KR20000064418A - 심장마비용흉부압박장치 - Google Patents
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Abstract
본 발명은 심장마비 환자를 소생시키기 위하여 내흉부 압력을 증가시키는 장치이다. 본 장치는 환자의 흉부(12) 주위를 감싸고 힘전달 전환기에 부착되는 유연하고 본질적으로 비탄성적인 벨트(40)를 포함한다. 힘전달 전환기는 하방으로 향하는 힘을 흉골을 압박하는 흉부 압력 및 두 개의 벨트 조임 합력으로 전환시킨다. 힘전달 전환기는, 각각 한 쌍의 간격이 떨어진 암(22, 24)을 구비하고 베이스(14)에 피봇에 의해 회전 가능하게 장착되는, 한 쌍의 조립체(16, 18)를 포함한다. 베이스는 환자의 흉골 가까이에 위치되며, 벨트의 단부들은 각각의 암 조립체의 하나의 단부에 부착한다. 암 조립체의 대향하는 핸들 단부(30 및 32)는 흉부를 향하여 가압되어서, 벨트를 조이고 흉부 공동부를 압박하게 된다.
Description
심장마비동안, 심장과 뇌의 생존 능력을 유지하기 위해서 외부적인 수단에 의해 혈액의 흐름을 발생시키는 것이 바람직하다. 전형적으로, 혈액의 흐름을 발생시키는 외부적인 수단은 수동 심폐 소생기(manual cardiopulmonary resuscitation; CPR)이었다. CPR을 이용하여, 응급처치자는 환자의 머리를 뒤로 기울이고, 기도를 깨끗하고 곧게 하기 위해서 턱을 들어올리며, 응급처치자가 환자에게 두 번 큰 숨을 쉬게 한 후에 흉골을 1.5 내지 2 인치로 15회(분당 80 내지 100회의 압박율로) 내리누른다. 이 15회 압박 및 2회 호흡은 순환적으로 반복된다.
현재에는, CPR 연구 집단은 외부적인 수단에 의해 발생되는 혈액의 흐름이 두 개의 이론적인 메커니즘 중 하나 또는 그들의 조합에 의해 설명될 수 있다고 믿는데, 그 두 개의 메커니즘은 "심장 펌프(cardiac pump)" 메커니즘과 "흉부 펌프(thoracic pump)" 메커니즘이다.
심장 펌프 메커니즘에 따르면, 외부 수단에 의해서 발생된 혈액의 흐름은 심장의 직접적인 기계적인 압박 때문이다. 압박하는 동안, 혈액은 심방으로부터 압착되어 나오고, 압박을 느슨하게 하는 동안(이완 작용) 혈액은 심방으로 흘러 들어간다. 혈액의 역류는 심장 및 혈관의 흐름 조절 작용에 의해서 방지된다.
흉부 펌프 메커니즘에 따르면, 혈액은 내흉부 압력의 순환적인 증가 및 감소의 결과로 외부적인 수단에 의해 펌핑된다. 압박하는 동안, 내흉부의 압력은 올라가서, 혈액이 흉부 내에 위치된 혈관 및 기관으로부터 나가도록 강요되고, 혈액은 주변 조직 내로 흘러 들어간다. 이완시키는 동안, 혈액은 정상적인 정맥 회귀 작용을 통해서 흉부 내로 되돌아온다. 이러한 방식으로, 역류는 정맥의 흐름 조절 작용에 의해서 방지된다.
대부분의 연구자들은 상기 메커니즘 모두가 어느 정도는 효력이 있다고 믿는다. 그러나, 외부적인 힘을 적용함으로써 혈액의 흐름을 촉진시키는 현재 사용중인 방법 및 현재 사용중인 장치는 두 메커니즘 중에서 단지 하나로만 편중되어 있다. 혈액의 흐름을 최대화하기 위하여, 두 메커니즘 모두의 장점을 취하는 장치가 요구된다.
다양한 장치들이 심장마비 환자의 흉부 공동부 내에서 혈액 및/또는 공기의 흐름을 증가시키기 위해 개발되어 왔다.
피터슨(Petersen)에 의한 미국 특허 번호 제 2,071,215호는 환자의 흉부를 에워싸는 거들(girdle)의 양단부에 부착되는 피스톤 및 실린더 배열을 보여준다. 피스톤 및 실린더 결합체 내에서 혈액을 팽창 또는 압박함으로써 폐에 공기를 통하게 하기 위하여 거들을 조이고 늘린다. 상기 장치는 크고 무거우며, 그리고 전력을 구동하기 위해 유압에 의존한다.
아이삭슨(Isaacson) 등에 의한 미국 특허 번호 제 3,425,409호는, 피스톤에 의해 발생되는 하방으로의 힘에 의해서 흉골을 압박하기 위한 장치가 개시되어 있다. 신체적인 피해를 최소화하기 위해서 벨트가 흉부 주위로 배치되며, 공기가 환자의 통기구로 적용된다.
캡존(Capjon) 등에 의한 미국 특허 번호 제 5,287,846호는, 등을 하부 프레임에 의지하는 환자를 쉬게 하는 상부 프레임을 보여준다. 신축성 있는 가죽띠가 상부 프레임으로부터 연장해서 하부 프레임에 부착된다. 상부 프레임 내에 있는 유압 실린더가 흉부를 하방으로 가압한다.
바칼로우(Barkalow)에 의한 미국 특허 번호 제 3,461,860호는 흉골을 미리 결정된 거리만큼 기계적으로 압박하기 위해서 공압 플런저(plunger)를 사용하는 장치를 개시한다. 적절한 통풍을 보장하고 흉부의 체적을 증가시키기 위해서 기계적 통풍 장치가 미국 특허 번호 제 4,326,507호에 추가된다. 이 장치는 그것을 사용하기 위해서 숙련된 사람을 필요로 하는 복잡성 때문에 성공적이지 못했다.
유사한 장치가 레인홀드(Reingold)에 의한 미국 특허 번호 제 4,060,079호에 개시되어 있다. 이 장치는 단지 유사한 휴대용 장비이다.
미국 특허 번호 제 4,338,924호에서, 블룸(Bloom)은 심장 마비 환자의 흉부를 가압하기 위해서 공기 실린더를 사용한 흉골 압박 장치를 보여준다. 이 장치는 흉부 압박 디자인을 사용하는 많은 다른 장치와 같이 크고 무겁다.
미국 특허 번호 제 4,424,806호에서, 뉴만(Newman) 등은 흉부 압력이 증가하도록 하는 공압 베스트(vest)를 보여준다. 이 베스트는, 만약 보다 주요한 기관이 압박되고 이완된다면 더 많은 혈액의 흐름이 발생할 것이라는 가정 하에서, 더 큰 면적에 대하여 더 많은 힘을 가하는 "흉부 펌프" 개념을 사용한다. 압박하는 힘을 이완시킴으로써, 흉부는 그 본래의 크기로 되돌아오고 혈액을 주요 기관으로 끌어들일 것이다. 혈액의 순행 흐름이 혈관의 네트워크 내의 단방향 밸브 때문에 발생한다. 뉴만의 장치는 휴대용이 아니며, 게다가 본질적으로 복잡성을 가지고 있다. 미국 특허 번호 제 4,928,674호에서, 할페린(Halperin) 등은 마찬가지로 휴대용이 아닌 유사한 베스트를 개시한다.
미국 특허 번호 제 4,770,164호에서, 래치(Lach) 등은 흉부 압력을 증가시키기 위해서 사용되는 주변을 둘러싸는 밴드와 감아 올리는 릴(reel)을 개시한다. 수동적으로 또는 기계적으로 구동될지라도, 이 장치는 흉부 주위의 밴드를 안내하기 위해서 백보드(backboard)를 사용할 필요가 있다.
호흡 질환을 도와줄 목적으로 내흉부의 압력을 증가시키기 위해 밴드 또는 벨트를 사용하는 것은 보그핸(Boghean)에 의한 미국 특허 번호 제 651,962호에 개시되어 있다. 이 장치는 호흡의 주기와 호흡의 크기 및 깊이를 규칙적으로 함으로써 호흡 질환을 치료하기 위해서 환자의 흉부 주위에 밴드를 주기적으로 느슨하게 하고 조이게 하기 위한 것이다.
미국 특허 번호 제 3,777,744호에서, 프라이포글(Fryfogle) 등은 벨트 및 폐에 남아있는 과도한 공기를 방출하기 위하여 상기 벨트를 조이는 손잡이로 구성된 호흡 보조 장치를 개시한다.
호흡을 목적으로 폐를 압박하는 것을 보조하기 위해서 복부 및 아래쪽 흉부에 압박하는 힘을 발생시키기 위한 주변을 감싸는 밴드를 사용하는 응용으로 알려진 다른 장치들은 헉슬레이(Huxley)에 의한 미국 특허 번호 제 2,899,955호, 글래스콕(Glascock)에 의한 미국 특허 번호 제 3,368,550호, 및 네메쓰(Nemeth)에 의한 미국 특허 번호 제 2,754,817호 등에 있다. 더욱이, 흉부 또는 복부 주위에 위치된 부풀려질 수 있는 바람 주머니를 사용하는 것은 드레넨(Drennen)에 의한 미국 특허 번호 제 3,481,327호, 헉슬레이(Huxley)에 의한 미국 특허 번호 제 3,120,228호, 멘델슨(Mendelson)에 의한 미국 특허 번호 제 3,042,024호, 에멀슨(Emerson)에 의한 미국 특허 번호 제 2,853,998호, 폴진(Polzin)에 의한 미국 특허 번호 제 2,780,222호, 피터슨(Petersen)에 의한 미국 특허 번호 제 2,071,215호, 뉴만에 의한 미국 특허 번호 제 4,424,806호, 및 할퍼린(Halperin)에 의한 미국 특허 번호 제 4,928,674호에 개시되어 있다.
