具有優(yōu)化的波形特性的人力機械式cpr裝置制造方法
【專利摘要】由凸輪驅(qū)動的CPR壓縮裝置，其中所述凸輪的形狀被確定成提供期望的壓縮波形。
【專利說明】具有優(yōu)化的波形特性的人力機械式CPR裝置
[0001] 本申請要求享有2012年6月14日提交的美國專利申請13/523, 561的優(yōu)先權。

【技術領域】
[0002] 以下描述的發(fā)明涉及CPR壓縮裝置領域。

【背景技術】
[0003] 心肺復蘇（CPR)是用來使遭受心臟停搏的人復蘇的公知和有價值的急救方法。 CPR需要重復的胸部壓縮以便擠壓心臟和胸腔來泵送血液通過身體。人工呼吸，諸如嘴對 嘴呼吸或袋式面罩裝置，被用來向肺供應空氣。當急救提供者有效地執(zhí)行人工胸部壓縮時， 身體中的血流為正常血流的大約25%到30%。然而，即使有經(jīng)驗的急救醫(yī)士也不能維持足 夠的胸部壓縮超過數(shù)分鐘。Hightower等的DecayInQualityOfChestCompressions OverTime, 26Ann.Emerg.Med. 300 (1995年9月）。因此，CPR在使患者撐住或蘇醒時并不常 常是成功的。不過，如果胸部壓縮能夠被充分地維持，那么心臟停搏受害人能夠被撐住延長 的時間段。延長的CPR努力（45到90分鐘）的偶然報道已被報道，其中受害人最終通過冠 狀動脈旁路手術被挽求女。見Tovar等的SuccessfulMyocardialRevascularizationand NeurologicRecovery,22TexasHeartJ. 271 (1995)。
[0004] 眾多研宄證實，由于救助者這方的心理運動技能水平、并且還需要高達150鎊的 力來壓縮胸骨至足以實現(xiàn)足夠血流的深度，高品質(zhì)的胸部壓縮是難以實現(xiàn)的。結果，救助者 在CPR期間常常疲勞到他們不能做出充分的壓縮的地步。
[0005] 為了提供更多的血流并增大旁觀者的復蘇努力的有效性，多種氣動的或電動的機 械裝置（機動裝置）已被提出以用于執(zhí)行CPR。在這些裝置的一個變體中，氣動驅(qū)動的活塞 利用剛性門架被懸置在患者上方，如在LUCAS?CPR裝置中那樣，或者利用懸臂式門架 裝置被懸置在患者上方，如在Thumper?CPR裝置中那樣。Lucas?II裝置使用電動機 驅(qū)動的活塞。在這些裝置中，活塞被反復地向下推動以便推動患者的胸部并從而壓縮胸部。 在這些裝置的另一個變體中，帶被放置在患者的胸部周圍并且該帶被用來實現(xiàn)胸部壓縮。 我們自己的專利，Mollenauer等的美國專利 6, 142, 962,ResuscitationDeviceHavingA MotorDrivenBeltToConstrict/CompressTheChest(2000 年 11 月 7 日）；Sherman等 的美國專利 6, 616, 620，CPRAssistDevicewithPressureBladderFeedback(2003 年 9 月 9 日）；Sherman等的美國專利 6, 066, 106，ModularCPRassistdevice(2000 年 5 月 23 日）；和Sherman等的美國專利 6, 398, 745,ModularCPRassistdevice(2002 年 6 月 4 日），展示了利用帶壓縮患者胸部的胸部壓縮裝置。這些專利中的每一個因此以其整體通過 引用而被合并。我們的商業(yè)化裝置（其以商標AUTOPULSE?進行售賣）在我們的在先 專利中詳細地進行了描述，這些在先專利包括Jensen的美國專利7, 347, 832,Lightweight Electro-MechanicalChestCompressionDevice(2008 年 3 月 25 日）和Quintana等的美 國專利 7, 354, 407,MethodsandDevicesforAttachingaBeltCartridgetoaChest CompressionDevice(2008年4月8日）。