心蘇生術における胸部圧迫および換気の同期
【課題】胸部圧迫および換気を患者へ自動的に与えるための装置を提供する。
【解決手段】この装置は、胸部を圧迫するために圧力の加えられる圧迫期および胸部に加えられる圧力がほぼ０の非圧迫期を与えるように構成されている胸部圧迫器と、陽圧、陰圧、またはほぼ０の圧力を気道へ与えるように構成されている人工呼吸器と、制御回路およびプロセッサと、制御回路およびプロセッサは胸部圧迫器に、心収縮期の非圧迫期および心収縮期の圧迫期を各々含む、複数の心収縮期フローサイクルを含むセット、ならびに、心拡張期の非圧迫期および心拡張期の圧迫期を各々含み、かつ、心収縮期フローサイクルのセットの間に散在する１つ以上の心拡張期フローサイクル、を反復的に与えさせるように構成されていることと、心拡張期の非圧迫期は心収縮期の非圧迫期より長いことと、からなる。
【解決手段】この装置は、胸部を圧迫するために圧力の加えられる圧迫期および胸部に加えられる圧力がほぼ０の非圧迫期を与えるように構成されている胸部圧迫器と、陽圧、陰圧、またはほぼ０の圧力を気道へ与えるように構成されている人工呼吸器と、制御回路およびプロセッサと、制御回路およびプロセッサは胸部圧迫器に、心収縮期の非圧迫期および心収縮期の圧迫期を各々含む、複数の心収縮期フローサイクルを含むセット、ならびに、心拡張期の非圧迫期および心拡張期の圧迫期を各々含み、かつ、心収縮期フローサイクルのセットの間に散在する１つ以上の心拡張期フローサイクル、を反復的に与えさせるように構成されていることと、心拡張期の非圧迫期は心収縮期の非圧迫期より長いことと、からなる。
【発明の詳細な説明】
【技術分野】
【０００１】
本発明は心蘇生術用の装置に関する。より詳細には、本発明は胸部圧迫および換気の自動制御用の装置に関する。
【背景技術】
【０００２】
心停止の患者に対する蘇生治療法には、一般に、患者の気道を確保すること、手動操作のバッグバルブまたは電動の携帯型人工呼吸器を用いて患者の人工呼吸または換気を行なうこと、および胸部圧迫を行い犠牲者の心臓、脳その他の重要器官へ血流を供給すること、が含まれる。胸部圧迫は、患者の胸部を胸骨の部位にて手動で圧迫することによって行なわれる場合や、電動の胸部圧迫器の使用によって行なわれる場合がある。患者がショック可能な心臓リズムを有する場合、蘇生には除細動治療が含まれることもある。“一次救命処置（ＢＬＳ）”の用語には、初期評価、気道確保、呼気換気（人工呼吸）、および胸部圧迫の要素が全て含まれる。“気道、呼吸、胸部圧迫を含む循環”の３つ全てが組み合わされるときには、“心肺蘇生術（ＣＰＲ）”の用語が用いられる。
【０００３】
異常な心臓リズムには様々な種類が存在し、除細動による治療が可能であるもの（“ショック可能なリズム”）と、不可能であるもの（“ショック不可能なリズム”）とがある。例えば、充分な心拍出量を生成する大部分のＥＣＧリズムは、ショック不可能であると考えられる（例えば、正常洞調律、ある種の徐脈、および洞頻脈）。また、幾つかの異常なＥＣＧリズムは、それらの状態の下では除細動処置が通常無効であるため、充分な心拍出量は生じないものの依然としてショック不可能であると考えられる。これらのショック不可能なリズムの例には、不全収縮、電導収縮解離その他の無脈性電気活動がある。これらの生存不能、かつショック不可能なリズムでは患者が生存したままでいることは不可能であるが、ショックを与えてもリズムの変換の補助にはならない。介護者が除細動を行なうべきショック可能リズムの主な例には、心室性細動、心室頻脈および心室粗動がある。
【０００４】
ショック可能なＥＣＧリズムを有する患者に対し、除細動器を用いて１つ以上のショックを与えたにもかかわらず、患者がショック可能もしくはショック不可能な潅流または非潅流のリズムにあり、意識を喪失したままである場合がある。非潅流リズムが存在する場合、介護者は、患者の心臓、脳その他の重要器官へ継続して血流および酸素を供給するために、一定の期間、ＣＰＲを行う。ショック可能リズムが存在し続けるか、ＣＰＲの実行中に発生する場合、この心肺蘇生術の期間に続き、さらなる除細動が試行される。患者が意識喪失のまま、有効な循環のない状態である限り、介護者は、（電気的なリズムを分析し、場合によってはショックを与えるための）除細動器の使用と、心肺蘇生法（ＣＰＲ）の実行とを交互に行なうことが可能である。２００５年にアメリカ心臓協会（ＡＨＡ）によって公布された最新版のガイドラインでは、心室性細動などショック可能なリズムを救助者に示す患者に対しても、除細動ショックより前にＣＰＲが与えられる場合がある。最新のＡＨＡガイドラインでは、ＣＰＲには、一般に、３０回の胸部圧迫に、２回の人工呼吸を行なう休止が続く反復パターンが含まれる。
【０００５】
換気は、心停止の治療中の心肺蘇生術の重要な構成要素である。静脈血は、酸素（Ｏ２）を失い二酸化炭素（ＣＯ２）を満たされた筋肉および器官から、心臓へ戻る。身体の様々な部分からの血液は心臓において混合され（混合静脈血）、肺へ送られる。肺では、血管は小さな肺嚢（肺胞）を取り囲む小血管の網へ分かれる。肺胞を取り囲む血管の正味の総体によって、それらのガスの濃度勾配に沿った拡散によるガス交換のための大きな表面積が提供される。混合静脈血のＣＯ２分圧（ＰＣＯ２）であるＰｖＣＯ２と、肺胞ＰＣＯ２との間には、濃度勾配が存在する。吸気の始めから、呼吸中のある時点にＰｖＣＯ２と
肺胞ＰＣＯ２との間の平衡に到達するまで、ＣＯ２は混合静脈血から肺胞へ拡散する。被験者が息を吐くとき、吐かれる最初のガスはガス交換の不可能な気管および気管支からのものであるため、ガス組成は吸い込まれたガスと同様である。この呼気の終わりのガスは肺胞からのものと考えられ、毛細管と肺胞との間の平衡ＣＯ２濃度を反映している。このガスのＰＣＯ２を呼吸終期ＰＣＯ２（ＰＥｔＣＯ２）と呼ぶ。
【０００６】