엥스트롬(Engstrom)에 의한 미국 특허 번호 제 2,699,163호는 환자의 폐를 통풍하기 위한 호흡 장치를 보여준다.
게함(Geeham)에 의한 미국 특허 번호 제 5,295,481호는 흡입 컵을 가진 T 자형의 기계적 흉부 압박 장치를 구비하는 흉부 압박 장치를 보여준다. 상기 컵에 부착된 중앙 샤프트는 컵의 가장자리를 너머서 압박될 수 있으며, 샤프트의 끝에 환자에게 가하는 힘을 집중시키기 때문에 환자에게 타박상을 입히거나 상처를 입힐 수 있다.
바이스펠트(Weisfeldt) 등에 의한 미국 특허 번호 제 4,397,306호 및 태플린(Taplin)에 의한 제 1,399,034호는 심장마비 환자의 흉부를 압박하기 위한 커다란 기계적 장치를 보여준다.
미국 특허 번호 제 5,407,418호에서, 스즈퍼(Szpur)는 사람의 발 또는 손의 혈관 내에 있는 혈관에 자극을 가하기 위하여 동력으로 구동되고 박동(pulsating)하는 압박 장치를 개시한다. 이 장치는 발 또는 손의 국부적인 영역에 대하여 집중된 힘을 주기적으로 적용한다.
종래의 기술에도 불구하고, 심장마비 환자의 조직에 혈액의 흐름을 효과적으로 증가시키는 장치에 대한 요구가 여전히 남아있다. 그 장치는 진정으로 휴대하기 간편해야 하며 일반적인 힘과 기술을 가진 사람에 의하여 사용 가능해야 한다.
본 발명은 광범위하게는 의학 장치에 관한 것이며, 보다 자세하게는 심장 마비로 고생하는 사람의 흉부 공동부를 압박함으로써 혈액의 흐름을 증가시키기 위한 장치에 관한 것이다.
도 1은 작동 위치에 있는 본 발명의 실시예를 도시하는 사시도,
도 2는 도 1에 도시된 본 발명의 실시예에 따른 암 조립체의 극단 위치를 도시하는 측면 단면도,
도 3은 힘전달 전환기의 대안을 도시하는 개략도,
도 4는 힘전달 전환기의 대안을 도시하는 개략도,
도 5는 힘전달 전환기의 대안을 도시하는 개략도,
도 6은 힘전달 전환기의 대안을 도시하는 개략도,
도 7은 힘전달 전환기의 대안을 도시하는 개략도,
도 8은 힘전달 전환기의 대안을 도시하는 개략도,
도 9는 본 발명의 실시예에 대한 대안을 도시하는 사시도,
도 10은 본 발명의 일부로써 주 발동기 작동 장치를 도시하는 배면 단면도,
도 11은 본 발명의 실시예에 대한 대안을 도시하는 사시도,
도 12는 본 발명의 실시예에 대한 대안을 도시하는 개략도,
도 13은 본 발명의 실시예를 도시하는 사시도,
도 14는 본 발명의 실시예를 도시하는 확대 사시도,
도 15는 도 13에서 도시된 본 발명의 실시예에서의 암 조립체의 극단 위치를 도시하는 측면 단면도,
도 16은 베이스의 밑면을 도시하는 측면 단면도, 그리고
도 17은 베이스의 다른 밑면을 도시하는 측면 단면도.
본 발명은, 예를 들면 심장마비로 고통을 받는 사람과 같은 환자의 혈액의 흐름을 증가시키기 위한 장치이다. 상기 장치는 환자의 흉부의 중심 영역 가까이에 설치하기 위하여 윤곽이 그려진 베이스를 포함한다. 또한 작동 장치 및 환자의 흉부 주위를 감싸기 위한 본질적으로 탄성이 없는 벨트가 포함된다. 본 발명은 베이스에 장착되는 힘전달 전환기(force converter)를 더 구비한다. 힘전달 전환기는 작동 장치에 연결되며, 벨트의 끝단을 대향하도록 연결하기 위한 벨트 연결 장치를 가진다. 힘전달 전환기는 작동 장치에 수동적으로 적용되는 힘과 흉부로 향하는 힘을 흉부 압박 합력으로 변환하기 위한 것이다.
흉부 압박 합력은 베이스를 통해서 흉부를 향하도록 기울어진다. 작동 장치에 수동적으로 적용되는 힘은, 흉부 압박 합력뿐 아니라, 벨트 연결 장치로 적용되고 흉부의 접선을 따라 작용되는 벨트 조임 합력으로 변환된다.
본 발명은 제 1 및 제 2 조립체를 구비하는 전환기를 고려한다. 제 1 조립체는 손으로 잡을 수 있는 제 1 핸들에 의해 핸들 단부에 단단히 연결된 한 쌍의 간격이 떨어진 평행한 암(arm)을 가진다. 제 1 조립체의 암은 제 1 버팀목(strut)에 의해 대향하는 벨트 단부들에 단단히 연결된다. 제 1 조립체 암은 핸들과 벨트 단부의 중간에 있는 제 1 조립체 지점에서 베이스에 피봇에 의해 회전 가능하게 장착된다. 제 2 조립체는 본질적으로 제 1 조립체와 유사하며, 두 조립체는 모두 가위형 배열을 형성하면서 베이스에 피봇에 의해 회전 가능하게 장착된다. 핸들의 단부에 적용되는 힘은 한 쌍의 지레를 형성하는 가위형 조립체를 중심으로 회전한다. 조립체의 버팀목 단부는 서로를 향해서 지레처럼 움직이며, 버팀목에 부착된 벨트를 조이게 된다.
심장마비 환자의 흉부 둘레를 감싸는 유연한 벨트를 구비하는 장치를 제공하는 것이 본 발명의 목적이다. 상기 장치는, 흉부를 눌러서 내흉부 압력을 높이는 조합물이 혈액의 흐름을 증진시키는 동안에 벨트를 조이게 된다.
도면에 도시된 바람직한 실시예를 설명할 때, 명료성을 위해서 특정한 기술이 요구된다. 그러나, 본 발명은 그렇게 선택된 특정한 용어로 제한하려는 의도는 아니며, 각각의 특정한 용어는 유사한 목적을 달성하기 위하여 유사한 방식으로 작동하는 모든 기술적 동등물을 포함하는 것으로 이해되어야만 한다.
도 1은 본 발명의 실시예인, 환자의 흉부(12) 위의 및 주위의 작동 위치에 있는 장치(10)를 도시한다. 베이스(14)는 반강체(바람직하게는 플라스틱) 판 또는 블록이며, 바람직하게는 흉골 가까이에 있는 환자의 흉부(12)의 중심 영역에 대하여 설치하도록 윤곽이 형성된 쿠션으로 보호된 외부 표면을 가진다. 베이스(14)의 밑판(92)은 흉부(12)의 상부 표면에 대하여 설치되며, 흉부(12)에 부착하도록 접착 패드(500)(도 16에 도시됨) 또는 흡입 컵(502)(도 17에 도시됨)을 구비해서, 베이스(14) 상에서 끌어당기는 것이 흉부(12)가 감압을 위해서 끌어 당겨지도록 할 수 있다.
베이스(14)는 스위치(70)와 한 쌍의 광원(72)을 포함한다. 추가적으로, 베이스(14)는 배터리, 배터리 충전 표시기, 및 청각적이고 주기적인 신호를 방출하는 음향 발생기(도 1에는 도시되지 않음)를 포함한다. 가시적 및 청각적 신호는 응급처치자에게 그 또는 그녀가 상기 장치(10)에 적용하는 압박력에 대한 주파수를 나타낸다. 한 개 이상의 청각적 또는 가시적 신호는 또한 응급처치자가 통풍을 적용하도록 환기시킬 수 있다. 베이스(14)는 또한 스트레인 센서(strain sensor)와 같은 힘 측정 센서 및 응급처치자에게 과도한 힘으로 기인한 잠재적 상해에 대한 경고를 하기 위해서 흉부(12)에 적용되는 힘을 표시하는 표시기(74)를 포함한다. 제한기는 환자에게 적용되는 힘의 일부를 지정된 최대치로 제한하기 위해서 추가될 수 있다.
제 1 암 조립체(16)는, 플라스틱과 같이 높은 장력을 가지고 무게가 가벼운 물질로 된 한 쌍의 간격이 떨어지고 평행한 암(22 및 24)으로 되어 있다. 제 2 암 조립체(18)는 본질적으로 유사한 간격이 떨어지고 평행한 암(26 및 28)을 가진다. 바람직하게는 두 개의 원통형의 손으로 잡을 수 있는 핸들(30 및 32)인 한 쌍의 수동 작동 장치는, 제 1 및 제 2 암 조립체(16 및 18)의 간격이 떨어지고 평행한 암들 사이에서 각각 로드(rod)(37 및 38) 주위로 회전 가능하게 장착된다. 로드와 같은, 바람직하게는 금속인 한 쌍의 버팀목(34 및 36)(도 1에는 버팀목(36)은 도시 안됨)은 핸들(30 및 32)에 대향하여 간격이 떨어진 암들의 단부에 단단히 장착된다.