美國專利6, 616, 620還描述了一種用于控制該 裝置的壓縮波形的系統(tǒng)。壓縮波形指的是圖1的圖表，其繪出了壓縮深度與用于胸部壓縮 的時間的關系。該圖表示出了 ：壓縮沖程的下行沖程階段，在該階段期間胸骨從放松狀態(tài)被 壓下到壓縮狀態(tài)；保持階段，在該階段期間患者的胸骨被保持在離脊柱的特定距離處；釋 放階段，在該階段期間胸骨被允許彈回到其自然的未被壓縮的情形；和壓縮之間的階段，在 該階段期間胸骨實質(zhì)上被釋放或被保持在某一最小壓縮閾限。
[0006] 人力式CPR裝置已被提出，諸如在Kelly等的美國專利5, 738, 637,Chest CompressionApparatusforCardiacArrest(1998 年 4 月 14 日）中描述的那些。這些人 力式裝置通常使用某種形式的機械優(yōu)點來最小化壓縮胸骨所需的力的總量并因此減少救 助者疲勞。這些人力式系統(tǒng)的一個弱點在于，它們?nèi)砸蕾囉诰戎叩男睦磉\動技能集來做 出具有導致最優(yōu)血流的適當波形特性的壓縮。


【發(fā)明內(nèi)容】

[0007] 以下描述的裝置和方法提供了對壓縮波形的簡單的機械控制。期望的波形為其中 保持階段持續(xù)時間被最大化而釋放階段被最小化的波形。

【專利附圖】

【附圖說明】
[0008] 圖1示出了可用于CPR的壓縮波形。
[0009] 圖2示出了具有凸輪操作式壓縮活塞的CPR壓縮裝置，其適配在患者身上。
[0010] 圖3為圖2的CPR壓縮裝置的剖視圖。
[0011] 圖4為圖2的CPR壓縮裝置的截面。
[0012] 圖5和6示出了具有凸輪操作式壓縮帶的CPR壓縮裝置。
[0013] 圖7示出了在圖2到5的裝置中使用的凸輪盤。
[0014] 圖8示出了在圖2到5的裝置中使用的凸輪盤。
[0015] 圖9a為通過圖1、2和3的凸輪操作式活塞或帶系統(tǒng)得到的壓縮波形圖。
[0016] 圖9b為通過圖2、3和4的凸輪操作式活塞或帶系統(tǒng)得到的壓縮波形圖。
[0017] 圖10示出了適于在前面各圖的胸部壓縮裝置中使用的圓柱凸輪。
[0018] 圖11示出了具有懸臂式活塞系統(tǒng)的凸輪驅(qū)動式壓縮裝置。

【具體實施方式】
[0019] 具有壓縮波形控制的人力機械式胸部壓縮裝置是通過由如示于圖2和3中的旋轉 手搖曲柄提供動力的凸輪驅(qū)動式柱塞裝置得到的。圖2和3示出了該胸部壓縮裝置，其被適 配在患者1身上。該胸部壓縮裝置2利用活塞3施加壓縮，該活塞懸置在患者上方，要么擱 置在患者的胸部上并利用帶進行固定、利用剛性門架而懸置在患者上方（如LUCAS?CPR 裝置那樣），要么利用懸臂門架裝置而懸置在患者上方，如Thumper?CPR裝置那樣。如所 示出的，該裝置包括：剛性門架4,其懸置著活塞外殼5;位于該外殼內(nèi)的隨動件活塞3(示 于圖2中），其可以通過彈簧6被向上地偏壓；和在凸輪軸8上的凸輪盤7。凸輪盤是可旋 轉的，以便向下推動隨動件活塞。壓縮襯墊9適合于將活塞力施加到患者胸骨，并且位于隨 動件活塞的底部，同時凸輪隨動件圓盤10可以被介入隨動件活塞和凸輪盤之間（在活塞的 頂部處）以便沖擊凸輪盤。凸輪隨動件圓盤通過凸輪隨動件軸11被可旋轉地固定至活塞。 (注意，凸輪圓盤可直接作用在壓縮襯墊的頂部上，如果壓縮襯墊通過諸如彈性隔板等其它 工具被向上偏壓、或者利用箱式凸輪裝置而被固定至凸輪盤的話。）于是，該基本系統(tǒng)包括 適合于接觸患者胸部的壓縮構件（例如，襯墊），以及驅(qū)動系統(tǒng)，其可操作以便將力施加在 壓縮構件上，以便在患者胸部上給予壓縮與釋放壓縮的重復的周期。驅(qū)動系統(tǒng)包括被確定 形狀以控制壓縮波形的驅(qū)動構件，諸如凸輪。
