(57)【要約】細動除去装置に接続された電極を識別するシステムに関する。少なくとも２つの電極は、それぞれ、少なくとも１つの接続ピンを含む。接続ピンは、動作可能に電極に接続される。各接続ピンは、少なくとも１対の接触部を含む。レセプタクルは、各接続ピンを受ける。接触部の短絡を探知してレセプタクルに接続された電極のタイプを決定するために、回路がレセプタクルに動作可能に接続される。
2004534566.tif 000002
【特許請求の範囲】
【請求項１】
細動除去装置に接続される電極を識別するシステムであって：
電極に動作可能に接続される少なくとも１つの接続ピンであり、当該接続ピンの各々は、少なくとも１対の接触部を有するところの少なくとも１つの接続ピン；
前記各接続ピンを受けるレセプタクル；および
前記レセプタクルに動作可能に接続された回路であり、レセプタクルに接続された電極のタイプを決定するために前記接触部の短絡を探知するところの回路；
から構成されることを特徴とするシステム。
【請求項２】
前記少なくとも２つの電極は、大人用細動除去電極、細くされた小児用細動除去電極、細くされていない小児用細動除去電極およびモニター電極のうちのいずれかを含むことを特徴とする請求項１に記載のシステム。
【請求項３】
前記システムは１対の大人用細動除去電極を含み、当該１対の大人用細動除去電極の各々は接続ピンを含み、当該接続ピンは１対の短絡させられる接触部を含むことを特徴とする請求項２に記載のシステム。
【請求項４】
前記システムは１対の細くされた小児用細動除去電極を含み、当該１対の小児用細動除去電極の各々は接続ピンを含み、当該接続ピンは１対の接触部を含み、当該２対の接触部のうちの一方の対の接触部だけが短絡させられることを特徴とする請求項２に記載のシステム。
【請求項５】
前記システムは１対の細くされていない小児用細動除去電極を含み、当該１対の細くされていない小児用細動除去電極の各々は接続ピンを含み、当該接続ピンは１対の接触部を含み、当該２対の接触部うちの一方の対の接触部だけが短絡させられることを特徴とする請求項２に記載のシステム。
【請求項６】
前記接触部の短絡によって、前記回路が前記電極が前記レセプタクルに十分に係合しているかどうかを探知することを特徴とする請求項１に記載のシステム。
【請求項７】
前記システムは３つのモニター電極と２つの接続ピンを含み、当該３つのモニター電極のうちの第１電極は前記接続ピンのうちの第１接続ピンの少なくとも１つの接触部に接続され、前記３つのモニター電極のうちの第２電極は前記接続ピンのうちの第２接続ピンの少なくとも１つの接触部に接続され、前記３つのモニター電極のうちの第３電極は、前記第１電極と前記第２電極に接続されない前記接続ピンの各々の少なくとも１つの接触部に接続されることを特徴とする請求項２に記載のシステム。
【請求項８】
前記電極は予め前記細動除去装置に接続され、前記電極の各々は接続ピンを含み、当該接続ピンは１対の接触部を含み、当該１対の接触部は短絡させられないことを特徴とする請求項１に記載のシステム。
【請求項９】
前記電極は１対の大人用細動除去電極を含み、当該１対の大人用細動除去電極の各々は接続ピンを含み、当該接続ピンは１対の接触部を含み、当該１対の接触部は短絡させられないことを特徴とする請求項８に記載のシステム。
【請求項１０】
前記少なくとも２つの電極のうちの第１電極のピンの接触部は、前記少なくとも２つの電極のうちの第２電極のピンの接触部に短絡させられることを特徴とする請求項１に記載のシステム。
【請求項１１】
前記少なくとも２つの電極のうちの第１電極の前記少なくとも１対の接触部は短絡させられ、前記少なくとも２つの電極のうちの第２電極の接触部は短絡させられないことを特徴とする請求項１に記載のシステム。
【請求項１２】
前記少なくとも２つの電極のうちの両方の電極の少なくとも１対の接触部は、短絡させられることを特徴とする請求項１に記載のシステム。
【請求項１３】
各電極に関連した２つの分離した金属薄板部材；
前記金属薄板部材の各々への電気的接続手段；および
前記金属薄板上に設けられた導電性ゲルの領域；
をさらに含み、前記金属薄板部材は、パッケージされた状態で前記ゲルのインピーダンスの検査を可能にすることを特徴とする請求項９に記載のシステム。
【請求項１４】
細動除去装置に取り付けられた電極のタイプを決定する方法であって：
前記電極に動作可能に接続される接続ピンを当該接続ピンを受けるレセプタクルに挿入する段階；および
前記電極のタイプを決定するために、前記接続ピンの接触部の間の短絡の有無と短絡のパターンを探知する段階；
から構成されることを特徴とする方法。
【請求項１５】
前記接続ピンの各々の接触部の間および異なる前記接続ピンに属する接触部の間の短絡のパターンを決定することを特徴とする請求項１４に記載の方法。
【請求項１６】
前記短絡を探知することによって、前記接触部が前記レセプタクルに十分に係合しているかどうかを探知できることを特徴とする請求項１４に記載方法。
【請求項１７】
１対の電極に動作可能に接続された１対の接続ピンの各々に含まれる２つの接触部の間の短絡の探知が、前記電極が大人用細動除去電極であることを示すことを特徴とする請求項１４に記載の方法。
【請求項１８】
１対の電極に動作可能に接続された１対の接続ピンの各々に含まれる１セットの２つの接触部の間の短絡の探知が、前記電極が細くされた小児用細動除去電極であることを示すことを特徴とする請求項１４に記載の方法。
【請求項１９】
１対の電極に動作可能に接続された１対の接続ピンの各々に含まれる１セットの２つの接触部の間の短絡の探知が、前記電極が細くされていない小児用細動除去電極であることを示すことを特徴とする請求項１４に記載の方法。
【請求項２０】
１対の電極に動作可能に接続された１対の接続ピンの各々に含まれるリング接触部の間の短絡の探知が、前記電極がモニター電極であることを示すことを特徴とする請求項１４に記載の方法。
