[发明专利]包括生理传感器的心肺复苏装置

说明书

技术领域

本发明涉及心肺复苏的领域，并且更具体地涉及在施行心肺复苏期间优化血流量。本发明解决了生理传感器和包括生理传感器的心肺复苏装置。

背景技术

心肺复苏(CPR)是用于增加从心脏停搏生存的机会的公知技术。然而，执行具有连续高质量的手动心肺复苏是非常困难的。由于CPR质量是生存的关键，因此有很强的驱动力去取得机械自动化设备以替代较不可靠并且持续时间长的手动胸部按压。最近，自动化的CPR(A-CPR)装置被引入市场。

当前的A-CPR系统(例如在专利出版物US 6171267、US 20040230140A1、US 6066106A中描述的系统)对患者施加标准按压。很明显，针对患者定制胸部按压是有益的。例如，潮气末CO₂能够用于优化针对肺循环的CPR。

在CPR期间优化大脑流量将可能对心脏停搏治疗的结果具有大的影响。此外，与大脑灌注相关的反馈将提供机会，以优化针对具体受害者的CPR流程。这是非常有价值的选项，并且是对于所谓的个性化CPR的关键步骤。美国专利号7190999描述了用于辅助救助者在受害者上执行手动CPR的装置。所述装置包括用于测量血液氧合的SpO₂传感器。提示设备以声音传达救助者应当执行一个或多个动作，以改进手动CPR。

“Ein bildgestütztes funktionelles Verfahren zur optoelektronischen Erfassung der Hautperfusion”，Dissertation Technischen Hochschule Aachen，(2008年1月28日)描述了具有三脚架的研究设置，在所述三脚架上具有多个单独的光源基于发光二极管的阵列，并且摄像头被安装。

WO 2010/004499 A1描述了具有血液灌注反馈的自动化的CPR装置。

WO 2011/042858 A1描述了一种用于处理信号的系统，所述系统包括表示生物中的周期性现象的部件。

在心脏停搏期间，去往非重要器官的血流量由血管收缩而强烈减少。去往大脑的血流量没有被限制；因此期望测量连接到负责大脑灌注的动脉的动脉中的血流量或血量。在原理上能够利用超声、生物阻抗或光电体积描记(PPG)技术监测在这样的动脉中的流量。这样的技术要么昂贵要么非常易于出现由于胸部按压的运动伪影。从所期望的信号移除这些伪影也是极其困难的。这样的技术的又一缺点是高流量的位置从患者到患者变化。

远程光电体积描计(PPG)是使用摄像机来测量皮肤颜色变化的方法，所述方法被描述在Wim Verkruysse、Lars O.Svaasand和J.Stuart Nelson 的“Remote plethysmographic imaging using ambient light”，Optics Express，第16卷，第26号，2008年12月。所述方法基于以下原理：皮肤中的血量的时间变化引起由皮肤造成的光吸收的变化。这样的变化能够由视频摄像机记录，所述视频摄像机拍摄皮肤区域(例如面部)的图像，同时跨越手动或自动选择的区域(通常在这一系统中的前额的部分)处理计算像素平均信号。通过观看这一平均信号的周期性变化，能够提取诸如心跳速率和呼吸速率的生理参数。

光电体积描记是用于使用皮肤反射变化来表征特定的周期性生理现象的方法。人类皮肤能够被建模为具有至少两层的对象，其中一层是表皮(薄的表面层)，而另一层是真皮(在表皮下面的较厚层)。大概光的入射光中的5％在表皮中被反射，对所有波长和皮肤颜色都是这样。剩余的光在被称为体反射(在双色反射模型中描述的)的现象中在两个皮肤层内被散射并吸收。

表皮表现得像光学滤波器，主要吸收光。取决于光的波长和在表皮中的黑色素浓度，光被发射。在真皮中，光既被散射又被吸收。吸收取决于血液组成，即血液的含量及其组成部分(例如血红蛋白、胆红素以及β-胡萝卜素)，因此吸收对血流量的变化是灵敏的。真皮的光学属性通常对于所有人种都是相同的。真皮包含血管的密集网络，大约占成人的总血管网络的10％。这些血管根据身体中的血流量收缩。因此，它们改变真皮的结构，这影响皮肤层的反射。因此，能够从皮肤反射变化确定心率。

然而，监测去往大脑的血流量的非侵入性技术是缺乏的，或者易于产生严重的运动伪影。

发明内容

获得考虑物理属性和患者当前的健康状态的心肺复苏装置将是所期望的。使自动化的心肺复苏装置能够找到有效但安全的以很大程度上自动化的方式操作的模式也是所期望的。