(57)【要約】【課題】自動化された心肺圧迫装置における偏向の補償を提供する。【解決手段】心肺圧迫システムが、圧迫装置（１１０）と、前記圧迫装置に結合された支持機構（１２０）と、患者と前記圧迫装置との間の相互作用を測定するよう構成されたフィードバック・センサー（１０４）とを含む。制御ユニット（１１２）は、前記圧迫装置の動作の間に、前記フィードバック・センサーから入力を受領し、ある目標パラメータを満たすよう前記圧迫システムの諸動作パラメータを調整するよう構成されている。【選択図】図４
2020006248.tif 000002
【特許請求の範囲】
【請求項１】
心肺圧迫システムであって：
圧迫装置と；
患者を載せるバックボードおよび前記圧迫装置を支持するフレームを有する支持機構と；
前記圧迫装置の動作の際に前記支持機構の反りを測定するよう構成された一つまたは複数のフィードバック・センサーと；
前記圧迫装置の動作の間に、前記一つまたは複数のフィードバック・センサーから入力を受領し、目標圧迫深さを達成するよう前記圧迫装置の圧迫パッドが押し出されるストローク長を調整するよう構成された制御ユニットとを有する、
心肺圧迫システム。
【請求項２】
心肺圧迫システムであって：
圧迫装置と；
前記圧迫装置を患者に固定するためのストラップと；
前記圧迫装置の圧迫パッドが押し出されるときの前記圧迫装置の離昇を測定するよう構成された一つまたは複数のフィードバック・センサーと；
前記圧迫装置の動作の間に、前記一つまたは複数のフィードバック・センサーから入力を受領し、目標圧迫深さを達成するよう当該心肺圧迫システムの動作パラメータを調整するよう構成された制御ユニットとを有しており、前記動作パラメータは、前記圧迫装置の圧迫パッドが押し出されるストローク長および／または前記ストラップの張力を含む、
心肺圧迫システム。
【請求項３】
心肺圧迫システムであって：
圧迫装置と；
患者を載せるバックボードおよび前記圧迫装置を支持するフレームを有する支持機構と；
前記圧迫装置によって患者に加えられる力を測定および／または計算する力センサーを含む一つまたは複数のフィードバック・センサーと；
前記圧迫装置の動作の間に、前記力センサーから入力を受領し、ルックアップテーブルまたは公式としてメモリに記憶されている力‐反り特性に基づいて前記圧迫装置の動作の際の前記支持機構の反りを決定し、目標圧迫深さを達成するよう前記圧迫装置の圧迫パッドが押し出されるストローク長を調整するよう構成された制御ユニットとを有する、
心肺圧迫システム。
【請求項４】
心肺圧迫システムであって：
圧迫装置と；
前記圧迫装置を患者に固定するためのストラップと；
前記圧迫装置によって患者に加えられる力を測定および／または計算する力センサーを含む一つまたは複数のフィードバック・センサーと；
前記圧迫装置の動作の間に、前記力センサーから入力を受領し、測定された力を、前記圧迫装置の圧迫パッドが押し出された距離の関数として期待される力と比較することに基づいて、目標圧迫深さを達成するよう当該心肺圧迫システムの動作パラメータを調整するよう構成された制御ユニットとを有しており、前記動作パラメータは、前記圧迫装置の圧迫パッドが押し出されるストローク長および／または前記ストラップの張力を含む、
心肺圧迫システム。
【請求項５】
心肺圧迫システムであって：
圧迫装置と；
前記圧迫装置の圧迫パッドの動きを検出できる加速度計またはジャイロスコープの少なくとも一方を含むフィードバック・センサーと；
前記圧迫装置の動作の間に、前記フィードバック・センサーから入力を受領し、目標圧迫深さを達成するよう当該心肺圧迫システムの動作パラメータを調整するよう構成された制御ユニットとを有しており、
前記動作パラメータは、前記圧迫装置が当該心肺圧迫システムのフレームによって支持される場合には前記圧迫装置の圧迫パッドが押し出されるストローク長を含み、前記圧迫装置がストラップによって患者に固定される場合には前記ストローク長またはストラップ張力の少なくとも一方を含む、
心肺圧迫システム。
【請求項６】
前記制御ユニットが、前記フィードバック・センサーからの入力に基づいて、前記目標圧迫深さを達成するために取られるアクションを決定するよう構成された動的調整モジュールを含む、請求項１ないし５のうちいずれか一項記載の心肺圧迫システム。
【請求項７】
前記動的調整モジュールが、前記一つまたは複数のフィードバック・センサーからの入力に基づいて、前記目標圧迫深さを達成するために取られるアクションを決定することを、前記一つまたは複数のフィードバック・センサーからの入力と前記目標圧迫深さを達成するために取られるアクションとを関連付けている、メモリに記憶されているデータに基づいて行なう、請求項６記載の心肺圧迫システム。
【請求項８】
心肺圧迫システムであって：
圧迫装置と；
患者を載せるバックボードおよび前記圧迫装置を支持するフレームを有する支持機構と；
前記圧迫装置の動作の際に前記支持機構の反りを測定するよう構成された一つまたは複数のフィードバック・センサーと；
前記一つまたは複数のフィードバック・センサーから入力を受領し、前記圧迫装置の動作の間、目標圧迫深さを達成するよう当該心肺圧迫システムの動作を制御するよう構成されている制御ユニットであって、前記制御ユニットは、メモリに記憶されている動的調整モジュールを有し、前記動的調整モジュールは、前記一つまたは複数のフィードバック・センサーからの入力に従って調整信号を出力するよう構成されている、制御ユニットと；
前記調整信号に応答して前記目標圧迫深さを達成するよう前記圧迫装置の圧迫パッドが押し出されるストローク長を調整するよう構成された少なくとも一つの調整機構とを有する、
心肺圧迫システム。
【請求項９】
心肺圧迫システムであって：
圧迫装置と；
前記圧迫装置を患者に固定するためのストラップと；
前記圧迫装置の圧迫パッドが押し出されるときの前記圧迫装置の離昇を測定するよう構成された一つまたは複数のフィードバック・センサーと；
前記一つまたは複数のフィードバック・センサーから入力を受領し、前記圧迫装置の動作の間、目標圧迫深さを達成するよう当該心肺圧迫システムの動作を制御するよう構成されている制御ユニットであって、前記制御ユニットは、メモリに記憶されている動的調整モジュールを有し、前記動的調整モジュールは、前記一つまたは複数のフィードバック・センサーからの入力に従って調整信号を出力するよう構成されている、制御ユニットと；