血液が肺胞を通過し、心臓によって動脈へ送られるときのＰＣＯ２は、動脈ＰＣＯ２（ＰａＣＯ２）として知られている。動脈血のＰＣＯ２は、毛細管と肺胞との間の平衡におけるＰＣＯ２と等しい。呼吸毎に幾らかのＣＯ２が肺から除去され、ＣＯ２をほとんどまたは全く含まない新鮮な空気（ＣＯ２濃度は０であると仮定）が吸い込まれ、残りの肺胞ＰＣＯ２を希釈して、混合静脈血から肺胞の中へ拡散する新たなＣＯ２の勾配を確立させる。普通はＬ／分によって表現される呼吸数、即ち、毎分換気量（Ｖ）は、肺へ運ばれるＣＯ２を除去し、ほぼ４０Ｔｏｒｒ（４０ｍｍＨｇ）（正常なヒト）の平衡ＰＣＯ２（およびＰａＣＯ２）を維持するためにちょうど必要な値である。より多くのＣＯ２を生成するとき（例えば、発熱または運動のために）、より多くのＣＯ２が生成され、肺へ運ばれる。次いで、激しく呼吸（過換気）して肺胞から余分なＣＯ２を流し去ることによって、同じ平衡ＰａＣＯ２が維持される。しかしながら、ＣＯ２生成が正常でありながら過換気を行なう場合、ＰａＣＯ２は低下する。反対に、ＣＯ２生成が一定のままで換気が低下する場合、動脈ＰＣＯ２は上昇する。吸気体積の一部は、気道（気管、気管支）およびほとんど血液の潅流しない肺胞へ行くため、吐き出すあいだのＣＯ２の除去に寄与しない。この部分は“死腔”ガスと呼ばれる。Ｖのうち肺胞をよく潅流しガス交換に参加する部分は、肺胞換気量（ＶＡ）と呼ばれ、肺胞におけるガス交換に参加して吐き出されるガスは“肺胞ガス”と呼ばれる。
【０００７】
所望の気道内圧を与えることの可能な自動人工呼吸器も知られている。特許文献１には、陰圧の気道内圧を与えることの可能な換気システムが記載されている。特許文献２乃至４には、循環を強めるために換気サイクルが心臓サイクルと同期される人工呼吸器が記載されている。特許文献５には、幾つかの圧迫サイクルを通じて換気を与え、次いで換気と換気との間に別の一連の圧迫サイクルを与える、一体型の胸部圧迫器および人工呼吸器が記載されている。
【０００８】
現在、ＡＨＡは、３０回の圧迫毎に２回の換気を行なうことを推奨しているが、この推奨が公布されたのは、主に、救助者が圧迫と換気とを切り換える際の遅延によって不充分なレベルの胸部圧迫が生じる結果、不充分なレベルの循環が生じることが分かったためである。機械式装置の場合、胸部圧迫および換気の機能を統合することが所望される。
【０００９】
特許文献６および７には、心不全の患者の心臓を補助するための膨張式ベストが記載されている。左心室が収縮して心臓から大動脈を通じて血液を押し出す心臓の心収縮期の開始と、ベストの膨張とが同期されている。膨張したベストは患者の胸部を圧迫し、胸腔内圧を増大させる。この圧力の増大によって、心臓が血液を心臓から大動脈を通じて移動させることが補助される。特許文献８および９には、胸部圧迫サイクルを心臓活動の心収縮期と同期させる装置が記載されている。特許文献１０には、蘇生中の自動胸部圧迫用の装置が記載されている。
【００１０】
換気サイクルと圧迫サイクルとの同期は、特許文献１１に記載されている。特許文献１１では自動胸部圧迫器と自動人工呼吸器との同期が提案されており、圧迫期（即ち、胸部圧力が加えられているとき）と同時に高圧の換気パルスが与えられ、非圧迫期（即ち、胸部圧力が加えられていないとき）と同時にわずかに陰圧の換気パルスが与えられることが推奨されている。圧迫期および非圧迫期の長さは等しい（デューティサイクル５０％）。陰圧の換気パルスは「心拡張期に胸部へより多量の血液を移動させる」と述べられている
。また、特許文献１１では、ほぼ６番目の圧迫／非圧迫のサイクル毎に、圧迫が発生していないときに、従来の換気サイクルを導入することが推奨されている。圧迫期と同期されている陽圧の換気圧力サイクルのあいだ空気のフローはほとんど発生しないので、このことは充分な肺胞ガス交換に有益であると述べられている。特許文献１１では、その発明を用いて圧力およびフローにおける著しい改良が観察されたと報告されているが、典型的な患者の生理学的状態は、それらの実験において用いられている動物モデルとは相当に異なる。
【００１１】
典型的な心停止では、患者の血流が全くない時間は一般に１０〜１２分を超えており、血流のない時間が常に８分未満、また大部分の実験では５分未満である動物モデルとは異なる。長期間の虚血状態の下では、不充分な代謝エネルギー基質および酸化窒素放出の結果、患者の血管緊張は著しく危険に曝される。電子回路におけるキャパシタンスの増大がシステム固有の時定数の増大を引き起こすように、血管のコンプライアンスの有意な増大によって、この緊張が失われることは物理的に明らかである。このことは、非特許文献１に記載されているようなモデル、または虚血の持続時間を延長した動物モデルにおいて試験することが可能である。この著者の記述など幾つかの出版物には、微分方程式からなるシステムが記載されている。この特定の例では、「ヒトの循環は、血液が流れ得る抵抗によって接続されている７つの伸展性の房によって表現される。伸展性は、胸大動脈、腹大動脈、上大静脈および右心、腹部静脈および下肢静脈、頚動脈ならびに頚静脈に相当する。また、胸隔は肺血管および左心伸展性を表すポンプを含む。このポンプは、圧力が加えられて血液が心臓自体から大動脈弁まで搾り出される、心臓のような心臓ポンプとして機能するように構成されてもよく、圧力が加えられて血液が肺血管床から左心を通じて末梢部へ搾り出される、全胸部圧力ポンプとして機能するように構成されてもよい。教科書的な標準の“７０ｋｇのヒト”を記述する生理学的変数の値を用いて、モデルにおける伸展性および抵抗を指定する。脈管のコンダクタンス（１／抵抗）の頭蓋、胸郭および尾部の構成要素への分配は、様々な身体部位への心拍出量の教科書的な分配を反映している」。詳細には、非圧迫期中の静脈還流の時定数は長期間の虚血中に著しく増大する。
【先行技術文献】
【特許文献】
【００１２】
【特許文献１】米国特許第５，６６４，５６３号明細書
【特許文献２】米国特許第４，６７６，２３２号明細書
【特許文献３】米国特許第５，０２０，５１６号明細書
【特許文献４】米国特許第５，３７７，６７１号明細書
【特許文献５】米国特許第４，３２６，５０７号明細書
【特許文献６】米国特許第６，１７９，７９３号明細書
【特許文献７】米国特許第６，７５２，７７１号明細書
【特許文献８】米国特許第４，１９８，９６３号明細書
【特許文献９】米国特許第６，１７１，２６７号明細書
【特許文献１０】米国特許第６，２１３，９６０号明細書
【特許文献１１】米国特許第４，３９７，３０６号明細書
【非特許文献１】クリティカル・ケア・メディシン（Ｃｒｉｔ Ｃａｒｅ Ｍｅｄ）、２０００年、第２８巻、第１１号（補遺）
【発明の概要】
【発明が解決しようとする課題】
【００１３】
胸部圧迫および換気を患者へ自動的に与えるための装置を提供する。
【課題を解決するための手段】
【００１４】
第１の態様では、本発明は胸部圧迫および換気を患者へ自動的に与えるための装置を特
