專利名稱：用于在心肺復蘇期間測量按壓參數(shù)的cpr輔助裝置的制作方法
技術(shù)領(lǐng)域：
本公開涉及在心肺復蘇(CPR)的實施期間按壓參數(shù)的測量。特別地，本公開涉及通過使用位置傳感器和基準傳感器的按壓參數(shù)的測量。背景在加拿大，目前每年有預計40，000心搏驟停的發(fā)病率，其大多數(shù)發(fā)生在醫(yī)院環(huán)境外。目前醫(yī)院外心搏驟停的可能性達到約5%。在美國，每年有約164，600這樣的事例，或每1000人約0.55例?？赡芷谕麥p少由這些醫(yī)院外心搏驟停發(fā)病率造成的死亡數(shù)。某些地方例如運動競技場，和某些個體例如老年人，有特殊的風險，并且在這些地方和對這些人而言，方便的解決方案可以是生存和死亡之間的差別。心肺復蘇(CPR)是針對醫(yī)療專業(yè)人員和非醫(yī)療專業(yè)人員提高對于遭受心力衰竭的病人的生存幾率的已被證明有效的技術(shù)。在專業(yè)醫(yī)療救助到達之前CPR迫使血液穿過循環(huán)系統(tǒng)，從而維持氧分布遍及病人體內(nèi)。然而，CPR的質(zhì)量通常差。正確的CPR技術(shù)和治療方案的保持在大多數(shù)個體中可能是不充分的，并且緊急情況的焦慮可能在施行正確的治療中混亂并阻礙個體。根據(jù)美國醫(yī)學會的期刊(2005年)，心肺復蘇(CPR)常常不協(xié)調(diào)地和非有效地被執(zhí)行，導致了可預防的死亡。標準CPR培訓和測試完成數(shù)月后，個體執(zhí)行有效胸部按壓的能力常常顯著退化。這個發(fā)現(xiàn)被認為適用于未經(jīng)培訓的執(zhí)行者以及受過培訓的專業(yè)人員，例如護理人員、護士以及甚至內(nèi)科醫(yī)生。在2005年，國際急救與復蘇聯(lián)合會描述了實施CPR的有效方法和與有效的技術(shù)相關(guān)的參數(shù)。參數(shù)包括胸部按壓率和胸部按壓深度。胸部按壓率被定義為每分鐘施行的按壓的次數(shù)。胸部按壓深度被定義為病人的胸骨通過每一次按壓被移開多遠。有效的按壓率可以是在約4cm-5cm的按壓深度下每分鐘100次胸部按壓。根據(jù)在挪威的Ulleval University Hospital 2005年實際CPR實施的研究，按壓率平均小于每分鐘90次按壓，并且對于37 %的按壓，按壓深度太淺。根據(jù)相同的研究，CPR在不需要時常常被實施，或在需要時不被實施。研究發(fā)現(xiàn)缺少心血管循環(huán)的48%時間里，按壓未被施行。其他研究已發(fā)現(xiàn)CPR的施行中的類似的不足。在芝加哥大學一份2005年的研究發(fā)現(xiàn)，在36. 9%的時間里，給予每分鐘小于80次的按壓，并且21. 7%的時間里，給予每分鐘小于70次的按壓。心搏驟停后，胸部按壓率被發(fā)現(xiàn)與循環(huán)的自主恢復直接相關(guān)。除了太淺的按壓，太有力的按壓也會是有問題的。與CPR相關(guān)的一些傷害以肋骨斷裂或軟骨分離的形式傷害病人。這樣的結(jié)果可能是由于過度用力或過度的按壓深度。再一次，缺少實踐可能是造成這些傷害的原因。當施行CPR時，手的定位是可考慮的另一個參數(shù)。已經(jīng)發(fā)現(xiàn)在按壓期間，手的有效的位置在胸骨底部之上約兩英寸。依據(jù)病人，用于有效CPR的手的定位可以是不同的。例如，對于向嬰兒執(zhí)行CPR，有效的位置可以是在胸骨上使用兩個手指。因此，在緊急情況下有助于正確施行CPR的裝置可能是有用的。此外，還能在目標培訓和測試個體中使用的裝置對CPR培訓過程和治療方案保持可能是有用的。目前存在可以在醫(yī)院環(huán)境中使用的用于施行CPR的機械系統(tǒng)。胸部按壓可以通過包括機械運動(例如，活塞運動或電動機運動)的機構(gòu)施行。一個這樣的裝置是Revivant Corp的AutoPulse ，其具有連接到寬的胸帶的計算機控制的電動機，該電動機按壓病人的胸，當心臟已經(jīng)停止跳動時迫使血液流到大腦。這樣的裝置運輸起來笨重并且沉重，需要時間來建立和激活，并且昂貴。這樣的裝置在試圖確定它們在增加心搏驟停的存活率的有效性的研究中，已經(jīng)顯示非決定性的結(jié)果。美國專利第6，351，671號公開了測量病人的胸部阻抗以及有效胸部按壓的力的裝置。從這些計算，裝置指示使用者何時成功按壓已經(jīng)完成。然而，該技術(shù)需要在病人的胸部放置的除顫器墊并且因此激活相對耗時。商業(yè)化的可用裝置，Phillips Medical的
Q-CPR ，必須連接到昂貴的醫(yī)院級除顫器，這使得它昂貴、笨重并且使外行使用者(lay
user)難以接受。此外，該技術(shù)嚴重依賴于從加速計中收集的數(shù)據(jù)。當前許多技術(shù)是基于加速計技術(shù)。在美國專利第7，074，199號中公開了使用加速計技術(shù)用于按壓深度的確定的另一種裝置。來自用于在CPR期間測量胸部按壓深度的加速計的任何加速數(shù)據(jù)易于有累積誤差和偏移誤差。因此，這些傳感器不適用于關(guān)于CPR參數(shù)的高準確的或詳細的數(shù)據(jù)收集，并且僅能被依賴用于近似的深度值。此外，如果病人或救援者是可動的，那么在無外部參照的 CPR監(jiān)測裝置中加速計的使用易于有誤差。例如，如果病人在救護車、直升飛機或輪床中正被醫(yī)療地運送，加速計不能夠在病人的外部運動和胸部的按壓之間辨別。在任何類型的非固定的環(huán)境中，基于加速計的裝置會是不可靠的且不起作用的。為補償按壓裝置的角度和傾斜，使用加速計以計算按壓深度還依賴于復雜的且易于出錯的計算。如果加速計在病人的胸部上不是完全水平并且它的運動不是完全垂直，誤差會積累并且必須通過兩個水平軸的角度被調(diào)整。此外，缺少任何外部參照點使裝置難以知道它在任何給定時間的空間中的位置。所有距離的測量是相對的，并且運動起點在測量過程中難以確定和維持。這可引起按壓的起始點或開始點隨時間偏移，導致深度測量的誤差。目前某些商業(yè)化產(chǎn)品使用加速計技術(shù)，例如來自hll Medical的AED P1US D-Padz ,其中加速計被嵌入到除顫器的墊中。 由于在它們內(nèi)的附加的電路和傳感器，這些除顫器墊大體上比較昂貴并且每次使用后必須被處理。因此，相對昂貴的傳感器由于產(chǎn)品的設(shè)計通常必須丟棄。Kenneth F. Olson等人的美國專利申請公布第2007/0276300號公開了使用超聲波傳送以計算按壓深度的裝置。聲信號從在病人的胸部上的裝置被傳送到在另一個地點上的接收器。該裝置有幾個缺點。第一，為了運行，超聲波信號必須具有從傳送器到接收器的清晰的視線。阻礙信號的任何干擾、物體、人或甚至救援者的手可以導致信號丟失或信號退化。傳送器必須指向接收器并且在傳送器和接收器之間的相對定向是至關(guān)重要的。第二，超聲波相對慢并且超聲波信號的行進時間的測量可能遭受顯著的滯后和延遲。第三，超聲波信號非常依賴于環(huán)境條件，例如空氣溫度。如果空氣溫度波動，則聲速也波動，這會導致不準確。最后，如果胸部按壓的平面起初未知，則按壓深度的計算會被顯著的折衷。行進時間的超聲波距離插入不能解析六自由度中接收器的位置，并且如果病人、接收器或傳送器不是水平的，那么向下的平移運動的確定可能是困難的。即使采用超聲波三角測量，延遲也會是顯著的，分辨率可能低，且因此可能需要在不同位置的多個傳送器和接收器?？善谕峁┤菀资褂们冶阋说难b置，以準確地測量諸如按壓深度和按壓率的相關(guān)的CPR參數(shù)，而不存在上述技術(shù)中的問題。另外，對于裝置提供指令以執(zhí)行CPR程序從而用于培訓、測試和/或緊急情況，這會是有用的。概述本公開指向用于在CPR的實施期間確定按壓參數(shù)的方法和裝置。所述裝置還可以被稱為CPR輔助裝置。所述裝置包括傳送器傳感器和接收器傳感器，其可以分別具體地是場發(fā)生器和場檢測器。發(fā)生器和檢測器可以用做基準傳感器和位置傳感器?；鶞蕚鞲衅魇窍鄬潭ǖ?，而位置傳感器根據(jù)每次胸部按壓而移動。使用固定的基準傳感器和位置傳感器會比目前所采用的用于在CPR的實施期間確定胸部按壓深度的現(xiàn)有技術(shù)有優(yōu)勢。采用加速計確定按壓深度的當前方法會具有由信號偏移造成的誤差。此外，基于加速計的系統(tǒng)通常對胸部按壓以外的運動敏感。加速計使用地面作為它的基準，并且因此，如果病人被運輸，例如在輪床上、救護車上或直升機上，這些外部運動會影響或破壞胸部按壓深度的測量。此外，加速計通常易受各種噪聲源影響，并且為得到來自加速度的移位所使用的二重積分把各種誤差引入測量。如在本裝置和方法中， 基準傳感器和位置傳感器的使用消除了這些問題。各種技術(shù)，例如電磁線圈，使在信號中具有很少偏移或無偏移的顯著較高準確度的測量成為可能。在一些方面，提供了用于在對病人實施心肺復蘇(CPR)期間確定至少一個按壓參數(shù)的裝置，所述裝置包括適合于產(chǎn)生場的場發(fā)生器；適合于檢測由場發(fā)生器所產(chǎn)生的場并且產(chǎn)生響應信號的場檢測器；以及處理器，其適合于從響應信號確定所檢測的場相對于場發(fā)生器的位置信息，并適合于使用所確定的場檢測器的位置信息確定至少一個按壓參數(shù)；其中場發(fā)生器和場檢測器中的一個是適合于根據(jù)病人的胸部而移動的位置傳感器，而場發(fā)生器和場檢測器中的另一個是適合于相對于病人固定的基準傳感器。在一些方面，提供了一種用于在CPR的實施期間確定至少一個按壓參數(shù)的方法， 所述方法包括提供上述的裝置；確定位置傳感器相對于基準傳感器的位置；以及基于所確定的位置傳感器的位置確定至少一個按壓參數(shù)。


