專(zhuān)利名稱：一種具有自放電復(fù)用功能的除顫放電電路的制作方法
技術(shù)領(lǐng)域：
本發(fā)明屬于醫(yī)療設(shè)備技術(shù)領(lǐng)域，具體涉及一種具有自放電復(fù)用功能的除顫放電電路。
背景技術(shù)：
心室纖顫是一種嚴(yán)重的心臟病癥狀，等同于心臟停搏，嚴(yán)重威脅著人類(lèi)生命，而有效終止心室纖顫的措施就是電擊除顫。除顫儀是一種用于治療心室纖顫的設(shè)備，除顫儀包含有至少一個(gè)能量?jī)?chǔ)能裝置，通常是電容。儲(chǔ)能電容上儲(chǔ)存的高壓能量以單相波或者雙相波的形式對(duì)患者釋放能量，以達(dá)到除顫的目的，將能量以一定的波形釋放到患者的電路，稱為除顫放電電路。另外，釋放給患者除顫治療的能量通常只是儲(chǔ)能電容所儲(chǔ)存能量的一部分，而另外一部分能量，必須通過(guò)其它方式進(jìn)行內(nèi)部泄放，對(duì)剩余能量泄放的電路稱為自放 電電路?，F(xiàn)有的一種雙相波除顫器的除顫放電電路結(jié)構(gòu)示意如圖I所示。其中，Cl為系統(tǒng)的儲(chǔ)能電容，4個(gè)開(kāi)關(guān)SW1、SW2、SW3、SW4以及繼電器構(gòu)成了 H橋除顫放電電路；開(kāi)關(guān)SW5、功率電阻Rl則單獨(dú)構(gòu)成了自放電電路。電路中除顫放電電路和自放電電路相互獨(dú)立，其中的SW5由于須采用耐高壓的固態(tài)開(kāi)關(guān)或繼電器，器件價(jià)格昂貴，從而限制了除顫儀的總體成本的降低。

發(fā)明內(nèi)容
本發(fā)明的目的在于提供一種既能夠?qū)颊哌M(jìn)行除顫放電，又能實(shí)現(xiàn)系統(tǒng)自放電的除顫放電電路，以節(jié)省昂貴的耐高壓器件，降低除顫儀的成本。本發(fā)明提供的除顫放電電路，是對(duì)現(xiàn)有雙相波除顫器的除顫放電電路結(jié)構(gòu)的改進(jìn)，在原來(lái)的由4個(gè)開(kāi)關(guān)SW1、Sff2, Sff3, SW4以及繼電器構(gòu)成的H橋除顫放電電路中，上肢兩點(diǎn)耦合到用于存儲(chǔ)能量的儲(chǔ)能電容的正極，下肢兩點(diǎn)耦合到地，中間兩點(diǎn)通過(guò)繼電器耦合到人體；現(xiàn)將作為能量泄放部件的功率電阻Rl連接在H橋除顫放電電路上肢的兩個(gè)開(kāi)關(guān)SffU SW2之間；該電路一端耦合到用于儲(chǔ)存能量的儲(chǔ)能電容的正極，另一端耦合到地；通過(guò)控制端設(shè)定該電路的不同電流導(dǎo)通路徑，可以實(shí)現(xiàn)不同的工作模式，執(zhí)行不同的電路功能第一對(duì)病人患者的除顫，第二對(duì)系統(tǒng)內(nèi)部進(jìn)行自放電。具體見(jiàn)圖2所示。本發(fā)明中，所述的開(kāi)關(guān)器件可以為半導(dǎo)體開(kāi)關(guān)器件。本發(fā)明中，所述的能量泄放部件為電阻器件，并且阻抗值大于等于IK歐姆。本發(fā)明提供的除顫放電電路，可以通過(guò)如下的控制方法，執(zhí)行各種各種工作狀態(tài)停止?fàn)顟B(tài)、正相除顫放電狀態(tài)、除顫放電休止?fàn)顟B(tài)、反相除顫放電狀態(tài)、自放電狀態(tài)。各種狀態(tài)下的開(kāi)關(guān)配合如下
停止?fàn)顟B(tài)將開(kāi)關(guān)SW1、Sff2, Sff3, SW4、以及繼電器均處于斷開(kāi)狀態(tài)，儲(chǔ)能電容的能量停止從放電橋路中釋放電能；
正相除顫放電狀態(tài)將開(kāi)關(guān)SW1、SW4閉合，繼電器閉合，同時(shí)將開(kāi)關(guān)SW2、SW3斷開(kāi)；使放電橋路處于正相除顫放電狀態(tài)；既電流從儲(chǔ)能電容Cl的高壓端流經(jīng)開(kāi)關(guān)SW1、人體和功率電阻R1、開(kāi)關(guān)SW4回流到地，其中功率電阻Rl的阻抗遠(yuǎn)大于人體阻抗，可以忽略流過(guò)它的電流大小。儲(chǔ)能電容Cl上的能量以電流的形式釋放到人體，實(shí)現(xiàn)正相除顫放電；
