DE10015152A1 - Defibrillator mit einer impedanzkompensierten Energielieferung - Google Patents

Abstract

Ein Defibrillator umfaßt ein Energiespeicherkondensatornetzwerk mit mehreren Konfigurationen, die entsprechend einer Patientenimpedanz und einem gewünschten Energiepegel für eine Lieferung von impedanzkompensierten Defibrillationspulsen ausgewählt werden. Der Satz von Konfigurationen kann serielle, parallele und seriell/parallele Kombinationen von Energiespeicherkondensatoren innerhalb des Energiespeicherkondensatornetzwerks umfassen. Der impedanzkompensierte Defibrillationspuls kann über einen ausgedehnten Bereich von Energiepegeln geliefert werden, während der Spitzenstrom auf Pegel, die für den Patienten sicher sind, begrenzt ist, indem Konfigurationen, die auf Patienten mit geringer Impedanz maßgeschneidert sind, verwendet werden, während der Bereich von Defibrillationspulszeitdauern begrenzt ist und für Patienten mit höherer Impedanz ausreichende Strompegel bereitgestellt sind. Weitere Konfigurationen des Energiespeicherkondensatornetzwerks können ohne weiteres hinzugefügt werden, um den Energiepegelbereich über 200 Joule auszudehnen.

Description

Diese Erfindung bezieht sich auf Elektrotherapieschaltungen und insbesondere auf einen Defibrillator, der mehrere Kon­ densatoren verwendet, um eine impedanzkompensierte Lieferung von Defibrillationspulsen zu dem Patienten zu liefern.

Eine elektrochemische Aktivität in einem menschlichen Herz bewirkt normalerweise, daß die Herzmuskelfasern sich in einer synchronisierten Weise zusammenziehen und entspannen, wodurch Blut wirksam von der Herzkammer zu den lebenswichti­ gen Körperorganen gepumpt wird. Ein plötzlicher Tod durch Herzversagen wird oft durch eine Herzkammerfibrillation (VF; VF = ventrikuläre Fibrillation) verursacht, bei der eine abnormale elektrische Aktivität in dem Herz bewirkt, daß sich einzelne Muskelfasern in einer unsynchronisierten und chaotischen Weise zusammenziehen. Die einzige wirksame Behandlung für eine VF ist eine elektrische Defibrillation, bei der ein Elektroschlag an das Herz angelegt wird, um zu ermöglichen, daß sich das elektrochemische Herzsystem selbst resynchronisiert. Sobald eine organisierte elektrische Akti­ vität wiederhergestellt ist, folgen gewöhnlich synchroni­ sierte Muskelkontraktionen, die zu einer Wiederherstellung des Herzrhythmus führen.

Der minimale Betrag von Patientenstrom und gelieferter Ener­ gie, der zur wirksamen Defibrillation benötigt wird, ist von der speziellen Form des Defibrillationssignals abhängig, einschließlich dessen Amplitude, Zeitdauer, Form (wie z. B. ein Sinus, ein gedämpfter Sinus, ein Rechteck, ein Exponen­ tieller Abfall) und davon, ob das Stromsignal eine Polarität (monophasig), sowohl negative als auch positive Polaritäten (zweiphasig) oder mehrere negative und positive Polaritäten (multiphasig) besitzt. Gleichzeitig existiert ein Maximal­ stromwert in dem zu dem Patienten gelieferten Defibrilla­ tionspuls, oberhalb dessen sich eine Gewebeschädigung und eine verminderte Effizienz des Defibrillationspulses ergibt.

Ein Spitzenstrom ist der höchste Strompegel, der während einer Lieferung des Defibrillationspulses auftritt. Ein Begrenzen der Spitzenströme in dem Defibrillationspuls unter den Maximalpegel ist für sowohl für die Wirksamkeit als auch für die Patientensicherheit wünschenswert. Da die trans­ thorakale Impedanz ("Patientenimpedanz") der menschlichen Bevölkerung über einen Bereich, der von 20 bis 200 Ohm reicht, variieren kann, ist es wünschenswert, daß ein exter­ ner Defibrillator einen impedanzkompensierten Defibril­ lationspuls bereitstellt, der einen gewünschten Energiebe­ trag zu jedem Patienten in dem Bereich der Patientenimpe­ danzen und mit Spitzenströmen, die auf sichere, wesentlich geringere Pegel als der Maximalpegel, begrenzt sind, lie­ fert.

Die meisten externen Defibrillatoren verwenden einen einzel­ nen Energiespeicherkondensator oder eine festgelegte Reihe oder Bank von Energiespeicherkondensatoren, die auf einen einzigen Spannungspegel geladen sind. Ein Steuern des Energiebetrags, der zu jedem gegebenen Patienten über den Bereich der Patientenimpedanzen geliefert wird, ist ein Problem, das gewöhnlich gelöst wird, indem die "Neigung" oder die Differenz zwischen Anfangs und End-Spannungen der Energiespeicherkondensatoren, ebenso wie die Entladungszeit des Defibrillationspulses, gesteuert wird. Die meisten ex­ ternen Defibrillatoren verwenden einen einzelnen Energie­ speicherkondensator, der auf einen festgelegten Spannungs­ pegel geladen ist, wodurch sich ein breiter Bereich von möglichen Entladungszeiten und Neigungswerten über den Bereich von Patientenimpedanzen ergibt. Ein Verfahren zum Formen des Signalverlaufs des Defibrillationspulses bezüglich Zeitdauer und Neigung ist in dem U.S.-Patent 5,607,454 von Gliner u. a. erörtert. Eine Verwendung eines einzelnen Kondensators zur Lieferung des Defibrilla­ tionspulses bei ausreichenden Energiehöhen über den gesamten Bereich von Patientenimpedanzen kann zu hohen Spitzenströ­ men, die zu Patienten mit relativ geringen Impedanzen gelie­ fert werden, führen. Gleichzeitig muß die Ladungsspannung des Energiespeicherkondensators ausreichend sein, um einen Defibrillationspuls mit dem gewünschten Energiebetrag zu Pa­ tienten mit hohen Impedanzen zu liefern.

Für das Problem von hohen Spitzenströmen existieren ver­ schiedene bekannte Lösungen. Ein Verfahren bezieht das Plazieren von Widerständen seriell zu dem Energiespeicher­ kondensator mit ein, um übermäßige Spitzenströme bei Pa­ tienten mit geringer Impedanz zu verhindern. In dem U.S.-Patent 5,514,160 wird bei einem implantierbaren Defibrillator, der eine geradlinig geformte erste Phase besitzt, ein MOSFET verwendet, der als ein variabler Widerstand in Serie mit dem Energiespeicherkondensator betrieben wird, um den Spitzenstrom zu begrenzen. In dem U.S.-Patent 5,733,310 von Lopin u. a. ertastet eine Elektro­ therapieschaltung eine Patientenimpedanz und trifft unter einem Satz von seriellen Widerständen, die seriell zu den Energiespeicherkondensator sind eine Auswahl, um eine Säge­ zahnnäherung an eine geradlinige Form in dem Defibrilla­ tionspuls zu erzeugen. Das Verwenden von strombegrenzenden Widerständen gemäß dem Stand der Technik führt zu einem beträchtlichen Leistungsbetrag, der in den Widerständen verbraucht wird, wodurch sich die Energieanforderungen an die Defibrillatorbatterie erhöht.

Zur Begrenzung von Spitzenströme bindet ein weiterer Ansatz eine Verwendung von mehreren abgeschnittenen, exponentiell abfallenden Signalverläufen von mehreren Kondensatoren ein, um eine Sägezahnnäherung einer geradlinigen Form der Entla­ dungssignalverlauf in einem implantierbaren Defibrillator zu bilden. In dem U.S.-Patent 5,199,429 von Kroll u. a. wird ein Satz von Energiespeicherkondensatoren aufgeladen und danach nacheinander während der ersten Phase entladen, um ein Säge­ zahnmuster zu erzeugen. Kroll u. a. lehren, daß mehrere Kon­ densatoren willkürlich in seriellen, parallelen oder se­ riell-parallelen Konfigurationen während der Lieferung des Defibrillationspulses angeordnet sein können, um die Form der Defibrillationssignals mit einem hohen Grad an Flexibi­ lität zu formen.

In dem U.S.-Patent 5,836,972 von Stendahl u. a. ist ein Ver­ fahren zum parallelen Aufladen von Energiespeicherkonden­ satorenreihen gezeigt. Die Energiespeicherkondensatoren­ reihen können dann seriell verschaltet werden, um einen Defibrillationspuls zu liefern.

Weder Kroll u. a. noch Stendahl u. a. sprechen jedoch den Punkt eines Erlangens von impedanzkompensierten Defibril­ lationspulsen, die Spitzenströme unter dem Maximalwert und eine geringere Variation der Entladungszeiten über den Bereich von Patientenimpedanzen besitzten, an. Es wäre daher wünschenswert, einen Defibrillator bereitzustellen, der zwischen Konfigurationen von Energiespeicherkondensatoren auswählt, um einen impedanzkompensierten Defibrillationspuls zu dem Patienten zu liefern.

Die Aufgabe der vorliegenden Erfindung besteht darin, eine Vorrichtung und ein Verfahren zu schaffen, die es ermögli­ chen, impedanzkompensierte Defibrillationspulse mit Spitzen­ strömen geringer als der Maximalwert und mit geringer Ver­ änderungen der Entladungszeiten über den Bereich der Patien­ tenimpedanzen bereitzustellen.

