JP2003503125A - System for displaying medical process diagrams - Google Patents

System for displaying medical process diagrams

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JP2003503125A
JP2003503125A JP2001507268A JP2001507268A JP2003503125A JP 2003503125 A JP2003503125 A JP 2003503125A JP 2001507268 A JP2001507268 A JP 2001507268A JP 2001507268 A JP2001507268 A JP 2001507268A JP 2003503125 A JP2003503125 A JP 2003503125A
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JP
Japan
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patient
oxygen
data
blood
display
Prior art date
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Application number
JP2001507268A
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Japanese (ja)
Inventor
ブライク,ジョージ,ティー.
ファイスフル,ニコラス,サイモン
ローデス,グレン
Original Assignee
アライアンス ファーマシューティカル コーポレイション
ザ ヒチコック クリニック
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Publication date
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Application filed by アライアンス ファーマシューティカル コーポレイション, ザ ヒチコック クリニック filed Critical アライアンス ファーマシューティカル コーポレイション
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    • A61MEDICAL OR VETERINARY SCIENCE; HYGIENE
    • A61BDIAGNOSIS; SURGERY; IDENTIFICATION
    • A61B5/00Measuring for diagnostic purposes; Identification of persons
    • A61B5/145Measuring characteristics of blood in vivo, e.g. gas concentration, pH value; Measuring characteristics of body fluids or tissues, e.g. interstitial fluid, cerebral tissue
    • A61B5/1455Measuring characteristics of blood in vivo, e.g. gas concentration, pH value; Measuring characteristics of body fluids or tissues, e.g. interstitial fluid, cerebral tissue using optical sensors, e.g. spectral photometrical oximeters
    • A61B5/14551Measuring characteristics of blood in vivo, e.g. gas concentration, pH value; Measuring characteristics of body fluids or tissues, e.g. interstitial fluid, cerebral tissue using optical sensors, e.g. spectral photometrical oximeters for measuring blood gases
    • AHUMAN NECESSITIES
    • A61MEDICAL OR VETERINARY SCIENCE; HYGIENE
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    • A61B5/00Measuring for diagnostic purposes; Identification of persons
    • A61B5/41Detecting, measuring or recording for evaluating the immune or lymphatic systems
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Abstract

(57)【要約】 患者の酸素化状態をリアルタイムで測定し図形としてディスプレイする非侵襲性のシステム。本システムは医師に対して直観的な方法で情報を提示する。酸素化値の出力を説明するために様々なディスプレイオブジェクトを記載する。ディスプレイオブジェクトは測定する生体内機能を反映しており、これにより測定値の解釈が極めて直観的になる。 (57) [Summary] A non-invasive system that measures the oxygenation status of a patient in real time and displays it as a graphic. The system presents information to doctors in an intuitive way. Various display objects are described to illustrate the output of oxygenation values. The display object reflects the in-vivo function to be measured, which makes the interpretation of the measured value very intuitive.

Description

【発明の詳細な説明】Detailed Description of the Invention

〈発明の属する技術分野〉 本発明はディスプレイシステムに関する。より具体的には、特に医学的設定に
おいてグラフ式の情報をディスプレイするシステムに関する。
TECHNICAL FIELD The present invention relates to a display system. More specifically, it relates to a system for displaying graphical information, especially in a medical setting.

【0001】 〈背景技術〉 医学的ディスプレイシステムは臨床的設定において医師に情報を提供する。
典型的なディスプレイシステムは数字および一元的な信号波形としてデータを提
供するが、担当医はそれらをリアルタイムで評価しなければならない。このよう
なシステムには、例えば数値が推奨値を越えた場合など安全ではない状態を医師
に警告するためにアラームが含まれていることがある。麻酔科の分野では、例え
ば、麻酔医は麻酔を施している間に患者の状態を監視すると同時に、(i)問題
を認識し、(ii)問題の原因を特定し、(iii)調整的措置を取らなければならな
い。判断ミスは致命的となりうる。
BACKGROUND ART Medical display systems provide information to physicians in a clinical setting.
Typical display systems provide data as numbers and unitary signal waveforms, but the attending physician must evaluate them in real time. Such systems may include alarms to warn the physician of unsafe conditions, such as when a number exceeds recommended values. In the field of anesthesiology, for example, an anesthesiologist monitors the patient's condition during anesthesia, while at the same time (i) recognizing the problem, (ii) identifying the cause of the problem, and (iii) coordinating measures. I have to take it. Misjudgments can be fatal.

【0002】 麻酔に関連する死亡例は年間2000件以上に達しており、その約50%は手
術中の不適切な選択に原因があることが明らかになっている。一般的に、麻酔に
おける人為的ミスは、麻酔医が問題(異常な生理学)を認識せず、問題の原因を
特定せず、また患者に麻酔を施す際に適切な調整的措置を取らないことにによる
ことを示している。麻酔実施モデル、すなわちミス、事件および事故との因果関
係を示すモデル、および麻酔における事故の展開を示すモデルは、全て麻酔はミ
スが生じやすい複雑な状況であるという事実を示している。
[0002] Anesthesia-related deaths amount to more than 2000 cases annually, of which approximately 50% have been found to be due to inadequate selection during surgery. Human anesthesia in anesthesia generally means that the anesthesiologist is not aware of the problem (abnormal physiology), does not identify the cause of the problem, and does not take appropriate regulatory steps when anesthetizing the patient. It is due to. Anesthesia performance models, models showing causal relationships with mistakes, incidents and accidents, and models developing accidents in anesthesia all point to the fact that anesthesia is a complex situation that is prone to error.

【0003】 患者の状態に関する生理学的データのディスプレイは、麻酔医が患者の問題の
状態を観察し手術中に問題の状態となる可能性の高い原因を推測するにあたり中
心的な役割を果たす。予測できるように、Australian Incident Monitoring Stu
dy(AIMS)データベースにおける報告事故の63%は標準的なデータモニターに
より検出可能であったとみなされた。これらの問題を解決しようと試みた者もい
るが、その成果は限定されたものであった。
The display of physiological data regarding a patient's condition plays a central role in allowing anesthesiologists to observe the patient's problematic condition and infer the likely causes of the problematic condition during surgery. As you can predict, the Australian Incident Monitoring Stu
63% of reported accidents in the dy (AIMS) database were considered detectable by standard data monitors. Some have tried to solve these problems, but the results have been limited.

【0004】 例えば、Coteらは集中治療室(ICU)において人工呼吸器を施された患者の呼
吸器の生理学をディスプレイするための一組のオブジェクトを開発した。この一
組のディスプレイは患者および人工呼吸器からの情報、呼吸数、呼吸量および吸
気酸素量(%)の情報を統合する。ICUの医師はオブジェクトディスプレイから
の情報を使用することで英数字ディスプレイを用いた時よりも迅速かつ正確にデ
ータを解釈することができた。Coleは医師が表データを用いた場合と印刷された
グラフィックデータを用いた場合にどのようにデータ解釈を行ったかという比較
に関する論文を発表した。しかしながら、Coleの研究はアナログデータチャネル
を受信し医学モニター上でリアルタイムのグラフィックディスプレイを駆動させ
るシステムに関するものではなかった。
For example, Cote et al. Developed a set of objects for displaying respiratory physiology of ventilated patients in an intensive care unit (ICU). This set of displays integrates information from the patient and ventilator, respiratory rate, respiratory volume and inspiratory oxygen content (%) information. By using the information from the object display, ICU physicians were able to interpret the data faster and more accurately than when using the alphanumeric display. Cole published a paper on how physicians used tabular data and printed graphic data to interpret data. However, Cole's work was not concerned with systems that receive analog data channels and drive real-time graphic displays on medical monitors.

【0005】 さらに、麻酔関連機器を製造している会社であるOhmedaはグラフィックとして
データをディスプレイするオプションを有するモジュールCDマシーンを製造して
いる。このディスプレイはグリフと呼ばれてきた。生理学的データは六角形の上
でマッピングされる。6つのデータチャネルは六角形の6つの辺を作る。このデ
ィスプレイはグラフィックであるものの、英数字での情報の方が優勢である。な
ぜ生理学的データを六角形の一辺に割り当てるのか明白な論理は何もない。さら
に、この幾何学的な形状の様々な符号に対する対称的な変更を人が識別すること
は非常に困難である。
In addition, Ohmeda, a company that manufactures anesthesia related equipment, manufactures modular CD machines with the option of displaying data as graphics. This display has been called a glyph. Physiological data is mapped onto the hexagon. The six data channels make up six sides of the hexagon. Although this display is graphic, alphanumeric information dominates. There is no clear reason why physiological data should be assigned to one side of a hexagon. Moreover, it is very difficult for a person to identify the symmetric changes to the various signs of this geometric shape.

【0006】 外科および手術後の設定では、輸血の必要性に関する決断は通常ヘモグロビン
(Hb)またはヘマトクリットレベル(Hct)に左右される。ヘマトクリットは通
常血液サンプルを遠心分離した後の濃縮赤血球細胞の容積によるパーセンテージ
として定義される。患者の血液1dl当たりのヘモグロビンレベルが高い場合、医
師は患者が酸素を組織へ運搬する十分な能力を有することを推測できる。手術中
、この値はトリガとして用いられることが多い、すなわち、値がある特定のポイ
ントよりも低下した場合には、さらに血液を患者に投与する。これらのパラメー
タは動脈血酸素含有量を示しているが、組織に運搬(あるいは供給)される総酸
素量または組織からの酸素含有量に関する情報は提供していない。
In the surgical and post-surgical setting, decisions regarding the need for transfusion usually depend on hemoglobin (Hb) or hematocrit levels (Hct). Hematocrit is usually defined as the percentage by volume of concentrated red blood cells after centrifugation of a blood sample. If the patient's hemoglobin level per dl of blood is high, the physician can infer that the patient has sufficient capacity to deliver oxygen to the tissue. During surgery, this value is often used as a trigger, that is, more blood is given to the patient if the value falls below a certain point. Although these parameters indicate arterial oxygen content, they do not provide information on total oxygen delivered (or delivered) to tissue or oxygen content from tissue.

【0007】 例えば、全身性粥状動脈硬化患者では術後のヘマトクリットが低い場合には術
後の虚血に関連していることが示されている。多数の研究者が臨界Hcレベルを限
定しようと試みてきたが、ほとんどの権威者はHbまたはHctに基づくかにかかわ
らず経験的で自動的な輸血トリガは避けるべきで赤血球輸血を個々の患者に適合
させて行うべきであることに同意するであろう。したがって、所定の値よりもむ
しろ貧血に対する患者の反応に基づいて輸血トリガを作動させるべきである。
For example, it has been shown that low postoperative hematocrit is associated with postoperative ischemia in patients with systemic atherosclerosis. Although many researchers have attempted to limit the critical Hc level, most authorities should avoid empirical and automatic transfusion triggers, whether based on Hb or Hct, and avoid red blood cell transfusion for individual patients. You will agree that it should be adapted. Therefore, the transfusion trigger should be activated based on the patient's response to anemia rather than a predetermined value.

【0008】 すなわち、これの一部は、患者の組織が実際にどのくらい良好に酸素化されて
いるかを判断するにあたり多数のパラメータが重要であるという事実による。こ
の点において、患者の心拍出力もヘモグロビンレベルと組織の酸素化状態を関連
付けるにあたり重要なファクターである。心拍出力すなわちCOは時間単位(ml/m
in)当たりに心臓の左心室から大動脈に駆出される血液量として定義され、熱希
釈技術により測定可能である。例えば、患者に内出血がある場合、血中ヘモグロ
ビン濃度は正常であっても、総血液量は低いことがある。それゆえに、心拍出力
などの他のパラメータを測定せずに血液中のヘモグロビンの量を単に測定するこ
とは患者の実際の酸素化状態を推測するのに必ずしも十分ではない。
That is partly due to the fact that a number of parameters are important in determining how well a patient's tissue is actually oxygenated. In this regard, the patient's heart rate output is also an important factor in relating hemoglobin level to tissue oxygenation status. Heart rate output or CO is the time unit (ml / m
It is defined as the volume of blood ejected from the left ventricle of the heart into the aorta per in) and can be measured by the thermodilution technique. For example, if the patient has internal bleeding, the total blood volume may be low even though the hemoglobin concentration in the blood is normal. Therefore, simply measuring the amount of hemoglobin in the blood without measuring other parameters such as heart rate output is not always sufficient to infer the actual oxygenation status of the patient.

【0009】 より具体的には、組織の酸素化状態はその組織の酸素供給/需要の関係、すな
わち総酸素消費量(VO2)に対する総酸素運搬量(DO2)の関係により反映される
。ヘモグロビンは肺毛細血管においてオキシヘモグロビンに酸素化され、次に心
拍出力により組織に運搬されて、そこで酸素が消費される。オキシヘモグロビン
が組織に酸素を放出すると、酸素分圧(PO2)は十分な酸素が放出され酸素消費
量(VO2)を満たすまで低下する。特定の臓器床の酸素化状態を測定する方法(
腸管圧力測定;近赤外分光法、など)は進歩したものの、これらの方法を臨床的
設定に適用することは困難である。したがって、組織からの血液の酸素化状態を
反映するパラメータ、すなわち混合静脈血の酸素分圧(PvO2;混合静脈血の酸素
張力としても知られている)または混合静脈血オキシヘモグロビン飽和度(SvO2 )、の使用が組織の全体的な酸素化状態を評価するための一般的に認められてい
るやり方となっている。
More specifically, the oxygenation state of a tissue is reflected by the oxygen supply / demand relationship of the tissue, that is, the relationship between the total oxygen consumption amount (VO 2 ) and the total oxygen delivery amount (DO 2 ). Hemoglobin is oxygenated in the pulmonary capillaries to oxyhemoglobin, which is then delivered to the tissue by the cardiac output, where it is consumed. When oxyhemoglobin releases oxygen to tissues, the oxygen partial pressure (PO 2 ) decreases until sufficient oxygen is released to meet oxygen consumption (VO 2 ). How to measure the oxygenation status of a specific organ bed (
Although intestinal tonometry; near infrared spectroscopy, etc.) have progressed, it is difficult to apply these methods in the clinical setting. Therefore, a parameter that reflects the oxygenation state of blood from the tissue, namely the oxygen tension of mixed venous blood (PvO 2 ; also known as the oxygen tension of mixed venous blood) or the mixed venous blood oxyhemoglobin saturation (SvO 2 ), has become a generally accepted method for assessing the overall oxygenation status of tissues.

【0010】 残念なことに、より正確な組織酸素化レベルを測定するには比較的侵襲性の技
術が必要である。この点から、手術中に混合静脈血の酸素化状態を直接測定する
には肺動脈カテーテル法が用いられる。全体的な酸素の運搬および送達を完全に
評価するために、1つのカテーテル(定方向肺動脈(PA)カテーテル)を肺動脈
に、もう1つのカテーテルを末梢動脈に設置する。次に、血液サンプルを各カテ
ーテルから採取し、肺動脈および動脈血酸素レベルを測定する。先に考察したよ
うに、PAカテーテルを用いて心拍出力を測定することもできる。次に医師は測定
した血液サンプルの酸素含有量から患者の組織がいかに良好に酸素化されている
かを推定する。
Unfortunately, more accurate tissue oxygenation levels require relatively invasive techniques. From this point, pulmonary artery catheterization is used to directly measure the oxygenation status of mixed venous blood during surgery. To fully assess global oxygen delivery and delivery, one catheter (Directed Pulmonary Artery (PA) catheter) is placed in the pulmonary artery and another in the peripheral artery. A blood sample is then taken from each catheter to measure pulmonary artery and arterial blood oxygen levels. As discussed above, PA catheters can also be used to measure cardiac output. The physician then estimates from the measured oxygen content of the blood sample how well the patient's tissue is oxygenated.

【0011】 これらの方法は比較的正確であることが証明されているものの、これらの方法
も極めて侵襲性である。例えば、Swan-Ganz熱希釈カテーテル(Baxter Internat
ional, Santa Ana, CA)などの器具の使用は感染症、肺動脈出血、気胸およびそ
の他の合併症のリスクの増大に至る。さらに、PAカテーテルに伴うリスクおよび
費用のため、手術における使用は、患者をハイリスクまたは大量の失血を伴う手
術(例えば、心臓の手術、肝移植、悪性病変の根治治療)に限定し、またハイリ
スクな患者(例えば、高齢患者、糖尿病患者、粥状性動脈硬化性疾患患者)に限
定される。
Although these methods have proven to be relatively accurate, they are also extremely invasive. For example, the Swan-Ganz thermodilution catheter (Baxter Internat
The use of devices such as ional, Santa Ana, CA) increases the risk of infection, pulmonary arterial hemorrhage, pneumothorax and other complications. In addition, the risks and costs associated with PA catheters limit their use in surgery to high-risk or surgery with high blood loss (eg, heart surgery, liver transplantation, curative treatment of malignant lesions), and Limited to at-risk patients (eg, elderly patients, diabetic patients, atherosclerotic patients).

【0012】 他の変数の中で、組織の酸素化状態の測定は、組織に対して放出される血液量
(CO)およびその血液(動脈血)の酸素含有量(CaO2)の評価を含むべきである
。これらの変数の積は総酸素運搬量(DO2)を測定するために用いることもでき
る。現在、DO2の評価には上記の侵襲性のモニタリング装置の使用が必要である
。それゆえに、DO2の測定はほとんどの外科的症例においては不可能である。し
かしながら、集中治療室(ICU)では侵襲性のモニタリングは患者のルーチンな
管理の一部となる傾向があり、したがって、この患者群ではDO2の測定がより容
易に得られる。
Among other variables, measuring the oxygenation status of a tissue should include an assessment of the amount of blood released to the tissue (CO) and the oxygen content of that blood (arterial blood) (CaO 2 ). Is. The product of these variables can also be used to measure total oxygen delivery (DO 2 ). Evaluation of DO 2 currently requires the use of the invasive monitoring devices mentioned above. Therefore, measurement of DO 2 is not possible in most surgical cases. However, in the intensive care unit (ICU), invasive monitoring tends to be part of the routine management of patients, thus making DO 2 measurements easier to obtain in this patient group.

【0013】 混合静脈血酸素分圧または混合静脈血酸素張力(PvO2)は、PAカテーテルを用
いて測定することのできるもう一つの重要なパラメータである。静脈血および組
織における酸素分圧(PO2)の間に存在する均衡状態により、医師は患者の組織
酸素化状態を推定することができる。より具体的には、動脈血が組織中を流れる
と、組織中を流れる動脈血および組織自体の血液中のPO2の間に分圧勾配が存在
する。この酸素分圧勾配のため、赤血球中のヘモグロビンおよび血漿中の溶液か
ら酸素が放出され、放出されたO2が組織に拡散する。一般的に毛細血管の静脈末
端から発生した血液のPO2(PvO2)は毛細血管が通過する組織の遠位(静脈)末
端のPO2を密接に反映している。
Mixed venous oxygen tension or mixed venous oxygen tension (PvO 2 ) is another important parameter that can be measured using PA catheters. The equilibrium that exists between venous blood and the partial pressure of oxygen (PO 2 ) in the tissue allows the physician to estimate the tissue oxygenation status of the patient. More specifically, as arterial blood flows through the tissue, there is a partial pressure gradient between the arterial blood flowing through the tissue and the PO 2 in the blood of the tissue itself. Due to this oxygen partial pressure gradient, oxygen is released from hemoglobin in the red blood cells and the solution in plasma, and the released O 2 diffuses into the tissue. In general, blood PO 2 (PvO 2 ) generated from the venous end of a capillary closely reflects PO 2 at the distal (venous) end of the tissue through which the capillary passes.

【0014】 混合静脈血酸素張力(PvO2)と密接に関連しているのは、利用可能な酸素結合
ヘモグロビンのパーセンテージとして表される混合静脈血オキシヘモグロビン飽
和度(SvO2)である。一般的に、オキシヘモグロビン解離曲線はSO2値とPO2値を
用いてプロットされる。血液中の酸素分圧(PO2)が低下すると(すなわち血液
が毛細血管を通過すると)、ヘモグロビンの酸素飽和度(SO2)が対応して低下
する。動脈血におけるPO2およびSO2の値がそれぞれ95mmHgおよび97%の付近であ
る場合、混合静脈血の酸素値(PvO2、SvO2)はそれぞれ約45mmHgおよび75%であ
る。このようにSvO2はPvO2と同様に全体的な組織酸素化状態を示唆する。残念な
ことに、PvO2と同様にSvO2も比較的侵襲性の測定を用いてのみ測定可能である。
Closely associated with mixed venous oxygen tension (PvO 2 ) is mixed venous oxyhemoglobin saturation (SvO 2 ) expressed as a percentage of available oxygen-bound hemoglobin. Generally, oxyhemoglobin dissociation curves are plotted using SO 2 and PO 2 values. When the partial pressure of oxygen (PO 2 ) in the blood decreases (ie blood passes through capillaries), the oxygen saturation of hemoglobin (SO 2 ) decreases correspondingly. When the values of PO 2 and SO 2 in arterial blood are near 95 mmHg and 97%, respectively, the oxygen value (PvO 2 , SvO 2 ) of mixed venous blood is approximately 45 mmHg and 75%, respectively. Thus, SvO 2 suggests a global tissue oxygenation state similar to PvO 2 . Unfortunately, as with PvO 2 SvO 2 also it can only be measured with a relatively measurements invasive.

【0015】 患者の酸素化状態に関する情報を提供するもう1つのパラメータは、送達可能
な酸素(dDO2)である。dDO2は、組織に運搬される、PvO2(含蓄的に全体的な組
織酸素張力)が一定の値以下に低下する前に組織に送達されうる酸素の量(すな
わち、組織により消費される酸素の量)である。例えば、dDO2(40)がPvO2が40
mmHgになる前に組織に送達されうる酸素の量であり、dDO2(35)はPvO2が35mmHg
まで低下する前に消費される酸素の量を示している。
Another parameter that provides information about the oxygenation status of a patient is deliverable oxygen (dDO 2 ). dDO 2 is the amount of oxygen delivered to the tissue that can be delivered to the tissue (ie, the oxygen consumed by the tissue) before the PvO 2 (implicitly the overall tissue oxygen tension) drops below a certain value. Amount). For example, dDO 2 (40) is PvO 2 40
The amount of oxygen that can be delivered to the tissue before reaching mmHg. dDO 2 (35) has a PvO 2 of 35 mmHg.
It shows the amount of oxygen consumed before dropping to.

【0016】 さらにいくつかの関連するパラメータを非侵襲的に測定することができる。例
えば、酸素吸気量、酸素混合呼気量と人工呼吸の分時容量の差から全身酸素消費
量(VO2)を算出することができる。また、心拍出力も熱希釈カテーテルに頼る
代わりに動脈血圧を測定することで非侵襲的と推定することができる。例えば、
Kraidenら(U.S.特許第5183051号、先行例としてここに記載)は継続的に動脈血
圧を測定するのに血圧モニターを使用している。これらのデータはパルス等高の
曲線波形に変換される。この波形からKraidenらは患者の心拍出力を算出してい
る。
Furthermore, several relevant parameters can be measured non-invasively. For example, the whole body oxygen consumption (VO 2 ) can be calculated from the difference between the inspiratory volume of oxygen, the mixed expiratory volume of oxygen and the minute volume of artificial respiration. The heartbeat output can also be estimated to be non-invasive by measuring arterial blood pressure instead of relying on a thermodilution catheter. For example,
Kraiden et al. (US Pat. No. 5,183,501, described herein as a precedent) uses a blood pressure monitor to continuously measure arterial blood pressure. These data are converted into a pulse contour contour waveform. From this waveform, Kraiden and colleagues calculated the patient's heart rate output.

【0017】 個々のパラメータをいかにして得るかにかかわらず、当業者は十分に確立され
た様々な関連性から新たなパラメータを引き出すことができるということを理解
するであろう。例えば、Fickの式(Fick, A. Wurzburg, Physikalisch edizinis
che Gesellschaft Sitzungsbericht 16 (1870))は、動脈血酸素濃度、静脈血酸
素濃度および心拍出力を患者の総酸素消費量と関連付けおり、以下のごとく表さ
れる; (CaO2・CvO2)×CO=VO2 ここで、CaO2は動脈血酸素含有量、CvO2は静脈血酸素含有量、COは心拍出力、VO 2 は全身酸素消費量を表す。
[0017]   No matter how the individual parameters are obtained, the person skilled in the art is well established.
Understand that new parameters can be derived from various relationships
Will do. For example, Fick's formula (Fick, A. Wurzburg, Physikalisch edizinis
che Gesellschaft Sitzungsbericht 16 (1870)) is an arterial oxygen concentration, venous acid
It correlates elementary concentration and heart rate output with the patient's total oxygen consumption and is expressed as follows:
Will be; (CaO2・ CvO2) × CO = VO2 Where CaO2Is arterial oxygen content, CvO2Is venous oxygen content, CO is heart rate output, VO 2 Represents total body oxygen consumption.

【0018】 このようなパラメータを非侵襲性に引き出すことは臨床の場において役に立つ
が、より確定的な「輸血トリガ」は明らかに有用であろう。PvO2またはDO2が患
者の安全性を示す妥当な指標として認められた場合、これらのパラメータの「安
全」レベルを構成するものは何かという疑問が生じる。動物モデルにおける臨界
酸素送達レベルに関してはデータが存在するものの、臨床の場における臨界PvO2 が何であるかを示すものはほとんどない。入手可能なデータは、そのレベルが極
めて可変的であることを示している。例えば、心肺バイパス手術を受けようとし
ている患者では、臨界PvO2は30〜45mmHgの間で変化したが、後者の値は正常で健
康な患者において見られる値の範囲内に十分含まれる。安全なDO2の値も同様の
可変性を示す。
While non-invasively eliciting such parameters is useful in clinical settings, a more definitive “transfusion trigger” would clearly be useful. When PvO 2 or DO 2 is accepted as a valid indicator of patient safety, the question arises as to what constitutes the “safe” level of these parameters. Despite the existence of data on critical oxygen delivery levels in animal models, few have shown what is critical PvO 2 in the clinical setting. The data available show that the levels are highly variable. For example, in patients about to undergo cardiopulmonary bypass surgery, critical PvO 2 is varied between 30~45MmHg, the latter value is well within the range of values found in normal, healthy patients. Safe DO 2 values show similar variability.

【0019】 実施上の目的のため、PvO2値が35mmHgまたはそれ以上である場合には組織への
全体的な酸素供給が十分であることを示しているとみなすが、これは血管運動系
が正常であり機能しているという仮定に基づくことを暗黙に意味する。同様に、
DO2の正確な測定は循環器系が正常であることに依存している。手術中には広範
な安全域を維持し、酸素力学に関する限り患者が明らかに良好な状態にある時の
輸血トリガ(DO2、PvO2、SvO2またはそれらの派生物)を選択することがおそら
くベストである。実際には、特定の患者のみが肺動脈カテーテルでモニタリング
される。それゆえに、上記パラメータは全ての患者に対して利用可能というわけ
ではなく、患者の大部分は不完全で時に危険なHb濃度のトリガがモニタされるこ
ととなる。
For practical purposes, a PvO 2 value of 35 mmHg or higher is considered to indicate a sufficient overall oxygen supply to the tissue, which is due to the vasomotor system Implicitly based on the assumption that it is normal and working. Similarly,
Accurate measurement of DO 2 relies on normal cardiovascular system. It is probably best to maintain a wide margin of safety during surgery and choose a transfusion trigger (DO 2 , PvO 2 , SvO 2 or a derivative thereof) when the patient is clearly in good condition as far as oxygen dynamics are concerned. Is. In practice, only certain patients are monitored with a pulmonary artery catheter. Therefore, the above parameters are not available for all patients and the majority of patients will have incomplete and sometimes dangerous triggers of Hb concentration monitored.

