Terug

Rhythm of Life Aid (ROLA): ondersteuning voor betere reanimatie bij neonaten
Redactie MT-Integraal

02 maart 2015

(Laatst aangepast: 23-08-2016)

Rhythm of Life Aid (ROLA): ondersteuning voor betere reanimatie bij neonaten

Publicaties

Na de geboorte van een kind kan het voorkomen dat reanimatie noodzakelijk is. Mede doordat deze situatie relatief weinig voorkomt, en hoogst stressvol is, bemoeilijkt dit de consistente uitvoering van de voorgeschreven reanimatieprotocollen. De ROLA (Rhythm of Life Aid) [1] kan voor dit probleem een oplossing bieden.

Inleiding

Cardiopulmonaire resuscitatie (CPR), is een cruciale medische procedure voor het overleven van neonaten. Wanneer complicaties zoals perinatale asfyxie de ademhaling en hartslag doen verminderen of stagneren, moeten deze handmatig over genomen worden totdat circulatie en ventilatie weer tot stand zijn gebracht. De uitvoer van CPR procedures worden specifiek beschreven in richtlijnen van de American Heart Association (AHA) [2]. Hierin wordt vastgesteld dat wanneer apneu aanhoudt en de hartslag daalt onder de 60 slagen per minuut, er gestart moet worden met CPR.

In het protocol wordt voor CPR bij Neonaten geadviseerd in tweetallen te werken. Eén persoon om de hartmassages uit te voeren, een tweede om beademing toe te dienen. Dit proces moet in een verhouding van 3:1 (3 borstkas compressies gevolgd door 1 beademing) met een snelheid van 120 slagen per minuut worden gevolgd (90 compressies en 30 ventilaties per minuut). Compressies moeten een diepte halen van eenderde  van de totale borstkasdiepte van de neonaat. De duimen moeten hierbij op elkaar geplaatst worden op de kruising tussen de tepels en het borstbeen. Bij beademing, meestal door middel van een ambuballon, moet gelet worden op opwaartse beweging van de ribbenkast om vast te kunnen stellen of lucht beide longen effectief heeft bereikt.

Tijdens een noodsituatie waarbij reanimatie aan de orde is, zijn er een aantal factoren die de uitvoering van deze procedure kunnen verhinderen. Een van deze verhinderingen is de aanwezige stress, waar de consistentie van de uitvoering van de reanimatie kan leiden [3-4]. Een volgend punt is dat men in tweetallen een reanimatie uitvoert waarbij ritme gezocht moet worden tussen compressies en beademing. Ook dit kan gevolgen hebben voor minder consistente uitvoer van het protocol. Ten derde is het vasthouden van een consistent ritme en gelijke compressiediepte lastig omdat er geen feedback aanwezig is op gebied van tempo en van compressiediepte.

Het probleem wat we addresseren in dit artikel is dan ook hoe technologie een mogelijke ondersteunende factor kan zijn in het aanhouden van een consistente uitvoer van het CPR protocol. Specifiek gezegd bedoelen we hiermee consistentie in compressieritme en -diepte.

 

Methode

Een ontworpen technologie aan de Technische Universiteit Eindhoven, faculteit Industrial Design heet de Rhythm of Life Aid (ROLA), zie afbeelding 1. Het ontwerp bestaat uit twee delen. Het eerste deel is een een flexibel plastic matje waarin een druksensor en lichtbanen (EL-foil) zijn geïntegreerd. Hiermee kan, indien geplaatst op het sternum, de druk op het sternum worden geregistreerd en hierover direct feedback worden gegeven.


Het tweede onderdeel is een behuizing met electronische circuits en een microprocessor waarmee de berekeningen van metingen uit de druksensor worden verricht en omgezet naar feedback met behulp van de lichtbanen (zie afbeelding 2). Naarmate er een hogere druk op de sensor wordt geregistreerd zullen er meer lichtbanen oplichten. Tevens zit in de behuizing een audiogenerator en een speaker, die het ritme van compressies en ventilaties aangeven met hoge en lage pieptonen op de frequentie zoals omschreven in de reanimatierichtlijnen (eerst 3 lage tonen voor de compressies, daarna 1 hoge toon voor de beademing, met een frequentie van 120 tonen per minuut).

