JP7312547B2

JP7312547B2 - 心肺蘇生の圧迫速度の決定

Info

Publication number: JP7312547B2
Application number: JP2018235084A
Authority: JP
Inventors: マッカニーポール; トッドイアン
Original assignee: ハートサインテクノロジーズリミテッド
Priority date: 2017-12-19
Filing date: 2018-12-17
Publication date: 2023-07-21
Anticipated expiration: 2038-12-17
Also published as: GB2570790A; AU2018278893A1; AU2018278893B2; GB201820522D0; US20190183726A1; EP3501596B1; EP3501596A1; GB201721255D0; JP2019107450A

Description

本発明は、心肺蘇生の圧迫速度の決定に関し、特に、除細動器を用いたリアルタイムでの心肺蘇生の圧迫速度の決定に関する。

被験者に除細動器を使用するとき、除細動器は、しばしば被験者に対して心肺蘇生（ＣＰＲ）を行うように勧める。ＣＰＲは、酸素化された血液が心拍の不在下で被験者の体内を確実に循環し続けるようにするために行われる。ＣＰＲは、例えば、被験者に対する１または複数の除細動ショックの適用の間に、あるいは被験者の心電図（ＥＣＧ）が、除細動ショックよりもＣＰＲが最良の治療であることを示すときに、勧められることがある。効果的なＣＰＲの実行は、被験者の生存の可能性を増加させることが示されている。効果的であるためには、ＣＰＲ圧迫は被験者に適した速度で行われなければならず、よってＣＰＲ圧迫の速度決定が重要である。

ＣＰＲ圧迫は、被験者の胸部の圧迫および解放を伴う。一般に、ＣＰＲ圧迫速度決定のために、加速度計が除細動器とともに使用されて、胸部の運動が直接測定される。しかしながら、この速度決定方法には問題がある。加速度計は、胸部の測定加速度を二重積分することによって胸部運動を測定するため、測定した胸部の加速度からの圧迫速度の決定は、大きな不確実性を含み、正確ではない可能性がある。静的環境では、この問題は限定的であるかもしれないが、実際の環境では、被験者の動きが存在する場合があり、それが、速度決定に関する問題に繋がる可能性がある。また、加速度計は、被験者の身体に対して相対的に移動する場合に、ノイズの多い信号入力の影響を受け、それによりＣＰＲ圧迫速度の決定がさらに複雑となる。また、除細動器とともに追加のセンサを使用すると、除細動器の複雑さが増す。

感圧パッドは、被験者の胸部に加えられる圧迫を測定するために除細動器とともに使用されることがある。これらも、ノイズおよび追加センサの複雑さ、コストおよびサイズの問題の影響を受ける。

ＣＰＲ中に行われる胸部圧迫は、被験者の経胸腔インピーダンスに対する変化をもたらす。被験者の胸部は印加電流に対する抵抗として作用し、ＣＰＲによる圧迫により胸部の容積が変化すると、経胸腔インピーダンスが変化することとなる。このため、圧迫の速度を決定するために、経胸腔インピーダンスの変化を使用することができる。この速度決定方法にも関連する問題がある。インピーダンス信号の形態は、時間とともに変化し得る。これは、圧迫の結果として被験者の胸部の形状が物理的に変化することによるものか、または異なる人がＣＰＲを管理しているか、またはＣＰＲを管理している人が疲労していることが原因となる可能性がある。現場における被験者の救助の現実は、短い時間内で速度、力および適用角度が変化する圧迫および動く被験者を意味する。インピーダンス信号形態は、従来の圧迫速度決定方法を混乱させるように変化する可能性がある。

本発明の第１の態様によれば、被験者の心肺蘇生圧迫速度を決定する除細動器が提供され、当該除細動器が、
被験者に取り付けられるように構成された電極と、
電極に接続され、被験者の少なくとも１のインピーダンス信号を測定するように構成されたインピーダンス信号測定システムと、
電極に接続され、被験者の少なくとも１の心電図信号を測定するように構成された心電図信号測定システムと、
インピーダンス信号測定システムに接続され、複数のインピーダンス信号圧迫速度推定値および複数のインピーダンス信号特徴を得るために被験者のインピーダンス信号を処理するように構成されたインピーダンス信号処理システムと、
心電図信号測定システムに接続され、複数の心電図信号特徴を得るために被験者の心電図信号を処理するように構成された心電図信号処理システムと、
インピーダンス信号測定システムおよび心電図信号測定システムに接続された圧迫速度推定値処理システムであって、インピーダンス信号特徴および心電図信号特徴に複数の基準（criteria）を適用し、基準のうちの１または複数との適合性（compliance）を使用して複数のインピーダンス信号圧迫速度推定値のうちの一つを心肺蘇生圧迫速度として選択するように構成された圧迫速度推定値処理システムと、
圧迫速度推定値処理システムに接続され、心肺蘇生圧迫速度に基づくフィードバックを当該除細動器のユーザに出力するように構成された出力ユニットとを備える。

