(57)【要約】関連する患者において実行されている関連の心肺蘇生、CPR、処置の最中に、自発的な循環流動の復帰の決定を支援するための装置である。患者の生理学的信号を検知するためにセンサが使用される。信号における支配的な基本周波数成分を抽出するために信号の周波数分析が実行される。この分析から、可能性あるROSCが存在するものと判断することが可能である。
2018518303.tif 000002
【特許請求の範囲】
【請求項１】
関連する患者において実行されている関連の心肺蘇生、CPR、処置の最中に、自発的な循環流動の復帰の決定を支援するための装置であって、
前記患者の生理学的信号を検知するためのセンサから信号を受信するための入力部と、
プロセッサであり、
前記生理学的信号の周波数分析を実行し、
前記生理学的信号の中の圧迫誘導成分と自発的な脈拍成分を検出し、かつ、弁別し、
ROSCが存在しているとの決定を支援するために、前記生理学的信号の中の検出された成分に基づいて出力を提供する、
プロセッサと、
ディスプレイ装置と、
を含み、
前記プロセッサは、前記生理学的信号の中の前記圧迫誘導成分および自発的な脈拍成分を時間にわたり周波数−時間プロットとして示す画像を出力するように前記ディスプレイ装置を制御するよう適合されている、
装置。
【請求項２】
前記プロセッサは、さらに、
前記生理学的信号の中で高調波周波数系列の支配的な基本周波数成分を抽出し、かつ、抽出された前記支配的な基本周波数成分に基づいて画像を出力するように前記ディスプレイ装置を制御するよう適合されている、
請求項１に記載の装置。
【請求項３】
前記プロセッサは、
前記生理学的信号の中に存在する少なくとも前記基本周波数成分および第１高調波成分の周波数分析を実行するよう適合されている、
請求項２に記載の装置。
【請求項４】
前記プロセッサは、
前記生理学的信号の中に存在する少なくとも第２高調波成分の周波数分析を実行するよう適合されている、
請求項２に記載の装置。
【請求項５】
前記装置は、さらに、
生理学的信号を検知するためのセンサ、を含み、
前記センサは、ECGセンサまたはPPGセンサを含む、
請求項１乃至４いずれか一項に記載の装置。
【請求項６】
前記装置は、さらに、
CPR圧迫、及び／又は、カプノグラフィ信号を検知するための一つまたはそれ以上のセンサ、を含む、
請求項５に記載の装置。
【請求項７】
前記プロセッサは、決定された可能性あるROSCの品質を判断するよう適合されている、
請求項１乃至６いずれか一項に記載の装置。
【請求項８】
前記プロセッサは、
CPR圧迫の品質、及び／又は、
決定された可能性あるROSCの品質、を示す画像を出力するように前記ディスプレイ装置を制御するよう適合されている、
請求項１乃至７いずれか一項に記載の装置。
【請求項９】
関連する患者において実行されている関連の心肺蘇生、CPR、処置の最中に、自発的な循環流動の復帰、ROSC、の決定を支援するための方法であって、
前記患者の生理学的信号を検知するステップと、
前記生理学的信号の周波数分析を実行するステップと、
前記生理学的信号の中の圧迫誘導成分と自発的な脈拍成分を検出し、かつ、弁別するステップと、
ROSCが存在しているとの決定を支援するために、前記生理学的信号の中の検出された成分に基づいてディスプレイ装置において出力を提供するステップであり、前記出力は、前記生理学的信号の中の前記圧迫誘導成分および自発的な脈拍成分を時間にわたり周波数−時間プロットとして示す、ステップと、
を含む、方法。
【請求項１０】
前記方法は、さらに、
前記生理学的信号の中で高調波周波数系列の支配的な基本周波数成分を抽出するステップと、
抽出された前記支配的な基本周波数成分に基づいて出力を提供するステップと、
を含む、請求項９に記載の方法。
【請求項１１】
前記方法は、
前記生理学的信号の中に存在する少なくとも前記基本周波数成分および第１高調波成分、および、任意的に、前記生理学的信号の中に存在する少なくとも第２高調波成分の周波数分析を実行するステップ、
を含む、請求項１０に記載の方法。
【請求項１２】
前記生理学的信号は、ECG信号またはPPG信号を含む、
請求項９乃至１１いずれか一項に記載の方法。
【請求項１３】
前記方法は、さらに、
CPR圧迫を検知するステップと、
CPR圧迫の品質を決定するステップと、
を含む、請求項９乃至１２いずれか一項に記載の方法。
【請求項１４】
前記出力は、
CPR圧迫の品質、及び／又は、
決定された可能性あるROSCの品質、
を示す、請求項９乃至１３いずれか一項に記載の方法。
【請求項１５】
コンピュータプログラムコードを含むコンピュータプログラムであり、
コンピュータ上で実行されると、請求項９乃至１４いずれか一項に記載の方法を実施するように適合されている、
コンピュータプログラム。
【発明の詳細な説明】
【技術分野】
【０００１】
本発明は、自発的な循環流動の復帰を決定する分野に関し、特定的に、本発明は、心肺蘇生法の最中における自発的な循環流動の復帰の決定を支援するための装置、方法、および、コンピュータプログラムに関する。
【背景技術】
【０００２】
心停止患者の心肺蘇生（cardiopulmonary  resuscitation）は、非常に低い生存率（５−１０％）を伴う緊急処置である。除細動および転帰の成功のためには、胸部圧迫の品質が極めて重要であると一般に認められている。
【０００３】
心肺蘇生（CPR）の最中に自発的な循環流動の復帰（return  of  spontaneous  circulation、ROSC）を検出することは困難である。典型的に、ROSC検出は、例えば、患者の首において、動脈パルスについて手動で触診することを含んでいる。手動の触診は、胸部圧迫を中断する必要があり、そして、時間がかかることが知られている。従って、血流が減少し、ROSCの機会が減少してしまうことがある。
【０００４】
このタイプの休止（pause）の期間を最小限にするために、診療ガイドラインは、脈拍チェック（pulse-check）の休止には１０秒以上かけるべきではないと規定している。臨床診療において、手動パルス検査は、しばしば、１０秒よりもはるかに長い時間を要し、そして、専門の臨床医によって実施されたとしても信頼性がないことが知られている。
【０００５】
代替的に、ROSC検出を支援するための信頼性があり、かつ、客観的な測定は、動脈血圧測定値である。収縮期血圧（systolic  blood  pressure）が、例えば６０ｍｍＨｇより高い場合にROSCを示すものと解釈され得るものである。しかしながら、これは、カテーテルの配置を必要とする侵襲的な測定であり、そして、その結果として、常に利用可能なわけではない。従って、進行中の胸部圧迫の最中にROSC検出を支援することができる非侵襲的な方法が、価値ある利点となるだろう。
【０００６】
参照として米国特許出願第２０１２／００３５４８５Ａ１号は、患者における心臓パルス（cardiac  pulse）の存在が、患者における生理学的信号を評価することによって決定され得ることを説明している。一つの実施形態において、医療機器は、光検出器モジュールに近接した一般的な血液量における脈動変化といった、生理学的信号を確認するために、患者の中へ伝送される光の光学特性を評価する。これらの機能を用いて、医療装置は、患者において心臓パルスが存在するか否かを決定する。医療装置は、また、脈動のない状態にあることに加えて、患者がVF、VT、無収縮期、またはPEA状態にあるか否かをレポートし、かつ、生理学的信号の分析に応じて、胸部圧迫、救助呼吸、除細動、およびPEA特有の電気療法といった、異なる治療を促進するようにも構成されている。ペーシング刺激（pacing  stimuli）を使用する心臓パルスの自動キャプチャが、さらに提供される。
【０００７】
参照としてR.W.C.G.R.ら共著：タイトル"Detection  of  a  spontaneous  pulse  in  photoplethysmograms  during  automated  cardiopulmonary  resuscitation  in  a  porcine  model"、RESUSCITATION、vol.84、2013、pages1625-32、XP55125349  は、自動化されたCPRを受けている豚において同時に記録されたPPGおよび動脈血圧信号を遡及的に分析することによって、CPRの最中の自発的な心臓パルスの存在およびレート（rate）を検出するためのフォトプレチスモグラフィ（PPG）信号の可能性に係る調査を開示している。
