CN102368991B

CN102368991B - 用于确定胸部按压的深度的系统和方法

Info

Publication number: CN102368991B
Application number: CN201080010025.XA
Authority: CN
Inventors: 科里·森藤
Original assignee: Atreo Medical Inc
Current assignee: Fisio Control Canada Sales Ltd; Fissio Controls Canada Sales Unlimited Liability Co; Stryker Canada ULC
Priority date: 2009-03-06
Filing date: 2010-03-05
Publication date: 2014-06-18
Anticipated expiration: 2030-03-05
Also published as: DE112010000978T5; US8652077B2; CN102341085B; US20100228165A1; CN102341085A; US10952925B2; US8876742B2; WO2010099593A1; CN102368991A; US10179086B2; WO2010099628A1; US20140135667A1; US20100228166A1; US20190142693A1; US20150018823A1; US20220304889A1; DE112010000978B4

Abstract

公开了一种用于确定接受胸部按压或心肺复苏术(CPR)的患者的胸部按压的深度的系统和方法。诸如电磁场的场由相对于患者是固定的场发生器产生，并由与患者的胸部一起移动的复合场探测器探测。复合场探测器包括处于固定距离的至少两个线圈，并适合于产生表示探测所述场的至少两个线圈中的至少一个的响应信号。

Description

用于确定胸部按压的深度的系统和方法

相关申请的交叉引用

本公开要求2009年3月6日提交的美国临时申请号61/158,002和2009年8月20日提交的美国临时申请号61/253,584的优先权，这两个申请的公开在此通过引用被全部并入。

技术领域

本公开涉及用于例如在心肺复苏术（CPR）的施行期间确定胸部按压的深度的系统和方法。特别是，本公开涉及通过使用位置传感器和参考传感器来确定胸部按压深度。

背景技术

目前每年在加拿大有估计40,000例心搏停止事件，其中大多数发生在医院环境之外。医院外心搏停止的可能性目前保持在大约5%。在美国，每年有大约164,600个这样的事例，或每1000人大约0.55。降低从这些医院外心搏停止事件产生的死亡的数量可能是合乎需要的。某些地方例如运动区域和某些个体例如老年人处于特别的危险，且在这些地方和对于这些人，方便的解决方案可能是幸存和死亡之间的差异。

心肺复苏术（CPR）是医疗和非医疗职业人员提高经受心力衰竭的患者的生存机会的被证明有效的技术。CPR迫使血液通过循环系统，直到专业医疗救助人员到达，从而维持在整个患者身体中的氧分布。然而，CPR的质量常常很差。适当CPR技术和规程的保持可能在大部分个体中是不够的，且紧急情况的焦虑可能在提供正确的治疗中迷惑和阻碍个体。

根据美国医学协会（2005）的期刊，心肺复苏术（CPR）常常被不一致和低效率地执行，导致可预防的死亡。在标准CPR训练和测试完成之后的数月，个体执行有效的胸部按压的能力常常明显降低。这个发现被发现适用于未经训练的执行者以及经训练的职业人员例如护理人员、护士和甚至医师。

国际复苏联盟在2005年描述了施行CPR的有效方法和与有效的技术相关的参数。参数包括胸部按压速率和胸部按压深度。胸部按压速率被定义为每分钟产生的按压的数量。胸部按压深度被定义为患者的胸骨在每次按压被移动得多远。有效的按压速率可以是以大约45cm的按压深度的每分钟100次胸部按压。根据在挪威的Ulleval大学医院的实际CPR施行的2005年的研究，平均起来，按压速率小于每分钟90次按压，而对于37%的按压来说，按压深度太浅。

因此，便于在紧急情况中正确给予CPR的系统可能是有用的。此外，也可以在客观地训练和测试个体中使用的系统可能对CPR训练过程和规程保持是有用的。

大多数现有的CPR辅助技术使用用于确定按压深度的加速计。一个这样的设备在美国专利号7,074,199中被公开。然而，来自用于在CPR期间测量胸部按压的深度的加速计的任何加速度数据容易有累积误差和漂移误差。因此，这些传感器不适合于关于CPR参数的高度精确或详细的数据收集，且可能只对近似的深度值被依赖。此外，如果患者或CPR施行者是移动的，在没有外部参考的CPR监控设备中的加速计的使用容易出错。例如，如果患者正在救护车、直升飞机中或轮床上在医疗上被运输，则加速计不能够区分开患者的外部运动与胸部按压。在任何类型的非固定环境中，基于加速计的设备可能是不可靠和无效的。计算按压深度的加速计的使用也依赖于复杂和容易出错的计算，以补偿按压设备的角度和倾斜度。如果加速计在患者的胸部上不是完全水平的，且其运动不是完全垂直的，则误差可能累积且必须通过两个水平轴的角度来计算出。此外，任何外部参考点的缺乏使设备在任何给定的时间知道其在空间中的位置很难。所有的距离测量是相对的，且运动的原点难以在测量的过程中确定和维持。这可能使按压的开始或起始点随着时间的过去漂移，导致深度测量中的误差。某些商业产品目前使用加速计技术，例如来自Zoll Medical的AED

其中加速计嵌入去纤颤器的衬垫内。由于衬垫内的额外的电路和传感器，这些去纤颤器衬垫实质上更昂贵，且必须在每次使用之后被处理掉。因此，由于产品的设计，相对昂贵的传感器常规上必须被丢弃。

KennethF.Olson等人的美国专利申请公布号2007/0276300公开了使用超声传输来计算按压深度的设备。声信号从患者胸部上的设备传输到在另一位置上的接收机。该设备具有几个缺点。首先，超声信号必须具有从发射机到接收机的清晰视线，以便操作。在信号的路线中的任何干扰、物体、人或甚至用户的手可能导致信号损失或劣化。发射机必须指向接收机，且发射机和接收机之间的相对方位是极其重要的。其次，超声波相对慢，且超声信号的飞行时间测量可能遭受明显的滞后和时延。第三，超声信号高度依赖于外界条件，例如空气温度。如果空气温度波动，则声速也是这样，这可导致不精确性。最后，如果胸部按压的平面最初是未知的，则按压深度的计算可能被明显损害。飞行时间超声距离插值法不能分辨接收机在六个自由度中的位置，且如果患者、接收机或发射机不是水平的，向下平移运动的确定可能很难。即使使用超声三角测量法，时延也可能明显，分辨率可能低，且可能需要在不同位置上的多个发射机和接收机。

现有的CPR辅助设备和系统在测量胸部反弹时相对效率低。胸部反弹是在按压之后胸部被释放的程度。为了使胸部按压完全有效，胸部必须在开始另一按压之前完全被释放。当按压被释放时，弹性反弹将产生将血液拉到胸部内的负压。不完全的解压将减少可用来对下一按压循环的血液的量。基于加速计的设备缺乏建立在最大按压处的参考点的能力，该能力可用于充分测量反弹。因为没有外部参考，加速计信号可随着时间的过去漂移，且设备可能在确定是否胸部被完全释放时变得无效。

最近的研究（Resuscitation.2009Jan;80(1):79-82.Epub2008Oct25:'Compression feedback devices over estimate chest compression depth whenperformed on a bed'）披露了在目前的CPR辅助设备中的另一不足。该研究指示，CPR辅助设备往往当患者在床垫上时过高地估计按压深度。设备往往将床垫的运动错误地记录为胸部按压的部分。

其它CPR辅助工具使用机械力测量作为按压深度的指示。这些设备由于其不能补偿变化的胸部依从性而可能是不准确的。它们往往依赖于用户对患者身体尺寸的主观印象来帮助校准待给予的力的正确的量。此外，最近的研究（Resuscitation.2008Jul;78(1):66-70.Epub2008Apr18:`Doesuse of the CPREzy involve more work than CPR without feedback?'）表明，由于设备的内部机制，在没有辅助工具的情况下，这些设备往往需要比CPR更多的工作。在设备内的弹簧可对CPR过程增加额外的20%的工作负荷，导致用户疲劳的更快开始。

目前可用的CPR辅助设备和系统一般具有一个主要缺点。它们往往通过首先确定加速度、速度或力来间接地测量深度。最后，按压深度是位置的度量，且加速度的确定需要对所接收的信号双重地积分以获得有用的数据。这样的积分在测量中引入明显的误差源。提供通过测量位置而不是加速度、速度或力来确定CPR按压深度的方法可能是合乎需要的。通过直接测量位置，没有引入与信号的积分或患者胸部的依从性有关的误差。位置数据可用于直接计算胸部按压的深度。

