[发明专利]医学设备的自适应自测试和应力分析

说明书

技术领域

本发明涉及对医学设备的自动自测试的改进。本发明对诸如自动体外除颤器(AED)的设备尤其有用，所述自动体外除颤器(AED)通常在使用之间长时期在待机模式下运行。

背景技术

人心脏内的电化学活动通常引起心肌纤维以同步的方式收缩和放松，这导致血液从心室有效地泵送到身体的生命器官。心脏猝死常常由心室纤颤(VF)引起，在心室纤颤(VF)中，心脏内的正常电活动引起个体肌纤维以非同步且混乱的方式收缩。对于VF仅有的有效治疗是电除颤，在电除颤中，将电击施加到心脏以允许心脏的电化学系统自身再同步。一旦恢复有序的电活动，通常就跟随着同步的肌肉收缩，从而得到心律的恢复。但是，关键的是使在其处置开始之后的仅仅几分钟内对VF除颤有效。

在VF开始之后快速应用除颤的需要已经产生了可以由第一响应者和外行使用的自动体外除颤器(AED)。AED可以保持长时期不使用并且还必须准备好在紧急情形下可靠地操作。为了确保操作准备就绪，大多数AED采用以定期的间隔进行的自测试操作。例如，由安德沃马萨诸塞州的飞利浦医学系统制造的Heartstream Forerunner AED采用响应于预定排程而自动生成自测试操作的自测试系统。自测试操作通常包括许多不同的系统检查，许多不同的系统检查包括用于核实除颤器的部件和操作在预定规范内的功能性测试、校准测试和安全测试。高电压(HV)电路是提供除颤脉冲的除颤器的关键部件。对除颤器的高电压电路的正常运行的核实是任何自测试操作的典型部分。

美国专利No.5,591,213“Defibrillator System Condition Indicator”(Morgan等人)描述了一种除颤器系统，该除颤器系统包括用于周期性地操作高电压电路以向测试负载放电测试脉冲的单元。这样的自测试可以周期性地进行或者响应于除颤器环境的改变，除颤器环境例如在美国专利No.5,868,792“Environment-Response Method for Maintaining Electronic Devices Such As An External Defibrillator”(Ochs等人)中描述的环境温度，通过引用将该专利并入本文中。在标题为“Environment-Responsive Method for Maintaining an Electronic Device”的美国专利5,964,786中描述的相似发明利用基于设备温度改变来将自测试排程推迟一段时间的内部自测试协议，通过引用将该专利并入本文中。

美国专利No.5,800,460“Method for Performing Self-Test in a Defibrillator”(Powers等人)详细描述了对除颤器自测试系统的操作。对能量存储电容器进行两次充电到全电压并且进行放电，以首先在组合的最大电压和电流条件下在功能上核实对HV电路的操作并且其次校准HV电路以确保在除颤脉冲中递送的能量的量在规范限制内。测试负载通常是在10欧姆范围内的电阻。

如由Powers等人教导的以组合的最大电压和最大电流应力向测试负载提供测试脉冲导致对于每个自测试操作大量能量消散在测试负载中。HV电路的自测试仅仅形成整个除颤器自测试的部分，但是消耗在电池的四或五年设计寿命上所需的大部分总能量。因此，AED必须被设计具有比如果不执行自测试更大的电池。

在标题为“Reduced Energy Self-Test Operation in a Defibrillator”的美国专利6,185,458中描述了一个先有技术发明，该先有技术发明并入用于减少执行HV电路的自测试所需的能量的方法。在该专利中描述的方法将电压和电流应力施加到HV部件，等同于操作条件，但是仅仅部分地对HV能源进行充电以延长电池寿命。

另一先有技术发明根据连接到除颤器的电源类型来自动调整自测试的协议或周期性。通过引用将标题为“Periodic automatic self-test system and methodology”的美国专利6,185,458并入本文中。

前述专利中的每个目的在于在心脏骤停救援中使用AED之前识别AED的故障，而不过度地缩短AED电池寿命。全部并入自测试协议，所述自测试协议在建立协议之后频率或周期性不改变。