Diese Aufgabe wird durch eine Vorrichtung gemäß den Ansprü­ chen 1, 23 oder 38 und ein Verfahren gemäß den Ansprüchen 15 oder 34 gelöst.

Ein Defibrillator für eine Lieferung eines impedanzkompen­ sierten (impedanzangepaßten) Defibrillationspulses, der ein Energiespeicherkondensatornetzwerk mit einem Satz von Konfi­ gurationen besitzt, die entsprechend einer Patientenimpedanz und eines gewünschten Energiepegels ausgewählt werden, wird bereitgestellt. Impedanzkompensierung gemäß der vorliegenden Erfindung bedeutet, daß ein Energiespeicherkondensatornetz­ werk mit einer Gesamt-Kapazität und einer Gesamt-Ladungs­ spannung, die auf die Patientenimpedanz und den gewünschten Energiewert maßgeschneidert sind, vorgesehen ist. Der Spit­ zenstrom ist auf Werte begrenzt, die geringer als der Maxi­ malwert für geringe Patientenimpedanzen sind, während die Veränderung von Entladungszeiten des Defibrillationspulses für Patienten mit hohen Impedanzen reduziert ist.

Der Satz von Konfigurationen des Energiespeicherkondensator­ netzwerks kann verschiedene serielle, parallele und seriel­ le/parallele-Kombinationen von Energiespeicherkondensatoren innerhalb des Energiespeicherkondensatornetzwerks umfassen, die als eine Funktion einer Patientenimpedanz ausgewählt werden, um eine Auswahl an Gesamt-Kapazitäten und Gesamt- Ladungsspannungen bereitzustellen. Der impedanzkompensierte Defibrillationspuls kann über einen ausgedehnten Energie­ pegelbereich geliefert werden, während der Spitzenstrom durch Verwenden von Konfigurationen, die für Patienten mit geringer Impedanz maßgeschneidert sind, auf Pegel begrenzt ist, die für den Patienten sicher sind. Gleichzeitig werden ausreichende Energiepegel geliefert, indem ausgewählte Kon­ figurationen, die an Patienten mit hoher Impedanz maßge­ schneidert sind, verwendet werden. Andere Konfigurationen können ohne weiteres zu dem Energiespeicherkondensator­ netzwerk hinzugefügt werden, um den verfügbaren Energiewer­ tebereich über 200 Joule auszudehnen.

Der Defibrillator gemäß der vorliegenden Erfindung ist unter Verwendung eines Energiespeicherkondensatornetzwerks auf­ gebaut, das zumindest zwei Kondensatoren verwendet, die Energie für eine Lieferung des Defibrillationspulses zu dem Patienten speichern. Der Defibrillator ist typischerweise tragbar und wird unter Verwendung einer herkömmlichen Bat­ terie als eine Energiequelle betrieben. Ein Hochspannungs­ lader lädt die Kondensatoren in dem Energiespeicherkonden­ satornetzwerk auf gewünschte Spannungspegel auf. Ein HV-Schalter (HV = HighVoltage = Hochspannung) verschaltet entsprechend einer gewünschten Pulszeitdauer und Polarität die Kondensatoren über den Patient. Bei dem bevorzugten Ausführungsbeispiel weist der HV-Schalter eine "H-Brücke" auf, die aus vier Umschaltern besteht, um einen zweiphasigen Defibrillationspuls über ein Paar Elektroden an den Patienten anzulegen.

Eine Steuerung steuert den Ladungsprozeß des Energie­ speicherkondensatornetzwerks. Die Steuerung liefert, anspre­ chend auf ein Drücken eines Elektroschock-Druckknopfs, den impedanzkontrollierten Defibrillationspuls zu dem Patienten, indem die Konfiguration des Energiespeicherkondensatornetz­ werks ausgewählt und der HV-Schalter gesteuert wird, um die gewünschte Zeitdauer und Polarität des impedanzkompensierten Defibrillationspulses zu erhalten.

Ein Messen der Patientenimpedanz kann unmittelbar vor einer Lieferung des Defibrillationspulses erfolgen. Basierend auf der Patientenimpedanz kann eine angemessene Konfiguration von Kondensatoren ausgewählt werden, um den impedanzkompen­ sierten Defibrillationspuls mit dem gewünschten Energiepegel zu liefern, während der Spitzenstrom auf Pegel bzw. Werte begrenzt ist, die sicher für den Patienten sind.

Der Energiepegel des impedanzkompensierten Defibrillations­ pulses gemäß der vorliegenden Erfindung kann ohne weiteres ausgewählt werden. Das Energiespeicherkondensatornetzwerk besitzt einen Satz von Konfigurationen, die auf die Patientenimpedanz und den gewünschten Energiepegel maßge­ schneidert sind. Die Steuerung wählt die geeignete Konfi­ guration aus, nachdem die Patientenimpedanz und der ge­ wünschte Energiewert bestimmt sind. Defibrillatoranwen­ dungen, die auswählbare Energiepegel über 200 Joule (J) einbeziehen, können von der Verwendung von impedanzkom­ pensierten Defibrillationspulsen profitieren, da die Spitzenströme über einen größeren Bereich von Patienten­ impedanzen und Energiepegeln unter den Maximalwert begrenzt werden können.

Bei einem alternativen Ausführungsbeispiel der vorliegenden Erfindung ist für das Energiespeicherkondensatornetzwerk, das parallele Kombinationen von Kondensatoren und Wider­ ständen verwendet, die Energie für den Defibrillationspuls liefern, eine Verwendung von sperrenden Dioden anstelle von Schaltern vorgesehen. Auf diese Weise kann ein impedanzan­ gepaßter Defibrillationspuls, ohne das aktive Eingreifen der Steuerung zum Messen der Patientenimpedanz und zum Auswählen der verschiedenen Konfigurationen von Kondensatoren, ge­ liefert werden. Die Komponentenanzahl würde wesentlich, je­ doch auf Kosten von Flexibilität und der Fähigkeit Energie­ pegel auszuwählen, gegenüber dem ersten Ausführungsbeispiel reduziert.

Ein Merkmal der vorliegenden Erfindung ist es, einen Defi­ brillator bereitzustellen, der impedanzkompensierte Defi­ brillationspulse mit einem gewählten Energiebetrag liefert.

Ein weiteres Merkmal der vorliegenden Erfindung ist es, einen Defibrillator bereitzustellen, der unter Verwendung mehrerer Kondensatoren impedanzkompensierte Defibril­ lationspulse liefert.

Ein weiteres Merkmal der vorliegenden Erfindung ist es, ein Verfahren zum Liefern von impedanzkompensierten Defibrilla­ tionspulsen zu liefern, indem aus einem Satz von Konfigura­ tionen eine Konfiguration des Energiespeicherkondensator­ netzwerks ausgewählt wird.

Ein weiteres Merkmal der vorliegenden Erfindung ist es, ein Energiespeicherkondensatornetzwerk für einen Defibrillator bereitzustellen, das es ermöglicht, impedanzkompensierte De­ fibrillationspulse mit Energiepegeln über 200 Joule zu lie­ fern.

Ein weiteres Merkmal der vorliegenden Erfindung ist es, ein Energiespeicherkondensatornetzwerk bereitzustellen, das ein Schalten von Dioden zum Liefern impedanzkompensierter Defi­ brillationspulse verwendet.

Bevorzugte Ausführungsbeispiele der vorliegenden Erfindung werden nachfolgend unter Bezugnahme auf die beiliegenden Zeichnungen näher erläutert. Es zeigen:

Fig. 1 ein vereinfachtes Blockdiagramm eines Defibrilla­ tors mit einem Energiespeicherkondensatornetzwerk gemäß der vorliegenden Erfindung;

Fig. 2 ein schematisches Diagramm des Energiespeicherkon­ densatornetzwerks gemäß der vorliegenden Erfin­ dung;

Fig. 3 ein Graph eines Anfangsstroms über der Pa­ tientenimpedanz bei Verwendung des Energiespei­ cherkondensatornetzwerks gemäß der vorliegenden Erfindung;

Fig. 4A bis 4C ein Satz von Graphen eines Patientenstroms über der Zeit für Patientenimpedanzen von 20, 50 bzw. 120 Ohm, bei Verwendung des Energiespeicher­ kondensatornetzwerks gemäß der vorliegenden Er­ findung;

Fig. 5 ein Graph einer gelieferten Energie über Pa­ tientenimpedanzen bei Verwendung des Energiespei­ cherkondensatornetzwerks gemäß der vorliegenden Erfindung;

Fig. 6 ein schematisches Diagramm einer Fehlererfassungs­ schaltung, wie sie in dem Energiespeicherkonden­ satornetzwerk verwendet wird;

Fig. 7 eine Darstellung eines Satzes von Konfigurationen des Energiespeicherkondensatornetzwerks gemäß der vorliegenden Erfindung, die entsprechend der Patientenimpedanz und dem gewünschten Energiepegel ausgewählt werden können;

Fig. 8 ein Flußdiagramm des Prozesses zum Liefern eines impedanzkompensierten Defibrillationspulses ba­ sierend auf dem Verfahren gemäß der vorliegenden Erfindung;

Fig. 9 ein schematisches Diagramm des Energiespeicherkon­ densatornetzwerks gemäß einem alternativen Ausfüh­ rungsbeispiel der vorliegenden Erfindung; und

Fig. 10A und 10B Graphen eines Patientenstroms über der Zeit für Patienten mit geringen und hohen Impedanzen bei Verwendung des Energiespeicherkondensator­ netzwerks gemäß dem alternativen Ausführungsbei­ spiel der vorliegenden Erfindung, das in Fig. 9 gezeigt ist.

