(57)【特許請求の範囲】
【請求項１】
被災者に対するＣＰＲ時に胸部圧迫を行なう際、救命員を支援するための装置であって、
救命員が胸部圧迫を行なうために力を印加する位置で又はその近くで胸部に貼付されるように構成されたパッド又は他の構造物と、
前記パッドに接続された少なくとも１つのセンサであって、胸部の動き又は胸部に印加された力を検出するように構成されたセンサと、
前記センサの出力を処理して、救命員が、胸部圧迫後、胸部を充分に解放しているかどうか判断する処理回路と、
前記処理回路に接続され、胸部圧迫後、胸部が充分に解放されているかどうかを示す可視または可聴指示を救命員に提供する少なくとも１つの指示提示用要素とを備える装置。
【請求項２】
請求項１に記載の装置であって、パッド又は他の構造物は、救命員によって力が印加されるパッドである、装置。
【請求項３】
請求項１に記載の装置であって、前記センサは、加速度計を含む、装置。
【請求項４】
請求項１に記載の装置であって、前記センサは、力センサを含む、装置。
【請求項５】
請求項１に記載の装置であって、前記センサは、速度センサを含む、装置。
【請求項６】
請求項１に記載の装置であって、前記センサは、力センサ及び加速度計又は速度センサの双方を含む、装置。
【請求項７】
請求項１に記載の装置であって、前記指示提示用要素は、救命員に可聴指示を送出するためのスピーカを含む、装置。
【請求項８】
請求項１に記載の装置であって、前記指示提示用要素は、救命員に可視指示を提供するための表示装置を含む、装置。
【請求項９】
請求項１に記載の装置であって、装置は、体外式除細動器の一部である、装置。
【請求項１０】
請求項９に記載の装置であって、前記体外式除細動器は、ＡＥＤである、装置。
【請求項１１】
請求項１に記載の装置であって、前記処理回路は、ソフトウェアを実行するデジタル・プロセッサを含む、装置。
【請求項１２】
請求項１に記載の装置であって、救命員が充分に胸部を解放しているかどうかを判断する段階は、胸部の動作を解析する段階を含む、装置。
【請求項１３】
請求項１２に記載の装置であって、胸部動作を解析する段階は、胸部動作を表す波形の特徴又は形状を解析する段階を含む、装置。
【請求項１４】
請求項１に記載の装置であって、前記少なくとも１つのセンサは、胸部の動きを検出するためのセンサ及び胸部に印加される力を検出するためのセンサの双方を含み、前記処理回路は、両センサの出力を用いて胸部伸展度を表す情報を提供する、装置。
【請求項１５】
請求項１４に記載の装置であって、胸部伸展度を表す情報を用いて、胸部の充分な解放に相当する印加圧力／力のレベルを決定する、装置。
【請求項１６】
請求項５に記載の装置であって、更に、胸部の変位を推定するために速度センサの出力を処理する処理回路を含む装置。
【請求項１７】
請求項１６に記載の装置であって、前記処理回路は、速度センサの出力を積分する機能を有する、装置。
【請求項１８】
請求項１の装置であって、
前記少なくとも１つのセンサは、前記パッドに接続された少なくとも１つの動作センサを含み、
前記処理回路は、前記動作センサの出力を処理して、胸部の最大圧迫速度を推定するように構成されており、
前記少なくとも１つの指示提示用要素は、前記最大圧迫速度を表す情報を救命員に提供するように構成されている、装置。
【請求項１９】
請求項１８に記載の装置であって、前記動作センサは、速度センサを含む、装置。
【請求項２０】
請求項５又は１９に記載の装置であって、速度センサは、体が圧迫される位置にほぼ隣接して配置されるように構成されている、装置。
【請求項２１】
請求項５又は１９に記載の装置であって、速度センサは、胸部の対向面間の相対速度を検出するために配置されるように構成されている、装置。
【請求項２２】
請求項５又は１９に記載の装置であって、速度センサは、導体及び磁石を含み、速度は、前記導体と磁石との間の相対運動によって前記導体に誘発される電流を検出することによって検出される、装置。
【請求項２３】
請求項２２に記載の装置であって、前記磁石は、永久磁石及び電磁石の内の１つを含む、装置。
【請求項２４】
請求項２２に記載の装置であって、前記導体及び磁石は、胸部の対向面上に配置される、装置。
【請求項２５】
請求項２２に記載の装置であって、前記導体は、除細動電極パッドと一体のコイルを含む、装置。
【請求項２６】
請求項２２に記載の装置であって、前記導体及び磁石の各々は、除細動電極パッドと一体のコイルを含む、装置。
【請求項２７】
請求項５又は１９に記載の装置であって、磁石は、電磁石を含み、前記電磁石は、１ＫＨｚよりも大きい周波数で振動する磁界を生成し、更に、前記装置は、コイルが接続されたコイル検出回路を含み、コイル検出回路は、ドリフト及びノイズに対する感受性を低下させるために、検出信号の同期復調が可能である、装置。
【請求項２８】
請求項５又は１９に記載の装置であって、更に、被災者からＥＣＧ信号を取得するための回路を含み、処理回路は、速度センサの出力及びＥＣＧ信号を処理して、速度センサ出力を用いることによって、胸部圧迫によるＥＣＧアーティファクトを減少させる機能を有する、装置。
【請求項２９】
請求項１の装置であって、
前記少なくとも１つのセンサは、救命員が胸部圧迫を行なうために力を印加する位置又はその近くで患者の胸部に貼付される動作センサを含み、
前記処理回路は、前記動作センサによって生じる動作波形の特徴の解析から胸部変位を決定するように構成されている、装置。
【請求項３０】
請求項２９に記載の装置であって、前記動作センサは、速度センサを含む、装置。
【請求項３１】
請求項２９に記載の装置であって、前記動作センサは、加速度計を含む、装置。
【請求項３２】
請求項３１に記載の装置であって、前記処理回路は、救命者が患者の胸部を充分に解放したか否かを加速度波形の特徴の解析から判断するように構成されている、装置。
【請求項３３】
請求項３１に記載の装置であって、前記処理回路は、速度及び加速度波形を提供するために前記加速度計の出力を処理するように構成されている、装置。
【請求項３４】
請求項３２に記載の装置であって、前記処理回路は、速度及び加速度波形を提供するために加速度計の出力を処理し、救命員が、患者の胸部を充分に解放したか否か判断するために速度及び加速度波形を解析するように構成されている、装置。
【請求項３５】
請求項３３に記載の装置であって、速度波形の解析は、最大圧迫速度を決定することを含む、装置。
【請求項３６】
請求項３１又は３３に記載の装置であって、特徴の解析から胸部変位を決定することは、波形の特徴から圧迫周期の開始及び完了時間を決定することを含む、装置。
【請求項３７】
請求項３６に記載の装置であって、胸部変位を決定することは、開始及び完了時間によって定義される時間区間に渡って加速度波形を積分することを更に含む、装置。
