專利名稱：一種雙相波除顫電路及除顫儀的制作方法
技術領域：
本發(fā)明涉及一種除顫儀，尤其涉及ー種除顫儀的雙相波除顫電路。
背景技術：
根據有關統(tǒng)計資料，世界越來越多的人由于心臟病突發(fā)沒有得到有效及時的治療而喪失了生命，其中對人生命威脅最大的就是心室纖維性顫動，即心室喪失供血能力，無法再為人體泵送所需要的血量的ー種狀態(tài)。根據醫(yī)學界的研究，針對心室纖顫最有效的治療方法就是對患者進行除顫，即利用一個大電流脈沖刺激心室恢復正常泵血功能。自動體外除顫的電流標準是雙相波形，目前較為常用的除顫方法也是采用雙相波進行除顫治療，之所以采用雙相波進行除顫治療，是考慮到可能存在以下生理機理，即心臟在被雙相脈沖的第一相電擊時產生極化效應，雙相脈沖的第二相可使得剛被第一相電擊的心臟的心肌細胞發(fā)生去極化效應并產生更好的治療效果。如圖1所示是采用ー個單電容和 ー個切換電路來實現雙相波的電路。當開關SWl和SW3導通吋，電容Cl對患者放電實現第 ー相脈沖治療；當SW2和SW4導通吋，利用電容Cl的剰余能量對患者進行第二相脈沖的治療。其特點是雙相脈沖都是由同一個電容提供放電脈沖，第二相脈沖放電時利用的是電容 Cl經過第一相脈沖治療后的剰余能量。因此第二相脈沖放電時流經患者的電流明顯小于第一相脈沖，尤其是對于胸阻阻抗很小的患者，第二相脈沖的電流明顯偏小，從而使治療效果減弱。圖2是放電時的患者電流波形。雙相波具有第一相和第二相兩個放電階段，第二相電流的極性與第一相相反，應用較廣泛的雙相彼是雙相指數截斷(Β )波形，如圖2所示， 其特點是第二相脈沖起始電流與第一相脈沖結束電流相等。從圖上可以看到，在患者阻抗較大吋，第二相脈沖的電流與第一相脈沖電流差異不是很大；但在患者阻抗較小吋，二者電流相差有5倍之多。而且，由于雙相只有同一個電容放電，所以人體放電時間常數也相同。

發(fā)明內容
本發(fā)明要解決的主要技術問題是，提供另外ー種可產生雙相波進行除顫治療的雙相波除顫電路及除顫儀。根據本發(fā)明的一方面，提供一種雙相波除顫電路，用干與一對除顫電極連接時為患者提供雙相脈沖，所述雙相波除顫電路包括開關電路，其包括用于分別對應地耦合到一對除顫電極上的第一輸出端子和第二輸出端子，所述開關電路被耦合為通過可控地切換開關狀態(tài)先后將雙相脈沖中的第一相脈沖和與第一相脈沖方向相反的第二相脈沖施加到除顫電極上；第一儲能裝置，其在雙相脈沖的第一相脈沖期間經開關電路切換開關狀態(tài)耦合到除顫電極上，參與向所述除顫電極輸送第一相脈沖電流，在雙相脈沖的第二相脈沖期間經開關電路切換開關狀態(tài)耦合到除顫電極上，參與向所述除顫電極輸送與第一相脈沖電流反方向的電流；第二儲能裝置，其在雙相脈沖的第一相脈沖期間經開關電路切換開關狀態(tài)耦合到除顫電極上，與第一儲能裝置共同向所述除顫電極輸送第一相脈沖電流，和/或在雙相脈沖的第二相脈沖期間經開關電路切換開關狀態(tài)耦合到除顫電極上，與第一儲能裝置共同向所述除顫電極輸送與第一相脈沖電流反方向的電流。在一種實施例中，所述第一儲能裝置和第二儲能裝置被耦合為在雙相脈沖的第一相脈沖期間由第一儲能裝置單獨為所述除顫電極輸送第一相脈沖電流，在雙相脈沖的第二相脈沖期間由第一儲能裝置和第二儲能裝置共同為所述除顫電極輸送與第一相脈沖電流反方向的電流。例如第一儲能裝置和第二儲能裝置通過串聯(lián)或并聯(lián)的方式為所述除顫電極輸送第二相脈沖電流。在一種實施例中，所述第一儲能裝置和第二儲能裝置串聯(lián)，所述開關電路包括第 ー開關組，其在雙相脈沖的第二相脈沖期間斷開，在雙相脈沖的第一相脈沖期間導通，使第 ー儲能裝置的正負兩端分別對應地耦合到開關電路的第一輸出端子和第二輸出端子；第二開關組，其在雙相脈沖的第一相脈沖期間斷開，在雙相脈沖的第二相脈沖期間導通，使第一儲能裝置和第二儲能裝置所形成的串聯(lián)支路的正負兩端分別對應地耦合到開關電路的第 ニ輸出端子和第一輸出端子。在另ー種實施例中，在雙相脈沖的第二相脈沖期間由第一儲能裝置和第二儲能裝置并聯(lián)后為所述除顫電極輸送與第一相脈沖電流反方向的電流。根據本發(fā)明的另一方面，還提供一種雙相波除顫電路，用干與一對除顫電極連接時為患者提供正方向的第一相脈沖和反方向的第二相脈沖，包括開關電路，其包括用于分別對應地耦合到一對除顫電極上的第一輸出端子和第二輸出端子，所述開關電路被耦合為通過可控地切換開關狀態(tài)先后將雙相脈沖中的第一相脈沖和與第一相脈沖方向相反的第二相脈沖施加到除顫電極上；微處理器，所述微處理器向所述開關電路輸出控制信號，控制所述開關電路切換開關狀態(tài)；第一儲能裝置，其在雙相脈沖期間經開關電路切換開關狀態(tài)耦合到除顫電極上，既參與向所述除顫電極輸送第一相脈沖電流，又參與向所述除顫電極輸送第二相脈沖電流；第二儲能裝置，其與第一儲能裝置以組合方式向所述除顫電極輸送第一相脈沖電流或第二相脈沖電流，該組合方式使第二相放電時間常數不同于第一相脈沖放電時間常數，或該組合方式使所述第二相脈沖的起始電壓大于第一相脈沖的結束電壓。本發(fā)明還提供ー種除顫儀，包括一對用于與患者的身體規(guī)定部位接觸除顫電扱， 以及上述的雙相波除顫電路，所述開關電路的第一輸出端子和第二輸出端子分別對應地耦合到ー對除顫電極上。