Fig. 1 ist ein vereinfachtes Blockdiagramm eines Defibrilla­ tors 10 gemäß der vorliegenden Erfindung. Ein Paar von Elek­ troden 12 zum Verschalten mit einem Patienten (nicht ge­ zeigt) sind mit dem vorderen Ende oder Eingang (Front-End) 14 und ferner mit einem HV-Schalter 16 verschaltet. Das vordere Ende 14 liefert eine Erfassung, Filterung und Digitalisierung des Patienten-EKG-Signals. Das EKG-Signal wird im Gegenzug zu einer Steuerung 18 geliefert, die einen Elektroschockberatungsalgorithmus durchführt, der in der Lage ist, Herzkammerflimmern (VF) oder andere durch Elektro­ schock beinflußbare Rhythmen, die mit einer Behandlung durch Elektrotherapie beeinflußbar sind, zu erfassen.

Das vordere Ende 14 ist bevorzugt geeignet, die Patienten­ impedanz unter Verwendung eines Niedrigpegelsignals über die Elektroden 12 zu messen. Die Patientenimpedanz kann an dem vordere Ende 14 gemessen und digitalisiert werden, indem ein Analog-zu-Digital-Wandler (nicht gezeigt) verwendet wird, um die Patientenimpedanzdaten zu der Steuerung 18 zu liefern. Die Patientenimpedanz kann ferner unter Verwendung einer Vielzahlt von anderen Verfahren gemessen werden, beispiels­ weise indem ein nicht-therapeutischer Kleinpegelpuls zu dem Patienten vor der Lieferung des Defibrillationspulses ge­ liefert wird und ein Spannungsabfall über die Elektroden 12 gemessen wird.

Ein Elektroschock-Druckknopf 20, der typischerweise ein Teil einer Benutzerschnittstelle des Defibrillators 10 ist, er­ laubt es, daß der Benutzer die Lieferung eines Defibril­ lationspulses durch die Elektroden 12 auslöst, nachdem die Steuerung 18 eine VF oder einen anderen durch Elektroschock beeinflußbaren Rhythmus erfaßt hat. Eine Batterie 22 ver­ sorgt im allgemeinen den Defibrillator 10 und insbesondere einen Hochspannungslader 24, der die Kondensatoren in einem Energiespeicherkondensatornetzwerk 26 auflädt, mit elektri­ scher Energie. Typische Batteriespannungen sind 12 Volt oder geringer, wobei die Kondensatoren in dem Energiespeicher­ kondensatornetzwerk 26 auf 1.500 Volt oder mehr geladen werden können. Ein Ladungsspannung-Steuerungsignal von der Steuerung 18 bestimmt die Ladungsspannung bei jedem Kondensator eines Energiespeicherkondensatornetzwerk 26.

Das Energiespeicherkondensatornetzwerk 26 gemäß der vorlie­ genden Erfindung enthält mehrere Kondensatoren, die in seriellen, in parallelen oder in seriell und parallel kombinierten Konfigurationen, ansprechend auf ein Kon­ figurations-Steuerungssignal der Steuerung 18, angeordnet werden können. Das Energiespeicherkondensatornetzwerk 26 besitzt eine effektive Kapazität und eine effektive Ladungsspannung, die von der gewählten Konfiguration abhängen. Beispielsweise wird eine Konfiguration, die aus drei seriellen Kondensatoren mit einem Kapazitätwert C und Ladungsspannung V besteht, eine effektive Kapazität von 1/3 C und eine effektive Spannung von 3 V besitzen.

Die Steuerung 18 verwendet die Patientenimpedanz und den gewählten Energiepegel, um eine Konfiguration des Energie­ speicherkondensatornetzwerks 26 aus dem Satz von Konfigu­ rationen auszuwählen, um den impedanzkompensierten Defibril­ lationspuls zu dem Patienten zu liefern. Der Betrieb des Energiespeicherkondensatornetzwerks 26 bei einer Lieferung des impedanzkompensierten Defibrillationspulses ist in größerem Detail weiter unten beschrieben.

Das Energiespeicherkondensatornetzwerk 26 ist mit dem HV- Schalter 16 verschaltet, der den Defibrillationspuls über das Paar von Elektroden 12, ansprechend auf das Polarität- Zeitdauer-Kontrollsignal von der Steuerung 18, zu dem Pa­ tienten in der gewünschten Polarität und Zeitdauer liefert. Der HV-Schalter 16 ist aufgebaut, indem eine H-Brücke verwendet wird, um bei dem bevorzugten Ausführungsbeispiel zweiphasige Defibrillationspulse zu liefern, jedoch kann derselbe ohne weiteres angepaßt werden, um einphasige oder mehrphasige Defibrillationspulse zu liefern, während dennoch die Vorzüge der vorliegenden Erfindung realisiert sind.

In Fig. 2 ist ist ein vereinfachtes Schema des Energiespei­ cherkondensatornetzwerks 26 gezeigt. Der Hochspannungslader 24 ist auswählbar mit jedem Kondensator eines Satzes 60-68 über einen Satz von Ladungsschaltern 50-56 verschaltet, um das Aufladen der Kondensatoren 60-68 auf einen bestimmten Spannungspegel zu erleichtern. Das Aufladen jeder der Kon­ densatoren 60-68 kann je nach Bedarf entweder nacheinander oder gleichzeitig parallel erfolgen, wobei jeder der Kon­ densatoren 60-68, entsprechend den Anforderungen der Anwendung, entweder auf den gleichen Spannungspegel oder auf verschiedene Spannungspegel geladen wird. Der Satz von Kondensatoren 60-68 kann, abhängig von der Anwendung, den gleichen oder verschiedene Kapazitätswerte besitzen. Bei dem bevorzugten Ausführungsbeispiel besitzt jeder der Konden­ satoren 60-68 den gleichen Kapazitätswert und ist auf die gleiche Anfangsspannung aufgeladen. Der Satz von Ladungs­ schaltern 50-56 wird durch die Steuerung 18 gesteuert, um den Ladungsprozeß zu erleichtern. Ein Satz von Sperrdioden kann den Satz von Ladungsschaltern 50-56 ersetzen, um das Aufladen der Kondensatoren 60-68 zu erleichtern. Jeder der Schalter 50-56 und 70-78 wird bevorzugt über einen Satz von Steuerleitungen (nicht gezeigt) an jedem der Schalter 50-56 und 70-78 durch die Steuerung 18 gesteuert.

Ein Satz von Schaltern 70-78, die zwischen den Schaltern 60-68 und Masse geschaltet sind, ist vorgesehen, um die gewünschten seriellen, parallelen oder seriell-parallelen Stromschaltungen zu erzeugen. Die Kondensatoren 60-64 sind seriell geschaltet gezeigt, wobei die Anzahl der Serien­ kondensatoren so viel wie nötig oder 1 beträgt. Entsprechend sind die Kondensatoren 66-68 parallel geschaltet gezeigt. Die Anzahl von parallelen Kondensatoren kann auf so viele wie benötigt werden erweitert werden, um die gewünschte effektive Kapazität, die für eine Lieferung des gewünschten Energiepegels in dem impedanzkompensierten Defibrillations­ puls nötig ist, zu erhalten.

Ein höherer Energiepegel in dem Defibrillationspuls kann, ohne die Ladungsspannung zu erhöhen oder Strompegel zu erreichen, die den Maximalpegel überschreiten, erreicht werden, indem parallele Kondensatoren zu gewählten seriellen oder parallelen Kondensatorkombinationen auf eine Weise hinzugefügt werden, die die effektive Gesamt-Kapazität erhöht, ohne die Ladungsspannung zu erhöhen. Wenn beispiels­ weise eine Konfiguration für die serielle Anordnung der Kondensatoren 62 und 64 gebraucht wird, um einen gewünschten Spannungspegel für eine gegebene Patientenimpedanz zu erhalten, jedoch ein höherer Kapazitätspegel benötigt wird, um den gewünschten Energiepegel zu erreichen, können zusätzliche Kondensatoren (nicht gezeigt) parallel zu jedem der Kondensatoren 62 und 64 durch Verwenden von zusätzlichen Schaltern plaziert werden.

Ein Erreichen von Energiepegel über 200 Joule (J), ohne den Ladungsspannungspegel über 2.000 Volt zu erhöhen, kann auf diese Weise durch Verwendung von 100-µF-Kondensatoren (100 Mikro-Farad-Kondensatoren) erreicht werden. Solch höhere Energiepegeloptionen können als zusätzliche Konfigurationen in dem Satz der Konfigurationen des Energiespeicherkonden­ satornetzwerks 26 verfügbar sein. Die Vielseitigkeit des Auswählens unter den Konfigurationen erlaubt es, daß höhere Energiepegel durch den impedanzkompensierten Defibrilla­ tionspuls geliefert werden, während Strompegel, die den Maximalwert überschreiten, vermieden werden.

Die Kondensatoren 60-68 sind in einer, aus einem Satz von seriellen, parallelen oder seriell-parallelen Konfiguratio­ nen gewählten Konfiguration unter der Steuerung der Steue­ rung 18, die die Polarität und Zeitdauer des impedanz­ kompensierten Defibrillationspulses an den Patienten be­ stimmt, verschaltet. Bei dem bevorzugten Ausführungsbeispiel bleibt die gewählte Konfiguration des Energiespeicherkonden­ satornetzwerks 26 während jeder Phase des Defibrillations­ pulses, wie beispielsweise der ersten und zweiten Phase eines zweiphasigen Defibrillationspulses, konstant. Alter­ nativ kann die gewählte Konfiguration zwischen Phasen geändert werden, um beispielsweise einen zusätzlichen Energietransfer während der zweiten Phase zu erhalten.

