JP4029125B2

JP4029125B2 - 救急措置訓練装置

Info

Publication number: JP4029125B2
Application number: JP2002052203A
Authority: JP
Inventors: 大輔井上
Original assignee: Nihon University
Current assignee: Nihon University
Priority date: 2002-02-27
Filing date: 2002-02-27
Publication date: 2008-01-09
Anticipated expiration: 2022-02-27
Also published as: JP2003255822A

Description

【０００１】
【発明が属する技術分野】
本発明は、救急措置訓練装置に関し、特に直流通電法により施す救命処理の訓練に用いる救急措置訓練装置に関する。
【０００２】
【従来の技術】
例えば、事故現場等の救急現場から患者を病院まで搬送する際、救急救命士や医師が患者に対して二次救命措置を施す場合がある。二次救命措置には、心臓の細動に対する除細動、気道確保等の措置が含まれている。心臓の細動は、心筋細胞が統一性を失して、心臓全体として各部分が細かく振動する状態を言うが、この状態を放置すると、数分以内に患者の命を落とすような重大な局面を迎えることもある。したがって、二次救命措置、特に、心臓の細動に対する除細動の操作は、緊急性とスキル(skill)を要求される。
【０００３】
【発明が解決しようとする課題】
二次救命措置を患者に施すことができるスペシャリストを育てるため、或いは救急救命士等二次救命措置を患者に施すことができる者達の技術を向上させるため、心臓の細動に対する除細動の緊急操作及び正確な判断と操作収得のための模擬装置が開発されている。従来のこの種の模擬装置は、予め模擬装置の中に設けたメモリの中に種々の心電図波形を記憶させておき、指導する教官が、メモリの中の任意の波形を選択してディスプレイに表示させ、訓練を受ける者達に波形を示してその波形が何を意味するか判断させるような訓練方法のみであった。
【０００４】
上述の如き従来の方法では、実際にパドルを人体に当てたりスイッチや設定つまみの操作などの訓練にはなっていない。このため訓練生には、除細動という施術者に恐怖を与えるような手技を覚えさせることができず、特に、電気ショックを実際の患者に与えた時に生じるショックの実感とタイミングを訓練生に経験させることができず、このため、臨床で除細動の実施を躊躇するあまり、その実施するタイミングを逸することになり、医療事故にもつながる危険がある。本発明は上述の如き従来の不都合を解消しようとするものであり、その目的は、直流通電法により施す二次救命処理の訓練に用いる二次訓練模擬装置において、患者とみなす施術人形に訓練生が施した処置の良否を自動的に判断して、訓練生をエキスパートに導くことができるような救急措置訓練装置を提供することにある。
【０００５】
【課題を解決するための手段】
本発明に係る救急措置訓練装置の説明に当たり、まず、直流通電法について説明する。
心室細動、心房細動を始め、多くの頻脈性不整脈を停止させ、心臓を洞調律に復させる最も有効で最終的な手段は直流通電法である。
除細動（defibrillation）は、心室細動の停止を目的とし、心室波に同期させずに通電する方法である。
カルディオーバージョン（cardioversion ）は、心室細動以外の不整脈の停止を目的とし、心室細動を起こさせないように心室波に同期させて通電させる方法である。
これらを合わせてカウンターショック（countershock）という。
【０００６】
心臓の不整脈の中に次のようなものがあり、これら不整脈の中に、直流通電法が有効なものがある。
１、心室細動
２、心室頻拍
３、心房細動
４、心房粗動
５、心房性頻拍
【０００７】
心臓が心室細動を発作しているときの典型的な心電図波形を図１の（ア）に示す。
心臓にこの発作があるとき、患者は数秒で意識を失い、致死的な状態に陥る。また、時間経過と共に、除細動成功率が低下するため、場合によっては、訓練生が除細動するまでの時間を計測して、訓練効果判断に用いることもできる。
【０００８】
心臓が心室頻拍に陥っているときの典型的な心電図波形を図１の（イ）に示す。
血行動態が保たれた症状、特に非虚血性の心室頻拍では、薬物やペーシング治療で停止しないときに除細動法が適用となる。心筋梗塞に合併する心室頻拍では、血圧低下に引き続きショック、心室細動に陥りやすく、緊急に直流通電を必要とすることが多く、Ｒ波が無いか或いは小さい場合には、非同期による除細動を行い、Ｒ波が見えるときには、Ｒ波に同期させて除細動を行う。
心拍が早いときには、Ｒ波同期が困難で、Ｔ波に同期し、心室細動を誘発することがあるので、注意を要する。
【０００９】
心臓が心房細動を発作しているときの典型的な心電図波形を図１の（ウ）に示す。
患者が、
ａ、心房細動発生後１年以内で、自覚症状を有するものであるとき、
ｂ、塞栓症の既往があり、心エコーで左房内血栓の存在が否定できるもの、
ｃ、甲状腺機能亢進症の治療後人も関わらず心房細動が持続するとき、
