除顫放電保護系統(tǒng)及醫(yī)療設備的制造方法
【技術領域】
[0001]本發(fā)明涉及除顫放電保護領域，特別是涉及一種除顫放電保護系統(tǒng)及醫(yī)療設備。
【背景技術】
[0002]除顫器是一種用于急救的醫(yī)療設備，可以診斷心室顫動，并且給予電擊去顫，矯正患者心率。除顫器的放電過程是一個安全性和可靠性都要求比較高的過程，因為充電電壓最高可達2500V，瞬間的放電電流最大可達100A，而放電時間很短，總時間控制在5ms到25ms之間；在實際使用過程中放電電流過大以及放電時間的過長都有可能損傷病人的心肌，降低病人的轉(zhuǎn)復率。對于這樣的醫(yī)療設備來說，需要對放電時間進行嚴格控制，對放電電流進行實時監(jiān)控，當出現(xiàn)異常時，立即停止對病人的治療，降低病人的風險。
[0003]然而，傳統(tǒng)除顫設備對于放電控制有些不足的地方:
[0004]傳統(tǒng)除顫儀微處理器獲取病人胸阻抗，然后根據(jù)胸阻抗進行計算出一相放電和二相放電的時間，根據(jù)該時間，微處理器設定定時器的定時周期，完成一相和二相的放電；因此當除顫儀在放電過程中，如果微處理器的定時器出現(xiàn)故障時，將無法關斷放電回路，進而儲能電容的能量將全部釋放于人體，對病人造成傷害，安全性低。
[0005]傳統(tǒng)的除顫設備對于電流的控制主要軟件和硬件兩種方式:
[0006]軟件方式:通過在放電回路串聯(lián)一個采樣電阻來實現(xiàn)。通過該采樣電阻對放電電流進行采樣，ADC數(shù)字化后送入微處理器，微處理器再通過判斷當前采樣電流是否大于過流保護閾值，如果判斷是發(fā)生過流，則切斷放電回路，由于通過軟件采樣，因此會有一定的延遲。
[0007]硬件方式:通常采用比較器來實現(xiàn)，將除顫電流通過采樣電阻轉(zhuǎn)換為電壓信號，將采樣的電壓信號與預先設定的基準信號進行對比，當信號大于基準比較信號時(此時發(fā)生過流)，比較器輸出置高，通過該信號通知微處理器發(fā)生過流同時拉低放電控制信號，切斷放電回路。在切斷放電回路之后，由于放電回路中電流為零，此時采樣信號小于基準比較信號，比較器輸出置低。若此時微處理器出現(xiàn)故障沒有關斷放電回路時，儲能電容的能量將繼續(xù)施加于人體，對人體造成傷害，安全性低。

【發(fā)明內(nèi)容】

[0008]基于此，有必要提供一種安全性高的除顫放電保護系統(tǒng)及醫(yī)療設備。
[0009]一種除顫放電保護系統(tǒng)，包括第一處理器、第二處理器、磁耦隔離模塊、驅(qū)動模塊、過流保護模塊及放電回路；
[0010]所述第一處理器通過所述磁耦隔離模塊分別與所述第二處理器、驅(qū)動模塊連接，所述第二處理器與所述驅(qū)動模塊連接，所述驅(qū)動模塊與所述放電回路連接，所述過流保護模塊連接在所述第二處理器與所述放電回路之間。
[0011]在其中一個實施例中，所述放電回路包括儲能電容、繼電器、第一開關管、第二開關管、第三開關管、第四開關管、第一采樣電阻和第二采樣電阻；
[0012]所述第一開關管、所述第二開關管的高電位端與所述儲能電容的正極連接，所述儲能電容的負極接地；所述第一開關管的低電位端分別與所述第四開關管的高電位端、所述繼電器的第一輸入端連接，所述第二開關管的低電位端分別與所述第三開關管的高電位端、所述繼電器的第二輸入端連接；所述第三開關管的低電位端、所述第四開關管的低電位端通過串聯(lián)的第二采樣電阻和第一采樣電阻接地；所述第一開關管、第二開關管、第三開關管、第四開關管的控制端與所述驅(qū)動模塊連接。