インピーダンス信号測定システムは、電極から受信したインピーダンスデータを連続的にサンプリングすることによって、少なくとも１のインピーダンス信号を測定するように構成されるものであってもよい。ＥＣＧ信号測定システムは、電極から受信したＥＣＧデータを連続的にサンプリングすることによって、少なくとも１のＥＣＧ信号を測定するように構成されるものであってもよい。

被験者のインピーダンス信号を処理して複数のインピーダンス信号圧迫速度推定値を得ることには、インピーダンス信号に周波数領域変換（frequency domain transformation）を使用してインピーダンス信号周波数スペクトルを取得し、ピーク検出アルゴリズム（peak detection algorithm）を使用してインピーダンス信号周波数スペクトルにおける複数のピークを識別し、複数のピークの中心周波数を複数のインピーダンス信号圧迫速度推定値として求めることが含まれる。

被験者のインピーダンス信号を処理して複数のインピーダンス信号特徴を得ることには、インピーダンス信号に周波数領域変換を使用してインピーダンス信号周波数スペクトルを取得し、ピーク検出アルゴリズムを使用してインピーダンス信号周波数スペクトルにおける複数のピークを識別し、複数のピークの中心周波数および振幅を複数のインピーダンス信号特徴として求めることが含まれる。

被験者のＥＣＧ信号を処理して複数のＥＣＧ信号特徴を得ることには、ＥＣＧ信号に周波数領域変換を使用してＥＣＧ信号周波数スペクトルを取得し、ピーク検出アルゴリズムを使用してＥＣＧ信号周波数スペクトルにおける複数のピークを識別し、複数のピークの中心周波数および振幅を複数のＥＣＧ信号特徴として求めることが含まれる。

インピーダンス信号に周波数領域変換を使用してインピーダンス信号周波数スペクトルを得ることには、インピーダンス信号のウィンドウに高速フーリエ変換（ＦＦＴ）アルゴリズムを使用することが含まれる。インピーダンス信号に周波数領域変換を使用してインピーダンス信号周波数スペクトルを得ることには、インピーダンス信号のウィンドウにＧｏｅｒｔｚｅｌアルゴリズムを使用することが含まれる。なお、他の周波数領域変換方法を使用できることを理解されたい。

ＥＣＧ信号に周波数領域変換を使用してＥＣＧ信号周波数スペクトルを得ることには、インピーダンス信号のウィンドウに対応するＥＣＧ信号のウィンドウにＦＦＴアルゴリズムを使用することが含まれる。ＥＣＧ信号に周波数領域変換を使用してＥＣＧ信号周波数スペクトルを得ることには、インピーダンス信号のウィンドウに対応するＥＣＧ信号のウィンドウにＧｏｅｒｔｚｅｌアルゴリズムを使用することが含まれる。なお、他の周波数領域変換方法を使用できることを理解されたい。

インピーダンス信号およびＥＣＧ信号のウィンドウは、３秒～２０秒の範囲のウィンドウサイズを含むことができる。ウィンドウは、６秒のウィンドウサイズを含むことができる。ウィンドウは前進するウィンドウであってもよい。ウィンドウは、ウィンドウサイズより短い期間だけ前進するようにしてもよい。ウィンドウは、１秒間前進するものであってもよい。

ピーク検出アルゴリズムを使用してインピーダンス信号周波数スペクトルにおける複数のピークを識別することには、インピーダンス信号周波数スペクトルのスロープの峻度（steepness）の減少に基づいてピークを識別することが含まれる。ピーク検出アルゴリズムを使用してＥＣＧ信号周波数スペクトルにおける複数のピークを識別することには、ＥＣＧ信号周波数スペクトルのスロープの峻度の減少に基づいてピークを識別することが含まれる。なお、ピーク検出の他の方法を使用できることを理解されたい。ピーク検出アルゴリズムは、その中心周波数において最大の振幅を有する一次ピークと、その中心周波数において次に大きい振幅を有する二次ピークとを返し、それが指定された数のピークまで続けられるものであってもよい。ピーク検出アルゴリズムは、振幅の閾値を使用して、ピークが真のピークであるか否かを判定することができる。振幅の閾値は、バックグラウンドを上回る予め設定された数の標準偏差を含むことができる。

