(57)【要約】  機械式除細動器は、除細動ショックを必要とする被術者の胸部に対して、予め設定された力の機械的衝撃を与えるように構成された衝撃部材を備える。
2008541921.tif 000002
【特許請求の範囲】
【請求項１】
心停止患者の胸部に対して予め設定された力の制御可能な機械的衝撃を与えるように構成された衝撃部材を備える機械式除細動器。
【請求項２】
前記衝撃部材が、前記患者の胸部上に配置されるように構成されるフレーム上に取り付けられ、前記除細動器が、前記衝撃部材に結合された再装填可能なエネルギー蓄積要素をさらに備え、該エネルギー蓄積要素は、前記衝撃部材が前記フレームよりも上方に上昇させられたときに装填されるように構成される、請求項１に記載の機械式除細動器。
【請求項３】
前記エネルギー蓄積要素内に蓄積されたエネルギーを解放して前記衝撃部材の衝撃エネルギーとするように構成された解放機構を更に備える、請求項２に記載の機械式除細動器。
【請求項４】
前記エネルギー蓄積要素に制御可能に荷重を印加し、同時に患者の胸部よりも上方の制御可能な高さまで前記衝撃部材を上昇させる装填機構をさらに備える、請求項２に記載の機械式除細動器。
【請求項５】
前記予め設定された力が固定値である、請求項１に記載の装置。
【請求項６】
前記固定値が７０〜１００Ｋｇの範囲である、請求項６に記載の装置。
【請求項７】
前記予め設定された力は最大１８０Ｋｇまで調整することができる、請求項１に記載の装置。
【請求項８】
前記予め設定された力を表示する表示器をさらに備える、請求項１に記載の除細動器。
【請求項９】
被術者の心臓の活動を感知する少なくとも１つのセンサーをさらに備える、請求項１に記載の除細動器。
【請求項１０】
前記心臓の活動を分析し、かつ、心室細動を検出する分析手段を更に備える、請求項７に記載の除細動器。
【請求項１１】
心室細動が検出されなかった場合に解放を防止する停止手段をさらに備える、請求項８に記載の除細動器。
【請求項１２】
前記装填機構が手動操作される、請求項４に記載の除細動器。
【請求項１３】
前記解放機構を手動で駆動する駆動要素をさらに備える、請求項３に記載の除細動器。
【請求項１４】
前記駆動要素が、前記衝撃部材を解放するように構成された解放要素と、前記解放部材が前記衝撃要素を解放することを妨げるストッパ要素と、解放を可能にするために前記ストッパ要素を解放するストッパ解放要素とを備える、請求項１３に記載の除細動器。
【請求項１５】
前記フレームが、前記装置の操作者が両手で保持する２つのハンドルをさらに備える、請求項２に記載の除細動器。
【請求項１６】
前記除細動器が被術者の胸部に適切に押し付けられない場合には解放を防止する主ストッパをさらに備える、請求項３に記載の除細動器。
【請求項１７】
前記再装填可能なエネルギー蓄積要素が、機械的エネルギー蓄積要素である、請求項２に記載の除細動器。
【請求項１８】
前記再装填可能なエネルギー蓄積要素がばねである、請求項３に記載の除細動器。
【請求項１９】
前記再装填可能なエネルギー蓄積要素がトルクばねである、請求項３に記載の除細動器。
【請求項２０】
前記衝撃部材が、重量約１００〜４００ｇ、直径約２０〜５０ｍｍの円筒形錘である、請求項１に記載の除細動器。
【請求項２１】
予め設定された力の機械的衝撃を被術者の胸部に与える機械式除細動器であって、
被術者の胸部上に配置可能なフレームと、
被術者の胸部よりも上方に上昇させられるように構成された、前記フレーム上に取り付けられた衝撃用錘と、
前記衝撃用錘に結合された装填可能な要素と、
前記装填可能な要素を装填し、かつ前記衝撃用錘を上昇させる装填機構と、
前記装填可能な要素内に蓄積されたエネルギーを解放して、機械的衝撃を被術者の胸部に与えるために前記衝撃用錘を駆動する解放機構と
を備える機械式除細動器。
【請求項２２】
除細動ショックを心停止患者に与える方法であって、
衝撃部材を備える機械装置によって、予め設定された力の制御可能な機械的衝撃を患者の胸部に与える工程を含む方法。
【発明の詳細な説明】
【技術分野】
【０００１】
本発明は、携帯用除細動器に関する。より詳細には、機械的除細動衝撃を患者の胸部に与えるために、蓄積された機械的エネルギーを使用する携帯用装填型機械式除細動器に関する。
【背景技術】
【０００２】
突然心停止（ＳＣＡ）の主原因の１つは、心臓の電気系が短絡したときに心臓が正常なリズムで血液を送り出さずに痙攣する心室細動（ＶＦ）である。血液が効果的に送り出されないため、正常な心調律が数分以内に回復されない場合には深刻な脳障害が発生したり、死に至ることがある。ＶＦには、先天性欠陥、疾患、心臓発作、および環境的条件を含め、多くの原因がある。ＶＦは、高齢者に多発しているが、胸部への激しい打撃により若いスポーツ参加者にも発生する場合がある。心臓振盪として知られるこの現象は、心疾患の既往歴がない若者に起こる。結論としては、ＶＦは、年齢および場所を問わず発生するおそれがある。
【０００３】
心臓にショックを与えて正常なリズムにする除細動は、ＶＦを処置する唯一の効果的な方法である。ショックは、電気的な混乱状態を終わらせて、心臓の生来の整調区域が正常な機能を回復して心臓の正常な血液送り出し活動を再開することを可能にする。突然心停止から生還する可能性は、時間の経過と共に低くなる。助かる最良のチャンスを得るためには、除細動ショックを数分以内に与えるべきである。したがって、できるだけ早く除細動ショックを与える素早い対応が非常に重要である。米国心臓協会では、ＶＦを処置する機器がもっと普及していれば米国だけでも年間５万人の命が救われると推定している。除細動器の普及の重要性と必要性は、２０００年１０月２６日に米国議会で可決された「心停止発生時の緊急医療に関する法律」に示されている。同法律は、全ての連邦の公共建築物における自動体外式除細動器（ＡＥＤ）の設置について規定している。
