JPH06502090A - 動脈血液中ｃｏ２監視と閉ループ制御装置 - Google Patents

Abstract

(57)【要約】本公報は電子出願前の出願データであるため要約のデータは記録されません。

Description

【発明の詳細な説明】 動脈血液中ＣＯｔ　Ｋ視と閉ループ制置装置発明の背景 発明の分野 関連技術の説明 機械的呼吸は、自分自身の呼吸を制御することができない集中介護装置中の患者 に必要とされる。呼吸の速度は、動脈中のＣＯ７が望ましい範囲内にあるように 謂節しなければならない。慣用的には、臨床医が周期的に抜き取られた血液サン プルを基にして呼吸器の設定を調節する。急速に変化するＰａＣ０ｔを監視する ためには（監視するまたは閉じたループの制御の目的のためには）、連続的で侵 入しない監視器が望ましい。既知の経皮の変換器は、侵入しないが、４４°Ｃへ の患者の皮膚の加熱及び３０分の長い安定化時間を必要とし、この長い安定化時 間がこれらの変換器を連続的な監視には不満足にする。一定の動脈対−回呼吸の 終わりの（ｅｎｄ　−ｔｉｄａｌ）Ｃｏ、差を仮定する既知の方法は、呼吸／撒 き散らしの変化の間は信頼できず、そして閉じたループの呼吸＃御を順行する試 みは、制御される変数、即ち、ＰａＣ０ｔを連続的にそして侵入せずに観察する ことができないために大きく失敗した。

かくして、ＰａＣＯ２を監視する直接方法は侵入性であり、そして間接方法は、 特に、測定不可能な特性である死腔によって一回呼吸の終わりのＣｏ１が影響さ れるので、信頼できない。

かくして、連続的でかつ実質的に非侵入性のＰａＣ０ｔ推定を与えるための方法 と装置を提供することができれば望ましい。

発明の要約 簡単にそして一般的な言葉で言えば、本発明は、患者の息を監視しモして孔腔比 、即ち、肺胞の孔腔対肺胞の一回呼吸の（ｔｉｄａｌ）容量の比の決定を基にし てＰａＣ０，を決定することによって、人工呼吸患者の動脈血液中００１部分圧 力（ＰａＣＯｚ）を連続的にそして侵入せずに監視するための方法と装置を提供 する。この方法は、一般的に、患者の息の測定可能なパラメータを連続的に監視 する段階、患者の血液サンプルからＰａＣ０，の入力値を得て、そして患者の息 のパラメータ及びこの入力値を使用して孔腔比を計算する段階、並びに孔腔比が その後も一定に留まるという仮定を基にしてＰａＣ０ｔを連続的に決定する段階 を具備する。

その他の測定可能なデータから得られる決定ルールはまた、好ましくは、孔腔比 の変化の開始をＷｉ認するために使用され、そして次に新しい孔腔比が、患者の 息のパラメータ及び患者の血液サンプルからのＰａＣ０ｔの次の入力値から決定 される。

ＰａＣ０ｔの決定は、好ましくは、式 ％式％） 〔式中、 ＶＤＡＬｖは肺胞の孔腔であり、 Ｖ、ＡＬＶは肺胞の一回呼吸の容量であり、ＰＥ０ＣＯｔは肺胞の一回呼吸の容 量からの混ざって吐かれたｃｏ、であり、そして ＰａＣＯｚは吸われたＣＯｌである〕 を基にする。

混ざって吐かれたＣＯ，、吸われたＣ島、肺胞の一回呼吸の容量及び肺胞の孔腔 は、患者の息の測定可能なパラメータである。

孔腔比の変化を確認するための決定ルールを決定するために使用されるその他の 測定可能なデータは、好ましくは、肺の機能的構造及びＣｏｔ生成における傾向 に関連する。

本発明の方法は、好ましくは、決定されたＰａＣ０，の値を基にして患者の呼吸 を調節することを更に具備する。

本発明のもう一つの特徴においては、人工呼吸患者の動脈血液中ＣＯ２部分圧力 （ＰａＣＯ□）を連続的にそして侵入せずに監視するための装置が提供される。

この装置は、好ましくは、患者の息に関する測定可能なパラメータを連続的に監 視しそしてそれに関するデータを供給するためのカブノブラフ、及び息のパラメ ータデータを受けるためのカブノブラフに接続され、モしてＰａＣ０！情報及び 息のパラメータデータを基にした患者の血液サンプルのＰａＣ０，に関する情報 を受けるのに適した、孔腔比を決定するための手段を具備する。二〇孔腔比、及 び孔腔比がその後も一定に留まるという仮定を基にしてＰａＣ０□を連続的に決 定するための手段もまた、好ましくは、具備される。しかしながら、孔腔比の変 化の開始の確認を可能にして更に決定ルールを受けて、それによって孔腔比を再 計算するための次の血液サンプルの必要性を合図するための手段もまた、具備さ れることが好ましい。

本発明の装置は、好ましくは、装置によって決定されたＰａＣ島の値を基にして 呼吸器の操作を＃ＪｗＪするために機械的呼吸器に接続される。

本発明のこれらの及びその他の特徴及び利点は、以下の詳細な説明、及び本発明 の特徴を例として図示する添付の図面から明らかになるであろう。

図面の簡単な説明 図１は、本発明の装置の基本的な機能ブロック図であり、図２は、図１の装置の ためのソフトウェアフローチャートの形のブロック図であり、 図３は、患者の各々の息に関する気道ＣＯｔ部分圧力対吐かれた容量のグラフで あり、　。

因４は、本発明による主な方法ステップを示す略図であり、図５は、ＰａＣＬ推 定値を示すテスト結果のグラフであり、そして図６（Ａ）及び６（Ｂ）は、本発 明の装置の詳細な機能ブロック図を示す。