【請求項２１】
細動除去装置のためのシステムであり、予め接続された電極を識別し検査するシステムであって：
少なくとも１対の接続ピンであり、当該１対の接続ピンの各々は１対の接触部を含むところの少なくとも１対の接続ピン；および
前記各対の接続ピンを受ける少なくとも１対のレセプタクルであり、各レセプタクルは１対の接触部を含み、当該接触部のいずれも短絡させられないところの少なくとも１対のレセプタクル；
から構成されることを特徴とするシステム。
【発明の詳細な説明】
【０００１】
本発明は、細動除去装置（ｄｅｆｉｂｒｉｌｌａｔｏｒ）に関する。特に、本発明は、細動除去装置を通じて与える治療が患者に接続された電極のタイプに適合するように、細動除去装置に接続される電極のタイプを決定できるシステムに関する。また、本発明は、細動除去装置に関し、特に、患者に適用される前に電極の質を測定するシステムに関する。
【０００２】
突然の心臓に起因する死は、米国の主な死因である。ほとんどの突然の心臓に起因する死は、心室細動（ｖｅｎｔｒｉｃｕｌａｒ  ｆｉｂｒｉｌｌａｔｉｏｎ（ＶＦ））によって引き起こされる。心室細動では、心臓の筋肉の繊維が、協調することなく収縮し、体への正常な血液の流れを妨げることになる。心室細動の知られている効果的な治療は、電気的な細動除去である。電気的な細動除去では、電気的パルスが患者の心臓に与えられる。電気的ショックは、臨界質量の心筋細胞を減極させて（ｄｅｐｏｌａｒｉｚｅ）自発的な組織化された心筋の減極を回復させることにより、細動除去と呼ぶプロセスにおいて心臓から異常な電気的活動を取り除く。
【０００３】
患者がある程度の生存率を持つことができるように心室細動が起こった後に、短時間内に電気的パルスを与えなければならない。効果的であるためには、心室細動が発病した後、数分内に患者に細動除去ショックを与えなければならない。調査は、心室細動が起こった後、１分以内に細動除去ショックを患者に与えた場合には、１００％の生存率が得られることを示している。しかしながら、心室細動の発病のたった６分後に細動除去ショックを患者に与えた場合には、生存率はおよそ３０％に落ちる。１２分を超えると、患者の生存率はゼロ％に近づく。重要なことは、時間が経過すればするほど、脳から酸素が奪われてしまい、脳に障害が起こる可能性が高くなる。電気的な細動は、衝撃的な心室頻伯（ｖｅｎｔｒｉｃｕｌａｒ  ｔａｃｈｙｃａｒｄｉａ（ＶＴ））を治療するのに使用されてもよい。従って、細動除去は、心室細動や心室頻伯のような衝撃的な心拍の治療に適切な治療である。
【０００４】
電気的細動除去を与える１つの方法では、移植可能・取り付け可能な細動除去装置を用いる。細動除去装置は、心室細動ＶＦの起こる確率の高い患者に外科的に取り付けられる。一般的に、外科的に取り付けられた細動除去装置は、患者の心臓の活動をモニターして、心室細動ＶＦを終わらせるために必要な電気的細動除去パルスを自動的に与える。外科的に取り付け可能な細動除去装置は、高価であり、心臓に起因する突然の死のリスクのある全人口のうち少数部分だけに使用されている。
【０００５】
外部細動除去装置は、患者の胴体に適用した電極を通して患者の心臓に電気的パルスを送る。外部細動除去装置は、一般的に、病院の緊急治療室に置いてありそこで使用される。現在利用可能な様々な外部細動除去装置のうち、自動外部細動除去装置（ａｕｔｏｍａｔｉｃ  ｅｘｔｅｒｎａｌ  ｄｅｆｉｂｒｉｌｌａｔｏｒ）と半自動外部細動除去装置（ｓｅｍｉ−ａｕｔｏｍａｔｉｃ  ｄｅｆｉｂｒｉｌｌａｔｏｒ）（これらは、まとめて、ＡＥＤと呼ばれている）は、比較的経験・訓練の少ない人がＡＥＤを使用できるので、次第に人気が出てきている。ＡＥＤを開示しているＣａｍｅｒｏｎらの米国特許第５，６０７，４５４号（発明の名称が、“電気療法と電気療法装置”である）とＰＣＴ公開番号ＷＯ９４／２７６７４（発明の名称が、“自己テスト機能を有する細動除去装置”である）の明細書や図面などは、本出願に組み込まれる。
【０００６】
ＡＥＤは多くの利点を与える。例えば、外部細動除去装置の使用が通常予期されない場所でＡＥＤを使用できる。また、住居、公衆の建物、ビジネス、個人の乗り物や公衆の輸送用乗り物のようなごくたまに外部細動除去装置が使用されそうな場所においても、ＡＥＤは使用可能である。操作者は、ごくたまにしかＡＥＤを使用しないことを予期するであろうが、要求されたときに、すばやくかつ正確に使用されなければならない。このため、ＡＥＤは、外部細動除去装置の操作に関連した多くの段階を自動化している。これらの事柄を考慮して、ＡＥＤの操作は、単純で直感的に分ることが意図される。ＡＥＤは、必要とされる操作者の決定・判断の数を最小にするように設計される。
【０００７】
ＡＥＤは、第一に、大人の心室細動ＶＦと衝撃的な心室頻拍ＶＴを治療するのに用いられることが考えられるが、本発明は、小児の患者を治療するのにＡＥＤを使用可能にする解決を提供する。費用を最小限にしてＡＥＤの使用を単純にするために、ＡＥＤは、しばしば、電極を接続するための単一の接続部・コネクターを有している。操作者が、ＡＥＤを低コストの心電図（ＥＣＧ）モニターとして使用したいという状況がある。本発明は、細動除去装置電極のために使用される同じ接続部によってモニター電極の接続と探知を行う手段を提供する。本発明は、細動除去装置に接続されている状態で、密封されたパッケージ内の各電極の状態をモニターする能力・機能も提供できる。
【０００８】
これらのまたは他の利点を提供するために、本発明は、細動除去装置に接続された電極を識別するシステムを提供する。このシステムは、動作可能に電極に接続される少なくとも１つの接続ピンを有する。各接続ピンは、少なくとも１対の接触部を有している。レセプタクル・受け部（ｒｅｃｅｐｔａｃｌｅ）は、各接続ピンを受ける。接触部の短絡を探知してレセプタクルに接続された電極のタイプを決定するために、回路がレセプタクルに動作可能に接続される。