[0020] 用于將實質(zhì)上均勻的人力轉換成下面描述的實質(zhì)上不規(guī)則或不均勻的壓縮波形 的人力驅(qū)動式裝置是凸輪操作式系統(tǒng)的好處。如所示出的，凸輪盤被固定至手搖曲柄把手 12,該手搖曲柄把手可以被CPR提供者轉動以便旋轉凸輪盤。彈簧用來快速地升起隨動件 活塞和壓縮襯墊，從而每當凸輪盤旋轉至凹口時便快速地釋放胸部上的壓縮力。壓縮周期 中的期望的上升沖程利用在系統(tǒng)的下行沖程期間存儲在彈簧中的能量得以實現(xiàn)。因而該裝 置利用在偏壓彈簧中存儲的能量來控制壓縮周期的一部分。于是CPR提供者操作該裝置以 便在彈簧中存儲能量，同時給予足夠的力量來向下地驅(qū)動壓縮襯墊。CPR提供者僅需要通過 該手搖曲柄維持凸輪始終如一的旋轉，并且凸輪形狀將獨立于不同于CPR提供者的任何其 它控制之外而控制壓縮波形。
[0021] 門架通過支撐支柱14被固定至底板13。如在圖2和3中所示出的，底板被分成左 部分和右部分，并且門架通過棘輪機構可橫向伸展（橫跨患者的寬度）以便允許橫向伸展 以適應不同尺寸的患者。而且，各支柱利用伸展棘輪機構而可豎直伸展（相對于患者在前 /后尺寸上可伸展）。底板適合于適配在患者的胸腔下面，并且與支柱和門架一起提供用于 相對于患者固定活塞的手段，使得活塞運動被轉換成胸骨的向下運動和胸腔的壓縮。門架 和支柱可以被整體地形成為在患者上方成弓形的單一結構。
[0022] 圖4為示于圖1中的裝置的截面，示出了門架4、活塞外殼5、活塞3、偏壓彈簧6、 凸輪盤7、壓縮襯墊9和凸輪盤7,同時在下面的底板13支撐著患者1。示于該圖中的解剖 學標志包括患者的胸骨20、脊柱21、及右肩胛骨和左肩胛骨22R和22L。門架、支柱和底板 環(huán)繞著患者使得壓縮襯墊位于胸骨上方，同時支撐支柱從門架4下行至底板。使用中，患者 必須相對于活塞外殼和底板保持固定，同時胸骨在活塞下面，且脊柱和肩胛骨在底板上面。 脊柱和肩胛骨相對于該平臺保持固定，或近乎固定，同時胸骨和胸腔的前面部分被向下朝 向脊柱、肩胛骨、和底板壓縮。
[0023] 圖2和3的凸輪操作的原理可以在類似于ZOLLCirculationAutoPulse壓縮裝 置的裝置中被實現(xiàn)。圖5示出了具有凸輪操作式壓縮帶的CPR壓縮裝置。該裝置包括壓縮 帶，其安裝在患者1身上。該裝置類似于AutoPu丨se?CPR壓縮裝置，并且其構件包括：壓 縮帶24L和24R、帶的負荷分配部分25L和25R、窄帶部分26L和26R、囊27、軸28L和28R、 以及外殼29。帶被箱式凸輪30驅(qū)動繃緊，該箱式凸輪具有跟隨與凸輪的輪廓一致的槽的 隨動件31，其中該隨動件隨后沖擊該帶以便向下推動該帶的一部分，由此在患者的胸部和 胸腔周圍并以復蘇速度繃緊該帶以執(zhí)行CPR。該帶可以騎跨在隨動件上，或者其可以被固 定至隨動件。凸輪被安裝在凸輪軸32上，該凸輪軸可以通過設置在外殼內(nèi)的電動機（凸輪 軸可以是電動機的驅(qū)動軸，或者可以通過齒輪箱而被間接地連接到電動機）或通過經(jīng)適當 的變換裝置連接到凸輪軸的手搖曲柄而被驅(qū)動。示于該圖中的解剖學標志包括患者的胸骨 20、脊柱21、以及右肩胛骨和左肩胛骨22R和22L。參照這些標志，胸部壓縮帶被纏繞在患 者周圍使得各負荷分配部分位于胸部（也即，胸腔的前表面或部分）上、在胸骨上面，同時 各窄帶部分從負荷分配部分下行以便圍繞側面的軸纏繞并從那里行進至驅(qū)動卷軸。各側面 的軸被從該裝置的中間中心線橫向間隔開使得它們被設置在典型患者的肩胛骨的下面、或 側面，使得壓縮帶的繃緊導致胸部的前/后壓縮。圖6示出了處于高度壓縮狀態(tài)的圖5的 裝置。圖6中，凸輪已旋轉180°，在外殼內(nèi)向上推動該帶，因而向下牽引位于患者胸部上方 的那部分帶以便壓縮胸部。