【0020】 過去にこれらの問題を解決するための努力が行われたがほとんど成果はなかっ
た。例えば、Faithfullら(Oxygen Transport to Tissue XVI, Ed. M. Hogan, P
lenum Press, 1994, pp. 41-49)は、様々な条件下において組織の酸素化状態を
引き出すモデルについて記載している。しかしながら、このモデルは単に静的な
シミュレーションであり、これによりオペレータは様々な心血管系または物理的
なパラメータの変化が組織酸素化状態にどのような影響を及ぼすかを測ることが
できる。実際に何が起こりうるかについての動的な表示を提供するための継続的
なデータ取得および評価の規定は何もない。それゆえに、このモデルは変動的な
臨床的条件下における患者の組織酸素化状態をリアルタイムで測定するために用
いることはできない。
Efforts have been made in the past to solve these problems with little success. For example, Faithfull et al. ( Oxygen Transport to Tissue XVI , Ed. M. Hogan, P
lenum Press, 1994, pp. 41-49) describe a model for deriving the oxygenation state of tissues under various conditions. However, this model is merely a static simulation, which allows the operator to measure how changes in various cardiovascular or physical parameters affect tissue oxygenation status. There is no provision for continuous data acquisition and evaluation to provide a dynamic indication of what may actually happen. Therefore, this model cannot be used to measure the patient's tissue oxygenation status in real time under varying clinical conditions.

【0021】 かくして、本技術において必要とされるものは医師に対して生理学的情報を直
観的にディスプレイするための手段である。この点から、以下に記載する方法お
よびシステムは、医師による患者のデータに新規のアプローチを提供する。本発
明の他の面は以下の説明から明らかになるであろう。
Thus, what is needed in the art is a means for intuitively displaying physiological information to the physician. In this regard, the methods and systems described below provide a novel approach to physician patient data. Other aspects of the invention will be apparent from the description below.

【0022】 〈発明の開示〉 本発明の実施例は、患者の生理学的状態を正確に反映する1つまたは2つ以上
の値の測定およびディスプレイを提供する。好ましい値は、患者の全体的な酸素
化状態および心血管系の状態を含む。各値は医師が患者の医学的状態を理解する
のに役立つように直観的な医学的プロセスダイアグラムとしてディスプレイされ
る。さらに、ディスプレイされた値の大多数は患者に侵襲的な方法を用いずに有
益に測定することができる。このように、ここで考察しているディスプレイシス
テムおよび方法は患者の生理学的状態を安全かつ直観的にモニタし、ディスプレ
イされた値に基づいて治療的パラメータを調整するのに用いることができる。
DISCLOSURE OF THE INVENTION Embodiments of the invention provide for measurement and display of one or more values that accurately reflect the physiological condition of a patient. Preferred values include the patient's overall oxygenation status and cardiovascular status. Each value is displayed as an intuitive medical process diagram to help the physician understand the patient's medical condition. Moreover, the majority of the displayed values can be beneficially measured without invasive methods on the patient. As such, the display systems and methods discussed herein can be used to safely and intuitively monitor a patient's physiological condition and adjust therapeutic parameters based on the displayed values.

【0023】 本発明のディスプレイシステムを様々な医療機器と併せて使用することにより
所望の生理学的情報を得られるということが理解されるであろう。より詳細には
、開示されているディスプレイは患者をモニタまたは治療するために用いられる
あらゆる医療機器や医療装置と作動的に効果的に関連付けることができる。この
点から、このような機器には、麻酔機械、人工呼吸器、人工心肺やここに記載す
る種類の酸素化モニターなどが含まれるが、これらに限定されるわけではない。
ディスプレイされる例示的な値は、麻酔機械、人工心肺、人工呼吸器、酸素化モ
ニターでは酸素化パラメータ酸化パラメータやアナログ情報であり、または人工
心肺では心臓力学的な情報である。いずれの場合にも、開示しているディスプレ
イは医療従事者が迅速に理解できるような方法で定量的なデータを効果的に提示
する。
It will be appreciated that the display system of the present invention can be used in conjunction with a variety of medical devices to provide the desired physiological information. More specifically, the disclosed displays can be operatively and effectively associated with any medical device or device used to monitor or treat a patient. In this regard, such devices include, but are not limited to, anesthesia machines, ventilators, heart-lung machines and oxygenation monitors of the type described herein.
Exemplary values displayed are oxygenation parameters oxidation parameters and analog information for anesthesia machines, heart-lung machines, ventilators, oxygenation monitors, or cardiodynamic information for heart-lung machines. In each case, the disclosed displays effectively present quantitative data in such a way that it can be quickly understood by medical personnel.

【0024】 好ましい実施例では、本発明は患者の組織酸素化状態を示す生理学的に重要な
酸素化パラメータ、例えば、総酸素運搬量(DO2)、送達可能な酸素運搬量(dDO 2 )、混合静脈血オキシヘモグロビン飽和度(SvO2)および混合静脈血酸素張力
(PvO2)などの測定およびリアルタイムなディスプレイを提供する。また、本発
明はもう1つの酸素化パラメータである、供給/需要比(dDO2/VO2)を得るのに
使用し、医師が1つの数値を用いて患者の酸素状態を正確にモニタし且つ調整す
ることを可能にする。
[0024]   In a preferred embodiment, the present invention is a physiologically important indicator of tissue oxygenation status in a patient.
Oxygenation parameters, such as total oxygen delivery (DO2), Deliverable oxygen delivery (dDO 2 ), Mixed venous blood oxyhemoglobin saturation (SvO2) and mixed venous oxygen tension
(PvO2) Etc. and provide real time display. Also,
Ming is another oxygenation parameter, supply / demand ratio (dDO2/ VO2) to get
Used by physicians to accurately monitor and adjust patient oxygen status using a single number
To be able to.

【0025】 得られた酸素化パラメータを単独、またはより好ましくは組み合わせて用いて
全体的な組織酸素化レベルを示すことが推測できることを理解されるであろう。
このように、本発明は従来の侵襲的なモニタリング装置に伴うリスクを負うこと
なく臨床的設定において単純でリアルタイムな介入トリガとして用いることがで
きる。
It will be appreciated that the oxygenation parameters obtained may be used alone, or more preferably in combination, to indicate the overall tissue oxygenation level.
As such, the present invention can be used as a simple, real-time intervention trigger in a clinical setting without the risks associated with conventional invasive monitoring devices.

【0026】 より具体的には、各患者に対して容認しうるPvO2、SvO2またはdDO2の最低限を
確立することにより、担当医は介入時を示す単純なトリガポイントを得られる。
例えば、臨床的な経験に基づき、担当医は十分な酸素化を与えるためには患者の
PvO2が35mmHg以下ではならない、またはDO2が600ml/min以上でなければならない
などと決めることができる。好ましくは、臨床医は各酸素化パラメータにアクセ
スし、所望の1つもしくは2つ以上の値をディスプレイすることができる。特に
好ましい実施例では、本システムは選択したPvO2に対する供給/需要比(dDO2/V
O2)を提供し、医師が1つの値に基づいて患者のニーズに対処することを可能に
する。本実施例では、1つまたは2つ以上の値によりPvO2(全体的な組織酸素化
)が、確立されたトリガポイントよりも高いことを示す。
[0026] More specifically, by establishing a minimum PvO 2, the SvO2 or DDO 2 that can tolerate for each patient, the attending physician will obtain a simple trigger points indicating the time intervention.
For example, based on clinical experience, the attending physician may need to provide the patient with sufficient oxygenation to provide adequate oxygenation.
It can be decided that PvO 2 should not be below 35 mmHg or DO 2 should be above 600 ml / min. Preferably, the clinician has access to each oxygenation parameter and can display the desired one or more values. In a particularly preferred embodiment, the system supply / demand ratio PvO 2 selected (DDO 2 / V
O2) to allow physicians to address patient needs based on a single value. In this example, one or more values indicate that PvO 2 (overall tissue oxygenation) is higher than the established trigger point.

【0027】 特に好ましい実施例では、末梢動脈内に設置した留置カテーテルからの入力を
使用して心拍出力(CO)の連続(ビート間隔)測定を提供する。この点では、Mo
delflowシステム(TNO-Biomedical Instrumentation, Amsterdam)などの機器を
本発明と併せて任意で用い、リアルタイムで連続的にCO測定を提供する。心拍出
力は大動脈入力インピーダンス三元非線形モデルを通してヒト大動脈および動脈
系の行動をシミュレートするアルゴリズムを用いて算出可能である。このモデル
を用いて算出された心拍出力は熱希釈法により測定された心拍出力に対して確認
される。心拍出力の他に、下記の血液力学的な情報をビート間隔に基づきModelf
lowなどのシステムから得ることができる、なわち、収縮期、拡張期および平均
血圧、脈拍数、1回拍出量および末梢血管抵抗などである。
In a particularly preferred embodiment, input from an indwelling catheter placed in a peripheral artery is used to provide a continuous (beat interval) measurement of cardiac output (CO). In this regard, Mo
Instruments such as the delflow system (TNO-Biomedical Instrumentation, Amsterdam) are optionally used in conjunction with the present invention to provide continuous CO measurements in real time. Heart rate output can be calculated using an algorithm that simulates the behavior of the human aorta and arterial system through a three-dimensional nonlinear model of aortic input impedance. The cardiac output calculated using this model is confirmed against the cardiac output measured by the thermodilution method. In addition to the heartbeat output, the following hemodynamic information based on beat intervals
low, such as systolic, diastolic and mean blood pressure, pulse rate, stroke volume and peripheral vascular resistance.

【0028】 本発明の実施例は所望の値を導き出すにあたり使用する患者の動脈血酸素含有
量(CaO2)も測定する。具体的には、動脈血酸素含有量(CaO2)を測定するにあ
たり、患者のヘモグロビン濃度、動脈血酸素張力(PaO2)、動脈血二酸化炭素張
力(PaCO2)、動脈血pHおよび体温に対応する1つもしくは2つ以上の数値を使用
することができる。これらの数値は血液化学モニターから得られ、あるいは手動
で入力することができる。特に好ましい実施例では、心拍出力値の測定と同時に
所望の値を得るために血液化学モニタを用いる。さらに、患者の酸素消費量(VO
2)を好ましくはガス分析や代謝率測定により測定する。
Embodiments of the present invention also measure the patient's arterial oxygen content (CaO 2 ) used to derive the desired value. Specifically, in measuring arterial blood oxygen content (CaO 2 ), one or two corresponding to patient hemoglobin concentration, arterial blood oxygen tension (PaO 2), arterial blood carbon dioxide tension (PaCO 2), arterial blood pH and body temperature The above numerical values can be used. These numbers can be obtained from a blood chemistry monitor or entered manually. In a particularly preferred embodiment, a blood chemistry monitor is used to obtain the desired value at the same time as the heart rate output value is measured. In addition, the patient's oxygen consumption (VO
2) is preferably measured by gas analysis or metabolic rate measurement.

【0029】 上記のように、本発明の実施例は、さらに供給/需要比を使用して患者の組織
酸素化状態をモニタするために使用できる方法および装置を提供する。さらに、
本発明の一実施例は、供給/需要比(dDO2/VO2)の測定を含む、患者の組織酸素
状態をリアルタイムでモニタリングする比較的非侵襲的な方法を対象としている
。同様に、他の実施例も患者の組織酸素化状態をリアルタイムで測定するための
比較的非侵襲的な装置を対象としている。このような装置は供給/需要(dDO2/V
O2)を測定するための命令を含んでいる。所望の比を得るために必要な算出、値
および機器は全体を通じて本明細書に記載してある通りである。
As noted above, embodiments of the present invention further provide methods and devices that can be used to monitor the tissue oxygenation status of a patient using the supply / demand ratio. further,
One embodiment of the present invention includes a measurement of the supply / demand ratio (DDO 2 / VO2), are directed to relatively non-invasive method of monitoring tissue oxygenation status of the patient in real time. Similarly, other embodiments are directed to relatively non-invasive devices for measuring tissue oxygenation status in a patient in real time. Such a device can supply / demand (dDO 2 / V
It contains instructions for measuring O2). The calculations, values and equipment necessary to obtain the desired ratio are as described herein throughout.

【0030】 全ての場合において、本発明の好ましい実施例は血液化学モニターおよび/ま
たは圧力変換器(すなわちCOに対する圧力変換器、など)が含むが、それらは本
発明の必須な構成要素ではなく、また開示している方法を実施するためには必要
ではないことを強調しなければならない。例えば、医師は手動で血液ガスレベル
、体温およびHg濃度を測定し、この情報をキーボードからシステムに入力するこ
とができる。心拍出力を測定する他の方法、すなわち、超音波、胸郭インピーダ
ンスまたはCO2分圧反復呼吸法などが使用できる。
In all cases, preferred embodiments of the invention include blood chemistry monitors and / or pressure transducers (ie pressure transducers for CO, etc.), but they are not an essential component of the invention, It must also be emphasized that it is not necessary to carry out the disclosed method. For example, a doctor can manually measure blood gas levels, temperature and Hg concentration and enter this information into the system from a keyboard. Other methods of measuring heart rate output can be used, such as ultrasound, chest impedance or CO2 partial pressure breathing.

【0031】 当業者はさらに酸素化定数が酸素担体の物理学的特性または患者の生理学的特
性に主に関連する数値であることを理解するであろう。このような酸素化定数は
血液量、血漿中における酸素溶解度、飽和オキシヘモグロビンの所望の単位の酸
素含有量を含むが、これらに限定されるわけではない。好ましくは、本発明にお
いては1つまたは2つ以上の酸素化定数を使用し選択された酸素化パラメータを
得る 本発明は、酸素化定数を用いて得られた値(CaO2、VO2およびCO)から患者の
混合静脈血酸素含有量(CvO2)を算出することで、Fickの式VO2=(CaO2・CvO2
COを解く。ひとたびCvO2が決定されると、SvO2の算出ができ、Kelmanの式(Kelm
an, J.Appl.Physiol,1966,21(4):1375-1376;先行例としてここに記載する)な
どのオキシヘモグロビン解離曲線の位置を算出するためのアルゴリズムを用いて
PvO2を簡単に引き出すことができる。同様に、DO2、dDO2およびdDO2/VO2などの
他のパラメータも得られた値から引き出すことができる。
One of ordinary skill in the art will further appreciate that the oxygenation constant is a number primarily related to the physical properties of the oxygen carrier or the physiological properties of the patient. Such oxygenation constants include, but are not limited to, blood volume, oxygen solubility in plasma, oxygen content of desired units of saturated oxyhemoglobin. Preferably, in the present invention one or more oxygenation constants are used to obtain the selected oxygenation parameters. The present invention provides that the values obtained using oxygenation constants (CaO 2 , VO 2 and CO 2 ) From the patient's mixed venous oxygen content (CvO 2 ), Fick's formula VO2 = (CaO 2 · CvO 2 ) ×
Solve CO. Once CvO 2 is determined, SvO 2 can be calculated and the Kelman equation (Kelm
an, J.Appl.Physiol, 1966, 21 (4): 1375-1376; described here as a prior example) using an algorithm for calculating the position of the oxyhemoglobin dissociation curve.
You can easily pull out PvO 2 . Similarly, it is possible to draw from the DO 2, DDO 2 and DDO 2 / VO 2 is also obtained value other parameters such as.

【0032】 麻酔医はここに開示する方法を用いてリアルタイムなデータ(すなわち先に考
察した酸素化パラメータ)を連続的に入手でき、患者の全体的な酸素化状態の完
全な実像が明らかになる。選択したパラメータのいずれかが確立されたトリガポ
イントに達した場合には、その対象を安定化させるために十分な時間をかけて、
薬理学的介入、輸液投与、輸血、人工呼吸プロフィールの調整などの適切な措置
を取ることができる。かくして、このデータの連続的な流れは医師が酸素化低下
(貧血、心拍出力低下、低酸素症などではあるが、これらに限定されない)の病
因をより容易に判断しその対応を適切に適合することを可能とする。
The anesthesiologist can continuously obtain real-time data (ie, the oxygenation parameters discussed above) using the methods disclosed herein, revealing a complete picture of the patient's overall oxygenation status. . If any of the selected parameters reach the established trigger point, take sufficient time to stabilize the target,
Appropriate measures can be taken, such as pharmacological intervention, fluid administration, blood transfusion, and adjustment of the ventilation profile. Thus, this continuous stream of data makes it easier for physicians to determine the etiology of hypoxia (including but not limited to anemia, reduced cardiac output, hypoxia) and adapt its response appropriately. It is possible.

【0033】 本発明の面では、人為的ミスを減少するためにハイリスクな環境(医療など)
においてユーザーにデータを図形ディスプレイすることに焦点が合わせられてい
る。詳細には、本発明のシステムおよびディスプレイはオペレータの認知的な必
要性をディスプレイの図形エレメントにマッピングするのに役立つ。したがって
、特定の面では、本発明はディスプレイのデータが患者のデータおよび身体機能
をより良く表すように身体の生理学を模倣している。
In the aspect of the present invention, a high-risk environment (medical treatment, etc.) for reducing human error is provided.
Is focused on graphically displaying data to the user. In particular, the system and display of the present invention helps map the operator's cognitive needs to the graphical elements of the display. Thus, in a particular aspect, the present invention mimics the physiology of the body so that the display data better represent patient data and physical function.

【0034】 1つの面では、本発明はタスク解析方法論を利用してデータを情報に変換し酸
素運搬の生理学的データをディスプレイする。医師は情報(生データではない)
を見てこのデータを解釈し病理学的状態を診断して適切な調整的措置を取ること
ができ、これは他のシステムにより得られたデータの解釈に比べてミスが少ない
。ある特定の面では、本発明は患者からデータを収集する1つもしくは2つ以上
のセンサから一組の情報を提供するオブジェクトディスプレイを生成する。これ
らのオブジェクトディスプレイは、例えば、(1)他のデータに対するデータの
関係、(2)文脈中のデータ、(3)データの基準枠、(4)データに対する情
報変更の割合、および/または(5)事象情報を示す。本発明により構成された
システムはこのように酸素運搬に関する生理学を医師に提示するにあたり特に有
用である。
In one aspect, the present invention utilizes task analysis methodologies to transform data into information and display physiological data of oxygen delivery. Doctor is information (not raw data)
Can interpret this data to diagnose pathological conditions and take appropriate corrective action, which is less error prone than the interpretation of data obtained by other systems. In one particular aspect, the invention produces an object display that provides a set of information from one or more sensors that collect data from a patient. These object displays may, for example, (1) relate data to other data, (2) data in context, (3) reference frame of data, (4) rate of information change to data, and / or (5 ) Indicates event information. The system constructed in accordance with the present invention is thus particularly useful in presenting physicians with oxygen-transporting physiology.

【0035】 本発明のもう1つの面では、本システムはデータ取得ハードウェア(例えば、
患者プローブ)、コンピュータ、オブジェクトディスプレイアルゴリズムおよび
ソフトウェアを利用する。1つの好ましい面では、ソフトウェアおよびアルゴリ
ズムはアナログデータチャネル(例えば、患者モニタリングの信号またはプロー
ブから得たもの)のディジタル表現を用いて酸素運搬の生理学を表す一組のオブ
ジェクトディスプレイを構成する。しかしながら、直観的な医学的プロセスダイ
アグラムに関する本発明の局面は特別なモニタリング装置を必要としないことに
留意すべきである。直観的な医学的プロセスダイアグラムとしてディスプレイす
るためのデータ収集には、どのような周知の患者モニタリング装置も使用できる
In another aspect of the invention, the system comprises data acquisition hardware (eg,
Patient probe), computer, object display algorithms and software. In one preferred aspect, the software and algorithms compose a set of object displays that represent the physiology of oxygen delivery using digital representations of analog data channels (eg, those obtained from patient monitoring signals or probes). However, it should be noted that aspects of the invention relating to an intuitive medical process diagram do not require special monitoring equipment. Any known patient monitoring device can be used for data collection for display as an intuitive medical process diagram.

【0036】 本発明は従来技術に対していくつかの利点を提供する。例として、本発明のデ
ータディスプレイは患者の情報を意味のあるメンタルモデルにマップする。故に
、このようなメンタルモデルを使用する医師は酸素運搬の生理学のような複雑な
生理学をより良く理解することができる。ある面では、メンタルモデルは複雑な
プロセスを描くのに類推形式を用いる。かくして、本発明の酸素運搬の生理学の
適切なモデルは、(1)肺における燃料を酸素の形で充填すること、(2)酸素
化した血液を心臓から臓器および組織へ送り出すこと、(3)酸素を赤血球から
組織へ出すこと、および(4)酸素および組織による酸素利用を含む。
The present invention offers several advantages over the prior art. As an example, the data display of the present invention maps patient information to a meaningful mental model. Therefore, physicians using such mental models can better understand complex physiology, such as oxygen transport physiology. In one aspect, mental models use analogical forms to describe complex processes. Thus, a suitable model of the physiology of oxygen delivery of the present invention is (1) filling the lungs with fuel in the form of oxygen, (2) pumping oxygenated blood from the heart to organs and tissues, (3). It involves delivering oxygen from red blood cells to the tissue, and (4) oxygen and oxygen utilization by the tissue.

【0037】 類推により、このモデルを、(1)石炭置き場で燃料を石炭の形で有蓋貨車に
積み込むこと、(2)燃料を積み込まれた有蓋貨車を機関車によりある程度離れ
た炉まで運ぶこと、(3)有蓋貨車から炉に石炭をおろすこと、(4)炉で石炭
を燃焼させることと対照させることができる。この類推では、石炭置き場は酸素
で膨張した肺を表す。有蓋貨車は酸素を充填された赤血球を表す。機関車は肺と
組織の間で循環経路を回って酸素運搬赤血球をポンプ吐出する心臓を表す。炉に
おろされる各有蓋車石炭のパーセントは組織内における細胞による酸素の分画抽
出を表す。最後に、炉における燃焼石炭は細胞および組織による酸素の利用を表
す。
By analogy, this model is used to (1) load fuel in the form of coal on a covered wagon in a coal storage area, and (2) transport a fueled covered wagon to a furnace some distance away by a locomotive, This can be contrasted with (3) dropping coal from a covered wagon into a furnace, and (4) burning coal in the furnace. In this analogy, the coal yard represents an oxygen-inflated lung. Boxed wagons represent red blood cells filled with oxygen. A locomotive represents the heart that pumps oxygen-carrying red blood cells around a circulation path between the lungs and tissues. The percentage of each boxcar coal dropped in the furnace represents the fractional extraction of oxygen by cells within the tissue. Finally, the burning coal in the furnace represents the utilization of oxygen by cells and tissues.

【0038】 前述したように、本発明は多数の様々な種類の医療機器と互換性がある。同様
に、本発明の面はいくつかの設定において使用できる。第一に、本システムは異
なるメーカーのデータディスプレイを駆動するセンサーセットと併せて使用可能
である。オブジェクトディスプレイについては、ディスプレイを部分的あるいは
全体的に使用可能である。例えば、酸素運搬の生理学の全てあるいは一部分をモ
ニタする医学的領域の例には、集中治療室、手術室、救急室および全ての処置室
を含む。本発明のディスプレイシステムは患者が心肺バイパス術を受けている最
中に酸素運搬の生理学に関する情報を医療チームに提供するためにも使用可能で
ある。本システムは酸素運搬の生理学に係わる者の教育および訓練用の手術ダミ
ーなどの医学的シミュレーション装置に取付ることもできる。
As mentioned above, the present invention is compatible with many different types of medical devices. Similarly, aspects of the invention can be used in several settings. First, the system can be used with sensor sets driving data displays from different manufacturers. For the object display, the display can be used partially or wholly. For example, examples of medical areas that monitor all or part of the physiology of oxygen delivery include intensive care units, operating rooms, emergency rooms and all treatment rooms. The display system of the present invention can also be used to provide medical teams with information regarding the physiology of oxygen delivery while a patient is undergoing cardiopulmonary bypass. The system can also be attached to medical simulation devices such as surgical dummies for the education and training of persons involved in oxygen transport physiology.

【0039】 本発明のソフトウェアはデータ取得に現在使用の医療機器、特に、酸素運搬の
生理学または心臓力学に関連して使用されている医療機器にインストールするこ
とができる。本発明は獣医学における酸素運搬の生理学または動物研究所におけ
る酸素運搬の生理学をモニタするためにも使用可能である。
The software of the present invention may be installed on medical devices currently used for data acquisition, especially those used in connection with oxygen transport physiology or cardiac mechanics. The present invention can also be used to monitor oxygen delivery physiology in veterinary medicine or in animal laboratories.

【0040】 ある面では、本発明を呼吸器生理学などの他の生理学のディスプレイと相互作
用するモジュールとすることも可能である。研究プロトコールを実施し複雑な制
御タスクをより良く実行するために使用することもできる。さらなる使用は、酸
素運搬の情報の大きなデータセット解析用のインターフェイスを含むことも可能
である。
In one aspect, the invention can be a module that interacts with displays of other physiology, such as respiratory physiology. It can also be used to implement research protocols and better perform complex control tasks. Further uses may also include interfaces for large dataset analysis of oxygen transport information.

【0041】 本発明の一実施例は、患者からの生理学的データをディスプレイする方法であ
る。本実施例では、プローブまたは他の装置を介して患者の臓器からのデータを
測定する。次に、測定されたデータを用いて患者の血液酸素化レベルや心臓力学
的な値などのデータに関する生理学的な量を測定する。生理学的な量はオブジェ
クトとしてディスプレイされ、ディスプレイされたオブジェクトの形状は臓器の
構造を反映する。
One embodiment of the present invention is a method of displaying physiological data from a patient. In this example, data from a patient's organ is measured via a probe or other device. The measured data is then used to determine a physiological quantity of data such as the patient's blood oxygenation level and cardiomechanical values. The physiological quantity is displayed as an object, and the shape of the displayed object reflects the structure of the organ.

【0042】 本発明の他の実施例は患者の生理学的データをディスプレイする方法である。
本実施例では、最初に患者の血中酸素化レベルを従来の手段で測定する。円形の
形状がディスプレイされ、酸素化された患者の血液のパーセンテージを表すため
に陰影が付けられる。
Another embodiment of the invention is a method of displaying a patient's physiological data.
In this example, the patient's blood oxygenation level is first measured by conventional means. A circular shape is displayed and shaded to represent the percentage of oxygenated patient blood.

【0043】 本発明の他の局面は、患者から得られた生理学的データをディスプレイする
方法であり、患者の血中酸素化レベルを最初に従来の方法で測定して、複数の形
状がモニター上にディスプレイされ、複数の形状のそれぞれは人体内の臓器の構
造を表す。
Another aspect of the present invention is a method of displaying physiological data obtained from a patient, wherein the blood oxygenation level of the patient is first measured by a conventional method, and a plurality of shapes are monitored. Each of the plurality of shapes represents a structure of an organ in the human body.

【0044】 本発明のさらなる実施例は、患者からの生理学的データをディスプレイする方
法であり、生理学的データを表すためにダイアルや針などのアナログゲージを用
いる。
A further embodiment of the invention is a method of displaying physiological data from a patient, using an analog gauge such as a dial or needle to represent the physiological data.

【0045】 本発明の他の面は、患者からの生理学的データを表すディスプレイシステムで
ある。このディスプレイシステムは、一組のディスプレイオブジェクトを含み、
各オブジェクトは異なってはいるが、患者から取り出した関連のある測定を表す
。統合ディスプレイは4つのオブジェクトが一組で形成される。第一のオブジェ
クトは患者の心拍出力、第二のオブジェクトは患者の動脈血酸素化レベル、第三
のオブジェクトは患者の静脈血酸素化レベルを表し、第四のオブジェクトは患者
の動脈、毛細血管および静脈の緊張を示す。
Another aspect of the invention is a display system that represents physiological data from a patient. The display system includes a set of display objects,
Each object represents a different but relevant measurement taken from the patient. The integrated display is formed by a set of four objects. The first object represents the patient's heartbeat output, the second object represents the patient's arterial oxygenation level, the third object represents the patient's venous oxygenation level, and the fourth object represents the patient's arteries, capillaries and veins. Shows the tension of.

