WO2021256074A1 - 除細動のための装置及び方法 - Google Patents

Abstract

除細動器１は、除細動のための装置であって、患者の酸素飽和度に関する数値を取得する酸素飽和度（ＴＯＩ）測定部１１と、患者への電気ショックの要否を判断するために患者の心電図を測定する心電図（ＥＣＧ）測定部６と、酸素飽和度測定部１１において取得した数値がしきい値を超えていることを条件として、心電図測定部６における患者の心電図の測定を開始させる制御部１２と、を備える。これにより、電気ショックによる除細動の成功率を高め、心電図解析及び電気ショックの回数を減らすことができる除細動のための装置及び方法が実現される。

Description

除細動のための装置及び方法

　本開示は、除細動のための装置及び方法に関するものである。

　特許文献１には、患者に心肺蘇生（Cardio Pulmonary Resuscitation：ＣＰＲ）を施す際に救助者を補助するための装置が開示されている。この装置は、患者の脈拍数を測定する脈拍センサ、及び血中の酸素量を測定するＳｐＯ_２センサのうち少なくとも一つのセンサと、前記センサの出力を処理し、現在行われているＣＰＲを改善するために救助者が行うべき一つ以上の行動を判断する電子機器と、前記一つ以上の行動を救助者に伝達する喚起装置と、を備える。

特開２００５－４６６０６号公報

　心肺蘇生の際には、患者の心室細動（Ventricular Fibrillation：ＶＦ）などの不整脈を除去するために、電気ショックが与えられる。この電気ショックを与える前には、患者の不整脈の状態を確認するために、心電図解析が行われる。例えば自動体外式除細動器（Automated External Defibrillator：ＡＥＤ）は、心電図解析から電気ショックまでの一連の動作を自動的に行う。

　しかしながら、心電図解析、及び電気ショックのための充電には或る程度の時間を要し、また心電図解析及び充電を行っている間は胸骨圧迫を行うことができない。故に、胸骨圧迫によって一旦上昇した血中酸素濃度は、心電図解析及び充電を行っている間に徐々に下降する。したがって、心電図解析及び電気ショックを繰り返すと、胸骨圧迫により上昇した血中酸素濃度がその都度下降することとなる。その結果、血中酸素濃度の上昇が緩慢となり、心肺蘇生に時間がかかってしまう。

　実施形態は、電気ショックによる除細動の成功率を高め、心電図解析及び電気ショックの回数を減らすことができる除細動のための装置及び方法を提供することを目的とする。

　実施形態は、除細動のための装置である。除細動のための装置は、患者の酸素飽和度に関する数値を取得する酸素飽和度測定部と、患者への電気ショックの要否を判断するために患者の心電図を測定する心電図測定部と、酸素飽和度測定部において取得した数値がしきい値を超えていることを条件として、心電図測定部における患者の心電図の測定を開始させる制御部と、を備える。

　実施形態は、除細動のための方法である。除細動のための方法は、患者の酸素飽和度に関する数値の取得を開始するステップと、酸素飽和度に関する数値がしきい値を超えていることを条件として患者の心電図を測定するステップと、心電図の測定結果に基づいて患者への電気ショックの要否を判断するステップと、を含む。

　これらの装置及び方法では、患者の酸素飽和度がしきい値を超えていることを条件として、電気ショックの要否を判断するための心電図の測定を行う。後述するように、本発明者らは、患者の酸素飽和度が電気ショックによる除細動の成否に影響することを見出した。

　患者の酸素飽和度が或るしきい値を超えると、電気ショックによる除細動の成功率が有意に上昇する。したがって、酸素飽和度がしきい値を超えている場合には、心電図解析および電気ショックを行い、酸素飽和度がしきい値を超えない場合には、心電図解析および電気ショックを行わずに胸骨圧迫を優先する。これにより、電気ショックによる除細動の成功率を高め、心電図解析及び電気ショックの回数を減らすことができる。

　実施形態によれば、電気ショックによる除細動の成功率を高め、心電図解析及び電気ショックの回数を減らすことができる除細動のための装置及び方法を提供できる。

図１は、一実施形態に係る除細動器の構成を示す機能ブロック図である。 図２は、ＴＯＩ測定部の具体的構成例を示す図である。 図３は、除細動器の動作及び除細動のための方法を示すフローチャートである。 図４は、心肺蘇生の際のＴＯＩを実際に測定した結果を示すグラフである。 図５は、心肺蘇生の際のＴＯＩを実際に測定した結果を示すグラフである。 図６は、心肺蘇生の際のＴＯＩを実際に測定した結果を示すグラフである。 図７は、心肺蘇生の際のＴＯＩを実際に測定した結果を示すグラフである。

　以下、添付図面を参照しながら、除細動のための装置及び方法の実施の形態を詳細に説明する。なお、図面の説明において同一の要素には同一の符号を付し、重複する説明を省略する。本発明は、これらの例示に限定されるものではない。

　図１は、一実施形態に係る除細動器１の構成を示す機能ブロック図である。除細動器１は、患者の心室頻拍（Ventricular Tachycardia：ＶＴ）、心室細動（ＶＦ）、心房細動（Atrial Fibrillation：ＡＦ）などに対して除細動を行う装置である。ここでいう除細動とは、電気的刺激によって異常な電気信号経路を遮断し、正常な電気信号経路への改善を促す処置をいう。