【０００８】
欧州特許第２８８３４９３号は、時間領域および周波数領域の認識ロジックを使用する自発的な循環流動の回復をリアルタイムに認識するためのシステムを開示している。米国特許出願第２０１３／０３３８７２４号は、心臓パルスを検出するために２つ以上の生理学的信号を使用するシステムを開示している。
【０００９】
このように、自発的な脈拍の存在を検出するために生理学的信号をモニタする様々な試みが存在してきている。呼気終末（end-tidal）CO2、侵襲的な血圧、または中心静脈酸素飽和度のモニタリングによって、客観的な脈拍の評価ができるが、気道の確保またはカテーテルの配置を必要とする。経胸郭インピーダンス（TTI）測定、および近赤外分光法（NIRS）は非侵襲性であるが、TTIは胸部圧迫により強く影響を受け、そして、NIRSはROSCに際してゆっくり応答する。
【００１０】
パルス検出のためのフォトプレチスモグラフィデータの解析が提案されてきているが、データは解釈するのが容易ではない。
【００１１】
非侵襲的な方法で、かつ、関連の患者において行われている胸部圧迫シーケンスを中断することなく、ROSCを検出するための信頼性がある方法に対する必要性が残っている。特には、脈拍チェックをするための速く、自動化され、かつ、正確な方法の必要性が存在する。あらゆる休止期間を短縮し、かつ、誤ったパルス決定の量を減少させるように、結果の解釈を簡単にするものである。心臓は、電気的にアクティブであるが、心臓出力を生じないことがあるので、心電図（ECG）だけの記録は情報を提供しない。
【発明の概要】
【００１２】
本発明の第１の態様に従った例は、関連する患者において実行されている関連の心肺蘇生、CPR、処置の最中に、自発的な循環流動の復帰の決定を支援するための装置を提供する。本装置は、
患者の生理学的信号を検知するためのセンサから信号を受信するための入力部と、
プロセッサであり、
生理学的信号の周波数分析を実行し、
生理学的信号の中の圧迫誘導成分と自発的な脈拍成分を検出し、かつ、弁別し、
ROSCが存在しているとの決定を支援するために、生理学的信号の中の検出された成分に基づいて出力を提供する、プロセッサと、
ディスプレイ装置と、を含み、
プロセッサは、生理学的信号の中の圧迫誘導成分および自発的な脈拍成分を時間にわたり周波数−時間プロットとして示す画像を出力するようにディスプレイ装置を制御するよう適合されている。
【００１３】
本発明は、CPRの最中に取得されたフォトプレチスモグラフィ（PPG）信号及び／又は心電図（ECG）信号といった、生理学的信号の周波数分析に基づいている。圧迫誘発成分および自発的な脈拍成分を抽出するために、生理学的信号を分析することによって、CPRならびにあらゆる自発的な脈拍に関する情報を臨床医に提供して、ROSCが存在すると判断するのを支援することができる。
【００１４】
画像出力は、例えば、センサ信号において支配的な周波数成分を表示することを含んでよい。これらの支配的な周波数成分は、それらが時間にわたり進展するものとして示されてよい。
【００１５】
そうした時間−周波数表現は、胸部圧迫が送達されるレート（CPR品質を評価するために使用され得るもの）、および、生理学的信号（PPG及び／又はECG）に基づく根底にある自発的な脈拍の不存在または存在について視覚的なフィードバックを同時に提供することができる。根底にある自発的な脈拍の不存在または存在に関するフィードバック、およびCPRフィードバックが、次いで、進行中の胸部圧迫の最中に提供され得る。
【００１６】
表示された情報は、胸部圧迫がCPRイベントの全体を通して時間にわたり送達されるレートに関する視覚的なフィードバックを提供する第１トレースを含んでよい。胸部圧迫レートにおけるフィードバックは、心肺蘇生（CPR）ガイドラインにおいてアドバイスされているように、毎分１００−１２０のレートで胸部圧迫を提供する介護者を支援することができる。
【００１７】
ECG信号において心拍数が検出された場合、または、CPRの最中のPPG信号において根底にある自発的な脈拍が検出された場合に、このことは、時間にわたる胸部圧迫レートを示しているトレースとは異なる追加のトレースを使用することによって、時間−周波数表現において示すことができる。特定的に、時間−周波数表現は、次いで、同様に、CPRイベントの全体を通じて送達される胸部圧迫レートの履歴を示すことができ、心拍数および自発性脈拍数を示しているトレースの出現の認識を促進するための基準として働く。
【００１８】
単一の時間−周波数表現において心拍数（すなわち、電気的な心臓活動）および脈拍数（灌流心律動（a  perfusing  heart  rhythm））を同時に示すことは、さらに、ECGにおける各Rピークが心臓の収縮をもたらすか否かの判断を促進させる。
【００１９】
一つの例において、プロセッサは、生理学的信号の中で高調波周波数系列の支配的な基本周波数成分を抽出し、かつ、抽出された支配的な基本周波数成分に基づいて出力を提供するように適合されており、ROSCが存在しているとの決定を支援する。
【００２０】
支配的な基本周波数成分を抽出することによって、解釈が容易な情報を臨床医に対して提供することができる。この分析により、また、可能性あるROSCを自動的に決定することもできる。可能性あるROSCの自動決定は、しかしながら、完全な高調波系列の分析に基づいてよい。可能性あるROSCのこの自動的な決定は、ROSCの絶対的な指標（indication）を提供するより、むしろ、さらなるガイダンスとして臨床医によって使用されてよい。患者がROSCを有しているか否かを判断することは、臨床的な、状況による評価であることに留意する。自発的な脈拍があるか否かを決定することを含むだけでなく、心臓によって生成される出力（血流）が生命を維持するものであるか否かを決定することもまた含んでいる。これは、医師によってだけ行うことができる評価である。生存するために必要な心原出力（cardiac  output）は患者ごとに異なり、かつ、１人の患者の中でさえ時間にわたり変動するからである。モニタリング装置は、測定値から得られた情報を表示することによって、ROSCが存在するか否かを判断することにおいて臨床医を支援する。
【００２１】
出力信号は、ROSCに関する情報を自動的に提供し、かつ、自発的な脈拍がない場合には、CPRの最中に脈拍チェックを行う必要性を避けるために使用され得る。出力は、いつ脈拍チェックがなされるべきか、または、いつ昇圧剤の投与が適切であるかについて、臨床医をガイドすることができる。PPG信号の周波数分析表現は、CPRの最中に根底にある自発的な脈拍が存在するか否かを客観的に示すことができる。脈拍が不存在の場合には、長くて無駄な脈拍チェックのための胸部圧迫における不必要な中断が防止され、CPRの成果を改善することができる。心臓が再び鼓動し始めた直後に投与される場合に、昇圧剤は、心血管の安定性に有害な影響を及ぼすことがある。システムは、従って、自発的な脈拍が存在するか否かを進行中の圧迫の最中に臨床医に対してアドバイスすることによって、これらが有害な影響を及ぼし得る場合に、昇圧剤の投与を防止するために使用することができる。
【００２２】
プロセッサは、例えば、生理学的信号の中に存在する、少なくとも基本周波数成分および第１高調波成分の周波数分析を実行する、ように適合されている。
【００２３】
複数の周波数成分を分析することにより、CPRによって誘導されたパルスと自発的な脈拍との間をより信頼性よく区別することができる。特に、差は、基本周波数成分よりも、高調波周波数成分間においてより大きくなり得る。周波数分析は、生理学的信号の中に存在する少なくとも第２高調波成分について実行されてよい。
【００２４】
センサは、例えば、ECGセンサ及び／又はPPGセンサを含んでよい。
【００２５】
CPR圧迫及び／又はカプノグラフィ信号（CO2の濃度または分圧を測定するもの）を検知するために１つまたは複数の第２センサも、また、備えられよい。CPRセンサは、圧迫深さおよび圧迫レートといった、送達されているCPRの品質に関するフィードバックを臨床医に与えるために使用することができる。カプノグラフィ信号センサは、例えばPPG信号の、生理学的センサのより信頼性がある解釈を支援するために使用することができる。このことは、PPG信号における自発的な脈拍成分の妥当性／品質をより上手く評価するための手段を提供する。
