで変更する。
本発明の他の局面によれば、スケーリング回路は、マイクロプロセッサで測定
可能なようにエネルギー蓄積キャパシタの両端電圧を段階的に低下するために設
けられる。スケーリング回路は、マイクロプロセッサでエネルギー蓄積キャパシ
タの両端電圧を様々なレンジで測定できるように調整可能である。
dは制御バス42の一部分を為している。
図3に、出力回路14の詳細な構成を示している。ここでは簡単に説明する。
この詳細は、U.S.Patent No.5,873,893、タイトル“外
部細動除去器の高エネルギー2相波形を発生するHブリッジ回路”に記述されて
いろ。図3に示すように、4つの出力スイッチSW1〜SW4により、エネルギ
ー蓄積キャパシタからライン26,28にエネルギーが印加される。スイッチS
W1,SW3,SW4は、シリコン制御整流器(SCR)等の半導体スイッチで
ある。スイッチSW2は、直列接続されたスイッチSW2A、SW2Bからなり
、これらは両方ともに絶縁ゲートバイポーラトランジスタ(IGBT)である。
4つの出力スイッチSW1〜SW4は、オフ(非導通状態)からオン(導通状態
)に切換可能である。制御ライン42a,42b,42c,42dは、スイッチ
駆動回路51,52,53,54に接続されている。スイッチ駆動回路51,5
2,53,54は、出力スイッチSW1〜SW4にそれぞれ接続されている。ス
イッチ駆動回路52は、IGBTにそれぞれ対応する2つの同一のスイッチ駆動
回路を有している。
スイッチ駆動回路51,53,54は、制御ライン42a,42c,42dの
信号に従ってオン/オフするSCRスイッチを駆動する。スイッチSW1,SW
3,SW4は、対応する制御ラインに信号が来ている限り、導電状態を維持する
。スイッチSW1〜SW4各々は、スイッチ保護回路61,62,63,64に
それぞれ接続されている。スイッチ駆動回路52は、制御ライン42bの信号に
従つてオン/オフするIGBTスイッチを駆動する。制御ライン42bに信号が
来ている限り、導電状態を維持する。スイッチ保護回路62は、2つの同一のス
イッチ保護回路を有する。この2つのスイッチ保護回路は、IGBTに対応して
いる。スイッチ保護回路61,62,63,64は、逆電圧によるダメージと速
すぎる導通からスイッチSW1〜SW4を保護する。
本実施例においては、細動除去器8は、以下のように、2相性の細動除去パル
スを被検体に印加する。図3に一例を示すように、エネルギー蓄積キャパシタ2
4を選択電圧レベルまで充電し、被検体分離リレー35を閉じると、スイッチS
W1,SW2は、被検体に第1位相で細動除去パルスを印加するために、切り換
えられ、エネルギー蓄積キャパシタ24から肺尖ライン17と胸板ライン18に
請求の範囲
1.被検体に多相性細動除去パルスを印加する前に、外部細動除去器内の出力回
路の完全性を検証する方法であり、前記出力回路は被検体に多相性細動除去パル
スを印加するために被検体にエネルギー蓄積キャパシタを電気的に接続するため
の4つのレグを有する構成の中で前記エネルギー蓄積キャパシタに接続されてい
る複数のスイッチを有し、前記方法は、
(a)多相性細動除去パルスの印加前に、1つのレグを通して電流が流れるよう
に、前記出力回路内の前記4つのレグの1つに関係する複数のスイッチ全てを、
導電状態にし、
(b)他の3つのレグを通して電流が流れないように、前記出力回路内の他の3
つのレグ各々に関係する複数のスイッチの少なくとも1つを非導電状態にし、
(c)導電状態にあるにも関わらず、前記エネルギー蓄積キャパシタから前記1
つのレグを通して電流が流れないことを、前記1つのレグに関係するパラメータ
によりモニタし、
(d)前記出力回路内の前記4つのレグの残りの3つのレグに関して前記ステッ
プ(a)〜(c)を繰り返す、ことを特徴としている。
2.前記パラメータは前記エネルギー蓄積キャパシタの両端電圧であることを特
徴とする請求の範囲第1項の方法。
3.前記エネルギー蓄積キャパシタをテスト電圧まで充電するステップをさらに
有することを特徴とする請求の範囲第1項の方法。
4.電流が1つのレグを通して流れるとき、前記外部細動除去器のユーザに警告
を発するステップをさらに有することを特徴とする請求の範囲第1項の方法。
5.被検体に多相性細動除去パルスを印加する前に、外部細動除去器内の出力回
路の完全性を検証する方法であり、前記出力回路は被検体に多相性細動除去パル