강성 암 조립체(16 및 18))는, 바람직하게는 스테인레스 스틸 볼트인 피봇 핀(20)에 대하여 서로에 관련되게 회전한다. 핀(20)은 베이스(14)를 통하여 장방향으로 연장하며 각각의 암(22, 24, 26 및 28)에 피봇에 의해 회전 가능하도록 부착하기 위하여 각각의 장방향 단부를 넘어서 연장한다.
암 조립체(16 및 18)는 가위 같은 형상으로 배열된다. 이러한 형상은 작은 힘을 더 큰 힘으로 변환하기 위하여 고안되었다. 이것은 공통된 지점을 가지는 한 쌍의 지레를 구비하는 가위 같은 형상에 의하여 달성되는데, 상기 지점은 지레의 중심으로부터 떨어져서 위치된다. 핸들(30 및 32)을 많이 변위 시키는 것은 버팀목(34 및 36)이 상대적으로 적게 변위하도록 한다. 요소 물리학에서, 일은 힘과 거리의 곱과 같으며, 지레의 단부에서의 변위를 일으키기 위해 적용되는 힘은 지레의 반대 단부에서의 힘과 변위의 곱과 같아야만 한다는 것이 이해된다. 에너지 보존의 법칙은 다음의 수학식을 제공하는데
여기서 아래첨자 s는 버팀목(34 및 36)에서의 힘 또는 변위를 나타내며, 아래첨자 h는 핸들(30 및 32)에서의 힘 또는 변위를 나타낸다. 버팀목(34 및 36)에서의 힘을 위해서 수학식(1)을 풀면 다음을 얻는다.
버팀목(34 및 36)(수학식(2)에서의 Ds)에서의 변위는 핸들(수학식(2)에서의 dh)에서의 변위보다 항상 더 작다. 괄호 안에 있는 수학식(2)의 변위 부분을 분리함으로써 다음을 얻게 된다.
버팀목에서의 변위가 핸들에서의 변위보다 더 작기 때문에, 수학식(3)의 변위 부분은 1 보다 더 큰 수가 되며, 핸들에서의 힘에 의해 곱해질 때, 핸들에서의 힘보다 더 큰 버팀목에서의 힘을 얻게 될 것이다. 환자에게 혈액의 흐름을 인위적으로 유발하고 증진시키는데 사용되는 것은, 핸들에 적용되는 힘에 의해서 영향을 받는, 버팀목(34 및 36)에서의 상기 더 큰 힘이다.
암 조립체(16 및 18)의 피봇에 의한 회전 운동은 실제로 어떤 사람도 할 수 있는 단순하고 신뢰성 있는 동작이다. 그렇게 하는 것은 적은 힘을 필요로 하며, 환자의 흉부(12)에 적용되는 힘을 더 크게 발생시킨다. 버팀목(34 및 36)에서의 힘은, 의료 장치의 도움이 없다면, 심장마비 환자를 치료하는데 필요한 시간 주기 동안 보통 사람에 의해서 발생될 수 없다.
두 개의 스테인레스 스틸 스트로크 제한기(52 및 54)는 암(22 및 24)에 피봇에 의해서 회전 가능하게 장착되어 있으며, 암(26 및 28)에 미끄러지도록 부착한다. 제한기(52 및 54)는 그들의 이동을 기계적으로 제한함으로써 조립체(16 및 18)의 상대적인 피봇에 의한 변위를 제한하려는 목적으로 작용한다. 두 개의 조립체(16 및 18) 사이의 변위가 제한되지 않으면, 환자에게 상해를 일으킬 수 있도록 흉부(12)에 과도한 압박력을 일으킬 수 있다.
도 1에서 도시된 암 조립체(16 및 18)의 대안은 도 13에서 보여지는 암 조립체(416 및 418)이다. 암 조립체(416 및 418)는 각각 간격이 떨어지고 평행한 암(422, 424, 426 및 428)으로 이루어진다. 암 조립체(416 및 418)를 이루는 암(422 내지 428)의 구부러진 형상은 도 1에 도시된 암 조립체(16 및 18)를 이루는 암들의 각진 형상보다 더 많은 장점이 있다고 알려져 있다. 그 장점은 암 조립체(416 및 418)의 상대적인 변위를 제한하기 위한 수단에서 주로 발견된다. 상대적인 변위를 제한하기 위하여 선호되는 수단은 도 14에서 보다 자세하게 도시된다.
도 14에서 도시되는 암(422 및 426)이 피봇 핀(430)에 위치되는 공통적인 지점에 대해서 피봇에 의해 회전할 때, 그들은 멈춤 핀(432)에 대해서 피봇에 의해 회전한다. 멈춤 핀(432)은 베이스(414)로부터 강성으로 연장하는 직립재(434) 내에 형성된 세 개의 개구 중 하나를 통해서 연장한다. 암(422)은 멈춤 핀(432)과 마주보는 세 개의 견부(shoulder)(440, 442 및 444)를 가진다. 암(426)은 세 개의 유사한 견부(446, 448 및 450)를 가진다. 도 14에 도시된 그들의 이완된 위치에서, 암(422 및 426)은 대응하는 견부들 사이에 미리 결정된 거리만큼 틈새를 가진다. 예를 들면, 견부(442)와 견부(448) 사이의 틈새는 암(422 및 426)이 그들의 이완된 위치에 있을 때 미리 결정된 크기가 된다. 암(422 및 426)이 서로를 향해서 피봇에 의해 회전될 때, 견부들 사이의 틈새들은 크기가 줄어든다. 특정한 한 쌍의 견부 사이에 있는 틈새가 지정된 최소치 밑으로 줄어들지 않도록 보장하기 위해서, 멈춤 핀(432)이 직립재(434) 내에 형성된 세 개의 개구(452, 454 또는 546) 중 하나 내에 배치된다. 각각의 개구는 특정한 틈새 내로 연장하는 축을 가진다. 여섯 개의 견부(440 내지 450) 사이에 있는 세 개의 틈새가 다른 길이로 되어 있기 때문에, 직립재(434) 내의 멈춤 핀(432)의 위치는, 두 개의 연관된 견부가 멈춤 핀(432)에 대하여 설치하여 더 이상의 변위를 제한할 때가지 암(422 및 426)이 이동할 수 있는 거리에 영향을 줄 것이다.
예를 들면, 도 15는 그들의 이완된 위치에 있고 환영으로 표시된 연장된 위치 내에 있는 암 조립체(416 및 418)를 도시한다. 연장된 위치에서, 멈춤 핀(432)이 직립재(434)의 개구(456)에 배치될 때, 견부(440 및 446)는 암 조립체(416 및 418)의 연장을 제한하기 위해서 멈춤 핀(432)에 대하여 설치한다.
흉부의 앞, 양 옆 및 뒤로 돌아가며 연장하는 벨트(40)는 본질적으로 비탄성적이며 유연하다. 다수의 표시(50)가 벨트(40)의 노출된 표면에 찍혀져(imprint) 있다. 벨트(40)는 흉부(12)의 한 측면 상의 버팀목(34)에 부착하며 다른 버팀목(36)에 부착하기 위하여 흉부(12)의 주변에 있는 주요한 부분 주위로 연장한다. 조립체(16 및 18)가 피봇 핀(20) 주위로 피봇에 의해 회전할 때, 벨트(40)는 벨트(40)가 부착하는 버팀목(34 및 36)에 의해 조여진다.
벨트(40)가 흉부의 앞, 양 옆 및 뒤를 돌아서 연장하는 것으로 설명되었을 지라도, 벨트는 한 쌍의 벨트와 같은 두 개 또는 그 이상의 구성요소로 이루어질 수 있다. 그 한 쌍의 벨트는, 환자의 흉부를 지나서 등과 흉부의 폭에 걸치는 교정판에 단단히 부착하도록 하방으로 연장하여, 부착 부위로부터 버팀목(34 및 36)으로 연장할 수 있다. 그러므로, "흉부 주위로 감싸진 벨트"는, 다른 강성의 또는 유연한 성분과 결합하여 흉부 주위의 영역 둘레로 연장하는 두 개 또는 그 이상의 벨트 구성요소로 이루어질 수 있다.
상기 장치(10)의 암들의 이완된 그리고 중간 정도 작동된 영역이 도 2에 도시되어 있다. 제 1 및 제 2 조립체(16 및 18)는 그들의 이완된 위치 및 그들의 작동 위치의 중간점에(점선으로) 도시되어 있다. 조립체(16 및 18)는, 핀(20) 주위로 연장하고 조립체(16 및 18)로 연장하는 비틀림 스프링일 수 있는, 스프링(미도시됨)에 의해 이완된 위치로 치우치게 된다. 암(22 및 26)의 핸들 단부(80 및 82)는 서로로부터 떨어져서 아치형 경로를 따라 하방으로 피봇에 의해 회전하며, 암(22 및 26)의 벨트 단부(84 및 86)는 핸들 단부(80 및 82)와 동일한 각도에 대응하는 아치형 경로에서 서로를 향해서 하방으로 피봇에 의해 회전한다. 벨트 말단(88 및 90)(버팀목(34 및 36)에 부착하는 벨트(40)의 고리형 단부임)은 상방의 보다 가깝게 간격이 떨어진 위치로 암의 벨트 단부(84 및 86)를 따라간다. 벨트(40)가 본질적으로 비탄성적이기 때문에, 그 원주는 버팀목(34 및 36)에 의해서 적용되는 힘에 의해 감소되며, 그에 의해 흉부(12) 주위의 벨트(40)를 조인다.
