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Gebiet der Erfindung
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Die
Erfindung betrifft eine Vorrichtung zum Komprimieren der Brust eines
Patienten gemäß dem Oberbegriff
des Anspruchs 1. Dementsprechend betrifft diese Erfindung im Allgemeinen
die Reanimation von Patienten mit Herzstillstand.
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Hintergrund der Erfindung
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Eine
Vorrichtung der oben genannten Art ist z. B. aus der
WO-A-97/22327 bekannt.
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Die
Herz-Lungen-Reanimation (CPR) ist ein wohl bekanntes und nützliches
Verfahren der ersten Hilfe. CPR wird verwendet, um Menschen zu reanimieren,
die nach einem Herzinfarkt, einem Stromschlag, einer Brustverletzung
und vielen anderen Anlässen
einen Herzstillstand erleiden. Während
des Herzstillstands stoppt das Herz das Pumpen von Blut, und eine
Person, die einen Herzstillstand erleidet, hat bald eine Gehirnschädigung wegen
fehlender Blutzufuhr zu dem Gehirn. Daher erfordert die CPR eine
wiederholte Brustkompression, um das Herz und die Brusthöhle zusammenzudrücken, um Blut
durch den Körper
hindurch zu pumpen. Sehr häufig
atmet der Patient nicht, und eine künstliche Mund-zu-Mund-Beatmung
oder ein Handbeatmungsbeutel wird verwendet, um den Lungen Luft
zuzuführen,
während
die Brustkompression Blut durch den Körper hindurch pumpt.
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Es
wurde weitgehend bekannt, dass CPR und Brustkompression Patienten
mit Herzstillstand retten können,
speziell wenn sie sofort nach dem Herzstillstand angewendet werden.
Brustkompression erfordert, dass die Person, welche die Brustkompression
ausübt,
wiederholt mit 80–100
Kompressionen pro Minute nach unten auf das Brustbein des Patienten
drückt.
CPR und geschlossene Brustkompression können überall dort angewendet werden, wo
der Patient von Herzstillstand betroffen ist. In dem Bereich außerhalb
des Krankenhauses können
sie von unqualifizierten Außenstehenden
oder hochqualifizierten Sanitätern
und Rettungspersonen durchgeführt
werden.
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Wenn
ein Erste-Hilfe-Leistender die Brustkompression gut durchführt, ist
der Blutfluss in dem Körper üblicherweise
etwa 25–30%
des normalen Blutflusses. Dies ist genug Blutfluss, um eine Gehirnschädigung zu
verhindern. Jedoch, wenn die Brustkompression für lange Zeiträume erforderlich
ist, ist es schwierig, wenn nicht unmöglich, eine angemessene Kompression
des Herzens und des Brustkorbes beizubehalten. Selbst erfahrene
Sanitäter
können eine
angemessene Brustkompression nicht für mehr als ein paar Minuten
beibehalten. Hightower, et al., Qualitätsabfall von Brustkompressionen über die Zeit,
26 Ann. Emerg. Med. 300 (Sept. 1995). Daher sind lange Zeiträume der
CPR, wenn erforderlich, beim Erhalten oder Reanimieren des Patienten
oft nicht erfolgreich. Gleichzeitig scheint es, dass, wenn die Brustkompression
angemessen beibehalten werden könnte,
die Patienten mit Herzstillstand für längere Zeiträume erhalten werden könnten. Gelegentliche
Berichte von verlängerten
CPR-Versuchen (45–90 Minuten)
wurden gemeldet, wobei die Patienten schließlich durch koronare Bypassoperation
gerettet werden. Siehe Tovar, et al., Erfolgreiche myokardiale Revaskularisation
und neurologische Wiederherstellung, 22 Texas Heart J. 271 (1995).
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Bei
Versuchen, einen besseren Blutfluss zu schaffen und die Wirksamkeit
von Reanimationsversuchen von Außenstehenden zu erhöhen, wurden Modifikationen
des grundlegenden Ablaufs der CPR vorgeschlagen und angewendet.
Von primärem
Interesse in Bezug auf die unten dargelegten Vorrichtungen und Verfahren
sind die verschiedenen mechanischen Vorrichtungen, die für die Verwendung
bei der wichtigsten wirksamen Maßnahme der CPR, nämlich der
wiederholten Kompression der Brusthöhle vorgeschlagen werden.
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Die
in Barkolow, Herz-Lungen-Reanimations-Massagepad,
US-Patent 4,570,615 (18. Febr. 1986)
gezeigte Vorrichtung, die handelsüblich verfügbare Thumper-Vorrichtung und
andere derartige Vorrichtungen schaffen eine kontinuierliche automatisch
geschlossene Brustkompression. Barkolow und andere sehen einen Kolben
vor, welcher über
der Brusthöhle
platziert und durch eine Anordnung von Trägern abgestützt ist. Der Kolben ist über dem Brustbein
eines Patienten platziert und festgelegt, um unter pneumatischer
Kraft wiederholt nach unten auf die Brust zu drücken. Der Patient muss zuerst
in die Vorrichtung eingebracht werden, und die Höhe und Hublänge des Kolbens muss für den Patienten vor
der Benutzung eingestellt werden, was zu einer Verzögerung der
Brustkompression führt.
Andere analoge Vorrichtungen sorgen für eine handbetätigte Kolbenbewegung
an dem Brustbein. Everette, Externe Herzkompressionsvorrichtung,
US-Patent 5,257,619 (2.
Nov. 1993) schafft zum Beispiel ein einfaches Brustpad, das an einem
Schwenkarm montiert ist, der über
einem Patienten abgestützt
ist, welches benutzt werden kann, um die Brust durch Niederdrücken auf
den Schwenkarm zu komprimieren. Diese Vorrichtungen sind klinisch
nicht erfolgreicher als die manuelle Brustkompression. Siehe Taylor,
et al., Externe Herzkompression, Ein willkürlicher Vergleich von mechanischen
und manuellen Techniken, 240 JANA 644 (Aug. 1978).
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Andere
Vorrichtungen zur mechanischen Kompression der Brust sehen einen
Druckkolben vor, welcher an Ort und Stelle mittels Westen oder Gurten um
die Brust herum über
dem Brustbein befestigt ist. Woudenberg, Herz-Lungen-Reanimator,
US-Patent 4,664,098 (12.
Mai 1987) zeigt eine derartige Vorrichtung, welche mit einem Luftzylinder
angetrieben wird. Waide, et al., Externe Herzmassagevorrichtung,
US-Patent 5,399,148 (21.
März 1995)
zeigt eine andere derartige Vorrichtung, welche manuell betrieben wird.
In einer anderen Variation derartiger Vorrichtungen ist eine Weste
oder ein Gurt, die/der für
die Platzierung um die Brust herum bestimmt ist, mit pneumatischen
Blasen versehen, welche gefüllt
sind, um Druckkräfte
auf die Brust auszuüben.
Scarberry, Vorrichtung zur Anwendung von Druck an einem menschlichen
Körper,
US-Patent 5,222,478 (29.
Juni 1993), und Halperin, Herz-Lungen-Reanimation und unterstütztes Zirkulationssystem,
US-Patent 4,928,674 (29.