[0024] 圖7示出了在圖2到5的裝置中使用的凸輪盤。該凸輪的形狀被確定成在其旋轉 期間提供至少三個階段的壓縮。首先，凸輪形狀包括角度上升斜坡33,其中凸輪與惰輪的 接觸點的半徑隨著曲柄被旋轉而增大（增大半徑的區(qū)域），這導致壓縮波形的下行沖程階 段（如在圖1中所示出的）。這對應于壓縮胸部的壓縮沖程，同時還對應于圖2的活塞的 下行沖程。接著，在凸輪形狀的跟隨的弧形或角度范圍中，凸輪形狀包括等直徑的（相對于 凸輪軸）頂半徑34,此處，隨著曲柄被旋轉，與惰輪的接觸點的半徑為大致固定的半徑（恒 定的最大半徑的區(qū)域）。這對應于壓縮波形的保持階段（如在圖1中所示出的），同時還對 應于其中圖2的活塞被保持在其最大壓縮位置的時段。接著，在凸輪形狀的跟隨的弧形或 角度范圍中，凸輪形狀包括下降斜坡35,該處，隨著曲柄被旋轉，與惰輪的接觸點的半徑減 小（凸輪的下降斜坡，或者減小半徑的區(qū)域）。這對應于壓縮波形的釋放階段（如在圖1中 所示出的），同時還對應于其中圖2的活塞快速上升到其最高位置的時段。還可以有第四 階段，其中凸輪與惰輪的接觸點的半徑為大致恒定的半徑。也即處于最?。ê愣ǖ淖钚^(qū) 域），這導致壓縮之間的停頓階段。凸輪的這部分也是相對于凸輪軸等直徑的。凸輪的每 次旋轉導致壓縮的完整周期，高閾限保持、釋放以及低閾限保持。凸輪可以以每分鐘90到 120次壓縮的速度被旋轉，以便導致以每分鐘90到120次壓縮的復蘇速度的壓縮。該旋轉 速度對應于由美國心臟協(xié)會（AmericanHeartAssociation)推薦的壓縮速度。
[0025] 圖8示出了構造成與活塞一起被操作以便實現(xiàn)類似波形的凸輪。此凸輪的區(qū)別特 征為緊緊跟隨凸輪的圓形等直徑頂半徑34的凹口式下降斜坡36,該圓形等直徑頂半徑34 又跟隨上升斜坡33,上升斜坡33跟隨基礎半徑37,基礎半徑37又通過凹口底半徑過渡38 而延伸至該凹口。在本構造中，基礎半徑立即轉變成上升斜坡，并且沒有凸輪的底部暫?；?形來提供活塞或帶的松弛狀態(tài)。凸輪的上升斜坡或開放斜坡對應于活塞的壓縮沖程或帶的 繃緊，各頂半徑對應于頂部暫?；⌒魏蛪嚎s的高閾限，并且凹口對應于活塞的釋放沖程和 帶的松弛。
[0026] 如在圖7和8的凸輪、以及關聯(lián)的凸輪線圖中所示出的，增大半徑階段（凸輪的 上升半徑）優(yōu)選具有短的持續(xù)時間，并且增大半徑階段（上升斜坡）的徑向跨度為大約 45-160°，同時減小半徑階段（下降斜坡）相對于壓縮周期的其余部分優(yōu)選具有短的持續(xù) 時間，并且減小半徑階段（下降斜坡）的徑向跨度為凸輪的角度旋轉的大約0-45度。對應 于壓縮的保持階段的恒定半徑階段（頂半徑）具有較長的持續(xù)時間也是優(yōu)選的，諸如大約 凸輪旋轉的90-180°度、或整個壓縮周期的大約25%到50%。壓縮之間的停頓階段（凸輪 的底半徑），如果其通過凸輪形狀被提供的話，則能夠高達凸輪的角度旋轉的90°，或整個 壓縮周期的大約25%。
[0027] 在IOOrpm(600ms/壓縮）的旋轉速度時，凸輪每個部分的弓形跨度可以被布置成 提供200毫秒的壓縮下行沖程階段，275毫秒的保持階段，25毫秒的釋放上升沖程階段以及 100毫秒的壓縮之間停頓階段。
[0028] 圖8的凸輪被確定形狀以提供如下壓縮波形：其包括以壓縮上升時間為特征的壓 縮階段、繼之以高閾限保持、繼之以實質(zhì)上比壓縮上升時間快的壓縮釋放。特別地，當被驅(qū) 動以實現(xiàn)每分鐘120次壓縮時，上升時間大約225毫秒，高閾限保持時間大約250毫秒，快 速釋放到低閾限位置同時立即返回到上升半徑以開始另一次壓縮而在開始下一次壓縮之 前不停頓。凸輪也可以通過位移線圖進行描述，該位移線圖示出了凸輪角度與隨動件位移 之間的關系。圖9a為活塞高度相對于凸輪盤位置的凸輪線圖。該線圖中，0°位置對應于 示于圖8中的凸輪的0°位置（此位置是被任意定義的，僅僅為了建立凸輪形狀和凸輪線圖 之間的對應）。
[0029] 圖8中，減小半徑區(qū)域開始于360°度處，增大半徑區(qū)域開始于大約15°度處，并 且恒定最大半徑區(qū)域開始于大約160°度處。恒定最大半徑區(qū)域為相對于凸輪軸大致等直 徑的，使得活塞位置在此時段期間保持相對固定。由于下降斜坡的帶凹口性質(zhì)及伴隨的減 小半徑區(qū)域的可忽略的角跨度，活塞在此階段期間將相對快速地上升。