インピーダンス信号処理システムは、インピーダンス信号を処理して、インピーダンス信号の変化、インピーダンス信号の形態、インピーダンス信号の勾配、インピーダンス信号のパワー、インピーダンス信号のウェーブレット分解、インピーダンス信号のノイズ解析、インピーダンス信号のケプストラムのうちの何れかを含む複数の追加的なインピーダンス信号特徴をインピーダンス信号から得ることができる。

ＥＣＧ信号処理システムは、ＥＣＧ信号を処理して、ＥＣＧ信号の変化、ＥＣＧ信号の形態、ＥＣＧ信号の勾配、ＥＣＧ信号のパワー、ＥＣＧ信号のウェーブレット分解、ＥＣＧ信号のノイズ解析、ＥＣＧ信号のケプストラムのうちの何れかを含む複数の追加的なＥＣＧ信号特徴をＥＣＧ信号から得ることができる。

圧迫速度推定値処理システムにより適用される複数の基準には、インピーダンス信号周波数スペクトルにおいて、二次ピークの振幅と一次ピークの振幅の比が予め設定されたインピーダンス信号振幅比の閾値よりも大きいことを含む基準が含まれる。インピーダンス振幅比の閾値は、０．２とすることができる。

圧迫速度推定値処理システムにより適用される複数の基準には、インピーダンス信号周波数スペクトルにおいて、一次ピークの中心周波数が二次ピークの中心周波数よりも大きいことを含む基準が含まれる。

圧迫速度推定値処理システムにより適用される複数の基準には、ＥＣＧ信号周波数スペクトルにおいて、一次ピークの中心周波数が二次ピークの中心周波数よりも小さいことを含む基準が含まれる。

圧迫速度推定値処理システムにより適用される複数の基準には、インピーダンス信号周波数スペクトルにおけるより低い周波数の一次または二次ピークと、ＥＣＧ信号周波数スペクトルにおけるより低い周波数の一次または二次ピークとの間の周波数差が、予め設定された周波数差の閾値よりも小さいことを含む基準が含まれる。周波数差の閾値は、０．２５Ｈｚとすることができる。この基準は、ＥＣＧ信号周波数スペクトルのピークおよびインピーダンス信号周波数スペクトルのピークが予め設定された限界内に整列しているか否かを調べる。

圧迫速度推定値処理システムは、複数の基準のうちの１または複数との適合性を使用して複数のインピーダンス信号圧迫速度推定値のうちの一つをＣＰＲ圧迫速度として選択することができる。圧迫速度推定値処理システムは、複数の基準のうちの各々と適合することを使用して、インピーダンス信号周波数スペクトルの二次ピークの中心周波数をＣＰＲ圧迫速度とするインピーダンス信号圧迫速度推定値を選択することができる。圧迫速度推定値処理システムは、複数の基準の何れかと不適合であることを使用して、インピーダンス信号周波数スペクトルの一次ピークの中心周波数をＣＰＲ圧迫速度とするインピーダンス信号圧迫速度推定値を選択することができる。

圧迫速度推定値処理システムにより適用される複数の基準には、ＥＣＧ信号周波数スペクトルにおいて、二次ピークの振幅と一次ピークの振幅の比が予め設定されたＥＣＧ信号振幅比の閾値よりも大きいことを含む基準が含まれる。ＥＣＧ信号振幅比の閾値は、０．２とすることができる。

圧迫速度推定値処理システムは、複数の基準のうちの各々と適合することを使用して、インピーダンス信号周波数スペクトルの二次ピークの中心周波数をＣＰＲ圧迫速度とするインピーダンス信号圧迫速度推定値を選択することができる。圧迫速度推定値処理システムは、複数の基準の何れかと不適合であることを使用して、インピーダンス信号周波数スペクトルの一次ピークの中心周波数をＣＰＲ圧迫速度とするインピーダンス信号圧迫速度推定値を選択することができる。

除細動器は、測定したインピーダンス信号のほぼ全ておよび測定したＥＣＧ信号のほぼ全てを使用して、ＣＰＲ圧迫速度を決定することができる。除細動器は、測定したインピーダンス信号の１以上の部分および測定したＥＣＧ信号の対応する１以上の部分を使用して、ＣＰＲ圧迫速度を決定することができる。測定したインピーダンス信号の上記部分または各部分は、ＣＰＲ圧迫速度について予め分析された部分を含むことができ、その圧迫速度は、真の速度であるか否かを判定するために使用される閾値を超えていない。このように、ＣＰＲ圧迫速度は、従来のインピーダンス信号分析技術のみを使用してインピーダンス信号の１以上の部分について決定することができ、ＣＰＲ圧迫速度は、ＣＰＲ圧迫速度の適格性のためにインピーダンス信号の使用とＥＣＧ信号の使用とを組み合わせた本発明の方法を使用して、インピーダンス信号の１以上の部分について決定することができる。