圖1為采用一個電容實現的雙相波除顫電路；圖2為不同胸阻阻抗的雙相電流比較圖；圖3為本發(fā)明一種實施例的電路框圖；圖4為采用本發(fā)明的不同胸阻阻抗的雙相電流比較圖；圖5為圖3所示電路的充電原理圖；圖6為本發(fā)明另ー種實施例的電路框圖；圖7為圖6所示電路的充電原理圖；圖8為本發(fā)明又一種實施例的電路框圖。
具體實施方式
當需要采用除顫儀對患者進行除顫治療吋，通常采用雙相波除顫方法，即先將第一相脈沖施加到患者身上，緊接著再將與第一相脈沖方向相反的第二相脈沖施加到患者身上，本申請中，假設第一相脈沖為正方向，第二相脈沖為反方向。由開關電路選擇性地切換開關狀態(tài)先后將正方向的第一相脈沖和反方向的第二相脈沖施加到除顫電極上。本發(fā)明提出了ー種利用兩個儲能裝置進行雙相波除顫治療的思路，其中一個儲能裝置為主放電裝置，另ー個儲能裝置(第二儲能裝置)做為輔助放電裝置。即第一儲能裝置既對患者實施第一相脈沖的電擊治療，又對患者實施第二相脈沖的電擊治療，而第二儲能裝置在第一相脈沖和/或第二相脈沖的治療過程中輔助第一儲能裝置治療。即第二儲能裝置與第一儲能裝置組合后對患者放電，一起實施第一相脈沖和/或第二相脈沖的電擊治療。在本發(fā)明的實施例中，采用兩個儲能裝置實現雙相波除顫電路，其中第一儲能裝置既在第一相脈沖期間參與向除顫電極輸送第一相脈沖電流，又在第二相脈沖期間參與向除顫電極輸送與第一相脈沖電流反方向的第二相脈沖電流，第二儲能裝置根據設計可以在第一相脈沖期間參與向除顫電極輸送第一相脈沖電流，也可以在第二相脈沖期間參與向除顫電極輸送第二相脈沖，或者兩相脈沖都參與。當第二儲能裝置和第一儲能裝置以組合方式向所述除顫電極輸送第一相脈沖電流或第二相脈沖電流吋，該組合方式使第二相放電時間常數不同于第一相脈沖放電時間常數，或該組合方式使所述第二相脈沖的起始電壓/電流大于第一相脈沖的結束電壓。為使第二相放電時間常數不同于第一相脈沖放電時間常數，或該組合方式使所述第二相脈沖的起始電壓大于第一相脈沖的結束電壓，可采用以下方案在一種實施例中，第一儲能裝置和第二儲能裝置被耦合為在雙相脈沖的第一相脈沖期間由第一儲能裝置單獨為所述除顫電極輸送第一相脈沖電流，在雙相脈沖的第二相脈沖期間由第一儲能裝置和第二儲能裝置共同為所述除顫電極輸送與第一相脈沖電流反方向的電流。例如，在雙相脈沖的第二相脈沖期間由第一儲能裝置和第二儲能裝置以串聯(lián)方式或并聯(lián)方式組合后為所述除顫電極輸送第二相脈沖電流，其ー種具體實施方案例如 第一儲能裝置和第二儲能裝置串聯(lián)，所述開關電路在雙相脈沖的第一相脈沖期間通過開關狀態(tài)切換將第一儲能裝置耦合到除顫電極上，在雙相脈沖的第二相脈沖期間通過開關狀態(tài)切換將串聯(lián)的第一儲能裝置和第二儲能裝置耦合到除顫電極上。例如，開關電路包括第一開關組和第二開關組，第一開關組在雙相脈沖的第一相脈沖期間導通，使第一儲能裝置的正負兩端(例如第一儲能裝置的正極和負扱)分別耦合到開關電路的第一輸出端子和第二輸出端子；第二開關組在雙相脈沖的第二相脈沖期間導通，使第一儲能裝置和第二儲能裝置所形成的串聯(lián)支路的正負兩端(例如第二儲能裝置的正極和第一儲能裝置的負極)分別耦合到開關電路的第二輸出端子和第一輸出端子。由于是雙電容放電，在第二相脈沖期間，第一儲能裝置和第二儲能裝置共同提供第二相脈沖，因此可通過設計第二儲能裝置的起始放電電流和/或連接方式，使第二相脈沖的放電起始電壓或電流大于第一相脈沖放電的結束電壓或電流，從而有效避免現有技術中單電容進行雙相波治療時第二相脈沖起始電流遠小于第一相脈沖起始電流的缺點，并可以獲得第一相脈沖和第二脈沖不同的放電時間常數和波形，并達到提高患者轉復率的目的。在第二相脈沖治療時，第二相脈沖的起始電流可以被任意調整為高于第一相脈沖的結束電流，減小第二相脈沖的電流與第一相脈沖電流的差異，尤其是可彌補患者阻抗較低情況下第二相脈沖起始電流太小的缺陷，從而提高第二相脈沖的治療效果。在另ー種實施例中，所述第一儲能裝置和第二儲能裝置被耦合為在雙相脈沖的第一相脈沖期間由第一儲能裝置和第二儲能裝置共同為所述除顫電極輸送第一相脈沖電流，在雙相脈沖的第二相脈沖期間由第一儲能裝置單獨為所述除顫電極輸送與第一相脈沖電流反方向的電流。例如，在雙相脈沖的第一相脈沖期間由第一儲能裝置和第二儲能裝置串聯(lián)或并聯(lián)后為所述除顫電極輸送第一相脈沖電流，而在雙相脈沖的第二相脈沖期間由第 ー儲能裝置單獨為所述除顫電極輸送與第一相脈沖電流反方向的電流。在又一種實施例中，所述第一儲能裝置和第二儲能裝置被耦合為在雙相脈沖的第一相脈沖期間由第一儲能裝置和第二儲能裝置以第一組合方式共同為所述除顫電極輸送第一相脈沖電流，在雙相脈沖的第二相脈沖期間由第一儲能裝置和第二儲能裝置以第二組合方式共同為所述除顫電極輸送與第一相脈沖電流反方向的電流。下面通過具體實施方式