【００２６】
プロセッサは、従って、好ましくは、あらゆる決定されたROSCの品質を定めるように適合されている。このことは、自発的な脈拍信号の信号対ノイズ分析、または、自発的な脈拍信号のエネルギー測定に基づいてよい。このように、プロセッサは、
CPR圧迫の品質、及び／又は、
あらゆる決定されたROSCの品質、を示す画像を出力するようにディスプレイ装置を制御する、ように適合されている。
【００２７】
本発明の別の態様に従った例は、関連する患者において実行されている関連の心肺蘇生、CPR、処置の最中に、自発的な循環流動の復帰、ROSC、の決定を支援するための方法を提供する。本方法は、
患者の生理学的信号を検知するステップと、
生理学的信号の周波数分析を実行するステップと、
生理学的信号の中の圧迫誘導成分と自発的な脈拍成分を検出し、かつ、弁別するステップと、
ROSCが存在しているとの決定を支援するために、生理学的信号の中の検出された成分に基づいてディスプレイ装置において出力を提供するステップであり、出力は、生理学的信号の中の圧迫誘導成分および自発的な脈拍成分を時間にわたり周波数−時間プロットとして示す、ステップと、を含む。
【００２８】
この方法は、ROSCの決定を支援するために臨床医に対してサポートを提供する。CPRの最中に可能性あるROSCの自動認識を提供し得るものである。
【００２９】
可能性あるROSCの決定された認識は、例えば、ユーザに対して表示される。
【００３０】
周波数分析は、生理学的信号の中で高調波周波数系列の支配的な基本周波数成分を抽出することを含んでよい。抽出された支配的な基本周波数成分は、また、好ましくは、周波数対時間プロットの形で表示される。
【００３１】
上述のように、周波数分析は、生理学的信号の中に存在する少なくとも基本周波数成分および第１高調波成分について、および、任意的に、生理学的信号の中に存在する少なくとも第２高調波成分についても実行されてよい。
【００３２】
本方法は、さらに、CPR圧迫を検知すること、および、CPR圧迫の品質を決定することを含んでよい。
【００３３】
本方法は、好ましくは、また、ディスプレイ装置上に画像を出力することも含んでよく、画像は、
CPR圧迫の品質、及び／又は、
決定された可能性あるROSCの品質、を示している。
この情報は、信号の進展を見ることができるように、好ましくは時間にわたり示されるものである。
【００３４】
本発明は、また、上記に定めた方法を実施するためのコンピュータプログラム（および、コンピュータプログラムキャリア）を提供する。
【図面の簡単な説明】
【００３５】
本発明の実施形態が、単なる例示として、図面を参照して説明される。
【図１】図１は、本発明に従った患者モニタリングシステムに係る第１の例を示している。
【図２】図２は、可能なディスプレイ出力の第１の例を示している。
【図３】図３は、可能なディスプレイ出力の第２の例を示している。
【図４】図４は、可能なディスプレイ出力の第３の例を示している。
【図５】図５は、可能なディスプレイ出力の第４の例を示している。
【図６】図６は、提供され得るさらなるディスプレイ出力トレースを示し、かつ、動物の患者についてトレースを示している。
【図７】図７は、別のCPR患者（動物）について図６のディスプレイ出力トレースを示している。
【図８】図８は、さらに別のCPR患者（動物）について図６のディスプレイ出力トレースを示している。
【図９】図９は、本発明に従った患者モニタリングシステムに係る第２の例を示している。
【発明を実施するための形態】
【００３６】
本発明は、関連の患者において実行されている、関連の心肺蘇生法（CPR）の最中に、自発的な循環流動の復帰の決定を支援するための装置を提供する。患者の生理学的信号を検知するために、センサが使用される。信号の周波数分析が、例えば、信号における支配的な周波数成分を検出するために実行される。この分析から、簡単で迅速なさらなる解釈ができるようにする出力を臨床医のために準備することによって、ROSCが存在しているという決定を支援することが可能である。
【００３７】
図１は、関連する心肺蘇生（CPR）処置の最中における自発的な循環流動の復帰（ROSC）の決定を支援するための装置100を含むシステム110を示している。装置100は、患者モニタとして機能する。この例においては、除細動パッド106を制御するための電子機器114を備えているという意味において、装置は、また、除細動デバイスとしても機能する。
【００３８】
本装置は、生理学的センサ102、市販のPPGセンサまたはECGモニタであってよい、からの入力を受け取る。装置100は、一つまたはそれ以上の既定のアルゴリズムにアクセスするか、含んでいるコントローラ112を含む。
【００３９】
本システムは、また、ディスプレイ116も含んでいる。
【００４０】
本装置は、除細動パッド106のセットといった、除細動器に対して接続される。これによって、アルゴリズムは、いつショックが与えられたかを知り、かつ、例えば、経胸腔インピーダンス測定を介して、胸部圧迫について情報を得ることができる。
【００４１】
本装置は、手動CPRの最中に患者をモニタリングするために使用され得るが、自動CPR装置と共に使用されてもよい。
【００４２】
装置100に対する第２入力部は、加速度計といった、CPRモニタ104からのセンサ信号を受け取る。これは、CPRの圧迫周波数、位相、および加速度、速度、そして、深さならびに圧迫休止、に関する情報を提供する。
【００４３】
代替的な実施形態において、本システムは、除細動パッド106、及び／又は、自動CPR装置、及び／又は、加速度計10を含まない。
【００４４】
コントローラは、検知した生理学的信号の周波数分析を実行する。一式の例において、コントローラは、生理学的信号の支配的な基本周波数成分を抽出する。周波数分析に基づいてディスプレイに対して出力が提供される。例えば、抽出された支配的な基本周波数成分に基づくものであり、臨床医がROSCが存在していると決定するのを支援する。
【００４５】
図２は、可能なディスプレイ出力の第１の例を示している。
【００４６】
出力は、時間−周波数表現の形式におけるものであり、基本圧迫レート（ライン200）、不整脈自発的な脈拍（ドット202）、および、安定した基本自発性脈拍数（ライン204）を示している。心臓が再び鼓動を開始するときに、パルス202が発生する。
【００４７】
ラインは、周波数がどのように可変であるかを表す幅を有してよい。そうして、ラインが広いほど、周波数がより可変である。このことは示されていない。
【００４８】
タイマー206は、安定した自発的な脈拍が中断なく検出されてきている期間の持続時間を示している。
【００４９】
図２の時間−周波数表現は、CPRの５分間のエピソードを示している。ｘ軸は、分：秒における時間を示しており、（任意の開始点の後で）９分において開始し、そして、１４分で終了している。ｙ軸は、周波数を示している。
【００５０】
CPR圧迫が、０９：００から約１２：２５まで行われている。約１１:１５において安定した自発的な脈拍が現れている。１０：３０から１１：１５の間に、ドット202によって示されるように、PPG信号において不整脈の自発的な脈拍が検出されてきている。自発的な脈拍は、不規則な間隔で発生するので、脈拍数は存在しない。
【００５１】
胸部圧迫レート（ハンド208）、および、自発性脈拍数（ハート210）を示す記号が、トレースの最新のポイントに配置されている。
【００５２】
行われた圧迫レートの履歴は、１１：１５に発生している表現における変化の検出を促進する。タイマー206は、安定した自発性脈拍数がPPG信号において検出された瞬間から動作を開始し、自発的な脈拍が検出された持続時間を示している。
【００５３】
図３においては、自発的な脈拍が０２：４５（２分４５秒）について検出されてきている。自発的な脈拍が再び消えると、次いで、タイマーはフリーズする。その後に安定した自発的な脈拍が再び現れる場合に、タイマーは００：００から再び動作を開始する。
【００５４】
安定した自発的な脈拍が検出されてきた期間を表示することは、いつ胸部圧迫を中断するかの決定において臨床医を中断なくサポートし、自発的な脈拍が触知できるか、かつ、ROSCが存在するか否かを決定する。
