JP4971461B2 - 除細動と胸部圧迫の同期 - Google Patents

Description

本発明は、心肺機能蘇生（ＣＰＲ）及び除細動に関する医療器具の分野に関し、特に、胸部圧迫サイクルに対する除細動ショックの同期化に関する。

［関連出願の相互参照］本出願は、２００７年１１月１日出願の米国出願番号第６１／００１，３４７号の優先権を主張するものである。
多くの異なる種類の異常心臓鼓動が存在し、これらの異常心臓鼓動のうちの幾つかは除細動治療により処置することができる（「除細動適応鼓動」）が、幾つかの異常心臓鼓動は除細動治療では処置することができない（「除細動非適応鼓動」）。例えば大きな心拍出量を生み出すＥＣＧ鼓動のほとんどは、除細動に非適応であると考えられる（例えば、典型的な洞律動、所定の徐脈、及び洞頻脈を挙げることができる）。また、結果的に大きな心拍出量を生み出すことはないが、除細動に非適応であると考えられる幾つかの異常なＥＣＧ鼓動もあり、これは、除細動処置が通常、これらの症状には効果的ではないからである。除細動非適応鼓動の例として、心停止、電気機械解離（ＥＭＤ）、及び他の興奮収縮解離（ＰＥＡ）を挙げることができる。患者はこれらの致死的でかつ除細動非適応鼓動では生命を維持することができないが、ショックを与えても鼓動を変えるためには役立たないことになる。ケアギバーが除細動を施す必要がある除細動適応鼓動の主要な例としては、心室細動、心室性頻拍、及び心室粗動を挙げることができる。

心不全を発症する患者に対する蘇生処置では通常、患者の気道を確保し、気道を開き、患者に人工呼吸を行ない、胸部圧迫を施して血流を犠牲者の心臓、脳、及び他の重要臓器に供給する。また、患者の心臓が、除細動に適応した心動を打つ場合、除細動治療を行なって蘇生を行なうこともできる。「一次救命処置（ＢＬＳ）」という用語は、次の全ての要素、すなわち、初期評価、気道維持、呼気換気（人工呼吸）、及び胸部圧迫を指す。３つの処置（気道確保、人工呼吸、胸部圧迫を含む心臓マッサージ）を全て組み合わせる場合、「心肺機能蘇生（ＣＰＲ）」という用語が使用される。

除細動適応なＥＣＧ鼓動を有する患者に除細動器を使用して１回以上のショックを加えた後、ショックを加えたにも拘わらず、灌流または非灌流リズムによる、除細動適応または非適応状態において意識を回復しない可能性がある。非灌流リズムが現れる場合、ケアギバーは所定の時間に亘ってＣＰＲを施して、血流及び酸素を患者の心臓、脳、及び他の重要臓器に継続的に供給する。除細動適応鼓動を打ち続ける、またはＣＰＲを施している間に鼓動が再開する場合、この心肺蘇生を施した時間の後に、除細動を更に試みることができる。患者が、心臓マッサージが効を奏することなく意識を回復することがないままの状態になっている限り、ケアギバーは除細動器の使用（電気的鼓動を分析し、可能ならばショックを加える）と、心肺機能蘇生（ＣＰＲ）の実施とを交互に繰り返す。ＣＰＲでは通常、中断時間を挟んだ５〜１５回の胸部圧迫のパターンを繰り返し、それの中断時間の間に２回の人工呼吸を行なう。

近年、心不全の犠牲者となる人間を更に多く助けるには、ＣＰＲ中の効果的な胸部圧迫が必須であることが認識されてきている（Ｃｉｒｃｕｌａｔｉｏｎ ２００５：１１１：４２８−４３４）。上に挙げた研究では、研究者らは、種々の人口層の全人口の３６．９％においては、毎分の圧迫速度（ｃｐｍ）が８０回未満であり、２１．７％においては、７０ｃｐｍ未満であることを確認した。米国心臓協会が当該協会のガイドラインにおいて推奨する圧迫速度は１００ｃｐｍ超である。研究によれば、相対的に速い圧迫速度は、自己心拍再開に大きく関わっていた（初期の蘇生者及び非蘇生者の平均胸部圧迫速度はそれぞれ９０±１７ｃｐｍ及び７９±１８ｃｐｍである；Ｐ＝０．００３３）。更に、この研究は、看護師及び医師を含む高度に訓練された救助者を利用して行なわれたものであり、遅い圧迫速度の問題は大きな影響を及ぼすことを示唆している。

