Development of an Objective Measurement System for Quality Assessment of Chest Compressions during CPR

Abstract

Out-of-hospital cardiac arrest is the third leading cause of death in Europe, with an associated survival rate of only 8%. A rapid and effective intervention of the community with the application of the Basic Life Support (BLS) algorithm and the execution of Cardiopulmonary Resuscitation (CPR), emphasizing chest compressions, can double chances of victim survival. Being CPR of critical impact on victim survival and extremely accessible to all the community, it is important and necessary to guarantee the quality of BLS education, optimizing CPR skills acquisition and knowledge retention. In this context, the use of devices to support CPR training trough real-time feedback are considered by international guidelines an important tool for BLS education as they allow training monitorization and show improvement on CPR training performance and skills acquisition. Based on this educational need, this project presents several approaches, from electronic sensors to exploratory optical fiber technology, for the development of a low-cost feedback device for CPR training, focused on assessing chest compression quality, in order to facilitate a more objective and regular training, potentiating a more effective knowledge acquisition and retention. From all the technologies tested, the selected approaches for prototype development showed great response and robustness to chest compressions during CPR training, providing accurate assessment of specific parameters of chest compressions, according to current international guidelines. Thus, it is expected that the proposed solution could provide an alternative or a complementary tool for CPR skills acquisition and maintenance on BLS education. As future work, it is recommended the inclusion of ventilation related measurements and further development envisioning educational validation.A paragem cardíaca em contexto pré-hospitalar constitui a terceira causa de morte a nível europeu, com uma taxa de sobrevivência associada de apenas 8%. A intervenção rápida e eficaz da comunidade com a aplicação do algoritmo de Suporte Básico de Vida (SBV) e a execução da manobra de Ressuscitação Cardiopulmonar (RCP), com especial ênfase nas compressões torácicas, pode chegar a duplicar a probabilidade de sobrevivência das vítimas. Tendo esta manobra um impacto crucial na sobrevivência, e sendo extremamente acessível e exequível por qualquer membro da comunidade, é essencial e necessário garantir a qualidade da educação em SBV, otimizando a aquisição e retenção de competências de RCP. Neste contexto, o uso de dispositivos que apoiam o treino da manobra de RCP através de feedback em tempo real são considerados pelas diretrizes internacionais ferramentas importantes na educação em SBV, dado que permitem a monitorização do treino e mostram melhorias na performance da manobra e na aquisição de competências. Tendo por base esta necessidade educacional, este projeto apresenta várias abordagens (desde o uso de sensores eletrónicos à exploração do usa da fibra ótica enquanto sensor) para o desenvolvimento de um dispositivo de feedback de custo controlado, com foco na qualidade das compressões torácicas, de maneira a facilitar um treino mais objetivo e regular, que potencie a aquisição e retenção destas competências. De todas as abordagens testadas, a usada no desenvolvimento do protótipo de treino mostrou uma resposta muito adequada e robusta às compressões efetuadas durante o treino de RCP, fornecendo uma leitura e avaliação precisas de parâmetros específicos das compressões torácicas, de acordo com as atuais diretrizes internacionais. Posto isto, espera-se que a solução proposta providencie uma alternativa ou uma ferramenta complementar na aquisição e manutenção das competências de RCP na educação em SBV. Como trabalho futuro, recomenda-se a inclusão dos parâmetros de treino de RCP relacionados com a ventilação e desenvolvimento de estudos de validação educacional

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