【００５５】
この時間−周波数表現に到達するために、生理学的信号（例えば、PPG信号）は、上述のように、時間領域および周波数領域において処理され、そして、分析される。時間領域分析は、不整脈パルスを検出するために採用されており、ドット202によって示されている。周波数領域分析は、脈拍数を提供する。時間領域分析を介して、不整脈拍動を個別に検出することができ、例えば、図２における個々のドット202の位置を決定するために使用される。
【００５６】
周波数分析は、胸部圧迫に対応する高調波系列（harmonic  series）および自発性脈拍数に対応する高調波系列を識別するために採用される。周波数分析は、フーリエ解析、自己回帰モデリング（autoregressive  modeling）、またはウェーブレットによって実行され得る。このようにして、生理学的信号の中で圧迫誘導（compression-induced）成分と自発的な脈拍成分の両方が検出され、弁別される。単一の生理学的信号を分析してこれらの成分を抽出する。好ましい例において、単一信号はPPG信号である。上述のように、システムは、しかしながら、複数の生理学的センサを有することができ、そして、このようにして、臨床医に提供される情報が、さらに洗練され得る。
【００５７】
１１：１５において、アルゴリズムは、例えば、信号対雑音比、高調波の数、または全ての高調波において蓄積されたエネルギーに基づいて、PPG信号における十分に強い自発的な脈拍成分の存在を検出した。しかしながら、明確にするために、これらの系列のうち基本周波数だけが時間−周波数表現において示されており、そして、より高い高調波は省略されている。また、信号に存在するバックグラウンドノイズも示されていない。
【００５８】
胸部圧迫レートは、生理学的信号中に存在する高調波系列を分析することによって、または、センサ104を用いて圧迫に係る独立した測定を分析することのいずれかによって、特定され得る。圧迫に対応する生理学的信号における高調波系列は、信号内に存在する高調波の数、またはノイズフロア（noise  floor）に関する系列内の総電力を決定することによって特定され得る。圧迫は心収縮よりも急峻なパルスを生じるので、圧迫に対応する高調波系列は、自発的な脈拍に対応する高調波系列よりも多くの成分を含んでいる。
【００５９】
圧迫に係る独立した測定は、生理学的センサ、QCPRパッド、レーダセンサ、圧力／力センサ、または経胸郭インピーダンス（trans-thoracic  impedance）測定と統合された加速度計の形式におけるセンサ104に基づいてよい。圧迫レート及び／又は加速度及び／又は速度及び／又は深さ及び／又は力及び／又は圧力について情報を得るためのあらゆる他の手段が使用されてよい。
【００６０】
心拍数は、加えて、ECGセンサによって測定されてよく、そして、脈拍数が、次いで、同じ時間−周波数表現において示されてよい。このことは、ECG信号における各Rピークが心臓の収縮をもたらすか否かの判断を促進する。ECGベースの心拍数（すなわち、電気的な心臓活動であるが、灌流パルス（perfusing  pulse）ではない）が時間−周波数表現において存在し、しかし、同時に自発性脈拍数（すなわち、灌流パルス）がPPG信号において検出され得ない場合には、無脈性電気活動（pulseless  electrical  activity、PEA）の特定的な検出が、容易に行われ得る。
【００６１】
図２で、胸部圧迫レートおよび自発性脈拍数の基本周波数成分が１つの時間−周波数表現において示されている。別の実施形態においては、２つの時間−周波数表現が示されてよく、１つは、胸部圧迫が送達されるレートについてフィードバックを提供し、かつ、１つは、根底にある自発的な脈拍の存在または不存在についてフィードバックを提供している。
【００６２】
時間−周波数表現は、モニタリング装置100、例えば、モニタ−除細動器のディスプレイ、または、自動体外式除細動器（AED）のディスプレイにおいて示すことができる。
【００６３】
加えて、モニタリング装置100は、例えばスマートフォンまたはタブレットといった、ディスプレイとしてだけ働く別個の装置に対して時間−周波数表現を無線通信し得る。ディスプレイは、患者の隣りに置くことができるので、胸部の圧迫や換気を伝達している間に、介護者によって容易に観察される。ヘッドセットデバイス（Google  Glassといったもの）も、また、ユーザに対して情報を表示するために使用されてよく、一方で、実行中のタスクに集中し続けることができる。
【００６４】
必要とされる生理学的センサは、透過型または反射型のPPGセンサ、または、カメラといった非接触検出手段であってよい。このセンサは、また、一つまたはそれ以上のリード（leads）を使用するECG測定でもあり得る。これらは、除細動パッドの一部を形成してよい。
【００６５】
PPG（パルスオキシメトリ（pulse  oximetry））データを獲得するための１つの適切なシステムは、赤色LED、近赤外LED、および光検出器ダイオード（photodetector  diode）を用いたセンサを含み、ここで、センサは、典型的には指（手指またはつま先）または耳たぶにおいて、患者の皮膚の上に直接的にLEDおよび光検出器ダイオードを配置するよう構成されている。頬や舌といった、額、鼻または顔の他の部分、手首、胸、鼻中隔、鼻翼（alar  wing）、耳道、及び／又は、口の中を含む、患者における他の場所もまた適切であり得る。LEDは、異なる波長で光を放射し、光は患者の皮膚の血管床（vascular  bed）を通して拡散され、そして、光検出器ダイオードによって受け取られる。結果として生じるPPG信号は、次いで、心臓パルスを示す１つまたはそれ以上の特徴について分析され得る。PPGデータを獲得するためのシステムの他のより単純なバージョンが使用されてよい。１つ、例えば緑、またはそれ以上の波長に係る単一の光源を用いたバージョンを含んでいる。光の吸収または反射率は、脈動性動脈血量（pulsatile  arterial  blood  volume）によって調節され、そして、光検出器デバイスを使用して検出される。一つの実施形態において、PPGデータは、カメラ画像から獲得することができるここで、周囲光及び／又は追加の光源が、皮膚といった、組織を照明するために使用されている。
【００６６】
PPG測定は、組織から離れて行うことができ、ここで、光源及び／又は検出器は、カメラベースの測定の場合のように、組織と接触していない。PPGデータは、１、２、３、４、５、６、７、８、９、１０またはそれ以上の波長といった、１つまたはそれ以上の波長において獲得されてよい。いくつかの例において、入射光は、太陽光といった、環境光である。一つの実施形態において、PPGデータは、血液の灌流（perfusion）をモニタするパルスオキシメータ（pulse  oximeter）を使用して取得することができる。皮膚の真皮および皮下組織への血液の灌流をモニタし、かつ／あるいは、粘膜組織を通る血液の灌流をモニタする、といったものである。パルスオキシメトリデータといった、PPGデータを獲得するための装置および技術は、当該技術分野においてよく知られている。
【００６７】
送達される圧迫の特性を独立して測定するための第２センサ104はオプションである。使用される場合には、少なくとも圧迫レートを測定するが、また、圧迫の加速度、速度、深さ、力、および圧力も含んでよい。
【００６８】
生理学的信号において、支配的な周波数成分は、（１）胸部圧迫が送達されている場合の基本胸部圧迫周波数、および（２）心臓が再び鼓動する場合の基本自発性脈拍数である。胸部圧迫が送達されている場合に、支配的な周波数成分は、基本的胸部圧迫レートである。
【００６９】
PPG／ECGおよび圧迫信号におけるスペクトル成分の解析は、フーリエ解析、自己回帰モデリング、またはウェーブレット解析に基づいてよい。圧迫レートと自発的な脈拍／自発性脈拍数との間を区別するために、より高い高調波も同様に分析される。より高い高調波間における周波数の差は、基本成分間における周波数の差よりも大きいからである。従って、高調波を分析することによって、自発的な脈拍／自発性脈拍数と圧迫レートとの間のコントラストが改善される。さらに、圧迫によって生じるPPG／ECG信号に存在する高調波系列は、高調波系列を分析することによって認識することができる。高調波の解析は、例えば、高調波の数を分析すること、及び／又は、ノイズフロアに関して高調波系列における総電力を分析することを含み得る。このようにして、高調波系列の解析は、圧迫に係る独立した測定の必要性を除去することができる。