徴とする。この装置は、胸部を圧迫するために圧力の加えられる圧迫期および胸部に加えられる圧力がほぼ０の非圧迫期を与えるように構成されている胸部圧迫器と、陽圧、陰圧、またはほぼ０の圧力を気道へ与えるように構成されている人工呼吸器と、制御回路およびプロセッサと、制御回路およびプロセッサは胸部圧迫器に、心収縮期の非圧迫期および心収縮期の圧迫期を各々含む、複数の心収縮期フローサイクルを含むセット、ならびに、心拡張期の非圧迫期および心拡張期の圧迫期を各々含み、かつ、心収縮期フローサイクルのセットの間に散在する１つ以上の心拡張期フローサイクル、を反復的に与えさせるように構成されていることと、心拡張期の非圧迫期は心収縮期の非圧迫期より長いことと、からなる。
【００１５】
この本発明の態様の好適な実施形態には、次のうちの１つ以上が組み込まれてよい。制御回路およびプロセッサは人工呼吸器に心拡張期の非圧迫期のあいだ陰圧の換気圧力を与えさせるように構成されている。心収縮期の圧迫期および心収縮期の非圧迫期の持続時間はほぼ同じである。心拡張期の非圧迫期の持続時間は心拡張期の圧迫期の持続時間の２倍より長い。心拡張期の非圧迫期の持続時間は心拡張期の圧迫期の持続時間のほぼ４倍である。心拡張期フローサイクルは第２の圧迫期および第２の非圧迫期を含むことと、第１の非圧迫期および第２の非圧迫期のうちの一方のあいだには陰圧の換気圧力が与えられ、かつ、第１の非圧迫期および第２の非圧迫期のうちの他方のあいだには陽圧の換気圧力が与えられることと、を含む。人工呼吸器は心収縮期フローサイクルのあいだ陽圧の換気圧力および陰圧の換気圧力を与える。心収縮期フローサイクルの非圧迫期のうちの大部分のあいだ陰圧の換気圧力が与えられる。心収縮期フローサイクルの圧迫期のうちの大部分のあいだ陽圧の換気圧力が与えられる。換気圧力は陰圧から陽圧、また陰圧へとほぼランプ状の変位で徐々に変化することと、圧迫期の開始時に換気圧力はほぼ０であることと、を含む。非圧迫期の開始時または開始直前に換気圧力は陽圧から陰圧へ急速に変化する。換気圧力の波形は非圧迫期の開始時にピークまたはピーク近くである。患者の基礎的な心収縮期および心拡張期の活動を強めるために、圧迫および換気は患者のＥＣＧと同期される。液体注入器を含む。人工呼吸器による陰圧の圧力および陽圧の圧力が利用可能である。酸素レベルは４０％より高く上昇される。全体的な虚血の状態が存在し、かつ、蘇生中の再酸素化過程によって犠牲者が再潅流障害の危険に曝される、心停止および外傷的な心停止の両方の犠牲者において用いられるように構成されている。
【００１６】
第２の態様では、本発明は胸部圧迫および換気を患者へ自動的に与えるための装置を特徴とする。この装置は、胸部を圧迫するために圧力の加えられる圧迫期および胸部に加えられる圧力がほぼ０の非圧迫期を与えるように構成されている胸部圧迫器と、陽圧、陰圧、またはほぼ０の圧力を気道へ与えるように構成されている人工呼吸器と、制御回路およびプロセッサと、制御回路およびプロセッサは胸部圧迫器に、心収縮期の非圧迫期および心収縮期の圧迫期を各々含む複数の心収縮期フローサイクルを反復的に与えさせるように構成されていることと、制御回路およびプロセッサは人工呼吸器に、圧迫期のあいだ、圧迫期の開始時のほぼ０の圧力から圧迫期の終了時または終了近くのほぼ最大の圧力まで増大する換気圧力を与えさせるように構成されていることと、からなる。
【００１７】
この本発明の態様の好適な実施形態には、次のうちの１つ以上が組み込まれてよい。制御回路およびプロセッサは人工呼吸器に、非圧迫期の開始時に陰圧の換気圧力を与えさせるように構成されている。注入器によって注入された液体は再潅流中に代謝物質を供給するように構成されている。代謝物質はアミノ酸である。アミノ酸はアスパラギン酸塩またはグルタミン酸塩である。除細動器および注入器を含むことと、除細動器、圧迫器、人工呼吸器および注入器は別個の機器であり、通信リンクによって接続されていることと、を含む。除細動器、圧迫器、人工呼吸器および注入器を同期させるための追加の機器を含む。
【００１８】
第３の態様では、本発明は胸部圧迫および換気を患者へ自動的に与えるための装置を特徴とする。この装置は、胸部を圧迫するために圧力の加えられる圧迫期および胸部に加えられる圧力がほぼ０の非圧迫期を与えるように構成されている胸部圧迫器と、陽圧、陰圧、またはほぼ０の圧力を気道へ与えるように構成されている人工呼吸器と、人工呼吸器によって与えられるガスを冷却するための冷却器と、冷却器は肺、心臓および肺血流を冷却するように構成されていることと、からなる。
【図面の簡単な説明】
【００１９】
【図１】本発明の一実施形態のブロック図。
【図２】本発明の一実施形態の人工呼吸器のブロック図。
【図３】本発明の一実施形態における統合された圧迫および換気サイクルのタイミング図。
【図４】本発明の別の実施形態における統合された圧迫および換気サイクルのタイミング図。
【発明を実施するための形態】
【００２０】
本発明の多くの利点（その一部は様々な態様および実施形態のうちの一部においてのみ得られる場合がある）は、特に次のものである。心収縮期フローサイクルのセットと１つ以上の心拡張期フローサイクルとを交互に行なうことによって、血流が改良される。心拡張期フローサイクルは、陰圧の換気圧力と同期されている、長い非圧迫期を有する。この長い心拡張期フローサイクルによって静脈充満用により多くの時間が提供されるため、特許文献１１において教示されるアプローチにより達成され得るよりも良好な血流が供給される。
【００２１】
図１には、一実施形態のブロック図を示す。マイクロプロセッサ１４は統合された手法によって、人工呼吸器機能１５、胸部圧迫器１２、薬品注入器１８および除細動器／ペースメーカ１３を制御する。生理学的センサ２、加速度計式の胸骨変位測定部３など胸骨運動測定方法、ならびに呼吸終期の二酸化炭素測定（ＥｔＣＯ２）およびパルスオキシメトリ（ＳｐＯ２）など様々な信号をフィルタリングおよび処理するための信号処理部９は、患者１１の生理学的状態および身体状態を判定するために用いられる。別個のラップトップ１７はマイクロプロセッサ１４と通信を行ってよく、人工呼吸器１５、胸部圧迫器１２、薬品注入器１８および除細動器１３によって与えられる治療を制御するために用いられてよい。
【００２２】
