JP2015517892A - ベルト位置監視装置付き胸部圧迫ベルト - Google Patents

Abstract

ＣＰＲ（心肺蘇生術）を行うための自動胸部圧迫装置であって、圧迫機構上とＣＰＲ対象患者に対して固定された構造上とに配置されて多数回の圧迫動作の過程を通して圧迫機構の頭尾方向の移動を判定する距離センサを備える。

Description

関連出願の説明

本出願は、２０１２年６月１日提出の米国仮出願第６１／６５４，６４２号に基づく優先権を主張する。

以下に説明する本発明は、心肺蘇生術（ＣＰＲ）用の胸部圧迫装置の分野に関する。

心肺蘇生術（ＣＰＲ）は、心拍停止に陥った人を蘇生させる際に用いる周知の有益な救急処置法である。ＣＰＲは、心臓及び胸腔を締め付けて血液を体内に押し出すために、反復して胸部を圧迫する必要がある。肺に空気を供給するためには、口移し式呼吸等の人工呼吸又はバッグマスク装置が用いられる。救急処置の施術者が胸部圧迫を手で効果的に行った場合、体内の血流量は、正常な血流量の約２５％から３０％になる。しかしながら、熟練した医療補助者でも、十分な胸部圧迫を数分間以上続けることは困難である。Hightower他によるDecay in Quality of Chest Compressions Over Time（「胸部圧迫特性の経時的減衰」）26 Ann. Emerg. Med. 300 (Sep. 1995)。このように、ＣＰＲを用いた患者の生命維持・蘇生は、不首尾に終わることも多い。それでも、胸部圧迫を十分に続けることができるならば、心拍停止状態の人の生命を長時間に亘り維持することも可能である。長時間(４５分から９０分) に亘ってＣＰＲを続けた結果、心拍停止状態の人が冠状動脈バイパス手術により救命された、という報告も時折なされている。Tovar他によるSuccessful Myocardial Revascularization and Neurologic Recovery （「効果的な心筋血管再生手術と神経系の回復」）22 Texas Heart J. 271 (1995)参照。

血流を改善し、その場に居合わせた者による蘇生処置の効果を高めるために、ＣＰＲ実施用の各種機械的装置が提案されてきた。このような装置の一例では、ベルトを患者の胸部に配置し、そのベルトで胸部の圧迫を行っている。ベルトで患者の胸部を圧迫する胸部圧迫装置は、我々自身の特許、Mollenauer他のResuscitation Device Having a Motor Driven Belt to Constrict/Compress the Chest（胸部締め付け／圧迫用のモータ駆動ベルトを有する蘇生装置）米国特許第6,142,962号（2000年11月7日）；Sherman他のCPR Assist Device with Pressure Bladder Feedback（圧力ブラダフィードバック付きＣＰＲ支援装置）米国特許第6,616,620号（2003年9月9日）；Sherman他のModular CPR Assist Device（モジュール式ＣＰＲ支援装置）米国特許第6,066,106号（2000年5月23日）；及びSherman他のModular CPR Assist Device（モジュール式ＣＰＲ支援装置）米国特許第6,398,745号（2002年6月4日）に開示されている。これらの特許は、それぞれ出典を明記することによりその開示内容全体を本願明細書の一部とする。AUTOPULSE（登録商標）として市販されている我々の装置は、JensenのLightweight Electro-Mechanical Chest Compression Device（軽量電気機械式胸部圧迫装置）米国特許第7,347,832号（2008年3月25日）及びQuintana他のMethods and Devices for Attaching a Belt Cartridge to a Chest Compression Device（胸部圧迫装置にベルトカートリッジを取り付ける方法及び装置）米国特許第7,354,407号(2008年4月8日)を含む我々の先行特許にやや詳細に記載されている。

これらの装置は、手で行うＣＰＲに対する有効な代替手段であり、手によるＣＰＲよりも血液循環が向上するという報告も増えている。更に、心拍停止に陥った人の生存率も高まっている。AUTOPULSE(登録商標)ＣＰＲ装置は、極めて熟練度の高い救急処置室の医師による治療が期待される病院への搬送時に心拍停止状態の人を処置すべく、現場での使用が予定されている。AUTOPULSE(登録商標)ＣＰＲ装置は、こうした使用のために独自に構成されている。すなわち、すべての構成要素は、スケートボード程度の大きさの軽量バックボード内に収容されており、患者のもとに容易に持ち運び、患者の胸郭の下に滑り込ませることができる。重要な構成要素としては、圧迫ベルト、モータ、駆動軸及び駆動スプール、コンピュータ制御システム、及びバッテリ等が挙げられる。

ＣＰＲの別の側面への取り組みでは、ZOLL Medical Corporationにより有償提供されているＲｅａｌ ＣＰＲ Ｈｅｌｐ(登録商標)技術を用いると、ＣＰＲ実施中の胸部圧迫の監視が今や可能となっている。この技術は、米国特許第6,390,996号、第7,108,665号、及び第7,429,250号に記載されており、胸部の速度変化を測定するために加速度計を使用すること、並びに、加速度信号から各圧迫の深度を測定することを含んでいる。ZOLL社のＲｅａｌ ＣＰＲ Ｈｅｌｐ(登録商標)圧迫深度監視システムでは、手でＣＰＲを実施している人に、ＣＰＲの速度と深度をリアルタイムでフィードバックするために、この技術が使用されている。商業的には、これは、ＣＰＲ−Ｄ・ｐａｄｓ(登録商標)等のZOLL社製電極パッドで実現される。これは、又、アイフォンのアプリPocketCPR(登録商標)でも、使用訓練用として、実現される。同様の技術は、米国特許第6,066,106号及びその継続出願等のZOLL Circulation社に発行された多数の特許に記載されている、ZOLL Circulation社のＡｕｔｏＰｕｌｓｅ(登録商標)胸部圧迫装置等の自動ＣＰＲ胸部圧迫装置でも提供可能である。米国特許第6,390,996号、第7,108,665号、及び第7,429,250号は、又、患者の胸部を反復して締め付けてＣＰＲの胸部圧迫を行う膨張可能な胴着として米国特許第4,928,674号に記載された自動締め付け装置と組み合わせて圧迫深度監視技術を用いることを提案している。

Ｒｅａｌ ＣＰＲ Ｈｅｌｐ(登録商標)圧迫深度監視システムは、接着剤により患者の胸部に固定された電極パッドに加速度計を固定している故に、或いは患者の胸骨上の適切な位置に維持したＣＰＲ施術者の手に対して加速度計を固定している故に、患者の胸部に加速度計が固定されているため、手を使ったＣＰＲの実施中に、有益かつ明確なフィードバックを与える。ＡｕｔｏＰｕｌｓｅ(登録商標)装置を用いた自動ＣＰＲの実施中に提示され得る胸部圧迫情報は、ＡｕｔｏＰｕｌｓｅ(登録商標)装置と共に使用した圧迫ベルトが処置の間にずれないとすれば、明確なものであり得る。このずれがＡｕｔｏＰｕｌｓｅ(登録商標)を使用している救急救命士により視覚的に監視され得るならば、装置の使用中に圧迫ベルトが患者の胸部上でずれ上がったりずれ下がったりする場合に圧力深度を判定する一定の機構を設けることで、システムを改良することができる。

ＡｕｔｏＰｕｌｓｅ(登録商標)胸部圧迫装置を用いた自動胸部圧迫の実施中に、当該装置を用いたＣＰＲ施術者は、ベルトの頭尾方向下方／上方への移動に関与することがある。又、この装置は、患者を救急車に移して病院まで搬送し、患者を救急車から病院の救急処置室まで移送する時間を含む数分の間稼働されることがある。こうした全ての移送中に、圧迫ベルトは、患者の肩部に向かって上方（患者に対して上位）か、或いは、患者の腹部に向かって下方（患者に対して下位）のいずれかに移動する可能性がある。上述した参考文献は、いずれも、自動胸部圧迫装置の圧迫素子の水平方向の変位又は下降移動における不均一性を検出するための手段を提示していない。

以下に説明する装置及び方法は、ＣＰＲ圧迫装置の圧迫ベルトの頭尾方向位置を継続的に監視すると共に、圧迫ベルトの下降移動の均一性又は不均一性を継続的に監視するものである。以下に説明する一システムにおいて、これは、患者に対して固定された構造体上の複数の信号検出器と共に、能動信号発振器又は受動信号反射器であるマーカを取り付けた圧迫ベルトにより（逆に言えば、ベルトに固定された信号検出器と組み合わせて患者に対して固定されたマーカにより）実現される。使用時に患者の胸部に配置される圧迫ベルト（以下、通例、負荷分散バンドと呼ぶ）の構成要素として負荷分散パネルを用いるＡｕｔｏＰｕｌｓｅ(登録商標)に関して言えば、負荷分散パネル上にマーカ又は信号検出器を配置してもよい。