　本実施形態の除細動器１は、本体部２と、ＮＩＲＳセンサ３と、電極パッド４とを備えている。本体部２は、ＴＯＩ演算部５と、ＥＣＧ測定部６と、判定部７と、ＥＣＧ解析部８と、電気ショック部９と、表示モニタ１０と、を有する。

　本体部２は、中空の筐体を有し、その筐体内にＴＯＩ演算部５、ＥＣＧ測定部６、判定部７、ＥＣＧ解析部８、及び電気ショック部９を収容している。表示モニタ１０は、筐体の外面に取り付けられ、本体部２の外部から視認可能とされている。ＮＩＲＳセンサ３及び電極パッド４は、本体部２から延びるケーブルの先端に取り付けられている。

　ＮＩＲＳセンサ３及びＴＯＩ演算部５は、本実施形態におけるＴＯＩ測定部１１を構成している。ＴＯＩ測定部１１は、胸骨圧迫の繰り返しに起因して変動する、患者の体内（例えば頭部）の組織酸素飽和度（Tissue Oxygenation Index：ＴＯＩ）に関する数値を測定し、その測定結果を表示モニタ１０に表示して、胸骨圧迫を行っている者に知らせる。

　具体的には、ＴＯＩ測定部１１は、体表面に装着されたＮＩＲＳセンサ３から所定の光入射位置に近赤外光を入射し、体表面における所定の光検出位置から出射される近赤外光の強度を検出する。これにより、ＴＯＩ測定部１１は、酸素化ヘモグロビン（Ｏ₂Ｈｂ）及び脱酸素化ヘモグロビン（ＨＨｂ）による近赤外光への影響を調べ、これに基づいて酸素化ヘモグロビン（Ｏ₂Ｈｂ）及び脱酸素化ヘモグロビン（ＨＨｂ）の各濃度を繰り返し算出する。このような方式は、近赤外分光法（Near-Infrared Spectroscopy：ＮＩＲＳ）と呼ばれる。

　ＴＯＩは、血中ヘモグロビンの酸素化度合いを表す数値であって、総ヘモグロビン濃度に対する酸素化ヘモグロビン濃度の割合として算出される。また、本実施形態においてＴＯＩに関する数値とは、ＴＯＩそのもの、若しくはＴＯＩと密接な相関を有する数値である。本実施形態のＴＯＩ測定部１１によって算出される数値は、ＴＯＩそのもの、または、或るタイミングでのＴＯＩを基準とする相対的なＴＯＩの時間変化量である。

　図２は、ＴＯＩ測定部１１の具体的構成例を示す図である。ＮＩＲＳセンサ３は、例えば毛髪の無い前額部や頸動脈付近に、粘着テープや伸縮性のバンド等によって固定される。

　ＮＩＲＳセンサ３は、光入射部３１及び光検出部３２を有している。光入射部３１と光検出部３２とは、互いに間隔をあけて配置され、柔軟な黒色のシリコンゴム製のホルダー３３によって実質的に一体化されている。ホルダー３３の素材は、シリコンゴムと同等の柔軟性を有する他の素材に置き換えられてもよい。ＮＩＲＳセンサ３は、ケーブル３４を介して本体部２と電気的に接続されている。

　光入射部３１は、本体部２から伝達される制御信号を受けて、所定波長の測定光を出力する。測定光は、患者の体表面の皮層に対してほぼ垂直に入射する。光入射部３１は、例えばレーザダイオード、発光ダイオード（ＬＥＤ）、若しくはスーパールミネッセントダイオード（ＳＬＤ）と、その駆動回路とを有する。測定光の波長は近赤外域に含まれ、一例では７３５ｎｍ、８１０ｎｍ、及び８５０ｎｍの波長成分を含む。

　光検出部３２は、患者の体内を伝搬して体表面から出射した測定光の強度に応じた検出信号を生成する。光検出部３２は、例えば一次元の光センサであり、光入射部３１からの距離方向に並べられた複数の光検出器を有している。本構成例の光検出部３２は、第１の光検出器３２１及び第２の光検出器３２２といった２つの光検出器を有している。

　第１の光検出器３２１は、光入射部３１から第１の距離Ｘ１だけ離れた位置に設けられている。第２の光検出器３２２は、光入射部３１から第２の距離Ｘ２（＞Ｘ１）だけ離れた位置に設けられている。距離Ｘ１は例えば３ｃｍであり、距離Ｘ２は例えば４ｃｍである。

　第１の光検出器３２１は、受光した測定光の強度に応じた第１の検出信号を生成する。第２の光検出器３２２は、受光した測定光の強度に応じた第２の検出信号を生成する。これらの光検出器３２１，３２２それぞれは、ＰＤ（フォトダイオード）またはＡＰＤ（アバランシェフォイトダイオード）といった半導体受光素子と、半導体受光素子から出力される電流を積分し、増幅するプリアンプとを有している。

　上記の構成において、光検出器３２１，３２２それぞれは、微弱な電流を感度良く検出して検出信号を生成し、この検出信号を本体部２へケーブル３４を介して伝送することができる。なお、光検出部３２は、二次元の光センサであってもよく、例えば、ＣＣＤイメージセンサまたはＣＭＯＳイメージセンサによって構成されてもよい。