【請求項３８】
請求項３１又は３３に記載の装置であって、前記処理回路は、胸部が充分に解放さたかどうか判断するために波形の上昇行程部の特徴を解析するように構成されている、装置。
【請求項３９】
請求項３１又は３３に記載の装置であって、前記処理回路は、圧迫が圧迫深度及び圧迫解放の所望の限界内であるかどうかに基づき救命員に対して提示する指示を生成するように構成されている、装置。
【請求項４０】
請求項３９に記載の装置であって、救命員に対する前記指示は、複数の胸部圧迫周期における圧迫動作に基づくため、救命員がＣＰＲ適用を短時間中断することによって即座には影響されない、装置。
【請求項４１】
請求項３９に記載の装置であって、前記処理回路は、胸部伸展度を決定し、決定された胸部伸展度を用いて、不充分な胸部解放について指示を提示されることなく圧迫行程の最後に救命員が印加し得る圧力／力のレベルを調整するように構成されている、装置。
【請求項４２】
請求項３３に記載の装置であって、波形から決定される特徴は、幅、振幅、面積、質量中心、歪度、高さ／幅比、ＴＡＲ、ＴＡＭＰＲ、及びＴＷＲのうちの１つ以上を含む装置。
【請求項４３】
請求項４２に記載の装置であって、前記特徴は、被災者の胸部が充分に解放されたかどうかについて判断するために前記処理回路によって用いられる、装置。
【請求項４４】
請求項４３に記載の装置であって、判断は、標準決定論理、ファジー論理決定方法論、又は統計的推定の何れかを用いて行なわれる、装置。
【請求項４５】
請求項１の装置であって、
前記処理回路は更に、
胸部圧迫適用時、ＥＣＧ信号を検出し、
前記少なくとも１つのセンサの出力を処理して胸部圧迫の速度に関する情報を決定し、
速度に関する情報を用いて、胸部圧迫から生じるＥＣＧ信号における少なくとも１つの信号アーティファクトを減少させるように構成されている、装置。
【請求項４６】
請求項４５に記載の装置であって、前記センサは、速度センサであり、速度に関する情報は、前記速度センサから決定される、装置。
【請求項４７】
請求項４５に記載の装置であって、前記センサは、加速度計であり、速度に関する情報は、前記加速度計の出力の積分から決定される、装置。
【請求項４８】
請求項４５に記載の装置であって、前記速度に関する情報を用いてＥＣＧ信号における少なくとも１つの信号アーティファクトを減少させることは、ＥＣＧ信号を速度と時間同調させることを含む、装置。
【請求項４９】
請求項４５に記載の装置であって、前記速度に関する情報を用いてＥＣＧ信号における少なくとも１つの信号アーティファクトを減少させることは、胸部圧迫アーティファクトを除去するための適応フィルタを用いて減少させることを含む、装置。
【請求項５０】
請求項４５に記載の装置であって、前記速度に関する情報を用いてＥＣＧ信号における少なくとも１つの信号アーティファクトを減少させることは、フィード・フォワード能動ノイズ消去を含む、装置。
【請求項５１】
請求項４５に記載の装置であって、前記速度に関する情報を用いてＥＣＧ信号における少なくとも１つの信号アーティファクトを減少させることは、ＥＣＧ信号を胸部圧迫アーティファクトから分離するフィルタの遮断周波数を決定することを含む、装置。
【請求項５２】
請求項１に記載の装置であって、前記少なくとも１つのセンサは、前記パッドに接続された少なくとも１つの動作センサであって、胸部の動きを検出するように構成された動作センサを含み、当該装置は更に、
前記パッドに接続された少なくとも１つの力センサであって、胸部に印加される力を検出するように構成された力センサを備え、
前記処理回路は、前記動作センサ及び力センサの出力を処理して、胸部の伸展度を推定するように構成されている、装置。
【請求項５３】
請求項５２に記載の装置であって、推定伸展度及び力センサの出力は、胸部の圧迫深度を決定するために用いられる、装置。
【請求項５４】
請求項５３に記載の装置であって、前記動作センサは、加速度計であり、前記加速度計の出力は、主として胸部伸展度を推定するために用いられ、ＣＰＲ時の圧迫深度は、推定伸展度を用いて力センサの出力を推定圧迫深度に変換することによって推定される、装置。
【請求項５５】
請求項５４に記載の装置であって、前記加速度計の出力は、限定された時間間隔中に胸部伸展度を推定するために用いられ、これらの限定時間間隔外において、胸部圧迫は、加速度計の出力を実質的に用いることなく、推定伸展度及び力センサの出力から判定される、装置。
【請求項５６】
請求項５２又は５３に記載の装置であって、推定伸展度及び力センサの出力は、胸部が充分に解放されたかどうか判断するために用いられる、装置。
【発明の詳細な説明】
【技術分野】
【０００１】
本発明は、心臓蘇生を支援するための装置に関する。
（関連出願に対する相互参照）
本出願は、２００３年６月２７日に出願された米国出願第１０／６０９，００１号の一部継続出願であり、その優先権を主張するものである。
【背景技術】
【０００２】
本発明は、心臓蘇生の分野に関し、特に、心肺蘇生（ＣＰＲ）時、胸部圧迫の実行に際して救命員を支援するための装置に関する。ＣＰＲ時の胸部圧迫は、心臓が再度動き出すまで血液循環及び酸素供給を維持することによって、心拍停止状態にある患者の血行を機械的に支援するために用いられる。被災者の胸部は、理想的には、医学的な指導基準、例えば、米国心臓協会（ＡＨＡ）指導基準に基づく圧迫速度及び深度で救命員によって圧迫される。心臓を通過する血流を生成するための１つの重要なステップは、各胸部圧迫後、適切に胸部を解放することである。陰圧を胸部に生成して次の胸部圧迫時に心臓の静脈充満を容易にして血流を増やすために、胸部は充分に解放されるべきである。胸部が適切に解放されない場合、静脈還流及び右心房充満を妨げる胸部陽圧が残る。他の重要なＣＰＲパラメータは、最大圧迫速度、圧迫深度、及び平均速度である。圧迫深度及び平均速度は共に、潜在的な血流量の良い指標を提供する。最大圧迫速度は、適当な僧帽弁閉鎖及び高血流量における重要な因子である。
【０００３】
胸部圧迫の深度を検出するためのセンサが提案されている。（深度を推定するためにその出力が積分される）加速度計が、例えば、フリーマン（Ｆｒｅｅｍａｎ）の米国出願第０９／７９４，３２０号、米国特許第６，３０６，１０７号、及び米国特許第６，３９０，９９６号において開示された。力（圧力）センサは、例えば、グレンケ（Ｇｒｏｅｎｋｅ）の米国特許第６，１２５，２９９号において開示された。
【発明の開示】
【発明が解決しようとする課題】
【０００４】
