包括運動偽差測量及去除功能的心臟除纖顫器的制造方法
【專利摘要】本發(fā)明提供一種心臟除纖顫器及心臟除纖顫器的操作方法，所述心臟除纖顫器包括對胸部按壓時產生的運動偽差進行測量的功能。所述心臟除纖顫器包括：第一電極對兒，其由第一主電極及第一副電極構成，所述第一副電極與所述第一主電極鄰接配置，并與所述第一主電極絕緣；第二電極對兒，其由第二主電極及第二副電極構成，所述第二副電極與所述第二主電極鄰接配置，并與所述第二主電極絕緣；第一測量部，其利用所述第一電極對兒之間的電勢差，從而對與所述第一電極對兒關聯(lián)的第一活動電勢進行測量；第二測量部，其利用所述第二電極對兒之間的電勢差，從而對與所述第二電極對兒關聯(lián)的第二活動電勢進行測量；以及估算部，其對與所述第一活動電勢及所述第二活動電勢之間的差異相關聯(lián)的心電圖偽差進行估算。
【專利說明】包括運動偽差測量及去除功能的心臟除纖顫器

【技術領域】
[0001] 本發(fā)明涉及心臟除纖顫器（cardioverter)，更為詳細地涉及包括運動偽差 (Motion Artifact)測量及去除功能的心臟除纖顫器。

【背景技術】
[0002] 運動偽差（Motion Artifact)是指由于電極移動所引發(fā)的信號失真現(xiàn)象。其產生 是因為：由于電極移動，從而在電極-電解質界面產生電荷分布的干擾，由此產生半電池電 勢的變化，從而引起測量生物電勢的變化。所述運動偽差因為主要具有低頻的成分，所以在 心電圖（electrocardiogram, ECG)測量時難以將其去除。
[0003] 問題在于，當出現(xiàn)急救患者時，在患者移送等移動發(fā)生的同時產生運動偽差，并且 由此難以掌握并分析心臟的律動。
[0004] 此外，為了提高心搏驟停（SCA ;Sudden Cardiac Arrest)患者的自主循環(huán)恢復，應 將胸部按壓中止時間（hands-off time)進行最小化，而現(xiàn)有的心臟除纖顫器（automated external defibrillator,自動體外除纖顫器）的情況下，為了正確的心電圖分析，在把握心 臟律動（rhythm)的期間需要中止心肺復蘇術，因此為了在心電圖分析時繼續(xù)進行心肺復 蘇術，需要去除在胸部按壓時產生的偽差。