ｄ、心室レートが早く薬物ではコントロール不良のもの、あるいはＣａ拮抗薬、β遮断薬など陰性変力作用を持つ抗不整脈薬使用できない症例、
ｅ、ＷＰＷ症候群に伴う心房細動（偽性心室頻拍）、
の症状があるとき、まれに除細動を施術する場合が有るが、通常では除細動を施術することはない。訓練生に対してこれらのことを納得させた上、特別な場合としてＲ波に同期させて直流通電法による除細動法を患者に適用する旨を訓練生に納得させた上で、実行する。
【００１０】
心臓が心房粗動を発作しているときの典型的な心電図波形を図１の（エ）に示す。
この症状では、患者に対して緊急性がないため、除細動を施術する例は殆ど見られないが、薬物治療では、心房粗動の停止、及び心室レートのコントロールが困難な例も多く、直流通電が第一選択となる症例もある。訓練生に対してこれらのことを納得させた上、特別な場合としてＲ波に同期させて直流通電法による除細動法を患者に適用する旨を訓練生に納得させた上で、実行する。
【００１１】
心臓が心房性頻拍に陥っているときの典型的な心電図波形を図１の（オ）に示す。
はじめに迷走神経刺激、薬物治療、ペーシングなどを試み、これらが患者に対して無効であるときに、直流通電法による除細動法を患者に適用する旨を訓練生に納得させた上で、実行する。
【００１２】
直流通電法は、上記５つの症状に適応するが、本発明では、症状の少ない心房粗動と心房性頻拍を除き、特に適用時に緊急を要する１、心室細動、２、心室頻拍、３、心房細動の３症状に対する除細動訓練に用いて好適な救急措置訓練装置の発明であり、特に、電気ショックを実際の患者に与えた時に生じるショックの実感とタイミングを模擬的に訓練生に経験させることができる除細動訓練に用いて好適な救急措置訓練装置である。
さらに心臓停止の症状時に、心臓マッサージに対する簡単な施術訓練をも含む発明である。
【００１３】
上記のような直流通電法による除細動法のシミュレートを行う本願発明は次のような救急措置訓練装置を提供する。すなわち、本願の請求項１に記載の発明は、直流通電法により施す救急措置の訓練に用いる救急措置訓練装置において、人体の複数の心電波形を選択的に表示する模擬心電計と、除細動パッドをあてがって放電を実施する手段と、前記模擬心電計に表示された心電波形の患者となる施術人形と、表示された前記心電波形に対応した処置を設定できる処置設定手段と、模擬心電計に表示された心電波形の症状と該処置設定手段の設定とを比較する処置比較手段と、該処置比較手段の比較結果を出力する手段と、前記模擬心電計に表示された心電波形の症状と該処置設定手段の設定とが合致したとき、模擬除細動の実行を認知する手段を備えた模擬除細動器と、前記施術人形に有するものとされ、電磁マグネットの電磁コイルへの給電により、アーマチュアを該電磁マグネットにより吸引して動作する人工筋肉と、除細動パッドから該施術人形に放電を実施したとき、施術人形の人工筋肉をショック動させるために、コンデンサに蓄電された電荷の一瞬の放電により、該電荷を人工筋肉の電磁マグネットの電磁コイルへ給電し、アーマチュアを該電磁マグネットにより吸引して人工筋肉を動作可能とした人工筋肉駆動回路と、を具備してなる救急措置訓練装置を提供する。本願の請求項２に記載の発明は、請求項１に記載の発明に加えて、前記救急措置訓練装置は、除細動パッドに付設するスイッチの投入で除細動放電させる手段を具備することを特徴とする救急措置訓練装置を提供する。本願の請求項３に記載の発明は、前記人工筋肉は、除細動の印加電荷量に比例してショックの大きさを規定することを特徴とする請求項１に記載の救急措置訓練装置を提供する。本願の請求項４に記載の発明は、請求項１に記載の発明に加えて、前記救急措置訓練装置は、心臓マッサージ実施の良否を判断する判断手段を具備することを特徴とする請求項１に記載の救急措置訓練装置を提供する。
【００１４】
【発明の実施の形態】
次に本願発明の実施の形態を図面を用いて詳細に説明する。
図２は、本発明にかかる救急措置訓練装置を示す構成図である。本発明に係る救急措置訓練装置は、施術訓練を施す施術人形Ａと、模擬心電計Ｂと、模擬除細動器Ｃとからなる。施術人形Ａには、模擬除細動器Ｃから延びるパッドをあてがう一方の電極エリア１が右鎖骨下に設けられ、他方の電極エリア２が左胸脇に設けられる。これら電極エリア１，２は抵抗シートからなり、訓練生のパッドの当て方の評価を行うため、図３に示すように、周辺に配置された抵抗エリアの単位面積当たりの抵抗値は高く、中央に行くほど単位面積当たりの抵抗値が小さくなるように構成されている。電極エリア１，２間は、施術人形Ａ内において、導線９により接続されている。なお、これらの詳細な作用は後に述べる。
【００１５】
胸部中央には、心臓マッサージ訓練用の空気室３が形成されている。この空気室３は、図４に示すように、圧力センサ４に連結している。圧力センサ４で検知した検知信号は、微分回路５で微分され、波形成形回路６で波形成形された後、正方向のみのパルスを出力する。このパルス信号は、訓練生が胸部を１回押圧する毎に１個出力する。７は、このパルス信号が、規定のペースで所定数押圧されたか否かの判別をする判別回路である。
【００１６】
