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課題

他の開示される装置および方法の中で、心肺蘇生(CPR)の終了と除細動ショックの実行間遅延を低減させる自動体外除細動器AED)および方法を提供する。

解決手段

一実施形態では、AEDは、患者心臓活動に対応するECG信号を獲得するECGセンサと、心肺蘇生に関する指示を出すプロンプト装置とを含む。さらに、AEDは、CPRを中止するという指示の後、2つのリズム解析アルゴリズムを実行するようにプログラムされたマイクロプロセッサを含む制御システムも有する。2つのリズム解析アルゴリズムは、ショック適用可リズムの存在を認識するためにECG信号の区間解析し、一方のアルゴリズムは他方のアルゴリズムに対して遅延して開始される。AEDは、制御システムによるショック適用可リズムの存在の判定に応答して、除細動パルスでショック適用可リズムを処置する治療生成回路もさらに含む。

概要

背景

心停止は、世界の大部分の地域の人々にとって深刻な健康上の問題であり、主要な死亡原因の一つである。毎年、米国とカナダでは約35万人が心停止を起こし、蘇生試行を受けている。したがって、医学界は、この種の事象を経験する人々に迅速に正常な心リズム復旧させるためCPRと除細動ショックを通じて心停止患者を首尾良く処置する方法を長年探してきた。AEDは数十年前に開発され、心停止の処置に役立ってきた。発明以降、AEDはオフィスショッピングセンタースタジアム、その他歩行者往来の多い場所などの公共的な場所に広く行き渡るようになった。AEDのおかげで、心臓急患が発生したとき、心臓事象の重大な初期段階において以前は医療的救助が期待できなかった公共の場で市民が助けを提供することができるようになった。

Payneらの特許文献1に記載されるような、心室性不整脈とびショック適用不可上室性不整脈を正確に検出できる全自動体外除細動器は、手当てされない患者を処置するために開発された。こうした装置は、心室性不整脈患者を処置し、リアルタイムでショック適用可不整脈を検出するうえで高い感度特殊性を備える。さらに、AEDは、Linらの特許文献2に開示されるような、病院環境で自動的に治療を施せる診断監視装置としての役割を果たすように開発された。

AED技術の進歩にもかかわらず、多くの現行のAEDは、現在医学的に提案されているCPRとAEDの併用方法を実現する上で完全には機能していない。今日利用可能なAEDの大半は心室リズムを分類し、ショック適用可心室リズムとショック適用不可なその他すべてのリズムとを区別するよう試みる。この心室リズムの検出および解析によって、ECG波形リアルタイム解析できる。しかしながら、特定のAEDの機能、精度、速度は、ECG波形の解析に利用されるアルゴリズムハードウェアに大きく依存する。多くの実施例で、AEDで使用されるアルゴリズムは、心拍数算出と、ECG波形から得られる様々な形態特徴、たとえばPayneらの特許文献3およびZhangらの特許文献4に開示されるようなECG波形の要素や不規則性とに依存する。さらに、十分な処理能力を提供するため、現行のAEDは通常、アルゴリズムと制御論理マイクロコントローラに埋め込む。

AED分野の進展につれ、人間の生理機能とそれがどのように治療に関連するかに関する理解におけるかなりの医学の進歩が成されつつある。こうした医学研究の進歩の結果、身体的外傷に対応する新たなプロトコル標準動作手順とが開発された。たとえば、除細動パブリックアクセスプロトコルでは、最近のガイドラインはCPRとAEDの併用の必要性を強調し、CPRを組み込んだ除細動を含む包括アプローチ示唆している。

しかしながら、胸部圧迫弛緩ECG記録において大きな運動アーチファクトを導入することが分かっているため、除細動とCPRの併用は利点と共にAEDの動作に悪影響を及ぼすおそれがある。救助者が1分間当たり約100サイクルの所定速度で胸部の圧迫と弛緩を指示されるCPR中およびCPR後、患者から誤りのない信号データを得るには骨が折れるであろう。

完全なECG信号を得ることの難しさに加えて、現在のAHAガイドラインはCPRと除細動間の中断を最小限にする重要性を強調しているため、迅速にECG信号を得る重要性も最近は重視されている。ガイドラインによると、「(リズム査定、除細動、または高度治療のため)胸部圧迫中の中断が最小限に保たれれば除細動の結果が向上する」、「胸部圧迫の停止とショックの送達間の間隔を最小化する(すなわち、ショック前の休止を最小化する)と、ショックの成功と患者の生存の可能性が高まる」とある。非特許文献1を参照。

概要

他の開示される装置および方法の中で、心肺蘇生(CPR)の終了と除細動ショックの実行間遅延を低減させる自動体外除細動器(AED)および方法を提供する。一実施形態では、AEDは、患者の心臓活動に対応するECG信号を獲得するECGセンサと、心肺蘇生に関する指示を出すプロンプト装置とを含む。さらに、AEDは、CPRを中止するという指示の後、2つのリズム解析アルゴリズムを実行するようにプログラムされたマイクロプロセッサを含む制御システムも有する。2つのリズム解析アルゴリズムは、ショック適用可リズムの存在を認識するためにECG信号の区間を解析し、一方のアルゴリズムは他方のアルゴリズムに対して遅延して開始される。AEDは、制御システムによるショック適用可リズムの存在の判定に応答して、除細動パルスでショック適用可リズムを処置する治療生成回路もさらに含む。