Mai 1990) zeigen Beispiele derartiger Vorrichtungen. Lach, et al.,
Verfahren und Vorrichtung zur Reanimation,
US-Patent 4,770,164 (13. Sept. 1988),
schlug eine Kompression der Brust mit einem breiten Band und Keilen
an jeder Seite des Rückens
unter Anwendung einer Umklammerungswirkung von Seite zu Seite an
der Brust vor, um die Brust zu komprimieren.
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Verschiedene
Betriebsparameter müssen bei
einer erfolgreichen Reanimationsvorrichtung erfüllt sein. Die Brustkompression
muss kräftig
durchgeführt
werden, wenn sie wirksam sein soll. Sehr wenig von der bei der Brustkompression
ausgeübten
Arbeit komprimiert tatsächlich
das Herz und große
Arterien des Brustkorbes, und die meiste Arbeit geht in die Verformung
der Brust und des Brustkorbes. Die Kraft, die benötigt wird,
um eine wirksame Brustkompression zu schaffen, birgt das Risiko
anderer Verletzungen. Es ist wohl bekannt, dass die Platzierung
der Hände über dem
Brustbein erforderlich ist, um eine Punktion des Herzens während der
CPR zu vermeiden. Zahlreiche andere Verletzungen wurden durch die
Brustkompression verursacht. Siehe Jones und Fletter, Komplikationen
nach der Herz-Lungen-Reanimation, 12 AM. J. Emerg. Med. 687 (Nov.
1994), welche aufzeigen, dass Risswunden des Herzens, der Koronararterien
und des Aortenaneurysmas, und ein Bruch, gebrochene Rippen, Lungendurchbruch, Magen-
und Leberrisse durch die CPR verursacht wurden. Daher ist das die
Brustkompression begleitende Verletzungsrisiko hoch und kann die Überlebenschancen
des Patienten gegenüber
einer Reanimationstechnik, welche diese Verletzungen vermeiden könnte, deutlich
reduzieren. Die Brustkompression ist für sehr große oder fettleibige Patienten
mit Herzstillstand vollkommen unwirksam, da die Brust nicht genügend komprimiert
werden kann, um einen Blutfluss zu bewirken. Die Brustkompression
mittels pneumatischen Vorrichtungen wird in ihrer Anwendung bei
Frauen infolge des Fehlens einer Vorkehrung zum Schützen der
Brüste
vor einer Verletzung und Aufbringen einer Druckkraft zur Verformung
vielmehr der Brusthöhle
als der Brüste
behindert.
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Die
CPR und Brustkompression sollten so schnell wie möglich nach
dem Herzstillstand begonnen werden, um ihre Wirksamkeit zu maximieren
und eine neurologische Schädigung
infolge des Fehlens von Blutfluss zu dem Gehirn zu vermeiden. Eine
Hypoxie setzt in etwa zwei Minuten nach dem Herzstillstand ein,
und eine Gehirnschädigung
ist nach etwa vier Minuten ohne Blutfluss zu dem Gehirn wahrscheinlich,
und die Schwere des neurologischen Schadens erhöht sich schnell mit der Zeit.
Eine Verzögerung
von zwei oder drei Minuten verringert erheblich die Überlebenschance
und erhöht
die Wahrscheinlichkeit und Schwere einer Gehirnschädigung. Jedoch
befinden sich im Gegensatz dazu die CPR und ACLS innerhalb dieses
Zeitrahmens. Es wird im Allgemeinen erwartet, dass eine Reaktion
auf den Herzstillstand in vier Phasen eintritt, welche eine CPR-Handlung
von Außenstehenden,
grundlegende Lebenserhaltung, fortgeschrittene Lebenserhaltung und
die Notaufnahme umfassen. Eine CPR von Außenstehenden tritt, wenn überhaupt,
innerhalb der ersten paar Minuten nach dem Herzstillstand ein. Die grundlegende
Lebenserhaltung wird durch erste Ansprechpartner erbracht, die etwa
4–6 Minuten,
nachdem sie an den Ort entsendet wurden, am Ort eintreffen. Die
ersten Ansprechpartner umfassen Rettungspersonen, Rettungssanitäter, Feuerwehrleute
und Polizei. Sie sind im Allgemeinen in der Lage, die CPR zu erbringen,
können
jedoch keine Arzneimittel oder intravaskulären Zugang, Defibrillation
oder Intubation bereitstellen. Die fortgeschrittene Lebenserhaltung wird
durch ärztliche
Assistenten oder Krankenpfleger erbracht, die im Allgemeinen den
ersten Ansprechpartnern folgen und etwa 8–15 Minuten nach dem Entsenden
eintreffen. Die ALS wird durch ärztliche Assistenten,
Krankenpfleger oder Notärzte
erbracht, die im Allgemeinen in der Lage sind, eine CPR, Arzneimittelbehandlung,
einschließlich
intravenöser
Arzneimittelabgabe, Defibrillation und Intubation zu erbringen.
Die ALS-Leistenden
können
mit einem Patienten für
zwanzig bis dreißig
Minuten am Ort arbeiten, bevor der Patient in ein nahegelegenes
Krankenhaus transportiert wird. Obwohl die Defibrillation und Arzneimittelbehandlung
beim Erhalten und Reanimieren des Patienten oft erfolgreich ist,
ist die CPR oft unwirksam, selbst wenn sie von gut qualifizierten ersten
Ansprechpartnern und ACLS-Personen durchgeführt wird, da die Brustkompression
unwirksam ist, wenn die Erbringer erschöpft sind. Daher ist der Beginn
der CPR vor dem Eintreffen der ersten Ansprechpartner für eine erfolgreiche
Lebenserhaltung entscheidend. Darüber hinaus wird die Unterstützung einer
mechanischen Brustkompressionsvorrichtung während der Stadien der grundlegenden Lebenserhaltung
und fortgeschrittenen Lebenserhaltung benötigt, um die Wirksamkeit der
CPR beizubehalten.
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Zusammenfassung
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Die
unten beschriebenen Vorrichtungen sorgen für eine umfassende Brustkompression
mit einer Vorrichtung, welcher kompakt, tragbar oder transportabel,
mit einer kleinen Stromquelle selbstangetrieben, und von Außenstehenden
mit geringer oder gar keiner Qualifikation leicht zu benutzen ist.
Zusätzliche
Merkmale können
auch bei der Vorrichtung vorgesehen sein, um den Vorteil der Stromquelle
und der strukturellen Trägerplatte,
die für
eine handelsübliche
Ausführungsform
der Vorrichtung in Betracht gezogen wird, zu beanspruchen. Die Erfindung schafft
eine Vorrichtung mit den Merkmalen des Anspruchs 1. Weitere Ausführungsformen
der Erfindung sind in den abhängigen
Ansprüchen
beschrieben.
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Die
Vorrichtung weist einen breiten Gurt auf, welcher um die Brust herumgewickelt
wird und vor dem Patienten mit Herzstillstand festgeschnallt wird. Der
Gurt wird wiederholt um die Brust herum festgezogen, um die für die CPR
erforderliche Brustkompression zu bewirken. Die Schnalle kann eine
Verriegelung aufweisen, welche durch passende Anbringung aktiviert
werden muss, bevor die Vorrichtung in Betrieb ist, wodurch wirkungslose
Gurtzyklen verhindert werden. Der Betätigungsmechanismus für das wiederholte
Festziehen des Gurtes ist vorzugsweise in einer kleinen Box vorgesehen,
die an der Seite des Patienten anbringbar ist, und weist einen Rollmechanismus
auf, welcher die Zwischenlänge
des Gurtes aufwickelt, um eine Einschnürung um die Brust herum zu bewirken.
