胸外按压系统和方法技术方案

一种系统和方法，用于在考虑两个传感器的不同取向的情况下使用这两个传感器来确定CPR引起的胸外按压深度。

External compression system and method

A system and method for determining the depth of CPR-induced chest compression using the two sensors, taking into account the different orientations of the two sensors.

【技术实现步骤摘要】
【国外来华专利技术】胸外按压系统和方法
以下所述的专利技术涉及CPR的领域。
技术介绍
Halperin等人的标题为“CPRChestCompressionMonitor”的美国专利6,390,996(2002年5月21日)公开了CPR胸外按压监测器，其中该CPR胸外按压监测器使用按压传感器(例如，加速度计)来测量由于CPR按压而产生的患者胸壁的加速度，以基于该加速度计所提供的加速度信号来计算按压深度。Palazzolo等人的标题为“MethodofDeterminingDepthofChestCompressionsDuringCPR”的美国专利7,122,014(2006年10月17日)公开了将胸外按压监测器用于诸如胸外按压装置等的胸外按压装置，所述胸外按压装置在带状物中具有加速度计，并且使用固定至支撑面的加速度计作为参考传感器。Halperin公开了按压监测器，其中该按压监测器例如包括加速度计和控制系统，该控制系统用于对加速度计信号进行处理，以确定在进行CPR期间所实现的胸外按压的深度。在Palazzolo所提出的系统中，通过添加可以是第二按压监测器或加速度计的参考传感器，改进了该系统。可以进一步改进使用具有或不具有参考传感器的按压传感器的系统，以提供对胸外按压深度的准确测量。
技术实现思路
以下所述的装置和方法在包括两个运动传感器的按压监测器系统中提供了经改进的胸外按压深度确定，其中：一个运动传感器用于检测由于按压而产生的前胸壁移动，并且第二传感器用于检测患者胸腔的整体移动。这些运动传感器提供运动信号并且可以包括诸如当前的胸外按压监测器中所使用的三轴加速度计组装体等的三轴加速度计组装体。这些加速度计组装体各自在三个轴上提供包括加速度信号的运动信号。在CPR按压过程中，来自第一加速度计组装体的加速度信号与前胸壁的移动相对应，并且来自第二加速度计组装体的加速度信号与患者胸腔的整体移动相对应。假定加速度计的x、y和z轴平行(未必对齐而是仅仅平行)，深度计算是准确的并提供了向CPR提供者或CPR胸外按压装置的有用反馈的基础。如果加速度计的x、y和z轴不平行、并且大致不平行，则深度计算可能不如期望那么准确。为了提高系统的准确度，以下所述的控制系统被编程为确定第一加速度计组装体和第二加速度计组装体的相对取向，然后使如从第一加速度计组装体确定的x、y和z移动矢量中的一个或多个转动或投影到第二加速度计组装体的x、y和z坐标系中，之后将第一加速度计的经转动的矢量与第二加速度计的矢量组合以确定通过CPR按压所实现的胸外按压深度。(作为初始步骤，通过感测如利用两个加速度计所感测到的重力的加速度来确定加速度计的相对取向，以在组合之前建立要应用于所测量到的移动矢量的转动矩阵。)第一和/或第二按压传感器可以是单独的加速度计组装体、或者以有壳体或无壳体的形式贴附或嵌入在带状物驱动型胸外按压装置的按压带状物或活塞驱动型胸外按压装置的活塞中的按压监视器定标器、贴附或嵌入在ECG电极组装体中的按压监视器定标器、或者独立式深度按压监测器(诸如ZOLLMedical’sPocket的胸外按压监视器等)。使用术语移动矢量和运动信号来包括与加速度计组装体的x、y和z轴至少之一相对应的加速度信号、通过对加速度信号进行积分所确定的计算出的x、y和z速度矢量、以及通过对加速度信号进行二重积分所确定的距离矢量。