除細動を受けた後、患者の心臓が心停した場合、或いは症状が改善されない場合、直ちに心臓マッサージと人工呼吸に移る。心臓マッサージと人工呼吸を行う場合、標準で、１００回／分の割合で胸部を１５回押圧し、次いで、２回の人工呼吸を施す。この一連の動作を１セットとして、心臓の鼓動が回復するまで、継続実行する。判別回路７内には、入力されたパルスをカウントするカウンタ７−１、心臓を連続押圧する期間を設定するタイマ７−２、その所定期間を設定する継続時間設定回路７−３、その押圧回数が正しいか否かを判別する回数判定回路７−４を有する。この判別回路７では、所定時間例えば、１００回／分〜１２０／分の割合で１４回乃至１６回押圧したかを判別し、所定数に達した場合には、合格信号を発生し、所定数未満の時或いは所定回数以上の時は、フェール信号を発して訓練生に注意を促す。なお、これらの結果を、周知の表示方法を用いて後述の表示部３２に表示させることができる。
【００１７】
図２において、１０は人工筋肉である。該人工筋肉１０は、訓練生が施術人形Ａに対して除細動を施した時、施術人形Ａに一瞬震えを起こさせるためのものである。人工筋肉１０は、施術人形Ａの例えば腹部のスペース部分に強固に固定されている電磁マグネット１１を有する。図５に示すように、電磁マグネット１１内には、電磁コイル１２と、該電磁コイル１２近傍で回転自在なアーマチュア１３を有する。アーマチュア１３には、鋼索１４が結合されている。施術人形Ａに設けた人工筋肉１５は、例えば、棒状で弾力性のあるポリプロピレンのような合成樹脂からなり、施術人形Ａの脊柱１６内側に埋め込まれている。そして、人工筋肉１５の両端は、鋼索１４の延長部に接続している。１７は滑車である。鋼索１４は途中施術人形Ａの人工筋肉１０と電磁マグネット１１間に埋め込まれたフレキシブルシーズ１４’の中を貫通しており、アーマチュア１３が電磁コイル１２により吸引されると、鋼索１４は、施術人形Ａに回転自在に設けられた滑車１７を介して人工筋肉１５の両端を牽引し、一瞬人工筋肉１５を湾曲させ、これに追従する施術人形Ａの背部は湾曲し、施術人形Ａは一瞬震えを起こし、訓練生に、除細動を施したときの施術人形Ａの震えを体験させる。
【００１８】
電磁コイル１２の駆動は、主にコンデンサ１８に蓄電された電気エネルギにより行う。すなわち、コンデンサ１８は数ファラッド〜数十ファラッド程度の大容量を有し、あらかじめ、充電器となる直流電源１９からコンデンサ１８に電荷を蓄えておき、訓練生が除細動を行ったとき、人工筋肉駆動回路２０が動作して、コンデンサ１８に蓄えられていた大きな電荷を一気に電磁コイル１２に印加アーマチュア１３に対して大きな吸引力を発生させるように構成されている。なお２１は、電磁コイル１２により吸引されたアーマチュア１３を元の位置に復帰させるための引っ張りばねである。
【００１９】
図２及び図６において、２２、２３は、除細動時、患者に電流を供給する除細動パッドで、後述する模擬除細動器Ｃに付属するものである。除細動パッド２２，２３は、図２に示すように、下面に電極２４，２５が設けられている。電極２４，２５は抵抗シートからなり、訓練生のパッドの当て方の評価を行うため、図３に示すように、周辺に配置された抵抗エリアの単位面積当たりの抵抗値は高く、中央に行くほど単位面積当たりの抵抗値が小さくなるように構成されている。除細動パッド２２、２３のハンドル２６、２７には除細動操作用のプッシュボタンスイッチ２８、２９が設けられている。３０、３１はコネクタである。コネクタ３０のＦ、Ｇ端子はプッシュボタンスイッチ２８の固定接点と接続し、Ｈ端子は電極２４に接続している。また、コネクタ３１のＩ、Ｊ端子はプッシュボタンスイッチ２９の固定接点と接続し、Ｋ端子は電極２５に接続している。
【００２０】
模擬心電計Ｂは、図２に示すように、表面に心電図を表示する表示部３２を有する。模擬心電計Ｂは、このほか、Ｎ心電計電極３３、＋心電計電極３４、−心電計電極３５が引き出されている。訓練生が、これらＮ心電計電極３３、＋心電計電極３４、−心電計電極３５を施術人形Ａの正しい位置に接続したとき、模擬心電計Ｂは動作を開始し、表示部３２に所定の心電波形を表示することになるが、その詳細を次に示す。
【００２１】
図２及び図６において、３６、３７、３８は受け電極であり、模擬心電計Ｂから延びる前記３つの電極を接続するための受け電極３６，補極３７−１と３７−２を有する受け電極３７，受け電極３８である。受け電極３６と受け電極３７の補極３７−１間及び、補極３７−２と受け電極３８間には、抵抗ｒ１と電圧Ｅ１を持つ電源３９の直列回路がそれぞれ接続されている。
【００２２】
上記模擬心電計Ｂの詳細な回路ブロック図を図７に示す。図７において、４０はオペアンプからなる比較回路である。比較回路４０のプラス端子には、＋心電計電極３４が接続され、そのマイナス端子と接地回路との間には電圧Ｅ２を持つ電源４１が接続されている。また、−心電計電極３５は、模擬心電計Ｂの接地回路と接続している。Ｎ心電計電極３３は、模擬心電計Ｂから、引き出された紐体の先端に取り付けられている。４２はスイッチ回路であり、比較回路４０の出力が”１”となったとき、スイッチ回路４２が動作してオン信号を発し、この信号で模擬心電計Ｂの表示部３２に所定の波形が表示されるように構成されている。そして、施術人形Ａに設けられた電源３９の電圧と模擬心電計Ｂに設けられた電源４１の電圧との関係は、
２Ｅ１＞Ｅ２＞Ｅ１