ＥＣＧ分析に基づいて、いたるところで報告されているように、多くの研究では、胸部圧迫の中断は、自己心拍再開率、及び２４時間生存率を大幅に低下させることが報告されている。これらの研究には、サトー（Ｓａｔｏ）らによる「心肺機能蘇生中の前胸部圧迫の中断による悪影響」と題する論文（Ｃｒｉｔｉｃａｌ Ｃａｒｅ Ｍｅｄｉｃｉｎｅ， Ｖｏｌｕｍｅ ２５（５）， Ｍａｙ １９９７， ｐｐ ７３３−７３６）、ユー（Ｙｕ）らによる「自動除細動中の前胸部圧迫の中断による悪影響」と題する論文（Ｃｉｒｃｕｌａｔｉｏｎ， ２００２）、及びエフテストル（Ｅｆｔｅｓｔｏｌ）らによる「退院時に心不全を起こす患者の心室細動のスペクトル解析及びノンパラメトリック分類による除細動影響の予測」と題する論文（Ｃｉｒｃｕｌａｔｉｏｎ， ２００２）が含まれる。

除細動ショックにおいて１０００〜２０００ボルトの高電圧が掛かる際の安全上の理由から、救助者に指示して胸部圧迫を停止させ、救助者の手を犠牲者の胸部から、除細動ショックを加え始める前に外させる。米国特許第４，１９８，９６３号には、機械的胸部圧迫装置の胸部圧迫サイクルに除細動ショックを同期させると有利な効果が得られることが記載されている。この特許は特に、除細動電流が圧迫装置の圧迫サイクルの収縮期部分の間に患者の心臓に印加される場合にのみ有利な効果が得られることを示唆している。米国特許第５，６２６，６１８号及び米国特許第７，１８６，２２５号にも同様に、収縮期間中の心腔容積が小さくなることによってショックを加えている間の電流分布が良くなることを前提とすると、除細動ショックのタイミングを圧迫サイクルの収縮期部分に同期させることにより有利な効果が得られることが記載されている。しかしながら、ほぼこの３０年間に除細動器及び機械的胸部圧迫装置を即座に利用することができるようになったにも拘わらず、先行技術により得られる有利な効果は、仮説に過ぎないままの状態で放置されてきた。

機械式自動胸部圧迫システムに関しては、心臓圧迫及び換気サイクル（ｖｅｎｔｉｌａｔｉｏｎ ｃｙｃｌｅｓ）を心周期と同期させると有利な効果が得られることが長く認識されてきている。これについては、エム、アール、ピンスキー（Ｍ． Ｒ． Ｐｉｎｓｋｙ）による「心周期に固有の胸腔内圧上昇による血流動態学的影響」と題する論文（Ｊｏｕｒｎａｌ ｏｆ Ａｐｐｌｉｅｄ Ｐｈｙｓｉｏｌｏｇｙ Ｖｏｌｕｍｅ ６０（２）， ｐａｇｅｓ ６０４−６１２， Ｆｅｂｒｕａｒｙ １９８６）を参照されたい。

本願発明者らは、胸部圧迫サイクルの圧迫解除（心臓拡張期）段階の早期部分（最初の約３００ミリ秒）の間に除細動ショックを加えることにより、加えたショックの成功率を全体として高くすることができるという知見を得ている。圧迫解除段階は、救助者が胸部への圧迫力を小さくして、胸部が隆起しかつ心臓が拡張する時点から始まる。

概括すると、本発明は、救助者が心室性不整脈を発症している患者を蘇生させるために使用する蘇生システムを特徴とし、本システムは、圧迫解除段階の開始を示す胸部圧迫段階のタイミング情報を検出するように構成された回路及び処理手段と、電磁治療を行なって心室性不整脈を終了させるように構成された回路及び処理手段と、を備え、電磁治療を行なう回路及び処理手段は、胸部圧迫段階のタイミング情報を利用して、圧迫解除段階の開始から３００ミリ秒以内に電磁治療を開始することを含む。