前記調整信号に応答して前記目標圧迫深さを達成するよう前記圧迫装置の圧迫パッドが押し出されるストローク長および／または前記ストラップの張力を調整するよう構成された少なくとも一つの調整機構とを有する、
心肺圧迫システム。
【請求項１０】
心肺圧迫システムであって：
圧迫装置と；
患者を載せるバックボードおよび前記圧迫装置に結合されたフレームを有する支持機構と；
前記圧迫装置によって患者に加えられる力を測定および／または計算する力センサーを含む一つまたは複数のフィードバック・センサーと；
前記一つまたは複数のフィードバック・センサーから入力を受領し、前記圧迫装置の動作の間、目標圧迫深さを達成するよう当該心肺圧迫システムの動作を制御するよう構成されている制御ユニットであって、前記制御ユニットは、メモリに記憶されている動的調整モジュールを有し、前記動的調整モジュールは、前記力センサーからの入力と、ルックアップテーブルまたは公式としてメモリに記憶されている力‐反り特性とに基づいて前記圧迫装置の動作の際の前記支持機構の反りを決定し、前記目標圧迫深さを達成するよう前記圧迫装置の圧迫パッドが押し出されるストローク長を決定し、それに従って調整信号を出力するよう構成されている、制御ユニットと；
前記調整信号に応答して前記目標圧迫深さを達成するよう前記ストローク長を調整するよう構成された少なくとも一つの調整機構とを有する、
心肺圧迫システム。
【請求項１１】
心肺圧迫システムであって：
圧迫装置と；
前記圧迫装置を患者に固定するためのストラップと；
前記圧迫装置によって患者に加えられる力を測定および／または計算する力センサーを含む一つまたは複数のフィードバック・センサーと；
前記一つまたは複数のフィードバック・センサーから入力を受領し、前記圧迫装置の動作の間、目標圧迫深さを満たすよう当該心肺圧迫システムの動作を制御するよう構成されている制御ユニットであって、前記制御ユニットは、メモリに記憶されている動的調整モジュールを有し、前記動的調整モジュールは、測定された力を、前記圧迫装置の圧迫パッドが押し出された距離の関数として期待される力と比較することに基づいて、目標圧迫深さを達成するための、前記圧迫装置の圧迫パッドが押し出されるストローク長および／または前記ストラップの張力を決定し、それに従って調整信号を出力するよう構成されている、制御ユニットと；
前記調整信号に応答して前記目標圧迫深さを達成するよう前記ストローク長および／またはストラップの張力を調整するよう構成された少なくとも一つの調整機構とを有する、
心肺圧迫システム。
【請求項１２】
心肺圧迫システムであって：
圧迫装置と；
前記圧迫装置の圧迫パッドの動きを検出できる加速度計またはジャイロスコープの少なくとも一方を含む一つまたは複数のフィードバック・センサーと；
前記一つまたは複数のフィードバック・センサーから入力を受領し、前記圧迫装置の動作の間、目標圧迫深さを達成するよう当該心肺圧迫システムの動作を制御するよう構成されている制御ユニットであって、前記制御ユニットは、メモリに記憶されている動的調整モジュールを有し、前記動的調整モジュールは、前記一つまたは複数のフィードバック・センサーからの入力に従って前記目標圧迫深さを達成するための調整信号を出力するよう構成されている、制御ユニットと；
前記調整信号に応答して前記目標圧迫深さを達成するよう動作パラメータを調整するよう構成された少なくとも一つの調整機構とを有しており、
前記動作パラメータは、前記圧迫装置が当該心肺圧迫システムのフレームによって支持される場合には前記圧迫装置の圧迫パッドが押し出されるストローク長を含み、前記圧迫装置がストラップによって患者に固定される場合には前記ストローク長またはストラップ張力の少なくとも一方を含む、
心肺圧迫システム。
【請求項１３】
当該心肺圧迫システムのメモリが、患者の一つまたは複数の種別について、前記心肺圧迫システムについての測定されたセンサー・データと、結果として得られる圧迫深さとの相関に基づく参照索引を記憶している、請求項１ないし１２のうちいずれか一項記載の心肺圧迫システム。
【請求項１４】
心肺圧迫システムの作動方法であって：
前記心肺圧迫システムは、患者の一つまたは複数の種別について、前記心肺圧迫システムについての測定されたセンサー・データと、結果として得られる圧迫深さとの相関に基づく参照索引を記憶しており；
当該作動方法は、前記心肺圧迫システムの動作の間に、センサー・データを測定し；
前記センサー・データを前記参照索引と比較して、目標圧迫深さを達成するために必要とされる前記心肺圧迫システムへの一つまたは複数の調整設定を決定し；
前記目標圧迫深さを達成するための前記一つまたは複数の調整設定に従って一つまたは複数の調整機構による調整を行なうことを含む、
方法。
【請求項１５】
前記調整機構による調整が、前記心肺圧迫システムの圧迫装置が前記心肺圧迫システムのフレームによって支持される場合には前記圧迫装置の圧迫パッドが押し出されるストローク長の調整を含み、前記圧迫装置がストラップによって患者に固定される場合には前記ストローク長またはストラップ張力の少なくとも一方の調整を含む、請求項１４記載の方法。
【発明の詳細な説明】
【技術分野】
【０００１】
本開示は、心肺器具に、より詳細には自動心肺蘇生（CPR:  cardiopulmonary  resuscitation）システムのための方法および装置に関する。
【背景技術】
【０００２】
機械的な心肺蘇生（CPR）装置は空気式の（pneumatic）装置から電気機械的に動力を与えられる圧迫機構に切り替わった。これらの装置はバッテリー電力を受けるモーターを使い、圧迫レートおよび深さの精密な制御および調整可能性を提供する。米国心臓学会（AHA:  American  Heart  Association）および欧州蘇生評議会（ERC:  European  Resuscitation  Council）はそれぞれ、心肺蘇生のための最良慣行ガイドラインを確立している。両者によって指定される鍵となる変数は圧迫の深さである。胸部圧迫の指定された深さに達するために、有意な量の力が必要とされる。さらに、指定された深さに達するために必要とされる力の大きさは患者によって変わる。
