JP6466448B2 - 心肺蘇生中に患者に与えられる電気ショックの検出方法および検出装置 - Google Patents

Description

本発明は、ＣＰＲ除細動をモニタリングする方法および装置に関し、特に、患者に与えられる電気ショックを除細動器と通信することなく検出する方法および装置に関する。

ＣＰＲ（CardioPulmonary Resuscitation、心肺蘇生）は、心停止している人の血液の循環を人為的に維持するための救急処置である。心停止は、正常な心機能の不全によって血液の正常な循環が停止したことを意味し、一般的に、心臓が有効に収縮しなくなることを意味する。

血液循環の悪化は、人体への酸素の供給が阻害されることになるため、危険なことである。脳への酸素の欠乏は、大変危険なことであり、意識障害を引き起こし、次いで、呼吸異常や呼吸停止を引き起こすであろう。仮に、心停止から５分以内に治療がなされないと、多くの場合、脳が損傷することになるであろう。

一般に、ＣＰＲは、心臓を通過する血液を人為的にポンピングすることによって人為的な循環を作り出すべく、少なくとも５ｃｍの深さで、かつ、少なくとも１分あたり１００回の胸部圧迫を伴う。多くの場合、ＣＰＲには、除細動を実行する電気ショック処置が併用される。

除細動は、除細動器と呼ばれる装置を用いて治癒用量の電気エネルギを心臓に与えることを含む。その目的は、臨界量の心筋（a critical mass of the heart muscle）を脱分極すること（depolarizing）により、心臓の正常な心拍リズムを回復させることである。除細動器は、使用される装置、もしくは、必要とされる装置のタイプに応じて、体外式もしくは埋込式を選択することができる。体外式装置の一種である自動体外式除細動器（Automaticalized External Defibrillator、ＡＥＤ）として知られているものは、市民救助者（lay responders or bystanders）が少しの訓練をするのみで、もしくは、全く訓練せずとも、首尾よく使用することができるように、診断が自動化されている。

除細動器と患者とは、電気ショックが心筋を通過するように患者に対して装着される対の電極によって接続される。

図１は、除細動中に使用される、人体１０に対する一般的な電極の配置を示す図である。図１において、電極１００、１０５は、図中破線で示された電気ショック１１５が心臓を通過するように、心臓１１０の両側に１個ずつ装着されている。

人体に与えようとする電気ショック自体はよく分かるもの、人体が実際に電気ショックを受けているかどうかや、人体を直接計測しない場合の電気ショックの効率は、分からない。

仮に、電気ショックが与えられたと除細動器に表示されているとしても、電気ショックが実際に患者に印加されたと保証されるわけではない。除細動器の使用時に、患者が障害を受ける原因となる危険性がある。その原因は、患者の火傷を引き起こしかねない、対の電極と人体との間の電気抵抗の可能性がある。胸部へのインピーダンンス低減、即ち、電気抵抗の低減は、通常、導電性ジェルの使用によってなされる。

それ故、電気ショックが患者に実際に与えられたことを知ることは、電気ショック治療の更なる活用を考慮した場合、重要な因子の１つである。

本発明の実施態様によれば、除細動の実行時に人体の心臓に与えられる電気エネルギを検出する方法が得られる。本方法の一態様は、次のステップを含んでいてもよい：
・前記心臓の両側に電極を配置して除細動器を使用し、
・前記人体の前記対の電極間に装置を貼り付け、該装置は、電界および／または磁界を検出および測定するように構成され、
・前記人体に電気エネルギを与えることによって除細動を実行し、
・前記装置によって前記心臓を流れる電気エネルギを検出し、
・前記心臓に与えられた電気エネルギを報知する。

本発明の実施態様によればまた、除細動の実行時に人体の心臓に与えられる電気ショックを検出する装置が得られる。本装置の一態様は、電界および／または磁界を検出する受信回路と、前記心臓に与えられた電気エネルギを報知するための構成とを有している。

