专利名称：Cpr辅助和有效性显示的制作方法
CPR辅助和有效性显示
本发明涉及设计用于辅助心肺复苏(CPR)的实施或度量心肺复苏有效 性的医疗器械，并且尤其设计用于这种器械的显示器。
当患者猝发心脏骤停时，需要进行两种治疗CPR，用于氧化血液并且 使血液流过血管系统，重要的是流过脑部，以及除颤，以重新开始心脏的 人体自动电刺激。现代自动外部除颤器(AED)和除颤器/监视器对急诊医 疗技术进行辅助以提供这两种治疗。可以在自动分析ECG波形或在监视器 上观察到ECG波形之后由EMT手动分析ECG波形之后自动地提供除颤。 诸如Philips MRx除颤器/监视器的手动控制器械在手动操作时也可以设置 成CPR模式，在此期间在实施CPR过程中给予辅助，并且监视CPR、胸 部按压和通气的结果。当以自动模式操作时，诸如MRx除颤器/监视器的自 动器械和来自马萨诸塞州安杜佛的Philips医疗系统的AED也可以执行救助 协议，其中根据患者的生命体征导引除颤电击和CPR的持续时间并且以适 当的次数来执行。最近研究已经显示，根据各种因素使用不同的治疗方案 可以更有效地对不同的患者进行复苏。影响除颤成功可能性的一个因素是， 自从患者经历心律不齐("故障时间(downtime)")开始己经过去的时间量。 该研究已经表明，根据心脏骤停的持续时间，与使用另一种协议相比，患 者使用一种协议将具有更好的恢复概率。如果设置AED或除颤器/监视器用 于复苏特殊患者的不太有效的协议，那么可能降低患者的恢复概率。这些 研究已经显示，如果首先执行CPR，那么这些患者中的一部分具有更好的 复苏机会，所述执行CPR由提供外部驱动的循环和通气开始，这使得患者 进入在恢复自主循环时施加电击更可能成功的情况下。因此， 一些除颤器 在选择治疗协议时引导救助者，其中已经指示的经历在当前患者情况下将 更有效。例如参见美国专利[2005年12月16日提交的申请60/751,269]。
除了在执行CPR期间提供时间间隔和帮助救助者选择可能最有效的治 疗协议之外，诸如上述那些的更高级除颤器可以在如美国专利6,306,107
(Myklebust等人)中所述的正确施加CPR的过程中引导救助者。这些除 颤器装配有垫或圆盘，救助者将其放置在患者胸部上并且救助者抵靠其实 施CPR的胸部按压。胸部按压通常与器械产生的有节奏的音调同步施加。 由于胸部按压的深度是血流的最佳非侵入指示器，垫或圆盘包括加速度计， 其用于测量每次按压的深度以及按压的速率。如果加速度计信号指示正不 正确地实施CPR，那么除颤器将发布可听见指令，导引救助者"更用力地 挤压"或"更快地挤压"，由此引导救助者正确地实施CPR按压。除了监视 胸部按压之外，这些器械中的一些也通过患者胸部阻抗的变化监视通气。 如果正不正确地施予通气，该器械可以发布可听见指令以"更多地通气" 或"更少地通气"或"更快"或"更慢"或"更用力(不太用力)"。除了 这些可听见提示之外，对于救助者来说能够观察到正施予的CPR是有效的 的视觉指示将更有利。
根据本发明的原理，患者监视器/除颤器设置有显示器，其指示CPR的 有效性。显示器包括指示肺的空气填充的图形、CPR通气有效性的可视指 示器。在构建的患者监视器/除颤器中，显示器图标是指示肺的图标，其在 显示器上显示以与患者通气相呼应填充或排空。当救助者观察到肺的图标 完全填充和/或排空时，救助者确信正在施予CPR通气。
除了用于患者监视/除颤器械之外，本发明可以用于CPR训练人体模型 和类似设备，以及用于设计用于辅助实施CPR而自身不提供除颤的器械。
附图中
图1以方块图示出了根据本发明原理构建的便携式患者监视器/除颤
器；
图2a—2e示出了根据本发明原理设计的肺图标的第一示例； 图3a—3d示出了根据本发明原理设计的肺图标的第二示例； 图4示出了示出本发明肺图标的患者监视器/除颤器CPR显示器。