目的

AEDのおかげで、心臓の急患が発生したとき、心臓事象の重大な初期段階において以前は医療的な救助が期待できなかった公共の場で市民が助けを提供する

効果

実績

技術文献被引用数
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牽制数
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請求項1

自動体外除細動器AED)であって、患者心臓活動に対応するECG信号を獲得するECGセンサと、CPR指示を提供するプロンプト装置と、第1のアルゴリズムを用いて前記ECG信号の第1の区間におけるショック適用可心リズムの存在を判定し、第2の検証アルゴリズムを用いて前記ECG信号の第2の区間におけるショック適用可心リズムの存在を判定するマイクロプロセッサを含む制御システムであって、前記第1のアルゴリズムと前記第2の検証アルゴリズムとが並列して実行され、前記ECG信号の少なくともいくつかの共通区間を解析し、前記第1の区間がCPRを中止するという指示が出されたときに開始され、前記第2の区間が前記第1の区間の開始から数秒後に開始される制御システムと、前記制御システムがショック適用可リズムの存在を判定したときにショック適用可リズムを処置するように選択的に使用される除細動パルスを提供する電力生成回路と、前記除細動パルスを送達するパルス送達回路と、を備える自動体外除細動器。

請求項2

前記ECGセンサが一対の電極を備える請求項1に記載の自動体外除細動器。

請求項3

前記プロンプト装置が音声プロンプトを提供する請求項1に記載の自動体外除細動器。

請求項4

ショック適用可リズムの存在が判定される場合、CPRを中止するという前記AEDの指示から10秒未満で1回の除細動ショックを提供するように装備される請求項1に記載の自動体外除細動器。

請求項5

心肺蘇生の終了と除細動ショックの実行間遅延を低減する自動体外除細動器であって、患者の心臓活動に対応するECG信号を取得するECGセンサと、ショック適用可リズムの存在を検証するため、心肺蘇生後から開始時間の異なる前記ECG信号の区間に基づき、個別にショック適用可リズムの存在を判定する複数のリズム解析アルゴリズムを実行させるプロセッサと、を備える自動体外除細動器。

請求項6

前記リズム解析アルゴリズムの一方が、CPRを中止するというプロンプト装置の通知の直後に受信される前記ECG信号の解析を含む請求項5に記載の自動体外除細動器。

請求項7

前記リズム解析アルゴリズムの他方が開始遅延検証アルゴリズムであり、CPRを中止するという前記プロンプト装置の通知の数秒後に取得されるECG信号の解析を含む請求項6に記載の自動体外除細動器。

請求項8

前記ECGセンサが一対の電極を備える請求項6に記載の自動体外除細動器。

請求項9

自動体外除細動器(AED)を用いて除細動ショックを送達する方法であって、心肺蘇生(CPR)中にAEDを充電することと、前記AEDのプロンプト装置を用いてCPR中の休止を促すことと、前記AEDを用いて、CPRの直後の患者ECGデータの第1の区間を第1のアルゴリズムで自動的に解析し、前記ECGデータが最初のショック適用可分類を有するか否かを判定することと、前記最初のショック適用可分類後に前記第1のアルゴリズムで前記ECGデータを監視して、前記ショック適用可分類が一貫していることを検証することと、前記第1のアルゴリズムが同時にECGデータを解析および監視している間、ECGデータの前記第1の区間よりも開始時間を遅延させて前記ECGデータの第2の区間を第2の検証アルゴリズムで解析し、独立したリズム分類を獲得することと、前記第2の検証アルゴリズムの独立したリズム分類と前記第1のアルゴリズムの分類とを比較して、前記プロンプト装置を介して、前記AEDを使用して前記除細動ショックを送達する蘇生勧告を提供することと、を備える方法。

請求項10

患者のECGデータの前記第1の区間とECGデータの前記第2の区間とが共通のECGデータを有する請求項9に記載の方法。

請求項11

前記第1のアルゴリズムと前記第2の検証アルゴリズムのリズム分類がいずれもショック適用可である場合、前記AEDが前記除細動ショックを患者に提供することを勧告する請求項9に記載の方法。

請求項12

前記AEDの前記プロンプト装置が音声プロンプトを提供する請求項9に記載の方法。

請求項13

心肺蘇生の終了とAEDによる除細動ショックの実行間の遅延を低減する方法であって、前記AEDにCPRを開始するプロンプトを発せさせることと、前記AEDに前記除細動ショックを自動的に充電させることと、前記AEDにCPR中の休止を促させることと、前記AEDを使用して、CPRの直後に第1のセットのECGデータを第1のアルゴリズムで自動的に解析して、前記ECGデータがショック適用可リズム分類を有するか否かを判定することと、前記AEDを使用して、前記第1のセットのECGデータに対して開始を遅延させて獲得された第2のセットのECGデータを自動的に解析して、前記ECGデータがショック適用可リズム分類を有するか否かを判定することと、前記AEDを使用して、前記第1のセットのECGデータの分類と前記第2のセットのECGデータの分類を自動的に比較して、除細動ショックを送達すべきか否かを判定することと、を備える方法。

