(57)【特許請求の範囲】
【請求項１】
救命状況又はその練習状況における胸部圧縮の際に胸部の下降深さを測定及び利用する装置であって、
下降が始まり、胸部の移動の開始を示した際に応答する力起動式スイッチを含むセンサーユニットからの信号を用いて、前記力起動式スイッチが起動している間に圧縮中の下降深さを決定する計算ユニットセットと、
胸部の移動に追随するようにセットされて前記計算ユニットに加速度信号を伝える加速度計と、
を備えた装置。
【請求項２】
救命状況又はその練習状況における胸部圧縮の際に胸部の下降深さを測定及び利用する装置であって、
計算ユニット（Ｂ）が、胸部の移動に追随するようにセットされた第１の加速度計からの信号と患者の移動に追随するようにセットされた第２の加速度計からの信号との差の関数として圧縮深さを測定するようにセットされた装置。
【請求項３】
センサーユニットが圧力パッド内に備えられて、患者あるいは人体模型の胸部上に配置された請求項１または請求項２のいずれかに記載の装置。
【請求項４】
前記圧力パッドが、患者あるいは人体模型の胸部上の配置位置の誘導のために頂部にマーキングを備えた請求項３に記載の装置。
【請求項５】
前記計算ユニットが前記圧力パッドに配置された電子回路である請求項１または請求項２のいずれかに記載の装置。
【請求項６】
前記計算ユニットが以下の式、
【数１】
0004610693.tif 000006
であって、ｎがサンプル番号、ａnが加速度、ｔsがサンプル間隔である式よって近似的な下降深さＳｎを決定し、計算は力起動式スイッチが起動されている間実行される請求項１または請求項２のいずれかに記載の装置。
【請求項７】
前記圧力パッドが、例えば発光ダイオード及び／又はフィードバックと音声形式の指示とを供給するオーディオユニットを含む別フィードバックユニットを備えた請求項３に記載の装置。
【請求項８】
前記圧力パッドが、時間と下降深さとの関係を示すグラフを表示するための表示ユニットに接続することができるコンセントを含んでいる請求項３に記載の装置。
【請求項９】
前記圧力パッドのコンセントが、細動除去器、コンピュータ及び／又はモデムに対するインターフェースとなる請求項３に記載の装置。
【請求項１０】
前記表示ユニットがフィードバックと音声形式の指示とを供給する拡声器ユニットを含んでいる請求項８に記載の装置。
【請求項１１】
加速度計を含むセンサーユニットと、計算ユニットに接続され、下降が始まり胸部の移動の開始を示した際に応答する力起動式スイッチと、を備え、前記計算ユニットが、前記加速度計からの加速度信号を用いて、救命状況又はその練習状況において胸部圧縮を実施するときかつ前記力起動式スイッチが起動しているときの下降深さを測定する、システムであって、
前記センサーユニットと前記計算ユニットとが、パフォーマンスに関するフィードバックを供給する手段とともに圧縮パッド内に配置され、前記フィードバックが映像及び／又は言葉あるいは音声信号の形であるシステム。
【請求項１２】
請求項１１に記載のシステムであって、
前記センサーユニットと前記計算ユニットとが細動除去器に接続され、又はその代わりに、前記計算ユニットが細動除去器と一体に形成され、細動除去器が胸部圧縮のパフォーマンスに関するフィードバックを供給する手段を含んでいるシステム。
【請求項１３】
請求項１１に記載のシステムであって、
前記センサーユニットと前記計算ユニットとが、パフォーマンスに関するフィードバックを提供する手段とともに人体模型内に配置され、前記フィードバックが映像及び／又は言葉あるいは音声信号の形であるシステム。
【発明の詳細な説明】
【０００１】
【発明の属する技術分野】
本発明は、請求項１に記載したような救命状況又はその練習状況における胸部圧縮の間のパラメータを測定及び利用する装置、及び、請求項１１に記載したような応用に関するものである。本発明のさらなる特徴は、残りの従属項から明らかである。本発明による装置は、品質及び効率を高めるためにパフォーマンスフィードバック用の装置に結合してもよい。
【０００２】