Om de effectiviteit van het ROLA systeem te kunnen vaststellen, is een onderzoek opgezet en uitgevoerd in het SkillsLab van het Máxima Medisch Centrum Veldhoven. Voor dit onderzoek was een meetinstrument ontworpen en gemaakt, door de faculteit Industrial design. Met dit systeem moest de invloed van het ROLA ontwerp op de uitvoering van CPR meetbaar gemaakt worden.

Het meetsysteem bestond uit een standaard Laerdal reanimatiepop (Resusci Baby, Laerdal, Stavanger, Norway) waarin een vijftal druksensoren zijn ingebouwd onder het huidoppervlak (zie afbeelding 3). Hierdoor konden duimpositie, compressiesnelheden, en diepte geregistreerd en vastgelegd worden met en zonder het gebruik van de ROLA.

De gemaakte interface, gekoppeld aan de druksensoren, plot de centrale sensor over tijd (pieken tijdens compressies), en positie van de duimen (aan de rechterkant). Deze data kon na elke test opgeslagen worden voor verdere analyse in programma’s zoals Matlab [5], zie afbeelding 4.


In de testopstelling van het SkillsLab in het Máxima Medisch Centrum Veldhoven werd er gecombineerd gebruik gemaakt van zowel de ROLA als de manikin met ingebouwd meetsysteem. Doordat de systemen ontworpen waren om los van elkaar te functioneren, hinderden de systemen elkaar niet tijdens simultaan gebruik.

Aangezien het onderzoek ging over een verbetering in uitvoer van het CPR-protocol, waren er voor het uitvoeren van de test een tweetal onderzoeksvragen opgesteld. De eerste vraag was of er een consistenter ritme aangehouden werd met betrekking tot borstcompressies en ventilaties (3:1) op het vastgestelde tempo van 120 compressies per minuut. De tweede was of er grotere consistentie zou zijn in borstkasdruk tijdens borstcompressies.

Voor de test waren 10 reanimatieduo’s (arts en verpleegkundige) gevraagd tweemaal een CPR procedure van 90 seconden uit te voeren. Hierbij deed in de eerste CPR sessie de arts de ventilaties en de verpleegkundige de borstcompressies, en in de tweede sessie de vwerpleegkundige de ventilaties en de arts borstcompressies.

In de controlegroep voerden vijf willekeurig gekozen duo’s tweemaal CPR uit zonder het gebruik van de ROLA. Hierdoor kan de mogelijke leercurve door het tweemaal uitvoeren van CPR meegenomen worden. De andere vijf duo’s reanimeerden de eerste keer zonder, en de tweede keer met ondersteuning van de ROLA. Het volledige onderzoek werd tevens vastgelegd op video voor het verzamelen van extra kwalitatieve informatie.




Resultaten

Het onderzoek had het doen verschillen in CPR meetbaar en zichtbaar te maken zonder en met het gebruik van de ROLA. Om meetverschillen aan te tonen werd er gekeken naar de aantallen correcte reanimatie-cycli en de consistentie van borstkasdruk tijdens compressies. Een score systeem werd opgesteld aan de hand van het ideaal aantal correct uitgevoerde cycli binnen de 90 seconden reanimatietijd. Dit optimum was 45 cycli in 90 seconden (1 cyclus bestaande uit 3 compressies en 1 ventilatie). De score berekening zag er als volgt uit:

score = ((45 - | number of correct cycles - 45 |) / 45) * 100%

Statistische analyse met t-test’s werd toegepast om de verschillen tussen de groepen zichtbaar te maken. Voor de controlegroep waren de waardes met betrekking tot ritme tijdens de eerste CPR sessie 91± 5% correct en tijdens de controlesessie 90± 10%. Dit leidt tot een insignificant verschil (p=0.65) tussen CPR sessies in de controle groep, wat duidt op het feit dat de eerste uitvoering van CPR weinig invloed had op de tweede met betrekking tot een mogelijke leercurve. In de ROLA-groep waren de waardes van de eerste sessie (zonder ROLA) 85 ± 14%, en tijdens de tweede sessie (met ROLA) 99 ± 1%. Hieruit is op te merken dat het hebben van een ondersteunende ritme aanduiding tijdens CPR een significante verbetering (p = 0.02) opleverd in het volgen van het CPR protocol.