除細動器は、インピーダンス信号およびＥＣＧ信号の処理を使用して、インピーダンス信号の形態に基づいて特徴を判定することができる。除細動器は、インピーダンス信号およびＥＣＧ信号の処理を使用して、被験者の動きを判定することができる。

出力ユニットは、ＣＰＲ圧迫速度が、満足できるか、遅過ぎるか、速過ぎるかの何れかであることの表示を含む、ＣＰＲ圧迫速度に基づくフィードバックを当該除細動器のユーザに対して出力することができる。ＣＰＲ圧迫速度に基づくフィードバックを除細動器のユーザに出力することは、ＣＰＲの質を改善する機会をユーザに提供し、圧迫の有効性の指標を与えるものとなる。

本発明の第２の態様によれば、心肺蘇生（ＣＰＲ）の圧迫速度を決定する方法が提供され、当該方法が、
被験者のインピーダンス信号を受け取るステップと、
被験者の心電図（ＥＣＧ）信号を受け取るステップと、
インピーダンス信号を処理して複数のインピーダンス信号圧迫速度推定値を得るステップと、
インピーダンス信号を処理して複数のインピーダンス信号特徴を得るステップと、
ＥＣＧ信号を処理して複数のＥＣＧ信号特徴を得るステップと、
複数の基準をインピーダンス信号特徴およびＥＣＧ信号特徴に適用し、基準のうちの１または複数との適合（compliance）／不適合（non-compliance）を使用して、複数のインピーダンス信号圧迫速度推定値のうちの一つをＣＰＲ圧迫速度として選択するステップとを含む。

本発明の第３の態様によれば、コンピュータ可読媒体に有形に具現化されたＣＰＲ圧迫速度決定コンピュータプログラムが提供され、当該コンピュータプログラムが、本発明の第２の態様に係るＣＰＲ圧迫速度を決定する方法をコンピュータに実行させるための命令を含む。

本発明の態様によれば、追加のセンサを必要とすることなく、除細動器で既に測定された信号を用いて、インピーダンスのみを使用してこれまで可能であったものよりもロバストなＣＰＲ圧迫速度の決定が可能となる。

本発明の実施形態を、添付の図面を参照して、単なる例として以下に説明する。
図１は、本発明の第１の態様に係る、被験者のＣＰＲ圧迫速度を決定する除細動器の概略図である。図２は、図１の除細動器によって実行されるＣＰＲ圧迫速度を決定する方法のフローチャートである。図３は、図２の方法のさらなる詳細を示すフローチャートである。

図１を参照すると、被験者のＣＰＲ圧迫速度を決定する除細動器１が示されている。これは、被験者（図示省略）に取り付けられるように構成された電極３２と、電極３に接続されたインピーダンス信号測定システム５と、電極３に接続されたＥＣＧ信号測定システム７とを含む。さらに、除細動器１は、インピーダンス信号測定システム５に接続されたインピーダンス信号処理システム９と、ＥＣＧ信号測定システム７に接続されたＥＣＧ信号処理システム１１と、インピーダンス信号処理システム９およびＥＣＧ信号処理システム１１に接続された圧迫速度推定値処理システム１３と、圧迫速度推定値処理システム１３に接続された出力ユニット１５とを備える。

なお、除細動器１は、除細動ショック生成回路および電源などの他の構成要素を含むことを理解されたい。

インピーダンス信号測定システム５は、予め設定された電圧で交流信号を生成するように構成されたインピーダンス測定信号生成器（図示省略）と、少なくとも増幅器モジュールおよび信号調整モジュール（図示省略）を含むインピーダンス測定信号プロセッサ（図示省略）とを備える。インピーダンス測定信号生成器は、交流信号を生成し、この交流信号が電極３に送られて、被験者を通過する。電極３は、被験者のインピーダンスを示すインピーダンスデータを生成し、このデータは、インピーダンス測定信号プロセッサに送られる。インピーダンス測定信号プロセッサは、電極３から受信したインピーダンスを示すデータを連続的にサンプリングする。インピーダンス測定信号プロセッサの増幅器モジュールおよび信号調整モジュールは、増幅、フィルタリング、ＡＤ変換および信号処理の何れかによって、電極３から受信したインピーダンスデータを処理する。このように、インピーダンス信号測定システム５は、被験者の少なくとも１のインピーダンス信号を測定し、それがインピーダンス信号処理システム９に送られる。

ＥＣＧ信号測定システム７は、ＥＣＧ測定信号プロセッサ（図示省略）を含む。被験者に置かれると、電極３が、被験者のＥＣＧを示すＥＣＧデータを生成し、それがＥＣＧ測定信号プロセッサに送られる。ＥＣＧ測定信号プロセッサは、電極３から受信したＥＣＧを示すデータを連続的にサンプリングした後、電極３から受信したＥＣＧデータを処理する。このようにして、ＥＣＧ信号測定システム７は、被験者の少なくとも１のＥＣＧ信号を測定し、それがＥＣＧ信号処理システム１１に渡される。

