RU2645244C2 - Defibrillator - Google Patents
Defibrillator Download PDFInfo
- Publication number
- RU2645244C2 RU2645244C2 RU2016123857A RU2016123857A RU2645244C2 RU 2645244 C2 RU2645244 C2 RU 2645244C2 RU 2016123857 A RU2016123857 A RU 2016123857A RU 2016123857 A RU2016123857 A RU 2016123857A RU 2645244 C2 RU2645244 C2 RU 2645244C2
- Authority
- RU
- Russia
- Prior art keywords
- output
- polarity
- patient
- input
- switch
- Prior art date
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
Landscapes
- Electrotherapy Devices (AREA)
Abstract
Description
Изобретение относится к области медицины. Дефибриллятор может быть использован для реанимации и электроимпульсной терапии в случае нарушения сердечной деятельности пациента.The invention relates to the field of medicine. The defibrillator can be used for resuscitation and electric pulse therapy in case of a violation of the patient’s cardiac activity.
В современных дефибрилляторах при формировании терапевтического электрического импульса решаются следующие задачи:In modern defibrillators during the formation of a therapeutic electric impulse, the following tasks are solved:
1. Определение величины сопротивления пациента (нагрузки);1. Determination of the patient resistance (load);
2. Заряд накопительного конденсатора до напряжения, зависящего от сопротивления пациента и выбранной энергии. Максимальное напряжение заряда конденсатора порядка 2500 В;2. The charge of the storage capacitor to a voltage depending on the patient's resistance and the selected energy. The maximum charge voltage of the capacitor is about 2500 V;
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;3. Formation and delivery to the patient of a biphasic electric discharge from the storage capacitor using a high-voltage switch. Maximum discharge currents up to 50 A, with a discharge pulse duration of up to 20 ms;
4. Принудительный разряд накопительного конденсатора в случае отмены проведения дефибрилляции, а также для полного разряда конденсатора после выдачи дефибрилляционного импульса;4. Forced discharge of the storage capacitor in case of cancellation of the defibrillation, as well as for the complete discharge of the capacitor after the issuance of the defibrillation pulse;
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 60601-1-2010.5. Ensuring patient protection from electric shock. For this, the medical device should not be a source of unauthorized current flowing through the patient, and should also have high resistance for currents generated by external voltage sources, see
Необходимость решения этих задач определяет состав и особенности силовой части дефибрилляторов.The need to solve these problems determines the composition and features of the power part of defibrillators.
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.In a defibrillator (EP 1565234 B1) containing a capacitive energy filler, a bridge switch for the polarity of the load current, a forced discharge resistor for the storage capacitor, switching of the discharge resistor and defibrillation electrodes is carried out using electromechanical relays. Relays provide high insulation resistance during opening, but have low reliability and low breakdown voltage of open contacts, which negatively affects the safety of the device.
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.The defibrillator (patent RU No. 2196616) contains a capacitive energy storage device, a command device, a bridge switch for the polarity of the load current and a device for measuring patient resistance, containing a reference voltage source, a high-voltage thyristor switch and a current-measuring resistor.
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.The disadvantage of this device is the lack of a forced discharge node of the storage capacitor and the presence of a bulky and expensive high-voltage switch in a patient resistance measuring device. The defibrillator has insufficient protection for the patient from the high voltage of the capacitive energy storage, since the high voltage circuits are separated from the patient only by the bridge switch of the polarity of the load current.
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.The closest analogue to the claimed invention in terms of features and adopted for the prototype is a defibrillator with a safe discharge circuit, patent RU No. 2365389, containing a capacitive energy storage device, a bridge transistor H-shaped electrical circuit, a control device, a safety switch to interrupt the voltage supplied to bridge H-shaped electric circuit before and after the implementation of a current shock, a switch with a resistor for discharging a capacitive energy storage, measure Spruce total electrical resistance of a patient connected to electrodes defibrillation.
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.The prototype provides good protection for the patient from current that may occur under the action of the voltage of a capacitive energy storage device, but is practically not protected from the effects of current that may occur when an external voltage is applied between the patient and the device. This is due to the fact that the output impedance of the H-shaped electrical circuit for currents flowing from the outside is reduced due to the connection of the patient resistance measuring device to the defibrillation electrodes.
Наличие у прототипа дополнительного ключа для разряда накопительного конденсатора снижает надежность устройства.The presence of the prototype of an additional key for the discharge of the storage capacitor reduces the reliability of the device.
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.The problem to which the claimed invention is directed is to increase the reliability of the defibrillator by using the minimum number of power switches in the high-voltage switch and increasing the degree of protection of the patient from electric shock.