【発明の開示】
【発明が解決しようとする課題】
【０００４】
心停止の従来の処置は、患者への強い電気ショックの適用である。電気ショックを生成して与える除細動器がこれまでに知られており、病院および緊急医療施設において長年にわたってその使用に成功している。近年、科学技術の進展により、医療専門家が不在である緊急時に一般の救助者によって使用されるように設計された、電気ショックを与える自動体外式除細動器（ＡＥＤ）が開発されている。しかしながら、これらの装置の価格は依然として高く、公共の場所および民間の施設で広く普及してはいない。さらには、電気ショックを与える除細動器は、電気ショックを生成するに当たっては電力に依存している。電力は、電気出力から供給することができるが、この場合、装置の使用は、このような電源ラインがある場所に限定される。あるいは、携帯型ＡＥＤにおいてより一般的であるのは、バッテリを電源とすることである。しかしながら、バッテリの電力は、限られた回数の電気ショックに十分な有限のものであるため、装置を再利用する前に最充電するか、または交換する必要がある。さらに、バッテリは、経時的に劣化し、電力が失われる。したがって、適切に保守されない除細動器は、必要なときに作動しないおそれがある。体外式電気的除細動器に関連したもう１つの主要な欠点は、装置の操作者または患者の近くにいる他の者へ電気ショックを与える危険があることである。したがって、患者への一切の接触を防止するために特別な注意を払うべきである。
【０００５】
細動中または停止した心臓にショックを与えて正常なリズムを再開させる別の方法は、機械的ショックによるものである。握りこぶしで胸部中央を１回または２回叩打して心臓を自発的に再開させることができ、心マッサージの必要性が未然に防がれることが知られている。「胸部叩打法」または「心叩打法」として知られているこの方法は、心臓の救急処置の一環として一部の団体によって推奨されている。この方法は救命方法であることが分かっているが、欠点があり、主たる欠点としては、再現可能に叩打の強度を制御することができないことが挙げられる。叩打が強すぎると、身体的危害が発生する恐れがあり、一方、叩打が弱いと効果を生じないおそれがある。したがって、この有用な救命処置の実践を容易にするために、特に、電気式ＡＥＤが入手できない場合に、標準化された処置を確立し、かつ、衝撃の力および持続時間が患者に付き添う特定の個人から切り離されたものとなるように、制御された方法で心停止患者の胸骨に予め設定された値の機械的衝撃を与えることを可能にする手段を提供する必要がある。したがって、本発明の目的は、患者の胸部に予め設定された値の機械的衝撃を与える機械式除細動器を提供することである。
【０００６】
本発明の別の目的は、機械的叩打を与える前に操作者が手動で装填可能な機械式除細動器を提供することである。
本発明の更なる目的は、電源に依存しない、操作が容易で、軽量かつ低コストであり、耐久性及び信頼性に優れた機械式除細動器を提供することである。
【０００７】
本発明の別の目的は、単純な手動操作によって手動操作で所定のレベルまで装填することができる機械的エネルギー蓄積要素からエネルギーを受け取る機械式除細動器を提供することである。
【０００８】
本発明の更なる目的は、緊急時に、最小限の医療訓練を受けた者が操作できる機械式除細動器を提供することである。
本発明の更なる目的は、心室細動（ＶＦ）を認識する感知手段と、ＶＦが検出されなかった場合に装置の作動を防止する手段とを有する機械式除細動器を提供することである。
【０００９】
本発明の上記および他の目的は、以下の説明から当業者に明らかとなろう。
【課題を解決するための手段】
【００１０】
本発明は、予め設定された力による制御可能な機械的衝撃を心停止患者の胸部に与えるように構成された機械式除細動器を提供する。衝撃力は、予め設定された固定値または予め設定された調整可能な値とすることができる。除細動器は、患者の胸部上に配置されるように構成されたフレーム上に取り付けられた衝撃部材を備える。本除細動器はさらに、再装填可能なエネルギー蓄積要素をさらに備え、該エネルギー蓄積要素は、衝撃部材に結合されるとともに、衝撃部材がフレームより上方に上昇させられたときに装填され、かつ衝撃部材が解放されたときに解放され、これにより再装填可能な要素から解放されたエネルギーが機械的衝撃に転用されるように構成される。装填可能な要素に充填されたエネルギー量は、衝撃部材が上昇させられる高さに対応する。本機械式除細動器は、再装填可能なエネルギー蓄積要素内に蓄積されたエネルギーを解放して衝撃部材の衝撃エネルギーにするための制御可能な解放機構と、衝撃部材を被術者の胸部よりも上方の制御可能な高さまで制御可能に上昇させるための制御可能な装填機構とをさらに備える。装填機構は、除細動器の操作者によって手動操作されることが好ましい。本装置は、最大１８０Ｋｇまでの衝撃を与えることができるように制御可能に装填できることが好ましい。本除細動器はさらに、装填レベルを表示する表示器をさらに備えることができる。衝撃部材は、約１００〜４００ｇの重量を有し、かつ約２０〜５０ｍｍの直径を有する円筒形錘であるであることが好ましい。
【００１１】
本除細動器には、被術者の心臓の活動を感知する少なくとも１つのセンサーと、心臓の活動を分析して心室細動を検出する分析手段とをさらに備えることができる。本除細動器は、心室細動が検出されない場合には解放を防止する停止手段をさらに備えることができる。
【００１２】