【０００３】
現在市場にある機械式CPR装置は二つの構成に分割されうる。これらは、剛性構造装置と胸部取り付け装置を含む。
【発明の概要】
【発明が解決しようとする課題】
【０００４】
剛性構造装置については、胸部圧迫機構または「胸部コンプレッサー」は剛性のフレームまたは構造を使って患者の上方に懸架され、患者の下に剛性のバックボードが設けられる。これらの装置は通例、異なるサイズの患者を受け入れるよう、何らかの高さ調整手段をもつ。剛性構造装置では、胸部コンプレッサーの筐体に対する胸部コンプレッサーのストローク距離は、駆動機構の制御システムによって緊密に制御できるが、患者に加えられる実際の圧迫深さはAHAおよびERCガイドラインにおいて指定される療法深さ範囲より実質的に小さいことがある。患者圧迫深さにおけるこの誤差の有意な部分は、十分な灌流のために必要とされる高い圧迫力に起因する、支持構造およびバックボードの機械的な反り（deflection）に帰することができる。不十分な圧迫深さは、不都合な患者帰結につながることがありうる。
【０００５】
胸部取り付け装置については、胸部圧迫機構または「胸部コンプレッサー」は患者の胸部によって直接支持され、患者の胸部の上に安置され、圧迫装置を患者に固定するために柔軟なストラップおよび／またはベルト（以下では「ストラップ」）が使用される。これらの装置は、患者の下の剛性のバックボードを利用してもしなくてもよい。胸部取り付け装置では、胸部コンプレッサーの筐体に対する胸部コンプレッサーのストローク距離は駆動機構の制御システムによって緊密に制御できるものの、胸部コンプレッサーが患者の胸部から持ち上がってしまうことがありうるいくつかの理由がある。これが起こると、患者が受ける実際の圧迫深さは意図される圧迫深さより実質的に少ないことがある。不十分な圧迫深さは不都合な患者帰結につながることがありうる。
【０００６】
持ち上がりにはいくつかの潜在的な源がある。胸部コンプレッサーが適正に固定されることを保証するようストラップを十分締め付けることはケア担当者に任されている。正しくなされないと、これは胸部コンプレッサーの持ち上がりにつながることがある。胸部コンプレッサーは、療法中における患者の胸部における生理学上の変化のため、患者の胸部から持ち上がることもありうる。該変化は、断面形状の変化（「胸部モールディング（chest  molding）」または「圧迫セット（compression  set）」）および／または胸部の相対硬さ（relative  stiffness）の変化を含むがそれに限定されない。さらに、コンプレッサーのストロークはこれらの変化の主要な源でありうるものの、ストラップ自身も、その形状、位置および張力のため、この効果に寄与しうる。これらのシナリオにおいて、ストラップおよび胸部コンプレッサーは療法の開始時においてしっかりしていたのに、ゆるみはじめることがあり、胸部コンプレッサーは圧迫療法が進行するにつれて胸部から持ち上がりはじめることがある。諸圧迫の間、ストラップは患者に加えられる圧迫負荷に対応する引っ張り負荷を担持する。ストラップの素材および構築の関数であるストラップの引っ張り硬さ（tensile  stiffness）が、圧迫中にストラップがどのくらい伸張するかを決定する。この伸張も、患者の胸部からの胸部コンプレッサーの持ち上がりに寄与する。
【課題を解決するための手段】
【０００７】
本願の原理によれば、心肺圧迫システムは、圧迫装置と、前記圧迫装置に結合された支持機構と、患者と前記圧迫装置との間の相互作用を測定するよう構成された一つまたは複数のフィードバック・センサーとを含む。制御ユニットは、前記圧迫装置の動作の間に、前記一つまたは複数のフィードバック・センサーから入力を受領し、ある目標パラメータを満たすよう前記圧迫システムの諸動作パラメータを調整するよう構成されている。
【０００８】
別の心肺圧迫システムは、圧迫装置と、前記圧迫装置に結合された支持機構とを含む。一つまたは複数のフィードバック・センサーが患者と前記圧迫装置との間の相互作用を測定するよう構成される。制御ユニットは、前記一つまたは複数のフィードバック・センサーから入力を受領し、前記圧迫装置の動作の間、ある目標パラメータを満たすよう前記圧迫システムの諸動作パラメータを調整するよう構成されている。その際、メモリに記憶されており、前記一つまたは複数のフィードバック・センサーからの測定値に従って調整信号を出力するよう構成されている動的調整モジュールを使う。少なくとも一つの調整機構が、前記調整信号に応答して前記目標パラメータを達成するための前記圧迫システムへの調整を行なうよう構成される。
【０００９】
心肺圧迫システムの動的調整のための方法が、患者の一つまたは複数の種別について、前記圧迫システムについての測定されたセンサー・データを、結果として得られる圧迫深さと相関付け；種々の患者種別について、所望される圧迫深さに対する前記測定されたセンサー・データについての参照索引〔インデックス〕を生成し；前記圧迫システムの動作の間に、センサー・データを測定し；前記センサー・データを前記参照索引と比較して、目標パラメータを達成するために必要とされる前記圧迫システムへの一つまたは複数の調整設定を決定し；前記目標パラメータを達成するための前記一つまたは複数の調整設定に従って一つまたは複数の調整機構を調整することを含む。
【００１０】
本開示のこれらおよび他の目的、特徴および利点は、付属の図面との関連で読まれるその例示的実施形態の以下の詳細な記述から明白となるであろう。
【図面の簡単な説明】
【００１１】
本開示は、以下の図面を参照して好ましい実施形態の以下の記述を詳細に呈示する。
【図１】Ａは、胸部取り付け構造をもつ自動化された胸部圧迫システムを示す概略的な断面図であり、Ｂは、バックボードのある胸部取り付けデザインをもつ別の自動化された胸部圧迫システムを示す概略的な断面図である。
【図２】Ａは、剛性構造デザインのための圧迫ストロークの間の自動化された胸部圧迫システムを示す概略的な断面図であり、Ｂは、胸部取り付けデザインのための圧迫ストロークの間の自動化された胸部圧迫システムを示す概略的な断面図である。
