Мониторинг сердечно-легочной реанимации (слр) и система и способ предоставления информации
Изобретение относится к медицинской технике, а именно к системам проведения СЛР. Устройство предоставления обратной связи при выполнении СЛР содержит датчик сжатия, приспособленный для размещения между руками спасателя и грудной клеткой пострадавшего, модуль управления с обратной связью, соединенный с датчиком сжатия и запрограммированный на регистрацию выходных данных сжатия, их анализ, идентификацию отдельных циклов сжатия и сравнение отдельных циклов сжатия с множеством критериев оценки. Матрица сравнений выводится на устройство отображения, причем каждый элемент матрицы соответствует сравнению одного из отдельных циклов сжатия с одним из множества критериев оценки. Способ предоставления обратной связи включает этапы выполнения сжатия грудной клетки пострадавшему через датчик сжатия, регистрацию, анализ, идентификацию и сравнение выходных данных от датчика сжатия с множеством критериев оценки в виде элементов матрицы сравнений. Использование изобретения позволяет повысить эффективность совершенствования технических приемов при проведении СЛР. 2 н. и 17 з.п. ф-лы, 6 ил.
Изобретение в целом относится к системам обратной связи при проведении сердечно-легочной реанимации (СЛР), а более конкретно, к системам обратной связи при проведении СЛР, которые предоставляют обратную связь для общей эффективности СЛР.
Внезапная остановка сердца (SCA) является одной из массовых причин смерти в Соединенных Штатах. Наиболее часто SCA происходит без предвестников, поражая людей без предшествующих очевидных симптомов сердечного заболевания. Подсчитано, что в одних только Соединенных Штатах более чем 1000 людей в день становятся жертвами внезапной остановки сердца. SCA наступает, когда электрический компонент сердца больше не функционирует должным образом, вызывая патологический синусовый ритм.
Шансы на выживание при остановке сердца уменьшаются с течением времени после приступа. По этой причине быстрое реагирование на остановку посредством выполнения СЛР и/или посредством проведения дефибриллирующего шока имеет особую важность. Документ "Chain of Survival" Американской Ассоциации Изучения Сердечных Заболеваний перечисляет следующие шаги:
1) быстрый доступ к медицинской помощи, как, например, путем активизации системы неотложного реагирования (например, путем вызова скорой помощи);
2) быстрая СЛР, начатая очевидцем или другим оказывающим раннюю помощь лицом, чтобы помочь пострадавшему остаться в живых до тех пор, пока не прибудет более квалифицированная помощь;
3) быстрая дефибрилляция;
4) быстрое применение Интенсивной Терапии по Поддержанию Сердечной Деятельности на Догоспитальном Этапе (ACLS), такой как управляемое дыхание, лекарственные средства и т.д. Преимущества такого подхода более подробно обсуждаются у Cummins, et al., "Improving Survival From Sudden Cardiac Arrest: The Chain of Survival Concept", 83 Circulation 18332-47 (Май 1991).
Важно правильно выполнить СЛР с целью повысить шансы пострадавшего на выживание. В частности, часто сжатия грудной клетки не выполняются должным образом многими непрофессиональными спасателями и обученными спасателями. Рекомендации, изданные Американской Ассоциацией Изучения Сердечных Заболеваний, "2005 American Heart Association Guidelines for Cardiopulmonary Resuscitation and Emergency Cardiovascular Care", Circulation Vol.112, Издание 24 (Декабрь 2005), в последнее время подчеркивают важность обеспечения адекватного количества сжатий грудной клетки, сжимания грудной клетки на адекватную глубину, возможности для грудной клетки расправиться после каждого сжатия и минимизации перерывов при сжатиях грудной клетки.
Находящиеся в употреблении системы регистрации и обратной связи СЛР предоставляют обратную связь во время выполнения СЛР как для обучения, так и для реального спасения. Однако трудно мониторировать выполнение во время обучения СЛР или действительных реанимационных мероприятий и судить, насколько хорошо пользователь приспособился и/или применял обратную связь.
Соответственно, в данной области было бы прогрессом предоставление усовершенствованной системы и способа обеспечения обратной связи при проведении СЛР.