벨트(40)는, 사용 중에 있을 때 환자의 흉부(12) 아래에 위치되는 백보드(42) 내에 형성되는 슬롯(slot)(44)을 통해서 연장한다. 벨트(40)는 바람직하게는, 흉부(12) 상의 벨트(40)를 위치시키기 위해서 벨트(40)가 흉부(12)의 길이를 따라서 미끄러지도록 허용하는, 슬라이딩 메커니즘(43)에 따라서 설치한다. 백보드(42)는 플라스틱과 같은 강하고 가벼운 물질로 이루어지며, 대다수 사람들의 흉부의 폭에 적용하기에 알맞은 폭을 가진다. 백보드(42)는, 기도를 열기 위해서 환자의 머리 위로 목을 들어올리는 덧대어진 상승된 영역(46)을 가지며, 백보드(42)는 바람직하게는 그 위에 환자가 있거나 없을 때 상기 백보드(42)를 운반하기 위한 손잡이(250 및 252)를 가진다. 백보드(42), 부착된 벨트(40), 및 조립체(16 및 18)는 모두 손잡이(250 및 252)를 통해서 걸고리를 연장시킴으로써 또는 어떤 다른 종래의 걸이 수단에 의해서 벽에 매달리며, 보관하는 동안 접기 위해서 중심부 가까이에 경첩을 달 수 있다.
산소 탱크(100) 및 마스크(102)는 백보드(42) 내에 형성된 내실(104) 내에 포함된 것으로 도 2에 점선으로 도시되어 있다. 탱크(100) 내의 산소의 양을 나타내는 게이지(103)는 창구(101)를 통해서 볼 수 있다. 백보드(42)의 상승된 영역(46)은, 산소 탱크(100)가 쉽게 저장될 수 있는, 원통형 내실(104)의 형상에 적합하다. 필요하다면, 마스크(102)는 내실(104)로부터 꺼내어 져서 환자의 폐에 통풍을 증진시키기 위해서 환자의 입으로 놓여질 수 있다.
상기 장치(10)는 도 1 및 도 2를 참조하여 다음과 같은 방법으로 작동된다. 환자는 도 1에 도시된 위치에 있는 환자의 흉부(12)가 백보드(42) 위에 놓여지게 된다. 환자의 목이 상승된 영역(46)에 기대게 하고 환자의 머리가 백보드가 놓이는 마룻바닥 같은 수평 표면에 놓이게 하면서 환자의 흉부(12)의 뒷부분이 백보드(42)의 표면에 위치되도록 한다. 상기 장치의 베이스(14)는 흉골 가까이에 있는 환자의 흉부(12)의 중심부 부근에 놓여진다. 벨트(40)는 그 후, 암과 흉부(12) 사이에서 백보드(42)로부터 상방으로 연장되며, 그리고 흉부(12)의 이완된 외형과 부합하도록 흉부(12)의 대향하는 측면 주위로 연장된다. 벨트(40)는 흉부 상에 가능한 한 높게 위치되며 하부 암들 아래로 가능한 한 높게 위치된다.
벨트(40)는 그 다음에 버팀목(34 및 36) 주위로 연장되며, 각각의 버팀목(34 및 36) 및 베이스(14) 사이로 먼저 지나간다. 베이스(14)는, 상기 베이스(14)의 대향하는 측면에 있는 벨트(40)의 표시부(50)를 부합시킴으로써, 흉부(12)의 중심 가까이에 보다 정확하게 위치된다. 표시부(50)는 벨트(40)의 양단부에 바람직하게는 동일한 배열로 벨트(40)의 길이 방향을 따라서 동일한 간격이 떨어진 문자형 숫자이다. 표시부는 물론 색깔이 있는 밴드나 다른 상징물일 수 있다.
일단 벨트(40)가 버팀목(34 및 36) 주위로 연장하기만 하면, 벨트(40)의 단부들은 흉부(12)와 접촉하는 벨트(40)의 영역에서 뒤로 접혀지며, 잠금장치에 의해 거기에 부착된다. 잠금장치를 작동하기 전에, 그러나, 양 버팀목(34 및 36)에 있는 표시부(50)는 일치해야만 한다. 예를 들면, 숫자 "3"이 도 1에서 보여지는 벨트(40)의 가장 큰 숫자로써 도시된다. 이 예에서, 동일한 번호("3")가, 벨트(40)의 동일한 길이가 백보드(42)로부터 버팀목(36)과 같은 버팀목(34)으로 연장하는 것을 표시하는, 양 버팀목(34 및 36) 볼 수 있는 가장 큰 숫자이어야만 하며, 그러므로 베이스(14)는 흉부(12)의 중심에 있게 된다.
벨트(40)를 버팀목(34 및 36)에 고정시킨 후에, 스트로크 제한기 핀(60 및 62)은 암(26 및 28)에 있는 개구(1 및 4) 내로 연장된다. 숫자 "3"이 벨트(40) 상에서 보여지는 가장 큰 숫자이기 때문에, 제한기 핀(60 및 62)은 암(26 및 28)에 있는 여섯 개의 개구(1 내지 6)의 말단부에 배치된다. 만약 숫자 "2"가 벨트(40) 상에서 보여지는 가장 큰 숫자라면, 피봇 암(26 및 28) 상에 있는 여섯 개의 개구(1 내지 6)의 중앙 개구(2 내지 5)가 사용될 것이며, 이는 숫자 "2"가 숫자 "3"이 가시적인 가장 큰 숫자일 때보다 더 큰 흉부 원주를 나타내기 때문이다. 숫자 "2"가 가시적인 가장 큰 숫자일 때의 스트로크는 숫자 "3"이 가시적인 가장 큰 숫자일 때보다 더 크다. 이것은 더 큰 흉부 원주를 의미하며, 상기 장치는 흉부(12)가 더 크게 변위하도록 허용된다.
만약 도 13에서 도시된 암 조립체(416 및 418)가 도 1에서 도시된 암 조립체(16 및 18) 대신 사용될 경우, 벨트(40) 상에서 보여지는 가장 큰 숫자는 직립재(434) 내의 멈춤 핀(432)의 위치를 표시한다. 예를 들면, 숫자 "3"이 도 1의 벨트(40) 상에서 보여지는 가장 큰 숫자이기 때문에, 멈춤 핀(432)은 그 다음의 표시 "3"을 가지는 개구(456) 내에 배치된다. 표시 "3"은 도 15에서 보여지지만, 그러나 표시 "1" 및 "2"는 도 13에서만 도시된다.
일단 상기 장치(10)가 흉부(12) 주위에 있는 벨트(40)와 함께 배치되고, 베이스(14)가 중앙에 배치되며, 제한기(52 및 54)가 벨트(40) 상의 가시적인 표시부(50)를 위한 정확한 위치에 있기만 하면, 응급처치자는 스위치(70)를 누른다. 이렇게 함으로써 광원(72)이 주기적이고 가시적인 신호를 방출하기 시작하게 하고, 베이스(14)가 광원(72)과 동시에 주기적이고 가시적인 신호를 방출하게 한다. 응급처치자는 그 후 흉부(12)를 향한 하방으로 향한 힘으로 자신의 손으로 핸들(30 및 32)을 쥐고, 핸들(30 및 32)을 밀어서 그들을 피봇 핀(20)에 대해서 회전하도록 하여, 그로 인해 암(22, 24, 26 및 28)이 아치형 경로를 통해서 핀(20)에 대하여 회전하도록 한다. 상기 피봇에 의한 운동은, 핸들(30 및 32)로부터 암의 대향하는 단부에 있는 버팀목(34 및 36)이 흉부(12)로부터 떨어지는 방향으로, 그러나 핸들(30 및 32) 보다 더 작은 변위로, 피봇 핀(20)에 대하여 회전하도록 한다. 버팀목(34 및 36)을 피봇에 의해 회전시키는 것은 벨트(40)의 단부들을 더 가깝게 함께 끌어당기게 하며, 그로 인해 흉부(12) 주위의 벨트(40)를 조이게 된다. 벨트(40)가 비탄력적이기 때문에, 벨트(40)를 조이는 것은 흉부(12)를 압박하게 된다. 핸들(30 및 32)의 아치형 운동은, 핀(60 및 62)이 슬롯(64 및 66)의 단부들과 접촉할 때, 스트로크 제한기(52 및 54)에 의해서 최대 변위로 제한된다. 핸들(30 및 32) 상의 힘은 해제되며, 그 후, 핸들(30 및 32)이 그들의 원래의 위치로 되돌아 간 후에, 응급처치자에 의해서 다시 가해진다.
