[發明專利]自動化的CPR裝置

有效

• 申請號: 200980143226.4
• 申請日: 2009-10-23
• 公開（公告）號: CN102196796A
• 公開（公告）日: 2011-09-21
• 發明（設計）人: P·H·武爾萊;I·W·F·堡盧森;F·T·M·哈爾斯費爾德;S·阿亞提;T·J·德霍赫
• 申請（專利權）人: 皇家飛利浦電子股份有限公司
• 主分類號: A61H31/00
• 分類號: A61H31/00
• 代理公司: 永新專利商標代理有限公司 72002
• 代理人: 蔡洪貴

技術領域

本發明涉及一種用于周期性按壓患者胸部的自動化的CPR裝置。

背景技術

心肺復蘇(CPR)已熟知是重要的急救方法。CPR用于對心臟病發作、電擊、胸部創傷以及許多其它原因后經受心搏停止的人進行復蘇。心搏停止期間，心臟停止泵送血液，經受心搏停止的個人很快由于大腦缺乏血液供給而經受腦部損傷。于是，CPR要求反復胸部按壓，以擠壓心臟和胸腔從而泵送血液到全身。普遍已知CPR與胸部按壓能夠解救心搏停止患者，特別是當心搏停止后立即施用時。

胸部按壓要求提供胸部按壓的人員對患者胸骨進行每分鐘80至100次反復向下按壓。但是，當要求長時間胸部按壓時，難以(若非不可能)對心臟和胸腔維持足夠按壓。即使有經驗的醫護人員也不能維持足夠的胸部按壓達數分鐘。

由于CPR質量對于患者生存至關重要，需要采用機械自動化的CPR裝置以代替可靠性較差的長時人工胸部按壓。這些裝置以周期性方式對受者的胸部進行按壓和減壓。EP1915980描述了一種自動化的CPR裝置。傳動裝置將交變轉動元件的交變旋轉運動轉換為復蘇裝置中的線性往復運動。所述交變轉動元件從例如電機或液壓系統輸入轉動能量。EP1915980的主要缺點是電機未在接近其最優工作區域處運行。對于自動化的CPR裝置，這不是最優方案，其中因為電機與人體胸部特性不匹配，能量消耗非最優。因為自動化的CPR裝置需便攜，重量與能量效率是重要因素。須考慮以下因素。

為應用自動化的CPR，需以特定的所需梯形位移型線按壓胸部。這種型線的實例示于圖1。這是每分鐘90次按壓頻率所需的按壓波形。達到圖1中按壓波形所要求的力示于圖2中。

人體胸部的力-按壓關系示于圖3。對于最初三厘米按壓，胸部較為柔順，相對較小的力已足夠。對較大按壓深度，胸部變得非常有剛性且所需力猛烈增大。

能量消耗的重要方面是電機反復加減速以獲得圖1所示的所需按壓型線。典型地，電機每分鐘轉速須改變，從幾乎為零到大約5000rpm，減速到0rpm，再以相反方向加速到5000rpm并再次制動為0rpm。較大角加速度要求較大扭矩，因此需較大電流，以及盡可能小的轉動慣量。將轉動慣量以及特定按壓型線所需角速度和加速度減至最小，便于降低能量消耗。

首先考慮具有無刷直流電機的系統，所述無刷直流電機由具有給定順從電壓的電流控制伺服放大器驅動。每分鐘最高轉速與最大電機扭矩分別由最高電壓與電流確定。電機轉角或電機轉動周數與胸部襯墊位置X之間的傳動比T假定為恒定。當T較小時，電機以非常高轉速運行并具有較小扭矩。因此，胸部襯墊快速加速是可能的，但不能施加較大力矩和力。這對于較小按壓深度是可接受的，但對于更大按壓深度，作用力與作用力矩將非常大。因此，電機不能有效提供該高扭矩且不能實現所需按壓深度，同時消耗非常大電流；電機運轉因此低效。

對于較大T，電機將以低轉速n運轉。因此胸部襯墊加速度較低，可提供較大力矩與較大的力。對于高加速度，要求高電機電壓，電機未處于其最高效區域。為使效率最佳，顯示電機應在約其最高角速度的80至85％下運轉。但是對于高質量CPR，需要具有約100ms的較短上升時間的按壓脈沖；因此不可接受較大T。

由前所述明顯可知，T的正確選擇不是直接獲得的。要求在加速度與所需力之間加以均衡；因而對于高度非線性的人體機械負載，固定傳動比并非最優。此外，由于不同個人胸部特性具有明顯差異，最優T可能根據不同個體顯著變化。

發明內容

本發明目的是提供一種自動化的CPR裝置，它在更優的工作區域運轉，即更為節能。

根據本發明一個方面，本發明涉及一種用于周期性按壓患者胸部的自動化的CPR裝置，包括：

-具有第一可移動單元和第二可移動單元的前部結構，所述第一可移動單元和第二可移動單元布置成沿所述前部結構往復移動；

-用于安置在患者背部后方的背部支承，所述背部支承被布置成將所述前部結構相對于所述患者背部保持在固定位置；

-胸部襯墊；

-兩個臂，所述兩個臂分別通過一端與所述胸部襯墊可轉動地連接，并且所述兩個臂分別與第一可移動單元和第二可移動單元中的相應一個可轉動地連接；以及

-驅動裝置，所述驅動裝置布置成在操作時驅動所述第一可移動單元和第二可移動單元往復運動，使得所述胸部襯墊周期性按壓所述患者胸部。