請求項14

前記第1のセットのECGデータおよび前記第2のセットのECGデータが共通ECGデータを含む請求項13に記載の方法。

請求項15

前記第1のセットのデータと前記第2のセットのデータリズム分類がいずれもショック適用可である場合、前記AEDが除細動ショックの患者への提供を勧告する請求項13に記載の方法。

請求項16

前記AEDが半自動装置であり、分類を自動的に比較する結果、ユーザにボタンを押すように促して前記AEDによる前記除細動ショックの送達を開始させる請求項13に記載の方法。

請求項17

前記AEDが全自動装置であり、分類を比較する結果、前記AEDがユーザからの追加の動作なしに前記除細動ショックの送達を自動的に開始させる請求項13に記載の方法。

技術分野

0001

本発明は、自動体外除細動器AED)および心肺蘇生(CPR)の併用を含む改良方法および装置に関する。具体的には、本発明は、CPRと除細動ショック送達間の遅延を最小化できるように、蘇生試行中に心停止患者ショック適用可心リズムの存在を迅速かつ確実に判定するAEDおよび方法に関する。

背景技術

0002

心停止は、世界の大部分の地域の人々にとって深刻な健康上の問題であり、主要な死亡原因の一つである。毎年、米国とカナダでは約35万人が心停止を起こし、蘇生試行を受けている。したがって、医学界は、この種の事象を経験する人々に迅速に正常な心リズムを復旧させるためCPRと除細動ショックを通じて心停止患者を首尾良く処置する方法を長年探してきた。AEDは数十年前に開発され、心停止の処置に役立ってきた。発明以降、AEDはオフィスショッピングセンタースタジアム、その他歩行者往来の多い場所などの公共的な場所に広く行き渡るようになった。AEDのおかげで、心臓急患が発生したとき、心臓事象の重大な初期段階において以前は医療的救助が期待できなかった公共の場で市民が助けを提供することができるようになった。

0003

Payneらの特許文献1に記載されるような、心室性不整脈とびショック適用不可上室性不整脈を正確に検出できる全自動体外除細動器は、手当てされない患者を処置するために開発された。こうした装置は、心室性不整脈患者を処置し、リアルタイムでショック適用可不整脈を検出するうえで高い感度特殊性を備える。さらに、AEDは、Linらの特許文献2に開示されるような、病院環境で自動的に治療を施せる診断監視装置としての役割を果たすように開発された。

0004

AED技術の進歩にもかかわらず、多くの現行のAEDは、現在医学的に提案されているCPRとAEDの併用方法を実現する上で完全には機能していない。今日利用可能なAEDの大半は心室リズムを分類し、ショック適用可心室リズムとショック適用不可なその他すべてのリズムとを区別するよう試みる。この心室リズムの検出および解析によって、ECG波形リアルタイム解析できる。しかしながら、特定のAEDの機能、精度、速度は、ECG波形の解析に利用されるアルゴリズムハードウェアに大きく依存する。多くの実施例で、AEDで使用されるアルゴリズムは、心拍数算出と、ECG波形から得られる様々な形態特徴、たとえばPayneらの特許文献3およびZhangらの特許文献4に開示されるようなECG波形の要素や不規則性とに依存する。さらに、十分な処理能力を提供するため、現行のAEDは通常、アルゴリズムと制御論理マイクロコントローラに埋め込む。

0005

AED分野の進展につれ、人間の生理機能とそれがどのように治療に関連するかに関する理解におけるかなりの医学の進歩が成されつつある。こうした医学研究の進歩の結果、身体的外傷に対応する新たなプロトコル標準動作手順とが開発された。たとえば、除細動パブリックアクセスプロトコルでは、最近のガイドラインはCPRとAEDの併用の必要性を強調し、CPRを組み込んだ除細動を含む包括アプローチ示唆している。

0006

しかしながら、胸部圧迫弛緩ECG記録において大きな運動アーチファクトを導入することが分かっているため、除細動とCPRの併用は利点と共にAEDの動作に悪影響を及ぼすおそれがある。救助者が1分間当たり約100サイクルの所定速度で胸部の圧迫と弛緩を指示されるCPR中およびCPR後、患者から誤りのない信号データを得るには骨が折れるであろう。

0007

完全なECG信号を得ることの難しさに加えて、現在のAHAガイドラインはCPRと除細動間の中断を最小限にする重要性を強調しているため、迅速にECG信号を得る重要性も最近は重視されている。ガイドラインによると、「(リズム査定、除細動、または高度治療のため)胸部圧迫中の中断が最小限に保たれれば除細動の結果が向上する」、「胸部圧迫の停止とショックの送達間の間隔を最小化する(すなわち、ショック前の休止を最小化する)と、ショックの成功と患者の生存の可能性が高まる」とある。非特許文献1を参照。