Die Rolle wird von einem kleinen Elektromotor angetrieben, und der
Motor wird von Batterien und/oder normalen elektrischen Netzanschlüssen, wie
elektrischen 120V-Haussteckdosen oder
12V-Gleichstrom-Kraftfahrzeugsteckdosen (Fahrzeugsteckdose für Zigarettenanzünder), betrieben.
Der Gurt ist vorzugsweise in einer Kassette aufgenommen, welche
leicht an der Motorbox angebracht und von dieser gelöst wird.
Die Kassette selbst kann zur Kompaktheit zusammengeklappt werden. Vorzugsweise
ist der Motor über
ein Getriebe, das eine Nockenbremse und eine Kupplung aufweist,
mit dem Gurt verbunden und mit einer Steuereinrichtung versehen,
welche den Motor, die Kupplung und die Nockenbremse in verschiedenen
Modi betreibt. Der eine Modus sorgt für eine Begrenzung der Gurtbewegung
entsprechend einem hohen Kompressionsschwellwert. Ein anderer Modus
umfasst das Halten des Gurtes, das entgegen der Entspannung nach dem
Festziehen des Gurtes gelehrt wird, und danach das Freigeben des
Gurtes. Atmungspausen, während
denen keine Kompression stattfindet, um eine CPR-Atmung zu ermöglichen,
können
in den verschiedenen Modi eingefügt
werden. Daher sind zahlreiche Erfindungen in die unten beschriebene
tragbare Reanimationsvorrichtung einbezogen.
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Kurze Beschreibung der Zeichnungen
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1 ist
ein Überblick
der Reanimationsvorrichtung.
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2 stellt
die Installation der Gurtkassette dar.
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3 stellt
den Betrieb der Gurtkassette dar.
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4 stellt
den Betrieb der Gurtkassette dar.
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5 stellt
die Konfiguration des Motors und der Kupplung innerhalb der Motorbox
dar.
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5a stellt
die Konfiguration des Motors und der Kupplung innerhalb der Motorbox
dar.
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6 ist
eine Tabelle der Steuerung des Motors und der Kupplung in einer
grundlegenden Ausführungsform.
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6a ist
ein Diagramm der Druckänderungen,
die von dem System gebildet werden, das entsprechend der Steuerungstabelle
aus 6 betrieben wird.
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7 ist
eine Tabelle der Steuerung des Motors und der Kupplung für den Press-
und Haltevorgang des Kompressionsgurtes.
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7a ist
ein Diagramm der Druckänderungen,
die von dem System gebildet werden, das entsprechend der Steuerungstabelle
aus 7 betrieben wird.
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8 ist
eine Tabelle der Steuerung des Motors und der Kupplung für den Press-
und Haltevorgang des Kompressionsgurtes.
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8a ist
ein Diagramm der Druckänderungen,
die von dem System gebildet werden, das entsprechend der Steuerungstabelle
aus 8 betrieben wird.
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Ausführliche Beschreibung der Erfindung
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1 zeigt
einen Überblick
der Reanimationsvorrichtung 1. Die Hauptkomponenten sind
in modularer Form vorgesehen und umfassen die Motorbox 2,
die Gurtkassette 3 und den Gurt 4. Die Außenseite
der Motorbox weist einen Steckeinsatz 5 in einem Antriebsrad 6 auf,
welches mit einer Aufnahmestange 7 an der Kassette lösbar in
Eingriff steht. Die Kassette nimmt den Gurt auf, welcher sich um
die Brust des Patienten herumwickelt. Die Kassette weist auch die
Spule 8 auf, welche von der Aufnahmestange gedreht wird.
Die Spule wickelt den Mittelpunkt des Gurtes auf, um die Kompressionszyklen
anzutreiben. Ein Computersteuerungssystem 10 kann, wie
gezeigt, in einem Gehäuse
enthalten sein, das an der Motorbox montiert ist. Durch die Ausbildung
des Systems in modularer Form mit der an der Gurtkassette lösbar angebrachten
Motorbox kann die Gurtkassette leichter manövriert werden, während diese unter
dem Patienten gleitet.
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2 zeigt
eine detailliertere Ansicht der Kassette einschließlich der
inneren Mechanismen der Gurtkassette 3. Der äußere Körper der
Kassette sorgt für
einen Schutz des Gurtes während
der Aufbewahrung und weist eine Trägerplatte 11 mit einem linken
Paneel 11L und einem rechten Paneel 11R (relativ
zu dem Patienten während
der Benutzung) auf. Die rechte Platte kann über der linken Platte zur Aufbewahrung
und zum Transport umgeklappt werden. Beide Paneele sind mit einer
Schicht 12 aus reibungsarmem Material, wie PTFE (Teflon®),
bedeckt, um die Reibung zu reduzieren, wenn der Gurt während des
Betriebs über
das Paneel gleitet. Unter dem linken Paneel weist die Kassette ein
Gehäuse 13 auf, welches
den mittleren Abschnitt des Gurtes, die Spule 8 und die
Spindel 15 aufnimmt. Die Querseite 14 der Kassette
(entsprechend der anatomischen Position bei der Benutzung an einem
Patienten) nimmt die Antriebsspule 8 mit ihrer Antriebsstange 7 auf, welche
mit dem Antriebsrad 6 der Motorbox in Eingriff steht. Die
Kassette nimmt auch die Führungsspindel 15 (in 3 sichtbar)
zum Führen
des Gurtes in Richtung zu der Antriebsspule 8 auf. Die
Führungsspindel
wird nahe der Mitte der Kassette (entsprechend der medialen Linie
des Patienten bei der Benutzung) angeordnet, so dass sie nahe der
Wirbelsäule
liegt, wenn die Vorrichtung in Benutzung ist. Diese Spindel kehrt
die Gurtbewegung für
die linke Seite des Gurtes um, so dass sich, wenn dieser mittels
der Antriebsspule nach links gezogen wird, der Abschnitt, der sich
um die linke Seite des Körpers
herumwickelt, nach rechts bewegt. Der Kassettenkörper ist auch nahe der Mittellinie
schwenkbar, und in dieser Ansicht ist die Kassette nahe der Achse
der Spindel schwenkbar. Eine Reibungseinlage 16 ist über dem
Gurt in dem Bereich der Führungsspindel aufgehängt, und
ist an dem Gehäuse
an den oberen und unteren Paneelen 13t und 13b angebracht
und überspannt
den Bereich, in welchem die linken Gurtabschnitte und die rechten
Gurtabschnitte von der Kassette divergieren. Der Gurt 4 ist
in dem offenen Zustand gezeigt. Schnellspannverschlüsse 17R an dem
rechten Gurt abschnitt passen in entsprechende Gegenschnellspannverschlüsse 17L an
dem linken Gurtabschnitt, um den Gurt um die Brust des Patienten
herum lösbar
zu befestigen. Die Gurtlänge
an den linken und rechten Seiten des Gurtes kann derart eingestellt
werden, dass die Schnallen während
des Betriebs gerade über
die Mitte der Brust des Patienten geraten, oder sie kann zur Platzierung
der Schnallen anderswo um die Brust herum eingestellt werden. Der
Handgriff 18 ist zum bequemen Handhaben und Tragen der
Vorrichtung vorgesehen.
