CN104010614B - 剥离粘合式cpr辅助设备 - Google Patents

Abstract

描述一种由提供人工心肺复苏(CPR)的救助者使用的CPR辅助设备(400)。所述设备具有关于其外周布置的视觉指示器(430、418、420、422)，使得能够向所述救助者提供视觉辅助，而无论所述救助者的手位置。所述CPR辅助设备还包括提供视觉辅助的分阶段方法，使得在感测的CPR准确度不能改进的情况下愈加紧急的信息被提供。

Description

剥离粘合式CPR辅助设备

技术领域

本发明大体涉及医疗设备，并且更具体地涉及心肺复苏(CPR)辅助与训练设备。

背景技术

心脏停搏是威胁生命的医疗状况，其中，患者的心脏不能提供血流以支持生命。能够向经历心脏停搏的患者施予CPR，以令血液流入患者。救助者通过按压患者的胸部，穿插向患者的口中吹气以利用氧充满肺部，来施予CPR。能够将CPR与其他形式的治疗组合，例如除颤治疗。在向患者递送除颤电击的时间之间，施予CPR以促进血液流动。

研究已标明，能够通过高质量CPR的给予，改善患者的存活前景。CPR的质量与胸部按压的质量直接相关，质量中的部分是由以下确定的：按压深度、速率以及是否每次按压均在上行冲程期间被完全释放。良好的胸部按压一般是这样的，以每分钟约100次按压的速率，针对成人的胸部下压四厘米，并且针对儿童下压约二点五厘米。现有技术中已知许多提出针对CPR的期望按压深度的指南。例如参见，Guidelines2000forCardiopulmonaryResuscitationandEmergencyCardiovascularCare(102CirculationSupp.I(2000))。

学习施予足够深度的胸部按压是CPR训练的传统部分。例如，在涉及人体模型的实践情况中，通常测量按压深度并将信息反馈给参与者。假设通过在人体模型上实践胸部按压，参与者将能够在真人患者上重复相同的运动模式。然而，研究已显示，对施予胸部按压的运动模式进行重复的能力差，甚至在刚刚受训练之后，并且毫无意外地，随时间变得更差。额外地，由于人类解剖结构随着不同的人而变化，患者具有对胸部按压不同程度的阻力，并且需要不同水平的力以足以按压胸部。结果，难以实现通过在人体模型上的CPR训练，学习施予均匀的、正确按压深度的胸部按压。因此，已开发出这样的设备，其通过在CPR的施予期间，提供关于胸部按压的适当深度、速率和释放的信息，来辅助救助者。例如在题为“CPRCoachingDevicewithReducedSensitivitytoMotion”的共同转让的美国专利申请No.12/514474中示出了这样的设备。类似的设备出现在题为“CardiopulmonaryResuscitationSensor、”的美国专利申请No.11/764174和题为“SystemforProvidingFeedbackonChestCompressioninCPR”的美国专利申请No.11/640436中。所描述的设备中的每个均说明了应用于胸部的CPR反馈传感器，在其表面上具有显示器以指导用户适当的技术。

图1图示如在共同转让的美国专利申请12/514474中所示的CPR训练设备100。CPR训练设备100能用于通过检测CPR按压数据，并之后提供关于胸部按压深度和速率是否充分的反馈，来训练救助者向患者施予CPR。

在图1中示出CPR训练设备100的壳体118的上部120。图示110描绘患者的躯干被包括在CPR训练设备100的上部120上，以图示在CPR期间CPR训练设备100在患者上的适当位置和取向。在该位置中，与上部120相对的设备100的下部与患者的躯干接触。所述CPR训练设备可以通过存在于CPR训练设备100的壳体118的下部上的胶粘剂层，被附接到患者。线缆130被用于将由所述训练设备产生的生理和训练信息耦合到CPR训练设备100所附接的另一医疗设备，例如训练指令发音器或除颤器。