胸郭の伸展度は人によって大幅に変わるため、力センサでは、絶対的な変位を決定する方法が提供されなかった。加速度計は、胸部が解放されているか否かの指標を提供しない。これらは、二重積分によって変位を計算するが、これによって、大幅なＤＣオフセットが生じることがある。米国特許第６，３０６，１０７号は、圧迫の開始及び終了を示すスイッチとして力センサを組み込むことによってＤＣオフセット問題に対処しようとした。また従来技術において、胸部に印加される力又は圧力の量を救命員に示すための機械的圧力計も採用してきた。しかし、これら従来技術による加速度計及び／又は力センサを用いても、胸郭が充分に解放されているかどうかについて有用なフィードバックを救命員に提供する点で、良い解決策が提供されていない。個人間で胸部伸展度が異なることは、一般的に各個人が、大幅な変位を生じることなく、胸骨で異なる量の力を支え得ることを意味する。
【０００５】
できるだけ遅滞なく除細動ショックを与えるために心拍停止の被災者の処置を行なう救命員は、自動体外式除細動器（ＡＥＤ）を次第に用いるようになった。現在利用可能なＡＥＤに含まれるアルゴリズムでは、心電図（ＥＣＧ）解析が装置によって行われ、また、救命員が圧迫を控える“ハンド・オフ”期間を必要とする。ＡＥＤにおける現在の拍動解析アルゴリズムの精度は、胸部圧迫により誘発されるアーティファクトによって大きく低下するため、圧迫を控えなければならない。またこれらのＡＥＤは、圧迫が行われない間、救命員が、脈拍又は血行の徴候があるかどうか確認することが必要である。２０秒程度の短い時間、胸部圧迫の実行を中断すると、重要な生存尺度である自己心拍再開（ＲＯＳＣ）の可能性が劇的に減少することが幾つかの研究で分かっている。“ハンド・オフ”期間に必要な最小量の時間は、２０秒であることも他の研究で分かっている。従って、救命員が、間断なく胸部圧迫を続ける間に拍動解析を行なうＡＥＤ能力に対するニーズが存在する。
【課題を解決するための手段】
【０００６】
第１の態様では、本発明は、被災者に対するＣＰＲ時に胸部圧迫を行なう際、救命員を支援するための装置を特徴とする。本装置は、救命員が胸部圧迫を行なうために力を印加する位置で又はその近くで胸部に貼付されるように構成されたパッド又は他の構造物と、パッドに接続された少なくとも１つのセンサであって、胸部の動き又は胸部に印加された力を検出するように構成されたセンサと、センサの出力を処理して、救命員が、胸部圧迫後、胸部を充分に解放しているかどうか判断する処理回路と、処理回路に接続され、胸部圧迫後、胸部が充分に解放されているかどうかについての情報を救命員に提供する少なくとも１つの指示提示用要素とを含む。
【０００７】
本発明におけるこの態様の好適な実施形態は、以下の１つ以上を組み込み得る。パッド又は他の構造物は、救命員によって力が印加されるパッドであってよい。センサは、加速度計を含み得る。センサは、力（又は圧力）センサを含み得る。センサは、速度センサを含み得る。センサは、力（又は圧力）センサ及び加速度計又は速度センサの双方を含み得る。指示提示用デバイスは、救命員に可聴のメッセージを送出するためのスピーカを含み得る。指示提示用デバイスは、救命員に視覚メッセージを提供するための表示装置を含み得る。装置は、体外式除細動器の一部であってよい。体外式除細動器は、ＡＥＤであってよい。処理回路は、ソフトウェアを実行するデジタル・プロセッサを含み得る。救命員が充分に胸部を解放しているかどうかを判断する段階は、胸部の動作を解析する段階を含み得る。胸部動作を解析する段階は、胸部動作を表す波形の特徴又は形状を解析する段階を含み得る。装置は、胸部の動き検出するためのセンサ及び胸部に印加される力を検出するためのセンサの双方を含んでよく、また、処理回路は、両センサの出力を用いて胸部伸展度を表す情報を提供し得る。胸部伸展度を表す情報を用いて、胸部の充分な解放に相当する印加圧力／力のレベルを決定し得る。
【０００８】
第２の態様において、本発明は、被災者に対するＣＰＲ時に胸部圧迫を行なう際、救命員を支援するための装置を特徴とする。本装置は、救命員が胸部圧迫を行なうために力を印加する位置で又はその近くで胸部に貼付されるように構成されたパッド又は他の構造物と、パッドに接続された少なくとも１つの速度センサであって、胸部の動作速度を検出するように構成された速度センサと、を含む。
【０００９】
本発明におけるこの態様の好適な実施形態は、以下の１つ以上を組み込み得る。更に、装置は、胸部の変位を推定するために速度センサの出力を処理する処理回路を含み得る。処理回路は、速度センサの出力を積分する機能を有し得る。速度センサは、体が圧迫される位置にほぼ隣接して配置されるように構成し得る。速度センサは、胸部の対向面間の相対速度を検出するために配置されるように構成し得る。速度センサは、導体及び磁石を含んでよく、また、速度は、導体と磁石との間の相対運動によって導体に誘発される電流を検出することによって検出し得る。磁石は、永久磁石及び電磁石の内の１つを含み得る。導体及び磁石は、胸部の対向面上に配置し得る。導体は、除細動電極パッドと一体のコイルを含み得る。導体及び磁石は、各々、除細動電極パッドと一体のコイルを含み得る。磁石は、電磁石を含んでもよく、電磁石は、１ＫＨｚよりも大きい周波数で振動する磁界を生成してよく、また更に、コイルが接続されたコイル検出回路を含んでよいが、この場合、コイル検出回路は、ドリフト及びノイズに対する感受性を低下させるために、検出信号の同期復調が可能であってよい。更に装置は、被災者からＥＣＧ信号を取得するための回路を含んでよく、処理回路は、速度センサの出力及びＥＣＧ信号を処理して、速度センサ出力を用いることによって、胸部圧迫によるＥＣＧアーティファクトを減少させる機能を有し得る。
【００１０】
第３の態様において、本発明は、被災者に対するＣＰＲ時に胸部圧迫を行なう際、救命員を支援するための装置を特徴とする。本装置は、救命員が胸部圧迫を行なうために力を印加する位置で又はその近くで胸部に貼付されるように構成されたパッド又は他の構造物と、パッドに接続された少なくとも１つの動作センサであって、胸部の動きを検出するように構成された動作センサと、動作センサの出力を処理して、胸部の最大圧迫速度を推定する処理回路と、処理回路に接続され、最大圧迫速度を表す情報を救命員に提供する少なくとも１つの指示提示用デバイスと、を含む。本発明におけるこの態様の好適な実施形態において、動作センサは、速度センサを含み得る。
【００１１】
第４の態様において、本発明は、ＣＰＲ時の胸部圧迫を判定する方法を特徴とする。本方法は、救命員が胸部圧迫を行なうために力を印加する位置又はその近くで患者の胸部に動作センサを貼付する段階と、動作センサによって生じる動作波形の特徴の解析から胸部変位を決定する段階と、を含む。
【００１２】