インピーダンス信号処理システム９は、インピーダンス信号を処理して複数のインピーダンス信号圧迫速度推定値および複数のインピーダンス信号特徴を得る少なくとも１のマイクロプロセッサを含む。ＥＣＧ信号処理システム１１は、ＥＣＧ信号を処理して複数のＥＣＧ信号特徴を得る少なくとも１のマイクロプロセッサを含む。圧迫速度推定値処理システム１３は、インピーダンス信号特徴およびＥＣＧ信号特徴に複数の基準を適用し、それら基準のうちの１または複数との適合性を使用して複数のインピーダンス信号圧迫速度推定値のうちの一つをＣＰＲ圧迫速度として選択する少なくとも１のマイクロプロセッサを含む。出力ユニット１５は、そのＣＰＲ圧迫速度を受け取り、当該ＣＰＲ圧迫速度に基づくフィードバックを除細動器のユーザに出力する。

図２を参照すると、図１の除細動器１によって実行されるＣＰＲ圧迫速度を決定する方法は、
（ｉ）被験者のインピーダンス信号を受信するステップ（３０）と、
（ｉｉ）被験者のＥＣＧ信号を受信するステップ（３２）と、
（ｉｉｉ）複数のインピーダンス信号圧迫速度推定値を得るためにインピーダンス信号を処理するステップ（３４）と、
（ｉｖ）複数のインピーダンス信号特徴を得るためにインピーダンス信号を処理するステップ（３６）と、
（ｖ）複数のＥＣＧ信号特徴を得るためにＥＣＧ信号を処理するステップ（３８）と、
（ｖｉ）インピーダンス信号特徴およびＥＣＧ信号特徴に複数の基準を適用し、それら基準のうちの１または複数との適合性を使用して複数のインピーダンス信号圧迫速度推定値のうちの一つをＣＰＲ圧迫速度として選択するステップ（４０）とを備える。

複数のインピーダンス信号圧迫速度推定値を得るためにインピーダンス信号を処理するステップ（３４）は、インピーダンス信号に周波数領域変換を使用してインピーダンス信号周波数スペクトルを得るステップと、ピーク検出アルゴリズムを使用してインピーダンス信号周波数スペクトルにおける複数のピークを識別するステップと、複数のインピーダンス信号圧迫速度推定値として複数のピークの中心周波数を求めるステップとを含む。

複数のインピーダンス信号特徴を得るためにインピーダンス信号を処理するステップ（３６）は、インピーダンス信号に周波数領域変換を使用してインピーダンス信号周波数スペクトルを得るステップと、ピーク検出アルゴリズムを使用してインピーダンス信号周波数スペクトルにおける複数のピークを識別するステップと、複数のインピーダンス信号特徴として複数のピークの中心周波数および振幅を求めるステップとを含む。複数のＥＣＧ信号特徴を得るためにＥＣＧ信号を処理するステップ（３８）は、ＥＣＧ信号に周波数領域変換を使用してＥＣＧ信号周波数スペクトルを得るステップと、ピーク検出アルゴリズムを使用してＥＣＧ信号周波数スペクトルにおける複数のピークを識別するステップと、複数のＥＣＧ信号特徴として複数のピークの中心周波数および振幅を求めるステップとを含む。

変換は、インピーダンス信号の６秒前進ウィンドウと、ＥＣＧ信号の対応する６秒前進ウィンドウとにＦＦＴアルゴリズムを使用する。

ピーク検出アルゴリズムは、スペクトルのスロープの峻度の減少に基づいてピークを識別することによって、インピーダンス信号周波数スペクトルおよびＥＣＧ信号周波数スペクトルにおける複数のピークを識別する。この実施形態では、ピーク検出アルゴリズムが、各周波数スペクトルから、その中心周波数において最大振幅を有する一次ピークと、その中心周波数において次に高い振幅を有する二次ピークとの２つのピークを返す。バックグラウンドを上回る予め定められた数の標準偏差を含む振幅の閾値は、それらピークが真のピークであるか否かを判定するために使用される。インピーダンス信号周波数スペクトルにおける一次ピークおよび二次ピークの中心周波数は、インピーダンス信号圧迫速度推定値を提供する。インピーダンス信号周波数スペクトルにおける一次ピークおよび二次ピークの中心周波数および振幅は、インピーダンス信号特徴を提供する。ＥＣＧ信号周波数スペクトルにおける一次ピークおよび二次ピークの中心周波数および振幅は、ＥＣＧ信号特徴を提供する。

