特開 2017-164033 自動体外式除細動器

(19)【発行国】日本国特許庁(JP)

(12)【公報種別】公開特許公報(A)

(11)【公開番号】特開2017-164033(P2017-164033A)

(43)【公開日】2017年9月21日

(54)【発明の名称】自動体外式除細動器

(51)【国際特許分類】

   A61N 1/39 20060101AFI20170825BHJP

   A61B 5/02 20060101ALI20170825BHJP

   A61B 5/0402 20060101ALI20170825BHJP

【ＦＩ】

   A61N1/39

   A61B5/02 310B

   A61B5/02 B

   A61B5/04 310M

【審査請求】未請求

【請求項の数】6

【出願形態】ＯＬ

【全頁数】10

(21)【出願番号】特願2016-49591(P2016-49591)

(22)【出願日】2016年3月14日

(71)【出願人】

【識別番号】390012737

【氏名又は名称】株式会社フジタ医科器械

(74)【代理人】

【識別番号】100161322

【弁理士】

【氏名又は名称】白坂 一

(74)【代理人】

【識別番号】100151677

【弁理士】

【氏名又は名称】播磨 里江子

(72)【発明者】

【氏名】前多 宏信

(72)【発明者】

【氏名】山村 晴雄

【テーマコード（参考）】

4C017

4C053

4C127

【Ｆターム（参考）】

4C017AA09

4C017AA12

4C017AA19

4C017AB06

4C017AC16

4C017AC28

4C017BC11

4C017BC17

4C017BC23

4C017CC01

4C017CC06

4C017DD07

4C017DD17

4C017EE01

4C017EE15

4C017FF05

4C053JJ18

4C053JJ23

4C053KK02

4C053KK03

4C053KK07

4C127AA02

4C127DD03

4C127HH06

4C127HH18

4C127HH21

4C127KK01

4C127LL04

(57)【要約】

【課題】血液の脈動する情報をセンサで測定分析して脈波として捉えることにより、胸骨圧迫によって本当に血液が循環しているのか否かを知ることができる自動体外式除細動器を提供すること。
【解決手段】被救助者の胸部に貼り付けて電気ショックを付与する一対の除細動パッドを有するＡＥＤ本体と、ＡＥＤ本体に設けられて被救助者の頭部における脈波を検出する脈波センサユニットと、を備える。
【選択図】図１

【特許請求の範囲】

【請求項1】

被救助者の胸部に貼り付けて電気ショックを付与する一対の除細動パッドを有するＡＥＤ本体と、
前記ＡＥＤ本体に設けられて被救助者の頭部における脈波を検出する脈波センサユニットと、
を備える、自動体外式除細動器。

【請求項2】

前記脈波センサユニットは、
人体頭部に向けて近赤外領域の近赤外光を照射する発光部と、
人体頭部に接触して前記発光部から照射した近赤外光の人体頭部からの反射光を受光する受光部と
を備える、請求項１に記載の自動体外式除細動器。

【請求項3】

前記脈波センサユニットは、
被救助者の胸骨圧迫時における脳内血液の酸素飽和度を測定する測定部を備える、
ことを特徴とする請求項１又は請求項２に記載の自動体外式除細動器。

【請求項4】

前記脈波センサユニットは、
被救助者の胸骨圧迫時における脳内血液のヘモグロビンインデックスを測定することによって得られる血液の脈動を測定分析する測定部を備える、
ことを特徴とする請求項１乃至請求項３のいずれか１の請求項に記載の自動体外式除細動器。

【請求項5】

前記ＡＥＤ本体は、
前記測定部によって脈動を測定分析して得られた信号波形から、当該波形の山又は谷のタイミングで胸骨圧迫動作を救助者に報知する報知部を備える、
ことを特徴とする請求項４に記載の自動体外式除細動器。

【請求項6】

前記脈波センサユニットは、
被救助者の胸骨圧迫時における脳内血液の酸素飽和度及びヘモグロビンインデックスを測定することによって得られる血液の脈動を測定分析する測定部と、
前記酸素飽和度の測定値が所定の基準値を超えたことを契機として前記一対の除細動パッドから被救助者の胸部に電気ショックを付与してもよい旨を報知する報知部と、
を備えることを特徴とする請求項１又は請求項２に記載の自動体外式除細動器。