ベルトに取り付けられた構成要素の移動は、負荷分散バンド又は負荷分散バンドの一部の移動と連動している。固定された構成要素（ハウジング又は独立した支持ガントリ）が患者の主要部（圧迫ベルトにより圧迫されている胸部構成要素（胸骨、肋骨前部）を除く）に対して固定保持されているとすれば、患者の主要部に対する負荷分散バンドの前後移動及び（患者の身体の上下方向の）頭尾方向移動を、検出し測定することができる。前後移動を測定することにより圧迫深度を判定することができ、当該測定値を使用して、適正な圧迫を確認し、及び／又はＣＰＲ圧迫装置により自動的に行われる圧迫を調整することができる。頭尾方向移動を測定することにより、圧迫ベルトの、もしくは当該ベルトの負荷分散パネルの適正な位置決めを確認することができる。頭尾方向の移動の検出又は移動無しの検出により、患者の頭尾方向軸線に沿った圧迫ベルトもしくは負荷分散パネルの不適正な配置を判定し、或いは適正な配置を確認することができる。

検出器／発振器システムは、幾つかの原理に基づいて動作することができる。かかる検出器は、超音波距離センサであってもよく、対応するマーカは、反射面、光センサ、ＲＦＩＤセンサ、又は磁気センサから構成されてもよい。固定された構成要素に対向するベルト取り付け構成要素の相対位置は、互いに離間した二つの検出器と基本的な三角測量法とを用いて、判定することができる。固定された構成要素に対向するベルト取り付け構成要素の位置を計算し且つ圧迫ベルトの望ましい移動と望ましくない移動とを判定するために、発振器／検出器システムと協働してコンピュータ制御システムを用いることができる。適正な圧迫深度、不十分な又は過度の圧迫、圧迫ベルト又は負荷分散パネルの下方／上方への滑り、更には圧迫により引き起こされる患者の胸部の変化でさえも検出可能である。更には、無意識の胸部移動、又は換気に伴う移動を、識別して測定することができる。

以下に説明する第二の装置及び方法は、圧迫ベルトの水平方向の移動を検出するための一つ以上の加速度計と当該加速度計からの信号を解釈してベルトの水平方向の移動を判定するマイクロプロセッサ又は制御システムとを取り付けた圧迫ベルトを用いて、ＣＰＲ圧迫装置の圧迫ベルトの位置の、頭尾方向の上下動を継続的に監視すると共に、圧迫ベルトの下降移動の均一性又は不均一性を継続的に監視するものである。使用時に患者の胸部に配置される圧迫ベルトの構成要素として負荷分散パネルを用いるＡｕｔｏＰｕｌｓｅ(登録商標)に関して言えば、負荷分散パネル上に加速度計を配置してもよい。

ベルトに取り付けられた加速度計の移動は、負荷分散バンド又は負荷分散バンドの一部の移動と連動している。固定された構成要素が患者の主要部（圧迫ベルトにより圧迫されている胸部構成要素を除く）に対して固定保持されているとすれば、患者の主要部に対する負荷分散バンドの前後移動及び（患者の身体に対する上下の）頭尾方向の移動を、検出し測定することができる。米国特許第6,390,996号で提案されているように、前後移動を測定することにより圧迫深度を判定することができ、当該測定値を用いて、適正な圧迫を確認し、及び／又はＣＰＲ圧迫装置により自動的に行われる圧迫を調整することができる。更に、頭尾方向の移動を測定することにより、圧迫ベルトの、もしくは当該ベルトの負荷分散パネルの適正な位置決めを確認することができる。頭尾方向の移動の検出又は移動無しの検出により、患者の頭尾方向軸線に沿った圧迫ベルトもしくは負荷分散パネルの不適正な配置を判定し、或いは適正な配置を確認することができる。更に、前後移動を測定することにより、圧迫ベルト又は負荷分散バンドの均一な下降移動を確認することができる。均一な前後移動又は不均一な前後移動の検出により、圧迫ベルトの又は負荷分散バンドの適正な下降移動を確認し、不適正な下降移動を判定することができる。

ベルトに取り付けられた構成要素の位置に関して取得された情報を用いて、ベルトの位置及びベルトによる圧迫深度が、制御システムにより計算される。胸部圧迫ベルトの動作は、当該情報に応じて変更可能である。圧迫ベルトの動作は、取得した情報に応じて、調整可能である。例えば、著しい滑りが検出された場合、システムは、圧迫動作を中断してもよいし、及び／又は、救急救命士又は他のＣＰＲ施術者に、圧迫ベルトが適正位置から滑ったことを通知してもよい。又、システムを使用して、（気道閉鎖、処置中の胸部の自然リモデリング、又は医原性損傷に起因し得る）胸部コンプライアンスの変化を検出し、ＣＰＲ施術者に著しい変化について通知してもよい。又、システムを使用して、所定の圧迫深度に達するように胸部圧迫ベルトの動作を制御し、或いは、換気又は自然呼吸が位置データに反映されている場合には圧迫動作を中断してもよい。

上述した本発明は、距離センサにより判定される患者の体型に応じて変動するパラメータを用いてＣＰＲを実行するために使用することができる。距離センサは、患者の胸部の大きさと形状とを判定するために使用可能であり、制御システムは、患者の胸部が薄いか厚いか等の異なる生理機能を考慮して圧迫深度を変えることができる。距離センサ及び／又は加速度計は、胸部コンプライアンス即ち胸部弾性の測定と組み合わせて制御システムにより使用されることで、達成された圧迫深度と胸部に加えられた力との関係を判定し、その関係が患者の肋骨の損傷による胸部コンプライアンスの増加を示すときには圧迫深度の目標値を調整することができる。

患者に装着された胸部圧迫ベルトを示す図である。 図１の胸部圧迫装置の略横断面図である。 患者に装着された胸部圧迫ベルトを示す図であって、胸部圧迫装置の周囲に一対の発振器／検出器配列を配置した状態を示す図である。 図３の胸部圧迫装置の略横断面図である。 図３の胸部圧迫装置と同様の胸部圧迫装置を示す図であって、胸部圧迫装置に配設した支柱上に一方の配列を配置した状態を示す図である。 図５の胸部圧迫装置の略横断面図である。 図３の胸部圧迫装置と同様の胸部圧迫装置の略横断面図であって、ＣＰＲ圧迫装置のハウジング内に一方の配列を配置した状態を示す図である。 図３乃至図７の胸部圧迫装置と同様の胸部圧迫装置の略横断面図であって、患者の身体に付加的な発振器／検出器を配置した状態を示す図である。 患者に装着された胸部圧迫ベルトを示す図である。 図９の胸部圧迫装置の縦断面図である。 図９の胸部圧迫装置の縦断面図である。 図９の胸部圧迫装置の縦断面図である。 ピストン使用の胸部圧迫装置への移動検出システムの適用例を示す図である。 ピストン使用の胸部圧迫装置への移動検出システムの適用例を示す図である。 異なる胸部横断面を有する患者への胸部圧迫装置の適用例を示す図である。 異なる胸部横断面を有する患者への胸部圧迫装置の適用例を示す図である。 圧迫ベルトと患者との間に配設された距離センサと調整可能なブラダとを組み合わせた胸部圧迫装置の使用例を示す図である。 胸部弾性の変化を検出するための付加的な手段を備えた、図９及び図１０のシステムと同様のシステムを示す図である。 胸部弾性と圧迫深度との間の関係を示すグラフである。

図１及び図２は、患者１に取り付けられた、ＡｕｔｏＰｕｌｓｅ(登録商標)ＣＰＲ胸部圧迫装置と同様の胸部圧迫装置を示す図である。胸部圧迫装置２は、ベルト３により圧迫を加える。ベルト３は、右側ベルト部３Ｒ及び左側ベルト部３Ｌと、使用時に患者の胸部の前面に載置されるように構成された負荷分散パネル４Ｒ及び４Ｌと、幅の狭い引っ張りストラップ５Ｒ及び５Ｌとして図示された、分散部から駆動スプールまで延びるテンション部とを有する。（圧迫ベルトの全体を、従来技術では「負荷分散バンド」と呼ぶ。）右側ベルト部と左側ベルト部は、フック及びループファスナにより互いにしっかり留められ、アイレット６と突起部７により位置合わせされる。ベルトと患者の胸部との間には、ブラダ８が配置される。ベルトの幅の狭い引っ張りストラップ５Ｒ及び５Ｌは、先ず両側に位置するスピンドル９Ｌ及び９Ｒに掛け回した後、プラットホーム（図２に図示）内に位置する駆動スプールに巻き付け、使用時にベルトを締め付ける。胸部圧迫装置２は、プラットホーム１０と、（ベルトを含む）圧迫ベルトカートリッジ１１とを備える。プラットホームは、患者を載置するハウジング１２を含む。ハウジング内には、ベルトを締め付けるための手段と、プロセッサと、ユーザインタフェイスとが配置されている。装置の商業的実施形態では、ベルトを締め付けるための前記手段は、モータと、駆動トレイン（クラッチ、ブレーキ及び／又はギヤボックス）と、使用時にベルトが巻き付けられる駆動スプールと、を含む。