【図３】Ａは、剛性構造デザインのための圧迫ストロークの間の自動化された胸部圧迫システムについてのストローク誤差を示す概略的な断面図であり、Ｂは、胸部取り付けデザインのための圧迫ストロークの間の自動化された胸部圧迫システムについてのストローク誤差を示す概略的な断面図である。
【図４】ある実施形態に基づく自動化された圧迫を施与するためのシステムを示すブロック図／流れ図である。
【図５】ある例示的実施形態に基づく心肺圧迫システムの動的調整のための方法を示す流れ図である。
【発明を実施するための形態】
【００１２】
本願の原理によれば、より一貫して、信頼できるように患者に完全な圧迫深さを与えることを可能にするために、心肺蘇生（CPR）装置における可変の構造的な反り（deflection）および／または圧迫装置動きを検出し、これを補償するためのシステム、装置および方法が提供される。機械的な心肺圧迫装置は、手動のCPRに比して、多くの臨床上および実際上の利点を提供する。米国心臓学会（AHA）の2010年ガイドラインにあるように、CPR圧迫レートはたとえば少なくとも5センチメートルの深さで少なくとも毎分100圧迫であるべきである（成人の場合）。研究によれば、手動CPRの実行はしばしばゆっくりしすぎており、良好な灌流を保証するための十分な深さがないことが見出されている。さらに、たとえ手動の圧迫がAHAガイドラインに合わせて実行されるとしても、ケア担当者は通例すぐに疲れてしまう。機械的なCPR装置は、長い時間期間にわたってAHAガイドラインに整合する圧迫を提供するために意図されている。
【００１３】
圧迫装置が剛性フレームまたは構造を使って患者の上方に懸架され、患者の下にバックボードがあるデザインでは、圧迫の力に起因する前記構造およびバックボード両方の機械的な反りのため、圧迫療法の不十分な深さにつながることがある。圧迫装置が患者の胸部によって直接支持され、患者の胸部の上に安置されるデザインでは、患者に圧迫装置を固定するために、柔軟なストラップおよび／またはベルトが用いられる。ある種の状況のもとでは、胸部コンプレッサーは胸部から持ち上がる（離昇する、lift-off）ことがあり、患者に与えられる圧迫療法の深さを減らす。
【００１４】
本願の原理はこれらの問題に対処し、患者に感応する動的アプローチを提供する。かかるアプローチはセンサーからのフィードバックに従って治療をカスタマイズする。これは、可変な構造的な反りおよび／または圧迫装置動きについての検出および補償を提供して、より一貫して、より信頼できる仕方で患者に圧迫を提供する。
【００１５】
本発明は医療器具に関して記述されるが、本発明の教示はずっと広く、自動圧迫を用いるトレーニング設備および他の任意の器具に適用可能であることは理解しておくべきである。いくつかの実施形態では、本願の原理は、複雑な生物システムまたは機械システムのための圧迫を提供することにおいて用いられる。
【００１６】
図面において描かれる要素は、ハードウェアおよびソフトウェアのさまざまな組み合わせにおいて実装されてもよく、単一の要素または複数の要素において組み合わされてもよい機能を提供する。図に示されるさまざまな要素の機能は、専用ハードウェアや、適切なソフトウェアとの関連でソフトウェアを実行することのできるハードウェアの使用を通じて提供されることができる。プロセッサによって提供されるとき、上記機能は単一の専用プロセッサによって、単一の共有プロセッサによってまたは一部が共有されることができる複数の個別プロセッサによって提供されることができる。さらに、用語「プロセッサ」または「コントローラ」の明示的な使用は、ソフトウェアを実行する機能をもつハードウェアのみを指すものと解釈すべきではなく、暗黙的に、限定なしに、デジタル信号プロセッサ（DSP）ハードウェア、ソフトウェアを記憶するための読み出し専用メモリ（ROM）、ランダム・アクセス・メモリ（RAM）および不揮発性記憶などを含んでいてもよい。
【００１７】
さらに、本発明の原理、側面および実施形態ならびにその個別的な例を記載する本稿のあらゆる陳述は、その構造上および機能上の等価物をいずれも包含することを意図されている。さらに、そのような等価物が現在知られている等価物および将来開発される等価物の両方（すなわち構造に関わりなく同じ機能を実行する開発される任意の要素）を含むことが意図される。よって、たとえば、当業者は、本稿で呈示されるブロック図が本発明の原理を具現する例示的なシステム・コンポーネントおよび／または回路の概念的な図を表していることを理解するであろう。同様に、あらゆるフローチャート、流れ図などがさまざまなプロセスを表しており、実質的にコンピュータ可読媒体中に表現でき、よってコンピュータやプロセッサが明示的に示されているか否かによらず、コンピュータまたはプロセッサによって実行できることも理解されるであろう。
【００１８】
さらに、本発明の実施形態は、コンピュータまたは任意の命令実行システムによるまたはそれと関連した使用のためのプログラム・コードを提供するコンピュータ使用可能なまたはコンピュータ可読な記憶媒体からアクセス可能なコンピュータ・プログラム・プロダクトの形を取ることができる。本稿の目的のためには、コンピュータ使用可能なまたはコンピュータ可読な記憶媒体は、命令実行システム、装置またはデバイスによるまたはそれと関連した使用のために該プログラムを含む、記憶する、通信する、伝搬させるまたは転送することができる任意の装置であることができる。媒体は、電子的、磁気的、光学的、電磁的、赤外線または半導体システム（または装置またはデバイス）または伝搬媒体であることができる。コンピュータ可読媒体の例は、半導体または個体メモリ、磁気テープ、リムーバブル・コンピュータ・ディスケット、ランダム・アクセス・メモリ（RAM）、読み出し専用メモリ（ROM）、剛性磁気ディスクおよび光ディスクを含む。光ディスクの現在の例は、コンパクトディスク‐読み出し専用メモリ（CD-ROM）、コンパクトディスク‐読み書き型（CD-R/W）、ブルーレイ（商標）およびDVDを含む。
【００１９】