【発明の詳細な説明】

【技術分野】

【0001】

本発明は、自動体外式除細動器に関し、特に、適切な胸骨圧迫が行われているかを検出する自動体外式除細動器に関する。

【背景技術】

【0002】

従来から、パッドを胸部に貼ることによって心電図を測定し、その波形解析によって除細動を自動的に行う自動体外式除細動器（以下、「ＡＥＤ」と称する）が知られている。

【0003】

また、このようなＡＥＤを利用する際の前段階として人口的に行われる心肺蘇生（胸骨圧迫と人工呼吸）のうち、所謂心臓マッサージとも称される胸骨圧迫に際しては、その深さとテンポが重要な要素となっている。通常、成人の場合、胸骨圧迫の深さは２インチ（５ｃｍ）以上が推奨され、圧迫回数のテンポは１００〜１２０回／分で行うべきであるとされている（心肺蘇生と救急心血管治療のためのガイドライン２０１５年改訂版）。

【0004】

一方、近年のＡＥＤにあっては、上述した人口的に行う心肺蘇生が適切に行われているのかを加速度センサを用いてフィードバックするものが知られている（例えば、特許文献１参照）。このＡＥＤは、胸骨圧迫の速度や深度を測定し、適切な胸骨圧迫が実施されているかどうかを音声により施術者にアドバイスする機能を有している。

【先行技術文献】

【特許文献】

【0005】

【特許文献1】特開２００５−０４６６０９号公報

【発明の概要】

【発明が解決しようとする課題】

【0006】

ところで、除細動装置でショック電圧をかけるタイミングの適正を判断する手法として、脳内酸素飽和度が４０〜５０％以上にならないとＲＯＳＣ（心拍再開）し難いという指摘もでてきている。したがって、脳内酸素飽和度が４０〜５０％以上に達するまでは胸骨圧迫（胸骨圧迫）を継続するのが、蘇生後の患者の予後をも改善するとも言われている。

【0007】

しかしながら、上述した加速度センサを用いたＡＥＤにあっては、臨床現場では胸骨圧迫の深さやテンポは理想的であったとしても、その効果を得られているかを実際に知ることができるものではなかった、すなわち、加速度センサは、深さとテンポとを知ることはできても、本当にその胸骨圧迫によって血液が循環している証拠になるという情報を得ることはできないのが実情であった。

【0008】

本発明は、上述のような課題を解決するために、血液の脈動する情報をセンサで測定分析して脈波として捉えることにより、胸骨圧迫によって本当に血液が循環しているのか否かを知ることができる自動体外式除細動器を提供することを目的とする。

【課題を解決するための手段】

【0009】

本発明に係る自動体外式除細動器は、上記目的を達成のため、被救助者の胸部に貼り付けて電気ショックを付与する一対の除細動パッドを有するＡＥＤ本体と、ＡＥＤ本体に設けられて被救助者の頭部における脈波を検出する脈波センサユニットと、を備えるものである。

【発明の効果】

【0010】

本発明によれば、血液の脈動する情報をセンサで測定分析して脈波として捉えることにより、胸骨圧迫によって本当に血液が循環しているのか否かを知ることができる。

【図面の簡単な説明】

【0011】

【図1】本発明の一実施の形態に係る自動体外式除細動器の使用状態の模式図である。

【図2】本発明の一実施の形態に係る他の自動体外式除細動器のブロック図である。

【発明を実施するための形態】

【0012】

次に、本発明に係る一実施の形態について図面を参照して説明する。

【0013】

図１に示すように、自動体外式除細動器（以下、「ＡＥＤ」と称する）１０は、図示しない収納ケース等に収納したＡＥＤ本体１１と、ＡＥＤ本体１１に設けた電源スイッチ１２と、表示部１３と、音声部１４と、ショックスイッチ１５と、一対の除細動パッド１６と、脈波センサユニット２０と、を備える。