[0013]在其中一個實施例中，所述第一開關管、第二開關管、第三開關管、第四開關管均為絕緣柵雙極型晶體管。
[0014]在其中一個實施例中，所述過流保護模塊包括第一級過流保護單元、第二級過流保護單元和電流檢測單元，所述放電回路設有第一電流檢測點和第二電流檢測點，所述電流檢測單元用于檢測所述第一電流檢測點的電流并輸出第一檢測值給所述第一級過流保護單元、檢測所述第二電流檢測點的電流并輸出第二檢測值給所述第二級過流保護單元，所述第一級過流保護單元、第二級過流保護單元用于在所述放電回路發(fā)生過流時關斷所述放電回路。
[0015]在其中一個實施例中，所述第一級過流保護單元包括第一比較器、第三電阻、第一二極管及第二二極管，所述第一比較器的第一輸入端連接基準電壓源，所述第一比較器的第二輸入端輸入所述第一檢測值，所述第一比較器的輸出端通過第一二極管向所述驅(qū)動模塊發(fā)送過流信號，所述第三電阻連接在所述第一比較器的輸出端與地之間；另外，所述第一比較器的輸出端通過第二二極管耦合到所述第一比較器的第二輸入端。
[0016]在其中一個實施例中，所述第二級過流保護單元包括第二比較器、第四電阻、第五電阻、第六電阻、第三二極管及第四二極管，所述第二比較器的第一輸入端連接基準電壓源，所述第二檢測值通過串聯(lián)的第四電阻、第五電阻進行分壓，所述第二比較器的第二輸入端連接在所述第四電阻與第五電阻之間，所述第二比較器的輸出端通過第三二極管向所述驅(qū)動模塊發(fā)送過流信號，所述第六電阻連接在所述第二比較器的輸出端與地之間；另外，所述第二比較器的輸出端通過第四二極管耦合到所述第二比較器的第二輸入端。
[0017]在其中一個實施例中，所述第二級過流保護單元的過流保護點高于所述第一級過流保護單元的過流保護點。
[0018]在其中一個實施例中，所述過流保護模塊還包括過流復位單元，用于接收所述第二處理器發(fā)送的過流復位信號。
[0019]在其中一個實施例中，所述放電回路還包括并聯(lián)在所述儲能電容兩端的自放電模塊，所述自放電模塊包括泄放電阻、第五開關管及自放電驅(qū)動單元，所述第五開關管的高電位端與所述儲能電容的正極連接，所述第五開關管的低電位端通過泄放電阻接地，所述第五開關管的控制端與所述自放電驅(qū)動單元連接。
[0020]一種醫(yī)療設備，包括上述的除顫放電保護系統(tǒng)。
[0021]上述除顫放電保護系統(tǒng)及醫(yī)療設備，采用第一處理器和第二處理器組成的雙處理器對放電的時間進行控制，在第一處理器收到放電開始信息后開始放電計時，當計時到放電完成后，第二處理器和第一處理器發(fā)送關斷信號給驅(qū)動模塊，關斷放電回路；在出現(xiàn)放電超時的情況時，通過第一位處理器和第二處理器任何一路關斷就可以切斷放電回路，這樣使得單一故障情況下，可有效的關閉放電回路；另外，在發(fā)生過流的情況下，通過過流保護模塊可一次性關斷放電回路，停止治療，減少病人的傷害，安全性高。
【附圖說明】
[0022]圖1為一實施例中除顫放電保護系統(tǒng)的模塊圖；
[0023]圖2為圖1所示實施例中放電回路的原理圖；
[0024]圖3為一實施例中自放電模塊的原理圖；
[0025]圖4為圖1所示實施例中過流保護模塊的原理圖。
【具體實施方式】
[0026]本發(fā)明的實施例主要以該除顫放電保護系統(tǒng)應用于除顫器中來舉例說明，可以理解，在其他實施例中，該除顫放電保護系統(tǒng)還可以應用于任意需要嚴格控制放電過程的醫(yī)療設備中。
[0027]請參照圖1，為一實施例中除顫放電保護系統(tǒng)的模塊圖。