【０００９】
本発明は、細動除去装置に取り付けられた電極のタイプを決定する方法を提供する。この方法によると、電極に動作可能に接続される接続ピンが、接続ピンを受けるレセプタクルに挿入される。電極のタイプを決定するために、接続ピンの接触部の間の短絡の有無と短絡のパターンが決定される。
【００１０】
以下の詳細な説明から本発明のさらなる目的と利点が、当業者にとって容易に明らかになるであろう。以下において本発明の好適実施形態が詳細に説明される。以下の本発明の好適実施形態は、本発明を実施するためのベストモードの例示としてのみ説明される。また、本発明から逸脱せずに、本発明の他のまたは別の実施形態も実現可能であり、様々な明白な点で本発明の実施形態のいくつかの詳細な変更も実現可能である。従って、添付の図面と本明細書の説明は本質的に例示的なものであり、限定的なものではない。
【００１１】
小児患者の治療法は、大人の患者の治療法と異なる。例えば、幼児と子供の細動を除去するのに要求される最適のエネルギーは、大人を治療するのに必要なエネルギーと異なる場合がある。１つの治療法によると、治療エネルギーは２Ｊ／ｋｇである。また、大人の患者と小児の患者の間の生理的な違いのため、大人の心室細動ＶＦを分析するのに使用される基準は、必ずしも小児患者の心室細動ＶＦに適切であるとは限らない。そのような違いの例として、例えば、心拍の違いがある。また、小児の患者の心室細動ＶＦは、一般的に、呼吸機能不全に関係しているので、突然の心拍停止（ｃａｒｄｉａｃ  ａｒｒｅｓｔ）の小児の患者の治療に好ましい手順（ｐｒｏｔｏｃｏｌ）は、大人の治療の好ましい手順と異なる。
【００１２】
一般的に、小児の患者には、ＡＥＤ（自動外部細動除去装置または半自動外部細動除去装置）の使用は、考慮されていなかった。これは、主に、操作者の困惑・混乱や機械の複雑さの懸念があるためである。小児患者の細動を除去するとき、操作者は、小児患者の体重と年齢に少なくとも部分的に基づく与えるべき適切なエネルギー量を知らなければならない。実用的な観点では、このことは、ＡＥＤは、少なくとも２つのエネルギーレベル（大人と子供のエネルギーレベル）を正確に発生させる必要な回路を有していなければならないことを意味する。
【００１３】
ＡＥＤは多くの利点を与える。例えば、公衆の建物、ビジネス、個人の乗り物、公衆の輸送用乗り物、飛行機や他の場所のような規則正しく予期されない外部細動除去装置の使用場所での利用が可能になる。この広域の細動除去装置の利用可能性によって、第２の使用モデルが到来する。この第２の使用モデルは、大きな費用や複雑さを引き起こさないのであれば、患者の意識がある間に、患者の心臓のリズムをモニターすることが望ましい場合がある。モニター電極は、非常に小さく、適用が簡単であり、安価であり、患者の服を脱がすことなく患者に設置することが可能である。モニター電極は、小さい電極サイズの大きな抵抗によって引き起こされる同相モードノイズ（ｃｏｍｍｏｎ  ｍｏｄｅ  ｎｏｉｓｅ）を減らすために３つの電極を必要とする。患者が、突然の心拍停止（ＳＣＡ）を被っておらず、ＡＥＤの使用の基準（ｉｎｄｉｃａｔｉｏｎｓ）を満足していない場合には、患者は細動除去を必要としておらず、または、細動除去が正式に許可されない。いくつかのＡＥＤまたはすべてのＡＥＤは、モニター電極を用いて患者の心電図をモニターするのに使用可能である。この場合には、ＡＥＤは、モニター電極と細動除去電極の違いを識別する必要がある。このため、少なくとも３つの電極接触部を用意することが必要となる。従って、モニター電極が使用されている時に、モニターすることのみを望む場合には、患者に細動除去ショックが与えられないようにすることが必要である。操作者に供給される細動除去装置のディスプレ上の情報または細動除去装置が発生したボイス催促による情報は、ＡＥＤの使用の目的であるモニター機能に合わせて具体的に作成可能である。
【００１４】
ＡＥＤに大人の患者または小児患者に適切な電圧を生成させるために、ＡＥＤは、適切なエネルギーレベルを選択する手段を供給しなければならない。モニターが望まれる場合に、細動除去ショックが与えられないようにするために、患者のタイプにかかわらず、ＡＥＤは、モニター電極機能を選択する手段を供給しなければならない。本発明は、これらの目的を達成可能にするシステムを提供する。
【００１５】
患者のタイプを知ることによって、ＡＥＤは、心室細動ＶＦを適切に分析することができる。本発明によると、患者をモニターすることを望む場合には、細動除去電圧でない電圧が患者に与えられる。こうすることによって、本発明は、患者の治療を単純にでき、操作者が行う判断を削除することによって治療の不正確さを減らすことが可能になる。
【００１６】
一般的に、操作者は訓練の無い、主職業が人名救助ではない警察官や航空機の添乗員のような素人なので、複雑さと操作者の判断を減少させることは、ＡＥＤの観点からは、重要である。訓練の無いまたは最小限の訓練を受けた操作者によるＡＥＤの患者への使用は、非常に緊張が多く時間が決めてとなる操作である。細動除去に要求される段階の数の最小化と細動除去の信頼性の改善は、ＡＥＤ設計の重要な面である。バッグのような封入物に接続部とともに封入される電極は、操作者による多くの段階を必要とする。第１の段階として、ユーザーは、閉じられたバッグを開けなければならない。第２の段階として、操作者は、電極をＡＥＤに差し込まなければならない。第３と第４の段階として、操作者は、電極パッドの上のゲルを覆う剥離ライナー（ｒｅｌｅａｓｅ  ｌｉｎｅｒ）を電極から取り除き、電極を患者の上に設置なければならない。第５と第６の段階として、操作者は、第２電極から剥離ライナーを取り除き、電極を患者の上に設置しなればならない。操作者が実行しなければならない段階を最小限にするための１つ方法は、ＡＥＤが必要とされる時よりも前に、細動除去電極が既にＡＥＤに接続されていることである。これによって、上述した第２段階を省略することが可能になる。
