JP2013519446A - 除細動器の充電 - Google Patents
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Abstract
Description
、および心室性不整脈検出器が挙げられる。AEDとは、除細動器(患者に制御された電気ショックを送達するデバイス)であって、AED治療に関して患者を評価し、患者をAED治療に結び付け、かつAED治療を開始させる過程を通じて、例えば介護者に「話し伝える」ための口頭プロンプトを該介護者に提供することにより、比較的使いやすくなっている、除細動器である。直前に述べたいくつかの医療用デバイスも、2つの別個の心波形すなわちVTおよびVFを認識することができる。
ことができる。この大規模な電気ショックは、心臓内の全ての心臓細胞を強制的に同時に脱分極させることができる。続いて、全ての心臓細胞が短い静止期に入る。期待されるのは、洞房結節(SA結節)が他の細胞のいずれよりも前にこのショックから回復し、その結果生じるリズムが、正常洞調律ではないにしてもパルスを生じるリズムである、ということである。
本明細書中に記載されたシステムおよび技術は、AEDのような除細動器の操作者にとって除細動を容易に利用可能にするため、さらには除細動器のバッテリー寿命を延長するための、除細動器の充電の制御に関する。例えば、システムは、救護者がCPRを施用している間にECG分析を実施することによって、除細動パルスが適切かどうかを判定することが可能であり、また、ユーザがまだCPRを実施している間にキャパシタまたはその他のエネルギー供給機構を充電することができる。その結果、エネルギーは、ユーザがショックを提供する時間が到来したときには既に貯蔵されていることが可能である。
area:AMSA)の値を計算することを含むことが可能であり、除細動デバイスの選択
的な充電は、計算されたAMSA値に基づいて、除細動デバイスを選択的に充電すること、または充電速度を決定することを含みうる。除細動デバイスの選択的な充電は、少なくとも約30秒の期間にわたって除細動デバイスを充電することを含みうる。除細動デバイスの選択的な充電は、少なくとも約1分の期間にわたって除細動デバイスを充電することを含みうる。
体外式除細動器はさらに、コントローラからの命令に応答して暫定的電気貯蔵デバイスを充電するための充電デバイスを備えることもできる。コントローラは、現行の胸部圧迫サイクルの終了時よりも、暫定的電気貯蔵デバイスを完全に充電するための所要時間とほぼ一致すると判定された時間だけ前に、暫定的電気貯蔵デバイスの充電を開始するようにさらにプログラムされてもよい。暫定的電気貯蔵デバイスはキャパシタであってよい。体外式除細動器はさらに、該除細動器に接続され、傷病者に接着するための接着材料を備え、かつ傷病者に暫定的電気貯蔵デバイスからの除細動ショックを送達するように配置構成された、電極パッドを備えることもできる。コントローラは、ECG信号の分析から、傷病者の心臓に対する除細動ショックが適切な治療法であると判定された場合にのみ、暫定的電気貯蔵デバイスを選択的に充電するようにさらにプログラムされてもよい。コントローラは、分析された1つ以上のECG信号に基づいて、傷病者の心臓に対する除細動ショックが適切な治療法かどうかを判定するようにさらにプログラムされてもよい。コントローラは、1つ以上のECG信号の分析に基づいて、暫定的電気貯蔵デバイスを充電するべきか、または暫定的電気貯蔵デバイスを充電せずに胸部圧迫を継続するようにユーザに指示するべきかを判定するようにさらにプログラムされてもよい。コントローラは、1つ以上のECG信号に基づいて、暫定的電気貯蔵デバイスの充電のための充電速度を決定するようにさらにプログラムされてもよい。コントローラは、現行の胸部圧迫サイクルの終了時までに残っていると判定された時間量に基づいて、暫定的電気貯蔵デバイスの充電のための充電速度を決定するようにさらにプログラムされてもよい。コントローラは、1つ以上のECG信号に基づいて、暫定的電気貯蔵デバイスの充電のための総電荷量を決定するようにさらにプログラムされてもよい。体外式除細動器はさらに、暫定的電気貯蔵デバイスの充電中の暫定的電気貯蔵デバイスの偶発的な放電を防止するために、1つ以上の安全連動保護装置を備えることもできる。コントローラは、振幅マグニチュードスペクトル面積(AMSA)の値を計算することにより1つ以上のECG信号を分析し、計算されたAMSA値に基づいて可変的な充電速度で暫定的電気貯蔵デバイスを選択的に充電するようにさらに構成されてもよい。