【0014】

ＡＥＤ本体１１は、硬質樹脂等の成型品であり、内部に後述する制御ユニットを収納している。ＡＥＤ本体１１は、携帯可能となるように、把手１７を一体に備えている。

【0015】

電源スイッチ１２は、ＡＥＤ本体１１の制御ユニットを駆動するためのメインスイッチとしての機能を有している。なお、電源スイッチ１２は、例えば、ＡＥＤ本体１１を図示しない収納ケースから取り出したときに自動的にＯＮするように構成し、人為的に操作するスイッチを配置しない場合もある。

【0016】

表示部１３は、例えば、被救助者Ｐの状態確認後の結果や、救助者（図示せず）に操作手順等の表示ガイダンスを出力する。

【0017】

音声部１４は、ＡＥＤ本体１１の内部に配置され、例えば、被救助者Ｐの状態確認後の結果や、救助者（図示せず）に操作手順や注意喚起等の音声ガイダンスを出力する。

【0018】

ショックスイッチ１５は、制御ユニットにより被救助者Ｐの状態がショック必要と判定した場合に、電気ショックを与えるためのトリガースイッチとしての機能を有している。ショックスイッチ１５は、救助者が誤って起動させないよう、電気的なロック機能を有している。

【0019】

一対の除細動パッド１６は、被救助者Ｐの胸部（人体頭部）に貼り付けることにより、心電位等の被救助者Ｐの生体情報を取得するととともに、非救助者Ｐに電気ショックを付与する。

【0020】

なお、これら電源スイッチ１２、表示部１３、音声部１４、ショックスイッチ１５、一対の除細動パッド１６は、公知のＡＥＤ１０に搭載したものと同一の機能であり、その配置等は任意である。

【0021】

脈波センサユニット２０は、ＡＥＤ本体１１に着脱可能に取り付けるコネクタ２１と、コネクタ２１に一端を接続した配線２２と、配線２２の他端に設けた脈波センサパッド２３と、脈波センサパッド２３に設けた一対の発光部２４及び受光部２５と、を備える。なお、コネクタ２１には、例えば、ＵＳＢコネクタやＲＳ２３２Ｃインターフェイスコネクタを用いることができる。なお、ＡＥＤ本体１１との接続には、医療規格の絶縁構造を備えたＵＳＢコネクタ又はＲＳ２３２Ｃインターフェイスコネクタとすれば、ＡＥＤ本体１１と簡便に接続することができるうえ、組み込み装置として機能させることが可能となる。すなわち、既存のＡＥＤ１０に脈波センサユニット２０を適用可能とするためには、ＡＥＤ１０が発生するショック電圧に十分耐えうるモジュールとする必要がある。したがって、医療機器の安全企画に準じたＣＦ型装着部をもったものとすればよい。

【0022】

ここで、先に上述した制御ユニットの構成を図２に基づいて説明する。図２において、本実施の形態における制御ユニット３０は、本実施の形態に係るプログラムを格納した記憶部３１と、記憶部３１に格納したプログラムに従って各種処理を実行する制御部３２と、でコンピュータ構成している。

【0023】

例えば、制御部３２は、電源スイッチ１２がＯＮされると、記憶部３１に格納したプログラムに従って、表示部１３及び音声部１４を制御してガイダンスを実行させる。

【0024】

制御部３２は、脈波センサユニット２０をＡＥＤ本体１１に装着させる旨、並びに、脈波センサパッド２３を被救助者Ｐの額（頭部）に貼り付ける旨、等の各ガイダンスを表示部１３及び音声部１４の少なくともいずれか一方から行わせる。そのうえで、制御部３２は、光源制御部２６を制御して発光部２４から近赤外光を照射させる。また、制御部３２は、受光部２５で受光した反射光に基づいて測定部２７で測定した脈波に関する生体情報を取得する。これにより、制御部３２は、脈波センサユニット２０からの脈波に関する生体情報に応じて表示部１３及び音声部１４の少なくともいずれか一方を制御する。

【0025】

一方、制御部３２は、切替部３３を制御して被救助者Ｐの胸部に貼り付けた除細動パッド１６から心電位等の被救助者Ｐの生体情報に基づくショックの要否に関する判断結果を判断部３４から取得する。