提供精确地测量相关CPR参数例如按压深度和速率而没有前述技术中的问题的容易使用和廉价的系统可能是合乎需要的。

发明内容

本公开目的在于用于在施行CPR期间确定按压参数的方法和系统。系统包括在专利申请号61/158,002和61/235,584中公开的特征和方法，并提供额外的处理策略和硬件部件。前述应用描述了场发生器和场探测器的使用。发生器和探测器可用作参考传感器和位置传感器。参考传感器是相对固定的，而位置传感器放置在患者的胸部上，并按照每次胸部按压移动。场发生器和场探测器特别产生并探测场，例如电磁场，而不是简单地发送和接收信号。

在一些方面，提供了用于确定接受胸部按压的患者的胸部按压的深度的复合场探测器，探测器包括：彼此相距固定的距离的至少两个线圈；其中探测器适合于产生表示探测场的至少两个线圈的任一个的响应信号。

在一些方面，提供了使用具有场发生器和复合场探测器来确定接受胸部按压的患者的胸部按压的深度的方法，复合场探测器包括彼此相距固定和已知的距离的至少两个线圈，该方法包括：从复合探测器的每个线圈接收信号，所述信号响应于场发生器所产生的场；确定每个线圈的位置信息；确定线圈之间的表观距离；基于线圈之间的表观距离与固定和已知的距离之间的任何差异来确定校正因子；以及使用位置信息和校正因子来确定胸部按压深度。

在一些方面，提供了用于确定接受胸部按压的患者的胸部按压的深度的系统，该系统包括：场发生器，其适合于产生场；复合场探测器，其包括彼此相距固定的距离的至少两个线圈，场探测器适合于产生表示探测场的至少两个线圈的任一个的响应信号；以及处理器，其适合于从响应信号确定场探测器相对于场发生器的位置信息，并从所确定的位置信息确定胸部按压深度；其中场发生器和场探测器中的一个是适合于当胸部接受按压时与胸部一致地移动的位置传感器，而场发生器和场探测器中的另一个是适合于相对于患者是固定的参考传感器。

由于胸部按压的相对一致性和可预测的性质，各种计算算法可用于相对精确地计算CPR参数。通过实现适合于胸部按压的特性的均衡和/或过滤技术，可减小或消除由高度含铁和导电的金属引起的预期误差源，例如信号抖动和畸变。

除计算算法以外，其它技术可用于减少或消除所测量的CPR参数中的误差、噪声和/或畸变。如在软件中的，与胸部按压的运动相关的唯一特性可实现唯一的硬件设计，其导致更明确、更可靠的位置和/或深度估计。具体地，场发生器和场探测器线圈可配置成减少在操作环境中的金属干扰的效应。在一些例子中，可使用复合探测器，其中在固定的关系中的两个或多个探测器可一起使用。在这两个或多个探测器的中心之间的已知间隔距离可用于探测并补偿环境中的畸变（例如，由于金属物体）。在一些例子中，第二感测方法的增加可有助于进一步通过探测畸变的或在其它方面不正确的数据的存在来减少误差。例如，压力或力传感器可探测起源于不影响压力或力传感器但影响场线圈的源的误差（例如，来自金属物体的畸变）。

在一些方面,提供了可用于补偿或校正从系统的外部扰动产生的系统误差或故障的潜在源的方法。例如，如果参考传感器在CPR的施行期间移动，则系统可探测这样的移动，并相应地重新校准深度计算以补偿该移动。在一些例子中，系统可在该扰动期间继续操作。在参考传感器的移动期间的连续操作可通过添加未被移动影响的外部传感器例如力或压力传感器来完成。

在一些方面，还提供了用于补偿系统可在其中被操作的令人不满意或容易出错的环境的方法。例如，系统可配置成补偿患者在其中被支撑在非刚硬表面例如床垫上的情况。非刚硬表面可在CPR的施行期间展示运动或移位，其如果不被考虑就可导致错误的测量。例如，在CPR期间，患者下面的床垫连同胸部一起被按压。这可导致错误地大的按压深度测量，其不指示在没有床垫时只有胸部被按压的实际深度。额外的场探测器的使用可以克服这个问题。给出第一探测器、第二探测器和发生器这三个部件，一个部件可适合于与非刚硬表面一致地移动（例如，放置在患者下面的床垫上），第二个部件可适合于与患者的胸部一致地移动（例如，放置在患者胸部上），以及第三个部件可适合于相对于患者是固定的。可接着通过确定与非刚硬表面一起移动的部件（例如第一探测器）和与患者的胸部一起移动的部件（例如第二探测器）之间的相对运动，例如通过从另一个部件的位置减去一个部件的位置，来确定实际按压深度。

在一些例子中,根据特定的情况，系统可适合于紧急情况。例如，位置传感器可以可移除地容纳在外壳或外罩中。外壳可保护用户的手，同时提供额外的舒适。在一些例子中,当系统用于对幼儿进行CPR时，外壳可从位置传感器移除。外壳的移除可将位置传感器从成人尺寸的衬垫转换为幼儿尺寸的衬垫。在一些例子中，位置传感器还可固定或容纳在紧急场景处找到的很多产品中。例如，发生器和探测器中的一个或两个可固定到患者背靠板，嵌入在去纤颤器的电极内，或连接到轮床或病床。

附图说明

参考附图，下面将详细讨论本公开的方面，其中：

图1是根据本公开的实施方式的CPR辅助系统的图示；

图2是示出在患者胸部上的衬垫内的CPR辅助系统的场探测器的平面顶视图；

图3是由示例性场发生器产生并由适合于CPR辅助系统的示例性实施方式的示例性场探测器可探测的场的图示；

图4是示出用于计算位置的示例性算法的流程图；

图5是示出通过首先形成空间中的平面来计算胸部按压深度的示例性方法的图示；

图6是示出平行于胸部按压的路径的正交矢量及其在空间中的对应平面的图；

图7是示出容纳示例性位置传感器的示例性衬垫和将衬垫一分为二的平面的图示；

图8是容纳示例性位置传感器的示例性衬垫的图示，其中坐标轴被标在衬垫上；

图9是示出CPR辅助系统的示例性实施方式的图示，其中第二场探测器放置在环境中的固定位置上；

图10是示出在复合探测器中的彼此以固定的关系放置的两个示例性位置传感器；

图11是示出在图10的配置中连接位置传感器的正交矢量的图；

图12是示出在图10的配置中的每个场探测器的运动的图示；

图13是示出放置在另一示例性复合探测器中的两个示例性探测器的图示；

图14是另一示例性复合探测器的图示，其中每个探测器共享一个或多个公共线圈；

图15是示例性复合探测器的图示，其中探测器不共享任何公共线圈；

图16是示出从空间中的两个象限之间移动的复合探测器的图示；

图17是具有示例性力传感器的示例性复合探测器的分解图；

图18是示出示例性基本单元的图示，基本单元包括放置在救护车的壁上的夹持器中的示例性参考传感器和在患者胸部上的示例性位置传感器；

图19是示例性基本单元的图示，其中示例性可分离的位置传感器在其关闭配置中；

图20是示例性基本单元的图示，其中示例性可分离的位置传感器从该单元分离并准备使用；

图21是示出从基本单元分离并放置在患者之下的示例性场发生器和放置在患者胸部上的示例性场探测器；

图22是示出在基本单元中的示例性场发生器和两个示例性场探测器的图示，一个放置在患者之下，一个放置在患者的胸部上；

图23是示出放置在患者之下的示例性参考传感器和放置在患者的胸部上的示例性位置传感器的图示，反馈在示例性位置传感器上被提供；

图24是示出示例性患者背靠板的图示，示例性参考传感器嵌入背靠板中；

图25是示出容纳示例性位置传感器的示例性衬垫的旋转角的图；

图26是在适当形式的例子中进行CPR的用户的图示；

图27是示出CPR辅助系统的示例性可佩戴的实施方式的图示；

图28是示出位于脉动血氧计上或邻近于脉动血氧计的示例性参考传感器的图示；

图29是示出在去纤颤器的衬垫之间的胸部阻抗测量的图示，示例性位置传感器嵌入衬垫之一中；

图30是示出示例性位置传感器的示例性可移除的外壳的图示；

图31是示出示例性位置传感器的图示，反馈在位置传感器上被提供；以及

图32是示出显示示例性反馈提示的示例性基本单元的图示。

具体实施方式

本公开目的在于用于在施行心肺复苏术（CPR）期间确定并计算胸部按压参数例如胸部按压深度的方法和系统。系统还可称为CPR辅助系统。

系统包括场发生器和场探测器。在一些实施方式中，场探测器是位置传感器，而场发生器是参考传感器。位置传感器可放置在相应于患者胸部的运动的位置处，而参考传感器可放置在相对固定的位置处。例如电磁场的信号由参考传感器产生，并由位置传感器探测。在其它实施方式中，场探测器是参考传感器，而场发生器是位置传感器，在这种情况下，可以是场的信号由位置传感器产生，并由参考传感器探测。技术人员将清楚，位置传感器和参考传感器是可互换的。系统中的处理器根据信号确定位置传感器相对于参考传感器的位置。根据所确定的位置，处理器在CPR的施行期间确定胸部按压参数，包括胸部按压深度。