図２には、一実施形態の人工呼吸器部分のブロック図を示す。マイクロプロセッサ１４は、圧縮ＣＯ２ ２６、圧縮Ｏ２ ２５および室内気２４などの様々な治療ガスの送出を制御する。これらのガスの圧力は、各々のガスの所望の分圧が得られるように、調節器３４によって制御され、バルブ３５によって混合される。冷却器／加熱器／加湿器３３は、このガスを調整するために提供される。一実施形態では、軽度の低体温症を生じさせる手段として、混合ガスを１〜２℃まで冷却する熱交換器が提供される。この熱交換器はペルチェ効果素子を組込む電気駆動素子であってもよく、液体窒素またはドライアイスの貯蔵要素など冷蔵要素を組込んでいてもよい。冷蔵要素の場合、冷蔵要素を断熱し、断熱部に熱伝導窓を設け、熱伝導窓の表面積を調節することによって、冷却速度が制御される。
【００２３】
図３には、一実施形態のタイミング図を示す。３つの波形を示す。第１の波形は、患者のＥＣＧである（示したＥＣＧは心拍再開（ＲＯＳＣ）に続くＥＣＧを表しており、典型的には、ＲＯＳＣより前には非常に異なるＥＣＧが存在し得る）。第２の波形は、自動胸部圧迫器によって加えられる胸部圧迫力である（この図では、波形が下方へ動くときに、圧迫圧力が増大する）。第３の波形は、気道へ加えられる換気圧力である（この図では、圧力は軸より上で陽圧、軸より下で陰圧である）。
【００２４】
幾つかの実施形態では、圧迫対換気の比は、現在ＡＨＡの推奨する３０秒毎に２回の換気とは異なり得る。例えば、５回の胸部圧迫毎に１回の換気が与えられてもよい（正常な成人に近い比率）。
【００２５】
図３に示す実施形態では、期間５０のあいだに５つの胸部圧迫サイクル４８が存在する。各圧迫サイクルのサイクル長は８００ミリ秒であり、デューティサイクル５０％の圧迫対非圧迫の比を有する（４００ミリ秒の圧迫期、４００ミリ秒の非圧迫期）。各サイクルには、圧迫またはダウンストロークの開始（４４）と、非圧迫またはアップストローク（４６）の開始とが含まれる。これらの圧迫サイクルは心収縮期のフローを改良するように構成されているため、これらの圧迫サイクルを“心収縮期フローサイクル”と呼ぶ。 ５つの心収縮期フローサイクルに続いて、“心拡張期フローサイクル”５２が存在する。心拡張期フローサイクルは持続時間２００ミリ秒の短い圧迫期５４で開始し、持続時間６００ミリ秒の長い非圧迫期５６、第２の短い圧迫期５８（２００ミリ秒）および第２の長い非圧迫期６０（６００ミリ秒）が続く。心拡張期フローサイクルのあいだ、自動人工呼吸器は陰圧期６２（６００ミリ秒）を生成し、非圧迫期５６と整合した陰圧の胸腔内圧（約−２ｋＰａ）を生じさせる。これによって、右心房への静脈還流（心拡張期のフロー）が増大するため、続く圧迫期５８のあいだ血流が増大する。圧迫期５８のあいだ換気圧力は約＋２ｋＰａまで上昇し（６４）、続く６００ミリ秒の非圧迫期６６のあいだ＋２ｋＰａで一定のままである。図３の実施形態では、心収縮期フローサイクルのあいだ換気補助は提供されない（それらのサイクルのあいだ換気圧力は０である）。
【００２６】
図４には、心収縮期フローサイクル５０と同期された短い換気サイクル６８によって心収縮期のフローがさらに強められる、別の実施形態を示す。換気サイクルは、心収縮期フローサイクルの圧迫期および非圧迫期と同期され、圧迫期の開始時７０に圧力がほぼ０であるランプの形状を取り、圧迫期のあいだ最大の陽圧の圧力まで上昇する。サイクルの非圧迫期では、同様の三角形の換気圧力波形が用いられる。この波形では、心拡張期のリフローを最大化するため、非圧迫期の開始の直前（約４０ミリ秒前）に最大陰圧７２が生じ、非圧迫の開始時には気道内圧が決定的に陰圧であるようにする。圧迫の開始時に０と交差するこの直線的なランプには、圧迫の開始時に気道を均質的に中立圧力に近くして、圧迫ダウンストローク４４およびその結果として生じる胸腔内圧の上昇時に圧迫期の一部で気道が虚脱するようにする、という長所が存在する。気道の虚脱によって、胸部圧迫サイクルのあいだ肺自体の体積は維持され、ふいごのように心臓の各側に有効に作用して圧迫のあいだ心臓を搾り出すため、心収縮期のフローを強める。幾つかの実施形態では、胸部圧迫は、カリフォルニア州サニーヴェール所在のＺＯＬＬ Ｃｉｒｃｕｌａｔｏｒｙ Ｓｙｓｔｅｍｓによって製造されるものなど、負荷分散バンドによって提供される。幾つかの、好適には５〜６の、心収縮期フローサイクル５０の後に、心拡張期フローサイクル５２が生じる。心拡張期フローサイクルの圧迫デューティサイクルは約２０〜３０％であり、非圧迫期６２の持続時間は約６４０ミリ秒である。ＲＯＳＣに続いて、犠牲者自身の心臓が血液を吐出し、循環させるが、通常、効率は低下している。幾つかの実施形態では、ＲＯＳＣの後には、圧迫なしで換気が与えられる。しかしながら他の実施形態では、ＲＯＳＣの後でも、心停止中に用いられたのと同様のパターンで圧迫が与えられる。ＲＯＳＣ後の圧迫は、次の２つの重要な点で異なる。（１）図３に示すように、圧迫は患者のＥＣＧのＱＲＳと同期される、（２）圧迫の圧迫力は減少されている。圧迫の力が減少され、ＥＣＧのＱＲＳと同期されることによって、患者の血行力学の自然なフローが強められ、回復が増す。
【００２７】
例えば、図３，４に示す圧迫・換気波形とは形状や数の異なる圧迫・換気波形が用いられてもよい。
【符号の説明】
【００２８】
１１…患者、１２…胸部圧迫器、１３…除細動器、１５…人工呼吸器、５０…心収縮期フローサイクル、５２…心拡張期フローサイクル、５４，５８…圧迫期、５６，６０，６２，６６…非圧迫期。
【技術分野】
【０００１】
本発明は心蘇生術用の装置に関する。より詳細には、本発明は胸部圧迫および換気の自動制御用の装置に関する。
【背景技術】
【０００２】
心停止の患者に対する蘇生治療法には、一般に、患者の気道を確保すること、手動操作のバッグバルブまたは電動の携帯型人工呼吸器を用いて患者の人工呼吸または換気を行なうこと、および胸部圧迫を行い犠牲者の心臓、脳その他の重要器官へ血流を供給すること、が含まれる。胸部圧迫は、患者の胸部を胸骨の部位にて手動で圧迫することによって行なわれる場合や、電動の胸部圧迫器の使用によって行なわれる場合がある。患者がショック可能な心臓リズムを有する場合、蘇生には除細動治療が含まれることもある。“一次救命処置（ＢＬＳ）”の用語には、初期評価、気道確保、呼気換気（人工呼吸）、および胸部圧迫の要素が全て含まれる。“気道、呼吸、胸部圧迫を含む循環”の３つ全てが組み合わされるときには、“心肺蘇生術（ＣＰＲ）”の用語が用いられる。
【０００３】