除顫放電休止?fàn)顟B(tài)將繼電器閉合，將打開(kāi)開(kāi)關(guān)SW1、SW2、Sff3, SW4，這時(shí)放電橋路和人體斷開(kāi)，儲(chǔ)能電容Cl上的能量不被釋放到人體或者內(nèi)部釋放，即處于除顫放電休止?fàn)顟B(tài)；反相除顫放電狀態(tài)將開(kāi)關(guān)SW2、SW3閉合，將繼電器閉合，同時(shí)斷開(kāi)開(kāi)關(guān)SW1、SW4，這時(shí)電流從儲(chǔ)能電容Cl的高壓端流經(jīng)開(kāi)關(guān)SW2、人體和功率電阻R1、開(kāi)關(guān)SW3回流到地，其中功率電阻Rl的阻抗遠(yuǎn)大于人體阻抗，可以忽略流過(guò)它的電流大小。儲(chǔ)能電容Cl上的能量以電流的形式釋放到人體，電流的方向與正相放電狀態(tài)正好相反，進(jìn)行反相除顫放電；
自放電狀態(tài)有兩種組合方式
方式一斷開(kāi)繼電器，斷開(kāi)開(kāi)關(guān)SWl與SW4，同時(shí)閉合開(kāi)關(guān)SW2與SW3，這時(shí)放電橋路與人體連接完全斷開(kāi)，儲(chǔ)能電容Cl上能量，通過(guò)開(kāi)關(guān)SW2、功率電阻Rl、SW3進(jìn)行泄放；
方式二 斷開(kāi)繼電器，閉合開(kāi)關(guān)SWl與SW4，同時(shí)斷開(kāi)開(kāi)關(guān)SW2與SW3。這時(shí)放電橋路與人體完全斷開(kāi)，儲(chǔ)能電容Cl上的能量，通過(guò)開(kāi)關(guān)SW1、功率電阻R1、開(kāi)關(guān)SW4進(jìn)行泄放。實(shí)際操作過(guò)程中，方式一和方式二可以交替使用，以達(dá)到器件均勻損耗。該電路結(jié)構(gòu)能夠?qū)崿F(xiàn)自放電和除顫放電時(shí)對(duì)耐高壓器件的復(fù)合利用，省去了 SW5耐高壓的固態(tài)開(kāi)關(guān)SW5等，可大大降低除顫器器件成本。


圖I為一種雙相波除顫器的除顫放電電路和自放電電路結(jié)構(gòu)示意。圖2為本發(fā)明的除顫放電電路示意結(jié)構(gòu)圖。圖3為本發(fā)明的除顫放電電路電原理路。
具體實(shí)施例方式下面結(jié)合附圖和實(shí)施例對(duì)本發(fā)明進(jìn)一步說(shuō)明。圖2給出了具有自放電復(fù)用功能的除顫放電電路一種實(shí)施例的示意框圖。Cl為用于能量?jī)?chǔ)存的儲(chǔ)能電容，開(kāi)關(guān)SW1、SW2、Sff3, Sff4,電阻R1、以及繼電器構(gòu)成了 H橋除顫放電電路，H橋放電電路一端耦合到Cl的高壓端，另外一端耦合到地。其中開(kāi)關(guān)SW1、SW2、Sff3, SW4、可以是IGBT，晶閘管、晶體管或MOSFET等半導(dǎo)體器件，Rl是功率電阻。該電路可以工作于以下各種狀態(tài)的任何一種停止?fàn)顟B(tài)、正相除顫放電狀態(tài)、除顫放電休止?fàn)顟B(tài)、反相除顫放電狀態(tài)、自放電狀態(tài)。各種狀態(tài)下的開(kāi)關(guān)配合和工作原理如下
停止?fàn)顟B(tài)該狀態(tài)下，SW1、SW2、SW3、SW4、以及繼電器均處于斷開(kāi)狀態(tài)。儲(chǔ)能電容的能量不會(huì)從放電橋路中有任何的釋放。正相除顫放電狀態(tài)該狀態(tài)下，SffU SW4閉合、繼電器閉合、同時(shí)SW2、SW3斷開(kāi)。電流從儲(chǔ)能電容Cl的高壓端流經(jīng)SWl、人體和Rl、SW4回流到地，其中Rl的阻抗遠(yuǎn)大于人體阻抗、可以忽略流過(guò)它的電流大小。儲(chǔ)能電容Cl上的能量以電流的形式釋放到人體，實(shí)現(xiàn)正相除顫。除顫放電休止?fàn)顟B(tài)該狀態(tài)下,繼電器閉合，SffU Sff2, Sff3, SW4均處于打開(kāi)狀態(tài)。放電電路和人體斷開(kāi)，儲(chǔ)能電容Cl上的能量不被釋放到人體或者內(nèi)部釋放。