【００１７】
また、それぞれの電極が、個々に、それぞれの独自のポーチ・小袋（ｐｏｕｃｈ）に封入されるように電極が設計されてよい。個々に封入され予め接続されている電極はＢｉｓｈａｙらの係属中の米国特許出願第０９／１４５，１６８号（出願日が、１９９８年９月１日であり、発明の名称が、“独立的に配置可能な封入された細動除去装置電極パッドと使用方法”）に開示されている。この米国特許出願の出願人は、本願と同一の譲受人であり、この米国特許出願の全体の開示内容が本願に組み込まれている。個々に封入され予め接続された電極の場合には、封入された電極を開封する動作と剥離ライナーを取り除く動作は、１つの単純な動作にすることができる。これにより、上述した第１段階を省略することが可能になる。ＡＥＤに予め電極を接続することの１つの利点は、使用の前に含まれている電極を用いてＡＥＤの機能を自動的にテストし確認することができる点である。予め接続された電極をテストするための知られている方法とシステムでは、電極を個々に封入することができない。本発明によると、使用の前に電極がＡＥＤに接続されている一方、電極を電気的にテストする手段と予め接続された電極の他の態様が提供される。
【００１８】
次に、本発明の理解を容易にするためのＡＥＤの一般的な背景を説明する。ここで説明されるＡＥＤは、本発明による方法とシステムにおいて使用されてよいＡＥＤの単なる１例である。図１は、装置１０を示すブロック図である。装置１０は、電気療法装置である。装置１０は、細動除去、心変換（ｃａｒｄｉｏｖｅｒｔ）、患者の整調・ペース（ｐａｃｅ）、またはこれらの組み合わせを含んでいてよい。装置１０は、エネルギー伝達システム１４を動作させるコントローラ１２を有しており、コントローラ１２は装置１０の他の動作・態様を実行する。装置１０の動作のためのソフトウェアインストラクションは、組み込まれたＲＯＭ１６のような読み取り専用メモリ（ＲＯＭ）から得られるように当該ソフトウェアインストラクションにアクセス可能である。コントローラは、動作のためのインストラクションをＲＯＭから得るように当該インストラクションにアクセス可能である。本発明のこの実施形態または以下で説明される実施形態では、単語「コントローラ」は、マイクロプロセッサ、コントローラ、ゲートアレイ、他のロジック、またはこれらのいかなる組み合わせを意味していてもよい。
【００１９】
コントローラ１２は、メモリバス１８を介してＲＯＭ１６と情報伝達を行う。記録可能メモリモジュール３２は、図１に示されるように、電極システム３６を介して装置１０に取り付け可能である。電極システム３６は、電極２８と電極アダプター２６を有している。
【００２０】
電極レスプタクル２６は、電極２８に接続される。電極は、取り外し可能に装置１０に接続される。本発明の使用のための適切な電極システム３６は、例えば、Ｈｅａｒｔｓｔｒｅａｍ  ＦｏｒｅＲｕｎｎｅｒ（登録商標）電極である。
【００２１】
電極２８は、電極レセプタクル２６を介して患者モニター部２４と通信・情報伝達を行う。電極は、細動除去を与える機能、患者の状態をモニターする機能、ペースパルスを伝達する機能またはこれらの機能・特徴を組み合わせた機能・特徴を有する電極を含む。ＡＥＤにおいて、患者モニター部２４は、心臓の心拍に関して患者をモニターし、モニターした心拍が衝撃的（ｓｈｏｃｋａｂｌｅ）かどうかを決定・判断する。心拍が衝撃的である場合には、患者モニター部２４は、ショック判断・決定をコントローラ１２に伝達する。コントローラ１２は、その後、エネルギー伝達システム１４と情報伝達を行う。エネルギー伝達システム１４は、その後、電力供給部２０をエネルギー源として使用して、エネルギーパルスを、電極２８を通して患者（図示せず）に与える。電極２８は、電極レセプタクル２６を介して、細動除去装置１０に接続されている。
【００２２】
電力供給部は、バッテリー、ＤＣ電力源および／またはＡＣ電力源のような要素を含んでよい。ＤＣ電力源は、バッテリーであってよい。電力供給部は、ＤＣからＤＣへの（ＤＣ間での）変換器および／またはＡＣからＤＣへの変換器を含んでいてもよい。また、電力供給部は、高電圧チャージ回路（ｃｈａｒｇｅ  ｃｉｒｃｕｉｔ）を含むことが可能である。さらに、電力供給部は、エネルギー保存コンデンサーを含むことが可能である。
【００２３】
ＡＥＤの主な構成要素は、図２にブロック図で示されている。ＡＥＤの操作のさらに詳しい説明は、Ｃｏｌｅらの米国特許第５，８３６，９９３号（発明の名称が、“電気療法制御システムおよび方法”である）と、Ｇｌｉｎｅｒらの米国特許第５，５９３，４２７号（発明の名称が、“電気療法”である）に開示されており、これらの療法の米国特許の明細書、図面等は、本願に組み込まれる。当業者に理解されるように、本発明は、様々なＡＥＤにおいて適用可能であり、例示のためにだけ用いられた図に示された構成に限定されない。
【００２４】
この例では、細動除去装置制御機能の構成要素は、マイクロプロセッサ部（ＭＰＵ）１０２と２つのカスタムゲートアレイ１０４と１０６を含んでよい。ＭＰＵ１０２は、ＲＯＭ１１４からＭＰＵ１０２に供給されるソフトウェアインストラクションに従って、プログラム段階を実行する。ＭＰＵ１０２は、（ディスプレイコントラストボタン１０８のような）基準ボタンと（ショックボタンと電極接続部に関連した発光ダイオードのような）システム発光ダイオード１１０の操作を制御する。ＭＰＵ１０２は、ブロック１１２に示されているようにシステム状態情報を受信する。
【００２５】