この説明は、制御された方式で除細動エネルギーを提供するためのシステムおよび技術について議論する。一般に、そのようなエネルギーは、キャパシタを充電することなどにより構築される必要があり、かつエネルギーの構築がかなりの時間をかけうることを必要とする。本明細書で議論される技術を使用して、システムは、除細動パルスを送達する時より前に(例えば救護者が胸部圧迫を行なっている間に)患者に必要なものを分析することが可能であり、またショックが必要とされる時よりも十分に前にキャパシタまたはその他の適切なエネルギー送達機構の充電を開始して、必要時に直ちにショックが送達されうるようにすることが可能である。
22へ送る。プロセッサ22は、傷病者が胸部圧迫手技を使用した蘇生処置を受けている間にECG信号を使用して傷病者の心臓を危険なリズムについてモニタリングする。
8の間、胸部圧迫を行なうように指示される。2分間のCPRインターバル中に、ECG分析が実施されて除細動器デバイスが充電される(インターバル310)。このCPRインターバルが完了した後、救護者はCPRを休止するように指示され(312)、ショック314は、除細動器デバイスが既に充電時間を得ているのでほぼ直ちに傷病者に送達されうる。救護者が胸部圧迫を中止する前に除細動器デバイスが完全に充電されるので、救護者が傷病者に胸部圧迫を送達していない時間は大幅に縮小可能であり、ショックは胸部圧迫の終了直後またはほぼ直後に送達されうる。例えば、CPRインターバルの終了とショックの送達(ショックを要するリズムが存在する場合)との間の経過時間は、約5秒未満(例えば約5秒未満、約3秒未満、約2秒未満、約1秒未満、約1/2秒未満)である。いくつかの実施形態では、救護者による胸部圧迫の中止とショックの送達との間の時間の長さは、AEDデバイスに傷病者へのショックの送達を行わせるためのAEDデバイス上のボタンを救護者が見つけて押圧するのに費やす時間によるものだけとなりうる。
ことであろうと判定した場合、AEDデバイスは充電を開始することができる。デバイスが充電している間、CPR胸部圧迫は継続する。AEDデバイスは、除細動器デバイスを充電するために使われる時間の長さに基づいた救護者が胸部圧迫を施用し続けるべき時間を、該救護者に任意選択で指示することができる。デバイスが完全に充電されれば、救護者は胸部圧迫を休止するように指示を受けることが可能であり、ショックは傷病者にほぼ直ちに送達可能である。
しない場合、傷病者は中断のない胸部圧迫を受ける。そのような胸部圧迫は心臓を正常動作に戻すことはないかもしれないが、それでも、より高度に訓練された救護者が到着して引き継ぐことができるまで、心臓を通る血液の潅流を最大限にすることができる。
非常に多く、アーチファクトの存在が大きい場合、分析の信頼性は低くなり胸部圧迫の無い状態で分析を再確認することが望ましくなる場合がある。
成功についての他の予測値(例えばSCE)が使用されうる。
するのに十分な電力出力を備えた除細動器内蔵型クランク発電機であってよい。発電機の一部として、付加的なエネルギー貯蔵素子、例えば、上述のスーパーバッテリーに内蔵されるようなバッテリー、またはいわゆる「ウルトラキャパシタ(ultracapacitor)」、例えばマックスウェル・テクノロジーズ(Maxwell Technologies)(米国サンディエゴ)により製造されたものであって例えば350ファラドの、部品番号BCAP0350 E270 T11などが含められることが好ましいであろう。ウルトラキャパシタは、救護者が発電機への力学的エネルギーの供給を停止したときに、信号増幅器およびディジタル処理回路のような低電圧回路用の電力を維持するために使用される。発電機用の力学的エネルギーは、別例として、患者の胸骨上に配置される、心肺蘇生法の際に圧迫される構造物に含められてもよい。現在、救護者の手がCPR時に患者の胸骨を圧迫している間に該救護者の手の下に配置された偏平なハウジング内の加速度計センサによって圧迫の深さを計測することにより、胸部圧迫を行っている救護者の成績を計測するデバイスが市販されている(CPR‐STATPADZ(登録商標)、ゾール・メディカル(ZOLL Medical)、米国マサチューセッツ州チェルムズフォード)。該ハウジングはさらに、胸骨の圧迫中に柔軟に変形するように構築されることにより、発電機のアクチュエータの運動を引き起こすこともできる(例えば米国特許第5,818,132号明細書に記載されているような直線運動型発電機)。