所述CPR训练设备借助于被置于所述上部的表面上的显示器，或者经由通过线缆130被连接到所述CPR训练设备的外部设备，向用户提供反馈。

如在图2中所示，其中，CPR训练设备100被放置在患者210的胸骨上，救助者220以常规方式，使用交叠的双手施加胸部按压。然而，并非将手直接置于患者210上，而是救助者的手置于CPR训练设备100上，并且经由CPR训练设备100向患者210施加胸部按压。按常规CPR协议规定，由救助者220施予胸部按压。CPR训练设备100利用加速度计测量每次按压的深度，并利用力传感器测量每次按压的力，并通过设备表面上的显示器提供视觉反馈。

然而，如通过对图2的查阅能够看出，问题出现了。使用期间，在所述CPR训练设备的表面上所显示的反馈很容易被救助者的手遮蔽。此外，如果救助者的位置在显示器取向的取向以外，则所显示的反馈可能难以阅读。

通过远程提供显示器也没有解决该问题。胸部按压期间，救助者的注意力被恰当地引导向他的手和技术。通过要求救助者观看AED或位于远离CPR焦点的其他显示器，救助者可能变得注意力不集中，或者他的技术可能受困难的观看角度的不利影响。因此，需要的是一种用于CPR辅助设备的显示器，其在不会被救助者的手遮蔽、也不受救助者相对于显示器的位置的影响的应用点处提供视觉信息。

发明内容

本发明涉及一种CPR辅助设备，其提供对所应用的CPR的有效性的视觉显示，所述视觉显示不受救助者的手的存在的影响，或不受救助者相对于所述设备的位置的影响。所述设备优选地被配置为自粘着柔性贴，其在开始CPR之前被应用到所述患者的胸部。

因此，本发明的目的是提供一种具有视觉显示输出的CPR辅助设备，所述视觉显示输出围绕所述设备的外周排列。

本发明的另一目的是提供一种更容易使用的CPR辅助设备。所述设备以有用的图形说明、自动激活以及双用防粘衬里(其也充当CPR通气屏障)，供应创新的视觉显示。

本发明的又一方面是在低成本、优选为一次性的CPR辅助设备中，实现前面描述的益处。这样的设备之后能够被快速部署到心脏停搏受害者的胸部，在转手给随后的高级救援队伍期间保留在适当位置，并且在救援完成之后被丢弃，而没有不必要的费用。该创新的设备能够利用低成本LED、感测元件和控制电路实现，所述LED、感测元件和控制电路能够被安装在柔性基板上以满足该目的。

附图说明

在附图中：

图1为CPR训练设备的图。

图2图示使用CPR训练设备的救助者。

图3图示在根据本发明的原理的CPR辅助设备中包括的部件的框图。

图4图示根据本发明的原理的CPR辅助设备的分解视图。

图5a为根据本发明的原理组装的CPR辅助设备的俯视图，并且图5b为侧视图。

图6a和图6b为根据本发明的原理的CPR辅助设备的俯视图，其示出由所述设备实现的照明的模式与布置。

图7图示根据本发明的原理的CPR辅助设备的防粘衬里部分的两个实施例。

具体实施方式

图3为示出CPR辅助设备300的基础线路布置的框图。加速度计310感测在按压下的胸部的运动诱发的加速度。力传感器320感测通过救助者的手施加到所述CPR辅助设备的力。力传感器320优选为压电传感器膜的。

加速度计310和力传感器320将加速度和力信号提供到控制器330，其使用所述信号以获得CPR胸部按压数据，例如深度、速率和完全释放。被用于将所述信号转换成CPR数据的方法和算法在本领域是周知的，并且将不在这里进一步描述。控制器330使用的协议可以被存储在所述设备上的闪速存储器中。

控制器330使用所计算的数据来感测持续的CPR按压的状况，并将合适的输出指示提供给用户。例如，控制器330可以激活第一灯340，从而以对应于CPR按压的期望速率的速率闪烁。如果期望速率与所计算的CPR按压的速率存在重要差异，则控制器330可以作为代替地激活第二颜色的第二灯350，从而以期望速率闪烁。如果已经发生足够的按压，则控制器330能够激活第三灯360，从而以第三颜色闪烁，其意味着通气呼吸的期望数目和速率。控制器330也能够选择性地控制振动元件370，振动元件370向救助者提供触觉反馈。灯和振动元件中的每个均优选地被安装在所述设备300上。