本除細動器は、解放機構を手動で駆動する駆動要素をさらに備えることができる。起動要素は、衝撃部材を解放するように構成された解放要素と、解放部材が衝撃要素を解放することを防止するように構成されたストッパ要素と、解放を可能にするためにストッパ要素を解放するように構成されたストッパ解放要素とを備えることができる。本除細動器はさらに、本除細動器が被術者の胸部に適切に押し付けられない場合には解放を防止するように構成された主ストッパを備えることができる。
【００１３】
本発明はさらに、除細動ショックを心停止患者に与える方法を提供し、該方法は、衝撃部材を備える機械装置によって、予め設定された力による制御可能な機械的衝撃を患者の胸部に与える工程を含む。
本発明は、図面とともに行われる以下の詳細な説明からより完全に理解かつ認識されるであろう。
【発明を実施するための最良の形態】
【００１４】
本発明は、所定のかつ再現可能な力の機械的衝撃を心停止患者の胸部に与えるように構成された機械式除細動器を提供する。本装置は、患者の胸部上に配置されるように構成されるフレーム上に取り付けられた衝撃部材を備える。衝撃部材は、再装填可能なエネルギー蓄積要素に結合される。エネルギー蓄積要素内に蓄積されたエネルギーを解放する制御可能な手段は、衝撃部材を駆動して所定の力の叩打を患者の胸部に与えることができる。エネルギー蓄積要素は、衝撃を与える前に手動で装填されることが好ましい。本発明の除細動器は、予め設定された固定値の力の衝撃を与えるように設計してもよく、あるいは所定の範囲内で衝撃力の調整を行うことができるように設計してもよい。衝撃力は、好ましくは最大１８０Ｋｇまでであり、より好ましくは６０〜１６０Ｋｇの範囲、かつ、持続時間が約１０〜５０ｍｓｅｃである。
【００１５】
以下の実施形態で示されるように、本発明の除細動器の動力源は、叩打を与える直前に装置の操作者が手動で装填することができる最充填可能な機械的エネルギー蓄積要素であることが好ましい。これによって、本装置に無尽蔵の動力という利点が与えられる。さらに、本装置は、毎回の叩打の前に意図的に装填しなければならないことから、偶発的な叩打の可能性を低減するという利点を有する。さらに、偶発的に与えられる叩打を防止するために、本装置は、幾つかの独立した予備的ストッパと、これに対応する駆動トリガとを備えることができる。駆動トリガは、本装置が適切に患者の胸部上に設置されなかった場合、および／または、患者が除細動ショックを必要とする状態ではない場合に、叩打を与えないことを確実にする。
【００１６】
外部エネルギー源から独立しており、かつ、手動で再装填可能であることによって、本装置の可搬性、ならびに、保守および使用の低コストが助長される。本装置は、いかなる場所（家庭および公共の場所）で使用することができ、かつ、応急処置用品の一つとして備え付けることができる。
【００１７】
本装置の装填は手動で行われることが好ましいが、本発明は、手動装填機構に限定されるものではなく、装置の装填には他の方法を用い得ることが理解されるであろう。例えば、相対的に低電力小型モータを使用して、本除細動器の機械的エネルギー蓄積要素を所望のレベルまで充填することができる。
【００１８】
本発明の機械式除細動器は、また、患者の心臓の活動を感知する感知手段と、除細動ショックが妥当であるか否か判断する上で心室細動の有無を認識するために心臓の活動を分析する計算手段とを備えることができる。心臓の活動の分析は、当技術分野で公知である分析方法に従って行うことができる。本装置にはさらに、患者の心臓の状態が細動状態であるか否かを除細動器の操作者に表示する、ＬＥＤ等の表示器を備えることができる。一回の衝撃を与えた後、感知手段は、再び心臓の活動を測定して、正常な心拍が改めて確立されたか否かを確認することができる。初回のショックで正常なリズムが再開されなかった場合には２回目の叩打を与える場合がある。必要に応じて、本装置にはさらに、心臓の活動分析によって発見されるような、患者の状態がこのようなショックに適応するものではないときに、本装置が機械的ショックを与えることを自動的にできなくする停止手段を備える。感知手段および電子回路に電力を供給するために必要とされる電源を、低電力バッテリとすることができることは理解されるであろう。これに代えて、または、これに加えて、本装置は、電子部品に必要とされる低電力を供給するために手動で装填することができる電力用コンデンサを備えることができる。
【００１９】
ここで図面を参照すると、図１乃至図８は、本発明の第１の好適な実施形態による、全体が符号１００にて示される機械式除細動器を示す。図１および図２を参照すると、除細動器１００は、略平坦な矩形の箱様形状を有しており、本装置の操作者が両手でしっかりと装置を把持できるように２つのハンドル１４がその両端から延在する。本装置の寸法は、約２２０ｍｍ×約１３０ｍｍ×約４０ｍｍであることが好ましい。除細動器１００の上面はフレーム様の頂部カバー１２を備え、延在するハンドル１４はこれと一体的に形成される。フレーム１２内には、相補的形状を有する翼形部２２および２４を有する２枚折れ内ドア２０が取り付けられる。翼形部２２は、以下で詳細に説明するように、装置１００内に取り付けられた衝撃用錘５０の上面に設けられた対応する凹部に挿入されたプラグ５１によって、衝撃用錘５０と結合される。装填されると、ドア２０は、錘５０によって押されて、図２に示すように上方に折れ曲がる。翼形部２２および２４は、錘５０が最高位置まで上昇することができるように構成される。実施形態１００によれば、翼形部２２および２４は、装置の動力システムの一部を構成するものではなく、使用しないときに装置の内部構成要素を保護するためにカバーとしての役目をするにすぎないことに注意されたい。
【００２０】