結合附圖對本發(fā)明作進ー步詳細說明。請參考圖3，除顫儀包括ー對除顫電極18、19和雙相波除顫電路。ー對除顫電極 18、19用干與患者的身體規(guī)定部位接觸。雙相波除顫電路包括微處理器1、開關電路2、第一儲能裝置和第二儲能裝置。一種實施例中，微處理器1構成了雙相波除顫電路的控制系統(tǒng)，例如，根據用戶的指令生成相應的控制命令，或者根據輸入數據進行運算，井根據運算結果進行控制。在另ー 實施例中，微處理器1也可以作為整個除顫儀的控制系統(tǒng)。開關電路2用于選擇性地切換開關狀態(tài)，以便先后將正方向的第一相脈沖和反方向的第二相脈沖施加到除顫電極上，開關電路2包括用于分別與一對除顫電極對應連接的第一輸出端子和第二輸出端子，在一種實施例中，第一輸出端子、第二輸出端子和一對除顫電極一一對應固定連接在一起。在另ー種實施例中，第一輸出端子和第二輸出端子通過ー 個接ロ，使一對除顫電極可拆卸地和第一輸出端子、第二輸出端子一一對應連接。在ー種實施例中，開關電路2包括第一開關組和第二開關組，第一開關組包括第一開關SWl和第三開關SW3，第二開關組包括第二開關SW2和第四開關SW4。在一種實施例中，四個開關的控制端耦合到微處理器1，由微處理器1輸出控制信號，四個開關響應控制信號，在導通和斷開狀態(tài)之間切換。在另外的實施例中，開關電路2還可以包括與四個開關對應的驅動電路，四個開關的控制端分別耦合到其對應的驅動電路，由驅動電路控制各開關的狀態(tài)切換。在一種實施例中，第一儲能裝置和第二儲能裝置例如是電容，如圖3所示，第一儲能裝置包括第一電容如，第二儲能裝置包括第二電容4b。此處，本領域技術人員應當理解， 第一電容如和第二電容4b可以是ー個電容，也可以是多個電容的組合。在圖3所示的實施例中，第一電容如和第二電容4b串聯(lián)連接，即第一電容如的第一引線14和第二電容4b的第二引線連接在一起，為方便描述，認為第一電容如和第二電容4b串聯(lián)后向外引出三條引線，即第二電容4b的第一引線13、第一電容如的第一引線 14和第一電容如的第二引線15。第一開關SWl耦合在引線14和開關電路的第一輸出端子 16之間，第二開關SW2耦合在第二電容4b的第一引線13和開關電路的第二輸出端子17之間，第三開關SW3耦合在第一電容如的第二引線15和開關電路的第二輸出端子17之間， 第四開關SW4耦合在第一電容如的第二引線15和開關電路的第一輸出端子16之間。
在雙相脈沖的第一相脈沖期間，控制第一開關SWl和第三開關SW3導通，使第一電容如的第一引線14和第二引線15分別耦合到開關電路的第一輸出端子16和第二輸出端子17，當第一輸出端子16和第二輸出端子17與除顫電極18、19連接且除顫電極18、19接觸患者后，第一電容如進行第一相的放電，產生第一相脈沖，假設第一相脈沖電流方向為正方向。第一相脈沖期間結束后，控制第一開關SWl和第三開關SW3斷開，第一電容如結束第一相的放電。在雙相脈沖的第二相脈沖期間，控制第二開關SW2和第四開關SW4導通， 使第二電容4b的第一引線13和第一電容如的第二引線15分別耦合到開關電路的第二輸出端子17和第一輸出端子16，串聯(lián)的第一電容如和第二電容4b開始第二相的放電，產生第二相脈沖，第二相脈沖電流與第一相脈沖電流方向相反。第二相脈沖期間結束后，控制第 ニ開關SW2和第四開關SW4斷開，第一電容如和第二電容4b結束第二相的放電。本實施例中，由于由第一電容如在雙相脈沖的第一相脈沖期間向所述除顫電極提供第一相脈沖，由第一電容如和第二電容4b在雙相脈沖的第二相脈沖期間以串聯(lián)的方式共同向所述除顫電極提供第二相脈沖，第二相脈沖的起始放電電壓為第一電容如在提供第一相放電后的剰余電壓加上第二電容4b的起始放電電壓，因此第二相脈沖的放電起始電壓/電流大于第一相脈沖的放電結束電壓/電流，如圖4所示為采用本實施例的不同胸阻阻抗的雙相電流比較圖，當患者胸阻為20HM吋，第二相脈沖的起始電流為36A，大于第一相脈沖的結束電流26A。采用本實施例的方案，第一電容如要求是高額定電壓的大電容，因此，第一電容如的體積較大，成本高。但第二電容4b可以是容值較大、額定電壓很低的小電容，甚至第二電容4b的額定電壓可以是第一電容如額定電壓的1/10，因此，第二電容4b的體積小，成本低。因電路中只需要第一電容是大電容，所以既降低了成本，又可減小除顫儀的體積和重里。如圖3所示，在另ー實施例中，雙相波除顫電路還可以進ー步包括充電電路3，微處理器1的ー輸出端耦合到充電電路3。它接受來自微處理器1的控制信號6f對第一儲能裝置和第二儲能裝置進行充電到希望的電壓水平。在一實施例中，如圖5所示，充電電路3包括PMW控制器Ul、第五開關Ql和變壓器 Tl。PMW控制器Ul —端耦合到微處理器1，另一端還耦合到第五開關Ql的控制端，PMW控制器Ul響應微處理器1通過控制線路6f輸出的控制信號，控制第五開關Ql在斷開和導通狀態(tài)之間切換。