现在参考图1和2。在本例中，CPR辅助系统可包括相对固定的基本单元1，其包含在紧急环境中的参考传感器4和可根据患者的胸部运动相对于参考传感器4移动的位置传感器2，因而在CPR期间跟踪患者胸部的运动。在本例中，参考传感器4是场发生器，而位置传感器2是场探测器。参考传感器4能够产生信号，例如场5，其由位置传感器2产生。在本例中，位置传感器2设置在放置于患者胸部上的结构例如块、衬垫6或其他适当的结构中，并通过电缆8连接到基本单元1。CPR施行者或用户9可通过将他或她的手7放在衬垫6上来直接按压患者的胸部。在此，基本单元1放置在地面10上，其相对于患者是相对固定的。虽然示出基本单元1，但在一些例子中，系统不包括基本单元。

如图3所示，场探测器（例如，在上面的例子中的位置传感器）配置成感测从场发生器（例如，在上面的例子中的参考传感器）产生的磁场。场探测器可接着产生响应信号。处理器根据响应信号确定位置传感器相对于参考传感器的位置，例如其三维位置坐标。处理器可与基本单元中的参考传感器设置在一起，可设置在位置传感器上，或可以是单独的部件。处理器可通过有线或无线通信从位置传感器接收信息。例如，位置传感器可包括用于与参考传感器和/或处理器耦合的金属线，或可包括用于与参考传感器和/或过程无线耦合的无线传输部件。类似地，参考传感器可通过有线或无线通信与处理器进行通信。

通过测量从场发生器探测的场的强度，可完成位置传感器的坐标的确定。位置信息可由处理器使用来确定胸部按压参数，例如胸部按压深度。胸部按压参数（例如，胸部按压深度）可通过反馈部件例如通过听觉、视觉和触觉反馈提供给用户。通过确定相应于单次按压的开始和结束的初始和最终的位置并从另一个减去一个，可确定胸部按压深度。其它公共计算可用于确定胸部按压深度。

在美国专利申请号12/354,913中公开了可用于计算三个自由度坐标位置信息的可能硬件和软件，该申请的公开特此通过引用被全部并入。该申请公开了对响应信号解调和滤波以产生表示九个发生器-探测器耦合的3x3信号矩阵的方法。使用类似于在美国专利申请号4,314,251中公开的那些方法的方法可实现计算位置，该申请的公开特此通过引用被全部并入。计算位置的一种方法使用三轴场探测器。三轴传感器确定在位置传感器位置处由场发生器的每个激发矢量产生的完整的信号矢量。位置传感器相对于参考传感器的方位最初是未知的，且位置可因此从未被未知的传感器方位影响的信号参数确定。可根据传感器输出矢量的平方幅度和点积来制定对传感器的未知位置的解决方案。这两个量在传感器旋转下都是不变的。

例如，传感器的位置的这三个坐标的幅度可通过方程的系统基于所有三个激发矢量所产生的三轴位置传感器的输出来确定。三角关系和相应于激发矢量的位置-框架传感器-输出矢量可用于确定平方矢量幅度以及x、y和z坐标之间的关系。

一旦x、y和z值被确定，坐标就可在适当时被去标准化。x、y和z坐标的符号由传感器输出矢量的点积确定。可对少于或多于三个轴的传感器和源来更改用于计算x、y和z的过程。图4示出了计算位置传感器的位置的一个示例性方法。

当获得传感器的位置的x、y和z坐标时，可执行按压深度和其它参数的计算。很多方法可用于计算胸部按压深度。例如，在场发生器为系统提供参考系的场合，胸部按压深度的计算可通过在空间中形成虚平面11来完成，虚平面11实质上平行于患者胸部，如图5所示。该平面11形成胸部按压开始的参考位置，且胸部按压深度被计算为离平面的距离。通过形成沿着第一次按压的向下运动的初始矢量12可以计算该平面的方程。沿着按压的长度的起始参考或“出发点”坐标13和一个或多个其它坐标14可被确定并存储在存储器中，如图6所示。可使用这些坐标来计算平面的正交矢量12。平面的方程是Ax+By+Cz+D=0，其中（A,B,C）是垂直于平面的矢量。通过将“出发点”坐标代入平面方程中并求解，可计算D的值。所计算的平面代表在胸部按压期间位置传感器可达到的最高深度水平。例如，平面可以实质上平行于患者的胸部，并实质上平行于容纳位置传感器2的衬垫6的顶表面，如图7所示。按压深度可接着被计算为当前坐标离该平面的距离。从任何当前坐标（x,y,z）到平面的距离被计算为：

d = \frac{Ax + By + Cz + D}{\sqrt{A^{2} + B^{2} + C^{2}}}

d的符号可用于确定当前按压坐标是否高于或低于胸部按压的起始位置。指示在平面之上的按压位置的任何值可能是错误的，或可能代表不是胸部按压的部分的衬垫的运动。也可通过确保用户充分释放患者的胸部使得传感器返回到起始平面位置，来计算足够的胸部反弹。

确定胸部按压的深度的另一示例性方法是使用位置传感器来提供用于计算的参考系。如果位置传感器是参考系，则参考传感器的旋转将不影响位置传感器的x、y、z坐标。因此，参考传感器的初始位置可以不与位置传感器的当前x、y、z位置有关，因为位置传感器在其自己的参考系中移动。计算可通过本领域技术人员已知的旋转，从参考传感器参考系移动到位置传感器参考系。位置传感器的起始配置（即，方位）相对于患者的胸部可能是已知的。例如，在CPR辅助系统中，可以用指示衬垫应放置在患者胸部上什么地方的线15来标记容纳位置传感器的衬垫6，如图8所示。衬垫可放置在例如患者的乳头之间和胸骨上。因为位置传感器参考系是参考系，位置传感器的所有运动是相对于其自己的当前位置和配置。因此，在胸部按压期间计算的坐标位置可用于直接确定按压深度。当按压被施行时，穿过三维空间的位置传感器的实际x、y、z轨线可被跟踪，或按压的起始坐标和每个当前坐标之间的距离可被计算，以确定当前按压深度。

通过跟踪穿过空间的坐标，而不是直接计算点之间的距离，可发展其它算法，其能够计算出系统的横向运动和/或不是胸部按压的部分的其它运动。例如，位置传感器2的横向运动可能被曲解为按压的垂直运动的一部分。当位置传感器通过胸部按压移动时，通过监控位置传感器的三维轨线，可减少或消除从这些乱真运动产生的误差。运动的横向非按压分量可从所计算的深度消除。这可能是直接测量位置传感器的x、y、z位置的优于使用加速计和力传感器的传统系统的优点，传统系统不能容易区分开这种乱真运动。

在计算按压深度的另一示例性方法中，场发生器适合于与患者的胸部一致地移动（例如，在放置在胸部上的衬垫中），而场探测器适合于相对于患者是固定的。因为场发生器是系统的参考系，所有位置数据将在患者胸部上的衬垫的框架中。因此，与上文一样，衬垫可被标有路标或参考点以适当地对准胸部上的衬垫。衬垫相对于胸部的已知配置可允许相对精确地监控胸部按压的当前位置和深度。与前面的方法不同，该技术不需要将坐标旋转到位置传感器框架中，因为场发生器是位置传感器，且所有测量是相对于场发生器。