[0028]該除顫放電保護系統(tǒng)包括第一處理器110、第二處理器120、磁耦隔離模塊130、驅(qū)動模塊140、過流保護模塊150及放電回路160。
[0029]第一處理器110通過磁耦隔離模塊130分別與第二處理器120、驅(qū)動模塊140連接，第二處理器120與驅(qū)動模塊140連接，驅(qū)動模塊140與放電回路連接160，過流保護模塊150連接在第二處理器120與放電回路160之間。放電回路160直接作用于患者。
[0030]請結(jié)合圖2，為圖1所示實施例中放電回路的原理圖。
[0031]放電回路160包括儲能電容Cl、繼電器K1、第一開關管Q1、第二開關管Q2、第三開關管Q3、第四開關管Q4、第一采樣電阻Rl和第二采樣電阻R2。
[0032]第一開關管Q1、第二開關管Q2的高電位端與儲能電容Cl的正極連接，儲能電容Cl的負極接地。第一開關管Ql的低電位端分別與第四開關管Q4的高電位端、繼電器Kl的第一輸入端連接，第二開關管Q2的低電位端分別與第三開關管Q3的高電位端、繼電器Kl的第二輸入端連接。第三開關管Q3的低電位端、第四開關管Q4的低電位端通過串聯(lián)的第二采樣電阻R2和第一采樣電阻Rl接地。第一開關管Q1、第二開關管Q2、第三開關管Q3、第四開關管Q4的控制端與驅(qū)動模塊140連接。
[0033]在本實施例中，第一開關管Q1、第二開關管Q2、第三開關管Q3、第四開關管Q4均為IGBT (Insulated Gate Bipolar Transistor，絕緣柵雙極型晶體管)。
[0034]以下以圖2所示的電路圖結(jié)合圖1說明電路的工作原理。
[0035]放電時，第一處理器110通過串行通信將啟動放電命令通過磁耦隔離模塊130發(fā)送給第二處理器120，第二處理器120收到放電命令后，首先控制放電回路160中的繼電器Kl閉合，然后第二處理器120發(fā)送IGBT導通信號給驅(qū)動模塊140，同時第二處理器120會以1 口中斷的方式通過磁耦隔離模塊130通知第一處理器110放電開始。驅(qū)動模塊140控制第一開關管Ql和第三開關管Q3導通，同時第一處理器110和第二處理器120同時開始計時，到了定時時間，第一處理器110和第二處理器120發(fā)送IGBT關斷信號給驅(qū)動模塊140，關斷第一開關管Ql和第三開關管Q3，完成第一相放電。
[0036]接著延遲一定時間后，第二處理器120發(fā)送IGBT導通信號給驅(qū)動模塊140，同時第二處理器120會以1 口中斷的方式通過磁耦隔離模塊130通知第一處理器110放電開始，控制第二開關管Q2和第四開關管Q4導通，第一處理器110和第二處理器120同時開始計時，到了定時時間，第一處理器110和第二處理器120再發(fā)送IGBT關斷信號給驅(qū)動模塊140，關斷第二開關管Q2和第四開關管Q4，完成第二相放電。
[0037]在其他實施例中，放電回路160還包括并聯(lián)在儲能電容Cl兩端的自放電模塊，具體請結(jié)合圖3。
[0038]該自放電模塊包括泄放電阻RlO、第五開關管Q5及自放電驅(qū)動單元162，第五開關管Q5的高電位端與儲能電容Cl的正極連接，第五開關管Q5的低電位端通過泄放電阻RlO接地，第五開關管Q5的控制端與自放電驅(qū)動單元162連接。第二處理器120發(fā)送自放電信號給自放電驅(qū)動單元162，自放電驅(qū)動單元162驅(qū)動第五開關管Q5導通，把儲能電容Cl中的電量通過泄放電阻RlO泄放。
[0039]使用雙處理器對放電的時間進行控制，