米国心臓病協会の推奨の通り、一般的な患者は、必要とされる51mm(2インチ)の深さに胸骨を押し下げるためにおよそ45kg(およそ100ポンド)の力を必要とする。したがって、13〜25mm(0.5〜1インチ)のハウジングの変形を可能にすることにより、同じ胸骨の深さ51mm(2インチ)を達成するためには救護者の圧迫の深さは64〜76mm(2.5〜3インチ)に増大するであろうが、発電機効率40%を仮定すると、必要条件である2.5〜3ワットの必要電力を供給するであろう。別例として、ハウジングは、ばね留めされた二部品ハウジングであって該ハウジング内に収容された加速度計および発電機を備え、発電機アクチュエータの上方部分はハウジングの上方部分に添着され、発電機およびアクチュエータの下方部分は下部ハウジングに添着され、電力は上部ハウジングと下部ハウジングとの間の間隔が変更されると生成される、ハウジングであってよい。
ることも考えられる。標準的な市販の非晶質シリコン結晶系電池は、現時点では6.5平方センチメートル(1平方インチ)当たりおよそ45ミリワットを提供する。この電力は、高価な結晶系電池のほかに代替構造物を使用することにより倍増させることができる。したがって、この太陽電池は、本明細書中に記載されたシステムにとっては十分過ぎるほどの、4〜10ワットの電力を提供することができるであろう。人力発電機の手法と同様に、例えばデバイス使用時に救護者の影が太陽電池の前を通過する場合は、アナログおよびディジタル低電圧電子機器に電力を供給するために、ウルトラキャパシタのような電気エネルギー貯蔵素子が除細動器のキャパシタに加えて具備される、ということになる。したがって、故障しているかまたは除細動器に電力を供給できないほど性能が低下してしまったバッテリーを用いても、これならば既存の技術では現在利用できない緊急時に使用されるバックアップ電源を有することが可能である。好ましい実施形態では、故障したバッテリーを電子機器から遮断して、動作中に電力がバッテリーにより発電機または太陽電池から流用されないようにする、フェールセーフ型のスイッチ、継電器またはトランジスタが使用されるということになる。
スがCPRインターバルの終了時に完全に充電されるように、充電電流が選択されてもよい。これにより、長期間にわたって(例えば、約30秒より長時間、約45秒より長時間、約1分より長時間にわたって)低速で行われる充電がもたらされてもよい。例えば、ショックを要するリズムが初期に判定された場合、充電速度は比較的低くなりうる一方、初期にはショックを要するリズムはなかったが後にデバイスが胸部圧迫サイクル中にショックを要するリズムを感知した場合、充電速度は比較的速くなりうる。この充電は、救護者がCPR胸部圧迫を施用している間に行われる(とはいえ一部はCPR胸部圧迫の提供の終了後になされる可能性があるが、CPRのタイミングに実質的影響を及ぼすほどではない)。
おいて70%以上(例えば70%、80%、90%)の正確度のレベルに関連付けられたAMSAナンバーは、可能な限り速い除細動器の充電速度に関連付けることができる。AMSAナンバーが低値であるほど、充電速度は(例えば、50%の正確度のレベルに関連付けられたAMSAナンバーが観察されたときには半速度で充電)に設定される。
09年米国電気電子技術者学会センサ国際会議(I EEE Sensors 2009 Conference))に
記載されているような光ファイバーのpO2およびpCO2センサが挙げられる。ESPPTの感知のための場所は、重要臓器の生理学的状態との十分な相関を提供することが外傷性の心停止、ショックおよび心停止について従来の研究で示されている、口腔前庭内が好ましい。その他の場所は、耳の耳珠であってもよいし、動脈もしくは静脈において経静脈的であってもよいし、または光ファイバー針状プローブを介して骨格筋線維内であってもよい。