如前所述，场探测器或场发生器可用作位置传感器，而这对中的另一个可用作参考传感器。可使用多个参考和/或位置传感器，其可进一步提高位置和方位信息的准确性。例如，在具有明显的噪声或干扰源的环境中（例如，在系统使用电磁场作为信号的情况下，噪声环境可以是包含明显的金属源的环境），第二场探测器16可放置在第一场探测器17的环境中，其中第一场探测器用作位置传感器，而参考传感器是场发生器，如图9所示。这个第二场探测器可以在位置上是相对固定的，并用于通过确定环境中的环境干扰来校准系统的测量。例如，在救护车内，现有的场探测器在环境内可以是固定的，并可能能够测量在该环境中存在的环境畸变。

电磁跟踪系统，例如在美国专利号4,313,251（其公开特此通过引用被全部并入）中所描述的电磁跟踪系统，可能遭受大的限制。由这些系统产生的电磁信号一般容易有由金属物体的存在引起的畸变。大的畸变源主要是大的导电金属物体。存在两个金属特性，其确定金属将使电磁场畸变的程度。第一个特性是金属的导电性。变化的场例如正弦电磁场在导电材料中产生涡电流。涡电流产生的程度取决于材料的尺寸和导电性。非常导电的金属例如铜比导电性较差的金属例如不锈钢对场更危险。第二个特性是金属的磁导率。在所产生的场的频率处是高度磁导的金属可能使所探测的场偏斜。

可对当前的电磁跟踪系统采取预防步骤，以减小金属干扰。例如，可增加在场发生器或场探测器和任何大的金属物体之间的距离，直到影响是可忽略的。可选地，在场发生器和场探测器之间的间隔距离可被最小化，从而减小任何附近的金属引起的畸变。在收集数据之前在地图上标出在环境中的所有的金属源也是可能的。然而，畸变补偿的这些和其它现有的方法在很多操作情况下可能不是实际的。例如，在真实世界环境中，确保所有的金属源完全被移除常常很难和麻烦。在系统的操作之前找出和在地图上标出每个金属源也常常很难和麻烦。在金属可能存在但需要快速和可靠的操作的应用中，在地图上标出常常不是实际的选择。

某些跟踪应用只需要位置的相对测量，并涉及运动的相对可预测的轨线。例如，应用可能需要在简单的线性路径例如在CPR的施行期间患者的胸部所行进的路径上跟踪。在CPR期间，胸部行进所沿着的矢量实质上是已知的（即，胸部将沿着实质上笔直向下的路径向脊柱按压）。沿着实质上已知的矢量的这个线性运动的特性可用于提高数据的准确性，同时减少或消除来自金属噪声的畸变和/或来自其它电气设备的干扰。

例如，减小金属畸变的效应同时提高电磁系统（其中待跟踪的物体沿着已知的矢量路径（例如CPR中）移动）中的精确度可以通过使用具有彼此相距固定距离的至少两个线圈的复合探测器来完成。复合探测器与简单（即，非复合）探测器类似地运行，然而来自复合探测器的响应信号可由线圈中的任一个或两个产生。例如，第二场探测器16可直接固定在第一场探测17之下，这两个探测器作为一个单元一起移动，也称为“堆栈探测器”或复合探测器18，如图10所示。在示例性复合探测器18中，有至少两个线圈组件（在这种情况下，场探测器16、17），其具有实质上彼此平行的绕组，并以固定和已知的距离彼此间隔开。虽然复合探测器18被描述为具有两个或多个探测器，应理解，复合探测器18可具有两个或多个间隔开的线圈或线圈组件而不是探测器。已知的间隔是在实质上平行于预期运动的方向上（在这种情况下，垂直于平行的绕组）。在所示例子中，这两个探测器16、17可直接放置在彼此的顶部上，使得相应的线圈彼此平行，且使得一个探测器16的中心正好在另一探测器17的中心之上。垂直于由每个绕组界定的平面并连接每个场探测器16、17的中心的纵轴19可实质上直接沿着或平行于如图11所示的待测量的运动的预期路径（即，胸部按压的路径）延伸。因为两个探测器16、17被堆叠并固定在一起，在这两个场探测器16、17的中心之间的距离是已知和固定的恒定值。

来自复合探测器18中的这两个场探测器的每个的原始数据可相互关联以获得更精确的位置信息。已知的间隔距离可用于探测环境中的畸变和/或噪声源，并用于校正畸变和/或其它噪声源。虽然在复合探测器中示出两个场探测器，但可使用多于两个的场探测器，假定场探测器中的距离是已知和固定的。在复合探测器中有多于两个的探测器的场合，场探测器可都沿着相同的方向（例如，平行于预期按压方向）或沿着不同的方向彼此隔开。在场探测器在不同的方向上彼此隔开的场合，这样的配置可能对确定和校正在多个方向上的畸变是有用的。

存在很多方法，其中复合探测器中的线圈可用于补偿环境中存在的金属物体。例如，当导电或含铁金属接近于探测器或发生器时，从源到每个场探测器的所测量的绝对位置将发生畸变。该畸变将使这两个场探测器之间的已知和固定的距离被探测为外观上较不接近或较接近，取决于所存在的畸变的类型。在已知的实际固定距离和所测量的表观距离之间的差异是沿着运动路径存在的畸变的类型和幅度的指示。该信息可用于在探测器通过沿着连接探测器线圈的中心的矢量的运动而移动时计算在探测器上的畸变的效应。当连接两个探测器的中心的矢量实质上对齐或平行于运动轴时，沿着该矢量因而沿着运动的长度的畸变可被确定。

例如，如果在复合探测器配置中的探测器线圈之间的实际距离是五毫米，且所测量的表观距离是十毫米，则可对在隔开线圈的距离内测量的运动使用这两者的比例因子。因此，如果探测器具有四毫米的所测量的表观距离，其实际运动可被校正为实际上两毫米。虽然畸变可能在隔开探测器的矢量路径上不引起线性效应，然而近似可帮助提高位置估计。可使用其它这样的校正因子。例如，比例或校正因子可在一段时间或多次按压中被校正并聚集（例如，一起平均）以校正任何测量畸变。

使用复合探测器进行畸变补偿的另一示例性方法可以是沿着运动路径制订新的坐标系统。只要探测器的运动实质上沿着或平行于连接探测器的路径出现且探测器之间的分隔距离足够小，这两个探测器中的一个就将穿过另一个的初始位置移动。当第一探测器的位置移动到第二探测器以前占据的位置中时，当第二探测器在同一位置上时，第一探测器的所测量的坐标应与第二探测器的坐标相等或非常类似。即使在环境中存在金属畸变放大器，第一探测器的坐标将以与第二探测器的坐标在该同一位置上发生畸变相同的方式发生畸变。因此，第二探测器可沿着如图12所示的行进路径为第一探测器制订新的畸变坐标框架。

例如，如果胸部的位置在CPR的施行期间被测量，则复合探测器可位于患者的胸部上，使得连接探测器的中心的矢量实质上垂直于胸部的表面，并实质上与运动方向对齐或平行（例如，实质上笔直向下朝着脊柱）。探测器之间的间隔距离与所行进的总距离比较可能小。在CPR的情况下，平均胸部按压可以是五厘米，因此适当的间隔距离可以例如是总按压的10%或五毫米。较小的间隔距离可提供改进的位置分辨率。

在胸部按压开始时，第二探测器的初始位置被测量并定义20。当第一探测器在胸部按压期间朝着第二探测器向下移动时，其位置被测量21。一旦第一探测器的位置近似匹配第二探测器的初始位置22，就可假定第一探测器行进了五毫米的间隔距离。此时，系统可再一次测量并限定第二探测器的新的初始位置，且该过程可重复。即使在环境中存在畸变源，该畸变应在空间中的同一位置同等地影响这两个探测器。因此，畸变误差可被减轻、减少或消除。当胸部按压到达其最深的点23并开始再次向上行进24时，第一探测器的位置可用于标出坐标位置。

一旦沿着行进路径的坐标被标出，来自仅仅一个探测器的位置测量就可能是必要的。然而，有规律地或重复地（例如，以固定的时间间隔或在触发事件例如按压开始时）在地图上标出沿着待进行的行进的路径的坐标的过程可能是有用的，以便说明进入环境的任何新的畸变放大器，其在第一标出过程期间没有被说明。