【0046】 次に、好ましい実施例に関連して本発明をさらに説明するが、当業者が本発明
の範囲から逸脱せずに様々な追加、削除および変更を行うことが可能であること
が明らかになるであろう。
The present invention will now be further described with reference to preferred embodiments, but it will be apparent that one skilled in the art can make various additions, deletions and modifications without departing from the scope of the present invention. Will be.

【0047】 〈発明を実施するための最良の形態〉 本発明は患者から医学的情報を入手しその情報を直観的な形式で医師にディ
スプレイするための方法およびシステムに関する。この直観的な形式は、ディス
プレイされた情報を読み取る医師が患者の変化する値の重要性を迅速に知覚する
ことができるため、医学的プロセスダイアグラムと呼ぶことができる。医学的プ
ロセスダイアグラムは認識に関する研究における進歩を利用するために非麻酔分
野において他者により開発された。
BEST MODE FOR CARRYING OUT THE INVENTION The present invention relates to a method and system for obtaining medical information from a patient and displaying the information in an intuitive format to a physician. This intuitive format can be referred to as a medical process diagram because the physician reading the displayed information can quickly perceive the importance of changing values for the patient. Medical process diagrams have been developed by others in the non-anesthesia field to take advantage of advances in research on cognition.

【0048】 応用ヒューマンファクターにおける研究では、人為的ミスを減少させるために
手術室のようなハイリスクな環境(例えば、原子力制御室および飛行甲板)と同
様なハイリスク環境におけるグラフィックディスプレイの使用に焦点を合わせら
れている。医学的プロセスダイアグラムの成功は、オペレータの認知的なニーズ
の意味論をいかに良好にディスプレイのグラフィックエレメントにマップされる
かという機能であると考えられる。認められているタスク解析方法を用いて、医
師がどのように酸素運搬の生理学的データを解釈して病理学的状態を診断し、続
いて患者に対して適切な調整的措置を取るかを説明するシステムが開発された。
医師が解釈する必要がある多くのデータを作成する努力によって、より情報を提
供する一組のオブジェクトディスプレイが開発された。
Studies in Applied Human Factors focus on the use of graphic displays in high-risk environments similar to high-risk environments such as operating rooms (eg, nuclear control rooms and flight decks) to reduce human error. Have been adjusted. The success of the medical process diagram is believed to be a function of how well the semantics of the operator's cognitive needs are mapped to the graphic elements of the display. Explains how physicians interpret oxygen transport physiological data to diagnose pathological conditions and then take appropriate coordinative measures for patients using accepted task analysis methods A system was developed.
Efforts to create the large amount of data that physicians need to interpret have led to the development of a more informative set of object displays.

【0049】 一組のディスプレイオブジェクトは、1)データの他のデータとの関連性、2
)文脈中でのデータ、3)データの基準枠、4)データに対する情報変更の割合
、および5)事象に関する情報を図示するために開発された。具体的には、シス
テムは酸素運搬の生理学を医師に提示するために開発された。本システムはデー
タ取得ハードウェア、コンピュータ、酸素運搬算出ソフトウェアおよびオブジェ
クトディスプレイソフトウェアを使用する。一実施例では、以下において詳細に
説明するように、オブジェクトディスプレイソフトウェアは酸素運搬算出ソフト
ウェアが提供するデータを使用して酸素運搬の生理学を表わす一組の4つのオブ
ジェクトを構築する。
A set of display objects are: 1) the association of data with other data, 2
) Developed to illustrate data in context, 3) frames of reference for data, 4) rate of information change to data, and 5) information about events. Specifically, the system was developed to present physicians with the physiology of oxygen delivery. The system uses data acquisition hardware, a computer, oxygen transport calculation software and object display software. In one embodiment, the object display software uses the data provided by the oxygen delivery calculation software to build a set of four objects representing the physiology of oxygen delivery, as described in detail below.

【0050】 残念なことに、臨界的治療において生理学的データを医師に提示する現行のデ
ィスプレイシステムは、そのデータを解釈するために医師に対して多大の認識的
作業を強いている。対称的に、以下に説明する本ディスプレイシステムはビジュ
アルメモリーキューおよび知覚的なダイアグラムを利用して複雑なデータをグラ
フィック式にマップする。次に、これらのデータマップは酸素運搬の生理学を解
釈するために医師が使用するメンタルモデルと一致するようにディスプレイされ
る。本システムは患者からアナログ信号を受信し、その後いくつかの生理学的な
量を算出するので、患者のデータはリアルタイムでディスプレイを駆動させるた
めに用いられる。
Unfortunately, current display systems that present physicians with physiological data in critical care require a great deal of cognitive work on the physician to interpret that data. In contrast, the display system described below utilizes visual memory cues and perceptual diagrams to graphically map complex data. These data maps are then displayed to match the mental model used by physicians to interpret the physiology of oxygen delivery. The patient data is used to drive the display in real time, as the system receives an analog signal from the patient and then calculates some physiological quantities.

【0051】 上記のように、本発明は人工呼吸器、麻酔機械、部分的または全体的な液体換
気システム、心臓力学モニターおよび人工心肺などの様々な医療機器と共にこれ
らと関連させて使用可能である。より一般的には、本発明は手術室や集中治療室
で見られるコンピュータ化された研究室情報システムと併せて使用可能である。
好ましい実施例では、ディスプレイされるパラメータまたは値は1つもしくは2
つ以上の機器により得られ、集中型ディスプレイ(すなわちビデオモニター)に
伝達される。他の実施例では、装置は内蔵型ディスプレイ付き独立型システムと
して作動する。どちらにしても、オペレータが所望のデータの提示を最適化する
ようにディスプレイパラメータを操作できるのが好ましい。オペレータがディス
プレイされたデータに基づき適切な装置を調整できることが理解されるだろう。
As noted above, the present invention can be used in conjunction with various medical devices such as ventilators, anesthesia machines, partial or total fluid ventilation systems, cardiac mechanics monitors and heart-lung machines. . More generally, the present invention can be used in conjunction with computerized laboratory information systems found in operating rooms and intensive care units.
In the preferred embodiment, there are one or two displayed parameters or values.
Obtained by one or more devices and transmitted to a centralized display (ie video monitor). In another embodiment, the device operates as a stand-alone system with a self-contained display. Either way, it is preferable that the operator be able to manipulate the display parameters to optimize the presentation of the desired data. It will be appreciated that the operator can adjust the appropriate device based on the displayed data.

【0052】 人工呼吸器に関しては、本ディスプレイは現行使用中のいくつかのシステムと
互換性がある。従量式時間設定人工呼吸器または従圧式時間設定人工呼吸器のい
ずれかが適切である。先に示唆されたように、これらのような従来の人工呼吸器
は、本発明と伝統的なガス換気器または部分液体換気器と併せて使用可能である
。同様に、本発明は様々な市販されている心肺バイパス機器または血中酸素およ
びヘモグロビンモニタリング装置(すなわち、肺カテーテル、EKG)と併せて使
用可能である。他の好ましい実施例では、本発明のディスプレイは市販の統合麻
酔送達およびモニタリング装置で駆動される。さらに他の実施例では、先行例と
してここに記載するWO 97/19719に記載されているシステムのような閉鎖回路液
体換気システムと併せて使用することができる。選択された医学的システムのタ
イプにかかわらず、当業者は本発明が関連するパラメータの直観的なディスプレ
イを可能にすることを理解するであろう。上記事項により証明されたように、本
発明のディスプレイはいくつかの種類の医療機器と互換性がある。しかしながら
、説明することが目的であるため、以下の討議では新規のリアルタイム酸素化ア
ナライザーと併せて酸素化パラメータのディスプレイを検討する。本発明に関す
る以下の本発明の記載では、例示的な実施例のみを開示するゆえに、本発明の範
囲内で他の変更例が考えられることが理解されるべきである。したがって、本発
明は以下に詳細に説明する特定の実施例に限定されるものではない。
With respect to the ventilator, the display is compatible with some systems currently in use. Either a volume-based timed ventilator or a pressure-based timed ventilator is appropriate. As alluded to above, conventional ventilators such as these can be used in conjunction with the present invention and traditional gas or partial liquid ventilators. Similarly, the present invention can be used with various commercially available cardiopulmonary bypass devices or blood oxygen and hemoglobin monitoring devices (ie, lung catheters, EKG). In another preferred embodiment, the display of the present invention is powered by a commercially available integrated anesthetic delivery and monitoring device. In yet another embodiment, it can be used in conjunction with a closed circuit liquid ventilation system, such as the system described in WO 97/19719 described herein as a prior example. Regardless of the type of medical system selected, one of ordinary skill in the art will appreciate that the present invention enables an intuitive display of relevant parameters. As evidenced by the above, the display of the present invention is compatible with several types of medical devices. However, for purposes of explanation, the discussion below considers the display of oxygenation parameters in conjunction with a novel real-time oxygenation analyzer. It is to be understood that in the following description of the invention relating to the invention, other modifications are conceivable within the scope of the invention, since only exemplary embodiments are disclosed. Therefore, the present invention is not limited to the particular embodiments described in detail below.

【0053】 I.ハードウェアシステム 図1は、酸素化パラメータの測定を対象となる本発明の実施例に従って構成さ
れたシステム10を図示する。一連のプローブ12は、患者14と関連付けられた各種
モニタリングアクティビティに接続されている、例えば心拍数プローブ12aであ
る。これらのプローブは、周知であり、また、一般的にモニタアクティビティを
表すアナログ信号16を発生する。信号16は、データ変換モジュール20の良く知ら
れているA/D装置18を通じてアナログ信号16に対応したデジタル信号を発生する
ために変換される。このデータは、データバス22上で得ることができる。
I. Hardware System FIG. 1 illustrates a system 10 constructed in accordance with an embodiment of the present invention directed to measuring oxygenation parameters. The set of probes 12 is, for example, a heart rate probe 12a, which is connected to various monitoring activities associated with the patient 14. These probes are well known and generally generate an analog signal 16 representative of monitor activity. The signal 16 is converted through a well-known A / D device 18 of the data conversion module 20 to generate a digital signal corresponding to the analog signal 16. This data is available on the data bus 22.

【0054】 処理モジュール24は、患者のアクティビティの使用可能な定量測定値を発生す
るだけでなく目的のディスプレイ、例えば、(1)他のデータに対して特定デー
タを関連付ける;(2)コンテキストでデータを提示する;(3)基準枠にデータ
を関連づける;(4)データの情報の変換速度を測定する;及び/または(5)事
象情報の提示、を送り出し、比較するために、バス22上でデータを処理する。
The processing module 24 not only produces usable quantitative measurements of patient activity, but also associates specific data with a display of interest, eg (1) other data; (2) data in context. On the bus 22 for sending out and comparing (3) associating the data with a reference frame; (4) measuring the conversion rate of the information in the data; and / or (5) presenting the event information. Process the data.

【0055】 モジュール24の一実施例は、故に、プローブ12から入力されたデータを分析お
よび/または定量する複数のデータ処理セクション26を含む。例えば、1セクシ
ョン26aは、データ連鎖でプローブ12aに接続されており、デジタルワードの形式
で心拍数の表示を与えるため、バス22上でデータを処理する。患者の心拍数が変
化すると、デジタルワードが変化する。メモリモジュール28は、モジュール24が
患者の心拍数の記録と電流値を含むように、心拍数アクティビティに対応したデ
ジタルワードのような、選択データを記憶するために使用される。メモリ28はま
た、データを基準枠と比較するデータの公称値や所望の患者の閾値を表す極値の
ような情報も記憶する。ディスプレイドライバセクション30は、セクション26に
接続されており、従って、ディスプレイのコンテキストでの心拍数データをディ
スプレイ32に表示することを指令し、及び/または、メモリ28内でデータを基準
枠と相対させる。
One embodiment of module 24 thus includes a plurality of data processing sections 26 that analyze and / or quantify the data input from probe 12. For example, one section 26a is connected to the probe 12a in a data chain and processes data on bus 22 to provide an indication of heart rate in the form of digital words. As the patient's heart rate changes, the digital word changes. The memory module 28 is used to store selection data, such as a digital word corresponding to heart rate activity, so that the module 24 contains a record of the patient's heart rate and current values. The memory 28 also stores information such as the nominal value of the data that compares the data to a reference window and the extreme value that represents the desired patient threshold. The display driver section 30 is connected to the section 26 and thus directs the display of heart rate data in the context of the display on the display 32 and / or causes the data in memory 28 to be relative to the reference frame. .

【0056】 セクション26からのデータは、また評価モジュール34内で他のデータと比較し
、または記録された閾値と関連付けることができる。例として、プローブ12aに
対応するデータは、モジュール34内でデジタル部のプロセスを通して、プローブ
12bに対して比較されることができる。引き続きドライバ30は、この関連データ
をディスプレイ32上に表示するように指令できる。他の例として、評価モジュー
ル34は、他のデータをメモリ28に記憶されたデータと比較することができる;ま
た、比較が設定閾値を超えた場合には、ディスプレイ32に警告事象を表示するこ
とができる。
The data from section 26 can also be compared to other data within the evaluation module 34 or associated with recorded thresholds. As an example, the data corresponding to the probe 12a is transmitted through the process of the digital section in the module 34 to the probe.
Can be compared against 12b. The driver 30 can then command this related data to be displayed on the display 32. As another example, the evaluation module 34 can compare other data with the data stored in the memory 28; and, if the comparison exceeds a set threshold, display a warning event on the display 32. You can

【0057】 関連技術における当業者は、あるプローブ12が自給式A/D変換能力とデータ操
作を有しても良いことを認識する筈である。さらに、このようなプローブは、公
知技術によって、評価モジュール34とメモリ28に容易に直接接続され得る。
Those skilled in the relevant art should recognize that certain probes 12 may have self-contained A / D conversion capabilities and data manipulation. Moreover, such a probe can be easily connected directly to the evaluation module 34 and the memory 28 by known techniques.

【0058】 システム10は、キーボードのような、ユーザインターフェース36での入力によ
って制御され、そしてディスプレイドライバ30はディスプレイ32上でデータを各
種目的フォーマット40にフォーマットする。したがって、−他のデータと特定デ
ータとの比較のように−評価モジュール34内での選択したプロセスを指令するこ
とによって、そのようなデータは自動的に所望の目的フォーマットでディスプレ
イ32に表示される。本発明による特殊な目的フォーマットは、以下に記載されて
いるごとくである。好ましくは、これらの目的フォーマットは、総合的データプ
ロフィールをオペレータに与えるために、同じディスプレイに同時に表示される
のが好ましい。
The system 10 is controlled by input at a user interface 36, such as a keyboard, and the display driver 30 formats the data on the display 32 into various destination formats 40. Thus, by directing a selected process within the evaluation module 34-like comparison of other data with particular data-such data is automatically displayed on the display 32 in the desired destination format. . The special purpose format according to the present invention is as described below. Preferably, these target formats are preferably displayed simultaneously on the same display to give the operator a comprehensive data profile.

【0059】 図2は、図1のシステム10と共に用いてもよい代表的なコンピュータシステム
155を示す。システム155は、独立型構成またはコンピュータシステムのネットワ
ークの一部として操作することができる。システム155は、患者からデータを収
集して、医師による観察のためディスプレイに処理データを表示する統合システ
ムである。
FIG. 2 is a representative computer system that may be used with the system 10 of FIG.
Shows 155. The system 155 can operate as a stand-alone configuration or as part of a network of computer systems. System 155 is an integrated system that collects data from the patient and displays the processed data on a display for viewing by a physician.

【0060】 コンピュータシステム155は、コンピュータ160において、例えば、Microsoft
Corporationから得られるWindows 95のような操作システム、と連結して実行さ
れる血液−モニタリングソフトウェアを含む。他の実施例は、異なる操作環境ま
たは異なるコンピュータまたはその両方を使用しても良い。
The computer system 155 may be a computer 160, such as Microsoft
Includes blood-monitoring software implemented in conjunction with an operating system such as Windows 95 available from Corporation. Other embodiments may use different operating environments and / or different computers.

【0061】 本発明のほかの実施例においては、コンピュータ160は広域ネットワーク(WAN
)接続を介して、他の医師または病院への接続されることが可能である。他の医
療機関へのWAN接続は、手術中または集中治療室における患者の経過をリアルタ
イムで検討することを可能とする。
In another embodiment of the invention, computer 160 is a wide area network (WAN).
) Through the connection, it is possible to connect to other doctors or hospitals. A WAN connection to other healthcare facilities allows for real-time review of the patient's course during surgery or in the intensive care unit.

【0062】 再度、図2に関し、コンピュータ160の一実施例は、300MHzおよび32メガバイ
ト(Mb)のRAMメモリ(図示せず)で作動されるIntel Pentiumまたは同様のマイ
クロプロセッサを含む。システム155は、プロセッサ170に接続されたハードディ
スクドライブのような、記憶装置165を含む。ハードドライブ165は、ネットワー
ク構成でのオプションである、即ち、ワークステーションはファイルサーバでハ
ードディスクまたは他の記憶装置を使用する。コンピュータ160が独立型構成で
使用されるならば、ハードドライブ165は、100Mbもしくはそれ以上であるのが好
ましい。しかしながら、システムは、コンピュータ機器の特定の型に制限される
ものではない。ここに記載されているディスプレイシステムを作動できるどのよ
うなコンピュータ機器も、本発明の範囲内で機能することが予期されている。
Referring again to FIG. 2, one embodiment of computer 160 includes an Intel Pentium or similar microprocessor operated at 300 MHz and 32 megabytes (Mb) of RAM memory (not shown). System 155 includes storage device 165, such as a hard disk drive connected to processor 170. The hard drive 165 is an option in a network configuration, that is, the workstation uses a hard disk or other storage device with the file server. If computer 160 is used in a stand-alone configuration, hard drive 165 is preferably 100 Mb or greater. However, the system is not limited to a particular type of computing device. Any computer equipment capable of operating the display system described herein is expected to function within the scope of the present invention.

【0063】 コンピュータ160は、コンピュータ周辺装置群と一体に構成されており、シス
テム155のディスプレイ出力を与えるVGA(ビデオグラフィックアレイ)ディスプ
レイ標準、またはよりよくは、カラービデオモニタに接続されている。ディスプ
レイ175は、65,536色で1024×768pixelで作動される17インチモニタでもよい。
IBM ATタイプコンピュータと両立するキーボード180は、コンピュータ160に接続
してもよい。2または3ボタンのマウスのようなポインティング装置185も、コン
ピュータ160に接続してよい。マウスの使用の記載は、別タイプのポインティン
グ装置の使用の排除を意味するものではない。
Computer 160 is integrated with computer peripherals and is connected to a VGA (Video Graphic Array) display standard, or better, a color video monitor that provides the display output of system 155. The display 175 may be a 17 inch monitor operated at 1024 x 768 pixels with 65,536 colors.
A keyboard 180 compatible with an IBM AT type computer may be connected to the computer 160. A pointing device 185, such as a two or three button mouse, may also be connected to the computer 160. The use of mouse is not meant to exclude the use of another type of pointing device.

【0064】 プリンタ190は、ファイル記録用のプリントアウトのように、ハードコピー出
力を出す方法を与えるために接続される。1つの構成において、Colorado Memory
Systemから入手可能なJumbo250Mbカートリッジテープバックアップユニットの
ような、バックアップ装置195を、好ましくはコンピュータ160に接続する。
Printer 190 is connected to provide a way to produce hardcopy output, such as a printout for file recording. In one configuration, Colorado Memory
A backup device 195, preferably a Jumbo 250 Mb cartridge tape backup unit available from System, is preferably connected to the computer 160.

【0065】 独立型構成、即ち、ネットワーク構成のワークステーションのひとつとしての
他の実施例において、システム155は、ラップトップやノートブックコンピュー
タ、例えばAST Researchから入手可能なPremium Executive 386SX/20や様々な販
売業者から入手できるその他のコンピュータのような、ポータブルコンピュータ
を含んでもよい。ポータブルコンピュータ(図示せず)には、コンピュータ160
に関連して記載されたものと同様の構成要素が装備されている。
In another embodiment, as one of the stand-alone or networked workstations, the system 155 may be a laptop or notebook computer, such as the Premium Executive 386SX / 20, available from AST Research, or various. It may also include a portable computer, such as other computers available from commercial vendors. A computer 160 for a portable computer (not shown)
Are equipped with components similar to those described in connection with.

【0066】 プログラムされたコンピュータもまた、完全なまたは部分的な特注回路で実行
することができることが、本技術の当業者よって理解されるだろう。それゆえ、
選ばれた器具一式は、何事においてもそれに制限されるものとして考慮すべきで
はない。
It will be appreciated by those skilled in the art that a programmed computer may also be implemented with full or partial custom circuitry. therefore,
The set of instruments selected should not be considered as limiting in any way.

【0067】 II.ソフトウェア 本発明のソフトウェアの多くの異なる実施方法は、当業界の技術者に理解され
るだろう。例えば、Labview, C++, Basic, Cobol, Fortranまたは Modula-2のよ
うな、プログラミング言語は、本発明の特徴をひとつのソフトウェアパッケージ
に一体化するのに使用できる。本発明のソフトウェアを説明する他の方法は、リ
アルタイムで患者のPvO2を収集し、測定するためにスプレッドシートプログラム
を用いることである。この方法を、以下に詳細に記載する。
II. Software Many different ways of implementing the software of the present invention will be appreciated by those skilled in the art. For example, programming languages such as Labview, C ++, Basic, Cobol, Fortran or Modula-2 can be used to combine the features of the present invention into a single software package. Another way to describe the software of the present invention is to use a spreadsheet program to collect and measure patient PvO 2 in real time. This method is described in detail below.

【0068】 A.血液ガスレベルの測定 上述のように、本発明のシステムと方法は、患者からデータを収集し、リアル
タイムで患者の様々な組織酸素化パラメータを測定する。ソフトウェアはこのプ
ロセスを指示するために用いられる。当業者は所望のパラメータが、多数の言語
のどれかひとつで書かれた様々なソフトウェア構造を用いて得られかつディスプ
レイすることができることを確認するだろう。図3は、開示した方法とシステム
と共に使用することが可能なソフトウェアスキームを図示している。
A. Blood Gas Level Measurements As noted above, the systems and methods of the present invention collect data from a patient and measure various tissue oxygenation parameters of the patient in real time. Software is used to direct this process. Those of ordinary skill in the art will appreciate that the desired parameters can be obtained and displayed using various software structures written in any one of a number of languages. FIG. 3 illustrates a software scheme that can be used with the disclosed method and system.

【0069】 図3に示すように、スタート信号がスタート状態200でユーザによってシステ
ムに発信されると、プロセスが開始される。スタート信号は、データの収集を開
始するためにソフトウェアを起動するマウスコマンドのキーストロークとするこ
とができる。状態200でスタートコマンドを受信した後、動脈圧データは状態202
で患者から収集される。動脈圧データは、周知のように、動脈圧モニタに患者を
つなぐことによって、収集できる。
As shown in FIG. 3, when a start signal is sent to the system by the user in the start state 200, the process is started. The start signal can be a keystroke of a mouse command that activates the software to start collecting data. After receiving the start command in state 200, the arterial pressure data is in state 202
Collected from patients at. Arterial pressure data can be collected by connecting the patient to an arterial pressure monitor, as is well known.

【0070】 ひとたびデータが状態202において患者から収集されると、“範囲内データ”
の判定が判定状態204でなされる。この段階で、ソフトウェアは状態202で収集さ
れたデータを動脈圧値の公知の適切な範囲と比較する。動脈圧データでの適切な
範囲は、例えば、70/40と250/140の間である。
Once the data is collected from the patient in state 202, “in range data”
Is determined in the determination state 204. At this stage, the software compares the data collected in state 202 to a known and suitable range of arterial pressure values. A suitable range for arterial pressure data is, for example, between 70/40 and 250/140.

【0071】 プロセス状態200で収集されたデータが判定状態204でプログラムされた範囲内
でない場合には、または、動脈圧波動が異常である場合には、エラー/例外プロ
セスルーチンが状態206で開始される。状態206のエラープロセスルーチンは、動
脈圧データを再収集するためにソフトウェアをプロセス状態202にループバック
する。この方法においては、誤った動脈データ読み取りは、残りのプログラムに
は通過されない。もし、プロセス状態202で収集されたデータが判定状態204で適
切な範囲にある場合には、ソフトウェアポインタは動脈圧を収集するための指示
を含むプロセス状態208へ移動する。好ましくは、収集したデータは、患者の体
温、動脈血pH、ヘモグロビンレベル、PaO2及びPaCO2を含んでいる。さらに、デ
ータが患者の血液ガスレベル、酸−塩基状態および血液学状態の情報を提供でき
る付属の血液化学モニタによって、生成されるのが好ましい。そのような実施例
では、データは、血液化学モニタからの直列接続を介して、データの流れを受信
することによってコンピュータ内に収集される。あるいは、関連する値は、キー
ボードから手動で入力されたアクセスデータから得られることができる。
If the data collected at process state 200 is not within the range programmed at decision state 204, or if the arterial pressure wave is abnormal, then an error / exception process routine is started at state 206. It The error process routine at state 206 loops the software back to process state 202 to recollect arterial pressure data. In this way erroneous arterial data readings are not passed on to the rest of the program. If the data collected at process state 202 is in the proper range at decision state 204, the software pointer moves to process state 208, which contains instructions for collecting arterial pressure. Preferably, the data collected includes patient temperature, arterial blood pH, hemoglobin levels, PaO 2 and PaCO 2 . Further, the data is preferably generated by an adjunct blood chemistry monitor that can provide information on the patient's blood gas levels, acid-base status and hematology status. In such an embodiment, data is collected in a computer by receiving a stream of data via a series connection from a blood chemistry monitor. Alternatively, the relevant value can be obtained from the access data manually entered from the keyboard.

【0072】 前述のように、血液化学モニタは、患者からの動脈血を連続的にサンプリング
し、各サンプルから患者の血液のいくつかの特性を測定するのが好ましい。プロ
セス状態208で血液化学モニタから採取された各特性に対応するデータは、判定
状態210で範囲内であるか、チェックされる。pHの適切な範囲は、7.15から7.65
である。ヘモグロビンレベルの適切な範囲は、0から16g/dlである。PCO2の適切
な範囲は15mmHgから75mmHgであり、一方PaO2の適切な範囲は、50mmHgから650mmH
gである。
As mentioned above, the blood chemistry monitor preferably continuously samples arterial blood from the patient and measures some characteristics of the patient's blood from each sample. The data corresponding to each characteristic collected from the blood chemistry monitor at process state 208 is checked at decision state 210 for in-range. A suitable range of pH is 7.15 to 7.65
Is. A suitable range of hemoglobin levels is 0 to 16 g / dl. A suitable range for PCO 2 is 15 mmHg to 75 mmHg, while a suitable range for PaO 2 is 50 mmHg to 650 mmHg.
It is g.

【0073】 判定状態210でデータが各々特定変数の適切な範囲内に無い場合、状態212でエ
ラー/例外プロセスルーチンが開始される。状態212でのエラー/例外プロセス
ルーチンは、範囲内にあるかどうか判定するために状態208で収集した変数を個
々に分析する。状態208で収集された選択変数が適切な範囲に無い場合、エラー
/例外プロセスルーチン212は、正確なデータが収集されるように、ソフトウェ
アポインタを状態208にループバックする。判定ボックス210で選択データが範囲
内である場合には、ソフトウェアはその前に状態214で最初に得た動脈圧データ
から心拍出力(CO)とともにCaO2値を得る。
If at decision state 210 the data is not within the proper range for each particular variable, then at state 212 an error / exception process routine is initiated. The error / exception process routine at state 212 individually analyzes the variables collected at state 208 to determine if they are within range. If the selection variables collected in state 208 are not in the proper range, error / exception process routine 212 loops the software pointer back to state 208 so that the correct data is collected. If the selection data in decision box 210 is within range, the software obtains the CaO 2 value along with the cardiac output (CO) from the first arterial pressure data previously obtained in state 214.