變壓器包括初級線圈和至少ー個次級線圈，變壓器的初級線圈通過第五開關耦合在電源和地之間，至少ー個次級線圈的兩個端子和該次級線圈的中間抽頭形成三端子充電結構，為第一儲能裝置和第二儲能裝置同時進行快速充電。這種充電電路，通過調節(jié)次級線圈的中間抽頭位置，可控制兩個能量存儲裝置的充電電壓完全一祥，或兩個能量存儲裝置的充電電壓遵循固定的比例關系。針對圖3所示的除顫電路，充電電路3為第一儲能裝置和第二儲能裝置進行充電的連接關系可如圖5所示，變壓器Tl的初級線圈的第一端子耦合到電源Vin，第二端子通過第五開關Ql接地，次級線圈的兩個端子分別耦合到第一儲能裝置Cl的第二引線15和第二儲能裝置C2的第一引線13，次級線圈的中間抽頭耦合到第一儲能裝置Cl的第一引線14。第五開關Ql用于控制變壓器Tl的初級線圈通電或斷電，因此，在另外的實施例中，它還可以耦合在電源Vin和變壓器Tl的初級線圈之間。
其中，第五開關Ql可以是M0SFET，當然也可以是其它的可控開關，例如三極管、電子開關等，變壓器Tl可以是隔離反激變壓器。 當要進行充電操作時，微處理器1通過控制線路6f發(fā)送控制信號使PWM控制器Ul 開始工作，控制第五開關Ql導通，使變壓器Tl的初級線圈通電，從而反激變換器電路給第 ー儲能裝置Cl和第二儲能裝置C2進行充電。第一儲能裝置Cl和第二儲能裝置C2的充電電壓比例與變壓器Tl隔離側繞組NSl和NS2的匝數比例一致；即Vcl Vc2 = Nsl Ns2當第一儲能裝置Cl和第二儲能裝置C2上的充電電壓達到所希望的電壓水平吋， 微處理器1通過控制線路6f使PWM控制器Ul停止工作，反激變換器電路停止對第一儲能裝置Cl和第二儲能裝置C2的充電。在另ー實施例中，也可以沒有PWM控制器U1，第五開關Ql直接由微處理器1發(fā)出的控制信號實現斷開和導通的狀態(tài)切換。這種充電結構，不需要通過檢測第一儲能裝置Cl和第二儲能裝置C2的充電電壓來控制第一儲能裝置Cl和第二儲能裝置C2的充電電壓比，只需要調節(jié)中間抽頭的位置即可調節(jié)第一儲能裝置Cl和第二儲能裝置C2的充電電壓比，簡化了電路結構。在另ー實施例中，如圖3所示，雙相波除顫電路還可以進ー步包括泄放電路5和電壓采樣電路9。電壓采樣電路9對第一電容如和第二電容4b串聯(lián)后的充電電壓進行采樣并衰減到微處理器1所能接受的電平范圍，并將采集的電壓通過線路12輸出給微處理器1。 泄放電路5耦合在第一電容如的第二引線15與第二電容4b的第一引線13之間，所述微處理器1通過控制線路6e在雙相脈沖結束后輸出的控制信號，控制泄放電路5對第一電容 4a和第二電容4b的多余能量進行泄放。放電保護部件7是具有電感性或電阻性特征的部件，它耦合在第一電容如的第二引線15和第三開關SW3、第四開關SW4之間，其電感特性可有效限制放電開始瞬間電流的上升速度；而其電阻特性在除顫放電過程中可起到限流的作用。在一種實施例中，在開關電路的兩個輸出端子16、17和ー對除顫電極18、19之間連接有繼電器，微處理器1通過控制線路11控制繼電器的閉合和斷開。以下詳細說明包括上述雙相波除顫電路的除顫儀的工作過程。除顫儀完成對患者的治療需要三個工作階段來完成，分別為充電階段、放電電擊階段和能量泄放階段。第一歩，充電階段。作為控制系統(tǒng)的微處理器1接受來自用戶的能量選擇指令和充電指令，并輸出控制信號控制充電電路3對第一電容如和第二電容4b開始充電；同時微處理器1通過電壓采樣電路9監(jiān)測第一電容如和第二電容4b的充電電壓，當該電壓達到希望的電壓水平吋，微處理器1輸出控制信號使充電電路停止對第一電容如和第二電容4b 的充電，該過程被稱為充電階段。第二歩，放電電擊治療階段。充電階段結束后，微處理器1等待接收來自用戶的放電電擊指令。一旦接收到來自用戶的放電電擊指令，即實施對患者的雙相波電擊治療過程。其詳細過程如下首先微處理器1通過控制線路11使繼電器10觸點閉合，從而使患者 8通過除顫電極18、19以及開關電路的第一輸出端子16、第二輸出端子17與開關電路2連通；接下來微處理器1通過控制線路6a和6c控制驅動第一開關SWl和第三開關SW3同時導通，此時第一相脈沖電流從第一電容如正極經其第一引線14流經第一開關SW1、第一輸出端子16、繼電器10、除顫電極18、患者8、除顫電極19、繼電器10、第二輸出端子17、第三開關SW3、保護部件7、第一電容如的第二引線15流回到第一電容如的負極端。因此流過患者的電流方向是從治療除顫電極18流入，從除顫電極19流出，本文中定義其為正相電流方向。當第一相電流放電時間結束時，微處理器1通過控制線路6a和6c驅動第一開關SWl 和第三開關SW3同時截止，第一相放電電流回路被截止，第一相放電結束。經過一個較小的時間(約0. 5ms)延遲后，微處理器1通過控制線路6b和6d驅動第二開關SW2和第四開關SW4同時導通，此時第二相脈沖電流從第二電容4b正極經其第一引線13流經第二開關SW2、第二輸出端子17、繼電器10、除顫電極19、患者8、除顫電極18、 繼電器10、第一輸出端子16、第四開關SW4、保護電路7、第一電容如的第二引線15流回到第一電容如的負極端。