주기적으로 하방으로 향하는 힘을 가하고 핸들(30 및 32)을 이완시킴으로써(바람직하게는 광원(72)과 일치하도록), 응급처치자는 환자의 흉부(12) 주위의 벨트(40)를 주기적으로 조이고 풀어준다. 베이스(14)는 벨트(12)를 조이는 힘 중 일부를 흉부(12)중심에 집중시키며, 가위 형상의 조립체(16 및 18)에 의해 흉부를 조이는 것을 방지한다. 흉부(12) 주위를 조이는 벨트(40)는, 주변의 압박력을 큰 넓이로 적용함으로써 심장마비 환자의 혈액 흐름을 인공적으로 유발시키는 "흉부 펌프"를 나타낸다. 큰 힘은 지렛대로부터 가위 형태의 조립체(16 및 18)에 의하여 발생되며, 큰 영역은 흉부(12)의 원주면이다.
제 1 조립체(16) 및 제 2 조립체(18)가 흉부를 향해서 하방으로 힘이 가해질 때, 베이스 밑판(92)은 핸들(30 및 32) 상의 하방으로 향해진 힘에 의해서 흉부 표면 내로, 바람직하게는 흉부 표면에 수직하게, 방향지어진 경로를 따라서 하방으로 힘이 가해진다. 그러므로, 제 1 및 제 2 조립체(16 및 18)에 대한 각각의 압박은 베이스(14)에 의한 흉부 중심에 대한 하방으로의 압박이 된다. 이것은 척추 및 흉골 사이에 있는 심장을 압박함으로써 혈액 흐름을 유발시키는 "심장 펌프" 방식이다.
본 발명을 사용하여 기관을 압박하는 것은 "흉부 펌프"(벨트를 타이트하게 하고 느슨하게 하는)와 "심장 펌프"(베이스(14)에 의해 흉부 가압) 방법 모두를 이용하여, 혈관을 통해 혈액을 운반하고, 이완하면, 기관으로 혈액을 빨아들인다. 혈압이 매번 증가하면, 혈액이 기관(폐에서 나오는 공기)에서 나와 혈관 시스템을 따라 압박된다. 이완하면, 다른 혈액은 들어온다. 정맥은 일련의 일 방향 밸브를 가지고 있기 때문에, 본 발명에 따른 심장 혈압의 주기적 상승 및 저하가 환자의 생존 가능성을 증가시키는 뇌와 같은, 핵심 기관에 필수 요소를 공급하는 인공 혈액 순환을 만든다.
피봇에 의해 회전하는 조립체(16 및 18)는 핸들(30 및 32)에 가해지는 하방향 흉부를 압박하는 힘을 다수의 합력으로 전환시키는 힘전달 전환기를 포함한다. 이들 합력은 베이스(14)에서 흉부(12)로 가해지는 하방향 힘과 버팀대(34)에 의해 벨트(40)에 가해지는 2개의 접선력을 포함한다. 도 1에 도시된 것처럼 흉부의 측면에서 벨트가 흉부와 접촉한다면, 흉부(12) 주위에 감겨서 팽팽하게 당겨진 벨트(40)는 흉부(12) 표면에 접선이 되기 때문에 흉부(12)에 접선력이 가해진다. 조립체(16 및 18)는 수동적으로 핸들(30 및 32)에 가해서, 흉부(12)를 향하는 힘을 위에서 기술된 합력(특히, 흉부 압박 합력과 한 쌍의 벨트 조임 합력)으로 전환시키는 장치인 힘전달 전환기를 포함한다.
위에서 기술된 작용력을 합력으로 전환시키기 위한 전환기는 선호되는 힘전달 전환기와 동등한 것 모두를 포함한다. 전환기는 어떤 힘의 방향을 수정하는 데 필요할 뿐만 아니라, 다른 힘을 발생시키기 위해서 힘의 응용에 의해 장치를 증폭시키고, 감소시키고 또는 신호를 보낸다.
상기 장치가 작용력을 올바르게 사용한다면, 혈액의 흐름을 만들기 위해 흉부 공동부에 충분한 압력을 발생시키는데 필요한 힘은 보통 사람에 의해 생성될 수 있다. 일반적으로 심장 마비 환자가 발견된 시점에서, 응급처치자는 지레의 작용 없다면, 치명상 없이 내흉부의 필요 압력을 생성시키는데 충분하게 환자의 흉부에 정상적으로 하방향 힘을 생성시킬 수 없다. 본 발명의 장치는 보통 사람이 가할 수 있고, 작용력을 필요로 하는 방향에의 합력으로 전환시키는 반면에 손상을 방지하기 위해 흉부의 최대 변위를 제한하는 힘이 사용된다.
위에서 기술된 힘전달 전환기는 전환기(110) 위에 하방향의 작용력(112)을 갖는 도 3에 도시된 자유도와 같이 고려될 수 있다. 반대 방향의 힘(114)은 반대 방향의 힘(112)의 반력으로서 전환기(110)에 대해서 흉부로 작용된다. 접선력(116 및 118)은 흉부 주위에 뻗어 있고, 전환기(110)에 당겨지는 벨트력이다. 전환기(110)는 하방향의 힘(112)을 합력(120,122 및 124)으로 전환시킨다. 합력(120)은 작용력(112)과 유사한 방향을 따라 흉부를 향하고 있다. 합력(122 및 124)은 접선인 장력을 환자의 흉부에 접선방향의 벨트에 작용한다.
본 발명의 바람직한 실시예는 하방력(112)을 3개의 합력(120,122 및 124)으로 전환시키는데 유용한 것으로 출원자에게 알려져 온 하나의 장치이다. 대부분의 장치는 도 3과 관련하여 기술된 힘전달 전환을 제공하는 바람직한 장치에 동등한 것 및 대체될 수 있다는 것을 출원자들은 알고 있다. 당업자가 알고 있는, 작용력을 원하는 합력으로 전환할 수 있는 모든 기계적 장치를 열거하는 것을 불가능할 지라도, 대부분의 동등한 장치중 일부가 본 명세서에 기술된다. 그러나, 상기는 완전한 목록은 아니며, 다른 동등한 장치가 존재하며, 이것은 당업자에게 분명하게 될 것이다.
도 4는 캠(140)과 한 쌍의 캠 종동절(cam follower)(142 및 144)을 도시하는 개략도이다. 한 쌍의 경사면(143 및 145) 위에 캠(140)에 의해 하방향의 힘이 작용하면, 종동절(142)은 좌측 방향으로 미끄러져서, 종동절에 부착된 벨트 단부에 힘을 가해서 벨트를 조여지게 할 것이다. 캠(140)은 종동절(142 및 144)의 경사면 아래로 미끄러지고, 수평면(146 및 148)에 도달할 때, 갑자기 정지하고, 본 발명에 기초로 하는 종동절(142 및 144) 밑의 표면 위에 하방향의 힘을 가할 것이다. 도 4의 장치는 바람직한 힘전달 전환기 장치와 동등한 것이다.
도 5는 베이스(154)에 피봇에 의해 회전 가능하게 장착된 제 1 편심기(eccentric)(150) 및 제 2 편심기(152)를 도시하는 개략도이다. 수동 작동 장치(156)는 각각의 편심기의 제 2 피봇에 고정되어 있다. 한 쌍의 벨트 단부(158 및 160)는 각각의 편심기(150 및 152) 주위에 감겨 있다. 작동 장치(156)에 하방향의 힘을 작용하면, 편심기(150 및 152)는 피봇점에 대해 선회하고, 벨트를 조이게 하는 벨트 단부(158 및 160)에 힘을 가한다. 작동 장치(156)에 하방향으로 충분한 힘을 작용하면, 편심기(150 및 152)는 베이스(154)에 충격을 가하고, 바람직한 실시예에서와 같이 베이스(154)에 하방향의 힘이 가해진다. 도 5의 장치는 바람직한 실시예와 동등하다.
도 6은 하방향의 힘이 작용하는 작동 장치(170)를 포함하는 바람직한 실시예와 다른 동등한 것을 도시하는 개략도이다. 작동 장치(170)는 한 쌍의 기어(174 및 176)와 서로 물려 있는 양쪽 면에 치형이 있는 표면(172)을 구비하고 있다. 기어(174 및 176)는 베이스(178)와, 기어(174 및 176)의 각각에 한 쌍의 드럼(184 및 186) 주위에 감겨 있는 한 쌍의 벨트 단부(180 및 182)에 피봇에 의해 회전 가능하게 설치되어 있다. 하방향으로 작동 장치(170)에 힘을 가하면, 치형이 있는 표면(172)은 서로 물려 있는 기어(174 및 176)를 회전시켜서, 벨트 단부(180 및 182)에 힘을 가하게 한다. 작동 장치(170)는, 어느 정도의 끝단에 작용될 때, 베이스(178)에 충격을 가하여, 바람직한 실시예에서와 같이 베이스(178)에 하방향의 힘을 가한다.
바람직한 실시예와 동등한, 다른 선택적이고 기계적인 장치(260)가 도 11에 도시되어 있다. 장치(260)는 베이스(268)의 피봇축(266)에 대해 선회하는 한 쌍의 피봇 암(262 및 264)을 구비하고 있다. 벨트(270)는 암(262 및 264)의 반대방향의 길이 단부에 고정되어 있다. 베이스(268)는 환자의 흉부(272)에 배치되어 있고, 벨트(270)는 흉부(272) 주위에 뻗어 있고, 핸들(262 및 264)에 고정되어 있다. 하방향의 힘이 핸들(262 및 264)에 가해져서, 암(262 및 264)이 피봇 핀(266)에 대해 선회함에 따라 벨트(270)를 조이게 한다. 벨트(270)를 조이게 하는 것과 더불어, 베이스(268)는 흉부(272)에 하방향으로 힘을 가한다.