ここで図面を参照する。図面において、同様の番号は同じまたは類似の要素を表わす。まず図１のＡおよびＢを参照するに、本願の原理に従って用いられる胸部取り付けされる圧迫装置１２および１４の断面図が例示的に示されている。装置１２、１４のそれぞれは、心臓Hの上で患者Pの胸部に直接安置される胸部コンプレッサー１０を含む。装置１２のストラップ２０は患者Pのまわりに巻かれ、胸部コンプレッサー１０の両側に結合される。装置１２のストラップ２０は患者Pの両側および背をまわって延在する。装置１４のストラップ２３は患者Pの両側を通じて延び、コンプレッサー装置１０を剛性構造またはバックボード２４と接続する。
【００２０】
他の構造も考えられている。たとえば、ストラップ２０またはストラップ２３のセクションが一つまたは複数の剛性または半剛性の長さの素材によって置き換えられてもよく、該素材は胸部コンプレッサー１０に取り付けられてもよく、バックボード２４に取り付けられてもよく、あるいはどちらにも取り付けられなくてもよい。
【００２１】
図２のＡおよびＢを参照するに、剛性構造（図２のＡ）および胸部取り付け装置（図２のＢ）は、圧迫開始後の胸部コンプレッサー１０を含んでいる。
【００２２】
図２のＡでは、剛性構造の機械的CPR装置は患者P上に置かれている。患者Pは剛性バックボード３０の上に置かれている。コンプレッサー１０は支持構造２５に取り付けられており、患者の上に置かれ、ジョイント２７によってバックボード３０に接続されている。初期構成（図示せず）では、コンプレッサーの可動パッド２２が患者の胸部に接して安置されており、圧迫されていない。患者の胸部の最上部とバックボード３０の最上部との間の距離は「もとの胸部高さ」（OCH:  original  chest  height）である。
【００２３】
バックボード３０および支持構造２５が「無限に剛性」である、すなわち機械的負荷のもとで曲がったり反ったりしない場合、コンプレッサー・ストロークSの100%が患者の胸部を圧迫することに適用される。よって、胸部圧迫距離はC1＝Sである。CD1＝OCH−Sである。むろん、現実の素材は無限に剛性ではなく、よってコンプレッサーのストロークSの全部が患者の胸部を圧迫することに向けて適用されるのではない。
【００２４】
図２のＢでは、胸部取り付けされる胸部コンプレッサー１０は、巻き回しベルトまたはストラップ４０によって患者Pに取り付けられている。初期構成（図示せず）では、胸部コンプレッサーの可動パッド２２が患者の胸部に接して圧迫されずに安置されている。患者の胸部の最上部とコンプレッサー筐体との間の距離は「もとの胸部コンプレッサー高さ」（OCCH:  original  chest  compressor  height）である。
【００２５】
完璧にタイトで、しっかりしたストラップ４０によるフルの胸部圧迫はコンプレッサー・ストロークSの100%を、患者の胸部を圧迫することに提供する。よって、胸部圧迫距離はC1＝Sである。むろん、「完璧にタイト」は現実の状態ではなく、よってコンプレッサーのストロークSの全部が患者の胸部を圧迫することに向けて適用されるのではない。
【００２６】
図３のＡおよびＢを参照するに、胸部圧迫構成は、無限より小さい剛性および／またはストラップにおける伸張に起因する損失を経験する。図３のＡでは、剛性構造は現実世界の素材を含み、コンプレッサーがストローク距離Sだけフルに伸ばされたとき、患者の胸部を圧迫することから帰結する力はバックボード３０および支持構造２５を曲がらせ、反らせる。これらのコンポーネントの組み合わされた反りは、患者Pからのコンプレッサー１０の持ち上がりにつながる。コンプレッサー・ストローク変位Sの多くが患者の胸部を圧迫することに適用される一方、いくらかの割合は機械的なCPRコンポーネントを反らせることに適用される。結果として、胸部圧迫距離C2＜Sとなり、コンプレッサー・ストロークSの全量が患者Pに適用されるのではない。
【００２７】
図３のＢでは、胸部取り付け構成は、ストラップ４０が完全に固定されていないまたはゆるんでおり、胸部コンプレッサー１０が患者の胸部から距離LOだけ持ち上がったというシナリオを含む。結果として、胸部圧迫距離C2＜Sとなり、コンプレッサー・ストロークSの全量が患者Pに適用されるのではない。
【００２８】
「C2＜Sの誤差」を最小にする方法は、システム・コンポーネントの硬さ（stiffness）を増すことによって機械的な反りを最小にすることを含んでいてもよい。剛性構造装置では、反りはパーツ・デザインおよび素材選択のおかげで低減できる一方、硬さを増すことは増大した重さおよび／または増大したコストにつながることがある。これらのいずれもケア担当者の観点からは望ましくない。反りを最小にする能力は、胸部取り付け装置では、ストラップの本来的な柔軟さおよび患者の身体の変形性のため、一層制限される。
【００２９】
これらの反りおよび結果として得られる誤差を補償するもう一つの方法は、コンプレッサーのプランジャーが進む距離に固定したオフセット値を組み込むことである。5cmの圧迫が患者に施与される必要がある場合、プランジャーを5.5または6cm動かし、合計0.5または1cmの構造的な反りを補償することを許容する。固定したオフセット値は固定した圧迫力値についてはよく機能するものの、現実には、固定した圧迫深さを達成するために必要とされる圧迫力は患者によって有意に変化し、ある範囲の可能な構造的な反りを与えることになる。結果として、患者に施与される圧迫深さは、固定したオフセット値を使うことは、意図されたとおりであることもあれば、ないこともある。CPRプロトコルは、異なる患者種別および状況について異なる圧迫深さを指定することがある。この追加的な変数は、圧迫深さのより厳格な制御を要求し、固定したオフセット方法を一層不十分にする。
【００３０】
本願の原理によれば、システム反りおよび／または胸部コンプレッサー動きを検出し、定量化するために一つまたは複数のセンサーが設けられ、システムが可変な構造的な反りおよび／または持ち上がりを動的に補償できるようにし、患者の胸部の相対硬さや圧迫の深さに関わりなく、ずっと信頼できる、予測可能な圧迫深さを患者に与えることを提供する。
【００３１】
