JP5128753B2 - 脈拍及び／又は血中酸素の測定からのフィードバックを備えた心肺蘇生装置 - Google Patents

Description

本発明は、心臓蘇生を補助する装置に関する。

以下の同時係属出願を参照として引用する。２００３年２月１９日出願の米国出願第１０／３７０，０３６号、２００１年２月２７日出願の米国出願第０９／７９４，３２０号、２００３年４月２３日出願の米国出願第１０／４２１，６５２号、２００１年５月１日出願の米国出願第０９／８４６，６７３号、及び、２００３年５月２０日出願の米国出願第１０／４４１，９３３号。

本発明は、心臓蘇生の分野に関し、詳細には、心肺蘇生法（ＣＰＲ）を行う際に救助者を補助する装置に関する。ＣＰＲは、心停止状態の血液循環を機械的に補助するために用いられる。

ゾール・メディカルＡＥＤプラス・システム（ＺＯＬＬ Ｍｅｄｉｃａｌ ＡＥＤ Ｐｌｕｓ ｓｙｓｔｅｍ）により、胸部圧迫の速度及び深度に対する有用なフィードバック（速度に関してはメトロノーム、深度に関しては音声喚起）が救助者に提供され、適切なＣＰＲ手順が推進される。
米国特許第４０５９０９９号明細書 米国特許第４３５５６３４号明細書 米国特許第４５８８３８３号明細書 米国特許第４８６３３８５号明細書 米国特許第５０２０５１６号明細書 米国特許第５４９６２５７号明細書 米国特許第６１２５２９９号明細書 米国特許第６１７４２９５号明細書 米国特許第６２０１９９２号明細書 米国特許第６３０６１０７号明細書 米国特許第６３９０９９６号明細書 米国特許第６４２７６８５号明細書 米国特許第６８２７６９５号明細書 米国特許第６８７２０８０号明細書 米国特許第６９６１６１２号明細書 米国特許出願公開第２００１／００４７１４０号明細書 米国特許出願公開第２００２／０１６５５８５号明細書 米国特許出願公開第２００３／００２８２１９号明細書 欧州特許出願公開第１０５７４５１号明細書 国際公開第９８／５５０１５号パンフレット 国際公開第０２／１５８３６号パンフレット 国際公開第０２／０９１９０５号パンフレット

米国心臓病協会（ＡＨＡ）がＣＰＲのガイドラインを提案しているが、ＣＰＲを行いながら、この医療介入の有効性を能動的に評価することは困難である。

酸素測定からの脈拍数及びＳｐＯ２（動脈血酸素飽和度）により評価されるような患者の血液循環に対するＣＰＲの有効性に基づいて、メトロノームを調整し、且つ追加の音声喚起を提供することにより、ＣＰＲを行っている救助者に改善されたフィードバックを提供することができることを見いだした。

本発明の第１の態様では、患者にＣＰＲを施す際に救助者を補助する装置を特徴とする。装置は、患者の脈拍数を測定する脈拍センサ及び血中酸素を測定するＳｐＯ２のうちの少なくとも一つと、前記センサの出力を処理し、胸部圧迫の実施を改善するために前記救助者が行うべき一つ以上の行動を判断する電子機器と、前記一つ以上の行動を前記救助者に伝達する喚起装置とを備えている。胸部圧迫の改善のため前記救助者に伝達される行動として、（１）前記救助者が胸部圧迫を実施するときの速度を変化させること、（２）前記胸部に加えられる圧力を変化させることのうちの少なくとも１つを含む。