【従来の技術及び発明が解決しようとする課題】
胸部圧縮は心肺蘇生術（ＣＰＲ）の一部である。ＣＰＲは救命の第１番目の処置と見なされており、突然心臓死の場合に実施される処置の一部である。圧縮死は胸部圧縮中の重要なパラメータであり、ＣＰＲのガイドラインではセンチメートル単位でその距離が示されている。これまで、人に対する胸部圧縮に関連した実際的な方法においては、その量を測定することはできなかった。他方、人体模型を含む実際の状況において、この情報を測定して人命救助者にフィードバックすることは一般的な方法である。人命救助者は、人体模型への胸部圧縮の実施を通して、人の場合にも同じ運動パターンを繰り返すことが可能であるはずである。２つの事実がこれを困難にしている：第１に、研究によれば、この運動パターンを繰り返す多くの人々の能力は訓練された直後では低いものである。また、研究によれば、この運動パターンを繰り返す能力は長時間かけて身に付くものである。第２には、人体解剖学的構造が異なれば、胸部圧縮を受ける人が圧縮に対して示す抵抗の度合が異なることである。圧縮深さの評価は加えられる力をもとにすることはできない。胸部圧縮の質は、学んだことを実際の状況に適用する人命救助の能力と深さ及び圧縮率を判断する能力とに完全に依存する。
【０００３】
複数の国で、心肺蘇生術の質と生存との間の関係を調べた研究が行われてきた。それらによれば、高い質のＣＰＲの場合には生存率が３倍〜４倍向上することが示されている。
【０００４】
従って、本発明の目的は、多くの患者が生存するように胸部圧縮の質を改善することである。
【０００５】
【課題を解決するための手段】
最初に述べた、請求項１に記載の特徴を有するタイプの装置によってその目的を達成する。本発明の別な特徴は残りの従属項から明らかである。
【０００６】
フィードバックは視覚的な表示の形であってもよいし、また、ユーザーへの是正的及び指令的ボイスメッセージの形であってもよい；あるいは、フィードバックは、救命中、状況を解釈してユーザーをガイドすることができる緊急センターへ送られるものであってもよい。収集されたデータ又はフィードバックは、患者に施された処置に関する文書を供給できるように保存されてもよく、また、可能なら訓練システムを改善するために必要に応じてＣＰＲガイドラインと比較されてもよい。
【０００７】
本発明による装置は、細動除去器（ＡＥＤ）に集積してもよいし、又は、圧縮及び換気の両方に関わる情報を測定しフィードバックする装置の一部であってもよいし、又は、圧縮測定を実施しかつフィードバックを提供するだけの独立の装置であってもよいし、又は、胸部圧縮を測定し登録する人体模型センサーシステムの一部を形成してもよい。
【０００８】
【発明の実施の形態】
以下で、図面を参照して本発明を詳細に説明する。
【０００９】
装置は、患者の胸部に結合され、電極２に結合する端子１を有する電源ケーブルを備えたパッド４を有していてもよい。パッドの頂部には、患者の乳首に関係したパッドの位置について指示を備えていてもよい。パッド４は、圧縮を行うために人命救助者が手を置く場所を示すマーカを提供し、また、圧縮を測定するセンサーユニット９とできれば加えた力に対する別なセンサーも含んでいる。センサーユニット９は、加速度計Ａと力起動式スイッチＳＷとを含み、例えば電子回路の形で計算ユニットＢに結合されている。力起動式スイッチＳＷは膜スイッチ（membrane switch）の形であってもよい。また、力起動式スイッチＳＷがセンサーユニット９に配置しており、加えられた垂直力がそのユニットを起動する。図６にも示したように、センサーユニット９と計算ユニットＢとが圧縮ユニット１０を形成する。
【００１０】
加速度計Ａは、“アナログデバイス”として市販されているＡＤＸＬ２０２でもよく、人命救助者が手を置くパッドの表面に対して適切な角度で配置したプリント基板上に備えてあってもよい。パッドの下降に関係して、加速度計を有するプリント基板が移動し、センサーが加速度信号を伝える。
【００１１】