0008

米国特許第5,474,574号
米国特許第6,658,290号
米国特許第5,474,574号
米国特許第6,480,734号

先行技術

0009

回覧2010、122:S678、S641

発明が解決しようとする課題

0010

過去のAEDの中には、感知した心室リズムをショック適用可であると分類するために、救助中に長期間の完全なECG信号データを必要とするアルゴリズムを実行するものもある。完全な信号を必要とするいくつかの従来技術の開示では、ECG解析を取得および実行するためにCPR中の一時停止に頼る前にCPRの実行中に最初のECG査定を実行すると記載している。さらに、この分野における最近の学問では、CPRの停止をほとんどあるいは全く必要としないようにCPRの実行中にECGの全体解析を実行できるツールの使用が含まれる。したがって、ECG信号解析のためにCPRアーチファクトを特定し除去する多数の技術が提案されている。しかしながら、これらの方法と解析技術の多くは、特に最新のAHAガイドラインを考慮すると、限界があり、適切な処置の提供に関連する懸念をもたらす。

0011

したがって、CPRとAEDによる除細動ショックの送達間の期間を最小化してショック適用可心リズムを迅速に査定する改良された方法および装置が望まれる。

課題を解決するための手段

0012

本発明の各種実施形態は、ショック適用可心リズムの存在を迅速かつ正確に判定および検証して、救助者によるCPRと除細動ショックの送達間の遅延を最小限に抑える方法および装置を提供することによって従来技術の課題を解決することができる。

0013

一実施形態では、自動体外除細動器(AED)が提供される。このAEDは、患者の心臓活動に対応するECG信号を獲得するECGセンサと、心肺蘇生(CPR)指示を出すプロンプト装置とを含む。さらに、AEDは、CPRを中止するという指示の後、2つのリズム解析アルゴリズムを実行するようにプログラムされたマイクロプロセッサを含む制御システムも有する。2つのリズム解析アルゴリズムは、ショック適用可リズムの存在を認識するためにECG信号の区間を解析する。2つのリズム解析アルゴリズムのうち一方は開始遅延ショック適用可リズム検証アルゴリズムを提供する。AEDは、制御システムによるショック適用可リズムの存在の判定に応答して、除細動パルスでショック適用可リズムを処置する治療生成回路もさらに含む。

0014

本発明の別の実施形態ではAEDが開示される。AEDは、患者の心臓活動に対応するECG信号を獲得するECGセンサを含む。AEDはCPR指示を提供するプロンプト装置も含む。AEDは、ECG信号の第1の区間におけるショック適用可心リズムの存在を第1のアルゴリズムを用いて判定するマイクロプロセッサを含む制御システムをさらに含む。さらに、制御システムは、ECG信号の第2の区間におけるショック適用可心リズムの存在を第2の検証アルゴリズムを用いて判定する。第1のアルゴリズムと第2の検証アルゴリズムは並列に実行され、ECG信号の区間を解析する。本実施形態では、第1の区間は、CPRを中止するという指示が出されたときに開始される。その後、第2の区間がほんの数秒後に開始される。本実施形態のAEDは、ショック適用可リズムの処置に使用可能な除細動パルスに電力を提供する電力生成回路と、パルス送達回路とをさらに含む。

0015

本発明の一実施形態によると、心肺蘇生の終了と除細動ショックの実行間の遅延を低減する自動体外除細動器が提供される。AEDは、患者の心臓活動に対応するECG信号を獲得するECGセンサとプロセッサとを含む。プロセッサは、ショック適用可リズムの存在を検証するため、心肺蘇生後から開始時間の異なるECG信号の区間に基づきショック適用可リズムの存在を個々に判定する複数のリズム解析アルゴリズムを実行させる。

0016

本発明の別の実施形態は、自動体外除細動器(AED)を用いて除細動ショックを送達する方法を含む。該方法は、心肺蘇生(CPR)中にAEDを充電することと、CPRの休止をAEDのプロンプト装置で促すことと、CPRの直後に患者のECGデータの第1の区間を第1のアルゴリズムで解析して、ECGデータが最初のショック適用可分類を有するか否かを判定することとを含む。該方法は、最初のショック適用可分類後にECGデータを第1のアルゴリズムで監視して、ショック適用可分類が一貫していることを検証することをさらに含む。該方法は、第1のアルゴリズムが同時にECGデータを解析および監視している間、ECGデータの第1の区間よりも開始を遅延させてECGデータの第2の区間を第2の検証アルゴリズムで解析して、独立したリズム分類を獲得することをさらに含む。該方法は、第2のアルゴリズムのリズム分類と第1のアルゴリズムの分類とを比較して蘇生の勧告を提供するステップも含む。