図２は、患者１に取り付けられた、図１の装置の横断面図である。その構成要素は、圧迫ベルト３Ｌ及び３Ｒと、ベルトの負荷分散部４Ｌ及びＲと、幅の狭いストラップ部５Ｌ及びＲと、ブラダ８と、スピンドル９Ｌ及びＲと、を含む。ハウジング１２内には、駆動スプール１３と、ベルトを駆動スプールに固定するスプライン１４とが配置され、モータと、駆動スプールを駆動してベルトをスプールに巻き付けるコンピュータ制御システムとにより、患者の胸部及び胸郭の周りにベルトを締め付けると共に、ＣＰＲを完遂すべく蘇生率を高める。プラットホーム（ハウジングの上面）上には、負荷プレート１５が配置されている。この図に示された解剖学的標識は、患者の胸骨１６と、脊柱１７と、左右の肩甲骨１８Ｒ及び１８Ｌと、を含む。標識を参照すると、胸部圧迫バンドは、負荷分散部が胸骨上の胸部（即ち、胸郭の前面又は前部）に位置するように、患者に巻き付けられ、幅の狭いストラップ部は、負荷分散部から下降して両側のスピンドルに巻回され、そこから駆動スプールまで延びる。両側のスピンドルは、典型的な患者の肩甲骨の真下又は側方に位置するように、装置の中央中心線から横方向に離間しており、その結果、圧迫バンドを締め付けると、胸部を前後方向に圧迫することになる。使用時には、患者はハウジングに対して固定され続ける必要がある。即ち、胸骨が脊柱方向へ圧迫されている間、患者の解剖学的部位の幾つかは、ハウジングに対して略固定された状態に留まる必要がある。実際上は、胸骨及び胸郭の前部が脊柱と肩甲骨とハウジングとに向けて下方に圧迫されている間、脊柱と肩甲骨はプラットホームに対して固定或いは略固定されたままである。

ベルトに関する我々の経験上では、ＣＰＲ実施中にベルトの位置を監視することが望ましい。我々の米国特許第6,390,996号、第7,108,665号、第7,429,250号に記載され且つＲｅａｌ ＣＰＲ Ｈｅｌｐ（登録商標）として市販されている圧迫深度モニタを用いて、ＣＰＲの臨界パラメータである圧迫深度に関するフィードバックを行うことができる。しかしながら、患者の上でベルトが上下に滑った、或いは、患者が動いた又は形状を変えたということを示す、システムの長手方向軸線に沿ったベルトの滑りを自動的に検出することが望ましい。滑りは、ベルトにより患者に加えられる力の相互作用により発生し得る。ＣＰＲの適用に作用する形状変化は、処置の実施中に胸部のリモデリングの結果として生じ得る。図３及び図４に関して説明したシステムは、この情報を提示することができると共に、圧迫ベルトの頭尾方向の移動に関する情報も提示することができる。

図３及び図４に示すように、発振器／検出器素子の配列組立体は、圧迫ベルトの上方で患者の周りに配置されており、検出器／発振器素子の配列は、圧迫ベルト上に配設されている。配列組立体は、患者及び圧迫ベルトの上方の支持構造上に配設された多数の発振器／検出器１９を含む。図３及び図４の支持構造は、圧迫ベルトの上方で患者の胸部の上方に適合するように大きさ及び寸法が決められており、圧迫装置のハウジングに固定されてもよい。圧迫ベルトそれ自体と、ベルト上に配置された多数の発振器／検出器２１とから、第二の配列組立体を構成してもよい。センサ配列の一方又は両方を、(任意の形態の)コンピュータに動作的に接続してもよい。当該コンピュータは、発振器／検出器素子の動作を制御し、発振器／検出器から送られた信号を受信し、信号を解析し、これらの信号から圧迫ベルト上の発振器／検出器素子の位置を算出してもよい。このコンピュータは、ＣＰＲ圧迫装置を直接制御するコンピュータの一部であってもよいし、それとは別体であってもよい。発振器／検出器の技術次第では、第二の配列は不要であり、ベルトの支持構造上に載置した単一の配列で所望の距離測定を行うことができる。例えば、超音波距離センサを用いて装置を実現する場合、発振器／検出器２１を、検出可能なマーカ又は超音波反射器と置換することができる。例えば、光センサを用いる場合、レーザ及びカメラ素子をガントリ上に載置し、マーカ（反射器）をベルト上に配置してもよい（ベルト自体を反射面として機能させてもよい）。

支持構造は、圧迫装置のハウジングに対して空間的に固定された発振器／検出器１９を保持するのに適した種々の形態を採り得る。図５は、図３の胸部圧迫装置と同様の胸部圧迫装置を示す図であって、胸部圧迫装置に配設した支柱上に一方の配列を配置した状態を示す図である。図６は、図５の胸部圧迫装置の略横断面図である。圧迫装置の構成要素は、先に図示された、ハウジング１２と、圧迫ベルト３Ｌ及び３Ｒと、ベルトの負荷分散部４Ｌ及びＲと、幅の狭いストラップ部５Ｌ及び５Ｒと、ブラダ８と、スピンドル９Ｌ及びＲと、を含む。発振器／検出器１９は、支柱２２Ｌ及び２２Ｒを備えた支持構造上に配置される。各支柱は、ハウジング１２上に載置され、装置を患者に装着したときに患者のわきの下に対応する領域において患者の両側でハウジングから垂直方向上向きに延びる。機械的支柱は、高さ約６インチ（１５ｃｍ）、直径約１インチ（２．５ｃｍ）でよい。ハウジング１２上に患者を位置決めする際には、各支柱が患者のわきの下（腋窩）内に或いはその近傍に位置するように、患者は位置決めされる。支柱は、患者をボード上に位置決めする際の簡単なガイドを構成するという第二の利益を提供する。支柱は、圧迫装置の搬送及び収納時には、ハウジングの凹部内に折り畳んで収容してもよく、患者をボード上に載置した後で垂直に立ててもよい。支柱は、手で或いは機械的に直立させることができる。

図７は、図３の胸部圧迫装置と同様の胸部圧迫装置の略横断面図であって、ＣＰＲ圧迫装置のハウジング内に一方の配列を配置した状態を示す図である。この図において、構成要素は、図３及び図４の胸部圧迫装置の構成要素と同様であり、圧迫ベルト３Ｌ及び３Ｒと、ベルトの負荷分散部４Ｌ及び４Ｒと、幅の狭いストラップ部５Ｌ及びＲと、ブラダ８と、スピンドル９Ｌ及び９Ｒと、駆動スプール１３、及びハウジング１２内でベルトを駆動スプール１５に固定するスプライン１４と、プラットホーム上の負荷プレート１５と、を含む。図では又、胸骨１６と、脊柱１７と、左右の肩甲骨１８Ｒ及び１８Ｌとを含む解剖学的標識が示されている。発振器／検出器２３の第一の配列は、ハウジング内に又はハウジング上に配置されており、ハウジングの幅（装置及び患者の中央／幅方向軸線）及びハウジングの長さ即ち高さ（患者の頭尾方向軸線に対応する）の方向に分散させてもよい。必要に応じて、発振器／検出器２４の第二の配列を、圧迫ベルト内に又は圧迫ベルト上に配置し、ベルトの幅方向と長さ方向に分散させてもよい。発振器／検出器２４（ベルト上の配列）は、ハウジング上の発振器／検出器２３に整合させてもよい。ベルト上の発振器／検出器がハウジングの上面等の既存の構造を使用することができる場合には、距離測定の実施に用いる技術に応じて、ベルト上の発振器／検出器をハウジング上の対応する配列と共に使用してもよい。又、システムの実現に用いる技術に応じて、発振器／検出器２４を、検出可能なマーカ又は反射器と置換することができる。同様に、ベルト上の既存の構造を、ハウジング上の発振器／検出器の配列と協働して使用することにより、距離センサに必要な反射面を構成してもよい。

図８は、図３乃至図６の胸部圧迫装置と同様の胸部圧迫装置の略横断面図であって、患者の身体に付加的な身体装着用発振器／検出器２８を配置した状態を示す図である。発振器／検出器２８は、発振器／検出器２１との場合のように、身体装着の発振器／検出器及びハウジングに対して固定された発振器／検出器の位置を判定するために発振器／検出器１９又は２３と相互使用が可能である。発振器／検出器は、胸骨の近傍且つブラダの下方で、患者に直接装着することができ、付加的な身体装着用の発振器／検出器は、患者の胸郭又は腹部上に横方向に配置することができる。身体装着用の発振器／検出器は、圧迫装置を患者に取り付ける前に通常は患者に装着される除細動器の電極パッド内に組み込むことができる。発振器／検出器２８を発振器／検出器１９又は２３と共に用いることにより、制御システムは、階下への、或いは、凹凸地形上での、或いは、救急車での患者の搬送時に起こり得るハウジングに対する患者の位置の大きな望ましくない変化を検出するように動作可能である。