下降は加速度を２回積分することによって得られる。この結果を生成するだけのために、最初のパラメータをｔ＝０にゼロにセットする。２つの積分は以下の式を与える：
【数２】
0004610693.tif 000002
【００１２】
実際、この式は、下降がちょうど始まるときに積分を始めるというメッセージを積分回路が受けなければならないことを意味している。これによって他の要因に因る積分誤差が最小にする。
【００１３】
下降が始まるときに力起動式スイッチＳＷが起動され、あるいは測定された印加力が越えるときに所定の力がこのスイッチに作用することができる。
【００１４】
式（１）からも明らかなように、積分の第１の解は速度あるいはスピードと初速V0との和を与え、初速はスイッチの起動の際に積分が始まるときにはゼロに等しい。式（２）からも明らかなように、得られた速度の積分は変位と初期位置D0との和を与える。初期位置はスイッチの起動の際に積分が始まるときにはゼロに等しい。
【００１５】
評価された変位（距離）Snは上記の積分から導出された以下の式で与えられる。
【数３】
0004610693.tif 000003
ここで、ｎはサンプル番号であり、ａnは加速度、ｔsはサンプル間隔である。
【００１６】
表１は、ｔsが１の場合に式（３）を用いて得られた計算結果を示している。図２は表１における値についてのグラフを示している。
【表１】
0004610693.tif 000004
【００１７】
２つの軸に沿って加速度を測定する加速度計を用いると、加速度計は、一方の測定軸が垂直方向の加速度を、他方の測定軸が水平方向の加速度を示すように向きを合わせられてもよい。加えた胸部圧縮が垂直方向でないことを加速度計が指示しているときには、水平加速度は好ましくはない。このような指示の場合には、胸部圧縮が垂直に実施されなければならないということを装置がユーザーにフィードバックすることができる。
【００１８】
この技術は、質の改善のために他のパラメータも得るため、動力計のような他のセンサーも使用可能である。
【００１９】
これまで、本発明は患者に対して使用されるものとして説明してきた。しかしながら、圧縮ユニット１０を人体模型の上にあるいはその中に配置することによって、訓練目的のために本発明を用いることも可能になる。図１を参照されたい。加速度計は、人体模型内のプレート上に載置することが可能である。そのプレートは、その垂直加速度が胸部圧縮を示すように胸部圧縮に追随する。加速度計が載置されたプレートをある軸の回りに回転するアームに、人体模型の肺の膨張に因る上昇する胸部を作用させることによって、肺の膨張が測定できる。これによって、加速度計に対する重力ｇの効果が信号値を変化させる。圧縮ユニット１０は、人体模型が患者であるものとして、人体模型の外で直接使用してもよい。
この場合には、水平加速度は人体装置内で振動を示す。胸部圧縮の始まりを示すように、力起動式スイッチをここに備えてもよい。また、前述と同様の計算を圧縮の指示を与えるのに使用してもよい。
【００２０】
人体模型内で本発明によるユニットを使用することは、従来使用してきた装置と比較して有利である。というのは、新しいユニットは従来使用してきたユニットに比較してほとんど場所をとらないからである。新しいユニットはしばしば変位を測定するために滑り電位差計と協働する歯ラック（toothed rack）を備えると比較的大きなサイズになって、ＣＰＲを実施ため及び人体模型上での全作業を記録するために要する他の人体模型装置に対する場所がほとんどなくなる。
【００２１】
測定値は、図４で示したように、圧力パッドに配置してもよい別計算ユニットＢに伝達することができる。あるいは、測定値は、別電源リード線３を介して、計算を実行するためにビルトインＣＰＵを作動する細動除去器５に直接伝達される。図３も参照されたい。前記計算ユニットＢは、例えば、計算を実行するためのＣＰＵユニット及びそれの関連部材とからなってもよく、当業者ならば誰でも実現可能な従来技術であると技術的に考えることができる。従って、計算ユニットＢは本発明の一部を構成しないが、ここではその詳細は述べない。この目的のために適切な標準細動除去器５を使用するとき、この中の情報ユニットは人命救助者をガイドするために用いてもよい。