【0074】 上記のように、心拍出力は、いくつかの方法によっても動脈圧測定から得られ
る。例えば、TNO BiochemicalのModelflow systemは、動脈圧信号からリアルタ
イムで心拍出力を得ることができる。上述したその他の方法は、心拍出力を測定
するプロセスステップ214でもまた使用される。一旦心拍出力値がプロセスステ
ップ214で測定されると、患者の総酸素運搬量(DO2)がプロセスステップ215で
得られる。前述のように、患者の総酸素運搬量は、心拍出力と動脈血酸素含有量
の積である。このパラメータは、任意に表示され、また、判定状態217によって
示されたように、ソフトウェアがストップコマンドを受信するとプログラムを終
了することができる。しかしながら、判定状態217で、データ収集を停止するた
めに、ソフトウェアがキーボードまたはマウス入力を受信しない場合には、ポイ
ンタは、さらにパラメータを得るためにプロセス状態216へプログラムを指示す
る。特に、プロセス状態216は、患者のVO2の測定または入力に関連している。
As mentioned above, cardiac output can also be obtained from arterial pressure measurements by several methods. For example, TNO Biochemical's Model flow system can obtain a heartbeat output in real time from an arterial pressure signal. The other methods described above are also used in process step 214 of measuring heart rate output. Once the cardiac output value is measured in process step 214, the patient's total oxygen delivery (DO 2 ) is obtained in process step 215. As mentioned above, the patient's total oxygen delivery is the product of heart rate output and arterial oxygen content. This parameter is optionally displayed and can terminate the program when the software receives a stop command, as indicated by the decision state 217. However, at decision state 217, if the software does not receive keyboard or mouse input to stop data collection, the pointer directs the program to process state 216 for further parameters. In particular, process state 216 is associated with measuring or inputting VO 2 for a patient.

【0075】 患者のVO2は、適切な換気器を患者に取り付けることによって測定する方法や
上述のPhysioflexのようなシステムを通して酸素摂取量の計測またはSensormedi
cs and Puritan Bennettにより製造されるシステムのような、多数の他の装置を
用いて計算することができる。酸素吸気量および呼気量の測定によって、換気器
は、患者によって吸収された総酸素量を計算するために使用することもできる。
プロセスステップ216で患者のVO2値が測定された後で、これらの変数を状態218
でFickの式に適用してリアルタイムCVO2を得る。Fickの式は上記してある。
Patient VO 2 is measured by attaching a suitable ventilator to the patient or measuring oxygen uptake through a system such as the Physioflex described above or Sensormedi.
It can be calculated using numerous other devices, such as the system manufactured by cs and Puritan Bennett. By measuring oxygen inspiration and expiration, the ventilator can also be used to calculate the total amount of oxygen absorbed by the patient.
After the patient's VO 2 value is measured in process step 216, these variables are
Apply to Fick's formula to get real-time CVO 2 . Fick's formula is given above.

【0076】 一旦CvO2がわかると、混合静脈血オキシヘモグロビン飽和度(SvO2)と混合静
脈血酸素張力(PvO2)が、状態220で得られる。先に説明したように、混合静脈
血pHとPCO2の値は、オキシヘモグロビン解離曲線の位置を限定するためのKelma
nの式において他の変数と共に使用される動脈血のpHとPaCO2に夫々に関連する
定数(しかし変更可能)を持つものと推測される。他の方法として、これらの値
の計算にアルゴリズムが得られる。Hb濃度を知っていれば、PvO2が得られ、そし
てそれからFickの式で判定されたCvO2に等しい総CvO2(Hb、血漿およびPFCから
の寄与を含む)を得られる。CvO2値がFickの式に“合わない”場合には、他のPv
O2値を選択する。このプロセスは、Fickの式の均衡が取れ、真のPvO2がわかるま
で繰り返される。
Once CvO 2 is known, mixed venous oxyhemoglobin saturation (SvO 2 ) and mixed venous oxygen tension (PvO 2 ) are obtained at state 220. As explained above, the mixed venous blood pH and PCO 2 values were used to define the location of the oxyhemoglobin dissociation curve in Kelma.
It is assumed to have constants (but variable) associated with arterial blood pH and PaCO 2 , respectively, which are used in conjunction with other variables in the n equation. Alternatively, an algorithm is available to calculate these values. Knowing the Hb concentration gives PvO 2 and then a total CvO 2 (including contributions from Hb, plasma and PFC) equal to CvO 2 determined by Fick's equation. If the CvO 2 value “does not fit” Fick's formula, then another Pv
Select the O 2 value. This process is repeated until Fick's equation is balanced and the true PvO 2 is known.

【0077】 当業者は、同じ式とアルゴリズムを混合静脈血オキシヘモグロビン飽和度SvO2 を得るために、また任意に表示するために、使用することができることを認識す
るであろう。即ち、SvO2がPvO2に密接に関連し、また従来技術を用いて酸素−ヘ
モグロビン解離曲線から簡単に得ることができるということである。このことは
、さらにPvO2同様にSvO2は、臨床医が希望する場合には、患者の酸素化状態をモ
ニタするために、また介入トリガとして、使用することができることがさたに認
識されるだろう。上述のように、混合静脈血オキシヘモグロビン飽和度は、この
容量で単独に、または、より好ましくは、他の得られたパラメータと合わせて使
用することができる。
Those skilled in the art will recognize that the same formulas and algorithms can be used to obtain and optionally display mixed venous blood oxyhemoglobin saturation SvO 2 . That is, SvO 2 is closely related to PvO 2 and can be easily obtained from the oxygen-hemoglobin dissociation curve using conventional techniques. It is further appreciated that SvO 2 as well as PvO 2 can be used to monitor patient oxygenation status and as an intervention trigger, if desired by the clinician. right. As mentioned above, the mixed venous blood oxyhemoglobin saturation can be used alone in this volume or, more preferably, in combination with other derived parameters.

【0078】 PvO2、SvO2または両方に値を得た後で、その値または両方の値を、ステップ22
2でコンピュータ上に表示することができる。ソフトウェアが状態224でデータ収
集を停止するためのキーボードまたはマウスインプットを受信ない場合には、ポ
インタは、プログラムをプロセス状態202にループバックして、再び動脈圧デー
タの収集を開始する。この方法によってリアルタイムデータループは継続するの
で、患者の混合静脈血酸素張力(PvO2)または飽和度(SvO2)が状態222で定期
的に更新され、コンピュータ上に表示される。ソフトウェアが判定状態224でキ
ーボードまたはマウスインプットからの停止コマンドを受信した場合には、その
後終了ルーチン228が開始される。
After obtaining a value for PvO 2 , SvO 2 or both, that value or both values are set in step 22
2 can be displayed on the computer. If the software does not receive a keyboard or mouse input to stop data collection at state 224, the pointer loops the program back to process state 202 and begins collecting arterial pressure data again. The method continues the real-time data loop so that the patient's mixed venous oxygen tension (PvO 2 ) or saturation (SvO 2 ) is periodically updated in state 222 and displayed on the computer. If the software receives a stop command from keyboard or mouse input in decision state 224, then the termination routine 228 is initiated.

【0079】 B.酸素運搬値の計算 以下のシステムは、患者から情報を収集し、PvO2、SvO2、そしてDO2を含む所
望のパラメータを表示するために、大型Microsoft EXCEL(登録商標)スプレッ
ドシートを利用している。心臓血管と酸素化変数のリアルタイム入力を受信する
前に、多数の酸素化定数がシステムに入力される。これらの定数は、好ましくは
、患者の推定血液量、血漿中の酸素溶解度及び飽和オキシヘモグロビン1g中の酸
素含有量を含む。その際、酸素化定数をコンピュータのメモリに記憶して、後で
計算するのに使用する。
B. Oxygen Delivery Value Calculations The following system collects information from patients and displays a large Microsoft EXCEL® spread to display the desired parameters including PvO 2 , SvO 2 , and DO 2. I am using a sheet. A number of oxygenation constants are entered into the system prior to receiving real-time input of cardiovascular and oxygenation variables. These constants preferably include the patient's estimated blood volume, oxygen solubility in plasma and oxygen content in 1 g of saturated oxyhemoglobin. The oxygenation constant is then stored in computer memory and used for later calculations.

【0080】 表1は患者のデータを収集し、また所望の酸素化パラメータの値を得るMicroso
ft EXCEL(登録商標)スプレッドシートの一部からのコマンドを示す。プログラ
ムは、ソフトウェア全体に亘って使用される各種酸素化定数にネームを割り当て
ることによって、初期化される。ここに示す実施例では、血液量(BV)、パーフ
ルオロカーボンエマルジョンの酸素溶解度(O2SOL)、いずれかのパーフルオロ
カーボンエマルジョンの比重(SGPFOB)、パーフルオロカーボンエマルジョン中
の血管内半減期(HL)、パーフルオロカーボンエマルジョンの重量/体積(CONC)、
海面での気圧(BARO)、酸素ml/飽和ヘモグロビンg(HbO)、及び酸素ml/100ml血
漿/100mm水銀(PIO)に対応する酸素化定数がすべて入力される。パーフルオロカ
ーボン代用血液が患者に投与される場合には、パーフルオロカーボンに関連する
定数が入力される。
Table 1 collects patient data and also obtains values for desired oxygenation parameters from Microso
ft EXCEL® Shows commands from a portion of the spreadsheet. The program is initialized by assigning names to various oxygenation constants used throughout the software. In the examples shown here, blood volume (BV), oxygen solubility of perfluorocarbon emulsion (O2SOL), specific gravity of any perfluorocarbon emulsion (SGPFOB), intravascular half-life (HL) in perfluorocarbon emulsion, perfluorocarbon Emulsion weight / volume (CONC),
The oxygenation constants corresponding to barometric pressure (BARO) at sea level, ml oxygen / g hemoglobin g (HbO), and ml oxygen / 100 ml plasma / 100 mm mercury (PIO) are all entered. When a perfluorocarbon blood substitute is administered to the patient, the perfluorocarbon related constants are entered.

【0081】 酸素化定数のサブセットの、Kelman定数用の開始値の一例もまた表1に示され
る。これらの開始値は、患者の混合静脈血酸素化状態、または、混合静脈血オキ
シヘモグロビン飽和度といった他の所望パラメータを得るため後で行う計算に用
いられる。その他の酸素化定数のようにKelman 定数もまた表1に示すようにネー
ムを割り当てられる。
An example of starting values for a Kelman constant for a subset of oxygenation constants is also shown in Table 1. These starting values are used in subsequent calculations to obtain the patient's mixed venous oxygenation status or other desired parameter such as mixed venous blood oxyhemoglobin saturation. The Kelman constants, like the other oxygenation constants, are also assigned names as shown in Table 1.

【0082】[0082]

【表1】 表1 ┌──────────────────────┬───────────┐ │仮定スタート時の値: │ │ ├───────────┤ │血液容量(ml/kg) ・ BV │70 │ │PFB中のO2溶解度(ml/dl@37℃)−O2SOL │52.7 │ │PFDBの比重−SGPFOB │1.92 │ │オキシジェント HTの血管内半減期(時間)−HL │=オキシジェントの1/2寿命 │PFOBエマルジョンの重量/体積 /100−CONC │0.6 │ │気圧@海面−BARO │760 │ │ml O2毎g飽和Hb−HbO │1.34 │ │ml O2毎100ml血漿毎100mmHg飽和Hb−HlO │0.3 │ ├──────────────────────┼───────────┤ │ ├───────────┤ └──────────────────────┴───────────┘ KELMAN 定数: スタート時の値: ┌───────────┐ Ka1 │=-8.5322289*1000 │ Ka2 │=2.121401*1000 │ Ka3 │=-6.7073989*10 │ Ka4 │=9.3596087*100000 │ Ka5 │=-3.1346258*10000 │ Ka6 │=2.3961674*1000 │ Ka7 │-67.104406 │ └───────────┘ Kelman定数を含む酸素化定数の後で、ネームを割り当て、動脈圧直線および血
液化学モニタからのリアルタイム入力は初期化され、データ供給を始める。表2
に示すように、この実施例に記載したシステムは、動脈血オキシヘモグロビン飽
和度パーセンテージ(SaO2)に関連するデータを誘導する、あるいは受け取る。特
に、飽和度パーセンテージは、酸素張力(PaO2)、pH(pHa)、二酸化炭素張力(PaCO 2 )、及び体温(TEMP)の動脈血データから得られる。臨床医が所望すれば、本発明
は、患者の組織酸素化状態のモニタリングに用いるために、SvO2値 (計算したPv
O2、pHv、PvCO2および体温から得た値) のリアルタイム表示を提供する。前述の
通り、PvCO2とpHvの値は、固定量によって、アルゴリズムによって夫々決定され
たPaCO2とpHaの値に関連している。心拍出力(CO)もまたVO2であるように入力さ
れる。図4は、この手順と結果のデータを表す略図を提供する。
[Table 1]                                 table 1 ┌──────────────────────┬───────────┐ │Assumption                                        │Starting value:      │ │ ├───────────┤ │Blood volume (ml / kg) ・ BV │70 │ │ O in PFB2Solubility (ml / dl @ 37 ℃) −O2SOL │52.7 │ │ Specific gravity of PFDB − SGPFOB │ 1.92 │ │Intravascular half-life (hours) of Oxygent HT −HL │ = 1/2 life of Oxygent │PFOB emulsion weight / volume / 100-CONC │0.6 │ │ Barometric pressure @ Sea level − BARO │ 760 │ │ ml O2Per g saturated Hb-HbO │1.34 │ │ ml O2Every 100 ml Plasma 100 mm Hg Saturated Hb-HlO │ 0.3 │ ├──────────────────────┼───────────┤ │ ├───────────┤ └──────────────────────┴───────────┘ KELMAN constant:                                 Starting value:                                               ┌───────────┐  Ka1 │ = -8.5322289 * 1000 │  Ka2 │ = 2.121401 * 1000 │  Ka3 │ = -6.7073989 * 10 │  Ka4 │ = 9.3596087 * 100000 │  Ka5 │ = -3.1346258 * 10000 │  Ka6 │ = 2.3961674 * 1000 │  Ka7 │-67.104406 │                                               └───────────┘   After the oxygenation constants, including Kelman's constant, assign a name, arterial pressure line and blood
The real-time input from the liquid chemistry monitor is initialized and begins supplying data. Table 2
The system described in this example, as shown in FIG.
Sum percentage (SaO2) Induces or receives data related to Special
In addition, the saturation percentage is the oxygen tension (PaO2), PH (pHa), carbon dioxide tension (PaCO 2 ), And body temperature (TEMP) arterial blood data. The invention, if desired by the clinician
SvO for use in monitoring tissue oxygenation status in patients.2Value (calculated Pv
O2, PHv, PvCO2And a real-time display of values obtained from body temperature). The above
Street, PvCO2The values of pH and pHv are determined by the algorithm, respectively, by a fixed amount.
PaCO2And is related to the value of pHa. Heart rate output (CO) is also VO2Entered to be
Be done. FIG. 4 provides a schematic representation of this procedure and the resulting data.

【0083】 Hb濃度、動脈血ガスおよび酸/塩基パラメータがプログラムに入れられると(
自動でまたは手動で)、Hbを含有する赤血球と血漿相の両方のO2供給および消費
変数を測定することが可能である。PFC(代用血液の場合)に関する変数、また
はHbベースの酸素担体に関連する変数の測定も可能である。
Once Hb concentration, arterial blood gas and acid / base parameters were entered into the program (
It is possible to measure the O 2 supply and consumption variables of both Hb-containing red blood cells and the plasma phase (automatically or manually). It is also possible to measure variables related to PFC (in the case of blood substitutes) or related to Hb-based oxygen carriers.

【0084】 再度図4に関して、CaO2の計算に有用な数値は、Hb濃度、動脈血酸素張力(PaO 2 )、動脈血二酸化炭素張力(PaCO2)、動脈血pH(pHa)および体温に関係する。酸素
−ヘモグロビン解離曲線の位置は、酸素化定数としてプログラムに入力されるKe
lmanの式を用いて計算される。これらの計算は、ここに先行例として記載して組
込んであるSeveringhaus(J. Appl. Physiol. 1966, 21:11088-1116)によって提
案された親曲線と見分けがつかない、O2張力の生理学的範囲に亘る曲線を生じる
。図4に概略図で示すように、Fickの式を満たすようにHb、血漿、フルオロカー
ボン中の必要な混合静脈血酸素含有量を結果としてもたらす、PvO2 (SvO2を経て
)を計算するために反復法を使用することができる。
[0084]   Again referring to Figure 4, CaO2Useful values for calculating Hb concentration, arterial oxygen tension (PaO 2 ), Arterial blood carbon dioxide tension (PaCO2), Arterial blood pH (pHa) and body temperature. oxygen
-The position of the hemoglobin dissociation curve is the Ke entered in the program as the oxygenation constant.
It is calculated using the lman formula. These calculations are described here as a precedent
Comprehensive Severinghaus (J. Appl. Physiol. 1966, 21: 11088-1116)
Indistinguishable from the proposed parent curve, O2Produces a curve that spans the physiological range of tension
. As shown in the schematic diagram in Fig. 4, Hb, plasma, and fluorocarbon must meet Fick's equation.
PvO, resulting in the required mixed venous oxygen content in Bonn2 (SvO2Through
Iterative methods can be used to calculate).

【0085】[0085]

【表2】 [Table 2]

【0086】[0086]

【表3】 [Table 3]

【0087】[0087]

【表4】 供給された数値に基づいて、表2に示すように、プログラムはリアルタイムでP
vO2やSvO2のような酸素化パラメータを計算する。これらの値は、次に、知覚的
ダイアグラムを生成るために以下に記載されたディスプレイシステムに送り込ま
れる。これらのダイアグラムは、例えば、患者に輸血をしたり、または患者の臨
床上の管理を変更する時期を決定するために医師によって使用される。表示され
た値は、ヘモグロビンまたは完全フッ素化化学薬品を施与する、輸血の生理学的
効果をモニタするために使用することもできる。
[Table 4] Based on the numbers supplied, the program can
Calculate oxygenation parameters like vO 2 and SvO 2 . These values are then fed into the display system described below to generate the perceptual diagram. These diagrams are used by physicians, for example, to determine when to transfuse a patient or to change clinical management of a patient. The displayed values can also be used to monitor the physiological effects of blood transfusions that deliver hemoglobin or perfluorinated chemicals.

【0088】 表3及び表4は、本発明によって提供される実用性と適用性を論証する追加の
情報である。特に、表3はここに開示した方法を用いて計算された各種酸素化値
を提供し、表4は最適な患者治療において有用である酸素消費および酸素送達の
指標を提供している。
Tables 3 and 4 are additional information demonstrating the utility and applicability provided by the present invention. In particular, Table 3 provides various oxygenation values calculated using the methods disclosed herein and Table 4 provides indicators of oxygen consumption and oxygen delivery that are useful in optimal patient treatment.

【0089】 表3を詳細に検討すると、本発明のシステムが混合酸素運搬システムにおいて
異なる構成要素の個々の酸素含有量を与えるために用いることができることを示
している。特に、表3は、ヘモグロビン、血漿及びフッ素化薬品をそれぞれ計算
する動脈血または静脈血の酸素含有量を与えるため計算を提供する。このような
値は、外科的な手順と結びついたフッ素化薬品エマルジョン代用血液を静脈に輸
血するときに特に有用であろう。
A closer examination of Table 3 shows that the system of the present invention can be used to provide the individual oxygen content of different components in a mixed oxygen delivery system. In particular, Table 3 provides calculations to give the oxygen content of arterial blood or venous blood which calculates hemoglobin, plasma and fluorinated drugs respectively. Such values may be particularly useful when intravenously transfusing a fluorinated drug emulsion blood substitute associated with a surgical procedure.

【0090】 表4は、酸素消費および送達に係るリアルタイム情報を提供するために本発明
が用いられてもよいことを図示している。上述のように、HbまたはHct測定は、
組織酸素化の適当な反映ではない。これは、使用される組織への総酸素運搬量(
DO2)に関する情報を提供せずに、潜在的な動脈血O2含有量(CaO2)を示すだけ
だからである。しかしながら、表4に示されるように、本発明はCaO2および心拍
出力(CO)に基づいて酸素運搬情報をオンラインで提供することでこの問題を解
決している。
Table 4 illustrates that the present invention may be used to provide real-time information on oxygen consumption and delivery. As mentioned above, Hb or Hct measurements are
Not a proper reflection of tissue oxygenation. This is the total oxygen delivery to the tissues used (
It does not provide information on DO 2 ) but only indicates the potential arterial O 2 content (CaO 2 ). However, as shown in Table 4, the present invention solves this problem by providing oxygen delivery information online based on CaO 2 and cardiac output (CO).

【0091】 現在、心拍出力は熱希釈を用いて計算され、CaO2は動脈血オキシヘモグロビン
飽和度(SaO2)及びヘモグロビンレベルを計算し、これらの値を次の式に挿入す
ることよって、計算されている。:CaO2=([Hb]×1.34×SaO2)+(PaO2×0.003)、
ここで、[Hb]=ヘモグロビン濃度(g/dl単位);1.34=完全飽和ヘモグロビン1g
中の酸素運搬量;PaO2=動脈圧;および0.003は血漿による酸素運搬量(毎デシ
リットル毎酸素圧mmHg)とする。
Currently, heart rate output is calculated using thermodilution and CaO 2 is calculated by calculating arterial blood oxyhemoglobin saturation (SaO 2 ) and hemoglobin levels and inserting these values into the following equation: ing. : CaO 2 = ([Hb] × 1.34 × SaO 2 ) + (PaO 2 × 0.003),
Here, [Hb] = hemoglobin concentration (g / dl unit); 1.34 = 1 g of fully saturated hemoglobin
Oxygen delivery in the medium; PaO 2 = arterial pressure; and 0.003 is the oxygen delivery by plasma (per deciliter per oxygen pressure mmHg).

【0092】 本発明は、酸素ヘモグロビン解離曲線の位置を与えるKelmanの式と連続心拍出
力アルゴリズムとを組み合わせる。体温、ヘモグロビンおよび静脈血ガスのオン
ライン及びオフライン入力を用いて、本発明は、連続的な基準でDO2を傾向付け
ることができる。DO2を測定するために使用されるファクタは、それらの積とと
もに表示される;このように、DO2の減少による病因(不充分な心拍出力、貧血
症、または低酸素症)は、医師にたやすく明らかであり、適切な介入についての
決定が迅速に行うことができ、またその処置の結果は明白かつ容易に追随してく
る。
The present invention combines the continuous heart rate output algorithm with the Kelman equation that gives the position of the oxygen hemoglobin dissociation curve. With on-line and off-line inputs of body temperature, hemoglobin and venous blood gas, the present invention can trend DO 2 on a continuous basis. The factors used to measure DO 2 are displayed along with their product; thus, the etiology of decreased DO 2 (insufficient cardiac output, anemia, or hypoxia) is It is readily apparent, the decision on the appropriate intervention can be made quickly, and the outcome of the procedure is clear and easy to follow.

【0093】 より詳細には、発明の好ましい実施例は、リアルタイムでDO2、動脈血ガス、
ヘモグロビン濃度およびCO(また、BP、心拍数、全身血管抵抗、速度圧力積およ
び心臓の仕事量のような、既に論じられた他の血流力学データ)を提供し、表示
するために使用することができる。表3に示すように、この実施例は、また、Hb
、血漿およびPFC(循環中の場合には)のDO2への寄与の個々の読み出しを与える
ことができる。すなわち、各成分の酸素寄与がいくつかの治療上の食餌療法の間
中、正確にモニタされ調整されることができる。このようなデータは、患者の酸
素化に関して安全なクッションを提供するためにORおよびICUの両方で特に有用
であろう。
More specifically, the preferred embodiment of the invention provides for real-time DO 2 , arterial blood gas,
Using to provide and display hemoglobin concentration and CO (also other hemodynamic data already discussed such as BP, heart rate, systemic vascular resistance, velocity pressure product and heart work) You can As shown in Table 3, this example also shows that Hb
, Can give individual readouts of the contribution of plasma and PFC (if in circulation) to DO 2 . That is, the oxygen contribution of each component can be accurately monitored and adjusted throughout some therapeutic diet. Such data would be particularly useful in both OR and ICU to provide a safe cushion for patient oxygenation.

【0094】 ICUにおいて特定の患者のためにDO2を最大にする重要性は、最近の研究によっ
て強調されている。本発明は、またそのような介入が示され、また要求される成
果を成し遂げるために必要なデータを提供する時を決定するために使用されるこ
とができる。一旦DO2がわかると、特定の(また動脈血の)PvO2の根拠となり得
る最大O2消費量(VO2)を計算することができる。上述のように、この値は、送
達可能な酸素量(dDO2)と称することができる。例えば、健康な25歳の患者
のためには36mmHgのPvO2が選択されるが、広範囲に及ぶ動脈硬化症または冠動脈
粥腫の徴候または心筋虚血を伴った年老いた患者のためには42mmHgまたはそれ以
上のPvO2が必要とされるだろう。麻酔下での酸素消費量は変動するが、ほとんど
の場合1.5から2.5ml/kg/minの範囲にある。選択したPvO2において支持可能なVO2 が、この範囲をかなり上回っていたならば、すべて健康であり、必要とされる介
入はないであろう。正常なVO2の範囲に送達可能なVO2が近付くほど、介入がより
迅速に考慮される。
The importance of maximizing DO 2 for a particular patient in the ICU has been highlighted by recent studies. The present invention can also be used to determine when such interventions are indicated and provide the necessary data to achieve the desired outcome. Once DO 2 is known, the maximum O 2 consumption (VO 2 ) that can be the basis for a particular (and also arterial blood) PvO 2 can be calculated. As mentioned above, this value can be referred to as the deliverable oxygen amount (dDO 2 ). For example, 36 mmHg of PvO 2 is selected for a healthy 25-year-old patient, but 42 mmHg or More PvO 2 will be needed. Oxygen consumption varies under anesthesia, but in most cases it is in the range of 1.5 to 2.5 ml / kg / min. If the VO 2 sustainable in the chosen PvO 2 was well above this range, then everything would be healthy and no intervention would be needed. The more deliverable VO 2 approaches to a range of normal VO 2, intervention is more quickly taken into account.

【0095】 この関係は、送達可能な酸素量(dDO2)対酸素消費量(VO2)に基づいたただ
一つの値を与えるために使用される。上述のように、dDO2は、組織に運搬される
酸素の量であり、静脈血酸素分圧(PvO2)の前に届けることができ、組織酸素化
張力は定義されたレベル以下に下がる。このように、PvO2値が40(この数字は、
患者の一般的な医学状態に応じて変化する)以下に下がらないように所望するな
らば、DO2(及びdDO2)は、充分なレベルに保持しなければならない。
This relationship is used to give a single value based on deliverable oxygen (dDO 2 ) versus oxygen consumption (VO 2 ). As mentioned above, dDO 2 is the amount of oxygen delivered to the tissue, which can be delivered before the venous oxygen partial pressure (PvO 2 ) and the tissue oxygenation tension drops below a defined level. Thus, the PvO 2 value is 40 (this number is
DO 2 (and dDO 2 ) should be kept at sufficient levels if desired not to drop below (depending on the general medical condition of the patient).

