雙電池快速充電除顫器的制造方法
【技術(shù)領(lǐng)域】
[0001]本公開涉及醫(yī)療器械，以及更具體地涉及一種快速充電除顫器。
【背景技術(shù)】
[0002]體外除顫器需要高度的便攜性，使得其能夠被快速地?cái)y帶到患有心臟驟停的患者以遞送挽救生命的電擊。除顫器通常在電池電源上操作。為了遞送電擊，除顫器將電容器充電到高電壓，通常超過2000伏特。由于在電池的放電速率的限制，其需要5至8秒或更多以對(duì)電容器進(jìn)行充電。在心臟驟停之后，生存的機(jī)會(huì)每分鐘下降10%至15%，并且可以需要若干次電擊來使患者恢復(fù)。
[0003]電池的放電速率被指定為容量的分?jǐn)?shù)。由此，設(shè)計(jì)用于2200毫安-小時(shí)容量和一次最大放電速率容量(IC)的標(biāo)準(zhǔn)鋰離子電池單元能夠供應(yīng)2.2安培的峰值放電電流。容量優(yōu)化的鋰離子電池短時(shí)期能夠處理2C或3C的峰值電流。然而，為了安全，最大電流輸出通常被限制為IC或1.5C。

【發(fā)明內(nèi)容】

[0004]根據(jù)本原理，除顫器包括第一電池，其被配置為將放電速率提供到適合于生成除顫器電擊的電容器。電源具有比第一電池更大的容量。功率控制模塊被耦合到所述第一電池和所述電源，并且被配置為選擇性地啟用在所述第一電池與所述電源之間以及從所述第一電池和所述電源中的每個(gè)到所述電容器的連接，以減少充電時(shí)間。
[0005]另一除顫器包括第一電池，其被配置為將放電速率提供到適合于生成除顫器電擊的電容器。第二電池具有比第一電池更大的容量。功率控制模塊被耦合在所述第一電池與所述第二電池之間，并且被配置為選擇性地啟用在所述第一電池與所述第二電池之間以及從所述第一電池和所述第二電池中的每個(gè)到所述電容器的連接，以減少充電時(shí)間并且增加在放電之后的恢復(fù)速率。遞送電路被耦合到功率控制模塊和電容器，并且被配置為啟用電容器到電擊遞送設(shè)備的放電，針對(duì)所述電容器的狀態(tài)，所述遞送電路向所述功率控制模塊提供反饋。
[0006]—種用于對(duì)除顫器充電的方法包括:提供第一電池，其被配置為將放電速率提供到適合于生成除顫器電擊的電容器，電源具有比第一電池更大的容量，以及功率控制模塊被耦合到所述第一電池和所述電源，并且被配置為選擇性地啟用在所述第一電池與所述電源之間以及從所述第一電池和所述電源中的每個(gè)的連接；并且根據(jù)所述功率控制模塊對(duì)所述電容器充電，所述功率控制模塊根據(jù)來自所述第一電池和所述電源中的至少一個(gè)的反饋來選擇性地啟用所述連接，以減少所述電容器的充電時(shí)間。
[0007]通過結(jié)合附圖閱讀的圖示性實(shí)施例的以下詳細(xì)描述，本公開的這些和其他目的、特征和優(yōu)點(diǎn)將變得顯而易見。
【附圖說明】
[0008]參考以下附圖，在優(yōu)選實(shí)施例的以下描述中將詳細(xì)介紹本公開，其中:
[0009]圖1是示出了根據(jù)一個(gè)實(shí)施例的雙源除顫器的方框/流程圖；
[0010]圖2是示出了根據(jù)一個(gè)實(shí)施例的用于所述雙源除顫器的功率控制電路或模塊的方框/流程圖；以及
[0011]圖3是示出了根據(jù)圖示性實(shí)施例的用于對(duì)除顫器充電的方法的流程圖。
【具體實(shí)施方式】
[0012]根據(jù)本原理，高放電速率電池技術(shù)被用于將除顫器充電時(shí)間減少8倍或更多倍。這導(dǎo)致能夠在少于一秒中對(duì)其電容器進(jìn)行充電的除顫器。由于高放電速率電池具有更低的整體充電容量，該高放電速率電池能夠用標(biāo)準(zhǔn)放電速率電池補(bǔ)充以為除顫器提供長的電池操作時(shí)間。
[0013]高放電速率電池實(shí)現(xiàn)極其快的電容器充電時(shí)間。具有高放電速率電池與高容量電池組合的除顫器的若干范例性實(shí)施例。對(duì)于院前使用，高放電速率電池能夠被用于對(duì)電容器充電，而具有高容量單元的第二電池被用于對(duì)其他操作供電并且提供更長的運(yùn)行時(shí)間。對(duì)于所需要的運(yùn)行時(shí)間更短的醫(yī)院使用，高放電速率電池能夠被用于操作設(shè)備和對(duì)電容器充電兩者。高放電速率電池被用于對(duì)除顫器供電，而非高容量電池，以顯著地減少對(duì)除顫器電容器充電所需要的時(shí)間，使得能夠?qū)㈦姄舾杆俚剡f送給患者。電池容量隨放電速率變化；因此，高放電速率電池具有比標(biāo)準(zhǔn)放電速率電池更低的容量。為了補(bǔ)償高放電速率電池的減少的容量，當(dāng)不對(duì)電容器充電時(shí)，具有高容量的第二電池能夠被用于提供延長的運(yùn)行時(shí)間。