下面將詳細討論本公開的方面，參考以下附圖，其中圖1是根據(jù)本公開的實施方式的CPR輔助裝置的圖示；圖2是示出了在病人的胸部上的墊內(nèi)的CPR輔助裝置的場檢測器的俯視平面圖；圖3是根據(jù)本公開的實施方式的CPR輔助裝置的圖示；圖4是適合于CPR輔助裝置的實施方式的由場發(fā)生器產(chǎn)生并且被場檢測器可檢測的場的圖示；
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圖5是適合于CPR輔助裝置的實施方式的場發(fā)生器或場檢測器的圖示；圖6是適合于CPR輔助裝置的實施方式的由在場發(fā)生器中的線圈所產(chǎn)生的場的圖示；圖7是圖示了在CPR輔助裝置的實施方式中的場產(chǎn)生和場檢測的框圖；圖8是圖示了在CPR輔助裝置的實施方式中的用于調(diào)制由場發(fā)生器所產(chǎn)生的場的正弦信號以及由場檢測器的線圈所檢測的正弦信號的圖；圖9是圖示了在CPR輔助裝置的實施方式中的在數(shù)字信號處理器內(nèi)的信號調(diào)節(jié)過程的框圖；圖10是圖示了在CPR輔助裝置的實施方式中的含有來自所檢測的場的信息的矩陣的實施例的圖；圖11是適合于CPR輔助裝置的實施方式的三軸場發(fā)生器和檢測器以及相應的電磁矢量的圖示；圖12是示出了根據(jù)本公開的實施方式的由三個坐標軸所表示的基座組件和位置傳感器之間的距離的圖；圖13是示出了根據(jù)本公開的實施方式的嵌入到除顫器里面的場發(fā)生器和嵌入到除顫器墊里面的場檢測器的俯視平面圖；圖14是示出了待放置到病人的胸部上的CPR輔助裝置的實施方式中的鄰近場檢測器的壓力傳感器的圖示；圖15是示出了 CPR輔助裝置的實施方式的俯視圖，其中場發(fā)生器集成到上面的除顫器電極墊的固定部分中并且場檢測器嵌入到下面的電極墊中；圖16是示出了根據(jù)本公開的實施方式的適合于CPR輔助裝置的實施方式的其下具有金屬箔的位置傳感器的圖示；圖17是示出了 CPR輔助裝置的無線的實施方式的俯視圖，其中場發(fā)生器未限制到包含場檢測器的固定的基準點；圖18是待放置到病人的胸部上的以墊或塊形式的CPR輔助裝置的實施方式的圖示，其中驅(qū)動CPR輔助裝置的電池或電源被集成到墊或塊中；圖19是容易從外部基準點連接和斷開的以墊或塊形式的CPR輔助裝置的一次性使用的實施方式的圖示；圖20是醫(yī)院房間圖示，其中用于CPR輔助裝置的實施方式的基準點放置在墻上；圖21示出了正用于監(jiān)控和測量CPR程序中的人工呼吸的有效性的CPR輔助裝置的實施方式的圖示；圖22示出了正用于測量對嬰兒的CPR程序期間的胸部按壓參數(shù)的CPR輔助裝置的實施方式的圖示；圖23示出了適合于在CPR培訓中使用的基座組件顯示器的圖示；圖M示出了適合于在自動體外除顫器(AED)培訓中使用的基座組件顯示器的圖
7J\ ο詳述本公開指向用于在心肺復蘇(CPR)實施期間確定和計算胸部按壓參數(shù)的方法和裝置。所述裝置還可以被稱為CPR輔助裝置。
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所述裝置包括傳送器傳感器和接收器傳感器，其可以分別更具體地是場發(fā)生器和場檢測器。不同于普通的傳送器傳感器和接收器傳感器，場發(fā)生器和場檢測器具體地產(chǎn)生和檢測場，例如電磁場，而不是簡單地傳送和接收簡單的指示信號。與簡單的信號傳送(例如，紅外光、超聲波)相比，所產(chǎn)生的場占領(lǐng)場發(fā)生器周圍的球形區(qū)域，該場發(fā)生器不被區(qū)域中的物體阻礙或阻塞。當就傳送信號而言時，并非指示的單一光束或路徑，場在給定半徑內(nèi)在場發(fā)生器周圍的所有點處同時存在。某些傳送信號在傳送器和接收器之間需要直接的直接的視線(即，在傳送器和接收器之間必須沒有阻礙)，而在此描述的由場發(fā)生器所產(chǎn)生的場沒有這個限制。此外，使用簡單的傳送信號時，必須基于諸如信號的行進時間的不可靠數(shù)據(jù)來計算傳送器和傳感器之間的距離。例如，超聲波行進時間的測量對諸如空氣溫度的傳送介質(zhì)的性質(zhì)是敏感的。在此描述的所產(chǎn)生的場中不受到這樣的限制。在一些實施方式中，場檢測器是位置傳感器而場發(fā)生器是基準傳感器。位置傳感器可以放置在與病人的胸部的運動對應的地點，而基準傳感器可以放置在相對固定的地點。諸如電磁場的信號由基準傳感器產(chǎn)生并被位置傳感器檢測。在其他實施方式中，場檢測器是基準傳感器而場發(fā)生器是位置傳感器，在這種情況下，可以是場的信號由位置傳感器產(chǎn)生并被基準傳感器檢測。對于技術(shù)人員明顯的是位置傳感器和基準傳感器是可交換的。 在裝置中的處理器基于信號確定位置傳感器相對于基準傳感器的位置。處理器基于所確定的位置在CPR的實施期間確定胸部按壓深度?，F(xiàn)參考圖1和圖2。在這個實施例中，CPR輔助裝置可以包括相對固定的基座組件 1和位置傳感器2，該基座組件1包含在緊急情況環(huán)境中的基準傳感器4，該位置傳感器2可以根據(jù)病人的胸部運動而相對于基準傳感器4移動，從而在CPR期間追蹤病人3的胸部運動。在這個實施例中，基準傳感器4是場發(fā)生器而位置傳感器2是場檢測器。基準傳感器 4能夠產(chǎn)生由位置傳感器2檢測的信號，例如場5。在這個實施例中，位置傳感器2設(shè)置在被放置在病人的胸部上的結(jié)構(gòu)體中，例如塊、墊6或其他合適的結(jié)構(gòu)體。CPR實施者或救助者9可以通過把他或她的手7放在墊6上直接按壓病人的胸部。此處，基座組件1放置在地面10上，其相對于病人是相對固定的。把墊6連接到基座組件1的電纜39把來自基座組件1中的電源的功率提供到位置傳感器2?，F(xiàn)參考圖3，顯示了 CPR輔助裝置的另一個實施例。在這個實施例中，位置傳感器 2位于救助者9的手腕8處。例如，位置傳感器2可以被設(shè)置在被救助者佩戴的手腕帶38 中。雖然未顯示，但位置傳感器2可以可選擇地位于救助者上的其他位置處，例如救助者的手7或手臂，因為救助者的手、手腕或手臂的運動在胸按壓期間通常與病人的胸部的運動
相一致。雖然未顯示，但可以使用無基座組件1的基準傳感器4?；鶞蕚鞲衅?可以放置在病人的軀體的外表上，例如脖子或前額，其是相對固定的?；鶞蕚鞲衅?還可以被包含在另一件相對固定的醫(yī)療器械內(nèi)，例如病人體外的醫(yī)療監(jiān)控器或除顫器。位置傳感器可以與靠近胸部按壓部位的病人的胸部接觸或在救助者的手上，使得位置傳感器在按壓期間移動了整個胸部的距離。由于位置傳感器隨著按壓移動，它對于基準傳感器的相對距離也在改變，這允許諸如按壓深度、按壓率和按壓角度的按壓參數(shù)被確定。如圖4所示，場檢測器(例如，在上面實施例中的位置傳感器)配置成感應來自場發(fā)生器的(例如，在上面實施例中的基準傳感器)所產(chǎn)生的場。場檢測器然后可以產(chǎn)生響應信號。處理器基于響應信號確定位置傳感器相對于基準傳感器的位置，例如它的三維位置坐標。處理器連同基準傳感器可以被提供在基座組件中、可以被提供在位置傳感器上、或可以是獨立的元件。處理器可以通過有線通信或無線通信接收來自位置傳感器的信息。通過測量從場發(fā)生器所檢測的場的強度，可以實現(xiàn)位置傳感器的坐標的確定。更一般地，在信號正在基準傳感器和位置傳感器之間被傳送的地方，通過測量響應信號強度或傳送信號從傳送器傳感器到接收器傳感器的行進時間，也可以實現(xiàn)位置傳感器的坐標的確定。處理器可以執(zhí)行其他計算，例如，從所確定的位置信息確定按壓深度的計算。處理器還可以包含用于存儲位置信息的存儲器，這對于培訓或任務報告目的可以是有用的。如先前所描述的，位置傳感器或基準傳感器可以用作場檢測器，而這對中的另一個可用作場發(fā)生器?？梢允褂枚鄠€基準傳感器和/或位置傳感器，這可以進一步提高位置和方向信息的準確性。例如，在具有顯著噪聲源或干擾(例如，在裝置使用電磁場作為信號的情況下，其包含顯著金屬源)的環(huán)境中，第二場檢測器可以放置在第一場檢測器的環(huán)境中，其中第一場檢測器用作位置傳感器而基準傳感器是場發(fā)生器。