本発明におけるこの態様の好適な実施形態は、以下の１つ以上を組み込み得る。動作センサは、速度センサであってよい。動作センサは、加速度計であってよい。更に本方法は、救命員が、患者の胸部を充分に解放したか否か加速度波形の特徴の解析から判断する段階を含み得る。更に本方法は、速度及び加速度波形を提供するために加速度計の出力を処理する段階を含み得る。更に本方法は、速度及び加速度波形を提供するために加速度計の出力を処理する段階と、救命員が、患者の胸部を充分に解放したか否か判断するために速度及び加速度波形を解析する段階と、を含み得る。速度波形の解析は、最大圧迫速度を決定する段階を含み得る。特徴の解析から胸部変位を決定する段階は、波形の特徴から圧迫周期の開始及び完了時間を決定する段階を含み得る。更に胸部変位を決定する段階は、開始及び完了時間によって定義される時間区間に渡って加速度波形を積分する段階を含み得る。更に本方法は、胸部が充分に解放さたかどうか判断するために波形の上昇行程部の特徴を解析する段階を含み得る。更に本方法は、圧迫が圧迫深度及び圧迫解放の所望の限界内であるかどうかに基づき救命員に指示を提示する段階を含み得る。救命員に対する提示指示は、複数の周期の傾向に基づき得るため、救命員がＣＰＲ適用時に短時間中断することによって即座には影響されない。更に本方法は、胸部伸展度を決定する段階と、決定された胸部伸展度を用いて、不充分な胸部解放について指示を提示されることなく圧迫行程の最後に救命員が印加し得る圧力／力のレベルを調整する段階と、を含み得る。波形から決定される特徴は、幅、振幅、面積、質量中心、歪度、高さ／幅比、ＴＡＲ、ＴＡＭＰＲ、及びＴＷＲのうちの１つ以上を含み得る。これらの特徴は、被災者の胸部が、充分に解放されたかどうかについて判断するために用い得る。判断は、標準決定論理、ファジー論理決定方法論、又は統計的推定の何れかを用いて行ない得る。
【００１３】
第５の態様において、本発明は、ＣＰＲ適用時、ＥＣＧ信号を解析する方法を特徴とする。本方法は、胸部圧迫適用時、ＥＣＧ信号を検出する段階と、胸部圧迫の速度に関する情報を決定し得るセンサの出力を検出する段階と、速度に関する情報を用いて、胸部圧迫から生じるＥＣＧ信号における少なくとも１つの信号アーティファクトを減少させる段階と、を含む。
【００１４】
本発明におけるこの態様の好適な実施形態は、以下の１つ以上を組み込み得る。センサは、速度センサであってよく、また、速度に関する情報は、速度センサから決定し得る。センサは、加速度計であってよく、また、速度に関する情報は、加速度計の出力の積分から決定し得る。速度に関する情報を用いてＥＣＧ信号における少なくとも１つの信号アーティファクトを減少させる段階は、ＥＣＧ信号を速度と時間同調する段階を含み得る。速度に関する情報を用いてＥＣＧ信号における少なくとも１つの信号アーティファクトを減少させる段階は、胸部圧迫アーティファクトを除去するために調整される適応フィルタを含み得る。速度に関する情報を用いてＥＣＧ信号における少なくとも１つの信号アーティファクトを減少させる段階は、フィード・フォワード能動ノイズ消去を含み得る。速度に関する情報を用いてＥＣＧ信号における少なくとも１つの信号アーティファクトを減少させる段階は、ＥＣＧ信号を胸部圧迫アーティファクトから分離するフィルタの遮断周波数を決定する段階を含み得る。
【００１５】
第６の態様において、本発明は、被災者に対するＣＰＲ時に胸部圧迫を行なう際、救命員を支援するための装置を特徴とする。本装置は、救命員が胸部圧迫を行なうために力を印加する位置で又はその近くで胸部に貼付されるように構成されたパッド又は他の構造物と、パッドに接続された少なくとも１つの動作センサであって、胸部の動きを検出するように構成された動作センサと、パッドに接続された少なくとも１つの力（又は圧力）センサであって、胸部に印加される力を検出するように構成された力センサと、動作センサ及び力センサの出力を処理して、胸部の伸展度を推定する処理回路と、を含む。
【００１６】
本発明におけるこの態様の好適な実施形態は、以下の１つ又は複数を組み込み得る。推定伸展度及び力センサの出力は、胸部の圧迫深度を決定するために用い得る。動作センサは、加速度計であってよく、また、加速度計の出力は、主として胸部伸展度を推定するために用いてよく、また、ＣＰＲ時の圧迫深度は、推定伸展度を用いて力センサの出力を推定圧迫深度に変換することによって推定し得る。加速度計の出力は、限定された時間間隔中に胸部伸展度を推定するために用いてもよく、また、これらの限定時間間隔外において、胸部圧迫は、加速度計の出力を実質的に用いることなく、推定伸展度及び力センサの出力から判定し得る。推定伸展度及び力センサの出力は、胸部が充分に解放されたかどうか判断するために用い得る。
【００１７】
第７の態様において、本発明は、被災者に対するＣＰＲ時に胸部圧迫を行なう際、救命員を支援するための装置を特徴とする。本装置は、救命員が胸部圧迫を行なうために力を印加する位置で又はその近くで胸部に貼付されるように構成されたパッド又は他の構造物と、押下された場合、圧迫開始時及び圧迫終了時、救命員の手に触感のフィードバックを提供する少なくとも１つの双安定機械要素と、を含む。
【００１８】
本発明におけるこの側面の好適な実施例は、以下の１つ又は複数を組み込み得る。機械要素は、圧力下でつぶれ、圧力解放時、ドーム形状に戻るドーム部を含み得る。更に、双安定機械要素は、少なくとも圧迫終了時、可聴のフィードバックを提供し得る。圧迫終了時の触感フィードバックは、概ね胸部の充分な解放に相当する印加力で生じ得るため、触感フィードバックは、胸部が充分に解放されたことを救命員にフィードバックする役割を果たす。
【発明の効果】
【００１９】
本発明は、数多くの利点を提供する。例えば、このような圧迫／減圧周期パラメータを圧迫速度及び減圧解放の完全性として解析することによって、ＣＰＲ時、圧迫のより正確で詳細な尺度を提供する。また、速度及び加速度波形の特徴を解析して、ＣＰＲ性能を最大化し得る。例えば、本発明によって、最大圧迫速度の解析が可能になるが、これは、適切な僧帽弁閉鎖及び高血流量の重要な因子である。
【００２０】
本発明は、２次情報手段、例えば、力センサが、加速度を用いて変位を正確に測定するのに必要な精度を提供する必要性を不用にし得る。本発明は、オフセット・ドリフトの減少及び変位精度の向上を可能にする加速度波形の解析のための新しい方法を含む。また、本方法は、加速度及び速度波形の形態的解析によって圧迫／減圧周期の特性に関連するパラメータを決定するための能力も提供する。複数のパラメータは、解析により決定され、そして、胸部解放又は圧迫／減圧特性の他の一般化された記述子に関する判断を行なう際に組み合わせ得る。用いられる方法は、標準決定論理（例えば、ＩＦ−ＴＨＥＮ−ＥＬＳＥ）を含むことができ、あるいは、ファジー論理決定方法論若しくはベイズ法等の統計的推定などの方法を含むことができる。
【００２１】
終末呼気二酸化炭素（ＥｔＣＯ２）及び脈拍酸素測定等、灌流及び酸素付加の直接生理学的測定は、ＣＰＲ制御アルゴリズムに付加的なフィードバックを提供し得る。