В одном аспекте изобретения, датчик сжатия приспособлен для размещения между руками спасателя и грудной клеткой пострадавшего во время проведения СЛР. Датчик сжатия обеспечивает выходной сигнал на модуль управления с обратной связью, который регистрирует выходные сигналы и разделяет выходные данные на отдельные циклы сжатия. Выходной сигнал также анализируется, чтобы сравнить отдельные циклы сжатия с критериями оценки, которые могут включать в себя минимальные и максимальные значения для пика сжатия, максимальную глубину сжатия для освобождения, минимальную и максимальную частоту и максимальный интервал отсутствия воздействия. Результаты анализа форматируются в матрицу, каждый из элементов которой соответствует результатам анализа отдельного цикла сжатия в соответствии с тестовыми критериями.
В другом аспекте изобретения, каждый из элементов матрицы включает график, представляющий особенность сжатий в пределах, по меньшей мере, одного из отдельных циклов сжатия с течением времени. Графики могут включать выделенные участки, отмеченные в соответствии с образцом, причем выделенные участки соответствуют участкам графиков, не удовлетворяющим одному из критериев оценки.
На чертежах:
фиг.1 представляет собой блок-схему контроллера обратной связи в соответствии с вариантом осуществления настоящего изобретения;
фиг.2 представляет собой график, иллюстрирующий сжатия, выполняемые во время цикла сжатия при СЛР;
фиг.3 представляет собой иллюстрацию отображения выходных данных от контроллера обратной связи в соответствии с вариантом осуществления настоящего изобретения;
фиг.4 представляет собой иллюстрацию альтернативного отображения выходных данных от контроллера обратной связи в соответствии с вариантом осуществления настоящего изобретения;
фиг.5 представляет собой иллюстрацию другого альтернативного отображения выходных данных от контроллера обратной связи в соответствии с вариантом осуществления настоящего изобретения;
фиг.6 представляет собой блок-схему автоматического наружного дефибриллятора (AED), содержащего контроллер обратной связи в соответствии с вариантом осуществления настоящего изобретения.
Со ссылкой на фиг.1, система 10 обратной связи при СЛР включает прокладку 12 для размещения на грудной клетке пострадавшего. Спасатель нажимает на прокладку 12 при выполнении сжатия грудной клетки. Прокладка 12 содержит датчик 14 для отслеживания сжатий, что позволяет спасателю выполнять сжатия грудной клетки пострадавшему через датчик сжатия, помещенный между грудной клеткой пострадавшего и руками спасателя. Датчик 14 может представлять собой датчик давления, датчик движения, тензодатчик или аналогичное устройство, пригодное для создания выходного сигнала, соответствующего силе и/или движению, испытываемым прокладкой 12 во время сжатий при СЛР.
Выходные данные датчика 14 предоставляются в модуль 16 управления с обратной связью. Выходные данные датчика могут быть обработаны посредством формирователя 18 сигналов, который выполняет такие функции, как устранение шума, преобразование выходных данных в цифровой сигнал и другие функции обработки сигналов, известные в данной области для устранения артефактов из преобразуемого сигнала и подготовки сигнала для обработки.
Выходные данные формирователя 18 сигналов предоставляются в модуль 20 сегментации. Модуль 20 сегментации регистрирует выходные данные формирователя 18 сигналов на протяжении периода времени во время мероприятия СЛР. Модуль 20 сегментации затем анализирует зарегистрированные данные, чтобы разделить зарегистрированные данные на части, соответствующие отдельным циклам сжатия в пределах мероприятия СЛР. Обычно СЛР включает число циклов, каждый из которых включает выполнение определенного числа сжатий с последующими вентиляциями легких. Соответственно, модуль 20 сегментации может идентифицировать отрезки данных, соответствующие сериям сжатий грудной клетки каждого цикла. Модуль 20 сегментации может идентифицировать отрезки посредством идентификации серий сжатий, ограниченных интервалами отсутствия воздействия, соответствующих стадии вентиляции легких каждого цикла, в которой сжатия не выполняются.