装置を手動で装填する回転つまみ１６は、頂部カバー１２上に設けられる。垂直方向に配向されるように上方に引くことができる引き出しハンドル１６ａは、つまみ１６を回しやすくする。また、除細動器１００の頂部には、装填レベルを表示する透明窓１７と、患者の心臓の状態を表示する電子ディスプレイ９２と、叩打を与えるために装置を駆動する２つの押ボタン４２および４４とが設けられる。図３を参照すると、除細動器１００の底部カバー１５は中央開口部１９を有し、該開口部１９を介して衝撃用錘５０が突き出ることができる。また、底面には、２つの電極９５（図８に示す）の延在先端部９５ａを備える。作動時においては、つまみ１６を手で回すことによって、窓１７越しに見える所望のレベルまで装填を行った後、装置１００は、電極９５が接触するように患者の胸部上に配置される。電極９５によって感知された患者の心臓の状態が除細動ショックに適したものである場合、操作者がハンドル１４を握って両手で装置１００をしっかりと保持し、装置を患者の胸部に押し付けながら、押ボタン４２および４４を親指で押すと、衝撃用錘５０が解放されて、開口部１９を介して機械的叩打が与えられる。
【００２１】
図４を参照すると、装置１００の内部構造の全体図が示されている。内部構成要素および外カバー部品はすべて、略矩形の筐体１０上に取り付けられる。これは、装置を丈夫な構造にし、衝撃用錘５０によって与えられる衝撃のショックに耐えることを可能にする。
【００２２】
上述した折れドア２０の２つの翼形部２２および２４は、それぞれ、筐体１０の対向する壁の間を延びる軸３２および３４の周りであって、かつ錘５０内に挿入固定された共通の２分割軸３６の周りに取り付けられる。軸３２は、筐体１０の対向する壁に対して連結固定され、軸３４は、対向する長形スリット１３間に摺動可能に取り付けられる。このため、カバー２０は、図２に示すように、錘５０が装填されるときに軸３６の周りにおいて上方に折れ曲がることができる。上述したように、ドア２０の翼形部２２は、プラグ５１によって錘５０に結合される。
【００２３】
装置１００の内部構成要素は、以下のサブシステム、すなわち、トルクばね４０によってネズミ捕り式に軸３２上に取り付けられた衝撃用錘５０を含む動力システム；つまみ１６を介して手動でばね４０に荷重を印加する、全体が符号５５にて示される装填システム；押ボタン４２に結合された解放部材６０を含む解放システム（図６および図７に最もよく示される）；ストッパ部材８０と押ボタン４４に結合されたストッパ解放部材７０；ならびに電子箱９０内に収納された電子回路にそれぞれ接続された電極９５およびソレノイド９６を含む電子システムにグループ化することができる。
【００２４】
トルクばね４０は、２つのアーム４１および４３にて終端する、軸３２の周りに巻き付けられた数個のループから成るコイル部分を備える。長い方のアーム４３は、錘５０に連結固定される。第２のアーム４１（図７および図８に最も明瞭に示される）は、筐体１０に連結固定される。好ましくは、錘５０は、耐久性のある硬質プラスチック材料または被覆金属で形成された、径約４０ｍｍ、高さ約４０ｍｍ、重量約３００ｇの円筒体である。錘５０の底面は若干丸味を帯びており、好ましくは、衝撃を和らげ、患者に傷害を与えないように、軟質薄層で被覆される。ばね４０は、好ましくは３ｍｍステンレス鋼ばねであり、アーム４３の長さは、好ましくは約５０ｍｍである。ばね４０の均衡状態は、筐体１０の平面に対して約−２０°の角度をなし（即ち、２０°下方に指向し）、最大に装填されたときの最大角度は、筐体平面より上方で約６０〜８０°をなすことが好ましい。窓１７に位置合わせして可動軸３４の一端に取り付けられた指針１３は、窓越しに、軸３４の移動範囲、つまりはばね４０に荷重が印加された程度を表示するものである。
【００２５】
図５を参照すると、ばね４０に荷重を印加する装填機構５５が詳細に示されている。平歯車４１および４３を介して、つまみ１６のウォーム歯車１１に軸４８が結合される。トルクばね４０が巻き付けられた（図４参照）軸３２は、別のウォーム・平歯車の組４７−４５を介して軸４８に結合される。したがって、軸の周りにおいてつまみ１６を回すことによって、回転運動が軸３２に伝達されて、ばね４０に荷重を印加する。ウォーム歯車と平歯車からなる２つの組、すなわち、１１−４１および４７−４５は、２つに折る力を減少させること、および比較的容易にばね４０を手動で高いトルクレベルまで装填しやすくすることを可能にする。また、歯車４７−４５の構造は、荷重を受けたばね４０によって軸３２上に及ぼされたトルクを受けて軸３２が回転することを防止する。図４に最も明瞭に示されるように、軸４８は、枢動軸５７を中心として枢着される２つの枢動アーム５３の間に取り付けられる。軸４８の一端は、旋回中心５７を中心とするアーム５３の限定された旋回を可能にするように寸法決めされた筐体１０の開口部４９を通って突出する。歯車４７および４５間の係合が偶発的に解除されないように、フック状の爪６４（図４および図６に最も明確に示される）がアーム５３の旋回を防止し、歯車４７および４５が係合状態に保持される。さらに、一端が筐体１０に連結固定された付勢ばね５９は、軸４８を下方に引っ張ることによって歯車同士を係合状態に保つ。以下で説明するように、解放要素６０は、ボタン４２を押し下げることによって歯車４７および４５の係合状態を解除するように構成されるため、ばね４０のトルクを受けて自由に回転するように軸３２が解放され、ばね内に蓄積されたエネルギーが解放される。
【００２６】