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.The technical result of the present invention is to simplify the electrical circuit due to the double use of switching elements and, consequently, to increase the reliability of the device, as well as to significantly increase the output impedance of the defibrillator for flowing currents due to the original connection of the resistance measurement device to the patient using a thyristor switch of the load current polarity .
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.To solve the problem in a defibrillator containing a control device, a patient resistance measurement device, a capacitive energy storage device, the negative output of which is connected to a common wire, and the positive output is connected to the input of the blocking key, the output of the blocking key is connected to the first output of the discharge resistor and the positive input of the thyristor bridge switch polarity of the load current, the negative input of which is connected to a common drive, the second output of the discharge resistor is connected to with a common wire directly, between the output of the blocking key and the positive input of the thyristor bridge switch for polarity of the load current, the first additional led diode is turned on, the first output of the patient resistance measuring device is connected to the common wire, and its second output through the second additional input diode is connected to the positive input of the thyristor bridge switch polarity of the load current.
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.The claimed solution is illustrated by drawings, where in FIG. 1 shows a diagram of a proposed defibrillator; in FIG. 2 is a diagram of a defibrillator with an inductor and a damping diode included in it; in FIG. 3 is an embodiment of a patient resistance measuring device.
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.The defibrillator, the circuit of which is shown in FIG. 1 contains a
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.In FIG. 2 shows an embodiment of the invention, where, to ensure the operation of the thyristors of the bridge switch of the polarity of the load current, an
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.In FIG. 3 is a simplified diagram of an embodiment of a device for measuring the resistance of a
Дефибриллятор работает следующим образом.Defibrillator works as follows.
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.After making a decision on defibrillation, the operator sets the energy level of the therapeutic impulse and gives a command to gain energy. Before gaining energy, at the command of
Импульсное напряжение с датчика тока, обратно пропорциональное сопротивлению пациента, подается в устройство управления 1.The pulse voltage from the current sensor, inversely proportional to the patient's resistance, is supplied to the
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.The
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:In the process of accumulation and storage of energy on the capacitor of the
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.1. The
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.2. After the set time has elapsed, it is usually about 5 ms, the blocking
3. После паузы включается ключ 4 и вторая диагональ переключателя 7, обеспечивая протекание тока через нагрузку в обратном направлении.3. After a pause,
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.4. After a predetermined time, about 5 ms, the blocking
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 5.5. After the time required for the thyristors to completely close, this is at least 0.2 ms, the
6. Если после заряда накопительного конденсатора дефибрилляция отменяется, открывается ключ 4 и производится полный разряд накопительного конденсатора через резистор 5.6. If defibrillation is canceled after charging the storage capacitor, the
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.The
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.Since during the formation of the defibrillation pulse, a
Для ограничения скорости нарастания тока через тиристоры переключателя 7, последовательно с ним может быть включен дроссель 10 и демпфирующий диод 11.To limit the slew rate of the current through the thyristors of the
Схема высоковольтного коммутатора, выполненная по предлагаемому техническому решению, успешно используется в модернизированной версии выпускаемого на предприятии дефибриллятора ДКИ-Н-10.The high-voltage switch circuit, made according to the proposed technical solution, is successfully used in a modernized version of the DKI-N-10 defibrillator manufactured at the enterprise.
Claims (1)
Priority Applications (1)
| Application Number | Priority Date | Filing Date | Title |
|---|---|---|---|
| RU2016123857A RU2645244C2 (en) | 2016-06-15 | 2016-06-15 | Defibrillator |
Applications Claiming Priority (1)
| Application Number | Priority Date | Filing Date | Title |
|---|---|---|---|
| RU2016123857A RU2645244C2 (en) | 2016-06-15 | 2016-06-15 | Defibrillator |