である。このため、＋心電計電極３４と受け電極３８、−心電計電極３５と受け電極３６、Ｎ心電計電極３３と受け電極３７の補極３７−１、３７−２とがそれぞれ接触した時のみ、すなわち、Ｎ心電計電極３３、＋心電計電極３４、−心電計電極３５が施術人形Ａの所定の位置に張り付けられたときのみ、模擬心電計Ｂが動作するように構成されている。
【００２３】
図７において、４３は、波形データ記憶メモリであり、内部には、図１に示す
１、心室細動を示す典型的な波形、
２、心室頻拍を示す典型的な波形、
３、心房細動を示す典型的な波形（Ｒ波を含む波形と含まない波形）、
を始め、心停止時の波形、施術が成功した時の正常な心電波形、さらには、訓練生に注意を促す単文（文字データ）等が記憶されており、表示波形指定回路４４からの指定信号により、所望のデータを読み出す。
なお、心房粗動及び心房性頻拍については、除細動を行うケースが少ないので、訓練プログラムから除外した。
【００２４】
表示波形指定回路４４から読み出されたデータはＲ波検知回路４５を通過する。そして、例えば、心房細動を示す心電波形で、Ｒ波が顕著で、所定の閾値を越えているようなときには、当該回路４５からＲ波検知信号が出力される。Ｒは検知回路４５を通過した信号は、駆動回路４６で増幅された後、表示部３２に表示される。
【００２５】
本発明に係る模擬心電計Ｂは、教官が所望する波形を人為的に表示部３２に表示させることができるほか、症状をランダムに表示することもできる。次にその動作を行わせるための構成を説明する。図７において、４７はその動作を選択するためのファンクションスイッチである。ファンクションスイッチ４７は６段の切り替えスイッチであり、
１、ランダムな症状表示
２、心室細動症状表示
３、心室頻拍症状表示１（Ｒ波が認められないとき）
４、心室頻拍症状表示２（Ｒ波が認められるとき）
５、心房細動症状表示
６、心臓停止症状表示
の表示を選択することができる。
１は、症状をランダムに出現させ、そのランダムに出現した症状に対して適切に訓練生が対処できるように教育する場合に使用する。
上記２乃至６は、選択された症状に対して訓練生を教育する時に使用する。
【００２６】
処置設定手段としてのファンクションスイッチ４７が”ランダム症状出現”に切り替えられているとき、電源５０から症状出現割合指定回路４８とランダム症状出現回路４９にイネーブル信号ｅｂ信号が与えられ、これらが動作を開始する。症状出現割合指定回路４８は、心室細動症状、心室頻拍症状（Ｒ波なし）、心室頻拍症状（Ｒ波あり）、心房細動症状、心臓停止症状のそれぞれの出現率を教官が任意にセットすることができ、セットされた症状出現率データはランダム症状出現回路４９に送られる。
【００２７】
ランダム症状出現回路４９では、例えば、１０ｍｓの期間を１周期として、前記５つの症状が均等に現れるようにセットされているとするならば、５つの各出力端子に、各２ｍｓごとに”１”信号が現れる。そして、訓練生が模擬心電計Ｂから引き出されている３つの心電計電極３３乃至３５を施術人形Ａの受け電極３６乃至３８に正確に接触させると、スイッチ回路４２からオン信号が発せられ、これがランダム症状出現回路４９に印加されると、これの出力信号の順送りは停止し、オン信号が印加されたときに”１”が出力されている端子の状態を保持する。この信号は、表示波形指定回路４４に加えられ、該表示波形指定回路４４はこの信号が意味する症状を踏まえて、波形データ記憶メモリ４３に対して当該症状に該当する波形の読み出しを命令する。読み出し命令を受けた波形データ記憶メモリ４３は、この波形データを読み出し、表示部３２にこの波形を表示させる。
【００２８】
一方、ファンクションスイッチ４７がランダム症状出現位置以外の位置に切り替えられたとき、症状出現割合指定回路４８とランダム症状出現回路４９へのイネーブル信号はネガチーブになるので、これらの回路は休止し、かわって、選択された症状のみが”１”となり、この信号は表示波形指定回路４４に印加され、この症状の波形が表示部３２に表示されることになる。
【００２９】
図８は、模擬除細動器Ｃを示すブロック図である。図において、５１、５２は除細動パッド２２、２３を模擬除細動器Ｃに接続するためのコネクタであり、コネクタ５１の端子ｆ、ｇ、ｈはそれぞれコネクタ３０の端子Ｆ、Ｇ、Ｈと接続し、コネクタ５２の端子ｉ、ｊ、ｋはそれぞれコネクタ３１の端子Ｉ、Ｊ、Ｋと接続する。
【００３０】
図面上部右に位置する５３は可変電圧電源でり、隣接するコンデンサ５４を充電するためのものである。この可変電圧電源５３は、後に述べる充電量切り替え器５５と連動する充放電量設定ノブ５６により、電圧を段階的に変化させることができる。また、可変電圧電源５３は、抵抗８０を通じて、人工筋肉１５の直流電源１９に接続されている。５７はコンデンサ５４に電荷を充電するための充電スイッチであり、この充電スイッチ５７をオンにすると、可変電圧電源５３から抵抗５８を通して所定量の電荷が充電される。
【００３１】
