JP7280641B2

JP7280641B2 - 自動体外式除細動器

Info

Publication number: JP7280641B2
Application number: JP2021553447A
Authority: JP
Inventors: 敏雄千葉; 正男福留; 紘正山下
Original assignee: Medical Innovation Consortium ISH
Current assignee: Medical Innovation Consortium ISH
Priority date: 2019-10-24
Filing date: 2020-10-20
Publication date: 2023-05-24
Anticipated expiration: 2040-10-20
Also published as: WO2021079862A1; JPWO2021079862A1

Description

本発明は、小型且つ軽量の自動体外式除細動器に関する。

従来、自動体外除細動器（ＡＥＤ；Automated External Defibrillator）は、患者の胸部に貼り付けた電極から心臓の状態を判断し、心室細動と称される不整脈が発生している場合には、高い電圧を心臓に付与し、ショックを与えることで、心臓の状態を正常に戻す医療機器として汎用されている。

例えば、患者の心電図を取得し患者にショックを与える患者電極と、患者の心臓が除細動可能リズムにあるか否かを検出する診断アルゴリズムを用いて前記患者の心電図を解析する回路手段と、除細動可能リズムが前記診断アルゴリズムによって検出されるとイネーブルされるショック送達回路とを含む体外式除細動器であって、前記患者電極は、前記患者の胸郭インピーダンスの測度である信号の取得も可能にし、前記回路手段は、前記信号に応答して、前記診断アルゴリズムに除細動可能リズムの誤検出を発生させる可能性の高い干渉状態を検出し、該検出が行われた場合、少なくとも一定期間にわたり前記診断アルゴリズムによる除細動可能リズムの検出を阻止する体外式除細動器がある（例えば特許文献１等参照）。

特表２０１３－５４３７８１号公報

しかしながら、特許文献１に開示された技術では、患者の心臓に高電圧パルスを与えるために、高電圧コンデンサを内蔵しており、当該高電圧コンデンサのサイズが大きく、重量が重いことから、自動体外除細動器自体の小型、軽量化が実現されていなかった。

本発明は、このような課題に鑑みてなされたものであり、その目的とするところは、小型且つ軽量で、携帯性に優れた自動体外式除細動器を提供することにある。

上記課題を解決するために、本発明の一態様に係る体外式自動除細動器は、電源部と、前記電源部から供給される電圧より高電圧エネルギーを生成する高電圧生成部と、前記高電圧生成部からの高電圧エネルギーを蓄積するもので、折り畳み可能なシートコンデンサと、前記高電圧エネルギーを患者に供給する一対の電極パッドと、前記高電圧エネルギーの前記患者への供給を制御する制御部と、をと備え、前記一対の電極パッドは、一方は前記患者の右胸付近、他方は前記患者の左わき腹付近にそれぞれ位置するように、前記シートコンデンサに配置されている。

この態様において、前記電極パッドより前記患者の心電図信号を取得する心電図信号取得部を更に備え、前記制御部は、前記心電図信号に基づき心電図解析を行い、前記患者に不整脈が発生していると判断した場合に、前記高電圧エネルギーの前記患者への供給を指示するようにしてもよい。

さらに、前記電極パッドと前記患者の体表面の間のインピーダンスを測定し、前記インピーダンスに基づいて、前記電極パッドの前記患者への装着状態を検出する状態検出部を更に備え、前記制御部は、状態検出部からの出力信号に基づいて、前記電極パッドが前記患者に装着されていると判断した場合に、前記高電圧エネルギーの前記患者への供給を指示するようにしてもよい。

そして、前記シートコンデンサは、Ａ４乃至Ａ３サイズであってよい。

さらに、ネットワークを介して外部のサーバ装置と通信する通信部を更に備え、前記通信部は、患者に処置が実行された場合に、識別ＩＤと共に処置が実行された旨を前記外部のサーバ装置に通知し、前記外部のサーバ装置で、処置の実行タイミングにおいてリアルタイムに処置の詳細を把握するよう促すようにしてもよい。

本発明によれば、小型且つ軽量で、携帯性に優れた自動体外式除細動器を提供することができる。

図１（ａ）は本発明の第１実施形態に係る自動体外除細動器の構成を示す図、図１（ｂ）は同器のシートコンデンサを折り畳んだ様子を示す図である。同自動体外式除細動器の機能ブロック図である。同自動体外式除細動器の使用の様子を示す図である。同自動体外式除細動器による動作を説明するフローチャートである。同自動体外式除細動器と外部機器との通信について説明する図である。図６（ａ）は本発明の第２実施形態に係る自動体外除細動器の構成を示す図、図６（ｂ）は同器のシートコンデンサを折り畳んだ様子を示す図である。第１、第２実施形態の改良例の構成図である。本発明の第３実施形態に係る自動体外除細動器の構成図である。本発明の第３実施形態に係る自動体外除細動器の構成図である。