好適な実施例の詳細な説明 図１においては、カブノブラフｌＯの出口ボートは、結線１１を経由して、アナ ログからデジタルへの（Ａ／Ｄ）コンバータ１２に接続されている。カブノブラ フｌＯは、例えば、ＨＰ　−７８３５６で良く、そしてＡ／Ｄコンバータ１２は 、アナログ装置例えばＲＴＩ−８１５から成って良い。

Ａ／ＤコンバータＩ２は、結線１３及び！４を経由して、例えば１８Ｍ対応のＰ Ｃ−ＡＴ２８６で良いコンピュータ１５に接続されている。結線１３はコンピュ ータ１５の割り込みポートへのものであり、そして結線１４はデータポートへの ものである。

機械的呼吸器１６例えばＰｕｒｉｔａｎ−Ｂｅｎｎｅｔｔ　７２００は、典型的 には、示されるようにＡ／Ｄコンバータ１２とコンピュータ１５の両方に接続さ れている。結線１７及び１８は、呼吸器のアナログポートへのものであり、そし てそれぞれ圧力及び流量に関する信号を運ぶ。結線１９は、呼吸器１６のデジタ ルポートへのものであり、そしてコンピュータ１５へのＲ５−２３２リンクを与 える。

さて図４を参照して説明すると、本発明の方法は、事実、２つの主なモジュール （それらの第一のものはＰａＣ０，推定器２０でありそしてそれらの第二のもの は決定モジュール２１である）を含む。推定モジュール２０は、患者２３の各々 の息から取られる、即ち、−息ずつの分析による測定値に関する入力２２の情報 を受ける。決定モジュール２１は、患者に関するその他の測定可能な量例えば肺 の機能的構造及びＣＬ生成における傾向から得られる入力２４の情報を受け、そ して例えば前の実験によって得られた決定ルールを含む。これらのルールは、Ｅ ｘｐｅｒｔシステムのルールベースとして供給される。

ＰａＣ０ｔ推定器２０は式（１）によって記述される。

ＶｏＡＬｖ／Ｖｔ”””（ＰａＣＯｚ−ＰＥＯＣＯｔ）／（ＰａＣＯ２−ＰｉＣ Ｏｚ）　（１）〔式中、 Ｖ　ｏＡＬＶは肺胞の孔腔であり、 ｖ、ＡＬｖは肺胞の一面呼吸の容量であり、ＰＥ０ＣＯ，は肺胞の一回呼吸の容 量からの混ざって吐かれたＣＯ８であり、そして ＰａＣＯｚは吸われたＣＯ８である〕。

孔腔比は、肺胞の孔腔対肺胞の一回呼吸の容量の比である。

図３の単一の息のテストグラフ中に示されるように各々の息に関する気道ＣＯ！ 部分圧力対吐かれた容量のプロットから種々のパラメータを得ることができる。

グラフにおいて、ＰＥ’ＣＯ，は−回呼吸の終わりのＣＯｌであり、そしてｖＴ ＡＬｖはガス交換中に含まれる一回呼吸の容量である。肺胞の孔腔（面積Ｙによ って表される）は、肺胞に達するがガス交換には参加しない吸われたガスの部分 である。ＶＤ”°、即ち気道の孔腔は、このプロットの極大変曲点である。図１ から、ＰＥ０ＣＯｔ及びＰａＣＯｚは式（２）〜（５）を使用して見い出すこと ができる。

ＰＥ’ＣＯ，＝ａｒｅａＸ／　ＶＴ”’　（２）ＰＩＣＯ１＝ＰＥＯＣＯｔ　Ｐ Ｅｂ″’ｃｏｔ　（３）ＰＥ’　”ＣＯ，＝　ＰＥ’　”ＣＯ，本Ｖア／ＶｔＡ Ｌ’　（４）されるように、ＣＯ□小部分（ＦＣＯ，）及び流量信号を積分する ことによって毎分毎に計算することができる二酸化炭素生成である。

〔式中、は流量であり、ＦＣＯｘはＣＬの小部分であり、ＰＣＯ□はカブノブラ フ信号であり、Ｐ　ｓｌｏｗｓアは気道圧力であり、Ｐ、は大気圧でありそして ＰＭｌｌ。は水蒸気圧力である。

−息ずつの処理は、混ざって吐かれたＣＯ□、吸われたＣＯ７、肺胞の一回呼吸 の容量及び気道孔腔を生じさせる。ただ一つの未知数は血液サンプル分析の後で 得られるＰａＣ０ｔであり、孔腔比を計算することができる。孔腔比がその後も 一定に留まることを仮定して、式（１）を使用して次のＰａＣ０ｔを計算するこ とかできる。１分の中の息の平均を基にして毎分１回、ＰａＣ０ｚ推定値を計算 する。

以下に述べるようなシステムを実行する時には、ある種の補正が必要とされる・ （ａ）流量信号は、ＢＴＰＳ　（体温圧力飽和された）から５ＴＰＤ　（標準温 度圧力乾燥）へと補正されなければならない。

（ｂ）流量信号とカブノブラフ信号との間の遅延時間に関して補正を行わなけれ ばならない。遅延時間は、簡単な息保持及び気道管を通る急速な吐息によって見 い出され、そして流量及びカブノブラフ信号の開始を調整する。

（Ｃ）気道管のコンプライアンスのための補正。コンプライアンス容量のための 流量を（ｄν／ｄ’　）Ｃ＝Ｖ〔式中、 Ｐは気道圧力であり、 Ｃは管コンプライアンスであり、そして■はコンプライアンスのための流量であ る〕を使用して、アナログ流量信号から差し引く。

（ｄ）再度息をすることに関する補正は、式（６）を使用して流量及びＣＯ７小 部分を連続的に積分することによって行われる。

（ｅ）水蒸気圧力及び気道圧力に関するカブノブラフ信号の補正は、式（７）に よって行われる。

上で述べたように、決定ルールは、孔腔比の変化を指示してそれによってシステ ムが新しい血液テストを必要とするという信号を出しても良いルールを決定する ために実験によって得られる。