【００７０】
処理ユニットは、時間−周波数表現における後に続く表示のために、支配的な成分、すなわち、生理学的信号の高調波系列に係る基本周波数成分を抽出する。明確にするために、基本胸部圧迫レートと基本自発性脈拍数だけが画面上に表示されており、そして、胸部圧迫レートと自発性脈拍数のより高い高調波は省略されている。処理においては、しかしながら、信号中に存在する支配的な周波数を識別するために、高調波（のエネルギー）が考慮される。
【００７１】
加えて、処理ユニットは、２つの品質インジケータを決定することができる。
【００７２】
図３は、圧迫測定から得られる圧迫の深さを示す第１品質インジケータ220を含むディスプレイ出力の第２例を示している。これは、圧迫が、ガイドラインで規定された範囲内（５−６ｃｍ）にあるか否か、または、圧迫があまりに浅すぎる（＜５ｃｍ）か、または、あまりに深すぎる（＞６ｃｍ）か否かを示している。第２品質インジケータ222は、例えば、信号対雑音比、またはPPG信号における高調波の数、または高調波系列における高調波の累積エネルギー、または脈拍数の安定性に基づいて、PPG信号における自発的な脈拍の成分に係る強度を示している。
【００７３】
別の実施形態において、インジケータ（indicators）は、時間にわたる基本圧迫レートおよび基本自発性脈拍数を表しているトレースの色分け（color  coding）を介して、時間−周波数表現の中に組み込むことができる。
【００７４】
CPRの最中には、送達されるCPRの品質についてのフィードバックおよび患者の状態についてのフィードバックが重要であるため、インジケータは興味深い。例えば、毎分１００−２００回の圧迫を送達することが、高品質なCPRを達成するために重要である。CPRの品質は、CPRの成果と関連している。また、リアルタイムフィードバックデバイスがCPRの品質を改善することが研究によって示されている。CPRの最中の胸部圧迫が送達されるレートについてフィードバックを提供することは、毎分１００−２００回の所望のレートを介護者が達成するのを支援する。
【００７５】
表示された情報により、脈拍のチェックを実行するために胸部圧迫の中断を最小化することができる。さらに、昇圧剤は、心臓が再び鼓動を開始した直後に投与される場合に、心血管安定性に有害な影響を及ぼし得る。根底にある自発的な脈拍が存在するか否かを、進行している圧迫の最中に介護者に示すことは、これらが有害な作用を有し得る場合の昇圧剤の投与（administration）を防止することができる。このように、自発的な脈拍が存在する場合には、昇圧剤を投与すべきでないことを臨床医が知るように、昇圧剤の投与がガイドされ得る。
【００７６】
図４は、ディスプレイ出力の第３例を示しており、そこでは、圧迫が直ぐに中断された時点をマークするために、基本圧迫レートライン200がセグメント化されている。短い中断の最中に、明確化のために時間−周波数表現において、圧迫が以前に送達されたレート速度が維持されている。圧迫がより長い時間期間について停止されたことを圧迫測定が示す場合にだけ、トレースは、時間−周波数表現から消える。胸部圧迫が中断されたときを決定するためには、胸部圧迫レートを決定するように、周波数分析を補足して時間領域分析が必要である。
【００７７】
例えば、胸部圧迫における短い中断は、トレースのより明るい色で示されてよい。圧迫が短く中断された場合、例えば、圧迫センサが１秒以上５秒未満の期間に圧迫を検出しない場合には、以前に胸部圧迫が送達されたレートが、時間−周波数表現において維持されるが、より明るい色によりマーク付けされる。圧迫がより長い時間期間について中断された場合にだけ、例えば、圧迫センサが５秒よりも長い期間について圧迫を検出しない場合に、圧迫トレースは時間−周波数表現から除去される。このアプローチは、３０：２  CPRの最中の胸部圧迫レートに従うために特に興味深い。３０：２は、３０回の圧迫ごとに圧迫が中断されて、２回の換気を行うものである（３−５秒の中断が予想される）。
【００７８】
上記の例において、PPG信号をECG信号に置き換えることができる。代替的に、ECGおよびPPG信号を単一の実施形態において組み合わせることができ、無脈性電気活動（PEA）の検出を支援する。このモードについてのディスプレイ出力が図５に示されている。
【００７９】
基本的な圧迫レートが、プロット200として再び示されており、かつ、基本的な自発性脈拍数が、プロット204として示されている。基本的な心拍数は、プロット230として示されている（認識を容易にするためにプロット204とは異なる色であってよい）。各プロットの幅は、周波数の変動を再び示してよく、すなわち、線が広いなど周波数がより変動する。タイマー206は、自発性脈拍数が中断なく検出されてきた時間を再び示している。新たなタイマー232は、心拍数が中断なく検出された期間の持続時間を示している。
【００８０】
基本的な心拍数は、ECG信号から得られる。
【００８１】
ECG信号は、心臓の電気的活動が約１０：１０に再開することを示している。その時点で、ECG信号において心拍数が検出されており、プロット230によって示されている。約１１：１５にPPG信号において自発的な脈拍が検出され、その時点でプロット204が時間−周波数表現の中に現れる。
【００８２】
図５においては、心拍数が（プロット230の開始から）０３：５０について検出され、かつ、自発性脈拍数が（プロット204の開始から）０２：４５について検出されている。心拍数が再び消えると、両方のタイマーがフリーズする。自発的な脈拍数が消えると、対応するタイマーがフリーズする。心拍数または自発性脈拍数が再び現れる場合、対応するタイマーは再び００：００から動き始める。心拍数および自発性脈拍数が中断なく検出されてきた持続時間を示すことは、自発的な脈拍が触知可能であり、かつ、ROSCが存在する、か否かを決定するために、いつ胸部圧迫を中断するのか臨床医が決断するのを支援することを意味している。
【００８３】
図５における時間−周波数表現は、ECGとPPGとの組み合わせがどのように無脈性電気活動（PEA）の検出を支援できるかを示している。最初に、１０：１０と１１：１５の間において、心臓の電気的活動は、実際の収縮を導くものではなく、検出された心拍数の存在（プロット230）および検出された脈拍数の欠如（プロット204）から明らかに得られるものである。PEAのこの間隔の最中に、モニタは、灌流パルスが存在しないので、CPRを継続されるべきであることを明確に示している。
【００８４】
用語「自発的な循環流動の復帰（"Return  of  Spontaneous  Circulation"）」（ROSC）は、この出願において使用されるように、当該技術分野において知られているように理解され、かつ、パルスの復帰の臨床的意義（clinical  significance）を参照するものである。
【００８５】
患者は、灌流および生命を維持するリズム（life-sustaining  rhythm）が再び確立されたときにだけ、自発的な循環流動の復帰（ROSC）を有することができる。すなわち、心臓が安定したレートで再び収縮するときであり、人間が生き続けるため、十分な栄養と酸素を組織に対して供給するのに十分な心原出力（cardiac  output）を結果として生じている。従って、脈拍数を検出することによって、人は、心臓が収縮し、血液をポプするレートに関する情報を臨床医に提供することができる。
【００８６】
このレートがあまりに低すぎる場合（例えば、レートが１Ｈｚ未満のとき）、臨床医は、まだROSCが存在しないこと、および、胸部圧迫の送達が継続されるべきであることを決定することができる。さらに、検出された脈拍数が時間にわたりあまりにも変動する場合に、このことは、心臓がまだ安定したやり方でポンピングしていないことを示し得る。この情報は、また、臨床医に対して、CPRプロセスをどのように継続するかを彼が決定するのにも役立ち得る。
【００８７】