[0030] 圖7(其描繪了提供壓縮之間的停頓的凸輪）中，減小半徑區(qū)域開始于225°度處， 恒定最小半徑區(qū)域開始于大約270°處，增大半徑區(qū)域開始于0°處，并且恒定最大半徑區(qū) 域開始于90°處。恒定最大半徑區(qū)域為相對于凸輪軸大致等直徑的，使得活塞位置在此時 段期間保持相對固定，在恒定最小半徑區(qū)域期間同樣是如此。由于減小半徑區(qū)域的相對短 的角跨度，活塞在此階段期間將相對快速地上升。
[0031] 圖9b為壓縮波形的圖表，該壓縮波形是通過圖2到5的凸輪操作式活塞或帶系統(tǒng) 當與圖8的凸輪一起使用時得到的。這對應于用來描述凸輪在關聯(lián)的凸輪隨動件上的作用 的位移線圖。如在圖中所示，隨動件（要么是盤要么是帶）的位移取決于凸輪角位置。任 意選擇壓縮周期的開始（其中活塞正向下運動或者圖5和6的凸輪開始向上推動該帶）作 為該線圖的起點，這對應于示于圖7中的凸輪的0°位置，該線圖示出了在壓縮沖程期間不 斷增加的壓縮，對應于凸輪從0°到160°的角運動。這對應于凸輪的壓縮斜坡對活塞或壓 縮帶的沖擊。接著，在160°到360°處，隨著凸輪頂半徑?jīng)_擊隨動件或帶，隨動件/帶保持 靜止，并且胸部上的壓縮力保持在高閾限，其在圖中示出為項目39。在凸輪旋轉并且頂半徑 超越過隨動件或者移動離開帶之后，凹口經(jīng)過隨動件或與帶相對，使得帶上的壓縮力急劇 地下降。最后，隨著凸輪旋轉回0°，底半徑?jīng)_擊隨動件或帶。
[0032] 圖11示出了具有懸臂式活塞系統(tǒng)的凸輪驅(qū)動式壓縮裝置。該圖示出了懸置在患 者1上方在懸臂40上的活塞外殼5。該裝置可以采用示于圖2和3中的直接凸輪/隨動 件布置，但該圖示出了利用設置在患者側面的電動機或手搖曲柄操作活塞的機構，該活塞 居于患者胸骨的正上方?；钊?和偏壓彈簧6設置在活塞外殼內(nèi)。凸輪7和凸輪軸8設置 在支撐著該懸臂的柱14中。該柱被固定至底板13并且患者被定位、且優(yōu)選被約束和被固 定至底板，使得壓縮襯墊保持正確地放置在胸骨上方。驅(qū)動凸輪軸的電動機或手搖曲柄被 可操作地連接到凸輪軸，并且可以被設置在該柱中或該柱的基部處的外殼中。凸輪隨動件 (其在本例中為滾子隨動件）被固定在杠桿41的端部處，該杠桿41在其中點處被可旋轉地 固定以便利用懸臂支撐樞軸42。杠桿延伸到凸輪盤7,使得隨動件的運動被轉換成活塞的 運動。凸輪形狀對應于示于圖7中的凸輪，以便提供圖9b的壓縮波形。
[0033] 各種凸輪裝置可以被用來實現(xiàn)該壓縮波形。圓柱凸輪可以代替該凸輪盤而被使 用，該圓柱凸輪被可操作地連接到隨動件，該隨動件騎乘在圍繞該圓柱的槽中。合適的圓柱 凸輪在圖10中被示出，該圖示出了圓柱凸輪43,其具有圍繞該圓柱的槽44。該槽容納適合 于騎乘在該槽中的隨動件。隨動件還通過合適的轉換機構被固定至示于圖2到4中的活塞、 或示于圖5和6中的帶。在圓柱凸輪上，該槽的特征在于弓形區(qū)域45、46、47和48,當從頂 部看順時針方向（如由箭頭表示的）被旋轉、并且與活塞頂部上的隨動件接合時，這些弓形 區(qū)域分別對應于盤的上升半徑、盤的頂半徑、下降斜坡、和盤的底半徑。
[0034] 圖11示出了具有懸臂式活塞系統(tǒng)的凸輪驅(qū)動式壓縮裝置。該系統(tǒng)中，門架4僅在 患者的一側上被支撐（類似于Thumper?裝置）?；钊?和壓縮襯墊9布置在患者胸骨上 方，如在圖2到5中那樣，并且門架被支撐在支柱14上并且由此被固定至底板13。凸輪盤 7被設置到該裝置的側面、在門架的側向部分中或在支柱中，并且沖擊搖桿51的搖桿軸部 分50。隨動件軸52或隨動件圓盤可以被介入凸輪盤和搖桿軸之間。搖桿通過樞軸53被安 裝到門架，這允許搖桿旋轉，使得搖桿軸部分的向上運動導致?lián)u桿臂54、活塞3和壓縮襯墊 9的向下運動。
