SE521141C2 - Anordning för kompression och aktiv dekompression vid mekanisk CPR - Google Patents

Description

lO 15 20 25 30 35 521 141 2 ca 175 mm och 260 mm. Sternum bör, vid återupplivning, enligt riktlinjer från the American Heart Association (AHA) och the European Resusciation Council (ERC) för kardiopulmonell återupplivning (CPR) komprimeras 20% (kompressionsdjup) av patientens normala sternumhöjd, dvs kompressionsdjupet ska variera mellan ca 35 mm och 52 mm.

Bakgrundsteknik Det ovannämnda utmattningsproblemet kan naturligtvis lösas med hjälp av automatiska anordningar för åstadkomm- ande av kompressionerna, och sådana anordningar finns be- lO9.274 och 133.827, de amerikanska patenten nr. 4 702 231, 3 351 052 skrivna i t ex de norska patenten nr. och 5 287 846. Samtliga dessa anordningar använder sig av tryckcylindrar för att åstadkomma den mekaniska kraften för en pulserad sternumkompression och möjligen dekom- pression.

Dekompressionssteget hos sådana kända mekaniska an- ordningar, som också utför dekompression av sternum är sådant att sternum lyfts från den komprimerade nivån tillbaka till normal nivå, dvs normal sternumhöjd. Å andra sidan beskriver EP-A-623 334 en handmanövererad anordning med en vakuumkopp/ett sternumvidhäftande organ för vidhäftning mot bröstkorgen, varigenom sternum aktivt kan lyftas högre än normalt. Ändamål med uppfinningen Det huvudsakliga ändamålet med föreliggande uppfinning är att åstadkomma en automatisk, mekanisk anordning för kompression och aktiv dekompression, dvs lyftande av sternum högre än normalt.

Ett annat, föredraget ändamål med uppfinningen är att åstadkomma en automatisk, mekanisk anordning för kompression och aktiv dekompression, vilken också automatiskt ställer in det önskade kompressionsdjupet.

Bakgrunden till detta föredragna ändamål är följande: Ett problem vid både manuella och mekaniska kompres- sioner är att uppnå det önskade kompressionsdjupet, vilket kan vara ovannämnda 20% av sternumhöjden. Vid z::¿ cs 19 :i.;s :;*2§a1:;æ'.fi§=^~*<fii 2.l0.»a_,:a__:>¿:2;.:s»:f 1@;:.¿»@ 10 15 20 25 30 35 521 141 3 manuella kompressioner är det svårt pä grund av den stora kraften och svårigheterna för en människa att mäta för det första sternumhöjden och för det andra den faktiska kompressionssträckan. Ett problem med mekaniska anord- ningar är att de ofta innefattar en komplicerad procedur för visuell mätning av sternumhöjden och en efterföljande inställning av ett rekommenderat kompressionsdjup utifrän den första mätningen med användning av någon slags manuell vridbar ratt eller liknande. Detta är inte bara svårt att lära sig, utan också olämpligt pà grund av risken för mänskliga fel i den lätt panikslagna situa- tionen när man har en patient med hjärtstillestànd. Det är också en tidsödande process, vilket ökar risken för ischemiska skador pà patienten.

Anordningen som beskrivs i US patentet nr. 6 l7l 267 har en flödesberoende slaglängd, vilket innebär att en bestämd volymmängd gas levereras in i cylindern medan kolven är pà patientens bröst. Detta innebär att om den motverkande kraften hos thorax förändras under kompres- sioner, vilket kan inträffa som följd av frakturer på revbenen, kommer anordningen omedelbart att öka sin slaglängd mot ett nytt, lägre motstånd. Detta resulterar inte enbart i kompressioner som utföres pà ett sätt som inte är i linje med gällande CPR-riktlinjer, utan kan också väsentligt skada patienten.