0017

さらに別の実施形態は、心肺蘇生の終了とAEDによる除細動ショックの実行間の遅延を低減する方法を含む。この方法は、CPRを開始するステップと、AEDを充電するステップと、CPRでの休止を促すステップと、CPRの直後に第1のセットのECGデータを第1のアルゴリズムで解析して、ECGデータがショック適用可リズム分類を有するか否かを判定するステップとを含む。該方法は、第1のセットのECGデータに対して開始を遅延させて獲得された第2のセットのECGデータを解析して、ECGデータがショック適用可リズム分類を有するか否かを判定するステップと、第1のセットのECGデータの分類と第2のセットのECGデータの分類とを比較して、除細動ショックをAEDによって送達すべきか否かを判定するステップとをさらに含む。

図面の簡単な説明

0018

本発明は、添付図面と併せて本発明の各種実施形態の以下の詳細な説明を考慮することでより完全に理解することができる。
本発明の一実施形態によりCPRとAEDで処置されている心停止患者の例を示す図である。
本発明の一実施形態によるAEDのハードウェアの1例の概略図である。
本発明の一実施形態によるAEDリズム解析の動作ステップフローチャートである。
リズム査定と、略並列に実行されるアルゴリズムにおいてリズム査定が合致した場合のAED動作との例示のタイムラインを示すチャートである。
リズム査定と、略並列に実行されるアルゴリズムにおいてリズム査定が合致しなかった場合のAED動作との例示のタイムラインを示すチャートである。

実施例

0019

本発明は、必須の特性から逸脱せずに他の具体的な形状で具体化することができるため、例示される実施形態はあらゆる点で例示的であり限定的ではないとみなすべきである。
本発明の各種実施形態では、CPRと除細動ショックの送達間の遅延を最小化できるように、患者からのECG信号を迅速かつ確実に評価する装置および方法が開示される。図1は、AEDとCPRで蘇生試行を施されている心停止患者を示す。AED100は電極パッド104と106が患者の胸部に接続されており、救助者108は患者110に胸部圧迫を迅速に提供する姿勢で示されている。

0020

現在、AHAは、訓練にかかわらず、すべての救助者はすべての心停止患者に胸部圧迫を提供し、胸部圧迫は年齢に関係なくすべての患者に最初に行うCPR行為であるべきだと推奨している。通常、CPRは、心臓と脳に重要な血流を提供することによって患者の生存の可能性を高める。

0021

CPRだけでは、患者の心停止を逆転させるには不十分であることが多い。このような場合、AED100は高振幅電流インパルスを患者の心臓に送達して、正常な心リズムを復活させるのに用いられる。しかしながら、様々な種類の心リズムが多数あり、そのうちいくつかはショック適用可であるとみなされる。主なショック適用可リズムは心室細動(VF)、心室性頻拍VT)、心室粗動である。ショック適用不可リズムは徐脈電気機械解離、心室固有リズム、正常な心リズムを含むことができる。

0022

リズムがショック適用可であるか否かを判定するため、AEDはECGデータを解析して、患者のリズムの種類を分類する。具体的には、一対のAED電極104および106は図1に示すように患者の胸部に配置されてECG信号を得る。次に、ECG信号がAEDによって解析されて、心リズムがショック適用可であるとみなされると、除細動パルスが患者に送達される。

0023

このようなECG解析に依存するAEDは半自動または全自動とみなすことができる。概して、半自動除細動器はボタンを押して実際の除細動ショックを送達するようにユーザに要求する一方、全自動除細動器はユーザの入力なしに治療を施すことができる。本発明の各種実施形態は自動および/または半自動AEDのいずれかと協働することができる。

0024

図1では、AED100は、患者の胸部110に配置される一対の電極104および106に接続される。AED100には、除細動器を使用していないとき電極パッド104および106を収容するヒンジ式蓋112付きの中央室が設けられる。蓋112は図1では開放されており、使用の準備が整っている。一実施形態では、この蓋112を開放するとAED100が始動し、プロンプトをユーザに送信する。プロンプトはスピーカ114からの音声プロンプトディスプレイ116からの視覚プロンプトを含むことができる。

0025

図2は、本発明の一実施形態により改良ショックアルゴリズムを実行するAED200のハードウェアの概略ブロック図である。デジタルマイクロプロセッサベースの制御システム202は、AED200の動作全体を制御するために使用される。電気制御システム202は、電極204および206の相互接続および運用性検査するインピーダンス測定回路をさらに含む。制御システム202はプログラムメモリ210、データメモリ212、イベントメモリ214、実時間クロック216とインタフェースをとるプロセッサ208を含む。プロセッサ208によって実行される動作プログラムはプログラムメモリ210に記憶される。電力はバッテリ218によって提供され、電力生成回路220に接続される。

0026

電力生成回路220は、電力制御ユニット222、蓋スイッチ224、ウォッチドッグタイマ226、実時間クロック216、プロセッサ208にも接続される。データ通信ポート228がデータ転送のためにプロセッサ208に接続される。特定の実施形態では、データ転送はシリアルポートUSBポートファイアワイア、802.11xまたは3Gなどのワイヤレス無線などを利用して実行することができる。救助スイッチ230、保全インジケータ232、診断表パネル234、音声回路236、可聴アラーム238もプロセッサ208に接続される。音声回路236はスピーカ240に接続される。各種実施形態では、救助スイッチ灯242とビジュアルディスプレイ244はプロセッサ208に接続されて追加の動作情報を提供する。