充電量切り替え器５５は、５段階の切り替えスイッチである。しかしながら、充放電量設定ノブ５６の目盛りは、１０ジュールから５００ジュールまで１０ジュールごとに５０段階に目盛られている５０ステップ切換器である。そして、充放電量設定ノブ５６が３４０ジュールから３８０ジュール間にあるとき、充電量切り替え器５５の切り替えスイッチは、ａ接点にあり、これがハイレベルとなる。充放電量設定ノブ５６が２８０ジュールから３２０ジュール間にあるとき、充電量切り替え器５５の切り替えスイッチは、ｂ接点にあり、これがハイレベルとなる。充放電量設定ノブ５６が１８０ジュールから２２０ジュール間にあるとき、充電量切り替え器５５の切り替えスイッチは、ｃ接点にあり、これがハイレベルとなる。充放電量設定ノブ５６が８０ジュールから１７０ジュール間にあるとき、充電量切り替え器５５の切り替えスイッチは、ｄ接点にあり、これがハイレベルとなる。充放電量設定ノブ５６が４０ジュールから６０ジュール間にあるとき、充電量切り替え器５５の切り替えスイッチは、ｅ接点にあり、これがハイレベルとなる。なお、充放電量設定ノブ５６がそれ以外のレンジにあるときは、切り換えスイッチのショートリング５５−１はａ〜ｄ接点に接触していて、これら接点にハイレベル信号は出ない。なお、可変電圧電源５３の出力電圧は、充放電量設定ノブ５６の設定値が多ければ多いほど出力電圧は高くなるが、ジュール量と比例させる必要はない。
【００３２】
６０は放電抵抗である。６１は放電リレーであり、リレー駆動回路６２が動作すると、放電リレー６１はオンとなり、コンデンサ５４に蓄えられていた電荷が放電抵抗６０を介して放電される。６３はコンデンサ５４の放電の際、放電抵抗６０の両端に生じる電圧を検知する放電検知回路である。
【００３３】
コネクタ５１、５２に除細動パッド２２、２３を接続し、コンデンサ５４に電荷が蓄えられている状態で、除細動パッド２２、２３に設けられているプッシュボタンスイッチ２８、２９を同時に押圧すると、コンデンサ５４の電荷の一部は実行抵抗６４、コネクタ５１、３０、プッシュボタンスイッチ２８、コネクタ３１、プッシュボタンスイッチ２９、コネクタ３１、５２の回路が作られ、実行抵抗６４の両端に電圧が生じる。この電圧波形は波形成形回路６５でパルス波に波形成形される。このパルスは実行検知回路６６で検知され、その立ち上がりのタイミングで、実行検知回路６６から実行検知信号が発せられ、この信号は放電検知回路６３から放電検知信号が発せられるまで保持される。
【００３４】
一方、リレー駆動回路６２の入力側には、同期・非同期スイッチ６７が設けられており、該スイッチ６７が非同期側にあるとき、実行検知回路６６から実行検知信号が発せられると、この信号でリレー駆動回路６２が動作し、放電リレー６１がオンし、コンデンサ５４の電荷は、小さな抵抗値の放電抵抗で一気に放電される。
【００３５】
もし、除細動パッド２２，２３に設けられている電極２４、２５が施術人形Ａの正確な位置に接触していないとき、この放電動作は、有効とならない。この様な電極の接続状態を検知するために、本発明では、前述のように、電極２４，２５は抵抗シートからなり、訓練生のパッドの当て方の評価を行うため、図３に示すように、周辺に配置された抵抗エリアの単位面積当たりの抵抗値は高く、中央に行くほど単位面積当たりの抵抗値が小さくなるように構成されている。従って、これら電極が正確な位置に接触しているときは、接触抵抗が小さくなるため、比較回路６８のプラス端子の電圧が、マイナス端子に接続された電源Ｅ４よりも高くなるので、比較回路６８の出力はハイレベルとなり、電極の扱いは成功となる。もし、これら電極が正確な位置に接触していないときは、接触抵抗が大きくなり、それらの接触の仕方によって、比較回路６８のプラス端子の電圧が、マイナス端子に接続された電源Ｅ４よりも低くなると、比較回路６８の出力はハイレベルとならず、電極の扱いは失敗となる。
【００３６】
除細動動作において、施術人形Ａに印加する電荷量は、症状及び施術回数によりそれぞれ異なる。また、症状により心電波形中に顕著なＲ波が現れているときには、施術人形ＡからＲ波を受信した直後あるいは所定のタイミング後に除細動を行う。そのため、同期除細動操作を実行するときは、同期・非同期スイッチ６７を同期側に切り替える。そして、実行検知信号とＲ波検知信号が論理積回路６９で論理積がとれたとき、除細動を行う。
【００３７】
訓練生が訓練実施に当たり、模擬心電計Ｂから延びるＮ心電計電極３３、＋心電計電極３４、−心電計電極３５をそれぞれ施術人形Ａに正確に張り付けると、模擬心電計Ｂの表示部３２に心電波形が現れる。訓練生は、表示された心電波形を見て患者の症状を判断し、その症状に合致した適切な放電電荷量を決定し、充電量切り替え器５５をセットする。
【００３８】
例えば、表示部３２に現れた心電波形が心室細動の波形であったならば、訓練生は、図９に示す表に従い、第１回目には、充放電量設定ノブ５６を操作して、放電量を２００Ｊに設定し、同期・非同期スイッチ６７を非同期側に切り替える。
【００３９】
表示部３２に表示された心電波形が心室細動波形であるので、模擬心電計Ｂのア端子のみが”１”となっており、この信号は、模擬除細動器Ｃの処置比較手段としての論理回路７１を構成する論理積ゲート７１ー１の一方の端子に印加される。また論理積ゲート７１ー１の他方の端子には、充電量切り替え器５５のｃから”１”信号が印加されている。そのため、論理回路７１を構成する論理積ゲート７１−１の出力端は”１”となり、訓練生の設定は正しいことになる。
【００４０】