好適な実施形態では、以下の複数の構成のうちの一つ以上の構成を取り入れる。電磁治療の施術を圧迫解除段階の開始から２５〜２５０ミリ秒以内に開始する。電磁治療は電気除細動である。電磁治療は磁気除細動である。胸部圧迫は機械的胸部圧迫装置によって行なわれる。機械的胸部圧迫装置と除細動器とは別々の筺体内にて構成される。機械的胸部圧迫装置と除細動器とは共通の筺体内に一体的に組み込まれる。圧迫は手動圧迫によって行なわれる。胸部圧迫段階のタイミング情報を検出する回路及び処理手段は更に圧力センサを含む。胸部圧迫段階のタイミング情報を検出する回路及び処理手段は更に加速度計を含む。加速度のゼロクロス点を利用して圧迫段階を検出するとよい。フィードバックを行なってアップストローク速度を最適化する。蘇生システムは更に、手動圧迫を除細動中に加えることができるように患者の表面を覆って延びる電気的絶縁層を備える。電気的絶縁層は除細動電極の構造に組み込まれる。心電図動作に圧迫を同期させるのがよい。心電図動作は粗いＶＦ（心室細動）である。蘇生システムは更に、心電図動作のスペクトル分析を行なう。蘇生システムは更に、心電図動作をフィルタリングして、胸部圧迫に起因する悪影響を除去する。電磁治療ではペーシングを行なうとよい。電磁治療では換気サイクルに同期した除細動ショックを加えるのがよい。換気の呼気段階を、除細動ショックを加えてから２秒以内に完了させる。

本発明には非常に多くの異なる実施形態が存在し得るが、実施形態が多いために本明細書では全てについて記載することはできない。現時点で好適と考えられる幾つかの可能な実施形態について以下に説明する。しかしながら、これらの実施形態は、本発明についての記述ではなく、本発明の実施形態についての記述であり、したがって、本発明は、以下の詳細な実施形態に制限されず、より広い意味を表わす事項として請求範囲に記載されている。

除細動ショックを胸部圧迫の圧迫解除（心臓拡張期）段階の早期部分と同期させる必要があるというこの知見は、本願発明者らが除細動閾値（ＤＦＴ）をテストする新規の方法を開発した成果の一部であった。治療的介入の有効性を動物モデルにおける実験的制御と比較する場合、ＤＦＴを治療処置及び制御に関して別々に測定し、次にＤＦＴレベルを比較する。所謂ＤＦＴ５０は、平均として、ショック成功率が５０％になるときの特定の治療処置に対応する除細動エネルギーである。統計的な意義を検定するために、多数のＤＦＴは、ランダム化された治療処置と制御との間でテスト順の順番で適用される。残念なことに、実験用動物における心室細動を誘発するプロセスは、無酸素症の期間を長くするので生理学的に有害な影響を与える。その結果、動物に関わる重大な状態、及びそれに関連する統計データが安定せず、治療処置効果の差が、動物の生理学的状態が時間の経過とともに悪化するので、ＤＦＴのドリフトを回避することができないことによって分かり難くなる。

本願発明者らが一つの方法を開発したことにより、比較されることが望ましい複数の治療処置が、繰り返し指標を表わす小さい番号（約１〜５）を付してランダムな順番でグルーピングされ、この場合、グループにおける治療処置に対応する全ての除細動レベルを同じレベルに設定し、一つのブロックサイズを十分小さくして、動物の状態の統計データが安定していると見なすことができるようにする。次に、標準的なＤＦＴ５０テストを、複数の治療処置から成るブロックに対して実行する。従って、例えば４つの異なる同期段階を比較する必要がある場合、合計で１２回のショックを加えると、各ブロックは、異なる段階の各々に対応して３つの指標を有することになり、この場合、これらのショックの各々は同じエネルギーレベルに設定される。１２個のグループに関するショック成功率が５０％を上回ることが判明する場合、エネルギーレベルを次の１２個のブロックに関して下げ、ショック成功率が５０％を下回る場合、次のブロックのエネルギーレベルを上げる。このようにして、総合的なショック成功率を経過時間に対して５０％に維持する。種々の治療処置の間に治療差がある場合、この差は、カイ二乗（Ｃｈｉ−ｓｑｕａｒｅ）テストのような比率に関する標準的なテストを使用して相対的に大きな感度及び再現性で検出することができる。