図６および図７は、解放機構を示すために外部カバー及び電子部品（ソレノイドおよび電極）が除去された装置１００を下方から見た２つの斜視図である。解放機構は、旋回中心６１を中心として筐体１０の一つの側壁上に枢着された部材６０と、旋回中心７１を中心として筐体１０の前記側壁に対向する側壁上に枢着された部材７０と、旋回中心８１を中心として筐体１０の底面に枢着された部材８０とを備える。部材６０、７０、および８０は各々、初期位置と押ボタン４２および４４を押したときの駆動位置との間で移動するように構成される。部材６０、７０、および８０は、駆動位置に移動されるためにはボタン４２および４４の両方を同時に押さなければならないように構成される。部材６０、７０、および８０はそれぞれ、付勢ばね６５、７５、８５によって、図６Ａ及び図７Ａに示す初期位置に保たれる。上述したように、荷重を印加されたばね４０の解放は、軸３２と軸４８の係合状態を解除することによって行われる。図６を参照すると、軸４８は、筐体１０の開口部４９を通って延びている。開口部４９は、図５について上述したように、軸４８が回動中心５７を中心とする小さな限られた範囲で回動できるように寸法決めされる。旋回中心６４’を中心として筐体１０に枢着された爪６４は、フック６２によって軸３２と係合した位置に軸４８を保持するように構成される。解放部材６０の傾斜部６９は、部材６０がボタン４２によって旋回中心６１の周りで傾斜したときに、爪６４を傾斜させて、その結果、軸４８を軸３２から図６Ｂに示す位置に押し離すように構成される。しかしながら、部材８０の一端から上方に突出し、かつ、部材８０が初期位置にあるときに部材６０の水平延長部６７の下に位置する垂直延長部８３は、部材６０が傾動することを防止する。図７を参照すると、部材８０の第２の端部には、部材７０が初期位置にあるときに部材７０のフック様端部７７と係合する延長部８７が設けられる。図７Ｂおよび図６Ｂを参照すると、ボタン４４が押されると、部材７０のフック７７は下方に傾動し、これにより延長部８７は、フック７７の傾斜面７４によって後方に押される。その結果、部材８０は、延長部６７の下方の位置から停止突出部８３を移動させるように傾動する。したがって、ボタン４２を同時に押すと解放部材６０が自由に移動できるため、軸３２と軸４８の係合状態を解除する部材６０の前端は、ばね４０のトルクを受けて軸３２を回動させることができる。ボタン４２および４４が解放されるとすぐに、部材６０’、７０、および８０は、ばね６５、７５、および８５によって初期位置に復帰し、軸４８は、ばね５９（図５参照）によって軸３２との係合位置に復帰することが理解されるであろう。しかしながら、叩打が既に与えられた後においては、動力システムに影響を与えることなく、ボタン４２および４４を押した状態に保つことができる。
【００２７】
図８は、電子区画９０内に収容された電子回路（図示せず）にそれぞれ接続された電極９５およびソレノイド９６を含む装置１００の電子部品を示す。電子回路は、患者の心臓の状態を判断するために、特に細動ショックが妥当であるか否かを判断するために、当技術分野で公知の方法に従って、電極９５から受信した信号を分析するマイクロプロセッサを備える。電子回路は、分析結果に従ってショックの伝達を有効化／防止する制御手段をさらに含む。ディスプレイ９２上には心電図を表示してもよい。これに代えて、またはこれに加えて、分析結果を、装置の操作に関する指示とともにディスプレイ９２上に表示してもよい。必要に応じ、またはこれに加えて、電子的説明は、音声指示であってもよい。装置を起動すべきか否かを表示するＬＥＤ等の表示器をさらに備えていてもよい。上述した機械式解放機構の電子制御は、スイッチ９３を介して電子回路に接続されたプルソレノイド９６によって行われる。部材６０から突出するロッド６８は、プランジャ９７が拡張位置にあるとき、すなわちソレノイド９６に電流が供給されていないときに部材６０の傾動を防止するように、かつ、ソレノイド９６が電流を受けてプランジャ９７を内方に引くときにこのような傾動が可能になるように構成される。したがって、機械式解放要素の駆動は、ソレノイド９６に電力が供給されたときにのみ可能である。ソレノイド９６への電力供給は、スイッチ９３を介して、心電図分析結果に従って電子回路によって制御される。心室細動が認識された場合、ソレノイド９６に電力が供給され、ボタン４２および４４を押し下げて叩打を与えることができる。同時に、スイッチ９３は、部材６０の延長部９４によって押圧される。部材６０が初期位置に復帰する前に拡張位置へ解放されることによるプランジャ９７の損傷の発生を防止するために、スイッチ９３によって示されるように、ソレノイド９６は、ボタン４２が押し下げられている限り電力供給状態に保たれる。解放機構の電子制御は、患者の心臓の状態が機械的ショックに適切ではないときに機械的ショックを発射することを防止するのみならず、除細動以外の目的で装置が誤用されることを防止する。
【００２８】
図９乃至図１３は、全体が符号２００にて示される本発明の機械式除細動器の第２の実施形態を示す。実施形態２００の寸法は、実施形態１００と同様である。除細動器２００は、装置の様々な構成要素を収納しかつ支持する複数の補強仕切りリブを有する略矩形のフレーム１１０を備える。枢動アーム１１４上に支持される２つのハンドル１１２は、フレーム１１０の対向する側端上にそれぞれ位置する。枢動アーム１１４は、図９に示されるように、使用されていないときに保管位置にハンドル１１２を置くこと、かつ、図１３に示されるような垂直姿勢をとるようにハンドル１１２を上方に回動させることを可能にする。フレーム１１０は、その前面において、以下で説明するように装置を手動で装填する回転つまみ１１５と、装置に充填されたエネルギーレベルおよびこれに対応する与えられる衝撃の力を示す、隣接した目盛り１１７を有する透明目盛窓１１６とを備える。目盛りにはさらに、操作者が目の前の患者に好適な力を選択しやすいように、子供の像、成人の像等の画像を付すことができる。また、フレーム１１０の前面にはさらに、操作者がハンドル１１２を保持して患者の胸部に装置を押し当てながら衝撃を与えるために親指で押し下げられるように構成された、２つのばね付勢式押しボタン１１８および１１９が設けられている。実施形態２００によれば、装置２００の底部に設けられた別の独立したストッパ１５２（図１０参照）は、装置が適切に患者の胸部に押し当てられなければ装置が解放されないようにする。