本発明のある実施形態では、胸部伸展度を決定することによって、圧迫の開始及び解放を判定するための圧力／力センサを用いることの難しさを克服する。胸郭の伸展度は、人によって変わり、従って、各個人は、一般的に、変位を生じることなく胸骨上で異なる量の力を支えることができる。本発明の幾つかの実施形態では、伸展度が、圧迫時の力（又は圧力）及び胸部動作の測定から推定される。推定伸展度を用いて、胸部伸展度が異なる患者に胸部解放力閾値を適応し得る。閾値を被災者の胸部伸展度に適応させない場合、伸展度が大きい患者にさえも充分な解放を保証するために、胸部解放力閾値は、非常に低く設定しなければならない傾向がある。これによって、救命員がほぼ全ての力を胸部から解放する必要が生じたり、ＣＰＲ自体の処理を妨げたり、また、関係がない妨害コマンドと思われるようなもので救命員を混乱させることがある。
【００２２】
（本発明の幾つかの態様で提案した）速度センサを用いると、変位を決定するためのより正確でノイズ感受性が小さい目安を提供し得る。速度から変位を計算するには、一回だけの積分が必要であり、従ってオフセット誤差が減少し、また、加速度を計算するには一回だけの微分が必要であり、従って高周波ノイズ感受性が減少する。更に、慣性があり且つその運動が地球と相対的である加速度とは異なり、この実施形態の速度は、胸部の正面と背面の間の相対速度を測定する差分構成である。差分速度測定は、救急車又は飛行機等による患者輸送時、大幅な改善性能を提供する。実際、これらの状況においては、振動及び運動によって、ほとんどの部分の加速度が使用不可能になる場合がある。
【００２３】
磁気誘導を用いて、磁石とコイルとの間の相対速度に比例する電圧を生成し得る。磁石は、永久磁石の形態を取り得るが、好適には、電磁石である。電磁石を用いると、２つの主な目的に供する。即ち、電極が患者に貼付された後、装置を校正するために電磁石を用いることができ、また、信号の同期変調／復調を行って精度を向上させ、また、ノイズ及びアーティファクトに対する感受性を最小限に抑えるためにそれらを用いることができる。
【００２４】
磁気ピックアップ及び誘導コイルは、除細動パッドに組み込み得る。一方の除細動パッドを左胸部に配置し、他方の除細動パッドを被災者の背中の左肩甲領域に配置し得る。これらは、除細動にとって最適な位置であり、また、胸骨の変位に比例する磁束変化を発生する良好な位置を提供する。コイルは、各除細動電極の外端部に直接組み込み得る。他の選択肢として、所望の電極位置が前部／前部（両電極が胸部正面にある状態）である場合、患者の下に配置され、かつ受け側コイルを含む別の背板パネルを用い得る。
【００２５】
速度センサを本発明で用いると、“ハンド・オフ”期間なしでＥＣＧ解析を行なうことが可能になり、フィルタ処理及び拍動解析が改善される。
【発明を実施するための最良の形態】
【００２６】
本発明の他の特徴及び利点は、以下の詳細な説明及び図面から、並びに請求項から明らかになる。
本明細書に述べるには多過ぎるが、本発明では非常に多くの実施形態が可能である。現時点で好適な幾つかの可能な実施形態について以下に述べる。しかしながら、これらが、本発明の実施形態の説明であり本発明の説明ではないこと、また、本発明が、この節に記述される詳細な実施形態に限定されず、請求項のより広義の用語で記述されることは、いくら強調しても強調し過ぎることがない。
【００２７】
図１は、好適な実施形態の概略図を示す。この実施形態には、加速度計（及び加速度計ハウジング）と、圧力パッドに組み込まれた力センサと、加速度計及び力センサに電気的に接続され、ユーザ・フィードバック用の表示装置及び／又はスピーカを含むＡＥＤと、が含まれる。圧力パッドは、加速度計（及びハウジング）が支持される構造部材を提供する。加速度計及びパッドの力センサは、いずれも胸部解放を検出するのに不可欠なものではなく、従って、他のセンサを用いてもよい。力センサは、力又は圧力を測定し得る。
【００２８】
加速度計ハウジングは、ホッケー用のパックに類似して成形され、患者の胸骨上に直接的に、又はパッド若しくは他の構造部材上に載せることができる。好適には、加速度計は、胸部圧迫用に推奨される位置で被災者の胸骨上に配置される。力センサは、加速度計ハウジングの下（図示）又は上に配置し得る。救命員は、加速度計ハウジング（又は圧力パッド）を押して胸部圧迫を行なう。加速度計は、ＣＰＲ時、胸部の動きを検出し、力センサは、印加された力又は圧力を測定する。ＡＥＤは、センサに電力を供給し、加速度計及び力センサから入力される電気信号をデジタル化する。センサの以前の校正に基づき、加速度計信号を積分してハウジング変位を決定し、また、力センサの出力を標準的な圧力又は力の単位に変換する。
【００２９】
図２は、図１の実施形態を用いてＣＰＲ時に記録される信号のサンプル図を示す。加速度信号を帯域通過フィルタ処理し、積分して、変位情報（例えば、変位信号）を導く。圧迫（Ｃ１−Ｃ５）は、変位信号から検出し得る。圧迫速度は、圧迫間隔（例えば、（Ｃ２の時間−Ｃ１の時間））から計算し、また、圧迫深度は、圧迫開始からピーク変位（例えば、（ｄ１−ｄ０））までを測定する。開始及びピーク圧迫値は、各圧迫に対して保存する。圧迫開始及びオフセットにおける圧力を用いて、所定の圧迫深度に達するために用いられる力を決定する。胸部の伸展度は、圧迫変位及び関連する圧迫圧力から推定し得る。圧力“ｐ０”は、ＣＰＲ開始前の基準圧力であり、静止時の胸部変位“ｄ０”に関係する。圧力“ｐ１”は、変位“ｄ１”に達するために必要な圧力である。胸部伸展度は、以下の式から推定される。
【００３０】
胸部伸展度＝｜（ｄ１−ｄ０）／（ｐ１−ｐ０）｜
ここで、ｄ１は、圧迫ピークにおける変位であり、ｄ０は、圧迫開始における変位であり、ｐ１は、圧迫ピークにおける圧力であり、また、ｐ０は、圧迫開始における圧力である。胸部伸展度は、各圧迫に対して計算でき、また、測定精度を改善するために平均することができる。
【００３１】
患者の具体的な胸部伸展度が分かると、それを用いて、以下の式からの瞬間的なパック圧力の尺度と組み合わせた時、パックの絶対変位を推定することができる。
変位＝伸展度*（ｐ−ｐ０）
ここで、ｐは、ある時点においてパックから測定された圧力であり、ｐ０は、救命員による圧迫又は処理がない時の静止パック圧力である。従って、胸部解放変位は、以下の式によって推定し得る。
【００３２】
胸部解放時の変位＝伸展度*（ｐ３−ｐ０）
ここで、伸展度は、上述したように決定され、ｐ３は、（次の圧迫の開始圧力として推定された）胸部解放圧力であり、また、ｐ０は、静止圧力である。
【００３３】
他の選択肢として、胸部解放圧力は、２回の圧迫の間の最小圧力点としても測定し得る。