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3 zeigt
einen Querschnitt der Gurtkassette. Das Gehäuse 13 ist aus der
oberen Position betrachtet relativ flach (kann jedoch keilförmig sein, um
dessen Gleiten unter einem Patienten zu unterstützen). Das linke Paneel 11L sitzt über dem
Gehäuse 13,
und das rechte Paneel erstreckt sich von dem Gehäuse. In der ausgeklappten Position
ist die Kassette flach genug, damit sie von der Seite unter einen Patienten
gleiten kann. In der Querschnittsansicht ist die Führungsspindel 15 zu
sehen, und die Art und Weise, in welcher der Gurt durch den Schlitz 9 der Antriebsspule 8 hindurchgezogen
wird, erscheint deutlicher. Der Gurt 4 weist ein einzelnes
langes Band aus grobem Gewebe auf, das durch den Antriebsspulenschlitz 9 hindurchgezogen
wird und sich von der Antriebsspule zu dem rechten Schnellspannverschluss 17R und
auch von der Antriebsspule über die
Führungsspindel
und um diese herum und zurück in
Richtung zu der Antriebsspule zu dem linken Schnellspannverschluss 17L erstreckt.
Der Gurt wird an seinem mittleren Abschnitt durch die Antriebsspule 8 hindurch
und um die Führungsspindel
herumgezogen, wobei sich der linke Gurtabschnitt 4L um
die Führungsspindel
herum unter der Reibungseinlage und zurück zu der linken Seite der
Kassette faltet, und der rechte Gurtabschnitt 4R passiert
die Spindel, damit er um die rechte Seite des Patienten herum gelangt.
Die an dem Gehäuse
montierte Reibungsgurteinlage 16 ist über der Führungsspindel und dem Gurt
aufgehängt
und liegt zwischen dem Patienten und dem Kompressionsgurt an. Die
Kassette wird unter dem Patienten 20 platziert, so dass
sich die Führungsspindel
eng an der Wirbelsäule 21 und
im Wesentlichen parallel zu der Wirbelsäule befindet, und die Schnellspannverschlüsse können über der
Brust in dem allgemeinen Bereich des Brustbeins 22 befestigt
werden.
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Bei
der Benutzung wird die Kassette unter den Patienten 20 geschoben,
und die linken und rechten Schnellspannverschlüsse werden verbunden. Wie in 4 gezeigt,
wickelt, wenn die Antriebsspule gedreht wird, diese den mittleren
Abschnitt des Gurtes ab und zieht den Gurt um die Brust herum fest.
Die Druckkraft, die von dem Gurt ausgeübt wird, ist mehr als ausreichend,
um den intrathorakalen Druck, der für die CPR notwendig ist, zu
induzieren oder zu erhöhen.
Wenn der Gurt um die Antriebsspule 8 herumgewickelt wird,
wird die Brust des Patienten erheblich zusammengedrückt, wie
dargestellt ist.
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5 stellt
die Konfiguration des Motors und der Kupplung innerhalb der Motorbox
dar. Die Außenseite
der Motorbox weist ein Gehäuse 41 und
ein Computermodul 10 mit einem zweckmäßigen Bildschirm 42 für die Anzeige
irgendwelcher von dem System gemessenen Parameter auf. Der Motor 43 ist ein
typischer, von einer kleinen Batterie betriebener Motor, welcher
das erforderliche Gurtspannungsmoment aufbringen kann. Die Motorwelle 44 ist
direkt an der Bremse 45 angeordnet, welche Drehzahlminderer
und eine Nockenbremse aufweist, um eine freie Drehung des Motors
zu steuern, wenn der Motor nicht eingeschaltet ist (oder wenn eine
umgekehrte Last auf die Getriebeabtriebswelle ausgeübt wird). Der
Getriebeabtriebsrotor 46 ist mit einem Rad 47 und
einer Kette 48 verbunden, die mit dem Antriebsrad 49 und
dadurch mit dem Getrieberotor 50 der Kupplung 51 verbunden
ist. Die Kupplung 51 steuert, ob das Antriebsrad 49 mit
dem Abtriebsrad 52 in Eingriff gelangt, und ob die dem
Antriebsrad zugeführte Drehung
an das Abtriebsrad übertragen
wird. Das Abtriebsrad 52 ist über die Kette 54 und
das Antriebsrad 6 und die Aufnahmestange 7 (die
Antriebsstange ist an der Kassette) mit der Antriebsspule 8 verbunden.
Das Antriebsrad 6 weist die Aufnahmebuchse 5 auf,
welche derart bemessen und geformt ist, dass sie mit der Antriebsstange 7 zusammenpasst
und in Eingriff steht (ein einfacher hexagonaler oder oktogonaler Steckeinsatz,
welcher mit der Antriebsstange zusammenpasst, ist ausreichend).
Obwohl wir eine Schlingfederbremse (eine MAC 45, die von
Warner Electric verkauft wird) für
die Nockenbremse in dem System verwenden, kann irgendeine Form der
Bremse angewendet werden. Die Schlingfederbremse hat den Vorteil,
dass sie eine freie Drehung der Welle ermöglicht, wenn sie ausgeschaltet
ist, und nur festhält, wenn
sie eingeschaltet ist. Die Schlingfederbremse kann unabhängig von
dem Motor betrieben werden. Obwohl wir Ketten verwenden, um die
Leistung durch das System zu übertragen,
können
Riemen, Zahnräder
oder andere Mechanismen angewendet werden.
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5a stellt
die Konfiguration des Motors und der Kupplung innerhalb der Motorbox
dar. Die Außenseite
der Motorbox weist ein Gehäuse 41 auf, welches
den Motor 43 hält,
der ein typischer, von einer kleinen Batterie betriebener Motor
ist, welcher das erforderliche Gurtspannungsmoment aufbringen kann.
Die Motorwelle 44 ist direkt an der Bremse 45 angeordnet,
welche Drehzahlminderer und einen Nocken aufweist. Der Getriebeabtriebsrotor 46 verbindet
die Bremse mit dem Abtriebsrad 47 und der Kette 48,
welche dann wieder direkt mit dem Antriebsrad 6 und der
Aufnahmestange 7 verbunden ist. Die Antriebsspule 8 ist
in dem Gehäuse 41 aufgenommen. An
dem Ende der Antriebsspule, das dem Antriebsrad gegenüberliegt,
ist die Bremse 55 direkt mit der Antriebsspule verbunden.
Der Gurt 4 ist durch den Antriebsspulenschlitz 9 hindurchgezogen.
Um den Gurt vor dem Scheuern an der Motorbox zu schützen, ist
die Abschirmung 57 mit der langen Öffnung 58 an dem Gehäuse derart
befestigt, dass die Öffnung über der
Antriebsspule liegt, was ermöglicht, dass
der Gurt durch die Öffnung
hindurch und in den Antriebsspulenschlitz hinein und umgekehrt aus
dem Gehäuse
heraus treten kann. Unter dem Gehäuse ist innerhalb eines Kanals
in dem Boden des Gehäuses verschiebbar
angeordnet eine Druckplatte 70 derart positioniert, dass
sie relativ zu dem Gehäuse
zurück und
vor gleiten kann. Der rechte Gurtabschnitt 4R ist mit einer
Tasche 71 ausgestattet, welche mit dem rechten Ende 72 der
Druckplatte in Eingriff gelangt und zusammenpasst. Das rechte Ende
der Druckplatte ist derart bemessen und dimensioniert, dass es in
der Tasche eingepasst ist. Mittels dieses Eingriffsmechanismus kann
der Gurt auf der Druckplatte verschoben werden, und mit dem Handgriff 73 an
dem linken Ende der Druckplatte kann die Druckplatte zusammen mit
dem rechten Gurtabschnitt unter einen Patienten gedrückt werden.