【發(fā)明內容】

[0005] 本發(fā)明提供一種心臟除纖顫器及心臟除纖顫器的操作方法，所述心臟除纖顫器包 括對胸部按壓時產生的運動偽差進行測量及去除的功能。
[0006] 心電圖測量時諸如心肺復蘇術（Cardiopulmonary resuscitation，CPR)過程的胸 部按壓或生物體移動等各種原因引起的心臟除纖顫器的電極移動引發(fā)運動偽差。本發(fā)明提 供一種心臟除纖顫器及心臟除纖顫器的操作方法，所述心臟除纖顫器可通過測量和去除所 述運動偽差，將所述胸部按壓終止時間進行最小化，并可提高心電圖測量的正確性。
[0007] 根據本發(fā)明的一個側面，提供一種心臟除纖顫器，其涉及利用多個電極對客體的 心電圖信號進行監(jiān)控（monitoring)的心臟除纖顫器，其包括：第一電極對兒，其由第一主 電極及第一副電極構成，所述第一副電極與所述第一主電極鄰接配置，并與所述第一主電 極絕緣；第二電極對兒，其由第二主電極及第二副電極構成，所述第二副電極與所述第二主 電極鄰接配置，并與所述第二主電極絕緣；第一測量部，其利用所述第一電極對兒之間的電 勢差，從而對與所述第一電極對兒關聯(lián)的第一活動電勢進行測量；第二測量部，其利用所述 第二電極對兒之間的電勢差，從而對與所述第二電極對兒關聯(lián)的第二活動電勢進行測量； 以及估算部，其對與所述第一活動電勢及所述第二活動電勢之間的差異相關聯(lián)的心電圖偽 差進行估算。
[0008] 根據本發(fā)明的一個實施例，心臟除纖顫器可進一步包括：第三測量部，其利用所述 第一主電極及所述第二主電極之間的電勢差，從而對原始心電圖信號進行測量；以及復原 部，其利用所述估算的心電圖偽差，對從所述原始心電圖信號去除偽差的最終心電圖進行 復原。
[0009] 此外，所述心臟除纖顫器可進一步包括：能量變換部，其對所述心臟除纖顫器周圍 的電磁信號進行接收并變換為電能；以及電力存儲部，其對通過所述能量變換部所變換的 電能進行存儲，從而提供心臟除纖顫器的操作電力。
[0010] 并且為了測量客體的心電圖信號，接觸所述客體的心臟除纖顫器的電極部包括： 第一電極對兒，其由第一主電極及第一副電極構成，所述第一副電極與所述第一主電極鄰 接配置，并與所述第一主電極絕緣；第二電極對兒，其由第二主電極及第二副電極構成，所 述第二副電極與所述第二主電極鄰接配置，并與所述第二主電極絕緣。
[0011] 根據本發(fā)明的一個側面，提供一種心臟除纖顫器的操作方法，其涉及利用多個電 極對客體的心電圖信號進行監(jiān)控（monitoring)的心臟除纖顫器的操作方法，其包括如下 步驟：利用所述心臟除纖顫器所包括的第一電極對兒之間的電勢差，從而測量與所述第一 電極對兒相關聯(lián)的第一活動電勢，所述第一電極對兒由第一主電極及第一副電極構成，所 述第一副電極與所述第一主電極鄰接配置，并與所述第一主電極絕緣；利用所述心臟除纖 顫器所包括的第二電極對兒之間的電勢差，從而測量與所述第二電極對兒相關聯(lián)的第二活 動電勢，所述第二電極對兒由第二主電極及第二副電極構成，所述第二副電極與所述第二 主電極鄰接配置，并與所述第二主電極絕緣；以及估算與所述第一活動電勢及所述第二活 動電勢之間的差異相關聯(lián)的心電圖偽差。
[0012] 所述心臟除纖顫器的操作方法可進一步包括如下步驟：利用所述第一主電極及所 述第二主電極之間的電勢差，從而對原始心電圖信號進行測量；以及利用所述經估算的心 電圖偽差，從而對從所述原始心電圖信號去除偽差的最終心電圖進行復原。
[0013] 根據本發(fā)明的一個實施例，通過測量及去除存在于心電圖內的各種噪聲，從而可 對胸部按壓中止時間進行最小化的同時，進行準確的心電圖測量，所述噪聲為胸部按壓所 引起的心臟的電反應或阻抗（impedance)變化、或者在電極和皮膚的界面上所產生的偽差 (artifact)等。

【專利附圖】

【附圖說明】
[0014] 圖1是用于說明在心電圖測量模型（model)求得相隔的測量電極的電勢差的基本 原理的示意圖。
[0015] 圖2是根據本發(fā)明的一個實施例的心臟除纖顫器的框圖。
[0016] 圖3是舉例構成根據本發(fā)明的一個實施例的心臟除纖顫器的第一測量部、第二測 量部、第三測量部及估算部的電路圖。
[0017] 圖4是表示根據本發(fā)明的一個實施例的心臟除纖顫器的復原部的舉例構成的電 路圖。
[0018] 圖5是示出根據本發(fā)明的一個實施例的擴展的心臟除纖顫器的框圖。
[0019] 圖6是可進行運動偽差測量的心臟除纖顫器的電極的構成圖。
[0020] 圖7是示出根據本發(fā)明的一個實施例的心臟除纖顫器的操作方法的流程圖。
[0021] 標號說明
[0022] 200 :自動體外心臟除纖顫器
[0023] 210:第一電極對兒
[0024] 220:第二電極對兒
[0025] 230 :第一測量部
[0026] 240 :第二測量部
[0027] 250 :第三測量部
[0028] 260 :估算部
[0029] 270 :復原部
[0030] 280 :能量變換部
[0031] 290:電力存儲部
[0032] 410 :正規(guī)化部
[0033] 420 :分析部
[0034] 430 :延時（delay)部
[0035] MO :FIR 濾波器（finite impulse response filter)部
[0036] 450 :適應性過濾器（filter)部
[0037] 仳0 :運算部