異常な心臓リズムには様々な種類が存在し、除細動による治療が可能であるもの（“ショック可能なリズム”）と、不可能であるもの（“ショック不可能なリズム”）とがある。例えば、充分な心拍出量を生成する大部分のＥＣＧリズムは、ショック不可能であると考えられる（例えば、正常洞調律、ある種の徐脈、および洞頻脈）。また、幾つかの異常なＥＣＧリズムは、それらの状態の下では除細動処置が通常無効であるため、充分な心拍出量は生じないものの依然としてショック不可能であると考えられる。これらのショック不可能なリズムの例には、不全収縮、電導収縮解離その他の無脈性電気活動がある。これらの生存不能、かつショック不可能なリズムでは患者が生存したままでいることは不可能であるが、ショックを与えてもリズムの変換の補助にはならない。介護者が除細動を行なうべきショック可能リズムの主な例には、心室性細動、心室頻脈および心室粗動がある。
【０００４】
ショック可能なＥＣＧリズムを有する患者に対し、除細動器を用いて１つ以上のショックを与えたにもかかわらず、患者がショック可能もしくはショック不可能な潅流または非潅流のリズムにあり、意識を喪失したままである場合がある。非潅流リズムが存在する場合、介護者は、患者の心臓、脳その他の重要器官へ継続して血流および酸素を供給するために、一定の期間、ＣＰＲを行う。ショック可能リズムが存在し続けるか、ＣＰＲの実行中に発生する場合、この心肺蘇生術の期間に続き、さらなる除細動が試行される。患者が意識喪失のまま、有効な循環のない状態である限り、介護者は、（電気的なリズムを分析し、場合によってはショックを与えるための）除細動器の使用と、心肺蘇生法（ＣＰＲ）の実行とを交互に行なうことが可能である。２００５年にアメリカ心臓協会（ＡＨＡ）によって公布された最新版のガイドラインでは、心室性細動などショック可能なリズムを救助者に示す患者に対しても、除細動ショックより前にＣＰＲが与えられる場合がある。最新のＡＨＡガイドラインでは、ＣＰＲには、一般に、３０回の胸部圧迫に、２回の人工呼吸を行なう休止が続く反復パターンが含まれる。
【０００５】
換気は、心停止の治療中の心肺蘇生術の重要な構成要素である。静脈血は、酸素（Ｏ２）を失い二酸化炭素（ＣＯ２）を満たされた筋肉および器官から、心臓へ戻る。身体の様々な部分からの血液は心臓において混合され（混合静脈血）、肺へ送られる。肺では、血管は小さな肺嚢（肺胞）を取り囲む小血管の網へ分かれる。肺胞を取り囲む血管の正味の総体によって、それらのガスの濃度勾配に沿った拡散によるガス交換のための大きな表面積が提供される。混合静脈血のＣＯ２分圧（ＰＣＯ２）であるＰｖＣＯ２と、肺胞ＰＣＯ２との間には、濃度勾配が存在する。吸気の始めから、呼吸中のある時点にＰｖＣＯ２と
肺胞ＰＣＯ２との間の平衡に到達するまで、ＣＯ２は混合静脈血から肺胞へ拡散する。被験者が息を吐くとき、吐かれる最初のガスはガス交換の不可能な気管および気管支からのものであるため、ガス組成は吸い込まれたガスと同様である。この呼気の終わりのガスは肺胞からのものと考えられ、毛細管と肺胞との間の平衡ＣＯ２濃度を反映している。このガスのＰＣＯ２を呼吸終期ＰＣＯ２（ＰＥｔＣＯ２）と呼ぶ。
【０００６】
血液が肺胞を通過し、心臓によって動脈へ送られるときのＰＣＯ２は、動脈ＰＣＯ２（ＰａＣＯ２）として知られている。動脈血のＰＣＯ２は、毛細管と肺胞との間の平衡におけるＰＣＯ２と等しい。呼吸毎に幾らかのＣＯ２が肺から除去され、ＣＯ２をほとんどまたは全く含まない新鮮な空気（ＣＯ２濃度は０であると仮定）が吸い込まれ、残りの肺胞ＰＣＯ２を希釈して、混合静脈血から肺胞の中へ拡散する新たなＣＯ２の勾配を確立させる。普通はＬ／分によって表現される呼吸数、即ち、毎分換気量（Ｖ）は、肺へ運ばれるＣＯ２を除去し、ほぼ４０Ｔｏｒｒ（４０ｍｍＨｇ）（正常なヒト）の平衡ＰＣＯ２（およびＰａＣＯ２）を維持するためにちょうど必要な値である。より多くのＣＯ２を生成するとき（例えば、発熱または運動のために）、より多くのＣＯ２が生成され、肺へ運ばれる。次いで、激しく呼吸（過換気）して肺胞から余分なＣＯ２を流し去ることによって、同じ平衡ＰａＣＯ２が維持される。しかしながら、ＣＯ２生成が正常でありながら過換気を行なう場合、ＰａＣＯ２は低下する。反対に、ＣＯ２生成が一定のままで換気が低下する場合、動脈ＰＣＯ２は上昇する。吸気体積の一部は、気道（気管、気管支）およびほとんど血液の潅流しない肺胞へ行くため、吐き出すあいだのＣＯ２の除去に寄与しない。この部分は“死腔”ガスと呼ばれる。Ｖのうち肺胞をよく潅流しガス交換に参加する部分は、肺胞換気量（ＶＡ）と呼ばれ、肺胞におけるガス交換に参加して吐き出されるガスは“肺胞ガス”と呼ばれる。
【０００７】
所望の気道内圧を与えることの可能な自動人工呼吸器も知られている。特許文献１には、陰圧の気道内圧を与えることの可能な換気システムが記載されている。特許文献２乃至４には、循環を強めるために換気サイクルが心臓サイクルと同期される人工呼吸器が記載されている。特許文献５には、幾つかの圧迫サイクルを通じて換気を与え、次いで換気と換気との間に別の一連の圧迫サイクルを与える、一体型の胸部圧迫器および人工呼吸器が記載されている。
【０００８】
現在、ＡＨＡは、３０回の圧迫毎に２回の換気を行なうことを推奨しているが、この推奨が公布されたのは、主に、救助者が圧迫と換気とを切り換える際の遅延によって不充分なレベルの胸部圧迫が生じる結果、不充分なレベルの循環が生じることが分かったためである。機械式装置の場合、胸部圧迫および換気の機能を統合することが所望される。
【０００９】
特許文献６および７には、心不全の患者の心臓を補助するための膨張式ベストが記載されている。左心室が収縮して心臓から大動脈を通じて血液を押し出す心臓の心収縮期の開始と、ベストの膨張とが同期されている。膨張したベストは患者の胸部を圧迫し、胸腔内圧を増大させる。この圧力の増大によって、心臓が血液を心臓から大動脈を通じて移動させることが補助される。特許文献８および９には、胸部圧迫サイクルを心臓活動の心収縮期と同期させる装置が記載されている。特許文献１０には、蘇生中の自動胸部圧迫用の装置が記載されている。
【００１０】
換気サイクルと圧迫サイクルとの同期は、特許文献１１に記載されている。特許文献１１では自動胸部圧迫器と自動人工呼吸器との同期が提案されており、圧迫期（即ち、胸部圧力が加えられているとき）と同時に高圧の換気パルスが与えられ、非圧迫期（即ち、胸部圧力が加えられていないとき）と同時にわずかに陰圧の換気パルスが与えられることが推奨されている。圧迫期および非圧迫期の長さは等しい（デューティサイクル５０％）。陰圧の換気パルスは「心拡張期に胸部へより多量の血液を移動させる」と述べられている