CPR辅助设备300包括自动激活特征，以便简化其部署。如将在下文更详细描述的，部署传感器380感测防粘衬里与所述设备的背部的分离，并将对应的输入提供到控制器330。在此之前处于低功率待机模式的控制器330此时“苏醒”并激活其主功能。电源394为全部部件提供功率。电源394优选为小尺寸轻量级电池，例如硬币电池或薄膜电池。

CPR辅助设备300可以任选地包括无线发射器390，无线发射器390用于经由已知的方法(例如Bluetooth^TM、Wi-Fi或红外IRDA)向附近的无线接收器提供用户指南。因此，被显示在所述设备自身上的信息也能够同时出现在手持式个人数字助理、心脏监视器/除颤器、或便携式计算机上，并且被记录在那里以用于后续分析。

除了灯340、350、360和振动元件370以外，CPR辅助设备300还可以任选地在其正面上包括信息显示器398。信息显示器398优选为已知设备显示器的简化版，其代替LED灯用于LCD面板图形。

图4图示本发明的CPR辅助设备的分解视图。CPR辅助设备400包括大体彼此叠放的五个子组件层。主控制电路和部件被设置在基板410上。基板410优选为柔性电路材料的，其安装有通过印刷电路轨迹所连接的部件。力传感器412和加速度计414优选地被安装在基板410中心附近，在它们周围可以布置控制器416、无线发射器428、部署传感器426、振动元件424以及显示器控制器434。

图4还示出围绕基板410的外周布置的第一灯418、第二灯420以及第三灯422的阵列。所述灯被布置为提供大体与所述基板共面的照明。在最优选的布置中，围绕基板410的外周等距地放置八组灯，每组灯包括不同颜色的第一、第二和第三灯。所述灯的优选颜色为针对第一灯418的绿色、针对第二灯420的红色以及针对第三灯422的蓝色。

被布置在基板410之上的是视觉输出层430。视觉输出层430包括半透明或透明的柔性聚合物材料，其充当针对基板410上的第一、第二和第三灯的透镜或光管。优选地，视觉输出层430被设置为将来自灯418、420、422的照明扩散并扇动出所述材料的边缘表面和顶表面。图6a进行了图示。此外，其厚度尺寸略大于灯418、420、422在基板410上的高度。视觉输出层430也可以被成型有壁龛，以基本上覆盖灯418、420、422中的每组，以允许所述设备的更小的占用空间。最终，视觉输出层430可以为环形形状，使得基板410上的力传感器412可以与设备顶盖450的下侧接合。

顶盖450被布置在视觉输出层430和基板410之上。其提供针对救助者的手的接合表面，在其上印刷放置图形454，并且任选地包括显示器452。所述设备中低成本的目的倾向于所述显示器包括较昂贵CPR辅助设备的印刷摹本，但利用为一个或多个指示器LED的显示灯。顶盖450的下侧接合力传感器412。

顶盖450优选地包括薄且耐久的、可印刷、聚合物片层。所述片层的中心部分应是不透明的，但所述片层的外周边缘可以为透明或半透明的，以允许来自灯418、420、422的光透过。如此，顶盖450可以为叠层结构，其具有与略大的清晰片层同心叠压的顶部片层。或者，顶部片层可以是斜的，以暴露下面的透明材料。

胶粘剂层470被设置在基板410下面。胶粘剂选自生物相容性材料，其能够将设备400牢固地保持到患者的胸部，而不造成皮肤损伤或伤害。图4图示胶粘剂层470中的空隙，其与基板410上的部署传感器426对齐。通过基板410和胶粘剂层470的导电通路将部署传感器426电连接到被设置在下面的防粘衬里480上的导电条482。

防粘衬里480保护胶粘剂层470中的胶粘剂，直到设备400被部署以用于使用。防粘衬里480优选地由聚合物或纸的薄片构成，其在胶粘剂侧上覆有硅防粘剂。如果胶粘剂容易干燥，则防粘衬里480能够密封所述材料以与外部环境隔绝。所述片层被成形为包括拉环，以用于容易抓取，使得能够容易地去除防粘衬里480。