因此流過患者的電流方向是從除顫電極19流入，從除顫電極18流出，本文中定義為負相電流方向。當二相電流放電時間結束時，微處理器1通過控制線路6b 和6d驅動第二開關SW2和第四開關SW4同時截止，二相放電電流回路被截止，二相放電結束ο二相電流放電時，第一電容如和第二電容4b串聯(lián)后對患者8進行電擊放電治療。二相放電結束后微處理器1控制信號11使繼電器10觸點斷開。雙相波脈沖發(fā)送完畢。第三步剩余能量的泄放。除顫雙相波治療脈沖發(fā)送結束后，微處理器1通過控制線路6e驅動能量泄放電路導通，使第一電容如和第二電容4b串聯(lián)后同時經過泄放電路泄放。對圖3所示的實施例進行改變，可實現在雙相脈沖的第一相脈沖期間由第一儲能裝置和第二儲能裝置以串聯(lián)方式組合后為所述除顫電極輸送第一相脈沖電流，在雙相脈沖的第二相脈沖期間由第一儲能裝置單獨為所述除顫電極輸送第二相脈沖電流。例如，將第一電容如和第二電容4b串聯(lián)后的第一引線13耦合到第一開關SW1，將第一引線14耦合到第二開關SW2，將第二引線15分別耦合到第三開關SW3和第四開關SW4，從而使在第一相脈沖期間，從第一電容4a、第二電容4b、第一開關SW1、第一輸出端子16、第二輸出端子17、第三開關SW3再到第一電容如構成回路，在第二相脈沖期間，從第一電容4a、第二開關SW2、 第二輸出端子17、第一輸出端子16、第四開關SW4再到第一電容如構成回路。在另一種實施例中，第一儲能裝置和第二儲能裝置被耦合為在雙相脈沖的第一相脈沖期間由第一儲能裝置單獨為所述除顫電極輸送第一相脈沖電流，在雙相脈沖的第二相脈沖期間由第一儲能裝置和第二儲能裝置以并聯(lián)方式組合后為所述除顫電極輸送第二相脈沖電流。其一種具體實施方案例如第一儲能裝置和第二儲能裝置并聯(lián)，所述開關電路在雙相脈沖的第一相脈沖期間通過開關狀態(tài)切換將第一儲能裝置耦合到除顫電極上，在雙相脈沖的第二相脈沖期間通過開關狀態(tài)切換將并聯(lián)的第一儲能裝置和第二儲能裝置耦合到除顫電極上。下面仍以第一儲能裝置包括第一電容4a，第二儲能裝置包括第二電容4b為例進行說明。如圖6所示，除了儲能裝置與充電電路3和開關電路2的耦合不同外，其他都與圖 3實例描述相同。在圖6所示的實施例中，將第六開關SW6和第二電容4b串聯(lián)，通過微處理器或其他控制器的控制，使所述第六開關SW6在在雙相脈沖的第一相脈沖期間斷開，在雙相脈沖的第二相脈沖期間導通。所述第六開關SW6與第二電容4b形成的串聯(lián)支路，該串聯(lián)支路和所述第一電容如并聯(lián)，形成第一儲能裝置和第二儲能裝置的并聯(lián)支路。開關電路 2包括用于分別與一對除顫電極對應連接的第一輸出端子16 (例如胸骨引線)和第二輸出端子17(例如心尖引線)，以及第一開關組和第二開關組，第一開關組在雙相脈沖的第二相脈沖期間斷開，在雙相脈沖的第一相脈沖期間導通，使第一儲能裝置和第二儲能裝置的并聯(lián)支路的正負兩端分別對應地耦合到開關電路的第一輸出端子16和第二輸出端子17 ；第二開關組在雙相脈沖的第一相脈沖期間斷開，在雙相脈沖的第二相脈沖期間導通，使第一儲能裝置和第二儲能裝置的并聯(lián)支路的正負兩端分別對應地耦合到開關電路的第二輸出端子和第一輸出端子。如圖6所示，第一開關組包括第一開關SWl和第三開關SW3，第二開關組包括第二開關SW2和第四開關SW4。第一開關SWl耦合在第一儲能裝置和第二儲能裝置的并聯(lián)支路的正引線M和開關電路的第一輸出端子16之間，第二開關SW2耦合在正引線M和開關電路的第二輸出端子17之間，第三開關SW3耦合在第一儲能裝置和第二儲能裝置的并聯(lián)支路的負引線25和開關電路的第二輸出端子17之間，第四開關SW4耦合在負引線25和開關電路的第一輸出端子16之間。本實施例中，第一電容如作為主能量存儲裝置，第二電容4b作為輔能量存儲裝置。在進行第一相脈沖放電時開關SW6截止，由如單獨對患者實施第一相脈沖放電電擊治療；在進行第二相脈沖放電時開關SW6導通，由如和4b并聯(lián)組合對患者實施第二相脈沖放電電擊治療。從而可以實現第一相脈沖和第二相脈沖放電時的時間常數的不同以及波形的不同，例如由于并聯(lián)關系會導致4b能量對如進行充電從而實現并聯(lián)后電壓高于第一相放電截止時如的電壓，實現第二相起始電流大于第一相截止電流的目的。圖6實例中還可以采用以下的控制方法實現第一相脈沖和第二相脈沖放電時的時間常數的不同。在進行第一相脈沖放電時開關SW6導通，由如和4b并聯(lián)組合對患者實施第一相脈沖放電電擊治療；在進行第二相脈沖放電時由如單獨對患者實施第二相脈沖放電電擊治療。由于第一相脈沖放電時是由兩個電容并聯(lián)，因此第一相脈沖放電時的時間常數會大于第二相脈沖放電時的時間常數。圖6所示實施例充電時可連接到充電電路3兩個相同的輸出端子。