。また、特許文献１１では、ほぼ６番目の圧迫／非圧迫のサイクル毎に、圧迫が発生していないときに、従来の換気サイクルを導入することが推奨されている。圧迫期と同期されている陽圧の換気圧力サイクルのあいだ空気のフローはほとんど発生しないので、このことは充分な肺胞ガス交換に有益であると述べられている。特許文献１１では、その発明を用いて圧力およびフローにおける著しい改良が観察されたと報告されているが、典型的な患者の生理学的状態は、それらの実験において用いられている動物モデルとは相当に異なる。
【００１１】
典型的な心停止では、患者の血流が全くない時間は一般に１０〜１２分を超えており、血流のない時間が常に８分未満、また大部分の実験では５分未満である動物モデルとは異なる。長期間の虚血状態の下では、不充分な代謝エネルギー基質および酸化窒素放出の結果、患者の血管緊張は著しく危険に曝される。電子回路におけるキャパシタンスの増大がシステム固有の時定数の増大を引き起こすように、血管のコンプライアンスの有意な増大によって、この緊張が失われることは物理的に明らかである。このことは、非特許文献１に記載されているようなモデル、または虚血の持続時間を延長した動物モデルにおいて試験することが可能である。この著者の記述など幾つかの出版物には、微分方程式からなるシステムが記載されている。この特定の例では、「ヒトの循環は、血液が流れ得る抵抗によって接続されている７つの伸展性の房によって表現される。伸展性は、胸大動脈、腹大動脈、上大静脈および右心、腹部静脈および下肢静脈、頚動脈ならびに頚静脈に相当する。また、胸隔は肺血管および左心伸展性を表すポンプを含む。このポンプは、圧力が加えられて血液が心臓自体から大動脈弁まで搾り出される、心臓のような心臓ポンプとして機能するように構成されてもよく、圧力が加えられて血液が肺血管床から左心を通じて末梢部へ搾り出される、全胸部圧力ポンプとして機能するように構成されてもよい。教科書的な標準の“７０ｋｇのヒト”を記述する生理学的変数の値を用いて、モデルにおける伸展性および抵抗を指定する。脈管のコンダクタンス（１／抵抗）の頭蓋、胸郭および尾部の構成要素への分配は、様々な身体部位への心拍出量の教科書的な分配を反映している」。詳細には、非圧迫期中の静脈還流の時定数は長期間の虚血中に著しく増大する。
【先行技術文献】
【特許文献】
【００１２】
【特許文献１】米国特許第５，６６４，５６３号明細書
【特許文献２】米国特許第４，６７６，２３２号明細書
【特許文献３】米国特許第５，０２０，５１６号明細書
【特許文献４】米国特許第５，３７７，６７１号明細書
【特許文献５】米国特許第４，３２６，５０７号明細書
【特許文献６】米国特許第６，１７９，７９３号明細書
【特許文献７】米国特許第６，７５２，７７１号明細書
【特許文献８】米国特許第４，１９８，９６３号明細書
【特許文献９】米国特許第６，１７１，２６７号明細書
【特許文献１０】米国特許第６，２１３，９６０号明細書
【特許文献１１】米国特許第４，３９７，３０６号明細書
【非特許文献１】クリティカル・ケア・メディシン（Ｃｒｉｔ Ｃａｒｅ Ｍｅｄ）、２０００年、第２８巻、第１１号（補遺）
【発明の概要】
【発明が解決しようとする課題】
【００１３】
胸部圧迫および換気を患者へ自動的に与えるための装置を提供する。
【課題を解決するための手段】
【００１４】
第１の態様では、本発明は胸部圧迫および換気を患者へ自動的に与えるための装置を特
徴とする。この装置は、胸部を圧迫するために圧力の加えられる圧迫期および胸部に加えられる圧力がほぼ０の非圧迫期を与えるように構成されている胸部圧迫器と、陽圧、陰圧、またはほぼ０の圧力を気道へ与えるように構成されている人工呼吸器と、制御回路およびプロセッサと、制御回路およびプロセッサは胸部圧迫器に、心収縮期の非圧迫期および心収縮期の圧迫期を各々含む、複数の心収縮期フローサイクルを含むセット、ならびに、心拡張期の非圧迫期および心拡張期の圧迫期を各々含み、かつ、心収縮期フローサイクルのセットの間に散在する１つ以上の心拡張期フローサイクル、を反復的に与えさせるように構成されていることと、心拡張期の非圧迫期は心収縮期の非圧迫期より長いことと、からなる。
【００１５】
この本発明の態様の好適な実施形態には、次のうちの１つ以上が組み込まれてよい。制御回路およびプロセッサは人工呼吸器に心拡張期の非圧迫期のあいだ陰圧の換気圧力を与えさせるように構成されている。心収縮期の圧迫期および心収縮期の非圧迫期の持続時間はほぼ同じである。心拡張期の非圧迫期の持続時間は心拡張期の圧迫期の持続時間の２倍より長い。心拡張期の非圧迫期の持続時間は心拡張期の圧迫期の持続時間のほぼ４倍である。心拡張期フローサイクルは第２の圧迫期および第２の非圧迫期を含むことと、第１の非圧迫期および第２の非圧迫期のうちの一方のあいだには陰圧の換気圧力が与えられ、かつ、第１の非圧迫期および第２の非圧迫期のうちの他方のあいだには陽圧の換気圧力が与えられることと、を含む。人工呼吸器は心収縮期フローサイクルのあいだ陽圧の換気圧力および陰圧の換気圧力を与える。心収縮期フローサイクルの非圧迫期のうちの大部分のあいだ陰圧の換気圧力が与えられる。心収縮期フローサイクルの圧迫期のうちの大部分のあいだ陽圧の換気圧力が与えられる。換気圧力は陰圧から陽圧、また陰圧へとほぼランプ状の変位で徐々に変化することと、圧迫期の開始時に換気圧力はほぼ０であることと、を含む。非圧迫期の開始時または開始直前に換気圧力は陽圧から陰圧へ急速に変化する。換気圧力の波形は非圧迫期の開始時にピークまたはピーク近くである。患者の基礎的な心収縮期および心拡張期の活動を強めるために、圧迫および換気は患者のＥＣＧと同期される。液体注入器を含む。人工呼吸器による陰圧の圧力および陽圧の圧力が利用可能である。酸素レベルは４０％より高く上昇される。全体的な虚血の状態が存在し、かつ、蘇生中の再酸素化過程によって犠牲者が再潅流障害の危険に曝される、心停止および外傷的な心停止の両方の犠牲者において用いられるように構成されている。
【００１６】
第２の態様では、本発明は胸部圧迫および換気を患者へ自動的に与えるための装置を特徴とする。この装置は、胸部を圧迫するために圧力の加えられる圧迫期および胸部に加えられる圧力がほぼ０の非圧迫期を与えるように構成されている胸部圧迫器と、陽圧、陰圧、またはほぼ０の圧力を気道へ与えるように構成されている人工呼吸器と、制御回路およびプロセッサと、制御回路およびプロセッサは胸部圧迫器に、心収縮期の非圧迫期および心収縮期の圧迫期を各々含む複数の心収縮期フローサイクルを反復的に与えさせるように構成されていることと、制御回路およびプロセッサは人工呼吸器に、圧迫期のあいだ、圧迫期の開始時のほぼ０の圧力から圧迫期の終了時または終了近くのほぼ最大の圧力まで増大する換気圧力を与えさせるように構成されていることと、からなる。
