مهندسی مکانیک مدرس

مهندسی مکانیک مدرس

طراحی و ساخت یک دستگاه نوین ماساژ قلبی خودکار با قابلیت ‌حمل

نویسندگان
1 گروه بیومکانیک، دانشکده مهندسی پزشکی، دانشگاه آزاد اسلامی، واحد علوم و تحقیقات، تهران، ایران
2 گروه مهندسی پزشکی، پژوهشکده برق، مکانیک و ساختمان، پژوهشگاه استاندارد، کرج، ایران
چکیده
ایست ناگهانی قلب و بیماری‌های قلبی از مهم‌ترین علل مرگ‌ومیر در جهان به شمار می‌روند که در صورت احیای قلبی ریوی صحیح و به‌موقع می‌توان از مرگ تعداد زیادی از افراد جلوگیری کرد. ازآنجایی‌که در بسیاری از موارد احیاگر آموزش‌دیده حضور ندارد و روش مرسوم احیا سخت و پر خطا است، تجهیزاتی خودکار و غیر خودکار برای این امر ساخته‌شده‌اند. در این پژوهش با استفاده از مطالعات مهم صورت گرفته بر روی این‌گونه تجهیزات، علاوه بر بررسی و مقایسه‌ی میزان اثربخشی تجهیزات ماساژ قلبی در افزایش نرخ بازگشت جریان خودبه‌خودی خون، یک دستگاه خودکار ماساژ قلبی قابل‌حمل، قابل‌برنامه‌ریزی و انعطاف‌پذیر که طراحی و ساخته‌شده، معرفی شده است. در ساخت این دستگاه با استفاده از مطالعات صورت گرفته بر روی فرآیند احیا، ابتدا داده‌های موردنیاز در طراحی استخراج و سپس بخش‌های مکانیکی برای سیستم اعمال فشار و بخش‌های الکترونیکی برای سیستم کنترل طراحی و ساخته شدند. دستگاه نوین ساخته‌شده در این پژوهش به‌راحتی و در کمترین زمان در محل بیمار نصب‌شده و ماساژ قلبی را با توجه به شرایط بیمار و طبق آخرین دستورالعمل‌ها، به‌صورت خودکار انجام می‌دهد. با این دستگاه بیمار حتی در حین انتقال نیز می‌تواند از ماساژ قلبی بهره ببرد. همچنین به علت راحتی در استفاده از این سیستم، حتی افراد غیرمتخصص نیز می‌توانند از آن استفاده کنند. در انتها با مقایسه این دستگاه با سایر دستگاه‌های خودکار مشابه می‌توان به مزیت‌های کاربردی دستگاه ساخته‌شده از قبیل قیمت بسیار پایین آن نسبت به موارد مشابه درعین‌حال بالا بودن کارایی و آسان بودن کاربری این دستگاه اشاره نمود.
کلیدواژه‌ها

عنوان مقاله English

Design and Construction of a Novel Automated and Portable Chest Compression Device

نویسندگان English

ALI RAMEZANI 1
ALI TAVAKOLI GOLPAYGANI 2
KAMRAN HASSANI 1
1 Department of Biomechanics, Science and Research Branch, Islamic Azad University, Tehran, Iran
2 Department of Biomedical Engineering, Standard Research Institute, Karaj, Iran
چکیده English

Sudden cardiac arrest and heart diseases are the leading causes of death globally, but cardiopulmonary resuscitation (CPR) may prevent multitude of death if being performed timely and accurately. Since in many cases of cardiac arrest there is not a trained rescuer and conventional CPR method is difficult and may being performed incorrectly, various equipment has been produced for this purpose. In this study, by reviewing of previous important studies on automated chest compression devices and comparing their effectiveness in returning of spontaneous circulation (ROSC), a novel, portable, programmable, flexible and automated chest compression system is introduced. For prototyping of this device, first required data were extracted from studies on CPR, then mechanical components for compression system and chassis, and electronic components for controlling unit were designed and produced. The novel device which is developed in this research could be installed easily and perform the chest compression according to the patient’s condition and guidelines automatically. It also enables chest compression even during patient transport. Furthermore, because of user-friendly design, everybody could use it easily. Eventually comparison between this device and other similar automated devices indicates that this device has more benefits and more reasonable price as well.