反相除顫放電狀態(tài)該狀態(tài)下，SW2、SW3閉合、繼電器閉合、同時(shí)SW1、SW4斷開(kāi)。電流從儲(chǔ)能電容Cl的高壓端流經(jīng)SW2、人體和Rl、SW3回流到地，其中Rl的阻抗遠(yuǎn)大于人體阻抗、可以忽略流過(guò)它的電流大小。儲(chǔ)能電容Cl上的能量以電流的形式釋放到人體，電流的方向與正相放電狀態(tài)正好相反。自放電狀態(tài)該狀態(tài)下，至少可以有兩種組合方式，方式一繼電器斷開(kāi)，Sffl與SW4斷開(kāi)，同時(shí)SW2與SW3閉合。放電電路與人體連接完全斷開(kāi)，儲(chǔ)能電容Cl上能量，通過(guò)SW2、R1、SW3進(jìn)行泄放。方式二 繼電器斷開(kāi)，Sffl與SW4閉合，同時(shí)SW2與SW3斷開(kāi)。放電電路與人體完全斷開(kāi)，儲(chǔ)能電容Cl上的能量，通過(guò)SW1、R1、SW4進(jìn)行泄放。實(shí)際操作過(guò)程中，方式一和方式二可以交替使用，以 達(dá)到器件均勻損耗。圖3給出了具有自放電復(fù)用功能的除顫放電電路一種實(shí)施例的電原理圖。圖中Ql、Q2、Q3、Q4、默認(rèn)都處于截止?fàn)顟B(tài)，分別受SI、S2、S3、S4電平驅(qū)動(dòng)信號(hào)控制被打開(kāi)，繼電器默認(rèn)處于斷開(kāi)狀態(tài)，受S5電平驅(qū)動(dòng)控制被打開(kāi)。當(dāng)S1、S2、S3、S4、S5都是低電平時(shí)，Ql、Q2、Q3、Q4都截止、繼電器斷開(kāi)，電路處于
停止?fàn)顟B(tài)，不進(jìn)行任何放電。當(dāng)S1、S3、S5為高電平，S2、S4為低電平時(shí)，Q1、Q3導(dǎo)通，Q2、Q4截止，繼電器閉合，人體和放電橋路相互連接，電容Cl的能量通過(guò)Ql，Q3施加于人體，進(jìn)行正相除顫。當(dāng)S2、S4、S5為高電平，S1、S3為低電平時(shí)，Q2、Q4導(dǎo)通，Ql、Q3截止，繼電器閉合，人體和放電橋路相互連接，電容Cl的能量通過(guò)Q2、Q4施加于人體，進(jìn)行反相除顫。當(dāng)SI、S2、S3、S4為低電平，S5為高電平時(shí)，QU Q2、Q3、Q4都處于截止?fàn)顟B(tài)、繼電器閉合，人體和放電橋路相互連接，但電容Cl的能量不會(huì)施加到人體。當(dāng)SI、S3、S5為低電平，S2、S4為高電平時(shí)，Q2、Q4導(dǎo)通，Ql、Q3截止，繼電器斷開(kāi)，人體和放電橋路之間斷開(kāi)，電容Cl的能量通過(guò)Q2、Q4、Rl實(shí)現(xiàn)內(nèi)部泄放。當(dāng)S2、S4、S5為低電平，S1、S3為高電平時(shí)，Q1、Q3導(dǎo)通，Q2、Q4截止，繼電器斷開(kāi)，人體和放電橋路之間斷開(kāi)，電容Cl的能量通過(guò)Ql、Q3、Rl實(shí)現(xiàn)內(nèi)部泄放。
權(quán)利要求
1. 一種具有自放電復(fù)用功能的除顫放電電路，已有的由4個(gè)開(kāi)關(guān)SWl、SW2、SW3、SW4以及繼電器構(gòu)成的H橋除顫放電電路中，上肢兩點(diǎn)耦合到用于存儲(chǔ)能量的儲(chǔ)能電容的正極，下肢兩點(diǎn)耦合到地，中間兩點(diǎn)通過(guò)繼電器耦合到人體；其特征在于將作為能量泄放部件的功率電阻Rl連接在H橋除顫放電電路上肢的兩個(gè)開(kāi)關(guān)SW1、SW2之間；該電路一端耦合到用于儲(chǔ)存能量的儲(chǔ)能電容的正極，另一端耦合到地；通過(guò)控制端設(shè)定該電路的不同電流導(dǎo)通路徑，實(shí)現(xiàn)不同的工作模式，執(zhí)行不同的電路功能。