【００２２】
独立型ユニットを使用するときには、このユニットが別情報ユニットとともに、計算を実行するための別ＣＰＵを備えなければならない。この情報ユニットは、図４で示したように、単に発光ダイオード（ＬＥＤ）６から成ってもよい。図４に示したようなユニットでは、エレクトロニクスと指示計とを圧力パッド４に組み込んでいる。このパッドは、患者の上の圧力パッドを配置すべき位置及び胸部圧縮を実施すべき位置を示すマーキングを備えている。発光ダイオードは、例えば、１インチ毎にライトアップする一個のダイオードによって下降を示してもよい。下降が５ｃｍを越えるときは、色が例えば緑から赤に変化する。
【００２３】
図５は本発明の他の実施形態を示している。この実施形態では、圧力パッド４は、フィードバックとできれば指示を提供するために、例えばスクリーンのような表示ユニット７に接続することができるコンセントを有している。評価された下降深さＳｎは図２の曲線Ｓｎで示したようになる。これは、ＣＰＲ中の患者側への膨張を示してもよい。膨張信号は、電極２間のインピーダンスを測定しかつ膨張がこのインピーダンスの変化を引き起こす測定システムを含む表示ユニットによって周知の方法で生成する。表示ユニット７は、スクリーンと速度信号あるいは音信号の形でフィードバックを提供する拡声器又は独立な拡声ユニットとから成ってもよい。別表示ユニットの代わりに又は別表示ユニットに加えて、コンピュータをデータの別な処置のために接続してもよいし、又は、モデムあるいはモデムのようなものを例えば緊急センターへデータを伝送するために接続してもよい。
【００２４】
図５は、圧縮ユニット４から信号を受けることに加えて、電極２からの信号（ＥＶＧ）を受けることができたり、あるいは電極２を介して電気的ショックを伝達することができる上記のユニットあるいは細動除去器に接続するためのコネクター８を示している。
【００２５】
時折、救急車、ボートあるいは飛行機などによる輸送中にＣＰＲを実施しなければならない。このような条件では、加速度計Ａは輸送機関の全ての垂直方向運動によっても影響を受け、それによって、評価された胸部圧縮深さＳｎに関する積分誤差を導入してしまう。図７は、例えば、細動除去器５内に配置された第２の加速度計Ａ２の使用を示している。この加速度計は輸送機関の垂直方向の運動を感知するように装備され、Ａからの信号ＡｎからＡ２からの信号Ａ２ｎを減ずることによって積分誤差を大きく低減する：
【数４】
0004610693.tif 000005
【図面の簡単な説明】
【図１】   本発明の実現のための圧縮ユニットを有する人体模型を示す概略図である。
【図２】   胸部の変位と測定値との関係を示すグラフである。
【図３】   細動除去器の患者ケーブルに結合した圧縮ユニットを含む圧力パッドを示す概略図である。
【図４】   圧縮ユニットを含む圧力パッドが独立ユニットである実施形態を示す概略図である。
【図５】   圧縮ユニットを含む圧力パッドの第２の実施形態を示す概略図である。
【図６】   圧力パッドに対する構造の原理を示す説明図である。
【図７】   移動の間に行われる胸部圧縮に対する測定誤差を低減するために２つの加速度計を使用する場合の原理的な構成を示す説明図である。
【符号の説明】
４  圧力パッド
５  細動除去器
６  発光ダイオード
７  表示ユニット
９  センサーユニット
１０  圧縮ユニット
Ａ  加速度計
Ａ２  第２の加速度計
Ｂ  計算ユニット
ＳＷ  力起動式スイッチ
【図１】
0004610693.tif 000007
【図２】
0004610693.tif 000008
【図３】
0004610693.tif 000009
【図４】
0004610693.tif 000010
【図５】
0004610693.tif 000011
【図６】
0004610693.tif 000012
【図７】
0004610693.tif 000013