DE4225893A1

DE4225893A1 - Defibrillator with diode protection for capacitor-charging circuit - incorporates diode string on secondary side of transformer for rectification of AC and dissipation of negative portion of pulse

Info

Publication number: DE4225893A1
Application number: DE19924225893
Authority: DE
Inventors: Michel Klasen
Original assignee: Siemens AG
Current assignee: Siemens AG
Priority date: 1992-08-05
Filing date: 1992-08-05
Publication date: 1994-02-10

Abstract

The charging circuit is protected against negative phasing of the defibrillation pulse connected by a switching device (4) through a choke (3) to external body electrodes (8, 9). To protect the voltage-doubling circuit (5) the secondary winding (20) of its transformer (21) is AC-coupled (19) to the midpoint (18) of a string (12) of diodes (13-16) delivering DC to the storage capacitor (2) via a bifilar wound choke (17). The switching (4) may be performed by e.g. a thyristor (24) in series with a previously closed electromechanical switch (25). Another switch (28) may divert excess energy into a resistance (29). ADVANTAGE - The circuit is protected against abrupt voltage increase due to short-circuit defibrillation, without need of a special high-voltage flyback diode.

Description

Die vorliegende Erfindung bezieht sich auf einen Defibril lator mit einem Entladestromkreis, wenigstens umfassend einen Speicherkondensator, eine Induktivität und eine Ein richtung zum Starten der Abgabe eines Defibrillationsim pulses aus dem Speicherkondensator, der von einer Lade schaltung aufladbar ist.The present invention relates to a defibril lator with a discharge circuit, at least comprising a storage capacitor, an inductor and an on direction to start delivering a defibrillation im pulses from the storage capacitor by a charging circuit is rechargeable.

Ein derartiger Defibrillator ist aus der DE-OS 39 10 741 bekannt. Bei dem bekannten Defibrillator ist zu einem Speicherkondensator eine Diode parallelgeschaltet, die den Ladestromkreis bei einer Kurzschlußdefibrillation schützt. Die bei einer Kurzschlußdefibrillation auftretende negati ve Spannung kann den Ladestromkreis zerstören, wenn die auch als Hochspannungsrücklaufdiode bezeichnete Diode pa rallel zu dem Ladekondensator nicht vorgesehen ist.Such a defibrillator is known from DE-OS 39 10 741 known. In the known defibrillator is one Storage capacitor a diode connected in parallel, the Protects charging circuit in the event of short-circuit defibrillation. The negati occurring in a short circuit defibrillation ve voltage can destroy the charging circuit if the also referred to as a high voltage return diode pa rallel to the charging capacitor is not provided.

Mit der Erfindung wurde erkannt, daß eine gesonderte Hoch spannungsrücklaufdiode parallel zu dem Ladekondensator nicht erforderlich ist, um den Ladestromkreis bei einer Kurzschlußdefibrillation vor Zerstörung zu schützen.With the invention it was recognized that a separate high voltage flyback diode in parallel with the charging capacitor is not necessary to the charging circuit at a Protect short-circuit defibrillation from destruction.

Der Erfindung liegt die Aufgabe zugrunde, bei einem De fibrillator der eingangs genannten Art eine Schutzschal tung für den Ladestromkreis anzugeben, die ohne eine ge sonderte Hochspannungsrücklaufdiode parallel zu dem Ent ladekondensator auskommt.The invention is based, with a De fibrillator of the type mentioned a protective scarf to specify for the charging circuit, which without a ge secreted high voltage flyback diode in parallel with the Ent charging capacitor gets along.

Diese Aufgabe wird durch einen Defibrillator nach Anspruch 1 gelöst. Erfindungsgemäß ist die Ladeschaltung selbst so ausgebildet, daß ihr Gleichrichter eine Diodenanordnung aufweist, die sowohl die gleichgerichtete Ladespannung abgibt als auch zugleich eine Parallelschaltung zu dem Speicherkondensator bildet und im Falle einer Kurzschluß defibrillation eine Gegenphase des Defibrillationsimpulses ableitet. Dadurch wird eine gesonderte Hochspannungsrück laufdiode parallel zu dem Ladekondensator überflüssig.This object is achieved by a defibrillator 1 solved. According to the charging circuit itself trained that their rectifier has a diode array has both the rectified charging voltage also gives a parallel connection to the Storage capacitor forms and in the event of a short circuit defibrillation an opposite phase of the defibrillation pulse derives. This creates a separate high voltage return Running diode in parallel to the charging capacitor is unnecessary.

Weitere Vorteile und Einzelheiten der Erfindung ergeben sich aus der nachfolgenden Beschreibung von Ausführungs beispielen anhand der Zeichnungen und in Verbindung mit den Ansprüchen.Further advantages and details of the invention result itself from the following description of execution examples based on the drawings and in connection with the claims.