　ＴＯＩ測定部１１は、ＴＯＩ演算部５に加えて、制御部５１、モニタ部５２、及び指示部５３を本体部２の内部に有している。ＴＯＩ測定部１１は、ＣＰＵなどの演算回路及びメモリなどの記憶装置を含むコンピュータを備える。ＴＯＩ演算部５、制御部５１、モニタ部５２、及び指示部５３は、記憶装置に予め格納されたプログラムを演算回路が読み出して実行することにより実現される。

　制御部５１は、ケーブル３４を介してＮＩＲＳセンサ３と電気的に接続されている。制御部５１は、光入射部３１の光出力制御、及び光検出器３２１，３２２の光検出制御を行う。すなわち、光入射部３１における測定光の出力開始及び終了は、制御部５１からの制御信号に基づいて行われる。また、光検出器３２１，３２２における測定光の検出開始及び終了は、制御部５１からの制御信号に基づいて行われる。

　制御部５１は、ＮＩＲＳセンサ３の装着前から、光検出器３２１，３２２に測定光の検出を開始させる（スタンバイモード）。このスタンバイモードは、ＴＯＩ演算部５がＴＯＩに関する数値の算出を開始するまで継続する。ＴＯＩ演算部５は、スタンバイモードにおいてはＴＯＩに関する数値の演算を行わない。

　モニタ部５２は、ＴＯＩに関する数値の算出開始前すなわちスタンバイモードにおいて継続的に生成される光検出部３２からの検出信号に基づいて、光検出器３２１，３２２に入射する光強度の変化のモニタリング（観察）を行う。モニタ部５２は、そのモニタ結果を指示部５３へ継続的に出力する。

　指示部５３は、モニタ部５２から得られるモニタ結果に基づいて、ＴＯＩに関する数値の算出開始を決定し、算出開始をＴＯＩ演算部５に指示する（測定モード）。スタンバイモード開始時における光検出器３２１，３２２からの検出信号は、ＮＩＲＳセンサ３が患者の体表面に取り付けられる前の光強度、すなわち測定環境における環境光（例えば、屋外なら太陽光、屋内なら照明光）の強度を示す。そして、ＮＩＲＳセンサ３が患者の体表面に装着されると、環境光の強度は、装着前に対して所定の割合（例えば、１０％）以下に低下する。

　指示部５３は、このような強度低下を、光検出器３２１，３２２において検出される測定光の強度が所定の範囲内へ変化したか否かによって知ることができる。従って、指示部５３は、光検出器３２１，３２２において検出される測定光の強度が所定の範囲内にあることを条件として、算出開始を決定するとよい。

　なお、ＮＩＲＳセンサ３が患者に装着される前であっても、ＮＩＲＳセンサ３を救助者が扱う際に、光検出部３２を手で覆う等により環境光の検出強度が低下する場合がある。従って、指示部５３は、光検出部３２において検出される測定光の強度が所定の範囲内にある状態が所定の期間（例えば３秒）継続していることを条件として、算出開始を決定してもよい。また、指示部５３は、光検出器３２１，３２２において検出される測定光の強度変化が所定の幅を超えたことを条件として、算出開始を決定してもよい。

　また、指示部５３は、２つの光検出器３２１，３２２のうち光源から遠い第２の光検出器３２２において検出された光強度に基づいて、算出開始を決定してもよい。これにより、入射光強度（環境光強度）の変化をより精度良く捉えることができ、ＮＩＲＳセンサ３が患者の体表面に装着されるタイミングを的確に検知することができる。

　なお、除細動器１は、ＴＯＩに関する数値の算出開始を救助者が指示するための指示入力部５４（例えばボタン）を更に備えてもよい。その場合、ボタン押下といった指示入力部５４への開始のアクションに基づいて、ＴＯＩ演算部５がＴＯＩに関する数値の算出を開始する。

　ＴＯＩ演算部５は、ケーブル３４を介してＮＩＲＳセンサ３と電気的に接続される演算処理回路であって、本実施形態における演算部の例である。ＴＯＩ演算部５は、患者の体内を伝搬した測定光の強度に応じた光検出部３２からの検出信号に基づいて、胸骨圧迫の繰り返しに起因して変動する体内のＴＯＩに関する数値を算出する。ＴＯＩ演算部５は、指示部５３からの信号を受けて、ＴＯＩに関する数値の算出を開始する。

　ＴＯＩ演算部５は、例えば、ＳＲＳ法（空間分解分光法）やＭＢＬ法（モディファイド・ビア・ランバート法）、ＰＲＳ法（位相分解分光法）、ＴＲＳ法（時間分解分光法）、ＰＭＳ法（位相変調分光法）などの近赤外分光法を用いて、ＴＯＩに関する数値を算出する。

　ＭＢＬ法は、測定対象中のヘモグロビン濃度（酸素化ヘモグロビン濃度及び脱酸素化ヘモグロビン濃度）により、検出される光量が変化することを利用する。ＭＢＬ法により、酸素化ヘモグロビン濃度の相対変化量、脱酸素化ヘモグロビン濃度の相対変化量、総ヘモグロビン濃度の相対変化量を求めることができる。ＭＢＬ法では、光検出器３２１，３２２のいずれか一方からの検出信号が用いられる。ＳＲＳ法は、光入射部３１と光検出器３２１，３２２との距離に応じて、検出される光量が変化することを利用する。ＳＲＳ法では、光検出器３２１，３２２双方からの検出信号が用いられる。