도 12는 베이스(300) 및 2개의 피봇 암(302 및 304)을 가지는 2개의 내실 장치를 도시하고 있다. 2개의 스프링(306 및 308)은 내실(310) 내에서 상향으로 치우치게 되는 2개의 암(302 및 304)을 유지한다. 플런저(312)는 스프링(314)에 의해 내실(310)로부터 멀어지도록 치우치게 된다. 벨트(316)는 암(302 및 304)에 부착되어 있다. 플런저(312)가 아래로 압축하면, 각각의 암(302 및 304)을 반시계방향과 시계방향으로 회전한다. 상기의 회전은 벨트(316)를 조여지게 하고, 환자의 흉부는 특히, 플런저(312)가 챔버(310)의 하한에 도달할 때, 조여진 벨트(316) 및 베이스(300)와 함께 가압 되어진다.
대부분의 예시는 작용력을 원하는 합력으로 전환하기 위한 동등한 대체 장치를 도시한다. 위에서 기술된 대부분의 예시는 바람직한 실시예와 순수하게 기계적인 동등물을 도시한다. 기계적 분야에 종사하는 사람이 재빨리 발견한다면, 바람직한 실시예의 다른 다양한 대체물이 많이 있다. 이들 장치는 바람직한 실시예와 동등한 것이고, 또는 위에서 기술되고 도면에 도시된 양자 택일중 하나이다. 바람직한 실시예의 순수하게 기계적인 양자 택일과 더불어, 물론 기계적, 전기적, 유압식 및 많은 다른 요소를 조합하여 바람직한 실시예와 동등한 대체물에 이르게 하는 것이 가능하다. 이들 조합 동등물은 아래에 기술될 것이다.
도 7에서는, 작동 장치(200) 및 베이스(204)에 고착된 전기 모터(202)를 포함하는 기계적 및 전기적 조합 동등물을 개략적으로 도시하고 있다.
모터(202)는 구동축(210)에 부착되는 한 쌍의 벨트 단부(206,208)를 구비한다. 작동 장치(200)가 압박할 때, 압력 감지 스위치(212)는 벨트 단부(206,208)에 선형력을 가하면서 구동축(210)을 회전시키는, 모터(210)를 작동시킨다. 힘이 작동 장치(200)에 가해질 때, 상기 하방으로 유도되는 힘은 베이스(204)의 아래에 유도되게 놓여지는 환자의 흉부에 베이스(204)를 통해 전달된다. 도 7의 실시예는 바람직한 실시예에 상당한다.
도 8은, 유압 실린더(220), 유체 라인(222,224), 및 실린더(220) 내에 미끄러지게 장착되는 피스톤(226,228)을 포함하는 개략도로 본 발명과 또 다른 유사성 있는 장치를 도시한다. 벨트 단부(230,232)는 피스톤(226,228)에 장착된다. 작동 장치(234)가 작동할 때, 유체는 장방향으로 서로에 대해 피스톤(226,228)을 가압하는 유압 실린더(220)쪽으로 힘이 가해짐으로써, 벨트 단부(230,232)에 힘을 가하게 된다. 작동 장치(234)의 작동은 유압 실린더(220)의 아래에 직접 놓이는 환자의 흉부에 마찬가지의 힘을 가하는 아래쪽 방향의 힘에 의해 달성된다.
작동 장치(234)는 유압 실린더 내에 유체를 압축하는 중앙 피스톤에 부착될 수 있다. 작동 장치(234)가 작동할 때, 실린더 내의 유체는 라인(222,224)을 통해 압축되고 전송되며, 피스톤(226)은 위에 기술된 것처럼 내측으로 구동된다. 또한, 상기 실시예는 바람직한 실시예에 상당한다.
자동으로 및 규칙적인 주기로 작동시키기 위한 암 조립체(16,18)에 측방향 힘을 가하기 위한 작동 장치로서 기능할 수 있는 장치(10)의, 주 구동기와 같은, 동력 장치를 부착시키는 것이 가능하다. 도 9에 도시된 것처럼, 동력 장치(254)는 벨트(258)에 부착되는 케이블(256)을 갖는다. 벨트(258)에 기계적인 힘을 제공하는 장치는 동력 장치(254)에 위치될 수 있으며, 따라서, 케이블(256)은 벨트(258)를 당기고 느슨하게 하기 위해 회전될 수 있게 구동되거나 장방향으로, 왕복 운동되게 구동된다. 선택적으로, 벨트(258)를 당기고 느슨하게 하는 작동 장치는 벨트(258)의 아래에 위치될 수 있으며, 케이블(256)은 작동 장치에 전력 또는 유압만을 전송할 것이다. 동력 장치(254)는 힘의 적용 시간을 맞추기 위해 컴퓨터 제어를 사용할 수 있다.
벨트(282)를 당기고 베이스(284)를 누르는 힘을 적용하는 동력 장치(280)의 예가 도 10에 도시되어 있다. 하중(286)이 동력 장치(280)의 내측으로 및 바깥측으로 확장될 때, 베이스(284)는 바람직한 실시예에 기술된 것처럼 흉부(288)를 압박하면서, 위쪽, 및 아래쪽으로 바꿔진다. 더욱이, 하중(286)이 상기와 동일한 기계적인 운동은 바람직한 실시예에서처럼 벨트(282)를 당기고 풀게 된다.
환자의 폐가 바람직한 정도로 확장되도록 허용하는 것을 보장하기 위해, 본 발명에 완전 이완 표시기를 포함하는 것이 필요할 수 있다. 상기 표시기는, 벨트에 대한 긴장의 완전 이완이 발생하지 않을 때, 구명기에 경고를 주기 위한 몇 가지 수단을 구비해야 한다. 상기 표시기는, 암 조립체(16,18)가 이완 위치에 휴지(rest)하는 베이스(14) 상에, 제한 스위치, 마그넷트 리드 릴레이(magnet reed relay) 또는 콘택트(contacts)를 포함할 수 있다.
완전 이완의 표시기 대신에, 완전 이완( 및 이완 위치로 복귀)이 발생할 때까지, 소정의 메카니즘이 핸들(30,32)에 대한 적용력을 차단하기 위해 암 조립체(16,18)에 추가될 수 있다. 뚜렷한 간격을 가지는 라쳇(ratchet) 메카니즘이 상기 목적을 위해 사용될 수 있다. 추가적으로, 상기 메카니즘은 루스 터미널(loose terminals)을 위한 전기 크림핑 툴(electrical crimping tools)에서 통상적으로 발견될 수 있다.
하방향 힘이 적용되는 동안 에너지를 저장하며 갑작스럽게 이완시키기 위한 메카니즘이 동력 컨버터에 설치되는 것이 가능하다. 갑작스런 이완은 바람직한 실시예에서처럼 힘의 오랜 지속 적용보다는 오히려 흉부에 짧고 지속적이며, 높은 강도의 힘을 가하는, 하방향 힘이 후퇴하는 동안 일어나게 될 것이다.
환자 흉부의 상부에 설치되는 장치는 가능한 가벼운 하중으로 이루어지는 것이 바람직하다. 상기의 이유는, 환자의 흉부가 완전히 압박된 후, 압박력이 제거되자마자, 흉부의 상부에 설치되는 소정의 하중이 흉부의 감압에 저항하려는 경향이 있을 것이라는 것이다. 상기 하중을 줄이는 것은 흉부의 이완 및 감압 동안 원하지 않는 압박의 양을 최소화시킨다.
도 16에 도시된 접착제 패드(500)는 종래에 알려진 것처럼 전압 발생 장치에 전기적으로 부착되는 전극봉(electrode)을 포함할 수 있다. 접착제 패드(500)는 벨트(506)의 길이를 따라 삽입되거나 척추교정기(508)에 구현되는 하나 또는 그 이상의 전극봉(504)과 조합되어 사용될 수 있다. 상기 전극봉들은 환자의 심장을 세동제거(defibrillating)시키기 위해 사용되는 흉부(510)를 통해 전류를 유도하기 위해 종래의 방법으로 사용된다. 둘 또는 그 이상의 전극봉들의 어떤 조합은 심장을 세동제거시키 위해 전류를 유도하는데 사용될 수 있다.
전극봉(504)들은 척추교정기(508)에 또는 벨트(506)의 길이를 따라 다수의 위치에 삽입될 수 있지만, 적어도 다른 하나의 전극봉(504)에 추가로 베이스(512)(전극봉으로서 기능을 하는 접착제 패드(500)와 같은) 상에 하나 이상의 전극봉을 삽입하는 것이 바람직할 수 있다. 베이스(512) 상에 적어도 전극봉을 구비하는 것이 바람직한 이유는, 흉부(510) 압박의 가장 먼 곳까지, 흉부(510)의 앞쪽 및 뒤쪽의 바깥면들 사이의 거리가 최소한으로 있게될 것이라는 것이며, 베이스(512)는 전체의 압박/감압 사이클의 어떤 다른 지점 이상으로 심장에 더 가깝게 위치될 것이다. 상기 지점은 심장을 통해 환자의 흉부(510) 조직에 적어도 해를 줄 가능성을 갖는 가장 큰 전류 흐름을 주는 상기 전류 흐름에 대한 최소한의 저항력이 있다.