[0035] 除了示于圖4和5中的直接驅(qū)動以及示于圖11中的杠桿之外，用于將凸輪運動轉 換至壓縮活塞或壓縮帶的各種裝置可以被使用。各種凸輪裝置的優(yōu)點可以通過提供出各種 各樣的壓縮波形的各凸輪而獲得，不論是用于臨床用途還是實驗用途。壓縮襯墊和壓縮帶 是用于接觸患者胸部的合適工具，但其它胸部接觸工具可以被使用。如所示出的，凸輪元件 (其可以是凸輪盤或凸輪圓柱）可以被確定形狀以使得：當被旋轉以便通過變換裝置（諸 如隨動件或搖桿）要么直接地要么間接地循環(huán)接合胸部壓縮工具（諸如胸部壓縮活塞、胸 部壓縮帶）時，該胸部壓縮工具被控制以便根據(jù)由該形狀確定的壓縮波形提供對胸部的循 環(huán)壓縮。凸輪，無論其采取什么形式，都可以容易地被其它凸輪替換，所述其它凸輪的形狀 被確定成提供用于臨床或?qū)嶒炗猛镜牟煌ㄐ?。凸輪盤可以被放大（或者凸輪圓柱被修 改）以提供較深的壓縮，和在壓縮的最深點（壓縮襯墊的最低位置）與釋放的最高點（壓 縮襯墊的最高位置）之間的較大差額。凸輪盤的輪廓，或凸輪圓柱的槽，可以被容易地修改 以延長或縮短或改變頂半徑、上升斜坡、下降斜坡、基礎半徑的半徑，并因此延長或縮短高 壓縮保持（由頂半徑的操作所限定）、延長或縮短壓縮的釋放（對應于下降斜坡的長度或陡 度）、延長或縮短低壓縮保持或完全松弛（由底半徑的操作所限定）、延長或縮短壓縮沖程 (由上升斜坡的形狀所限定）。對凸輪的各部分中的任一個或全部的改變可以只是通過更 換凸輪而被實現(xiàn)。示于各圖中的手搖曲柄提供了用于將人力施加到凸輪的手段，并且其它 手段，諸如腳踏板，可以代替地被使用。
[0036] 旋轉轉速表可以被設置在曲柄軸的附近，用于由救助者使用以便將合適的壓縮速 度維持給患者。
[0037] 于是，上面描述的裝置和方法提供了對壓縮波形的簡單的機械控制。期望的波形 是如下波形：其中壓縮上升時間相當快速，在壓縮的高閾限處壓縮被保持大致恒定，并且壓 縮的釋放非?？焖?。在現(xiàn)有的專利中，諸如美國專利7, 374, 548中，ZOLLCirculation已 描述了一種用于實現(xiàn)合適的壓縮波形的系統(tǒng)。該系統(tǒng)在成功的AutoPulse?CPR壓縮裝置 中被商業(yè)化，該壓縮裝置利用壓縮帶壓縮心臟停搏患者的胸部，該壓縮帶由具有關聯(lián)的控 制系統(tǒng)的電動機驅(qū)動。該系統(tǒng)操作成提供一種壓縮波形，其具有該期望的相當快速性，在壓 縮的高閾限時壓縮被保持大致恒定，以及壓縮的快速釋放。通過使用具有凸輪的凸輪軸，其 中該凸輪接合用來驅(qū)動壓縮構件的隨動件，則期望的波形可以在手動操作的CPR胸部壓縮 系統(tǒng)、或機動化的系統(tǒng)中被獲得，該壓縮構件可以是適合于沖擊患者胸部的壓縮襯墊或者 是壓縮帶，在這種情況下活塞的隨動件盤、活塞、壓縮襯墊或帶的表面充當該隨動件。該系 統(tǒng)中的凸輪為具有圓盤或圓柱的徑向凸輪，其將手搖曲柄或電動機驅(qū)動軸的旋轉運動轉換 成壓縮活塞的線性位移或?qū)嚎s帶的線性牽引。壓縮構件也可以是壓縮帶，在這種情況下 該隨動件作用在該壓縮帶上或者將凸輪運動轉換成帶繃緊的中間結構上。以上描述的壓縮 構件為胸部接觸工具，并且可以以各種構造被構造成。凸輪可以是大致圓形的并且被偏心 地安裝在驅(qū)動軸上，或者是大致梨形的。如上所述，其它結構，諸如徑向凸輪和角度滾子隨 動件，也可以被使用。這些凸輪，以及等同結構，包括用于將大致均勻的輸入（不論是人力 的還是機械驅(qū)動的）轉換成用于壓縮的工具的不均勻運動和施加到患者胸部的結果的不 均勻壓縮波形的手段。
[0038] 盡管各裝置和方法的優(yōu)選實施方式已根據(jù)它們被開發(fā)于其中的環(huán)境而進行描述， 但它們只是對各發(fā)明的原理的說明。各個實施方式的要素可以被合并到其它種類中的每一 個中，以便獲得那些要素與這些其它種類相結合的優(yōu)點，并且各個有益特征在實施方式中 可以單獨地或彼此相結合地被采用。其它實施方式及構造可以在不脫離各發(fā)明的主旨和所 附權利要求的范圍的情況下被想出。