【0026】

ここで、制御部３２は、判断部３４からショック要の判断結果を取得した場合、電源部３５を制御して図示しないバッテリからの電力を発生部３６にチャージさせる。制御部３２は、チャージが完了したら、ショックスイッチ１５の操作の受け付けを許可するとともに切替部３３を制御し、除細動パッド１６の状態を生体情報の取得状態から被救助者Ｐに電気ショックを与えるショック状態に切り替える。そして、制御部３２は、救助者のショックスイッチ１５の操作によって発生部３６にチャージした電力により被救助者Ｐに電気ショックを与える。

【0027】

発光部２４には発光ダイオード（ＬＥＤ）を用いており、受光部２５にはフォトダイオード（ＰＤ）を用いている。発光部２４は、光源制御部２６から出力された発光信号に応じて測定時に発光し、生体内（脳内）に近赤外光（例えば、パルス光）を照射する。受光部２５は、生体内に向けて照射した近赤外光と同期したタイミングで生体内からの反射光を受光する。なお、発光部２４の発光素子はＬＥＤでなくてもよく、近赤外領域の複数波長の光を順次出力できるものであれば、例えば、レーザダイオードでもよい。

【0028】

光源制御部２６は、発光部２４の駆動を指示するための指示信号を発光部２４に出力する。指示信号には、発光部２４が照射する近赤外光の強度や波長（例えば、７７０ｎｍ，８００ｎｍ，８７０ｎｍのうちいずれかの波長）などの情報が含まれている。光源制御部２６は、制御部３２から受けた駆動信号に基づいて発光部２４の発光を制御する。

【0029】

本実施の形態において、測定部２７は、脳内血液の酸素飽和度ｒＳＯ２とヘモグロビンインデックスＨｂＩとを測定する。ヘモグロビンインデックスＨｂＩは血管内のヘモグロビンの量の変化を反映している。被救助者Ｐが救助者によって胸骨圧迫されると心臓が胸骨上から押され、心臓内にある血液が押し出される。また、胸骨圧迫が解除されると心臓内の弁が閉じて血液が逆流することなく肺動脈から新たな血液が心臓に送り込まれる。そして、この胸骨の圧迫と圧迫解除とを繰り返すことによって脳や臓器に血液が循環され被救助者Ｐの蘇生に寄与することができる。

【0030】

したがって、測定部２７は、ヘモグロビンインデックスＨｂＩの測定時に得られる血液の脈動する情報を測定分析し、脈波として捉えることによって、脈波における波形の山又は谷を識別することができる。

【0031】

この脈波における波形の山又は谷になったタイミングで、表示部１３又は音声部１４によりガイダンスを出力することによって、救助者にその胸骨圧迫テンポと明らかに血液が流動している旨を知らせることができる。

【0032】

この際、胸骨圧迫テンポとは、本当に心臓から脳内に送り出された血液による結果の証拠となるため、単純に加速度センサにより胸骨が移動したテンポによるものとは異なり、信頼性を向上することができる。

【0033】

このように、脈波センサユニット２０を用いることにより、ヘモグロビンインデックスＨｂＩから得られた脈波に関する情報によるテンポが１００〜１２０回／分となるように救助者が行う周期を合わせることが可能になると同時に、脈波が出る＝心臓が的確に押されている、ことが確認できるので、効果のある胸骨圧迫が可能となる。

【0034】

さらに、胸骨圧迫時に脳内血液の酸素飽和度ｒＳＯ２を測定しているので、心肺蘇生による自己心拍再開（ＲＯＳＣ）が可能となる値になるまで集中的に胸骨圧迫を繰り返す動作を促すことができる。これにより、救助者による頸動脈の触れや呼吸の確認のための動作を省くことにも貢献することができ、早期にＲＯＳＣ可能な状態にし易くすることができる。

【0035】

このような基本構成において、本実施の形態に係る自動体外式除細動器１０は、被救助者Ｐの胸部に貼り付けて電気ショックを付与する一対の除細動パッド１６を有するＡＥＤ本体１１と、ＡＥＤ本体１１に設けられて被救助者Ｐの頭部における脈波を検出する脈波センサユニット２０と、を備えることにより、血液の脈動する情報をセンサで測定分析して脈波として捉え、胸骨圧迫によって本当に血液が循環しているのか否かを知ることにある。