防粘衬里480优选地包括被设置在所述片层中面向胶粘剂的侧上的导电条482。当所述防粘衬里在其位置时，部署传感器426与条482电接合。当防粘衬里480被剥离时，部署传感器426感测到断路，并且控制器416自动激活所述设备。

图5a为CPR辅助设备400在其组装的和部署前的状态中的平面图并且图5b为边视图。图5b示出五层中的每层：顶盖450、视觉输出层430、基板410、胶粘剂层470和防粘层480。示出了部署传感器426从基板到防粘层导电条的电接合。示出了显示器452中的灯418、420、422以及任选的LED的轻微突出。

如从图5b能够看出，组装的设备具有薄的形状因数，其能够借助于所选择的构建材料，被制造得相当有柔性。该布置允许紧凑的存储和容易的运输。此外，柔性设备对患者施加更小的局部压力，并且提供救助者的手与患者的胸部之间的更好的触觉连接。总体上实现了在更接近地近似传统无传感器CPR的设备中，针对两方参与者的更好的舒适性。

现在参考图6a和图6b，描述了CPR辅助设备400的操作。通过“节奏反馈”的概念控制CPR辅助设备400，所述“节奏反馈”被定义为一种类型的CPR反馈，其被模式化为适合给定的任务并适合于取决于感测的CPR状况的背景情况。例如，设备400可以通过用振动元件370振动来指示激活，并之后在适合于将所述设备应用到患者的一段时间上进行到节拍器状绿色闪烁的第一灯340。如果检测到速率的第二感测状况不同于按压的期望速率，则控制器330可以以按压的期望速率开始来自第二灯350的节拍器状红色闪烁。如果在合适时间之后根本没有检测到按压，则所述设备可以开始发出来自第一灯340和第二灯350的交替红色和绿色闪烁。如果检测到随后的恰当按压，则设备400可以回复为在第一灯340处的绿色闪烁。

一些CPR协议要求在一段时间胸部按压之后的人工呼吸，即通气。设备400通过在所述控制器确定已应用合适数目或持续时间的按压之后，通过激活第三灯360，辅助这样的协议。第三灯360，优选为蓝色，以期望的通气速率和数目闪烁。之后恢复CPR按压周期。

上述视觉反馈的许多变型均落入本发明的范围内。例如，取决于CPR的感测状况，不同模式的闪烁灯均可以是合适的。可以在闪烁周期中插入重复暂停，以实现例如“闪-闪-停”或“闪-闪-闪-停”的外观。针对CPR的特定感测状况(例如“良好CPR”确定)，还预见到与一个或多个灯模式相呼应的振动的使用。

图6a图示来自CPR辅助设备400的在其外周的闪烁输出610。在显示器452处的LED可以任选地与闪烁输出610相呼应地操作。通过该布置，无论救助者的手放在设备400的表面上的任何地方来执行按压，外周闪烁总是保持可见。救助者因此能够在救援期间的任何时间响应并纠正他的CPR技术。

图6b图示在CPR辅助设备400中的可选操作模式。在该实施例中，围绕设备400外周以组和以阵列排列的灯被顺序地闪烁，以创建旋转灯效果。顶侧照明620首先发生，右侧照明630第二，接下来是底侧照明640，随后是左侧照明650，以此类推。能够使旋转灯效果匹配到期望速率，例如匹配到按压的期望速率。如果所感测的和期望的速率有实质性的差异，则能够通过激活每组中的第二灯，改变旋转灯效果的颜色。此外，能够使不同颜色灯的模式交错在旋转中，以表示具体的感测状况。可以与旋转模式相呼应地操作显示器452。旋转模式的变形也落入本发明的范围内。

图7图示设备400防粘衬里480的额外的有用实施例。一种变型，防粘衬里484包括细长的缝或空隙。所述缝允许防粘衬里484在救援期间被放置在患者的口上，以充当通气呼吸屏障。也可以将合适的使用说明印刷在防粘衬里484上。另一实施例，防粘衬里486包括被印刷在衬里上的图形说明，以用于在CPR的步骤中辅助救助者。