本装置のさらなる特徴は、特許請求の範囲において定義されている。

除細動中に用いられる電極の配置を示す図である。 本発明による、人体に与えられた電気ショックの検出装置の配置を示す図である。 本発明による検出装置に設けられた電界の検出回路を示す図である。 本発明による検出装置に設けられた磁界の検出回路を示す図である。

一般的には前述したように、この種の技術は、患者に対して電気ショックが印加されていることを高い確実性で測定する検出方法および装置が必要であるという欠点を有しているのに対し、本発明においては、使用する除細動器を接続することなく、また、体内で直接測定することなく、その電気ショックを測定することができる。

図１は、除細動中に使用される一般的な電極の配置を示している。一方、図２は、人体１０に電気ショック１１５が印加されたかどうかを検出する、本発明による装置２００の電極１００、１０５に対する配置を示している。

図３は、本発明に係る装置の一実施形態を示し、本装置は、電気ショック中に生ずる電界ならびに電気レベルの変化を検出するための検出回路３００を有している。検出回路３００は、ワイヤーアンテナ３０５と、高インピーダンス増幅器３１０とを有していてもよい。印加される電気ショックは、二相性であり、電気ショック中に電流極性が反転するものであってもよい。一般的に、電圧は２ｋＶよりも高く、電流は１５Ａよりも大きくてもよい（それぞれ、ピーク値）。体内の電圧変化は、本装置に内蔵された高インピーダンスアンテナ（ワイヤーアンテナ３０５）への電荷の移送を引き起こす可能性がある。増幅器（高インピーダンス増幅器３１０）からの出力は、図３に示すように、正または負の波形３１５となるであろう。設定された正または負の電圧レベルを超える波形を検出した時を、検出のトリガとしてもよい。

ホール効果の検出も可能である。

電気ショックを印加する前に、人体１０および装置２００は、互いに殆ど同じグランドレベルにされる。装置２００が２つの電極１００、１０５の電気的な中間に位置しておらず、胸骨側の電極１００に近いため、電気ショック中、装置２００の下の領域は、電圧レベルが変化するであろう。装置２００は、装置２００下の組織中を流れる電流１１５に隣接している。

図４は、本発明に係る装置の他の実施形態を示し、本装置は、電気ショック中に生ずる磁界を検出するための検出回路４００を有している。ピックアップコイルまたは検出コイル４０５は、例えば、最大感度で検出すべくコイルを通る軸が二電極間の軸と揃うように、組織を通る電流に起因する磁力線に沿って配向される。増幅器４１０からの出力は、図４に示すように正または負の波形となるであろう。検出は、設定された正または負の電圧レベルを超える波形を検出することによって達成される。

上述した実施形態において、アンテナ３０５は、電圧変化による電界の変化をピックアップするために使用してもよく、ピックアップコイル４０５は、磁界を検出するために使用してもよい。

電界、磁界を検出するために、電磁パルス検出、ホール電界検出等の他の構成が可能であることは、当業者にとっては明らかである。

除細動の実行中、人体１０の心臓１１０に配備された電気エネルギを検出するための本発明の一実施形態の装置は、電源、電界および／または磁界を検出するように動作可能な受信回路、ならびに、心臓に印加される電気エネルギを報知するための構成とは、独立した装置である。一実施形態において、報知のための前記構成は、視覚的に報知する構成、例えば、ディスプレイを含んでいてもよい。別の実施形態において、報知のための前記構成は、音波で報知する構成、例えば、スピーカを含んでいてもよい。さらに別の実施形態において、報知のための前記構成は、視覚的および音波で報知する構成、例えば、ディスプレイ、スピーカを含んでいてもよい。これにより、ユーザは、心臓に印加される電気エネルギのフィードバックを、光や音で得ることができる。

本発明の一実施形態において、本装置は、人体の動きを検出するための加速度センサをさらに有している。これは、実際に印加される電気ショックの優れた検出精度に寄与するであろう。