検出器／発振器システムは、幾つかの原理に基づいて動作することができる。（米国特許第6,690,616号に記載されたセンサのような）非接触型の超音波距離センサを使用してもよい。本実施形態では、超音波発振器／検出器（超音波を発振し、すぐ近くの物体から反射した超音波を検出する素子）が支持構造上に配置されている。超音波距離測定は、．０５％までの精度を持つことができる。（米国特許公報第2002/0147534号に記載されているような）RF Near Object Detection （ＲＦ近接物体検出）技術が採用可能である。ガントリ又は支柱上に近接して配設したレーザ発振器と光検出器とを使用し、レーザ光を圧迫ベルトの表面又は空間的に設けた反射器上に導き、反射したレーザ光を検出する光距離センサを採用することができる。又、Geheb他のMethod and Apparatus for Enhancement of Compressions During CPR（ＣＰＲ実施中の圧迫効果を高めるための方法及び装置）米国特許第7,220,235号（2007年5月22日）及びCenten他のReference Sensor For CPR Feedback Device (ＣＰＲフィードバック装置用の基準センサ)米国特許公報第2012/0083720（2012年4月5日）に記載された電磁波源とセンサとを用いる磁気モーションセンサを使用してもよい。これらの技術は、圧迫ベルトにより達成される圧迫深度の計算には十分なものである。

滑り、即ち患者に対するベルトの頭尾方向の移動を判定するために、各配列は支持構造上に、（直線上に配列されずに）面を画定する３個の検出器を有し、少なくとも１個の発振器が、圧迫ベルト上の、胸部の動きに最もぴったり従う位置に配置されている。各検出器から発振器までの測定された距離に基づいた基本的な三角測量法による計算値を用いて、発振器の位置、従ってベルトの位置が算出される。このように、３個の検出器により画定された面から外れるベルト装着発振器の位置変化は、圧迫ベルトの頭尾方向の移動又はベルトの頭尾方向の傾きとして解釈される。

センサ配列から取得したデータを解釈するコンピュータは、ベルト上のセンサの動きを追跡し且つこれをベルト位置として判定するようにプログラムされる。このデータは、ベルトにより付与される圧迫の深度を判定し且つ圧迫動作中のベルトの頭尾方向の動きを判定するために、コンピュータにより処理することができる。蘇生を試みてシステムを起動すると、システムは、支持構造又はハウジングの発振器／検出器／マーカに対するベルトの初期位置を判定する。システムは、初期配置が正しいと判定してもよいし、配置がオペレータの望み通りだという確認をするようにオペレータを促してもよい。（ベルト及びハウジング上に発振器／検出器／マーカを付加することにより、システムは、配列、ベルト、及びハウジングが全てシステムの前後方向軸線上に適正に整列しているということも確認することができる。）その後、コンピュータシステムは、対応する配列上の発振器と検出器との間の距離に対応するデータを提供する配列から取得したデータを解析し、ベルトの頭尾方向の移動を判定する。図８に示した付加的な発振器／検出器を参照すると、コンピュータは、支持構造又はハウジング上のセンサの動きを追跡し且つこれを患者の位置として判定するようにプログラムされる。このデータは、支持構造又はハウジングに対する患者の移動を判定するためにコンピュータにより処理することができる。蘇生を試みてシステムを起動すると、システムは、支持構造又はハウジングに対する患者の初期位置を判定する。システムは、初期配置が正しいと判定してもよいし、患者の配置がオペレータの望み通りだという確認をするようにオペレータを促してもよい。その後、コンピュータシステムは、対応する配列上の発振器と検出器との間の距離に対応するデータを提供する配列から取得したデータを解析し、患者が支持構造又はハウジングに対して移動したかどうかを判定する。所定の限界値を超えたベルトの頭尾方向移動量が検出されると、ＣＰＲ圧迫装置を制御するコンピュータは、以下の動作のうち一つ以上を行うように装置の動作を管理する。（１）ＣＰＲ施術者によりリセットされるまで圧迫動作を中止する、（２）滑りが検出されたという事実を表示するようにＣＰＲ施術者を促す、及び／又は（３）圧迫動作を続けながら圧迫深度又は圧迫速度を調整して或いは圧迫波形を調整して滑りを考慮する。現在、ＡｕｔｏＰｕｌｓｅ(登録商標)胸部圧迫システムで用いられるベルトに対しては、頭尾方向下方移動量（腹部方向への移動量等の、患者の解剖学的構造に対して下方移動量）の所定の限界値は、約０．５インチ乃至１インチ（１．２５ｃｍ乃至２．５ｃｍ）とすべきであり、一方、頭尾方向上方への移動量（患者の頭部方向への移動量等の、患者の解剖学的構造に対して上方への移動量）の所定の限界値は、約０．５インチ乃至１インチ（１．２５ｃｍ乃至２．５ｃｍ）とすべきである。患者の解剖学的構造の言葉で表現すると、所定の限界値を決定するために、剣状突起より下側のベルト部分の移動量又は胸骨切痕より上側のベルト部分の移動量を使用してもよい。かくして、バンドの頭尾方向上縁部と下縁部に発振器／検出器ペア素子を配置し、或いは、バンドの頭尾方向上縁部と下縁部の方向に光発振器／検出器を向けて、バンドの縁部からの平均距離とバンドの平均的初期配置における解剖学的標識とを判定することにより、所定の限界値を、患者の剣状突起の下側又は胸骨切痕の上側０．５インチ（１．２５ｃｍ）として表すことができる。

ＣＰＲ圧迫深度を制御するコンピュータは、検出された圧迫深度に応じて、駆動スプールに巻き付けられるベルト量を増減することにより、患者に加えられる圧迫量を増減することができる。又、コンピュータは、（１）ＣＰＲ施術者によりリセットされるまで圧迫動作を中止する、（２）圧迫深度が過度である又は不十分であるという事実を表示すべくＣＰＲ施術者を促す、及び／又は（３）１．５乃至２インチ（３．７５乃至５ｃｍ）の所望の深度まで圧迫を行うべく圧迫深度を調整する、及び／又は（４）圧迫波形又は圧迫速度を調整する、ように装置の動作を管理することができる。

ＣＰＲ圧迫深度を制御するコンピュータは、支持構造又はハウジングに対する患者の検出された変位量に応じて、（１）ＣＰＲ施術者によりリセットされるまで圧迫動作を中止する、及び（２）許容範囲を超える患者の移動が検出されたという事実を表示すべくＣＰＲ施術者を促す、及び／又は（３）推奨される１．５乃至２インチ（３．７５乃至５ｃｍ）未満又は超の深度までの圧迫を達成するように圧迫深度を調整する、及び／又は（４）圧迫波形又は圧迫速度を調整する、ように装置の動作を管理することができる。

図９及び図１０は、患者１に装着されたＡｕｔｏＰｕｌｓｅ(登録商標)ＣＰＲ胸部圧迫装置と同様の胸部圧迫装置を示す図である。胸部圧迫装置２と、右側ベルト部３Ｒ及び左側ベルト部３Ｌ、分散部４Ｒ及び４Ｌ、及び幅の狭い引っ張りストラップ５Ｒ及び５Ｌを有するベルト３と、その他構成要素は、図１に関して先に説明したものと同様である。ベルト上には、ベルトの頭尾方向軸線に沿って、加速度計２９及び３０が配設されている。図示したように、加速度計は、負荷分散パネル上に配置される。加速度計は、制御システム及び適切なプログラミングと協働して、患者の頭尾方向軸線及び前後方向軸線（並びに横方向の左右軸線）に沿ったベルトの加速度を検出し、患者の頭尾方向軸線と前後方向軸線とに沿ったベルト及びベルトの異なる部分の移動距離を判定するために使用することができる。制御システムは、更に、望ましくない移動（過度の移動又は不均一な移動）を検出すると、圧迫装置と連係したディスプレイを作動させてオペレータに警告を発する、及び／又は装置の圧迫動作を中止する、及び／又は圧迫深度を変更する、及び／又は圧迫波形又は圧迫速度を調整する、ようにプログラムされる。

図１０は、患者１に装着した、図９の装置の側面図である。構成要素は、先の各図面に関して説明したものと同様であり、圧迫ベルト３Ｌ及び３Ｒと、ベルトの負荷分散部４Ｒ及び４Ｌと、幅の狭いストラップ部５Ｒ及び５Ｌと、ブラダ８と、スピンドル９Ｌ及び９Ｒと、駆動スプール１３と、スプライン１４と、負荷プレート１５と、を含む。この図に示された解剖学的標識は、胸骨１６と脊柱１７とを含む。標識を参照すると、胸部圧迫バンドは、負荷分散部が胸骨上の胸部（即ち、胸郭の前面又は前部）に位置するように、患者に巻き付けられ、幅の狭いストラップ部は、負荷分散部から下降して両側のスピンドルに巻回され、そこから駆動スプールまで延びる。図２に関して説明したように、両側のスピンドルは、典型的な患者の肩甲骨の真下又は側方に位置するように（図２参照）、装置の中央中心線から横方向に離間しており、その結果、圧迫バンドを締め付けると、胸部を前後方向に圧迫することになる。

図１１及び図１２は、図９及び図１０の胸部圧迫装置の縦断面図であり、システムが検出しようとするベルトの滑り及び移動の類型を示している。図１１において、ベルトは、ハウジング及び患者の頭尾方向軸線に沿って水平方向に移動している。この水平方向の移動は望ましくない。理由は、ベルトの負荷分散部が駆動スプール及び負荷プレート上に中心決めされたその本来の位置にあるときに患者の胸部（胸郭の前面）上でも正しく位置するようにハウジングに対して患者が位置決めされており、従って、幅の狭いストラップを通して加えられる張力が頭尾方向軸線に沿って非効率に引っ張る方向ではなく略全体として前後方向軸線に沿った方向（仰向けの患者に装着したときの前後方向、即ち真っ直ぐ下方）に向けられるようにベルトの幅の狭いストラップ部が垂直方向に（可能な限り垂直方向近傍に）整列している、とシステムが推定してしまうためである。

