DE69938046T2 - Modulare herz-lungen-wiederbelebungseinrichtung - Google Patents

Modulare herz-lungen-wiederbelebungseinrichtung Download PDF

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Description

  • Gebiet der Erfindung
  • 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.
  • Hintergrund der Erfindung
  • Eine Vorrichtung der oben genannten Art ist z. B. aus der WO-A-97/22327 bekannt.
  • 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.
  • 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.
  • 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).
  • 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.
  • 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).
  • 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.
  • 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.
  • 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.
  • Zusammenfassung
  • 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.
  • 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.
  • Kurze Beschreibung der Zeichnungen
  • 1 ist ein Überblick der Reanimationsvorrichtung.
  • 2 stellt die Installation der Gurtkassette dar.
  • 3 stellt den Betrieb der Gurtkassette dar.
  • 4 stellt den Betrieb der Gurtkassette dar.
  • 5 stellt die Konfiguration des Motors und der Kupplung innerhalb der Motorbox dar.
  • 5a stellt die Konfiguration des Motors und der Kupplung innerhalb der Motorbox dar.
  • 6 ist eine Tabelle der Steuerung des Motors und der Kupplung in einer grundlegenden Ausführungsform.
  • 6a ist ein Diagramm der Druckänderungen, die von dem System gebildet werden, das entsprechend der Steuerungstabelle aus 6 betrieben wird.
  • 7 ist eine Tabelle der Steuerung des Motors und der Kupplung für den Press- und Haltevorgang des Kompressionsgurtes.
  • 7a ist ein Diagramm der Druckänderungen, die von dem System gebildet werden, das entsprechend der Steuerungstabelle aus 7 betrieben wird.
  • 8 ist eine Tabelle der Steuerung des Motors und der Kupplung für den Press- und Haltevorgang des Kompressionsgurtes.
  • 8a ist ein Diagramm der Druckänderungen, die von dem System gebildet werden, das entsprechend der Steuerungstabelle aus 8 betrieben wird.
  • Ausführliche Beschreibung der Erfindung
  • 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.
  • 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.
  • 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.
  • 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.
  • 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.
  • 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.
  • 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.
  • 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.
  • 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.
  • 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.
  • 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.)
  • 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.
  • 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.
  • 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.
  • 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.
  • 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.
  • 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.
  • 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.
  • 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.

Claims (3)

  1. Vorrichtung zum Komprimieren der Brust eines Patienten, aufweisend einen Gurt (4), der um die Brust des Patienten herum erstreckt werden kann und an dem Patienten befestigt ist, ein Gurtspannmittel (8), das mit dem Gurt (4) zum wiederholten Festziehen und Lockern des Gurtes (4) um die Brust des Patienten herum wirksam verbunden ist, einen Motor (2), der mit dem Gurtspannmittel (8) wirksam verbunden ist, wobei der Motor (2) das Gurtspannmittel (8) wiederholt betätigen kann, um zu bewirken, dass der Gurt (4) um die Brust des Patienten festgezogen und um die Brust des Patienten gelockert wird, eine Bremse, die mit dem Gurtspannmittel (8) wirksam verbunden ist und das Gurtspannmittel in einem festgezogenen Zustand um die Brust des Patienten herum halten kann, und eine Steuereinrichtung (10) zur Steuerung des Betriebs des Motors (2) und der Bremse, dadurch gekennzeichnet, dass die Steuereinrichtung programmiert ist, um den Motor (2) und die Bremse anzutreiben, um wiederholte Zyklen des Festziehens des Gurtes (4) auf einen festgelegten Schwellwert der Straffheit, ein vorübergehendes Halten des Gurtes (4) bei diesem Schwellwert der Straffheit, und ein Lösen des Gurtes (4) zu bewirken.
  2. Vorrichtung nach Anspruch 1, wobei das Gurtspannmittel (8) eine Antriebsspule aufweist, die mit dem Gurt (4) wirksam verbunden ist und sich drehen und den Gurt (4) aufwickeln kann.
  3. Vorrichtung nach Anspruch 2, wobei die Steuereinrichtung (10) ferner programmiert ist, um den Motor (2) und die Bremse zu betätigen, um die Antriebsspule zu drehen, um wiederholte Zyklen des Festziehens des Gurtes (4) zu bewirken und zu verhindern, dass sich die Antriebsspule an ausgewählten Punkten in den wiederholten Zyklen dreht.
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