In Fig. 3, 4 und 5 ist der Betrieb des Energiespeicher­ kondensatornetzwerks 26, das einen Satz von zwei Kon­ figurationen verwendet, für Beispielzwecke gezeigt. Eine serielle Konfiguration, die für Patientenimpedanzen über 72 Ohm ausgewählt wird, verwendet zwei seriell geschaltete 100-µF-Kondensatoren. Eine parallele Konfiguration, die für Patientenimpedanzen unter 72 Ohm ausgewählt wird, verwendet zwei parallel geschaltete 100-µF-Kondensatoren. Der Wert von 72 Ohm wurde willkürlich als die Abgrenzung zwischen Patienten mit hoher und geringer Impedanz gewählt. Der Ener­ giepegel bleibt in diesem Beispiel auf 150 Joule festgelegt, wodurch nur die zwei Konfigurationen des Energiespeicher­ kondensatornetzwerks 26, die durch die Steuerung 18, ba­ sierend auf einer Impedanz, ausgewählt werden, in dem Satz verbleiben.

Die zwei gleichen 100-µF-Kondensatoren können entsprechend diesem Beispiel sowohl für die serielle als auch für die parallele Konfiguration verwendet werden, oder es können verschiedene Kondensatoren innerhalb des Energiespeicherkon­ densatornetzwerks 26 ausgewählt werden. Wie es obenstehend erklärt ist, können zusätzliche serielle, parallele und se­ riell-parallele Konfigurationen von Kondensatoren ohne weiteres hinzugefügt werden, um eine engere Kompensation des Defibrillationspulses für die Patientenimpedanz zu ermögli­ chen. Der Energiepegel kann erhöht werden, indem Konfigura­ tionen hinzugefügt werden, die parallele Kondensatoren bereitstellen, die der bestehenden Konfiguration hinzugefügt werden, um die äquivalente Kapazität derselben zu erhöhen, ohne die oder den zu dem Patienten gelieferte Gesamtspannung oder Spitzenstrom in dem Defibrillationspuls zu erhöhen.

Fig. 3 ist ein Graph eines Anfangsstroms über der Patien­ tenimpedanz. Ein Anfangsstrom ist äquivalent zu einem Spit­ zenstrom, da der Spitzenstrom bei der Anfangsanwendung der Defibrillationspuls auftritt. Wie es in dem Graph gezeigt ist, tritt eine Diskontinuität bei 72 Ohm auf, wo durch die Steuerung 18 ein Umschalten basierend auf der Patientenimpe­ danz, die durch das vordere Ende 14 gemessen wurde, zwischen der seriellen und parallelen Konfiguration durchgeführt wurde. In dem Bereich unter 72 Ohm ist die parallele Konfiguration in dem Energiespeicherkondensatornetzwerk 26 ausgewählt, bei der die 100-µF-Kondensatoren, von denen jeder auf 1.300 Volt aufgeladen ist, parallel geschaltet sind. Diese parallele Konfiguration ist äquivalent zu einem einzelnen 200-µF-Kondensator der auf 1.300 Volt aufgeladen ist. In dem Bereich über 72 Ohm ist die serielle Konfigura­ tion in dem Energiespeicherkondensatornetzwerk 26 ausge­ wählt, bei dem die 100-µF-Kondensatoren seriell geschaltet sind. Diese serielle Konfiguration ist äquivalent zu einem einzelnen 50-µF-Kondensator, der auf 2.600 Volt aufgeladen ist.

Die Verwendung der seriellen und parallelen Konfiguration entsprechend den Patientenimpedanzen unter bzw. über dem Grenzwiderstands von 72 Ohm ermöglicht es, daß der Spitzen­ strom unter einem Maximalwert von 60 Ampere für Patienten mit geringen Impedanzen und über 15 Ampere für Patienten mit hohen Impedanzen bleibt. Auf diese Weise wird ein impedanz­ kompensierter Defibrillationspuls zu dem Patienten durch den Defibrillator 10 geliefert.

Fig. 4A-4C stellt einen Satz von Graphen dar, die einen Patientenstrom, der die Defibrillationspulse für die Patien­ tenimpedanzen von 20 Ohm, 50 Ohm bzw. 120 Ohm bildet, über der Zeit zeigt. Jeder der Defibrillationspulse in diesem Beispiel ist ein zweiphasig abgeschnittener exponentieller Pulstyp (BTE-Pulstyp; BTE = biphasic truncated exponential). Das Energiespeicherkondensatornetzwerk 26 gemäß der vorlie­ genden Erfindung kann genauso gut auf andere Typen von Defibrillationspulsen, einschließlich einphasiger und mehr­ phasiger Pulse, angewendet werden. In diesem Beispiel sind eine Neigung, das ist der prozentuelle Abfall der Kondensa­ torspannung, und eine Pulszeitdauer gesteuert, um den Ener­ giebetrag, der zu dem Patienten durch den Defibrillations­ puls geliefert wird, zu regeln. Der Spitzenstrom für jeden Defibrillationspuls ist der Anfangsstrom zu einer Zeit 0, bei der der Defibrillationspuls erstmals angelegt wird.

Ein Vergleich der Fig. 4A-4C ergibt, daß die Zeiten t1, t2 und t3 die Zeitdauern der Defibrillationspulse für den Defibrillationspuls sind, der zu Patienten, die Impedanzen von jeweils 20 Ohm, 50 Ohm bzw. 120 Ohm besitzen, geliefert wurde. Eine Zeit t2 für die 50-Ohm-Impedanz ist größer als eine Zeit t1 für die 20-Ohm-Impedanz, da die parallele Konfiguration für Patientenimpedanzen unterhalb 72 Ohm ausgewählt ist, weshalb eine längere Zeitdauer benötigt wird, um die erforderliche Energiemenge zu liefern. In Fig. 4C ist die serielle Konfiguration für die 120-Ohm-Impedanz ausgewählt, die eine kürzere Zeitdauer einer Zeit t3 relativ zu einer Zeit t2 erfordert, um die erforderliche Energiemenge zu dem Patienten zu liefern. Auf diese Art wird durch die Verwendung des Energiespeicherkondensatornetzwerks 26 gemäß der vorliegenden Erfindung der impedanzkompensierte Defibrillationspuls über den Bereich mit Patientenimpedanzen von 20-200 mit einem geringeren Bereich von Pulszeitdauern als bei einer Verwendung eines einzelnen Energiespeicher­ kondensators geliefert.

Weitere Konfigurationen des Energiespeicherkondensatornetz­ werks 26 können ohne weiteres hinzugefügt werden, um einen impedanzkompensierten Defibrillationspuls, der besser an die Patientenimpedanz maßgeschneidert ist, zu liefern und den Energiepegelbereich, der zu dem Patienten geliefert werden können, zu erhöhen. Die Verteilung von Zeitdauern der Defibrillationspulse über den Bereich von Patientenimpedan­ zen würde sich verkleinern, sobald weitere Konfigurationen zu dem Satz von möglichen Konfigurationen des Energiespei­ cherkondensatornetzwerks 26 hinzugefügt werden.

Fig. 5 ist ein Graph einer über den Bereich von Patienten­ impedanzen gelieferten Energie. Es ist wünschenswert, daß die gelieferte Energie nicht für hohe Patientenimpedanzen reduziert wird. Bei dem bevorzugten Ausführungsbeispiel ist die gezeigte Aufzeichnung für die gewählte Anwendung, bei der eine Energie in dem Bereich von 130 bis 160 Joule geliefert wird, annehmbar flach.

Wie es in dem Graph gezeigt ist, besteht die Aufzeichnung einer gelieferten Energie über der Patientenimpedanz aus stückweisen Segmenten. Die stückweisen Segmente sind Arte­ fakte des Steuerungsalgorithmusses bei dem bevorzugten Aus­ führungsbeispiel, bei dem die Kondensatorelemente und die Zeitdauern aus einem begrenzten Satz von Werten ausgewählt werden. Die Anzahl von stückweisen Segmenten hängt deshalb von den Kondensatorelementen und der Körnigkeit des Satzes von Zeitdauern ab. Alternativ kann die in Fig. 5 gezeigte Aufzeichnung als eine geschmeidige Kurve und nicht als stückweise Segmente gezeichnet werden, wenn ein Steuerungssystem, das kontinuierliche Veränderungen der Zeitdauern erlaubt, angewendet wird.

Die Verwendung eines impedanzkompensierten Defibrillations­ pulses gemäß der vorliegenden Erfindung emöglicht es, daß ein ausgewählter Energiepegel von beispielsweise 150 Joule mit einem akzeptablen Genauigkeitspegel zu einem Patienten mit unbekannter Impedanz innerhalb des Bereichs von 20 bis 200 Ohm geliefert wird, wobei sowohl eine Pulszeitdauer als auch ein Spitzenstrom innerhalb vorbestimmter Grenzen liegen. Impedanzkompensierte Defibrillationspulse, die höhere Energiepegel über 200 Joule besitzen, können mit der Hinzunahme von Konfigurationen zu dem Satz von Konfigura­ tionen des Energiespeicherkondensatornetzwerks 26, das für hinzugefügte parallele Kondensatoren vorgesehen ist, erreicht werden.