図３を参照すると、この実施形態では、除細動器１の圧迫速度推定値処理システム１３が、４つの基準をインピーダンス信号特徴およびＥＣＧ信号特徴に適用し、適合性が、インピーダンス信号圧迫速度推定値のうちの一つを真のＣＰＲ圧迫速度として選択するために使用される。

圧迫速度推定値処理システム１３によって適用される第１の基準は、インピーダンス信号周波数スペクトルにおいて、二次ピークの振幅と一次ピークの振幅の比が予めされたインピーダンス信号振幅比の閾値である０．２よりも大きいことを含む。なお、他のインピーダンス信号振幅比の閾値を使用できることを理解されたい。

圧迫速度推定値処理システム１３によって適用される第２の基準は、インピーダンス信号周波数スペクトルにおいて、一次ピークの中心周波数が二次ピークの中心周波数よりも大きいことを含む。圧迫速度推定値処理システム１３によって適用される第３の基準は、ＥＣＧ信号周波数スペクトルにおいて、一次ピークの中心周波数が二次ピークの中心周波数よりも小さいことを含む。圧迫速度推定値処理システム１３によって適用される第４の基準は、インピーダンス信号周波数スペクトルにおけるより低い周波数の一次または二次ピークと、ＥＣＧ信号周波数スペクトルにおけるより低い周波数の一次または二次ピークとの間の周波数差が、予め設定された周波数差の閾値である０．２５Ｈｚよりも小さいことを含む。なお、他の周波数差の閾値を使用できることを理解されたい。

圧迫速度推定値処理システム１３は、図示のように、第１～第４の基準の各々との適合性を使用して、インピーダンス信号周波数スペクトルの二次ピークの中心周波数をＣＰＲ圧迫速度とするインピーダンス信号圧迫速度推定値を選択する。圧迫速度推定値処理システム１３は、図示のように、第１～第４の基準の何れかに適合しないことを使用して、インピーダンス信号周波数スペクトルの一次ピークの中心周波数をＣＰＲ圧迫速度とするインピーダンス信号圧迫速度推定値を選択する。

このようにして決定されたＣＰＲ圧迫速度は、出力ユニット１５に渡される。これは、ＣＰＲ圧迫速度が満足できるか、遅過ぎるか、速過ぎるかの何れかであることの表示を含む、ＣＰＲ圧迫速度に基づくフィードバックを除細動器１のユーザに出力する。ＣＰＲ圧迫速度に基づくフィードバックを除細動器のユーザに出力することは、ＣＰＲの質を改善する機会をユーザに提供し、圧迫の有効性の指標を与える。