心臓が、例えば１Ｈｚ、より高い安定したレートで再びポンピングしている場合に、臨床医は、追加の測定（例えば、血圧または呼気終末炭酸ガス濃度（end-tidal  CO2））を行うことによって、ROSCが存在しているか否かをさらに検査することを決定することができる。十分に高い安定した脈拍数の存在は、従って、ROSCの前提条件である。そうしたリズムがなければ、ROSCは存在しないし、かつ、ROSCのさらなる評価を行うことは役に立たないだろう。一方で、PPG信号における安定した十分に高い脈拍数の存在は、ROSCが存在することを直接的に示すものではない。根底にある及び／又は灌流のレベルに関する情報を臨床医に提供しないからである。このことを判断するためには、追加の測定が必要とされる。それにもかかわらず、本発明の実施形態を介して、人は容易に、かつ非侵襲的に、十分に高いレートでの安定した、灌流リズムの存在または不存在に関する情報を得ることができる。従って、本発明の実施形態を介するといった、PPGベースの脈拍数測定を介して、臨床医は、胸部圧迫を停止するか否かを決定し、かつ、ROSCのさらなる評価を行うことができる。
【００８８】
図５の例は、追加の情報を導出するため、もしくは、データに係るより信頼性がある、または、より簡単な解釈を可能にするために、複数のセンサタイプからの情報を組み合わせる利点を示している。
【００８９】
本発明に従った別のアプローチは、ROSCの検出においてに臨床医を支援することができる、心臓性出力のインジケータを提供するために、フォトプレチスモグラフィ（PPG）信号とカプノグラフィ（CO2）信号（特に、呼気終末炭酸ガス濃度、ETCO2）とを組み合わせることである。いくつかの例においては、心電図（ECG）信号および圧迫基準／動作信号も同様に含まれている。
【００９０】
PPGとETCO2を組み合わせることによって、ETCO2の解釈がより具体化される。ETCO2が、PPG信号から検出されるような自発的なキャプチャの存在なしに増加する場合には、ETCO2における増加は自発的な心臓収縮によって引き起こされたものではないと結論することができる。一方で、PPG信号が自発的な脈拍の存在を示す場合に、ETCO2信号は、自発的な心臓収縮から生じる灌流の妥当性を示すことができる。さらに、PPG信号は、ETCO2信号からは得られない、上述の自発性脈拍数を提供し、そして、PPGは、ETCO2よりも早期の自発的な脈拍の存在を示すことができる。PPGとETCO2を組み合わせることによって、信号のいずれかを別々に使用することに比較して、心原出力（cardiogenic  output）のより信頼性があるインジケータが得られる。
【００９１】
ETCO2信号から得られる追加情報は、このように、CPRの最中に臨床医をさらに誘導するために、表示され得る。PPGは、脈拍の徴候（onset）を検出するために使用され得るが、灌流の程度は提供しない。さらに、PPGは、サブの生命を維持する（sub-life-supporting）血圧での自発的な脈拍の存在を検出することができる。
【００９２】
現在、CPRガイドラインは、自発的な循環流動の復帰（ROSC）を得るためにカポグラフィ（capnography）が使用され得ることを記載している。このガイドラインでは、４０ｍｍＨｇを超える呼気終末炭酸ガス濃度（ETCO2）レベルが、ROSCを示すものと考慮され得ること述べている。しかしながら、ETCO2単独での欠点は次のとおりである。
−心臓が出力を再開したときのETCO2における応答は、比較的に遅いことがあり、約３０−４０ｍｍＨｇのETCO2レベルに達する前に概ね０．５−２分かかること。
−実際のレベルの解釈が複雑になる可能性があり、かつ、ROSCと非ROSCとの間に明確なカットオフ（cutoff）は存在しないこと。
−CO2は自発性脈拍数について情報を提供しないこと。
【００９３】
PPG信号をETCO2信号とを組み合わせることにより、自発的な循環流動の可能性ある復帰（ROSC）のより強いインジケータが提供される。ROSCは、心停止後の重大な呼吸努力（respiratory  effort）に関連した持続的かつ生命維持的な灌流心臓活動（perfusing  cardiac  activity）の再開を意味する。ここで、ETCO2における突然で持続的な増加は、PPG信号が自発的な脈拍の存在を示すときに、灌流に係るインジケータとして解釈される。さらに、ETCO2レベルの解釈は、PPG信号における自発的な脈拍との組み合わせによって、より明確である。
【００９４】
PPG信号が自発的な脈拍を示さない場合、高いETCO2レベルが、例えば、低換気状態（hypoventilation）によって引き起こされ得る。ETCO2を考慮に入れることによって、循環流動のレベルが生命維持可能であるか否かを評価するために役に立つ循環流動の程度が得られ、それは、次に、ROSCの検出を支援することができる。
【００９５】
PPGとETCO2を組み合わせることの利点は、図６から図８に説明されている。それらは、２回の換気ごとに交替される３０回の圧迫のプロトコルを用いて自動CPRを受けている豚から得られた測定結果を示している。
【００９６】
３つ全ての図において、それらは、上から下へ以下のものを示している。
測定された赤外線生（raw）PPG信号、
ハイパスフィルタがなされた赤外線PPG信号、
カプノグラフィ信号、
心電図（ECG）信号、および
大動脈弓（aortic  arch）における動脈血圧（ABP）である。
【００９７】
除細動ショック（垂直線300）の前に、動物は心停止状態にある。心停止は、このインターバルにおけるPPG信号によって確認される。３０回の圧迫の最中に安定した振動している圧迫信号を示しており、かつ、換気のための休止の最中には振動を示さないからである。
【００９８】
除細動ショックの後、PPG信号は、圧迫の最中のハイパスフィルタがなされたPPG信号の増加した複雑性を介して、根底にある自発的な脈拍の存在を示している。自発的な脈拍の復帰は、また、PPG信号のベースラインの減少によっても示されている。除細動ショックの後、換気のための休止の最中にPPG信号において自発的な脈拍が観察される。自発的な脈拍の存在は、動脈血圧（ABP）の上昇によって確認される。実施例において考慮されるETCO2レベルは、３０回の圧迫シーケンスに続く第１の換気の終わりにおけるものである。ETCO2とABPとの間の関係は、換気がどれくらいうまく制御されているかに依存している。
【００９９】
図６は、PPG信号が、ETCO2よりも早い、すなわち、ETCO2レベルがCPRガイドラインに従ったROSCを示す４０ｍｍＨｇの閾値302を超える前の、自発的な脈拍の存在を示す一つの例を示している。
【０１００】
図７は、PPG信号がETCO2信号の解釈をより明確にする一つの例を示している。線300より前の心停止フェイズの最中に、既に、ETCO2はCPRガイドラインに従ったROSCを示す４０ｍｍＨｇの閾値302を超えている。このインターバルにおいては、しかしながら、PPG信号が心停止を確証している。このように、PPG信号は、ETCO2信号の解釈をより明確にしている。自発的な脈拍が実際には存在しないことを示すことによって、PPG信号は、あまりに早くCPRを停止すること防止するだろう。除細動ショックの後、複雑性の増加およびPPG信号のベースラインにおける減少によって、PPG信号は、自発的な脈拍の存在を示している。ここで、ETCO2における持続的な上昇は、除細動ショック後の約９０秒だけ発生しており、灌流における改善として解釈され得る。
【０１０１】
図８は、ETCO2信号が、心収縮による灌流の妥当性を示すことができる一つの例を示している。ETCO2レベルは、今までにCPRガイドラインに従ったROSCを示すものと考えられる４０ｍｍＨｇの閾値を超えていない。この例では、約２０２０秒において、ROSCが達成されたと考えられるので、圧迫が停止された。しかしながら、動物は再び崩壊し（collapsed）、そして、CPRが約２１１０秒において再開される必要があった。このインターバルにおいて、ETCO2は、CPRガイドラインに従ったROSCを示す４０ｍｍＨｇの閾値を超えなかった。よって、ここでは、PPG信号は、心臓が脈動を再開して昇圧剤の投与を抑え得るだろうことを示しているが、ETCO2は、あまりに早く圧迫が停止されるのを防ぎ得るだろう。
【０１０２】