図４を参照するに、自動化された圧迫を与えるためのシステム１００がある実施形態に基づき例示的に示されている。システム１００は、概括的に、固定機構１２０に結合された圧迫装置１１０を含むよう描かれている。固定機構１２０は剛性構造、柔軟なストラップ、剛体的位置をもつストラップなどを含みうる。システム１００は制御ユニットまたはコントローラ１１２を含み、そこから手順が監督および／または管理される。制御ユニット１１２は好ましくは一つまたは複数のプロセッサ１１４と、プログラムおよびアプリケーションを記憶するためのメモリ１１６とを含む。メモリ１１６は、圧迫装置１１０および／または患者固定機構１２０の表面または内部に取り付けられた一つまたは複数のセンサー１０４からのフィードバック信号を解釈するよう構成された動的調整モジュール１１５においてアルゴリズムまたは方法を記憶してもよい。
【００３２】
動的調整モジュール１１５は、力、変形、反りおよび／または圧迫装置１１０によって与えられる圧迫に関連する他の変化を測定するよう、センサー１０４からの信号フィードバックを使うよう構成されている。動的調整モジュール１１５は、制御ユニット１１２内または制御ユニット１１２外のメモリ１１６に記憶されうる。
【００３３】
圧迫装置１１０は、電力、センサー情報、制御信号などを搬送する一つまたは複数のケーブル１２７を介して制御ユニット１１２に接続されている。あるいはそれらは無線で接続されていてもよい。制御ユニット１１２および圧迫装置１１０は、一つの共有される筐体内に一緒に位置されていてもよく、あるいは別個の筐体内に位置されていてもよい。センサー１０４などは、有線ケーブル１２７によりまたは無線接続を通じて制御ユニット１１２に接続されうる。ケーブル１２７は、必要に応じて光ファイバー、電気接続、他の道具立てなどを含んでいてもよい。
【００３４】
制御ユニット１１２は、パーソナル・コンピュータ、ソフトウェア・コンポーネントを有する特定用途向けハードウェア装置、ハンドヘルド・コンピューティング装置または他の任意の好適な制御ユニットを含みうる。制御ユニット１１２は、表示装置１１８を含んでいてもよく、あるいは表示装置１１８に接続されていてもよい。制御ユニット１１２は、中でも測定されたデータを見る、コントロールを提供する、状態または設定を表示するなどのためにディスプレイ１１８を含む。ディスプレイ１１８は、ユーザーが制御ユニット１１２およびそのコンポーネントおよび機能またはシステム１００内の他の任意の要素と対話することも許容してもよい。これはインターフェース１２２によってさらに容易にされる。インターフェース１２２は、キーボード、マウス、ジョイスティック、触覚デバイス、タッチスクリーン、マイクロフォン（たとえば音声認識用）または他の任意の周辺機器もしくはコントロールを含んでいてもよく、制御ユニット１１２からのユーザー・フィードバックおよび制御ユニット１１２との対話を許容してもよい。
【００３５】
固定機構１２０は、圧迫装置１１０が先述したようにバックボード（３０）および支持構造を使って患者Pに固定される剛性構造を含んでいてもよい。固定機構１２０は、圧迫装置１１０が先述したようにストラップによって患者Pに固定される胸部取り付け装置を含んでいてもよい。力、システムの反りおよび／または胸部コンプレッサー動きを検出し、定量化するために、一つまたは複数のセンサー１０４が圧迫装置１１０内で用いられるおよび／または圧迫装置１１０に取り付けられる。患者と接触する圧迫パッド１０２がその中に位置されるセンサー１０４を有していてもよい。固定機構１２０も一つまたは複数のセンサー１０４を含んでいてもよい。他のセンサーおよびセンサー位置も考えられる。
【００３６】
制御ユニット１１２はセンサー１０４からの出力を監視し、処理する際、動的調整モジュール１１５は動き、力、反りなどの度合いを評価する。該当するなら、制御ユニット１１２は次いで調整機構１２６、１２８に対する調整を行なってもよい。たとえば、任意のシステム反りまたは圧迫装置１１０の持ち上がりを補償するよう機構１２６を使って胸部コンプレッサー・ストローク距離を適切な量だけ増す。この結果、患者は意図された完全な胸部圧迫を受けることになる。これに代えてまたはこれに加えて、胸部取り付け装置において、制御ユニット１１２は一つまたは複数のストラップ張力（tensioning）機構１２８を作動させて、ストラップをタイトにし、圧迫装置の持ち上がり量を低減させてもよい。制御ユニット１１２は、圧迫装置１１０によって適正なストローク値が達成されることを保証するために他のアクションを実装してもよい。たとえば、オフセットまたは他の是正アクションがいくつかの仕方で実装されてもよい。たとえば、動的応答モジュール１１５は、センサー１０４からの測定されたフィードバックに従って連続的に可変なコンプレッサー・ストローク・オフセットを計算するために連続的な公式を利用してもよい。もう一つの実施形態では、動的応答モジュール１１５は、小さな、インクリメンタルな諸センサー値範囲についての離散的なオフセット値の「ルックアップテーブル」を利用してもよく、センサー１０４からの測定されたフィードバックに対して断続的にそうしてもよい。さらにもう一つの実施形態では、動的応答モジュール１１５は、前のストロークに対して測定されたまたはいくつかの前のストロークにわたって平均された最大センサー値を利用して、現在ストロークについてのオフセット値を決定してもよい。動的調整モジュール１１５が測定されたセンサー・データと所望される結果（たとえば圧迫深さ）との間の比較をすることを許容するよう、データ構造（たとえばルックアップテーブル、公式、記憶された閾値など）においてデータを記憶するために参照索引１３２が用いられてもよい。
【００３７】
動的応答モジュール１１５が、反りまたは持ち上がりの量が過剰であり、不十分な胸部圧迫深さにつながる可能性があると判別すれば、アラーム１３４または通知が作動されて、ケア担当者に通知してもよい。それにより、ケア担当者はさらなる是正アクションが必要とされているかどうかを評価しうる。アラーム１３４は、オーディオまたは光デバイスを含みうる。
【００３８】