Der Gurt weist eine Kodiererskala 36 auf, welche mit einem
Kodiererscanner gelesen werden kann, der an oder in dem Gehäuse montiert
ist. Bei der Benutzung wird der rechte Gurtabschnitt unter den Patienten
geschoben, indem er an der Druckplatte befestigt und die Druckplatte unter
den Patienten geschoben wird. Die Motorbox kann dann wie gewünscht um
den Patienten herum positioniert werden (der Gurt gleitet durch
den Antriebsspulenschlitz hindurch, um eine Einstellung zu ermöglichen).
Die rechte Seite des Gurtes kann dann mit dem linken Gurtabschnitt
derart verbunden werden, dass der befestigte Gurt die Brust des
Patienten umschließt.
In den beiden 5 und 5a ist
der Motor in einer Beziehung nebeneinander mit der Kupplung und
mit der Antriebsspule montiert. Mit der Nebeneinanderanordnung des
Motors und der Rolle kann der Motor an der Seite des Patienten angeordnet
werden und muss nicht unter dem Patienten oder in überlagernder
Position mit den Schultern oder Hüften platziert werden. Dies
ermöglicht
auch eine kompaktere Aufbewahrungsanordnung der Vorrichtung gegenüber einer
Reihenanordnung zwischen dem Motor und der Rolle. Eine Batterie
ist innerhalb der Box platziert oder an der Box angebracht, wie
es der Raum erlaubt.
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Während des
Betriebs zieht die Bewegung der Antriebsspule und des Gurtes die
Vorrichtung in Richtung zu der Brust, bis die Abschirmung in Kontakt
mit der Brust ist (wobei der bewegliche Gurt zwischen der Abschirmung
und der Brust angeordnet ist). Die Abschirmung dient auch dazu,
den Patienten vor irgendeiner groben Bewegung der Motorbox zu schützen, und
trägt dazu
bei, einen minimalen Abstand zwischen der drehbaren Antriebsspule
und der Haut des Patienten zu halten, um ein Einquetschen des Patienten
oder der Kleidung des Patienten in dem Gurt zu vermeiden, wenn die
beiden Seiten des Gurtes in das Gehäuse gezogen werden. Wie in 5b dargestellt,
kann die Abschirmung 57 auch zwei Längsöffnungen 74 aufweisen,
die durch einen kurzen Abstand getrennt sind. Mit dieser Ausführungsform
der Abschirmung tritt die eine Seite des Gurtes durch die eine Öffnung hindurch
und in den Antriebsspulenschlitz hinein, und die andere Seite des
Gurtes tritt aus dem Antriebsspulenschlitz heraus und durch die
andere Öffnung
in der Abschirmung hindurch nach außen. Die Abschirmung hat, wie
gezeigt, einen gebogenen Querschnitt (relativ zu dem Körper, an
welchem sie installiert ist). Diese gebogene Form ermöglicht der
Motorbox, dass sie während
der Benutzung auf dem Boden liegt, wobei sich eine ausreichende
Breite der Abschirmung zwischen der Box und dem Gurt erstreckt.
Die Abschirmung ist aus Kunststoff, Polyethylen, PTFE oder anderem groben
Material hergestellt, welches ermöglicht, dass der Gurt leicht
gleitet. Die Motorbox kann jedoch irgendwo um die Brust des Patienten
herum platziert werden.
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Ein
Computermodul, welches als die Systemsteuereinrichtung dient, ist
innerhalb der Box platziert oder an der Box angebracht, und ist
mit dem Motor, der Nockenbremse, der Kupplung, dem Kodierer und
anderen Bauteilen sowie Sensoren für biologische und physikalische
Parameter wirksam verbunden, die in dem Gesamtsystem enthalten sind (Blutdruck,
Blutsauerstoff, endexspiratorisches CO2, Körpergewicht, Brustumfang, usw.
sind Parameter, die durch das System gemessen und in das Steuersystem
zur Einstellung von Druckraten und Drehmomentschwellwerten oder
Begrenzungen des Nachlassens und Durchhangs des Gurtes einbezogen werden
können).
Das Computermodul kann auch programmiert werden, um verschiedene
zusätzliche Funktionen,
wie Display und Fernübertragungen, Sensorüberwachung
und Rückmeldungsüberwachung,
zu handhaben, wie in unserer früheren
Anmeldung 08/922,723 erläutert
ist.
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Der
Computer wird programmiert (mit Software oder Firmware oder anderweitig)
und derart betrieben, dass er wiederholt den Motor dreht und die Kupplung
zum Aufrollen des Kompressionsgurtes auf die Antriebsspule freigibt
(wodurch die Brust des Patienten zusammengedrückt wird), und die Antriebsspule
freigibt, um zu ermöglichen,
dass der Gurt abgerollt wird (wodurch ermöglicht wird, dass der Gurt und
die Brust des Patienten expandieren), und die Antriebsspule in einem
verriegelten oder gebremsten Zustand während der Zeiträume jedes
Zyklus hält. Der
Computer wird programmiert, um die Eingabe von verschiedenen Sensoren,
wie Drehmomentsensor oder Gurtkodierer, zu überwachen und den Betrieb des
Systems in Reaktion auf diese erfassten Parameter einzustellen,
indem zum Beispiel ein Kompressionshub oder ein Gleiten der Kupplung
(oder Bremse) in Reaktion auf eine Drehmomentbegrenzung oder Gurtbewegungsbegrenzungen
blockiert wird. Wie unten aufgezeigt, kann der Betrieb der Motorboxkomponenten
koordiniert werden, um für
ein Zusammendrück-
und Druckhalteverfahren zu sorgen, welches die Zeiträume von
hohem intrathorakalen Druck verlängert.
Das System kann in einem Zusammendrück- und Schnellspannverfahren
für schnellere
Kompressionszyklen und bessere Wellenform und Flusscharakteristika
in bestimmten Situationen betrieben werden. Der Betrieb der Motorboxkomponenten
kann koordiniert werden, um für
eine begrenzte Entspannung und Kompression zu sorgen, damit eine
Verschwendung von Zeit und Batteriestrom zum Bewegen des Gurtes über die
Kompressionsschwellwertbegrenzungen oder Durchhangbegrenzungen hinaus
vermieden wird. Der Computer wird vorzugsweise programmiert, um
zwei oder mehrere erfasste Parameter zum Bestimmen eines oberen
Schwellwertes für
die Gurtkompression zu überwachen.