Claims

被験者の心肺蘇生圧迫速度を決定する除細動器であって、
被験者に取り付けられるように構成された電極と、
前記電極に接続され、被験者の少なくとも１のインピーダンス信号を測定するように構成されたインピーダンス信号測定システムと、
前記電極に接続され、被験者の少なくとも１の心電図（ＥＣＧ）信号を測定するように構成された心電図（ＥＣＧ）信号測定システムと、
前記インピーダンス信号測定システムに接続され、複数のインピーダンス信号圧迫速度推定値および複数のインピーダンス信号特徴を得るために被験者のインピーダンス信号を処理するように構成されたインピーダンス信号処理システムと、
前記ＥＣＧ信号測定システムに接続され、複数の心電図（ＥＣＧ）信号特徴を得るために被験者のＥＣＧ信号を処理するように構成された心電図（ＥＣＧ）信号処理システムと、
前記インピーダンス信号測定システムおよび前記ＥＣＧ信号測定システムに接続された圧迫速度推定値処理システムであって、インピーダンス信号特徴およびＥＣＧ信号特徴に複数の基準を適用し、前記基準のうちの１または複数との適合性を使用して前記複数のインピーダンス信号圧迫速度推定値のうちの一つを心肺蘇生圧迫速度として選択するように構成された圧迫速度推定値処理システムと、
前記圧迫速度推定値処理システムに接続され、前記心肺蘇生圧迫速度に基づくフィードバックを当該除細動器のユーザに出力するように構成された出力ユニットとを備えることを特徴とする除細動器。
請求項１に記載の除細動器において、
前記インピーダンス信号処理システムが、インピーダンス信号に周波数領域変換を使用してインピーダンス信号周波数スペクトルを取得し、ピーク検出アルゴリズムを使用してインピーダンス信号周波数スペクトルにおける複数のピークを識別し、複数のピークの中心周波数を複数のインピーダンス信号圧迫速度推定値として求めることによって、インピーダンス信号を処理して複数のインピーダンス信号圧迫速度推定値を得ることを特徴とする除細動器。
請求項１または２に記載の除細動器において、
前記インピーダンス信号処理システムが、インピーダンス信号に周波数領域変換を使用してインピーダンス信号周波数スペクトルを取得し、ピーク検出アルゴリズムを使用してインピーダンス信号周波数スペクトルにおける複数のピークを識別し、複数のピークの中心周波数および振幅を複数のインピーダンス信号特徴として求めることによって、インピーダンス信号を処理して複数のインピーダンス信号特徴を得ることを特徴とする除細動器。
請求項１乃至３の何れか一項に記載の除細動器において、
前記ＥＣＧ信号処理システムが、ＥＣＧ信号に周波数領域変換を使用してＥＣＧ信号周波数スペクトルを取得し、ピーク検出アルゴリズムを使用してＥＣＧ信号周波数スペクトルにおける複数のピークを識別し、複数のピークの中心周波数および振幅を複数のＥＣＧ信号特徴として求めることによって、ＥＣＧ信号を処理して複数のＥＣＧ信号特徴を得ることを特徴とする除細動器。
請求項２乃至４の何れか一項に記載の除細動器において、
前記周波数領域変換を使用してインピーダンス信号周波数スペクトルおよびＥＣＧ信号周波数スペクトルを得ることには、インピーダンス信号のウィンドウおよびＥＣＧ信号の対応するウィンドウに、高速フーリエ変換アルゴリズム、Ｇｏｅｒｔｚｅｌアルゴリズムの何れかを使用することが含まれることを特徴とする除細動器。
請求項２乃至５の何れか一項に記載の除細動器において、
前記ピーク検出アルゴリズムを使用してインピーダンス信号周波数スペクトルにおける複数のピークを識別することには、インピーダンス信号周波数スペクトルのスロープの峻度の減少に基づいてピークを識別することが含まれ、前記ピーク検出アルゴリズムを使用してＥＣＧ信号周波数スペクトルにおける複数のピークを識別することには、ＥＣＧ信号周波数スペクトルのスロープの峻度の減少に基づいてピークを識別することが含まれることを特徴とする除細動器。
請求項６に記載の除細動器において、
前記ピーク検出アルゴリズムが、その中心周波数において最大の振幅を有する一次ピークと、その中心周波数において次に大きい振幅を有する二次ピークとを返し、それが指定された数のピークまで続けられることを特徴とする除細動器。
請求項１乃至７の何れか一項に記載の除細動器において、
前記インピーダンス信号処理システムが、インピーダンス信号を処理して、インピーダンス信号の変化、インピーダンス信号の形態、インピーダンス信号の勾配、インピーダンス信号のパワー、インピーダンス信号のウェーブレット分解、インピーダンス信号のノイズ解析、インピーダンス信号のケプストラムのうちの何れかを含む複数の追加的なインピーダンス信号特徴をインピーダンス信号から得ることを特徴とする除細動器。
請求項１乃至８の何れか一項に記載の除細動器において、
前記ＥＣＧ信号処理システムが、ＥＣＧ信号を処理して、ＥＣＧ信号の変化、ＥＣＧ信号の形態、ＥＣＧ信号の勾配、ＥＣＧ信号のパワー、ＥＣＧ信号のウェーブレット分解、ＥＣＧ信号のノイズ解析、ＥＣＧ信号のケプストラムのうちの何れかを含む複数の追加的なＥＣＧ信号特徴をＥＣＧ信号から得ることを特徴とする除細動器。
請求項１乃至９の何れか一項に記載の除細動器において、
前記圧迫速度推定値処理システムにより適用される複数の基準には、インピーダンス信号周波数スペクトルにおいて、二次ピークの振幅と一次ピークの振幅の比が予め設定されたインピーダンス信号振幅比の閾値よりも大きいことを含む基準が含まれることを特徴とする除細動器。