【0096】 選択したPvO2のための供給/需要比(dDO2/ VO2)は、施与された酸素量が所
望酸素化状態を保持するために十分であることを示すたった1つの値を与えるた
めに使用されることができる。例えば、40のPvO2を保持するために要求されたdD
O2は、例えば、300ml/minそして実測(VO2)が200ml/minであるとすると、それ
から患者は必要とする充分な酸素を供給される事がわかる。即ち、供給/需要比
は300ml/min/200ml/min即ち1.5。供給/需要比が1だと、PvO2(または他の特
定のパラメータ、例えばSvO2)が選択したトリガ値(ここでは40mmHg)にあるこ
とを意味している。逆に、dDO2(送達可能な酸素量)が200ml/minで、VO2(酸素
消費量)が300ml/minの場合には、比は0.66となり、患者は充分な酸素を得るこ
とができない(即ち、PvO2は40以下となる)。この比を連続してモニタリングし
、またディスプレイすることで、臨床医は1に近付く値を観察し、また適切に介
入することができるだろう。
The supply / demand ratio (dDO 2 / VO 2 ) for the selected PvO 2 has only one value indicating that the amount of oxygen applied is sufficient to maintain the desired oxygenation state. Can be used to give. For example, the dD required to hold 40 PvO 2
Assuming that O 2 is 300 ml / min and the actual measurement (VO 2 ) is 200 ml / min, it can be seen that the patient is supplied with sufficient oxygen required. That is, the supply / demand ratio is 300 ml / min / 200 ml / min or 1.5. A supply / demand ratio of 1 means that PvO 2 (or other particular parameter, eg SvO 2 ) is at the selected trigger value (here 40 mmHg). Conversely, when dDO 2 (deliverable oxygen amount) is 200 ml / min and VO 2 (oxygen consumption amount) is 300 ml / min, the ratio is 0.66, and the patient cannot obtain sufficient oxygen ( That is, PvO 2 is 40 or less). By continuously monitoring and displaying this ratio, the clinician will be able to observe values approaching 1 and intervene appropriately.

【0097】 III. 生理学的数値に関するオブジェクトのディスプレイ 上述のように、図2のコンピュータシステム155は、上記計算値に関する医療
プロセスダイアグラムのディスプレイ用のソフトウェアとシステムを含む。
III. Display of Objects for Physiological Numerical Values As mentioned above, the computer system 155 of FIG. 2 includes software and system for displaying a medical process diagram for the calculated values.

【0098】 ディスプレイシステムは、酸素運搬値を収集し、医師に提示されたディスプレ
イオブジェクトを造り出す。いくつかのデータは患者のモニタから生のアナログ
またはデジタルデータを読み取って導かれるが、表1・4に示したように、多数の
数値は計算したデータから読み取られることができる。
The display system collects oxygen delivery values and creates a display object that is presented to the physician. Some data are derived from reading raw analog or digital data from the patient's monitor, but many numbers can be read from the calculated data, as shown in Tables 1-4.

【0099】 システムは、毎秒200回でデータをサンプリングし、2秒ごとにディスプレイ
を更新する。しかしながら、システムは、医師に最新のデータを提示するために
、より早いサンプリングとディスプレイ更新が可能である。
The system samples the data 200 times per second and updates the display every 2 seconds. However, the system allows for faster sampling and display updates to present the doctor with the latest data.

【0100】 上記のように、知覚的なダイアグラムは、身体の生理学的プロセスを表す一連
のデータオブジェクトを構成する。これらのデータオブジェクトの例は、赤血球
オブジェクト、心臓ポンプオブジェクト、血管抵抗オブジェクト、肺胞−動脈血
オブジェクト、酸−塩基オブジェクト、及び代謝オブジェクトを含む。これらの
オブジェクトは、以下に記載するように、患者の酸素運搬システムの生理学的ダ
イアグラムを提供するために単独でまたは共にディスプレイされる。
As mentioned above, the perceptual diagram constitutes a series of data objects that represent the physiological processes of the body. Examples of these data objects include red blood cell objects, heart pump objects, vascular resistance objects, alveolar-arterial blood objects, acid-base objects, and metabolic objects. These objects are displayed alone or together to provide a physiological diagram of the patient's oxygen delivery system, as described below.

【0101】 C.赤血球オブジェクト このグラフィカルディスプレイオブジェクトは、(ヘモグロビンとしての)赤
血球の量、(酸素飽和度パーセントとしての)赤血球の酸素積載、及び(容認さ
れた式を用いての)酸素含有量に対する情報を含む。円の大きさは、ヘモグロビ
ンと相関する。下から黒く塗られた円の部分は、酸素飽和度と相関する。ヘモグ
ロビンと酸素飽和度の積は左の酸素含有量(CaO2)ポインタと相関する。 詳細には、図5は、赤血球オブジェクト300は、患者の血液中のヘモグロビン量
、赤血球に積載される酸素量、血液粘度の温度影響、及び血液の酸素含有量に関
する情報をディスプレイする。ある状況において、この関係は、次の式によって
定義される:動脈血酸素含有量=(動脈血酸素飽和度)×(ヘモグロビン)×1.
34。図5において、動脈血飽和度は、“SaO2”と分類され、ヘモグロビンは”HB
”として分類され、また動脈血酸素含有量は“CaO2”として分類されている。
C. Red Blood Cell Object This graphical display object contains information on the amount of red blood cells (as hemoglobin), the oxygen loading of red blood cells (as percent oxygen saturation), and the oxygen content (using the accepted formula). The size of the circle correlates with hemoglobin. The black circles from the bottom correlate with oxygen saturation. The product of hemoglobin and oxygen saturation correlates with the oxygen content (CaO 2 ) pointer on the left. Specifically, in FIG. 5, the red blood cell object 300 displays information regarding the amount of hemoglobin in the patient's blood, the amount of oxygen loaded on the red blood cells, the temperature effect of blood viscosity, and the oxygen content of blood. In some circumstances, this relationship is defined by the following formula: arterial oxygen content = (arterial oxygen saturation) × (hemoglobin) × 1.
34. In FIG. 5, the arterial blood saturation is classified as “SaO 2 ” and the hemoglobin is “HB”.
", And the arterial oxygen content is classified as" CaO 2. "

【0102】 これらの赤血球に関連する値は、次に、(例えば、図1のコンピュータディス
プレイ32)知覚的ダイアグラムに、一組の非同心円セット310a,310bの形に変換
される。図5に示されるように、赤血球オブジェクト300の動脈血部314及び静脈
血部316がある。動脈血部314では、患者のCaO2値は、菱形320によって示され、Y
軸にマッピングされる。患者のヘモグロビンレベル、血液全体の中の赤血球の容
量パーセントは、X軸にマッピングされる。静脈血部316では、患者のCvO2は、菱
形330によって示され、Y軸にマッピングされる。ヘモグロビンレベルは、X軸に
マッピングされる。
These red blood cell related values are then converted into a set of non-concentric circle sets 310a, 310b in a perceptual diagram (eg, computer display 32 of FIG. 1). As shown in FIG. 5, there are arterial blood portion 314 and venous blood portion 316 of red blood cell object 300. In arterial part 314, the patient's CaO 2 value is indicated by diamond 320, Y
Maps to the axis. The patient's hemoglobin level, the volume percentage of red blood cells in whole blood, is mapped on the X-axis. In the venous section 316, the patient's CvO 2 is indicated by the diamond 330 and is mapped to the Y axis. Hemoglobin levels are mapped on the X axis.

【0103】 非同軸円310a、bは、比同軸円310a、bの左端点340a、bに沿った接線を定義す
るためY軸を用いて作られている。各非同軸円は、Y軸に沿った同様の左端点340a
、bを含む。
The non-coaxial circles 310a, b are made using the Y-axis to define the tangents along the left end points 340a, b of the relative coaxial circles 310a, b. Each non-coaxial circle has a similar left end point 340a along the Y axis.
, B are included.

【0104】 動脈血酸素のレベルが増加すると、CaO2菱形320は、Y軸に沿って上方に移動す
る。水平酸素抽出線350は、動脈赤血球型オブジェクト310aに形成された陰影領
域360の上方境界線を明確にして、動脈血酸素化のレベルを示す。患者の赤血球
が酸素で満たされた割合を示した図5に図示したように(例えば、半分陰影が付
けられていると、細胞は酸素で半分だけ満たされている)、赤血球型オブジェク
ト310a、bは、部分的または全体的に陰影を付すことができる。患者のヘモグロ
ビン(Hb)レベルが増加すると、陰影は赤血球型オブジェクト310a、bの円周に
関する陰影もまた増加する。
As the level of arterial blood oxygen increases, the CaO 2 diamond 320 moves upward along the Y axis. The horizontal oxygen extraction line 350 defines the upper boundary of the shaded area 360 formed on the arterial red blood cell type object 310a and indicates the level of arterial oxygenation. Red blood cell type objects 310a, b, as illustrated in FIG. 5 which illustrates the percentage of patients' red blood cells filled with oxygen (eg, half shaded, cells are half filled with oxygen). Can be partially or totally shaded. As the patient's hemoglobin (Hb) level increases, the shadows also increase with respect to the circumference of the red blood cell type objects 310a, b.

【0105】 静脈血赤血球型オブジェクト310bに対しても同様に、患者における静脈血酸素
化レベルが上昇及び下降すると、CvO2菱形330は、Y軸に沿って上方及び下方に移
動する。CvO2菱形330が上方及び下方に移動すると、静脈血赤血球型オブジェク
ト310bを形成する内で陰影部370の量が変化する。このように、血管輪の静脈側
での酸素化は、医師に迅速に示される。相対的に陰影部360(動脈血側)と362(
静脈血側)を見ることにより、動脈血および静脈血の酸素含有量が比較されると
、酸素抽出の迅速な知覚的理解が明らかになる。周知のように、酸素抽出=(動
脈血酸素含有量)・(静脈血酸素含有量)である。従って、赤血球型オブジェク
トオブジェクト310a及び310bを形成する赤血球の相対する陰影部を比較すること
によって、医師は知覚的に患者の酸素抽出量を理解することができる。
Similarly, for the venous blood red blood cell type object 310b, the CvO 2 diamonds 330 move up and down along the Y axis as the venous oxygenation level in the patient rises and falls. When the CvO 2 rhombus 330 moves upward and downward, the amount of the shaded area 370 changes within the formation of the venous blood red blood cell type object 310b. Thus, venous oxygenation of the annulus of the blood vessel is quickly shown to the physician. Relatively shaded areas 360 (arterial blood side) and 362 (
The venous blood side) reveals a rapid perceptual understanding of oxygen extraction when the oxygen content of arterial blood and venous blood are compared. As is well known, oxygen extraction = (arterial blood oxygen content) · (venous blood oxygen content). Thus, by comparing the opposing shaded areas of the red blood cells that form the red blood cell type object 310a and 310b, the physician can perceptually understand the patient's oxygen extraction.

【0106】 酸素抽出線350は、動脈血液細胞310aから酸素抽出スライドスケール364まで伸
長している。酸素抽出スライドスケール364は、下の境界線にCvO2菱形330を保持
している。CaO2のレベルが上昇すると酸素抽出スライドスケール364が上昇する
。同様に、CvO2のレベルが落ちると、酸素抽出スライドスケール364もまた上昇
する。このことは、酸素抽出量が動脈血酸素圧の上昇または静脈血酸素圧の減少
により増加することが予期されるため、道理にかなう。医師は、従って、患者に
代わって酸素抽出量を素早く測定する酸素抽出スライドスケール364を参照すれ
ばよい。赤血球オブジェクト300が実際の赤血球の生体内作用を模倣する方法は
、赤血球オブジェクト300を医師にとって極めて直感的な状態にしている。
The oxygen extraction line 350 extends from the arterial blood cell 310a to the oxygen extraction slide scale 364. The oxygen extraction slide scale 364 holds the CvO 2 diamond 330 at the lower border. As the CaO 2 level increases, the oxygen extraction slide scale 364 increases. Similarly, as the level of CvO 2 falls, the oxygen extraction slide scale 364 also rises. This makes sense, as it is expected that the oxygen extraction will increase due to increased arterial oxygen tension or decreased venous oxygen tension. The physician may therefore refer to the Oxygen Extraction Slide Scale 364 to quickly measure oxygen extraction on behalf of the patient. The method by which the red blood cell object 300 mimics the actual in-vivo action of red blood cells makes the red blood cell object 300 extremely intuitive for a physician.

【0107】 図6をでは、赤血球オブジェクト300を更新するプロセス370は、スタート372
で始まる。プロセス370は、次に患者のCaO2値を読み取る状態374に移行する。上
述のように、この値はデータテーブルまたはコンピュータシステムのメモリ記憶
の幾つかの形式から読み取られることができる。CaO2値が状態374で読み込まれ
ると、プロセス370は、CaO2値が最終サンプリングから変化しているかどうか、
判定するために判定状態376に移行する。CaO2値が変化している時には、プロセ
ス370は、CaO2値が増加しているか減少しているかを判定するために判定状態378
に移行する。CaO2値が増加している時には、CaO2インジケータ320及び酸素抽出
線350は、状態382でY軸に沿って垂直に上方へ移動する。しかしながら、CaO2
が減少している時には、プロセス370は、CaO2インジケータ320及び酸素抽出線35
0は、状態382でY軸に沿って下方へ移動する状態380へ移行する。プロセス370は
、次にCvO2値を読み込む状態384へ移行する。
In FIG. 6, the process 370 of updating the red blood cell object 300 begins at 372.
Begins with. The process 370 then transitions to a state 374 where the patient's CaO 2 value is read. As mentioned above, this value can be read from some form of data table or memory storage of the computer system. When the CaO 2 value is read in state 374, process 370 determines if the CaO 2 value has changed from the last sampling,
Go to decision state 376 to make a decision. When the CaO 2 value is changing, process 370 determines whether the CaO 2 value is increasing or decreasing to determine state 378.
Move to. When the CaO 2 value is increasing, the CaO 2 indicator 320 and the oxygen extraction line 350 move vertically up along the Y axis in state 382. However, when the CaO 2 value is decreasing, the process 370 causes the CaO 2 indicator 320 and the oxygen extraction line 35.
0 transitions to state 380, which is a downward movement along the Y axis in state 382. Process 370 then transitions to state 384, which reads the CvO 2 value.

【0108】 次に最終データサンプリングからCvO2値が変化しているかどうかを判定状態38
6で判定する。値が変化している場合には、プロセス370はCvO2値が増加または減
少しているかどうか判定するために、判定状態387へ移行する。CvO2値が増加し
ていると判定されると、プロセス370はCvO2インジケータ330がY軸に沿って上方
に移動する状態390に移行する。同様に、判定が判定状態387でCvO2値が減少して
いるということであれば、プロセス370はCvO2インジケータ330がY軸に沿って下
方へ移行する状態389へ移行する。プロセス370は、次に、患者のヘモグロビン値
が読み込まれる状態391に移行する。
Next, it is determined whether or not the CvO 2 value has changed since the last data sampling.
Judge with 6. If the value has changed, process 370 transitions to decision state 387 to determine if the CvO 2 value is increasing or decreasing. If it is determined that the CvO 2 value is increasing, the process 370 transitions to a state 390 where the CvO 2 indicator 330 moves upward along the Y axis. Similarly, if the determination is at decision state 387 that the CvO 2 value is decreasing, then process 370 transitions to state 389 where CvO 2 indicator 330 transitions downward along the Y axis. Process 370 then transitions to state 391 where the patient's hemoglobin value is read.

【0109】 プロセス370は、それからヘモグロビン値が最終サンプリングから変化してい
るかどうか判定するために判定状態392へ移行する。ヘモグロビンレベルが変化
していると判定されると、プロセス370は、ヘモグロビン値が増加または減少し
たかどうか判定する判定状態394に移行する。ヘモグロビンレベルが増加してい
ると、プロセス370は、陰影領域360が患者の血液中の多量の赤血球を示すサイズ
に増大する状態397へ移行する。しかしながら、判定状態394でヘモグロビンレベ
ルが減少しているという判定であるならば、プロセス370は、陰影領域360-362が
円周上で削減される状態395に移行する。プロセス370は、エンド399で終了する
Process 370 then transitions to decision state 392 to determine if the hemoglobin value has changed from the last sampling. If it is determined that the hemoglobin level is changing, the process 370 transitions to a decision state 394, which determines if the hemoglobin value has increased or decreased. If the hemoglobin level is increasing, the process 370 transitions to state 397 where the shaded area 360 increases in size to indicate a large amount of red blood cells in the patient's blood. However, if the decision state 394 is a decision that the hemoglobin level is decreasing, then the process 370 transitions to the state 395 where the shaded areas 360-362 are circumferentially reduced. The process 370 ends at end 399.

【0110】 心臓ポンプオブジェクト グラフィカルディスプレイオブジェクトは(心拍出力としての)血流量、(動
脈血変換器から発生する)脈拍数及び(受容できる式を用いた)一回拍出量に関す
る情報を含む。(脈拍数及び一回拍出量によって定義された)その結果による長方
形は、心周期の拡張期間中を黒く塗りつぶされている。心周期の収縮期間中、長
方形は、(dP/dtのような)心筋収縮能との相関によって定められた比率で上か
ら下へ空になる。
Cardiac Pump Object A graphical display object contains information about blood flow (as a cardiac output), pulse rate (generated from an arterial blood transducer), and stroke volume (using an acceptable equation). The resulting rectangle (defined by pulse rate and stroke volume) is filled black during diastole of the cardiac cycle. During systole of the cardiac cycle, the rectangle empties from top to bottom at a rate determined by its correlation with myocardial contractility (such as dP / dt).

【0111】 特に図7では、心臓ポンプオブジェクト400は、次の関係を示している:心拍
出力=(一回拍出量)×(心拍数)。ある状況において、心臓ポンプオブジェク
ト400は、長方形410の範囲が患者の心拍出力を示す長方形410として示されてい
る。心臓の各ストローク、一回拍出量(SV)で汲み出される血液量は、X軸上の
菱形420によって示される。心拍数(HR)は、X軸に沿って菱形430として示され
る。各心拍で、心拍数及び一回拍出量は、計算され、そしてこのダイアグラムに
プロットされる。長方形410は、X軸に沿って半分に長方形410のサイズを分け
ることによって、右心室(RV)メタファ440と左心室(LV)メタファ450に分割さ
れる。一回拍出量が低い心室の形状は、短くて幅広の長方形410によって示され
るだろうが、一方、正常なSVで徐脈心室の形状が長くて薄い長方形410で示され
る。
In particular, in FIG. 7, the heart pump object 400 shows the following relationship: Heart rate output = (stroke volume) × (heart rate). In one situation, the heart pump object 400 is shown as a rectangle 410, the extent of the rectangle 410 of which represents the patient's cardiac output. The volume of blood pumped with each stroke of the heart, the stroke volume (SV), is indicated by the diamond 420 on the X-axis. Heart rate (HR) is shown as a diamond 430 along the X axis. At each heart beat, heart rate and stroke volume were calculated and plotted in this diagram. The rectangle 410 is divided into a right ventricle (RV) metaphor 440 and a left ventricle (LV) metaphor 450 by dividing the size of the rectangle 410 in half along the X axis. The shape of the ventricle with low stroke volume will be represented by the short, wide rectangle 410, while the bradycardia shape of a normal SV is shown by the long, thin rectangle 410.

【0112】 充填圧または容積情報、あるいは(左右)心室の収縮性は、X軸上に位置する
中心静脈圧(CVP)アナログゲージ452及び肺動脈毛細血管楔入圧(WP)アナログゲ
ージ454の形式で示される。両方のアナログメータ452、454については、12時の
位置が正常として定義される。従って、CVP及びWPが正常として読み取られる時
には、長方形は正方形となる。
Filling pressure or volume information, or (left and right) ventricular contractility, is in the form of a central venous pressure (CVP) analog gauge 452 and a pulmonary artery capillary wedge pressure (WP) analog gauge 454 located on the X-axis. Shown. For both analog meters 452, 454, the 12 o'clock position is defined as normal. Therefore, when CVP and WP are read as normal, the rectangle becomes a square.

【0113】 しかしながら、CVPアナログメータ452はX軸に沿った円弧を描くので、読み取
られたCVPが正常でない場合、長方形410の左側456は外側または内側に反るであ
ろう。左側456が高いCVPのために外側に反る場合には、膨張して一杯になった左
心室を示す。同様に、左側456が低いCVPのために内側に反る場合には空で萎んだ
左心室を示す。考えられるように、長方形410の左側456が膨らんだ形は、血液で
一杯になった生体内の心臓のイメージを素早く思い出させる。
However, since the CVP analog meter 452 draws an arc along the X-axis, the left side 456 of the rectangle 410 will bow outward or inward if the CVP read is not normal. If the left side 456 bows outward due to high CVP, it indicates a left ventricle that has inflated and filled. Similarly, when the left side 456 bows inward due to low CVP, it represents an empty, deflated left ventricle. As can be seen, the bulging shape of the left side 456 of the rectangle 410 quickly reminds us of the image of the in-vivo heart filled with blood.

【0114】 WPが正常でない時、WPアナログメータ454は長方形410の右側に沿った円弧を描
く。WPが増加すると、患者の膨張して一杯になった右心室を示し外側に膨れる。
さらに、WPが減少すると、WPアナログメータ454は右側458に沿って波形の弧を描
き、そのため右心室は空で萎んだ心室のように図示される。右側458及び左側456
は、経食道超音波心臓図検査を用いた長軸の4室で見られる心臓のイメージと一
致している。従って、長方形410の相対的外形寸法だけではなくその両側の形に
も注目することによって、手術中に右または左心室が萎むかあるいは膨らんでい
ると、麻酔医にすぐ明確になる。
When the WP is not normal, the WP analog meter 454 draws an arc along the right side of the rectangle 410. As WP increases, it shows the patient's inflated and filled right ventricle and bulges outward.
In addition, as WP decreases, the WP analog meter 454 follows a corrugated arc along the right side 458, so that the right ventricle is depicted as an empty, deflated ventricle. Right side 458 and left side 456
Is in agreement with the image of the heart seen in the four longitudinal chambers using transesophageal echocardiography. Thus, noting the relative outside dimensions of rectangle 410 as well as the shape of its sides, it will be immediately apparent to the anesthesiologist if the right or left ventricle is deflated or swollen during surgery.

【0115】 図8には、心臓ポンプオブジェクト400を調節するプロセス460が記載されてい
る。スタート462でプロセス460は始まり、次に一回拍出量(SV)が読み込まれる
状態463に移行する。推測されるように、一回拍出量はコンピュータシステムで
テーブルまたはバッファから読み取られることができる。プロセス460は次に最
終読み込みから一回拍出量が変化したかどうか判定するために判定状態465へ移
行する。一回拍出量が変化しているならば、一回拍出量が増加または減少したか
どうかを判定するために、判定状態466へ移行する。
FIG. 8 describes a process 460 of adjusting the heart pump object 400. The process 460 begins at start 462 and then transitions to state 463 where the stroke volume (SV) is read. As can be inferred, the stroke volume can be read by a computer system from a table or buffer. Process 460 then transitions to decision state 465 to determine if stroke volume has changed since the last read. If the stroke volume has changed, transition to decision state 466 to determine if the stroke volume has increased or decreased.

【0116】 一回拍出量が減少している場合には、プロセス460は状態468に移行し、そこで
、一回拍出量インジケータ420がY軸に沿って下方に移動する。図7に図示される
ように、一回拍出量インジケータ420はY軸に沿って下方に移動すると、陰影が付
けられた長方形410は高さが縮小される。判定状態466で、一回拍出量が増加して
いるという判定が行われた場合には、プロセス460は状態469に移行し、そこで、
一回拍出量インジケータ420はY軸に沿って上方に移動する。続いて、これは、陰
影が付けられた長方形410は高さを減少する。プロセス460は、次に状態470に移
行し、そこで患者の心拍数が読み込まれる。次に最終読み込みから心拍数が変化
しているかどうか判定状態471で判定がなされる。
If the stroke volume is decreasing, the process 460 transitions to state 468 where the stroke volume indicator 420 moves down along the Y-axis. As the stroke volume indicator 420 moves downwards along the Y-axis, the shaded rectangle 410 contracts in height, as illustrated in FIG. If at decision state 466 a determination is made that stroke volume is increasing, then process 460 transitions to state 469 where:
The stroke volume indicator 420 moves upward along the Y-axis. Subsequently, this reduces the height of the shaded rectangle 410. Process 460 then transitions to state 470, where the patient's heart rate is read. Next, in the determination state 471, it is determined whether or not the heart rate has changed since the last reading.

【0117】 最終読み込みから心拍数が変化している場合には、心拍数が増加または減少し
ているかどうかを判定状態473で判定がなされる。心拍数が減少している場合に
は、プロセス460は状態474へ移行し、そこで心拍数インジケータ心臓ポンプオブ
ジェクト400のX軸に沿って左に移動する。しかしながら、判定状態473で心拍数
が増加していると言う判定が行われた場合には、プロセス460は状態475へ移行し
、そこで心拍数インジケータ430は心臓ポンプオブジェクト400のX軸に沿って右
に移動する。図7を検討して考えられるように、心拍数インジケータ430がX軸に
沿って水平に移動すると、陰影が付けられた長方形410の幅がそれに応じて増加
および減少する。
When the heart rate has changed since the last reading, it is determined in the determination state 473 whether the heart rate is increasing or decreasing. If the heart rate is decreasing, process 460 transitions to state 474, where it moves left along the X axis of heart rate indicator heart pump object 400. However, if the decision state 473 determines that the heart rate is increasing, then the process 460 transitions to a state 475 where the heart rate indicator 430 is right along the X axis of the heart pump object 400. Move to. As can be considered in reviewing FIG. 7, as the heart rate indicator 430 moves horizontally along the X axis, the width of the shaded rectangle 410 increases and decreases accordingly.

【0118】 プロセス460は次に状態477へ移行し、そこで中心静脈圧(CVP)値が読み込ま
れる。判定状態478で、CVPが最終読み込みから変化しているかどうかの判定が行
われる。CVPが変化している場合には、CVPが増加または減少したかどうかを判定
状態479で判定が行われる。CVPが減少している場合には、プロセス460は状態480
へ移行し、そこでアナログCVPゲージ452が予定された円弧に沿って移動する。上
記のように、CVPアナログゲージ452が円弧に沿って右に移動すると、右心室メタ
ファ440はあまり膨らんでいない心室を示すように変わる。
Process 460 then transitions to state 477, where the central venous pressure (CVP) value is read. At decision state 478, a determination is made whether the CVP has changed since the last read. If the CVP is changing, a determination is made at decision state 479 as to whether the CVP has increased or decreased. If CVP is decreasing, process 460 is in state 480
, Where the analog CVP gauge 452 moves along the planned arc. As described above, as the CVP analog gauge 452 moves to the right along the arc, the right ventricular metaphor 440 changes to indicate a less dilated ventricle.

【0119】 判定状態479でCVPが増加しているという判定が行われた場合、プロセス460は
状態482へ移行し、そこでCVPアナログゲージ452はその円弧に沿って左に移動し
、右心室メタファ440の左側456が膨らんだ心室を示すために外側に膨らみ始める
。処理460は次に状態483へ移行し、そこで楔入圧(WP)値が読み込まれる。
If the decision state 479 determines that CVP is increasing, then the process 460 transitions to state 482, where the CVP analog gauge 452 moves left along its arc, and the right ventricular metaphor 440. The left side 456 begins to bulge outwards to show the inflated ventricle. Process 460 then transitions to state 483 where the wedge pressure (WP) value is read.

【0120】 処理460は、楔入圧が最終読み込みから変化していないかどうか判定するため
に、次に判定状態485へ移行する。楔入圧が変化している場合には、楔入圧が増
加または減少しているかどうかの判定が判定状態486で行われる。楔入圧が減少
している場合には、処理460は状態488へ移行し、そこで楔入圧アナログゲージ45
4が予定された円弧に沿って左に移動する。アナログゲージ454が左に動くと、左
心室メタファ450の側面458があまり膨張していない心室を示してより凹んでくる
。さらに、患者の心拍数(HR)の値が変わると、WPアナログゲージはX軸に沿っ
て左にスライドする。心拍数が増加すると、WPアナログゲージは右にスライドす
るが、HRが減少すると、WPアナログゲージは左にスライドする。
Process 460 then transitions to decision state 485 to determine if the wedge pressure has not changed since the last read. If the wedge entry pressure is changing, a determination is made at decision state 486 as to whether the wedge entry pressure is increasing or decreasing. If the wedge pressure is decreasing, the process 460 transitions to state 488 where the wedge pressure analog gauge 45
4 moves left along the planned arc. As analog gauge 454 moves to the left, side 458 of left ventricular metaphor 450 becomes more recessed, indicating a less dilated ventricle. In addition, as the patient's heart rate (HR) changes, the WP analog gauge slides left along the X axis. When heart rate increases, the WP analog gauge slides to the right, but when HR decreases, the WP analog gauge slides to the left.