Durch Überwachen
des Motordrehmoments, wie durch einen Drehmomentsensor gemessen
wird, und der nachgelassenen Gurtlänge, wie durch einen Gurtkodierer
bestimmt wird, kann das System das Gurtaufwickeln mit redundanten
Begrenzungsparametern begrenzen. Die Redundanz, die durch Anwenden
zweier Begrenzungsparameter bei dem System geschaffen wird, vermeidet
eine Überkompression
in dem Falle, dass ein einzelner Kompressionsparameter den Sicherheitsschwellwert überschreitet,
wobei das System die Erfassung des Schwellwertes und die Reaktion
auf diesen versagt, indem das Gurtaufwickeln gestoppt wird.
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Verschiedene
Kompressions- und Freigabemuster können angewendet werden, um
die Wirksamkeit der CPR-Kompression zu verstärken. Eine typische CPR-Kompression
wird mit 60–80
Zyklen pro Minute durchgeführt,
wobei die Zyklen nur die Kompression darstellen, der sich die vollständige Freigabe
der Druckkraft anschließt.
Dies ist der Fall für
manuelle CPR sowie für
bekannte mechanische und pneumatische Brustkompressionsvorrichtungen. Mit
unserem neuen System wurden Kompressionszyklen in dem Bereich von
20–70
cpm wirksam, und das System kann so hoch wie 120 cpm oder mehr betrieben
werden.
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6 stellt
die Steuerung des Motors, der Kupplung und der Nockenbremse in einem
System dar, das ermöglicht,
dass die Gurtkompression durch Umschalten des Motors umgekehrt werden
kann. Es sorgt auch für
Kompressionshalteperioden, um die hämodynamische Wirkung der Kompressionszeiträume zu erhöhen, und
Entspannungshalte, um das Nachlassen des Gurtes in dem Entspannungszeitraum
an dem Punkt zu begrenzen, wo der Gurt an der Brust noch straff
und nicht übermäßig locker
ist. Wie das Diagramm zeigt, arbeitet der Motor zuerst in der Vorwärtsrichtung,
um den Kompressionsgurt festzuziehen, wird dann für einen
kurzen Zeitraum abgeschaltet, arbeitet dann in der Rückwärtsrichtung und
schaltet ab, und arbeitet weiter über die Zyklen von Vorwärts, Ausschalten,
Rückwärts, Ausschalten, und
so weiter. Parallel zu diesen Zyklen des Motorzustandes arbeitet
die Nockenbremse derart, dass sie die Motorantriebswelle an Ort
und Stelle blockiert, um dadurch die Antriebsrolle an Ort und Stelle
zu blockieren und die Bewegung des Kompressionsgurtes zu verhindern.
Die Bremsstatuslinie 63 zeigt den Status der Bremse 45 an.
Daher schaltet der Motor ab, wenn der Motor den Kompressionsgurt
bis zu dem Schwellwert oder der Zeitbegrenzung festzieht, und die
Nockenbremse greift ein, um zu verhindern, dass sich der Kompressionsgurt
lockert. Dies verhindert wirksam eine Entspannung der Brust des
Patienten, was einen höheren
intrathorakalen Druck während der
Haltezeiträume
T2, T6 und T10 aufrechterhält. Bevor
der nächste
Kompressionszyklus beginnt, wird der Motor umgeschaltet, und die
Nockenbremse wird außer
Eingriff gebracht, was ermöglicht,
dass das System den Gurt auf eine lockerere Länge antreibt, und ermöglicht,
dass sich die Brust des Patienten entspannt. Bei der Entspannung
auf den niedrigeren Schwellwert entsprechend der vorher festgezogenen Gurtlänge wird
die Nockenbremse betätigt,
um die Spindel zu stoppen und den Gurt in der vorher festgezogenen
Länge zu
halten. Die Kupplung ist immer eingerückt (die Kupplung kann gänzlich weggelassen werden,
wenn keine andere Kompressionskur in dem System gewünscht wird).
(Diese Ausführungsform kann
zwei in unterschiedlichen Richtungen arbeitende Motoren einbeziehen,
welche mit der Spindel über Kupplungen
verbunden sind.)
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6a stellt
die intrathorakalen Druckänderungen
dar, die von dem Kompressionsgurt verursacht werden, wenn er entsprechend
dem Steuerungsdiagramm aus 6a betätigt wird.
Die Kupplung ist, wenn überhaupt,
immer eingeschaltet, wie durch die Kupplungsstatuslinie 61 angezeigt
ist. Die Nockenbremse ist entsprechend der Rechteckwelle in dem
unteren Abschnitt des Diagramms im Eingriff oder „eingeschaltet". Der Motor wird
entsprechend der Motorstatuslinie eingeschaltet, ausgeschaltet oder
umgeschaltet. Jedes Mal, wenn der Motor in der Vorwärtsrichtung
eingeschaltet wird, wird der Gurt um die Brust des Patienten herum
festgezogen, woraus eine hohe Druckspitze in der Gurtspannung und dem
intrathorakalen Druck resultiert, wie in der Druckaufzeichnungslinie
gezeigt ist. Jedes Mal, wenn die hohe Schwellwertbegrenzung von
dem System erfasst wird und der Motor ausgeschaltet wird, greift
die Nockenbremse ein, um eine weitere Gurtbewegung zu verhindern.
Daraus ergibt sich ein hoher Erhaltungsdruck oder „Haltedruck" während der
Haltezeiträume,
die in dem Diagramm angezeigt sind (zum Beispiel Zeitraum T2). Am
Ende des Haltezeitraumes wird der Motor umgeschaltet, um den Gurt
in eine entspannte Position anzutreiben, und dann ausgeschaltet.
Wenn der Motor nach einem Zeitraum des Rückwärtsbetriebs ausgeschaltet wird, greift
die Nockenbremse ein, um einen übermäßigen Durchhang
des Kompressionsgurtes zu verhindern (dies würde Zeit und Batteriestrom
verschwenden). Die Nockenbremse gelangt außer Eingriff, wenn der Zyklus
wieder begonnen wird, und der Motor wird eingeschaltet, um eine
andere Kompression zu beginnen. Die Impulse p1, p2 sind in der Amplitude
und Dauer gleich. Der Impuls p3 ist in diesem Beispiel in der Dauer
begrenzt, um zu zeigen, wie die Drehmomentbegrenzungsrückmeldung
arbeitet, um eine übermäßige Gurtkompression
zu verhindern. Der Impuls p3 erreicht schnell die für den Motor
festgelegte Drehmomentbegrenzung (oder die für den Gurt festgelegte Aufwickelbegrenzung),
und der Motor stoppt und die Nockenbremse greift ein, um eine Verletzung des
Patienten und eine übermäßige Entladung
der Batterie zu verhindern. Es wird angemerkt, dass nach dem Motorstop
und dem Nockenbremseneingriff unter dem Impuls p3 die Gurtspannung
und der intrathorakale Druck für
denselben Zeitraum wie alle anderen Impulse beibehalten werden,
und der intrathorakale Druck wird, wenn überhaupt, während des Hochdruckhaltezeitraumes
nur leicht verringert. Nach dem Impuls p3 kann eine Atmungspause
begonnen werden, in welcher die Gurtspannung einen vollständigen Durchhang
ermöglichen
kann.
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7 stellt
die Steuerung des Motors, der Kupplung und der Nockenbremse in einem
System dar, das ermöglicht,
dass die Gurtkompression während
jedes Zyklus vollständig
entspannt wird. Wie die Tabelle zeigt, arbeitet der Motor nur in
der Vorwärtsrichtung,
um den Kompressionsgurt festzuziehen, wird dann für einen
kurzen Zeitraum ausgeschaltet, und arbeitet über Ein- und Aus-Zyklen weiter.