スを印加するために被検体にエネルギー蓄積キャパシタを電気的に接続するため
の4つのレグを有するHブリッジ構成の中で前記エネルギー蓄積キャパシタに接
続されている複数のスイッチを有し、前記方法は、
(a)多相性細動除去パルスの印加前に、第1のレグを通して電流が流れるよう
に、前記出力回路内の前記第1のレグに関係する複数のスイッチ全てを、導電状
態にし、
(b)第2のレグとステップ(a)で導通状態にされた第1のレグとを通して電
流が流れるように、前記Hブリッジの第1のレグと同じ側にある第2のレグに関
係する複数のスイッチの全てを導電状態にし、
(c)前記エネルギー蓄積キャパシタから前記ステップ(a)、(b)で導通状
態にされた第1のレグと第2のレグとを通して電流が流れることを、前記ステッ
プ(a)、(b)で導通状態にされた第lのレグと第2のレグとに関係するパラ
メータによりモニタし、
(d)前記出力回路内のHブリッジの反対側にある残りの2つのレグに関して前
記ステップ(a)〜(c)を繰り返す、ことを特徴としている。
6.前記パラメータは前記エネルギー蓄積キャパシタの両端電圧であることを特
徴とする請求の範囲第5項の方法。
7.前記エネルギー蓄積キャパシタをテスト電圧まで充電するステップをさらに
有することを特徴とする請求の範囲第5項の方法。
8.前記ステップ(a)、(b)で導通状態にされたレグを通して電流が流れな
いとき、前記外部細動除去器のユーザに警告を発するステップをさらに有するこ
とを特徴とする請求の範囲第5項の方法。
9.被検体に多相性細動除去パルスを印加する間、外部細動除去器内の出力回路
の完全性を検証する方法であり、前記出力回路は被検体に細動除去パルスを印加
するために被検体にエネルギー蓄積キャパシタを電気的に接続するための複数の
スイッチを有し、前記方法は、
(a)前記多相性細動除去パルスの第1位相の印加を開始するために、前記複数
のスイッチの幾つかを導電状態にし、
(b)前記多相性細動除去パルスの第1位相の開始から所定時間経過後にモニタ
し、
(c)前記細動除去パルスの第1位相の印加中に、前記キャパシタから被検体に
流れるエネルギーに関わるパラメータを測定し、
(d)前記多相性細動除去パルスの次の位相の開始前に、被検体のインピーダン
ス範囲に応じた所定範囲と前記測定したパラメータとを比較することにより前記
出力回路の完全性を検証し、前記測定したパラメータが前記所定範囲から外れて
いるか否かを判定し、
(e)前記測定したパラメータが前記所定範囲から外れているとき、前記出力回
路内の故障可能性をユーザに警告する、ことを特徴としている。
10.前記測定するパラメータは前記エネルギー蓄積キャパシタの両端電圧であ
ることを特徴とする請求の範囲第9項の方法。
11.前記測定したパラメータが前記所定範囲から外れているとき、前記外部細
動除去器のユーザに警告を発するステップをさらに有することを特徴とする請求
の範囲第9項の方法。
12.被検体に多相性細動除去パルスを印加する間、外部細動除去器内の出力回
路の完全性を検証する方法であり、前記出力回路は被検体に細動除去パルスを印
加するために被検体にエネルギー蓄積キャパシタを電気的に接続するための複数
のスイッチを有し、前記方法は、
(a)前記多相性細動除去パルスの第1位相の印加を開始するために、前記複数
のスイッチの幾つかを導電状態にし、
(b)前記キャパシタから前記被検体に流れるエネルギーに関わるパラメータを
モニタし、
(c)前記多相性細動除去パルスの第1位相の印加中に、前記モニタしたパラメ
ータが所定レベルに達するまでの経過時間を測定し、
(d)前記多相性細動除去パルスの次の位相が始まる前に、被検体のインピーダ
ンス範囲に応じた所定の時間幅と前記測定した経過時間とを比較することにより
前記出力回路の完全性を検証し、前記測定した経過時間が前記所定時間幅から外
れているか否かを判定し、
(e)前記測定した経過時間が前記所定時間幅から外れているとき、前記出力回
路内の故障可能性をユーザに警告する、ことを特徴としている。
13.前記測定するパラメータは前記エネルギー蓄積キャパシタの両端電圧であ
ることを特徴とする請求の範囲第12項の方法。
14.前記測定した経過時間が前記所定時間幅から外れているとき、前記外部細
動除去器のユーザに警告を発するステップをさらに有することを特徴とする請求
の範囲第12項の方法。
15.外部細動除去器内の不調の出力回路を補償する方法であり、前記出力回路