ゲートアレイ１０４は、システムＲＯＭ１１４に対してメモリマップを実施する。システムＲＯＭ１１４は、好ましくは、フラッシュＲＯＭであるが、ＥＰＲＯＭまたは他の電気的に消去可能でありプログラム可能な不揮発性のメモリもシステムＲＯＭ１１４として使用できる。ゲートアレイ１０４は、ディスプレイ１１８、スピーカ１２０およびマイクロフォン１２２を制御する。ゲートアレイ１０４は、治療モードの間、ユーザーによるショックボタン１２６の作動に応答して、ショック伝達／心電図フロントエンドシステム１２４内の中継を作動させることができる。
【００２６】
ゲートアレイ１０６は、細動除去装置と細動除去装置の構成要素の自己テストを実行することによってシステムモニター機能を供給する。ゲートアレイ１０６は、状態ディスプレイ１２８上に細動除去装置の動作状態を表示する。適切な自己テストの詳細は、Ｐｏｗｅｒｓらの米国特許第５，８７９，３７４号（発明の名称が、“使用前の自動テスト機能を有する外部細動除去装置である）に開示されており、この米国特許の明細書、図面等は、本願に組み込まれている。ゲートアレイ１０６は、細動除去装置のインターフェースであり、ユーザーに作動されるオン／オフスイッチ１３０を有する。ゲートアレイ１０６は、電力供給部１３４から動作システム構成要素に電力を供給し、治療モードの間に治療ショックのためにショック伝達システムのコンデンサーにエネルギーを供給するために、電力管理サブシステム１３２を制御する。ゲートアレイ１０６は、細動除去装置の心電図フロントエンドのインターフェースとなり、患者の治療を必要とする心電図パターンの探知（とショックボタンの作動）に応答してショック伝達システムがショックを与えることを可能にする。また、ゲートアレイ１０６は、ショックを与えている間に得られたショック伝達状態情報に応答して電極接続部１３６へのショックの伝達を制御する。この最後の機能に関するさらなる情報は、Ｇｌｉｎｅｒらの米国特許第５，７３５，８７９号（発明の名称が、“外部細動除去装置の電気治療法”である）とＣａｍｅｒｏｎらの米国特許第５，６０７，４５４号（発明の名称が、“電子療法および方法”である）に、説明されており、これら２つの米国特許の明細書、図面等は、本願に組み込まれている。
【００２７】
ＭＰＵは、無線通信ポート１３８を介してデータと動作コマンドの送受信を行う。これによって、状態データと使用データを生成し外部装置に伝達してよい。また、ポート１３８は、装置状態を要求して受信するような装置の機能のリモート動作を可能にする。
【００２８】
図示されているように、これらの細動除去装置の構成成分は、適切な通信バスによってお互いと通信を行う。
【００２９】
外部細動除去装置１００は、自己テストモード、待機モード、セットアップモード、患者治療モードや訓練モードのような様々なモードで動作可能である。細動除去装置１００の動作特性は、各モードにおいて異なる。また、複数の動作のいずれかのモードでの細動除去装置の動作特性は、以下のように変更可能である。
【００３０】
この実施形態の外部細動除去装置の動作は、電力供給部１３４の電源への差込みまたは電力供給のためのユーザーによるボタンの作動で開始してよい。ゲートアレイ１０６が、電力供給部１３４の電源への差込みを一旦確認すると、ゲートアレイ１０４は、ＭＰＵ１０２が起動シーケンス・ブートシーケンスを開始するように促す。ブートシーケンスは、ＭＰＵ１０２が一連のアドレスをＲＯＭ１１４に発信することで始まる。
【００３１】
当該技術分野で知られているように、患者治療モードでは、細動除去装置１００は、（１）電極１３７が電極接続部１３６に取り付けられているかどうかを判断・決定し、（２）そのような電極を通して患者から患者のインピーダンスおよび／または心電図情報を受信し、（３）患者が接続されているかどうかを決定するために、患者の接触情報を分析し、（４）治療ショックを勧めるかどうかを決定するために、心電図情報を分析し、（５）治療ショックが勧められる場合に、かつ、ユーザーがショックボタン１２６を作動させた場合に、ショックが患者に伝達される。
【００３２】
上述したように、本発明は、大人の患者や小児の患者を治療し、すべての患者をモニターする場合において、ＡＥＤを用いて実施可能である。大人用細動除去電極、小児用細動除去電極、モニター用電極の区別を容易にするため、本発明は、細動除去装置に取り付けられた電極のタイプを識別できるシステムを提供する。システムが電極のタイプを識別できる場合には、システムは、適切な治療または適切なモニターを与えることが可能である。これらの観点から、本発明は、ＡＥＤにおける自動的インストラクションを特定の環境に適合させることができる。
【００３３】
本発明によると、システムの実施例は、少なくとも２つの電極を含むことが可能である。電極の数は、電極が治療またはモニターのために使用されるかどうかに依存する。少なくとも１つの接続ピンが、動作可能に各電極に接続される。これらのピンは、単一構造において相互に連結されてよい。しかしながら、これらのピンは、ＡＥＤと電極の間の個々に電気的に分離された接続を与える。
【００３４】
各ピンは、少なくとも１対の接触部を有している。このような接触部は、ヘッドフォンシステムに含まれる接触部に類似または同一のものであってよい。そのようなシステムにおいて、単一の接続ピンは、２つ以上の電気的接触部を含むことが可能である。各接触部は、電気的絶縁部によって他の接触部から分離されてよい。接触部のこの配置は、ピンのブラックバンドの配置によって簡単に視認可能である。接続ピンは、円筒形の外部接触部に囲まれた中心内部接触部を含むことが可能である。ブラックバンドは、２つの接触部の間に全体的に延びている絶縁部分である。本発明によると、接続ピンは、３つ以上の接触部分を含んでよい。各電極が２つの接触部を含む２つの電極を有するシステムによって、４つの電気的接触部を供給ことが可能である。
【００３５】
