Система контроля эксплуатационной пригодности дефибрилляционных электродов
Техническое решение относится к медицинской технике, а именно к сердечным дефибрилляторам и электродам для них. Система контроля эксплуатационной пригодности подключенных к дефибриллятору электродов содержит СППЗУ. Также система содержит устройство управления работой дефибриллятора. При этом СППЗУ неразъемно связано с электродами и содержит информацию с их параметрами. Устройство управления выполнено с возможностью считывания параметров электродов из СППЗУ и последующей проверки эксплуатационной пригодности электродов. Связь СППЗУ с устройством управления осуществляется через интерфейсную часть посредством двунаправленной общей шины передачи данных. Шина выполнена с возможностью передачи параметров электродов от СППЗУ к устройству управления и в обратном направлении. Дефибрилляционные электроды содержат микросхему СППЗУ с интерфейсной частью. Микросхема СППЗУ электрически связана с отдельными контактами вилки разъема электродов. Расширены функциональные возможности системы контроля. 2 н.п. ф-лы, 3 з.п. ф-лы, 3 ил.
Техническое решение относится к медицинской технике, а именно к сердечным дефибрилляторам.
Дефибрилляционные электроды имеют ограничения, в частности, срока своего хранения, времени использования после извлечения из герметичной упаковки, времени нахождения на грудной клетке пациента, а также числа наносимых дефибриллирующих разрядов и длительности проведения процедуры электростимуляции пациента, что требует контроля их параметров. Особо важно отслеживать указанные ограничения в случае применения одноразовых электродов. Для решения данной задачи современные дефибрилляторы снабжают системами контроля пригодности электродов.
Из патентного документа WO 2008005974 А2 (опубликован 10.01.2008) известен дефибриллятор с системой контроля пригодности дефибрилляционных электродов, которая содержит стираемое программируемое постоянное запоминающее устройство (СППЗУ) в виде микросхемы Dallas Maxim DS2431 с записанными в нее параметрами электродов и устройство управления (УУ) работой дефибриллятора. Кроме того, электроды известного дефибриллятора дополнительно снабжены датчиком ускорения, используемым при сердечно-легочной реанимации, а также электрохимическим датчиком для измерения влажности, при помощи которого определяют состояние электродов.
Известная система контроля эксплуатационной пригодности дефибрилляционных электродов построена на основе шины 1-Wire. Однако датчик ускорения и датчик для измерения влажности имеют независимое подключение к УУ через отдельные провода и клеммы разъема. Общим для микросхемы СППЗУ и двух указанных датчиков является только один общий провод массы (обозначенный как (2) на fig. 11), не являющийся сигнальным.
Из-за большого числа соединительных проводов и клемм разъема известное техническое решение не является достаточно надежным. В документе WO 2008005974 А2 указано на целесообразность использования для датчика измерения влажности уже имеющихся проводов, например, одного или более проводов датчика ускорения. Однако о возможности подключения датчиков или иных устройств именно к шине 1-Wire системы контроля эксплуатационной пригодности дефибрилляционных электродов из данного источника информации не известно.
Настоящая полезная модель направлена на усовершенствование известного устройства.
Обеспечиваемый полезной моделью технический результат заключается в повышении надежности дефибриллятора.
Указанный технический результат достигается благодаря тому, что система контроля эксплуатационной пригодности электродов, подключенных к дефибриллятору, содержит СППЗУ с параметрами электродов и УУ работой дефибриллятора. СППЗУ связано с устройством управления через двунаправленную общую шину передачи данных. Дефибриллятор содержит ведущее устройство для организации обмена данными по шине, связанное с устройством управления. Причем на шине также находится ведомое устройство, являющееся дополнительным по отношению к СППЗУ.
В частном случае выполнения системы контроля дополнительным ведомым устройством является интегральный датчик ускорения, связанный с собственным микроконтроллером для вычисления глубины компрессии грудной клетки.
На фиг. 1 представлена структурная схема системы контроля эксплуатационной пригодности электродов при непосредственном их подключении к дефибриллятору.
На фиг. 2 представлена структурная схема системы контроля эксплуатационной пригодности электродов при их подключении к дефибриллятору через дополнительное устройство.
На фиг. 3 показан алгоритм работы частной реализации устройства.
На фиг. 4 представлен алгоритм работы устройства с датчиком ускорения при выполнении сердечно-легочной реанимации.
Система контроля эксплуатационной пригодности электродов образована из технических средств как электродов, так и дефибриллятора. Система контроля содержит СППЗУ, УУ и устройство индикации (УИ). СППЗУ содержит информацию с параметрами электродов. УУ и УИ связаны между собой и выполнены соответственно с возможностью считывания параметров электродов из СППЗУ, последующей проверки эксплуатационной пригодности электродов и индикации результатов проверки. При этом СППЗУ связано через интерфейсную часть с УУ через двунаправленную общую шину передачи данных, выполненную с возможностью передачи параметров электродов как от СППЗУ к УУ, так и в обратном направлении. Интерфейсная часть выполнена с возможностью функционирования СППЗУ в роли ведомого устройства на шине. Дефибриллятор содержит ведущее устройство на данной шине, связанное с УУ. Причем данная система контроля содержит по меньшей мере еще одно ведомое устройство на шине.