【００２９】
フレーム１１０の上部開口部内には、相補的な形状を有する２つの翼形部１２２および１２４を含む２枚折れ上部カバー１２０が取り付けられる。翼形部１２２および１２４は、先の実施形態１００の翼形部２２および２４と同様に、それぞれ、基端においては共通軸１３６ａおよび１３６ｂを中心にヒンジ連結され、かつ、先端においては固定軸１３２及び可動軸１３４を中心にヒンジ連結される。軸１３２は、フレーム１１０の対向する内壁１２１に連結固定される。軸１３４は、（図１２および図１３に示すように）軸１３４が固定軸１３２に向かって内方に摺動するときにカバー１２０が軸１３６の周りで外方に折れ曲がることを可能にするように、対向する壁１２１間に設けられた対向する長形スリット１４２ａ、１４２ｂ上に摺動可能に取り付けられる。カバー１２０が平坦な姿勢をとるときに、フレーム１１０の略中央にて、衝撃部材１５０が、翼形部１２４の半円延長部１２５の内面上に連結固定される。部材１５０は、耐久性がある硬質プラスチック材料または軽量金属で形成された、約４０ｍｍの直径を有し、底面が丸味を帯びた円筒体であることが好ましい。翼形部１２２および１２４は、部材１５０により妨げられることなく、最上方位置までのカバー１２０の折れ曲がりを可能にするように形成される。錘１５０が突出する開口部１３５を有するカバープレート１３０は、フレーム１１０の底面を閉鎖する。プレート１３０上には主ストッパ１５２も設けられる。
【００３０】
ここで図１１および図１２を参照すると、錘１５０を装填するための装填機構が示されている。実施形態２００によれば、装填可能な要素は、図１１Ａに最も明瞭に示されるように、固定軸１３２の周りに巻き付けられ、かつ、フレーム１１０に連結固定された２つの螺旋端部分１６３ａ、１６３ｂ間に配置されたＵ字形レバー中間部１６２を含むコイルばね１６０である。錘１５０と翼形部１２２との間には、レバー１６２の閉端が収容される。軸１３６周りの折れカバー１２０は、図１２および図１３に示されるように、ネズミ捕り式にばね１６０に荷重を印加する捻り力を発生させることが認識されるであろう。つまみ１１５を介してばね１６０に荷重を印加する装填機構は、フレーム１１０の内側区画１７０内に収納される。装填機構は、支持リブ１７１間に回動可能に取り付けられた軸１７２と、ウォーム部分１７５を有し、かつアーム１７６によって軸１７２に連結された平行シャフト１７４とを備える。アーム１７６は、シャフト１７４と軸１７２の相対位置を保持するが、軸１７２を中心とするシャフト１７４の回動は許容しない。軸１７２上に取り付けられた傾斜部１８２は、回転つまみ１１５を回すと軸１７２が自らを中心に回転するように、回転つまみ１１５の内側傾斜部１８４と常に係合した状態にある。軸１７２およびシャフト１７４の係合歯車１８６および１８８は、それぞれ軸１７２およびシャフト１７４の回転運動の間で連結される。可動軸１３４から延在し、かつ、シャフト１７４のウォーム部分１７５と係合されたライダーバー１８５は、シャフト１７４と可動軸１３４とを連結する。バー１８５の内面（図示せず）は、シャフト１７４が回転するにつれてバー１８５がウォーム１７５に沿って内方に移動するように、ウォーム１７５と螺合するようにねじ切りされている。したがって、つまみ１１５が回されると、軸１７２が自らを中心として回転し、それによってシャフト１７４が係合歯車１８６、１８８を介して反対方向に回転する。シャフト１７４がその軸を中心に回転すると、ライダーバー１８５は、シャフト１７４に沿って移動し、翼形部１２２および１２４が、底部カバー１３０から離れるように（そして、患者の胸部から離れるように）強制的に外側に折り曲げられて、主ばね１６０に荷重を印加する。ライダーバー１８５からカバー１２０に向けて延在し、かつ、窓１１６と位置合わせされた指針１８９（図１３に示す）は、窓越しにライダーバー１８５が移動した範囲、つまりはばね１６０に荷重が印加された程度を表示する。２つのストッパ１９２は、シャフト１７４をライダーバー１８５に押し付けて、ばねに荷重が印加されたときに、ばね１６０によってライダーバー上に及ぼされた力を受けてシャフト１７４が移動しないようにする。主ストッパ１５２に結合されたストッパ１９２は、主ストッパ１５２が押し下げられたときにシャフト１７４から離れるように回動する。実施形態２００はさらに、先の実施形態１００の解放機構と同様に構成することができるボタン１１８および１１９に結合された、解放要素と、ストッパ要素と、ストッパ解放要素とを含む解放機構（図示せず）を備える。したがって、実施形態２００によれば、ボタン１１８および１１９の両方、ならびにストッパ１５２は、シャフト１７４とライダーバー１８５の係合状態を解除するためには全てが同時に押されなければならず、その結果、レバー１６２がばね力を受けて下方に旋回するように解放され、叩打を与えるように衝撃部材１５０を押す。叩打の終わりに、カバー１２０は平坦な姿勢を回復し、ライダーバー１８５は、ウォーム１７５の遠端の位置に復帰し、装置は再装填可能な状態になる。
【００３１】