전극봉(504)들은 흉부(510)에 대해 원주상으로 위치될 수 있을 뿐만 아니라, 단지 다양한 장방향의 간격을 가지고 동일한 원주상의 위치에 또한 위치될 수 있다.
소정의 수단은 조립체(416,418)가 베이스에 대해 동일한 양으로 이동되는 것을 허용시키기만 하기 위해 도 13에 도시된 조립체(416,418)의 움직임을 제한하도록 개조되는 것이 바람직하다. 하나의 조립체가 다른 조립체 이상으로 한 쪽으로 이동되는 것은 바람직하지 않은데, 이것은 환자에게 해를 줄 수 있는, 적용력의 불균형을 발생시키기 때문이다. 상기 해는, 더 큰 힘이 반대편 보다 베이스의 한쪽 에지부(edge)에 가해질 때, 발생한다. 이것은 두 개의 조립체(416,418)들 중의 하나가 다른 조립체보다 실제적으로 더 큰 거리로 이동된다면 발생할 수 있다. 그들의 상대 운동을 제한하는 한가지 수단은 암의 정렬된 슬롯들의 핀이다. 다른 수단은 두 개의 조립체(416, 418)에 연결되는 기어 메커니즘이다.
본 발명의 특정한 바람직한 실시예가 상세히 개시되어진 반면에, 다양한 변형들이 본 발명의 사상 또는 다음의 청구항들의 범위로부터 이탈됨이 없이 이루어질 수 있다는 것이 이해되어질 것이다.
Claims (40)
- 환자의 혈액의 흐름을 증가시키는 장치에 있어서,상기 환자의 흉부의 중심 영역 가까이에 설치하기 위해서 윤곽이 형성된 베이스,수동 작동 장치,상기 흉부의 둘레를 감싸기 위한 본질적으로 탄성이 없는 벨트, 그리고상기 베이스에 장착되고, 상기 작동 장치에 연결되며, 상기 벨트의 대향하는 제 1 및 제 2 말단부에 연결하기 위한 연결 장치를 구비하는 힘전달 변환기로써, 상기 작동 장치에 수동적으로 적용되고 상기 흉부를 향해서 방향지어진 힘을 상기 흉부의 접선 방향으로 향해진 상기 벨트 연결 장치에 적용되는 벨트 조임 합력 및 상기 베이스를 통해서 방향지어진 상기 흉부를 향한 흉부 압박 합력으로 변환시키기 위한, 힘전달 전환기를 포함하는 것을 특징으로 하는 환자의 혈액의 흐름을 증가시키는 장치.
- 제 1항에 있어서, 상기 수동 작동 장치는 손으로 쥘 수 있는 제 1 및 제 2 핸들을 포함하는 것을 특징으로 하는 환자의 혈액의 흐름을 증가시키는 장치.
- 제 2항에 있어서, 상기 전환기는,상기 제 1 핸들이 장착되는 핸들 단부를 구비하고, 상기 벨트의 제 1 말단이 부착되는 대향하는 벨트 단부를 구비하는 제 1 암으로서, 상기 제 1 암은 상기 핸들 단부 및 상기 벨트 단부 사이에 있는 제 1 암 지점(fulcrum)에서 피봇에 의해 회전 가능하게 상기 베이스에 장착되는, 상기 제 1 암, 그리고상기 제 2 핸들이 장착되는 핸들 단부를 가지고, 상기 벨트의 제 2 말단이 부착되는 대향하는 벨트 단부를 가지는 제 2 암으로서, 상기 제 2 암은 상기 핸들 단부 및 상기 벨트 단부 사이에 있는 제 2 암 지점에서 피봇에 의해 회전 가능하게 상기 베이스에 장착되는, 상기 제 2 암을 포함하는 것을 특징으로 하는 환자의 혈액의 흐름을 증가시키는 장치.
- 제 2항에 있어서, 상기 전환기는,상기 제 1 핸들에 의해 핸들 단부에 단단히 연결된 한 쌍의 간격이 떨어지고 평행한 암을 구비하는 제 1 조립체로서, 상기 암은 제 1 버팀목에 의해 대향하는 벨트 단부에 단단히 연결되고, 상기 암은 상기 핸들 및 벨트 단부 사이에 있는 제 1 조립체 지점에서 피봇에 의해 회전 가능하게 상기 베이스에 장착되는, 상기 제 1 조립체, 그리고상기 제 2 핸들에 의해 핸들 단부에 단단히 연결된 한 쌍의 간격이 떨어지고 평행한 암을 구비하는 제 2 조립체로서, 상기 암은 제 2 버팀목에 의해 대향하는 벨트 단부에 단단히 연결되고, 상기 암은 상기 핸들 및 벨트 단부 사이에 있는 제 2 조립체 지점에서 피봇에 의해 회전 가능하게 상기 베이스에 장착되는, 상기 제 2 조립체를 포함하는 것을 특징으로 하는 환자의 혈액의 흐름을 증가시키는 장치.
- 제 4항에 있어서, 상기 제 1 조립체 쌍의 암들 중 하나 및 상기 제 2 조립체 쌍의 암들 중 하나가 상기 베이스의 측부에 장착되고, 상기 제 1 조립체 쌍의 다른 암 및 상기 제 2 조립체 쌍의 다른 암이 상기 베이스의 대향하는 측부에 장착되는 것을 특징으로 하는 환자의 혈액의 흐름을 증가시키는 장치.
- 제 5항에 있어서, 상기 조립체 지점은 상기 조립체의 모든 상기 암을 통해서 및 상기 베이스를 통해서 연장하는 피봇 핀과 같은 위치인 것을 특징으로 하는 환자의 혈액의 흐름을 증가시키는 장치.
- 제 6항에 있어서, 상기 암의 상기 벨트 단부 및 상기 핸들 단부는 장방향 축을 가지고, 각각의 암의 상기 벨트 단부 축은 동일한 상기 암의 핸들 단부 축을 횡단하는 것을 특징으로 하는 환자의 혈액의 흐름을 증가시키는 장치.
- 제 7항에 있어서, 각각의 암의 상기 벨트 단부 축 및 동일한 상기 암의 상기 핸들 단부 축 사이에 대략 120°의 각도가 형성되어 있는 것을 특징으로 하는 환자의 혈액의 흐름을 증가시키는 장치.
- 제 4항에 있어서, 상기 제 1 벨트 말단은 각각의 조립체의 하나 이상의 암의 상기 벨트 단부에 부착하도록 합치되어 있고, 상기 제 2 벨트 말단은 각각의 조립체의 하나 이상의 암의 상기 벨트 단부에 부착하도록 합치되어 있는 것을 특징으로 하는 환자의 혈액의 흐름을 증가시키는 장치.
- 제 4항에 있어서, 상기 제 1 벨트 말단은 상기 제 1 버팀목에 부착되도록 합치되어 있고, 상기 제 2 벨트 말단은 상기 제 2 버팀목에 부착되도록 합치되어 있는 것을 특징으로 하는 환자의 혈액의 흐름을 증가시키는 장치.
- 제 10항에 있어서, 상기 벨트의 말단들에 장착되는 잠금 장치(fastener)들을 더 포함하는 것을 특징으로 하는 환자의 혈액의 흐름을 증가시키는 장치.
- 제 11항에 있어서, 상기 잠금 장치들은 갈고리(hook) 및 올가미(loop) 물질을 포함하는 것을 특징으로 하는 환자의 혈액의 흐름을 증가시키는 장치.
- 제 11항에 있어서, 각각의 벨트 말단의 길이에 대응하여 상기 벨트의 표면 상에 찍어 놓은(imprint) 표시부를 더 포함하는 것을 특징으로 하는 환자의 혈액의 흐름을 증가시키는 장치.
- 제 13항에 있어서, 상기 표시부는 상기 벨트의 장방향 축을 횡단하도록 방향지어진 색깔 있는 밴드인 것을 특징으로 하는 환자의 혈액의 흐름을 증가시키는 장치.
- 제 5항에 있어서, 한 쌍의 스트로크 제한 바(stroke limiting bar)는 상기 제 1 조립체의 한 쌍의 상기 암에 피봇으로 회전 가능하도록 장착되고, 각각의 상기 암의 상기 지점 및 상기 핸들 단부 사이에서, 상기 제 2 조립체의 한 쌍의 상기 암과 미끄러지면서 부착하도록 연장하며, 각각의 한 쌍의 상기 스트로크 제한 바가 상기 부착된 암들의 상대적인 변위를 제한하기 위하여 상기 베이스의 동일한 상기 단부에 장착된 암들 사이로 연장하는 것을 특징으로 하는 환자의 혈액의 흐름을 증가시키는 장치.
- 제 15항에 있어서, 상기 스트로크 제한 바들이 스트로크 제한을 조정하기 위해서, 상기 제 2 조립체의 한 쌍의 상기 암에 조정 가능하도록 미끄러지며 부착되는 것을 특징으로 하는 환자의 혈액의 흐름을 증가시키는 장치.
- 제 4항에 있어서, 상기 벨트가 부착되는 강성의 본질적으로 평면인 백보드를 더 포함하는 것을 특징으로 하는 환자의 혈액의 흐름을 증가시키는 장치.
- 제 17항에 있어서, 상기 백보드가 상기 벨트가 그를 통해서 연장하는 두 개의 간격이 떨어지고 평행한 슬롯(slot)을 포함하는 것을 특징으로 하는 환자의 혈액의 흐름을 증가시키는 장치.