胸部解放変位点は、胸部が２回の圧迫の間に充分に解放されたか（即ち、心臓の静脈充満を助ける胸部の圧力を生成するために充分に解放されたか）どうかを決定するために、所定の閾値レベルと比較される。胸部解放変位点が、設定閾値以下に戻らない場合、音声指示提示と表示メッセージの組み合わせを用いて、圧迫間において胸部を更に完全に解放するように救命員に伝えることができる。胸部解放変位値は、推定精度を向上させるために平均することができる。また閾値レベルとの比較は、最新のｙ個の値のうちのｘ個の値が設定閾値を越えて胸部解放フィードバックのトリガをかけるような“多数決（ｖｏｔｉｎｇ）”ロジックを介して行ない得る。救命員がＣＰＲを行っている間、ＣＰＲ胸部解放アルゴリズムは、継続的に動作し、救命員が蘇生の間に胸部を解放しない場合、即座にフィードバックを行なう。
【００３４】
必要ではないが、閾値レベルは、好適には、計算された胸部伸展度の関数として動的に調整される。伸展度が小さい患者については、力が大きくなっても、殆ど又は全く変位に影響がないため、閾値は、大きくすることができる。伸展度が大きい患者については、閾値は、小さくする必要がある場合がある。
【００３５】
また胸部伸展度の計算推定値を力センサの出力と共に用いて、胸部圧迫の深度を推定し得る。従って、例えば、加速度計の出力を初期の時間間隔において力センサの出力と共に用いて、胸部伸展度の推定値を計算し得る。その後、推定胸部伸展度を用いて、力測定値を胸部圧迫の推定深度に変換し得る。
【００３６】
図３は、力センサが、機械又は電気スイッチと置き換えられた他の実施形態を示す。救命員は、スイッチ／ハウジング・アセンブリを押すことによってＣＰＲを行なう。スイッチは、ＣＰＲ圧迫で用いられる力に基づき作動状態になり、圧迫解放時、非作動状態となる。スイッチには、押されると、圧迫開始（ドーム形状がつぶれる）時及び圧迫終了（ドーム形状が元に戻る）時、救命員の手に触感をフィードバックするドーム型スイッチ等におけるような双安定位置状態が備えられてもよい。また、２つの状態間の遷移に対応するスイッチ振動は、救命員に可聴フィードバックを提供するのにも充分な場合がある。圧迫解放振動が聞こえる及び／又は感じられる場合、救命員は胸部が解放されたと見なし得る。
【００３７】
図４は、加速度、導出された変位、及びサンプルのＣＰＲ時のスイッチ出力信号を示す。各圧迫は、図面の最上部（Ｃ１−Ｃ５）で識別される。圧迫間隔、速度、及び深度は、加速度信号から測定される。スイッチ出力曲線に重なる破線は、パック・アセンブリ上の力を示し、また、力曲線がその作動閾値（実直線）を超える際のスイッチの作動を示すように描かれている。時間ｔ１は、スイッチの作動を示し、時間ｔ２は、スイッチの開放を示す。第３圧迫（Ｃ３）において、圧迫により時間ｔ３でスイッチが入るが（ＯＮ）、胸部上の力がトリガ閾値以下にならないため時間ｔ４でオフにならない。加速度信号は、胸部圧迫が継続していることを示すが、スイッチは、胸部が充分には解放されていないことを示す。胸部解放が起こっていない時、ＡＥＤは、胸部を解放することをユーザに聴覚的及び／又は視覚的に指示を提示し得る。
【００３８】
他の実施形態では、スイッチ又は力センサを用いることなく、加速度波形のみが解析される。図５は、１つの圧迫／減圧周期の加速度、速度、及び変位を示す。図６にブロック図で示したように、加速度センサからの入力信号は、調整されフィルタ処理されてアーティファクト及びノイズが最小限に抑えられ、Ａ／Ｄ変換器に入力される。次に、Ａ／Ｄ変換器は、マイクロプロセッサによって読み取られる。図５において、加速度波形に関係する点は、以下の通りである。
【００３９】
１．Ａ０は、圧迫下降行程時の最大加速度の点である。
２．Ａ-２は、救命員が圧迫下降行程の開始直前によく行なう補正的な僅かな上昇行程であり、また、圧迫下降行程の開始点を示す。
【００４０】
３．Ａ-１は、圧迫下降行程の最大加速度の点である。
４．Ａ１は、減圧上昇行程の最大減速度の点である。
５．Ａ２は、最適な圧迫周期の間に救命員の手が患者の胸骨から僅かに上がる時のわずかな上方への解放である。
【００４１】
６．Ａ-３及びＡ３は、信号が基準線から逸れる変曲点である。
７．ＳＡ０及びＳＡ１は、Ａ０の両側における線分の加速度の勾配である。
８．ＳＶ０及びＳＶ１は、速度曲線上に示す線分の勾配（〜加速度）である。
【００４２】
９．ＶＭａｘは、圧迫下降行程時に達する最大速度である。
胸部の充分な解放の判定には、多くのアルゴリズムを用い得る。１つのアルゴリズムは、以下の通りである。
【００４３】
１．基準点Ａ０を決定する。圧迫完了の決定は、救命員に最大の恩恵を提供するために、リアルタイムに行なうべきである。約１乃至４秒の遅延は、許容可能であり、また、実施可能な“前方検索”アルゴリズムの種類を制限する。Ａ０は、数多くの手段によって検出され得る。１つの方法は、加速度信号を帯域通過フィルタ処理して、実際の圧迫信号において観測されるものを最も厳密に近似する勾配を有する信号の最大出力信号振幅を生成することである。次に、帯域通過出力は、閾値検出関数に入力される。信号振幅が閾値よりも大きい場合、ＳＡ０が検出されている。閾値自体は、ノイズ及び干渉に対する感受性を最小限に抑えるために、振幅において動的に調整され得る。例えば、６０Ｈｚの干渉等、帯域ノイズが検出される場合、閾値を大きくしてよい。また、検出の可能性が、予想される間隔で生じる信号に対して増加し、かつ検出直後に生じ得る擬似信号に対して減少するように、ＳＡ０検出後に閾値を次第に小さくしてよい。ＳＡ０が検出されると、アルゴリズムは、ピーク振幅Ａ０が見つかるまで前方検索する。
【００４４】
２．点Ａ０から後方及び前方検索して、点Ａ-３、Ａ-２、Ａ-１、Ａ０、Ａ１、Ａ２、及びＡ３を決定する。
３．次に、加速度信号を、これらの基準点から形成される構成三角形に分解する。三角形Ａ０は、Ａ-１、Ａ０、及びＡ１基準点によって形成される三角形を指す（図５の陰影部）。
【００４５】
４．次に、幅、振幅、面積、質量中心、歪度、高さ／幅比等のような形態的特徴を用いて、三角形をパラメータ化する。
５．次に、様々な三角形対に対して、面積比を計算する。例えば、三角形Ａ０と三角形Ａ１の面積比は、加速度三角形面積比（０，１）〔ＴＡＲＡ（０，１）〕であり、
ＴＡＲＡ（０，１）＝〔三角形Ａ０の面積〕／〔三角形Ａ１の面積〕
となる。
【００４６】
６．次に、様々な三角形対に対して、振幅比を計算する。歪みの程度は、歪度又は質量中心の何れかを各三角形の計算に組み込むことによって振幅計算に組み込む。例えば、三角形Ａ０と三角形Ａ１の面積比は、三角形振幅比Ａ（０，１）（ＴＡＭＰＲＡ（０，１））であり、
ＴＡＭＰＲＡ（０，１）＝〔三角形Ａ０の振幅〕／〔三角形Ａ１の振幅〕
となる。
【００４７】
７．同じ処理を繰り返して、三角形幅比（ＴＷＲ）を求める。