この状態で訓練生が充電スイッチ５７のボタンを押圧する。この動作で、可変電圧電源５３から、抵抗５８を介してコンデンサ５４に電荷が充電されると共に、人工筋肉１５の直流電源１９を介してコンデンサ１８に電荷が充電される。この充電される電荷は、可変電圧電源５３の電圧に依存する。充電スイッチ５７の押圧で、コンデンサ５４に所定の電荷量が充電された後、施術人形Ａの所定位置に除細動パッド２２，２３を宛い、プッシュボタンスイッチ２８、２９のボタンを押圧すると、コンデンサ５４の電荷の一部は実行抵抗６４、コネクタ５１、３０、プッシュボタンスイッチ２８、コネクタ３１、プッシュボタンスイッチ２９、コネクタ３１、５２の回路が作られ、実行抵抗６４の両端に電圧が生じる。この電圧波形は波形成形回路６５でパルス波に波形成形される。このパルスは実行検知回路６６で検知され、その立ち上がりのタイミングで、実行検知回路６６から実行検知信号が発せられ、この信号は放電検知回路６３から放電検知信号が発せられるまで保持される。
【００４１】
実行検知信号はリレー駆動回路６２を駆動し、放電リレー６１をオンしてコンデンサ５４に蓄えられていた電荷は一気に放電し、この放電を放電検知回路６３により検知し、これから放電検知信号が発せられる。この信号は直ちに施術人形Ａ内に設けられている人工筋肉に印加され、人工筋肉が動作して、施術人形Ａは、一瞬振動し、訓練生に放電ショックが施術人形Ａ内で発生したことを体得させる。この振動の大きさは、人工筋肉１５に設けられたコンデンサ１８に蓄えられた電荷量に依存する。
【００４２】
この放電動作は、カウンタ１００で計数される。この放電は第１回目であるから、カウンタ１００からは１回目の信号が出力される。このカウント信号は切換回路１０１に印加され、第１回目動作に関係する論理回路７１からの信号を出力する。このとき、論理積ゲート７１−１の出力は”１”であるので、この信号は切換回路１０１から出力され、論理積回路１０２に入力される。論理積回路１０２には、このほか放電検知信号と、除細動パッド２２、２３の電極が正確に施術人形Ａに接触しているか否かの判定信号（電極扱い成功信号）が比較回路６８から入力されており、今回はこれらが正常で、全て”１”である。従って、論理積回路１０２から”１”が出力され、失敗・合格判定回路１０３に入力される。
【００４３】
失敗・合格判定回路１０３への入力が”１”であるので、この回路からは一応除細動合格信号が出力される。もしこのとき、失敗・合格判定回路１０３への入力が”０”であれば、この回路から除細動失敗信号が出力され、この信号はビープ信号発生回路１０４に印加され、除細動失敗を告げるビープ音が発せられると共に、全回路りセット信号発生回路１０５からリセット信号が出力されて、この信号により、全回路がリセットされて、一連の動作は終了する。
【００４４】
失敗・合格判定回路１０３からの出力が”１”であり、一応除細動合格信号が出力されると、この信号は、成否決定回路１０６に入力される。この回路では、施術の成功・不成功を判定する。すなわち、除細動の施術が手順通り正確に行われたとしても、患者の体調により、必ずしも除細動が成功するとは限らず、何パーセントかの除細動失敗がある。成否決定回路１０６では、除細動の成否を症状別に判定する。このために、当該回路には、模擬心電計Ｂから、症状指定信号であるア〜オの内のいずれかが入力される。たとえば、心房細動（ウ）の場合は、ほぼ１００％の成功率とし、心臓停止（オ）の時は約２０％とするが、この症状別の成功率は、教官が、成功率設定回路１０７により任意に設定することができる。
【００４５】
成否決定回路１０６は、例えば、症状ごとに１００ビットのメモリを持ち、例えば、成功率９０％に設定するときは、１００ビットの内９０個に”１”を書き込み、残りの１０個に”０”書き込んでおく。この書き込み動作は、成功率設定回路１０７により行う。予め症状信号”ア”〜”オ”により該当する所定のメモリを選択し、メモリの００番地から９９番地までを順次高速で読み出し、失敗・合格判定回路１０３から除細動操作合格信号が成否決定回路１０６に入力されたタイミングでメモリの走査を停止させ、そのときの読み出し信号が”１”の時、施術成功とし、”０”の時、施術不成功とする。なお、成否決定回路１０６は、必ずしも上記のような構成を有する必要はなく、失敗・合格判定回路１０３から発せられた除細動操作合格信号に対して成功率を演算できるものなら、どのような回路を使用してもよいことは言うまでもないことである。
【００４６】
除細動の施術が成功し、成否決定回路１０６から成功信号が発せられると成功信号発生回路１０８から連続して除細動操作成功信号が発生し、この信号は、模擬心電計Ｂの表示波形指定回路４４に正常波形表示信号として入力され、表示部３２に正常心電波形が所定時間表示される。
成功信号は同時に全回路リセット信号発生回路１０５に入力され、全回路りセット信号発生回路１０５からリセット信号が出力されて、この信号により、全回路がリセットされて、一連の動作は終了する。
【００４７】
成否決定回路１０６から除細動操作不成功信号が発せられた場合、この信号は充電操作リセット信号発生回路１１０に入力される。そして、この回路からは、部分リセット信号が発生し、所定の回路、すなわち、表示されている心電波形を記憶保持する回路等を除き、次の充放電操作に備える回路がイニシアライズされる。