、インピーダンスカルジオグラフィ、および血圧計測値が、ショックを要するリズムが存在するかどうかの判定の一部として含められて分析アルゴリズムに組み入れられてもよい。該データのうちの少なくとも一部は、いかなるフーリエ変換またはその他の変換方法も該データに対して行われることなく時間領域に残りうる。パルスオキシメトリ、インピーダンスカルジオグラフィ、および血圧計測値は、パルスが存在するかどうかを判定するためにECGを補強するために使用されうる。カプノグラフィは心肺蘇生術の全体的な有効性を判定するために使用されうる。さらなる尺度として、米国特許7,220,335号明細書「胸部圧迫時の胸部圧迫の増強のための方法および装置(Method and Apparatus for Enhancement of Chest Compressions During Chest Compressions)」(この文献の内容は参照によりその全体が本願に援用される)、ならびに「ECGリズム通知法(ECG Rhythm Advisory Method)」という表題が付けられた米国特許出願第11/430,579号明細書(この文献の内容は参照によりその全体が本願に援用される)により教示される技法による胸部圧迫時の胸部圧迫の速度または加速度の計測値を挙げることもできる。
る。
Claims (34)
- 患者に電気療法を提供する方法であって、
患者からの1つ以上の生理的に生成される信号を分析することと、
胸部圧迫が患者に施用されている間に、1つ以上の生理的に生成される信号の分析に基づいて除細動デバイスを選択的に充電することと、
充電された除細動デバイスからの除細動ショックを提供することと
を含んでなる、方法。 - 除細動デバイスの選択的な充電は、傷病者の心臓に対する除細動ショックが生理的に生成される信号の分析から適切な治療法であると判定された場合に、除細動デバイスの充電のみを行うことを含んでなる、請求項1に記載の方法。
- 除細動ショックを提供する前に、分析された1つ以上の生理的に生成される信号に基づいて、傷病者の心臓に対する除細動ショックが適切な治療法であるかどうかを判定することをさらに含んでなる、請求項1に記載の方法。
- 除細動デバイスの選択的な充電は、1つ以上の生理的に生成される信号の分析に基づいて、除細動デバイスを充電するべきか、または除細動デバイスを充電せずに胸部圧迫を継続するようにユーザに指示するべきかを判定することを含んでなる、請求項1に記載の方法。
- 除細動デバイスの選択的な充電は、1つ以上の生理的に生成される信号に基づいて充電速度を決定することを含んでなる、請求項1に記載の方法。
- 除細動デバイスの選択的な充電は、現行の胸部圧迫サイクルの終了時までに残っていると判定された時間量に基づいて充電速度を決定することを含んでなる、請求項1に記載の方法。
- 除細動デバイスの選択的な充電は、1つ以上の生理的に生成される信号に基づいて総電荷量を決定することを含んでなる、請求項1に記載の方法。
- 除細動デバイスの選択的な充電は、除細動デバイスの充電中の除細動デバイスの偶発的な放電を防止するために、1つ以上の安全連動保護装置を設けることを含んでなる、請求項1に記載の方法。
- 1つ以上のECG信号の分析は、振幅マグニチュードスペクトル面積(AMSA)の値を計算することを含んでなり、
除細動デバイスの選択的な充電は、計算されたAMSA値に基づいて除細動デバイスを選択的に充電することを含んでなる、
請求項1に記載の方法。 - 除細動デバイスの選択的な充電は、少なくとも約30秒の期間にわたって除細動デバイスを充電することを含んでなる、請求項1に記載の方法。
- 1つ以上のECG信号の分析は、振幅マグニチュードスペクトル面積(AMSA)の値を計算することを含んでなり、
除細動デバイスの選択的な充電は、計算されたAMSA値に基づいた充電速度で除細動デバイスを充電することを含んでなる、
請求項1に記載の方法。 - 充電された除細動デバイスからの除細動ショックの提供は、胸部圧迫の施用が中止された後でショックを提供することを含んでなる、請求項1に記載の方法。
- 充電された除細動デバイスからの除細動ショックの提供は、胸部圧迫の施用中にショックを提供することを含んでなる、請求項1に記載の方法。
- 1つ以上の生理的に生成される信号とCPR信号との間の相互相関の強さを測定することをさらに含んでなる、請求項1に記載の方法。
- 除細動デバイスの選択的な充電は、測定された相互相関の強さに基づいて除細動デバイスを選択的に充電することを含んでなる、請求項1に記載の方法。
- 除細動ショックを提供する前に、傷病者の心臓に対する除細動ショックがCPR中の分析された1つ以上の生理的に生成される信号に基づいて適切な治療法であるかどうかを判定し、測定された相互相関の強さが閾値を上回る場合に、傷病者の心臓に対する除細動ショックがCPR圧迫の不在時における分析された1つ以上の生理的に生成される信号に基づいて適切な治療法であるかどうかを再確認する、請求項15に記載の方法。
- バッテリー電源は5ワット以下の連続出力を送達することができる、請求項1に記載の体外式除細動器。