図１４および図１５は、全体的が符号３００にて示される機械式除細動器の別の実施形態を示す。この実施形態によれば、衝撃部材２５０は、１つの内壁のスリット２２２、２２４およびフレーム２１０の対向する壁の対向スリット（図示せず）内に摺動可能に取り付けられた４つのアーム２１２、２１４、２１６、および２１８上に取り付けられる。衝撃部材２５０の周りにおいてアーム２１２、２１４、２１６、２１８上に支持されたばね２６０は、第１の端部２６２にてフレーム２１０に、第２の端部２６４において部材２５０に連結固定される。アーム２１２、２１４、２１６、２１８が内方に摺動すると、衝撃部材２５０は上方に押され（即ち、患者の胸部から離れるように押され）、同時に、ばね２６０に荷重が印加される。アーム２１２および２１４は、ライダーバー（図示せず）によって、シャフト２４０の逆方向にねじきりされた(mirror)ウォーム部分２４２および２４４に結合される。ライダーバーは、これらアームから区画２７０内へ延びており、先の実施形態２００においてライダーバー１８５がシャフト１７４に沿って移動するのと同様に、シャフトが自らを中心として回転するときに互いに向かって内方に移動するように構成される。軸２３０から延在する外部回転ハンドル２３５は、係合歯車２３２、２３４によってシャフト２４０を回転させるように構成される。シャフト２４０は、アーム２５２によって軸２３０に枢着され、かつ、シャフトがばね２６０の力を受けて移動することを防止するストッパによって所定の位置に保持される。実施形態１００および２００に関連して先述した方法と同様に、ばね付勢式トリガ２８０を押し下げると、シャフト２４０から離れるようにストッパが回動し、ばねトルクを受けて、患者の胸部に叩打を与えるために衝撃部材２５０を下方に押すばね２６０の解放が可能になる。叩打が与えられた後、アーム２１２、２１４、２１６、および２１８は、元の位置に復帰し、装置が再装填可能な状態になる。
【００３２】
当業者であれば、上述した種々の実施形態が本発明を限定する例として挙げたものではなく、本発明の範囲から逸脱することなく他の実施形態を実施可能であることが理解されるであろう。例えば、本発明の機械式除細動器は、必ずしも力調整機構を含む必要はなく、予め設定された固定値の衝撃を与えるために、予め設定されたエネルギー固定値に至るまで荷重が印加されるように設計することができる。同様に、本装置の装填機構は、衝撃用錘が、上述したような歯車システムによってではなく、牽引運動によって直接上昇させられる、より単純なネズミ捕り式の機構であってもよい。同様に、解放機構は、本装置が患者の胸部に対して押し下げられたときに、衝撃用錘を解放する浮動床であるように設計することができる。また、上記の種々の代替機構、および特定の実施形態に関連して説明した種々の特徴のいずれも、本発明の装置の設計に組み入れ可能であることが理解されるであろう。
（力測定装置）
力測定装置は、特に、水平面での叩打によって印加された力を測定するために製作されたものである。この装置は、典型的な拳による叩打の値を確立し、かつ、本発明の機械式除細動装置による叩打のシミュレーションを行うべく、複数の成人による拳での叩打による力、および荷重が印加されたばねによって装填された錘の衝撃による力を測定するために使用された。該装置は、広範囲にわたるばねパラメータによる広範囲にわたる機械的構成の測定を可能にするように設計した。全体が符号５００にて示される装置を図１６に示す。装置５００は、２つの垂直板５０２間に取り付けられた水平板５０１を含む机のような構成を有する。印加された力を測定する歪み計（図示せず）に結合された円形板５１０（仮想線で示す）は、板５０１前面の中央部に位置し、柔らかい組織を想定してシリコン層によって覆われる。板５０１上にはばね取付アセンブリ５２０が摺動可能に取り付けられ、広範なアーム長さでのばねの測定を可能にしている。アセンブリ５２０は、支柱５１５が取り外し可能に取り付けられた水平板５２１を備える。図１６に示す構成においては、錘５５０に結合された１つのアームと、要素５３２によって板５２１に結合された第２のアームとを有する支柱５１５の周りに、２つのトルクばね５３０が巻き付けられる。要素５３２間の距離は、ばねの２つの端部の間の距離に合うように調整することができる。錘５５０は、調整可能なテンションプーリ５４０によってステンレス製ケーブル５６０に連結される。ステンレス製ケーブル５６０は、シャフト５５５に巻きつけられてこれに連結される。テンションプーリ５４０は、２つのテンションプーリ車５４３と５４５を備える。プーリ５４０は、ばね取付アセンブリ５２０の２つの垂直壁５２２間に取り付けられた支柱５２５の高さを調節することによって、必要に応じて調整することができる。シャフト５５５の一端に設けられた回転ハンドル５７０によって、錘５５０を板５１０よりも上の所望の高さまで上昇させることができる。回転ハンドル５７０に連結されたラチェット５７５は、シャフト５５５がケーブルの張力を受けて反対方向に回転することを防止する。ケーブル５６０は、錘５５０の頂部に挿入された引き出しピン５３４によって錘５５０に結合される。錘５５０を解放するために、ケーブル５３０の自由端は、引っ張りハンドル５４２によって引き出しピン５３４まで引っ張られ、その結果、錘５５０が解放されて板５１０を打つ。歪み計の読取り値は、較正用錘を板５１０上に配置することによって予め較正されたオシロスコープ（図示せず）に供給される。装置５００は、所望の寸法の制約下で最大約１８０Ｋｇまでの叩打を与えるように調整することができる種々の構成を発見するために、トルクばねによって装填された錘の様々な構成によって印加された力を測定するために使用した。
【００３３】
手を使った心叩打法によって生成された力および衝撃持続時間を試験するために、ＣＰＲ救急のために訓練された救急救命士（イスラエルＭＤＡ団体所属）２８名からなるグループを装置５００で試験した。被検者の年齢は２０歳から４５歳である。身長、体重およびＢＭＩ（体格指数）を含む身体的パラメータを各被検者について取得した。被検者１人当たりの平均叩打力を得るために、各被検者について板５１０に対する叩打を３回測定した。全ての結果を表１にまとめた。