现在描述用于测量胸部按压深度的示例性方法。特别是，该方法可适合于用在具有如上所述的复合场探测器和场发生器的系统上。

确定适合于与患者的胸部（例如，放置在胸部上）一致地移动的至少两个线圈（例如，复合探测器的线圈）的位置。这可以是通过处理器响应于来自场发生器的所探测的场来处理来自每个线圈的所接收的响应信号，如上所述。响应信号可表示可由处理器处理的信息（例如位置信息）。

估计线圈之间的表观距离。例如，处理器可根据从每个线圈接收的响应信号确定在线圈的中心之间的表观距离。

根据线圈之间的表观距离与已知和固定的距离之间的任何差异来估计校正因子。例如，处理器可使在复合探测器的线圈之间的实际固定距离存储在其存储器中。该实际距离与所计算的表观距离比较，且校正因子被相应地计算。

根据所确定的位置和校正因子来确定胸部按压深度。例如，处理器可确定复合探测器的位置（例如，通过对来自复合探测器的线圈的位置信息取平均），使用已知的方法计算表观胸部按压深度，并应用校正因子以得到实际胸部按压深度。

根据在给定的时间来自每个线圈的位置信息（例如，如上所述）或根据当一个线圈从其自己的初始位置移动到另一线圈的初始位置时的距离（例如，如上所述），可确定线圈之间的表观距离。

在复合探测器中的两个场探测器或线圈组件可定位成使得其中心并不沿着胸部按压的矢量路径对齐。例如，除了在平行于预期运动方向的方向上间隔开以外，探测器也可横向间隔开，例如，如图13所示。这可允许复合探测器中的探测器具有在运动方向上的较小间隔。这也可允许复合探测器在尺寸上更紧凑。在这种情况下，场探测器的中心沿着按压的矢量路径保持固定和已知的间隔距离，但也具有必须被补偿的固定和已知的横向间隔26，如图13所示。虽然通过降低间隔距离可提高位置分辨率，但横向间隔在不沿着运动路径放置的探测器之间的间隔中引入矢量分量。这个增加的矢量可能使对环境中的畸变的数学补偿变复杂。

复合探测器配置还可包括两个探测器或线圈组件，其中这两个探测器中的每个可共享如图14所示的两个或多个公共垂直线圈。例如，第一探测器和第二探测器每个可由Z轴线圈27组成，但可共享同一X轴线圈28和Y轴线圈29。计算可说明Z轴线圈以及X和Y轴线圈的中心不重合。尽管有增加的数学复杂性，该配置允许使用较少的线圈，这可降低制造中的成本和/或复杂性。例如，在可能需要如图15所示的六个线圈30的系统中，可能现在四个线圈就足够了。

复合探测器配置可允许系统有对单独的探测器组件的绝对容差的较小的敏感性。替代地，两个探测器的相对容差可以是更重要的参数。例如，如果复合探测器的第二探测器标出沿着复合探测器的第一探测器将行进的路径的坐标，这两个探测器越相似，当它们位于空间中的同一位置时其位置坐标就越相似。因此，在复合探测器中的两个线圈组件可被缠绕，使得其匝数、电感系数、电阻、面积和其它参数相对紧密地匹配。

电磁系统内在地遭受半球或象限模糊度。根据在每个探测器和发生器配置中的线圈的数量，所接收的信号可能在相对的象限或相对的半球中是相同的。通过确定所探测的信号的相位可解析可某些象限模糊度。然而，当只使用两个探测器或发生器线圈而不是三个时，可能不可能确定操作的象限。当使用三个探测器或三个发生器时，可能确定操作的象限，而不是半球。使用复合探测器配置可使某些半球模糊度被解析。

例如，在CPR的情况下，当探测器通过胸部按压移动时，象限中的变化可引起未预料到的位置变化。如果按压沿着探测器线圈的Z轴出现，且发生器定位成使得探测器可从发生器之上向下移动到发生器之下，轴31可被穿过，且新的象限32可位于中心，如图16所示。在这样的情况下，复合探测器的第一探测器将与在复合探测器的第二探测器之前的轴相交。一旦第一探测器与轴相交，其Z坐标值就可开始增加，而第二探测器的Z坐标值继续减小。每个探测器的行进方向上的这个差异可指示复合探测器与轴相交，且适当的符号可被分配给所测量的坐标。

提供具有两个探测器的复合探测器可导致另一优点，这两个探测器的中心沿着胸部按压的路径以间隔开的已知的距离对齐。这两个探测器可便于垂直于胸部按压的运动的平面的相对精确的计算。计算平面的正交矢量可能相对简单，因为有两个可用的沿着矢量的点：在复合探测器中的这两个场探测器的每个的中心。由每个场探测器形成的正交矢量可用于相对有效和精确地计算表示按压的开始的平面。该平面可用于如前所述计算按压深度。

通常，虽然复合探测器在上文被描述为包括两个间隔开的探测器或线圈组件，但应理解，复合探测器可包括多于两个的间隔开的探测器或线圈组件。此外，虽然复合探测器内的探测器或线圈组件被示为相对相似，它们也可在尺寸、匝数、电感系数、电阻等上不同。

在另一实施方式中，能够测量力、压力或接触的传感器33或材料设置有场传感器，例如在如图17所示的二探测器复合探测器系统中的场发生器探测器的每个之间。这两个场探测器可用于补偿畸变并提高系统的精确度，如上所述。力、压力或接触传感器用于测量在按压期间用户在患者的胸部上施加的力或接触。在力和/或压力传感器的情况下，力信号可用于进一步改进所测量的位置数据。例如，力或压力信号可与位置信号相互关联，以过滤出噪声数据和信号畸变。

力、压力和/或接触传感器也可用于实现胸部反弹的更精确的测量。传感器可用于探测何时实现在按压之后的胸部的完全释放。只有场数据可用于通过测量胸部按压返回到其出发点或起始位置的程度来测量足够的胸部反弹。然而，胸部可能随着时间的过去失去依从性，且起始位置可能随着时间的过去而变化。在本例中，压力传感器可帮助实现更精确的胸部反弹确定。

来自场探测器的位置数据也可用于测量患者胸部的依从性。通过测量用户所施加的总的力以将患者的胸部按压某个距离（如场探测器/发生器所测量的），可确定使力信号与该特定的患者的胸部按压深度相互关联的依从性常数。这个依从性常数可具有很多用途。例如，如果系统确定其功率水平低于给定的阈值（例如，其中系统由电池供电），则系统可进入位置和/或深度信息只基于力数据的模式。例如，三十的每个循环的第一次按压可用于计算依从性常数，其用于将所有下面的力测量转换成位置数据。

除了功率守恒益处以外，该设计策略还可允许系统在具有相对小或没有不良效应的非常嘈杂或高度畸变的环境中操作。此外，力传感器可允许系统继续操作，即使参考传感器在胸部按压的施行期间移动。例如，如果参考传感器被意外地踢掉而CPR正被执行，则探测到的突然运动可能触发系统自动转换到使用来自力传感器的数据来确定位置信息，直到参考传感器再次被确定为相对固定的。这可防止在确定按压深度和/或将深度反馈传送到用户时的中断。基本单元的这样的突然运动可通过比较来自力传感器的力数据与来自位置传感器的位置数据来确定。在这两组数据集中的任何严重的不协调可能表示在参考传感器的位置上的突然运动。在力传感器和位置传感器之间的不协调还可指示其他噪声或畸变源进入操作环境。

力传感器合并在位置传感器内或上的另一示例性益处是半球模糊度解算。一般，使用从3x3信号矩阵中的位置矢量计算的点积，操作的象限和半球可被解算。然而，使用点积的模糊度解算并不消除在整个半球中的模糊度。不过，力或压力传感器可用于探测系统的半球边界的交叉。当交叉半球边界时，位置坐标可能有不正确的符号。这可能导致错误的按压深度。它可能呈现为好像按压是向上而不是向下行进。通过使用力传感器监控行进的方向，可校正在每个半球中的坐标的符号，并确定行进的方向，

虽然将力、压力或接触传感器合并到场探测器组件中的前面描述指复合探测器的两个场探测器中间夹入力传感器的示例性实施方式，其它实施方式是可能的。例如，可能只有一个场探测器而不是复合探测器，力、压力或接触传感器放置在场探测器的前表面（例如，靠着用户的手掌）或场探测器的后表面（例如，靠着患者的胸部）上。