以下のものが、誘導される決定ルールである：（ｉ）肺胞の微小容量が増しモし てＣＯ１生成が減る場合には、孔腔比が変わった可能性がある。

（ｉｉ）肺胞の微小が減りそしてＣへ生成が増す場合には、孔腔比が変わった可 能性かある。

（ｉｉ）肺胞の微小容量が増しそして動脈または一回呼吸の終わりのＣＯ２が増 す場合には、孔腔が変わった可能性がある。

（ｉｖ）肺胞の微小容量が減りそして動脈または一回呼吸の終わりのＣＯｚが減 る場合には、孔腔が変わった可能性がある。

孔腔比の変化を指示する他のルールを誘導することも可能である。

例えば、気道抵抗、ピーク気道圧力（ＰＡＰ）　、ピーク流量、Ｓａｏ　２、吸 気対吐気の比、及び正の終端吐気圧力（ＰＥＥＰ）に関する変化は、孔腔比の変 化を指示するはずである。血液テスト結果を含む臨床試験の間、これらのパラメ ータを自動的に記録することによって、パラメータの変化と孔腔比の変化との間 の相関を行うことができる。

もし所望ならば、呼吸の閉じたループの制御を、予言されたＰａＣＯ２を基にし て実行しても良い。この場合の制御器は、機械的呼吸器に関する一回呼吸の容量 及び呼吸の比の設定に関して決定して、設定点でのＰａＣ０ａを達成しそして維 持する一組のルールである。これらの制御器ルールは、呼吸器設定のための現存 する臨床プロトコルを基にしている。

制御アルゴリズムを以下に提示する： 第一に、ＰａＣ０，設定点を以下のように決定しなければならない：最も最近の 血液ガス結果からのｐＨ４１１が与えられ、ｐＨが７．３６〜７．４４である場 合には、ＰａＣ０ｔ設定点は、４０ｎ＋ｍＨｇ、即ち不履行値である。

ｐｌが限界を越える場合には、新しいＰａＣ０ｚ設定点を計算するために以下の 式を使用する。

ｐＨ＝　６．１＋　ｌｏｇ（ＨＣＯｓ−／　（０，０３本ＰａＣ０ｔ））〔式中 、ｐＨは７．４であり、そしてＨＣＯｚ−は最も最近の血液ガス分析結果からで ある〕。ＰａＣ０ｔ設定点はまた、上の計算を無視して、臨床医が設定すること もできる。

次に、次の５分間のための呼吸の設定は、以下の式によって設定することができ る。

ＰＣＯ，本（Ｖ、”’＊　ｆ）　＝　ＰａＣ０ｚ’　＊　（ＶｔＡＬ”　＊　ｆ 　’　）〔式中、ＰａＣ０ｔは設定点であり、（ＶＴ”ｖ＊ｆ’）はこの設定点 を達成するために必要とされる肺胞の微小呼吸であり、ＰａＣ０ｔ’は最新の推 定値であり、そしてＣＶＴＡＬＹネｆ’）は最新の微小呼吸である〕。

微小容量から実際のＶｔ及びｆを決定するためには、以下の手順に従う。

（１）ＶＴは５００−より小さくはない、（２）Ｖ、はｌ０００ｒｎｌより大き くはない、（３）ピーク気道圧力（ＰＡＰ）は４０より大きくはない、ようにｖ Ｔを増しそしてｆを一定に保持する。（２）または（３）を満たすことができな い場合には、 （ａ）ｆはｌＯｂｐｍより小さくはない、（ｂ）ｆは２０ｂｐｍより大きくはな い（そしてｌ０ｂｐｒｎより少なくはない）、 （Ｃ）吸気対吐気の比（ＩＣＥ）はｌ：２より小さい、ようにｖＴを一定に保持 しそしてｆを増す。

（ｂ）または（Ｃ）が越えられる場合には、ピーク空気流量（ＰＡＰ）を増さね ばならない。

ｖ丁／ｆ／ＰＡＰ／平均圧力／ＰＡＦ／Ｉ：Ｅのどれか一つにおいて限界を越え ること無しには必要とされる微小容量を達成することができない場合には、臨床 医に警告するために警告メツセージが表示されるであろう。

上から明らかなように、本発明のシステムは、一つの実施態様に従って、ＰＣ− ＡＴ：ｌンピュータで実行される。Ｐｕｒｉｔａｎ−Ｂｅｎｎｅｔｔ　７２００ 呼吸器からのアナログ流量及び圧力信号並びにＨＰ　−７８３５６カブノグラフ からの気道ＣＯ２信号はアナログからデジタルへと変換されそしてコンピュータ を使用して実時間で処理される。各々の息は、以後の処理の前に、非生理学的な 波形例えば不完全な自発的な息を拒絶するためにチェックされる。ＰａＣ０ｔは 毎分計算されそして決定ルールは行使される。

決定ルールを公式化する際に為されるすべての計算を実証するために、テストが 行われた。ＣＯ７生成及び混ざって吐かれたＣＯ２をＤｏｕｇｌａＳバッグ法に 対してテストした。気道孔腔を、既知の孔腔を呼吸器回路中に導入することによ ってチェックした。気道管コンプライアンス、流量とカブノブラフ信号との間の 時間遅延、及び再度息をすることを考慮に入れるために、補正をしなければなら なかった。ＰａＣ０ｔ推定値の精度をテストするために、ＩＣＵ患者に関して臨 床試験を実施した。各々の患者毎に、−回呼吸の容量及び呼吸速度を、初期設定 の３０％の最大まで異なる組み合わせで変えた。各々の変更及び約１０分の安定 化期間の後で、血液サンプルを取り出して推定値をチェックした。各々の臨床実 験は、９０分にわたる６〜８の操作を含んでいた。