　ＴＲＳ法は、入力されたパルス状の測定光の時間幅が、測定対象に存在するヘモグロビンによって長くなることを利用する。より具体的には、パルス状測定光の時間的な広がりに基づくシミュレーションデータと、検出された光の時間的な広がりとをフィッティングすることにより、ヘモグロビン濃度の絶対値を求める。ＰＲＳ法は、変調した測定光を測定対象に入射し、入射前の測定光と検出後の測定光との位相差を求めることにより、ヘモグロビン濃度の絶対値を求める。したがって、ＴＲＳ法またはＰＲＳ法によれば、ＴＯＩの相対値ではなく絶対値を求めることができる。

　ＴＯＩに関する数値の算出周期は０．２秒以下（算出周波数にすると、５Ｈｚ以上）であることが好ましい。一般的に、胸骨圧迫の好適な周期は１分間に１００回程度（すなわち０．６秒に１回）もしくはそれ以上といわれている。そして、相対変化量の算出周期がその３分の１以下であれば、胸部圧迫に起因する濃度変化を好適に検出することができる。また、所定周波数は、１．６６Ｈｚ以下であることが好ましい。これにより、１分間に１００回程度もしくはそれ以上の胸骨圧迫に起因する濃度変化に関する情報を好適に抽出することができる。

　表示モニタ１０は、ＴＯＩ演算部５から送られたＴＯＩに関する数値の算出結果に関する情報を表示する。救助者は、表示モニタ１０の表示を参照しながら、胸骨圧迫が適切に行われているか否かを判断することができる。

　再び図１を参照する。ＥＣＧ測定部６は、患者への電気ショックの要否を判断するために、患者の心電図（Electrocardiogram：ＥＣＧ）を測定する。ＥＣＧ測定部６は、電極パッド４と電気的に接続されており、患者に装着された電極パッド４からの電気信号を時間的に連続して検出することにより、心臓の電気的な活動の様子を時系列で記録する。なお、電極パッド４は正極パッド及び負極パッドを含み、それぞれ胸部付近の異なる位置に装着される。

　判定部７及びＥＣＧ解析部８は、制御部１２を構成する。制御部１２は、ＣＰＵなどの演算回路及びメモリなどの記憶装置を含むコンピュータを備える。判定部７及びＥＣＧ解析部８は、記憶装置に予め格納されたプログラムを演算回路が読み出して実行することにより実現される。なお、判定部７及びＥＣＧ解析部８を実現するコンピュータは、ＴＯＩ測定部１１のＴＯＩ演算部５等を実現するコンピュータと共通に構成されてもよい。

　判定部７は、ＴＯＩ測定部１１において取得したＴＯＩに関する数値が所定のしきい値を超えているか否かを判定する。判定部７は、ＴＯＩに関する数値が所定のしきい値を超えていることを条件として、心電図の測定を開始させるための（或いは、開始可能とする）信号をＥＣＧ測定部６に与える。

　しきい値は、例えば、ＴＯＩの時間的相対変化量に換算して、４０％～６０％の範囲内に含まれるいずれかの値であってよく、より好適には、ＴＯＩの時間的相対変化量に換算して、４５％～５０％の範囲内に含まれるいずれかの値である。しきい値は、予め記憶装置に記憶されている。

　判定部７は、ＴＯＩがしきい値を超えている場合には、心電図の測定を開始したことを救助者に知らせるための表示信号を表示モニタ１０に与える。表示モニタ１０は、その表示信号を受けると、心電図の測定を開始したことを示す文字、図柄（例えば、「心電図解析を行っています」等）を画面に表示して、救助者に知らせる。

　判定部７は、ＴＯＩがしきい値を超えない場合には、患者に対する胸骨圧迫を継続すべきことを救助者に知らせるための表示信号を表示モニタ１０に与える。表示モニタ１０は、その表示信号を受けると、胸骨圧迫を継続すべきことを示す文字、図柄（例えば、「心臓マッサージを継続してください」等）を画面に表示して、救助者に知らせる。

　なお、本体部２は、図示しないスピーカを備えてもよい。その場合、判定部７は、ＴＯＩがしきい値を超えているときには、心電図の測定を開始したことを救助者に知らせるための信号をスピーカに与え、スピーカは、その信号を受けて、心電図の測定を開始したことを示す音声等を出力してもよい。

　また、判定部７は、ＴＯＩがしきい値を超えないときには、患者に対する胸骨圧迫を継続すべきことを救助者に知らせるための信号をスピーカに与え、スピーカは、その信号を受けて、胸骨圧迫を継続すべきことを示す音声等を出力してもよい。表示モニタ１０及びスピーカは、本実施形態における情報伝達部の例である。

　ＥＣＧ解析部８は、心電図の測定結果をＥＣＧ測定部６から取得する。ＥＣＧ解析部８は、心電図を解析し、患者への電気ショックの要否を判断する。ＥＣＧ解析部８は、電気ショックが不要であると判断すると、電気ショックが不要であることを救助者に知らせるための表示信号を表示モニタ１０に与える。表示モニタ１０は、その表示信号を受けると、胸骨圧迫を継続すべきことを示す文字、記号等を画面に表示して、救助者に知らせる。