此第二場檢測器可以固定在適當?shù)奈恢貌⒂糜谕ㄟ^確定環(huán)境中的周圍干擾來校準裝置的測量。在另一個實施例中，第二場檢測器可以被放置成鄰近第一場檢測器，兩者都根據(jù)病人的胸部而移動，并且來自兩個場檢測器的原始數(shù)據(jù)可以相互關(guān)聯(lián)，以得到更準確的位置信息。另外地或可選擇地，多個場產(chǎn)生器可被用來通過把它們放置在不同的地點并使由場檢測器所感應的信號相互關(guān)聯(lián)，從而提高位置信息的準確性。同樣，多個場發(fā)生器可以協(xié)助消除位置數(shù)據(jù)中的模糊性。例如，如果使用一個場發(fā)生器和一個場檢測器，其各自具有用于電磁信號的正交線圈， 那么場發(fā)生器和場檢測器中的每個的線圈可以在它們的軸上對齊。如果對齊，某些電磁矢量將無效并且可得到的有用數(shù)據(jù)量可能減少。使用相互離軸的兩個場發(fā)生器可以確保場檢測器的線圈從不與至少一個場發(fā)生器的線圈對齊。在這種配置中，不管場發(fā)生器和場檢測器的相對方向，將總有用于確定位置信息的可得到的有用數(shù)據(jù)。從傳感器所確定的位置和/或方向信息可以用于計算CPR參數(shù)，例如按壓深度、按壓率、或按壓角度等等。這樣的參數(shù)可以確定CPR的有效性。例如，每分鐘100次按壓的按壓率、每次按壓4cm-5cm的按壓深度、以及在救助者的前臂和病人的胸部之間約90度的按壓角度已被發(fā)現(xiàn)是有效的。為了提升用于參數(shù)的某些范圍，可以通過在CPR輔助裝置上的反饋元件向救助者提供反饋。例如，可以有在所期望的按壓率下發(fā)聲的聽覺提示，如嘟嘟聲?；谒嬎愕腃PR參數(shù)，還可以向救助者提供反饋。例如，如果按壓率低于預設(shè)的所期望的率，可以有聽覺或視覺提示以使救助者“更快速按壓”。類似的聽覺和/或視覺提示可以指導救助者維持所期望的按壓深度或按壓角度等參數(shù)。CPR輔助裝置可以包含反饋元件，例如嵌入式LED、顯示器和/或揚聲器，以提供可聽見的和/或視覺提示和/或反饋。提示可以包括諸如“撥打9-1-1”或“更快速按壓”或 “更使勁按壓”或“良好的按壓”這樣的語句。還可以顯示圖像以通過正確的技術(shù)指導救助者?？梢允褂肔ED或其他光源，以調(diào)整救助者的速度并提供視覺反饋。節(jié)拍器可被用來在聽覺上向救助者指示正確的按壓率。這樣的反饋元件可以被設(shè)置在位置傳感器或基準傳感器上，如果使用基座組件就被設(shè)置在基座組件中，或可以被設(shè)置在獨立的組件中，例如獨立的顯示器組件。
CPR輔助裝置可以由電源提供動力。單個電源可用來給裝置的所有元件提供動力， 在這種情況下，一個或多個傳感器通過導線連接到電源?？蛇x擇地，每個傳感器可以具有它自己的電源，例如，各自傳感器裝備有獨立的電池。電源可以位于獨立的基座組件中，其還可以包含處理器。傳感器然后可以通過導線連接到基座組件?，F(xiàn)參考圖5，其顯示了傳感器的實施例。在這個實施例中，傳感器是場發(fā)生器或場檢測器。在這個實施例中場發(fā)生器或場檢測器是電磁線圈或磁傳感器。依據(jù)位置信息中所期望的自由度的數(shù)目，傳感器可以在單軸上具有單線圈或在多軸上具有多線圈。在此，有繞在實心物14周圍的三個相互正交的線圈11、12、13，實心物14 由合適的材料組成，例如塑料或諸如鐵素體的金屬。如果需要較少的自由度信息，可以僅有兩個線圈或僅有一個線圈被使用。圖6顯示了可以由包含在傳感器內(nèi)的一個軸線圈所產(chǎn)生的場。同樣，場發(fā)生器和/或場檢測器可以含有三個以上線圈，并且各自可以含有不同數(shù)目的線圈。例如，場發(fā)生器可以含有九個線圈而場檢測器可以含有一個線圈。通過把更多線圈放置在場發(fā)生器中，可需要把較少線圈放置在場檢測器中，從而減少場檢測器的尺寸、重量和厚度。使用這種方法，放置在病人的胸部上的場檢測器可以是非常小且薄的，這可以提高病人的舒適并避免對實施CPR的任何阻抗。如本領(lǐng)域通常所知的，用于傳感器和線圈的其他設(shè)計可以是合適的。在實施方式中，傳感器各自含有三個相互正交的線圈。信號，例如電磁場，由在場發(fā)生器中的三個線圈中的每個所產(chǎn)生，并且由在場檢測器中的三個線圈中的每個所檢測，生成響應信號。響應信號可以用于在六個自由度中計算位置傳感器相對于固定的基準傳感器的位置。代表三個平移軸和三個旋轉(zhuǎn)軸的六個矢量可以被確定，允許按壓深度和/或按壓角度的測量。通過提供所有六個自由度中的位置和方向信息，傳感器可以提供救助者按壓形式的全部位置追蹤。例如，在位置傳感器放置在救助者的手腕上的地方，六自由度信息可以提供手腕的旋轉(zhuǎn)角度，這可用于確定救助者是否正在以有效的或以所期望的角度向病人的胸部實施CPR。利用六個自由度，CPR實施的三維表示隨后還可以被重新創(chuàng)造，用于任務報告、 培訓、分析或其他目的。雖然傳感器已經(jīng)被描述為提供六個自由度的位置和方向信息，但傳感器也可以被簡化成提供較少信息。例如，對于傳感器，提供兩個自由度信息或三個自由度信息可以是合適的或足夠的，比如在假定按壓主要在ζ-軸(即，上下)方向中的地方。場發(fā)生器產(chǎn)生場，例如電磁能，其中傳感器是電磁線圈，所產(chǎn)生的場被場檢測器檢測或感應。在場檢測器中的多軸線圈的每個軸上所檢測的電磁信號的強度允許位置和方向信息的確定。所產(chǎn)生的電磁場可以是脈沖DC場或AC正弦場。該所產(chǎn)生的場在場檢測器中感應電壓和電流響應信號，其表明場發(fā)生器中的線圈與場檢測器的線圈之間的距離。線圈可以是小的，以用于在短距離上產(chǎn)生小場，或如果用于產(chǎn)生較大場以在較長距離上操作，則線圈可以是較大的。線圈的設(shè)計和線圈參數(shù)的確定可以特別地設(shè)計成適合 CPR輔助裝置。每個線圈可以有精確的幾何形狀，具有相同的感應值同時被設(shè)計成盡可能的小。例如，形成場發(fā)生器線圈的導線可以是繞芯約150-200圖的約M-30AWG銅線。產(chǎn)生場的場發(fā)生器的尺寸取決于場的半徑的預期尺寸，但一般大于檢測場的場檢測器的尺寸。場檢測器可以被制作成相對小，例如使得它可以適合矮小病人例如嬰兒的胸。場檢測器可以在尺寸上比場發(fā)生器的小很多。與場發(fā)生器相比，由于場檢測器線圈的較小面積，它們可以含有更多匝的較小規(guī)格的導線，例如，37AWG的500-600匝。場檢測器可以有選擇地包括其
11他類型的傳感器，例如不同的磁傳感器比如磁阻傳感器、霍爾效應傳感器或磁通間門磁強計。本領(lǐng)域技術(shù)人員將領(lǐng)會，當CPR輔助裝置的實施例使用基于線圈的傳感器時，這不是本方法和裝置的要求。使用基準傳感器和位置傳感器，其他能夠優(yōu)選地在三維空間中檢測物體位置的傳感器可以被使用。例如，代替基于線圈的傳感器所使用的電磁場，傳感器可以使用射頻場、聲場、光場、超寬帶場、或射頻識別場等等。所使用的場可以被選擇以使在場發(fā)生器和場檢測器之間的視線不是必需的，使得場通過在兩者之間的任何阻礙物可被檢測。這可以允許場發(fā)生器和場檢測器被方便地放置，并且可以使在CPR的實施期間不能夠檢測場的風險最小化，并且因此使在CPR的實施期間不能夠檢測CPR反饋信息的風險最小化。在一些實施方式中，把加速計、傾斜傳感器或其他方向傳感器添加到基準傳感器可能是有用的。這個附加的傳感器使基準傳感器能夠檢測它自身方向或它位于什么平面。 如果基準傳感器放置在傾斜面，這會尤其有用。在傳感器被設(shè)計成提供少于六自由度的位置信息的地方，知道基準傳感器的方向可能是有用的，因為位置傳感器的位置和/或方向相對于基準傳感器被計算。如果所有六個自由度被感測到，則知道基準傳感器的方向可能不那么重要。基準傳感器不需要在病人旁邊的地面上的固定點?；鶞蕚鞲衅骺梢晕挥诓∪烁浇娜魏蜗鄬潭ǖ牡攸c，例如在輪床上、在墻上、在天花板上、在醫(yī)院房間中的方便的地點、 在救護車里面或相對于病人不動或固定的任何其他合適的地點，以便胸部的運動可以是可檢測的。特別地，基準傳感器不需要是絕對固定的，它可以僅相對于病人是固定的。例如，基準傳感器可以在運載病人的移動的救護車中是不動的，由于基準傳感器相對于在救護車中的病人將仍然是固定的，所以這是可以接受的。此外，基準傳感器可以貼在病人或救助者的軀體的固定部分。例如，基準傳感器可以放置在病人的前額或脖子上。在另一個實施例中， 基準傳感器可以集成到放置在病人的肩膀上的電極墊中，同時位置傳感器定位在與病人的胸相符的第二電極墊中?；鶞蕚鞲衅骺梢钥蛇x擇地被佩戴或放置在救助者上，在相對固定的點，例如救助者的腿、救助者的膝蓋下(例如在跪墊中)、救助者的腰部周圍、或救助者的任何其他合適的固定的外表部位。在實施方式中，基準傳感器可以并入或連接到相對固定的另一件醫(yī)療儀器，例如手動除顫器或自動體外除顫器(AED)。位置傳感器可以貼成或放置成與病人的胸部或救助者的手、手腕或手臂相接觸。在CPR輔助裝置用于除顫器或AED的實施方式中，位置傳感器可以放置在一個或兩個除顫器電極墊內(nèi)，墊或多個墊被配置成延伸到胸部按壓被執(zhí)行的胸部區(qū)域中?，F(xiàn)參考圖7，顯示了用于場的產(chǎn)生和所檢測的場的處理的實施例電路的框圖。在這個實施例中，場產(chǎn)生和所檢測的場的處理均通過相同的處理器執(zhí)行。獨立的處理器也可以用于場產(chǎn)生和所檢測的場的處理中的每個，在這種情況下用于電路的框圖將是獨立的，但仍可以含有類似的模塊。為了簡單，將僅僅描述例如使用了單個處理器的電路，然而技術(shù)人員應知道電路可以被修改成使用兩個或更多獨立的處理器。所示的電路可以適合于所產(chǎn)生的場是電磁場并且傳感器(例如，場發(fā)生器和場檢測器)含有用于產(chǎn)生并檢測場的線圈的情況。在這個實施方式中，場5，例如正弦場，由波