以下、図面を参照しつつ本発明の一実施形態について説明する。

＜第１実施形態＞

図１（ａ）には本発明の第１実施形態に係る自動体外除細動器の構成を示し、図１（ｂ）には同自動体外式除細動器のシートコンデンサを折り畳んだ様子を示し、説明する。

これらの図に示されるように、自動体外除細動器（ＡＥＤ）は、本体１と、シートコンデンサ２とが、それぞれのコネクタ部４，６を配線（ケーブル）５で接続した構成となっている。本体１には、操作状態等を提示する表示部１１と、動作開始を指示等する操作ボタン等の操作入力部１２とが配設されている。

シートコンデンサ２は、完全に畳まれた状態と平面との移行（折り畳み・展開）の途中の状態が二重波型可展面という可展面である所謂ミウラ折りにより折り畳み可能となっている。展開時のシートコンデンサ２の様子は図１（ａ）に示される通りであり、折り畳んだ様子は図１（ｂ）に示される通りである。きわめて緩い角度のジグザグの折り目を付けることにより、縦方向へと横方向への展開・折り畳みが、並列にかつ極めて非線形な比で移り変わる点がミウラ折りの特徴である。したがって、シートコンデンサ２の対角線の部分を押したり引いたりするだけで即座に簡単に展開・収納ができる。このシートコンデンサ２には、２箇所に電極パッド３Ａ，３Ｂが配設されており、シートコンデンサ２より高電圧が所定のタイミングで印加される構成となっている。シートコンデンサ２は、Ａ４乃至Ａ３サイズに設計されているが、これには限定されない。なお、電極パッド３Ａ，３Ｂは、シートコンデンサ２を折り畳んだときに、その折り畳みの一単位の領域に収まるようなサイズに設計されている。

図２には、自動体外式除細動器の機能ブロック図を示し説明する。

同図に示されるように、本体１は、全体の制御を司る制御部１４を備えており、制御部１４は、表示部１１、操作入力部１２、記憶部１３、通信部１５、高電圧生成部１６、心電図信号取得部１７、状態検出部１８、音声出力部２０等が接続されている。高電圧生成部１６は、シートコンデンサ２に接続されており、シートコンデンサ２は一対の電極パッド３Ａ，３Ｂに接続されており、これら一対の電極パッド３Ａ，３Ｂは、心電図信号取得部１７、状態検出部１８に接続されている。各部には、バッテリ等からなる電源部１９より電源供給されるように構成されている。電源部１９は、電圧変換を行い、各部に電源供給を行う。

制御部１４は、ＣＰＵ（Central Processing Unit）等で構成されており、自動体外式除細動器全体の制御を司る。制御部１４は、ゲートアレイ、Ａ／Ｄコンバータ等も備えている。このような構成の下、制御部１４は、充電／放電制御、心電図解析等の各種動作制御を司る。通信部１５は、サーバ装置等の外部機器とインターネット等の通信網を介した無線又は有線での通信を実現する通信インタフェースである。

表示部１１は、液晶ディスプレイ等で構成され、動作状態、操作状態等を提示する表示デバイスである。操作入力部１２は、自動体外除細動器を操作する操作ボタン等で構成されるインタフェースである。記憶部１３は、自動体外式除細動器の動作に関わるプログラムや、心電図信号等を一時的に記憶するＲＡＭ（Random Access Memory）、ＲＯＭ（Read Only Memory）等で構成されている記憶デバイスである。

高電圧生成部１６は、制御部１４からの制御信号に基づいて、電極パッド３Ａ，３Ｂから付与する電気ショックに係る高電圧の充電と放電を実行し、そのエネルギーは、シートコンデンサ２に蓄積される。心電図信号取得部１７は、電極パッド３Ａ，３Ｂからの心電図信号についてフィルタリング、増幅処理等を実行し、心電図信号を取得する。この心電図信号は、制御部１４に送られ、心電図解析等が実行される。

このほか、状態検出部１８は、例えば、電極パッド３Ａ，３Ｂと患者の体表面の間のインピーダンスを測定し、当該インピーダンスに基づいて、電極パッド３Ａ，３Ｂの患者への装着状態を検出し、制御部１４に通知する。音声出力部２０は、制御部１４の制御に基づいて、音声ガイドや音声による警告等を行う。