　なお、本体部２がスピーカを備える場合、ＥＣＧ解析部８は、電気ショックが不要であるときには、患者に対する胸骨圧迫を継続すべきことを救助者に知らせるための信号をスピーカに与え、スピーカは、その信号を受けて、胸骨圧迫を継続すべきことを示す音声等を出力してもよい。

　また、ＥＣＧ解析部８は、電気ショックが必要であると判断すると、電気ショックを開始させるための信号を電気ショック部９に与える。電気ショック部９は、ＥＣＧ解析部８から信号を受けると、電気ショックのための電気エネルギを電極パッド４から出力する。なお、電気ショックに用いられる電極パッドは、ＥＣＧ測定に用いられる電極パッドと共通であってもよく、ＥＣＧ測定に用いられる電極パッドとは別個に設けられてもよい。

　続いて、除細動器１の作動方法とともに、本実施形態による除細動のための方法について説明する。図３は、除細動器１の作動方法及び除細動のための方法を示すフローチャートである。

　まず、救助者は、患者の反応がないこと及び呼吸が無いことを確認した後、胸骨圧迫を開始する（ステップＳＴ１）。次に、救助者は、除細動器１のＮＩＲＳセンサ３及び電極パッド４を患者に装着する（ステップＳＴ２）。このとき、モニタ部５２がＮＩＲＳセンサ３の装着を検知し、ＴＯＩ測定部１１が、ＴＯＩに関する数値の取得を開始する（ステップＳＴ３）。

　具体的には、光入射部３１が、患者の体内への測定光の入射を開始する（光入射ステップＳＴ３１）。また、光検出部３２が、患者の体内を伝搬した測定光の検出を開始して、測定光の強度に応じた検出信号を生成し始める（光検出ステップＳＴ３２）。そして、ＴＯＩ演算部５は、その検出信号に基づいて、ＴＯＩに関する数値の算出を開始する（演算ステップＳＴ３３）。

　また、ＴＯＩ演算部５は、指示入力部５４からの入力（例えばボタン押下）による開始のアクションにより、ＴＯＩに関する数値の算出を開始してもよい。こうしてＴＯＩ測定部１１がＴＯＩに関する数値を継続して測定している状況において、救助者は胸骨圧迫を継続する（ステップＳＴ４）。

　電気ショックを行う為の操作入力を救助者が行うと、判定部７は、ＴＯＩに関する数値がしきい値を超えているか否かを判定する（ステップＳＴ５）。そして、ＴＯＩに関する数値がしきい値を超えている場合（ステップＳＴ５：ＹＥＳ）、ＥＣＧ測定部６が心電図の測定を開始する（ステップＳＴ６）。

　また、ＴＯＩに関する数値がしきい値を超えていない場合（ステップＳＴ５：ＮＯ）、患者に対する胸骨圧迫を継続すべきことを、表示モニタ１０における表示及びスピーカの音声を通じて救助者に知らせる（情報伝達ステップＳＴ７）。その後、ステップＳＴ４に戻り、ステップＳＴ４及びＳＴ５を繰り返す。しきい値は、前述したように、ＴＯＩに換算して、４０％～６０％の範囲内に含まれるいずれかの値であってよく、より好適には、ＴＯＩに換算して、４５％～５０％の範囲内に含まれるいずれかの値である。

　ステップＳＴ６において心電図を測定したのち、ＥＣＧ解析部８が心電図を解析して、電気ショックの要否を判断する（ステップＳＴ８）。電気ショックが必要と判断された場合（ステップＳＴ８：ＹＥＳ）、電気ショック部９が電極パッド４から電気ショックのための電気エネルギを出力する（電気ショックステップＳＴ９）。また、電気ショックが不要と判断された場合（ステップＳＴ８：ＮＯ）、ステップＳＴ４に戻り、ステップＳＴ４～ＳＴ８を繰り返す。

　ステップＳＴ９において電気ショックを行ったのち、救助者は、患者の心拍が再開したか否かを判断する（ステップＳＴ１０）。患者の心拍が再開していない場合（ステップＳＴ１０：ＮＯ）、ステップＳＴ４に戻り、ステップＳＴ４～ＳＴ１０を繰り返す。患者の心拍が再開した場合（ステップＳＴ１０：ＹＥＳ）、心肺蘇生に関する処置を終了する。

　以上に説明した本実施形態の除細動器１及び除細動のための方法によって得られる効果について説明する。

　前述したように、心肺蘇生の際には、患者の心室細動（ＶＦ）などの不整脈を除去するために、電気ショックが与えられる。この電気ショックを与える前には、患者の不整脈の状態を確認するために、心電図解析が行われる。

　しかしながら、心電図解析、及び電気ショックのための充電には或る程度の時間を要し、また心電図解析及び充電を行っている間は、胸骨圧迫を行うことができない。故に、胸骨圧迫によって一旦上昇した血中酸素濃度は、心電図解析及び充電を行っている間に徐々に下降する。したがって、心電図解析及び電気ショックを繰り返すと、胸骨圧迫により上昇した血中酸素濃度がその都度下降することとなる。