【0121】 しかしながら、楔入圧が増加しているという判定が判定状態486で行われると
、処理460は状態490へ移行し、そこで楔入圧ゲージ454は予定した円弧に沿って
右に移動する。心臓ポンプオブジェクト400の検討で考えられるように、楔入圧
アナログゲージ454が右に移動すると、左心室メタファ450の端458は膨張したま
たは増大した心室を示して外側に円曲する。処理460は次にエンド492で終了する
However, if a determination is made at decision state 486 that the wedge pressure is increasing, then process 460 transitions to state 490 where wedge pressure gauge 454 moves to the right along the predetermined arc. . As the wedge pressure analog gauge 454 moves to the right, as can be considered in the consideration of the heart pump object 400, the end 458 of the left ventricular metaphor 450 bends outward to indicate an inflated or expanded ventricle. The process 460 then ends at end 492.

【0122】 C.血管抵抗オブジェクト このグラフィカルなディスプレイオブジェクトは、流量のオームの法則に関す
る情報を含む。潅流圧は左側の圧力スケールに表示され、平均動脈圧(MAP)お
よび中心静脈圧(CVP)により定義される。血流は右側の圧力スケールに表示さ
れ、心拍出力ポインター(CO)により定義される。SVRが低い場合は「拡張」し
たように、SVRが高い場合にはチューブが「収縮」したように形成されるように
、潅流圧および心拍出力は中央に集められ全身血管抵抗(SVR)を示すメータを
用いて互いに結合される。
C. Vascular Resistance Object This graphical display object contains information about Ohm's law of flow. Perfusion pressure is displayed on the pressure scale on the left and is defined by mean arterial pressure (MAP) and central venous pressure (CVP). Blood flow is displayed on the pressure scale on the right and is defined by the cardiac output pointer (CO). Perfusion pressure and heart rate output are centralized, indicating systemic vascular resistance (SVR), such that when SVR is low, it is "dilated", and when SVR is high, the tube is "contracted". Coupled together using a meter.

【0123】 図9によると、血管抵抗オブジェクト500はオームの法則に対応する血流を表
示するのに用いられる。このディスプレイは医療関係者が手術中に患者の血流力
学的な生理学を最適化するために用いられる。血管抵抗オブジェクト500は以下
の式、平均動脈圧・中心静脈圧=心拍出力×全身血管抵抗で表される。このデー
タは「パイプ」の形状が左から右への流れを伴って現れるようにオブジェクト50
0にディスプレイされる。血流の圧勾配および実際の心拍出力(l/min)に関連す
る2つの直線スケールは「パイプ」メタファーが現れるように、全身血管抵抗(S
VR)の関数として示される。
According to FIG. 9, the vascular resistance object 500 is used to display the blood flow corresponding to Ohm's law. This display is used by medical personnel during surgery to optimize the patient's hemodynamic physiology. The vascular resistance object 500 is represented by the following formula, mean arterial pressure / central venous pressure = heartbeat output × systemic vascular resistance. This data is used by the object 50 so that the shape of the "pipe" appears with a flow from left to right.
Displayed at 0. Two linear scales related to the blood pressure gradient and the actual heart rate output (l / min) are such that the systemic vascular resistance (S
VR) shown as a function.

【0124】 一組の2つのY軸は血管抵抗オブジェクト500を生じさせるために用いられる。
左側のY軸は平均動脈圧(MAP)インジケータ510および中心静脈圧(CVP)インジ
ケータ515を含む。MAPインジケータ510とCVPインジケータ515との間の血液イン
プット領域520はパイプへの血液の「流入」を示す。これとは対照的に、血液ア
ウトプット領域521はパイプから血液への「流出」を示す。右側のY軸は算出され
た患者の心拍出力を反映する心拍出力(CO)インジケータ524を含む。これはパ
イプの流出部分である。SVRアナログゲージ528は左右のY軸を結びつけるX軸上に
配置される。正常なSVRがSVRアナログゲージ528において3時の位置に設定される
と、読取が低い場合にはゲージが下方に移動しパイプが開く。これとは対照的に
SVRの読取が高い場合にはゲージが上方に移動し、図9に示すようにパイプが閉
じる。
The set of two Y-axes is used to generate the vascular resistance object 500.
The left Y-axis includes mean arterial pressure (MAP) indicator 510 and central venous pressure (CVP) indicator 515. The blood input area 520 between the MAP indicator 510 and the CVP indicator 515 indicates the "inflow" of blood into the pipe. In contrast, the blood output area 521 shows the "outflow" from the pipe to the blood. The right Y-axis includes a cardiac output (CO) indicator 524 that reflects the calculated cardiac output of the patient. This is the outflow section of the pipe. The SVR analog gauge 528 is placed on the X axis connecting the left and right Y axes. When a normal SVR is set at the 3 o'clock position on the SVR analog gauge 528, the gauge moves down and the pipe opens when the reading is low. In contrast to this
If the SVR reading is high, the gauge moves up and the pipe closes as shown in FIG.

【0125】 生理学的用語に解釈すると、収縮したパイプで示されるように、SVPが増加す
ると血流量は減少する。開いたパイプで示されるようにSVPが減少すると血流量
は増加する。MAPが上昇すると流入量が増加し全体的な血流量も増加するため、M
APインジケータ510はモデルに影響を与えうる。想像しうるように、血管抵抗オ
ブジェクト500は患者の実際の生理学を厳密に反映する。このように、血管抵抗
オブジェクト500は患者の複雑な状況を解読するための直観的なオブジェクトで
ある。
In physiologic terms, increased SVP results in decreased blood flow, as indicated by a contracted pipe. Blood flow increases as SVP decreases, as shown by the open pipe. As MAP increases, the inflow increases and the overall blood flow also increases.
AP indicator 510 can affect the model. As can be imagined, the vascular resistance object 500 closely reflects the actual physiology of the patient. Thus, the vascular resistance object 500 is an intuitive object for deciphering a complicated situation of a patient.

【0126】 図10を参照しながら、血管抵抗オブジェクト500を更新するためのプロセス53
5を説明する。プロセス535はスタート537で開始し、次に539に移り、平均動脈圧
(MAP)が読取られる。次に、判断状態541でMAPが最後の読取から変化したかの
判断がなされる。MAPが変化している場合には、プロセス535は判断状態544に移
り、MAPが上昇または低下したかの判断がなされる。MAPが低下した場合には、プ
ロセス535は544に移りMAPインジケータ510は血管抵抗オブジェクト500のY軸に沿
って下方に移動する。しかしながら、判断状態542においてMAPが上昇したという
判断がなされた場合には、プロセス535は546に移り、MAPインジケータ510はX軸
に沿って上方に移動する。図9を再検討するとわかるように、MAPインジケータ5
10はX軸に沿って上下方向に移動するため、領域520も大きくなったり小さくなっ
たりする。
With reference to FIG. 10, a process 53 for updating the vascular resistance object 500.
Explain 5. The process 535 starts at start 537 and then moves to 539 where the mean arterial pressure (MAP) is read. Next, in decision state 541, a determination is made whether the MAP has changed since the last reading. If the MAP is changing, process 535 moves to decision state 544 to determine if the MAP has risen or fallen. If the MAP drops, the process 535 moves to 544 and the MAP indicator 510 moves down along the Y axis of the vessel resistance object 500. However, if the decision state 542 determines that the MAP has risen, then the process 535 moves to 546 and the MAP indicator 510 moves upward along the X axis. As you can see from a review of Figure 9, the MAP indicator 5
As 10 moves up and down along the X axis, the area 520 also grows and shrinks.

【0127】 次に、プロセス535は548に移り、患者の中心静脈圧が読取られる。次に、550
においてCVPが最後の読取から変化したかの判断がなされる。CVPが変化した場合
には、プロセス535は552に移りCVPが上昇または低下したかについて判断がなさ
れる。CVPが低下した場合には。プロセス535は554に移りCVPインジケータ515が
下方に移動する。判断状態552においてCVPが上昇したと判断された場合には、プ
ロセス535は556に移り、CVPインジケータ515は上方に移動する。次に、プロセス
535は558に移り、心拍出力(CO)が読取られる。
Next, process 535 proceeds to 548 where the patient's central venous pressure is read. Then 550
At, it is determined whether the CVP has changed since the last reading. If the CVP has changed, process 535 moves to 552 and a determination is made as to whether the CVP has increased or decreased. If CVP drops. Process 535 moves to 554 and CVP indicator 515 moves down. If the decision state 552 determines that the CVP has risen, the process 535 moves to 556 and the CVP indicator 515 moves upward. Then the process
The 535 moves to 558 and the heart rate output (CO) is read.

【0128】 次に、判断状態560で心拍出力が最後の読取から変化したかの判断がなされる
。心拍出力が変化した場合には、プロセス535は判断状態562に移り、心拍出力が
増加または減少したかについての判断がなされる。心拍出力が減少した場合には
、プロセス535は564に移り、心拍出力インジケータ524はY軸に沿って下方に移動
する。しかしながら、判断状態562において心拍出力が増加したと判断された場
合には、プロセス535は568に移り心拍出力インジケータ524はY軸に沿って上方に
移動する。次に、プロセス535は570に移り、全身血管抵抗が読取られる。
Next, in decision state 560, a determination is made whether the heartbeat output has changed since the last reading. If the cardiac output has changed, the process 535 moves to a decision state 562 to make a determination as to whether the cardiac output has increased or decreased. If the cardiac output has decreased, the process 535 moves to 564 and the cardiac output indicator 524 moves down along the Y-axis. However, if in decision state 562 it is determined that the cardiac output has increased, then the process 535 moves to 568 and the cardiac output indicator 524 moves upward along the Y axis. The process 535 then moves to 570 and the systemic vascular resistance is read.

【0129】 次に、判断状態572において全身血管抵抗(SVR)が最後の読取から変化したか
の判断がなされる。SVRが変化した場合には、判断状態574においてSVRが最後の
読取から増加または減少したかの判断がなされる。SVRが減少した場合には、プ
ロセス535が578に移り、SVRアナログゲージ528が予め決められた円弧に沿って右
方向に移動する。したがって、患者の血管抵抗が減少すれば血管抵抗オブジェク
ト500はより大きな外側への流れの領域を示す。判断状態574においてSVRが増加
したと判断された場合には、プロセス535が580に移り、SVRアナログゲージ528が
予め決められた円弧に沿って左方向に移動する。図9に示すように、SVRアナロ
グゲージ528が左方向に移動すると、血管抵抗オブジェクト500のアウトプット領
域521は減少する。次に、プロセス535はエンド582で終了する。
Next, in decision state 572, a determination is made as to whether the systemic vascular resistance (SVR) has changed since the last reading. If the SVR has changed, then at decision state 574 a determination is made as to whether the SVR has increased or decreased since the last reading. If SVR has decreased, process 535 transfers to 578 and SVR analog gauge 528 moves to the right along a predetermined arc. Thus, as the patient's vascular resistance decreases, the vascular resistance object 500 represents a larger area of outward flow. If it is determined at decision state 574 that the SVR has increased, then process 535 moves to 580 and SVR analog gauge 528 moves left along a predetermined arc. As shown in FIG. 9, when the SVR analog gauge 528 moves to the left, the output area 521 of the blood vessel resistance object 500 decreases. The process 535 then ends at end 582.

【0130】 D.代謝オブジェクト 代謝ファクトリーに関する図形的なディスプレイオブジェクトは、細胞ファク
トリーへの酸素送達(DO2)(総量)、有酸素性(酸素燃焼)の代謝アクティビ
ティー(酸素消費すなわちVO2)および無酸素性の代謝アクティビティー(乳酸
産生を示唆する関連性を用いる。この場合は塩基欠乏)に関する情報を含む。デ
ータスケールは酸素供給を酸素利用および細胞の良好な状態を示すインジケータ
と比較できるように配置される。
D. Metabolism Objects Graphical display objects for metabolic factories include oxygen delivery (DO 2 ) (total), aerobic (oxygen burning) metabolic activity (oxygen consumption or VO 2 ) and no oxygen to cell factories. Includes information about oxygenate metabolic activity (with a relationship suggesting lactate production, in this case base deficiency). The data scale is arranged so that the oxygen supply can be compared to indicators of oxygen utilization and good condition of the cells.

【0131】 図11を参照しながら代謝オブジェクト600を説明する。代謝オブジェクト600
は次の式、すなわち酸素送達量=心拍出力×動脈血酸素含有量、を示すことによ
り酸素送達量(DO2)の関連性をディスプレイする。
The metabolism object 600 will be described with reference to FIG. Metabolism object 600
Displays the relationship of oxygen delivery (DO 2 ) by showing the following equation: oxygen delivery = heart rate output × arterial oxygen content.

【0132】 さらに、代謝オブジェクト600は次の式、すなわち酸素利用量=動脈血酸素含
有量−静脈血酸素含有量、により酸素利用量(VO2)を示すこともできる。
Further, the metabolism object 600 can also indicate the oxygen utilization amount (VO2) by the following formula: oxygen utilization amount = arterial blood oxygen content−venous blood oxygen content.

【0133】 正常な患者では、酸素供給量は酸素消費量をはるかに超える。したがって、フ
ルクラムすなわちピボット610は酸素供給量(DO2)インジケータ620と酸素需要
量(VO2)インジケータ630とのバランスを図示するために用いられる。レバーす
なわちバランスライン640がDO2インジケータ620とVO2インジケータ630との間を
移動し、ピボット640上で均衡が取られる。VO2に対するDO2の傾きは、医師にと
ってよりわかりやすいDO2およびVO2との「均衡」または関連性を示すために用い
られる。さらに、無酸素性の代謝およびそれに関連するアシドーシスによりスケ
ールは悪い方向に傾き、酸素は供給されているが細胞はそれを利用していないこ
とを示す。
In normal patients, oxygen supply far exceeds oxygen consumption. Thus, the fulcrum or pivot 610 is used to illustrate the balance of oxygen supply (DO 2 ) indicator 620 and oxygen demand (VO 2) indicator 630. The lever or balance line 640 moves between the DO 2 indicator 620 and the VO 2 indicator 630 and is balanced on the pivot 640. The inclination of the DO 2 for VO 2 is used to indicate the "balance" or association of more easy to understand DO 2 and VO 2 for the physician. In addition, anoxic metabolism and its associated acidosis negatively scale the scale, indicating that oxygen is supplied but cells are not utilizing it.

【0134】 図12を参照しながら、代謝オブジェクト600を更新するプロセス650を説明す
る。プロセス650はスタート652で開始し、次に654に移り、患者の血中酸素供給
量が読取られる。次に、プロセス650は判断状態656に移り、酸素供給値(DO2
が最後の読取から変化したかの判断がなされる。酸素供給値が変化した場合には
、プロセス650が判断状態658に移動し患者の血中酸素供給量が増加または減少し
たかの判断がなされる。酸素供給値が減少した場合には、プロセス650は650に移
り、酸素供給量インジケータ620(図11)がY軸に沿って下方に移動する。しか
しながら、酸素供給値が増加した場合には、プロセス650は662に移り、酸素供給
量インジケータ620はY軸に沿って上方に移動する。次に、プロセス650は664に移
動し患者の酸素需要値(VO2)が読取られる。
With reference to FIG. 12, a process 650 for updating the metabolic object 600 will be described. The process 650 begins at start 652 and then moves to 654 where the patient's blood oxygenation is read. The process 650 then moves to decision state 656 where the oxygen supply value (DO 2 ) is reached.
A determination is made as to whether has changed since the last reading. If the oxygen supply value changes, process 650 moves to decision state 658 to determine if the patient's blood oxygen supply has increased or decreased. If the oxygen supply value decreases, the process 650 moves to 650 and the oxygen supply indicator 620 (FIG. 11) moves down along the Y axis. However, if the oxygen supply value increases, the process 650 moves to 662 and the oxygen supply indicator 620 moves upward along the Y axis. The process 650 then moves to 664 and the patient's oxygen demand value (VO 2 ) is read.

【0135】 664において酸素需要値が読取られると、プロセス650は666に移り酸素需要値
が最後の読取から変化したかの判断がなされる。酸素需要値が変化した場合には
、プロセス650は判断状態668に移り酸素需要値が上昇または低下したかの判断が
なされる。酸素需要値が低下した場合には、プロセス650は670に移り酸素需要量
インジケータ630(図11)はY軸に沿って下方に移動する。しかしながら、判断
状態668において酸素需要量が増加したと判断された場合には、プロセス650は67
2に移り、酸素需要量インジケータ630は上方に移動する。次に、プロセス650は
エンド674で終了する。
Once the oxygen demand value is read at 664, the process 650 moves to 666 to determine if the oxygen demand value has changed since the last reading. If the oxygen demand has changed, the process 650 transitions to a decision state 668 to determine if the oxygen demand has risen or dropped. If the oxygen demand value drops, process 650 moves to 670 and oxygen demand indicator 630 (FIG. 11) moves downward along the Y-axis. However, if at decision state 668 it is determined that the oxygen demand has increased, the process 650 proceeds to 67
Moving to 2, the oxygen demand indicator 630 moves upward. The process 650 then ends at end 674.

【0136】 E.肺胞動脈分圧酸素勾配オブジェクト 図17Aに示すように、この図形的なデータディスプレイオブジェクト800は左
側に位置する肺ユニットを示すアウトライン802、右側に位置する動脈を示すア
ウトライン804および中間に位置する肺から血液への酸素拡散に対する障壁を示
すスケール806を含む。「肺」の内側にある左側のポインター808は理想的な肺胞
ガス式を用いて肺胞酸素の分圧を示す。「動脈」の内側にある右側のポインター
810は動脈血酸素分圧を示す。傾向性は左側に表示される。スケール上に緑の領
域として表示される正常な勾配は受け入れられている式(正常な動脈血酸素含有
量を酸素吸気量の小数の関数)に基づいている。ポインターを結ぶラインは勾配
を示す。
E. Alveolar Artery Partial Oxygen Gradient Object As shown in FIG. 17A, this graphical data display object 800 has an outline 802 showing lung units located on the left side, an outline 804 showing arteries located on the right side, and It includes a scale 806 that represents a barrier to oxygen diffusion from the lungs to the blood located in the middle. The pointer 808 on the left inside the "lung" indicates the partial pressure of alveolar oxygen using the ideal alveolar gas equation. Right pointer inside the "artery"
Reference numeral 810 represents the arterial oxygen partial pressure. The tendency is displayed on the left. The normal slope, represented as a green area on the scale, is based on the accepted equation (normal arterial oxygen content as a function of fractional oxygen inspiration). The line connecting the pointers indicates the slope.

【0137】 F.データボックスの図形エレメント 例示的なデータボックスの図形エレメント900を図17Bに示す。本実施例に示
すように、データボックスは3つのサブボックス、すなわち数字ボックス902、ア
ラームボックス906および傾向性ボックス904を有してもよい。数字ボックスはデ
ータ値、データラベルおよびデータ単位を含む。アラームボックスは基準スケー
ル、値ポインター、アラームの上限および下限を示す(ここでは34および15)色
(通常緑の上に緑)でエンコードされた正常なゾーンを含む。臨床医が設定でき
る警告ゾーンは三角形の領域で示される。ポインターおよび数字ボックスは値が
アラームゾーンに陥った場合に段階的に色を変化させる(例えば、赤に変化)。
データの信頼区間はポインターチップの厚さと測定された変数の精度を結びつけ
て示される。傾向性ボックスは特定の期間に記録されたパラメータ値を示す。1
つのディスプレイ上で複数のデータボックスを用いていくつかの関連のあるパラ
メータが表示されることが理解されるであろう。
F. Data Box Graphic Element An example data box graphic element 900 is shown in FIG. 17B. As shown in this example, the data box may have three sub-boxes: a number box 902, an alarm box 906 and a propensity box 904. Number boxes contain data values, data labels and data units. The alarm box contains a reference scale, a value pointer, and a normal zone encoded in a color (here 34 and 15) indicating the upper and lower limits of the alarm (usually green over green). Warning zones that can be set by the clinician are indicated by triangular areas. The pointer and number box change color in steps when the value falls into the alarm zone (eg, change to red).
Confidence intervals for the data are shown combining the thickness of the pointer tip with the accuracy of the measured variable. The propensity box shows the parameter values recorded during a particular time period. 1
It will be appreciated that some relevant parameters are displayed using multiple data boxes on one display.

【0138】 G.酸塩基グラフオブジェクト 図17Cは例示的な酸塩基オブジェクト950を示す。当業者は、酸塩基オブジェ
クトがx、yグラフ952上でHenderson-Hasselbackの関連性の代謝および呼吸器の
コンポーネントを示すことを理解するであろう。基準グリッド上にpH対角線954
が示される。着色されたマーキングはそれぞれ重炭酸イオン、二酸化炭素分圧お
よびpHに対する正常ゾーン958、956および960をエンコードするために用いられ
る。重炭酸イオンおよび二酸化炭素を用いることで臨床医はIV炭酸水素ナトリウ
ムおよび換気交換により治療することのできる酸塩基系の2つの主要なコンポー
ネントについて理解することが可能となる。
G. Acid Base Graph Object FIG. 17C shows an exemplary acid base object 950. One of ordinary skill in the art will appreciate that the acid-base objects represent the relevant metabolic and respiratory components of Henderson-Hasselback on the x, y graph 952. PH diagonal 954 on the reference grid
Is shown. The colored markings are used to encode normal zones 958, 956 and 960 for bicarbonate, carbon dioxide partial pressure and pH, respectively. The use of bicarbonate and carbon dioxide allows clinicians to understand the two major components of the acid-base system that can be treated with IV sodium bicarbonate and ventilation exchange.

【0139】 H.データオブジェクトの統合ディスプレイへの集合 図13はデータオブジェクト300、400、500および600をそれぞれ有するディス
プレイの一実施例を図示する。データオブジェクトは、酸素が心臓ポンプオブジ
ェクト400の左心室から血管抵抗500(例えば、毛細血管細胞)を通して動脈血液
細胞310aに運搬され、組織細胞(オブジェクト600)で酸素が受け渡されて静脈
血液細胞310bを介して右心室440に戻ってくることを示す回路を作り出すように
示されたパターンで配置される。このように、酸素化サイクルの完全な図解が図
13におけるオブジェクトの関連性により非常に直観的な方法で提供される。
H. Aggregation of Data Objects into an Integrated Display FIG. 13 illustrates one embodiment of a display having data objects 300, 400, 500 and 600, respectively. The data object is that oxygen is transported from the left ventricle of the heart pump object 400 through the vascular resistance 500 (eg, capillary cells) to the arterial blood cells 310a, and oxygen is delivered by the tissue cells (object 600) to the venous blood cells 310b. Are arranged in the pattern shown to create a circuit that indicates returning to the right ventricle 440 through. Thus, a complete illustration of the oxygenation cycle is provided in a very intuitive way by the object associations in FIG.

【0140】 I.境界に関する情報 値をインジケータおよびゲージにマッピングするのに用いられる全てのスケー
ルは正常および異常ゾーン(好ましくは着色が可能あるいは着色されているゾー
ン)を有しているのが好ましい。したがって、患者が危険ゾーンに陥っている時
にはインジケータは色を変化させることができる。警告ゾーンは、医師が特定の
患者の生理学に基づいて警告を多かれ少なかれ厳しいものにすることができるよ
うに、選択可能になっている。この方法で、ユーザーは警告が発せられることを
望むポイントで臨界閾値よりも上または下に値に設定する。警告ゾーンに陥った
場合には、インジケータは段階的に色を変化させ始めたり点滅し始め、インジケ
ータの赤色が鮮明になればなるほど値がその閾値に近づいていることを示す。当
然のことながら、インジケータは異常ゾーンに陥ったことを医師に警告するため
に様々な方法で変化することができる。本発明は特定の通知方法により制限され
るように構成されるべきではない。
I. Boundary Information All scales used to map values to indicators and gauges preferably have normal and abnormal zones (preferably tintable or tinted zones). Thus, the indicator can change color when the patient is in the danger zone. The alert zones are selectable so that the physician can make the alert more or less severe based on the physiology of the particular patient. In this way, the user sets a value above or below the critical threshold at the point where he wants the alert to be issued. When falling into the warning zone, the indicator begins to change color in steps and begins to flash, the clearer the red color of the indicator, the closer the value is to that threshold. Of course, the indicator can be changed in various ways to alert the physician that an abnormal zone has been encountered. The present invention should not be configured to be limited by any particular notification method.

【0141】 J.信頼区間に関する情報 測定されたデータチャネルの精度およびバイアスが明らかになった場合には、
ポインターチップは適切な値の上に集められるが、スケールに接触しそのデータ
に関連する既知のエラーをカバーする厚さを有するのが好ましい。これにより色
を変化させより好ましくないケースの場面に基づく危険ゾーンに陥るポインター
が作り出される。
J. Information on Confidence Intervals When the accuracy and bias of the measured data channel is revealed,
The pointer tip is assembled on the appropriate value, but preferably has a thickness that contacts the scale and covers the known errors associated with that data. This creates a pointer that changes color and falls into a danger zone based on less favorable scenes.

【0142】 K.傾向性に関する情報 傾向性に関する情報は、例えば、z軸またはX軸上のタイムスケールにおける一
組の「カード」を含む。ユーザーにより選択された時間間隔を超える値はディス
プレイされ、データの解像(サンプリングレート)が目に見えるようになる。
K. Information on Propensity Information on propensity includes, for example, a set of “cards” on a time scale on the z-axis or the X-axis. Values exceeding the time interval selected by the user are displayed and the resolution (sampling rate) of the data becomes visible.

【0143】 L.情報の正常化 患者間の変動性が顕著であり手術などの設定では患者の生理学的状態が変化す
ること(何を正常な変化とするかの定義など)から、基準枠を示す値はコマンド
でサイズ変更またはスケール変更が可能である。例えば、図9のSVRオブジェク
ト550に対する「正常」SVRの設定により3時の位置で1000にデフォルトすること
ができる。しかしながら、患者のSVRが通常2000である場合には、この機能によ
りSVRアナログゲージの正常な3時の位置を2000にリセットすることができる。
L. Normalization of Information Since the variability between patients is remarkable and the physiological state of the patient changes in settings such as surgery (definition of what is regarded as normal change, etc.), the reference frame is set. The indicated value can be resized or scaled with a command. For example, the "normal" SVR setting for the SVR object 550 of FIG. 9 can default to 1000 at the 3 o'clock position. However, if the patient's SVR is typically 2000, this feature allows the normal 3 o'clock position of the SVR analog gauge to be reset to 2000.

【0144】 M.アーチファクト検出および信号の質に関する情報 所定のデータチャネルのアナログ信号を見ることにより信号の質に関する大量
の情報が提供される。したがって、傾向性ウィンドウと同様に、データポインタ
ーの横にあるポップアップウィンドウはノイズまたはアーチファクトに関する情
報を検出するために利用可能である。例えば、ポップアップウィンドウはデータ
ポインターをクリックすることにより立ち上げられる。
M. Artifact Detection and Signal Quality Information Viewing analog signals on a given data channel provides a great deal of information on signal quality. Therefore, like the propensity window, the pop-up window next to the data pointer can be used to detect information about noise or artifacts. For example, a popup window can be launched by clicking on the data pointer.

【0145】 N.患者の疾患に関する情報 必要であれば疾患の状態に関するデータを保存し、境界に関するデフォルトを
リセットすることができる。例えば、多くの医師が血圧を通常よりも高い範囲に
維持できるように、高血圧は自動制御曲線を右方向に移動させる。
N. Information About Patient's Disease If necessary, data about disease status can be saved and the defaults for boundaries can be reset. For example, hypertension shifts the automatic control curve to the right so that many physicians can maintain blood pressure in a higher than normal range.

