[发明专利]超短脉冲除颤器

说明书

本发明属于医疗器械技术领域，具体涉及一种除颤器。一种超短脉冲除颤器，包括依次连接的直流电源、储能电容器和一对电极，还包括：一放电开关电路，设置于储能电容器和一对电极之前，用于控制储能电容器放电时间；一升压变压器，设置于放电开关电路和一对电极之间，升压变压器将储能电容器上的电压升至一预设幅度。本发明利用纳秒级至微秒超短脉冲电场进行除颤，由于脉冲作用时间，沉积在心室细胞上的能量少，降低了除颤脉冲对心肌细胞的破坏作用，减少心肌细胞的不可逆电穿孔损伤，同时也提高除颤的成率。

技术领域

本发明属于医疗器械技术领域，具体涉及一种除颤器。

背景技术

心脏除颤器是利用电脉冲终止室颤恢复窦性心律的装置。作为一种复律心室颤动和室性心动过速等恶性心律失常的重要医疗电子设备，心脏除颤器已经在临床上得到了广泛的应用。然而，目前临床对这类患者的抢救成功率依然不尽人意。自发明1962年以来，提高除颤成功率和降低除颤副作用一直是人们推求的目标。

传统除颤器是基于电流对心肌细胞的电刺激原理，利用能量进行除颤的。这种除颤器的副作用可能包括增加发病率和死亡率、焦虑、疼痛和细胞损伤。1991年开始用双相波代替了30余年的单相波进行除颤，可使除颤能量大幅度下降，副作用减小。目前临床使用的除颤波形的脉冲宽度均为毫秒级，即除颤脉冲的持续时间在6～32ms之间。依据心肌的电刺激强度-作用时间曲线，在该脉宽范围内进行电击除颤所需要的能量最低。毫秒波应需要数百焦耳的能量。虽然毫秒波可有效第终止室颤，但过宽的脉冲很容易造成心肌细胞的不可逆电穿孔，使心肌细胞的功能受到破坏。

室颤在体表心电图上的呈现波形不断改变形态幅度以及方向的行为，室颤时心室肌的电激动是完全随机无任何规律可言的，除极波在心室壁中随意游走，各自独立地改变形态和方向，室颤被描述为“狂暴的”或“混沌的”。

根据电穿孔原理，脉冲电场造成细胞膜上形成纳米级的孔洞，这些孔洞中断除极波在心室壁中随意游走状态，使室颤终止。脉冲宽度和脉冲次数共同决定心肌细胞的电穿孔结果，如果脉冲宽度多宽，次数过多，心肌细胞将发生不可逆电穿孔，造成心肌细胞的不可逆性损伤。

发明内容

本发明针对现有的除颤器因除颤波形的脉冲宽度过宽，次数过多，容易发生不可逆电穿孔，造成不可逆性损伤的技术问题，目的在于提供一种超短脉冲除颤器。

一种超短脉冲除颤器，包括依次连接的直流电源、储能电容器和一对电极，还包括：

一放电开关电路，设置于所述储能电容器和一对所述电极之前，用于控制所述储能电容器放电时间；

一升压变压器，设置于所述放电开关电路和一对所述电极之间，所述升压变压器将所述储能电容器上的电压升至一预设幅度。

本发明在除颤前，直流电源给储能电容器充电，将能量储存在储能电容器中，根据输出脉冲的电压幅度，确定储能电容器中的电压情况。除颤时，放电开关电路工作，将储能电容器中的能量传递给升压变压器。升压变压器将储能电容器上的电压提升到一定的幅度，并通过一对电极施加在人体上。该电压在人体心脏上形成1500V/cm的脉冲电场，造成心肌细胞膜的电穿孔，终止室颤。

所述储能电容器包括：

一电解电容，正极与所述直流电源的正极连接，负极与所述直流电源的负极连接；

一薄膜电容，与所述电解电容并联。

所述放电开关电路包括：

一第一MOS管，漏极与所述升压变压器的非同名端连接，源极与所述储能电容器的负极连接；

一放电开关控制模块，信号输出端与所述第一MOS管的栅极连接，用于控制所述第一MOS管的导通或断开；