公布了一种外部除颤器（８），它带有具有设置成Ｈ形式（“Ｈ桥”）的四个支路。输出电路的各个支路包括一个固态开关（３１，３２，３３，３４）。通过有选择地切换Ｈ桥中的开关对，可把双相除颤脉冲加到患者上。Ｈ桥输出电路的三个支路中的开关较好地是硅控整流器（ＳＣＲ）。栅极驱动电路（５１，５３，５４）与ＳＣＲ耦合，以用一种电压偏置ＳＣＲ－该电压使ＳＣＲ即使在传导低电流时也处于导通状态。第四支路中的开关较好地是一对串联的绝缘栅极双极晶体管（ＩＧＢＴ）。一个栅极驱动电路（５２）与ＩＧＢＴ的栅极耦合，以提供ＩＧＢＴ的缓慢接通和快速关断。栅极驱动电路（５２）还以足够的电压偏置ＩＧＢＴ，以使ＩＧＢＴ能够承受外部除颤器通过输出电路的短路放电。该电路还包括一个保护部件（２７），它同时具有电感和电阻性。保护部件（２７）既被用于限制除颤脉冲期间的电流，也被用于在内部能量排放期间吸收能量。一种内部能量排放，通过对Ｈ桥输出电路（１４）同一侧上的两个支路中的开关进行偏置，而得到进行，从而不再需要单独的能量排放电路。（*该技术在2018年保护过期，可自由使用*）
【技术实现步骤摘要】
本申请是1997年3月5日递交的在先申请序号第08/811,833号的部分继续申请，按照35 U.S.C.120要求了在先申请的递交日期的优先权。本专利技术一般地涉及产生除颤波形的设备，且更具体地说是涉及用于产生外部除颤发生器中产生双相除颤波形的电路。一种最常见且对生命威胁最大的医学状态，是心室纤维性颤动，即其中人的心脏不能泵送人体所需的血量的状态。用于使经历心室纤维性颤动的心脏恢复正常节奏的通常可接受的技术，是利用外部心脏除颤器，把强电脉冲加到心脏上。外部心脏除颤器已经被成功地在医院中被医生和护士和在现场被紧急抢救人员(例如医务辅助人员)使用了多年。传统的外部心脏除颤器首先在一个能量存储电容器上累积高能量的电荷。当一个开关装置闭合时，存储的能量以大电流脉冲的形式被转移给患者。这种电流脉冲经过置于患者胸部的一对电极加到患者上。在最新的外部除颤器中采用的开关装置是高能量转移继电器。一种放电控制信号使该继电器完成存储电容器与一个波成形电路之间的电回路，而该波成形电路的输出端被连接到与患者相连的电极。用作当前的外部除颤器的继电器，在传统上允许把一种单相波形加到患者上。然而，近来已经发现，把双相而不是单相波形加到患者上可以有一定的优点。例如，初步的研究表明双相波形可限制所造成的与除颤脉冲有关的心脏损伤。美国心脏协会已经建议了外部除颤器施加的头三个除颤脉冲的能量电平的范围。所建议的能量电平是第一个除颤脉冲为200焦耳；第二除颤脉冲为200或300焦耳；且第三个除颤脉冲为360焦耳，它们都处于不超过根据医疗仪器促进协会(AAMI，Association for theAdvancement of MedicalInstrumentation)颁布的标准的正负15％的变化范围内。这些高能量除颤脉冲必须保证足够的除颤脉冲能量到达患者的心脏且不会耗散在患者的胸腔壁中。虽然所希望的是在外部除颤器中产生双相波形，但至今用于产生双相波形的、能够可靠且简单地开关外部除颤器所示的更高电压的输出电路还未得到开发。某些可植入除颤器，诸如美国专利第5,083,562和4,880,357号中显示的，采用了带有多个硅控整流器(SCR)的桥电路来产生双相波形。然而，由于可植入除颤器一施加最大能量为25焦耳的低能量除颤脉冲，因而可植入除颤器中的输出电路不适合于在外部除颤器中使用。200焦耳的能量脉冲加到可植入除颤器的桥电路上，将使桥电路的部件过载，并使电路发生故障。本专利技术的目的，是提供克服前述和其他缺点的设备。更具体地说，本专利技术涉及的是一种用于外部除颤器的输出电路，该外部除颤器能够把高能量双相除颤脉冲加到患者上。公布一种外部除颤器，它具有一个输出电路，该输出电路能够把双相除颤脉冲从一个较好地是能量存储电容器的能量存储装置排放到患者上。该输出电路包括设置成H形的四个支路(以下称为“H桥输出电路”)。该输出电路的各个支路包含一个固态开关。通过有选择地地切换H桥输出电路中的一对开关，可以把双相除颤脉冲加到患者上。根据本专利技术的一个方面，H桥输出电路的三个支路中的开关是硅控整流器(SCR)。较好地，在各个支路中只采用单个的SCR。第四个支路中的开关是绝缘栅极双极晶体管(IGBT)。与采用大而昂贵的半导体模块相比，以及与采用必须堆置的低电压部件相比，采用单个的SCR简化了电路简化电路。与采用两个SCR和两个IGBT的实施方式相比，采用三个SCR支路进一步减小了H桥输出电路的大小、重量、和成本。根据本专利技术的另一个方面，该H桥输出电路能够把200焦耳或更大的双相波形从能量存储电容器传导到患者上。较好地，该H桥输出电路能够传导等于作为单相波形的工业标准和美国心脏协会建议的第三除颤脉冲电平的360焦耳的双相波形。