８．減圧上昇行程時、救命員が過剰な力を下方向に加える場合、減圧が不充分になる。この下方向の力は、胸郭の自然弾性力に対抗し、その結果、図７に示すように、振幅が減少し、また、三角形Ａ１と三角形Ａ２が引き伸ばされる。
【００４８】
９．変曲点Ａ-３からＡ３直後まで加速度信号を積分して、速度を計算する。同じ解析を用いて、基準点Ｖ-２、ＶＭａｘ、Ｖ０、及びＶ１、並びに速度曲線のＴＡＲ、ＴＡＭＰＲ、及びＴＷＲを計算する。
【００４９】
１０．速度曲線線分の２回目の積分を行なって、変位を計算する。変位値Ｄ-３、Ｄ３、及びＤＭａｘを計算する。変位差ΔＤ＝Ｄ-３−Ｄ３を計算する。
１１．ＤＭａｘに基づき、装置は、圧迫深度が充分でない場合、救命員に指示を提示することができる。
【００５０】
１２．ＶＭａｘに基づき、ユーザに指示を提示して、拍動を“鋭く”より速くして血行動態を改善することができる。
１３．ＣＰＲ過程において、終末呼気二酸化炭素（ＥｔＣＯ２）測定を行なう。装置からの映像及び／又は可聴の指示提示により、圧迫の速度及び深度を増加させるように救命員を促し、血行動態を改善できる。
【００５１】
１４．加速度及び速度並びにΔＤに対する、幅、振幅、面積、質量中心、歪度、高さ／幅比、ＴＡＲ、ＴＡＭＰＲ、及びＴＷＲの算出パラメータを用いて、胸部が解放されたかどうか判断を行なう。用いる方法は、標準決定論理（ＩＦ−ＴＨＥＮ−ＥＬＳＥ）でもよく、又はファジー論理決定方法論等の方法若しくはベイズ法等の統計的推定法を含んでもよい。一般的に、ΔＤのみを用いて胸部解放を判定することはないが、にもかかわらず、信号処理方法によって、スイッチ又は力センサを用いることなく、この可能な方法でΔＤを測定することが可能になった。
【００５２】
１５．圧迫解放の最終判定は、パラメータの長期的傾向を測定するために、何回かの圧迫周期の間、控えることができる。例えば、救命員は、自分の額を拭うために暫時休止する必要があるかもしれない。
【００５３】
他の選択肢として、当業者に公知の他の信号検出・分類法を用いて、図７に示したもの（充分に胸部解放するＣＰＲを実線で示し、不充分な胸部解放は破線で示す）等、関連する形態的特徴を決定し得る。
【００５４】
他の実施形態においては、速度センサを用いて、動作パラメータを決定する。速度を検出するための数多くの可能な技術の１つは、磁石とコイルの間の相対速度に比例する電圧を発生させる磁気誘導を用いることである。その構成を図８に示す。この磁石は、永久磁石の形態を取り得るが、好適には、電磁石である。図９Ａ及び９Ｂに示すように、除細動パッドを左胸部上に配置し、また、もう１つの除細動パッドを被災者の背中の左肩甲骨領域に配置する。これらは、除細動に対する最適な位置であり、胸骨の変位に比例する磁束変化を発生する良好な位置を提供する。コイルは、各除細動電極の外端部に直接組み込む。他の選択肢として、所望の電極位置が前部／前部（胸部正面に両電極が配置された状態）である場合、患者の下に配置され、かつ受け側コイルを含む別の背板パネルを用い得る。電磁石を用いると、２つの主な目的に供する。即ち、電極が患者に貼付された後、装置を校正するために電磁石を用いることができ、また、信号の同期変調／復調を行って精度を向上させ、ノイズ及びアーティファクトに対する感受性を最小限に抑えるためにそれらを用いることができる。
【００５５】
除細動電極は、従来の構成で構築し得る。患者に除細動電流を供給する導電シート材料は、絶縁薄膜発泡材料で裏打ちされ、僅かに粘着性のある導電ゲル結合剤により、患者の皮膚に導電シートが接着される。また発泡裏当ては、能動導電領域周囲に約０．５乃至１．０インチ（約１．２７乃至２．５４ｃｍ）の境界を形成する。磁気コイル要素は、図１０に示すように、発泡裏当て上に付加でき、境界領域の一部になる。
【００５６】
装置（例えばＡＥＤ）は、電極が患者に適切に貼付けられたか否か決定するための回路を備え得る。ほとんどの除細動器の製造業者によって現在使用されている方法は、小さい振幅の高周波信号（〜２μＡ、６０ＫＨｚ）を用いてインピーダンスを測定することである。インピーダンスが、生理的範囲内になった時、電極が貼付されたと判断される。
【００５７】
装置が電極の貼付を検出した時、装置は、救命員に離れるように指示を提示できる。この時、装置は、速度センサの校正を行なう。通常、変調周波数等、幾つかの対象周波数の三角波又は正弦波である時間変化信号が、電磁石に印加され、また、この信号は、受け側コイルで測定される。これによって、ＣＰＲイベント時に用いられる利得及びオフセット係数が計算される。この校正ステップによって、様々な胸部サイズの患者について、及び、磁気伝導性の面又は物体が付近に存在する場合について、精度を向上させることが可能になる。
【００５８】
好適には、同期検出器は、図１１のブロック図に示したように、ノイズ及びアーティファクトに対する感受性を最小限に抑えるために用いられる。５００Ｈｚ以上の正弦波搬送周波数が電磁石コイルに供給され振動磁界を発生し、この振動磁界は受け側コイルに電圧を誘起する。胸部圧迫を行なうと、受け側コイルの磁界強度が変化し、従って、搬送波の振幅変調が起こる。図１１で分かるように、信号受信直後の帯域通過フィルタによって、ＡＣ磁気干渉等、搬送周波数の範囲外における干渉が減少する。位相同期ループ（ＰＬＬ）は、搬送波再生に用いられるが、送信機及び受信機が同じ装置内にあるため、復調信号の位相調整用回路が設けられている限り、送信搬送波も検出に用いることができる。マルチプレクサＳ１は、復調信号と組み合わせられて、信号を修正し、そして、その信号は、圧迫速度波形を回復するために低域通過フィルタ処理される。他の選択肢として、同期ＡＭ復調器は、アナログ・マルチプレクサ段で用い得る。
【００５９】
他の実施形態においては、速度信号を用いて、ＥＣＧ信号のアーティファクトを低減し得る。このことは、当業者に公知の相関手法のような方法によって、ＥＣＧ及び速度信号を最初に時間調整することによって実現される。これによって、圧迫に対する２つの信号の調整が行なわれる。次に、好適には、ＥＣＧと速度との間の平均二乗誤差の最小化に関する方法等の適応フィルタ処理法を用いる。
【００６０】
更に他の実施形態において、より高度な信号処理方法を用いて、ＣＰＲ胸部圧迫によって誘発されるＥＣＧアーティファクトを最低限に抑え得る。例えば、フィード・フォワード能動ノイズ消去（ＦＡＮＣ）として知られている方法を用いてもよい。図１２は、ウィッドロ（Ｗｉｄｒｏｗ）とバージェス（Ｂｕｒｇｅｓ）によって開発されたフィルタ処理Ｘ最小平均二乗（ＦＸＬＭＳ＿ＡＮＣ）アルゴリズムのブロック図を示す。Ｐ（ｚ）は、信号ｘ（ｎ）がフィルタ処理される未知の設備を示す。デジタル・フィルタＷ（ｚ）が、適応調整され、誤差信号ｅ（ｎ）が最小限に抑えられる。ある実施形態においては、図１３に示したように、ｘ（ｎ）は、非フィルタ処理ＥＣＧ信号であり、Ｐ（ｚ）は、図から除去され、また、ｄ（ｎ）は、胸部圧迫速度信号ｖ（ｎ）で近似される。ＬＭＳアルゴリズムにおいて、平均二乗費用関数ξ（ｎ）＝Ｅ〔ｅ２（ｎ）〕と仮定すれば、適応フィルタは、最も急峻な降下アルゴリズムを用いて、瞬時二乗誤差ξ（ｎ）＝ｅ２（ｎ）を最小限に抑え、これは、ステップ幅μで負の勾配方向に係数ベクトルを更新する。