【００３４】
【表１】
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結果の統計的分析から、力の平均値は８７．０８Ｋｇであった。さらに、統計的分析から、この力の平均値は、試験対象の被検者の身体的なパラメータとは殆ど関係がないものであることが分かった。したがって、本発明の機械式除細動器では、約５０〜１２０Ｋｇ、好ましくは、７０〜１００Ｋｇの衝撃を与えるべきであると推測される。しかしながら、心臓の拍動を回復させるために心停止状態の心臓を刺激するために最も適切な機械的衝撃の最適なパラメータをより適切に確立するために、今後、本発明の装置に関する各種試験が予定されている。
【００３５】
本発明が本願で図示しかつ説明したものに限定されるものではないことは、当業者に理解されるであろう。むしろ、本発明の範囲は、特許請求の範囲によってのみ定義される。
【図面の簡単な説明】
【００３６】
【図１】未装填状態の除細動器を示す、本発明の第１の実施形態による機械式除細動器の斜視図。
【図２】装填状態の除細動器を示す、本発明の第１の実施形態による機械式除細動器の斜視図。
【図３】図１の除細動器を下方からみた斜視図。
【図４】内部構造を示すために頂部カバーが除去された状態の図１の除細動器の上面図。
【図５】本装置の装填機構を示す図１の除細動器の部分図。
【図６Ａ】初期位置にある装填要素を示すために外部カバーおよび電子要素が除去された状態にある、上下が逆さにされた図１の装置の斜視図。
【図６Ｂ】駆動位置にある装填要素を示すために外部カバーおよび電子要素が除去された状態にある、上下が逆さにされた図１の装置の斜視図。
【図７Ａ】図６Ａの装置を反対側から見た斜視図。
【図７Ｂ】図６Ｂの装置を反対側から見た斜視図。
【図８】図１の装置の電子部品を示す図６Ａおよび図６Ｂと同じ方向から見た斜視図。
【図９】本発明の第２の実施形態による機械式除細動器を上方から見た斜視図。
【図１０】本発明の第２の実施形態による機械式除細動器を下方から見た斜視図。
【図１１】未装填状態の除細動器を示す、下部カバーが除去された状態にある図９の除細動器の底面図。
【図１１Ａ】図９乃至図１３の実施形態のトルクばねの分解図。
【図１２】装填状態の除細動器を示す、下部カバーが除去された状態にある図９の実施形態を下方から見た斜視図。
【図１３】装填状態にある図９の除細動器を上方から見た斜視図。
【図１４】本発明の第３の実施形態による除細動器の上面図。
【図１５】本発明の第３の実施形態による除細動器を下方から見た斜視図。
【図１６Ａ】ばね力測定装置を前方から見た斜視図。
【図１６Ｂ】ばね力測定装置を後方から見た斜視図。
【図１】
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【図２】
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【図３】
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【図４】
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【図５】
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【図６Ａ】
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【図６Ｂ】
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【図７Ａ】
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【図７Ｂ】
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【図８】
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【図９】
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【図１０】
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【図１１】
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【図１１Ａ】
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【図１２】
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【図１３】
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【図１４】
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【図１５】
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【図１６Ａ】
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【図１６Ｂ】
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【国際調査報告】
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