図１２において、ベルト特にベルトの負荷分散部は、圧迫動作中に負荷分散部の下限が負荷分散部の上限よりも更に下方に移動するという意味で、ベルトの締め付け時に傾斜する。ベルトの極端な非対称移動は望ましくない。理由は、ベルトの負荷分散部が駆動スプール及び負荷プレート上に中心決めされたその本来の位置にあるときに患者の胸部（胸郭の前面）上でも正しく位置するようにベルトが正しく位置決めされており、その結果、負荷分散部が胸骨上に配置され患者の胸郭に作用する、という推定が期待できないためである。ベルトの極端に不均一又は非対称的な前後方向への移動は、ベルトの頂部（上部）が底部（下部）と比べて後方により多く移動するか或いはより少なく移動するかという意味で、ベルトが患者に対して移動して、ベルトの下部が患者の腹部に当接するか、或いはベルトが何らかの障害に遭遇するという徴表であり得る。それは、又、患者の胸郭の圧迫に対する応答性が著しく変化したという徴表でもあり得る。変化は、肋骨の損傷、胸骨の損傷、或いは、胸部圧迫の反復に対する正常な応答に起因し得る。固定された基準センサを参照して或いは参照せずに胸部圧迫深度を判定するための、我々の先行特許に開示された技術を用いて、ベルトの水平方向の頭尾方向移動及び／又はベルトの横方向移動に関する加速度データを提供するために、加速度計を容易に使用することができる。容易に入手可能な三軸加速度計を用いて、ベルトの頭尾方向軸線に沿った様々な位置で胸部圧迫深度を判定することもできる。

好ましくは患者の中心線近傍でベルトの負荷分散部に固定された加速度計により、ベルトの初期配置に対するベルトの頭尾方向位置に対応する加速度計信号を取得することができる。ＣＰＲ胸部圧迫装置を使用する場合、システムの設置及び始動のために、人間のオペレータを必要とするので、ベルトの初期位置は正しい位置であると推定することができ、移動量を計算するための始点として始動時の固定加速度計データを用いて、位置検出システムを移動の監視のために使用することができる。又、我々は患者の胸部に対するベルトの移動に関与しているので、患者がハウジングに対して略固定されているとすれば、ハウジング上に配置された基準加速度計は、ハウジングの全体の移動量を検出するために使用することもでき、ハウジング搭載加速度計の信号とベルト搭載加速度計の信号とを組み合わせて（減算して）ハウジングに対向するベルトの移動量を判定してもよい。

ベルトの頭尾方向の移動を検出するために、加速度計は、加速度感度（加速度計メーカにより使用される技術用語）の軸線をベルトの頭尾方向軸線（ハウジング及び患者の頭尾方向軸線に対応する）に芯合わせした状態で、圧迫ベルトに連結される。ベルトの前後方向の移動を検出するために、加速度計は、加速度感度（加速度計メーカにより使用される技術用語）のアクセスをベルトの前後方向軸線（ハウジング及び患者の前後方向軸線に対応する）に芯合わせした状態で、圧迫ベルトに連結される。三軸加速度計（即ち、単一の装置内に３個の加速度計を互いに直行する方向に配設したもの）を使用する場合、ベルトの左右方向の移動に関する加速度データを提供するために、残りの軸線を使用することもできる。我々のＰｏｃｋｅｔＣＰＲ（登録商標）装置で使用されているＡｎａｌｏｇ Ｄｅｖｉｃｅｓ ＡＤＸＬ３４５三軸デジタル加速度計を、ここで説明した装置内で使用してもよいし、Ａｎａｌｏｇ Ｄｅｖｉｃｅｓ ＡＤＸＬ３２１二軸加速度計又は２台のＡＤＸＬ１０３一軸加速度計を使用してもよい。頭尾方向加速度計は、マイクロプロセッサ（加速度データを解析するために使用されるコンピュータは、装置の胸部圧迫動作を制御するコンピュータと同じであってもよいし、別個のマイクロプロセッサ又はコンピュータであってもよい）に加速度信号を付与するように作動し、制御システムは、加速度信号に基づいて、加速度計がその本来の位置から移動する頭尾方向の距離を算出するようにプログラムされる。前後方向の加速度計は、マイクロプロセッサ（加速度データを解析するために使用されるコンピュータは、装置の胸部圧迫動作を制御するコンピュータと同じであってもよいし、別個のマイクロプロセッサ又はコンピュータであってもよい）に加速度信号を付与するように作動し、制御システムは、加速度信号に基づいて、加速度計がその本来の位置から移動する前後方向の距離を算出するようにプログラムされる。（加速度感度の軸線を患者の各軸線に芯合わせすることが好ましいが、必須ではない。しかしながら、加速度計により提供される加速度信号は、その加速度感度の軸線に沿って最も強くなっている。適正な距離判定値を得るために、計算の過程で芯合わせ不良を考慮することができる。）

胸部圧迫装置の始動時には、加速度計は、下／後方向平面及び前後方向平面内で静止するべきであり、従って、加速度計（又は各加速度計）は、加速度ゼロ及び速度ゼロを示す信号を出力すべきである。圧迫動作の開始に先立ち、制御システムは、装置上の表示を介して、或いは、スピーカを介して、ベルトの適正な配置の確認を行うようにユーザを促す。ユーザの入力（スタートボタン（物理的又はタッチスクリーン）又はキーボードコマンドを押すこと、又は他の入力）に応答して、制御システムは、圧迫ベルトの動作を開始し、患者の胸郭周りの一連のベルトの締め付け及び緩めを反復して行う。制御システムは、この位置がベルトの、従って、加速度計の許容可能な位置であると仮定して、プログラムされる。制御システムは、測定された下／後方向距離を、所定の距離又は複数の距離と比較し、ベルトが下／後方向軸線内でどの程度移動したかに応じて出力を行うように、プログラムされる。制御システムは、算出された距離に応じてＣＰＲ施術者又は他のシステム構成要素に出力するようにプログラムを組まれており、且つ、判定された距離に応答してベルトの動作を制御するようにもプログラムされる。

例えば、不可避ではあるが重要ではない（１乃至２ｃｍの範囲の）僅かな滑りを検出した際には、制御システムは、プラットホーム上のディスプレイを作動させて、テキスト又はアイコンを含む視覚的表示要素を提示することにより、ベルトの下／後方向位置が本来の位置から公称偏差範囲内にあることを示すことができる。

公称移動範囲を超えてはいるが動作不良の徴表ではないと推定される著しい下／後方向の移動を検出した際には、制御システムは、ディスプレイを作動させて視覚的表示要素を提示するか、或いは、スピーカを作動させて音声プロンプトを提示することにより、ベルトが十分な距離を移動したことを示して、ベルトが依然として適切に配置されているかを点検及び確認させるようにしている。

患者の腹部又は咽喉部方向へのベルトの許容できない滑りの徴表であると推定される程度まで公称範囲を超えた過度の下／後方向への移動を検出した際には、制御システムは、ディスプレイを作動させて視覚的表示要素を提示するか、或いは、スピーカを作動させて音声プロンプトを提示することにより、オペレータに著しい下／後方向の移動が検出されたということを通知するように、プログラムされる。更に、制御システムは、ベルト締め付け機構の動作を停止させ、システムを、ベルトを完全に緩める等の安全状態まで復帰させるようにプログラムされる。制御システムは、又、推奨される１．５乃至２インチ（３．７５乃至５ｃｍ）未満又は超の深度までの圧迫を達成するように圧迫深度を調整する等、中間ステップに進むように、及び／又は、（４）圧迫波形又は圧迫速度を調整するようにプログラムされる。ベルトの下方移動の許容できない不均一性の徴表と推定される程度まで公称範囲を超えた、過度に非対称又は不均一な前後方向の移動を検出した際には、制御システムは、ディスプレイを作動させて視覚表示要素を提示するか、或いは、スピーカを作動させて音声プロンプトを提示することにより、著しく不均一な動作が検出されたことを操作者に通知するようにプログラムされてもよい。加えて、制御システムは、ベルト締め付け機構の動作を停止させ、ベルトを完全に緩める等の安全状態にシステムを復帰させるようにプログラムされてもよい。制御システムは、推奨される１．５乃至２インチ（３．７５乃至５ｃｍ）未満又は超の深度までの圧迫を達成するように圧迫深度を調整する等、中間ステップに進むように、及び／又は、（４）圧迫波形又は圧迫率を調整するようにプログラムされてもよい。移動の公称範囲を超えているが動作不良の徴表とは推測されない、ベルトの下方移動の著しい不均一性を検出した際には、制御システムは、ディスプレイを作動させて視覚表示要素を提示するか、或いは、スピーカを作動させて音声プロンプトを提示することにより、ベルトが著しく不均一な下方移動を行ったことを示して、ベルトが依然として適切に配置されているか、システムが適切に動作しているか、且つ患者が期待通りの反応を示しているかを点検及び確認させるようにプログラムされる。

