用于适当的胸外按压的矫正提示系统的制作方法
【专利说明】
[0001] 相关申请
[0002] 本申请要求于2012年4月20日提交的美国临时申请第61/636,419号的相关权 益，其全部内容通过引用合并在此。
技术领域
[0003] 本发明涉及改进的方法及装置以协助使用者对心脏骤停患者进行心肺复 苏（cardio-pulmonary resuscitation, CPR)。具体地，本发明涉及自动体外除颤器 (Automated External Defibrillators, AEDs)改进的提示系统，医疗急救设备，以及利用 有关心肺复苏性能的传感器数据向执行心脏复苏的个人提供及时、准确，并且清楚的矫正 指令的相关方法。
【背景技术】
[0004] 自动体外除颤器是已知的，并广泛地用于帮助除颤及心肺复苏。自动体外除颤器 几十年前就已开发出来，用来在对心脏骤停患者进行救护的过程中提供紧急治疗选择。自 动体外除颤器已普遍存在于诸如办公室，购物中心，体育场，以及其他高人流区域的公共场 所。自动体外除颤器使得市民能够在公共场所对心脏急症提供医疗救助，以前在公共场所 是无法得到这种在心脏突发事件关键的早期阶段的救助的。
[0005] 最近临床指南强调良好质量的心肺复苏对维持昏迷患者的血液循环以及提高电 击存活几率的重要性。由于大多数心脏骤停发生在医院外，而是公共场所，像自动体外除 颤器的设备对社会具有巨大的价值，它能够协助进行过心肺复苏培训的公众完成更好的按 压。目前，一些自动体外除颤器提供了与测量按压深度、按压速度、以及按压有效性的传感 器的接口，包括但不限于：压电传感器、压力传感器、加速计、力传感器等。然而，在许多设备 中，这些测量不是特别有用的，因为不能证明该测量向救助者提供了有效的指导。
[0006] 因此，渴望得到快速评估心肺复苏是否有效地执行并且向救助者快速地发送适当 矫正提示的改进的方法和装置。
【发明内容】
[0007] 本发明由权利要求1和10限定。从属权利要求涉及优选的实施方式。
[0008] 本发明实施方式通过使用信息论准则在心肺复苏过程中提供矫正提示的方法和 装置从而克服了现有技术的问题，其中在心肺复苏过程中处理来自于各种传感器的数据以 产生矫正提示，并提供柔性且自适应的用户界面以控制提示。本发明实施方式包括对心肺 复苏按压历史的分析以便给出一致且有效的矫正提示。而且，这种实施方式从只不过是小 的错误和差别中识别出按压中需要即时矫正的关键错误。此外，公开了更高级的用户界面 以及多个心肺复苏提示选择。
[0009] -个实施方式指向具有矫正心肺复苏提示系统的自动体外除颤器。自动体外除颤 器包括获取心肺复苏胸外按压的按压测量数据的传感器。自动体外除颤器还包括具有微处 理器的控制系统，微处理器编程成对按压测量数据自动地运行非参数、信息论的分析，并把 结果储存到在控制系统内的存储器中。分析包括对按压测量数据排序，确定提示时间，在提 示时间生成深度和速度测量的直方图，其把直方图的间隔划分成多个部分，基于多个因素 对按压测量数据加权，通过把概率密度函数映射到信息量函数中得出按压测量数据的信息 量，决定特定的矫正提示是否必需，以及确定矫正提示必需时使用自动体外除颤器中提供 矫正心肺复苏指令的提示装置。
[0010] 本发明另一实施方式指向具有矫正心肺复苏提示系统的自动体外除颤器。自动体 外除颤器包括多个传感器，控制系统，提示模块和自适应用户界面。多个传感器获取心肺复 苏胸外按压的按压测量数据和心电图数据。控制系统具有使用按压测量数据的非参数信息 论准则对按压测量数据的历史进行分析并决定矫正提示是否必需的装置。在矫正提示被控 制系统确定为必需时，提示模块提供矫正心肺复苏指令。