In dem ersten Zeitraum T1 wird der Motor eingeschaltet, und die
Kupplung wird eingerückt,
was den Kompressionsgurt um den Patienten herum festzieht. In dem nächsten Zeitraum
T2 wird der Motor ausgeschaltet, und die Nockenbremse wird betätigt (wobei
die Kupplung noch eingerückt
ist), um den Kompressionsgurt in der festgezogenen Position zu blockieren.
In dem nächsten
Zeitraum T3 wird die Kupplung ausgerückt, um zu ermöglichen,
dass der Gurt entspannt wird und mit der normalen Entspannung der
Brust des Patienten expandiert. In dem nächsten Zeitraum T4 wird der Motor
eingeschaltet, um auf die Drehzahl zu kommen, wobei die Kupplung
ausgeschaltet ist und die Nockenbremse ausgeschaltet ist. Der Motor
kommt auf die Drehzahl ohne Einwirkung auf den Kompressionsgurt
in diesem Zeitraum. In dem nächsten
Zeitraum wiederholt sich der Zyklus selbst. Daher schaltet der Motor
ab, wenn der Motor den Kompressionsgurt bis zu dem Schwellwert oder
der Zeitbegrenzung festzieht, und die Nockenbremse greift ein, um
zu verhindern, dass sich der Kompressionsgurt lockert. Dies verhindert
wirksam eine Entspannung der Brust des Patienten, was einen höheren intrathorakalen Druck
aufrechterhält.
Bevor der nächsten
Kompressionszyklus beginnt, wird die Kupplung ausgerückt, was
ermöglicht,
dass sich die Brust entspannt und der Motor auf die Drehzahl kommt,
bevor er unter Last steht. Dies schafft eine viel schnellere Gurtkompression,
was zu einer deutlicheren Erhöhung
des intrathorakalen Druckes führt.
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7a stellt
die intrathorakalen Druckänderungen
dar, die von dem Kompressionsgurt verursacht werden, wenn er entsprechend
der Steuerungstabelle aus 7 betätigt wird.
Die Kupplung wird entsprechend der Kupplungsstatuslinie 61 und
der Motorstatuslinie 60 nur eingeschaltet, nachdem der Motor
auf die Drehzahl gekommen ist, was zeigt, dass der Motor für zwei Zeiträume vor
dem Kupplungseingriff eingeschaltet wird. Die Nockenbremse wird
entsprechend der Bremsstatuslinie 62 in dem unteren Abschnitt
des Diagramms eingerückt
oder „eingeschaltet". Jedes Mal, wenn
die Kupplung eingerückt
wird, wird der Gurt um die Brust des Patienten herum festgezogen,
woraus eine deutlich steigende hohe Druckspitze in der Gurtspannung
und dem intrathorakalen Druck resultiert, wie in der Druckaufzeichnungslinie
gezeigt ist. Jedes Mal, wenn der Motor ausgeschaltet ist, greift
die Nockenbremse ein, und die Kupplung bleibt eingerückt, um eine
weitere Gurtbewegung zu verhindern, und die Kupplung verhindert
eine Entspannung. Daraus ergibt sich ein hoher Erhaltungsdruck oder „Haltedruck" während der
Haltezeiträume,
die in dem Diagramm angezeigt sind. An dem Ende des Haltezeitraumes wird
die Kupplung ausgeschaltet, um zu ermöglichen, dass der Gurt in die
entspannte Position expandiert. An dem Ende des Zyklus wird die
Nockenbremse außer
Eingriff gebracht (wobei die Kupplung ausgerückt ist), um zu ermöglichen,
dass der Motor vor dem Beginn des nächsten Kompressionszyklus auf
die Drehzahl kommt. Der nächste
Zyklus wird begonnen, wenn die Kupplung eingerückt ist. Dieser Vorgang erzeugt
die deutlichere Druckerhöhung
zu Beginn jedes Zyklus, wie durch die Stufenkurve zu Beginn jedes
der Druckimpulse p1, p2 und p3 angezeigt ist. Wiederum sind diese
Druckimpulse alle mit Ausnahme des Impulses p2 in der Amplitude
und Dauer gleich. Der Impuls p2 ist in diesem Beispiel in der Dauer
begrenzt, um zu zeigen, wie die Drehmomentbegrenzungsrückmeldung
arbeitet, um eine übermäßige Gurtkompression
zu verhindern. Der Impuls p2 erreicht schnell die für den Motor
festgelegte Drehmomentbegrenzung, und der Motor stoppt und die Nockenbremse
greift ein, um eine Verletzung des Patienten und eine übermäßige Entladung
der Batterie zu verhindern. Es wird angemerkt, dass nach dem Motorstop
und dem Nockenbremseneingriff unter dem Impuls p2 die Gurtspannung
und der intrathorakale Druck für
denselben Zeitraum wie alle anderen Impulse aufrechterhalten werden,
und der intrathorakale Druck wird während des Haltezeitraumes nur leicht
verringert. Der Betrieb des Systems gemäß 7a wird
derart gesteuert, dass der Gurtdruck auf einen Schwellwert begrenzt
wird, der von dem hohen Motordrehmoment (oder dementsprechend der
Gurtspannung oder Gurtlänge)
bemessen wird.
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8 zeigt
eine Steuerungstabelle für
die Verwendung in Kombination mit einem System, das den Motor, die
Kupplung, die Nockenbremse 45 innerhalb der Motorbox und
die zweite Bremse 53 oder eine Bremse an dem Antriebsrad
oder der Spindel selbst benutzt. Beide Bremsen werden in dieser
Ausführungsform
des Systems benutzt. Wie die Tabelle zeigt, arbeitet der Motor nur
in der Vorwärtsrichtung, um
den Kompressionsgurt festzuziehen. In dem ersten Zeitraum T1 wird
der Motor eingeschaltet, und die Kupplung wird eingerückt, was
den Kompressionsgurt um den Patienten herum festzieht. In dem nächsten Zeitraum
T2 wird der obere Schwellwert erreicht, und der Motor wird in Reaktion
auf den erfassten Schwellwert ausgeschaltet, die Kupplung ist noch eingerückt, und
die zweite Bremse 53 wird aktiviert und betätigt, um
den Kompressionsgurt in der festgezogenen Position zu blockieren
(diese Ereignisse treten nur auf, wenn der obere Schwellwert während des
Kompressionszeitraumes erfasst wird). In dem nächsten Zeitraum T3, wo die
Kupplung ausgerückt wird
und die Bremsen ausgeschaltet sind, entspannt sich der Gurt und
expandiert mit der normalen Entspannung der Brust des Patienten.
Die Antriebsspule dreht sich, um die zum Aufnehmen der Entspannung der
Brust des Patienten erforderliche Länge des Gurtes nachzulassen.
In dem nächsten
Zeitraum T4 (während
der Motor noch eingeschaltet ist) bleibt die Kupplung ausgerückt, jedoch
wird die Betätigung
der zweiten Bremse wirksam, um den Gurt zu blockieren, um zu verhindern,
dass der Gurt vollständig
durchhängt.