0027

特定の実施形態では、AEDはプロセッサ208とコプロセッサ246を有する。コプロセッサ246は、ハードウェアで実行され、高速データバスを超えてプロセッサに動作可能に接続されるリズム解析アルゴリズムとすることができる。各種実施形態では、プロセッサ218とコプロセッサ246は同じシリコン上に配置し、マルチコアプロセッサで実現することができる。もしくは、プロセッサ208とコプロセッサはマルチプロセッサまたはネットワークプロセッサ構成の一部として実現することができる。これらの実施形態では、プロセッサ208は計算の一部をコプロセッサに移すことによって、電極204および206から感知された信号の処理を最適化する。他の実施形態では、プロセッサ208は具体的な指示または最適化によって最適化されて計算を実行する。よって、プロセッサ210は、より少ないクロックサイクルで、より少ないハードウェアリソースを制御しつつ計算を実行することができる。他の実施形態では、論理上は、制御システム202の論理とアルゴリズムは、ASICの形状のハードウェアまたはFPGAなどの形状の組み合わせで実現することができる。

0028

さらに、高圧生成回路248はプロセッサ208に接続され、プロセッサ208によって制御される。高圧生成回路248は半導体スイッチ(図示せず)と複数のコンデンサ(図示せず)を含むことができる。各種実施形態では、コネクタ250、252は高圧生成回路248を電極204および206に連結する。なお、ここでは、高圧回路バッテリ式であり、高電力である。

0029

インピーダンス測定回路254はコネクタ250と実時間クロック216の両方に接続される。インピーダンス測定回路254はアナログ−デジタル(A/D)コンバータ256を通じて実時間クロックとインタフェースをとる。別のインピーダンス測定回路258がコネクタ250および実時間クロック216に接続され、アナログ−デジタル(A/D)コンバータ256を介してプロセッサ208とインタフェースをとることができる。CPR装置260は任意で、コネクタ252とA/Dコンバータ256とを介してプロセッサ208および実時間クロック216に接続することができる。CPR装置260は胸部圧迫検出装置、あるいは手動、自動、または半自動の機械的胸部圧迫装置とすることができる。いくつかのAED設計のさらに詳細な説明が米国特許公開第2011/0105930号、および米国特許第5474574号、5645571号、5749902号、5792190号、5797969号、5919212号、5999493号、6083246号、6246907号、6263238号、6289243号、6658290号、6993386号にあり、各文献を引用によりここに組み込む。

0030

本発明の実施形態によって利用される方法およびシステムは、一般に、治療を提供する時間を向上させるようにAEDまたは類似の心蘇生装置(たとえば図2に示すような装置)において査定と検証を並列して行うリズム解析アルゴリズム300および301の2つのインスタンスを採用することから成る。第1のリズム解析アルゴリズム300は、CPRを中止するAEDの指示からほとんどあるいは全く最初の待機期間をおかずに即時に動作する。第2のアルゴリズムは検証アルゴリズムとデフォルト治療推奨アルゴリズムである。第2のリズム解析検証アルゴリズム301は、検証アルゴリズムとして開始を遅らせて動作する。具体的には、第2のリズム解析検証アルゴリズム301は、CPRアーチファクトがリズム解析に及ぼす影響を低減するように設計される待機期間後に動作を開始する。除細動器は、最初の学習期間後、リズム解析300の第1のインスタンスが全体を通して同じショック適用可リズムの存在を示し、第2のリズム解析検証アルゴリズム301からのリズム分類が第1のリズム解析アルゴリズム300からの最初の分類と一致する場合にショックを勧告する。リズム分類が一致しない場合、第2のリズム解析検証アルゴリズム301は全解析・監視期間を終了させることができ、第2のアルゴリズム301から生じる分類を使用して、分類とその後の救助のためのプロトコル勧告とを判定する。

0031

図3は、ECG信号解析のための異なる開始点を有する区間で指示される2つのアルゴリズムを調整するリズム解析を利用して、心リズム分類に迅速に達し、ショック適用可状態の査定を検証するAEDの動作ステップを示す詳細フローチャートである。