Es zeigen:Show it:

Fig. 1 einen erfindungsgemäßen Defibrillator in prin zipieller Darstellung mit einem Entladestromkreis und Fig. 1 shows a defibrillator according to the invention in principle with a discharge circuit and

Fig. 2 einen Defibrillationsimpuls mit einer negativen Gegenphase. Fig. 2 shows a defibrillation pulse with a negative opposite phase.

In Fig. 1 ist ein vorteilhafter Defibrillator 1 mit ei nem Entladestromkreis dargestellt, der einen Speicherkon densator 2, eine Induktivität 3 und eine Einrichtung 4 zum Starten der Abgabe eines Defibrillationsimpulses aus dem Speicherkondensator 2 umfaßt. Der Speicherkondensator 2 wird vor der Abgabe eines Defibrillationsimpulses (Strom impulses) mittels einer Ladeschaltung 5 aufgeladen. Der Aufladevorgang kann von der Einrichtung 4 gesteuert wer den. Der Speicherkondensator 2, die Induktivität 3 und die Einrichtung 4 zum Starten der Abgabe eines Defibril lationsimpulses sind über Leitungen 6 und 7 sowie über externe Elektroden 8 und 9 mit biologischem Gewebe 10, z. B. dem Körper eines Patienten, in Reihe geschaltet, wo durch der Entladestromkreis entsteht. Das biologische Ge webe 10 bildet für den Defibrillationsimpuls einen Wider stand 11 (Patientenwiderstand), der eine Größenordnung von etwa 50 Ohm aufweisen kann.In Fig. 1, an advantageous defibrillator 1 is shown with egg NEM discharge circuit, which includes a storage capacitor 2 , an inductor 3 and a device 4 for starting the delivery of a defibrillation pulse from the storage capacitor 2 . The storage capacitor 2 is charged by means of a charging circuit 5 before the delivery of a defibrillation pulse (current pulse). The charging process can be controlled by the device 4 . The storage capacitor 2 , the inductor 3 and the device 4 for starting the delivery of a defibrillating pulse are via lines 6 and 7 and via external electrodes 8 and 9 with biological tissue 10 , for. B. the body of a patient, connected in series, where is created by the discharge circuit. The biological Ge webe 10 forms for the defibrillation pulse an opposing stand 11 (patient resistance), which can be of the order of about 50 ohms.

Die Ladeschaltung 5 weist eine Gleichrichterschaltung 12 mit einer Diodenanordnung aus wenigstens zwei gleichsinnig wirkenden Einzeldioden 13 und 14 in Reihenschaltung auf. Die Gleichrichterschaltung 12 weist in diesem Ausführungs beispiel zusätzliche Einzeldioden 15 und 16 auf, die zu sammen mit den Einzeldioden 13 und 14 gleichfalls in Reihe geschaltet sind. Dadurch wird eine höhere Spannungsfestig keit der Gesamtreihenschaltung erreicht. Die Reihenschal tung, z. B. aus den Dioden 13 bis 16, gibt einen gleichge richteten Ladestrom ab und bildet eine eine Gegenphase des Defibrillationsimpulses ableitende Parallelschaltung zu dem Speicherkondensator 2. Die Parallelschaltung wird in diesem Ausführungsbeispiel über eine z. B. bifilar gewic kelte Drossel 17 bewirkt.The charging circuit 5 has a rectifier circuit 12 with a diode arrangement comprising at least two individual diodes 13 and 14 acting in the same direction in series. The rectifier circuit 12 has in this embodiment, for example, additional individual diodes 15 and 16 , which are also connected in series with the individual diodes 13 and 14 . This achieves a higher dielectric strength of the overall series connection. The series circuit, z. B. from the diodes 13 to 16 , gives a rectified charging current and forms a counter phase of the defibrillation pulse derived parallel circuit to the storage capacitor. 2 The parallel connection is in this embodiment via a z. B. bifilar gewic kelte throttle 17 causes.

In dem Ausführungsbeispiel gemäß Fig. 1 ist zwischen den beiden Einzeldioden 13 und 14 ein Abgriff 18 vorgesehen, der über einen Trennkondensator 19 mit einer Sekundärwick lung 20 eines Transformators 21 der Ladeschaltung 5 ver bunden ist. Die Ladeschaltung 5 ist in diesem Ausführungs beispiel als Spannungsverdopplerschaltung ausgebildet. Der Transformator 21 wird über primärseitige Anschlüsse 22 und 23 mit einer Wechselspannung versorgt. Mit der Drossel 17 wird die Fortleitung der aus dieser gleichgerichteten Wechselspannung entstehenden Frequenzen zu den weiteren, mit dem Speicherkondensator 2 verbundenen Bauteilen des Defibrillators 1 unterdrückt. Falls die Ladeschaltung von dem Speicherkondensator 2 abschaltbar ausgebildet werden soll (was nicht dargestellt ist), ist die Reihenschaltung 12 mindestens während der Dauer des Defibrillationsimpul ses unabschaltbar zu dem Speicherkondensator 2 parallel geschaltet.In the embodiment shown in FIG. 1, a tap 18 is provided between the two individual diodes 13 and 14, which tap is connected via a isolating capacitor 19 to a secondary winding 20 of a transformer 21 of the charging circuit 5 . The charging circuit 5 is formed in this embodiment, for example, as a voltage doubler circuit. The transformer 21 is supplied with an AC voltage via connections 22 and 23 on the primary side. The choke 17 suppresses the transmission of the frequencies resulting from this rectified AC voltage to the other components of the defibrillator 1 connected to the storage capacitor 2 . If the charging circuit of the storage capacitor 2 is to be designed such that it can be switched off (which is not shown), the series circuit 12 is connected in parallel with the storage capacitor 2 at least during the duration of the defibrillation pulse.