在电磁跟踪系统中的主要的位置误差源是从在跟踪环境中的金属物体的存在产生的畸变。特别地，由于高度导电的金属内的涡电流的产生，高度导电的金属是特别成问题的。这些涡电流产生抵消从场发生器辐射的磁场的电磁场。在复合探测器中使用相对于彼此在固定位置上的两个场探测器可减小如上所述的畸变的效应。然而，在已知被填充有大量金属或被大量金属密封的环境中可使用畸变补偿的其它方法。例如，常常在救护车内部进行CPR。救护车的框架可由能够产生大的涡电流的铝片组成，涡电流可由导致畸变数据的场探测器探测。在已知和固定的环境中，例如在救护车内部，可标出场畸变，用于系统未来的参考。

例如，在操作环境中的每个点处，场畸变可根据经验被测量，且表示所测量的畸变的查找表或补偿方程（例如，多项式拟合）可存储在系统的处理器存储器中，作为畸变图。当某种畸变被测量并匹配存储在存储器中的已知畸变时，处理器使用相应的畸变图来校正该已知的畸变。例如，该数据的正确位置可在查找表内或通过使用畸变补偿方程来找到。畸变图的使用可自动由处理器（例如，响应于已知畸变的探测）发起或可响应于用户的选择。在已知畸变由处理器探测的场合，处理器可在使用畸变图之前请求用户确认是否校正已知的畸变（例如，通过经由反馈部件提供的对话框）。

例如，因为大多数救护车具有类似的结构和金属组成，可能将一般“救护车模式”合并到当在救护车内进行CPR时可启动的系统中，其中系统查阅所存储的畸变图以校正从已知环境产生的任何畸变。还可能自动探测由救护车的框架引起的畸变的存在。系统可识别由救护车的外壳的一般结构和特性引起的畸变特征。当探测到畸变特征时，系统可通过使用相应于所探测的畸变特征的预先确定的畸变图来在畸变-补偿模式中自动开始操作。

系统还可具有自动校准模式，其中系统放置在特定的位置上（例如，在救护车中的去纤颤器托架34），且环境被检查以找到畸变，例如，如图18所示的。这种类型的畸变补偿可能不是与提前安排环境一样有效，但它不需要以前存储的信息。

所指定的畸变模式还可利用嵌入场探测器内的力或压力传感器。例如，在这样的模式中，系统可更强烈地依赖于力传感器来帮助从信号除去畸变。如果患者从无畸变位置（例如，公路）移动到畸变环境（例如，救护车），则系统可使用在无畸变环境中计算的力传感器校准常数，用于在畸变环境中的正确操作。

金属物体是系统的一个潜在的误差和畸变源。另一误差源涉及在场探测器和场发生器之间的异相运动。在CPR的施行期间参考传感器的任何运动是潜在的误差源，因为所有测量是相对于参考传感器的。系统可配置成识别参考传感器的任何运动。这些运动一般是大的和突然的，并可容易使用各种信号处理技术来过滤。参考传感器的运动还可通过将运动探测传感器例如加速计放置在参考传感器附近或内来确定。加速计可用于警告处理器参考传感器（例如，场发生器）不是固定的。当参考传感器移动时，系统可暂时停止向用户发送位置和/或深度反馈。一旦参考发生器的运动停止，系统就可重新校准起始位置用于计算按压深度，并重新开始位置信息的确定和重新开始提供反馈。如果力或压力传感器嵌入位置传感器中，校准可通过确定胸部何时被充分释放（即，施加在胸部上的力何时处于最大值）来执行。此时，系统可确定按压在其起始点处。此外，力或压力传感器可允许系统继续在参考传感器的运动期间继续操作。例如，如果系统探测到参考传感器被移动，位置数据可暂时基于力数据而不是来自场探测器/发生器的数据。如前所述，可首先通过使用从场探测器/发生器收集的位置数据来校准力传感器。

当加速计放置在参考传感器附近时，参考传感器的运动可被确定并可从位置数据过滤出。例如，三轴加速计可确定参考传感器在x、y和z轴上的运动，且该运动可从在这三个轴上由位置传感器感测的运动减去。

常常对非刚硬表面例如床垫所支撑的患者进行CPR。当对床垫或其它柔性材料上的患者给予胸部按压时，胸部经历两种不同的运动。第一种运动是由用户的手向内按压的胸部的运动。第二种运动是移动到非刚硬表面的软表面内的躯干的运动。只有按压运动本身在迫使血液通过患者的循环系统时是有用的。然而，一般CPR辅助系统可能不能够区分开这两种不同的运动，并可能测量比可能实际上提供的按压深度更大的按压深度。因此，系统可向用户指示每次胸部按压比它实际的更深，导致较浅的按压。

很多潜在的方法可用于处理这种情况。例如，给出第一探测器、第二探测器和发生器这三个部件，一个部件可适合于与非刚硬表面一致地移动（例如，放置在患者下面的床垫上），第二个部件可适合于与患者的胸部一致地移动（例如，放置在患者的胸部上），而第三个部件可适合于相对于患者是固定的。通过确定与非刚硬表面一起移动的部件（例如，第一探测器）和与患者的胸部一起移动的部件（例如，第二探测器）之间的相对运动，例如通过从另一个部件的位置减去一个部件的位置，可接着确定实际按压深度。

在示例性实施方式中，场发生器可从如图19和图20所示的系统的基本单元分离。例如，如果基本单元是去纤颤器，场发生器可从去纤颤器移除。场发生器可位于如图21所示的患者下面的床垫35上，粘附到患者的背部或夹在床垫和患者背部之间。场探测器2可位于患者的胸骨上。当胸部按压被施行时，场发生器可与床垫一起移动，而场探测器可与床垫和患者胸部的组合运动一起移动。场探测器的位置相对于场发生器被测量，因此，床垫的运动实际上被消除，因为场发生器和场探测器都受到该同一个运动。

在另一示例性实施方式中，可能有如图22所示的两个场探测器和一个场发生器。场发生器可在基本单元中，而场探测器之一可放置在患者的胸部上。第二场探测器36可放置在患者下面的床垫上，粘附到患者的背部或夹在床垫和患者背部之间。因此，第二场探测器可与床垫一起移动，并可确定在胸部按压期间床垫所经历的运动的量。第一场探测器37可经历胸部按压和床垫的组合运动。因此，处理器可将第二场探测器的运动从第一场探测器的运动减去，从而从胸部按压深度测量消除床垫的运动。

在另一示例性实施方式中，可能没有基本单元。系统可包括场发生器和场探测器，其中场发生器放置在患者下面，而场探测器放置在患者胸部上，如图23所示。如在前面的实施方式中描述的，床垫的运动可容易从按压深度计算减去。场发生器和场探测器的放置被互换的其它实施方式也是可能的。

对其它可能的情况可能需要补偿方法。例如，患者的胸部可能随着时间的过去失去依从性。当CPR被进行时，胸部可能下沉，且在内部结构中可能有较小的弹性。这可能导致胸部按压的实际起始位置随着时间的过去的漂移。系统可通过在胸部按压的每次循环之前重新校准起始位置（例如，胸部按压的开头部分），来补偿胸部依从性的损失和按压的起始位置的变化。例如，如果每个CPR循环由三十次按压和两次营救呼吸组成，系统可在这两次呼吸的施行期间重新校准按压起始位置。如果连续的按压被给予而没有任何中断，则系统可使用力或压力传感器进行校准。系统可通过探测用户对胸部施加最小量的力的点来确定按压的起始位置。

在移动环境中必须经常进行CPR。例如，CPR在移动的救护车或医疗直升飞机内被有规律地施行。此外，可在较大的交通工具例如列车、飞机或大轮船内进行CPR。使用加速计的当前的按压深度方法可将这些交通工具的外部运动记录为胸部按压的一部分。加速计测量相对于地球的加速度，且加速计使按压运动与交通工具的运动隔离可能很难。通过使用外部参考传感器，可能容易消除归因于交通工具的运动。例如，参考传感器可放置在交通工具或移动环境内，且通过位置传感器的所有测量相对于参考传感器被进行。因此，参考传感器和位置传感器所经历的任何运动可实际上被系统忽略或考虑。

除了患者的运载工具运输以外的其它移动环境是可能的。例如，可在轮床、担架或背靠板38上运输患者。如图24所示，参考传感器可放置在背靠板38上或内。位置传感器可与背靠板内的连接器39连接，且反馈40可在容纳位置传感器的衬垫上被提供。