在其他實施例中，充電電路3還可以連接成如圖7所示的結構，充電電路3包括第五開關Ql和變壓器Tl， 所述變壓器Tl的初級線圈通過第五開關Ql耦合在電源Vin和地之間，次級線圈的兩個端子分別耦合到第一電容如和第二電容4b的并聯(lián)支路的正引線M和負引線25。當要進行充電操作時，微處理器1控制第五開關Ql導通，從而反激變換器Tl給第一電容如和第二電容4b進行充電。第一電容如和第二電容4b的充電電壓比例可由第六開關SW6控制。如圖6所示，電壓采樣電路9a用于對第一電容如的充電電壓進行采樣，并將采樣結果通過線路1 傳送到微處理器1。電壓采樣電路9b用于對第二電容4b的充電電壓進行采樣，并將采樣結果通過線路12b傳送到微處理器1，微處理器1可根據第一電容 4a和第二電容4b目前的充電電壓確定是否控制第五開關Ql斷開，以便終止對第一電容如和第二電容4b進行充電。另外，微處理器1還可單獨根據第二電容4b目前的充電電壓確定是否控制第六開關SW6斷開，以便只終止對第二電容4b進行充電，而對第一電容如繼續(xù)充電，從而可控制第一電容如的充電電壓高于第二電容4b的充電電壓，且可控制第一電容
124a和第二電容4b的充電比例。泄放電路5的一端耦合到第一電容如和第二電容4b的并聯(lián)支路的正引線對，泄放電路5的另一端分別耦合到第一電容如和第二電容4b的并聯(lián)支路的負引線25。如圖6所示外部除顫器，其完成對患者的治療仍需要三個工作階段來完成，分別為充電階段、放電電擊階段和能量泄放階段。其與圖3所示外部除顫器所不同的是第一步，充電階段。在充電階段，圖6中開關SW6可以一直導通實現充電電路3同時對電容如和4b的并聯(lián)充電。也可以使SW6先導通一段時間，實現兩個電容的并聯(lián)充電， 然后SW6截止，從而轉為單獨為如充電。第二步，放電電擊治療階段。與圖3實施例不同的是放電時根據控制器1的控制策略不同，可以實現以下兩種不同的放電方法和放電脈沖特征。第一種方法 作為主能量存儲裝置，4b作為輔能量存儲裝置。在進行第一相脈沖放電時開關SW6截止，由如單獨對患者實施第一相脈沖放電電擊治療；在進行第二相脈沖放電時開關SW6導通，由如和4b并聯(lián)組合對患者實施第二相脈沖放電電擊治療。從而可以實現第一相脈沖和第二相脈沖放電時的時間常數的不同以及波形的不同，例如由于并聯(lián)關系會導致4b能量對如進行充電從而實現并聯(lián)后電壓高于第一相放電截止時如的電壓，實現第二相起始電流大于第一相截止電流的目的。第二種方法在進行第一相脈沖放電時開關SW6導通，由如和4b并聯(lián)組合對患者實施第一相脈沖放電電擊治療；在進行第二相脈沖放電時由如單獨對患者實施第二相脈沖放電電擊治療。由于第一相脈沖放電時是由兩個電容并聯(lián)，因此第一相脈沖放電時的時間常數會大于第二相脈沖放電時的時間常數第三步剩余能量的泄放。與圖3實施例不同的時，剩余能量泄放時，開關SW6導通，從而實現如和4b兩個能量存儲裝置的并聯(lián)能量泄放。如圖8所示是根據本發(fā)明的又一種外部除顫器的除顫電路的實施例。其中第一儲能裝置作為主能量存儲裝置，第二儲能裝置作為輔能量存儲裝置。本實施例中，仍以第一儲能裝置包括第一電容如，第二儲能裝置包括第二電容4b為例進行說明。除顫電路包括開關電路2、第一電容4a、第二電容4b、第六開關SW6、第七開關SW7和第八開關SW8。開關電路2的結構和控制與上述實施例相同。第六開關SW6和第二電容4b的正極串聯(lián)，第八開關 SW8和第一電容如的負極串聯(lián)，第六開關SW6和第二電容4b的串聯(lián)支路與第八開關SW8和第一電容如的串聯(lián)支路并聯(lián)形成第一儲能裝置和第二儲能裝置的并聯(lián)支路。并聯(lián)支路的正引線M分別耦合到第一開關SWl和第二開關SW2，并聯(lián)支路的負引線25分別耦合到第三開關SW3和第四開關SW4。第七開關SW7耦合在第二電容4b的負極和第一電容如的正極之間。通過微處理器1對第六開關SW6、第七開關SW7和第八開關SW8的控制，可實現以下多種組合形式的放電第一種組合進行第一相脈沖放電時第六開關SW6和第八開關SW8截止而第七開關SW7導通，由第一電容如與第二電容4b串聯(lián)對患者實施第一相脈沖放電電擊治療；在進行第二相脈沖放電時第六開關SW6和第八開關SW8導通而第七開關SW7截止，由第一電容 4a與第二電容4b并聯(lián)組合對患者實施第二相脈沖放電電擊治療。從而可以實現第一相脈沖和第二相脈沖放電時的時間常數的不同以及波形的不同。第二種組合進行第一相脈沖放電時第六開關SW6和第八開關SW8導通而第七開關SW7截止，由第一電容如與第二電容4b并聯(lián)對患者實施第一相脈沖放電電擊治療；在進行第二相脈沖放電時第六開關SW6和第八開關SW8截止而第七開關SW7導通，由第一電容如與第二電容4b串聯(lián)組合對患者實施第二相脈沖放電電擊治療。從而可以實現第一相脈沖和第二相脈沖放電時的時間常數的不同以及波形的不同。