12形發(fā)生器產(chǎn)生，例如數(shù)字信號處理器(DSP) 15、微控制器或其他合適的波形發(fā)生器。就DSP 15來說，使用軟件查找表16可以產(chǎn)生正弦基準信號。在特定頻率例如12kHz下產(chǎn)生正弦波信號。數(shù)字模擬轉(zhuǎn)換器(DAC) 17在一定采樣率下被觸發(fā)，以把在軟件查找表中的點轉(zhuǎn)換成正弦電壓?？蛇x擇地，正弦信號可以通過使用來自查找表的點輸出已調(diào)制的脈沖寬度調(diào)制(PWM)波而由DSP15產(chǎn)生。PWM信號然后可以被低通濾波，例如，使用二階RC濾波器(未顯示)。低通濾波器從PWM信號產(chǎn)生正弦波，其然后被饋送到功率放大器18。功率放大器 18在正弦信號被傳送到用于產(chǎn)生時變場的線圈例如在場發(fā)生器中的線圈之前，增加正弦信號的強度。功率放大器18可以是D類、大功率、低噪聲音頻放大器，或如本領(lǐng)域已知的任何其他合適的放大器。就D類放大器而言，輸出是已調(diào)制的PWM信號，這意味著正弦波被轉(zhuǎn)換回PWM格式。另一個低通濾波器(未顯示)，例如LC無損濾波器，可以用于從D類功率放大器的PWM輸出產(chǎn)生正弦波。復用器(未顯示)可以用于選擇包含在場發(fā)生器內(nèi)的三個線圈中的一個，使得對于三個直角坐標軸中的一個來產(chǎn)生場。然后由場檢測器檢測放大的場，例如，其中場可以是以電磁能的形式。圖8圖示了場5波群如何連續(xù)地被傳送到在場發(fā)生器中的三個線圈中的每個。該圖表示了有三個場產(chǎn)生線圈和三個場檢測線圈的實施例。三個場產(chǎn)生線圈，例如在基準傳感器中的那些，相互正交，場檢測線圈也一樣。每個場產(chǎn)生線圈產(chǎn)生被場檢測線圈在連續(xù)的激勵階段中順序地檢測的正弦場。每個激勵階段發(fā)生一段持續(xù)的時間，在此持續(xù)的時間期間，各自的線圈的激勵導致由該線圈所產(chǎn)生的場。為了避免過度延遲，每個激勵階段持續(xù)的時間可以相對短，這可減少采樣率。通過縮短激勵時間所減少的延遲可以與通過延長激勵時間所減少的誤差均衡。每個激勵階段持續(xù)的時間可以是可變的，這基于特定實施方式、裝置的使用或應用而確定。如所述，持續(xù)的時間可以基于所期望的誤差和所期望的采樣率來均衡。例如，在誤差是主要關(guān)心的問題(例如，在易于有噪聲的環(huán)境中)的應用中，激勵階段可以較長。依據(jù)場檢測線圈相對于各自的場產(chǎn)生線圈的方向和距離，場檢測線圈由所產(chǎn)生的場激發(fā)，產(chǎn)生響應信號。來自場檢測線圈的該響應信號可然后通過模擬數(shù)字轉(zhuǎn)換器采樣，以確定在每個場檢測線圈的場強度。在CPR期間，可以接受相對慢的數(shù)據(jù)率。例如，如果每秒計算40個位置點，從功率放大器輸出正弦波的實際時間將小于總操作時間的1/10。 例如，可足以在三個場檢測器中的每個上輸出九個周期，以確定空間位置。因此，每位置將輸出27個總周期。在12kHz，27個周期占2. 25ms。在每秒40個位置時，線圈有效時間為 0. 09s或為總操作時間的9%，從而確保大功率不被系統(tǒng)所吸取。如果每檢測器僅使用兩個周期，線圈有效的總時間將是0. 02秒或總操作時間的2%。雖然這個實施例涉及通過每個場產(chǎn)生線圈來時間復用所產(chǎn)生的場，但場也可以是頻率復用的。如果是頻率復用，場不需要順序地被激勵，而是可以在不同頻率被激勵。場檢測器然后可以帶通所檢測的場中的每個，以確定每個所檢測的場源于哪個場產(chǎn)生線圈。所產(chǎn)生的場導致響應信號，例如，由于在場檢測器的線圈中感應的電勢。如在本領(lǐng)域中通常所做的，響應信號可以被發(fā)送到處理器并通過由處理器放大、濾波和/或調(diào)節(jié)。可以使用多階段方法實現(xiàn)來自場檢測器的響應信號的放大和濾波，在該方法中，多路儀器放大器19與諸如帶通20、低通、差分和抗混疊濾波器21的濾波器級聯(lián)。例如，低噪聲、可調(diào)節(jié)的增益儀器放大器可被用來接收來自線圈的差分信號。放大的信號可以被帶通濾波，以除去特定的正弦調(diào)制信號的頻率(例如12kHz)外的噪聲。第二低噪聲可調(diào)節(jié)的儀器放大器可被用來進一步放大濾過的信號。最后，抗混疊且低通濾波器可被用來除去響應信號中的任何殘留噪聲。其他濾波器和/或放大器可以是合適的，并可以以不同于此處描述的順序使用。放大并濾過的信號被發(fā)送到在DSP上的模擬數(shù)字轉(zhuǎn)換器(ADC) 22以用于數(shù)字化和進一步處理?？梢允褂镁哂锌焖俨蓸勇实母叻直媛蔄DC。數(shù)字化信號然后可以被發(fā)送以用于信號調(diào)節(jié)。處理器可以通過測量初始信號強度確定場發(fā)生器和場檢測器之間的距離。如果初始信號強度太低，處理器可以改變放大器系統(tǒng)的增益。如果入射信號低于提供充足信息 (例如8比特的數(shù)據(jù))所需要的，可以提高增益。如果入射信號強度太低，則信噪比可能太高而不能得到所需要的信息。因為信號強度低，故應當提高增益。然而，在一些情況下，由于提高了系統(tǒng)增益，噪聲水平也被提高，且在信號和噪聲之間的差異可以變得太小而不能測量準確的數(shù)據(jù)。例如，如果使用高速率、可編程的增益儀器放大器，比如來自Analog Devices 的AD8253，增益可以從單位1變化到高達1000的增益因子。儀器放大器上的兩個引腳依據(jù)它們是高還是低而設(shè)置增益。例如，如果兩個引腳都是低(即0，0)，則增益是最小值1。 如果引腳是(1，1)，增益是最大值1000。其他組合導致增益是10或100。因此，通過在DSP 中適當切換在放大器上的增益設(shè)定引腳的軟件，可以控制增益。增益因子首先可以從單位 1提高到10。如果新放大的信號仍然太低，通過改變在放大器上的增益設(shè)置引腳的高低狀態(tài)，增益可再一次被更高地轉(zhuǎn)變到因子100。這個過程可以反復進行，直至信號水平足夠或增益因子在它的最高水平為止。此外，裝置可能能夠檢測何時場檢測器在給定的操作半徑之外。當響應信號低于所期望的數(shù)據(jù)比特的數(shù)量(例如8比特)并且放大器已經(jīng)在最高增益(例如1000)時，裝置可以確定場檢測器超出裝置的操作范圍并且這可以例如通過視覺顯示或音頻信號提示給使用者。由于(例如通過電力電纜)限定在場發(fā)生器的場檢測器的操作范圍可以由電纜的長度限制，所以對于這樣的裝置這可能不是特別重要的問題。通過改變穿過場發(fā)生器的線圈的電流還可以實施動態(tài)增益。在近范圍，穿過場產(chǎn)生線圈的電流可以被減小，代替和/或伴隨放大器增益中的降低。調(diào)節(jié)穿過場產(chǎn)生線圈的電流服務于至少兩個目的。第一，與可調(diào)節(jié)的增益放大器結(jié)合，可調(diào)節(jié)的電流可以提供信號強度的較大的動態(tài)范圍并且因此可以允許用于裝置的較大的操作范圍。第二，可調(diào)節(jié)的電流可以允許裝置在近距離節(jié)約能量并且當在它的操作范圍的外部界限操作時增加能量。這可以幫助節(jié)約能量，這在裝置用電池電源操作時可以是尤其重要的，例如當裝置被設(shè)計成便攜式時。數(shù)字化后，信號可以經(jīng)歷進一步調(diào)節(jié)和/或濾波，如圖9所示。一旦從ADC22中接收信號，去偏移算法23可以應用于信號。該算法去除可能存在于響應信號上并且可能擾亂解調(diào)器的正確操作的任何DC偏移成分。在該算法中，輸入信號的運行平均值被維持并從每個輸入讀數(shù)中減去。真實的正弦信號的平均值是零并經(jīng)過完整的若干周期后，僅DC偏移成分保留。在逐點的基礎(chǔ)上，可以從模擬到數(shù)字的轉(zhuǎn)換的信號中減去該偏移。調(diào)節(jié)的第二階段可以包括與基準振蕩器25同步的解調(diào)器24，以確定響應信號的相移并生成適當極性的全波整流正弦波。