[0011] 根据本发明的实施方式，提供了用使用信息论准则的自动体外除颤器矫正心肺复 苏提示的方法。该方法包括用一个或多个与自动体外除颤器连接的传感器接收或读出关于 对心脏骤停患者执行的胸外按压的按压测量数据。该方法还包括在自动体外除颤器接收到 按压测量数据时对其排序，用自动体外除颤器包括微控制器的控制系统确定提示时间，在 提示时间用控制系统生成深度和速度测量值的直方图，基于多个因素用控制系统对数据加 权，用自动体外除颤器把深度参数数据的分布与期望且可接受的分布相比较，以及对不正 确深度或速度的按压发出矫正提示。
[0012] 注意到提供提示或指令的方法的运作不需要进行治疗是重要的。特别地，在培训 场景提供指令而无需真实的心脏骤停患者是可行的。
[0013] 而且，能够用该方法完全自动地执行心肺复苏，即，心肺复苏由自动心肺复苏装置 实现无需医生等参与。在这点上，提示理解成向自动心肺复苏装置给出指令。
[0014] 通过考虑以下本发明各实施方式的详细描述并结合附图可更完整地理解本发明。
【附图说明】
[0015] 图IA大体示出根据本发明实施方式用心肺复苏和自动体外除颤器治疗心脏骤停 患者的实例。
[0016] 图IB示出根据本发明实施方式用于自动体外除颤器的心肺复苏辅助设备的实 例。
[0017] 图IC示出根据本发明实施方式用于自动体外除颤器的心肺复苏辅助设备用在心 脏骤停患者身上的实例。
[0018] 图2大体示出根据本发明实施方式的自动体外除颤器的硬件示意图的实例。
[0019] 图3示出根据本发明实施方式阐述心肺复苏提示系统总图的流程图。
[0020] 图4大体示出根据本发明实施方式用于胸外按压的矫正提示系统的流程图。
[0021] 图5A-C大体示出根据本发明实施方式的潜在直方图较低深度阈值和较高深度阈 值变化的实例。
[0022] 图6A-C大体示出根据本发明实施方式由图5A-C中相应的概率密度函数映射得到 的信息量I (X)。
[0023] 图7大体示出根据本发明实施方式的心肺复苏反馈系统分析和决策步骤广义实 施方式的流程图。
[0024] 图8大体示出根据本发明实施方式用于矫正提示的测量和提示系统的流程图。
[0025] 图9A-C大体示出根据本发明实施方式来自传感器的心肺复苏按压周期波形的实 例。
【具体实施方式】
[0026] 在权利要求的范围内，本发明的各种实施方式可以以其它具体形式体现，因此示 出的实施方式在所有方面都应当认为是说明性而非限制性的。
[0027] 在本发明的各种实施方式中，公开了一种快速且可靠地评估来自患者的传感器按 压数据并发出适当的矫正提示指令的装置和方法。图IA描绘了正经历复苏尝试并用心肺 复苏治疗的心脏骤停患者。救助者10在适当的位置向患者20快速提供胸外按压。美国心 脏协会（AHA)已建议所有救助者（无论是否培训过）都应当向所有的心脏骤停患者提供胸 外按压，并且对于所有患者来说（不管其年龄）胸外按压应当是最初的心肺复苏行为。通 过在心脏和大脑中提供关键的血液循环，心肺复苏通常提高了患者的存活机会。
[0028] 许多当前的自动体外除颤器配备成通过向救助者提供口头和/或可视的提示来 协助心肺复苏。在图IA中，自动体外除颤器100连接至一对位于患者胸部上的电极104和 106。此外，在复苏尝试中，又一中心放置的心肺复苏辅助设备108(有时称作"心肺复苏定 位盘"）能够与自动体外除颤器一起使用。在一些实施方式中，自动体外除颤器100备有具 有铰接盖112的中心隔间，当不使用自动体外除颤器100时，该隔间可放置电极104和106 以及心肺复苏辅助设备108。在图IA中，盖112处于打开形态，因此是准备使用的状态。 在一个实施方式中，打开这个盖112启动了自动体外除颤器100,于是开始向使用者传送提 示。提示可包括来自扩音器114的语音提示以及来自显示器116的可视提示。其他的实施 方式可使用其他的方法来启动自动体外除颤器，诸如按钮或语音识别及提示。
[0029] 作为自动体外除颤器的一部分的各种传感器可用来进行与心肺复苏性能有关的 测量。这些传感器可整合到心肺复苏辅助设备108中或者作为另一些心肺复苏设