　図４～図７は、心肺蘇生の際のＴＯＩの時間的相対変化量を実際に測定した結果を示すグラフである。これらの図において、上段のグラフＧａは、患者の頭部の酸素化ヘモグロビン濃度の時間的相対変化量を示し、グラフＧａに含まれる振動部分は、胸骨圧迫を行っていること若しくは自発心拍があることを示す。下段のグラフＧｂは、患者の頭部のＴＯＩ（単位：％）の時間的相対変化量を示す。

　期間Ｐａは、胸骨圧迫を行っている期間である。期間Ｐｂは、心電図解析、及び電気ショックのための充電を行っている期間である。矢印Ａ１は、電気ショックを行ったタイミングを示している。なお、これらのグラフにおいて、横軸は時間を表す。但し、図４～図７における時間軸のスケールは互いに異なる。

　図４を参照すると、胸骨圧迫を行っている期間ＰａではＴＯＩは徐々に上昇するが、心電図解析を行う期間Ｐｂに入った途端、ＴＯＩは下降を始める。そして、期間Ｐｂの間、ＴＯＩは下降し続ける（図中の矢印Ａ２）。このようなＴＯＩの下降は、心電図解析を行っている間、胸骨圧迫を中断することに起因する。

　また、図５を参照すると、胸骨圧迫（期間Ｐａ）によってＴＯＩを上昇させても、その途中に複数回の心電図解析（期間Ｐｂ）を行うと、そのたびにＴＯＩが下降し、胸骨圧迫によるＴＯＩの増加分の多くを打ち消してしまうことがわかる。その結果、ＴＯＩの上昇が緩慢となり、心肺蘇生に時間を要する原因となる。

　このような課題に対し、本発明者らは、患者のＴＯＩの大きさが、電気ショックによる除細動の成否に影響することを見出した。図６は、難治性ＶＦに対して除細動が成功した例である。

　図６に示す例では、除細動器１を搬入してＴＯＩの測定を開始（矢印Ａ３）した後、電気ショック（ＤＣ）を複数回行っている。なお、図中の枠内の数値は、各タイミングにおけるＴＯＩの値である。このうち電気ショック（ＤＣ）時の枠内の数値は、心電図解析の直前におけるＴＯＩの値である。１回目の心拍再開（Return of Spontaneous Circulation：ＲＯＳＣ）ののち再び心室細動（ＶＦ）が起こり（矢印Ａ４）、その後、電気ショック（ＤＣ）による２回目の心拍再開（ＲＯＳＣ）により蘇生が成功している。

　図６に示す例を参照すると、除細動器１の搬入時にはＴＯＩの時間的相対変化量が３０％であり、その後の胸骨圧迫によってＴＯＩの時間的相対変化量が徐々に上昇している。１回目から３回目の電気ショック（ＤＣ）における心電図解析前のＴＯＩは４１％～４２％であり、これらの電気ショックでは心拍再開（ＲＯＳＣ）は不成功となっている。しかし、４回目の電気ショック（ＤＣ）における心電図解析前のＴＯＩの時間的相対変化量は５０％であり、１回目の心拍再開（ＲＯＳＣ）に成功している。また、心室細動（ＶＦ）に戻ったのちの５回目の電気ショック（ＤＣ）における心電図解析前のＴＯＩの時間的相対変化量は６２％であり、２回目の心拍再開（ＲＯＳＣ）に成功している。

　図７に示す例では、無脈性電気活動（Pulseless Electrical Activity：ＰＥＡ）ののち、気道確保（Tracheal Intubation：ＴＩ）、エピネフリン投与（ｅｐｉ）を経て心室細動（ＶＦ）が出現し、１回目の電気ショック（ＤＣ）を行っている。その後、２回目の電気ショック（ＤＣ）を行っているが、１回目及び２回目とも心拍再開（ＲＯＳＣ）は不成功となっている。その後、３回目の電気ショック（ＤＣ）により心拍再開（ＲＯＳＣ）し、蘇生が成功している。１回目及び２回目の電気ショック（ＤＣ）における心電図解析前のＴＯＩの時間的相対変化量はそれぞれ４３％，４５％であり、３回目の電気ショック（ＤＣ）における心電図解析前のＴＯＩの時間的相対変化量は５６％となっている。

　図６及び図７に示された例によれば、患者のＴＯＩが胸骨圧迫によって上昇した後に電気ショックを行うと、除細動の成功率が有意に向上することがわかる。これらの例では、ＴＯＩの時間的相対変化量が４５％以下であるときに行った電気ショックは全て不成功となり、ＴＯＩの時間的相対変化量が５０％以上であるときに行った電気ショックは全て成功している。

　したがって、例えば４５％～５０％の範囲内にしきい値を設定し、ＴＯＩの時間的相対変化量がこのしきい値を超えていることを条件に、心電図解析および電気ショックを行い、ＴＯＩの時間的相対変化量がこのしきい値を超えない場合には、心電図解析および電気ショックを行わずに胸骨圧迫を優先させる。これにより、除細動の成功率を高め、心電図解析及び電気ショックの回数を減らすことができる。

　但し、図６及び図７のＴＯＩは時間的相対値なので、周囲の環境、患者の年齢、患者の体型等に応じて変動すると考えられる。したがって、上述した４５％～５０％という数値範囲はあくまで一例であって、この範囲外の数値をしきい値として設定する方がよい場合もある。