本発明のこの態様の好ましい実施形態は、以下のうちの１つ以上を組み込むことができる。装置は、体外式除細動器を更に備えてもよい。装置は、脈拍センサではなく、ＳｐＯ２センサを備えてもよい。装置は、ＳｐＯ２センサではなく、脈拍センサを備えてもよい。装置は、胸部圧迫センサを更に備えてもよい。胸部圧迫センサが加速度計であってもよい。電子機器には圧迫速度の情報が供給されてもよい。圧迫速度が、胸部圧迫センサにより検知或いは導出されてもよい。喚起装置が、好ましい圧迫速度を救助者に伝達する装置を備えてもよい。好ましい圧迫速度を救助者に伝達する装置がメトロノームを備えてもよい。喚起装置が、スピーカと、音声指示を伝達する関連電子機器とを備えてもよい。電子機器が、コンピュータ・ソフトウェアを実行するデジタル・コンピュータを備えてもよい。電子機器は、圧迫速度を好ましいＣＰＲ速度と比較してもよい。電子機器は、測定された血中酸素濃度を好ましい濃度と比較してもよい。救助者が胸部を適切に解放していないことをセンサが示している場合、電子機器が、ＣＰＲ実施中に胸部を解放することを前記救助者に指示する喚起を行ってもよい。脈拍数が測定されていないことを脈拍センサが示している場合、電子機器はより強く圧迫することをユーザに喚起してもよい。センサが、脈拍は検出されているが、ＳｐＯ２が規定レベル以下であることを示している場合、電子機器は、より強く圧迫することを喚起してもよい。センサが、脈拍が検出され、胸部圧迫が規定レベルにあり、ＳｐＯ２がいまだ規定レベル以下であることを示している場合、電子機器は、圧迫速度を増加させることを喚起してもよい。電子機器が、センサからの測定値に基づき、圧迫速度と圧迫圧力とを同時に増加させることを喚起してもよい。電子機器が、胸部圧迫を中断して１回以上の人工呼吸を施すことをユーザに喚起してもよい。センサが、血液の循環があり、ＳｐＯ２レベル低下の原因は代謝の増加であることを示した時に、１回以上の人工呼吸を施すことの喚起が発せられてもよい。血中酸素濃度が高い状態に維持されて換気が必要とされない時に循環が中断されないことを確保しつつ、電子機器は、所定閾値以上のＳｐＯ２レベルに基づいて、人工呼吸を中断することなく、ＣＰＲを継続することを喚起してもよい。

本発明の他の特徴及び利点は、以下の詳細な説明、図面及び特許請求の範囲から明らかとなるであろう。

本発明の可能な実施形態は多数あり、本明細書では全てを説明することはできないので、好ましい可能性のある一実施形態を以下に説明する。ただし、これらの説明は、本発明の説明ではなく、本発明の実施形態の説明であり、本発明は、明細書に記載された詳細な実施形態に限定されるものではなく、特許請求の範囲においてより広義の表現で記載されたものであることを強調しておく。

以下の説明は、当業者が開示された実施形態を実施するのに十二分なものである。特に触れないが、使用されるプロセス及び製造方法は、当業者にとって既知のものである。
図１及び２は、加速度計でＣＰＲの速度及び深度を、酸素濃度計プローブでＳｐＯ２（動脈血酸素飽和度）及び脈拍数を測定可能な本発明のＡＥＤ（自動体外式除細動器）の実施形態を示す（図１参照）。ＣＰＲにより適切な心拍数及び酸素供給が実現されているか否かを評価するソフトウェア・モジュールへの入力としてこれらの測定が行われる（図２参照）。ＳｐＯ２センサは様々な位置に、例えば、末梢循環に対する測定を行うために指に、及び／又は、脳循環を反映するために額に配置することができる。

先ず、ユーザは、ＡＨＡガイドラインに従う最適なＣＰＲ（１００ｃｐｍ、１．５〜２．０インチ（３．８１〜５．０８ｃｍ）の胸部圧迫）を行うように、メトロノーム（即ち、速度指示喚起）及び音声指示喚起で喚起される。現在の圧迫速度、圧迫深度、ＳｐＯ２測定値、及び脈拍数に基づいて、メトロノーム及び音声喚起により、圧迫速度及び圧迫深度を推奨されたガイドラインから変更して、循環を向上させることができる。例えば、ＡＥＤメトロノーム及び音声喚起によるフィードバック制御システムは、ＣＰＲの状態及び患者の状態に基づいて、ユーザと伴に次のように動作することができる（図３参照）。

１．ＣＰＲ速度と一致する脈拍数が計測され、且つＳｐＯ２が規定レベルに達した場合、ＣＰＲが適切であると考えられ、メトロノームの変更或いは追加の音声喚起は不要である。

２．各圧迫の終わりに胸部が完全には解放されていないとＣＰＲシステムにより判断された場合、ユーザは胸部を解放することを喚起される。
３．酸素濃度計から脈拍数が得られない場合、ユーザは脈拍数が検出されるまでより強く圧迫することを喚起される。