本発明によると、１つ以上の接続ピンの接触部の間の短絡の存在または短絡の不在によって、電極タイプの識別が可能になる。レセプタクルは、接続ピンを受ける。レセプタクルに動作可能に接続された電気回路は、各接触部上のおよび接触部の間の短絡のパターンを探知して、ＡＥＤに取り付けられた電極のタイプを決定する。治療がモニターを含んでいる場合でも、適切な治療は、電極のタイプを決定した後、電極を通して実行されてよい。
各々が２つの接触部を含んでいる２つの接続ピンを有するシステムにおいて、第１電極の接触部（第１電極の接触部というときは、第１電極に対応する接続ピンの接触部を意味してよい）は、第２電極のピンの接触部に短絡されてよい。代替的には、第１ピン上の接触部が、お互いに短絡されていてる一方、第２ピン上では、お互いに短絡されている接触部が存在しなくてもよい。また、いずれのピン上においても、接触部がお互いに短絡されていてもよい。
【００３６】
一般的に、ＡＥＤに取り付けられた電極のタイプは、大人用細動除去電極、小児用細動除去電極およびモニター用電極を含む。接触部のどのパターンが、電極のどの特定のタイプに対応していてもよい。ＡＥＤは、短絡のパターンを電極のタイプと治療のタイプに関係させるようにプログラムされてよい。１つの実施例では、大人用電極は、それぞれ、１対の短絡させられた接触部を含む接続ピンを有している。
【００３７】
小児用細動除去電極は細くして（ａｔｔｅｎｕａｔｅｄ）もよいし、細くしなくてもよい（ｎｏｎ−ａｔｔｅｎｕａｔｅｄ）。本発明の１つの実施形態によると、細くされた小児用電極は、１対の接触部を含む接続ピンを有する。接続ピンのうち１つだけの接続ピンにおいてのみ、１対の接触部が、短絡される。このように、ＡＥＤは、大人用の細動除去電極から小児用細動除去電極を区別することができる。
一方の突出部が他方の突出部よりも大きい電気プラグと同様な分極された接続部に電極を結合させることにより、本発明によると、電極の他のタイプの間で識別が可能である。これらの観点から、細くした小児用細動除去電極と細くしない小児用細動除去電極の間の区別を行うために、細くしない小児用細動除去電極も、それぞれ、１対の接触部を含む接続ピンを有してよい。接続ピンのうちの１つの接続ピンにおいてのみ、１対の接触部が短絡させられる。しかしながら、この場合、短絡させられた接触部と短絡させられていない接触部を有するピンの配置は、細くされた小児用細動除去電極に関して反対の配置であってよい。
【００３８】
小児用電極が接続されていると一旦判断・決定されると、それに合うように治療が調整されてよい。これらの観点から、治療が、Ｍｏｒｇａｎらの米国特許第６，１３４，４６８号（出願日が、２０００年１０月１７日であり、発明の名称が、“細動除去エネルギーを減らす方法および装置”である）の説明に従って実行されてよい。この米国特許は、本願に組み込まれる。
【００３９】
図３から７は、異なるタイプの電極用に使用されてよい本発明の様々な実施形態を示している。図３から７の左側は、それぞれの図の右側に示されているメスレセプタクルのそれぞれの実施形態を用いて使用されてよいオス接続ピン２０１、２０３の実施形態を示している。図３から７に示されているオス接続ピンの実施形態によって、患者モニター部とエネルギー伝達電気回路に細動除去装置レセプタクルが接続される。図３から７に示されている各オス接続ピンは、２つの接触部２０５、２０７、２０９、２１１を含んでいる。リードワイヤー（ｌｅａｄ  ｗｉｒｅ）２１３、２１５、２１７、２１９が、各接触部に取り付けられる。ピンの間の１つ以上の短絡を決定するためにおよび、心電図や電極患者接触インピーダンス（Ｅｌｅｃｔｒｏｄｅ  Ｐａｔｉｅｎｔ  Ｃｏｎｔａｃｔ  Ｉｍｐｅｄａｎｃｅ）のような患者データをモニターするために、４つのワイヤーが患者モニター部によってモニターされてよい。エネルギー伝達電気回路は、スイッチを通してこれらの４つのワイヤーに接続されてよい。スイッチは、エネルギー伝達の間だけ係合状態にあってよい。エネルギー伝達の間、リードワイヤー２１３と２１５および／またはリードワイヤー２１７と２１９は、共に短絡させられてよい。伝達されるエネルギーは、リードワイヤー２１３とリードワイヤー２１５を介して電極と患者に与えられ、リードワイヤー２１７とリードワイヤー２１９を介して戻る。
【００４０】
図３は、大人用細動除去電極のために使用されてよい本発明の実施形態を示している。図３の右側は、接続ピンを受ける１対のレセプタクル２２１と２２３を含む電極接続部を表している。この実施形態の各レセプタクルは、接触部２２５、２２７から延在するリードワイヤー２２９、２３１を有する接触部２２５、２２７を含む。リードワイヤー２２９は、１つの電極に接続されてよい。また、リードワイヤー２３１は、もう１つの電極に接続されてよい。図３に示されるように、接続ピンが、レセプタクルに挿入された時に、各接続ピン上の接触部は短絡させられる。これらの短絡の探知により、電極のタイプ（この場合は、標準的な大人用細動除去電極）を識別することができる。
【００４１】
図４は、細くされていない小児用細動除去電極のために使用されてよい本発明の実施形態を示している。図４の右側は、接続ピンを受ける１対のレセプタクル２５３と２５５を含む電極接続部を表している。この実施形態の各レセプタクルは、それぞれリードワイヤー２６１、２６３を持つ接触部２５７、２５９を含む。リードワイヤー２６１、２６３は、それぞれ、接触部２５７、２５９から延在している。リードワイヤー２６１は、１つの電極に接続されてよい。リードワイヤー２６３は、もう１つの電極に接続されてよい。接触部２５７は、レセプタクルの全長にわたって延在している。他方、接触部２５９だけは、接触部２５９がピン２０３の先端の接触部に係合できる長さを持つ。それ故に、図４に示されているように、接続ピンが、レセプタクルに挿入される場合に、接続ピン２０１だけの接触部が短絡させられる。この短絡の探知により、電極のタイプ（この場合は、細くされていない小児用電極）を識別することができる。