圧迫装置１１０は、動的応答モジュール１１５にフィードバックを与えるよう、複数の同じまたは異なるセンサー１０４を含んでいてもよい。一例では、患者Pに加えられる力を測定および／または計算する圧迫力センサーが用いられる。いくつもある種々のセンサー種別または力計算方法が利用されうる。それは、一つまたは複数のシステム・コンポーネントの反りを測定し、それを力の値に相関させるためのひずみゲージ・ベースのセンサー（単数または複数）、圧電センサー（単数または複数）、容量性センサー（単数または複数）、光学式センサー（単数または複数）、反り測定センサー、たとえば患者と圧迫装置１１０のモーター駆動機構との間に位置される既知のばね定数をもつばね、測定値を力の値に相関させるために用いられるモーター電流センサーおよび／または電力測定センサー、ジャイロスコープ式センサー、加速度計、温度センサー、ストラップにおける張力（単数または複数）を測定するストラップ張力センサーなどを含むがそれに限られない。温度センサーは、温度によって影響されるシステム反りの補償を可能にするために、あるいは他の目的のために利用されてもよい。
【００３９】
剛性構造装置では、任意の所与のバックボードおよび支持構造デザインについて、加えられる力の関数としての各構造の曲げおよび反り特性は非常に予測可能であることができ、簡単に決定されることがありうる。これらの力へのこれらの力および反りの相関付けは、システム１００を用いる前になされてもよい。ひとたび相関が決定されたら、これらの力‐反り特性は、動的応答モジュール１１５に組み込まれることができる。制御ユニット１１２が圧迫装置１１０において測定された力の値を監視する際、動的応答モジュール１１５は、結果として得られる期待されるバックボードおよび支持構造のそりを決定し、次いで個別の患者のためのCPR圧迫のための十分なストローク長を保証するよう、適切なアクションを行なってもよい。
【００４０】
胸部取り付け装置では、動的応答モジュール１１５は、測定された圧迫力を、コンプレッサー・ストローク位置の関数として期待される値と比較することができ、次いで個別の患者のためのCPR圧迫のための十分なストローク長を保証するよう、適切なアクションを行なってもよい。
【００４１】
ある実施形態では、圧迫装置１１０はセンサー１０４のための一つまたは複数の加速度計および／またはジャイロスコープを含んでいてもよい。前記一つまたは複数の加速度計および／またはジャイロスコープは、一つまたは複数の自由度における胸部コンプレッサーの動きを連続的に検出できる。制御ユニット１１２の動的応答モジュール１１５がこれらの動き値を監視する際、個別の患者のためのCPR圧迫のための十分なストローク長を保証するよう、適切なアクションを行なうことができる。加速度計および／またはジャイロスコープのデータは、患者輸送の間などに、患者の配向および／または動きのような追加的なシステム条件を検出し、これを補償するために用いられてもよい。
【００４２】
システム１００は種々の組み合わせおよび数のセンサー１０４（たとえば、ひずみゲージ、力センサー、加速度計、ジャイロスコープなどの組み合わせ）を含みうることは理解しておくべきである。動的応答モジュール１１５は、適切な是正アクションを決定するために複数のセンサー入力を用いてもよい。
【００４３】
図５を参照するに、例示的実施形態に基づく心肺圧迫システムの動的調整のための方法が示されている。ブロック２０２では、一つまたは複数のフィードバック・センサーが設けられている圧迫システムが提供される。センサーは力センサー、反りセンサー、加速度計などを含んでいてもよい。センサーは、圧迫装置の中または表面上、剛性構造またはストラップの中または表面上などに位置されていてもよい。ブロック２０４では、一つまたは複数の種別の患者について、圧迫システムについての測定されたセンサー・データを、結果として得られる圧迫深さと相関付けるために、ベースライン測定（単数または複数）が実行される。これは、人体の構造および弾性をシミュレートするモデル、死体および／または素材を使うことを含んでいてもよい。潜在的な患者についての異なる身体型、年齢群（成人と子供）または他の任意の変異が測定されることができるよう、種々の種別またはクラスのモデルなどが用いられてもよい。
【００４４】
ブロック２０６では、種々の患者種別についての所望される圧迫深さに対する測定されたセンサー・データについて、参照索引が生成される。参照索引は、ルックアップテーブル（または他のデータ構造）、測定された入力に基づいて調整パラメータを計算するための公式；前の圧迫サイクルについての測定された値などを含んでいてもよい。
【００４５】
ブロック２０８では、圧迫システムの動作の間に、センサー・データが測定される。ブロック２１０では、測定されたセンサー・データが参照索引と比較されて、ある目標パラメータを達成するために必要とされる圧迫システムについての一つまたは複数の調整設定が決定される。ブロック２１２では、前記目標パラメータ（たとえば圧迫深さ）を達成するための前記一つまたは複数の調整設定に従って一つまたは複数の調整機構が調整される。調整は、前記目標パラメータを達成するための、圧迫装置のストローク長さ、ストラップ張力などの少なくとも一つに対する調整を含みうる。前記目標パラメータは、圧迫装置の圧迫深さを含んでいてもよい。
【００４６】
付属の請求項を解釈するにあたり、以下のことを理解しておくべきである。
ａ）単語「有する／含む」は所与の請求項に挙げられている以外の他の要素または工程の存在を排除するものではない；
ｂ）要素の単数形は複数のそのような要素の存在を排除するものではない；
ｃ）請求項に参照符号があったとしても、その範囲を限定するものではない；
ｄ）いくつかの「手段」が同一の項目またはハードウェアまたはソフトウェアで実装される構造または機能によって表わされてもよい；
ｅ）工程の具体的なシーケンスは、特に断わりのない限り、必須であることは意図されていない。
【００４７】
自動化された心肺圧迫装置における反りの補償のための好ましい実施形態（これらは例示的であることが意図されており、限定するものではない）を記述してきたが、上記の教示に照らして当業者は修正や変形をすることができることを注意しておく。したがって、付属の請求項によって概説される本願で開示される実施形態の範囲内である変更が、開示されている本開示の特定の実施形態になされてもよいことは理解しておくものとする。このように特許法令によって求められる詳細さおよび具体さで記述してきたが、特許請求され特許状によって保護されることが所望されるものは、付属の請求項において記載される。