形成基準振蕩器的數(shù)字技術(shù)的使用可以允許基準信號容易得到，允許使用對相移不敏感的簡單的解調(diào)技術(shù)?？梢哉J為響應信號是復矢量，復矢量的實部和虛部可以通過乘以兩個正交分量被獨立計算。可以從這些分量的平方的和的根來計算矢量的幅度。相位的確定基于在基準振蕩器的符號和響應信號的符號之間的“異或OR”結(jié)果如果這些信號同相，則符號應該相同且結(jié)果為假。如果信號反相，則信號相反且結(jié)果將為真?；谠谝粋€完整振蕩器周期的先前結(jié)果，可以使用“多數(shù)表決”來確定相位。 所檢測的信號的相位可以指示傳感器正在空間的什么象限中操作。信號調(diào)節(jié)的第三階段可以是用于使整流信號幅度平滑成穩(wěn)定的數(shù)字結(jié)果的平滑濾波器沈。平滑化可以用于去除環(huán)境噪聲，例如在系統(tǒng)周圍的空氣中存在的磁場畸變。使用在整個激勵階段的視窗，可以構(gòu)建簡單的移動平均濾波器。這樣的濾波器在逐點的基礎(chǔ)上運行來自解調(diào)器的輸出的每個數(shù)據(jù)點被添加到環(huán)形緩沖器，并且通過從運行總數(shù)中減去最先的值、加上最新的值以及縮放可以計算平均值。除了上述的平滑濾波器26外，這種平滑化也可以通過利用來自基準振蕩器25的基準信號解調(diào)信號來完成。正如下面描述的， 用于信號調(diào)節(jié)的基準信號還可以由位置傳感器提供。當通過模擬數(shù)字轉(zhuǎn)換器使數(shù)據(jù)可得到時，通過處理器可以在響應信號上實時執(zhí)行DC偏移的去除、解調(diào)和平滑。可選擇地，一旦接收了來自每個場發(fā)生器-檢測器的組合的所有九個值，則可以執(zhí)行這些操作。信號調(diào)節(jié)的第四階段可以提供傳感器幾何校正27，以校正原始位置數(shù)據(jù)。可以應用固定的偏移和增益調(diào)整，并且結(jié)果可以用于索引校正圖，以被加入到讀數(shù)的位來檢索校正?？梢栽谛什襟E中創(chuàng)建校正圖，這可尤其適合于裝置在相對固定、恒定或受控環(huán)境中使用的地方。例如，在固定環(huán)境中，比如培訓中心或家，在裝置的任何使用前可以描繪環(huán)境，目的是說明信號噪聲源，比如金屬物體。這種校準可以對研究人員有幫助，其使用裝置以受控的設(shè)置用于CPR研究。一般的校準方法可以用于創(chuàng)建校正圖，并且這樣的校準可以很好地精確到亞毫米范圍。在建立時間較少的緊急環(huán)境中，校準步驟可以適當?shù)妮^少。此外，與正被使用的特定線圈相關(guān)的校準信息(例如，電感、尺寸、形狀、增益)可以利用線圈存儲在 EEPROM中或其他這樣的存儲裝置中，以用于被處理器檢索。處理器然后可以把該特定線圈的校準信息應用于位置運算。如本領(lǐng)域通常已知的，代替或除了上述的那些，還可以使用其他信號調(diào)節(jié)算法。適當?shù)臑V波和調(diào)節(jié)后，可以組成表示在位置傳感器的線圈中的感應電壓的矩陣 Y29，如圖10所示。在這個實施例中，矩陣￥四含有九個測量的電壓觀以及從位置傳感器的線圈中得到的它們的符號。從矩陣Y29，使用通常已知的算法可以估算位置和方向。如本領(lǐng)域通常已知的，使用各種數(shù)學技術(shù)可以確定位置和方向信息。將在下面描述可以使用的一種算法，盡管可以使用任何其他合適的算法。該算法可適合于對于六個自由度確定位置信息的地方?？梢愿淖兒?或簡化算法用于較少自由度。由圓形回路天線所產(chǎn)生的近磁場，例如在位置傳感器中的線圈，可以按照徑向分量和切向分量被描述，如圖11所示?；芈酚秒娏鱥(t) = Icos Ot被激勵，其中I是電流振幅，ω是相位以及t是時間。在距離為P及軸偏移角為δ的點處所產(chǎn)生的磁場通過徑向分量和切向分量被完整地描述Hp = (Μ/2 π P3) cos δ 以及 Ht = (Μ/4 π ρ 3) sin δ其中M = NIA是回路的縮放磁矩并且A和N分別表示回路的匝數(shù)和面積。傳感器回路天線僅對與回路方向矢量對齊(即垂直于回路平面)的場分量有響應。被三個正交的場檢測天線的組從地面天線所檢測的三個正交的所產(chǎn)生的場的測量產(chǎn)生了足以確定六個位置和方向參數(shù)的信息。這假定了方向和位置參數(shù)被獨立地確定。為合成位置-方向算法， 使用在三軸源和三軸傳感器之間的幾何關(guān)系，必須限定將傳感器輸出與激勵源相關(guān)聯(lián)的矢
15量-矩陣公式以及坐標。位置可以不依賴傳感器方向而被計算，結(jié)果是三度的位置信息，如圖12所示。可選擇地，可以得到所有六個自由度(位置和旋轉(zhuǎn))。就CPR來說，使用三個自由度，主要是 x30、y31和z32坐標，足以測量按壓深度。為了計算x、y和ζ值，可以采用各種方法。合適的算法涉及來自九個感應電壓的矢量幅值和點積的計算。各種矩陣運算可用來確定x、y和 ζ位置以及所有三個方向角，這應被本領(lǐng)域技術(shù)人員所熟知。從幾何關(guān)系和上述方程式，可以實施估計算法，其包括以下步驟1.測量場發(fā)生器和場檢測器之間的耦合以得到矩陣Y^并對它進行濾波。2.計算方向不變量矩陣D = 1/C2YTY，其中C是基于信號的已知放大率的增益常數(shù)。3.由D2估計位置x、y和ζ。4.計算 D—1 = (D2)72。5.估計方向矩陣A = l/CYD—1!；，其中T。是補償旋轉(zhuǎn)矩陣。6.由矩陣A估計方向角Ψ、θ、φ。在該算法的輸出中可以得到所有六個位置和方向坐標。如本領(lǐng)域通常已知的，可以使用其他估計算法。從所計算的位置和方向信息，可以計算CPR參數(shù)。例如，如本領(lǐng)域技術(shù)人員所知， 基于位置和方向信息，可以計算按壓深度、按壓率和按壓角度。雖然將會描述一些示例算法，但本領(lǐng)域技術(shù)人員應理解其他算法也可以是合適的。就按壓深度來說，x30、y31和z32 位置可以用于確定在按壓的軸上行進的距離。按壓深度還可以通過假定線圈的所有運動是由于胸部按壓的運動而被計算。這種假定在某些實施方式中會特別有效，例如貼到受難者的胸部的墊，其中墊僅隨著按壓而運動。這種假定適當時，通過計算在時間中每個點的位置矢量的幅值中的變化，可以測量按壓深度。在時間中每個點的位置矢量的幅值等于X、y和 ζ位置的平方和的平方根。旋轉(zhuǎn)角可以用來進一步限定按壓的軌線和角度。旋轉(zhuǎn)角度在某些實施方式例如手套中會尤其重要，其中在救助者的前臂和受難者的胸部之間的角度對準確的按壓深度的估計可能是重要的。通過使用能夠確定真正按壓事件發(fā)生的峰值檢測算法，可以計算諸如按壓率的參數(shù)。為了被認為是真正按壓，峰值還可以通過設(shè)定按壓必須達到的具體閾值而被檢測。例如，如果按壓前進3cm的深度并且彈回2cm的深度，它會被認為是充分按壓。按壓計數(shù)不僅能夠計算按壓深度而且使能按壓倒計數(shù)，在倒計數(shù)中包括一個CPR循環(huán)的30次按壓中的每次都被倒計數(shù)?？梢韵蚴褂谜咛峁┻@樣的信息，使得他或她在CPR過程中不必記錄或計數(shù)按壓的次數(shù)。這些所計算的參數(shù)可以作為視覺、聽覺和/或觸覺反饋提供給救助者。這些所計算的參數(shù)可以與預設(shè)目標范圍相比較并且相應地會提供反饋。此信息還可以存儲在處理器中供以后分析，例如為了培訓目的。存在胸部按壓的某些特征，其可以允許深度測量系統(tǒng)被進一步改進。胸部按壓相對短并且是始終如一的周期運動。胸部按壓的整體向下的行程通常在2cm至6cm之間，并且是主要發(fā)生在ζ-軸(即上和下)上的平移運動。胸部按壓分析通常不需要復雜的運動分析以說明覆蓋大面積的大范圍的運動。胸部按壓通常更簡單并且按壓的特征可以用于簡化裝置的結(jié)構(gòu)和尺寸、減少裝置的功率消耗、減少裝置的成本和/或提高裝置的準確性。例如，在場發(fā)生器和場檢測器之間的距離可以是最小的，從而降低裝置的功率要求。在圖13所示的實施方式中，基準傳感器被設(shè)置在存在于緊急情景下的除顫器組件33 中。位置傳感器2被設(shè)置在除顫器的電極墊34中的一個中(例如墊34的延伸部分38)或放置在病人的胸部或救助者的手、手腕和手臂上的某些其他結(jié)構(gòu)中。除顫器和病人的胸部之間的通常距離短，通常在范圍從約0. : 至約1. Im的任何地方。通常，除顫器電極墊具有電纜35，其把電極墊連接到除顫器組件33。這些電纜通常在0.8m至1. Im之間的長度，并因此除顫器組件33通常放置在離病人少于一米遠。因此，場發(fā)生器通常需要產(chǎn)生在半徑中延伸不大于約一米并通過場檢測器可檢測的場。由于電磁能在強度上的下降與發(fā)生器和檢測器之間的分離在立方上成比例，所以該短的產(chǎn)生距離意味著場發(fā)生器的功率要求減少， 其中所產(chǎn)生的場是電磁場。此外，通過限制裝置的操作范圍可以簡化裝置結(jié)構(gòu)。