前述装置与方法的变形被认为落入要求保护的本发明的范围内。例如，在本发明的范围内，所述基板上的部件的具体数目和布置，或者所述设备的具体大小、形状和外观可以不同。

Claims (14)

1.一种心肺复苏(CPR)辅助设备(400)，包括：

基板(410)；

加速度计(414)，其被安装在所述基板上，并且能用于检测与CPR胸部按压相关的运动；

力传感器(412)，其被安装在所述基板上，并且能用于检测与所述CPR胸部按压相关的力；

控制器(416)，其被安装在所述基板上，并且被设置为与所述加速度计和所述力传感器进行电子通信；

半透明或透明的视觉输出层(430)，其被设置在所述基板之上，并且具有围绕所述视觉输出层的外周的边缘表面，所述视觉输出层具有灯，所述灯具有由所述控制器控制的第一颜色；以及

顶盖(450)，其被设置在所述视觉输出层之上并且被设置为提供救助者的手与所述力传感器之间的接合表面，

其中，所述灯能用于照亮所述视觉输出层的外周的边缘表面，以辅助CPR的应用。

2.如权利要求1所述的心肺复苏(CPR)辅助设备，其中，所述灯包括围绕所述视觉输出层的所述外周布置的多个LED。

3.如权利要求2所述的心肺复苏(CPR)辅助设备，其中，所述控制器能用于以CPR按压的期望速率闪烁所述灯。

4.如权利要求3所述的心肺复苏(CPR)辅助设备，还包括具有第二颜色并且围绕所述视觉输出层的所述外周布置的第二多个LED，其中，所述控制器能用于在CPR按压的所述期望速率与CPR按压的感测速率相差预定量的情况下，以所述期望速率闪烁所述第二多个LED。

5.如权利要求2所述的心肺复苏(CPR)辅助设备，其中，所述控制器能用于以具有对应于CPR按压的期望速率的周期的模式，顺序地闪烁所述多个LED中的每个。

6.如权利要求5所述的心肺复苏(CPR)辅助设备，还包括具有第二颜色并且围绕所述视觉输出层的所述外周布置的第二多个LED，其中，所述控制器能用于在CPR按压的所述期望速率与CPR按压的感测速率相差预定量的情况下，以具有对应于所述期望速率的周期的模式，顺序地闪烁所述第二多个LED中的每个。

7.如权利要求2所述的心肺复苏(CPR)辅助设备，还包括具有第三颜色并且围绕所述视觉输出层的所述外周布置的第三多个LED，其中，所述控制器能用于以通气的期望速率闪烁所述第三多个LED。

8.如权利要求1所述的心肺复苏(CPR)辅助设备，还包括具有第二颜色的第二灯，

其中，所述控制器感测所述CPR按压的状况，并且根据所感测的状况选择性地控制所述灯和所述第二灯。

9.如权利要求8所述的心肺复苏(CPR)辅助设备，还包括振动元件，所述振动元件能用于向所述顶盖提供触觉反馈，其中，所述控制器根据所感测的状况选择性地控制所述振动元件。

10.如权利要求1所述的心肺复苏(CPR)辅助设备，还包括：

胶粘剂背层，其被设置在所述基板的与所述视觉输出层相对的侧面上，所述的胶粘剂能用于将所述设备粘附到患者的胸部；以及

可移除防粘衬里，其被设置在所述胶粘剂背层之上，以在使用之前保护所述的胶粘剂。

11.如权利要求10所述的心肺复苏(CPR)辅助设备，还包括与所述控制器电子通信的部署传感器，并且其中，所述可移除防粘衬里还包括被设置为与所述部署传感器电子通信的导电条，此外，其中，所述控制器在所述部署传感器与所述导电条被分离时激活所述设备。

12.如权利要求11所述的心肺复苏(CPR)辅助设备，其中，所述防粘衬里包括通气屏障。

13.如权利要求12所述的心肺复苏(CPR)辅助设备，还包括被设置在所述防粘衬里上的CPR辅助图形说明。

14.如权利要求1所述的心肺复苏(CPR)辅助设备，还包括无线发射器，所述无线发射器与所述控制器可控通信地被设置在所述基板上，所述发射器还包括蓝牙发射器或Wi-Fi发射器。