【００１７】
この本発明の態様の好適な実施形態には、次のうちの１つ以上が組み込まれてよい。制御回路およびプロセッサは人工呼吸器に、非圧迫期の開始時に陰圧の換気圧力を与えさせるように構成されている。注入器によって注入された液体は再潅流中に代謝物質を供給するように構成されている。代謝物質はアミノ酸である。アミノ酸はアスパラギン酸塩またはグルタミン酸塩である。除細動器および注入器を含むことと、除細動器、圧迫器、人工呼吸器および注入器は別個の機器であり、通信リンクによって接続されていることと、を含む。除細動器、圧迫器、人工呼吸器および注入器を同期させるための追加の機器を含む。
【００１８】
第３の態様では、本発明は胸部圧迫および換気を患者へ自動的に与えるための装置を特徴とする。この装置は、胸部を圧迫するために圧力の加えられる圧迫期および胸部に加えられる圧力がほぼ０の非圧迫期を与えるように構成されている胸部圧迫器と、陽圧、陰圧、またはほぼ０の圧力を気道へ与えるように構成されている人工呼吸器と、人工呼吸器によって与えられるガスを冷却するための冷却器と、冷却器は肺、心臓および肺血流を冷却するように構成されていることと、からなる。
【図面の簡単な説明】
【００１９】
【図１】本発明の一実施形態のブロック図。
【図２】本発明の一実施形態の人工呼吸器のブロック図。
【図３】本発明の一実施形態における統合された圧迫および換気サイクルのタイミング図。
【図４】本発明の別の実施形態における統合された圧迫および換気サイクルのタイミング図。
【発明を実施するための形態】
【００２０】
本発明の多くの利点（その一部は様々な態様および実施形態のうちの一部においてのみ得られる場合がある）は、特に次のものである。心収縮期フローサイクルのセットと１つ以上の心拡張期フローサイクルとを交互に行なうことによって、血流が改良される。心拡張期フローサイクルは、陰圧の換気圧力と同期されている、長い非圧迫期を有する。この長い心拡張期フローサイクルによって静脈充満用により多くの時間が提供されるため、特許文献１１において教示されるアプローチにより達成され得るよりも良好な血流が供給される。
【００２１】
図１には、一実施形態のブロック図を示す。マイクロプロセッサ１４は統合された手法によって、人工呼吸器機能１５、胸部圧迫器１２、薬品注入器１８および除細動器／ペースメーカ１３を制御する。生理学的センサ２、加速度計式の胸骨変位測定部３など胸骨運動測定方法、ならびに呼吸終期の二酸化炭素測定（ＥｔＣＯ２）およびパルスオキシメトリ（ＳｐＯ２）など様々な信号をフィルタリングおよび処理するための信号処理部９は、患者１１の生理学的状態および身体状態を判定するために用いられる。別個のラップトップ１７はマイクロプロセッサ１４と通信を行ってよく、人工呼吸器１５、胸部圧迫器１２、薬品注入器１８および除細動器１３によって与えられる治療を制御するために用いられてよい。
【００２２】
図２には、一実施形態の人工呼吸器部分のブロック図を示す。マイクロプロセッサ１４は、圧縮ＣＯ２ ２６、圧縮Ｏ２ ２５および室内気２４などの様々な治療ガスの送出を制御する。これらのガスの圧力は、各々のガスの所望の分圧が得られるように、調節器３４によって制御され、バルブ３５によって混合される。冷却器／加熱器／加湿器３３は、このガスを調整するために提供される。一実施形態では、軽度の低体温症を生じさせる手段として、混合ガスを１〜２℃まで冷却する熱交換器が提供される。この熱交換器はペルチェ効果素子を組込む電気駆動素子であってもよく、液体窒素またはドライアイスの貯蔵要素など冷蔵要素を組込んでいてもよい。冷蔵要素の場合、冷蔵要素を断熱し、断熱部に熱伝導窓を設け、熱伝導窓の表面積を調節することによって、冷却速度が制御される。
【００２３】
図３には、一実施形態のタイミング図を示す。３つの波形を示す。第１の波形は、患者のＥＣＧである（示したＥＣＧは心拍再開（ＲＯＳＣ）に続くＥＣＧを表しており、典型的には、ＲＯＳＣより前には非常に異なるＥＣＧが存在し得る）。第２の波形は、自動胸部圧迫器によって加えられる胸部圧迫力である（この図では、波形が下方へ動くときに、圧迫圧力が増大する）。第３の波形は、気道へ加えられる換気圧力である（この図では、圧力は軸より上で陽圧、軸より下で陰圧である）。
【００２４】
幾つかの実施形態では、圧迫対換気の比は、現在ＡＨＡの推奨する３０秒毎に２回の換気とは異なり得る。例えば、５回の胸部圧迫毎に１回の換気が与えられてもよい（正常な成人に近い比率）。
【００２５】
図３に示す実施形態では、期間５０のあいだに５つの胸部圧迫サイクル４８が存在する。各圧迫サイクルのサイクル長は８００ミリ秒であり、デューティサイクル５０％の圧迫対非圧迫の比を有する（４００ミリ秒の圧迫期、４００ミリ秒の非圧迫期）。各サイクルには、圧迫またはダウンストロークの開始（４４）と、非圧迫またはアップストローク（４６）の開始とが含まれる。これらの圧迫サイクルは心収縮期のフローを改良するように構成されているため、これらの圧迫サイクルを“心収縮期フローサイクル”と呼ぶ。 ５つの心収縮期フローサイクルに続いて、“心拡張期フローサイクル”５２が存在する。心拡張期フローサイクルは持続時間２００ミリ秒の短い圧迫期５４で開始し、持続時間６００ミリ秒の長い非圧迫期５６、第２の短い圧迫期５８（２００ミリ秒）および第２の長い非圧迫期６０（６００ミリ秒）が続く。心拡張期フローサイクルのあいだ、自動人工呼吸器は陰圧期６２（６００ミリ秒）を生成し、非圧迫期５６と整合した陰圧の胸腔内圧（約−２ｋＰａ）を生じさせる。これによって、右心房への静脈還流（心拡張期のフロー）が増大するため、続く圧迫期５８のあいだ血流が増大する。圧迫期５８のあいだ換気圧力は約＋２ｋＰａまで上昇し（６４）、続く６００ミリ秒の非圧迫期６６のあいだ＋２ｋＰａで一定のままである。図３の実施形態では、心収縮期フローサイクルのあいだ換気補助は提供されない（それらのサイクルのあいだ換気圧力は０である）。
【００２６】