　その場合であっても、本発明者らが有する多数のデータから考慮すると、しきい値が４０％～６０％の範囲内に含まれていれば、除細動の成功率を概ね高めることができる。また、取得するＴＯＩが時間的相対値である場合であっても、ＴＯＩの時間的相対値と除細動の成否との関係についてのデータを多くの患者から取得すれば、概ね良好なしきい値を設定することは可能である。

　本実施形態では、ＴＯＩ測定部１１（ステップＳＴ３）において取得したＴＯＩがしきい値を超えていることを条件として、ＥＣＧ測定部６（ステップＳＴ６）において患者の心電図を測定する。したがって、ＴＯＩがしきい値を超えている場合に心電図解析および電気ショックを行い、ＴＯＩがしきい値を超えない場合には胸骨圧迫を継続できるので、電気ショックによる除細動の成功率を高め、心電図解析及び電気ショックの回数を減らすことができる。

　本実施形態のように、ＴＯＩ測定部１１は、患者の体内へ測定光を入射する光入射部３１と、患者の体内を伝搬した測定光を検出して測定光の強度に応じた検出信号を生成する光検出部３２と、検出信号に基づいてＴＯＩに関する数値を算出するＴＯＩ演算部５と、を有してもよい。また、ＴＯＩに関する数値の取得を開始するステップＳＴ３は、患者の体内への測定光の入射を開始する光入射ステップＳＴ３１と、患者の体内を伝搬した測定光の検出を開始して測定光の強度に応じた検出信号を生成し始める光検出ステップＳＴ３２と、検出信号に基づいてＴＯＩに関する数値の算出を開始する演算ステップＳＴ３３と、を含んでもよい。この場合、患者のＴＯＩに関する数値を非侵襲的に且つ簡便に測定できるので、患者及び救助者の負担を軽減できる。

　本実施形態のように、電気ショック部９は、ＥＣＧ測定部６による心電図の測定結果に基づいて患者への電気ショックが必要と判断された場合に、電気ショックのための電気エネルギを電極パッド４から出力してもよい。また、ステップＳＴ８において患者への電気ショックが必要と判断された場合に、電気ショックステップＳＴ９において電気ショックのための電気エネルギを電極パッド４から出力してもよい。これにより、除細動のための電気ショックを好適に行うことができる。

　本実施形態のように、表示モニタ１０は、ＴＯＩに関する数値がしきい値を超えない場合に、患者に対する胸骨圧迫を継続すべきことを救助者に知らせてもよい。また、ＴＯＩに関する数値がしきい値を超えない場合に、情報伝達ステップＳＴ７において患者に対する胸骨圧迫を継続すべきことを救助者に知らせてもよい。これにより、ＴＯＩがしきい値を超えない場合に救助者に胸骨圧迫の継続を促して、ＴＯＩの低下を抑制することができる。

　本実施形態のように、しきい値は、ＴＯＩの時間的相対変化量に換算して、４０％～６０％の範囲内に含まれるいずれかの値であってもよい。また、しきい値は、ＴＯＩの時間的相対変化量に換算して、４５％～５０％の範囲内に含まれるいずれかの値であってもよい。本発明者らの知見によれば、例えばこのような範囲内の或るしきい値を超えた場合に、電気ショックによる除細動の成功率が顕著に上昇する。

　除細動のための装置及び方法は、上述した実施形態及び構成例に限られるものではなく、他に様々な変形が可能である。例えば、上記実施形態では、ＴＯＩの測定方法として近赤外分光法を例示したが、ＴＯＩの測定方法はこれに限らず、他に様々な方法を用いることができる。

　上記実施形態による除細動のための装置は、患者の酸素飽和度に関する数値を取得する酸素飽和度測定部と、患者への電気ショックの要否を判断するために患者の心電図を測定する心電図測定部と、酸素飽和度測定部において取得した数値がしきい値を超えていることを条件として、心電図測定部における患者の心電図の測定を開始させる制御部と、を備える。

　上記実施形態による除細動のための方法は、患者の酸素飽和度に関する数値の取得を開始するステップと、酸素飽和度に関する数値がしきい値を超えていることを条件として患者の心電図を測定するステップと、心電図の測定結果に基づいて患者への電気ショックの要否を判断するステップと、を含む。

　上記の装置において、酸素飽和度測定部は、患者の体内へ測定光を入射する光入射部と、患者の体内を伝搬した測定光を検出して測定光の強度に応じた検出信号を生成する光検出部と、検出信号に基づいて酸素飽和度に関する数値を算出する演算部と、を有する構成としてもよい。

　上記の方法において、酸素飽和度に関する数値の取得を開始するステップは、患者の体内への測定光の入射を開始する光入射ステップと、患者の体内を伝搬した測定光の検出を開始して測定光の強度に応じた検出信号を生成し始める光検出ステップと、検出信号に基づいて酸素飽和度に関する数値の算出を開始する演算ステップと、を含む構成としてもよい。

　これらの装置及び方法によれば、患者の酸素飽和度に関する数値を非侵襲的に且つ簡便に測定できるので、患者及び救助者の負担を軽減できる。

　上記の装置は、電気ショック部を更に備え、電気ショック部は、心電図測定部による心電図の測定結果に基づいて患者への電気ショックが必要と判断された場合に、電気ショックのための電気エネルギを電極から出力する構成としてもよい。上記の方法は、電気ショックステップを更に含み、判断するステップにおいて患者への電気ショックが必要と判断された場合に、電気ショックステップにおいて電気ショックのための電気エネルギを電極から出力する構成としてもよい。これにより、除細動のための電気ショックを好適に行うことができる。