肺胞の孔腔比に影響する因子及び程度を確認するために、孔腔を変えるための特 定の手順を臨床実験中に組み入れる。患者を調和させることまたはベッドを傾け ることによって、患者の姿勢を変える。

もう一つの手順は、気管支拡張器を管理することであった。種々の測定可能なパ ラメータを、孔腔変化に関する相関のために実験の間、記録する。これらは、気 道コンプライアンス及び抵抗、ピーク気道圧力、ピーク空気流量、吸気時間、正 の終端吐気圧力（ＰＥＥＰ）　、吸気対吐気の比（１：　Ｅ）　、ＣＯ，対吐気 容量波形のａ斜、−回呼吸の終わりの００２及び５ａｌｔを含む。

孔腔比が初期値の３０％までの幅で変化した時でさえ、テスト結果はＰａＣ０ｔ の信頼できる推定値（±５　ｍｍＨｇ）を示す。これは、推定器が孔腔比の幾ら かの変化に対してたくましいことを示す。

テスト結果はまた、肺胞の一回呼吸の容量及び周波数変化が一回呼吸の終わりの ＣＯ□、推定されたＰａＣ０ｚまたはＣＯ１生成の予期された変化を伴わない時 に孔腔比変化を予期することができることを示した。一つの試験からの結果を図 ５中に提示する。点へでは、肺胞の一回呼吸の容量と呼吸速度との積（肺胞の微 小容量）の増加は末端の一回呼吸のＣＯｌと推定されたＰａＣ０ｔとの両方の低 下を伴わず、血液テストが必要とされることを示す。点Ｂでは、肺胞の微小容量 の減少は、−回呼吸の終わりのＣＯｌの増加を伴わない。各々の場合において、 この新しい推定システムは、一定の動脈−一回呼吸の終わりの差を基にした伝統 的な方法を使用することと比較して、孔腔比変化を正確に確認し、そしてＰａＣ ０、を信頼できるように推定する。

コンプライアンス及び抵抗、ピーク気道圧力、ピーク流量、５ａｌｔ及びＩＣＥ に対する変化は、孔腔比の変化を指示するはずであるが、これらの関係が定量化 され得る前にもつと多い結果が必要とされる。

これらの結果は、ＰａＣ０、推定器が、広い範囲の呼吸器設定に関する連続的な 推定を可能にするほど十分にたくましいことを示す。大きな孔腔変化に関しては 、実験的に誘導されたルールを、血液ガステストを合図するために信頼すること ができる。それにもかかわらず、孔腔比変化のすべての可能なケースをカバーす るためには、一層の臨床実験か必要とされる。Ｅｘｐｅｒｔ　Ｓｙｓｔｅｍを組 み入れることによって、知識ベースを、もっと多くの臨床データが利用可能にな るように、容易に拡張することができる。

本発明の更に一層十分な理解の目的のために、以下の説明は、本発明による装置 をプログラムするための疑似のコードを与える。このプログラムは、本発明の装 置の自明の機能的なブロック図である図６と関連させて読まなければならない。

主プログラム システム準備ニハードウェア準備及びパラメータ初期化。繰り返せ タイマ：時間カウンタとして各々の割り込みサービス形の固定周波数の八からＤ への変換を使用して、実時間のトラックを保持すること。毎分じｏｎｅｍｉｎ“ フラッグ）及び５分じｆｉｖｅｍｉｎ−フラッグ）後にフラッグを立てよ。

“ｏｎｅｍｉｎ”フラッグが妥当である場合には、Ｖｅｎｔｒｅｑｕｅｓｔ　： 逐次ボートにリクエストコードを送ることによって呼吸器からデータをリクエス トせよ。第一のリクエストは“ＳＰＤ″、即ち患者のデータを送れ、である。

ＦｎｄＣＯ，ｐｒｏｄ　：その１分に関する二酸化炭素生成及び混ざって吐かれ た二酸化炭素を計算することをリクエストせよ。

Ｃｈｅｃｋｃｏｍｑ　：命令（ｃｏｍｍ、）列をチェックすること。列が空でな い場合には、 ＲｅａｄＶｅｎｔ　：呼吸器から受ける特性を読め。

上の計算が満足である場合には、 “ｆｉｖｅｍｉｎ”フラッグが妥当でありそして上の計算が満足である場合には 、 ＩｎＶＯｋｅＥＸｐｅｒｔ　：孔腔比か変わるかどうかテストせよ。

ｒｎｖｏｋｅｃｏｎｔｒｏ＋　：ルールを制御せよ。

Ｃｈｅｃｋｋｅｙ　：キーヒットのためにキーボードをチェックせよ。キーヒツ トの場合には、 Ｐｒｏｃｅｓｓｋｅｙｈｉｔ　：取られた血液のマーキングのための“Ｍ”。

ＰａＣ０ｔ　、　ｐＨ，ＨＣＱｓの入力。

プログラムから出るための“Ｑ“。

ハードウェアテストが失敗した場合には、５ａｆｅ−ｅｘｉｔ、：出る前に、す べての割り込みを不可能にし、Ａ／Ｄ変換を消し、そしてすべてのファイルを閉 じよ。

０．５〜４．０秒が経過した場合には、列からのデータを処理せよ・Ｔｏｓｃｒ ｎ　ニスクリーンの上に表示せよ。

Ｔｏｓｔｏｒｅ　：ファイル中に貯えよ。

ＦｎｄＣＯ２ｐｒｏｄ　：進行しているＣＯ，生成計算。

変数を初期化せよ。

グラフィック（プロットするための軸等）を初期化せよ。

ハードウェア準備：デジタル及びアナログインタフェースのための割り込みを準 備すること。

ハードウェア準備 実時間データを貯えるための巡回バッファ記憶装置（ＡｔｏＤｑｕｅｕｅ）を準 備せよ。

逐次ボートから受ける特性記号列を貯えるための巡回バッファ記憶装置（Ｃｏｍ ｍＱｕｅｕｅ）を準備せよ。

設定周波数（１００Ｈｚ）で変換するために、モして３の第一チャンネルのため の、各々の変換の完結に際して割り込みを発生させるために、アナログからデジ タルへの変換カードをプログラムせよ（この３つのチャンネルは、気道流量、圧 力及びカブノブラフ信号である）。