１５頭の豚に関する研究では、除細動を胸部圧迫サイクルの種々のポイントに同期させた。この研究は、２５Ｋｇの体重の豚のＡＣ−誘発ＶＦモデルで行なった。各豚モデルでは、ＣＰａ：圧迫を開始する前の２０ｍｓ、ＣＰｂ：圧迫を開始した後の１３０ｍｓ、ＣＰｃ：圧迫を解除し始める前の２０ｍｓ、及び、ＣＰｄ：圧迫を解除し始めた後の１３０ｍｓ、の４つの異なる結合段階をテストした。

各動物には、テラゾール（４．４ｍｇ／Ｋｇ），ケタミン（２．２ｍｇ／Ｋｇ）、及びキシラジン（２．２ｍｇ／Ｋｇ）の混合液を筋肉内投与（ＩＭ）することにより、またはケタミン（２０ｍｇ／Ｋｇ）及びキシラジン（２ｍｇ／Ｋｇ）を混合して投与することにより事前に麻酔をかけておいた。アトロピン（０．０５ｍｇ／Ｋｇ）をＩＭすることによって口から出る気管分泌物を乾燥させ、挿管中のまたは切開手術中の徐脈を防止した。静脈ラインを耳静脈（側耳静脈または中耳静脈）に挿入した後、イソフルレン麻酔薬（０．８〜３．２％）を投与した。次に、動物に、ビゴン（ＶＹＧＯＮ）社のＣＦＶ気管内チューブ留置モデルを使用して挿管し、５Ｌ／分の一定のＯ_２流を、定圧法を使用して供給した。ＨＰドップラー経食道トランスデューサも動物の食道内に導入し、ＨＰ心エコーシステムに接続して、オートパルス（機械的胸部圧迫装置）ＣＰＲを施している間の心臓血管系の血流力学的変化及び動的変化を記録し、特徴付けた。動物を心拍数、角膜反射、及び動脈圧により実験全体を通じてモニタリングした。

大腿動脈及び大腿静脈アクセスシース、または頚部動脈及び頚静脈アクセスシースを、切開アクセスアプローチまたは経皮的アクセスアプローチを使用して挿入した。動脈シースを使用して処置中の全身血圧をモニタリングした。末梢静脈シースを使用して、静脈内輸液を処置中ずっと投与した。４フレンチのピッグテールカテーテルを大腿動脈シースを介して挿入した。左心室（ＬＶ）圧力を、左心室の先端に位置するピッグテールカテーテル（Ｂａｒｄ， Ｍｕｒｒａｙ Ｈｉｌｌ， ＮＪ）を使用して大腿動脈に挿入することにより測定した。カテーテルを圧力トランスデューサ（Ｓｃｈｎｅｉｄｅｒ Ｎａｍｉｃ， Ｇｌｅｎｓ Ｆａｌｌｓ， ＮＹ）に接続し、圧力記録値を取得するとともに、ＭＰ１００データ取得システムを使用してそれをデジタル化した。

準備が完了した後、動物を機械的胸部圧迫装置（ＡｕｔｏＰｕｌｓｅ， ＺＯＬＬ Ｍｅｄｉｃａｌ ＭＡ）に押し込んだ。この装置は圧迫力を、被験動物の胸部に巻き付けた荷重負荷バンドのスピンドル巻き取りシステムを通して加える。ＡｕｔｏＰｕｌｓｅに一体的に組み込まれている力量トランスデューサで、ＡｕｔｏＰｕｌｓｅで設定される圧迫サイクルによって加わる下向きの力を測定する。力量トランスデューサで測定される力に比例する連続アナログ信号がＡｕｔｏＰｕｌｓｅのコネクタを介して出力される。