Со ссылкой на фиг.2, ссылаясь в то же время на фиг.1, графическое отображение данных, зарегистрированных модулем 20 сегментации, может включать различные пики, соответствующие отдельным сжатиям. Отрезки 22, идентифицированные модулем 20 сегментации, включают в себя группы пиков, соответствующих стадии сжатия цикла, могут быть отделены друг от друга посредством интервалов 24 с отсутствием воздействия, во время которых выполняются вентиляции легких. Отрезки 22 могут быть проанализированы посредством модуля 26 извлечения, который накапливает данные, описывающие некоторые или все из сжатий в пределах отрезка 22. Извлеченные данные могут включать глубину 28 пика сжатия некоторых или всех из сжатий, минимальное сжатие 30 между некоторыми или всеми из пиков и расположение и/или продолжительность интервалов 32 отсутствия воздействия между пиками. Интервал 32 отображает отсутствие воздействия во время цикла сжатия, не относящегося к вентиляции легких. Модуль 26 извлечения может также определять частоту сжатий. Частота может быть вычислена для отрезка 22 целиком или быть вычислена для более мелких подотрезков, или более мелких подотрезков, отцентрированных по каждому отдельному пику в пределах отрезка 22.
Данные, извлеченные с помощью модуля 26 извлечения, затем обрабатываются модулем 34 оценки, который сравнивает извлеченные данные с критериями 36. Критерии 36 могут включать, например, минимальные и максимальные значения для пика сжатия, максимальную глубину сжатия для освобождения, минимальную и максимальную частоту и максимальный интервал отсутствия воздействия. Критерии 36 могут храниться в памяти 38, соединенной с или заключенной в модуль 16 управления с обратной связью. Память 38 может представлять собой память с возможностью считывания/перезаписи, так что критерии 36 могут быть изменены в соответствии с наиболее часто находящимися в употреблении навыками и упражнениями.
Результаты оценки, выполняемой модулем 34 оценки, обрабатываются модулем 40 выходных данных, чтобы генерировать выходные данные для дисплея 42, принтера или другого устройства вывода данных. Модуль 40 выходных данных форматирует и представляет оценку в удобочитаемой форме. Результаты оценки также могут храниться в памяти 38 для более позднего рассмотрения и оценки либо на дисплее 42 или другом устройстве. Например, память 38 может представлять собой съемное запоминающее устройство, такое как флеш-карта, посредством которой результаты оценки могут быть перенесены на другую компьютеризованную аппаратуру. При необходимости результаты оценки также могут быть перенесены по проводной связи или по беспроводной связи на другое устройство.
Со ссылкой на фиг.3, оценка может быть отформатирована в виде отображаемой матрицы 44, имеющей ряды (или колонки) 46, соответствующие критериям оценки, и колонки (или ряды) 48, соответствующие отдельным циклам сжатия. Отдельные циклы сжатия показаны на фиг.3 римскими цифрами I-V вверху матрицы 44. Элементы 50 матрицы 44 соответствуют оценке отдельного цикла сжатия в соответствии с одним из критериев оценки. Например, матрица 44 включает элементы для уменьшения сжатия ("Уменьшение"), глубины сжатия ("Глубина"), частоты или скорости сжатия ("Скорость") и отсутствия воздействия ("Отсутствие воздействия") во время цикла сжатия. В некоторых вариантах осуществления, модуль 40 выходных данных предоставляет матрицу 44 в веб-приложение, персональный цифровой органайзер (PDA), проектор, принтер, универсальный компьютер, соединенный с монитором или другим устройством отображения информации.
В некоторых вариантах осуществления, элементы 50 матрицы 44 включают в себя обозначения в процентах, указывающие процентное содержание сжатий во время отдельного цикла сжатия, которые отвечают соответствующим критериям оценки. Например, в отношении глубины сжатия, элементы 50 могут указывать на процентную долю сжатий, которые лежат между допустимыми минимальной глубиной и максимальной глубиной сжатия. В отношении уменьшения сжатия, элементы 50 могут указывать на процентную долю сжатий, после которых спасатель позволяет грудной клетке пострадавшего вернуться к достаточно уменьшенной глубине между минимальной глубиной и максимальной глубиной сжатия. Такой вариант осуществления проиллюстрирован на фиг.3. В некоторых вариантах осуществления, элементы 50 матрицы включают в себя числа, указывающие на количество сжатий в пределах отдельного цикла сжатия, которое отвечает критериям оценки. Дополнительно, в отношении отсутствия воздействия во время отдельного цикла сжатия, элементы 50 могут указывать посредством применения одного или более цветов или слов, что цикл сжатия имел или не имел периодов отсутствия сжатия, как будет описано ниже более подробно.