【００６１】
【数１】
0004689979.tif 000002
ここで、
【００６２】
【数２】
0004689979.tif 000003
は、−２ｖ（ｎ）ｅ（ｎ）に等しい時間ｎにおける平均二乗誤差（ＭＳＥ）勾配の瞬時推定値である。ＥＣＧの周波数成分を除去するために可変遮断の低域通過フィルタＨ（ｚ）を付加することによるＦＸＬＭＳ＿ＡＮＣアルゴリズムの安定性及び精度は、胸部圧迫アーティファクトに関係しない。一般的に、胸部圧迫アーティファクトのスペクトルエネルギーは、ＥＣＧのものよりもかなり小さい。多くの場合、約３Ｈｚの遮断周波数が適切であるが、これは、患者毎にまた胸部圧迫を行なう様々な救命員の間で変わり得る。この問題点を克服するために、ｖ（ｎ）及び低域フィルタの最適遮断周波数ｆＣを決定する遮断周波数推定（ＣＦＥ）手順への入力に対して、ＦＦＴを行なう。好適な実施形態において、この判断は、５Ｈｚを超えず、それ以下に波形エネルギーの８０％が存在する周波数の計算に基づくが、この比率は、変化し、また、付加的な決定論理を用い得る。例えば、ＦＦＴは、ｘ（ｎ）に対してもＣＦＥ手順への入力に対しても計算し得る。圧迫アーティファクトの周波数スペクトルＸ（ｚ）振幅ピークの振幅をまず正規化し、次に正規入力Ｘ’（ｚ）から速度スペクトルＶ（ｚ）を減算することによって、差分スペクトルΔＸ’（ｚ）＝Ｘ’（ｚ）−Ｖ’（ｚ）を計算する。次に、スペクトルエネルギーの大部分（本実施形態では９７％に設定されている）が内側に収まる周波数が、Ｖ（ｚ）及びΔＸ’（ｚ）に対して決定され、それぞれｆＣＶ及びｆＣＸと名付け、図１４に示した。次に、ＦＣは、ｆＣＶ及びｆＣＸの内の小さい方に設定される。他の選択肢として、ｆＣは、ｆＣＶとｆＣＸとの間の何れかの中間周波数に設定し得る。
【００６３】
より簡単な関連する実施形態を図１５に示す。ここでは、ＣＦＥ手順を用いて、高域通過フィルタの遮断周波数を計算する。上述のパラグラフで説明したものと同じ方法を用いて、ｖ（ｎ）に対して、及び、この場合高域通過フィルタの最適遮断周波数ｆＣを決定する遮断周波数推定（ＣＦＥ）手順への入力に対して、ＦＦＴを行なう。好適な実施形態において、この判断は、５Ｈｚを超えず、それ以下に波形エネルギーの８０％が存在する周波数の計算に基づくが、この比率は、変化し、また、追加的な決定論理を使用し得る。ｘ（ｎ）に対して、及び、ＣＦＥ手順への入力に対して、ＦＦＴを行なってよく、また、最適高域通過遮断周波数は、上述のパラグラフで説明した方法によって決定し得る。例えば、圧迫アーティファクトのスペクトルエネルギーが、ＥＣＧ信号とは別個のものである場合、この方法は、今述べたＦＸＬＭＳと等価な性能を有する。しかしながら、その性能は、ＥＣＧ及び圧迫アーティファクトのスペクトルが重なる場合、ある程度劣る。
【００６４】
上述したもの以外の本発明による他の多くの実施形態が、以下の請求項によって定義される本発明の範囲内にある。例えば、本発明が体外除細動器を含む必要はなく、ＣＰＲの提供を支援するための装置が除細動能力なしで提供されてもよい。ＣＰＲ支援装置は、ＣＰＲの手動供給を支援するためのポケット型装置であってもよい。
【００６５】
本発明のある態様における特徴は、本発明における他の態様の実施形態において必須でない場合がある。例えば、胸部伸展度を決定すること、又は胸部の充分な解放を判定すること、又は特定の種類のセンサ（例えば、加速度計、力センサ、速度センサ）若しくはセンサの組み合わせを用いること、又は動作波形の特徴の分析をすること、又は最大速度を推定すること、又は検出されるＥＣＧ信号のアーティファクトを低減することは、本発明における幾つかの実施形態には必要ではない。
【図面の簡単な説明】
【００６６】
【図１】ＡＥＤ、加速度計、並びに胸部搭載パッドに組み込まれた圧力／力センサを含む一実施形態を示す図。
【図２】図１の実施形態においてＣＰＲ時に記録されるサンプル信号を示す図。
【図３】薄膜スイッチ及び加速度計付きのＡＥＤを含む他の実施形態を示す図。
【図４】図３の実施形態においてＣＰＲ時に記録されるサンプル信号を示す図。
【図５】１圧迫周期中の加速度、速度、及び変位を示す図。
【図６】他の実施形態のブロック図。
【図７】２圧迫周期中の加速度、速度、及び変位を示す図。
【図８】磁気誘導要素が、胸部の前部及び後部位置に配置された電極に組み込まれている実施形態を示す図。
【図９Ａ】磁気誘導要素が、胸部の前部及び後部位置に配置された電極に組み込まれている実施形態を示す図。
【図９Ｂ】磁気誘導要素が、胸部の前部及び後部位置に配置された電極に組み込まれている実施形態を示す図。
【図１０】図９Ａの電極パッドの構成を示す拡大図。
【図１１】同期検出器の実施形態を示すブロック図。
【図１２】フィルタ処理によるＸ最小平均二乗（ＦＸＬＭＳ＿ＡＮＣ）アルゴリズムを示すブロック図。
【図１３】図１２のアルゴリズムを用いた実施形態を示す図。
【図１４】図１３の実施形態に関係する２つのスペクトルパワー分布を示す図。
【図１５】他の実施形態を示すブロック図。
【図１】
0004689979.tif 000004
【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６】
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【図７】
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【図８】
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【図９Ａ】
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【図９Ｂ】
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【図１０】
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【図１１】
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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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