在短距離上，固定的增益放大而不是動態(tài)增益放大可足以放大響應信號。固定的增益放大可允許以較少的費用集成較簡單的裝置元件。所減少的場尺寸通過減少噪聲的可能性還可以允許準確性的提高。小的場尺寸可以允許放大器的增益被準確地固定，以便優(yōu)化在操作范圍期間的性能。除得到最大場尺寸外，可以有其他的設(shè)計考慮。例如，最小場尺寸可能是重要的。為減少對寬的動態(tài)增益范圍的需要，場產(chǎn)生的最小半徑可以限制到當場發(fā)生器和場檢測器在一起非常近時阻止響應信號的飽和。這可以被實現(xiàn)，例如，通過使場發(fā)生器的線圈遠離場發(fā)生器的外殼的外側(cè)放置，或通過使場發(fā)生器遠離基座組件的外側(cè)定位(例如，其中場發(fā)生器被設(shè)置在基座組件中)，使得場發(fā)生器的線圈不能物理地鄰近場檢測器的線圈。濾波、信號調(diào)節(jié)和信號放大可以被修改成在胸部按壓發(fā)生的短距離上有效地運行。壓力開關(guān)或壓力傳感器36還可以包括在CPR輔助裝置內(nèi)，以進一步提高準確性， 如圖14所示。在這個實施例中，壓力傳感器36包含位置傳感器2，并且兩者被設(shè)置在可以放置在病人的胸部上的墊6上。墊6還可以包含用于位置傳感器2的電源44。位置傳感器2可以裝備有壓力傳感器36或開關(guān)，壓力傳感器36或開關(guān)可以作為指示器用于在按壓已經(jīng)開始時指示裝置。例如，壓力傳感器36可以位于救助者的手和病人的胸部之間，使得壓力傳感器36隨著壓力的急劇增加可以檢測胸部按壓的開始。一旦按壓開始已經(jīng)被指示， 則在裝置中的處理器然后可以開始測量位置傳感器2通過按壓已經(jīng)移動的相對距離。類似地，由壓力傳感器36隨著壓力的釋放可以檢測胸部按壓的結(jié)束。通過測量在單次胸部按壓的開始和終止之間的相對距離，可以減小可能誤差的幅值。測量相對位置的改變可以比持續(xù)地計算在基準傳感器和位置傳感器之間的更容易出錯的絕對距離更有效并且更準確。因為壓力傳感器36可以用于檢測按壓的開始和結(jié)束，壓力和/或來自壓力傳感器36的力信號可以另外地用于提供關(guān)于按壓持續(xù)時間、按壓速率或按壓頻率的信息。壓力傳感器或開關(guān)還可以用于確定在胸部按壓期間的所施加的力，并且使它與從場檢測器的響應信號中計算的位置信息相關(guān)聯(lián)。來自壓力傳感器的力信號可以表示按壓 (例如在按壓期間)的性質(zhì)并且可以用于對響應信號進行濾波。對于其中電磁場正在被產(chǎn)生和檢測的實施方式，力和/或壓力信號可以用于減少由于在環(huán)境中的金屬物體造成的誤差，因為檢測這樣的場時力不受相同誤差源影響。在CPR期間所施加的力可能不能用于直接計算按壓深度，由于受難者體型、胸部應變性和其他變量影響達到確定的按壓深度所需
17要的壓力的量。然而，力和壓力信號提供波形，如關(guān)于圖9上面所描述的，該波形可以用作基準信號用于處理響應信號，例如通過提供按壓的開始和結(jié)束的指示。通過使用力信號作為用于響應信號的基準，它們可以一起提供更準確的胸部按壓位置信息。在圖15所示的另一個實施例中，基準傳感器4和位置傳感器2可以并入到單個的組件或都可以放置到病人的軀體上。例如，在除顫過程期間，兩個電極墊34、37通常應用于病人的胸部兩個具體的地點。一個墊37可以定位在病人的右肩膀的正下方而另一個墊34 可以放置在病人的左下側(cè)。當執(zhí)行CPR時，這些電極墊可以被延伸使得墊中的一個延伸到胸部的中心。在墊的延伸部分38內(nèi)，可以嵌入位置傳感器2，使得在CPR的實施期間它位于救助者的手下面。基準傳感器2可以放置在相對的墊37中。電極墊34、墊37可以以這樣的方式設(shè)計，即，使得含有基準傳感器4的墊34具有當實施胸部按壓時不移動的部分39。 基準傳感器4然后應相對于病人保持固定并且被貼到病人的軀體的固定部分。通過使基準傳感器4和位置傳感器2位于病人的身體上，可以減小所產(chǎn)生的場的尺寸。通常，如上面所描述的，減小所產(chǎn)生的場的尺寸減小裝置的復雜性、功率要求以及裝置的尺寸。另外，如果基準傳感器4和位置傳感器2放置在固定的或大約相對于彼此固定的位置，那么可以使由裝置所執(zhí)行的測量更加準確。第一，通過知道在傳感器之間的大約相對的開始距離40，可以選擇允許胸部按壓的整個期間被適當?shù)胤糯蟮挠糜陧憫盘柕倪m當?shù)姆糯笤鲆?。?cm或小于6cm的按壓期間已知的場尺寸和短的整體運動可以允許裝置用簡單的固定的增益而不是更昂貴和復雜的動態(tài)的增益來操作。第二，通過使在病人身體附近和身體上具有傳感器，外部噪聲源可以被更容易地消除和/或補償。主噪聲源，主要是用于電磁場的大的金屬物體，可以大部分不存在于病人的胸部附近。金屬的兩個特征決定它將使電磁場失真的程度。第一個性質(zhì)是金屬的傳導性。AC正弦電磁場在傳導材料中產(chǎn)生渦電流。渦電流產(chǎn)生的程度取決于材料的尺寸和傳導性。諸如銅的非常傳導的金屬比諸如鋼的較低傳導的金屬對場有更多威脅。第二個性質(zhì)是金屬的磁導率。在所產(chǎn)生的場的頻率下(例如12kHz)具有高導磁的材料可以使所檢測的場扭曲。在 CPR環(huán)境中的主噪聲源是諸如被病人或救助者佩戴的戒指、手表和穿孔的這樣的物品，所述物品通常太小而不能顯著地擾亂場。其他噪聲源，例如除顫器墊或在病人中的植入物的傳導材料，同樣不可能引起顯著干擾。除顫器電極墊和植入物通常使用抗腐蝕的具有低傳導性的金屬，例如分別為錫和鈦。通過保持場發(fā)生器和場檢測器在病人的身體上在一起很近， 可以減小這些金屬噪聲源，因為來自這些金屬源的噪聲的影響隨著場發(fā)生器和場檢測器之間的距離以指數(shù)方式增長。此外，通過使傳感器放置在已知的配置中，可以估計兩個傳感器之間的開始的距離。在裝置開始計算按壓深度前，該估計值可以用于校準裝置。校準方法可以補償將傳感器之間的所估計的已知距離與測量距離相比較的誤差。所計算的誤差可用于確定環(huán)境中金屬失真的所估計的影響。就CPR來說，主要金屬干擾源通常是在病人身下的那些，例如金屬輪床或金屬地板。為抑制出自于在病人下方的金屬表面47的第二磁場46所感應的渦電流45的效應，傳導箔48或片可以直接放置在場檢測器線圈或場發(fā)生器線圈的下方或兩個線圈下方，例如圖16所圖示的實施方式所示。在這個實施方式中，金屬箔或板可以是線圈的尺寸并且可以以連接到線圈而放置。至于場檢測器是放置到受難者的胸部上的墊，金屬箔可以連接到墊的底面，以便偏轉(zhuǎn)或吸收由病人下方的金屬表面所產(chǎn)生的場。放置在線圈下方的箔的性質(zhì)應當被裝置所知，并且處理器從而將能夠?qū)ζ涮砑拥窖b置上進行補償。實質(zhì)上，通過使用在線圈和金屬表面之間的已知的傳導層，從而可以減輕在病人下方的大的金屬表面的影響。其他克服失真和干擾的方法是可能的。例如，卡爾曼濾波器可以用來遞歸地估計位置傳感器的動態(tài)運動。這些算法使用系統(tǒng)的先前狀態(tài)和誤差來估計未來運動。同樣，伯思斯坦多項式技術(shù)已被證明在嚴重噪聲和干擾存在的情況下在內(nèi)插距離上是有效的。其他校正方法可以是合適的，并應是本領(lǐng)域技術(shù)人員所知。溫度中的較大變化可以改變線圈的性質(zhì)，這引起某個級別上的誤差。因此，溫度傳感器可以放置在場產(chǎn)生線圈和場檢測線圈內(nèi)或鄰近這些線圈以基于環(huán)境溫度提供熱校正系數(shù)。把溫度傳感器加到裝置可以消除與溫度波動相關(guān)的信號偏移。在一些實施方式中，基準傳感器或位置傳感器可以放置在救助者的手或手腕上、 附近或周圍。傳感器可以嵌入到手套、手腕帶41 (圖3)、手腕支持裝置或類似物品里面。 在位置傳感器被佩戴到救助者的手或手腕上的實施例中，當救助者的手隨著胸部按壓移動時，位置傳感器可以隨著救助者的手移動。因此，救助者的手的位置信息可以轉(zhuǎn)化成病人的胸部的位置信息。病人的胸部的位置信息從而可以用于確定按壓深度和其他參數(shù)。此外， 裝置可以配置成檢測六個自由度位置信息。因此，還可以計算旋轉(zhuǎn)角度。使用該旋轉(zhuǎn)信息， 佩戴于或位于救助者的手腕上的傳感器可以用于計算胸部按壓角度，該角度是救助者的手臂相對于病人的胸部的角度。該角度可能是重要的，因為垂直角通常導致力的最大轉(zhuǎn)移和 CI3R的更好的實施。確保救助者用正確的技術(shù)和角度執(zhí)行CPR可以幫助減輕救助者的疲勞、 不舒服和傷害。使用上面描述的數(shù)學方法，可以容易地計算救助者的手腕的旋轉(zhuǎn)角度。如先前所陳述的，在一些實施方式中，位置傳感器可以是場發(fā)生器(或更普通地是傳送器傳感器)而基準傳感器可以是場檢測器(或更普通地是接收器傳感器)。例如，位置傳感器可以放置在胸部上的墊中并可以產(chǎn)生被鄰近病人的除顫器中的基準傳感器檢測的場。在一些實施方式中，在病人或救助者上的傳感器通過電纜42(圖1)限定到基準傳感