【0036】

次に、本実施の形態に係るＡＥＤ１０を用いた使用例を説明する。なお、本実施の形態に係る脈波センサユニット２０を搭載していない場合のＡＥＤ１０を用いた蘇生では、以下のアルファベット順で行うものとされる。

【0037】

（Ａ）被救助者Ｐの反応を確認
（Ｂ）助けを呼ぶ
（Ｃ）被救助者Ｐの気道を確保
（Ｄ）被救助者Ｐの呼吸の確認
（Ｅ）被救助者Ｐに人工呼吸を行う
（Ｆ）被救助者Ｐの心臓マッサージを行う
（Ｇ）ＡＥＤ１０の電源スイッチ１２を投入する
（Ｈ）被救助者Ｐの胸部に除細動パッド１６を貼る
（Ｉ）被救助者Ｐの心電図を解析する
（Ｊ）被救助者Ｐに電気ショックを与える

【0038】

これに対し、脈波センサユニット２０を搭載した場合のＡＥＤ１０を用いた蘇生では、以下の数字順で行う。なお、以下の手順は、あくまでも救助者がＡＥＤ１０を用いた救命措置の場合であって、医師等の適切な胸骨圧迫を行うことができる救命処置の際には、同じＡＥＤ１０を用いたとしても、脈波センサユニット２０は用いなくてもよい。

【0039】

（１）被救助者Ｐの反応を確認
（２）助けを呼ぶ
（３）被救助者Ｐの気道を確保
（４）被救助者Ｐの呼吸の確認
（５）被救助者Ｐの頭部に脈波センサパッド２３を貼る
（６）ＡＥＤ１０の電源スイッチ１２を投入する
（７）被救助者Ｐに人工呼吸を行う
（８）被救助者Ｐの心臓マッサージを行う
（９）被救助者Ｐの胸部に除細動パッド１６を貼る
（１０）被救助者Ｐの心電図を解析する
（１１）被救助者Ｐに電気ショックを与える

【0040】

なお、上記の手順のうち、例えば、（５）〜（７）はこの順でなくてもよい。また、上記手順（５）を用いることにより、（６）の電源投入手順の順序が（８）の心臓マッサージ手順よりも先になった以外、救助者が行う救命動作そのものは公知の救命動作と同一である。したがって、以下の説明では、上記（８）被救助者Ｐの心臓マッサージを行う、の場合に特化して説明する。

【0041】

近赤外線酸素飽和度モニターとしての脈波センサユニット２０の脈波センサパッド２３を被救助者Ｐの頭部に貼ると、発光部２４から毎秒１０回、異なった３波長の近赤外線による近赤外光が照射される。

【0042】

この近赤外光は、発光部２４と受光部２５との離間距離（例えば、３０〜４０ｍｍ）の７０〜８０％の深度の脳内において反射し、その反射光を受光部２５が受光する。

【0043】

受光部２５で受光した反射光は、測定部２７によってヘモグロビンによる吸光度の変化情報を時分割で測定する。

【0044】

脳内の血液の情報は、例えば、８００ｎｍの近赤外光で直接増減を測定することができるが、近赤外光の照射間隔を毎秒１０回程度としたのでは、波形の山及び谷を明確に判別することが困難とされている。そこで、本実施の形態では、この８００ｎｍを含む３つの異なる波長を用い、その全ての波形で上昇又は下降していれば、脈波として上昇又は下降したとの判定を測定部２７によって行うことができる。

【0045】

したがって、これら使用している３つの近赤外光を用いた波長全ての測定部２７での受光結果を合計すれば毎秒３０回になので、周期毎分１２０回＝毎秒２回の波形の山又は谷を十分に検出することができる。

【0046】

これにより、制御部３２は、この波形の山又は谷を用いて胸部圧迫による血液が脳内に達しているか否かを含み、胸部圧迫リズムを表示部１３及び音声部１４と用いて救助者に報知することにより、適切な胸部圧迫を行えているかを認識することができる。

【0047】

この際、例えば、肥満体系の人のように胸部圧迫の強さが足りない場合や、胸部圧迫位置がずれている場合のように、単に加圧センサを用いただけでは十分な胸部圧迫が行えていない可能性があるような場合であっても、適切な胸部圧迫を行えているかを認識することができる。