Die Einrichtung 4 zur Steuerung der Abgabe eines Defibril lationsimpulses weist in diesem Ausführungsbeispiel einen Halbleiterschalter 24, z. B. einen Thyristor od. dgl., auf. In die Leitung 7 ist zu dem Halbleiterschalter 24 ein elektromechanischer Schalter 25 in Reihe geschaltet. In die Leitung 6 ist eine Kaltkathodenschaltröhre 26 einge fügt. Dadurch kann das biologische Gewebe 10 (Patient) zweipolig von dem Defibrillator 1 getrennt werden, wobei jede Leitung über ein anderes Schaltmittel 25 bzw. 26 mit dem Patienten verbindbar ist. Der elektromechanische Schalter 25 wird von einer Steuerschaltung 27 stromlos geschaltet, indem der Schalter 25 geschlossen wird, bevor der Halbleiterschalter 24 leitend geschaltet wird. Ein zu dem Halbleiterschalter 24 parallel angeordneter weiterer elektromechanischer Schalter 28 wird geschlossen, wenn überschüssige Energie aus dem Speicherkondensator 2 über einen Entladewiderstand 29 abgeleitet werden soll.The device 4 for controlling the delivery of a defibrillation pulse has in this embodiment a semiconductor switch 24 , for. B. a thyristor. Like., On. An electromechanical switch 25 is connected in series with the semiconductor switch 24 in line 7 . In the line 6 , a cold cathode switching tube 26 is inserted. As a result, the biological tissue 10 (patient) can be separated from the defibrillator 1 with two poles, each line being connectable to the patient via a different switching means 25 or 26 . The electromechanical switch 25 is de-energized by a control circuit 27 by closing the switch 25 before the semiconductor switch 24 is turned on. A further electromechanical switch 28 arranged in parallel with the semiconductor switch 24 is closed when excess energy is to be dissipated from the storage capacitor 2 via a discharge resistor 29 .

In Fig. 2 ist ein Defibrillationsimpuls (Stromimpuls) 30 mit einer Gegenphase 31 (negative Spannung) dargestellt, welche vor allem bei einem niedrigen Patientenwiderstand 11 oder bei einer Kurzschlußdefibrillation auftreten kann. An der Ordinate der Darstellung gemäß Fig. 2 ist der Strom des Defibrillationsimpulses 30 bzw. 31 in Ampere angegeben. An der Abszisse ist der zeitliche Verlauf in Millisekunden dargestellt. Erfindungsgemäß wird die Gegen phase 31 durch die Gleichrichterschaltung 12 der als Schutzschaltung ausgebildeten Ladeschaltung 5 abgeleitet. FIG. 2 shows a defibrillation pulse (current pulse) 30 with an opposite phase 31 (negative voltage), which can occur especially with a low patient resistance 11 or with a short-circuit defibrillation. The current of the defibrillation pulse 30 or 31 is given in amperes on the ordinate of the representation according to FIG. 2. The time course is shown on the abscissa in milliseconds. According to the counter phase 31 is derived by the rectifier circuit 12 of the charging circuit 5 formed as a protective circuit.

Claims

1. Defibrillator with a discharge circuit, at least comprising a storage capacitor ( 2 ), an inductance ( 3 ) and a device ( 4 ) for starting the delivery of a defibrillation pulse ( 30 , 31 ) from the storage capacitor ( 2 ) by a charging circuit ( 5 ) is rechargeable, which has a rectifier circuit ( 12 ) with a diode arrangement ( 13 to 16 ) made of at least two identically acting individual diodes ( 13 , 14 ) in series circuit, which emits a rectified charging current and an opposite phase ( 31 ) of the defibrillation pulse ( 30 , 31 ) leads parallel circuit to the storage capacitor ( 2 ).

2. Defibrillator according to claim 1, wherein the series circuit device is connected in parallel to the storage capacitor ( 2 ) at least during the duration of the defibrillation pulse ( 30 , 31 ).

3. Defibrillator according to claim 1 or 2, wherein between the two individual diodes ( 13 , 14 ) a tap ( 18 ) is provided, which via a separating capacitor ( 19 ) with a secondary winding ( 20 ) of a transformer ( 21 ) of the charging circuit ( 5 ) is connected, which is designed as a voltage doubler circuit.

4. Defibrillator according to one of claims 1 to 3, wherein all individual diodes ( 14 to 16 ) of the rectifier circuit are connected in series.