ο在其他實施方式中，傳感器未連接到基準點而是裝置使用無線技術(shù)，如在圖17的實施例中所示。在這個實施例中，場檢測器是位置傳感器2，而場發(fā)生器是基準傳感器4。位置傳感器2可以放置在病人3的胸部上，例如在墊6中，并且基準傳感器4可以放置在基座組件1中，其可以是除顫器。基準傳感器4產(chǎn)生被位置傳感器2檢測的場5。位置傳感器2 然后可以把響應信號無線地43發(fā)送到處理器并且可以由在基座組件1內(nèi)的處理器執(zhí)行所有的信號處理。在病人的胸部上的位置傳感器2可以是場發(fā)生器而不是場檢測器。在這種情況下，位置傳感器可以包括產(chǎn)生場所必須的電路，例如波形發(fā)生器、在合適場合的放大器和場產(chǎn)生線圈。位置傳感器還可以包括用于把同步信號發(fā)送到基準傳感器(在這種情況下是場檢測器)和基座組件的無線傳送器。如上面所描述的，同步信號可以用于協(xié)調(diào)不同線圈的激勵，其中傳感器包括沿不同軸的線圈。當處理響應信號時，同步信號還可以用作基準信號。同步信號可以使處理器能夠確定發(fā)生器-檢測器的什么組合負責給定信號。來自位置傳感器的無線信號可以被基準傳感器檢測而在基準傳感器上不需要無線信號傳送器。在一些實施方式中，CPR輔助裝置可以由在基準傳感器中的電池完全提供動力。如果基準傳感器被設(shè)置在基座組件中，例如除顫器，那么整個裝置可以由基座組件的電池提供動力，如果位置傳感器連接到基座組件。如果裝置是無線的，場發(fā)生器可以有集成到它的它自身的電源。即使傳感器連接到基座組件，輔助電源仍可以包括在傳感器中。例如，如圖 18所示，輔助電池源44可以放置在墊6里面，或單獨地放置在病人的胸部附近?？梢蕴峁╇姵責?0以指示剩余的電池壽命。除了電池燈50外，墊6可以裝備有其他反饋元件。在圖19所示的實施例中，連接器49可以允許墊6容易地從基座組件1分離并被處置或清洗。在裝置與除顫器集成的地方，位置傳感器可以集成到除顫器墊。給墊上的任何反饋元件提供動力的電池還可以集成到除顫器墊，使得每次使用后它可以與墊一起被丟棄。 這確保了反饋元件不吸引來自除顫器的主電源的任何能量同時允許用于反饋元件的墊和電源一起都被替換。雖然本公開已經(jīng)主要集中于AC正弦電磁場的產(chǎn)生，但其他實施方式可以產(chǎn)生其他場類型或其他信號類型。在一種實施方式中，脈沖DC信號可以代替正弦信號用于調(diào)制場。脈沖DC場由使每個場產(chǎn)生線圈接通和斷開組成以便產(chǎn)生脈沖電磁場。復用器可以用于選擇包含在場發(fā)生器內(nèi)的三個線圈中的一個并且每個線圈可以被順序地激勵。如上面所描述的，可選擇地，所產(chǎn)生的場可以是頻率復用的。通過采用DC調(diào)制信號而不是正弦調(diào)制信號，可以減少金屬的失真。具體地，通過抑制或消除渦電流產(chǎn)生，可以減少環(huán)境中的傳導金屬的影響。使線圈接通和斷開可以阻止持續(xù)的渦電流產(chǎn)生并且在DC脈沖的上升沿僅產(chǎn)生微弱的渦電流。通過減少脈沖頻率還可以進一步減輕影響。盡管減少傳導金屬失真，但脈沖DC方法會遭受較低可能的采樣率和諸如鋼的黑色金屬的較高磁化率。此外，脈沖DC 場可以被其他DC電磁場污染，例如地球的電磁場。如上面所討論的，可以產(chǎn)生的其他場包括射頻場、聲場、輻射場、光場、各種調(diào)制電磁場或可以被產(chǎn)生和檢測的任何類型的場。這些場可以以各種方式被類似地調(diào)制，如本領(lǐng)域技術(shù)人員所應了解的?；鶞蕚鞲衅骺梢园惭b在多個方便的地點。圖20顯示了在醫(yī)院房間中所使用的裝置的實施例，在該裝置中基準傳感器可以放置在醫(yī)院房間的墻51上、地板上或天花板上。 基準傳感器可以安裝在救護車里面的內(nèi)壁上或頂部上。它還可以安裝在移動的輪床或醫(yī)院的床上，使得基準傳感器隨基準位置安全地移動，所述基準位置是輪床。此外，基準傳感器可以容納在機場、競技場或其他公共場所的墻上懸掛的AED箱里面。如果基準傳感器永久地安裝在一地點，可以應用進一步的校準技術(shù)，使得傳感器意識到它的環(huán)境。這可以幫助減少環(huán)境噪聲和金屬的干擾的影響。這可以幫助提高所產(chǎn)生的場的有效范圍和準確性。在本申請中公開的裝置可以能夠測量除胸部按壓深度之外的與CPR相關(guān)的其他參數(shù)。由胸部按壓位置信息，可以計算胸部按壓率。當胸部按壓達到它的最高和最低位置時，胸部按壓可以被記錄為一個事件?？梢杂嬎忝繂挝粫r間這些事件的數(shù)量以確定按壓率。 以每分鐘100次按壓的速率可以執(zhí)行有效的CPR。此外，通過確保每次按壓后病人的胸部完全放松，可以計算胸部彈回。位置信息可以用于確定胸部被按壓的距離是否與胸部在它的放松期間行進的距離相同。與僅僅使用可能遭受偏移并可以沒有固定的基準的加速計的這種類型的測量相比，固定的基準傳感器的使用使得這種測量更準確。使用本裝置，可以確定在CPR期間正確的手的位置信息。如果基準傳感器放置在固定的已知位置，例如在病人的軀體上，可以確定位置傳感器相對于固定的基準傳感器的位置。因此，本裝置可以計算傳感器之間的距離是否適當。例如，在病人的胸骨上方約兩英寸可以執(zhí)行有效的CPR。如果基準傳感器放置在病人的肩膀上并且病人尺寸大約已知，則可以計算手的位置作為位置傳感器
20離基準傳感器的所期望的距離和方向。如圖21所示的實施方式中所圖示，位置傳感器和基準傳感器還可以用于在CPR期間確定和測量有效人工呼吸。正確的CPR通常需要對受難者實施人工呼吸52以維持血液中的適當?shù)难跛健Ｔ贑PR期間，通過看得見的胸部上升53，確定呼吸的正確的實施。貼到受難者的胸部的位置傳感器可以用于在人工呼吸期間確定胸部位置。當正確地實施呼吸時，受難者的胸部應該上升，并且該上升可以通過位置傳感器的位置確定。此外，在除顫期間的正確的電極布置對過程的成功至關(guān)重要。嵌入到除顫器電極墊的位置傳感器可以用于確定墊彼此之間的相對位置以及墊相對于基座組件(例如，除顫器)的絕對位置。該信息可以用于確定除顫器墊是否已經(jīng)正確地放置到受難者上。本裝置還可以用于幫助對嬰兒實施CPR，例如，如圖22所圖示的實施方式中所示， 兒童和/或成年人。例如，位置傳感器2可以小而薄或者以另外的方式適合放置在小嬰兒 54的胸部上。相同的位置傳感器可以用于成年病人，或位置傳感器可以特定地適合于適用嬰兒CPR。例如，與手相對的，容納位置傳感器的墊可以適合于符合救助者的手指，因為僅僅使用救助者的手指55而不是整個手可以執(zhí)行有效的嬰兒CPR。位置傳感器可以設(shè)計成重量輕并且薄，以適合在各種人體尺寸上執(zhí)行各種類型的CPR。在此公開中提出的技術(shù)和裝置可以并入多個實施方式和配置。例如，這個裝置可以并入除顫器，在該除顫器中，使用諸如設(shè)置在除顫器上的顯示器和揚聲器的反饋元件，可以在聽覺上、在視覺上和/或在觸覺上提供CPR提示和/或反饋。本裝置可以包括可以是便攜式的基座組件，基準傳感器可以位于其中，并且基座組件可以是在病人附近的固定的地點?；M件可以并入除顫器。基座組件可以包含諸如顯示器和揚聲器的反饋元件以向救助者提供提示和/或反饋?；M件當在不使用時，自身可以充當裝置的存儲室，例如， 作為急救箱盒容納其他急救物品。本裝置還可以并入完全裝在病人的胸部上的裝置，其中包含基準傳感器的裝置的一部分連接到病人的軀體的固定的外表。上面描述的CPR輔助裝置還可以集成到可穿戴式CPR輔助裝置，例如在美國專利申請第11/936，184號所描述的裝置。上面描述的裝置還可以集成到CPR支持裝置，例如在美國專利申請第12/171，755號所描述的裝置。還提供了使用上面描述的CPR輔助裝置在CPR的實施期間測量胸部按壓變量的方法。確定位置傳感器相對于基準傳感器的位置?；谠撐恢眯畔?，可以確定諸如按壓深度、 按壓率和按壓角度的胸部按壓變量。該方法可包括基于所確定的按壓變量向救助者提供反饋。如圖23所圖示的實施方式所示，通過存儲所確定的位置信息和所計算的參數(shù)并分析該信息，該裝置還可以在CPR培訓方法中使用。在裝置上提供的菜單56和按鈕57可以允許學生或教員把緊急裝置轉(zhuǎn)換成培訓工具。此外，學生或教員可能能夠選擇包含在裝置內(nèi)的具體的培訓場景。相同的裝置可以用于培訓和實際緊急情況使用?？蛇x擇地，該裝置可以設(shè)計成僅僅專用于緊急用途或僅僅專用于培訓用途。雖然沒有詳細描述，本領(lǐng)域技術(shù)人員應清楚來自裝置的信息可以上傳到獨立的計算裝置，例如工作站，以用于進一步分析。在培訓期間可以實時上傳信息并且裝置上的反饋元件在培訓期間可以向?qū)W生提供實時反饋。此外，位置傳感器可以容納在可放置在CPR培訓人體模型的胸部上的外置的、薄的粘貼式墊中。這樣的墊可以維持用于培訓的真實的場景，其中不使用笨重的塊或其他裝置。在培訓中，通過以永久的或臨時的方式將位置傳感器嵌入到人體模型的胸部或?qū)⑽恢脗鞲衅髻N到人體模型的胸部，可以把位置傳感器直接并入人體模型。此外，基準傳感器還可以永久地或臨時地嵌入到人體模型的固定的部分，例如頭、脖子或腿。這樣的系統(tǒng)可以用于快速并便宜地改裝現(xiàn)有的培訓的人體模型，使得人體模型可以在培訓過程期間收集關(guān)于CPR性能的信息和/或傳送客觀的CPR反饋和/或分析。裝置還可以適合作為AED培訓組件，例如圖M所圖示的實施方式所示?；究梢猿洚擜ED組件，并且被集成到基座組件的顯示器58可以提供與AED的使用相關(guān)的指令59 和課程。顯示器可以顯示與AEDs上發(fā)現(xiàn)的那些類似的電擊按鈕，并且可通過多個AED模擬和場景來指導學生。裝置可以用做組合AED和CPR培訓組件。雖然在本公開中已經(jīng)提供了某些實施方式和實施例，但它們僅是為了說明性的目的，并不旨在限制。本領(lǐng)域技術(shù)人員應理解變化會是可能的。所有提及的引用特此通過引用被整體并入。