図３には、自動体外式除細動器の使用の様子を示し説明する。

同図に示されるように、実際の使用に際しては、ミウラ折りのシートコンデンサ２を広げて、当該シートコンデンサ２のコネクタ６と、本体１のコネクタ４とを配線５で接続して、展開したシートコンデンサ２に配設されている電極パッド３Ａ，３Ｂが患者の右胸付近、左わき腹付近にそれぞれ配置されるように、位置合わせする。

そして、本体１の操作入力部１２である操作ボタンを押下すると、制御部１４は、心電図解析により不整脈が発生しているか否かを検出し、状態検出部１８からの信号に基づいて、電極パッド３Ａ，３Ｂが患者に装着されているか否かを検出する。

そして、制御部１４は、不整脈が発生していることを検出し、且つ電極パッド３Ａ，３Ｂが、患者にしっかりと装着されていることを検出した場合には、シートコンデンサ２に蓄積されている高電圧エネルギーを、電極パッド３Ａ，３Ｂを介して患者に付与し、当該患者に電気ショックを与える。

以下、図４のフローチャートを参照して、自動体外式除細動器による動作を説明する。

操作入力部１２としての操作ボタンが押下されると（Ｓ１をＹｅｓに分岐）、制御部１４は状態検出部１８からの信号に基づいて、電極パッド３Ａ，３Ｂが患者に装着されているかどうかを検出する（Ｓ２）。そして、患者に装着されていないと判断した場合（Ｓ３をＮｏに分岐）、装着状態の確認を示唆する表示を表示部１１に行い、ステップＳ１に戻る（Ｓ４）。一方、患者に装着されていると判断した場合（Ｓ３をＹｅｓに分岐）、制御部１４は心電図信号取得部１７からの心電図信号に基づいて心電図解析を行う（Ｓ５）。そして、制御部１４は、解析の結果、患者に不整脈が発生していると判断した場合には（Ｓ６をＹｅｓに分岐）、シートコンデンサ２に蓄積されている高電圧エネルギーを電極パッド３Ａ，３Ｂを介して患者に与え、電気ショックを行う（Ｓ７）。一方、解析の結果、不整脈が発生していないと判断した場合には（Ｓ６をＮｏに分岐）、不整脈が発生していないので、電気ショックの付与を中止する旨を表示部１１に行う（Ｓ８）。こうして、自動体外式除細動器による電気ショック付与の一連の処理を終了する。尚、ステップＳ４、Ｓ８の表示による示唆に替えて、音声出力部２０より音声ガイド等を出力して、装着状態や不整脈の発生可否等を示唆するようにしてもよいことは勿論である。

ここで、図５を参照して、自動体外式除細動器と外部機器との通信について説明する。

本実施形態に係る自動体外式除細動器の本体１は、通信部１５を備えているので、インターネット等のネットワーク１０１を介して、外部のサーバ装置１００と通信自在となっている。したがって、本自動体外式除細動器を備え付けとして活用する場合、患者に電気ショック等の処置が実行された場合に、本体１の識別ＩＤと共に、その旨をサーバ装置１００に通知すれば、処置の実行タイミングにおいて、リアルタイムに、サーバ装置１００側で、どの機器で、どの日時に処置が実行されたのかを把握することが可能となり、サーバ装置１００側の処理で、自動的に救急センタに処置が行われた場所（機器の識別ＩＤと紐づけて管理）、日時を通報することも可能となる。

また、本自動体外式除細動器を携帯用として用いる場合、予めサーバ装置１００側にユーザ登録をしておければ、処置が行われたタイミングで、自動的にユーザを特定し、救急センタ等に通報することが可能となる。

＜第２実施形態＞

前述した第１実施形態では、自動体外除細動器（ＡＥＤ）は、本体１と、シートコンデンサ２とが、それぞれのコネクタ部４，６を配線５で接続した構成となっていたが、第２実施形態に係る自動体外除細動器は、図６に示されるように、本体５１が、シートコンデンサ５２の表面上に実装されている点で、異なる。シートコンデンサ５２は、第１実施形態と同様、完全に畳まれた状態と平面との移行（折り畳み・展開）の途中の状態が二重波型可展面という可展面である所謂ミウラ折りにより折り畳み可能となっており、２箇所に電極パッド５３Ａ，５３Ｂが配設されている。