Fig. 6 ist eine schematische Zeichnung einer Fehlerer­ fassungsschaltung 300, die in dem Energiespeicherkonden­ satornetzwerk 26 zum Erfassen von Fehlern verwendet werden kann. Da die Kondensatoren 60-64 auf relativ hohe Spannungen in dem Bereich von 1.500 Volt aufgeladen sind, während sich die Spannungen in einer seriellen Verschaltung von geladenen Kondensatoren addieren, ist es schwierig, Fehler in einem der Kondensatoren direkt zu erfassen. Schwankungen in den Spannungen, die durch den Hochspannungs­ lader 24 erzeugt werden, müssen ebenso gesteuert werden, um Fehler, die sich als Spannungsunterschiede zwischen den Kondensatoren bemerkbar machen, einzugrenzen. Die Fehler­ erfassungsschaltung 300 erfaßt Fehler in seriellen Konden­ satoren, die auf hohe Spannungen aufgeladen sein können, indem eine relativ niedrige erste und zweite Testspannung erzeugt wird, die zum Erfassen von Fehlern unter Verwendung relativ einfacher Komparatoren verglichen werden können.

Die Fehlererfassungsschaltung 300 besteht aus einem seriellen Netzwerk von Widerständen 302-310, wobei die Widerstände 304-306 jeweils über die Kondensatoren 60-64 geschaltet sind, und Widerstände 308-310 ferner seriell zwischen die Widerstände 302-306 und Masse geschaltet sind, um einen Abgriff zu bilden, an dem eine erste Test­ spannung V1 entsteht. Die erste Testspannung V1 kann danach mit einer zweiten Testspannung V2, die an dem Spannungs­ teiler entsteht, der durch Widerstände 312 und 314 gebildet wird, die über den Hochspannungslader 16 verschaltet sind, verglichen werden. Die Widerstandswerte für die Widerstände 302-314 sind relativ hoch gewählt, typischerweise über 1 MegaOhm, um eine Störung des normalen Betriebs des Energie­ speicherkondensatornetzwerks 26 zu vermeiden.

Die Werte der Widerstände 302-314 können derart gewählt werden, daß innerhalb einer vorbestimmten Grenze für einen normalen Betrieb V1 = V2 ist, und daß sich V1 von V2 durch mehr als die vorbestimmte Begrenzung unterscheidet, um einen Fehlerzustand, wie beispielsweise einen Leck-Kondensator, zu erfassen. Die Verwendung der Testspannung V2 ermöglicht es, Schwankungen in der Spannung, die durch den Hochspannungs­ lader 24 erzeugt wird, zu steuern. Die erste und zweite Testspannung V1 und V2 werden an eine Vergleichsschaltung 316 geliefert, die ein Fehlersignal, ansprechend auf den Zustand, bei dem sich V1 von V2 um mehr als die vorbestimmte Grenze unterscheidet, erzeugt. Die Vergleichsschaltung 316 kann implementiert werden, indem ein kostengünstiger Komparator und eine Standarddigitallogik verwendet werden. Alternativ können V1 und V2 gemessen werden, um digitale Daten unter Verwendung eines Mikroprozessors zu erhalten, die danach zur Erfassung des Fehlerzustands verglichen werden können.

Ein Fehlerzustand in dem Energiespeicherkondensatornetzwerk 26 tritt ein, wenn zumindest einer der Kondensatoren 60-64 einen übermäßigen Verluststrom aufweist, derart, daß der­ selbe beginnt, sich selbst zu entladen, wodurch sich Ver­ änderungen in seiner Ladungsspannung ergeben. Der Fehler­ zustand kann ohne weiteres erfaßt werden, indem die Fehler­ erfassungsschaltung 300 verwendet wird, da sich durch den Spannungsunterschied in dem Leck-Kondensator eine Ver­ änderung in der ersten Testspannung V1 ergeben würde. Die Fehlererfassungsschaltung 300 kann ohne weiteres auf die Anzahl von seriellen Kondensatoren in dem Energiespeicher­ kondensatornetzwerk 26 erweitert werden.

In Fig. 7 ist eine Darstellung eines Satzes von Konfi­ gurationen 150 des Energiespeicherkondensatornetzwerks 26 gezeigt, die gemäß der vorliegenden Erfindung entsprechend der Patientenimpedanz und des gewünschten Energiepegels ausgewählt werden können. Der Satz von Konfigurationen 150 ist zu Beispielzwecken als eine Matrix gezeigt, um den Prozess eines Auswählens einer Konfiguration basierend auf der Patientenimpedanz und dem gewünschten Energielevel zu erläutern. Entlang der vertikalen Achse befindet sich der Bereich von Patientenimpedanzen, die sich von niedrig zu hoch erstrecken. Entlang der horizontalen Achse befindet sich der gewünschte Energiepegel, der sich von gering zu hoch erstreckt.

Der Energiepegel, der in dem Defibrillationspuls zu dem Patienten geliefert wird, ist größtenteils durch die Kapazi­ tät, die Spannung und die Zeitdauer des Signalverlaufs be­ stimmt. Indem eine Konfiguration aus dem Satz von Konfigura­ tionen 150 vor einer Lieferung des Defibrillationspulses entsprechend dem gewünschten Energiepegel ausgewählt wird, kann ein größerer Energiepegelbereich erzeugt werden, ohne daß Patientenströme, die den Maximalwert überschreiten, und ohne daß ein Defibrillationspuls, der übermäßig lange Entla­ dungszeiten besitzt, verursacht werden.

Wie es in dem Satz von Konfigurationen 150 gezeigt ist, benötigen Patienten mit höherer Impedanz allgemein höhere Spannungen in dem Defibrillationsverlauf, wobei Konden­ satoren zur Erreichung der höheren Spannung seriell verschaltet werden können. Umgekehrt benötigen Patienten mit geringer Impedanz allgemein geringere Spannungen, um Spitzenströme über dem Maximalwert zu vermeiden. Eine höhere Energielieferung zu dem Patienten, beispielsweise in dem Bereich über 200 J, kann durch ein Hinzufügen von parallelen Kondensatoren zu der bestehenden Konfiguration, die als eine Funktion einer Patientenimpedanz ausgewählt sind, erreicht werden.

Viele Variationen des Satzes von Konfigurationen 150 können erstellt werden, um den Betrieb des Energiespeicherkonden­ satornetzwerks 26 auf die speziellen Anforderungen des Defi­ brillators 10 maßzuschneidern. Bei einem AED, bei dem der gewünschte Energiepegel auf einen Energiepegel von bei­ spielsweise 150 Joule festgelegt ist, braucht beispielsweise nur eine einzelne Spalte der Matrix, die in dem Satz von Konfigurationen 150 gezeigt ist, verwendet zu werden. Die Steuerung 18 würde dann vor einer Lieferung des impedanz­ kompensierten Defibrillationspulses nur auf der Patien­ tenimpedanz basierend aus dem Satz von Konfigurationen auswählen.

In Fig. 8 ist ein Flußdiagramm des Prozesses eines Lieferns eines impedanzkompensierten Defibrillationspulses durch den Defibrillator 10, basierend auf dem Verfahren gemäß der vor­ liegenden Erfindung, gezeigt. Bei einem Schritt 200, der mit ENERGIESPEICHERKONDENSATORNETZWERK LADEN bezeichnet ist, lädt der Hochspannungslader 24 jeden der Kondensatoren des Energiespeicherkondensatornetzwerks 26 zur Vorbereitung auf eine Lieferung eines Defibrillationspulses auf. Ein solches Aufladen kann sofort nach einer Aktivierung des Defibril­ lators 10, bei dem die Kondensatoren auf einen vorbestimmten Prozentsatz des gewünschten Spannungspegels aufgeladen sind, um Energie zu konservieren und Ladungszeit zu sparen wenn der Defibrillationspuls benötigt wird, durchgeführt werden.

Bei einem Schritt 202, der mit FEHLER IN ENERGIESPEICHERKON­ DENSATORNETZWERK ERFASSEN? bezeichnet wird, kann die Fehlererfassungsschaltung 300 verwendet werden, um Fehler innerhalb des Energiespeicherkondensatornetzwerks 26, wie beispielsweise ein Leck-Kondensator, dem es mißlingt, seine Ladungsspannung innerhalb einer vorbestimmten Begrenzung zu halten, zu erfassen. Wenn ein Fehler erfaßt ist, wird ein Schritt 204, der mit FEHLERBEHANDLUNGSROUTINE bezeichnet ist, eine Fehlermeldung erzeugen, die den Benutzer auf den Fehlerzustand aufmerksam macht. Weitere diagnostische Schal­ tungen könnten aktiviert werden, um den Fehler einzugrenzen, wodurch es möglicherweise erlaubt wird, den Defibrillator 10 in einer begrenzten Funktionalität zu betreiben, indem Ab­ schnitte des Satzes von Konfigurationen 150, die den beschä­ digten Bereich verwenden, deaktiviert werden.

Bei einem Schritt 206, der mit DURCH ELEKTROSCHOCK BEEIN­ FLUSSBAREN RHYTHMUS ERFASSEN? bezeichnet ist, wird durch die Steuerung 18 ein Elektroschockberatungsalgorithmus aus­ geführt, um einen durch Elektroschock beeinflußbaren Rhythmus, wie beispielsweise ein Herzkammerflimmern (VF), zu erfassen. Wenn kein durch Elektroschock beeinflußbarer Rhythmus erfaßt ist, wird ein Schritt 208, der mit HINTER­ GRUNDÜBERWACHUNG bezeichnet ist, ausgeführt, bei dem der Benutzer informiert wird, daß kein Elektroschock empfohlen wird, und der Defibrillator 10 geht in einen Hintergrund­ überwachungsmodus über, bei dem die EKG-Information weiter überwacht und analysiert wird.

