[发明专利]用于除颤器的充电系统

说明书

技术领域

本发明属于医疗设备防护与应用技术领域，尤其涉及一种用于除颤器的充电系统。

背景技术

心脏猝死是由心搏骤停引起的，是工业化国家的主要死亡原因之一。在美国，平均每年有30万人因此而死亡。心搏骤停之初发生的常见的心律失常现象是心室颤动，心室颤动几分钟内即转化成心脏停搏。全球每年死于心脏骤停的心脏病患者占死亡人数的12％。在我国虽然还没有确切的心脏骤停的心脏病患者的流行病学资料，但有学者估计这个数字会达到600万。电除颤是目前公认的治疗频发性室性心动过速、心室颤动等恶性心率失常的有效方法。

除颤器是一种急救医疗设备。美国自1960年开展心肺复苏(CPR)技术以来，使用心室颤动(VF)的治疗方法提高了急救存活率，及时采用电除颤又是救治心搏骤停最重要的治疗手段。美国自90年代开始实施公众除颤(PAD)计划后，患者的存活率可达到49％。现在美国已经把自动体外除颤(只搜寻室颤/无脉性室速-并在数秒内提供挽救生命的治疗)作为一项基本生命支持(BLS)技术。专家们提出了在大部分医院实现发生心脏骤停后3±1分钟内完成除颤的目标。

图1是常用除颤器充电系统原理图。图1中，常用除颤器的充电系统主要包括：充电控制电路1、驱动电路4、MOS开关7、电源11、能量变换器20、高压二极管10和储能电容9。其中，驱动电路4用于产生工作频率(谐振频率)，输出PWM波形控制MOS开关7的开、合状态。能量变换器20用于转换电源11产生的电能，并存储到储能电容9中，充电控制电路1用于控制充电过程。根据图1，不难看出常用除颤器充电系统存在以下问题：

1、除颤器作为急救设备应用在紧急关头，设备的稳定可靠至关重要，而常用除颤器充电系统缺乏安全保护措施，关键时刻充电系统产生的瞬间高压有可能损坏系统，导致除颤器无法正常工作。比如图1中，能量变换器20作为充电系统的核心部件，缺乏保护措施。当充电系统中电流过大时，可能损坏该部件，导致紧急救助无法实施。

2、驱动电路与储能电容之间的工作缺乏协调，能量转换器的能量没有来得及转换到储能电容，驱动电路就开始下一次振荡，造成抑制采样频率的情况出现，从而使能量转换效率降低。

3、无法控制充电速度，不能满足短时间内使除颤器达到高能量的要求，从而失去宝贵的救助时间。对病人进行除颤治疗时，需要在十几毫秒内释放几百焦耳的能量(体外除颤一般是200-360焦耳)，电流峰值约80A左右，常用的充电系统很难提供如此高的瞬间能量。

4、无法控制充电精度，不能实现准确的能量输出，在能量小的情况下达不到除颤效果，而在能量大的情况下又容易造成人体伤害。进行除颤治疗时，需要在短时间内使除颤器释放准确的能量，以达到预期的治疗效果和保证病人的安全。比如，除颤器用于开胸手术，只需要20-30焦耳的能量(医学规定小于50焦耳)；如果是体外除颤，则需要200-300焦耳能量(医学规定不大于400焦耳)，常用的充电系统很难提供如此精准的能量。

发明内容

本发明的目的在于，提出一种用于除颤器的充电系统，用以解决背景技术中指出的常用的除颤器充电系统存在的问题。

一种用于除颤器的充电系统，包括充电控制电路、驱动电路、电源、能量变换器、MOS开关、高压二极管、储能电容，其特征在于，所述用于除颤器的充电系统还包括初级电流检测电路、次级电流检测电路、激励频率调整电路、充电速度控制电路、第一高压采样电路、数字变换电路、充电开关控制电路、第二高压采样电路、电压比较电路、能量设置电路、硬件关断电路、第三高压采样电路和过压关断电路；

所述初级电流检测电路分别与MOS开关和驱动电路相连，并且接地；

所述次级电流检测电路位于电容充电回路中，一端与能量变换器相连，另一端与储能电容相连，并且还与激励频率调整电路相连；

所述激励频率调整电路与驱动电路相连；

所述充电速度控制电路分别与充电控制电路和驱动电路相连；

所述第一高压采样电路分别与储能电容和数字变换电路相连；

所述数字变换电路分别与第一高压采样电路和充电控制电路相连；

所述充电开关控制电路分别与充电控制电路和驱动电路相连；

所述第二高压采样电路分别与储能电容和电压比较电路相连；

所述电压比较电路分别与第二高压采样电路和能量设置电路相连；

所述能量设置电路分别与电压比较电路和充电控制电路相连；

所述硬件关断电路分别与电压比较电路和驱动电路相连；

所述第三高压采样电路分别与储能电容和过压关断电路相连；