【權利要求】
1. 用于壓縮患者胸部的裝置，其包括： 適合于接觸患者胸部的壓縮構件； 驅(qū)動系統(tǒng)，其可操作以便將力施加在所述壓縮構件上，以便在患者胸部上給予壓縮與 釋放壓縮的重復的周期； 其中所述驅(qū)動系統(tǒng)包括可操作以便向下推動所述壓縮襯墊的凸輪系統(tǒng)，并且驅(qū)動構件 包括凸輪。
2. 如權利要求1所述的裝置，其中所述壓縮構件為壓縮襯墊，其適合于在患者胸骨的 區(qū)域中接觸患者胸部，并被限制到患者胸骨的區(qū)域。
3. 如權利要求2所述的裝置，其中所述驅(qū)動構件包括徑向凸輪，并且所述徑向凸輪包 括凸輪盤，且所述徑向凸輪通過隨動件被可操作地連接到所述壓縮構件。
4. 如權利要求2所述的裝置，其中所述驅(qū)動構件包括徑向凸輪，所述徑向凸輪包括圓 柱凸輪且所述圓柱凸輪通過隨動件被可操作地連接到所述壓縮構件。
5. 如權利要求3所述的裝置，其中： 所述凸輪盤的形狀被確定成提供如下壓縮波形：其包括以壓縮上升時間為特征的壓縮 階段、繼之以高閾限保持、繼之以實質(zhì)上比所述壓縮上升時間快的壓縮釋放。
6. 如權利要求4所述的裝置，其中： 所述圓柱凸輪以槽為特征，所述槽的形狀被確定成提供如下壓縮波形：其包括以壓縮 上升時間為特征的壓縮階段、繼之以高閾限保持、繼之以實質(zhì)上比所述壓縮上升時間快的 壓縮釋放。
7. 如權利要求3所述的裝置，其中所述凸輪盤的形狀被確定成使得：對于所述凸輪的 角旋轉的第一部分，所述凸輪隨動件以均勻的壓縮速度沿第一方向被平移以便以均勻的 速度將壓縮提供給患者，對于所述凸輪的角旋轉的第二部分，所述凸輪隨動件被保持實質(zhì) 上靜止以便提供壓縮的靜態(tài)時段，該時段中所述壓縮構件被保持在實質(zhì)上恒定的壓縮閾限 處，對于所述凸輪旋轉的第三部分，所述隨動件以實質(zhì)上高于所述均勻的壓縮速度的速度 沿第二方向被平移，使得接觸工具從患者胸部上的向下的張力中被釋放。
8. 如權利要求4所述的裝置，其中所述圓柱凸輪以槽為特征，所述槽的形狀被確定成 使得：對于所述凸輪的角旋轉的第一部分，所述凸輪隨動件以均勻的壓縮速度沿第一方向 被平移以便以均勻的速度將壓縮提供給患者，對于所述凸輪的角旋轉的第二部分，所述凸 輪隨動件被保持實質(zhì)上靜止以便提供壓縮的靜態(tài)時段，該時段中所述壓縮構件被保持在實 質(zhì)上恒定的壓縮閾限處，對于所述凸輪旋轉的第三部分，所述隨動件以實質(zhì)上高于所述均 勻的壓縮速度的速度沿第二方向被平移，使得接觸工具從患者胸部上的向下的張力中被釋 放。
9. 如權利要求1所述的裝置，其中所述壓縮構件包括壓縮襯墊。
10. 如權利要求1所述的裝置，其中所述壓縮構件包括壓縮帶。
11. 用于壓縮患者胸部的裝置，其包括： 用于壓縮患者胸部的工具； 用于將實質(zhì)上均勻的人力輸入轉換成不均勻的壓縮波形的工具，所述人力輸入向用于 壓縮的所述工具供以動力； 用于將人力施加到用于轉換的所述工具的工具。
12. 如權利要求11所述的裝置，其中所述波形包括壓縮沖程、保持階段、和釋放階段。
13. 如權利要求12所述的裝置，其中所述波形還包括壓縮之間的停頓。
14. 如權利要求11所述的裝置，其中用于壓縮胸部的所述工具包括活塞，并且用于轉 換的所述工具包括可手動旋轉的凸輪盤。
15. 如權利要求11所述的裝置，其中用于轉換的所述工具包括凸輪，所述凸輪具有復 數(shù)個角區(qū)域，它們構成：上升斜坡，其對應于胸部接觸工具的壓縮沖程；具有恒定最大半徑 區(qū)域的頂半徑，所述恒定最大半徑區(qū)域?qū)谒鲂夭拷佑|工具的最大壓縮位置；和下降 斜坡，其對應于所述胸部接觸工具的釋放階段。
16. 如權利要求15所述的裝置，其中所述凸輪具有另外的角區(qū)域，其構成具有恒定最 小半徑的底半徑，所述恒定最小半徑對應于所述胸部接觸工具的最小壓縮位置。