はエネルギー蓄積キャパシタの1つのリードに接続された2つのレグと、被検体
に細動除去パルスを印加するために前記エネルギー蓄積キャパシタの他の1つの
リードに接続された2つのレグとを有し、前記方法は、
(a)前記各レグが正常か故障しているか否かを判定するために、前記出力回路
内のレグをテストし、
(b)前記レグ全てが正常であるとき被検体に細動除去パルスを印加し、
(c)前記レグの少なくとも1つが故障していて、前記エネルギー蓄積キャパシ
タの1つのリードと被検体とエネルギー蓄積キャパシタの他のリードに接続して
いるレグとに接続しているレグの1つを通して導電パスが存在しているとき、被
検体に単相性の細動除去パルスを印加する、ことを特徴としている。
16.前記被検体に単相性の細動除去パルスを印加するとき、前駆エネルギー蓄
積キャパシタを高電圧に充電するステップをさらに有することを特徴とする請求
の範囲第15項の方法。
17.前記各レグをテストするステップは、前記細動除去パルスの印加前に実行
されることを特徴とする請求の範囲第15項の方法。
18.前記レグの少なくとも1つが故障しているとき、ユーザに警告を発するス
テップをさらに有することを特徴とする請求の範囲第15項の方法。
19.前記ステップ(a)〜(c)は前記細動除去パルスを被検体に印加する都
度繰り返されることを特徴とする請求の範囲第15項の方法。
─────────────────────────────────────────────────────
フロントページの続き
(72)発明者 ボルショバ、ローレンス・エー
アメリカ合衆国、ワシントン州 98034、
カークランド、ワンハンドレッドサーティ
ーサード・プレイス、エヌ・イー 12028
(72)発明者 ノウバ、リチャード・シー
アメリカ合衆国、ワシントン州 98033、
カークランド、カークランド・アベニュー
1205
Claims (1)
- 【特許請求の範囲】 1.被検体に多相性細動除去パルスを印加する前に、外部細動除去器内の出力回 路の完全性を検証する方法であり、前記出力回路は被検体に多相性細動除去パル スを印加するために被検体にエネルギー蓄積キャパシタを電気的に接続するため の4つのレグを有する構成の中で前記エネルギー蓄積キャパシタに接続されてい る複数のスイッチを有し、前記方法は、 (a)多相性細動除去パルスの印加前に、1つのレグを通して電流が流れるよう に、前記出力回路内の前記4つのレグの1つに関係する複数のスイッチ全てを、 導電状態にし、 (b)他の3つのレグを通して電流が流れないように、前記出力回路内の他の3 つのレグ各々に関係する複数のスイッチの少なくとも1つを非導電状態にし、 (c)導電状態にあるにも関わらず、前記エネルギー蓄積キャパシタから前記1 つのレグを通して電流が流れないことを、前記1つのレグに関係するパラメータ によりモニタし、 (d)前記出力回路内の前記4つのレグの残りの3つのレグに関して前記ステッ プ(a)〜(c)を繰り返す、ことを特徴としている。 2.前記パラメータは前記エネルギー蓄積キャパシタの両端電圧であることを特 徴とする請求の範囲第1項の方法。 3.前記エネルギー蓄積キャパシタをテスト電圧まで充電するステップをさらに 有することを特徴とする請求の範囲第1項の方法。 4.電流が1つのレグを通して流れるとき、前記外部細動除去器のユーザに警告 を発するステップをさらに有することを特徴とする請求の範囲第1項の方法。 5.被検体に多相性細動除去パルスを印加する前に、外部細動除去器内の出力回 路の完全性を検証する方法であり、前記出力回路は被検体に多相性細動除去パル スを印加するために被検体にエネルギー蓄積キャパシタを電気的に接続するため の4つのレグを有する構成の中で前記エネルギー蓄積キャパシタに接続されてい る複数のスイッチを有し、前記方法は、 (a)多相性細動除去パルスの印加前に、1つのレグを通して電流が流れるよう に、前記出力回路内の前記4つのレグの1つに関係する複数のスイッチ全てを、 導電状態にし、 (b)1つのレグとステップ(a)で導通状態にされたレグとを通して電流が流 れるように、前記出力回路内の他の3つのレグの1つに関係する複数のスイッチ の全てを導電状態にし、 (c)前記エネルギー蓄積キャパシタから前記ステップ(a)、(b)で導通状 態にされたレグを通して電流が流れることを、前記ステップ(a)、(b)で導 通状態にされたレグに関係するパラメータによりモニタし、 (d)前記出力回路内の前記4つのレグの残りの2つのレグに関して前記ステッ プ(a)〜(c)を繰り返す、ことを特徴としている。 