首先参考图1，以方块图形式示出了根据本发明原理构建的患者监视器 /除颤器。图1中所示的器械能够对正经历心室纤颤的患者执行除颤。也能 够执行ECG监视，包括自动除颤决策制定所必需的心脏监视。所示的监视 器还能够进行Sp02氧气感测、非侵入式血压监视和呼气末C02监视。诸 如非侵入式血压监视和患者温度监视的其它功能也可以在这种多功能器械 中找到。根据本发明，该器械还引导救助者正确实施CPR。
监视器/除颤器具有多个患者前端，其是用于附着于患者的传感器的输 入电路。该电路包括用于ECG电极、光学氧传感器、压力感测和二氧化碳 感测等的常规感测和放大电路。根据本发明，还提供输入电路用于CPR按 压传感器的加速度计，其在施加CPR按压期间放置在患者胸部上。如果信 号尚未是数字形式，那么患者传感器和前端电路IO接收的信息由前端A/D 转换器12数字化。数字化信息通过通信总线60耦合至该器械的处理电路， 所述通信总线连接器械各个模块之间的数据。
监视器/除颤器器械包括用于除颤器操作的高压电路16。高压电路产生 除颤所必需的高压脉冲，其在合适的时间由开关逻辑器^f牛14连接至耦合到 患者的除颤器电极。该电路提供中断心室纤颤所需的高压电击，并且使心 脏返回正常节律。为除颤所实施的电击水平和波形可以由监视器中的处理 器自动计算，或者通过有经验的医学技师或医生对器械的控制而手动设置。
用于监视器/除颤器器械中的模块的电力由电力处理电路20而分配。电 力处理电路20将从电池22、 AC电源24或DC电源26分配电力。AC和 DC电源也耦合至电路，当监视器从这些外部电源供电时，该电路对电池充 电。
该器械获得的信息可以通过通信电路30发送至其它器械或位置。这可 以包括网络连接、RS232连接和/或无线连接(例如，蓝牙、WiFi或红外等)。
借助于键盘和控制32操作和调整监视器/除颤器器械。在构建的实施例 中，键盘是薄膜键盘，其提供了相对于环境条件的完整性。可以提供诸如 开/关转换开关、电力等级和用于除颤的电击实施控制、打印机和其它功能 的控制。
在中央处理单元(CPU) 40的控制下操作监视器/除颤器。CPU运行只 读存储器(ROM) 38上存储的软件。还提供闪存ROM用于控制特征设置 以及诸如波形信息的新的或特殊的能力。提供可移除存储器36用于存储在 患者事件期间产生的信息。诸如除颤前后的心脏波形的患者信息也存储在
可移除存储器36中，其可以移除并且提供至后期护理者，以便回顾、保存 记录和后续诊断。可移除存储器36还能够记录护理者向麦克风48发出的 声音信息。
报警器34用于驱动固态声源，其产生短"鸣叫(chirping)"声。这些 声音指示该器械固有的自测试已经检测到低电池水平或者患者关键(patient critical)电路组中的故障。在器械前端还具有专用显示器，其呈现大的闪动 的红色X以表明低电池水平或大的固定红色X以识别电路错误。
音调(tone) 46由软件产生，并且随后用于驱动扬声器42。在某些监 视功能期间使用该能力，诸如在响应于每个心动周期产生短音调时。音调 的组合用于当患者生命体征测量值落在所选定的警告限度之外时发布可听 见警报和警告。扬声器42可以再现预先记录的声音指令以及存储的和从出 声( voice out) 电路44再现的信息。
根据本发明的原理，如下更详细讨论的，提供显示器50用于显示患者 参数和波形。将显示的信息由CPU提供至显示器控制器52，其提供必需的 驱动信号，用于在显示器上显示信息。在所构建的实施例中，显示器是彩 色LCD显示器，但是诸如CRT显示器的其它类型的显示器也可以用于特定 实施例。显示器控制器52根据彩色图存储器54提供的彩色图显示信息。 在构建的实施例中，以表格形式存储彩色图。在其它实施例中，可以将彩 色图存储为算法或其它己编程的信息。