図４には、心収縮期フローサイクル５０と同期された短い換気サイクル６８によって心収縮期のフローがさらに強められる、別の実施形態を示す。換気サイクルは、心収縮期フローサイクルの圧迫期および非圧迫期と同期され、圧迫期の開始時７０に圧力がほぼ０であるランプの形状を取り、圧迫期のあいだ最大の陽圧の圧力まで上昇する。サイクルの非圧迫期では、同様の三角形の換気圧力波形が用いられる。この波形では、心拡張期のリフローを最大化するため、非圧迫期の開始の直前（約４０ミリ秒前）に最大陰圧７２が生じ、非圧迫の開始時には気道内圧が決定的に陰圧であるようにする。圧迫の開始時に０と交差するこの直線的なランプには、圧迫の開始時に気道を均質的に中立圧力に近くして、圧迫ダウンストローク４４およびその結果として生じる胸腔内圧の上昇時に圧迫期の一部で気道が虚脱するようにする、という長所が存在する。気道の虚脱によって、胸部圧迫サイクルのあいだ肺自体の体積は維持され、ふいごのように心臓の各側に有効に作用して圧迫のあいだ心臓を搾り出すため、心収縮期のフローを強める。幾つかの実施形態では、胸部圧迫は、カリフォルニア州サニーヴェール所在のＺＯＬＬ Ｃｉｒｃｕｌａｔｏｒｙ Ｓｙｓｔｅｍｓによって製造されるものなど、負荷分散バンドによって提供される。幾つかの、好適には５〜６の、心収縮期フローサイクル５０の後に、心拡張期フローサイクル５２が生じる。心拡張期フローサイクルの圧迫デューティサイクルは約２０〜３０％であり、非圧迫期６２の持続時間は約６４０ミリ秒である。ＲＯＳＣに続いて、犠牲者自身の心臓が血液を吐出し、循環させるが、通常、効率は低下している。幾つかの実施形態では、ＲＯＳＣの後には、圧迫なしで換気が与えられる。しかしながら他の実施形態では、ＲＯＳＣの後でも、心停止中に用いられたのと同様のパターンで圧迫が与えられる。ＲＯＳＣ後の圧迫は、次の２つの重要な点で異なる。（１）図３に示すように、圧迫は患者のＥＣＧのＱＲＳと同期される、（２）圧迫の圧迫力は減少されている。圧迫の力が減少され、ＥＣＧのＱＲＳと同期されることによって、患者の血行力学の自然なフローが強められ、回復が増す。
【００２７】
例えば、図３，４に示す圧迫・換気波形とは形状や数の異なる圧迫・換気波形が用いられてもよい。
【符号の説明】
【００２８】
１１…患者、１２…胸部圧迫器、１３…除細動器、１５…人工呼吸器、５０…心収縮期フローサイクル、５２…心拡張期フローサイクル、５４，５８…圧迫期、５６，６０，６２，６６…非圧迫期。
【特許請求の範囲】
【請求項１】
胸部圧迫および換気を患者へ自動的に与えるための装置であって、
胸部を圧迫するために圧力の加えられる圧迫期および胸部に加えられる圧力がほぼ０の非圧迫期を与えるように構成されている胸部圧迫器と、
陽圧、陰圧、またはほぼ０の圧力を気道へ与えるように構成されている人工呼吸器と、
制御回路およびプロセッサと、
制御回路およびプロセッサは胸部圧迫器に、心収縮期の非圧迫期および心収縮期の圧迫期を各々含む複数の心収縮期フローサイクルを反復的に与えさせるように構成されていることと、
制御回路およびプロセッサは人工呼吸器に、圧迫期のあいだ、圧迫期の開始時のほぼ０の圧力から圧迫期の終了時または終了近くのほぼ最大の圧力まで増大する換気圧力を与えさせるように構成されていることと、からなる装置。
【請求項２】
制御回路およびプロセッサは人工呼吸器に、非圧迫期の開始時に陰圧の換気圧力を与えさせるように構成されている請求項１に記載の装置。
【請求項３】
胸部圧迫および換気を患者へ自動的に与えるための装置であって、
胸部を圧迫するために圧力の加えられる圧迫期および胸部に加えられる圧力がほぼ０の非圧迫期を与えるように構成されている胸部圧迫器と、
陽圧、陰圧、またはほぼ０の圧力を気道へ与えるように構成されている人工呼吸器と、
人工呼吸器によって与えられるガスを冷却するための冷却器と、冷却器は肺、心臓および肺血流を冷却するように構成されていることと、からなる装置。
【請求項１】
胸部圧迫および換気を患者へ自動的に与えるための装置であって、
胸部を圧迫するために圧力の加えられる圧迫期および胸部に加えられる圧力がほぼ０の非圧迫期を与えるように構成されている胸部圧迫器と、
陽圧、陰圧、またはほぼ０の圧力を気道へ与えるように構成されている人工呼吸器と、
制御回路およびプロセッサと、
制御回路およびプロセッサは胸部圧迫器に、心収縮期の非圧迫期および心収縮期の圧迫期を各々含む複数の心収縮期フローサイクルを反復的に与えさせるように構成されていることと、
制御回路およびプロセッサは人工呼吸器に、圧迫期のあいだ、圧迫期の開始時のほぼ０の圧力から圧迫期の終了時または終了近くのほぼ最大の圧力まで増大する換気圧力を与えさせるように構成されていることと、からなる装置。
【請求項２】
制御回路およびプロセッサは人工呼吸器に、非圧迫期の開始時に陰圧の換気圧力を与えさせるように構成されている請求項１に記載の装置。
【請求項３】
胸部圧迫および換気を患者へ自動的に与えるための装置であって、
胸部を圧迫するために圧力の加えられる圧迫期および胸部に加えられる圧力がほぼ０の非圧迫期を与えるように構成されている胸部圧迫器と、
陽圧、陰圧、またはほぼ０の圧力を気道へ与えるように構成されている人工呼吸器と、
人工呼吸器によって与えられるガスを冷却するための冷却器と、冷却器は肺、心臓および肺血流を冷却するように構成されていることと、からなる装置。
【図１】
【図２】
【図３】
【図４】
【図２】
【図３】
【図４】
【公開番号】特開２０１２−１０６０９０（Ｐ２０１２−１０６０９０Ａ）
【公開日】平成２４年６月７日（２０１２．６．７）
【国際特許分類】
【出願番号】特願２０１２−４９６６０（Ｐ２０１２−４９６６０）
【出願日】平成２４年３月６日（２０１２．３．６）
【分割の表示】特願２００７−３４８４７（Ｐ２００７−３４８４７）の分割
【原出願日】平成１９年２月１５日（２００７．２．１５）
【出願人】（５０４２４２０３２）ゾール メディカル コーポレイション (42)
【氏名又は名称原語表記】ＺＯＬＬ Ｍｅｄｉｃａｌ Ｃｏｒｐｏｒａｔｉｏｎ
【Ｆターム（参考）】
【公開日】平成２４年６月７日（２０１２．６．７）
【国際特許分類】
【出願日】平成２４年３月６日（２０１２．３．６）
【分割の表示】特願２００７−３４８４７（Ｐ２００７−３４８４７）の分割
【原出願日】平成１９年２月１５日（２００７．２．１５）
【出願人】（５０４２４２０３２）ゾール メディカル コーポレイション (42)
【氏名又は名称原語表記】ＺＯＬＬ Ｍｅｄｉｃａｌ Ｃｏｒｐｏｒａｔｉｏｎ
【Ｆターム（参考）】
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