呼吸器からのアナログ流量及び圧力、並びにカブノブラフからのカブノブラフ波 形を読むために、Ａ／Ｄカードのための割り込みベクトルを設定しそして可能に せよ（割り込みサービスルーチン：（Ｓｅｔ、ＡｔｏＤ）。

呼吸器からのデジタルデータを読むために、逐次ボートのための割り込みベクト ルを設定しそして可能にせよ（割り込みサービスルーチン：　ＳｅｔＣｏｍｍ） 。

割り込みサービスルーチン：　５ｅｔＡｔｏＤ“タイマ“ルーチンのための、増 加タイミングカウンタ。

ボートからの変換されたデータを読め。

他の２つのチャンネルをリクエストしそして読め。（これらの３つのチャンネル は、流量、圧力及びカブノブラフ波形である）。

信号を同調させるために流量、圧力波形及びカブノブラフ波形の間に遅延時間を 置け。

データを巡回バッファ記憶装置中に置け（ＡｔｏＤｑｕｅｕｅ）。

割り込みサービスルーチン：　ＳｅｔＣｏｍｍ受けた特性を巡回バッファ記憶装 置中に置け（Ｃｏｍｍｑｕｅｕｅ）。

タイマ “ｏｎｅｍｉｎ“または“ｆｉｖｅｍｉｎ″フラッグか設定されていた場合には 、それをクリアせよ（印が実時間ループの回りを１回だけ通過させられることを 保証するための印除去）。

チェックタイミングカウント。（ＩＳＲによって発生された、５ｅｔ−ＡｔｏＤ ）。

１分が経過していた場合には、“ｏｎｅｍｉｎ″フラッグを設定せよ。

５分が経過していた場合には、“ｆｉｖｅｍｉｎ″フラッグを設定せよ。

ＦｎｄＣＯ２ｐｒｏｄ 進行している計算の間に（データカウントによって）、列の頭から尾まで繰り返 せ、 ＣＯ２（ｍＣ０２（、気道流量（Ｌｐｍ）及び圧力信号（ｍｍＨｇ）を読め。

ＣＯ７小部分を計算せよ： ＣＯ２小部分”ＣＯｚ　／　（ＰＢ　Ｐ−ｔｏ＋圧力）〔式中、ＰＢ”７６０　 、　Ｐｓｔ。＝４７〕。

流量のための補正： 流量（Ｌｐｍ）　＝流量： コンプライアンス＊（圧力−前の圧力）　＊　６０／ＰＴＴＯＭＳ、ｃ式中、コ ンプライアンス＝　５．１７ｍ／／ｍｕｎＪ（ｇ、　ＰＴＴＯＭＳ＝　１０）。

気道流量＞　＋１．２１ｐｍ（吐気用）である場合には、Ｃ０２流量＝ＣＯ□流 量＋流量＊ＣＯ７小部分。

（気道流量及びＣＯ７小部分の積分） Ｅｘｐｖｏｌ＝　ｅｘｐｖｏｌ＋流量。（意中の吐かれた容量の計算）。

１分のＣＯ１生成に関してリクエストする場合には、ＣＯ２生成＝Ｃ０１流量＊ 　ＢＴＰＳｔｏＳＴＰＤ　＊　ＰＴＴＯＭＳ／　６０　（式中、ＢＴＰＳｔｏＳ ＴＰＤ＝　０．８２８２３゜Ｅｘｐｖｏｌ　（ｍ／）　＝ｅｘｐｖｏｌ＊ＢＴＰ ＳｔｏＳＴＰＤ＊ＰＴＴＯＭＳ／６０゜混ざって吐かれたＣＯ２（ｍＣ０２（＝ 　Ｃｏｔ生成＊　８６３　＊　０．８２６２／　Ｅｘｐｖｏｌ。

巡回バッファ記憶装置から特性を読め（Ｃｏｍｍｑｕｅｕｅ）。

キャリッジリターンに遭遇する（即ち、受けるメツセージの終わり）場合には、 メツセージの頭が５ＰＤ（患者のデータを送れ）か、ＳＬＭ（肺の機能的構造を 送れ）かまたは５ＶＳ（呼吸器の状態を送れ）のいずれであるかをチェックせよ 。

受けた各々のメツセージに関して、メツセージのサイズによる、そして種々のパ ラメータの読みが生理学的な範囲内であるかどうかをエラーチェックすること。

ＳＰＤを受ける場合には、Ｓｔ、Ｍがリクエストされるであろう。

ＳＬＭを受ける場合には、ＳｖＳがリクエストされるであろう。

ＳｖＳを受ける場合には、そしてすべてのデータが受け入れ可能である場合には 、呼吸器リクエストの完了を示すためにフラッグが設定されるであろう。

（呼吸器からのパラメータ読みは以下のものを含む：ＲＲ（速度）、ＭＶ　（分 容量）　、ＭＡＰ（平均空気圧力）、１ε（吸気対吐気の比）　、　ＶＴ　（− 回呼吸の容量）　、　ＳＭＶ（自発的ＭＶ）　、ＰＡＰ（ヒー　り気道圧力）　 、５ＲＲ（設定速度）、５ｖＴ（設定ＶＴ）　、ＰＩＦ（ピーク吸気圧力）　、 ＰＥＥＰ（正の終端吐気圧力）、ＤＭＣ（動的コンプライアンス）、ＤＭＲ（動 的抵抗）。