滑り検出及び不均一性検出の両方について、装置の制御システムは、検出されたベルトの移動に応答してベルトの動作を制御すると共に、何らかの関連する表示又は音声出力の動作を制御して、上述したものに加え、様々な勧告出力を提供するようにプログラムすることができる。水平滑りの検出には、単一の加速度計のみが必要となる。不均一な下方移動の検出には、２つ以上の加速度計を使用し得る。更に多くの加速度計を用いることで、圧迫中の胸部形状をより詳細に判定することができる。

システムを、負荷分散バンドを用いるＡｕｔｏＰｕｌｓｅ（登録商標）ＣＰＲ圧迫装置に類似したＣＰＲ圧迫装置に関連して、滑りの検出に重点をおいて説明してきた。配列は、Lachの米国特許第4,770,164号（1988年9月13日）Resuscitation Method and Apparatus（蘇生方法及び装置）において提案されたシステム等、他の自動又は電動胸部圧迫ベルトシステムに応用することができる。更に、装置は、患者の胸部及び胸郭にベルトを巻き付ける手段として、商業的に実現されたドライブスプール及びモータと共に図示されている。上述したシステムは、患者の胸部及び胸郭にベルトを巻き付ける本手段又は他の任意の手段と共に使用することが可能であり、これにはLachの特許、及びKellyの米国特許第5,738,637号Chest Compression Apparatus for Cardiac Arrest（心拍停止患者用の胸部圧迫装置）等の関連特許に開示された多数の機構が含まれる。

ＬＵＣＡＳ（登録商標）システム（米国特許第7,569,021号に記載）において、ピストンは、バックプレートに対して所定の位置で堅固にロックされているため、図３及び４のシステムのように、患者の基部構造に対して固定された支持構造を用いて、配列の１つを支持することができる。米国特許第7,569,021号に記載の剛体脚部は、配列の支持構造として使用し得る。必要なマーカ又は対応する第２の発振器／デタクタ配列は、患者の胸部上、除細動に用いられる電極組立体内、又は分離した配列内、或いはピストン自体の外縁上に配置することができる。システムは、ＬＵＣＡＳ（登録商標）ＣＰＲ胸部圧迫システム等のピストンに基づくシステムに応用し、使用中のシステムの不要な傾斜、又は胸骨の標的領域と相対的なピストンの移動を検出することができる。この応用は、ピストン３１及びピストン駆動機構３２が支持アーム３３に懸架されたＬＵＣＡＳ（登録商標）システムを示す図１３及び図１４に図示されており、支持アームは、剛体のバックボード３４に固定されている。ピストンとバックボードとの間の空間には、心停止患者が収容される。最初に患者に対して設置する際に、ピストンは、垂直に調整し、患者の胸部に当たる圧迫パッド３５の下面を水平にする。装置全体は、初期配置後、傾斜の影響を受ける。圧迫パッドに装着され、頭尾方向の軸線に沿って配置された加速度計を、例えば、１つの加速度計３６（図１４）を第２の加速度計３７の下方側に配置し、それぞれ頭尾方向の軸線及び前後方向の軸線に整合された感度軸線を有する状態とすることにより、制御システムは、圧迫パッドの配向性を判定して、圧迫パッドが元々の水平配向から逸脱したかを判定し、圧迫ベルトシステムに関して上述したものに類似する形で、装置、或いは関連する表示又は音声出力を制御することができる。水平配向からの逸脱は、加速度計（従って、圧迫パッドの上方側及び下方側部分）の上方及び下方移動に関する加速度データに基づいて判定することができる。各加速度計の通過した下向きの距離（加速度信号から計算）を比較することにより、システム始動時の配向性から５°（水平からの逸脱角度）を超えて逸脱したと判定された場合には、例えば、制御システムは、操作者に対して警告を与える動作を行う一方、１０°を超える逸脱の場合、制御システムは、ピストンの圧迫動作を中断する動作を行う。

図３、図４、図５、図６、及び図７の実施形態を再び参照すると、これらの装置は、患者の初期形状と、長時間のＣＰＲ圧迫の過程における患者の追従性の変化とに基づいて、自動胸部圧迫装置を制御する方法を実施するために用いることができる。図１５に示したように比較的平坦な胸郭を有する患者が存在する一方、樽状胸で、図１６に示したように比較的丸い胸郭を有する患者も存在する。樽状胸の患者は、平坦胸の患者よりも深い圧迫が必要であり、平坦胸の患者は、（樽状胸の患者又は平均的な患者と比較して）浅い胸部圧迫により、医原性損傷のリスクが低い状態で蘇生に成功する場合がある。従って、図１５及び図１６の胸部圧迫装置は、図３及び図４、又は図５、図６、及び図７の装置の全ての構成要素を含み、コンピュータ制御システムにより作動させて、ガントリ又はバックボードの発振器／検出器１９と、圧迫ベルト３上の関連する発振器／デタクタ２１とからの距離を計測することにより、患者の形状の初期形状を判定することができる。制御システムは、ベルト内に配置された患者の全般的な形状を計算し、その後、圧迫ベルトを作動させて、患者の全般的形状に応じて（センサからの入力により算出された通りに）異なる範囲で圧迫を行うようにプログラムされている（弛みを除いた後のベルトの繰り出し長さを計算することで決定された通りに、患者の周長に基づいてシステムにより達成された圧迫深度を調整するために提供された我々の以前の米国特許第6,616,620号）。制御システムは、患者の胸部の前後方向の厚さを決定し、患者が樽状胸か、標準か、又は平坦胸かを、患者の胸部の前後方向の厚さに基づいて判定する。更に厳密な分析のために、制御システムは、胸部前面の実際の形状を決定し、患者が標準的か樽状胸かを、計算された患者の胸部形状に基づいて判定するようにプログラムすることができる。

例えば、一般に認められた圧迫深度の目標は、１．０乃至２．０インチ（２．５ｃｍ乃至５ｃｍ）である。異常に丸い胸郭を有する患者に対して、目標は、１．５乃至２．５インチ（４ｃｍ乃至６．４ｃｍ）に調整することができる。これは、樽状胸の患者を検出した際に、モータを作動させて圧迫行程中にベルトを多く巻き取るように制御システムをプログラムすることにより達成される。

圧迫行程中に達成される圧迫の深度を変更することに加え、制御システムは、図１５に示す平坦胸郭等の胸郭形状を検出した際に、ブラダ（各図内の符号８）の初期形状を調整するようにプログラムすることもできる。図１７は、距離センサ及び圧迫ベルトと患者との間に配置された調整可能ブラダと組み合わせた、胸部圧迫装置の使用を示す。このシステムにおいて、ブラダは、静的モードで作動させる（即ち、胸部圧迫を発生させるために動的な形で周期的に膨張させず、圧迫前に充填及び／又は膨張を行い、その後、圧迫ベルトにより加わる力を修正する静的な体積を（最小限の漏れと何らかの僅かな圧縮を除き）維持する）。ブラダの初期形状の調整は、ポンプ３８と、ブラダ及び／又はポンプと流体連通している圧力センサ３９と、ポンプの出口の逆止弁及び望ましい場合にはブラダを収縮させる通気弁とを設けることにより達成可能となる。ポンプ、逆止弁４０，及び通気弁４１の動作は、発振器／検出器及び圧力センサに由来するデータに応答して、全て制御システムにより制御することができる。一例として、平均サイズ及び形状の患者に対して、ブラダは、米国特許第6,616,620号に記載の通り、緩めた状態で全般的に平坦な構成となる静的ブラダとして使用し得る。更に浅い胸郭を有する患者に対して、ブラダは、円筒形状に膨張させ、ブラダと患者の胸部とを併せた高さを延長し得る（胸部圧迫ベルト又は負荷分散バンドの負荷分散パネルと同延となるのが最も都合が良い）。

動作方法は、患者に対する発振器／検出器の配列と、ピストンに基づく圧迫装置のガントリとを付加した、図１３及び１４に示したようなピストンシステム内の患者に対して応用することができる。制御システムは、こうしたピストンに基づくシステムに利用して、センサ入力を分析し、患者の形状を計算し、ピストンを作動させて、患者の形状の所定のパラメータにより、患者の形状に応じた深度までの圧迫を達成し得る。

図９及び１０を再び参照すると、滑りを検出するために加速度計が装着された胸部圧迫装置は、圧迫深度に対する胸部の追従性の変化を判定するように強化することもできる。胸部が過度に追従するようになった場合、圧迫により患者の肋骨又は胸骨にひびが入っている可能性がある。骨折はＣＰＲに必要な許容される事象ではあるが、多数の骨折により胸部の弾性が低下した場合、ＣＰＲの有効性は減少し得る。従って、胸部の弾性が降下した際には、自動圧迫の力及び深度を減少させることが望ましい場合がある。胸壁の弾性降下を検出するために、装置が胸部に加える圧力、或いはブラダ内の圧力又は追加ブラダ内の圧力等の何らかの代用物をモニタし、測定された圧迫深度と比較し得る。完全な胸郭を有する患者を圧迫した際に、初期圧力／深度比は、比較的高くなるはずである。数本の肋骨がＣＰＲの過程で折れた場合、所望の深度まで圧迫するために必要な圧力は、急激に低下するはずである。