В некоторых вариантах осуществления, элементы 50 также могут быть выделены, чтобы указывать, какие из отдельных циклов сжатия были адекватными или неадекватными в соответствии с критериями оценки. Например, элементы 50а кодированы зеленым ввиду того, что соответствующий цикл сжатия удовлетворял критериям оценки. Элементы 50b кодированы красным ввиду того, что соответствующий цикл сжатия не удовлетворял критериям оценки. В некоторых вариантах осуществления, элементы 50 кодированы в соответствии с цветовым кодом, включая цвета для множества поддиапазонов в пределах диапазона адекватных и неадекватных значений.
Со ссылкой на фиг.4, в некоторых вариантах осуществления элементы 50 включают графики, представляющие особенность отдельного цикла сжатия с течением времени. Чтобы изобразить допустимый диапазон для соответствующих критериев оценки, могут быть применены либо высота (в случае рядов), либо ширина (в случае колонок) элементов. Например, элементы 50с указывают, как глубина пика сжатия изменяется с каждым сжатием в пределах отдельного цикла сжатия. Элементы 50d указывают, как изменяется минимальная глубина сжатия между сжатиями (уменьшенная глубина) в пределах каждого отдельного цикла сжатия. Элементы 50е указывают, как частота сжатий изменяется в пределах каждого отдельного цикла сжатия.
Элементы 50с-50е могут дополнительно включать в себя выделенные части, указывающие на части графика, которые отсутствуют, чтобы удовлетворять одному из тестовых критериев. Например, элементы 50с включают в себя выделенную часть, указывающую пример, когда глубина пика сжатия либо превышает заданную максимальную глубину сжатия, либо опускается ниже заданной минимальной глубины сжатия. Фиг.4 иллюстрирует выделенный типичный случай 52с, где глубина пика сжатия превышает максимальную глубину сжатия. Элементы 50d включают в себя выделенные части 52d, указывающие, где уменьшенная глубина между сжатиями была больше, чем заданная уменьшенная глубина. Элементы 50е включают в себя выделенные части 52е, указывающие, где частота сжатий либо превышает заданную максимальную частоту, либо опускается ниже заданной минимальной частоты. Пример, проиллюстрированный фиг.4, показывает частоту сжатия, которая превышает максимальную принятую частоту.
Элементы 50f содержат в себе полосу 52f, если имеются какие-либо периоды отсутствия сжатия в пределах каждого отдельного цикла сжатия, с длиной полосы, указывающей продолжительность отсутствия сжатия. В некоторых вариантах осуществления, только элементы 50f содержат в себе полосу, указывающую на длину периодов отсутствия сжатия в пределах отдельного цикла сжатия, если он содержит в себе период отсутствия сжатия, превышающий заданный порог продолжительности. В некоторых вариантах осуществления, полоса имеет нанесенный на нее текст, который указывает продолжительность периода отсутствия сжатия. В некоторых вариантах осуществления, полоса отображается, только если период отсутствия сжатия опускают, чтобы удовлетворять критериям оценки. В других вариантах осуществления, периоды отсутствия сжатия показаны, независимо от продолжительности, а периоды отсутствия сжатия, превышающие критерии оценки, выделяют. В дополнительных других вариантах осуществления, отображаются только периоды отсутствия сжатия, превышающие первый порог, а из них выделяются только те периоды отсутствия сжатия, которые имеют продолжительность, превышающую второй порог, соответствующий критериям оценки.
Со ссылкой на фиг.5, в альтернативном варианте осуществления, графики включают в себя серии точек 54 дискретной информации, с каждой точкой данных, представляющей среднюю величину или другое сочетание многократных сжатий, как, например, два или три, в пределах цикла сжатия. Точки 54 данных могут быть нанесены на зоны 56, указывающие диапазоны допустимых значений, характерные для каждого цикла сжатия.