[0014]通過參考的方式，優(yōu)化容量具有4串聯(lián)/3并聯(lián)布置的標(biāo)準(zhǔn)2200毫安培小時(shí)的鋰離子電池的12個(gè)電池組能夠安全地在幾秒內(nèi)以大約11安培的最大電流進(jìn)行放電。該功率足以對(duì)于200J電擊在大約4秒中或?qū)τ?60J電擊在大約7秒中對(duì)除顫器電容器充電。這種類型的電池組將提供約6.6安培小時(shí)容量。
[0015]優(yōu)化功率的鋰離子單元能夠遞送30C到40C的脈沖電流。由此，甚至優(yōu)化放電速率的具有僅僅4個(gè)串聯(lián)鋰離子單元的小得多的電池組能夠以大約40安培的最大電流進(jìn)行放電。該功率足以對(duì)于200J電擊在大約一秒中對(duì)除顫器電容器進(jìn)行充電。缺點(diǎn)是這種類型的電池組將僅僅提供約1.6安培小時(shí)容量。本原理解決了這些問題。
[0016]也應(yīng)當(dāng)理解，將在醫(yī)療器械方面描述本發(fā)明；然而，本發(fā)明的教導(dǎo)要寬泛得多，并且適用于需要短的持續(xù)時(shí)間吸取較高電流的任何電池操作設(shè)備。在一些實(shí)施例中，本原理被用于在醫(yī)院或救護(hù)車、在家、公共場所等中使用的除顫器。在附圖中描繪的元件可以被實(shí)施為硬件和軟件的多個(gè)組合中，并且提供可以在單個(gè)元件或多個(gè)元件中進(jìn)行組合的功能。
[0017]通過使用專用硬件以及能夠與適當(dāng)軟件聯(lián)合執(zhí)行軟件的硬件，能夠提供在附圖中示出的各個(gè)元件的功能。當(dāng)由處理器或控制器提供所述各個(gè)元件時(shí)，由單個(gè)專用處理器、單個(gè)共享處理器、或多個(gè)個(gè)體處理器(其中一些能夠被共享)能夠提供所述功能。此外，術(shù)語“處理器”或“控制器”的明確使用不應(yīng)被解釋為僅僅涉及能夠執(zhí)行軟件的硬件，并且能夠隱含地包括而不限于:數(shù)字信號(hào)處理器(“DSP”)硬件、用于存儲(chǔ)軟件的只讀存儲(chǔ)器(“R0M”)、隨機(jī)存取存儲(chǔ)器(“RAM”)、非易失性存儲(chǔ)器等。
[0018]此外，本文列舉的本發(fā)明的原理、方面和實(shí)施例，以及其具體范例的全部敘述旨在涵蓋其結(jié)構(gòu)和功能等價(jià)方案。額外地，旨在這樣的等價(jià)方案包括當(dāng)前已知的等價(jià)方案以及在未來開發(fā)的等價(jià)方案(即，無論結(jié)構(gòu)如何，執(zhí)行相同功能的所開發(fā)的任何元件)兩者。因此，例如，本領(lǐng)域技術(shù)人員將認(rèn)識(shí)到，本文介紹的方框圖表示和/或?qū)崿F(xiàn)本發(fā)明的原理的圖示性系統(tǒng)部件電路的概念視圖。類似地，應(yīng)當(dāng)理解，任何流程圖表、流程圖等表示多個(gè)過程，可以在計(jì)算機(jī)可讀存儲(chǔ)介質(zhì)中充分地表示所述多個(gè)過程，并且因此不論是否明確示出這樣的計(jì)算機(jī)或處理器，都由計(jì)算機(jī)或處理器進(jìn)行執(zhí)行所述多個(gè)過程。
[0019]而且，本發(fā)明的實(shí)施例能夠采取或包括從計(jì)算機(jī)可用存儲(chǔ)介質(zhì)或計(jì)算機(jī)可讀存儲(chǔ)介質(zhì)可訪問的計(jì)算機(jī)程序產(chǎn)品，所述計(jì)算機(jī)可用存儲(chǔ)介質(zhì)或計(jì)算機(jī)可讀存儲(chǔ)介質(zhì)提供由計(jì)算機(jī)或任何指令執(zhí)行系統(tǒng)使用的或與其結(jié)合使用的程序代碼。為了該描述的目的，計(jì)算機(jī)可用存儲(chǔ)介質(zhì)或計(jì)算機(jī)可讀存儲(chǔ)介質(zhì)能夠是可以包括、存儲(chǔ)、通信、傳播或輸送用于由指令執(zhí)行系統(tǒng)、裝置、或設(shè)備使用的或與其結(jié)合使用的程序的任何裝置。