図１８は、胸部弾性の変化を検出する追加機能を備えた、図９及び１０のものと類似するシステムを示す。システムは、圧迫ベルトに配置されたブラダ８又は追加ブラダ４２内の圧力を検出することにより、胸部に加わる圧力を検出することができる。胸部に加わる力、又は更なる圧迫に対して胸部が与える抵抗を検出する他の手段は、患者の背中の下に配置された米国特許第7,270,639号に開示されたロードセル、システムを駆動するモータに適切に動作可能に取り付けられたトルクセンサ、並びにベルト内の歪みゲージ、ベルト内の圧電センサ、及び他の適切なセンサを含め、圧力センサの代わりに用いることができる。図１９は、胸部弾性と圧迫深度との間の関係を示すグラフである。上の曲線は、胸部弾性と圧迫深度との間で期待される関係を示している。期待される通り、胸部弾性（ブラダ圧又は他の指標により示される）は、圧迫の開始時に大きく、圧迫の深度と共に増加する。これは、上の曲線が示している。多くの圧迫の過程で、胸部弾性は降下することが予想されるが、下の曲線に示すような弾性の過剰な喪失には、システム又は操作者が対処するべきである。

圧力及び変位センサの複数のペアを用いることにより、負荷分散バンドと患者の表面との間の接触面の範囲に沿って、弾性を複数の位置で測定することができる。これが重要となるのは、力が接触面の頭尾方向の長さに沿っても分散され、肋骨骨折が肋骨に沿った特定の位置で発生するためである。複数のセンサにより、骨折の発生場所をより正確に特定することが可能となり、これ自体が救助にとって有用となり得ると共に、その特定の骨折位置への損傷を最小化しつつ、血行動態を最大化するために圧迫パラメータを調整するようにプログラムし得る制御システムに対しても、情報を提供し得る。これは、その特定の損傷箇所への過度な圧力を軽減するために膨張又は収縮させることが可能な複数の可膨張式ブラダを圧迫ベルト上に備えることにより達成し得る。

この胸壁の弾性低下の問題に対処し、効果的な圧迫の提供を継続するために、制御システムは、付与する圧迫力を低下させ、ベルトの巻き取りを減少させて、深度変化に対する弾性の降下が検出された時に、より小さな圧迫深度を達成することができる。従って、例えば、２ｐｓｉ（０．１３８ｂａｒ）のピークブラダ圧が、特に圧迫の開始時には正常となり得る。圧迫装置が正常に動作して、２インチ（５ｃｍ）の圧迫深度を達成している状態において、ピークブラダ圧の１ｐｓｉ（０．０６９ｂａｒ）への降下は、肋骨の骨折による胸部弾性の変化を示している可能性がある。特定の患者に対する基準弾性は、圧迫の開始時に計算し、経時的な変化を監視する。上述した数字は、単なる例示である。制御システムは、こうした変化が圧力センサ及び制御システムにより検出された場合、制御システムが圧迫ベルトを操作し、１．１インチ（２．８ｃｍ）等、より小さな圧迫深度をもたらし得るように、プログラムすることができる。これにより、理想的なものより低いが、十分な圧迫を提供し、継続的な圧迫をレベルにかかわらず無効とする場合がある更なる肋骨骨折を制限する。又、制御システムは、折れた肋骨を検出した場合、制御システムが圧迫ベルトを操作し、低い圧迫速度につながると共に更なる骨折のリスクを最小化する、より長い期間に亘る圧迫行程を達成し得るように、プログラムすることができる。圧迫行程は、現在好適とされる２００ミリ秒から３００ミリ秒へ延ばすことが可能であり、圧迫率は、好適な毎秒８０回の圧迫から毎分５０乃至６０回の圧迫に低下させることができる。

デバイス及び方法の好適な実施形態を、開発された環境を参照して説明してきたが、これらは本発明の原理の例示に過ぎない。様々な実施形態の要素は、他の種類のそれぞれに組み込んで、これらの要素の恩恵を、こうした他の種類と組み合わせて取得してもよく、種々の有益な特徴は、実施形態において単独で、或いは相互に組み合わせて利用し得る。他の実施形態及び構成は、本発明の趣旨及び付記特許請求の範囲から逸脱すること無く考案し得る。

Claims (36)