Um den nächsten
Zyklus in T5 zu beginnen, wird die Spindelbremse ausgeschaltet,
die Kupplung wird eingerückt
und ein anderer Kompressionszyklus beginnt (der Motor wurde früher im Zeitraum
T3 oder T4 eingeschaltet, um diesen auf die Drehzahl zu bringen).
während
des Impulses p3 ist die Kupplung im Zeitraum T9 eingeschaltet. Die
Kupplung bleibt im Zeitraum T10 eingerückt, und die Bremse wird aktiviert,
aber nicht betätigt.
Die Kupplung und die Bremse werden in Reaktion auf den Schwellwert
gesteuert, das heißt,
dass die Systemsteuereinrichtung wartet, bis der hohe Schwellwert
erfasst wird, bevor das System in die Haltekonfiguration geschaltet
wird, in welcher die Kupplung freigegeben wird und die Bremse betätigt wird.
In diesem Beispiel wird der hohe Schwellwert während des Kompressionszeitraumes
T9 und T10 nicht erreicht, so dass das System keinen Halt auslöst. Die
Nockenbremse dient zum Halten des Gurtes in der Länge des
oberen Schwellwertes, und die Spindelbremse dient zum Halten des
Gurtes in der Länge
des unteren Schwellwertes.
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8a stellt
den intrathorakalen Druck und die Gurtspannung dar, die dem Betrieb
des Systems gemäß 8 entspricht.
Die Motorstatuslinie 60 und die Bremsstatuslinie 62 zeigen
an, dass, wenn der Motor den Kompressionsdruck bis zu dem hohen Drehmomentschwellwert
oder der Zeitbegrenzung festzieht, der Motor ausschaltet und die
Nockenbremse eingreift (entsprechend der Nockenbremsstatuslinie 63),
um zu verhindern, dass sich der Kompressionsgurt lockert (die Kupplung
bleibt eingerückt).
Daher wird der hohe Druck, der während
des Aufwickelns des Gurtes erreicht wird, während des in T2 beginnenden
Zeitraumes aufrechterhalten. Somit umfasst der Zeitraum der Kompression
einen Zeitraum des aktiven Komprimierens der Brust, der von einem
Zeitraum der statischen Kompression gefolgt wird. Wenn der Gurt
in T3 durch Freigabe der Kupplung gelockert wird, fällt der
intrathorakale Druck ab, wie durch die Drucklinie angezeigt ist.
In T4 greift, nachdem sich der Kompressionsgurt in einem gewissen
Grade gelockert hat, aber nicht vollständig durchhängt, die Spindelbremse ein,
um den Gurt auf irgendeinem minimalen Niveau des Gurtdruckes zu halten,
wie durch die Spindelbremsstatuslinie 64 angezeigt ist.
Dies verhindert wirksam eine vollständige Entspannung der Brust
des Patienten, was einen etwas erhöhten intrathorakalen Druck
sogar zwischen den Kompressionszyklen aufrechterhält. Ein
Zeitraum der Kompression mit niedrigem Niveau wird innerhalb des
Zyklus gebildet. Es wird angemerkt, dass in Zyklen, wo der obere
Schwellwert nicht erreicht wird, der Kompressionszeitraum keinen
Zeitraum der statischen Kompression (Halt) umfasst und die Kupplung
für zwei
Zeiträume
T9 und T10 eingerückt
wird, und das System beendet schließlich die aktive Kompression
basierend auf der von dem System festgelegten Zeitbegrenzung.
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Die
Anordnung des Motors, der Nockenbremse und der Kupplung kann bei
anderen Systemen für
gurtgesteuerte Brustkompressionen angewendet werden. Zum Beispiel
schlägt
Lach, Verfahren und Vorrichtung zur Reanimation,
US-Patent 4,770,164 (13. Sept. 1988),
einen mit einer Handkurbel versehenen Gurt, der über die Brust passt, und zwei
Keile unter der Brust des Patienten vor. Die Keile halten die Brust
an Ort und Stelle, während
der Gurt fest gekurbelt wird. Das Drehmoment und die Gurtfestigkeit
werden durch einen mechanischen Anschlag begrenzt, welcher sich
auf die Drehung der großen
Antriebsrolle auswirkt. Der mechanische Anschlag begrenzt lediglich
die Festziehrolle der Spule und kann sich nicht auf die Abwicklung
der Spule auswirken. Ein Motor wird zur Befestigung an der Antriebsstange
vorgeschlagen, und das Verbindungsstück zwischen der Motorwelle
und der Antriebsrolle ist eine manuell betätigte, mechanische Verriegelung,
die als eine Kupplung bezeichnet wird. Diese „Kupplung" ist eine einfache Kupplung, die vor
der Benutzung von Hand eingestellt werden muss und während der
Kompressionszyklen nicht betätigt
werden kann. Sie kann die Antriebsrolle während eines Zyklus nicht freigeben,
und sie kann nicht eingerückt werden,
während
der Motor läuft
oder während
die Vorrichtung in Betrieb ist. Daher muss die Anwendung der oben
beschriebenen Bremsen- und Kupplungsanordnungen bei einer Vorrichtung,
wie Lach, unbedingt ermöglichen,
dass das System automatisierbar ist, und das Drück- und Haltekompressionsschema
ausführen.
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Lach,
Brustkompressionsvorrichtung für Herzstillstand,
WO-A-97/22327 (26.
Juni 1997), schlägt
auch einen Kompressionsgurt vor, der von einem scherenartigen Hebelsystem
betätigt
wird, und schlägt
einen Antrieb dieses Systems mit einem Motor vor, welcher den Scherenmechanismus
zurück und
vor hin- und hergehend antreibt, um den Gurt festzuziehen und zu
lockern. Speziell lehrt Lach, dass das Fehlen der vollständigen Freigabe
nachteilig ist, und regt an, dass der eine Kompressionszyklus nicht
beginnen würde,
bis die vollständige
Freigabe eingetreten ist. Dieses System kann auch durch die Anwendung
der oben beschriebenen Kupplungs- und Bremssysteme verbessert werden.
Es scheint, dass diese und andere Gurtspannmittel daraufhin durch
das Brems- und Kupplungssystem verbessert werden können. Lach
offenbart eine Anzahl von hin- und hergehenden Aktuatoren zum Antreiben
des Gurtes und benötigt
die Anwendung von Kraft an diesen Aktuatoren. Zum Beispiel wird
der Scherenmechanismus durch Anwenden einer Abwärtskraft an den Handgriffen
des Scherenmechanismus betätigt, und
diese Abwärtskraft
wird durch den Aktuator in eine Gurtfestziehkraft umgewandelt. Durch Überwachen
dieses Vorgangs können
die Vorteile unseres Kupplungs- und Bremssystems mit jeder der in
Lach offenbarten Kraftumwandler erreicht werden. Die Kupplungsverbindung
zwischen dem Motor und der Antriebsspule kann durch eine flexible
Antriebswelle ersetzt werden, die mit irgendeinem in Lach offenbarten
Kraftumwandler verbunden ist.
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Daher
sind, obwohl die bevorzugten Ausführungsformen der Vorrichtungen
und Verfahren in Bezug auf die Umgebung beschrieben wurden, in welcher
sie entwickelt wurden, diese lediglich eine Erläuterung der Prinzipien der
Erfindungen. Andere Ausführungsformen
und Konfigurationen können
entwickelt werden, ohne von dem Bereich der beigefügten Ansprüche abzuweichen.