- 제 18항에 있어서, 상기 백보드가 평면 부분과 통합되고, 상기 평면 부분 위로 환자의 목을 수용하고 지지하기 위해서 합치되는 상승된 영역을 포함하는 것을 특징으로 하는 환자의 혈액의 흐름을 증가시키는 장치.
- 제 19항에 있어서, 상기 상승된 영역 아래에서 상기 백보드 내에 수용된 압입된 가스 콘테이너, 호스, 및 호흡 마스크를 더 포함하는 것을 특징으로 하는 환자의 혈액의 흐름을 증가시키는 장치.
- 제 20항에 있어서, 상기 베이스의 흉부 접촉 표면 상에 있는 힘 센서, 및 상기 베이스에 장착된 힘 표시기를 더 포함하는 것을 특징으로 하는 환자의 혈액의 흐름을 증가시키는 장치.
- 제 21항에 있어서, 주기적인 신호를 생성하기 위하여 상기 베이스에 장착된 신호 발생기를 더 포함하는 것을 특징으로 하는 환자의 혈액의 흐름을 증가시키는 장치.
- 환자를 치료하는 방법에 있어서,흉부의 중심영역에 가까운 환자의 흉부 상에 혈액 흐름을 증가시키는 장치의 베이스를 설치시키는 단계,상기 환자의 흉부 둘레로 벨트를 감싸는 단계,상기 장치에 상기 벨트의 대향하는 제 1 및 제 2 말단을 조이는 단계, 그리고상기 흉부를 향해서 방향지어진 힘을 전환기에 장착된 수동 작동 장치에 적용하는 단계로써, 상기 전환기는 상기 베이스 및 상기 벨트에 연결되고, 상기 힘을 상기 흉부에 접하도록 향해진 벨트를 조이는 합력 및 상기 흉부를 향해서 방향지어진 흉부 압박 합력으로 변환시키도록 형성된, 힘을 상기 수동 작동 장치에 적용하는 단계를 포함하는 것을 특징으로 하는 환자를 치료하는 방법.
- 제 23항에 있어서, 상기 힘을 적용하는 단계는 손으로 잡을 수 있는 한 쌍의 핸들을 쥐는 단계와 상기 흉부를 향한 성분을 가진 힘을 적용하는 단계를 더 포함하는 것을 특징으로 하는 환자를 치료하는 방법.
- 환자의 혈액의 흐름을 증가시키는 장치에 있어서,환자의 흉부의 중심 영역에 가까이 설치하도록 형성된 베이스,작동 장치,상기 흉부 주위를 감싸도록 형성된 본질적으로 비탄성적인 벨트, 그리고상기 베이스에 장착되고, 상기 작동 장치에 연결되며, 상기 벨트의 대향하는 말단부에 연결하기 위한 연결 장치를 구비하는, 상기 작동 장치에 의해 적용된 힘을 상기 흉부의 접선 방향으로 향해진 벨트 조임 합력 및 상기 흉부를 향하도록 방향지어진 흉부 압박 합력으로 변환시키기 위한, 힘전달 전환기를 포함하는 것을 특징으로 하는 환자의 혈액의 흐름을 증가시키는 장치.
- 제 25항에 있어서, 상기 작동 장치는 주 발동기(prime mover)를 포함하는 것을 특징으로 하는 환자의 혈액의 흐름을 증가시키는 장치.
- 제 26항에 있어서, 상기 힘전달 전환기는,벨트의 제 1 말단부가 부착되는 핸들 단부 및 대향하는 핸들 단부를 구비하는 제 1 암으로서, 상기 제 1 암은 상기 핸들 단부 및 상기 벨트 단부 사이에 있는 제 1 암 지점에서 피봇에 의해 회전 가능하도록 상기 베이스에 장착된, 상기 제 1 암, 그리고상기 제 2 핸들이 장착되는 핸들 단부를 가지고 상기 벨트의 제 2 단부가 부착되는 대향하는 제 2 벨트 말단부를 가지는 제 2 암으로서, 상기 제 2 암은 상기 핸들 단부 및 상기 벨트 단부 사이에 있는 제 2 암 지점에서 피봇에 의해 회전 가능하도록 상기 베이스에 장착된, 상기 제 2 암을 포함하는 것을 특징으로 하는 환자의 혈액의 흐름을 증가시키는 장치.
- 제 26항에 있어서, 상기 변환 수단은,상기 제 1 핸들에 의해서 핸들 단부들에 단단히 연결된 간격이 떨어지고 평행한 한 쌍의 암을 구비하는 제 1 조립체로서, 상기 암은 제 1 버팀목에 의해 대향하는 벨트 단부들에 고정되게 연결되며, 상기 암들은 상기 핸들 및 벨트 단부들 사이에 있는 제 1 조립체 지점에서 피봇에 의해 회전 가능하도록 상기 베이스에 장착되는, 상기 제 1 조립체, 그리고상기 제 2 핸들에 의해서 핸들 단부들에 단단히 연결된 간격이 떨어지고 평행한 한 쌍의 암을 구비하는 제 2 조립체로서, 상기 암은 제 2 버팀목에 의해 대향하는 벨트 단부들에 고정되게 연결되며, 상기 암들은 상기 핸들 및 벨트 단부들 사이에 있는 제 2 조립체 지점에서 피봇에 의해 회전 가능하도록 상기 베이스에 장착되는, 상기 제 2 조립체를 포함하는 것을 특징으로 하는 환자의 혈액의 흐름을 증가시키는 장치.
- 제 28항에 있어서, 상기 제 1 조립체 쌍의 상기 암들 중 하나 및 상기 제 2 조립체 쌍의 상기 암들 중 하나는 상기 베이스의 측면에 장착되고, 상기 제 1 조립체 쌍의 다른 상기 암 및 상기 제 2 조립체 쌍의 다른 상기 암은 상기 베이스의 대향하는 측면에 장착되는 것을 특징으로 하는 환자의 혈액의 흐름을 증가시키는 장치.
- 제 29항에 있어서, 상기 조립체 지점은 상기 조립체의 모든 상기 암을 통해서 또한 상기 베이스를 통해서 연장하는 피봇 핀과 동일한 위치인 것을 특징으로 하는 환자의 혈액의 흐름을 증가시키는 장치.
- 제 6항에 있어서, 상기 암들은 구부러진 것을 특징으로 하는 환자의 혈액의 흐름을 증가시키는 장치.
- 제 5항에 있어서, 한 쌍의 대향하는 암에 형성된 한 쌍 이상의 페이싱 견부(facing shoulder)를 더 구비하는데, 하나의 견부는, 상기 대향하는 암들의 상대적인 변위를 제한하기 위하여, 멈춤 핀이 연장하는 상기 페이싱 견부 사이에 틈새를 형성하도록, 각각의 암에 형성되는 것을 특징으로 하는 환자의 혈액의 흐름을 증가시키는 장치.
- 제 5항에 있어서,각각의 두 개의 대향하는 암에 형성된 세 개의 견부로서, 세 쌍의 페이싱 견부 사이에서 다른 길이의 세 개의 틈새를 형성하는, 상기 세 개의 견부와,상기 베이스에 장착된 직립재로서, 상기 직립재를 통해서 형성된 세 개의 개구를 가지는데, 각각의 개구는 하나의 틈새에 대응하는, 상기 직립재와, 그리고상기 대향하는 암들의 상대적인 변위를 조정 가능하게 제한하기 위해서, 상기 개구들 중 하나 안에 삽입하여 상기 틈새들 중 하나 내로 연장하는 멈춤 핀을 더 포함하는 것을 특징으로 하는 환자의 혈액의 흐름을 증가시키는 장치.
- 제 4항에 있어서, 상기 베이스의 흉부와 접촉하는 표면을 상기 흉부에 부착하기 위하여, 상기 베이스의 상기 흉부와 접촉하는 표면에 장착된 수단을 더 포함하는 것을 특징으로 하는 환자의 혈액의 흐름을 증가시키는 장치.
- 제 34항에 있어서, 상기 부착을 위한 수단은 흡입 컵(suction cup)을 포함하는 것을 특징으로 하는 환자의 혈액의 흐름을 증가시키는 장치.
- 제 34항에 있어서, 상기 부착을 위한 수단은 접착제를 포함하는 것을 특징으로 하는 환자의 혈액의 흐름을 증가시키는 장치.
- 제 1항에 있어서, 간격이 떨어진 두 개의 외부 흉부 표면을 접촉시키기 위하여 상기 장치에 장착된 간격이 떨어진 한 쌍의 전극봉(electrode)을 더 포함하는 것을 특징으로 하는 환자의 혈액의 흐름을 증가시키는 장치.
- 제 37항에 있어서, 제 1 전극봉은 베이스 외부의 흉부 접촉 표면에 장착되고, 제 2 전극봉은 상기 제 1 전극봉과 간격이 떨어진 장치의 흉부 접촉 표면에 장착된 것을 특징으로 하는 환자의 혈액의 흐름을 증가시키는 장치.
- 제 38항에 있어서, 상기 제 2 전극봉은 상기 벨트에 장착된 것을 특징으로 하는 환자의 혈액의 흐름을 증가시키는 장치.
- 제 39항에 있어서, 벨트의 장방향 축을 따라서 끼워진 다수의 전극봉을 더 포함하는 것을 특징으로 하는 환자의 혈액의 흐름을 증가시키는 장치.
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