Wenn ein durch Elektroschock beeinflußbarer Rhythmus erfaßt wird, wird ein Schritt 210, der mit PATIENTENIMPEDANZ MESSEN bezeichnet ist, ausgeführt. Die Patientenimpedanz wird durch jede einer Vielfalt von Verfahren wie z. B. einer Lieferung eines nicht-therapeutischen Prä-Elektroschocks oder eines Messens von Niedrigpegeltestsignalen, gemessen und zu der Steuerung 18 geliefert.

Bei einem Schritt 212, der mit WÄHLE GEWÜNSCHTEN ENERGIE­ PEGEL bezeichnet ist, wird der Energiepegel des Defibril­ lationspulses, der zu dem Patienten geliefert wird, bestimmt. In vielen Fällen ist der Energiepegel auf einen festgelegten Pegel, wie beispielsweise 150 Joule bei z. B. einem AED, vorbestimmt. In anderen Fällen bestimmt ein Defibrillationsprotokoll den Energiepegel basierend auf der Anzahl von Defibrillationspulsen die geliefert werden. Das oftmals verwendete Protokoll für drei aufeinanderfolgende einphasige Defibrillationspuls ruft beispielsweise Energie­ pegelabrufe von 200 Joule, gefolgt durch 300 Joule und 360 Joule, ab. Der Energiepegel kann ferner manuell, beispiels­ weise bei einem manuellen Defibrillator, bestimmt werden, was es ermöglicht, daß der Benutzer den gewünschten Energie­ pegel über eine Einstellung einer Benutzerschnittstelle bestimmt.

Bei einem Schritt 214, der mit WÄHLE EINSTELLUNG EINES ENER­ GIESPEICHERKONDENSATORNETZWERKS AUS bezeichnet ist, werden nun die Patientenimpedanz und der gewünschte Energiepegel durch die Steuerung 18 als Parameter bei der Auswahl der geeigneten Konfiguration aus dem Satz von Konfigurationen 150 in dem Energiespeicherkondensatornetzwerk 26 verwendet. Sobald eine Auswahl getroffen ist, sendet die Steuerung 18 das Konfigurationssignal zu dem Energiespeicherkondensator­ netzwerk 26, um die Schalter auszulösen und die gewünschte Konfiguration zu implementieren.

Der gewünschte Energiepegel kann auf der Basis einer Patien­ tenimpedanz ausgewählt werden. Beispielsweise kann es wün­ schenswert sein, einen höheren gewünschten Energiepegel zu einer hohen Patientenimpedanz und einen geringeren gewün­ schten Energiepegel zu einer geringen Patientenimpedanz zu liefern. Die Patientenimpedanz und der gewünschte Energie­ pegel würden dennoch, obwohl es keine unabhängigen Variablen mehr sind, wie es oben beschrieben ist, als Parameter für die Steuerung 18 verwendet, um die geeignete Konfiguration aus dem Satz von Konfigurationen 150 auszuwählen. Ein Ver­ knüpfen der Parameter auf diese Weise, mit dem gewünschten Energiepegel als eine abhängige Variable über der Patientenimpedanz, kann eine wirksamere Defibrillation ermöglichen, da es sich gezeigt hat, daß verschiedene Patientenimpedanzen besser auf Defibrillationspulse, die verschiedene Energiepegel besitzen, reagieren.

Bei einem Schritt 216, der mit mit LIEFERE DEFIBRILLATIONS­ PULS ZU EINEM PATIENTEN bezeichnet ist, wird dem Benutzer durch den Defibrillator 10 signalisiert, einen Elektro­ schock-Druckknopf 20 zu drücken, um die Lieferung des Defibrillationspulses zu dem Patienten auszulösen. Die Steuerung 18 bestimmt die Polarität und die Zeitdauer des Defibrillationspulses entsprechend zu solchen Parametern wie beispielsweise einer Neigung des Signalverlaufs, um den gewünschten Energiebetrag und die gewünschte Signalform, wie beispielsweise eine zweiphasig abgeschnittene exponentielle, zu liefern.

Fig. 9 ist ein schematisches Diagramm eines Energiespeicher­ kondensatornetzwerks 100 gemäß einem alternativen Ausfüh­ rungsbeispiel der vorliegenden Erfindung, durch das für das oben beschriebene Energiespeicherkondensatornetzwerk 26 ersetzt werden kann. Die Kondensatoren 102, 104 und 106 sind seriell mit Widerständen 108, 110 und 112 und Dioden 114, 116 und 118 angebracht. Jede der seriellen Kombinationen von Kondensatoren 102-106, Widerständen 108-112 und Dioden 114-118 bilden Abschnitte, die Energie zu dem HV-Schalter 16 liefern, um den Defibrillationspuls zu erzeugen. Jeder der Abschnitte ist parallel verschaltet, um Energie durch den HV-Schalter 16 und das Paar von Elektroden 12 zu dem Patienten zu liefern. Der HV-Schalter 16 kann gesteuert werden, um den Defibrillationspuls in der gewünschten Polarität und Zeitdauer zu liefern, um je nach Wunsch einphasige, zweiphasige oder mehrphasige Signalformen zu erzeugen. Zusätzliche Abschnitte können je nach Bedarf zu dem Energiespeicherkondensatornetzwerk 100 hinzugefügt werden oder es können, entsprechend dem alternativen Ausführungsbeispiel, nur zwei Abschnitte verwendet werden.

Für Beispielzwecke sind die drei Abschnitte in dem Energie­ speicherkondensatornetzwerk 100 gezeigt. Die Kondensatoren 102-106 besitzen Kapazitätswerte C1, C2 bzw. C3 und Ladungsspannungspegel V1, V2 bzw. V3, die in Verbindung mit den Werten R1, R2 und R3 für die Widerstände 108-112 ausgewählt sind, um den impedanzangepaßten Defibrillations­ puls über den gewünschten Bereich von Patientenimpedanzen mit einem bestimmten Energiepegel zu liefern. Bei diesem Beispiel sind die Werte gemäß der folgenden Rangordnungsbe­ ziehung gewählt:

C1 ≧ C2 ≧ C3
V1 < V2 < V3
R1 < R2 < R3

Gemäß diesen Beziehungen können die Kapazitätswerte C1, C2 und C3 den gleichen Wert besitzen oder es sei die gezeigte größengeordnete Beziehung gemäß den Verwendungsanforderungen angenommen. Die Spannungswerte V1, V2 und V3 und die Wider­ standswerte R1, R2 und R3 sind in einer Rangordnung, um die aufeinanderfolgende Entladung der drei Abschnitte zu si­ chern. Aufeinanderfolgende Entladung bedeutet, daß, wenn ein Abschnitt sich unter einen vorbestimmten Pegel entlädt, ein anderer Abschnitt beginnen wird sich zu entladen. Die Zeit­ abstimmung der Entladungsfolge wird durch die Entladungs­ zeiten der Abschnitte getrieben und die Komponentenwerte sind gewählt, um gewünschte Entladungszeiten über den Bereich von Patientenimpedanzen zu erhalten. Die Größe der Werte für R1-R3, C1-C3 und V1-V3 sind ebenso gewählt, um den gewünschten Energiepegel in dem Defibrillationspuls zu dem Patienten zu liefern.

Fig. 10A und 10B sind Graphen eines Patientenstroms über der Zeit für Patienten mit geringer Impedanz und hoher Impedanz, wobei das Energiespeicherkondensatornetzwerk 100 gemäß dem alternativen Ausführungsbeispiel der vorliegenden Erfindung, das in Fig. 9 gezeigt ist, verwendet wird. Fig. 10A ist ein Graph von Defibrillationspulsen für eine Patientenimpedanz von 30 Ohm, die an dem unteren Ende des Bereichs von Patientenimpedanzen liegt. Eine Kurvenlinie 400 zeigt einen Signalverlauf eines Patientenstroms eines Defibril­ lationspulses über der Zeit, der unter Verwendung des Energiespeicherkondensatornetzwerk 100 möglich ist. Eine Kurvenlinie 402 ist ein Defibrillationspuls eines typischen Patientenstroms, der durch ein Verwenden eines einzelnen Kondensators gemäß dem Stand der Technik erhalten wurde. Obwohl die Defibrillationspulse als einphasige Typen gezeigt sind, können zweiphasige und mehrphasige Defibrillations­ pulse ebenso erzeugt werden, indem der HV-Schalter 16 verwendet wird.

Die Kurvenlinie 400 ist mit Segmenten, die die Zeiten T0-­ T1, T1-T2 und T2-T3 überspannen gezeigt. Das Segment, das T0-T1 überspannt, stellt den Entladungsstrom von dem ersten Abschnitt dar, der aus dem Kondensator 102, dem Widerstand 108 und der Diode 114 besteht. Der Kondensator 102 mit Kapazität C1 wird mit dem größten Wert eines Wider­ stands R1 auf den höchsten Spannungspegel V1 geladen. Die Diode 114 ist in Durchlaßrichtung vorgespannt und der erste Abschnitt wird vor den anderen zwei Abschnitten entladen. Ist der erste Abschnitt bei einer Zeit T1 unter den Lade­ pegel V2 des zweiten Abschnitts, der aus dem Kondensator 104, dem Widerstand 110 und der Diode 116 besteht, entladen, wird die Diode 116 in Durchlaßrichtung vorgespannt, um die Entladung des zweiten Abschnitts zu beginnen. Ist der zweite Abschnitt bei einer Zeit T2 unter die Ladespannung V3 des dritten Abschnitts, der aus dem Kondensator 106, dem Wider­ stand 112 und der Diode 118 besteht, entladen, wird die Diode 118 in Durchlaßrichtung vorgespannt, wodurch die Ent­ ladung des dritten Abschnitts, die bis zur Zeit T3 anhält, beginnt. Der Zeitpunkt T3 tritt ein, wenn der HV-Schalter sich ansprechend auf das Polarität/Zeitdauersignal der Steuerung 18 öffnet.