使用在美国专利号4,314,251中公开的计算可确定位置传感器的方位，该专利的公开特此通过引用被全部并入。翻滚41、俯仰42和偏转43可用于确定如图25所示的位置传感器的三维配置。在CPR期间，位置传感器相对于患者胸部的起始配置和方位可能是已知的。当放置在位于患者胸部上的圆盘或衬垫6内时，轴15或其它标记可被标注在位置传感器外壳上，指示系统的正确方位。位置传感器的倾斜度可接着被计算并被因式分解成深度计算。如果位置传感器不平地放置在胸部上，方位角可用于校正深度计算。此外，所计算的角可用于旋转对位置传感器的参考系。例如，位置信息可旋转到位置传感器的参考系中以简化计算并提高精确度。

CPR在身体上要求苛刻，且用户疲劳常常在开始胸部按压之后立即产生。无效的技术和不正确的身体形式可能导致与CPR的延长施行相关的疲劳和疼痛的较快发作。当给予按压时，用户应将他或她的肩膀44直接放置在患者的身体上，他或她的臂45固定不变、笔直并垂直于患者的胸部，如图26所示。系统可用于通过将位置传感器容纳在系统的可佩戴实施方式内，来监测胸部按压的角度46。例如，位置传感器可容纳在将传感器定位在用户的手腕上的腕带或手套中。翻滚、俯仰和偏转角可用于确定用户的臂的相对方位。用户可接着被提示调节他或她的臂角46来最大化在CPR期间的力的转移并减小用户疲劳。为了减小角度测量中的畸变和误差，可佩戴的系统可合并随着弯曲程度改变其电阻的弯曲传感器47。传感器可用于测量用户的手腕的弯曲。可使该数据与场数据相关以提高精确度。弯曲传感器对角度提供与力或压力传感器对深度起作用的类似的作用。

组合各种传感器与场探测器和场发生器的不同方法可用于提高位置精确度并校正畸变和/或噪声。系统还可与其它传感器组合。如前所述，加速计可用于探测外部运动，例如当基本单元或参考传感器在CPR期间移动时它的运动。加速计还可用于验证从场探测器收集的数据并消除金属畸变源。系统还可与脉冲血氧计组合以监控穿过患者的血流，并为了增加的精确度使血流与场数据相关。例如，参考传感器可合并到患者手指或前额上的脉冲血氧计单元48中，如图28所示。

系统还可合并胸部阻抗测量。胸部阻抗49可用于通过测量两个电极例如如图29所示的去纤颤器衬垫50之间的阻抗来探测患者胸部的运动。胸部阻抗测量可在现有系统中提供与力传感器测量类似的功能。胸部阻抗测量可与场数据相关，以提高精确度，并从测量移除畸变源。此外，场数据可用于计算使胸部阻抗与按压深度相关的胸部阻抗测量的校准常数。以这种方式，当参考传感器在胸部按压的施行期间移动或如果系统在高度畸变的环境中被使用时，胸部阻抗可用于深度数据。因为很多去纤颤器已经将胸部阻抗测量合并在其内，场数据可容易适合于将阻抗数据转换成更有用和更准确的参数。

目前公开的系统可适用于不同的患者。因为放置在患者胸部上的位置传感器可被制造得小和重量轻，它可适合于用在幼儿或成人身上。例如，位置传感器可放置在如图30所示的用于成人CPR的可拆除的外壳51中。外壳可提供较大的表面积并配置成用于两只手的CPR。当被移除时，位置传感器可能较小并更适合于在幼儿身上的两手指CPR。

目前公开的系统可以在很多实施方式中实现，且反馈可经由反馈部件（例如，屏幕、扬声器、灯、蜂鸣器等）以各种形式传输到用户。例如，反馈可以是听觉的、视觉的或两者。反馈可显示在基本单元内的LCD显示器上。反馈也可能合并到位置传感器衬垫6本身中，如图31所示。衬垫上的反馈可以是显示器，或可以是以LED图形52的形式。音频反馈可通过基本单元内或位置传感器衬垫内的扬声器传送。音频反馈可以是语音提示和/或步幅节拍器的形式。

除了与CPR相关的提示以外，其它信息可被分程传递到用户。例如，系统可能能够探测到位置传感器和参考传感器之间的距离在操作范围之外。在这种情况下，系统可提示53用户将包含参考传感器的基本单元移动得较接近于位置传感器，如图32所示。

上文描述的本公开的实施方式被规定为仅仅是例子。可进行本公开的变更、修改和变化而不偏离本公开的预期范围。特别是，来自上述实施方式的一个或多个的选定特征可合并，以产生没有被明确描述的可选实施方式。还公开了在所公开的范围内的所有值和子范围。本文描述的主题旨在涵盖并包括技术中的所有适当的变化。所提到的所有参考资料特此通过引用被全部并入。

Claims

1.一种用于确定接受胸部按压的患者的胸部按压的深度的系统，所述系统包括：

场发生器，其适合于产生场；

复合场探测器，其包括彼此相距固定距离的至少两个线圈，所述场探测器适合于产生表示探测所述场的所述至少两个线圈中的任一个的响应信号；以及

处理器，其适合于从所述响应信号确定所述场探测器相对于所述场发生器的位置信息，并从所确定的位置信息确定所述胸部按压深度；

其中所述场发生器和所述场探测器中的一个是适合于当所述胸部接受按压时与所述胸部一致地移动的位置传感器，而所述场发生器和所述场探测器中的另一个是适合于相对于所述患者是静止的参考传感器，

并且其中所述复合场探测器中的每个线圈包括绕组，每个线圈具有垂直于相应的绕组所界定的平面的纵轴，其中每个线圈的纵轴实质上与所述胸部按压的方向平行。

2.如权利要求1所述的系统，其中所述复合场探测器中的每个线圈包括绕组，且每个线圈的绕组实质上平行于每个其它线圈的绕组。

3.如权利要求1到2中的任一项所述的系统，其中所述场发生器通过金属线与所述场探测器耦合。

4.如权利要求1到2中的任一项所述的系统，其中所述场发生器与所述场探测器无线地耦合。

5.如权利要求1到2中的任一项所述的系统，其中所述处理器还适合于从每个所述线圈接收信号，确定所述线圈之间的表观距离，并确定校正因子以校正所述位置信息中的畸变，所述校正因子基于所述线圈之间的所述表观距离和所述固定距离之间的任何差异来确定。

6.一种用于确定接受胸部按压的患者的胸部按压深度的系统，所述系统包括：

场发生器，其适合于产生场；

并且其中所述处理器还适合于从每个所述线圈接收信号，确定所述线圈之间的表观距离，并确定校正因子以校正所述位置信息中的畸变，所述校正因子基于所述线圈之间的所述表观距离和所述固定距离之间的任何差异来确定。

7.如权利要求6所述的系统，其中所述处理器还适合于在给定的时间定义每个所述线圈的初始位置，其中所述表观距离基于所述至少两个线圈中的一个从其自己的初始位置到所述至少两个线圈中的另一个的初始位置所行进的表观距离来确定。

8.如权利要求6到7中的任一项所述的系统，其中所述胸部按压深度通过形成在空间中实质上垂直于所述胸部按压深度的方向的平面来计算。

9.一种用于确定接受胸部按压的患者的胸部按压深度的系统，所述系统包括：

场发生器，其适合于产生场；

并且其中所述胸部按压深度通过形成在空间中实质上垂直于所述胸部按压深度的方向的平面来计算。

10.如权利要求9所述的系统，其中所述位置信息的坐标旋转到所述位置传感器的参考系中。

11.如权利要求10所述的系统，其中所述胸部按压深度通过确定从胸部按压的起始位置坐标到胸部按压的最终位置坐标的距离来计算，所述最终位置坐标相应于胸部按压的最终深度。

12.如权利要求9到11中的任一项所述的系统，其中所述场探测器是所述位置传感器，而所述场发生器是所述参考传感器。

13.如权利要求9到11中的任一项所述的系统，其中所述场发生器适合于放置在所述患者的胸部上，而所述场探测器适合于相对于所述患者是静止的。

14.如权利要求13所述的系统，其中所述位置信息在所述场发生器的参考系中，且所述胸部按压深度通过确定从胸部按压的起始位置坐标到胸部按压的最终位置坐标的距离来计算，所述最终位置坐标相应于胸部按压的最终深度。

