Pocket-Assistent für die Herzdruckmassage
Kleiner Helfer rettet Leben
Ein kleines Gerät gibt Ersthelfern wichtige Instruktionen für die Herzdruckmassage bei plötzlichem Herzstillstand und liefert hör- und sichtbare Rückmeldungen in Echtzeit. So können auch Laien Leben retten. Im Inneren des Geräts arbeitet ein hoch genauer MEMS-Beschleunigungssensor.
Die Statistiken sind ernüchternd: Ein Mensch, der einen plötzlichen Herzstillstand erleidet, überlebt ohne kardiopulmonale Wiederbelebung (CPR, Herzdruckmassage) nur wenige Minuten. Laut der American Heart Association (AHA) sterben bei einem plötzlichen Herzstillstand über 95 Prozent der Personen, bevor sie eine Klinik erreichen.
Und so selten ist dieses Ereignis gar nicht: Laut der »Sudden Cardiac Arrest Association« erleiden in den USA pro Jahr über 300 000 Menschen einen plötzlichen Herzstillstand. Unter der Bezeichnung »PocketCPR« hat das amerikanische Unternehmen Zoll Medical ein handliches Gerät entwickelt, das Ersthelfern die Durchführung von Herzdruckmassagen erleichtert.
Das Hilfsmittel im Westentaschenformat basiert auf der »iMEMS«-Technik (Integrated Micro-Electromechanical Systems) von Analog Devices und liefert Ersthelfern in Echtzeit schrittweise Anleitungen zur Wiederbelebung von Menschen mit plötzlichem Herzstillstand.
Jede Minute zählt
Definiert als abrupter und unerwarteter Ausfall von Herzfunktionen ist der plötzliche Herzstillstand ein akut lebensbedrohliches Ereignis, das von Ersthelfern sofortige Maßnahmen verlangt. Laut Richtlinien der AHA muss eine kardiopulmonale Wiederbelebung innerhalb von vier bis sechs Minuten nach einem Herzstillstand erfolgen.
Jede Minute, die ohne CPR verstreicht, erhöht die Sterbequote der Betroffenen um zehn Prozent. Erschwerend kommt noch hinzu, dass potenzielle Ersthelfer häufig unvorbereitete Familienmitglieder oder Passanten sind, die oftmals unausgebildet, unwillig oder unsicher sind, wenn es um die Durchführung lebensrettender CPR-Wiederbelebungsmaßnahmen geht.
PocketCPR gibt Ersthelfern audiovisuelle Instruktionen darüber, welche Sofortmaßnahmen beim plötzlichen Herzstillstand eines anderen Menschen für dessen Wiederbelebung einzuleiten sind. Zu diesen Maßnahmen gehören die Überprüfung der Ansprechbarkeit, das Anfordern von Rettungskräften sowie die Durchführung der kardiopulmonalen Wiederbelebung. Alle Schritte entsprechen den Richtlinien der AHA.
MEMS-Inertialsensor überwacht Kompression in Echtzeit
Der für ±2 g ausgelegte »iMEMS«-Beschleunigungssensor »ADXL322« von Analog Devices ermöglichte Zoll Medical die Entwicklung eines echtzeitfähigen CPR-Überwachungsgeräts, indem es während einer Herzdruckmassage die Kompression des Brustkorbs präzise erfasst und überwacht.
Unter Berücksichtigung der AHA- und ILCOR-Richtlinien (International Liaison Committee on Resuscitation), Herzmassagen mit einer Drucktiefe von etwa 3,5 cm bis 5 cm durchzuführen, ermöglicht der Beschleunigungssensor während der Reanimation bei jedem Druck auf den Brustkorb genaue Messungen der Drucktiefe.
Dabei unterstützt der von einem Metronom abgegebene Signalton Ersthelfer bei der Einhaltung der empfohlenen Herzfrequenz von 100 Schlägen pro Minute. Es ist die Bewegungsempfindlichkeit des ADXL322, die eine exakte Bestimmung der Druckänderung auf den Brustkorb und dessen Hub- und Senkbewegung ermöglicht.
Falls die Kompression auf den Brustkorb für einen effizienten Blutfluss nicht groß genug ist, fordert der PocketCPR den Ersthelfer hör- und sichtbar auf, stärker auf den Brustkorb zu drücken. Das Gerät quittiert dem Ersthelfer mit der akustischen Meldung »Gute Kompression«, wenn der Druck auf den Brustkorb korrekt ist und einen Bewegungshub von mindestens 3,5 cm bewirkt.
LEDs geben eine optische Indikation: Bei der Meldung »Gute Kompression« leuchten vier LEDs. Nur eine LED leuchtet, wenn der Druck beziehungsweise der dadurch ausgelöste Hub des Brustkorbs nicht ausreicht und unter den medizinisch empfohlenen 3,5 cm liegt. Die hör- und sichtbaren Signale von PocketCPR verleihen Ersthelfern das Vertrauen und die notwendige Unterstützung, um ihre anspruchsvolle Aufgabe in dieser lebensbedrohlichen Situation optimal zu erfüllen.
Geringer Stromverbrauch bei hoher Auflösung
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Das hoch integrierte Bauteil ADXL322 (Bild 1) ist ein kompletter, zweiachsiger Beschleunigungssensor mit integrierter Signalaufbereitung für robuste, analoge Spannungswerte an den Ausgängen.
Mit einer Auflösung von 2 mg (bei 60 Hz) ist der kleine und flache Beschleunigungssensor im 4 mm × 4 mm × 1,45 mm großen LFCSP-Gehäuse optimiert für gesundheitskritische, medizinische Geräte, die patientennah eingesetzt werden müssen, eine hohe Auflösung bei geringem Stromverbrauch beziehungsweise hoher Energieeffizienz aufweisen sollen und nur wenig Platz einnehmen dürfen.
Beim PocketCPR übernimmt der ADXL322 die entscheidende Sensorfunktion, um bei jeder Kompression die Tiefe und Frequenz der Brustkorbbewegung zu messen.
Das PocketCPR bietet eine Batterielaufzeit von 12 Stunden.
Diese verdankt das Gerät dem geringen Stromverbrauch des Bausteins von 340 μA bei einer Versorgungsspannung von 2,4 V.
Zur Verlängerung der Batterielaufzeit kann der Sensor auch getaktet betrieben werden.
Das typische Rauschen beträgt weniger als 220 μg/√Hz. Bei schmalen Bandbreiten (<10 Hz), wie sie beispielsweise für menschliche Bewegungen typisch sind, lassen sich damit kleine Neigungsänderungen erfassen.
Der vielseitig einsetzbare Beschleunigungssensor wurde entwickelt, um sowohl dynamische (Vibration) wie auch statische Beschleunigungen (Erdbeschleunigung) zu messen. Einstellbare Bandbreiten von 0,5 Hz bis 2,5 kHz bieten zusätzliche Flexibilität, somit eignet sich das Bauteil für zahlreiche Anwendungen.
Entwickelt mit der nötigen Funktionssicherheit, Ersthelfer in Notfallsituation mit plötzlichem Herzstillstand zu unterstützen, wird der PocketCPR auch als Trainingsinstrument verwendet, das CPR-Ausbildern bei ihrer Arbeit im Schulungsraum hilft. Nicht zuletzt durch den verbauten Beschleunigungssensor kann Zoll Medical geschulten und ungeschulten CPR-Anwendern die Anleitung und das Vertrauen in sich selbst geben, das sie brauchen, um im Ernstfall und ohne Vorwarnung Leben retten zu können.
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