为了为这种双相除颤脉冲存储足够的能量，能量存储电容器的大小处于150μF至200μF的范围内。另外，除了能够传导200至300焦耳的高能量除颤脉冲，该H桥输出电路还能够传导用于内部使用的低能量除颤脉冲，其能量低至1至50j。当例如内部桨叶被耦合到除颤器上以在手术中用于对心脏直接进行除颤时，就需要低能量除颤脉冲。为了发送低能量除颤脉冲，三个支路中的输出电路开关受到栅极驱动电路的驱动，该栅极驱动电路向开关的栅极提供脉动控制信号。在栅极上的论文脉动控制信号使高压开关即使在传导非常低的电流时也能够保持导通。根据本专利技术的另一个方面，栅极驱动电路在一个短间隔中用足够的电压对第四支路中的IGBT进行偏置，以使该支路能够在不受损坏的情况下厘米大约400安培的电流。以此方式对IGBT进行偏置，使得IGBT能够震荡桨叶被意外地放置到一起时，或者在电路中有短路时，承受短促的放电。根据本专利技术的再一个方面，所有都输出电路开关都得到选择，以具有足够的电流传导能力，从而使H桥输出电路的同一侧上的两个支路中的开关能够为来自能量存储电容器的不希望的能量的排放提供一个短路通路。采用H桥输出电路一侧的两个支路来对电容进行放电，就不再需要用一个额外的放电电路来执行这种内部能量排放功能。另外，H桥输出电路能够利用在单独的放电电路中不可能实施的有利的部件值，迅速而准确地进行这种内部能量排放。例如，该H桥输出电路能够通过采用小于100Ω的电阻部件，在不到一秒的时间里进行内部排放。如果希望的话，内部排放可被用来只从存储电容器排放指定量的能量，而不是使存储电容器完全放电。另外，由于H桥输出电路既被用于内部排放又被用于除颤脉冲操作，电阻部件既在内部排放期间被用于吸收能量，又在除颤脉冲期间被用于限制电流。电阻值被选择得足够小，能够为有效的除颤脉冲和快速的内部能量排放提供足够的电流，同时由足够地大，以能够限制电流从而保护H桥输出电路的开关。选择的电阻部件必须具有适合承受高电流产生的热量的高热容量，而这种高电流是在H桥内部排放和除颤脉冲电路操作期间产生的。根据本专利技术的又一个方面，电阻部件形成了限制来自能量存储电容器的电流和电压改变的一个保护部件。该保护部件同时具有电感和电阻性质。采用具有这些性质的单个的保护部件，减小了所需的部件的数目。根据本专利技术的再一个方面，栅极驱动电路提供了IGBT的缓慢的导通和快速的关断。缓慢的导通避免了其他H桥输出电路支路之一上的电耦合的SCR被振击从而进入导通状态。快速的关断减小了IGBT被暴露于可能在另一IGBT被无意地首先关断时可能出现在一个IGBT上的、具有潜在破坏性的高电压的可能。IGBT栅极驱动电路因而减小了保护IGBT所需的高电压部分的尺寸。应该理解的是，所公布的H桥输出电路的有利之处，在于它能够借助一种外部除颤器产生高能量双相波形或低能量双相波形，并将它们加到患者上。通过以下结合附图所进行的详细描述，本专利技术的前述方面和其他相关的优点将得到更好和更清晰的理解。在附图中附图说明图1是一种外部除颤器的框图，该外部除颤器具有适合于向患者传送高能量双相除颤脉冲的输出电路；且图2是图1所示的输出电路的最佳实施例的示意图。图1是连接到患者16的外部除颤器8的框图。该除颤器包括经过一个充电电路18与一个能量存储电容器24相连的微处理器20。在除颤器工作期间，该微处理器借助在一条控制线路25上的一个信号，控制充电电路18，以把能量存储电容器充电至所希望的电压。为了监测充电过程，本文档来自技高网...
【技术保护点】
外部除颤器中的一种输出电路，用于以可切换的方式把存储了至少大约２００焦耳的能量并具有一个第一引线和一个第二引线的能量存储电容器耦合至与患者耦合的第一和第二电极，以把存储在该能量存储电容器中的能量传导给患者，该输出电路包括： （ａ）耦合在能量存储电容器的第一引线与该第一电极之间的一个第一开关； （ｂ）耦合在能量存储电容器的第二引线与第二电极之间的一个第二开关； （ｃ）耦合在能量存储电容器的第一引线与第二电极之间的一个第三开关； （ｄ）耦合在能量存储电容器的第二引线与第一电极之间的一个第四开关，其中第一和第二开关在一个第一时期里被置于导通状态，以把存储在能量存储电容器中的能量传导给患者并产生第一阶段的双相除颤脉冲，且第三和第四开关在一个第二时期里被置于导通状态以把存储在能量存储电容器中的能量传导给患者并产生其极性与第一阶段的双相除颤脉冲相反的第二阶段的双相除颤脉冲，该输出电路能够把至少大约２００焦耳的双相除颤脉冲传导给患者。
【技术特征摘要】
...
【专利技术属性】
技术研发人员：约瑟夫L萨利文，劳伦斯A鲍舍瓦，理查德C诺瓦，
申请(专利权)人：菲塞奥康特尔制造公司，
类型：发明
国别省市：US[美国]
还没有人留言评论。发表了对其他浏览者有用的留言会获得科技券。