權(quán)利要求
1.一種用于在對病人實施心肺復蘇(CPR)期間確定至少一個按壓參數(shù)的裝置，包括場發(fā)生器，其適合于產(chǎn)生場；場檢測器，其適合于檢測由所述場發(fā)生器產(chǎn)生的所述場并且產(chǎn)生響應信號；以及處理器，其適合于從所述響應信號確定所述場檢測器相對于所述場發(fā)生器的位置信息，并且適合于使用所述場檢測器的所確定的位置信息來確定所述至少一個按壓參數(shù)；其中，所述場發(fā)生器和所述場檢測器中的一個是適合于根據(jù)病人的胸部而移動的位置傳感器，而所述場發(fā)生器和所述場檢測器中的另一個是適合于相對所述病人固定的基準傳感器。
2.如權(quán)利要求1所述的裝置，其中所述場發(fā)生器包括至少一個場產(chǎn)生線圈，并且所述場檢測器包括至少一個場檢測線圈；以及所產(chǎn)生的場是電磁場。
3.如權(quán)利要求2所述的裝置，其中所述場發(fā)生器和所述場檢測器中的至少一個包括多達三個正交纏繞場產(chǎn)生線圈。
4.如權(quán)利要求2所述的裝置，其中所述場發(fā)生器和所述場檢測器中的至少一個包括多于三個線圈。
5.如權(quán)利要求2所述的裝置，其中有至少兩個場產(chǎn)生線圈，并且每個場產(chǎn)生線圈順序地產(chǎn)生能夠被所述至少一個場檢測線圈檢測的場。
6.如權(quán)利要求2所述的裝置，其中有至少兩個場產(chǎn)生線圈和至少兩個場檢測線圈，并且每個場產(chǎn)生線圈在不同的頻率處產(chǎn)生場，所述場檢測器具有至少一個帶通濾波器，用于分離在不同頻率處的所述場。
7.如權(quán)利要求1所述的裝置，其中所述裝置包括反饋元件，用于基于所述位置信息向 CPR實施者提供反饋。
8.如權(quán)利要求7所述的裝置，其中所述反饋包括視覺提示、聽覺提示和觸覺提示中的至少一個。
9.如權(quán)利要求1所述的裝置，其中所述基準傳感器和所述處理器被設(shè)置在基座組件中，并且所述位置傳感器與所述基座組件通信。
10.如權(quán)利要求9所述的裝置，其中電源被設(shè)置在所述基座組件中，并且所述位置傳感器裝備有輔助電源。
11.如權(quán)利要求9所述的裝置，其中所述基座組件包括反饋元件，用于基于所述位置信息向CPR實施者提供反饋。
12.如權(quán)利要求11所述的裝置，其中所述反饋包括視覺提示、聽覺提示和觸覺提示中的至少一個。
13.如權(quán)利要求1所述的裝置，其中所述處理器被設(shè)置在除顫器組件或自動體外除顫器(AED)中，并且所述基準傳感器和所述位置傳感器中的至少一個被設(shè)置在至少一個除顫器墊中。
14.如權(quán)利要求13所述的裝置，其中電源放置在所述除顫器墊中的至少一個里面，所述除顫器墊包含所述基準傳感器和所述位置傳感器中的所述至少一個。
15.如權(quán)利要求1所述的裝置，其中所述位置信息包括三維的位置信息和方向信息。
16.如權(quán)利要求15所述的裝置，其中所述位置信息包括在多達六個自由度中的位置信息。
17.如權(quán)利要求16所述的裝置，其中所述六個自由度包括χ-軸位置、y_軸位置、ζ-軸位置、滾動、傾斜、搖擺。
18.如權(quán)利要求1所述的裝置，其中所產(chǎn)生的場通過在所述場發(fā)生器和所述場檢測器之間的障礙物是可檢測的。
19.如權(quán)利要求1所述的裝置，其中所產(chǎn)生的場是正弦調(diào)制場或脈沖DC信號調(diào)制場。
20.如權(quán)利要求1所述的裝置，其中所述位置信息基于所述響應信號的強度被確定。
21.如權(quán)利要求1所述的裝置，其中所述位置信息通過用基準信號解調(diào)所述響應信號并且平滑化結(jié)果而被確定。
22.如權(quán)利要求1所述的裝置，其中所述至少一個按壓參數(shù)是下列項中的至少一個胸部按壓的角度、胸部按壓深度、胸部按壓率和胸部彈回的程度。
23.如權(quán)利要求1所述的裝置，其中所述處理器配置成對所檢測的場和相應的響應信號執(zhí)行濾波和信號調(diào)節(jié)。
24.如權(quán)利要求23所述的裝置，其中所述信號調(diào)節(jié)減少所述響應信號中的金屬失真。
25.如權(quán)利要求23所述的裝置，其中信號濾波減少所述響應信號中的外部噪聲。
26.如權(quán)利要求1所述的裝置，其中所述基準傳感器裝備有方向傳感器以測量所述基準傳感器的方向。
27.如權(quán)利要求1所述的裝置，其中所述位置傳感器和所述基準傳感器通過導線或電纜連接。
28.如權(quán)利要求1所述的裝置，其中所述位置傳感器和所述基準傳感器中的至少一個是無線的。
29.如權(quán)利要求觀所述的裝置，其中所述位置傳感器是所述場發(fā)生器而所述基準傳感器是所述場檢測器，所述場檢測器能夠無線地檢測所產(chǎn)生的場，所述場檢測器沒有無線信號傳送器。
30.如權(quán)利要求觀所述的裝置，其中所述位置傳感器包含無線信號傳送器，用于把同步信號和所述響應信號中的至少一個發(fā)送到所述基座組件。
31.如權(quán)利要求30所述的裝置，其中所述同步信號用作基準信號來確定所述位置信肩、ο
32.如權(quán)利要求1所述的裝置，其中所述位置傳感器和所述基準傳感器被設(shè)置在適合于放置在所述病人上的單個組件中。
33.如權(quán)利要求1所述的裝置，其中所述基準傳感器適合于位于墻、天花板、地板、輪床、救護車、直升飛機、移動的交通工具、或一件外置醫(yī)療器械上。
34.如權(quán)利要求1所述的裝置，其中所述位置傳感器包括壓力開關(guān)，用于測量下列項中的至少一個按壓的開始、按壓的結(jié)束、按壓的力、按壓的壓力、按壓的持續(xù)時間、按壓的速率以及按壓的頻率。
35.如權(quán)利要求34所述的裝置，其中所述按壓的壓力、所述按壓的力、以及所述按壓的速率中的至少一個用于執(zhí)行驗證所確定的位置信息和改進所確定的位置信息中的至少一項。
36.如權(quán)利要求1所述的裝置，其中所述位置傳感器適合用于各種不同的病人體型。
37.如權(quán)利要求36所述的裝置，其中所述位置傳感器適合用于對嬰兒實施CPR。
38.如權(quán)利要求1所述的裝置，其中所述位置傳感器適合于在人工呼吸期間測量所述病人的胸部的位置，用于確定呼吸的有效施行。
39.如權(quán)利要求1所述的裝置，其中所述位置傳感器適合于測量在所述病人的胸部上的CPR實施者的手的方位。
40.如權(quán)利要求13所述的裝置，其中所述位置傳感器嵌入到所述除顫器墊中的至少一個中，并且所述位置傳感器測量所述除顫器墊中的所述至少一個相對于至少一個另外的除顫器墊以及相對于所述基準傳感器的位置。
41.一種用于在心肺復蘇(CPR)的實施期間確定至少一個按壓參數(shù)的方法，所述方法包括提供如權(quán)利要求1所述的裝置；確定所述位置傳感器相對于所述基準傳感器的位置；以及基于所述位置傳感器的所確定的位置來確定所述至少一個按壓參數(shù)。
42.如權(quán)利要求41所述的方法，還包括向CPR實施者提供反饋信息，所述反饋信息含有關(guān)于所確定的按壓參數(shù)的信息。
43.如權(quán)利要求41所述的方法，還包括在電子存儲器中存儲所確定的按壓參數(shù)。
44.如權(quán)利要求41所述的方法，還包括校準所述裝置以適應任何環(huán)境噪聲。
45.如權(quán)利要求41所述的方法，用于在CPR的實施中培訓(PR實施者。
全文摘要
一種用于在對病人實施心肺復蘇(CPR)期間確定至少一個按壓參數(shù)的裝置，包括場發(fā)生器、場檢測器和處理器。從場檢測器所檢測的場來確定位置信息和按壓參數(shù)。場發(fā)生器和場檢測器中的一個是位置傳感器而另一個是基準傳感器。
文檔編號A61N1/39GK102164573SQ200980137386
公開日2011年8月24日 申請日期2009年1月16日 優(yōu)先權(quán)日2008年7月23日
發(fā)明者科里·森藤 申請人:阿特雷奧醫(yī)療公司