【００４８】
また、この信号は、除細動施術カウンタ１１１に入力される。この回路には、症状信号ア〜オが入力されており、症状別にキャリーオーバ信号発生までのカウント回数が異なる。この回数は、図９に示すように、心室細動症状の場合は、３回目でキャリーオーバ信号を発し、心室頻拍（脈なし）症状の場合は、３回目でキャリーオーバ信号を発し、心室頻拍（脈あり）症状の場合は、１回目でキャリーオーバ信号を発して患者の経過観察となり、心房細動症状の場合は、１回目でキャリーオーバ信号を発して経過観察の状態となり論理積ゲート７１−３の出力を”１”にしてこの信号で、表示部３２に経過観察を表示させ、心臓停止症状の場合は、１回目でキャリーオーバ信号を発して心臓マッサージの実行を促す。
【００４９】
このように、本発明では、各症状により決められた施術回数除細動を行っても、患者が回復しない場合（キャリーオーバ信号が発せられた場合）、表示部３２に表示される心電波形はそのまま表示し続けられ、キャリーオーバ信号は心臓マッサージ器電源回路１１２に入力され、心臓マッサージの動作に入る。また、前記キャリーオーバ信号は、そのまま心臓マッサージプロンプト信号となり、模擬心電計Ｂの表示波形指定回路４４に入力され、表示部に心臓マッサージ動作に移るように促す表示が成される。
【００５０】
心臓マッサージの圧迫する位置については、大人では、片方の手の人指し指と中指を肋骨下縁に沿わせて、少しずつ上にずらせて行き、胸骨下部で止め、その人指し指のすぐ上にもう一方の手の母指球を接するように置く（２つの乳頭を結んだ線上中央位置）。心臓マッサージでは、剣状突起や肋骨の骨折を避けるようにしなければならない。本発明では、空気室３を、上記趣旨に添った位置に配設してある。なお、本発明は、心臓マッサージ及び人工呼吸の訓練のために開発されたものではないので、除細動の施術後、心臓マッサージを所定回数だけ行ったか否かの判定を行うのみにとどめる。なお、周知の人工呼吸訓練器を、施術人形Ｂに組み込んでおき、本発明の装置と組み合わせた訓練器とすれば、訓練効果がさらにます。
【００５１】
図９の記載から分かるように、各症状別に、施術回数が異なり、かつ、施術人形Ａ印加する電荷量や印加方法が異なる。本発明では、自動的にしろ、意識的にしろ、指示された症状の波形から、訓練生が的確な処置を選び出したときのみ、合格点が与えられる。このような判断作用が成されるために、本発明では、図８に示す処置比較手段としての論理回路７１、７６、８１を有する。各論理回路は、５個の論理積ゲートからなり、これらの論理積ゲートには、論理回路の図番の後に、「−ｘ」（ｘは論理積ゲートの図番）が付されている。各論理積ゲートの２つの入力端の一方には、図１０に示すように、症状信号”ア”〜”オ”の内の所定のものが接続されている。また、他方端には、充放電量設定信号となる”ａ”〜”ｅ”の内の所定のものが接続されている。そして、設定された症状に対して適切な充放電量が設定されているとき、当該論理積ゲートが選択されたとき、有効な放電が行われるように構成されている。
【００５２】
以上、本発明を上述の実施の形態により説明したが、例えば、図８に示すブロック図に加えて、模擬心電計Ｂの表示部３２に波形が表示されたときから除細動パッド２２，２３のプッシュボタンスイッチ２８，２９が押圧されるまでの時間を計測するタイマーを設けておき、処置を行うまでの時間の計測により、訓練生の迅速性を鍛える実施の形態、また、模擬除細動器Ｃにおいて、教官が設定するスイッチやノブを訓練生が見ることができないように、図２で点線で示すようなリモートコントローラを設けた実施の形態など、本発明の主旨の範囲内で種々の変形や応用が可能であり、これらの変形や応用を本発明の範囲から排除するものではない。
【００５３】
【発明の効果】
以上詳細に説明したように、本発明は、直流通電法により施す二次救命処理の訓練に用いる二次訓練模擬装置において、人体の心室細動状態の複数の心電波形を選択的に表示する模擬心電計と、表示された前記心電波形に対応した処置を設定できる処置設定手段と、模擬心電計に表示された心電波形の症状と該処置設定手段の設定とを比較する処置比較手段と、該処置比較手段の比較結果を表示する表示手段と、を具備してなる救急措置訓練装置を提供しているので、患者とみなす施術人形に予め訓練生が施した処置の良否を自動的に判断して、その結果を表示できるので、訓練生に対して実際の施術に近いシミュレーションを体験させることができ、訓練生をエキスパートに導くことができる。
また、本発明は、直流通電法により施す救急措置の訓練に用いる救急措置訓練装置という直流通電法により施す救急措置の訓練に用いる救急措置訓練装置とともに、これに除細動パッドから施術人形に給電したとき、施術人形をショック動させる人工筋肉を附加した構成要件を具備しているので、患者とみなす施術人形に訓練生が処置を施したとき、実際の人間に電気ショックを与えた時に人体に生じるようなショックが該人形に発生するので、訓練生には、実際に人体に生じるような電気ショックと、その発生タイミングを体験させることができ、訓練生をエキスパートに導くことが出来る。
【図面の簡単な説明】
【図１】図１は、除細動の適用となる心電図を示す。
【図２】図２は、本発明に係る救急措置訓練装置の構成図を示す。