Anordningen enligt US patent nr. 5 287 846 har organ för automatisk begränsning av rörelsen hos kolven som verkar pà patientens bröst med hjälp av elastiska band som styr tvà roterande rullar som begränsar kolvens rörelse när en stoppare träffar rullarna. Nackdelen med nämnda lösning är emellertid att en kraft kommer att verka pà patientens bröst under kompressions- och dekompressionsfaserna, vilket minskar kompressionernas effektivitet. För det första måste patientens bröstkorg uppbära vikten av själva anordningen, och för det andra förspänns banden som ska anslutas i ryggplattan med fjäd- rar, vilket innebär att själva mekanismen tillfogar ännu lO l5 20 25 30 35 521 141 4 mera kraft på bröstkorgen. Det är också tydligt att om anordningen skulle kalibreras för att kompensera för kom- pressionen som uppstår enbart genom att man anbringar själva anordningen, skulle kompensationen behöva vara icke-linjär eftersom felet skulle vara större för en liten patient jämfört med en stor, för vilken thorax kommer att stå emot kraften i större utsträckning.

Sammanfattning av uppfinningen Huvudändamàlet uppnås med hjälp av en anordning en- ligt patentkrav l. Föredragna utföringsformer anges i de beroende kraven, av vilka några avser ovan beskrivna föredragna ändamål.

Ytterligare utmärkande särdrag hos och fördelar med anordningen enligt föreliggande uppfinning kommer att framgå av efterföljande beskrivning och de bifogade underkraven.

Beskrivning av ritningarna Fig 1-3 visar schematiskt en första utföringsform av anordningen vid tre olika lägen, vilken anordning i sig inte är enligt uppfinningen men vilken medger automatisk inställning av kompressionsdjup.

Fig 4 visar schematiskt den första utföringsformen använd på en patient med maximal sternumhöjd.

Fig 5 visar den första utföringsformen använd på en patient med en lägre sternumhöjd.

Fig 6 visar en design av en anordning enligt upp- finningen.

Fig 7 visar schematiskt delar av en andra utförings- form av den uppfinningsenliga anordningen, vilken anord- ning i sig inte är i enlighet med uppfinningen, men vilken medger automatisk inställning av kompressionsdjup.

Fig 8 och 9 visar schematiskt en tredje utförings- form av den uppfinningsenliga anordningen, vilken anord- ning i sig inte år enligt uppfinningen, men vilken medger automatisk inställning av kompressionsdjup.

Fig 10-13 visar schematiskt delar av en första ut- föringsform av en anordning enligt uppfinningen i olika 10 15 20 25 30 35 521 141 5 lägen, vilken utföringsform medger utförande av aktiv dekompression över normal fysiologisk sternumhöjd och också har den föredragna möjligheten att automatiskt ställa in kompressionsdjup.

Fig 14 och 15 visar en variant för aktiv dekompres- sion och den föredragna möjligheten att automatiskt ställa in ett förutbestämt kompressionsdjup.

Den uppfinningsenliga anordningen har ett pneuma- tiskt eller hydrauliskt kolvcylinderaggregat vilket åstadkommer ett automatiskt inställt kompressionsdjup.

I det följande hänvisas till fig 1-3. Således innefattar denna utföringsform av en anordning för automatisk inställning av kompressionsdjup, med allmän hänvisningsbeteckning 1, ett kolvcylinderaggregat 2, som innefattar en cylinder 3 och en kolv 4. Kolven 4 har en första kolvstàng 5 fäst vid sin nedre yta, vilken kolvstàng 5 sträcker sig genom den nedre ändväggen hos cylindern 3, sàsom visas. Pä kolvens 4 motsatta sida sträcker sig glidbart en andra kolvstàng 6 genom cylinderns 3 övre ändvägg. Denna andra kolvstàng 6 är inte fäst vid kolven 4. Vid sin ände utvändigt cylindern 3 är den andra kolvstàngen 6 vridbart förbunden med ena änden av en hävarm 7, vilken vid sin andra ände är vridbart förbunden med ett stativ 8 hos anordningen.

Nämnda vridbara leder har hänvisningsbeteckningar 9 respektive 10. Pà nämnda övre ändvägg hos cylindern 3 finns fäst en fläns 11, vilken är vridbart förbunden med hävarmen 7, vid en vridbar led 12 mellan de vridbara lederna 9 och 10.

