[發(fā)明專利]超短脈沖除顫器

在審

• 申請?zhí)枺?/td>: 202110841490.8
• 申請日: 2021-07-26
• 公開（公告）號: CN113713260A
• 公開（公告）日: 2021-11-30
• 發(fā)明（設(shè)計）人: 單純玉;李萍;唐玉寧;涂夢婷;劉娟;戴冰鈺;王羿霏;魯翀聰
• 申請（專利權(quán)）人: 上海健康醫(yī)學(xué)院
• 主分類號: A61N1/39
• 分類號: A61N1/39
• 代理公司: 上海十蕙一蘭知識產(chǎn)權(quán)代理有限公司 31331
• 代理人: 劉秋蘭

本發(fā)明屬于醫(yī)療器械技術(shù)領(lǐng)域，具體涉及一種除顫器。一種超短脈沖除顫器，包括依次連接的直流電源、儲能電容器和一對電極，還包括：一放電開關(guān)電路，設(shè)置于儲能電容器和一對電極之前，用于控制儲能電容器放電時間；一升壓變壓器，設(shè)置于放電開關(guān)電路和一對電極之間，升壓變壓器將儲能電容器上的電壓升至一預(yù)設(shè)幅度。本發(fā)明利用納秒級至微秒超短脈沖電場進(jìn)行除顫，由于脈沖作用時間，沉積在心室細(xì)胞上的能量少，降低了除顫脈沖對心肌細(xì)胞的破壞作用，減少心肌細(xì)胞的不可逆電穿孔損傷，同時也提高除顫的成率。

技術(shù)領(lǐng)域

本發(fā)明屬于醫(yī)療器械技術(shù)領(lǐng)域，具體涉及一種除顫器。

背景技術(shù)

心臟除顫器是利用電脈沖終止室顫恢復(fù)竇性心律的裝置。作為一種復(fù)律心室顫動和室性心動過速等惡性心律失常的重要醫(yī)療電子設(shè)備，心臟除顫器已經(jīng)在臨床上得到了廣泛的應(yīng)用。然而，目前臨床對這類患者的搶救成功率依然不盡人意。自發(fā)明1962年以來，提高除顫成功率和降低除顫副作用一直是人們推求的目標(biāo)。

傳統(tǒng)除顫器是基于電流對心肌細(xì)胞的電刺激原理，利用能量進(jìn)行除顫的。這種除顫器的副作用可能包括增加發(fā)病率和死亡率、焦慮、疼痛和細(xì)胞損傷。1991年開始用雙相波代替了30余年的單相波進(jìn)行除顫，可使除顫能量大幅度下降，副作用減小。目前臨床使用的除顫波形的脈沖寬度均為毫秒級，即除顫脈沖的持續(xù)時間在6～32ms之間。依據(jù)心肌的電刺激強(qiáng)度-作用時間曲線，在該脈寬范圍內(nèi)進(jìn)行電擊除顫所需要的能量最低。毫秒波應(yīng)需要數(shù)百焦耳的能量。雖然毫秒波可有效第終止室顫，但過寬的脈沖很容易造成心肌細(xì)胞的不可逆電穿孔，使心肌細(xì)胞的功能受到破壞。

室顫在體表心電圖上的呈現(xiàn)波形不斷改變形態(tài)幅度以及方向的行為，室顫時心室肌的電激動是完全隨機(jī)無任何規(guī)律可言的，除極波在心室壁中隨意游走，各自獨(dú)立地改變形態(tài)和方向，室顫被描述為“狂暴的”或“混沌的”。

根據(jù)電穿孔原理，脈沖電場造成細(xì)胞膜上形成納米級的孔洞，這些孔洞中斷除極波在心室壁中隨意游走狀態(tài)，使室顫終止。脈沖寬度和脈沖次數(shù)共同決定心肌細(xì)胞的電穿孔結(jié)果，如果脈沖寬度多寬，次數(shù)過多，心肌細(xì)胞將發(fā)生不可逆電穿孔，造成心肌細(xì)胞的不可逆性損傷。

發(fā)明內(nèi)容

本發(fā)明針對現(xiàn)有的除顫器因除顫波形的脈沖寬度過寬，次數(shù)過多，容易發(fā)生不可逆電穿孔，造成不可逆性損傷的技術(shù)問題，目的在于提供一種超短脈沖除顫器。

一種超短脈沖除顫器，包括依次連接的直流電源、儲能電容器和一對電極，還包括：

一放電開關(guān)電路，設(shè)置于所述儲能電容器和一對所述電極之前，用于控制所述儲能電容器放電時間；

一升壓變壓器，設(shè)置于所述放電開關(guān)電路和一對所述電極之間，所述升壓變壓器將所述儲能電容器上的電壓升至一預(yù)設(shè)幅度。

本發(fā)明在除顫前，直流電源給儲能電容器充電，將能量儲存在儲能電容器中，根據(jù)輸出脈沖的電壓幅度，確定儲能電容器中的電壓情況。除顫時，放電開關(guān)電路工作，將儲能電容器中的能量傳遞給升壓變壓器。升壓變壓器將儲能電容器上的電壓提升到一定的幅度，并通過一對電極施加在人體上。該電壓在人體心臟上形成1500V/cm的脈沖電場，造成心肌細(xì)胞膜的電穿孔，終止室顫。

所述儲能電容器包括：

一電解電容，正極與所述直流電源的正極連接，負(fù)極與所述直流電源的負(fù)極連接；

一薄膜電容，與所述電解電容并聯(lián)。

所述放電開關(guān)電路包括：

一第一MOS管，漏極與所述升壓變壓器的非同名端連接，源極與所述儲能電容器的負(fù)極連接；

一放電開關(guān)控制模塊，信號輸出端與所述第一MOS管的柵極連接，用于控制所述第一MOS管的導(dǎo)通或斷開；