図１を参照すると、好適な実施形態では、胸部圧迫１２と除細動との同期は、通信接続１８によって、すなわちハードウェア接続または無線接続のいずれかを介して、個別の除細動器１０と機械的胸部圧迫装置１５との間で行なわれる。或る実施形態では、これらの器具はＥシリーズ除細動器（ＺＯＬＬ Ｍｅｄｉｃａｌ， Ｃｈｅｌｍｓｆｏｒｄ ＭＡ）及びＡｕｔｏＰｕｌｓｅ機械的胸部圧迫装置（ＺＯＬＬ Ｃｉｒｃｕｌａｔｉｏｎ， Ｓｕｎｎｙｖａｌｅ ＣＡ）である。ＡｕｔｏＰｕｌｓｅには、１）力量トランスデューサ出力（ＦＴＯ）コネクタと、２）高電圧（ＨＶ）コネクタとの２つのコネクタが設けられている。通信１８は、除細動器の高電圧（ＤＨＶ）ケーブルをＦＴＯコネクタに有線接続することにより行なわれる。自動接着除細動パッドを、除細動電流を流して治療を行なうために患者に貼り付け、高電圧（ＨＶ）コネクタに接続する。ＡｕｔｏＰｕｌｓｅの内部では、ＤＨＶケーブルによる高電圧配線が、除細動パッドに出力されるＨＶコネクタに相互接続される。ＡｕｔｏＰｕｌｓｅからのトランスデューサ出力は、ＤＨＶケーブルのアナログ入力線にＦＴＯ（力量トランスデューサ出力）コネクタを介して接続される。

除細動と圧迫との同期の有効性をテストするための実験プロトコルでは、心室細動（ＶＦ）を、９Ｖバッテリから供給される直流電流を使用して誘発させ、当該心室細動を右心室に起こし、更にＡｕｔｏＰｕｌｓｅでＣＰＲを施す前に３０秒に亘って持続させることができた。ＡｕｔｏＰｕｌｓｅでＣＰＲを３０秒に亘って施した後、所定のショックエネルギーを与えて、ＶＦの解除を所定の結合段階で試みた。ショックにより除細動を行なうことができない場合、救命ショックを、ショックを加えて除細動に失敗したときに使用されたのと同じ除細動器を使用して加えた。ショックを加えた結果を記録し、動物を血流力学的に４分間に亘って安定させることができ、次にシーケンス（細動、ＡｕｔｏＰｕｌｓｅによるＣＰＲ、除細動、救命）を、次の所定の除細動ショックを所定の結合段階で加えて行なった。詳細プロトコルは以下の通りである。

各豚に関して：
１）５秒間のＡｕｔｏＰｕｌｓｅによる荷重セル信号を記録し（除細動ショックを加えることなく）、記録した信号を再生し、ショック段階（７７ｍｓ，３６５ｍｓ，５２６ｍｓ，５６４ｍｓ，６８８ｍｓ）を調整する必要があるかどうかをチェックする；
２）第１テストエネルギー＝１．７×体重（ｋｇ）を選択し、５に丸める；
３）Ｓｔａｔ．ｐａｄｚの成人用除細動パッドのペアを横方向に並べて載置する；
４）ショックを加える順番をランダムにして（７７ｍｓ，３６５ｍｓ，５２６ｍｓ，５６４ｍｓ，６８８ｍｓ）、テスト段階を選択する；ＶＦを誘発させる；
６）５秒間待機し、ＶＦが維持される場合、ＡｕｔｏＰｕｌｓｅの電源をオンにする；
７）ＡｕｔｏＰｕｌｓｅの電源をオンにした後、５秒経過した時点で、除細動器を充電し、更に手作業で２回だけ換気（ｖｅｎｔｉｌａｔｉｏｎｓ）を行なう；
８）除細動器を充電した後、１０秒経過した時点で、テストエネルギーをテスト段階で与える；
９）ＶＦが治まった場合、ＡｕｔｏＰｕｌｓｅの使用を中止し、供給されたジュール熱、インピーダンス、及び電流をデータスプレッドシートに記録し；除細動に失敗した場合、ＡｕｔｏＰｕｌｓｅの使用を継続し、２倍のエネルギーを与えて救命ショックを加え；除細動に再び失敗した場合、２００ジュールの熱を与えて救命ショックを加える。５回の救命ショックが失敗した後、１分間のＡｕｔｏＰｕｌｓｅによるＣＰＲを、別の救命ショックを最大５回まで加える前に行なう；
１０）ステップ４及びステップ９を、５つのテスト段階の全てが行なわれるまで繰り返す；
１１）ステップ４〜１０をもう１回繰り返す；
１２）成功率を、上の２回のショックシーケンスの総合テスト結果に基づいて計算する；
１３）成功率＜５０％の場合、次のテストエネルギーを１０ジュールだけ増やし；成功率≧５０％の場合、次のテストエネルギーを１０ジュールだけ減らした；
１４）除細動パッドを交換する；
１５）ステップ４〜１２を繰り返す；
１６）成功率＜５０％の場合、次のテストエネルギーを５ジュールだけ増やし；成功率≧５０％の場合、次のテストエネルギーを５ジュールだけ減らした；
１７）ステップ４〜１１を繰り返す；
１８）５０％に最も近い成功率をもたらした上の３つの使用テストエネルギーのうちの一つを次のテストエネルギーとして選択する；
１９）ステップ４〜１０を６回だけ、または動物が圧迫装置から出されるまで繰り返す。