Предпочтительна следующая реализация полезной модели.
Дефибрилляционные электроды 1 содержат элементы 2 с рабочими электропроводящими поверхностями и гелем для передачи телу пациента высоковольтных разрядов. Вилка 3 электромеханического разъема служит для подключения элементов 2 к гнезду 4 дефибриллятора через высоковольтные провода 5. Электроды 1 снабжены микросхемой СППЗУ 6, то есть энергонезависимым запоминающим устройством для долговременного хранения информации, с интерфейсной частью. Микросхема СППЗУ 6 электрически неразъемно связана с отдельными контактами 7 вилки 3 разъема, то есть с электродами 1. Микросхема СППЗУ 6 предпочтительно размещена в вилке 3 разъема, вне герметичной упаковки 8 с элементами 2. Примером микросхемы СППЗУ 6 является чип DS2431 с интерфейсом 1-Wire. Дефибриллятор 9 содержит УУ 10, предназначенное для управления его работой, а также УИ 11. УУ 10 и УИ 11 связаны между собой. Связь между СППЗУ 6 и УУ 10 образована посредством двунаправленной общей шины 12 передачи данных, например, 1-Wire, с ведущим устройством 13 для организации обмена данными по шине 12. Ведущее устройство 13 предпочтительно реализовано в виде микроконтроллера. Ведущее устройство 13 в свою очередь связано с УУ 10 через соответствующие сигнальные входы/выходы. На шине 12 находится еще одно ведомое устройство 14, являющееся дополнительным по отношению к СППЗУ 6. Указанная шина 1-Wire допускает подключение к ней ряда ведомых устройств. Примером дополнительного ведомого устройства 14 является интегральный датчик ускорения, связанный с собственным микроконтроллером для вычисления глубины компрессии грудной клетки. Дефибриллятор 9 также содержит устройство 15 для измерения межэлектродного импеданса и устройство 16 для формирования дефибриллирующего импульса, связанные с УУ 10 и элементами 2 электродов 1.
В процессе производства дефибрилляционных электродов 1 в их СППЗУ 6 записывают данные, характеризующие электроды, в том числе тип электродов (рабочие или учебные) и характеристики элементов 2 с рабочими поверхностями. В перечень записываемых данных могут входить, в частности: а) дата окончания срока годности электродов (для многоразовых утюжковых или тестовых электродов данный срок задают как не ограниченный); б) категория пациентов (взрослые, дети, любые пациенты), для которой предназначены электроды, характеризующая ограничения по параметрам электродов для данной категории; в) максимально допустимое число дефибриллирующих разрядов через электроды; г) максимальная длительность нахождения электродов на пациенте; д) максимальная длительность выполнения процедуры электрокардиостимуляции через электроды.
Автоматический контроль дефибриллятором пригодности подключенных к нему электродов в режиме готовности и при осуществлении электрической терапии, предотвращение повторного использования одноразовых дефибрилляционных электродов и определение характеристик подключенных электродов для управления действиями дефибриллятора осуществляются следующим образом.
Сначала подсоединяют электроды 1 к дефибриллятору 9 путем соединения вилки 3 электромеханического разъема с соответствующим гнездом 4 дефибриллятора. Затем включают источник питания и дефибриллятор 9 переходит в режим готовности.
УУ 10 посылает сигнал ведущему устройству 13, которое в свою очередь инициирует опрос всех ведомых устройств на шине 12. При невозможности обнаружения на шине 12 СППЗУ 6 с данными, характеризующими электроды 1, УУ 10 передает на аудиовизуальное УИ 11 сообщение для оператора с требованием подключить электроды 1 к дефибриллятору 9. Сообщение для оператора в частных случаях имеет вид световой индикации, голосового сообщения, пиктограммы, текста или их комбинации.
После этого УУ 10 считывает параметры электродов 1 из СППЗУ 6 по шине 12 через ведущее устройство 13. Все дополнительные ведомые устройства 14 последовательно опрашиваются ведущим устройством 13 и идентифицируются по записанной в них информации.
Затем УУ 10 проводит проверку эксплуатационной пригодности электродов 1, в ходе которой осуществляет сравнивание их параметров с установленными граничными значениями. В частности, дату окончания срока годности электродов сравнивают с текущей датой, а в случае категории пациентов «дети» УУ 10 ограничивает энергию электрических разрядов в устройстве 16 для формирования дефибриллирующего импульса. Также УУ 10 проверяет, не были ли записаны в СППЗУ 6 дата и время начала использования электродов 1 и их соответствие установленным ограничениям. В случае, если дефибриллятор представляет собой автоматический наружный дефибриллятор (АНД), то УУ 10 реализует процедуру периодического самотестирования в режиме готовности дефибриллятора.