４．脈拍数が検出され、且つＳｐＯ２レベルが規定レベルに達していない場合、ユーザは酸素飽和度を増加させるためにより強く圧迫することを喚起される。
５．圧迫深度の増加が、安全最大値に達し、且つ（項目３における）所望のＳｐＯ２レベルに達していない場合、メトロノーム速度は飽和度を増加させるために安全最大値まで増加し得る。

６．所望の動作点までより早く移行するように、圧迫速度、圧迫深度、脈拍数、及びＳｐＯ２の現在の状態に基づいて、メトロノーム速度及び圧迫喚起の両方が同時に使用される。

７．所定閾値以上のＳｐＯ２に基づいて、ユーザは、人工呼吸を中断することなく、ＣＰＲを継続することを喚起される。これにより、血中酸素濃度が高い状態に維持され且つ換気がまだ必要とされない場合に血液循環が中断されることはないであろう。ある文献では、虚脱後の初期においては、換気が不要な十分な予備酸素が血中に存在し、ＣＰＲが中断されるべきではないことが示されている。ＳｐＯ２を監視し、音声喚起によってユーザを案内することで、人工呼吸を抑えて継続的なＣＰＲに導く。

胸部圧迫の深度及び速度は適切であるが動脈血酸素飽和度が以前の高いレベルから低下したときに、人工呼吸を施すことを救助者に喚起するためにフィードバック・システムが使用されてもよい。この状態は、胸部圧迫は血液を循環させるのに適切であるが、代謝により血中酸素濃度が低下し、患者の状態を改善するために（人工呼吸によりなされる）追加の酸素供給が必要であることを示している。この一連の状態の検出に基づき、フィードバック制御システムは、短期間圧迫を中断し、１回又は複数回の人工呼吸を施すことを救助者に指示する音声喚起を発する。そして、システムは、ＣＰＲ、脈及び酸素飽和度のパラメータを監視してＣＰＲ活動の成功度を評価し、圧迫の速度、深度及び呼吸に関連する更なる喚起を発すると伴に、胸部圧迫を再開することを救助者に喚起する。

同様に、ＣＰＲ中、脈拍酸素飽和度（ｐｕｌｓｅ ｏｘｉｍｅｔｒｙ）センサが、末梢組織の血液酸素飽和度がより低レベルからより高レベルへ増加したことを検出した場合、フィードバック制御システムはＣＰＲが効果的に施されていると判断する。このような状況下では、システムは、酸素飽和度が横這いになるまで及び／又は減少し始めるまで、その胸部圧迫の速度及び深度を維持することを救助者に喚起し続ける。このこと（即ち、酸素飽和度の横這い及び／又は減少）が起こったとき、フィードバック・システムは、（検出された圧迫速度、圧迫深度、脈拍数及び血中酸素飽和度に基づいて）その胸部圧迫の深度又は速度を変更することを救助者に喚起するか、或いは、患者に対して人工呼吸を施すことを勧告してもよい。

このシステムは、プログラム・ロジック（図３参照）を利用した、或いは、費用関数としてＳｐＯ２を最大化することに焦点を置いた線形及び／又は非線形の最適化手法を利用したフィードバック制御システムとして設計される。

予め規定された圧迫の速度及び深度の範囲に基づく適正な範囲内で制御システムを維持するために、ＣＰＲの速度及び深度の測定を利用することができる。これらの範囲は効果的なＣＰＲに対して確立された範囲に基づいて決定される。

上記した実施形態以外の本発明の多数の他の実施形態も本発明の範囲内にあり、本発明の範囲は特許請求の範囲により定義される。例えば、ＳｐＯ２及び脈拍数を提供するために他のタイプのセンサが使用されてもよく、ＳｐＯ２及び脈拍数の各々が別々のセンサにより測定されてもよい。ある実施形態では、ただ一つのパラメータが、或いは、他のパラメータが測定され、救助者へのフィードバックの基礎として使用されてもよい。本明細書では、ＳｐＯ２センサという用語を使用したが、当然のことながら、血中酸素又は肺機能を測定するあらゆるセンサは、ＳｐＯ２センサが意味するものに含まれる。同様に、脈拍センサは、循環器系での血液の拍動を検出する各種タイプのいずれでもよい（例えば、脈拍酸素飽和度ベースの脈拍センサ、圧電センサ、他）。