15.如权利要求9-11和14中的任一项所述的系统，其中所述位置信息包括所述位置传感器的所测量的方位角。

16.一种用于确定接受胸部按压的患者的胸部按压深度的系统，所述系统包括：

场发生器，其适合于产生场；

并且其中所述位置信息包括所述位置传感器的所测量的方位角。

17.如权利要求16所述的系统，其中胸部按压的方向相对于垂直于所述患者的胸部的轴的角使用所述方位角来计算。

18.如权利要求16到17中的任一项所述的系统，其中所述位置传感器是可佩戴的。

19.如权利要求18所述的系统，其中所述位置传感器设置有弯曲传感器，用于感测所述位置传感器的方位。

20.如权利要求19所述的系统，其中来自所述弯曲传感器的测量数据用于校正来自所述位置传感器所测量的方位信息的噪声和畸变。

21.如权利要求16、17、19和20任一项所述的系统，其中在操作环境中的已知畸变的畸变图存储在所述处理器中，且所述处理器还适合于使用所述畸变图来校正所述已知畸变。

22.一种用于确定接受胸部按压的患者的胸部按压深度的系统，所述系统包括：

场发生器，其适合于产生场；

并且，其中在操作环境中的已知畸变的畸变图存储在所述处理器中，且所述处理器还适合于使用所述畸变图来校正所述已知畸变。

23.如权利要求22所述的系统，其中所述处理器还适合于探测在所述环境中已知畸变的存在，且响应于所探测的存在而自动发起所述畸变图的使用以校正所述已知畸变。

24.如权利要求22或权利要求23所述的系统，其中所述畸变图通过将所述场发生器和所述场探测器放置在所述操作环境中并确定在所述环境内的具体位置处的电磁场来创建。

25.如权利要求22到23中的任一项所述的系统，其中所述操作环境是救护车内部。

26.如权利要求22到23中的任一项所述的系统，还包括用于考虑支持所述患者的非刚硬表面的任何运动或移位的第二场探测器。

27.一种用于确定接受胸部按压的患者的胸部按压深度的系统，所述系统包括：

场发生器，其适合于产生场；

并且，其中所述系统还包括用于考虑支持所述患者的非刚硬表面的任何运动或移位的第二场探测器。

28.如权利要求27所述的系统，其中所述复合场探测器、所述第二场探测器和所述场发生器中的第一个适合于与所述非刚硬表面一致地移动，所述复合场探测器、所述第二场探测器和所述场发生器中的第二个适合于与所述患者的胸部一致地移动，而所述复合场探测器、所述第二场探测器和所述场发生器中的第三个适合于相对于所述患者是静止的。

29.如权利要求28所述的系统，其中通过确定适合于与所述非刚硬表面一致地移动的所述复合场探测器、所述第二场探测器和所述场发生器中的所述第一个与适合于与所述患者的胸部一致地移动的所述复合场探测器、所述第二场探测器和所述场发生器中的所述第二个之间的相对运动来考虑所述非刚硬表面的运动或移位。

30.如权利要求27到29中的任一项所述的系统，还包括随所述位置传感器提供的力传感器和压力传感器中的至少一个。

31.一种用于确定接受胸部按压的患者的胸部按压深度的系统，所述系统包括：

场发生器，其适合于产生场；

并且其中，所述系统包括还包括随所述位置传感器提供的力传感器和压力传感器中的至少一个。

32.如权利要求31所述的系统，其中所述处理器还适合于使用来自所述力传感器和所述压力传感器中的所述至少一个的数据来校正所述位置信息中的噪声、畸变和半球模糊度中的至少一个。

33.如权利要求31或32所述的系统，其中所述处理器还适合于使用所述位置信息计算来自所述力传感器和所述压力传感器中的至少一个的数据的校准常数。

34.如权利要求33所述的系统，其中所述校准常数将来自所述力传感器和所述压力传感器中的所述至少一个的数据转换成位置数据和深度数据中的至少一个。

35.如权利要求34所述的系统，其中所述处理器还适合于在没有位置信息的情况下使用来自所述力传感器和所述压力传感器中的所述至少一个的数据来计算所述胸部按压深度。

36.如权利要求35所述的系统，其中所述系统从电源接收功率，且所述处理器还适合于切断到所述场发生器的功率并使用来自所述力传感器和所述压力传感器中的所述至少一个的数据，来节省系统功率。

37.如权利要求31-32和34-36中的任一项所述的系统，其中所述处理器还适合于使用来自所述力传感器的数据来确定胸部反弹。

38.如权利要求31-32和34-36中的任一项所述的系统，还包括随所述参考传感器提供的加速计。

39.一种用于确定接受胸部按压的患者的胸部按压深度的系统，所述系统包括：

场发生器，其适合于产生场；

并且，其中所述系统还包括随所述参考传感器提供的加速计。

40.如权利要求39所述的系统，其中所述加速计适合于探测所述参考传感器的运动。

41.如权利要求40所述的系统，其中所述加速计所探测的运动用于校正所述参考传感器的任何运动。

42.如权利要求39到41中的任一项所述的系统，其中所述处理器还适合于接收胸部阻抗数据并使用所述胸部阻抗数据来校正所述位置信息中的任何噪声和畸变。

43.一种用于确定接受胸部按压的患者的胸部按压深度的系统，所述系统包括：

场发生器，其适合于产生场；

并且其中所述处理器还适合于接收胸部阻抗数据并使用所述胸部阻抗数据来校正所述位置信息中的任何噪声和畸变。

44.如权利要求43所述的系统，还包括外壳，所述位置传感器可移除地包含在所述外壳内。

45.一种用于确定接受胸部按压的患者的胸部按压深度的系统，所述系统包括：

场发生器，其适合于产生场；

并且其中所述系统还包括外壳，所述位置传感器可移除地包含在所述外壳内。

46.如权利要求45所述的系统，其中所述可移除的外壳是可移除的，用于对幼儿进行CPR。

47.如权利要求45到46中的任一项所述的系统，其中所述系统包括用于基于所确定的位置信息和所确定的胸部按压深度中的至少一个来向CPR施行者提供反馈的反馈部件。

48.如权利要求47所述的系统，其中所述反馈包括视觉提示、音频提示和触觉提示中的至少一个。

49.如权利要求45、46和48中的任一项所述的系统，其中所述参考传感器和所述处理器设置在基本单元中，且所述位置传感器与所述基本单元进行通信。

50.一种用于确定接受胸部按压的患者的胸部按压深度的系统，所述系统包括：

场发生器，其适合于产生场；

并且其中所述参考传感器和所述处理器设置在基本单元中，且所述位置传感器与所述基本单元进行通信。

51.如权利要求50所述的系统，其中电源设置在所述基本单元中，且所述位置传感器设置有辅助电源。

52.如权利要求50或权利要求51所述的系统，其中所述基本单元包括用于基于所确定的位置信息和所确定的胸部按压深度的至少一个来向CPR施行者提供反馈的反馈部件。

53.如权利要求52所述的系统，其中所述反馈包括视觉提示、音频提示和触觉提示中的至少一个。

54.一种用于确定接受胸部按压的患者的胸部按压的深度的复合场探测器，所述探测器包括：

彼此相距固定距离的至少两个线圈；

其中所述探测器适合于产生表示探测场的所述至少两个线圈中的任一个的响应信号，

并且，其中每个线圈包括绕组，每个线圈具有垂直于由相应的绕组所界定的平面的纵轴，其中每个线圈的纵轴实质上与所述胸部按压的方向平行。

55.如权利要求54所述的探测器，其中每个线圈包括绕组，且每个线圈的绕组实质上平行于每个其它线圈的绕组。

56.如权利要求55所述的探测器，还包括至少一个垂直场探测线圈，该至少一个垂直场探测线圈具有垂直于并围绕所述至少两个平行线圈的绕组。

57.如权利要求55或56所述的探测器，其中每个平行的线圈由多达两个的垂直场探测线圈围绕，所述垂直场探测线圈具有垂直于所述平行线圈并垂直于每个其它垂直线圈的绕组。

58.如权利要求56所述的探测器，其中所述平行线圈共享至少一个公共垂直线圈。

59.如权利要求54到56中的任一项所述的探测器，还包括用于耦合到场发生器的金属线。

60.如权利要求54到56中的任一项所述的探测器，其中所述探测器还适合于无线地耦合到场发生器。