Nämnda detaljer 7, 9, 10 och 12 är specifika för den uppfinningsenliga anordningen, sàsom kommer att förklaras senare.

Pà konventionellt sätt uppbär kolvstàngen 5 vid sin fria ände utvändigt cylindern 3 ett tryckfördelande ele- ment 13, sàsom en dyna, lämplig att anbringas mot bröstet för kompression av thorax. Elementet 13 kan dessutom vara av det slag som medger vidhäftning mot bröstet hos en 10 15 20 25 30 35 521 141 6 patient, t ex en vakuumkopp eller försett med ett häft- plåster, varigenom en aktiv dekompression av bröstkorgen kan utföras, såsom kommer att förklaras i det följande.

Stativet 8 kan vara väsentligen O- eller L-format, se fig 4-6 (det övre partiet av stativet 8 i fig 4 och 5 visas inte), innefattande en ryggplatta 8' för under- stödjande av en patient som ligger på rygg därpå. Rygg- plattan 8' bör åstadkomma ett stadigt och fast ryggstöd för patienten. Ryggstödet kan emellertid också tillhanda- hållas av ett bord, en sjukbår, en säng, marken, golvet etc, i vilket fall stativet 8 kan utgöras av en pelare, möjligen på hjul. Sådana stativ kan definiera bärbara eller rörliga anordningar enligt uppfinningen. För stationära utföranden, kan stativet 8 vara en del av en vägg eller ett tak (tex i en ambulans) eller någon annan konstruktion i ett rum på vilken anordningen kan monteras, via en vridbar led 10.

Kolvcylinderaggregatet 2 är vertikalt rörligt mont- erat på stativet 8, se dubbelpil A i fig 1, därpå häng- ande med hjälp av länken 7 vid de vridbara lederna 9, 10 och 12, på så vis att aggregatet 2 kan dras/skjutas manu- ellt nedåt/uppåt i likhet med de tidi- gare uttrycken ”lägre” och ”övre”, avser en situation när (dessa riktningar, anordningen skall användas eller används) relativt rygg- plattan 8' eller annat patientstöd. Rörelsen bör styras av någon del av stativet 8, på ett sådant sätt att rörelsen motarbetas något. I denna utföringsform är rörelsen en glidrörelse, vilken bromsas med hjälp av en friktionskraft på cylindern 3 med hjälp av en stativdel (ej visad). I en variant kan en balanseringsfjäder användas mellan cylindern 3 och ramen 8. Vilka som helst andra styrningselement för förflyttning av aggregatet upp och ner kan man tänka sig här och är uppenbara för fack- mannen, tex ett kuggstång-kugghjulsarrangemang. Förflytt- ning av aggregatet 2 medges mellan ett toppläge och, vid användning, ett lågläge, vilket lågläge definieras av en lätt kontakt mellan patientens P bröstkorg, vilken pati- 10 15 20 25 30 35 521 141 7 ent ligger pà ryggplattan 8' eller annat stöd, och det tryckfördelande elementet 13. Làgläget bestäms av värda- ren, sjuksköterskan eller läkaren eller annan person som handhar anordningen. Lämpliga làsorgan är anordnade för läsning av aggregatet 2 pá plats i korrekt läge (lätt kontakt mellan elementet 13 och patientens bröst ovanför thorax) för komprimering. I fig 1-5 bestàr làsorganen av tandande element 15, 16 med mycket små tandavstànd, ett, 15, fäst vid cylindern 3 och det andra, 16, monterat pà stativet 8 pà sä vis att elementet 16 kan förflyttas fram och tillbaka till och frän elementet 15, med tänderna hos elementen 15, 16 i ingrepp eller ur ingrepp. Nämnda fram- och àtergàende rörelse kan utföras med hjälp av ett hand- tag eller, sàsom föreslaget, med hjälp av ett kolv-och- cylinderarrangemang 17. Vilket annat làsarrangemang som helst är lämpligt för uppfinningens syften.