Фиг.6 иллюстрирует модуль 16 управления с обратной связью, заключенный в контроллер 58 автоматического наружного дефибриллятора (AED) 60. В данном примере AED включает электроды 62 для соприкосновения с кожей пострадавшего при проведении дефибриллирующего шока. AED 60 дополнительно включает источник 64 питания, предоставляющий электропитание для проведения дефибриллирующего шока и для снабжения электропитанием электронных компонентов AED. Контроллер 58 может быть запрограммирован, чтобы регулировать доставку электрической энергии от источника 64 питания к электродам 62. Контроллер 58 также обнаруживает электрическую активность сердца пострадавшего через электроды 62 и анализирует электрическую активность, чтобы определить, должен ли проводиться шок. AED 60 дополнительно включает дисплей 66, а контроллер запрограммирован отображать на дисплее 66 команды для работы AED. В таких вариантах осуществления, модуль 40 выходных данных, вследствие этого, может отображать результаты оценки СЛР, как обсуждалось выше, на том же самом дисплее 66. В других вариантах осуществления, AED 60 может включать принтер для распечатывания результатов оценки СЛР. Другой альтернативой является перенос оценочной матрицы на другую компьютеризованную систему для отображения.
В дополнение к включению в AED, модуль 16 управления с обратной связью может быть включен в учебно-тренировочное устройство AED или монитор/дефибриллятор ALS (Неотложного Жизнеобеспечения) пациента.
Изобретение предоставляет усовершенствованные систему и способ обеспечения обратной связи при проведении СЛР. Модуль 16 управления с обратной связью дает возможность спасателю или проходящему подготовку наблюдать выполнение в целом, а не только незамедлительную обратную связь. По этой причине модуль 16 управления с обратной связью дает возможность спасателям и проходящим подготовку более эффективно совершенствовать их технические приемы, приводя к большему коэффициенту выживаемости у пострадавших. Дополнительно модуль 16 управления с обратной связью дает возможность спасателю определять наступление утомления, когда производительность снижается, выходя за пределы критериев оценки, давая возможность спасателям знать, когда им заменить друг друга.
Описанное выше изобретение также может применяться в сочетании с предоставлением немедленной обратной связи с учебно-тренировочными целями. Например, проходящий подготовку может выполнять мероприятия СЛР на манекене и обеспечиваться практически немедленной обратной связью по глубине сжатия, уменьшенной глубине, частоте и отсутствию сжатия по тонам или отображениям, как это известно в данной области. Затем проходящий подготовку может выполнять мероприятия СЛР без немедленной обратной связи, а после занятия получить оценочную карту в соответствии с системами и способами, описанными выше. Таким образом, проходящий подготовку будет способен оценить степень, на которую рекомендации усвоились и стали привычными.
Исходя из вышеизложенного, следует понимать, что несмотря на то что особые варианты осуществления изобретения описаны в данной заявке с целями иллюстрации, могут быть созданы различные модификации без выхода за пределы сущности и объема правовых притязаний изобретения. Ссылка на модули, составляющие варианты осуществления изобретения, указывает структуры и этапы для выполнения функций, отличающих модуль, однако структуры для выполнения функций, отличающих модуль, могут работать в другие периоды времени или включать в себя многочисленные отдельные конструкции, которые могут или не могут сочетаться. Соответственно, изобретение не ограничено ничем за исключением прилагаемой формулы изобретения.
1. Устройство предоставления обратной связи при выполнении СЛР. содержащее:
датчик сжатия, приспособленный для размещения между руками спасателя и грудной клеткой пострадавшего, причем датчик сжатия создает выходные данные сжатия;
модуль управления с обратной связью, соединенный с датчиком сжатия, причем модуль управления с обратной связью запрограммирован, чтобы регистрировать выходные данные сжатия;
анализировать зарегистрированные выходные данные сжатия и идентифицировать отдельные циклы сжатия;
сравнивать отдельные циклы сжатия с множеством критериев оценки;
выводить на устройство отображения матрицу сравнений, включающую элементы матрицы, причем каждый элемент матрицы соответствует сравнению одного из отдельных циклов сжатия с одним из множества критериев оценки.
2. Устройство по п.1, в котором одно из рядов и колонок матрицы соответствует отдельным циклам сжатия, а другое из рядов и колонок соответствует множеству критериев оценки.