本発明の一実施形態の補助を受けて患者に対してＣＰＲを施す救助者の図。 本発明の一実施形態のブロック図。 本発明の一実施形態の動作のフローチャート。

Claims (22)

1. 患者にＣＰＲを施す際に救助者を補助する装置であって、
   患者の脈拍数を測定する脈拍センサ及び血中酸素を測定するＳｐＯ２センサのうちの少なくとも一つと、
   前記センサの出力を処理し、胸部圧迫の実施を改善するために前記救助者が行うべき一つ以上の行動を判断する電子機器と、
   前記一つ以上の行動を前記救助者に伝達する喚起装置とを備え、
   胸部圧迫の改善のため前記救助者に伝達される行動として、下記の（１）、（２）のうちの少なくとも１つを含む装置。
   （１）前記救助者が胸部圧迫を実施するときの速度を変化させること。
   （２）前記胸部に加えられる圧力を変化させること。
2. 体外式除細動器を更に備える、請求項１に記載の装置。
3. 脈拍センサではなく、ＳｐＯ２センサを備える、請求項１に記載の装置。
4. ＳｐＯ２センサではなく、脈拍センサを備える、請求項１に記載の装置。
5. 胸部圧迫センサを更に備える、請求項１に記載の装置。
6. 前記胸部圧迫センサが加速度計である、請求項５に記載の装置。
7. 前記電子機器には圧迫速度の情報が供給される、請求項１に記載の装置。
8. 前記圧迫速度が、胸部圧迫センサにより検知或いは導出される、請求項７に記載の装置。
9. 前記喚起装置が、好ましい圧迫速度を前記救助者に伝達する装置を備える、請求項１に記載の装置。
10. 好ましい圧迫速度を前記救助者に伝達する前記装置がメトロノームを備える、請求項９に記載の装置。
11. 前記喚起装置が、スピーカと、音声指示を伝達する関連電子機器とを備える、請求項１に記載の装置。
12. 前記電子機器が、コンピュータ・ソフトウェアを実行するデジタル・コンピュータを備える、請求項１に記載の装置。
13. 前記電子機器は、圧迫速度を好ましいＣＰＲ速度と比較する、請求項１に記載の装置。
14. 前記電子機器は、測定された血中酸素濃度を好ましい濃度と比較する、請求項１に記載の装置。
15. 前記救助者が胸部を適切に解放していないことを前記センサが示している場合、前記電子機器が、ＣＰＲ実施中に胸部を解放することを前記救助者に指示する喚起を行う、請求項１に記載の装置。
16. 脈拍数が測定されていないことを前記脈拍センサが示している場合、前記電子機器はより強く圧迫することをユーザに喚起する、請求項１に記載の装置。
17. 前記センサが、脈拍は検出されているが、ＳｐＯ２が規定レベル以下であることを示している場合、前記電子機器は、より強く圧迫することを喚起する、請求項１に記載の装置。
18. 前記センサが、脈拍が検出され、胸部圧迫が規定レベルにあり、ＳｐＯ２がいまだ規定レベル以下であることを示している場合、前記電子機器は、圧迫速度を増加させることを喚起する、請求項１に記載の装置。
19. 前記電子機器が、センサからの測定値に基づき、圧迫速度と圧迫圧力とを同時に増加させることを喚起する、請求項１に記載の装置。
20. 前記電子機器が、胸部圧迫を中断して１回以上の人工呼吸を施すことをユーザに喚起する、請求項１に記載の装置。
21. センサが、血液の循環があり、ＳｐＯ２レベル低下の原因は代謝の増加であることを示した時に、１回以上の人工呼吸を施すことの喚起が発せられる、請求項２０に記載の装置。
22. 血中酸素濃度が高い状態に維持されて換気が必要でない時に循環が中断されないように、前記電子機器は、所定閾値以上のＳｐＯ２レベルに基づいて、人工呼吸を中断することなく、ＣＰＲを継続することを喚起する、請求項１に記載の装置。

Images