附图说明图1示出安装在患者上的胸外按压装置。图2是图1的按压装置的侧视图。图2示出相对于彼此处于非平行取向的加速度计组装体。图4和图5示出相对于彼此处于非平行取向的加速度计组装体的移动。图6示出从第一加速度计组装体获得的加速度矢量到第二加速度计组装体的坐标的转动、以及随后的经转动的加速度矢量与第二加速度计组装体的加速度矢量的组合。具体实施方式尽管本申请中所描述的按压监测器系统可用于向使用各种不同的胸外按压装置的手动CPR和自动CPR提供反馈，但这里在向带状物驱动型胸外按压装置提供反馈的背景下进行说明。图1和图2示出安装在患者1上的带状物驱动型胸外按压系统。带状物驱动型胸外按压装置2利用以下来施加按压：被设计为在使用期间放置在患者胸部的前表面上的带状物3(其可以包括右带状部3R和左带状部3L)和负载分配部4(其可以包括单件带状物、或者可以包括右负载分配部4R和左负载分配部4L)、以及在图示中示出为窄拉带5R和5L的从负载分配部延伸到驱动轴的张紧部。囊状物6可以配置在带状物和患者胸部之间。带状物的窄拉带5R和5L缠绕到位于平台内的一个或多个驱动轴上以使带状物在使用期间收紧。可以使用侧向定位的驱动轴7L和7R，或者可以使用侧向定位的梭芯(spindle)和中心定位的驱动轴。胸外按压装置2包括平台8，其包括放置患者的壳体9。可以在壳体内配置该系统的马达、驱动轴、电池和其它组件。马达可操作以按复苏速率和深度围绕患者收紧带状物。(复苏速率可以是对于引导心脏骤停受害者中的血流被认为有效的任何按压速率，通常为每分钟60～120次按压)(CPR指南2015推荐每分钟100～120次按压)，并且复苏深度可以是被认为对于诱导血流有效的任何深度，并且通常为1.5～2.5英寸(CPR指南2015推荐每次按压的深度为至少2英寸)。如图2所示，该装置包括在负载分配部的中心附近的采用紧固至按压带状物的加速度计组装体10的形式的第一运动传感器，使得在装置安装在患者上的情况下，第一运动传感器叠加在患者的胸骨上。该加速度计组装体可以是如Halperin所公开的包括壳体和加速度计的按压监测器，或者该加速度计组装体可以是贴附至带状物或嵌入在带状物中的无壳体式加速度计组装体。将采用加速度计组装体11的形式的第二运动传感器在壳体内部或壳体的表面上的任何便利点处紧固至壳体。还可以将第二运动传感器直接贴附至患者的背部，但将第二运动传感器集成到装置中更为便利。这两个加速度计组装体都可操作地连接至(在图1中)大体表示为项目12的控制系统，其中该控制系统可以配置在壳体内，或者位于诸如自动体外式除颤器控制系统等的单独的系统中。胸外按压装置可以工作以按照重复按压循环的方式进行按压，其中按压循环包括按压行程、高按压保持、释放时间段和按压间保持。在先专利(例如，Sherman等人的标题为“ModularCPRassistdevicetoholdatathresholdoftightness”的美国专利7,374,548(2008年5月20日))中描述了用于使诸如胸外按压装置等的机械式胸外按压装置或者其它胸外按压装置工作以按照按压、保持和释放的循环实现按压的方法。按压间保持和高按压保持提供加速度计组装体相对于彼此不移动的短暂时间段。由控制系统提供的使用加速度计组装体所提供的加速度信号的深度按压确定可以被用作反馈控制，以确保胸外按压装置正在将胸部按压到期望的预定深度。(当前，ACLS指南2015推荐了至少为2英寸的按压深度。预定深度可以是被编程到控制系统中的适用于所有患者的普遍可接受的深度、或者在进行按压之前由控制系统确定的深度。)如以下所述，图1和图2的胸外按压装置示出了按压方式，以作为用于解释以下所述的确定胸外按压深度并为控制提供反馈的系统和方法的便利基础。可以与该系统和方法相结合地使用其它的胸外按压方式，其可以采本文档来自技高网...