3. Устройство по п.1, в котором критерии оценки включают, по меньшей мере, одно из: глубины сжатия, уменьшения сжатия, частоты и отсутствия воздействия.
4. Устройство по п.1, в котором элементы матрицы включают выделенные части, соответствующие частям отдельных циклов сжатия, не удовлетворяющим критерию оценки.
5. Устройство по п.1, в котором элементы матрицы включают в себя первые выделенные части, имеющие первый цвет, и вторые выделенные части, имеющие второй цвет, причем первая выделенная часть соответствует отдельным циклам сжатия, не удовлетворяющим критерию оценки, а вторая выделенная часть соответствует отдельным циклам сжатия, удовлетворяющим критерию оценки.
6. Устройство по п.1, в котором каждый из элементов матрицы включает график, представляющий особенность сжатий в пределах отдельного цикла сжатия с течением времени.
7. Устройство по п.6, в котором один или более графиков включают один или более выделенных участков, отмеченных в соответствии с образцом, причем выделенные участки соответствуют участкам отдельных циклов сжатия, не удовлетворяющим одному из критериев оценки.
8. Устройство по п.1, в котором устройство отображения содержит, по меньшей мере, одно из: экрана дисплея и принтера.
9. Устройство по п.1, дополнительно содержащее автоматический наружный дефибриллятор, имеющий источник питания и электроды для проведения дефибриллирующего шока пострадавшему, модуль управления с обратной связью, соединенный с источником питания и запрограммированный, чтобы мониторировать сжатия, прикладываемые к датчику сжатия.
10. Способ предоставления обратной связи при проведении СЛР, включающий этапы, на которых:
выполняют сжатия грудной клетки пострадавшему через датчик сжатия, помещенный между грудной клеткой пострадавшего и руками спасателя;
регистрируют выходные данные от датчика сжатия;
анализируют зарегистрированные выходные данные сжатия, чтобы идентифицировать отдельные циклы сжатия;
сравнивают каждый отдельный цикл сжатия с множеством критериев оценки;
выводят матрицу сравнений, включающую элементы матрицы, причем каждый элемент матрицы соответствует сравнению, по меньшей мере, одного из отдельных циклов сжатия с, по меньшей мере, одним из множества критериев оценки.
11. Способ по п.10, дополнительно включающий измерение электрокардиограммы (ECG) пострадавшему и проведение дефибриллирующего шока.
12. Способ по п.10, в котором вывод матрицы сравнений дополнительно включает распределение сравнений по рядам и колонкам, где что-то одно из рядов и колонок соответствует циклам сжатия, а другое из рядов и колонок соответствует критериям оценки.
13. Способ по п.10, в котором критерии оценки включают, по меньшей мере, одно из: глубины сжатия, уменьшения сжатия, скорости сжатия и отсутствия воздействия.
14. Способ по п.10, в котором вывод матрицы сравнений дополнительно включает выделение участков элементов матрицы, соответствующих отдельным циклам сжатия, не удовлетворяющим одному из критериев оценки.
15. Способ по п.10, в котором вывод матрицы сравнений дополнительно включает выделение в соответствии с первым цветом первых участков элементов матрицы и выделение в соответствии со вторым цветом вторых участков элементов матрицы, причем первые выделенные участки соответствуют циклам сжатия, не удовлетворяющим тестовым критериям, а вторые выделенные участки соответствуют циклам сжатия. удовлетворяющим тестовым критериям.
16. Способ по п.10, в котором вывод матрицы сравнений дополнительно включает отображающие графики особенности сжатий в пределах каждого их циклов сжатия с течением времени.
17. Способ по п.16, дополнительно включающий выделение участков графиков в соответствии с цветом, причем первые участки соответствуют участкам графиков, не удовлетворяющим одному из критериев оценки.
18. Способ по п.10, в котором вывод матрицы сравнений включает вывод матрицы сравнений, по меньшей мере, на один из: экрана дисплея и принтера.
19. Способ по п.18, в котором экран дисплея представляет собой дисплей, содержащийся в дефибрилляторе, имеющем источник питания и электроды, причем источник питания, электроды и датчик сжатия соединены с модулем управления с обратной связью, запрограммированным, чтобы мониторировать проведение сжатий пациенту.