【具體實施方式】
[0038] 以下，參照附圖對可具體實現(xiàn)所述目的的本發(fā)明的優(yōu)選實施例進行說明。此時圖 面所示且根據其所說明的本發(fā)明的構成和作用是作為至少一個實施例進行說明的，并且本 發(fā)明的技術思想和其核心構成及作用不受其所限制。
[0039] 本發(fā)明中所使用的術語考慮了在本發(fā)明中的功能，同時盡可能地選擇了現(xiàn)在所廣 泛使用的普遍術語，但是其根據所屬領域的技術人員的意圖、慣例、新技術的出現(xiàn)等有可能 不同。此外，在特定情況下，也存在 申請人:任意選定的術語，并且在相應于所述情況的本發(fā) 明的說明部分中對其意義將進行詳細地記載。由此，本發(fā)明中所使用的術語應基于所述術 語具有的意義和本發(fā)明的整體內容來理解，而非單純的術語名稱。
[0040] 在整個說明書中，心電圖（electrocardiogram, ECG)信號為通過多個電極從客體 直接獲取的信號，其包括：胸部按壓引起的心臟的電反應，或在電極和皮膚的界面上所產生 的偽差（artifact)。
[0041] 此外，在整個說明書中，心電圖偽差是測量移動引起的個別電極的電勢變化的，可 以理解為與在整個說明書中所使用的運動偽差相同的含義。
[0042] 在整個說明書中，原始（raw)心電圖信號為從各個主電極所測量的電勢的差異， 是指心電圖偽差去除前的心電圖信號。
[0043] 并且，在整個說明書中，最終心電圖為從所述原始心電圖信號中去除所述心電圖 偽差的信號，是指根據本發(fā)明的心臟除纖顫器最終想要獲取的信號。
[0044] 圖1是用于說明在心電圖測量模型（model)求得相隔的測量電極的電勢差的基本 原理的示意圖。
[0045] 心電圖測量模型是將心臟視為一個電偶極子（dipole)，并求得分別距偶極子rl、 r2距離的地點A、B之間的電勢差。
[0046] 相隔的測量電極的電勢差等于數(shù)學式1的公式，電極間的距離矢量（Vector)R和 心臟與測量電極的距離r越小，則心臟信號的大小減小。
[0047] 數(shù)學式I