2.根據(jù)權(quán)利要求I所述的除顫放電電路，其特征在于所述的開(kāi)關(guān)為半導(dǎo)體開(kāi)關(guān)器件。
3.根據(jù)權(quán)利要求I所述的除顫放電電路，其特征在于所述的功率電阻Rl阻抗值大于等于IK歐姆。
4.如權(quán)利要求I所述的具有自放電復(fù)用功能的除顫放電電路的控制方法，其特征在于 通過(guò)如下的開(kāi)關(guān)配合方式，執(zhí)行各種工作狀態(tài)停止?fàn)顟B(tài)、正相除顫放電狀態(tài)、除顫放電休止?fàn)顟B(tài)、反相除顫放電狀態(tài)、自放電狀態(tài) 停止?fàn)顟B(tài)將開(kāi)關(guān)SW1、Sff2, Sff3, SW4、以及繼電器均處于斷開(kāi)狀態(tài)，儲(chǔ)能電容的能量停止從放電橋路中釋放電能； 正相除顫放電狀態(tài)將開(kāi)關(guān)SW1、SW4閉合，繼電器閉合，同時(shí)將開(kāi)關(guān)SW2、SW3斷開(kāi)；使放電橋路處于正相除顫放電狀態(tài)；即電流從儲(chǔ)能電容Cl的高壓端流經(jīng)開(kāi)關(guān)SW1、人體和功率電阻R1、開(kāi)關(guān)SW4回流到地，儲(chǔ)能電容Cl上的能量以電流的形式釋放到人體，實(shí)現(xiàn)正相除顫放電； 除顫放電休止?fàn)顟B(tài)將繼電器閉合，將打開(kāi)開(kāi)關(guān)SW1、SW2、Sff3, SW4，這時(shí)放電橋路和人體斷開(kāi)，儲(chǔ)能電容Cl上的能量不被釋放到人體或者內(nèi)部釋放，即處于除顫放電休止?fàn)顟B(tài)；反相除顫放電狀態(tài)將開(kāi)關(guān)SW2、SW3閉合，將繼電器閉合，同時(shí)斷開(kāi)開(kāi)關(guān)SW1、SW4，這時(shí)電流從儲(chǔ)能電容Cl的高壓端流經(jīng)開(kāi)關(guān)SW2、人體和功率電阻R1、開(kāi)關(guān)SW3回流到地，儲(chǔ)能電容Cl上的能量以電流的形式釋放到人體，電流的方向與正相放電狀態(tài)正好相反，進(jìn)行反相除顫放電； 自放電狀態(tài)，有兩種組合方式 方式一斷開(kāi)繼電器，斷開(kāi)開(kāi)關(guān)SWl與SW4，同時(shí)閉合開(kāi)關(guān)SW2與SW3，這時(shí)放電橋路與人體連接完全斷開(kāi)，儲(chǔ)能電容Cl上能量，通過(guò)開(kāi)關(guān)SW2、功率電阻Rl、SW3進(jìn)行泄放； 方式二 斷開(kāi)繼電器，閉合開(kāi)關(guān)SWl與SW4，同時(shí)斷開(kāi)開(kāi)關(guān)SW2與SW3 ;這時(shí)放電橋路與人體完全斷開(kāi)，儲(chǔ)能電容Cl上的能量，通過(guò)開(kāi)關(guān)SW1、功率電阻R1、開(kāi)關(guān)SW4進(jìn)行泄放。
全文摘要
本發(fā)明屬于醫(yī)療設(shè)備技術(shù)領(lǐng)域，具體為一種具有自放電復(fù)用功能的除顫放電電路。該除顫放電電路，包括除顫放電H橋路、繼電器和能量泄放部件，除顫放電H橋路通過(guò)繼電器連接到人體，能量泄放部件橫跨H橋放電電路的左支與右支，該電路通過(guò)繼電器和H橋路的開(kāi)關(guān)閉合組合既可以實(shí)現(xiàn)對(duì)病人的除顫放電功能，也可以實(shí)現(xiàn)儲(chǔ)存裝置的內(nèi)部能量泄放即自放電功能。該電路復(fù)合利用了除顫放電橋路中的耐高壓開(kāi)關(guān)器件，以實(shí)現(xiàn)自放電的目的，相對(duì)于采用獨(dú)立開(kāi)關(guān)控制自放電電路的除顫器，大大降低了除顫器自放電電路的成本。
文檔編號(hào)A61N1/39GK102974037SQ20121055670
公開(kāi)日2013年3月20日 申請(qǐng)日期2012年12月20日 優(yōu)先權(quán)日2012年12月20日
發(fā)明者王旭, 賴大坤 申請(qǐng)人:久心醫(yī)療科技(蘇州)有限公司