Результат проверки электродов 1 УУ 10 передает в УИ 11 для сообщения их оператору дефибриллятора, например, о необходимости замены электродов 1 на новые. Если от начала использования электродов прошло время больше допустимого для нахождения электродов на пациенте, то дефибриллятор уведомляет обслуживающий персонал о необходимости замены электродов. УИ 11 также напоминает оператору о типе электродов.
В процессе работы дефибриллятора УУ 10 записывает в СГППЗУ 6 такие текущие значения контролируемых параметров электродов 1, как дату и время начала использования данных электродов, информацию о нанесенных через электроды дефибриллирующих разрядах и длительности проведенной электрокардиостимуляции через них.
Например, начало использования одноразовых дефибрилляционных электродов фиксируют, когда межэлектродный импеданс, измеренный устройством 15, входит в границу диапазона допустимых для выполнения электроимпульсной терапии значений (20÷200 Ом). Это означает, что электроды качественно наклеены на пациента. Дату и время начала использования электродов 1 записывают в СППЗУ 6. После этого в процессе работы дефибриллятора УУ 10 отслеживает время пребывания электродов на теле пациента, сравнивая разницу между текущим значением системного времени и временем начала использования со значением считанной из СППЗУ 6 максимально допустимой длительности пребывания электродов на пациенте, установленной изготовителем электродов. Поскольку выполнение электрокардиостимуляции приводит к постепенному изменению свойств электропроводящего геля дефибрилляционных электродов 1, также как и выполнение дефибриллирующих разрядов, то целесообразно фиксировать длительность проведения электрокардиостимуляции, определяемую параметрами кардиостимулирующих импульсов, как факт выполнения дефибриллирующего разряда. В этом случае будет осуществляться суммарный учет воздействия на электроды электрокардиостимуляции и дефибриллирующих разрядов. Факт выполнения каждого дефибриллирующего разряда через электроды 1 записывают в СППЗУ 6 в процессе эксплуатации. Общее число выполненных разрядов сравнивают со значением максимально допустимого числа разрядов через электроды, записанным в СППЗУ 6 при изготовлении электродов 1. Попытку повторного использования электродов 1 выявляют при их подключении к дефибриллятору по содержащимся в СППЗУ 6 дате и времени начала использования электродов 1. В случае выявления исчерпания ресурсов электродов или попытки повторного использования одноразовых электродов дефибриллятор имеющимися аудиовизуальными средствами уведомляет обслуживающий персонал о необходимости их замены.
В случае подключения к шине 12 микроконтроллерного датчика циклических перемещений, обеспечивается контроль за выполнением сердечно-легочной реанимации. Данный датчик измеряет перемещения за каждый цикл компрессий грудной клетки и интервал между текущим и предыдущим перемещением. Согласно Методическим рекомендациям по проведению реанимационных мероприятий Европейского Совета по реанимации глубина компрессий грудной клетки при выполнении сердечно-легочной реанимации должна составлять от 5 до 6 см, а частота компрессий - от 100 до 120 раз в минуту (что соответствует интервалу между компрессиями от 1,67 до 2 с). В случае отклонения от рекомендуемых диапазонов параметров устройство выдает подсказки с целью скорректировать действия спасателя, выполняющего сердечно-легочную реанимацию.
Другим примером ведомого устройства 14 является контроллер кнопок многоразовых утюжковых электродов. В многоразовых утюжковых электродах есть по меньшей мере две кнопки: кнопка набора энергии и кнопка разряда. В ряде практических случаев возникает потребность в считывании состояния данных кнопок, что целесообразно делать через контроллер кнопок без усложнения конструкции соединительного разъема. Кроме того, утюжковые электроды могут быть снабжены переключателем выбора дозы энергии, состояние которого также становится возможным считывать через этот же контроллер без использования дополнительных контактов и проводов.
Подключение датчиков и иных вспомогательных устройств к имеющейся шине системы контроля эксплуатационной пригодности электродов позволяет отказаться от ряда проводных соединений и уменьшить число контактов в электромеханическом разъеме, через который электроды подсоединяют к дефибриллятору. Уменьшение числа сигнальных проводов и упрощение конструкции разъема способно уменьшить вероятность поломок нарушающих работу устройства, то есть ведет к повышению надежности работы дефибриллятора. При этом система контроля эксплуатационной пригодности электродов продолжает реализовывать свое основное назначение.
1. Система контроля эксплуатационной пригодности электродов, подключенных к дефибриллятору, содержащая СППЗУ с параметрами электродов и устройство управления работой дефибриллятора, характеризующаяся тем, что СППЗУ связано с устройством управления через двунаправленную общую шину передачи данных, а дефибриллятор содержит ведущее устройство для организации обмена данными по шине, связанное с устройством управления, причем на шине также находится ведомое устройство, являющееся дополнительным по отношению к СППЗУ.
2. Система контроля по п.1, в которой дополнительным ведомым устройством является интегральный датчик ускорения, связанный с собственным микроконтроллером для вычисления глубины компрессии грудной клетки.