【００４２】
図５は、図４に示された実施形態に類似する実施形態を示している。しかしながら、図５に示された実施形態において、レセプタクル２６５、２６７は、図４に示された実施形態と比較して、反対側の接続ピンでの接触部の短絡を生じさせる接触部２６９、２７１を有している。図５に示された実施形態は、細くされた小児用電極に使用可能である。
【００４３】
図４と５に示された実施形態または他の図に示された実施形態は、プラグの一方の突出部が他方の突出部より大きい分極された電気プラグと同様な方法で接続ピンとレセプタクルが合わせられる状況・環境に適用されてよい。このように、短絡のパターンを、電極タイプを区別するのに使用することができる。もちろん、電極のどのタイプが、接続部のどのタイプに関連させられるかは、変更可能であり、本明細書で説明させたこのような関連は、単に例示的なものである。
【００４４】
図６は、本発明に従った、予め接続された電極接続部のために用いられてよい接続ピンとレセプタクルの実施形態を示している。図６の右側は、電極接続部を示している。この電極接続部は、図６の左側に示された接続ピンを受けるレセプタクル２９３と２９５を含んでいる。各レセプタクルは、１対の接触部２９７、２９９、３０１、３０３を含んでいる。リードワイヤー３０５、３０７、３０９、３１１が、接触部から延在している。リードワイヤー３０５、３０７は、ゲルの層に覆われた２つの金属薄板を含む１つの電極に接続されてよい。リードワイヤー３０５は、一方の金属薄板に接続され、リードワイヤー３０７は、他方の金属薄板に接続されてよい。リードワイヤー３０９、３１１は、リードワイヤー３０５、３０７と同じような方法で他方の電極に接続されてよい。オス接続ピンがレセプタクルに挿入された場合に、接触部のいずれもが短絡されない。しかしながら、各電極は、各電極の２つの金属薄板の間に存在しているゲルのために接触部の間の抵抗を与える。予め接続された電極は、各電極の２つ接触部の間（即ち、２つの金属薄板の間）のゲル抵抗を測定することによって、探知されてよい。この測定される抵抗のレベルは、ゲルの質を決定するのに利用されてよい。これにより、ユーザーは、電極を取り替える必要を知らさせる（警告される）ことが可能である。
【００４５】
本明細書で説明されるように、本発明は、３ワイヤー心電図電極接続部としての使用のための接続ピンとレセプタクルの配置を提供することができる。図７は、本発明のそのような実施形態を示している。
【００４６】
図７の右側は、図６に示されたレセプタクルと同様の１対のレセプタクル３１７と３１９を含むモニター電極接続部の実施形態を示している。しかしながら、図７に示されている実施形態において、２つの接触部３２１と３２２はリードワイヤー３２５を用いた接続により短絡させられる。リードワイヤー３２５、３２７、３２９の各々の端部として、標準的な使い捨ての心電図モニター電極に接続されるスナップ接続部（ｓｎａｐ  ｃｏｎｎｅｃｔｏｒ）を用いることができる。図７から理解されるように、この短絡は、接続ピンが十分に・完全に係合しないならば、起こらない。従って、このような短絡は、細動除去ピンにわたって、直接的な短絡による不注意の放電を防止するのに役立つ。
【００４７】
本発明は、接続ピンがレセプタクルに十分に・完全に挿入されていつかどうかを決定することも可能にする。本発明の１つの実施形態によると、短絡によって識別情報を与える接触部が、接続ピンがレセプタクルに挿入される時にレセプタクルに接続・挿入される最後の接触部になるように、接触部が設計される。これらの接触部は、挿入過程の間、接触部の間の短絡が誤って示されないように、設計されてもよい。接触部の間のこの短絡が一旦探知されると、その後、治療を与えるためにまたは心電図を測定するために使用される接触部が十分に・完全に接触していることが、保証される。
【００４８】
モニター電極は、電極の他のタイプから区別を可能にするために、接触部の別の配置を持ってよい。本発明の１つの実施形態によると、３つのモニター電極が使用される。３つのモニター電極のうち２つのモニター電極は、心電図入力のための２つの接触部に動作可能に接続される。残りの２つの接触部は共に短絡させられ、第３のモニター電極に接続されて、ある時には被作動電極と呼ばれる参照電極となる。これは、向上した同相モードノイズ減少のためのアクティブフィードバックである。この短絡は、電極がレセプタクルに十分に・完全に係合していなければ、起こらない。ＡＥＤがこの配置を探知する時に、ＡＥＤは、モニター電極がＡＥＤに取り付けられていることを認識する。そのような配置によって、細動除去ピンにわたって直接的な短絡による不注意な放電に対する安全性の余分な余裕が与えられる。
【００４９】
いくつかの場合において、電極は、予めＡＥＤに接続される。小児に対する細動除去の必要性・実行率は、大人の細動と比べると、比較的小さい。従って、大人専用の電極が予め接続される電極になるように設計することは、合理的である。大人用の予め接続された電極は、短絡される接触部を持たない接続ピンを含むようにしてもよい。これによって、各電極用に２つの接触部が設けられる。この場合、接触部の間での短絡を探知するのに用いられるＡＥＤ回路は、各ピンの接触部の間の抵抗を測定してよい。この抵抗は、予め接続された電極の導電性のあるヒドロゲル（ｈｙｄｒｏｇｅｌ）に起因してよい。ある範囲内のインピーダンスによって、予め接続された大人用電極を他のすべての電極から区別することが可能である。
【００５０】