【0146】 O.疾患の状態の例 図14はアナフィラキシーまたは敗血症における回路ディスプレイの一実施例
を示す。図15は細胞性アシドーシスにおける回路ディスプレイの一実施例を示
す。図16は肺塞栓における回路ディスプレイの一実施例を示す。
O. Examples of Disease States FIG. 14 shows an example of a circuit display in anaphylaxis or sepsis. FIG. 15 shows an example of a circuit display in cellular acidosis. FIG. 16 shows an example of a circuit display in a pulmonary embolism.

【0147】 パイロット研究 開発された一組のオブジェクトディスプレイにより麻酔医が急性低血圧症など
の問題を解決する能力が改善するという仮説を検証するためにパイロット研究が
実施された。
Pilot Study A pilot study was conducted to test the hypothesis that the developed set of object displays would improve the anesthesiologist's ability to solve problems such as acute hypotension.

【0148】 被験者:被験者はすべてトレーニングまたはアテンディングレベルの最終年に
ある麻酔医(N=10)であった。各医師は心臓麻酔を提供する経験を3ヶ月以上有
していた。
Subjects: All subjects were anesthesiologists (N = 10) in the final year of training or attending levels. Each physician had over 3 months of experience in providing cardiac anesthesia.

【0149】 試験パラメータ:5パターンのショック(アナフィラキシーショック、徐脈性
ショック、血液量減少性ショック、心原性ショックおよび肺塞栓に続発するショ
ック)および5パターンのショックに近い状態(MAP-CVPは60〜70mmHgであったが
その他は5つのショック状態が示された)に対してデータセットが発生された。
データセットを用いて20の「フラッシュカード」(1組の標準的なディスプレイ
カードおよび1組の図形ディスプレイカード)が発生された。図14はアナフィ
ラキシーを示す試験からの1つのフラッシュカードの例である。
Test parameters: 5 patterns of shock (anaphylactic shock, bradycardic shock, hypovolemic shock, cardiogenic shock and shock secondary to pulmonary embolism) and near 5 patterns of shock (MAP-CVP A dataset was generated for 60-70 mmHg, but five other shock states were shown).
Twenty "flash cards" (one set of standard display card and one set of graphic display card) were generated using the data set. FIG. 14 is an example of one flash card from a test showing anaphylaxis.

【0150】 ハードウェアは21インチのタッチスクリーンモニター付きコンピュータワーク
ステーションから構成された。検体テストはLabViewで書かれたソフトウェアア
プリケーションであった。アプリケーションはカードを「シャッフル」し、被験
者に提示される順番を無作為化する。アプリケーションが開始されると(試験を
構成する)、「次へ」というボタンが表示されたスクリーンで次のディスプレイ
が隠される。被験者がこのボタンにタッチすると、最初のディスプレイの画像が
現れ、被験者は5つのボタン(問題なし、アナフィラキシー、徐脈、血流量減少
、虚血および肺塞栓)から選択しなければならない。次に、「次へ」というボタ
ンが表示されたスクリーンが現れ、ボタンにタッチすると次のカードへと進む。
これは20のカード全てについて行われる。コンピュータの内部クロックを用いて
問題(ショック)認識速度と正確性およびパターン認識(病因)速度と正確性が
測定される。被験者は試験前および試験後に調査を行った。
The hardware consisted of a computer workstation with a 21 inch touch screen monitor. The analyte test was a software application written in LabView. The application "shuffles" the cards and randomizes the order in which they are presented to subjects. When the application is started (comprising the test), the next display is hidden on the screen with the button "Next". When the subject touches this button, the image on the first display appears and the subject must choose from five buttons (no problem, anaphylaxis, bradycardia, reduced blood flow, ischemia and pulmonary embolism). Next, a screen appears with a "Next" button, and touching the button advances to the next card.
This is done for all 20 cards. A computer's internal clock is used to measure problem (shock) recognition speed and accuracy and pattern recognition (pathogenesis) speed and accuracy. Subjects were surveyed before and after the study.

【0151】 我々はレジデントが従来のディスプレイに比べて30%早く問題を認識できたこ
とを発見した。さらに、レジデントは従来のディスプレイよりも25%早く患者の
パターンを特定することができた。我々は正確性には違いがないことを発見した
。総訓練時間は約30分間であった。
We found that the resident was able to recognize the problem 30% faster than the conventional display. In addition, the resident was able to identify patient patterns 25% faster than with traditional displays. We have found that there is no difference in accuracy. The total training time was about 30 minutes.

【0152】 結論 救命救急医療に従事する医師に生理学的データを提示する従来のディスプレイ
は医師に対してそのデータを解釈するためにかなりの認識的作業を行うことを強
いる。ここに開示しているディスプレイシステムはビジュアルメモリーキューを
提供し、酸素運搬に関する生理学を解釈するのに医師が用いたメンタルモデルに
マッチするディスプレイに複雑なデータを図形としてマッピングする。
CONCLUSIONS Conventional displays presenting physiological data to physicians engaged in critical care require physicians to perform significant cognitive work to interpret that data. The display system disclosed herein provides visual memory cues to graphically map complex data to a display that matches the mental model used by physicians to interpret the physiology of oxygen transport.

【0153】 当該システムはアナログ信号を受け取りリアルタイムでディスプレイを稼動さ
せる。アラーム条件は医師が設定することが可能で、いつでも肉眼的に見ること
ができる。データポインター上に赤い陰をつくる危険ゾーンは医師にとって理解
しやすい(医師はデータ解釈にファジー理論を用いることに慣れている)。さら
に、データエレメントが構築され表示された方法は知覚的なダイアグラムを生む
。形状それ自体が酸素運搬の生理学に関する非常にハイレベルな情報を医師に提
供する。
The system receives the analog signal and activates the display in real time. Alarm conditions can be set by the doctor and can be viewed with the naked eye at any time. The danger zone, which creates a red shade on the data pointer, is easy for doctors to understand (doctors are used to using fuzzy theory to interpret data). Moreover, the way the data elements are constructed and displayed yields a perceptual diagram. The shape itself provides the physician with a very high level of information regarding the physiology of oxygen delivery.

【図面の簡単な説明】[Brief description of drawings]

【図1】 本発明の実施例に従って構成された、酸素運搬の生理学の収集、処理およびデ
ィスプレイ用の1つのシステムを図示する概略図である。
FIG. 1 is a schematic diagram illustrating one system for oxygen transport physiology collection, processing, and display configured in accordance with an embodiment of the present invention.

【図2】 本発明を作動するのに使用されるコンピュータシステムの概略図である。[Fig. 2]   1 is a schematic diagram of a computer system used to operate the present invention.

【図3】 本発明を作動するのに用いられる好ましいソフトウェアスキームを詳細に示す
フローチャートである。
FIG. 3 is a flowchart detailing a preferred software scheme used to operate the present invention.

【図4】 本発明の選択された実施例において行われるデータ入力および演算の概略図で
ある。
FIG. 4 is a schematic diagram of data entry and operations performed in selected embodiments of the present invention.

【図5】 赤血球オブジェクトの一実施例を示す。[Figure 5]   1 illustrates an example of a red blood cell object.

【図6】 図5の赤血球オブジェクトのディスプレイを更新する1つの方法を示すフロー
チャートである。
6 is a flow chart illustrating one method of updating the display of the red blood cell object of FIG.

【図7】 心臓ポンプオブジェクトの一実施例を示す。[Figure 7]   1 illustrates an example of a heart pump object.

【図8】 図7の心臓ポンプオブジェクトのディスプレイを更新する1つの方法を示す。[Figure 8]   8 illustrates one method of updating the display of the cardiac pump object of FIG.

【図9】 血管抵抗オブジェクトの一実施例を示す。[Figure 9]   3 illustrates an example of a vascular resistance object.

【図10】 図9の血管抵抗オブジェクトのディスプレイを更新する1つの方法を示す。[Figure 10]   10 illustrates one method of updating the display of the vascular resistance object of FIG.

【図11】 代謝オブジェクトの一実施例を示す。FIG. 11   1 shows an example of a metabolic object.

【図12】 図11の代謝オブジェクトのディスプレイを更新する1つの方法を示す。[Fig. 12]   12 illustrates one method of updating the display of the metabolic object of FIG.

【図13】 生理学的データをディスプレイするための回路を表すディスプレイを示す。一
実施例では、このディスプレイは心臓ポンプオブジェクト、血管抵抗オブジェク
ト、赤血球オブジェクトおよび代謝オブジェクトが含まれる。
FIG. 13 shows a display representing a circuit for displaying physiological data. In one example, the display includes a heart pump object, a vascular resistance object, a red blood cell object and a metabolic object.

【図14】 アナフィラキシーまたは敗血症における回路の一実施例を示す。FIG. 14   1 shows an example of a circuit in anaphylaxis or sepsis.

【図15】 細胞性アシドーシスにおける回路の一実施例を示す。FIG. 15   An example of a circuit in cellular acidosis is shown.

【図16】 肺塞栓における回路の一実施例を示す。FIG. 16   1 shows an example of a circuit in a pulmonary embolism.

【図17】 本発明と互換性のある選択されたオブジェクトディスプレイおよびエレメント
を示す。より詳細には、図17Aは肺胞動脈血分圧酸素勾配目的物、図17Bはデ
ータボックスのグラフィックエレメント、図17Cは酸塩基グラフオブジェクト
を示す。
FIG. 17 shows selected object displays and elements compatible with the present invention. More specifically, FIG. 17A shows an alveolar arterial blood pressure oxygen gradient target, FIG. 17B shows a graphic element of a data box, and FIG. 17C shows an acid-base graph object.

【手続補正書】特許協力条約第34条補正の翻訳文提出書[Procedure for Amendment] Submission for translation of Article 34 Amendment of Patent Cooperation Treaty

【提出日】平成11年9月7日(1999.9.7)[Submission date] September 7, 1999 (1999.9.7)

【手続補正1】[Procedure Amendment 1]

【補正対象書類名】明細書[Document name to be amended] Statement

【補正対象項目名】発明の詳細な説明[Name of item to be amended] Detailed explanation of the invention

【補正方法】変更[Correction method] Change

【補正の内容】[Contents of correction]