图2a—2e示出了如显示在根据本发明构建的监视器/除颤器上的第一 组示例肺图标。在这些示例中，可见每个图标指示连接至气管的一对肺。 在这些示例中，肺由白色"填充"的程度，表明肺中空气或其它气体的体 积。作为选择，图标中肺填充的程度可以指示CPR的有效性，其中填充较 满的肺表明更有效的CPR通气。这些图标可以示为一系列成行或成组的离 散的不同填充的肺图标。例如，肺图标72、 74、 76、 78可以成行显示，并 且使最佳示出肺情况的图标高亮或者被照明。另一示例是单一肺图标图形, 其中肺中的阴影动态地改变以匹配所感测到的患者或CPR的情况。所感测 到的情况用于确定肺应当显示为填充的程度，并且相应地增加填充阴影或 加亮。可以在一个或仅一些离散步骤中将肺显示为填充，或者可以实时以 连续运动将肺显示为填充和排空。
在显示的正确体积表示可能不确定时可以有数次。这可以是最初开始
CPR通气时或得出图标填充所需的数据不适当或错误时的情况。在这种情 况下，肺图标可以显示独特的特征，诸如图2e中图标70的问号符号。
图3a—3d示出了根据本发明的原理的肺图标的第二示例。在该示例中， 当如图3a中所示，肺正表示为排空时，肺图标92示为白色填充的。当肺 表示为三分之一填充时，它们显示为如图3b中的图标94所示，其中肺的 上三分之一显示填充为黑色，该黑色可以是与肺部轮廓相同的阴影或颜色。 在图3c中，当肺充气三分之二时，可见较深的颜色或阴影占据图标96的 三分之二。当肺完全充气时，图标显示为如图3d中图标98所示。
图4示出了根据本发明原理的已经构建的除颤器/监视器的显示器50。 在显示器50顶部是以每分钟心跳次数显示患者心率的显示字段56。在心跳 显示的右侧是显示实时或已过去时间的时钟。显示字段58用于显示患者 ECG波形。在该字段58的底部显示除颤器信息、当前能量水平设置和实施 电击的数量。
当该器械以CPR模式操作时，下一字段60显示关于CPR的信息。在 该示例中，存在三种进入CPR模式的方式。 一种是按压在显示器底部的软 键68。在触摸屏实现方式中，这可以通过接触显示器上的软键68而实现。 当接触"开始CPR"软键时，其如图4所示改变至"停止CPR"控制键。 在其它实现方式中， 一行按钮可以直接位于软键下方，并且通过按压合适 的软键下方的按钮而激活一个功能。另一种进入CPR模式的方式当除颤器/ 监视器正执行治疗协议且自动地操作时是自动的。第三种进入CPR模式的 方式是救助者使用连接至器械的垫或按压传感器而开始胸部按压。当器械 感测到接收到来自垫或按压传感器的按压信号时，该器械将立刻进入CPR 模式以监视和辅助施予CPR。
随着救助者施予胸部按压，除颤器/监视器可以以用于CPR的合适的速 率产生节拍器音调。如由加速度计感测到的按压的实际速率在显示器区域 60中显示为"Comp"(按压)次数，在该示例中为每分钟102次按压。在 显示区域62中图形地示出了胸部按压的深度。该图形曲线通常位于该区域 的顶部，但是当对患者施加胸部按压时脉搏向下朝向82和84。当按压具有 满足美国心脏协会(American Heart Association) CPR标准的深度时，脉搏
向下的峰值位于两条线之间，由此给予救助者关于所施加胸部按压的有效 性的视觉指示。
在显示区域60的按压次数右侧是"无流动"计时器，如果CPR胸部按 压停止或被中断，其开始计秒，由此标记按压停止之后过去的时间。
根据本发明，在显示区域60右侧显示通气信息。通气或呼吸率以数字 显示在该区域中。在该示例中，呼吸率示为每分钟12次呼吸。在呼吸率右 侧是肺图标76，其在该示例中正显示肺为局部填充。该示例的除颤器/监视 器的CPU 40执行通气算法以产生通气显示。该特定通气算法从连接至患者 胸部的电极接收患者阻抗信号，所述电极诸如ECG或除颤电极。正如众所 周知的，可以通过对这种电极施加小电压信号并且随后测量患者身体对该 小电压信号的响应或衰减而测量患者胸部阻抗。由于患者胸部通过通气而 充气和放气，胸部将膨胀和松弛，并且该运动将改变胸部阻抗。改变的胸 部阻抗因而是通气的指示器。CPR的通气可以以大量方式提供，包括口对 口、通过机械呼吸器、或袋状面罩(bag mask)以及对患者插入或不插入气 管内插管(endotracialtube)的方式。当患者插管时，由救助者压下显示器 底部的软键，引起可由通气算法允许的通气限度的改变。当通气算法确定 通气正确地进行时，显示大部分或完全填充的肺图标76，并且当未根据需 要施予通气时，显示局部填充或排空的肺图标。在肺中空气体积数量上已 知的情况下，体积参数可以控制所显示的胸部图标所示出的填充程度。