本発明の一実施形態のＣＰＲ実行中の使い勝手を向上させるべく、本装置がＣＰＲ計をさらに有していてもよい。これは、小型かつＣＰＲを実行するために非常に効果的なツールであると共に、患者に印加する電気ショックを完全に制御できる。

本発明の一実施形態において、本装置は、電気ショックの検出に関するタイミングを記憶するためのタイミングおよび記憶のための構成（例えば、１つまたは複数のクロックおよび／または記憶デバイス）を有していてもよい。これは、以前の使用状況を参考または基準として実行されるか、あるいは、除細動の絶対時間を与える実際のタイムクロックによって実行されてもよい。

本発明の一実施形態に係る装置は、検出された時間や電気ショックに関するデータを送信するための送信器をさらに有していてもよい。

除細動の実行時に、人体の心臓に与えられる電気エネルギを検出するための方法は、幾つかのステップを有している。

第１のステップにおいては、心臓の両側に配置された電極を備えた除細動器を適用する。

第２のステップにおいては、電界および／または磁界を検出および測定すべく、人体の前記電極間に本発明の実施形態による装置を適用する。

次のステップにおいては、人体に電気エネルギを与えることによって除細動を実行する。

次のステップにおいては、電界および／または磁界を検出するための検出器を備えた本装置を用いて、心臓に与えられる電気エネルギを検出する。一実施形態において、電界および／または磁界の形としての電気ショックの測定は、人体における動きを検出するモーション検出と組み合わせてもよい。

電界または磁界の検出による電気ショックの検出は、電気ショック自体の検出の必要性がないにもかかわらず、人体が受ける電気ショックの立証となるであろう。周辺の領域に存在する他の電気機器は、電気ショックの誤検出を引き起こしかねない電気的な妨害の原因となる可能性がある。

仮に、電気ショックに関連した人体の動きを検出するための加速度センサを測定の構成に含ませた場合、電気ショックの検出精度を大幅に向上させることができる。多くの場合、除細動器による電気ショックは、著しい筋収縮を引き起こし、その結果、測定可能な動きが得られるであろう。

本発明の一実施形態においては、動きの測定が実施される。装置に含まれる加速度センサは、電界および／または磁界の測定と組み合わせることが可能な動きの測定を提供することができる。好ましくは、心臓に与えられる電気エネルギを伴う電気ショックの検出精度を高めるために、動き等の種々の測定を組み合わせることができる。

一実施形態において、電界および／または磁界を検出および測定するために使用される装置は、ＣＰＲ計を備えたワイヤーレス装置であってもよい。ＣＰＲを実行する際にしばしば使用されるＣＰＲ計であるため、これは有利な組み合わせであろう。ＣＰＲ計は、圧迫の深さと速度に関連するユーザにとって重要なフィードバックを提供し得る。

Claims (6)

1. 除細動の実行時に人体の心臓に与えられる電気エネルギを検出する装置であって、
   電気ショックを与える除細動器の対の電極間に配置された時に、電界および／または磁界を検出するように動作可能な受信回路を備えると共に、前記除細動器とは接続されない、独立したデバイスと、
   前記心臓に与えられた電気エネルギを報知する報知器と、を有することを特徴とする装置。
2. 人体の動きを検出する加速度センサをさらに有する請求項１に記載の装置。
3. 電源をさらに有し、ワイヤーレスな装置であり、ワイヤーレスに測定を実行する請求項１または２に記載の装置。
4. ＣＰＲ計をさらに有する請求項１または２に記載の装置。
5. 前記心臓に与えられた電気エネルギを報知する、視覚的な、および／または、音響的な報知器をさらに有する請求項１または２に記載の装置。
6. 前記心臓に与えられた電気エネルギを報知するためのデータを送信するように構成された送信器をさらに有する請求項１または２に記載の装置。