請求項１乃至１０の何れか一項に記載の除細動器において、
前記圧迫速度推定値処理システムにより適用される複数の基準には、インピーダンス信号周波数スペクトルにおいて、一次ピークの中心周波数が二次ピークの中心周波数よりも大きいことを含む基準が含まれることを特徴とする除細動器。
請求項１乃至１１の何れか一項に記載の除細動器において、
前記圧迫速度推定値処理システムにより適用される複数の基準には、ＥＣＧ信号周波数スペクトルにおいて、一次ピークの中心周波数が二次ピークの中心周波数よりも小さいことを含む基準が含まれることを特徴とする除細動器。
請求項１乃至１２の何れか一項に記載の除細動器において、
前記圧迫速度推定値処理システムにより適用される複数の基準には、インピーダンス信号周波数スペクトルにおけるより低い周波数の一次または二次ピークと、ＥＣＧ信号周波数スペクトルにおけるより低い周波数の一次または二次ピークとの間の周波数差が、予め設定された周波数差の閾値よりも小さいことを含む基準が含まれることを特徴とする除細動器。
請求項１乃至１３の何れか一項に記載の除細動器において、
前記圧迫速度推定値処理システムが、前記複数の基準のうちの１または複数との適合性を使用して一つのインピーダンス信号圧迫速度推定値をＣＰＲ圧迫速度として選択することを特徴とする除細動器。
請求項１乃至１３の何れか一項に記載の除細動器において、
前記圧迫速度推定値処理システムが、前記複数の基準のうちの各々と適合することを使用して、インピーダンス信号周波数スペクトルの二次ピークの中心周波数をＣＰＲ圧迫速度とするインピーダンス信号圧迫速度推定値を選択するように構成されていることを特徴とする除細動器。
請求項１乃至１３の何れか一項に記載の除細動器において、
前記圧迫速度推定値処理システムが、前記複数の基準の何れかと不適合であることを使用して、インピーダンス信号周波数スペクトルの一次ピークの中心周波数をＣＰＲ圧迫速度とするインピーダンス信号圧迫速度推定値を選択するように構成されていることを特徴とする除細動器。
請求項１乃至１６の何れか一項に記載の除細動器において、
前記圧迫速度推定値処理システムにより適用される複数の基準には、ＥＣＧ信号周波数スペクトルにおいて、二次ピークの振幅と一次ピークの振幅の比が予め設定されたＥＣＧ信号振幅比の閾値よりも大きいことを含む基準が含まれることを特徴とする除細動器。
請求項１７に記載の除細動器において、
前記圧迫速度推定値処理システムが、前記複数の基準のうちの各々と適合することを使用して、インピーダンス信号周波数スペクトルの二次ピークの中心周波数をＣＰＲ圧迫速度とするインピーダンス信号圧迫速度推定値を選択するように構成されていることを特徴とする除細動器。
請求項１７に記載の除細動器において、
前記圧迫速度推定値処理システムが、前記複数の基準の何れかと不適合であることを使用して、インピーダンス信号周波数スペクトルの一次ピークの中心周波数をＣＰＲ圧迫速度とするインピーダンス信号圧迫速度推定値を選択するように構成されていることを特徴とする除細動器。
請求項１乃至１９の何れか一項に記載の除細動器において、
測定したインピーダンス信号のほぼ全ておよび測定したＥＣＧ信号のほぼ全てを使用して、ＣＰＲ圧迫速度を決定することを特徴とする除細動器。
請求項１乃至２０の何れか一項に記載の除細動器において、
測定したインピーダンス信号の１以上の部分および測定したＥＣＧ信号の対応する１以上の部分を使用して、ＣＰＲ圧迫速度を決定することを特徴とする除細動器。
請求項２１に記載の除細動器において、
前記測定したインピーダンス信号の前記部分または各部分が、ＣＰＲ圧迫速度について予め分析された部分を含み、その圧迫速度が、真の速度であるか否かを判定するために使用される閾値を超えないことを特徴とする除細動器。
請求項１乃至２２の何れか一項に記載の除細動器において、
前記出力ユニットは、ＣＰＲ圧迫速度が、満足できるか、遅過ぎるか、速過ぎるかの何れかであることの表示を含む、ＣＰＲ圧迫速度に基づくフィードバックを当該除細動器のユーザに対して出力することを特徴とする除細動器。
心肺蘇生（ＣＰＲ）の圧迫速度を決定する方法であって、
インピーダンス信号測定システムが、被験者のインピーダンス信号を受け取るステップと、
心電図（ＥＣＧ）信号測定システムが、被験者の心電図（ＥＣＧ）信号を受け取るステップと、
インピーダンス信号処理システムが、インピーダンス信号を処理して複数のインピーダンス信号圧迫速度推定値を得るステップと、
前記インピーダンス信号処理システムが、インピーダンス信号を処理して複数のインピーダンス信号特徴を得るステップと、
ＥＣＧ信号処理システムが、ＥＣＧ信号を処理して複数のＥＣＧ信号特徴を得るステップと、
圧迫速度推定値処理システムが、複数の基準をインピーダンス信号特徴およびＥＣＧ信号特徴に適用し、前記基準のうちの１または複数との適合／不適合を使用して、前記複数のインピーダンス信号圧迫速度推定値のうちの一つをＣＰＲ圧迫速度として選択するステップとを含むことを特徴とする方法。
コンピュータ可読媒体に有形に具現化されたＣＰＲ圧迫速度決定コンピュータプログラムであって、請求項２４に記載のＣＰＲ圧迫速度を決定する方法をコンピュータに実行させるための命令を含むことを特徴とするコンピュータプログラム。