Publications (2)
| Publication Number | Publication Date |
|---|---|
| RU2016123857A RU2016123857A (en) | 2017-12-20 |
| RU2645244C2 true RU2645244C2 (en) | 2018-02-19 |
Family
ID=60718440
Family Applications (1)
| Application Number | Title | Priority Date | Filing Date |
|---|---|---|---|
| RU2016123857A RU2645244C2 (en) | 2016-06-15 | 2016-06-15 | Defibrillator |
Country Status (1)
| Country | Link |
|---|---|
| RU (1) | RU2645244C2 (en) |
Citations (7)
| Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
|---|---|---|---|---|
| WO2002072197A2 (en) * | 2001-03-13 | 2002-09-19 | Koninklijke Philips Electronics N.V. | Interactive method of performing cardipulmonary resuscitation with minimal delay to defibrillation shocks |
| US20040172068A1 (en) * | 2003-01-31 | 2004-09-02 | Sullivan Joseph L. | Apparatus and methods for fibrillation and defibrillation |
| EP1595575A2 (en) * | 2004-05-12 | 2005-11-16 | Zoll Medical Corporation | ECG rhythm advisory method and apparatus |
| EP1565234B1 (en) * | 2002-11-19 | 2006-09-27 | Metrax GmbH | Defibrillator comprising a relay testing device |
| WO2006136975A2 (en) * | 2005-06-24 | 2006-12-28 | Koninklijke Philips Electronics, N.V. | Aed having mandatory pause for administrating cpr |
| RU2365389C2 (en) * | 2004-12-23 | 2009-08-27 | Шиллер Медикаль Сас | Defibrillator with safe discharge contour, containing h-shaped bridge electric scheme |
| US20100076510A1 (en) * | 2006-12-07 | 2010-03-25 | Koninklijke Philips Electronics N.V. | Aed having cpr period with pause for ecg acquisition |
-
2016
- 2016-06-15 RU RU2016123857A patent/RU2645244C2/en active
Patent Citations (7)
| Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
|---|---|---|---|---|
| WO2002072197A2 (en) * | 2001-03-13 | 2002-09-19 | Koninklijke Philips Electronics N.V. | Interactive method of performing cardipulmonary resuscitation with minimal delay to defibrillation shocks |
| EP1565234B1 (en) * | 2002-11-19 | 2006-09-27 | Metrax GmbH | Defibrillator comprising a relay testing device |
| US20040172068A1 (en) * | 2003-01-31 | 2004-09-02 | Sullivan Joseph L. | Apparatus and methods for fibrillation and defibrillation |
| EP1595575A2 (en) * | 2004-05-12 | 2005-11-16 | Zoll Medical Corporation | ECG rhythm advisory method and apparatus |
| RU2365389C2 (en) * | 2004-12-23 | 2009-08-27 | Шиллер Медикаль Сас | Defibrillator with safe discharge contour, containing h-shaped bridge electric scheme |
| WO2006136975A2 (en) * | 2005-06-24 | 2006-12-28 | Koninklijke Philips Electronics, N.V. | Aed having mandatory pause for administrating cpr |
| US20100076510A1 (en) * | 2006-12-07 | 2010-03-25 | Koninklijke Philips Electronics N.V. | Aed having cpr period with pause for ecg acquisition |
Also Published As
| Publication number | Publication date |
|---|---|
| RU2016123857A (en) | 2017-12-20 |
Similar Documents
| Publication | Publication Date | Title |
|---|---|---|
| US5433732A (en) | Defibrillator with current limiter | |
| US5470341A (en) | High voltage switch drive for implantable cardioverter/defibrillator | |
| JP5199668B2 (en) | High voltage module for external defibrillator | |
| US6097982A (en) | Patient-worn energy delivery apparatus | |
| US5484452A (en) | Current leakage prevention mechanism for use in a defibrillator circuit | |
| RU2223800C2 (en) | Device for applying external cardiac stimulation and biphasic defibrillation | |
| US6041254A (en) | H-bridge circuit for generating a high-energy biphasic waveform in an external defibrillator and further including a protective component that has both inductive and resistive properties | |
| RU2365389C2 (en) | Defibrillator with safe discharge contour, containing h-shaped bridge electric scheme | |
| EP1064963A1 (en) | Patient-worn energy delivery apparatus | |
| US5833710A (en) | Protection circuit for implantable electronic device | |
| US7877139B2 (en) | Method and device for implantable cardiac stimulus device lead impedance measurement | |
| EP0869830A1 (en) | Optically controlled high-voltage switch for an implantable defibrillator | |
| US6185458B1 (en) | Reduced energy self test operation in a defibrillator | |
| US8099173B2 (en) | Implantable medical lead circuitry and methods for reducing heating and/or induced current | |
| US20060271110A1 (en) | Apparatus for tissue stimulation | |
| KR20080100300A (en) | Circuit and method for reducing electrical energy stored in a lead inductance for fast extinction of plasma arcs | |
| US8209007B2 (en) | Switching circuit | |
| US5720767A (en) | Impedance dependent implantable cardioverter-defibrillator | |
| US6230054B1 (en) | Apparatus for controlling delivery of defibrillation energy | |
| US5674266A (en) | Biphasic defibrillation isolation circuit and method | |
| US6421563B1 (en) | Solid-state multiphasic defibrillation circuit | |
| JP2018093717A (en) | Excessive voltage prevention device and method | |
| US6161040A (en) | Current limiter for an implantable cardiac device | |
| US5891172A (en) | High voltage phase selector switch for external defibrillators | |
| RU2645244C2 (en) | Defibrillator |