کلیدواژه‌ها English

Cardiac Arrest
Cardiopulmonary Resuscitation
CPR
Chest Compression
Mechanical Compression
[1] D. Mozaffarian, E. J. Benjamin, A. S. Go, D. K. Arnett, M. J. Blaha, M. Cushman, S. de Ferranti, J. P. Després, H. J. Fullerton, V. J. Howard, Heart disease and stroke statistics—2015 update: A report from the American Heart Association, Circulation, Vol. 131, No. 4, pp. e29-e322, 2015.
[2] M. L. Weisfeldt, C. M. Sitlani, J. P. Ornato, T. Rea, T. P. Aufderheide, D. Davis, J. Dreyer, E. P. Hess, J. Jui, J. Maloney, Survival after application of automatic external defibrillators before arrival of the emergency medical system: evaluation in the resuscitation outcomes consortium population of 21 million, the American College of Cardiology, Vol. 55, No. 16, pp. 1713- 1720, 2010.
[3] D. Park, H. Kim, Factors affecting anxiety after cardiopulmonary resuscitation, Indian Journal of Science and Technology, Vol. 8, No. S5, pp. 105-111, 2015.
[4] J. P. Nolan, J. Soar, D. A. Zideman, D. Biarent, L. L. Bossaert, C. Deakin, R. W. Koster, J. Wyllie, B. Böttiger, European resuscitation council guidelines for resuscitation 2010 section 1. Executive summary, Resuscitation, Vol. 81, No. 10, pp. 1219-1276, 2010.
[5] E. R. Stapleton, Comparing CPR during ambulance transport. Manual vs. mechanical methods, JEMS: A Journal of Emergency Medical Services, Vol. 16, No. 9, pp. 63-4, 66, 68 passim, 1991.
[6] M. Casner, D. Andersen, S. M. Isaacs, The impact of a new CPR assist device on rate of return of spontaneous circulation in out-of-hospital cardiac arrest, Prehospital Emergency Care, Vol. 9, No. 1, pp. 61-67, 2005.
[7] A. Hallstrom, T. D. Rea, M. R. Sayre, J. Christenson, A. R. Anton, V. N. Mosesso, L. Van Ottingham, M. Olsufka, S. Pennington, L. J. White, Manual chest compression vs use of an automated chest compression device during resuscitation following out-of-hospital cardiac arrest: a randomized trial, Jama, Vol. 295, No. 22, pp. 2620-2628, 2006.
[8] C. A. Wyss, J. Fox, F. Franzeck, M. Moccetti, A. Scherrer, J. Hellermann, T. Luuscher, Mechanical versus manual chest compression during CPR in a cardiac catherisation setting, Cardiovasc Med, Vol. 13, No. 3, pp. 92-6, 2010.
[9] H. Bonnemeier, G. Simonis, G. Olivecrona, B. Weidtmann, M. Götberg, G. Weitz, I. Gerling, R. Strasser, N. Frey, Continuous mechanical chest compression during in-hospital cardiopulmonary resuscitation of patients with pulseless electrical activity, Resuscitation, Vol. 82, No. 2, pp. 155-159, 2011.
[10] D. C. Pinto, K. Haden‐Pinneri, J. C. Love, Manual and automated cardiopulmonary resuscitation (CPR): A comparison of associated injury patterns, Forensic Sciences, Vol. 58, No. 4, pp. 904-909, 2013.
[11] D. Smekal, E. Lindgren, H. Sandler, J. Johansson, S. Rubertsson, CPRrelated injuries after manual or mechanical chest compressions with the LUCAS™ device: A multicentre study of victims after unsuccessful resuscitation, Resuscitation, Vol. 85, No. 12, pp. 1708-1712, 2014.
[12] A. Esibov, I. Banville, F. W. Chapman, R. Boomars, M. Box, S. Rubertsson, Mechanical chest compressions improved aspects of CPR in the LINC trial, Resuscitation, Vol. 91, pp. 116-121, 2015.
[13] J. M. Venturini, E. Retzer, J. R. Estrada, J. Friant, D. Beiser, D. Edelson, J. Paul, J. Blair, S. Nathan, A. P. Shah, Mechanical chest compressions improve rate of return of spontaneous circulation and allow for initiation of percutaneous circulatory support during cardiac arrest in the cardiac catheterization laboratory, Resuscitation, Vol. 115, pp. 56-60, 2017.
[14] E. T. Dickinson, V. P. Verdile, R. M. Schneider, R. F. Salluzzo, Effectiveness of mechanical versus manual chest compressions in out-ofhospital cardiac arrest resuscitation: A pilot study, Emergency Medicine, Vol. 16, No. 3, pp. 289-292, 1998.
[15] ROSC-U Mini Chest Compressor (RMCC), Accessed on 19 JUL 2017; http://www.resusintl.com.
[16] W. Chen, Y. Weng, X. Wu, S. Sun, J. Bisera, M. H. Weil, W. Tang, The effects of a newly developed miniaturized mechanical chest compressor on outcomes of cardiopulmonary resuscitation in a porcine model, Critical Care Medicine, Vol. 40, No. 11, pp. 3007-3012, 2012.
[17] S. Rubertsson, J. Silfverstolpe, L. Rehn, T. Nyman, R. Lichtveld, R. Boomars, W. Bruins, B. Ahlstedt, H. Puggioli, E. Lindgren, The study protocol for the LINC (LUCAS in cardiac arrest) study: a study comparing conventional adult out-of-hospital cardiopulmonary resuscitation with a concept with mechanical chest compressions and simultaneous defibrillation, trauma, Resuscitation and Emergency Medicine, Vol. 21, No. 1, pp. 5, 2013.
[18] H. Krep, M. Mamier, M. Breil, U. Heister, M. Fischer, A. Hoeft, Out-ofhospital cardiopulmonary resuscitation with the AutoPulse™ system: A prospective observational study with a new load-distributing band chest compression device, Resuscitation, Vol. 73, No. 1, pp. 86-95, 2007.