各ブロックに関するランダム化は次のようにして行なった。すなわち、各豚モデルに関して、４つの所定の結合段階の順番を、４次の所定のランダム順列を利用するランダム化方式を使用してランダム化した。次に、カイ二乗テストを、４０〜６０パーセントの総合ショック成功率を有する全てのブロックに対して行なう。

早期圧迫解除段階では、ショック成功率が最も高くなったのに対し、早期圧迫段階では、実効的なショック成功率が最低になったことが判明した。早期圧迫解除段階では、早期圧迫段階でのショック成功率のほぼ２倍のショック成功率になったことが判明した（７０．３％対３６．４％，ｐ＝０．０００３， オッズ比（ＯＲ）＝４．２６６， ＯＲ信頼区間＝［１．９１６−９．４９６］）。

或る実施形態では、除細動機器１０が機械的胸部圧迫装置１５に直接組み込まれる。当該構成は、救助者が心不全治療の現場に運び込む必要のある機器の数が少なくなるという利点をもたらす。従って、胸部圧迫装置のバッテリ電源は、圧迫及び除細動、及び除細動器に普通に付加されるパルスオキシメータ２、心電図１、及びカプノグラフィの機能のような他の生理学的モニタリングの両方に使用される。

他の実施形態では、胸部圧迫１２は手動圧迫により行なうことができる。これらの実施形態では、機械的胸部圧迫装置１５は必要ではない。圧迫サイクル段階の正確な検出は、胸部圧迫３を検出する機能を備えるセンサによって行なうことができる。一つの実施形態では、圧力センサが患者の下に、または救助者の手の下に、手動圧迫を行なっている間に載置されている。圧迫段階の検出は、米国特許第７，０７４，１９９号に記載されているように、加速度計を胸部圧迫中に救助者の手の下に載置して使用することにより行なうこともできる。従って、この技術分野の当業者には知られている、帯域通過フィルタリングに続いて座標変換及び動的閾値法を実行するように、エッジ抽出を圧迫信号に対して行なって、圧迫解除段階の開始を求めることができ、次に当該開示時点から、除細動ショックを加え始めるための最適タイミングまでの遅延を求めることができる。圧迫解除段階（心臓拡張期）の開始を検出してから除細動ショックを加え始める時点までの遅延は、ほんの約３００ミリ秒（好ましくは１２５ミリ秒）を最大として、１〜２ミリ秒と極めて短くすることができる。段階を検出するアルゴリズムの遅延を最小にするために、生の加速度計信号のゼロクロス検出を圧迫段階の検出に用いることが好ましい。

最大の有利な効果を手動圧迫を行なうことにより達成するためには、アップストローク段階に利用される可能性のある時間を出来る限り短くする必要が高くなる。アップストローク段階の期間は、手動圧迫サイクルにおける圧迫解除のアップストローク速度を速くすることにより最も短くすることができる。この最短期間を達成するために、視覚的催促及び／又は口頭催促の両方の機能を除細動器に組み込んで、救助者による圧迫のアップストローク速度の上昇をリアルタイムで実現する。