【0048】

そして、制御部３２は、発光部２４と受光部２５とが同期するように光源制御部２６と測定部２７とを制御している。測定部２７は、受光部２５で受光した複数波長の信号を時分割して収集記録し、各波長の吸光度合の比率Ｒ／ＩＲを求めて血液の酸素飽和度とヘモグロビンの量の相対値とを計算し、記憶部３１に記憶するとともに表示部１３に表示する。なお、測定原理は近赤外線の生体内での吸光度合は組織に含まれるヘモグロビンの濃度に比例するという、ベアーランバートの法則で計算する。

【0049】

したがって、制御部３２は、測定部２７の判定結果により脳内に十分に血流が流れたとの判定結果が出力されたとき、若しくは、測定部２７の測定結果に基づいて脳内に十分に血流が流れたと判定したときに、チャージを開始するとともに表示部１３及び音声部１４を用いて被救助者Ｐにショックを与える旨を報知する。また、制御部３２は、例えば、ショックスイッチ１５が動作可能な状態になっていることや、被救助者Ｐから離れることなどの報知を行う。なお、制御部３２は、例えば、測定部２７が、被救助者Ｐの酸素飽和度に対する測定値が所定の基準値（例えば、４０％）を超えたと判定したときに、それを契機として表示部１３及び音声部１４を報知部として用いて被救助者Ｐにショックを与える旨を報知する。

【0050】

これにより、救助者は、ショックスイッチ１５を操作して救助者にショックを与えることが可能となる。

【0051】

このように、本実施の形態に係る自動体外式除細動器１０は、被救助者Ｐの胸部に貼り付けて電気ショックを付与する一対の除細動パッド１６を有するＡＥＤ本体１１と、ＡＥＤ本体１１に設けられて被救助者Ｐの頭部における脈波を検出する脈波センサユニット２０と、を備えることにより、血液の脈動する情報をセンサで測定分析して脈波として捉え、胸骨圧迫によって本当に血液が循環しているのか否かを知ることができる。

【0052】

ところで、本発明の自動体外式除細動器１０は、上記の実施の形態に限定されるものでなく、特許請求の範囲に記載した技術的範囲には、発明の要旨を逸脱しない範囲内で種々、設計変更した形態が含まれる。

【0053】

例えば、発光部２４と受光部２５との離間距離は、その離間距離によって測定できる生体組織の深さを変更することができる。発光部２４と受光部２５とは、中心間距離に対して７０〜８０％の深さを測定することができる。したがって、例えば、大人用と子供用とのように、異なった離間距離のものを複数用意し、必要に応じてＡＥＤ本体１１に着脱可能に取り付けることができる。

【0054】

また、自動体外式除細動器１０は、一対の発光部２４及び受光部２５で被救助者Ｐの頭部の生体情報を測定するものとして説明したが、左右各１対配置すれば左右の脳の情報が確認できる。この場合、例えば、一方の発光部及び受光部による生体情報の測定位置と、他方の発光部及び受光部による生体情報の測定位置と、で生体内に対する深度を変えることもできる。

【0055】

以上説明したように、本発明に係る自動体外式除細動器は、血液の脈動する情報をセンサで測定分析して脈波として捉えることにより、胸骨圧迫によって本当に血液が循環しているのか否かを知ることができるという効果を有し、適切な胸骨圧迫が行われているかを検出する自動体外式除細動器全般に有用である。また、酸素飽和度の監視により、基準の値（例えば、５０％以下）の場合には心肺蘇生による自己心拍再開（ＲＯＳＣ）しない場合が多いことが知られているので、基準の値以下の場合には、効果の少ないショックを与えないことにより、蘇生後の予後を悪化させないという効果も期待することができる。なお、ショックを与えてもＲＯＳＣしない場合は、心筋が消耗して予後が悪くなると危惧されている。

【符号の説明】

【0056】

Ｐ 被救助者
１０ 自動体外式除細動器
１１ ＡＥＤ本体
１２ 電源スイッチ
１３ 表示部（報知部）
１４ 音声部（報知部）
１５ ショックスイッチ
１６ 除細動パッド
２０ 脈波センサユニット
２４ 発光部（ＬＥＤ）
２５ 受光部（ＰＤ）
２６ 測定部

【図1】

【図2】