Såsom nämndes inledningsvis, bör enligt AHA:s och ERC:s riktlinjer kompressionsdjupet hos bröstet vid thorax vid àterupplivning vara 20% av patientens sternum- höjd. Sternumhöjden hos de flesta människor är mellan ca 175 mm och ca 260 mm, vilket innebär att det rekommende- rade kompressionsdjupet bör varieras mellan 35 mm och 52 mm.

I utföringsformen enligt fig 1-5 har kolven 4 en full slaglängd av 52 mm i sin cylinder 3, vilket innebär att en patient med maximal sternumhöjd SHmax (fig 1 och 4) skulle bli korrekt behandlad för äterupplivning, med säkerställd kontakt mellan det tryckfördelande elementet 13 och sternum S, även utan den andra kolven 6 och utan den vridbara leden 12.

Automatisk inställning eller anpassning av anordning 1 för 20%-kompressionen av bröstet hos en patient med lägre sternumhöjd (fig 2, 3 och 5, där fig 3 och 5 skulle kunna representera en minimisternumhöjd av 175 mm) àstadkommes genom reducering av kolvens 4 slaglängd fràn nämnda maximala slaglängd till en reducerad slaglängd, som ändå ger 20% kompression. 10 15 20 25 30 35 521 141 8 I utföringsformen enligt fig 1-5 åstadkommes detta genom att kolven 4 tvingas att förflytta sig en sträcka (fig 1 och 4) ger nämnda maximala slaglängd, vilken är 20% längre än från sitt toppläge i cylindern 3, vilket sträckan över vilken aggregatet 2 förflyttas, medan aggregatet 2 förflyttas, sänks detta för anpassning till en patient med okänd sternumhöjd. Detta àstadkommes med hjälp av arrangemanget av den andra kolvstàngen 6 och 10 och 12 och 12 på ett hävarmen 7 och deras svängbara leder 9, genom att arrangera de vridbara lederna 9, 10, inbördes lämpligt avstånd, se a och b i fig 1.

I toppläget finns kontakt mellan den andra kolv- stàngen 6 och kolven 4. Vid sänkning av aggregatet 2 kommer den andra kolvstàngen 6 att knuffa på kolven 4 nedåt.

Avstånden a och b mellan de vridbara lederna 9, 10 respektive 10, 12 är valda på så vis att nämnda extra förflyttning av kolven 6 motsvarar 20% av skillnaden mellan längden av förflyttningen av cylindern 3 och längden av förflyttningen av kolvstàngen 6, motsvarande a=4 längdenheter och b=1 längdenhet.

Som fackmannen inser av ovanstående, åstadkommer den beskrivna utföringsformen av en anordning för automatisk inställning av kompressionsdjup det rekommenderade kom- pressionsdjupet (20% av sternumhöjden) oberoende av den faktiska, okända sternumhöjden, utan föregående bestämning (mätning) av den faktiska sternumhöjden och utan någon manuell inställning av kompressionsdjupet.

För aktivering av kolvcylinderaggregatet 2 i fig 1-5 för kompression och dekompression av bröstet manövreras aggregatet 2 precis som ett normalt dubbelverkande kolv- cylinderaggregat med två ändlägen hos kolven: cylinderns 3 första (övre) sida sätts under tryck (hydrauliskt eller pneumatiskt) via en port 18, och för dekompression av bröstet sätts cylinderns 3 andra sida under tryck via en port 19, samtidigt som den första sidan befrias från tryck via porten 18. lO 15 20 25 30 35 521 141 9 Organ för styrning av öppningen/stängningen av port- arna 18, 19, såsom ventiler och tidur, för pulserad kom- pression/dekompression beskrivs inte här, eftersom upp- finningen inte är riktad på sådana organ och eftersom fackmannen förmår tillämpa redan kända tekniker för man- övrering av aggregatet 2 för alternerande kompression och dekompression efter önskemål.

Dekompressionskraften kan alternativt åstadkommas genom bröstets egna motverkande kraft, eller genom en returfjäder i cylindern (aggregatet 2 är då enkelverkande för enbart kompression).