　上記の装置は、情報伝達部を更に備え、情報伝達部は、酸素飽和度に関する数値がしきい値を超えない場合に、患者に対する胸骨圧迫を継続すべきことを救助者に知らせる構成としてもよい。上記の方法は、情報伝達ステップを更に含み、酸素飽和度に関する数値がしきい値を超えない場合に、情報伝達ステップにおいて患者に対する胸骨圧迫を継続すべきことを救助者に知らせる構成としてもよい。これにより、酸素飽和度がしきい値を超えない場合に救助者に胸骨圧迫の継続を促して、酸素飽和度の低下を抑制することができる。

　上記の装置及び方法において、しきい値は、酸素飽和度の時間的相対変化量に換算して、４０％～６０％の範囲内に含まれるいずれかの値であってもよい。また、しきい値は、酸素飽和度の時間的相対変化量に換算して、４５％～５０％の範囲内に含まれるいずれかの値であってもよい。本発明者らの知見によれば、例えばこのような範囲内のしきい値を超えた場合に、電気ショックによる除細動の成功率が顕著に上昇する。

　実施形態は、電気ショックによる除細動の成功率を高め、心電図解析及び電気ショックの回数を減らすことができる除細動のための装置及び方法として利用可能である。

　１…除細動器、２…本体部、３…ＮＩＲＳセンサ、４…電極パッド、５…ＴＯＩ演算部、６…ＥＣＧ測定部、７…判定部、８…ＥＣＧ解析部、９…電気ショック部、１０…表示モニタ、１１…ＴＯＩ測定部、１２…制御部、３１…光入射部、３２…光検出部、３３…ホルダー、３４…ケーブル、５１…制御部、５２…モニタ部、５３…指示部、５４…指示入力部、３２１，３２２…光検出器。

Claims (12)

1. 　患者の酸素飽和度に関する数値を取得する酸素飽和度測定部と、
   　前記患者への電気ショックの要否を判断するために前記患者の心電図を測定する心電図測定部と、
   　前記酸素飽和度測定部において取得した数値がしきい値を超えていることを条件として、前記心電図測定部における前記患者の心電図の測定を開始させる制御部と、
   を備える、除細動のための装置。
2. 　前記酸素飽和度測定部は、
   　前記患者の体内へ測定光を入射する光入射部と、
   　前記患者の体内を伝搬した前記測定光を検出して前記測定光の強度に応じた検出信号を生成する光検出部と、
   　前記検出信号に基づいて酸素飽和度に関する数値を算出する演算部と、
   を有する、請求項１に記載の装置。
3. 　電気ショック部を更に備え、
   　前記電気ショック部は、前記心電図測定部による前記心電図の測定結果に基づいて前記患者への電気ショックが必要と判断された場合に、電気ショックのための電気エネルギを電極から出力する、請求項１または２に記載の装置。
4. 　情報伝達部を更に備え、
   　前記情報伝達部は、前記酸素飽和度測定部により取得された数値が前記しきい値を超えない場合に、前記患者に対する胸骨圧迫を継続すべきことを救助者に知らせる、請求項１～３のいずれか１項に記載の装置。
5. 　前記しきい値は、酸素飽和度の時間的相対変化量に換算して、４０％～６０％の範囲内に含まれるいずれかの値である、請求項１～４のいずれか１項に記載の装置。
6. 　前記しきい値は、酸素飽和度の時間的相対変化量に換算して、４５％～５０％の範囲内に含まれるいずれかの値である、請求項５に記載の装置。
7. 　患者の酸素飽和度に関する数値の取得を開始するステップと、
   　前記酸素飽和度に関する数値がしきい値を超えていることを条件として前記患者の心電図を測定するステップと、
   　前記心電図の測定結果に基づいて前記患者への電気ショックの要否を判断するステップと、
   を含む、除細動のための方法。
8. 　前記酸素飽和度に関する数値の取得を開始するステップは、
   　前記患者の体内への測定光の入射を開始する光入射ステップと、
   　前記患者の体内を伝搬した前記測定光の検出を開始して前記測定光の強度に応じた検出信号を生成し始める光検出ステップと、
   　前記検出信号に基づいて酸素飽和度に関する数値の算出を開始する演算ステップと、
   を含む、請求項７に記載の方法。
9. 　電気ショックステップを更に含み、
   　前記判断するステップにおいて前記患者への電気ショックが必要と判断された場合に、前記電気ショックステップにおいて電気ショックのための電気エネルギを電極から出力する、請求項７または８に記載の方法。
10. 　情報伝達ステップを更に含み、
    　前記酸素飽和度に関する数値が前記しきい値を超えない場合に、前記情報伝達ステップにおいて前記患者に対する胸骨圧迫を継続すべきことを救助者に知らせる、請求項７～９のいずれか１項に記載の方法。
11. 　前記しきい値は、酸素飽和度の時間的相対変化量に換算して、４０％～６０％の範囲内に含まれるいずれかの値である、請求項７～１０のいずれか１項に記載の方法。
12. 　前記しきい値は、酸素飽和度の時間的相対変化量に換算して、４５％～５０％の範囲内に含まれるいずれかの値である、請求項１１に記載の方法。

Images