ＳＭ　Ｃ０２ｃａｌｃ 進行する計算の場合には、 各々の息に関して、流量＜　−１，２Ｌｐｍ（吸気相）である場合には、Ｔｉｎ ５ｐ（吸気時間）がカウントされる。

各々の息に関して、流量＜＋　１．２Ｌｐｌｎ（吐気）である場合には、コンプ ライアンス流量に関して補正せよ。

−回呼吸の容量（Ｖｔ）を計算せよ： εｘｖｏｌ（ｄ）　＝ｅｘｐｖｏｌ＋　（流量＊　ＰＴＰＯＭＳ／　１０００） 。

単一の息のＣＯ，吐気曲線（気道ＣＯ２（ｍＣ０２（対ｅｘｐｖｏｌ（ｍｉ’） ）をプロットせよ。

気道ＣＯ７対ｅｘｐｖｏｌの勾配を計算せよ。

Ｃｏｔ対ｅｘｐｖｏｌの極大変曲点を記録せよ：これは気道孔腔、■Ｄ６１ｙｗ ＊アである。

吐気（流量＜　−■、　２Ｌｐｍ）の終わりには、波形が非生理学的である（５ ０未満のデータ点、または極大変曲点が見い出されない）場合には息からのデー タを拒絶せよ。

−回呼吸の終わりのＣＯｌ、最大気道ＣＯ１を決定せよ。

ＣＯ１対ｅｘｐｖｏｌの平坦域の傾斜を計算せよ。

合計することによって、単一の息のＣＯｌの下での面積（ａｒｅａＸ）を計算せ よ。

この息に関して計算されたパラメータは、１分以内で前の息からのパラメータと 加算される。これらのパラメータは以下のものである：息の数、ａｒｅａＸ　、 　ＶＤ−＋ｆ−ｍｙ、−回呼吸の容量（Ｖｔ　）　、−回呼吸（Ｄ終ｔ）　リノ Ｃ０２（ＥＴＣＯ２）、平ｍ域ｍ傾ｕ、Ｔｉｎ５ｐ及び拒絶された波形の数。

ＣＯ２予言に関してリクエストする場合には、動脈のＣＯ，サンプルが取り出さ れている（マークされている）かまだ入手できない場合には、 分のパラメータはバッファ記憶装置中に保持される。

動脈のＣＯｌが入手できる場合には、 最後の分にわたるすべてのパラメータに関する平均が計算される。（各々のパラ メータの平均値は、息の合計／全数である）。

この平均から、以下の計算が行われる：Ｖ　７ＡＬ？　（肺胞の一回呼吸の容量 ）　＝Ｖ、　−ＶＤ、、、、、ア。

ＰＥ＊ＣＯ，（混ざって吐かれたＣＯｌを袋に入れよ）　＝ａｒｅａＸ　／Ｖ、 ＡＬＶｏ ＰＥ”’　ＣＬ（混ざって吐かれたＣｏｔを袋に入れよ）＝ＣＯｚｌ）ｒｏｄ　 ＊８６３　／　（Ｖｔ　＊　ｆ　）。

ＰＥ”’　Ｃｏｙ　＝ＰＥ”’　ＣＬ　＊　Ｖｔ　／　ＶＴ　ＡＬｖ。

Ｐ＋ＣＯｔ　−ＰＥＣＯｔ　＝ＰＥ’°１ＣＯ！。

ｐａｃＯｔが新しい場合には、 新しい孔腔比を計算せよ： ＶＤＡＬｖ（肺胞の孔腔）　＝Ｖｔ　”’　（ＰａＣＯｚ）／（ＰａＣＯｚ　− Ｐ＋Ｃ０１）。

Ａｌｖｃｏｎ　（孔腔比）＝ｖ、ＡＬｙ／ｖＴＡＬ１゜ＶＤｐｈｙＣ生Ｎ学的死 腔”）　孔腔ｏ　ＡＬ’　／Ａｏ　”””。

推定されたＰＣＯｔ　（ＥＰａＣＯ＊）　＝（ＰＥＣＯ，−ＡＩｖｃｏｎＰｉＣ Ｏｚ）／（１−Ａｌｖｃｏｎ）。

ｒｎｖｏｋｅＥｘｐｅｒｔ　：孔腔比が変わったかどうかをチェックするための ルール。

（必要とされるパラメータは以下のものであるＳＭＶ、ＥＴＣＯ，、ＥＰａＣＯ ，、ＣＯ，ｐｒｏｄ　、傾斜、ＤＭＣ、ＤＭＲ、Ｔｉｎ５ｐ　、　ＰＥＥＰ、　 ＰＡＰ）。

以下のルールが３回連続して発射される時にはいつでも、警告が発生される（パ ラメータは最も最近の血液ガスの結果から得られた値と比較されることに着目せ よ）： ＭＶが８００−以上増しそしてＥＴＣＯＩが少なくとも２　ｍｍＨｇだけ低下し ないかどうか。