显示器50底部的显示区域64图形地示出了当将C02传感器附加至患 者时对呼气末C02 (entidal)的测量值。
也可以使用能够显示为填充或排空的其它对象的符号。 一个简单的实 施例是圆环，当肺充满或部分填充时其也被填充，而当肺排空气体或正不 正确填充时示为排空。本发明的肺图标可以用于其它医学设备，其与肺或 呼吸相互作用，所述设备诸如体积描记器。
权利要求
1、一种在施予CPR过程中辅助救助者的器械，包括传感器，其操作以感测通气效果，并且产生指示所述通气的输出信号；处理器，其响应于所述传感器输出信号，产生表示所述通气有效性的控制信号；以及显示器，其可以由CPR的施予者观察，并且包括肺图标，通过所述肺图标显示为填充的程度示出所述通气有效性。
2、 根据权利要求1所述的器械，其中，所述传感器包括响应于胸部阻 抗的电极，并且其中，所述处理器产生表示位移的控制i言号，其中，所述肺图标显示为填充的程度与位移相关。
3、 根据权利要求2所述的器械，其中，所述肺图标显示为填充的程度 与与所述通气的有效性相关的程度相关。
4、 根据权利要求1所述的器械，其中，所述传感器还包括响应于胸部 按压的力传感器，并且其中，所述处理器产生表示所施加的胸部按压的力 的控制信号，其中，所述显示器还包括对所述胸部按压有效性的显示。
5、 根据权利要求1所述的器械，其中，所述肺图标还包括人体肺的解 剖结构的轮廓图示，其中，所述轮廓图示显示为填充的程度由所述控制信号设置。
6、 根据权利要求1所述的器械，其中，所述肺图标还包括人体肺的解 剖结构的多个轮廓图示，每个轮廓图示显示为填充至不同程度，其中，响应于所述控制信号使所述轮廓图示之一高亮。
7、 根据权利要求1所述的器械，其中，所述肺图标还包括预定形状的轮廓图示，其中，所述轮廓图示显示为填充的程度由所述控制信号设置。
8、 根据权利要求1所述的器械，其中，所述控制信号还指示不能表示所述通气的有效性，其中，所述肺图标还示出了通气有效性是不确定的。
9、 根据权利要求1所述的器械，还包括一对除颤电极，其响应于患者ECG信号，并且能够实施除颤电击； 电击实施电路，其响应于所述处理器，并且耦合至所述除颤器电极，其中，所述处理器响应于所述患者ECG信号，用于确定是否应当由所 述电击实施电路实施电击；以及其中，所述除颤器电极和处理器用于测量胸部阻抗。
10、 根据权利要求9所述的器械，还包括可由所述处理器执行的救助 协议，其中，所述救助协议使得所述器械以在此期间可以施加除颤电击的第 一模式操作，以及以在此期间可以执行CPR并显示所述肺图标的第二模式 操作。
11、 根据权利要求9所述的器械， 救助者正确地施予CPR。
12、 根据权利要求1所述的器械， 救助者正确地施予CPR。
13、 根据权利要求12所述的器械， 引导救助者正确地施予CPR。
14、 根据权利要求1所述的器械，其中，所述器械还用于训练潜在的 其中，所述器械还用于训练潜在的 其中，所述器械还用于在救助期间 其中，通过口对口复苏而施加所述通气。
15、 根据权利要求1所述的器械，其中，由呼吸器施加所述通气。
16、 根据权利要求1所述的器械，其中，由袋状面罩施加所述通气。
17、 根据权利要求1所述的器械，其中，由气管内插管施加所述通气。
全文摘要
本发明描述了一种器械，用于在正确施予CPR过程中辅助救助者。传感器检测通气引起的胸部运动。处理传感器信号以产生表示通气有效性的控制信号。肺图标显示为人体肺的轮廓形状，而该轮廓显示为填充为一定水平，其表示通气有效性。
文档编号G06F19/00GK101384298SQ200780005444
公开日2009年3月11日 申请日期2007年2月9日 优先权日2006年2月15日
发明者C·弗里曼 申请人:皇家飞利浦电子股份有限公司