所述介質(zhì)能夠是電子、磁性、光學(xué)、電磁、紅外或半導(dǎo)體系統(tǒng)(或裝置或設(shè)備)或傳播介質(zhì)。計(jì)算機(jī)可讀介質(zhì)的范例包括半導(dǎo)體或固態(tài)存儲(chǔ)器、磁帶、可移除計(jì)算機(jī)軟盤、隨機(jī)存取存儲(chǔ)器(RAM)、只讀存儲(chǔ)器(R0M)、硬磁盤以及光盤。光盤的當(dāng)前范例包括壓縮盤-只讀存儲(chǔ)器(⑶-R0M)、壓縮盤-讀/寫(CD-RAV)、藍(lán)光?以及DVD。
[0020]現(xiàn)在參考附圖，其中，同樣的數(shù)字表示相同或類似的元件，并且首先參考圖1，方框/流程圖示出了根據(jù)一個(gè)實(shí)施例的除顫器10。除顫器10包括高放電速率電池12和高容量電源16。通過除顫器功率控制電路14確定和控制類型的選擇和能源(12、16)的使用。治療遞送電路20控制能量的量和被遞送至電擊遞送設(shè)備24的脈沖的形狀，其可以包括襯墊或極板。治療遞送電路20提供通向治療電容器22的接口，以使其能夠充電和放電。除顫器10可以包括其他電子設(shè)備或軟件程序18。電子設(shè)備18可以包括其他特征，諸如時(shí)鐘、定時(shí)器、功率測量設(shè)備、燈、顯示器等。
[0021]當(dāng)除顫器10需要遞送電擊時(shí)，治療遞送電路20通過路由來自高放電速率電池12的電流來對(duì)(一個(gè)或多個(gè))治療電容器22充電。當(dāng)用戶觸發(fā)能量的釋放時(shí)，存儲(chǔ)在(一個(gè)或多個(gè))治療電容器22中的能量經(jīng)由放置在患者胸部上的襯墊或極板24被放電。功率控制電路14路由來自可用電源、電池12和/或高容量電源16的功率。通過高放電速率電池12供應(yīng)除顫器10的功率。該電池12通過第二電源16進(jìn)行充電，其可以包括高容量電池(或AC或DC電池充電器)。
[0022]高放電速率電池12被用于給除顫器10供能以及對(duì)(一個(gè)或多個(gè))電容器22充電。使用電池12的更高電流輸出對(duì)(一個(gè)或多個(gè))電容器22充電。從高容量電池16(或AC或DC充電器)也可以對(duì)(一個(gè)或多個(gè))電容器22充電。
[0023]參考圖2，功率控制電路14可以包括控制軟件或電路控制器30，所述電路控制器被配置為確定電池12和16中的每個(gè)的可用容量，并且根據(jù)電容器22的功率要求可以調(diào)節(jié)對(duì)電池終端的訪問(圖1)。電池或能源12、16也分別提供數(shù)據(jù)接口 35、37，使得其電流充電水平和其他狀態(tài)能夠由控制器30讀取。電容器22和/或電池12、16向功率控制電路14提供反饋33以允許功率控制電路14來確定電容器22如何快地充電或放電，或確定電池12、16的容量以便日后使用。
[0024]發(fā)送到控制電路或模塊30的數(shù)據(jù)可以包括被配置為傳送電源的電池的充電/狀態(tài)的容量的數(shù)量/數(shù)量的數(shù)據(jù)位或其他信號(hào)。所述數(shù)據(jù)也可以包括來自電容器33的充電速率。輸入或反饋信息可以被用于基于被存儲(chǔ)在控制模塊30中的查找表或其他數(shù)據(jù)結(jié)構(gòu)來做出決策。所述數(shù)據(jù)可以被索引到數(shù)據(jù)結(jié)構(gòu)以確定要被啟用/禁用的連接或以其他方式控制在電源之間的功率分布。其他決策標(biāo)準(zhǔn)也可以被用于，包括但不限于，在給定條件下的編程動(dòng)作、歷史數(shù)據(jù)、人工智能等。例如，基于在電池12、16中的充電速率或存儲(chǔ)的能量，尤其在已經(jīng)部署電擊之后，控制器30選擇是否從電池16對(duì)電池12再充電、從電池12直接對(duì)電容器再充電、從電池16直接對(duì)電容器再充電，或打開電池12和16兩者以對(duì)電容器22再充電。當(dāng)電源包括明顯不同的放電速率時(shí)，兩個(gè)電源的使用變得困難。充電調(diào)節(jié)器或其他電路可以被用于使適應(yīng)所述信號(hào)。電池的可用電荷是更重要的標(biāo)準(zhǔn)。例如，如果高放電電池具有低電荷，其不能夠?qū)﹄娙萜?