本体５１は、詳細な構成は、図２と略同様であるが、それらが集積回路により実現されており、小型且つ軽量化されている点は特筆すべきである。本体１は、シートコンデンサ２の折り畳みの一単位の領域内に収まるように、本体１、及びシートコンデンサ２の一単位が設計されている。

以上、本発明の第１及び第２実施形態について説明したが、本発明はこれに限定されることなくその趣旨を逸脱しない範囲で種々の改良・変更が可能であることは勿論である。

例えば、上記第１及び第２実施形態では、電極パッドをシートコンデンサと一体化した例を示したが、電極パッドを、配線を介して、シートコンデンサに接続するような構成としてもよいことは勿論である。すなわち、図７に示されるように、自動体外除細動器の電極パッド３Ａ、３Ｂを、配線７を介して、シートコンデンサ２に接続してもよい。この場合も、基本的な動作については、第１実施形態と同様であるが、本実施形態によれば、電極パッド３Ａ，３Ｂの患者への装着位置を柔軟に変更することができる。

＜第３実施形態＞

図８及び図９には、本発明の第３実施形態に係る自動体外除細動器（ＡＥＤ）の構成を示し説明する。尚、第１実施形態と同一構成については、同一符号を付して、重複した説明は省略する。

これらの図に示されるように、本実施形態に係る自動体外除細動器では、シートコンデンサ２と電極パッド３Ａ，３Ｂの間に、安全回路３０が介在している。この安全回路３０は、患者やＡＥＤを、高電圧、高電流から守る役割を担っている。シートコンデンサ２が充電された状態で、心臓の機能が改善され、蘇生不要と判断された場合には、安全回路３０は、内部放電を実施する。このほか、安全回路３０は、各部のセンシングの切り替え機能、テスト放電などの自動チェック機能も備えている。したがって、第３の実施形態によれば、より安全に処置を実施することが可能となる。

以上、第１乃至第３実施形態について説明したが、シートコンデンサ２は、前述したミウラ折りのほか、折り畳み傘のような折り方、パンフレットのような２面折り、３面折りなど、各種の手法で折りたたんで、未使用時には小型化することができることは勿論である。また、シートコンデンサ自体を、シャツ型に成形し、処置時に患者に着衣させるようにしてもよいことは勿論である。

１…本体
２…シートコンデンサ
３Ａ，３Ｂ…電極パッド
４…コネクタ
５…配線
６…コネクタ
１１…表示部
１２…操作入力部
１３…記憶部
１４…制御部
１５…通信部
１６…高電圧生成部
１７…心電図信号取得部
１８…状態検出部
１９…電源部
２０…音声出力部
３０…安全回路

Claims

電源部と、
前記電源部から供給される電圧より高電圧エネルギーを生成する高電圧生成部と、
前記高電圧生成部からの高電圧エネルギーを蓄積するもので、折り畳み可能なシートコンデンサと、
前記高電圧エネルギーを患者に供給する一対の電極パッドと、
前記高電圧エネルギーの前記患者への供給を制御する制御部と、をと備え、
前記一対の電極パッドは、一方は前記患者の右胸付近、他方は前記患者の左わき腹付近にそれぞれ位置するように、前記シートコンデンサに配置されている
体外式自動除細動器。
前記電極パッドより前記患者の心電図信号を取得する心電図信号取得部を更に備え、
前記制御部は、前記心電図信号に基づき心電図解析を行い、前記患者に不整脈が発生していると判断した場合に、前記高電圧エネルギーの前記患者への供給を指示する
請求項１に記載の体外式自動除細動器。
前記電極パッドと前記患者の体表面の間のインピーダンスを測定し、前記インピーダンスに基づいて、前記電極パッドの前記患者への装着状態を検出する状態検出部を更に備え、
前記制御部は、前記不整脈が発生している場合であって、前記状態検出部からの出力信号に基づいて、前記電極パッドが前記患者に装着されていると判断した場合に、前記高電圧エネルギーの前記患者への供給を指示する
請求項２に記載の体外式自動除細動器。
前記シートコンデンサは、Ａ４乃至Ａ３サイズである
請求項１に記載の体外式自動除細動器。
ネットワークを介して外部のサーバ装置と通信する通信部を更に備え、
前記通信部は、患者に処置が実行された場合に、識別ＩＤと共に処置が実行された旨を前記外部のサーバ装置に通知し、前記外部のサーバ装置で、処置の実行タイミングにおいてリアルタイムに処置の詳細を把握するよう促す
請求項１に記載の体外式自動除細動器。