ＭＹが８００ｄ以上減りそしてＥＴＣＯ，が少なくとも２ａｏｎＨｇだけ増えな いかどうか。

ＭＹが８００−以上増しそしてＥＰａＣＯ２が少なくとも２　ｌｌｌｍＨｇだけ 低下しないかどうか。

ＭＶが８００ｍ１以上減りそしてＥＰａＣＯｔが少なくとも２　ｍｍＨｇだけ増 えないかどうか。

ＭＹが８００−以上増えそしてＣ０２ｐｒｏｄが少なくとも２０−だけ増えない かどうか。

ＭＹが８００ｍｊ’以上減りそしてＣＯ，ｐｒｏｄが少なくとも２０ｒＩＬｌだ け減らないかどうか。

傾斜が０．５１１ＩｍＨｇ／−より大きく変化するかどうか。

ＤＭＲが１０ｃｍＨ２Ｏ／　Ｌ　／　ｓより大きく変化するかどうか。

ＤＭＣかＩＯｄ／　ｃｍＨ２０より大きく変化するかどうか。

Ｔｉｎ５ｌ）が０，５ｓより大きく変化するかどうか。

ＰＡＰがｌ０ｃｍＨ２Ｏより大きく変化するかどうか。

前のＰＥＥＰが１０ｃｍ８２０未満でありそして５　ｃｍＨ２０より大きく変化 するかどうか。

前のＰＥＥＰが１０ｃｍＨ２Ｏ以上でありそして２　ｃｍＨ２０より大きく変化 するかどうか。

ＩｎｖｏｋｅＣｏｎｔｒｏｌ　：呼吸器制御のためのルール。

（必要とされるパラメータ以下のものである：血液ガスの結果から入れられた： 　ｐＨ，ＨＣＯｚ　、設定限界（Ｉ：Ｅ比の最小、速度限界、容量限界、ピーク 圧力限界）。

呼吸器リクエストから：　ＲＲＳＭＶ、ＭＡＰ　ＳｒＥ、　ＶＴ、　ＳＭＶ　、 ＰＡＰ　。

ＳＲＲ、ＳＶＴ　、　ＰＩＦ　、　ＰＥＥＰ、　ＤＭＣ、ＤＭＲ。

計算から：　ｖｄｐｈｙ　、　ＥＰａＣＯｔ）。

新しい血液テスト結果が入手できる場合には、新しいＣＯ！設定点を計算せよ： （１）Ｈ＜　７．３６）または（ＩＩＨ＞７．４４）である場合にはＣＯ１設定 点＝１．６７０６＊ＨＣＯ１゜必要とされる肺胞の微小容量を計算せよ（ＡＭＶ ｎｅｅｄｅｄ）　；ＡＭＶ（肺胞の微小容量ＣｍＤ）＝　（ＭＶ＊１０００−Ｒ Ｒ＊ＶｄｐｈＹ）。

ＡＭＶｎｅｅｄｅｄ　＝ＥＰａＣＯｔ＊ＡＭＶ　／ＣＯｔ設定点。

自発的な呼吸に関して補正せよ；（ＳＭＶ＞Ｏ）かつ（ＲＲ＞５ＲＲ）である場 合には、 ＲＲｓｐｏｎｔ（自発的な速度）　＝ＳＲＲ−ＲＲ。

ＡＭＶｎｅｅｄｅｄ　＝ＡＭＶｎｅｅｄｅｄ　−（ＳＭＶ＊ｌ０００−ＲＲｓｐ ｏｎｔ　＊Ｖｄｐｈｙ）。

制御。

見！ 必要とされる微小容量を生成するために、現行の周波数を使用して必要とされる 初期−回呼吸の容量を計算せよ：ｎｅｗＶＴ　−（ＡＭＶｎｅｅｄｅｄ　／ＲＲ ）　＋Ｖｄｐｈｙ　。

ＰＡＰ　＞ＰＡＰ限界である場合には、繰り返せ 提案されたＶＴ及びＲＲを、それらの限界が越えられたかどうか休息させるため にチェックせよ（ＣｈｅｃｋＶＴ、　ＣｈｅｃｋＲＲ）　；これらのチェックの 結果は調査表中に入れられる。調査表１を使用してＶＴ及びＲＲを計算せよ：調 査表からの結果は、計算された設定が受け入れ可能かどうかを決定する。

調査表からの結果が“Ｉｍｐｌｅｍｅｎｔ　”または“ｆ＋ｐｏｓｓｉｂｌｅ” のどちらかであるまで。

さもなければ 繰り返せ 限界が越えられたかどうかＶＴ及びＲＲをチェックせよ。調査表２を使用してＶ Ｔ及びＲＲを計算せよ。

結果が“Ｉｍｐｌｅｍｅｎｔ　”または“Ｉｍｐｏｓｓｉｂｌｅ”のどちらかで あるまで。

ＶＴ及びＲＲをチェックすること ＣｈｅｃｋＶＴ　： ＶＴ＞ｍａｘｉｍｕｍＶＴである場合には、結果は“Ｎｏｔ　Ｉｎｃｒｅａｓｅ ”である。

ＶＴ＜＋ｎｉｎｉｍｕｍＶＴである場合には、結果は“Ｎｏｔ　Ｄｅｃｒｅａｓ ｅ”である。

さもなければ結果は“Ｏｋ″である。

Ｃｈｅｃｋ　ＲＲ： ＲＲ＞　ｍａｘｉｍｕｍＲＲである場合には、結果は“Ｎｏｔ　Ｉｎｃｒｅａｓ ｅ　ＲＲ”である。

ＲＲ＜　ｔｒｒ　ｉ　ｎ　ｉｍｕｍＲＲである場合には、結果は“Ｎｏｔ　Ｄｅ ｃｒｅａｓｅ　ＲＲ”である。

さもなければ結果は“ＯＫ“である。

！１考 ＶＴ及びＲＲに関するチェックを行った後で、ＶＴ及びＲＲの結果を、次の計算 を決定するために適切な調査表として使用する。

結果が“Ｉｎｃ　Ｖ　”である場合には、ＶＴを５０−だけ増せ。

結果が“叶ｏｐＶ″である場合には、ＶＴを５０−だけ減らせ。

ＶＴが変わった場合には、必要とされる微小容量のための新しいＲＲを計算せよ （ＡＭＶｎｅｅｄｅｄ）　：新しいＲＲ＝ＡＭＶｎｅｅｄｅｄ　／　（ＶＴ−Ｖ ｄｐｈｙ　）。