このように、PPGとETCO2を組み合わせることは、PPGの早期検出能力を維持し、一方で、ETCO2を介して灌流に関する情報を獲得しているという利点を有している。自発的な脈拍の存在は、PPGを介して早期に検出することができ、心臓が心原因性出力（cardiogenic  output）を再開したときに有害であり得る、昇圧剤の投与を防止することができる。ETCO2レベルは、灌流の程度を提供することができ、そして、それによって自発的な循環流動が十分であると考えられ得るか否かを示すことができる。ETCO2に従って自発的な循環流動が不十分である場合、鼓動している心臓について圧迫が継続されるべきである。
【０１０３】
上記の図２から図５に示された表示出力は、カプノグラフィ信号トレースを用いて補うことができる。ROSCの検出のための追加的なサポートは、従って、ETCO2レベルによって可能になり、灌流のレベルのインジケータを提供することができる。
【０１０４】
図９は、プロセッサが、ECGセンサ400、CO2センサ402、同様にPPGセンサ102からの入力を受信するように、強化された図１のシステムを示している。
【０１０５】
表示された情報は、そうして、上述のように（周波数対（vs.）時間プロットとして）PPGおよび圧迫信号の基本周波数成分を含んでいるが、ECGおよびCO2信号を含む、振幅対時間プロットのセットも含んでいる。生のPPG信号（ベースラインを含むもの）、および図６から図８に表示されるようなハイパスフィルタがなされたPPG信号も、また、表示され得る。表現され得る別のPPGベースの信号は、ハイパスフィルタがなされたPPG信号であり、さらなるフィルタリングによってそこから圧迫が除去されている。
【０１０６】
このように、提示される信号は、以下のものを含んでよい。
心電図（ECG）信号、
１つまたはそれ以上のフォトプレチスモグラフィ（PPG）ベースの信号（すなわち、異なる可能なフィルタリングルールを伴うもの、及び／又は、周波数軸上だけの基本周波数成分の表示）、
カプノグラフィ信号（呼気終末CO2、ETCO2）、
モーション／圧迫基準信号。
【０１０７】
心電図（ECG）信号は、例えば、上述のように、除細動パッドを介して獲得することができる。カプノグラフィ信号は、挿管された（intubated）患者からの、主流または側流測定のいずれかを介して獲得することができる。ETCO2を測定するための非侵襲的な代替物も存在する。カプノグラフィ信号からETCO2を決定するためのアルゴリズムが存在している。
【０１０８】
上記に説明したように様々な情報を表示することに加えて、臨床医が評価を行うことができるようにするために、システムは、単一の解釈が容易な心原性出力の指標（indication）を生成するために、受信された入力の全てを処理することができる。
【０１０９】
例えば、PPGおよびCO2信号は、以下の４つの指標を生成するように自動的に解釈され、そして、それらはディスプレイ上で色分けされてよい。
【０１１０】
自発的な脈拍なし
この状態において、PPG信号の中に自発的な脈拍は検出されない。自発的な脈拍の存在の検出は、例えば、自発性脈拍数に対応するスペクトルピークを特定することによって行うことができる。PPGスペクトルにおいて自発性脈拍数が検出されない場合に、ETCO2は、それ以上考慮されない。
【０１１１】
不十分な自発的な脈拍
この状態においては、例えば、自発性脈拍数に対応するスペクトルピークを特定することによって、PPG信号において自発的な脈拍が検出されてきている。しかし、自発性脈拍数は、あまりに低すぎて、例えば６０回／分以下、これらの状態において生命を維持する心原出力を生成することができないと考えられ、または、自発性脈拍数におけるビートとビートの間の変動が、時間にわたりあまりに大きく変動して、安定した心臓活動とみなされないと考えられる。
【０１１２】
この状態において、ETCO2はそれ以上考慮されない。
【０１１３】
不十分な循環流動を伴う安定した自発的な脈拍
この状態においては、十分に高い自発性脈拍数、例えば６０回／秒より上、が検出され、ビートとビート間の変動が十分に小さく、安定した心臓収縮を示している。しかしながら、例えば４０ｍｍＨｇのレベルを超える、ETCO2における持続的な増加は検出されておらず、不十分な循環流動を示すものと考えられる。
【０１１４】
可能性あるROSC
この状態においては、十分に高い自発性脈拍数、例えば６０回／分より上、が検出され、ビートとビートの間の変動が十分に小さく、安定した心臓収縮を示している。加えて、ETCO2における持続的な増加が検出されており、例えば４０ｍｍＨｇレベルを超えている、これは十分な循環流動を示すものと考えられる。
【０１１５】
「可能性あるROSC（"potential  ROSC"）」状態が示されるときに、臨床医は、可能性あるROSCをさらに評価するために、胸部圧迫の中断を検討することができる。レイレスポンダ（lay  responders）のためのアプリケーションの場合に、アルゴリズムは、「可能性あるROSC」状態の場合に備えて患者の状態をチェックするよう促すことができるだろう。
【０１１６】
胸部圧迫測定（センサ104からのもの）を使用することもできる。上述のように、このことは、PPG信号における圧迫誘導成分と自発的な脈拍成分との間をより上手く弁別する手助けをする。また、ETCO2信号を堅牢に（robustly）検出するために、カプノグラフィ信号における圧迫誘導成分と換気関連成分との間を弁別することも支援する。モーション／圧迫基準信号は、PPGおよびカプノグラフ信号から成分を除去するためのフィルタリングの基礎として使用することができる。
【０１１７】
胸部圧迫情報を使用することによって、以下の５つの識別情報が引き出され得る。
【０１１８】
自発的な脈拍が存在しない
この状態においては、PPG信号において自発的な脈拍が検出されていない。自発的な脈拍の存在の検出は、例えば、自発性脈拍数に対応するスペクトルピークを特定することによって行うことができる。さらに、ETCO2信号は、持続的な増加を何も示しておらず、そして、例えば４０ｍｍＨｇの閾値の下である。
【０１１９】
自発性脈拍数≒圧迫レートか？
この状態においては、進行中の胸部圧迫の最中にPPG信号における自発的な脈拍は検出さていないが、例えば４０ｍｍＨｇの閾値を超えるように、ETCO2レベルにおいて持続的な増加が検出されてきている。このことは、圧迫レートにほぼ等しい脈拍数を伴うROSCを示し得るものであり、なぜPPG信号のスペクトル分析によっては脈拍数が検出されなかったかを説明する。この状況において、臨床医は、圧迫が停止されたときにPPG信号の時間トレースにおいて自発的な脈拍が観察され得るか否かを判断するために、例えば５秒間、胸部圧迫を間もなく中断することを考慮することができる。
【０１２０】
不十分な自発的な脈拍
この状態においては、例えば、自発性脈拍数に対応するスペクトルピークを特定することによって、PPG信号における自発的な脈拍が検出されている。しかし、自発性脈拍数は、あまりに低く、例えば６０回／秒、こうした状態において生命を維持する心原出力を発生することができないと考えられる。または、自発性脈拍数におけるビートとビートの間の変動が、時間にわたりあまりに大きく、心臓活動が安定しているとは考えられないものと考えられる。同時に、ETCO2において持続的な増加は検出されていない。
【０１２１】
不十分な循環流動を伴う安定した自発的な脈拍
この状態においては、十分に高い自発性脈拍数、例えば６０回／分より上、が検出され、ビートとビートの間の変動が十分に小さく、安定した心臓収縮を示している。しかし、ETCO2において、例えば４０ｍｍＨｇのレベルを超える、持続的増加は検出されており、これは十分な循環流動を示すものと考えられる。
【０１２２】
可能性あるROSC
この状態においては、十分に高い自発性脈拍数、例えば６０回／分より上、が検出され、ビートとビートの間の変動が十分に小さく、安定した心臓収縮を示している。そして、ETCO2において、例えば４０ｍｍＨｇのレベルを超える、持続的増加は検出されず、これは不十分な循環流動を示すものと考えられる。
【０１２３】
上述のように、PPGおよびカプノグラフィ信号が、進行中の圧迫の最中に分析される。例えば、加速度計、インピーダンス、圧迫力、又はレーダによって獲得される、胸部圧迫のための基準信号を利用して、アルゴリズムは、PPG信号における圧迫成分と自発的な脈拍との間、および、カプノグラフィ信号における圧迫成分と換気成分との間を識別することができる。