Die Kurvenlinie 400 besitzt einen Spitzenstrom von 36 A bei einer Zeit T0. Im Gegensatz dazu besitzt die Kurvenlinie 402, entsprechend einem einzelnen Kondensator, der auf 1.800 V geladen ist, einen Spitzenstrom von 60 A. Um den Defibril­ lationspuls der Kurvenlinie 400 entsprechend zu erzeugen, ist der erste Abschnitt des Energiespeicherkonden­ satornetzwerks 100 unter Verwendung des Kondensator 102, der auf 2160 V aufgeladen ist, aufgebaut, wobei derselbe seriell zu dem Widerstand 108 ist, der einen Wert R1 von 30 Ohm besitzt, wodurch der Spitzenstrom auf 36 A begrenzt ist. Der zweite und dritte Abschnitt, die geringere Widerstandswerte R2 und R3 sowie geringere Ladungsspannungen V2 und V3 verwenden, liefern den gewünschten Energiebetrag in dem verbleibenden Abschnitt des Defibrillationspulses.

Fig. 10B ist ein Graph von Defibrillationspulsen für eine Patientenimpedanz von 150 Ohm, die an dem oberen Ende des Bereichs von Patientenimpedanzen liegt. Eine Kurvenlinie 404 zeigt einen Signalverlauf eines Patientenstroms eines Defi­ brillationspulses über der Zeit, der bei Verwendung des Energiespeicherkondensatornetzwerk 100 möglich ist. Die Kurvenlinie 406 ist ein Defibrillationspuls eines typischen Patientenstroms, der erhalten wird, indem ein einzelner Kondensator gemäß dem Stand der Technik verwendet wird.

Die Kurvenlinie 404 ist mit Segmenten, die die Zeiten T0-­ T4, T4-T5 und T5-T6 überspannen, gezeigt. Das Energie­ speicherkondensatornetzwerk 100 wird auf die gleiche Weise, wie es oben für das Beispiel mit einer geringen Patienten­ impedanz für die drei Segmente gezeigt ist, betrieben. Beide Kurvenlinien 404 und 406 besitzen Spitzenströme von 12 A. Die Kurvenlinie 404 zeigt über die Zeitperiode, die T0-T6 überspannt, einen schnelleren Stromabfall als die Kurven­ linie 406. Auf diese Weise kann der Bereich von Zeitdauern des Defibrillationspulses über den Bereich von Patienten­ impedanzen kleiner gehalten werden.

Fig. 10A und 10B zeigen das Verfahren zum Liefern eines impedanzkompensierten Defibrillationspulses, der Spitzen­ ströme besitzt, die geringer als der Maximalwert für geringe Patientenimpedanzen sind, und mit begrenzten Pulszeitdauern für hohe Patientenimpedanzen, wie es oben beschrieben ist. Zusätzliche Abschnitte können nach Bedarf hinzugefügt werden. Der Hochspannungslader 24 würde konfiguriert, um jeden der Kondensatoren 102-106 jeweils auf die Ladungs­ spannungen V1-V3 zu laden, um das Energiespeicherkonden­ satornetzwerk 100 zur Vorbereitung einer Lieferung des impedanzkompensierten Defibrillationspulses zu laden.

Für Fachleute ist es offensichtlich, daß viele Veränderungen in den Details der oben beschriebenen bevorzugten Aus­ führungsbeispiele der Erfindung durchgeführt werden können, ohne von dem Geist der Erfindung in seinen breiteren Aspekten abzuweichen. Beispielsweise kann eine Auswahl von Schalttechnologien, die von mechanischen Schaltern bis hin zu verschiedenen Typen von Festkörperschaltern reicht, in dem Energiespeicherkondensatornetzwerk 26 verwendet werden. Der Satz von möglichen Konfigurationen des Energiespeicher­ kondensatornetzwerks kann ohne weiteres erweitert oder reduziert werden, um dieselben den Anwendungsanforderungen, die eine Genauigkeit einer Impedanzkompensierung und einen gewünschten Bereich von verfügbaren Energiepegeln mitein­ schließen, anzupassen.

Claims (38)

1. Defibrillator (10), mit folgenden Merkmalen:
einem Paar von Elektroden (12) zum Verschalten mit einem Patienten;
einem HV-Schalter (16), der mit dem Paar von Elektroden verschaltet ist; und
einem Energiespeicherkondensatornetzwerk (26; 100) zum Liefern eines impedanzkompensierten Defibrillations­ pulses zu dem Patienten durch den HV-Schalter (16).

2. Defibrillator (10) gemäß Anspruch 1, bei dem das Ener­ giespeicherkondensatornetzwerk (26; 100) eine Mehrzahl von Kondensatoren (60, 62, 64, 66, 68; 102, 104, 106) aufweist, die entsprechend einer Mehrzahl von Kon­ figurationen angeordnet sind.

3. Defibrillator (10) gemäß Anspruch 1 oder 2, der ferner einen Hochspannungslader (24) aufweist, der mit dem Energiespeicherkondensatornetzwerk (26; 100) zum Auf­ laden jedes der Kondensatoren (60, 62, 64, 66, 68; 102, 104, 106) verschaltet ist.

4. Defibrillator (10) gemäß einem der Ansprüche 1 bis 3, der ferner einen Satz von Ladungsschaltern (50, 52, 54, 56) aufweist, die zwischen dem Hochspannungslader (24) und jedem der Kondensatoren (60, 62, 64, 66, 68) eingefügt sind.

5. Defibrillator (10) gemäß einem der Ansprüche 2 bis 4, der ferner folgende Merkmale aufweist:
ein vorderes Ende (14), das mit dem Paar von Elektro­ den (12) verschaltet ist, um eine Patientenimpedanz zu liefern; und
eine Steuerung (18), die, die eine Patientenimpedanz zu erhalten, mit dem vorderen Ende (14), und, um eine der Konfigurationen basierend auf der Patientenimpe­ danz und einem gewählten Energiepegel auszuwählen, mit dem Energiespeicherkondensatornetzwerk (26; 100) verschaltet ist.

6. Defibrillator (10) gemäß Anspruch 5, bei dem die Steuerung (18) mit dem HV-Schalter (16) verschaltet ist, um eine Zeitdauer und eine Polarität des impe­ danzkompensierten Defibrillationspulses zu steuern.

7. Defibrillator (10) gemäß Anspruch 6, bei dem der impe­ danzkompensierte Defibrillationspuls entweder eine Phase, zwei Phasen oder mehrere Phasen aufweist.

8. Defibrillator (10) gemäß einem der Ansprüche 5 bis 7, bei dem der gewählte Energiepegel auf einen Pegel festgelegt ist.

9. Defibrillator (10) gemäß einem der Ansprüche 5 bis 7, bei dem der gewählte Energiepegel gemäß einem Proto­ koll ausgewählt ist.

10. Defibrillator (10) gemäß einem der Ansprüche 5 bis 7, bei dem der gewählte Energiepegel manuell durch einen Benutzer gewählt ist.

11. Defibrillator (10) gemäß einem der Ansprüche 5 bis 7, bei dem der gewählte Energiepegel als eine Funktion der Patientenimpedanz bestimmt ist.

12. Defibrillator (10) gemäß einem der Ansprüche 2 bis 11, bei dem das Energiespeicherkondensatornetzwerk (26) ferner folgende Merkmale aufweist:
eine Mehrzahl von Kondensatoren (60, 62, 64, 66, 68), die seriell und parallel mit dem HV-Schalter ver­ schaltet sind; und
eine Mehrzahl von Schaltern (70, 72, 74, 76, 78), die zwischen jedem der Kondensatoren (60, 62, 64, 66, 68) und Masse geschaltet sind;
wobei das Energiespeicherkondensatornetzwerk (26) konfiguriert ist, um einen impedanzkompensierten Defi­ brillationspuls durch ein Einstellen der Mehrzahl von Schaltern (70, 72, 74, 76, 78) entsprechend einer der Konfigurationen zu liefern.

13. Defibrillator (10) gemäß einem der Ansprüchen 1 bis 12, bei dem der impedanzkompensierte Defibrillations­ puls einen Spitzenstrom besitzt, der geringer als ein Maximalwert ist.

14. Defibrillator (10) gemäß einem der Ansprüche 1 bis 13, bei dem das Energiespeicherkondensatornetzwerk fol­ gende Merkmale aufweist:
eine Mehrzahl von Abschnitten, wobei jeder der Ab­ schnitte einen Kondensator (102, 104, 106), einen Widerstand (108, 110, 112) und eine Diode (114, 116, 118) in serieller Schaltung aufweist, und wobei jeder der Abschnitte parallel zu dem HV-Schalter (16) ver­ schaltet ist;
wobei jeder der Kondensatoren (102, 104, 106) auf eine Ladespannung entsprechend einer Rangordnung aufgeladen ist, wobei jeder der Widerstände (108, 110, 112) einen Widerstandswert besitzt, der entsprechend der Rang­ ordnung gewählt ist, wobei das Energiespeicherkonden­ satornetzwerk (100) konfiguriert ist, um einen impe­ danzkompensierten Defibrillationspuls durch ein auf­ einanderfolgendes Entladen jedes der Abschnitte zu liefern.