I detta sammanhang noteras det emellertid än en gång att ovannämnda 20% kompressionsdjup enbart är en rekom- mendation, inte ett absolut krav. Genom att välja andra värden för avstånden a och b kan ett lägre eller högre kompressionsdjup än 20% uppnås, och det är också möjligt att tillhandahålla olika kompressionsdjup för olika sternumhöjder. Rekommendationer kan komma att ändra sig i framtiden. Sådana avvikelser från de för närvarande rekommenderade 20% förutses att inbegripas i uppfinnings- konceptet i denna ansökan och kan realiseras med hjälp av lämpliga länksystem, inom ramen för fackmannens förmåga.

En möjlighet att åstadkomma varierande kompressionsdjup för olika sternumhöjder (tex ett lägre kompressionsdjup för små sternumhöjder än för stora sternumhöjder,) är att använda ett lämpligt kamarrangemang förbundet med länken 7, tex formad som en kamyta hos de avlånga hålen i länken 7 vid lederna 9 och 10.

Fackmannen inser att andra länksystem kan användas än det ovan beskrivna för anslutning av kolvcylinder- aggregatet 2 till ett stativ. Således illustreras i fig 7, vilken visar en andra utföringsform av anordningen för automatisk inställning av kompressionsdjup, ett länksys- tem bestående av två länkar 7 och 7', vilka är vridbart förbundna med varandra och med kolvstången 6, och av vilka två länkar 7, 7' länk 7 är vridbart förbunden med kolvstången 6 vid en annan vridbar led 9” på ett avstånd 10 15 20 25 30 35 521 141 lO från den vridbara leden 9', medan länken 7' är vridbart förbunden med cylindern 3. Sådana länksystem med två eller flera länkar 7, 7' åstadkommer ett icke-konstant kompressionsdjup för olika sternumhöjder, vilket emeller- tid kan accepteras inom nämnda rekommendation såvida det ligger inom rekommenderade gränser.

I fig 8 och 9 visas en tredje utföringsform av an- ordningen för automatisk inställning av kompressionsdjup.

I denna utföringsform realiseras justeringen eller an- passningen av slaglängden hos kolvcylinderaggregatet 2 till olika sternumhöjder genom dragning av kolvstången 5 medan kolvcylinderaggregatet 2 förflyttas (det antas att justering måste göras till en person med lägre sternumhöjd). En arm 6' av ett L-format anslutningsstycke är glidbart fastsatt på kolvstängen 6 utvändigt cylindern 3, och den andra armen 6” är vridbart förbunden med en ände av en länk 7, vilken också är vridbart förbunden med cylindern 3 och, vid sin andra ände, vridbart förbunden med stativet 8. De vridbara lederna har givits hänvis- ningsbeteckningarna 9, 10 och 12, i likhet med i fig l-5.

I fig 10-13 visas en första utföringsform av den uppfinningsenliga anordningen, vilken har förmågan att utföra aktiv dekompression av en patient över normal fysiologisk sternumhöjd.

I dessa figurer har samma hänvisningsbeteckningar som använts i fig l-5 för liknade detaljer använts. Sta- tivet hos anordningen och ryggstödet är av tydlighetsskäl inte visade. I denna utföringsform är det tryckfördelande elementet 13 en vakuumkopp eller kan det uppbära ett häftplåster, pà så vis att sternum eller bröstet hos en patient aktivt kan lyftas för dekompression, högre än normalläge, dvs högre än den naturliga sternumhöjden, för bröstet. Sådan så kallad över normal fysiologisk dekom- pression (överfysiologisk dekompression) anses vara mera effektiv för återupplivning än dekompression till normal sternumhöjd. 10 15 20 25 30 35 521 141 ll I denna utföringsform är den andra kolvstàngen 6 en aktiv del av en andra cylinder 20, på så vis att kolv- stången 6, den andra cylindern 20 och kolvcylinder- aggregatet 2 fungerar som ett normalt kolvcylinder- aggregat av trestegstyp.