【０１２４】
ECG信号ならびにPPG信号、カプノグラフィ信号、および、モーション／圧迫基準信号を利用することによって、より多くのレベルの指標さえも提供することができる。この場合には、７つの異なる指標が存在し得る。
【０１２５】
心停止
この状態においては、ECG信号において心拍数は検出されず、PPG信号において自発的な脈拍は検出されず、そして、ETCO2において、例えば４０ｍｍＨＧの閾値を超える持続的な増加は検出されていない。心拍数の検出または自発的な脈拍の存在は、例えば、心拍数および自発性脈拍数に対応するスペクトルピークをそれぞれに特定することによって行うことができる。
【０１２６】
心拍数≒自発性脈拍数≒圧迫レート
この状態においては、進行中の胸部圧迫の最中にECGおよびPPG信号において心拍数および自発性脈拍数が検出されていないが、例えば４０ｍｍＨｇの閾値を超えるように、ETCO2レベルにおいて持続的な増加が検出されてきている。このことは、圧迫レートにほぼ等しい心拍数および脈拍数を伴うROSCを示し得るものであり、なぜECGおよびPPG信号のスペクトル分析によっては心拍数および脈拍数が検出されなかったかを説明する。上述のように、この状況において、臨床医は、圧迫が停止されたときに、ECG信号が編成され、かつ、PPG信号の時間トレースにおいて自発的な脈拍が観察され得るか否か、そして、さらにECG信号における各RピークがPPG信号における脈拍につながるか否かを判断するために、例えば５秒間、胸部圧迫を間もなく中断することを考慮することができる。
【０１２７】
脈拍なしの電気的活動
この状態においては、ECG信号において心拍数が測定されているが、PPG信号において脈拍は検出されておらず、そして、ETCO2において持続的な増加は検出されていない。
【０１２８】
一貫性が無い自発的な脈拍
ECG信号において心拍数が検出されており、PPG信号において脈拍数が検出されたが、ETCO2において持続的な増加が検出されていない。そして、脈拍数は心拍数を下回っており、すなわち、ECG信号におけるRピークが全て実際の心臓収縮をもたらすわけではない。
【０１２９】
一貫しているが不十分な自発的な脈拍
心拍数が検出され、脈拍数が検出されており、そして、それらは等しい。しかし、自発性脈拍数は、あまりに低く、例えば６０回／秒、こうした状態において生命を維持する心原出力を発生することができないと考えられる。または、自発性脈拍数におけるビートとビートの間の変動が、時間にわたりあまりに大きく、心臓活動が安定しているとは考えられないものと考えられる。同時に、ETCO2において持続的な増加は検出されていない。
【０１３０】
不十分な循環流動を伴う安定した自発的な脈拍
この場合においては、心拍数および脈拍数が検出されており、そして、それらは等しい。十分に高い自発性脈拍数、例えば６０回／分より上、が検出され、ビートとビートの間の変動が十分に小さく、安定した心臓収縮を示している。しかしながら、ETCO2において、例えば４０ｍｍＨｇのレベルを超える、持続的増加は検出されておらず、これは不十分な循環流動を示すものと考えられる。
【０１３１】
可能性あるROSC
この状態においては、心拍数および脈拍数が検出されており、そして、それらは等しい。十分に高い自発性脈拍数、例えば６０回／分より上、が検出されており、ビートとビートの間の変動が十分に小さく、安定した心臓収縮を示している。さらに、ETCO2において、例えば４０ｍｍＨｇのレベルを超える、持続的増加が検出されており、これは十分な循環流動を示すものと考えられる。
【０１３２】
上述のように、「可能性あるROSC」状態が示されるときに、臨床医は、可能性あるROSCをさらに評価するために、胸部圧迫の中断を検討することができる。
【０１３３】
周波数対時間プロットを上記のように表示することにより、脈拍数の決定ならびに胸部圧迫成分と脈拍成分との視覚的な分離を容易にすることができる。振幅対時間波形を表示することにより、臨床医による信号のビートとビートの間または圧迫と圧迫の間での評価をすることができ、そして、PPGベースラインの減少、及び／又は、ハイパスフィルタがなされたPPG信号の増加した複雑さ及び／又は胸部圧迫成分が除去されたPPG信号における自発的な脈拍の出現により、PPG信号における自発的な脈拍の存在を早期に検出することができる。
【０１３４】
上述の指標のうち１つを出力する簡単なインジケータは、波形を解釈することにおいて臨床医を支援する。
【０１３５】
圧迫周波数および脈拍周波数の時間履歴の代わりに、または、それと同様に、現在の値が数値的に表示されてよい。現在のETCO2値、および、１回の換気または一連の圧迫にわたるCO2の積分も同様である。
【０１３６】
上記の説明から、本発明には２つの態様が存在することが分かる。そして、それらは組み合わせされ、または、個別に使用されてよい。第１の態様は、ROSCの検出を容易にするために、生理学的信号（例えば、PPG）の中に存在する周波数系列の基本成分を抽出することである。第２の態様は、より上手く容易な解釈を提供するために、カプノグラフィ信号とPPG信号とを組み合わせることである。さらに、解釈および分析に係る追加のレベルを提供するために、次いで、追加的な信号が組み合わされてよい。
【０１３７】
第２の態様は、関連する患者において実行されている関連の心肺蘇生、CPR、処置の最中に、自発的な循環流動の復帰の決定を支援するための装置を提供する。本装置は、
PPGセンサから第１信号を受信するための第１入力部と、
CO2センサから第２信号を受信するための第２入力部と、
プロセッサであり、
可能性あるROSCが存在しているか否かの評価を提供し、かつ、ユーザに対して評価と勧められるアクションを提供するために、第１および第２信号の分析を実行する、
よう適合されている、プロセッサと、
を含む。
【０１３８】
出力は、表示されたインジケータであってよい。加えて、PPG信号およびCO2信号の振幅対時間トレースが提供されてよく、フィルタリングによってPPG信号から導出された信号も同様である。PPGベースラインが除去された信号、ベースラインを伴う信号、および、CPR圧迫の結果として生じる成分が除外された信号、といったものである。
【０１３９】
本発明は、モニタ−除細動器の一部としての院内CPRのため、または、医療従事者による院外CPRのため、といった高度の心肺蘇生（CPR）に関するものである。高度なAEDにおいて使用され得るものである。
【０１４０】
本発明は、図面および前出の説明において詳細に図示され、かつ、説明されてきたが、そうした図示および説明は、説明的または例示的なものであって、制限的なものではないと考えられるべきであり、本発明は開示された実施形態に限定されるものではない。
【０１４１】
開示された実施形態に対する他の変更は、図面、明細書、および添付の請求項の研究から、請求される発明を実施する際の当業者によって理解され、かつ、達成され得る。請求項において、用語「含む（"comprising"）」は、他のエレメントまたはステップを排除するものではなく、そして、不定冠詞「一つの（"a"または"an"）は、複数を排除するものではない。単一のプロセッサまたは他のユニットは、請求項において列挙されたいくつかの項目の機能を果たすことができる。特定の手段が相互に異なる従属請求項において引用されているという単なる事実は、これらの手段の組み合わせが有利に使用され得ないことを示すものではない。請求項におけるいかなる参照符号も、範囲を限定するものとして解釈されるべきではない。
【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６】
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【図７】
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【図８】
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【図９】
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【国際調査報告】
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