第三種組合進行第一相脈沖放電時第八開關SW8導通而第六開關SW6和第七開關SW7截止，由第一電容如單獨對患者實施第一相脈沖放電電擊治療；在進行第二相脈沖放電時第六開關SW6和第八開關SW8截止而第七開關SW7導通，由第一電容如與第二電容 4b串聯(lián)組合對患者實施第二相脈沖放電電擊治療。或者在進行第二相脈沖放電時第六開關SW6和第八開關SW8導通而第七開關SW7截止，由第一電容如與第二電容4b并聯(lián)組合對患者實施第二相脈沖放電電擊治療。從而可以實現第一相脈沖和第二相脈沖放電時的時間常數的不同以及波形的不同。第四種組合在進行第一相脈沖放電時第六開關SW6和第八開關SW8截止而第七開關SW7導通，由第一電容如與第二電容4b串聯(lián)組合對患者實施第一相脈沖放電電擊治療?；蛘咴谶M行第一相脈沖放電時第六開關SW6和第八開關SW8導通而第七開關SW7截止， 由第一電容如與第二電容4b并聯(lián)組合對患者實施第一相脈沖放電電擊治療。在進行第二相脈沖放電時第八開關SW8導通而第六開關SW6和第七開關SW7截止，由第一電容如單獨對患者實施第一相脈沖放電電擊治療；從而可以實現第一相脈沖和第二相脈沖放電時的時間常數的不同以及波形的不同。圖8所示的實施例中，第一電容如與第二電容4b的充電和充電電壓的檢測和控制可與圖6所示的實施例采用相同的方式，當然，也可以采用圖5中的充電電路，將第一電容如與第二電容4b分別連接在次級線圈的輸出端和中間抽頭之間。上述實施例中，第一儲能裝置和第二儲能裝置可以是獨立的電容，也可以是通過串聯(lián)、并聯(lián)或混聯(lián)而成的電容組合，電容組合中也可以包括其它的器件，例如電阻性器件。 根據本發(fā)明公開的內容，本領域技術人員應該理解，在另外的實施例中，第一儲能裝置和第二儲能裝置還可以是其他的能量存儲器件，例如電池或電感，當第一儲能裝置和第二儲能裝置采用電池時，也可以沒有充電電路。上述實施例中，以微處理器控制開關電路的狀態(tài)切換為例進行說明，本領域技術人員應該理解，在沒有微處理器的情況下，通過手動控制或定時觸發(fā)等其他方式同樣可控制開關電路的狀態(tài)切換。以上內容是結合具體的實施方式對本發(fā)明所作的進一步詳細說明，不能認定本發(fā)明的具體實施只局限于這些說明。對于本發(fā)明所屬技術領域的普通技術人員來說，在不脫離本發(fā)明構思的前提下，還可以做出若干簡單推演或替換，都應當視為屬于本發(fā)明的保護范圍。
權利要求
1.一種雙相波除顫電路，用于與一對除顫電極連接時為患者提供雙相脈沖，其特征在于包括開關電路，其包括用于分別對應地耦合到一對除顫電極上的第一輸出端子和第二輸出端子，所述開關電路被耦合為通過可控地切換開關狀態(tài)先后將雙相脈沖中的第一相脈沖和與第一相脈沖方向相反的第二相脈沖施加到除顫電極上；第一儲能裝置，其在雙相脈沖的第一相脈沖期間經開關電路切換開關狀態(tài)耦合到除顫電極上，參與向所述除顫電極輸送第一相脈沖電流，在雙相脈沖的第二相脈沖期間經開關電路切換開關狀態(tài)耦合到除顫電極上，參與向所述除顫電極輸送與第一相脈沖電流反方向的電流；第二儲能裝置，其在雙相脈沖的第一相脈沖期間經開關電路切換開關狀態(tài)耦合到除顫電極上，與第一儲能裝置共同向所述除顫電極輸送第一相脈沖電流，和/或在雙相脈沖的第二相脈沖期間經開關電路切換開關狀態(tài)耦合到除顫電極上，與第一儲能裝置共同向所述除顫電極輸送與第一相脈沖電流反方向的電流。
2.如權利要求1所述的雙相波除顫電路，其特征在于，所述雙相波除顫電路還包括 微處理器，所述微處理器向所述開關電路輸出控制信號，控制所述開關電路切換開關狀態(tài)；第五開關，其控制端響應微處理器發(fā)出的充電控制信號，在導通和斷開狀態(tài)之間切換；變壓器，所述變壓器的初級線圈通過第五開關耦合在電源和地之間，至少ー個次級線圈的兩個端子和該次級線圈的中間抽頭形成三端子充電結構，為第一儲能裝置和第二儲能裝置進行充電。
3.如權利要求1或2所述的雙相波除顫電路，其特征在干，所述第一儲能裝置和第二儲能裝置被耦合為在雙相脈沖的第一相脈沖期間由第一儲能裝置單獨為所述除顫電極輸送第一相脈沖電流，在雙相脈沖的第二相脈沖期間由第一儲能裝置和第二儲能裝置共同為所述除顫電極輸送與第一相脈沖電流反方向的電流。
4.如權利要求3所述的雙相波除顫電路，其特征在于，所述第一儲能裝置和第二儲能裝置串聯(lián)，所述開關電路包括第一開關組，其在雙相脈沖的第二相脈沖期間斷開，在雙相脈沖的第一相脈沖期間導通，使第一儲能裝置的正負兩端分別對應地耦合到開關電路的第一輸出端子和第二輸出端子；第二開關組，其在雙相脈沖的第一相脈沖期間斷開，在雙相脈沖的第二相脈沖期間導通，使第一儲能裝置和第二儲能裝置所形成的串聯(lián)支路的正負兩端分別對應地耦合到開關電路的第二輸出端子和第一輸出端子。
5.如權利要求4所述的雙相波除顫電路，其特征在于，所述第一開關組包括第一開關，其耦合在第一儲能裝置的第一引線與第二儲能裝置的第二引線的連接節(jié)點和開關電路的第一輸出端子之間；第三開關，其耦合在第一儲能裝置的第二引線和開關電路的第二輸出端子之間； 所述第二開關組包括第二開關，其耦合在第二儲能裝置的第一引線和開關電路的第二輸出端子之間；第四開關，其耦合在第一儲能裝置的第二引線和開關電路的第一輸出端子之間。