除細動を手動圧迫に同期させるために法外に高く付く一つの要素は、除細動ショックに必要な約２０００ボルトの電圧を発生させる手段である。患者に除細動ショックを加えている間に直接触れることによって救助者に害を及ぼすことはないが、この動作によって、不快感が極めて大きくなり得る。従って、米国特許第６，３６０，１２５号に記載されているように、患者の表面を覆って延びる電気絶縁保護層を取り付けて、手動圧迫を、除細動ショックを加えている間に安全に加え続けることができ、手動圧迫が弱くなることがないようにすることが望ましい。

特に粗い心室細動（ＶＦ）が起こったときの心電図（ＥＣＧ）動作１に圧迫を同期させるとともに、粗いＶＦのＥＣＧ１の正の最大微分値ｄＶ／ｄｔ（「アップストローク」に関する情報）の位置に除細動ショック１３及び圧迫解除段階を同期させることが望ましい。ショックをＥＣＧ動作１に同期させる手法は、この技術分野の当業者には良く知られており、特に、ＶＦが起こったときのＥＣＧ動作１に同期させる手法は、米国特許第６，５３９，２５６号、第６，２５１，１２５号、及び第６，１１２，１１７号に記載されており、これらの文献のいずれにも、全ての３つの要素を同期させることによる有利な効果については記載されていない。粗いＶＦは、０．７５ミリボルトＲＭＳのような或る閾値を超える絶対振幅のＶＦとして単純に定義することができる。しかしながら好ましくは、心室細動が粗いかどうかの判断に、米国特許第５，９５７，８５６号に開示されている指標のようなショック予測指標を取り入れて、患者のＥＣＧ１のリズム、及び当該リズムに現れる生理学的状態がショックを加えるために十分適しているかどうかを判断することができる。

圧迫段階をＥＣＧ１に同期させるためには、胸部圧迫によって生じるＥＣＧアーチファクトを十分除去する機能が要求される。この機能に関する好適な実施形態は、米国特許第７，０７４，１９９号に記載されている。機械的胸部圧迫装置は容易に、ＥＣＧ動作にこのようなフィルタリング手段を用いて同期させることができる。圧迫を加える動作を手動圧迫によってＥＣＧ動作に同期させることは容易ではないが、米国特許出願第２００７／００６０７８５号に記載されているように、適切なフィードバックを行なって手動圧迫段階をＥＣＧ動作に同期させる方法が存在する。

図１によれば、一つ以上のセンサまたは計測器１，２，３を使用して生理学的信号を患者から取得する。所定の信号の事前処理が、関連する測定値を生成するために、またはアーチファクトを除去するために必要になる。例えば、ＣＰＲアーチファクトは、ＥＣＧ信号から公知の技術を使用して除去することができる。胸部圧迫の開始（スタート）の時点は、通常はＡＥＤによって測定される経胸腔的なインピーダンス（ｔｒａｎｓｔｈｏｒａｃｉｃ ｉｍｐｅｄａｎｃｅ）に基づいて求める、または胸部圧迫によってＥＣＧに生じるアーチファクトに基づいて求めるように、他の方法により求めることができる。スピーカ６は、圧迫速度トーン（ＣＲＴ）とも表記するフィードバックトーン（一つの利用可能な種類のフィードバックキュー）を、心臓周期に対して所望の倍数の周期かつタイミングで生成する。

同期は、アナログ信号インターフェースまたはユニバーサルシリアルバス（ＵＳＢ）シリアルインターフェースのようなデバイスの間の直接通信により行なうことができる、または同期は、所謂ＺｉｇＢｅｅで利用されているプロトコルの規格，ＩＥＥＥ ８０２．１５．４のプロトコル規格のような低遅延の無線プロトコルを使用して無線で行なうことができる。

或る実施形態では、手動圧迫とペーシングを組み合わせて、救助者による機械的圧迫を心筋の電気誘発収縮によって増大する手段とすることもできる。蘇生を施している間、心臓は深刻な虚血状態（ｉｓｃｈｅｍｉａ）となり、乳酸が心筋組織に蓄積し、組織のｐＨが低下して弛緩及び緊張喪失（ｌｏｓｓ ｏｆ ｔｏｎｅ）が生じる。緊張喪失が生じる結果、心臓は、手動胸部圧迫を行なっている間に血流を作り出す低効率のポンプ構造となる。エピネフリンのような薬剤は、緊張を高めるように作用するが、これらの薬剤は静脈内に注入されるので、胸部圧迫によって誘発される現象が血流のみの場合は、薬剤の効果が現われるためには心不全を発症している状態では２〜３分を要する。満足できる血流力学的応答を、心筋組織の代謝が良くない状態になった後に実際に引き起こすために十分となる、または十分とはならないペーシングによって、心筋の緊張度を、機械的圧迫の直前に、かつ機械的圧迫と同期させて、エピネフリンのような薬剤によって発生する治療遅れを生じることなく十分に高めることができる。心筋の緊張度をこのように瞬時に高めることにより、機械的圧迫による血流力学的効果を大幅に向上させることができる。