0032

具体的には、リズム解析アルゴリズムの一実施形態を備えるAED100の動作は、まず符号302で説明されるようにCPR中に内蔵バッテリでAEDコンデンサを充電する。この充電は様々な方法で開始させることができる。いくつかの実施形態では、充電はカバーを開ける、電源を入れる、あるいはその他の類似の方法によってAED100を始動することで簡単に行うことができる。他の好適な実施形態では、バッテリの動作寿命事前充電によって実質的に悪影響を受けないように、充電は、先の解析でショック適用可リズムが発見されたときのみ行われる。次に、CPR中の適切な時点で、AED100は、符号304で説明されるようにユーザ108にCPRを停止するように指示する音声プロンプトを提供する。音声プロンプトの直後、306で説明されるように瞬時的な解析待機期間が提供される、あるいは待機期間が全く提供されない。各種実施形態では、この準備解析待機期間は約1秒間だけ継続させることができる。次に、第1の(または主)リズム解析アルゴリズム(RAA)エンジン(第1のリズム解析アルゴリズム300エンジン)が308で開始され、310で解析される。いくつかの実施形態では、このアルゴリズムの解析期間は約4秒間継続させることができる。第1のリズム解析アルゴリズム300の後、312の動作で、ショック適用可の決定がなされ短時間監視される解析期間が続く。いくつかの実施形態では、このショック適用可の決定・監視期間は約5秒間継続する。ショック適用可リズムの一貫した分類が監視期間中ずっと持続した場合、314で判定される。第1のリズム解析アルゴリズム300の実行中、第2のリズム解析検証アルゴリズム301は、ECGリズムデータの並列評価において同時に動作する。この第2の(または副)リズム解析検証アルゴリズム301は、第1のリズム解析動作310が開始される際に、解析待機期間316で開始される。次に、第2のリズム解析検証アルゴリズム301は、待機期間が318で完了すると開始される。第2のリズム解析検証アルゴリズム301の開始を遅延させることによって、信号の完全性または完全な信号の獲得に影響を及ぼしかねないデータアーチファクトおよび外乱が、ECG信号のフィルタリングに頼らずに大幅に低減される。次いで、第2のリズム解析アルゴリズム301が解析期間320に入る。いくつかの実施形態では、この解析期間320はたとえば5秒間継続させることができる。この期間の最後に、322でリズムがショック適用可であるかショック適用不可であるかを分類する判定がなされる。

0033

次に、リズムが第2のアルゴリズム301によってショック適用可とみなされ、第1のアルゴリズム300が、監視期間全体にわたって一貫してショック適用可リズムと分類した場合、ステップ324でショックが送達される。第1のアルゴリズム300が監視期間全体にわたり一貫してショック適用可と分類しなかった、あるいは第2のアルゴリズム301がショック適用可と分類しなかった場合、326で第2のアルゴリズム分類が継続される。次に、第2のアルゴリズムが328で継続監視・解析期間全体を通じてショック適用可またはショック適用不可を分類する。ショック適用可と分類される場合、330で除細動ショックが送達される。リズムがショック適用可と分類されない場合、ショックが送達されず、さらなるCPR、救助プロトコルプロンプト、または勧告が332で行われる。

0034

本開示の目的上、各種実施形態において第1のリズム解析アルゴリズムは主リズム解析アルゴリズムと理解し、第2のリズム解析検証アルゴリズムは副リズム解析アルゴリズムまたは第2のリズム解析アルゴリズムと理解することができる。特定の実施形態では、各リズム解析アルゴリズムは、Cardiac Science Corporation社のRHYTHMx(登録商標ソフトウェアアルゴリズム改訂版と理解することができる。なお、この方法は、現行のAEDの既存リズム解析アルゴリズムを利用することができる、あるいは各種実施形態のAED動作を制御するために使用される完全に更新されたアルゴリズムの一部とすることができる。

0035

ショック適用可査定および検証プロセスのために2つの別個のリズム解析アルゴリズムを使用することは、過去の従来技術の方法の有効かつ有益な代替策である。たとえば、従来技術では、一貫性を高めるため治療意志決定を、さらに投票プロセスを経る連続ウィンドウの査定に限定する別のウィンドーイング技術が使用されてきた。他の開示では、査定をスピードアップするために、データの重複ウィンドウを使用するようにこのウィンドーイング技術がやや変更されている。重複ウィンドウをモデル化し、そのために何十年も知られてきた信号解析方法の1つがウェルチ法であるが、その他類似の方法も存在する。ウェルチ法は実質上、スペクトル密度推定を使用してECG信号などのノイズ信号を低減することを教示している。該方法は、時間領域から周波数領域へ信号を変換する結果であるペリオドグラムスペクトル推定を使用する概念に基づく。基本的には、信号がウィンドウ表示される重複区間に分割され、フーリエ変換演算を使用して、電力測定値周波数ビンアレイが提供される。このウェルチ法における重複はウィンドウ間の境界で起きる問題を低減するため有効だと考えられるが、リズム査定をスピードアップする問題にアプローチし、問題の多いポストPR信号に特に対処する別の演算方法を提供する。米国特許第7,463,922号を参照。

0036

本開示はこのようなウィンドーイング技術を使用せず、その代わりに、指定査定および検証プロセスを使用して異なる方法で問題にアプローチする。現在開示している、2つの完全に別々のアルゴリズムおよび検証プロセスを使用する非ウィンドーイングプロセスにより、迅速にショックを査定し、そのショック査定を検証できることが判明している。本願に記載される方法は、CPR直後の期間を利用しながらも、過去の技術によるウィンドーイングデータが検討していない形で、この期間に生じうるノイズ不正確さを考慮に入れている。

0037

図4は、別のタイムラインフォーマットのリズム解析プロセスを示す。具体的には、図4は、リズム査定と、略並列するリズム解析アルゴリズム300およびリズム解析検証アルゴリズム301におけるリズム査定の最初の合致を含む場合のAED動作の例示のタイムラインを示す表400である。本例では、ECG信号が解析され、除細動ショックがCPRから10秒内に送達される。