電極が予め接続される実施形態では、各電極は、１対の電気的に分離された金属薄板部材を含んでよい。各金属薄板部材に対して接続がなされる。患者の皮膚への良好な接触を与えるのに要求される導電性ゲル（代表的には、ヒドロゲル）が、各金属薄板部材上に設けられる。２つの金属薄板部材を設けて各金属薄板部材への接続を設けることによって、パッケージされる時に電極に対して接触・接続がなされている場合には、細動除去装置が、パッケージされた状態で各金属薄板の導電性ゲルのインピーダンスを別々に検査することが可能になる。ゲルの水分レベルが特定の範囲内にないならば、以下で詳細に説明されるように適切に機能しなくなる可能性がある。細動除去の間、電極の２片の金属薄板に取り付けられた両方のワイヤーが、同じ電位で作動させられて、これらの２片の金属薄板が単一の電極として機能することが可能である。
【００５１】
水分の損失は、ヒドロゲルの機械的な特性にも影響を与える。ほとんどのヒドロゲルにおいて、水分の損失は、特に、ヒドロゲルの端部のあたりで、ヒドロゲルが皮膚から離れてしまうかまたは固まってしまう。この水分の損失は、皮膚に付着するヒドロゲルの能力を破壊する。このように部分的にまたは完全にヒドロゲルの付着能力が失われることによって、皮膚との効果的な接触が得られずまたは維持できないので、電極が使い物にならなくなる可能性がある。このように、電極パッドの乾燥は、細動除去装置による心電図信号の受信を妨げまたは細動除去装置が受信する心電図信号を弱らせる。結果として、電極パッドの乾燥は、患者に与えられる細動除去エネルギーの伝達を変化させる。電極パッドの患者への不十分なまたは一様でない接触により、細動除去の間、エネルギー伝達が、良好に皮膚に接触している範囲に過度に集中する場合があり得る。不十分なまたは一様でない皮膚への接触によって引き起こされる通常の電流密度より高い電流密度は、皮膚のやけどを引き起こす可能性がある。電極パッドの設計の通りに電流が患者に伝達されなければ、結果として患者に与えられる治療が、変わってしまう可能性があり、患者の生存率を下げてしまう。
【００５２】
本発明の利点のうちの１つは、本発明は既存の電極システムに適合可能であることである。本発明によると、ユーザーが電極接続部（接続ピン）を十分に・完全にレセプタクルに差し込んだかどうかを探知することができる。各々が２つの接触部を持つ２つの接続ピンを含む実施形態において、ピンの接触部またはピン上の短絡をうまく扱うことにより、および、接触部間の短絡をうまく扱うことにより、本発明は、５種類もの電極のタイプを区別すること可能である。本発明によると、不注意のうっかりした短絡を防止できる安全を保証する機構の（フェイルセーフの）３つのワイヤー心電図モニターを提供できる。上述したように、本発明によると、予め接続された電極システムを識別し検査することができる。
【００５３】
また、本発明によると、分離電極（ｓｐｌｉｔ  ｅｌｅｃｔｒｏｄｅ）を用いて、インピーダンスの向上したモニターが可能になる。４つのワイヤーのインピーダンスの測定によって、皮膚と電極のインターフェース・接触面において生じる不都合を減少させることができる。さらに、本発明によると、分離電極を用いた向上した心電図モニターが提供される。
【００５４】
上述した本発明は、電極のあるタイプに関連した接触部と短絡パターンの例を含む。当然、電極のタイプを区別しこれにより適切な治療を与えることを可能にするどんなパターンの接触部と短絡も本発明に含まれる。また、接続ピンは、３つ以上の接触部を含んでもよい。また、オスタイプの接触部やメスタイプの接触部のような接触部のタイプは、ＡＥＤ側と電極側どちらに存在してもよい。
【００５５】
上で本発明の説明をしたが、本明細書での開示は、本発明の好適実施形態のみである。本発明は、様々な他の組み合わせ、変更および環境において適用・使用可能であることが理解されるであろう。さらに、本発明は、ここで表現され、上述の教示および／または関連技術分野の技術や知識に釣り合うような本発明の概念の範囲内において変更や修正が可能であることも理解されるであろう。ここで説明した本発明の実施形態は、本発明を実施するための知られているベストモードの説明に向けられ、当業者がそのようなまたは他の実施形態で本発明の実施を可能にし、また、当業者が本発明の特定の適用または使用が要求する様々な変更をして本発明を実施することを可能にする。また、上での説明は、本発明をここで開示された形式・態様に限定することを意図していない。添付の特許請求の範囲は、代わりの実施形態を含むように解釈されるものであると意図されている。
【図面の簡単な説明】
【００５６】
【図１】電気療法の実施形態の要素を示すブロック図である。
【図２】自動外部細動除去装置の主な構成要素を示すブロック図である。
【図３】本発明による電極接続部のオス部分とメス部分の両方の例示的な実施形態の断面図である。
【図４】本発明による電極接続部のオス部分とメス部分の両方の例示的な別の実施形態の断面図である。
【図５】本発明による電極接続部のオス部分とメス部分の両方の例示的な別の実施形態の断面図である。
【図６】本発明による電極接続部のオス部分とメス部分の両方の例示的な別の実施形態の断面図である。
【図７】本発明による電極接続部のオス部分とメス部分の両方の例示的な別の実施形態の断面図である。
【図１】
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【図２】
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【国際公開パンフレット】
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【国際公開パンフレット（コレクトバージョン）】
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2004534566.tif 000030
【国際調査報告】
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