【図３】図３は、パッドの電極構造を示す平面図である。
【図４】図４は、心臓マッサージ器のブロック図である。
【図５】図５は、人工筋肉のブロック図である。
【図６】図６は、施術人形と除細動パッドのブロック図である。
【図７】図７は、模擬心電計のブロック図である。
【図８】図８は、模擬除細動器のブロック図である。
【図９】図９は、症状に対する処置の関係を示す図表図である。
【図１０】図１０は、症状に対する処置と論理積ゲートの入力信号との関係を示す図表図である。
【符号の説明】
Ａ・・・・・施術人形
Ｂ・・・・・模擬心電計
Ｃ・・・・・模擬除細動器
＋・・・・・受け電極
−・・・・・受け電極
Ｎ・・・・・受け電極
１・・・・・電極エリア
２・・・・・電極エリア
３・・・・・空気室
４・・・・・圧力センサ
５・・・・・微分回路
６・・・・・波形成形回路
７・・・・・判別回路
７−１・・・カウンタ
７−２・・・タイマ
７−３・・・継続時間設定回路
７−４・・・回数判定回路
８・・・・・心臓マッサージ訓練器
９・・・・・導線
１０・・・・・人工筋肉
１１・・・・・電磁マグネット
１２・・・・・電磁コイル
１３・・・・・アーマチュア
１４・・・・・鋼索
１４’・・・・フレキシブルシーズ
１５・・・・・人工筋肉
１６・・・・・脊柱
１７・・・・・滑車
１８・・・・・コンデンサ
１９・・・・・直流電源
２０・・・・・人工筋肉駆動回路
２１・・・・・引っ張りばね
２２・・・・・除細動パッド
２３・・・・・除細動パッド
２４・・・・・電極
２５・・・・・電極
２６・・・・・ハンドル
２７・・・・・ハンドル
２８・・・・・プッシュボタンスイッチ
２９・・・・・プッシュボタンスイッチ
３０・・・・・コネクタ
３１・・・・・コネクタ
３２・・・・・表示部
３３・・・・・Ｎ心電計電極
３４・・・・・＋心電計電極
３５・・・・・−心電計電極
３６・・・・・受け電極
３７・・・・・受け電極
３７−１・・・補極
３７−２・・・補極
３８・・・・・受け電極
３９・・・・・電源
４０・・・・・比較回路
４１・・・・・電源
４２・・・・・スイッチ回路
４３・・・・・波形データ記憶メモリ
４４・・・・・表示波形指定回路
４５・・・・・Ｒ波検知回路
４６・・・・・駆動回路
４７・・・・・ファンクションスイッチ
４８・・・・・症状出現割合指定回路
４９・・・・・ランダム症状出現回路
５０・・・・・電源
５１・・・・・コネクタ
５２・・・・・コネクタ
５３・・・・・可変電圧電源
５４・・・・・コンデンサ
５５・・・・・充電量切り替え器
５５−１・・・ショートリング
５６・・・・・充放電量設定ノブ
５７・・・・・充電スイッチ
５８・・・・・抵抗
５９・・・・・電源
６０・・・・・放電抵抗
６１・・・・・放電リレー
６２・・・・・リレー駆動回路
６３・・・・・放電検知回路
６４・・・・・実行抵抗
６５・・・・・波形成形回路
６６・・・・・実行検知回路
６７・・・・・同期・非同期スイッチ
６８・・・・・比較回路
６９・・・・・論理積回路
７１・・・・・論理回路
７１−１・・・論理積ゲート
８０・・・・・抵抗
１００・・・・・カウンタ
１０１・・・・・切換回路
１０２・・・・・論理積回路
１０３・・・・・失敗・合格判定回路
１０４・・・・・ビープ信号発生回路
１０５・・・・・全回路りセット信号発生回路
１０６・・・・・成否決定回路
１０７・・・・・成功率設定回路
１０８・・・・・成功信号発生回路
１０９・・・・・リセット信号発生回路
１１０・・・・・充電操作リセット信号発生回路
１１１・・・・・除細動施術回数カウンタ
１１２・・・・・心臓マッサージ器電源回路

Claims

直流通電法により施す救急措置の訓練に用いる救急措置訓練装置において、人体の複数の心電波形を選択的に表示する模擬心電計と、
除細動パッドをあてがって放電を実施する手段と、
前記模擬心電計に表示された心電波形の患者となる施術人形と、
表示された前記心電波形に対応した処置を設定できる処置設定手段と、
模擬心電計に表示された心電波形の症状と該処置設定手段の設定とを比較する処置比較手段と、
該処置比較手段の比較結果を出力する手段と、
前記模擬心電計に表示された心電波形の症状と該処置設定手段の設定とが合致したとき、模擬除細動の実行を認知する手段を備えた模擬除細動器と、
前記施術人形に有するものとされ、電磁マグネットの電磁コイルへの給電により、アーマチュアを該電磁マグネットにより吸引して動作する人工筋肉と、
除細動パッドから該施術人形に放電を実施したとき、施術人形の人工筋肉をショック動させるために、コンデンサに蓄電された電荷の一瞬の放電により、該電荷を人工筋肉の電磁マグネットの電磁コイルへ給電し、アーマチュアを該電磁マグネットにより吸引して人工筋肉を動作可能とした人工筋肉駆動回路と、
を具備してなる救急措置訓練装置。
前記救急措置訓練装置は、除細動パッドに付設するスイッチの投入で除細動放電させる手段を具備することを特徴とする請求項１に記載の救急措置訓練装置。
前記人工筋肉は、除細動の印加電荷量に比例してショックの大きさを規定することを特徴とする請求項１に記載の救急措置訓練装置。
前記救急措置訓練装置は、心臓マッサージ実施の良否を判断する判断手段を具備することを特徴とする請求項１に記載の救急措置訓練装置。