【技术保护点】
1.一种用于确定在向患者的胸部施加重复的胸外按压期间所实现的CPR引起的胸外按压深度的系统，所述系统包括：第一运动传感器，其能够操作以生成与第一组轴所定义的第一坐标系中的运动相对应的运动信号；第二运动传感器，其能够操作以生成与第二组轴所定义的第二坐标系中的运动相对应的运动信号；以及控制系统，其能够操作以：接收来自所述第一运动传感器和所述第二运动传感器的运动信号，使来自所述第一运动传感器的运动信号转动到所述第二坐标系，以获得与来自所述第一运动传感器的运动信号相对应的经转动的运动信号，将所述经转动的运动信号与来自所述第二运动传感器的运动信号组合，以在所述第二坐标系中获得与相对于所述第二运动传感器的运动的所述第一运动传感器的运动相对应的净运动信号，以及确定所述第一运动传感器的位移，其中，所述控制系统还能够操作以生成表示所述位移的输出。

【技术特征摘要】
【国外来华专利技术】2015.10.16 US 14/885,8931.一种用于确定在向患者的胸部施加重复的胸外按压期间所实现的CPR引起的胸外按压深度的系统，所述系统包括：第一运动传感器，其能够操作以生成与第一组轴所定义的第一坐标系中的运动相对应的运动信号；第二运动传感器，其能够操作以生成与第二组轴所定义的第二坐标系中的运动相对应的运动信号；以及控制系统，其能够操作以：接收来自所述第一运动传感器和所述第二运动传感器的运动信号，使来自所述第一运动传感器的运动信号转动到所述第二坐标系，以获得与来自所述第一运动传感器的运动信号相对应的经转动的运动信号，将所述经转动的运动信号与来自所述第二运动传感器的运动信号组合，以在所述第二坐标系中获得与相对于所述第二运动传感器的运动的所述第一运动传感器的运动相对应的净运动信号，以及确定所述第一运动传感器的位移，其中，所述控制系统还能够操作以生成表示所述位移的输出。2.根据权利要求1所述的装置，其中，所述控制系统通过向来自所述第一运动传感器的运动信号应用转动矩阵，使来自所述第一运动传感器的运动信号转动到所述第二坐标系。3.根据权利要求2所述的装置，其中，所述控制系统通过将所述胸外按压期间的静止时间段中从所述第一运动传感器获得的运动信号与从所述第二运动传感器获得的运动信号进行比较，确定要应用于运动信号的转动矩阵。4.根据权利要求1所述的装置，其中，所述第一运动传感器包括第一多轴加速度计组装体，所述第一多轴加速度计组装体能够操作以生成与沿着所述第一坐标系的轴的加速度相对应的加速度信号，所述第二运动传感器包括第二多轴加速度计组装体，所述第二多轴加速度计组装体能够操作以生成与沿着所述第二坐标系的轴的加速度相对应的加速度信号，所述控制系统被编程为：通过使所述第一多轴加速度计组装体的加速度信号转动到所述第二坐标系来实现转动步骤，通过将经转动的加速度信号与来自所述第二运动传感器的加速度信号组合以获得包括净加速度信号的净运动信号来确定所述位移，以及根据所述净加速度信号来确定所述位移。5.根据权利要求1所述的装置，其中，所述第一运动传感器被适配成与所述患者的前胸壁保持固定关系，并且所述第二运动传感器被适配成与所述患者的胸腔的后表面保持固定关系。6.一种CPR胸外按压装置，包括：按压组件；固定组件，用于在CPR按压期间支撑患者；马达，用于重复地围绕所述患者的胸部收紧所述按压组件；控制系统，其能够操作以控制所述马达按照包括按压行程和释放时间段的按压循环重复地围绕所述患者的胸部收紧所述按压组件；第一运动传感器，其紧固至所述按压组件，并且所述第一运动传感器能够操作以生成与第一组轴所定义的第一坐标系中的运动相对应的运动信号；第二运动传感器，其紧固至所述固定组件，并且所述第二运动传感器能够操作以生成与第二组轴所定义的第二坐标系中的运动相对应的运动信号；以及控制系统，其能够操作以：接收来自所述第一运动传感器和所述第二运动传感器的运动信号，使来自所述第一运动传感器的运动信号转动到由所述第二组轴所定义的所述第二坐标系，以获得与来自所述第一运动传感器的运动信号相对应的经转动的运动信号，将所述经转动的运动信号与来自所述第二运动传感器的运动信号组合，以在所述第二坐标系中获得与相对于所述第二运动传感器的运动的所述第一运动传感器的运动相对应的净运动信号，确定所述第一运动传感器的位移，以及基于所确定的位移来控制所述按压组件的操作。7.根据权利要求6所述的CPR胸外按压装置，其中，所述控制系统通过向来自所述第一运动传感器的运动信号应用转动矩阵，使来自所述第一运动传感器的运动信号转动到所述第二坐标系。8.根据权利要求7所述的CPR胸外按压装置，其中，所述控制系统通过将胸外按压期间的静止时间段中从所述第一运动传感器获得的运动信号与从所述第二运动传感器获得的运动信号进行比较，确定要应用于运动信号的转动矩阵。9.根据权利要求7所述的CPR胸外按压装置，其中，所述控制系统使所述马达工作以提供保持时间段，其中在各按压循环的保持时间段期间，将所述按压组件保持为没有收紧或松开；以及所述控制系统通过将在所述保持时间段中从所述第一运动传感器获得的运动信号与从所述...

【专利技术属性】
技术研发人员：N·S·乔希，F·J·吉布，L·M·坎帕纳，
申请(专利权)人：佐尔循环服务系统公司，
类型：发明
国别省市：美国,US