De consistentie van gemeten compressiedruk tijdens de CPR sessies (met een arbitraire referentiewaarde van 4.6 vooraf vastgesteld door een neonatoloog) liet ook een sterke verbetering zien. Tijdens de eerste CPR-sessie van de controlegroep kwamen drukmetingen uit op 3.3 ± 1.0, en tijdens de tweede sessie op 2.4 ± 1.4. Een insignificant verschil (p = 0.23) wat ook voor de compressiedruk liet zien dat er weinig verschillen waren zelfs na het eerste leermoment. Bij de ROLA-groep werden de volgende waarden gemeten: tijdens de eerste sessie 3.1 ± 1.6, en tijdens de sessie met ondersteuning van het systeem 4.9 ± 0.8. Hier was een significant verschil (p = 0.01) aanwezig in de verbetering van consistentie van borstkasdruk, en afgeleid hiervan ook de diepte.

Vergelijkingen tussen de tweede CPR-uitvoering van de beide groepen van 5 duo’s toont aan dat het gebruik maken van de ROLA tijdens een CPR procedure leidt tot een verbeterd aanhouden van ritme (p = 0.015) en grotere consistentie in druk (p = 0.002).

Figuur 1Rhythm of Life Aid (ROLA)

Figuur 2De behuizing met electronische circuits en een microprocessor van de ROLA

Figuur 3Laerdal reanimatiepop

Figuur 4Metingen verricht met de ROLA

Figuur 5De Laerdal reanimatiepop met de ROLA

Figuur 6Foto's gemaakt tijdens de testen met de ROLA

Discussie

In dit onderzoek is gekeken naar technologische ondersteuning voor het uitvoeren van het neonatale CPR-protocol. Aangezien kwaliteit in dit onderzoek gebaseerd was op de consistentie van het volgen van protocol en niet op fysiologische waardes, kan uit dit onderzoek niet worden bepaald of een betere uitvoering van het protocol leidt tot een grotere overlevingskans. Wellicht is meer onderzoek naar de effectiviteit van CPR op het lichaam nodig om over de inhoud van het protocol te kunnen discussieren.

Producten voor de ondersteuning van CPR bij volwassenen zijn al op de markt [6-7], maar nog geen enkel product richt zich op de specifieke doelgroep neonaten. Of dit te maken heeft met de marktgrootte, of de complexiteit van het implementeren van een dergelijk ontwerp voor deze doelgroep is niet in dit onderzoek vastgesteld. Ook was ten tijde van het onderzoek (2008) de implementatie van het ROLA systeem in de praktijk lastig te realiseren. Dit vanwege de hoge voltages van het ontwerp. Vandaag zou dit hoogstwaarschijnlijk makkelijker te realiseren zijn, met veiligere technologie.

 

Conclusie

Hoewel de gemiddelde waarden uit de metingen niet extreem ver uit elkaar liggen, zijn de standaardafwijkingen tijdens het gebruik maken van de ROLA significant lager. Hierdoor was een duidelijk verschil op te merken in de consistentie van uitvoer van CPR tussen het wel en niet gebruik maken van een ondersteunend apparaat als de ROLA.

De meetresultaten uit de test tonen aan dat het gebruik van ondersteunende technologie kan leiden tot een consistentere uitvoer van de CPR procedure bij pasgeborenen. Of dit een indicatie is voor een grotere overlevingskans zal nog moeten blijken uit verder onderzoek.

[1] W. Chen et al, Rhythm of life aid (rola): an integrated sensor system for supporting medical staff during cardiopulmonary resuscitation (cpr) of newborn infants. IEEE Trans Inf Technol Biomed, 14(6):1468–74, Nov 2010.

[2] S. Niermeyer et al, “International Guidelines for Neonatal Resuscitation: An excerpt from the Guidelines 2000 for Cardiopulmonary Resuscitation and Emergency Cardiovascular Care: International Consensus on Science,” Pediatrics,vol. 106, no. 3, E29, 2000.
[3] MM Milander et al, “Chest compression and ventilation rates during cardiopulmonary resuscitation: the effects of audible tone guidance,”Acad. Emerg. Med.,vol. 2, pp. 708 – 713, 1995.
[4] PD Donnelly et al, “Effectiveness of the BBC's 999 training roadshows on cardiopulmonary resuscitation: video performance of cohort of unforewarned participants at home six months afterwards,” British Medical Journal, pp. 912-916, 1996.
[5] http://nl.mathworks.com
[6] www.cprezy.com
[7] GJ Noordergraaf et al, “The quality of chest compressions by trained personnel: the effect of feedback, via the CPREzy, in a randomized controlled trial using a manikin model,” Resuscitation, vol. 69, issue 2, pp. 241 - 252, 2006

Toon alle referenties

Auteur