6.前記パラメータは前記エネルギー蓄積キャパシタの両端電圧であることを特 徴とする請求の範囲第5項の方法。 7.前記エネルギー蓄積キャパシタをテスト電圧まで充電するステップをさらに 有することを特徴とする請求の範囲第5項の方法。 8.前記ステップ(a)、(b)で導通状態にされたレグを通して電流が流れな いとき、前記外部細動除去器のユーザに警告を発するステップをさらに有するこ とを特徴とする請求の範囲第5項の方法。 9.被検体に多相性細動除去パルスを印加すろ間、外部細動除去器内の出力回路 の完全性を検証する方法であり、前記出力回路は被検体に細動除去パルスを印加 するために被検体にエネルギー蓄積キャパシタを電気的に接続するための複数の スイッチを有し、前記方法は、 (a)前記細動除去パルスの印加を開始するために、前記複数のスイッチの幾つ かを導電状態にし、 (b)前記細動除去パルスの開始から所定時間経過後にモニタし、 (c)前記細動除去パルスの開始から所定時間経過後に前記キャパシタから被検 体に流れるエネルギーに関わるパラメータを測定し、 (d)被検体のインピーダンス範囲に応じた所定範囲と前記測定したパラメータ とを比較し、前記測定したパラメータが前記所定範囲から外れているか否かを判 定する、ことを特徴としている。 10.前記測定するパラメータは前記エネルギー蓄積キャパシタの両端電圧であ ることを特徴とする請求の範囲第9項の方法。 11.前記測定したパラメータが前記所定範囲から外れているとき、前記外部細 動除去器のユーザに警告を発するステップをさらに有することを特徴とする請求 の範囲第9項の方法。 12.被検体に多相性細動除去パルスを印加する間、外部細動除去器内の出力回 路の完全性を検証する方法であり、前記出力回路は被検体に細動除去パルスを印 加するために被検体にエネルギー蓄積キャパシタを電気的に接続するための複数 のスイッチを有し、前記方法は、 (a)前記細動除去パルスの印加を開始するために、前記複数のスイッチの幾つ かを導電状態にし、 (b)前記キャパシタから前記被検体に流れるエネルギーに関わるパラメータを モニタし、 (c)前記モニタしたパラメータが所定レベルに達するまでの経過時間を測定し 、 (d)被検体のインピーダンス範囲に応じた所定の時間幅と前記測定した経過時 間とを比較し、前記測定した経過時間が前記所定時間幅から外れているか否かを 判定する、ことを特徴としている。 13.前記測定するパラメータは前記エネルギー蓄積キャパシタの両端電圧であ ることを特徴とする請求の範囲第12項の方法。 14.前記測定した経過時間が前記所定時間幅から外れているとき、前記外部細 動除去器のユーザに警告を発するステップをさらに有することを特徴とする請求 の範囲第12項の方法。 15.外部細動除去器内の不調の出力回路を補償する方法であり、前記出力回路 はエネルギー蓄積キャパシタの1つのリードに接続された2つのレグと、被検体 に細動除去パルスを印加すろために前記エネルギー蓄積キャパシタの他の1つの リードに接続された2つのレグとを有し、前記方法は、 (a)前記各レグが正常か故障しているか否かを判定するために、前記出力回路 内のレグをテストし、 (b)前記レグ全てが正常であるとき被検体に細動除去パルスを印加し、 (c)前記レグの少なくとも1つが故障していて、前記エネルギー蓄積キャパシ タの1つのリードと被検体とエネルギー蓄積キャパシタの他のリードに接続して いるレグとに接続しているレグの1つを通して導電パスが存在しているとき、被 検体に単相性の細動除去パルスを印加する、ことを特徴としている。 16.前記被検体に単相性の細動除去パルスを印加するとき、前駆エネルギー蓄 積キャパシタを高電圧に充電するステップをさらに有することを特徴とする請求 の範囲第15項の方法。 17.前記各レグをテストするステップは、前記細動除去パルスの印加前に実行 されることを特徴とする請求の範囲第15項の方法。 18.前記レグの少なくとも1つが故障しているとき、ユーザに警告を発するス テップをさらに有することを特徴とする請求の範囲第15項の方法。 19.前記ステップ(a)〜(c)は前記細動除去パルスを被検体に印加する都 度繰り返されることを特徴とする請求の範囲第15項の方法。
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