1. 患者に対してＣＰＲを行うためのシステムであって、
   前記患者の胸郭の下に配置するのに適したプラットホームを提供するハウジングと、
   圧迫ベルト、及び前記患者の胸部の周囲に前記ベルトを蘇生速度で締め付けるための手段と、
   圧迫装置の前記ハウジングに対して空間的に固定された支持構造と、
   前記支持構造に配置された距離センサの配列であり、前記距離センサと前記圧迫ベルトとの間の距離に対応する距離データを出力する動作が可能な距離センサの配列と、
   前記距離データを受領し、前記支持構造と相対的な前記圧迫ベルトの位置を計算するようにプログラムされた制御システムと、を備えるシステム。
2. コンピュータは、更に、前記圧迫ベルトの前記位置に基づいて、前記ハウジング又は支持構造と相対的な前記ベルトの頭尾方向の位置を決定するようにプログラムされる、請求項１記載のシステム。
3. 前記コンピュータは、更に、前記ベルトの前記決定された頭尾方向の位置を、前記圧迫ベルトの複数回の締め付けの過程に亘り比較し、前記患者の胸部上での前記圧迫ベルトの任意の頭尾方向の移動を計算するようにプログラムされる、請求項２記載のシステム。
4. 前記制御システムは、更に、前記圧迫ベルトの前記計算された頭尾方向の移動を所定値と比較し、前記圧迫ベルトの前記頭尾方向の移動が前記所定値を超えた場合に圧迫を中断するようにプログラムされる、請求項３記載のシステム。
5. 前記制御システムは、更に、前記圧迫ベルトの前記計算された頭尾方向の移動を所定値と比較し、ＣＰＲ提供者にプロンプトを提示して、滑りが検出されたことを示すようにプログラムされる、請求項３記載のシステム。
6. 前記制御システムは、更に、前記圧迫ベルトの前記計算された頭尾方向の移動を所定値と比較し、前記圧迫ベルトが与える圧迫の深度を調整して、圧迫の付与を継続しつつ、前記滑りを考慮に入れるようにプログラムされる、請求項３記載のシステム。
7. 前記距離センサは、超音波センサを含む、請求項１記載のシステム。
8. 前記距離センサは、光学センサを含む、請求項１記載のシステム。
9. 前記距離センサは、磁気センサを含む、請求項１記載のシステム。
10. 前記距離センサは、ＲＦＩＤセンサを含む、請求項１記載のシステム。
11. 患者に対してＣＰＲを行うためのシステムであって、
    圧迫ベルト、及び前記患者の胸部の周囲に前記ベルトを蘇生速度で締め付けるための手段と、
    前記患者の胸郭に対して固定された関係で配置された支持構造と、
    複数の第１の構成要素が前記支持構造に配置され、複数の第２の構成要素が圧迫ベルトに配置され、前記第１の構成要素と前記第２の構成要素との間の距離に対応する距離データを出力する動作が可能な、前記システムに配置された複数の距離センサと、
    前記距離データを受領し、前記支持構造と相対的な前記圧迫ベルトの位置を計算するようにプログラムされた制御システムと、を備えるシステム。
12. 更に、前記患者の胸郭の下に配置するのに適したプラットホームを提供するハウジングを備え、
    前記支持構造は、前記患者の胸部上、前記圧迫ベルト上に適合するサイズ及び寸法とされ、前記圧迫装置の前記ハウジングに対して空間的に固定される、請求項１１記載のシステム。
13. 前記制御システムは、更に、前記圧迫ベルトの位置に基づいて、前記ハウジング又は支持構造と相対的な前記ベルトの頭尾方向の位置を決定するようにプログラムされる、請求項１２記載のシステム。
14. コンピュータは、更に、前記ベルトの前記決定された頭尾方向の位置を、前記圧迫ベルトの複数回の締め付けの過程に亘り比較し、前記患者の胸部上での前記圧迫ベルトの任意の頭尾方向の移動を計算するようにプログラムされる、請求項１３記載のシステム。
15. 前記制御システムは、更に、前記圧迫ベルトの前記計算された頭尾方向の移動を所定値と比較し、前記圧迫ベルトの前記頭尾方向の移動が前記所定値を超えた場合に圧迫を中断するようにプログラムされる、請求項１４記載のシステム。
16. 前記制御システムは、更に、前記圧迫ベルトの前記計算された頭尾方向の移動を所定値と比較し、ＣＰＲ提供者にプロンプトを提示して、滑りが検出されたことを示すようにプログラムされる、請求項１４記載のシステム。
17. 前記制御システムは、更に、前記圧迫ベルトの前記計算された頭尾方向の移動を所定値と比較し、前記圧迫ベルトが与える圧迫の深度を調整して、圧迫の付与を継続しつつ、前記滑りを考慮に入れるようにプログラムされる、請求項１４記載のシステム。
18. 前記距離センサは、超音波センサを含む、請求項１１記載のシステム。
19. 前記距離センサは、光学センサを含む、請求項１１記載のシステム。
20. 前記距離センサは、磁気センサを含む、請求項１１記載のシステム。
21. 前記距離センサは、ＲＦＩＤセンサを含む、請求項１１記載のシステム。
22. 患者に対してＣＰＲを行うためのシステムであって、
    圧迫要素、及び前記患者の胸部に対して下向きの力を及ぼすために前記圧迫要素を繰り返し作動させるための手段を含み、前記患者の周囲に設置された時に前記患者の頭尾方向の軸線に対応する頭尾方向の軸線を有する圧迫装置と、
    前記圧迫装置の動作を制御するための制御システムと、
    前記圧迫要素上に配置された少なくとも１つの加速度計と、
    前記加速度計からの加速度データを受領する動作が可能であり、加速度信号に基づいて、前記圧迫要素が初期位置から前記圧迫装置の頭尾方向の軸線に沿って移動した距離を決定するようにプログラムされた制御システムと、を備えるシステム。
23. 患者に対してＣＰＲを行うためのシステムであって、
    圧迫要素、及び前記患者の胸部に対して下向きの力を及ぼすために前記圧迫要素を繰り返し作動させるための手段を含み、前記患者の周囲に設置された時に前記患者の頭尾方向の軸線に対応する頭尾方向の軸線と、前記患者の周囲に設置された時に前記患者の前後方向の軸線に対応する前後方向の軸線とを有する圧迫装置と、
    前記圧迫装置の動作を制御するための制御システムと、
    前記圧迫要素上に配置され、前記圧迫装置の前記頭尾方向の軸線に沿って間隔を空けた複数の加速度計と、を備え
    前記制御システムは、前記加速度計からの加速度データを受領する動作が可能であり、前記加速度データに基づいて、前記圧迫要素の圧迫移動中に前記加速度計が移動した下向きの距離を決定するようにプログラムされ、
    前記制御システムは、更に、各加速度計の下方移動を比較し、前記比較に基づいて前記圧迫装置の動作を制御するようにプログラムされる、システム。
24. 前記制御システムは、更に、前記圧迫要素の下方移動が第１の程度まで不均一である時に、前記システムの操作者に警告し、前記ベルトの移動が前記第１の程度より大きな第２の程度まで不均一である時、前記圧迫ベルトの圧迫を中断するようにプログラムされる、請求項２３記載のシステム。
25. 患者に対してＣＰＲを行うためのシステムであって、
    前記患者の胸郭の下に配置するのに適したプラットホームを提供するハウジングと、
    圧迫ベルト、及び前記患者の胸部の周囲に前記ベルトを蘇生速度で締め付けるための手段と、
    前記圧迫ベルトの動作を制御するための制御システムと、
    前記ベルトに配置され、前記圧迫ベルトの前後方向の移動に対応する加速度データを出力する動作が可能な複数の加速度計であり、少なくとも１つの加速度計が患者の胸部上方において前記ベルトの下方側部分に配置され、第２の加速度計が前記患者の胸部上方において前記ベルトの上方側部分に配置された状態となる複数の加速度計と、を備え、
    前記制御システムは、前記加速度データを受領し、前記ベルトの下方移動が前記患者の頭尾方向の軸線に沿って均一かを判定するようにプログラムされ、
    前記制御システムは、更に、前記ベルトの下方移動が第１の程度まで不均一である時に、前記システムの操作者に警告し、前記ベルトの移動が前記第１の程度より大きな第２の程度まで不均一である時、前記圧迫ベルトの圧迫を中断するようにプログラムされる、システム。
26. 患者に対してＣＰＲを行うためのシステムであって、
    圧迫ベルト、及び前記患者の胸部の周囲に前記ベルトを蘇生速度で締め付けるための手段と、
    前記圧迫ベルトに配置された発振器／検出器対の少なくとも１つの第１の部分と、
    前記患者の脊椎に対して固定された点に配置された発振器／検出器対の少なくとも１つの第２の部分と、
    前記圧迫ベルトの動作を制御するための制御システムと、を備え、
    前記制御システムは、前記発振器／検出器対の前記第１の部分及び第２の部分からのデータを受領し、前記第１の部分と前記第２の部分との間の距離が、標準胸部断面を有する患者を示すか、樽状胸部断面を有する患者を示すかを判定するようにプログラムされ、
    前記制御システムは、更に、前記ベルトを締め付けるための前記手段を作動させることにより、前記制御システムが判定した標準胸部断面を有する患者に対して、第１の圧迫深度を達成するように、或いは、前記制御システムが判定した樽状胸部断面を有する患者に対して、第２の圧迫深度を達成するようにプログラムされる、システム。
27. 患者に対してＣＰＲを行うためのシステムであって、
    圧迫ベルト、及び前記患者の胸部の周囲に前記ベルトを蘇生速度で締め付けるための手段と、
    前記圧迫ベルトに配置された発振器／検出器対の第１の部分と、前記患者の脊椎に対して固定された点に配置された発振器／検出器対の第２の部分とをそれぞれが有する、距離センサ組立体の少なくとも１つの発振器／検出器対と、
    前記圧迫ベルトの動作を制御するための制御システムと、を備え、
    前記制御システムは、前記発振器／検出器対の前記第１の部分及び第２の部分からのデータを受領し、前記第１の部分と前記第２の部分との間の距離が、標準胸部断面を有する患者を示すか、樽状胸部断面を有する患者を示すかを判定するようにプログラムされ、
    前記制御システムは、更に、前記ベルトを締め付けるための前記手段を作動させることにより、前記制御システムが判定した標準胸部断面を有する患者に対して、第１の圧迫深度を達成するように、或いは、前記制御システムが判定した樽状胸部断面を有する患者に対して、第２の圧迫深度を達成するようにプログラムされる、システム。
28. 前記発振器／検出器対の前記第１又は第２の部分の一方が前記圧迫ベルトに配置され、前記発振器／検出器対の前記第１又は第２の部分の他方が前記患者及び圧迫ベルトの上方に配置される、請求項２６又は２７記載のシステム。
29. 前記発振器／検出器対の前記第１又は第２の部分の一方が前記圧迫ベルトに配置され、前記発振器／検出器対の前記第１又は第２の部分の他方が前記患者及び圧迫ベルトの上方に配置されたガントリに配置される、請求項２６又は２７記載のシステム。
30. 前記発振器／検出器対の前記第１又は第２の部分の一方が前記圧迫ベルトに配置され、前記発振器／検出器対の前記第１又は第２の部分の他方が前記患者の下方に配置される、請求項２６又は２７記載のシステム。
31. 前記制御システムは、更に、前記患者の胸部の前後方向の厚さを決定し、前記患者の胸部の前記前後方向の厚さに基づいて、前記患者が樽状胸かを判定するようにプログラムされる、請求項２６又は２７記載のシステム。
32. 患者に対してＣＰＲを行うためのシステムであって、
    圧迫ベルト、及び前記患者の胸部の周囲に前記ベルトを蘇生速度で締め付けるための手段と、
    前記圧迫ベルトと前記患者の胸部との間に配置されたブラダ、及び前記ブラダを膨張させるためのコンピュータ制御可能な手段と、
    前記圧迫ベルト上に配置された発振器／検出器対の第１の部分と、前記患者の脊椎に対して固定された点に配置された発振器／検出器対の第２の部分とをそれぞれが有する、距離センサ組立体の少なくとも１つの発振器／検出器対と、
    前記圧迫ベルト及び前記ブラダを膨張させる手段の動作を制御するための制御システムと、を備え、
    前記制御システムは、前記発振器／検出器対の前記第１の部分及び第２の部分からのデータを受領し、前記第１の部分と前記第２の部分との間の距離が、標準胸部断面を有する患者を示すか、平坦胸部断面を有する患者を示すかを判定するようにプログラムされ、
    前記制御システムは、更に、前記ベルトを締め付けるための前記手段を作動させることにより、前記患者に対して胸部圧迫を与えると共に、前記ブラダを充填する前記手段を作動させることにより、前記患者の胸部の前記判定された形状に応じて、前記ブラダを条件付きで充填するようにプログラムされる、システム。
33. 前記発振器／検出器対の前記第１又は第２の部分の一方が前記圧迫ベルトに配置され、前記発振器／検出器対の前記第１又は第２の部分の他方が前記患者及び圧迫ベルトの上方に配置される、請求項３２記載のシステム。
34. 前記発振器／検出器対の前記第１又は第２の部分の一方が前記圧迫ベルトに配置され、前記発振器／検出器対の前記第１又は第２の部分の他方が前記患者及び圧迫ベルトの上方に配置されたガントリに配置される、請求項３２記載のシステム。
35. 前記発振器／検出器対の前記第１又は第２の部分の一方が前記圧迫ベルトに配置され、前記発振器／検出器対の前記第１又は第２の部分の他方が前記患者の下方に配置される、請求項３２記載のシステム。
36. 前記制御システムは、前記患者の胸部の判定形状が平坦胸部であると判定された場合に、前記ブラダを膨張させるための前記手段を作動させることにより、前記ブラダを膨張させて丸みを帯びた形状とするようにプログラムされる、請求項３２記載のシステム。
    

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