結果が“Ｉｎｃ　ＲＲ″である場合には、ＲＲをＩ　ＢＰＭだけ増せ。

結果が“Ｄｒｏｐ　ＲＲ”である場合には、ＲＲをＩ　ＢＰＭだけ減らせ。

ＲＲが変わった場合には、必要とされるＡＭＶｎｅｅｄｅｄのための新しいＶＴ を計算せよ： 新しいＶＴ＝（ＡＭＶｎｅｅｄｅｄ／ＲＲ）　＋Ｖｄｐｈｙ　。

調査表からの結果が“Ｉ［Ｉｌｐｌｅｍｅｎｔ″である場合には、（ＩＥ＜　ｍ ｉｎｉｍｕｍｌＥ　）である場合には（新しいＲＲが現行の設定よりも大きいか 等しい）場合にはＰＡＦをＩＯＬＰＭだけ増せ。（ピーク空気流量を増すことに よつて［Ｅ比が最小より上であることを確実にせよ）。

新しいＶＴ及びＲＲを実行せよ。

結果が“Ｉｍｐｏｓｓｉｂｌｅ”である場合には、必要とされる設定を実行する ことに不可能性を示すために警告アラームが発生される。

本発明の特定の形が例示されそして説明されてきたけれども、本発明の精神及び 範囲から逸脱すること無く種々の改変を行うことができることは前述から明らか であろう。従って、添付の請求の範囲による以外は本発明を限定することを意図 しない。

ＮＧ、３ ＰＣＯ２（ｒｒｖｎ　Ｈｇ） １ｍ−ｍ−％、４−１ａ、　ＰｅＴＩＡＵ　ｐｅ’ｒ＋ａｕ會１−篇−ｍ−−＾ （Ｃ１＜−Ｎ＠、　ＰＣＴＩＡＩＩ　ＰＣＴＩＡＩＩ　＠１１６１１４算ＥＮＤ ＯＦＡＮＮＥＸ フロントページの続き （７２）発明者　ロウ、エンーブーン オーストラリア国、ビクトリア　３１２４．キャンバ−ウェル、パーク　ロード 　７６４

Claims (1)

1. 【特許請求の範囲】 １）患者の息を監視し、死腔の決定を基にしてＰａＣＯ２を決定することにより 人工呼吸患者の動脈血液中ＣＯ２の部分圧力を連続的にそして侵入せずに監視す る方法において、該方法は、ａ）患者の息の測定可能なパラメータを連続的に監 視する段階、ｂ）患者の血液サンプルからＰａＣＯ２の入力値を得て、患者の息 のパラメータ及びこの入力値を使用して死腔比を計算する段階、および ｃ）死腔比がその後も一定に留まるという仮定を基にしてＰａＣＯ２を連続的に 決定する段階、 を具備することを特徴とする方法。 ２）患者の息の測定可能なパラメータを連続的に監視する該段階が、混ざって吐 かれたＣＯ２部分圧力、吸われたＣＯ２部分圧力及び肺胞の一回呼吸の容量を監 視することを含む、請求の範囲第１項記載の方法。 ３）患者の息の測定可能なパラメータを連続的に監視する該段階が、肺胞の死腔 を監視することを更に含む、請求の範囲第２項記載の方法。 ４）ＰａＣＯ２を連続的に決定する該段階が、式ＶＤＡＬＶ／ＶＴＡＬＶ＝（Ｐ ａＣＯ２−ＰＥ°ＣＯ２）／（ＰａＣＯ２−ＰｉＣＯ２）〔式中、 ＶＤＡＬＶは肺胞の死腔であり、 ＶＴＡＬＶは肺胞の一回呼吸の容量であり、ＰＥ°ＣＯ２は肺胞の一回呼吸の容 量からの混ざって吐かれたＣＯ２部分圧力であり、そして ＰｉＣＯ２は吸われたＣＯ２部分圧力である〕を基にする、請求の範囲第１項記 載の方法。 ５）死腔比の変化の開始をその他の測定可能なデータから得られる決定ルールに よって確認する段階、および患者の息のパラメータ及び患者の血液サンプルから のＰａＣＯ２の次の入力値から新しい死腔比を決定する段階を更に含む、請求の 範囲第１項記載の方法。 ６）死腔比の変化の開始をその他の測定可能なデータから得られる決定ルールに よって確認する該段階が、肺の機能的構造に関するパラメータ及び肺胞の一回呼 吸の容量からのＰＥ°ＣＯ２部分圧力によって測定されるＣＯ２生成の変化を監 視することから成る、請求の範囲第１項記載の方法。 ７）決定されたＰａＣＯ２の値を基にして患者の呼吸を調節する段階を更に含に 、請求の範囲第１項記載の方法。 ８）人工呼吸患者の動脈血液中ＣＯ２部分圧力を連続的にそして侵入せずに監視 するための装置であって、該装置は、ａ）患者の息に関する測定可能なパラメー タを連続的に監視し、それに関するデータを供給するための手段、ｂ）該パラメ ータを監視して息のパラメータデータを受けるための手段に接続され、そしてＰ ａＣＯ２情報及び息のパラメータデータを基にして患者の血液サンプルのＰａＣ Ｏ２に関する情報を受けるのに適した、死腔比を決定するための手段、およびｃ ）この死腔比、及び死腔比がその後も一定に留まるという仮定を基にしてＰａＣ Ｏ２を連続的に決定するための手段、を具備することを特徴とする装置。 ９）患者の息に関する測定可能なパラメータを連続的に監視し、それに関するデ ータを供給するための該手段がカプノグラフから成る、請求の範囲第８項記載の 装置。 １０）死腔比を決定するための該手段がマイクロプロセッサ手段を具備する、請 求の範囲第８項記載の装置。 １１）死腔比の変化の開始を確認して、それによって決定ルールを基にして死腔 比を再計算するための次の血液サンプルの必要性を合図するための手段を更に含 む、請求の範囲第８項記載の装置。 １２）該装置によって決定されたＰａＣＯ２の値を基にして機械的呼吸器の操作 を制御するための手段を更に具備する、請求の範囲第８項記載の装置。