別の実施形態では、圧迫及びショックの同期性を高め、圧迫及びショックを換気サイクルに正しく同期させる。ショックを加える時点では、換気が行なわれていないことが望ましい。好ましい順番では、換気の呼気サイクルを、圧迫サイクル直前の圧迫サイクルの圧迫解除段階において完了させ、圧迫サイクルの間にショックを同期させる処置が行なわれる。換気装置は同期信号を除細動器１０から受信することが好ましい。

上記した実施形態以外の本発明の他の多くの実施形態が、添付の請求範囲によって規定される本発明に含まれる。

システムブロック図である。

Claims (21)

1. 救助者が心室性不整脈を発症している患者を蘇生させるために使用する蘇生システムであって、
   圧迫解除段階の開始を示す胸部圧迫段階のタイミング情報を検出するように構成された回路及び処理手段と、
   電磁治療を行なって心室性不整脈を終了させるように構成された回路及び処理手段と、を備え、
   前記電磁治療を行なう回路及び処理手段は、前記胸部圧迫段階のタイミング情報を利用して、前記圧迫解除段階の開始から３００ミリ秒以内に前記電磁治療の施術を開始する、蘇生システム。
2. 前記電磁治療の施術が前記圧迫解除段階の開始から２５〜２５０ミリ秒以内に開始される、請求項１記載の蘇生システム。
3. 前記電磁治療が電気除細動である、請求項１記載の蘇生システム。
4. 前記電磁治療が磁気除細動である、請求項１記載の蘇生システム。
5. 前記胸部圧迫が機械的胸部圧迫装置によって行なわれる、請求項１記載の蘇生システム。
6. 前記機械的胸部圧迫装置と除細動器とが別々の筺体内にて構成される、請求項５記載の蘇生システム。
7. 前記機械的胸部圧迫装置と除細動器とが共通の筺体内に一体的に組み込まれる、請求項５記載の蘇生システム。
8. 前記圧迫が手動圧迫によって行なわれる、請求項１記載の蘇生システム。
9. 前記胸部圧迫段階のタイミング情報を検出する回路及び処理手段は更に圧力センサを含む、請求項８記載の蘇生システム。
10. 前記胸部圧迫段階のタイミング情報を検出する回路及び処理手段は更に加速度計を含む、請求項８記載の蘇生システム。
11. 加速度のゼロクロス点を利用して圧迫段階を検出する請求項１０記載の蘇生システム。
12. 前記手動圧迫のサイクルにおける圧迫解除のアップストローク速度を最適化すべくフィードバックを行なう請求項８記載の蘇生システム。
13. 除細動中に手動圧迫を施術可能とすべく患者の表面を覆って延びる電気的絶縁層を更に備える請求項１記載の蘇生システム。
14. 前記電気的絶縁層が除細動電極の構造に組み込まれる、請求項１３記載の蘇生システム。
15. 心電図動作に圧迫を同期させる請求項１記載の蘇生システム。
16. 前記心電図動作が、０．７５ｍＶｒｍｓを超える絶対振幅の粗いＶＦである、請求項１５記載の蘇生システム。
17. 前記心電図動作のスペクトル分析を更に行なう請求項１５記載の蘇生システム。
18. 胸部圧迫に起因する影響を除去すべく前記心電図動作を更にフィルタリングする請求項１５記載の蘇生システム。
19. 前記電磁治療がペーシングを含む、請求項１記載の蘇生システム。
20. 前記電磁治療が、換気サイクルに同期した除細動ショックを含む、請求項１記載の蘇生システム。
21. 換気の呼気段階が、前記除細動ショックを加えてから２秒以内に完了する、請求項２０記載の蘇生システム。

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