17. 如權利要求11所述的裝置，其中用于轉換的所述工具包括凸輪，所述凸輪具有復 數(shù)個角區(qū)域，它們構成：增大半徑區(qū)域，其對應于胸部接觸工具的壓縮沖程；恒定最大半徑 區(qū)域，其對應于所述胸部接觸工具的最大壓縮位置；和減小半徑區(qū)域，其對應于所述胸部接 觸工具的釋放階段。
18. 如權利要求17所述的裝置，其中所述凸輪具有另外的角區(qū)域，其構成具有恒定最 小半徑的恒定最小區(qū)域，所述恒定最小半徑對應于所述胸部接觸工具的最小壓縮位置。
19. 用于壓縮患者胸部的裝置，其包括： 用于接觸患者胸部的工具； 凸輪隨動件，其與所述接觸工具可操作地接合； 凸輪，其被可操作地連接到凸輪軸和用于旋轉所述凸輪軸的工具； 其中所述凸輪的形狀被確定成提供如下壓縮波形：其包括以壓縮上升時間為特征的壓 縮階段、繼之以高閾限保持、繼之以實質(zhì)上比所述壓縮上升時間快的壓縮釋放。
20. 如權利要求19所述的裝置，其中所述凸輪包括凸輪盤，其形狀被確定成使得：對于 所述凸輪的角旋轉的第一部分，所述凸輪隨動件以均勻的壓縮速度沿第一方向被平移以便 以均勻的速度將壓縮提供給患者，對于所述凸輪的角旋轉的第二部分，所述凸輪隨動件被 保持實質(zhì)上靜止以便提供壓縮的靜態(tài)時段，該時段中所述接觸工具被保持在實質(zhì)上恒定的 壓縮閾限處，對于所述凸輪旋轉的第三部分，所述隨動件以實質(zhì)上高于所述均勻的壓縮速 度的速度沿第二方向被平移，使得所述接觸工具從患者胸部上的向下的張力中被釋放。
21. 如權利要求19所述的裝置，其中所述凸輪隨動件被固定至活塞，所述活塞可操作 地接合所述接觸工具。
22. 如權利要求19所述的裝置，其中所述接觸工具包括壓縮帶。
23. 如權利要求19所述的裝置，其中所述接觸工具包括壓縮襯墊。
24. 用于壓縮患者胸部的裝置，其包括： 底板，其適合于定位在患者胸腔的下面，壓縮襯墊，其適合于接觸患者胸部并在患者胸 部上給予壓縮力； 門架，其被固定至所述底板并被設置在所述底板上方，所述門架相對于所述底板被設 置成使得所述門架被設置在患者胸部上方，于是所述底板被設置在患者胸腔的下面； 壓縮襯墊，其適合于接觸患者胸部以便將壓縮力傳送到所述胸部； 隨動件活塞，其被豎直地固定至所述壓縮襯墊并被設置在所述壓縮襯墊上方，使得所 述活塞的向上和向下運動導致所述壓縮襯墊的向上和向下運動， 凸輪盤，其與所述活塞可操作地接合； 電動機或手搖曲柄，其可操作以便旋轉所述凸輪盤。
25. 如權利要求24所述的裝置，其中： 所述凸輪盤的形狀被確定成提供如下壓縮波形：其包括以壓縮上升時間為特征的壓縮 階段、繼之以高閾限保持、繼之以實質(zhì)上比所述壓縮上升時間快的壓縮釋放。
26. 如權利要求24所述的裝置，其中所述凸輪包括凸輪盤，其形狀被確定成使得：對 于所述凸輪的角旋轉的第一部分，所述隨動件活塞以均勻的壓縮速度被向下平移，以向下 推動所述壓縮襯墊以便以均勻的速度將壓縮提供給患者，對于所述凸輪的角旋轉的第二部 分，所述凸輪隨動件和壓縮襯墊被保持實質(zhì)上靜止以便提供壓縮的靜態(tài)時段，該時段中所 述壓縮襯墊被保持在實質(zhì)上恒定的壓縮閾限處，對于所述凸輪旋轉的第三部分，所述隨動 件活塞和壓縮襯墊以實質(zhì)上高于所述均勻的壓縮速度的速度被向上平移，使得所述壓縮襯 墊從患者胸部上的向下的張力中被釋放。
27. 如權利要求25所述的裝置，其中對于所述凸輪的角旋轉的第四部分，所述隨動件 活塞和壓縮襯墊被保持實質(zhì)上靜止以便提供胸部放松的靜態(tài)時段。
28. 如權利要求25所述的裝置，其中對于所述凸輪的角旋轉的第四部分，所述隨動件 活塞和壓縮襯墊被保持實質(zhì)上靜止以便提供壓縮處于低閾限的靜態(tài)時段。
【文檔編號】A61H31/00GK104487044SQ201380036446
【公開日】2015年4月1日 申請日期:2013年6月4日 優(yōu)先權日:2012年6月14日
【發(fā)明者】F·W·法勒, G·A·弗雷曼 申請人:佐爾醫(yī)藥公司