För säkerställande av kontakt mellan kolvens 3 övre yta och den andra kolvstàngen 6, vilket är nödvändigt för korrekt funktion för inställning av aggregatet 2 såsom förklarats ovan, är cylindern 20 som har en inloppsport 22 trycksatt, och den andra sidan av cylindern 3 är trycksatt, medan en port 18 mot den första sidan är Öppen, fig 10. Kraften som verkar på kolvstàngen 6 i cylindern 20 är vald att vara större än kraften på kolven 4 på nämnda andra sida. Vid fastställd kontakt är anordningen färdig för inställning till en patient med vilken sternumhöjd som helst. Denna inställning visas med pil B i fig 12, från vilken det också inses att inställ- ningen utförs med likarådande förhållande i cylindrarna 3 och 20 som tidigare, i fig 10. Situationen i fig 12 är den samma som i fig 4 och 5, dvs inställningen är fullbordad och anordningen är således förmögen att komprimera bröstet hos vilken patient som helst till ett förutbestämt kompressionsdjup, av låt oss säga 20%.

För kompression och aktiv dekompression öppnas port- en 22, dvs trycket minskas i cylinder 20 och aggregatet 2 bringas att utföra sin normala komprimerande funktion.

Under dekompression förflyttas emellertid stopparen för kolven 4 som tillhandahålles av kolvstàngen 6 av kolven 4 frän dess inställda läge uppåt, på så vis att kolven 4 och dess kolvstàng 5 kan dra bröstet, som är anslutet därtill medelst koppen 13, uppåt, högre än höjden hos sternum (fig 13).

Fig 14 och 15 visar en variant för aktiv dekompres- sion, vilken variant lätt förstås av fackmannen, utgående från beskrivningen av fig 7 och av fig 10-13.

Fackmannen kommer nu att inse att det aktiva dekom- pressionssärdraget hos utföringsformerna enligt fig 9-14 10 521 141 12 kommer att upprätthàllas även om länksystemet för auto- matisk inställning av kompressionsdjup elimineras. En sàdan utföringsform, med konstant slaglängd hos kolven 4 för kompression, som medger varierande kompressionsdjup för varierande sternumhöjder, kan vara att föredra i vissa fall.

En lämplig dekompressionssträcka över normal är ca mellan 5 och 20 mm.

Claims (7)

10 15 20 25 30 35 521 141 13 PATENTKRAV

1. Anordning för utförande av kardiopulmonell äter- (CPR), - ett stöd innefattande (8), - ett första kolvcylinderaggregat (2) upplivning fäst för en fram- och átergàende rörelse på nämnda stöd relativt en fix punkt pà stödet, och anpassat att komprimera sternum hos en patient för nämnda àterupplivning, (13), hos en patient, vilket element är fäst pà stàngdelen (5) (2), - varvid nämnda kolv (4) har en slaglängd som av- - ett element anpassat att häfta vid bröstet pà kolven (4) hos nämnda aggregat gränsas mellan tvà stoppare i cylindern (3) hos nämnda aggregat (2), och - organ för förflyttning av en av stopparna en för- utbestämd sträcka fràn ett första läge, som definierar slaglängden i ett kompressionsskede, till ett andra läge i ett dekompressionsskede, vilket andra läge definierar en slaglängd som är större än det första läget.

2. Anordning enligt krav 1, vid vilken nämnda en (6), cylindern (3) motsatt nämnda stàngdel (5). stoppare utgörs av en stäng som sträcker sig in i

3. Anordning enligt krav l, vid vilken nämnda en stoppare utgörs av en arm som sträcker sig utvändigt nämnda aggregat (2) och står i glidbart ingrepp med nämnda aggregats (2) stàngdel (5).

4. Anordning enligt krav l, vid vilken nämnda organ är ett andra kolvcylinderaggregat (20), vars kolv utgör nämnda en stoppare.

5. Anordning enligt nàgot av krav 1-4, vid vilken (8), aggregats cylinder (3) och nämnda en stoppare. länkorgan vridbart förbinder stödet nämnda första

6. Anordning enligt krav 5, vid vilken nämnda länkorgan innefattar två eller flera hävarmar. 521 141 14

7. Anordning enligt nàgot av krav 5 eller 6, vid vilken lànkorganen är så utformade att kompressionsdjupet är 20%.