0038

第1のタイムライン区間402は、CPR実行中に行われる10秒間の充電を示す。第1のタイムライン区間402の終了は、404で行われるAEDの音声プロンプトの開始に対応する。404でのこの音声プロンプトは救助者に対して、CPRを中止し患者に触れないように指示する。具体的には、音声プロンプトは「患者に触れないでください。心リズムの解析中です」と述べる。

0039

CPRを中止するプロンプトは、第1のリズム解析アルゴリズム300による解析期間406の開始にも一致する。この解析期間406は表に示すように5秒間、またはその他の適切な別の期間継続させることができる。この解析期間406の最初の1秒は、いくつかの実施形態では1秒の遅延などの短時間の待機期間も含むことができる。解析期間406中、ECGデータが取得され、提示される心臓活動データのショック適用可能性について解析される。この後に解析・監視期間408が続く。この期間は、ショック適用可またはショック適用不可心リズムのいずれかが存在することを示すECGデータの心臓状態に関する査定から始まる。次いで、この査定が期間408中継続して解析および監視され、この期間全体を通じて一貫したショック適用可またはショック適用不可査定が行われるように確保する。

0040

解析期間406と同時に、第2のリズム解析検証アルゴリズム301が最初の待機期間410を実行する。この待機期間410は、たとえばいくつかの実施形態では4〜5秒間継続させることができる。待機期間410は、CPR直後の信号と、信号の完全性または完全な信号の獲得に対するデータアーチファクトおよび外乱の影響を回避する上で有効である。ECGデータが取得されるいくつかの実施形態では、待機期間410は最後に短い学習期間412を設けることができる。いったん待機期間410が完了すれば、取得されたECGデータが解析期間414中に第2のリズム解析検証アルゴリズム301によって評価されて、ショック適用可リズムまたはショック適用不可リズムが存在するか否かが判定される。解析期間414中の短時間後(いくつかの実施形態では5秒)、ショック適用可リズムの判定が、並行期間408中に行われた第1のリズム解析アルゴリズム300による判定および監視と比較される。

0041

図4は、解析・監視期間408中の分類が「ショック適用可であり」、解析期間414の最初の数秒後の査定も「ショック適用可である」インスタンスを示す。これらの分類の両者が合致するため、ショックを送達する指示がすぐにAED制御回路から提供される。この方法はCPR直後に判定される初期のリズム分類の信頼性を高めるため、このような迅速なショックの決定が可能となる。

0042

図5は、リズム査定と並列アルゴリズムにおいてリズム査定の最初の合致を含まない場合のAED動作の例示のタイムラインを示す表500である。ここでは、期間508中、一貫した「ショック適用可」分類が維持されなかった、あるいは第2のリズム解析検証アルゴリズム301がショック適用不可心リズムを示した。この状況では、リズム解析アルゴリズム301は解析期間514を完了し、リズム解析アルゴリズム301のみによって判定された分類に基づく治療を要求する。

0043

AEDからの別のセットの音声プロンプトを図4および5に示す。これらの追加の音声プロンプトは、404での患者に触れるなという指示の後に伝えられる。具体的には、以下の音声プロンプト416は「ショックの準備中です。患者から離れてください!」と伝える。

0044

バッテリ充電に関しては、この充電は、解析期間および待機期間406、408、410、412、414と部分的に共通して期間418中継続するように設計される。しかしながら、バッテリ充電は十分短時間であるため、早めにショックの決定を行う前に除細動パルス送達の準備を整えることができる。いくつかの実施形態では、図4および5に示すよりもずっと短時間に充電を完了できる急速充電バッテリも可能である。

0045

また、例示の一実施形態または複数の実施形態は単に例であり、本発明の範囲、適用性、または構造を制限することを意図していないと理解すべきである。上記の詳細な説明は、例示の一実施形態または複数の実施形態を実行するための詳細な開示を当業者に提供する。添付の請求項およびその法的等価物に記載される本発明の範囲から逸脱せずに、構成要素の機能や配置に様々な変更を加えることができると理解すべきである。

0046

上記の実施形態は例示的であり、限定的ではないことを意図する。追加の実施形態も請求項に含まれる。特定の実施形態を参照して本発明を説明したが、当業者であれば、本発明の精神と範囲を逸脱せずに形状や詳細に変更を加えることができることを認識するであろう。

0047

本発明の様々な変更は、本開示に目を通した当業者にとって自明であろう。たとえば、当業者であれば、本発明の様々な実施形態に記載される各種特徴が、本発明の精神の範囲内で別の特徴と適切に組み合わせる、組み合わせない、別の組み合わせで他の特徴と再度組み合わせることができると理解するであろう。同様に、上記の各種特徴は、本発明の範囲または精神の限定ではなく例示の実施形態とみなすべきである、したがって、上記は本発明の範囲を限定するとはみなされない。

0048

本発明の請求項を解釈するため、「手段」や「ステップ」のような特定の用語が請求項で使用されないかぎり米国特許法第112条第6パラグラフが引用されるべきではないことを明確に謳っておく。

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