【００４８】
いくつかの態様を記載しておく。
〔態様１〕
心肺圧迫システムであって：
圧迫装置と；
前記圧迫装置に結合された支持機構と；
患者と前記圧迫装置との間の相互作用を測定するよう構成された一つまたは複数のフィードバック・センサーと；
前記圧迫装置の動作の間に、前記一つまたは複数のフィードバック・センサーから入力を受領し、ある目標パラメータを満たすよう前記圧迫システムの諸動作パラメータを調整するよう構成された制御ユニットとを有する、
心肺圧迫システム。
〔態様２〕
前記支持機構は、剛性構造または胸部取り付け装置の一方を含む、態様１記載のシステム。
〔態様３〕
前記一つまたは複数のフィードバック・センサーは、力センサー、反りセンサー、加速度計またはジャイロスコープのうちの少なくとも一つを含む、態様１記載のシステム。
〔態様４〕
前記一つまたは複数のフィードバック・センサーが、前記圧迫装置の圧迫深さを判別するために前記支持機構の反りを測定する、態様１記載のシステム。
〔態様５〕
前記制御ユニットが、前記一つまたは複数のフィードバック・センサーからの測定値を、前記目標パラメータを達成するために取られるアクションに相関させるよう構成された動的調整モジュールを含む、態様１記載のシステム。
〔態様６〕
前記支持デバイスが剛性構造を含み、前記動的調整モジュールが、前記目標パラメータを達成するために、前記一つまたは複数のフィードバック・センサーに従って前記圧迫装置の圧迫深さを調整する、態様５記載のシステム。
〔態様７〕
前記支持デバイスが胸部取り付け装置を含み、前記動的調整モジュールが、前記目標パラメータを達成するために、前記一つまたは複数のフィードバック・センサーに従って、ストラップ張力および／または圧迫深さを調整する、態様５記載のシステム。
〔態様８〕
前記動的調整モジュールが、アクションが必要とされているかどうかを判定するために、測定されたデータを、記憶されているデータ、計算されたデータおよび以前に測定されたデータのうちの一つに対して比較する、態様５記載のシステム。
〔態様９〕
前記目標パラメータが前記圧迫装置の圧迫深さを含む、態様１記載のシステム。
〔態様１０〕
心肺圧迫システムであって：
圧迫装置と；
前記圧迫装置に結合された支持機構と；
患者と前記圧迫装置との間の相互作用を測定するよう構成された一つまたは複数のフィードバック・センサーと；
前記一つまたは複数のフィードバック・センサーから入力を受領し、前記圧迫装置の動作の間、ある目標パラメータを満たすよう前記圧迫システムの諸動作パラメータを調整するよう構成されている制御ユニットであって、メモリに記憶されており、前記一つまたは複数のフィードバック・センサーからの測定値に従って調整信号を出力するよう構成されている動的調整モジュールを使う、制御ユニットと；
前記調整信号に応答して前記目標パラメータを達成するための前記圧迫システムへの調整を行なうよう構成された少なくとも一つの調整機構とを有する、
心肺圧迫システム。
〔態様１１〕
前記支持機構は、剛性構造または胸部取り付け装置の一方を含む、態様１０記載のシステム。
〔態様１２〕
前記一つまたは複数のフィードバック・センサーは、力センサー、反りセンサー、加速度計またはジャイロスコープのうちの少なくとも一つを含む、態様１０記載のシステム。
〔態様１３〕
前記一つまたは複数のフィードバック・センサーが、前記圧迫装置の圧迫深さを判別するために前記支持機構の反りを測定する、態様１０記載のシステム。
〔態様１４〕
前記動的調整モジュールが、前記一つまたは複数のフィードバック・センサーに応じてストローク長を調整することおよび前記一つまたは複数のフィードバック・センサーに応じて前記支持機構のストラップ張力を調整することの少なくとも一方を行なう、態様１０記載のシステム。
〔態様１５〕
前記動的調整モジュールが、アクションが必要とされているかどうかを判定するために、測定されたデータを、記憶されているデータ、計算されたデータおよび以前に測定されたデータのうちの一つに対して比較する、態様１０記載のシステム。
〔態様１６〕
心肺圧迫システムの動的調整のための方法であって：
患者の一つまたは複数の種別について、前記圧迫システムについての測定されたセンサー・データを、結果として得られる圧迫深さと相関付け；
種々の患者種別について、所望される圧迫深さに対する前記測定されたセンサー・データについての参照索引を生成し；
前記圧迫システムの動作の間に、センサー・データを測定し；
前記センサー・データを前記参照索引と比較して、目標パラメータを達成するために必要とされる前記圧迫システムへの一つまたは複数の調整設定を決定し；
前記目標パラメータを達成するための前記一つまたは複数の調整設定に従って一つまたは複数の調整機構を調整することを含む、
方法。
〔態様１７〕
前記センサー・データが、力センサー、反りセンサー、加速度計またはジャイロスコープのうちの一つまたは複数からのデータを含む、態様１６記載の方法。
〔態様１８〕
前記センサー・データを前記参照索引と比較することが、前記センサー・データを、以前に記憶された値、公式を使って計算された値およびルックアップテーブルのうちの一つまたは複数と比較することを含む、態様１６記載の方法。
〔態様１９〕
一つまたは複数の調整機構を調整することが、前記目標パラメータを達成するために、圧迫装置のストローク長およびストラップ張力のうちの少なくとも一方を調整することを含む、態様１６記載の方法。
〔態様２０〕
前記目標パラメータが圧迫装置の圧迫深さを含む、態様１６記載の方法。
【図１】
2020006248.tif 000003
【図２】
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【図３】
2020006248.tif 000005
【図４】
2020006248.tif 000006
【図５】
2020006248.tif 000007
【外国語明細書】
2020006248000001.pdf