6.如權利要求5所述的雙相波除顫電路，其特征在干，所述充電電路的變壓器次級線圈的兩個端子分別耦合到第一儲能裝置的第二引線和第二儲能裝置的第一引線，次級線圈的中間抽頭耦合到第一儲能裝置的第一引線與第二儲能裝置的第二引線的連接節(jié)點。
7.如權利要求3所述的雙相波除顫電路，其特征在于，所述第一儲能裝置和第二儲能裝置被耦合為在雙相脈沖的第一相脈沖期間由第一儲能裝置單獨為所述除顫電極輸送第一相脈沖電流，在雙相脈沖的第二相脈沖期間由第一儲能裝置和第二儲能裝置并聯(lián)后為所述除顫電極輸送與第一相脈沖電流反方向的電流。
8.如權利要求7所述的雙相波除顫電路，其特征在于，所述雙相波除顫電路還包括第六開關，所述第六開關和第二儲能裝置串聯(lián)，所述第六開關在在雙相脈沖的第一相脈沖期間斷開，在雙相脈沖的第二相脈沖期間導通；所述第六開關與第二儲能裝置形成的串聯(lián)支路和所述第一儲能裝置并聯(lián)，形成第一儲能裝置和第二儲能裝置的并聯(lián)支路；所述開關電路包括第一開關組，其在雙相脈沖的第二相脈沖期間斷開，在雙相脈沖的第一相脈沖期間導通，使第一儲能裝置和第二儲能裝置的并聯(lián)支路的正負兩端分別對應地耦合到開關電路的第一輸出端子和第二輸出端子；第二開關組，其在雙相脈沖的第一相脈沖期間斷開，在雙相脈沖的第二相脈沖期間導通，使第一儲能裝置和第二儲能裝置的并聯(lián)支路的正負兩端分別對應地耦合到開關電路的第二輸出端子和第一輸出端子。
9.如權利要求1或2所述的雙相波除顫電路，其特征在干，所述第一儲能裝置和第二儲能裝置被耦合為在雙相脈沖的第一相脈沖期間由第一儲能裝置和第二儲能裝置共同為所述除顫電極輸送第一相脈沖電流，在雙相脈沖的第二相脈沖期間由第一儲能裝置單獨為所述除顫電極輸送與第一相脈沖電流反方向的電流。
10.如權利要求9所述的雙相波除顫電路，其特征在于，所述第一儲能裝置和第二儲能裝置被耦合為在雙相脈沖的第一相脈沖期間由第一儲能裝置和第二儲能裝置串聯(lián)或并聯(lián)后為所述除顫電極輸送第一相脈沖電流，在雙相脈沖的第二相脈沖期間由第一儲能裝置單獨為所述除顫電極輸送與第一相脈沖電流反方向的電流。
11.如權利要求1或2所述的雙相波除顫電路，其特征在于，所述第一儲能裝置和第二儲能裝置被耦合為在雙相脈沖的第一相脈沖期間由第一儲能裝置和第二儲能裝置以第一組合方式共同為所述除顫電極輸送第一相脈沖電流，在雙相脈沖的第二相脈沖期間由第一儲能裝置和第二儲能裝置以第二組合方式共同為所述除顫電極輸送與第一相脈沖電流反方向的電流。
12.如權利要求1至11中任一項所述的雙相波除顫電路，其特征在于，所述第一儲能裝置和第二儲能裝置分別為電容或包含有電容的組合電路。
13.—種雙相波除顫電路，用于與一對除顫電極連接時為患者提供正方向的第一相脈沖和反方向的第二相脈沖，其特征在于包括開關電路，其包括用于分別對應地耦合到一對除顫電極上的第一輸出端子和第二輸出端子，所述開關電路被耦合為通過可控地切換開關狀態(tài)先后將雙相脈沖中的第一相脈沖和與第一相脈沖方向相反的第二相脈沖施加到除顫電極上；微處理器，所述微處理器向所述開關電路輸出控制信號，控制所述開關電路切換開關狀態(tài)；第一儲能裝置，其在雙相脈沖期間經開關電路切換開關狀態(tài)耦合到除顫電極上，既參與向所述除顫電極輸送第一相脈沖電流，又參與向所述除顫電極輸送第二相脈沖電流；第二儲能裝置，其與第一儲能裝置以組合方式向所述除顫電極輸送第一相脈沖電流或第二相脈沖電流，該組合方式使第二相放電時間常數不同于第一相脈沖放電時間常數，或該組合方式使所述第二相脈沖的起始電壓大于第一相脈沖的結束電壓。
14. ー種除顫儀，其特征在于包括 一對除顫電極，用干與患者的身體規(guī)定部位接觸；如權利要求1至13中任一項所述的雙相波除顫電路，所述開關電路的第一輸出端子和第二輸出端子分別對應地耦合到ー對除顫電極上。
全文摘要
本發(fā)明公開了一種雙相波除顫電路及除顫儀，包括開關電路，其被耦合為通過可控地切換開關狀態(tài)先后將第一相脈沖和第二相脈沖施加到除顫電極上；第一儲能裝置，其在雙相脈沖期間經開關電路切換開關狀態(tài)耦合到除顫電極上，既參與向所述除顫電極輸送第一相脈沖電流，又參與向所述除顫電極輸送第二相脈沖電流；第二儲能裝置，其與第一儲能裝置以組合方式向所述除顫電極輸送第一相脈沖電流或第二相脈沖電流，該組合方式使第二相放電時間常數不同于第一相脈沖放電時間常數，或使所述第二相脈沖的起始電壓大于第一相脈沖的結束電壓，從而提高第二相脈沖的治療效果，并達到提高患者轉復率的目的。
文檔編號A61N1/39GK102553074SQ201010592250
公開日2012年7月11日 申請日期2010年12月16日 優(yōu)先權日2010年12月16日
發(fā)明者周賽新, 安敏, 邵安岑 申請人:深圳邁瑞生物醫(yī)療電子股份有限公司