【權利要求】
1. 一種心臟除纖顫器，其涉及利用多個電極對客體的心電圖信號進行監(jiān)控的心臟除纖 顫器， 其包括：第一電極對兒，其由第一主電極及第一副電極構成，所述第一副電極與所述第 一主電極鄰接配置，并與所述第一主電極絕緣； 第二電極對兒，其由第二主電極及第二副電極構成，所述第二副電極與所述第二主電 極鄰接配置，并與所述第二主電極絕緣； 第一測量部，其利用所述第一電極對兒之間的電勢差，從而對與所述第一電極對兒關 聯(lián)的第一活動電勢進行測量； 第二測量部，其利用所述第二電極對兒之間的電勢差，從而對與所述第二電極對兒關 聯(lián)的第二活動電勢進行測量；以及 估算部，其對與所述第一活動電勢及所述第二活動電勢之間的差異相關聯(lián)的心電圖偽 差進行估算。
2. 根據權利要求1所述的一種心臟除纖顫器，其還包括： 第三測量部，其利用所述第一主電極及所述第二主電極之間的電勢差，從而對原始心 電圖信號進行測量；以及 復原部，其利用所述估算的心電圖偽差，對從所述原始心電圖信號去除心電圖偽差的 最終心電圖進行復原。
3. 根據權利要求2所述的一種心臟除纖顫器，所述復原部進一步包括： 適應性過濾器部，其對所述心電圖偽差進行過濾； 延時部，其對所述原始心電圖信號進行延時；以及 運算部，其從所述延時的原始心電圖信號將所述過濾的心電圖偽差進行差運算，從 而對所述最終心電圖信號進行復原。
4. 根據權利要求1所述的一種心臟除纖顫器，所述估算部包括： 第一增幅器，其對所述第一活動電勢和所述第二活動電勢的差異進行增幅； 第一帶通濾波器部，其將所述第一增幅器的輸出與第一頻帶進行對應，從而進行帶通； 以及 第一 A-D轉換器，其將所述帶通過濾后的信號變更為數(shù)字信號。
5. 根據權利要求2所述的一種心臟除纖顫器，所述第三測量部包括： 第二增幅器，其對所述第一主電極的電勢和所述第二主電極的電勢的差異進行增幅； 第二帶通濾波器部，其將所述第二增幅器的輸出與第二頻帶進行對應，從而進行帶通； 以及 第二A-D轉換器，其將所述帶通過濾后的信號變更為數(shù)字信號。
6. 根據權利要求1所述的一種心臟除纖顫器，所述心電圖偽差對應于代表所述客體內 部的電拓撲變更的噪聲，所述電拓撲變更由傳遞至所述心臟除纖顫器的多個電極中至少一 個或所述客體的物理外力所引起。
7. 根據權利要求1所述的一種心臟除纖顫器，其進一步包括： 能量變換部，其對所述心臟除纖顫器周圍的電磁信號進行接收并變換為電能；以及 電力存儲部，其對通過所述能量變換部所變換的電能進行存儲，從而提供心臟除纖顫 器的操作電力。
8. 根據權利要求7所述的一種心臟除纖顫器，所述能量變換部包括： 電源監(jiān)視部，其對所述心臟除纖顫器的電源供給狀態(tài)信息進行收集；以及 控制器，其在從所述電源供給狀態(tài)信息發(fā)現(xiàn)電源供給的異常時，將其傳送至外部裝置， 所述電源供給狀態(tài)信息從所述電源監(jiān)視部接收而來。
9. 根據權利要求8所述的一種心臟除纖顫器，所述控制器，在通過所述能量變換部無 法進行電源供給時，自動指示內部電源供給。
10. -種心臟除纖顫器的電極部，其涉及為了測量客體心電圖信號而接觸于所述客體 的心臟除纖顫器的電極部， 其包括：第一電極對兒，其由第一主電極及第一副電極構成，所述第一副電極與所述第 一主電極鄰接配置，并與所述第一主電極絕緣；以及 第二電極對兒，其由第二主電極及第二副電極構成，所述第二副電極與所述第二主電 極鄰接配置，并與所述第二主電極絕緣。
11. 一種心臟除纖顫器的操作方法，其涉及利用多個電極對客體的心電圖信號進行監(jiān) 控的心臟除纖顫器的操作方法， 其包括如下步驟：利用所述心臟除纖顫器所包括的第一電極對兒之間的電勢差，從而 測量與所述第一電極對兒相關聯(lián)的第一活動電勢，所述第一電極對兒由第一主電極及第一 副電極構成，所述第一副電極與所述第一主電極鄰接配置，并與所述第一主電極絕緣； 利用所述心臟除纖顫器所包括的第二電極對兒之間的電勢差，從而測量與所述第二電 極對兒相關聯(lián)的第二活動電勢，所述第二電極對兒由第二主電極及第二副電極構成，所述 第二副電極與所述第二主電極鄰接配置，并與所述第二主電極絕緣；以及 估算與所述第一活動電勢及所述第二活動電勢之間的差異相關聯(lián)的心電圖偽差。
12. 根據權利要求11所述的心臟除纖顫器的操作方法，其進一步包括如下步驟： 利用所述第一主電極及所述第二主電極之間的電勢差，從而對原始心電圖信號進行測 量；以及 利用所述經估算的心電圖偽差，從而對從所述原始心電圖信號去除偽差的最終心電圖 進行復原。
【文檔編號】A61B5/0408GK104349816SQ201380025609
【公開日】2015年2月11日 申請日期:2013年4月26日 優(yōu)先權日:2012年5月15日
【發(fā)明者】崔成煥 申請人:錫友醫(yī)療系統(tǒng)株式會社