15. Verfahren (216) zum Liefern eines impedanzkompensier­ ten Defibrillationspulses zu einem Patienten mit fol­ genden Schritten:
Messen (210) einer Patientenimpedanz des Patienten;
Auswählen (214) einer Konfiguration aus einem Satz von Konfigurationen in einem Energiespeicherkondensator­ netzwerk (26; 100), um einen impedanzkompensierten Defibrillationspuls zu dem Patienten ansprechend auf die Patientenimpedanz zu liefern; und
Liefern (216) des impedanzkompensierten Defibrilla­ tionspulses zu dem Patienten.

16. Verfahren zum Liefern (216) eines impedanzkompensier­ ten Defibrillationspulses zu einem Patienten gemäß Anspruch 15, bei dem Schritt des Auswählens (214) die Konfigurationen ferner ansprechend auf einen gewählten Energiepegel ausgewählt wird.

17. Verfahren zum Liefern (216) eines impedanzkompensier­ ten Defibrillationspulses zu einem Patienten gemäß Anspruch 16, bei dem der gewählte Energiepegel auf einen Pegel festgelegt ist.

18. Verfahren zum Liefern (216) eines impedanzkompensier­ ten Defibrillationspulses zu einem Patienten gemäß Anspruch 16, bei dem der gewählte Energiepegel gemäß einem Protokoll bestimmt ist.

19. Verfahren zum Liefern (216) eines impedanzkompensier­ ten Defibrillationspulses zu einem Patienten gemäß einem der Anspruch 16, bei dem der gewählte Energie­ pegel manuell durch einen Benutzer gewählt ist.

20. Verfahren zum Liefern (216) eines impedanzkompensier­ ten Defibrillationspulses zu einem Patienten gemäß einem der Ansprüche 15 bis 19, das ferner folgenden Schritt aufweist:
Laden des Energiespeicherkondensatornetzwerks (26; 100) durch Verwenden eines Hochspannungsladers (24).

21. Verfahren zum Liefern (216) eines impedanzkompensier­ ten Defibrillationspulses zu einem Patienten gemäß einem der Ansprüche 15 bis 20, das ferner folgenden Schritt aufweist:
Verschalten des Patienten mit dem Energiespeicher­ kondensatornetzwerk (26; 100) über ein Paar von Elektroden (12).

22. Verfahren zum Liefern (216) eines impedanzkompensier­ ten Defibrillationspulses zu einem Patienten gemäß einem der Ansprüche 15 bis 21, das ferner folgenden Schritt aufweist:
Liefern (216) des impedanzkompensierten Defibril­ lationspulses zu dem Patienten mit einem Spitzenstrom, der geringer als ein Maximalwert ist.

23. Defibrillator (10), mit folgenden Merkmalen:
einem Paar von Elektroden (12) zum Verschalten mit einem Patienten;
einer Eingangsschaltung (14), die mit dem Paar von Elektroden (12) verschaltet ist, um eine Patienten­ impedanz und ein EKG-Signal zu liefern;
einem HV-Schalter (16), der mit dem Paar von Elektroden (12) verschaltet ist;
einem Energiespeicherkondensatornetzwerk (26; 100), das eine Mehrzahl von Konfigurationen besitzt; und
einer Steuerung (18), die mit dem Eingang (14), dem HV-Schalter (16) und dem Energiespeicherkondensator­ netzwerk (26; 100) verschaltet ist;
wobei die Steuerung (18) eine der Konfigurationen, basierend auf der Patientenimpedanz und einem gewähl­ ten Energiepegel, auswählt, und einen impedanz­ kompensierten Defibrillationspuls durch den HV- Schalter (16) zu dem Patient, ansprechend auf ein Erfassen eines durch Elektroschock beeinflußbaren Rhythmusses in dem EKG-Signal, liefert.

24. Defibrillator (10) gemäß Anspruch 23, bei dem der ge­ wählte Energiepegel auf einen Pegel festgelegt ist.

25. Defibrillator (10) gemäß Anspruch 23, bei dem der ge­ wählte Energiepegel gemäß einem Protokoll bestimmt ist.

26. Defibrillator (10) gemäß Anspruch 23, bei dem der ge­ wählte Energiepegel manuell durch einen Benutzer ge­ wählt ist.

27. Defibrillator (10) gemäß einem der Ansprüche 23 bis 26, bei dem der gewählte Energiepegel als eine Funktion der Patientenimpedanz bestimmt ist.

28. Defibrillator (10) gemäß einem der Ansprüche 23 bis 27, der ferner einen Hochspannungslader (24), der mit dem Energiespeicherkondensatornetzwerk (26; 100) verschaltet ist, um das Energiespeicherkondensator­ netzwerk (26; 100) zu laden, aufweist.

29. Defibrillator (10) gemäß einem der Ansprüche 23 bis 28, bei dem die Steuerung (18) eine Zeitdauer und eine Polarität des impedanzkompensierten Defibrillationspulses bestimmmt.

30. Defibrillator (10) gemäß einem der Ansprüche 23 bis 29, bei dem der impedanzkompensierte Defibrillations­ puls entweder eine Phase, zwei Phasen oder mehrere Phasen aufweist.

31. Defibrillator (10) gemäß einem der Ansprüchen 23 bis 30, bei dem das Energiespeicherkondensatornetzwerk (26; 100) für einen gewählten Energiepegel über 200 Joule angelegt ist.

32. Defibrillator (10) gemäß einem der Ansprüche 23 bis 31, bei dem das Energiespeicherkondensatornetzwerk (26; 100) folgende Merkmale aufweist:
eine Mehrzahl von Kondensatoren (60, 62, 64, 66, 68), die seriell und parallel mit dem HV-Schalter ver­ schaltet sind; und
eine Mehrzahl von Schaltern (70, 72, 74, 76, 78), die zwischen jeden der Kondensatoren (60, 62, 64, 66, 68) und Masse geschaltet sind;
wobei das Energiespeicherkondensatornetzwerk (26; 100) konfiguriert ist, um einen impedanzkompensierten Defibrillationspuls durch Einstellen der Mehrzahl von Schaltern (70, 72, 74, 76, 78) entsprechend der einen der Konfigurationen zu liefern.

33. Defibrillator (10) gemäß einem der Ansprüche 23 bis 32, bei dem der impedanzkompensierte Defibrillations­ puls einen Spitzenstrom besitzt, der geringer als ein Maximalwert ist.

34. Verfahren zum Liefern (216) eines impedanzkompensier­ ten Defibrillationspulses zu einem Patienten mit fol­ genden Schritten:
Bereitstellen eines Paars von Elektroden (12) zum Ver­ schalten mit dem Patienten;
Bereitstellen eines HV-Schalters (16), der mit den Elektroden verschaltet ist;
Bereitstellen einer Mehrzahl von Abschnitten, die in einem Energiespeicherkondensatornetzwerk (100) parallel mit dem HV-Schalter (16) verschaltet sind, wobei jeder der Abschnitte einen Kondensator (102, 104, 106), einen Widerstand (108, 110, 112) und eine Diode (114, 116, 118), die seriell verschaltet sind, aufweist;
Aufladen jedes Kondensators auf eine Ladungsspannung in der Rangordnung mit den anderen Abschnitten; und
Liefern (216) eines impedanzkompensierten Defibrilla­ tionspulses durch den HV-Schalter (16) und das Paar von Elektroden (12) zu dem Patienten, indem jeder der Abschnitte aufeinanderfolgend entladen wird.

35. Verfahren zum Liefern (216) eines impedanzkompensier­ ten Defibrillationspulses zu einem Patienten gemäß Anspruch 34, das ferner folgenden Schritt aufweist:
Bereitstellen einer Steuerung (18), die mit dem HV-Schalter (16) verschaltet ist.

36. Verfahren zum Liefern (216) eines impedanzkompensier­ ten Defibrillationspulses zu einem Patienten gemäß Anspruch 35, bei dem die Steuerung (18) eine Zeitdauer und eine Polarität des impedanzkompensierten Defibril­ lationspulses bestimmt.

37. Verfahren gemäß Anspruch 35 oder 36, bei dem der impedanzkompensierte Defibrillationspuls entweder eine eine Phase, zwei Phasen oder mehrere Phasen, aufweist.

38. Fehlererfassungswiderstandsnetzwerk (300) in einem Energiespeicherkondensatornetzwerk (26; 100), das eine Mehrzahl von Kondensatoren (60, 62, 64) aufweist, die seriell verschaltet sind, wobei dieselben aufgeladen werden, indem ein Hochspannungslader (24) verwendet wird, mit folgenden Merkmalen:
einem ersten Widerstandsnetzwerk (302, 304, 306), das in einem Nebenschluß über jeden der Mehrzahl von Konden­ satoren (60, 62, 64) geschaltet ist, so daß eine erste Testspannung entsteht;
einem zweiten Widerstandsnetzwerk, das über den Hoch­ spannungslader (24) geschaltet ist, so daß eine zweite Testspannung entsteht; und
eine Vergleichsschaltung (316), die mit den ersten und zweiten Testspannungen verschaltet ist, um ein Fehlersignal zu erzeugen, wenn die erste Testspannung sich von der zweiten Testspannung um mehr als einen vorbestimmten Grenzwert unterscheidet.