- バッテリー電源は1個のCR123バッテリーである、請求項17に記載の体外式除細動器。
- バッテリー電源の故障の場合の、バッテリー電源の単なるバックアップとして少なくとも1つのバックアップ用バッテリーが提供される、請求項17に記載の体外式除細動器。
- 心臓障害の傷病者に自動制御されたショックを提供するための体外式除細動器であって、
電気エネルギー貯蔵源と、
該電気エネルギー貯蔵源と電気的接続状態にあってヒト傷病者に除細動ショックを送達することができる暫定的電気貯蔵デバイスと、
1つ以上の生理的に生成される信号を分析するように、かつ傷病者の胸部圧迫を指示すると同時に電気エネルギー貯蔵源からの暫定的電気貯蔵デバイスの充電を実施するようにプログラムされた、コントローラと
を含んでなる体外式除細動器。 - コントローラからの命令に応答して暫定的電気貯蔵デバイスを充電するための充電デバイスをさらに含んでなる、請求項20に記載の体外式除細動器。
- コントローラは、現行の胸部圧迫サイクルの終了よりも、暫定的電気貯蔵デバイスを完全に充電するための所要時間とほぼ一致すると判定された時間だけ前に、暫定的電気貯蔵デバイスの充電を開始するようにさらにプログラムされている、請求項20に記載の体外式除細動器。
- 暫定的電気貯蔵デバイスはキャパシタを含んでなる、請求項20に記載の体外式除細動器。
- 除細動器に接続され、傷病者に接着するための接着材料を備え、かつ傷病者に暫定的電
気貯蔵デバイスからの除細動ショックを送達するように配置構成された、電極パッドをさらに含んでなる、請求項20に記載の体外式除細動器。 - コントローラは、生理的に生成される信号の分析から、傷病者の心臓に対する除細動ショックが適切な治療法であると判定された場合にのみ、暫定的電気貯蔵デバイスを選択的に充電するようにさらにプログラムされている、請求項20に記載の体外式除細動器。
- コントローラは、分析された1つ以上の生理的に生成される信号に基づいて、傷病者の心臓に対する除細動ショックが適切な治療法かどうかを判定するようにさらにプログラムされている、請求項20に記載の体外式除細動器。
- コントローラは、1つ以上の生理的に生成される信号の分析に基づいて、暫定的電気貯蔵デバイスを充電するべきか、または暫定的電気貯蔵デバイスを充電せずに胸部圧迫を継続するようにユーザに指示するべきかを判定するようにさらにプログラムされている、請求項20に記載の体外式除細動器。
- コントローラは、1つ以上の生理的に生成される信号に基づいて、暫定的電気貯蔵デバイスの充電のための充電速度を決定するようにさらにプログラムされている、請求項20に記載の体外式除細動器。
- コントローラは、現行の胸部圧迫サイクルの終了時までに残っていると判定された時間量に基づいて、暫定的電気貯蔵デバイスの充電のための充電速度を決定するようにさらにプログラムされている、請求項20に記載の体外式除細動器。
- コントローラは、1つ以上の生理的に生成される信号に基づいて、暫定的電気貯蔵デバイスの充電のための総電荷量を決定するようにさらにプログラムされている、請求項20に記載の体外式除細動器。
- 暫定的電気貯蔵デバイスの充電中の暫定的電気貯蔵デバイスの偶発的な放電を防止するために、1つ以上の安全連動保護装置をさらに含んでなる、請求項20に記載の体外式除細動器。
- コントローラは、
振幅マグニチュードスペクトル面積(AMSA)の値を計算することにより1つ以上の生理的に生成される信号を分析し、
計算されたAMSA値に基づいて暫定的電気貯蔵デバイスを選択的に充電するように、さらにプログラムされている、請求項20に記載の体外式除細動器。 - コントローラは、
振幅マグニチュードスペクトル面積(AMSA)の値を計算することにより1つ以上のECG信号を分析し、
計算されたAMSA値に基づいた充電速度で暫定的電気貯蔵デバイスを選択的に充電するように、
さらにプログラムされている、請求項20に記載の体外式除細動器。 - 患者に電気療法を提供する方法であって、
患者からの1つ以上の心電図(ECG)信号を分析することと、
胸部圧迫が患者に施用されている間に、1つ以上の生理的に生成される信号の分析に基づいて除細動デバイスを選択的に充電することと、
胸部圧迫が施用されている間に、充電された除細動デバイスからの除細動ショックを提
供することと
を含んでなる、方法。
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