【発明の詳細な説明】 〈発明の属する技術分野〉 本発明はディスプレイシステムに関する。より具体的には、特に医学的設定に
おいてグラフ式の情報をディスプレイするシステムに関する。 〈背景技術〉 医学的ディスプレイシステムは臨床的設定において医師に情報を提供する。
典型的なディスプレイシステムは数字および一元的な信号波形としてデータを提
供するが、担当医はそれらをリアルタイムで評価しなければならない。このよう
なシステムには、例えば数値が推奨値を越えた場合など安全ではない状態を医師
に警告するためにアラームが含まれていることがある。麻酔科の分野では、例え
ば、麻酔医は麻酔を施している間に患者の状態を監視すると同時に、(i)問題
を認識し、(ii)問題の原因を特定し、(iii)調整的措置を取らなければならな
い。判断ミスは致命的となりうる。 麻酔に関連する死亡例は年間2000件以上に達しており、その約50%は手
術中の不適切な選択に原因があることが明らかになっている。一般的に、麻酔に
おける人為的ミスは、麻酔医が問題(異常な生理学)を認識せず、問題の原因を
特定せず、また患者に麻酔を施す際に適切な調整的措置を取らないことにによる
ことを示している。麻酔実施モデル、すなわちミス、事件および事故との因果関
係を示すモデル、および麻酔における事故の展開を示すモデルは、全て麻酔はミ
スが生じやすい複雑な状況であるという事実を示している。 患者の状態に関する生理学的データのディスプレイは、麻酔医が患者の問題の
状態を観察し手術中に問題の状態となる可能性の高い原因を推測するにあたり中
心的な役割を果たす。予測できるように、Australian Incident Monitoring Stu
dy(AIMS)データベースにおける報告事故の63%は標準的なデータモニターに
より検出可能であったとみなされた。これらの問題を解決しようと試みた者もい
るが、その成果は限定されたものであった。 例えば、Coteらは集中治療室(ICU)において人工呼吸器を施された患者の呼
吸器の生理学をディスプレイするための一組のオブジェクトを開発した。この一
組のディスプレイは患者および人工呼吸器からの情報、呼吸数、呼吸量および吸
気酸素量(%)の情報を統合する。ICUの医師はオブジェクトディスプレイから
の情報を使用することで英数字ディスプレイを用いた時よりも迅速かつ正確にデ
ータを解釈することができた。Coleは医師が表データを用いた場合と印刷された
グラフィックデータを用いた場合にどのようにデータ解釈を行ったかという比較
に関する論文を発表した。しかしながら、Coleの研究はアナログデータチャネル
を受信し医学モニター上でリアルタイムのグラフィックディスプレイを駆動させ
るシステムに関するものではなかった。 さらに、麻酔関連機器を製造している会社であるOhmedaはグラフィックとして
データをディスプレイするオプションを有するモジュールCDマシーンを製造して
いる。このディスプレイはグリフと呼ばれてきた。生理学的データは六角形の上
でマッピングされる。6つのデータチャネルは六角形の6つの辺を作る。このデ
ィスプレイはグラフィックであるものの、英数字での情報の方が優勢である。な
ぜ生理学的データを六角形の一辺に割り当てるのか明白な論理は何もない。さら
に、この幾何学的な形状の様々な符号に対する対称的な変更を人が識別すること
は非常に困難である。 外科および手術後の設定では、輸血の必要性に関する決断は通常ヘモグロビン
(Hb)またはヘマトクリットレベル(Hct)に左右される。ヘマトクリットは通
常血液サンプルを遠心分離した後の濃縮赤血球細胞の容積によるパーセンテージ
として定義される。患者の血液1dl当たりのヘモグロビンレベルが高い場合、医
師は患者が酸素を組織へ運搬する十分な能力を有することを推測できる。手術中
、この値はトリガとして用いられることが多い、すなわち、値がある特定のポイ
ントよりも低下した場合には、さらに血液を患者に投与する。これらのパラメー
タは動脈血酸素含有量を示しているが、組織に運搬(あるいは供給)される総酸
素量または組織からの酸素含有量に関する情報は提供していない。 例えば、全身性粥状動脈硬化患者では術後のヘマトクリットが低い場合には術
後の虚血に関連していることが示されている。多数の研究者が臨界Hcレベルを限
定しようと試みてきたが、ほとんどの権威者はHbまたはHctに基づくかにかかわ
らず経験的で自動的な輸血トリガは避けるべきで赤血球輸血を個々の患者に適合
させて行うべきであることに同意するであろう。したがって、所定の値よりもむ
しろ貧血に対する患者の反応に基づいて輸血トリガを作動させるべきである。 すなわち、これの一部は、患者の組織が実際にどのくらい良好に酸素化されて
いるかを判断するにあたり多数のパラメータが重要であるという事実による。こ
の点において、患者の心拍出力もヘモグロビンレベルと組織の酸素化状態を関連
付けるにあたり重要なファクターである。心拍出力すなわちCOは時間単位(ml/m
in)当たりに心臓の左心室から大動脈に駆出される血液量として定義され、熱希
釈技術により測定可能である。例えば、患者に内出血がある場合、血中ヘモグロ
ビン濃度は正常であっても、総血液量は低いことがある。それゆえに、心拍出力
などの他のパラメータを測定せずに血液中のヘモグロビンの量を単に測定するこ
とは患者の実際の酸素化状態を推測するのに必ずしも十分ではない。 より具体的には、組織の酸素化状態はその組織の酸素供給/需要の関係、すな
わち総酸素消費量(VO2)に対する総酸素運搬量(DO2)の関係により反映される
。ヘモグロビンは肺毛細血管においてオキシヘモグロビンに酸素化され、次に心
拍出力により組織に運搬されて、そこで酸素が消費される。オキシヘモグロビン
が組織に酸素を放出すると、酸素分圧(PO2)は十分な酸素が放出され酸素消費
量(VO2)を満たすまで低下する。特定の臓器床の酸素化状態を測定する方法(
腸管圧力測定;近赤外分光法、など)は進歩したものの、これらの方法を臨床的
設定に適用することは困難である。したがって、組織からの血液の酸素化状態を
反映するパラメータ、すなわち混合静脈血の酸素分圧(PvO2;混合静脈血の酸素
張力としても知られている)または混合静脈血オキシヘモグロビン飽和度(SvO2 )、の使用が組織の全体的な酸素化状態を評価するための一般的に認められてい
るやり方となっている。 残念なことに、より正確な組織酸素化レベルを測定するには比較的侵襲性の技
術が必要である。この点から、手術中に混合静脈血の酸素化状態を直接測定する
には肺動脈カテーテル法が用いられる。全体的な酸素の運搬および送達を完全に
評価するために、1つのカテーテル(定方向肺動脈(PA)カテーテル)を肺動脈
に、もう1つのカテーテルを末梢動脈に設置する。次に、血液サンプルを各カテ
ーテルから採取し、肺動脈および動脈血酸素レベルを測定する。先に考察したよ
うに、PAカテーテルを用いて心拍出力を測定することもできる。次に医師は測定
した血液サンプルの酸素含有量から患者の組織がいかに良好に酸素化されている
かを推定する。 これらの方法は比較的正確であることが証明されているものの、これらの方法
も極めて侵襲性である。例えば、Swan-Ganz熱希釈カテーテル(Baxter Internat
ional, Santa Ana, CA)などの器具の使用は感染症、肺動脈出血、気胸およびそ
の他の合併症のリスクの増大に至る。さらに、PAカテーテルに伴うリスクおよび
費用のため、手術における使用は、患者をハイリスクまたは大量の失血を伴う手
術(例えば、心臓の手術、肝移植、悪性病変の根治治療)に限定し、またハイリ
スクな患者(例えば、高齢患者、糖尿病患者、粥状性動脈硬化性疾患患者)に限
定される。 他の変数の中で、組織の酸素化状態の測定は、組織に対して放出される血液量
(CO)およびその血液(動脈血)の酸素含有量(CaO2)の評価を含むべきである
。これらの変数の積は総酸素運搬量(DO2)を測定するために用いることもでき
る。現在、DO2の評価には上記の侵襲性のモニタリング装置の使用が必要である
。それゆえに、DO2の測定はほとんどの外科的症例においては不可能である。し
かしながら、集中治療室(ICU)では侵襲性のモニタリングは患者のルーチンな
管理の一部となる傾向があり、したがって、この患者群ではDO2の測定がより容
易に得られる。 混合静脈血酸素分圧または混合静脈血酸素張力(PvO2)は、PAカテーテルを用
いて測定することのできるもう一つの重要なパラメータである。静脈血および組
織における酸素分圧(PO2)の間に存在する均衡状態により、医師は患者の組織
酸素化状態を推定することができる。より具体的には、動脈血が組織中を流れる
と、組織中を流れる動脈血および組織自体の血液中のPO2の間に分圧勾配が存在
する。この酸素分圧勾配のため、赤血球中のヘモグロビンおよび血漿中の溶液か
ら酸素が放出され、放出されたO2が組織に拡散する。一般的に毛細血管の静脈末
端から発生した血液のPO2(PvO2)は毛細血管が通過する組織の遠位(静脈)末
端のPO2を密接に反映している。 混合静脈血酸素張力(PvO2)と密接に関連しているのは、利用可能な酸素結合
ヘモグロビンのパーセンテージとして表される混合静脈血オキシヘモグロビン飽
和度(SvO2)である。一般的に、オキシヘモグロビン解離曲線はSO2値とPO2値を
用いてプロットされる。血液中の酸素分圧(PO2)が低下すると(すなわち血液
が毛細血管を通過すると)、ヘモグロビンの酸素飽和度(SO2)が対応して低下
する。動脈血におけるPO2およびSO2の値がそれぞれ95mmHgおよび97%の付近であ
る場合、混合静脈血の酸素値(PvO2、SvO2)はそれぞれ約45mmHgおよび75%であ
る。このようにSvO2はPvO2と同様に全体的な組織酸素化状態を示唆する。残念な
ことに、PvO2と同様にSvO2も比較的侵襲性の測定を用いてのみ測定可能である。 患者の酸素化状態に関する情報を提供するもう1つのパラメータは、送達可能
な酸素(dDO2)である。dDO2は、組織に運搬される、PvO2(含蓄的に全体的な組
織酸素張力)が一定の値以下に低下する前に組織に送達されうる酸素の量(すな
わち、組織により消費される酸素の量)である。例えば、dDO2(40)がPvO2が40
mmHgになる前に組織に送達されうる酸素の量であり、dDO2(35)はPvO2が35mmHg
まで低下する前に消費される酸素の量を示している。 さらにいくつかの関連するパラメータを非侵襲的に測定することができる。例
えば、酸素吸気量、酸素混合呼気量と人工呼吸の分時容量の差から全身酸素消費
量(VO2)を算出することができる。また、心拍出力も熱希釈カテーテルに頼る
代わりに動脈血圧を測定することで非侵襲的と推定することができる。例えば、
Kraidenら(U.S.特許第5183051号、先行例としてここに記載)は継続的に動脈血
圧を測定するのに血圧モニターを使用している。これらのデータはパルス等高の
曲線波形に変換される。この波形からKraidenらは患者の心拍出力を算出してい
る。 個々のパラメータをいかにして得るかにかかわらず、当業者は十分に確立され
た様々な関連性から新たなパラメータを引き出すことができるということを理解
するであろう。例えば、Fickの式(Fick, A. Wurzburg, Physikalisch edizinis
che Gesellschaft Sitzungsbericht 16 (1870))は、動脈血酸素濃度、静脈血酸
素濃度および心拍出力を患者の総酸素消費量と関連付けおり、以下のごとく表さ
れる; (CaO2・CvO2)×CO=VO2 ここで、CaO2は動脈血酸素含有量、CvO2は静脈血酸素含有量、COは心拍出力、VO 2 は全身酸素消費量を表す。 このようなパラメータを非侵襲性に引き出すことは臨床の場において役に立つ
が、より確定的な「輸血トリガ」は明らかに有用であろう。PvO2またはDO2が患
者の安全性を示す妥当な指標として認められた場合、これらのパラメータの「安
全」レベルを構成するものは何かという疑問が生じる。動物モデルにおける臨界
酸素送達レベルに関してはデータが存在するものの、臨床の場における臨界PvO2 が何であるかを示すものはほとんどない。入手可能なデータは、そのレベルが極
めて可変的であることを示している。例えば、心肺バイパス手術を受けようとし
ている患者では、臨界PvO2は30〜45mmHgの間で変化したが、後者の値は正常で健
康な患者において見られる値の範囲内に十分含まれる。安全なDO2の値も同様の
可変性を示す。 実施上の目的のため、PvO2値が35mmHgまたはそれ以上である場合には組織への
全体的な酸素供給が十分であることを示しているとみなすが、これは血管運動系
が正常であり機能しているという仮定に基づくことを暗黙に意味する。同様に、
DO2の正確な測定は循環器系が正常であることに依存している。手術中には広範
な安全域を維持し、酸素力学に関する限り患者が明らかに良好な状態にある時の
輸血トリガ(DO2、PvO2、SvO2またはそれらの派生物)を選択することがおそら
くベストである。実際には、特定の患者のみが肺動脈カテーテルでモニタリング
される。それゆえに、上記パラメータは全ての患者に対して利用可能というわけ
ではなく、患者の大部分は不完全で時に危険なHb濃度のトリガがモニタされるこ
ととなる。 過去にこれらの問題を解決するための努力が行われたがほとんど成果はなかっ
た。例えば、Faithfullら(Oxygen Transport to Tissue XVI, Ed. M. Hogan, P
lenum Press, 1994, pp. 41-49)は、様々な条件下において組織の酸素化状態を
引き出すモデルについて記載している。しかしながら、このモデルは単に静的な
シミュレーションであり、これによりオペレータは様々な心血管系または物理的
なパラメータの変化が組織酸素化状態にどのような影響を及ぼすかを測ることが
できる。実際に何が起こりうるかについての動的な表示を提供するための継続的
なデータ取得および評価の規定は何もない。それゆえに、このモデルは変動的な
臨床的条件下における患者の組織酸素化状態をリアルタイムで測定するために用
いることはできない。 かくして、本技術において必要とされるものは医師に対して生理学的情報を直
観的にディスプレイするための手段である。この点から、以下に記載する方法お
よびシステムは、医師による患者のデータに新規のアプローチを提供する。本発
明の他の面は以下の説明から明らかになるであろう。 〈発明の開示〉 本発明の実施例は、患者の生理学的状態を正確に反映する1つまたは2つ以上
の値の測定およびディスプレイを提供する。好ましい値は、患者の全体的な酸素
化状態および心血管系の状態を含む。各値は医師が患者の医学的状態を理解する
のに役立つように直観的な医学的プロセスダイアグラムとしてディスプレイされ
る。さらに、ディスプレイされた値の大多数は患者に侵襲的な方法を用いずに有
益に測定することができる。このように、ここで考察しているディスプレイシス
テムおよび方法は患者の生理学的状態を安全かつ直観的にモニタし、ディスプレ
イされた値に基づいて治療的パラメータを調整するのに用いることができる。 本発明のディスプレイシステムを様々な医療機器と併せて使用することにより
所望の生理学的情報を得られるということが理解されるであろう。より詳細には
、開示されているディスプレイは患者をモニタまたは治療するために用いられる
あらゆる医療機器や医療装置と作動的に効果的に関連付けることができる。この
点から、このような機器には、麻酔機械、人工呼吸器、人工心肺やここに記載す
る種類の酸素化モニターなどが含まれるが、これらに限定されるわけではない。
ディスプレイされる例示的な値は、麻酔機械、人工心肺、人工呼吸器、酸素化モ
ニターでは酸素化パラメータ酸化パラメータやアナログ情報であり、または人工
心肺では心臓力学的な情報である。いずれの場合にも、開示しているディスプレ
イは医療従事者が迅速に理解できるような方法で定量的なデータを効果的に提示
する。 好ましい実施例では、本発明は患者の組織酸素化状態を示す生理学的に重要な
酸素化パラメータ、例えば、総酸素運搬量(DO2)、送達可能な酸素運搬量(dDO 2 )、混合静脈血オキシヘモグロビン飽和度(SvO2)および混合静脈血酸素張力
(PvO2)などの測定およびリアルタイムなディスプレイを提供する。また、本発
明はもう1つの酸素化パラメータである、供給/需要比(dDO2/VO2)を得るのに
使用し、医師が1つの数値を用いて患者の酸素状態を正確にモニタし且つ調整す
ることを可能にする。 得られた酸素化パラメータを単独、またはより好ましくは組み合わせて用いて
全体的な組織酸素化レベルを示すことが推測できることを理解されるであろう。
このように、本発明は従来の侵襲的なモニタリング装置に伴うリスクを負うこと
なく臨床的設定において単純でリアルタイムな介入トリガとして用いることがで
きる。 より具体的には、各患者に対して容認しうるPvO2、SvO2またはdDO2の最低限を
確立することにより、担当医は介入時を示す単純なトリガポイントを得られる。
例えば、臨床的な経験に基づき、担当医は十分な酸素化を与えるためには患者の
PvO2が35mmHg以下ではならない、またはDO2が600ml/min以上でなければならない
などと決めることができる。好ましくは、臨床医は各酸素化パラメータにアクセ
スし、所望の1つもしくは2つ以上の値をディスプレイすることができる。特に
好ましい実施例では、本システムは選択したPvO2に対する供給/需要比(dDO2/V
O2)を提供し、医師が1つの値に基づいて患者のニーズに対処することを可能に
する。本実施例では、1つまたは2つ以上の値によりPvO2(全体的な組織酸素化
)が、確立されたトリガポイントよりも高いことを示す。 特に好ましい実施例では、末梢動脈内に設置した留置カテーテルからの入力を
使用して心拍出力(CO)の連続(ビート間隔)測定を提供する。この点では、Mo
delflowシステム(TNO-Biomedical Instrumentation, Amsterdam)などの機器を
本発明と併せて任意で用い、リアルタイムで連続的にCO測定を提供する。心拍出
力は大動脈入力インピーダンス三元非線形モデルを通してヒト大動脈および動脈
系の行動をシミュレートするアルゴリズムを用いて算出可能である。このモデル
を用いて算出された心拍出力は熱希釈法により測定された心拍出力に対して確認
される。心拍出力の他に、下記の血液力学的な情報をビート間隔に基づきModelf
lowなどのシステムから得ることができる、なわち、収縮期、拡張期および平均
血圧、脈拍数、1回拍出量および末梢血管抵抗などである。 本発明の実施例は所望の値を導き出すにあたり使用する患者の動脈血酸素含有
量(CaO2)も測定する。具体的には、動脈血酸素含有量(CaO2)を測定するにあ
たり、患者のヘモグロビン濃度、動脈血酸素張力(PaO2)、動脈血二酸化炭素張
力(PaCO2)、動脈血pHおよび体温に対応する1つもしくは2つ以上の数値を使用
することができる。これらの数値は血液化学モニターから得られ、あるいは手動
で入力することができる。特に好ましい実施例では、心拍出力値の測定と同時に
所望の値を得るために血液化学モニタを用いる。さらに、患者の酸素消費量(VO
2)を好ましくはガス分析や代謝率測定により測定する。 上記のように、本発明の実施例は、さらに供給/需要比を使用して患者の組織
酸素化状態をモニタするために使用できる方法および装置を提供する。さらに、
本発明の一実施例は、供給/需要比(dDO2/VO2)の測定を含む、患者の組織酸素
状態をリアルタイムでモニタリングする比較的非侵襲的な方法を対象としている
。同様に、他の実施例も患者の組織酸素化状態をリアルタイムで測定するための
比較的非侵襲的な装置を対象としている。このような装置は供給/需要(dDO2/V
O2)を測定するための命令を含んでいる。所望の比を得るために必要な算出、値
および機器は全体を通じて本明細書に記載してある通りである。 全ての場合において、本発明の好ましい実施例は血液化学モニターおよび/ま
たは圧力変換器(すなわちCOに対する圧力変換器、など)が含むが、それらは本
発明の必須な構成要素ではなく、また開示している方法を実施するためには必要
ではないことを強調しなければならない。例えば、医師は手動で血液ガスレベル
、体温およびHg濃度を測定し、この情報をキーボードからシステムに入力するこ
とができる。心拍出力を測定する他の方法、すなわち、超音波、胸郭インピーダ
ンスまたはCO2分圧反復呼吸法などが使用できる。 当業者はさらに酸素化定数が酸素担体の物理学的特性または患者の生理学的特
性に主に関連する数値であることを理解するであろう。このような酸素化定数は
血液量、血漿中における酸素溶解度、飽和オキシヘモグロビンの所望の単位の酸
素含有量を含むが、これらに限定されるわけではない。好ましくは、本発明にお
いては1つまたは2つ以上の酸素化定数を使用し選択された酸素化パラメータを
得る 本発明は、酸素化定数を用いて得られた値(CaO2、VO2およびCO)から患者の
混合静脈血酸素含有量(CvO2)を算出することで、Fickの式VO2=(CaO2・CvO2
COを解く。ひとたびCvO2が決定されると、SvO2の算出ができ、Kelmanの式(Kelm
an, J.Appl.Physiol,1966,21(4):1375-1376;先行例としてここに記載する)な
どのオキシヘモグロビン解離曲線の位置を算出するためのアルゴリズムを用いて
PvO2を簡単に引き出すことができる。同様に、DO2、dDO2およびdDO2/VO2などの
他のパラメータも得られた値から引き出すことができる。 麻酔医はここに開示する方法を用いてリアルタイムなデータ(すなわち先に考
察した酸素化パラメータ)を連続的に入手でき、患者の全体的な酸素化状態の完
全な実像が明らかになる。選択したパラメータのいずれかが確立されたトリガポ
イントに達した場合には、その対象を安定化させるために十分な時間をかけて、
薬理学的介入、輸液投与、輸血、人工呼吸プロフィールの調整などの適切な措置
を取ることができる。かくして、このデータの連続的な流れは医師が酸素化低下
(貧血、心拍出力低下、低酸素症などではあるが、これらに限定されない)の病
因をより容易に判断しその対応を適切に適合することを可能とする。 本発明の面では、人為的ミスを減少するためにハイリスクな環境(医療など)
においてユーザーにデータを図形ディスプレイすることに焦点が合わせられてい
る。詳細には、本発明のシステムおよびディスプレイはオペレータの認知的な必
要性をディスプレイの図形エレメントにマッピングするのに役立つ。したがって
、特定の面では、本発明はディスプレイのデータが患者のデータおよび身体機能
をより良く表すように身体の生理学を模倣している。 1つの面では、本発明はタスク解析方法論を利用してデータを情報に変換し酸
素運搬の生理学的データをディスプレイする。医師は情報(生データではない)
を見てこのデータを解釈し病理学的状態を診断して適切な調整的措置を取ること
ができ、これは他のシステムにより得られたデータの解釈に比べてミスが少ない
。ある特定の面では、本発明は患者からデータを収集する1つもしくは2つ以上
のセンサから一組の情報を提供するオブジェクトディスプレイを生成する。これ
らのオブジェクトディスプレイは、例えば、(1)他のデータに対するデータの
関係、(2)文脈中のデータ、(3)データの基準枠、(4)データに対する情
報変更の割合、および/または(5)事象情報を示す。本発明により構成された
システムはこのように酸素運搬に関する生理学を医師に提示するにあたり特に有
用である。 本発明のもう1つの面では、本システムはデータ取得ハードウェア(例えば、
患者プローブ)、コンピュータ、オブジェクトディスプレイアルゴリズムおよび
ソフトウェアを利用する。1つの好ましい面では、ソフトウェアおよびアルゴリ
ズムはアナログデータチャネル(例えば、患者モニタリングの信号またはプロー
ブから得たもの)のディジタル表現を用いて酸素運搬の生理学を表す一組のオブ
ジェクトディスプレイを構成する。しかしながら、直観的な医学的プロセスダイ
アグラムに関する本発明の局面は特別なモニタリング装置を必要としないことに
留意すべきである。直観的な医学的プロセスダイアグラムとしてディスプレイす
るためのデータ収集には、どのような周知の患者モニタリング装置も使用できる
。 本発明は従来技術に対していくつかの利点を提供する。例として、本発明のデ
ータディスプレイは患者の情報を意味のあるメンタルモデルにマップする。故に
、このようなメンタルモデルを使用する医師は酸素運搬の生理学のような複雑な
生理学をより良く理解することができる。ある面では、メンタルモデルは複雑な
プロセスを描くのに類推形式を用いる。かくして、本発明の酸素運搬の生理学の
適切なモデルは、(1)肺における燃料を酸素の形で充填すること、(2)酸素
化した血液を心臓から臓器および組織へ送り出すこと、(3)酸素を赤血球から
組織へ出すこと、および(4)酸素および組織による酸素利用を含む。 類推により、このモデルを、(1)石炭置き場で燃料を石炭の形で有蓋貨車に
積み込むこと、(2)燃料を積み込まれた有蓋貨車を機関車によりある程度離れ
た炉まで運ぶこと、(3)有蓋貨車から炉に石炭をおろすこと、(4)炉で石炭
を燃焼させることと対照させることができる。この類推では、石炭置き場は酸素
で膨張した肺を表す。有蓋貨車は酸素を充填された赤血球を表す。機関車は肺と
組織の間で循環経路を回って酸素運搬赤血球をポンプ吐出する心臓を表す。炉に
おろされる各有蓋車石炭のパーセントは組織内における細胞による酸素の分画抽
出を表す。最後に、炉における燃焼石炭は細胞および組織による酸素の利用を表
す。 前述したように、本発明は多数の様々な種類の医療機器と互換性がある。同様
に、本発明の面はいくつかの設定において使用できる。第一に、本システムは異
なるメーカーのデータディスプレイを駆動するセンサーセットと併せて使用可能
である。オブジェクトディスプレイについては、ディスプレイを部分的あるいは
全体的に使用可能である。例えば、酸素運搬の生理学の全てあるいは一部分をモ
ニタする医学的領域の例には、集中治療室、手術室、救急室および全ての処置室
を含む。本発明のディスプレイシステムは患者が心肺バイパス術を受けている最
中に酸素運搬の生理学に関する情報を医療チームに提供するためにも使用可能で
ある。本システムは酸素運搬の生理学に係わる者の教育および訓練用の手術ダミ
ーなどの医学的シミュレーション装置に取付ることもできる。 本発明のソフトウェアはデータ取得に現在使用の医療機器、特に、酸素運搬の
生理学または心臓力学に関連して使用されている医療機器にインストールするこ
とができる。本発明は獣医学における酸素運搬の生理学または動物研究所におけ
る酸素運搬の生理学をモニタするためにも使用可能である。 ある面では、本発明を呼吸器生理学などの他の生理学のディスプレイと相互作
用するモジュールとすることも可能である。研究プロトコールを実施し複雑な制
御タスクをより良く実行するために使用することもできる。さらなる使用は、酸
素運搬の情報の大きなデータセット解析用のインターフェイスを含むことも可能
である。 本発明の一実施例は、患者からの生理学的データをディスプレイする方法であ
る。本実施例では、プローブまたは他の装置を介して患者の臓器からのデータを
測定する。次に、測定されたデータを用いて患者の血液酸素化レベルや心臓力学
的な値などのデータに関する生理学的な量を測定する。生理学的な量はオブジェ
クトとしてディスプレイされ、ディスプレイされたオブジェクトの形状は臓器の
構造を反映する。 本発明の他の実施例は患者の生理学的データをディスプレイする方法である。
本実施例では、最初に患者の血中酸素化レベルを従来の手段で測定する。円形の
形状がディスプレイされ、酸素化された患者の血液のパーセンテージを表すため
に陰影が付けられる。 本発明の他の局面は、患者から得られた生理学的データをディスプレイする
方法であり、患者の血中酸素化レベルを最初に従来の方法で測定して、複数の形
状がモニター上にディスプレイされ、複数の形状のそれぞれは人体内の臓器の構
造を表す。 本発明のさらなる実施例は、患者からの生理学的データをディスプレイする方
法であり、生理学的データを表すためにダイアルや針などのアナログゲージを用
いる。 本発明の他の面は、患者からの生理学的データを表すディスプレイシステムで
ある。このディスプレイシステムは、一組のディスプレイオブジェクトを含み、
各オブジェクトは異なってはいるが、患者から取り出した関連のある測定を表す
。統合ディスプレイは4つのオブジェクトが一組で形成される。第一のオブジェ
クトは患者の心拍出力、第二のオブジェクトは患者の動脈血酸素化レベル、第三
のオブジェクトは患者の静脈血酸素化レベルを表し、第四のオブジェクトは患者
の動脈、毛細血管および静脈の緊張を示す。 次に、好ましい実施例に関連して本発明をさらに説明するが、当業者が本発明
の範囲から逸脱せずに様々な追加、削除および変更を行うことが可能であること
が明らかになるであろう。 〈発明を実施するための最良の形態〉 本発明は患者から医学的情報を入手しその情報を直観的な形式で医師にディ
スプレイするための方法およびシステムに関する。この直観的な形式は、ディス
プレイされた情報を読み取る医師が患者の変化する値の重要性を迅速に知覚する
ことができるため、医学的プロセスダイアグラムと呼ぶことができる。医学的プ
ロセスダイアグラムは認識に関する研究における進歩を利用するために非麻酔分
野において他者により開発された。 応用ヒューマンファクターにおける研究では、人為的ミスを減少させるために
手術室のようなハイリスクな環境(例えば、原子力制御室および飛行甲板)と同
様なハイリスク環境におけるグラフィックディスプレイの使用に焦点を合わせら
れている。医学的プロセスダイアグラムの成功は、オペレータの認知的なニーズ
の意味論をいかに良好にディスプレイのグラフィックエレメントにマップされる
かという機能であると考えられる。認められているタスク解析方法を用いて、医
師がどのように酸素運搬の生理学的データを解釈して病理学的状態を診断し、続
いて患者に対して適切な調整的措置を取るかを説明するシステムが開発された。
医師が解釈する必要がある多くのデータを作成する努力によって、より情報を提
供する一組のオブジェクトディスプレイが開発された。 一組のディスプレイオブジェクトは、1)データの他のデータとの関連性、2
)文脈中でのデータ、3)データの基準枠、4)データに対する情報変更の割合
、および5)事象に関する情報を図示するために開発された。具体的には、シス
テムは酸素運搬の生理学を医師に提示するために開発された。本システムはデー
タ取得ハードウェア、コンピュータ、酸素運搬算出ソフトウェアおよびオブジェ
クトディスプレイソフトウェアを使用する。一実施例では、以下において詳細に
説明するように、オブジェクトディスプレイソフトウェアは酸素運搬算出ソフト
ウェアが提供するデータを使用して酸素運搬の生理学を表わす一組の4つのオブ
ジェクトを構築する。 残念なことに、臨界的治療において生理学的データを医師に提示する現行のデ
ィスプレイシステムは、そのデータを解釈するために医師に対して多大の認識的
作業を強いている。対称的に、以下に説明する本ディスプレイシステムはビジュ
アルメモリーキューおよび知覚的なダイアグラムを利用して複雑なデータをグラ
フィック式にマップする。次に、これらのデータマップは酸素運搬の生理学を解
釈するために医師が使用するメンタルモデルと一致するようにディスプレイされ
る。本システムは患者からアナログ信号を受信し、その後いくつかの生理学的な
量を算出するので、患者のデータはリアルタイムでディスプレイを駆動させるた
めに用いられる。 上記のように、本発明は人工呼吸器、麻酔機械、部分的または全体的な液体換
気システム、心臓力学モニターおよび人工心肺などの様々な医療機器と共にこれ
らと関連させて使用可能である。より一般的には、本発明は手術室や集中治療室
で見られるコンピュータ化された研究室情報システムと併せて使用可能である。
好ましい実施例では、ディスプレイされるパラメータまたは値は1つもしくは2
つ以上の機器により得られ、集中型ディスプレイ(すなわちビデオモニター)に
伝達される。他の実施例では、装置は内蔵型ディスプレイ付き独立型システムと
して作動する。どちらにしても、オペレータが所望のデータの提示を最適化する
ようにディスプレイパラメータを操作できるのが好ましい。オペレータがディス
プレイされたデータに基づき適切な装置を調整できることが理解されるだろう。 人工呼吸器に関しては、本ディスプレイは現行使用中のいくつかのシステムと
互換性がある。従量式時間設定人工呼吸器または従圧式時間設定人工呼吸器のい
ずれかが適切である。先に示唆されたように、これらのような従来の人工呼吸器
は、本発明と伝統的なガス換気器または部分液体換気器と併せて使用可能である
。同様に、本発明は様々な市販されている心肺バイパス機器または血中酸素およ
びヘモグロビンモニタリング装置(すなわち、肺カテーテル、EKG)と併せて使
用可能である。他の好ましい実施例では、本発明のディスプレイは市販の統合麻
酔送達およびモニタリング装置で駆動される。さらに他の実施例では、先行例と
してここに記載するWO 97/19719に記載されているシステムのような閉鎖回路液
体換気システムと併せて使用することができる。選択された医学的システムのタ
イプにかかわらず、当業者は本発明が関連するパラメータの直観的なディスプレ
イを可能にすることを理解するであろう。上記事項により証明されたように、本
発明のディスプレイはいくつかの種類の医療機器と互換性がある。しかしながら
、説明することが目的であるため、以下の討議では新規のリアルタイム酸素化ア
ナライザーと併せて酸素化パラメータのディスプレイを検討する。本発明に関す
る以下の本発明の記載では、例示的な実施例のみを開示するゆえに、本発明の範
囲内で他の変更例が考えられることが理解されるべきである。したがって、本発
明は以下に詳細に説明する特定の実施例に限定されるものではない。 I.ハードウェアシステム 図1は、酸素化パラメータの測定を対象となる本発明の実施例に従って構成さ
れたシステム10を図示する。一連のプローブ12は、患者14と関連付けられた各種
モニタリングアクティビティに接続されている、例えば心拍数プローブ12aであ
る。これらのプローブは、周知であり、また、一般的にモニタアクティビティを
表すアナログ信号16を発生する。信号16は、データ変換モジュール20の良く知ら
れているA/D装置18を通じてアナログ信号16に対応したデジタル信号を発生する
ために変換される。このデータは、データバス22上で得ることができる。 処理モジュール24は、患者のアクティビティの使用可能な定量測定値を発生す
るだけでなく目的のディスプレイ、例えば、(1)他のデータに対して特定デー
タを関連付ける;(2)コンテキストでデータを提示する;(3)基準枠にデータ
を関連づける;(4)データの情報の変換速度を測定する;及び/または(5)事
象情報の提示、を送り出し、比較するために、バス22上でデータを処理する。 モジュール24の一実施例は、故に、プローブ12から入力されたデータを分析お
よび/または定量する複数のデータ処理セクション26を含む。例えば、1セクシ
ョン26aは、データ連鎖でプローブ12aに接続されており、デジタルワードの形式
で心拍数の表示を与えるため、バス22上でデータを処理する。患者の心拍数が変
化すると、デジタルワードが変化する。メモリモジュール28は、モジュール24が
患者の心拍数の記録と電流値を含むように、心拍数アクティビティに対応したデ
ジタルワードのような、選択データを記憶するために使用される。メモリ28はま
た、データを基準枠と比較するデータの公称値や所望の患者の閾値を表す極値の
ような情報も記憶する。ディスプレイドライバセクション30は、セクション26に
接続されており、従って、ディスプレイのコンテキストでの心拍数データをディ
スプレイ32に表示することを指令し、及び/または、メモリ28内でデータを基準
枠と相対させる。 セクション26からのデータは、また評価モジュール34内で他のデータと比較し
、または記録された閾値と関連付けることができる。例として、プローブ12aに
対応するデータは、モジュール34内でデジタル部のプロセスを通して、プローブ
12bに対して比較されることができる。引き続きドライバ30は、この関連データ
をディスプレイ32上に表示するように指令できる。他の例として、評価モジュー
ル34は、他のデータをメモリ28に記憶されたデータと比較することができる;ま
た、比較が設定閾値を超えた場合には、ディスプレイ32に警告事象を表示するこ
とができる。 関連技術における当業者は、あるプローブ12が自給式A/D変換能力とデータ操
作を有しても良いことを認識する筈である。さらに、このようなプローブは、公
知技術によって、評価モジュール34とメモリ28に容易に直接接続され得る。 システム10は、キーボードのような、ユーザインターフェース36での入力によ
って制御され、そしてディスプレイドライバ30はディスプレイ32上でデータを各
種目的フォーマット40にフォーマットする。したがって、−他のデータと特定デ
ータとの比較のように−評価モジュール34内での選択したプロセスを指令するこ
とによって、そのようなデータは自動的に所望の目的フォーマットでディスプレ
イ32に表示される。本発明による特殊な目的フォーマットは、以下に記載されて
いるごとくである。好ましくは、これらの目的フォーマットは、総合的データプ
ロフィールをオペレータに与えるために、同じディスプレイに同時に表示される
のが好ましい。 図2は、図1のシステム10と共に用いてもよい代表的なコンピュータシステム
155を示す。システム155は、独立型構成またはコンピュータシステムのネットワ
ークの一部として操作することができる。システム155は、患者からデータを収
集して、医師による観察のためディスプレイに処理データを表示する統合システ
ムである。 コンピュータシステム155は、コンピュータ160において、例えば、Microsoft
Corporationから得られるWindows 95のような操作システム、と連結して実行さ
れる血液−モニタリングソフトウェアを含む。他の実施例は、異なる操作環境ま
たは異なるコンピュータまたはその両方を使用しても良い。 本発明のほかの実施例においては、コンピュータ160は広域ネットワーク(WAN
)接続を介して、他の医師または病院への接続されることが可能である。他の医
療機関へのWAN接続は、手術中または集中治療室における患者の経過をリアルタ
イムで検討することを可能とする。 再度、図2に関し、コンピュータ160の一実施例は、300MHzおよび32メガバイ
ト(Mb)のRAMメモリ(図示せず)で作動されるIntel Pentiumまたは同様のマイ
クロプロセッサを含む。システム155は、プロセッサ170に接続されたハードディ
スクドライブのような、記憶装置165を含む。ハードドライブ165は、ネットワー
ク構成でのオプションである、即ち、ワークステーションはファイルサーバでハ
ードディスクまたは他の記憶装置を使用する。コンピュータ160が独立型構成で
使用されるならば、ハードドライブ165は、100Mbもしくはそれ以上であるのが好
ましい。しかしながら、システムは、コンピュータ機器の特定の型に制限される
ものではない。ここに記載されているディスプレイシステムを作動できるどのよ
うなコンピュータ機器も、本発明の範囲内で機能することが予期されている。 コンピュータ160は、コンピュータ周辺装置群と一体に構成されており、シス
テム155のディスプレイ出力を与えるVGA(ビデオグラフィックアレイ)ディスプ
レイ標準、またはよりよくは、カラービデオモニタに接続されている。ディスプ
レイ175は、65,536色で1024×768pixelで作動される17インチモニタでもよい。
IBM ATタイプコンピュータと両立するキーボード180は、コンピュータ160に接続
してもよい。2または3ボタンのマウスのようなポインティング装置185も、コン
ピュータ160に接続してよい。マウスの使用の記載は、別タイプのポインティン
グ装置の使用の排除を意味するものではない。 プリンタ190は、ファイル記録用のプリントアウトのように、ハードコピー出
力を出す方法を与えるために接続される。1つの構成において、Colorado Memory
Systemから入手可能なJumbo250Mbカートリッジテープバックアップユニットの
ような、バックアップ装置195を、好ましくはコンピュータ160に接続する。 独立型構成、即ち、ネットワーク構成のワークステーションのひとつとしての
他の実施例において、システム155は、ラップトップやノートブックコンピュー
タ、例えばAST Researchから入手可能なPremium Executive 386SX/20や様々な販
売業者から入手できるその他のコンピュータのような、ポータブルコンピュータ
を含んでもよい。ポータブルコンピュータ(図示せず)には、コンピュータ160
に関連して記載されたものと同様の構成要素が装備されている。 プログラムされたコンピュータもまた、完全なまたは部分的な特注回路で実行
することができることが、本技術の当業者よって理解されるだろう。それゆえ、
選ばれた器具一式は、何事においてもそれに制限されるものとして考慮すべきで
はない。 II.ソフトウェア 本発明のソフトウェアの多くの異なる実施方法は、当業界の技術者に理解され
るだろう。例えば、Labview, C++, Basic, Cobol, Fortranまたは Modula-2のよ
うな、プログラミング言語は、本発明の特徴をひとつのソフトウェアパッケージ
に一体化するのに使用できる。本発明のソフトウェアを説明する他の方法は、リ
アルタイムで患者のPvO2を収集し、測定するためにスプレッドシートプログラム
を用いることである。この方法を、以下に詳細に記載する。 A.血液ガスレベルの測定 上述のように、本発明のシステムと方法は、患者からデータを収集し、リアル
タイムで患者の様々な組織酸素化パラメータを測定する。ソフトウェアはこのプ
ロセスを指示するために用いられる。当業者は所望のパラメータが、多数の言語
のどれかひとつで書かれた様々なソフトウェア構造を用いて得られかつディスプ
レイすることができることを確認するだろう。図3は、開示した方法とシステム
と共に使用することが可能なソフトウェアスキームを図示している。 図3に示すように、スタート信号がスタート状態200でユーザによってシステ
ムに発信されると、プロセスが開始される。スタート信号は、データの収集を開
始するためにソフトウェアを起動するマウスコマンドのキーストロークとするこ
とができる。状態200でスタートコマンドを受信した後、動脈圧データは状態202
で患者から収集される。動脈圧データは、周知のように、動脈圧モニタに患者を
つなぐことによって、収集できる。 ひとたびデータが状態202において患者から収集されると、“範囲内データ”
の判定が判定状態204でなされる。この段階で、ソフトウェアは状態202で収集さ
れたデータを動脈圧値の公知の適切な範囲と比較する。動脈圧データでの適切な
範囲は、例えば、70/40と250/140の間である。 プロセス状態200で収集されたデータが判定状態204でプログラムされた範囲内
でない場合には、または、動脈圧波動が異常である場合には、エラー/例外プロ
セスルーチンが状態206で開始される。状態206のエラープロセスルーチンは、動
脈圧データを再収集するためにソフトウェアをプロセス状態202にループバック
する。この方法においては、誤った動脈データ読み取りは、残りのプログラムに
は通過されない。もし、プロセス状態202で収集されたデータが判定状態204で適
切な範囲にある場合には、ソフトウェアポインタは動脈圧を収集するための指示
を含むプロセス状態208へ移動する。好ましくは、収集したデータは、患者の体
温、動脈血pH、ヘモグロビンレベル、PaO2及びPaCO2を含んでいる。さらに、デ
ータが患者の血液ガスレベル、酸−塩基状態および血液学状態の情報を提供でき
る付属の血液化学モニタによって、生成されるのが好ましい。そのような実施例
では、データは、血液化学モニタからの直列接続を介して、データの流れを受信
することによってコンピュータ内に収集される。あるいは、関連する値は、キー
ボードから手動で入力されたアクセスデータから得られることができる。 前述のように、血液化学モニタは、患者からの動脈血を連続的にサンプリング
し、各サンプルから患者の血液のいくつかの特性を測定するのが好ましい。プロ
セス状態208で血液化学モニタから採取された各特性に対応するデータは、判定
状態210で範囲内であるか、チェックされる。pHの適切な範囲は、7.15から7.65
である。ヘモグロビンレベルの適切な範囲は、0から16g/dlである。PCO2の適切
な範囲は15mmHgから75mmHgであり、一方PaO2の適切な範囲は、50mmHgから650mmH
gである。 判定状態210でデータが各々特定変数の適切な範囲内に無い場合、状態212でエ
ラー/例外プロセスルーチンが開始される。状態212でのエラー/例外プロセス
ルーチンは、範囲内にあるかどうか判定するために状態208で収集した変数を個
々に分析する。状態208で収集された選択変数が適切な範囲に無い場合、エラー
/例外プロセスルーチン212は、正確なデータが収集されるように、ソフトウェ
アポインタを状態208にループバックする。判定ボックス210で選択データが範囲
内である場合には、ソフトウェアはその前に状態214で最初に得た動脈圧データ
から心拍出力(CO)とともにCaO2値を得る。 上記のように、心拍出力は、いくつかの方法によっても動脈圧測定から得られ
る。例えば、TNO BiochemicalのModelflow systemは、動脈圧信号からリアルタ
イムで心拍出力を得ることができる。上述したその他の方法は、心拍出力を測定
するプロセスステップ214でもまた使用される。一旦心拍出力値がプロセスステ
ップ214で測定されると、患者の総酸素運搬量(DO2)がプロセスステップ215で
得られる。前述のように、患者の総酸素運搬量は、心拍出力と動脈血酸素含有量
の積である。このパラメータは、任意に表示され、また、判定状態217によって
示されたように、ソフトウェアがストップコマンドを受信するとプログラムを終
了することができる。しかしながら、判定状態217で、データ収集を停止するた
めに、ソフトウェアがキーボードまたはマウス入力を受信しない場合には、ポイ
ンタは、さらにパラメータを得るためにプロセス状態216へプログラムを指示す
る。特に、プロセス状態216は、患者のVO2の測定または入力に関連している。 患者のVO2は、適切な換気器を患者に取り付けることによって測定する方法や
上述のPhysioflexのようなシステムを通して酸素摂取量の計測またはSensormedi
cs and Puritan Bennettにより製造されるシステムのような、多数の他の装置を
用いて計算することができる。酸素吸気量および呼気量の測定によって、換気器
は、患者によって吸収された総酸素量を計算するために使用することもできる。
プロセスステップ216で患者のVO2値が測定された後で、これらの変数を状態218
でFickの式に適用してリアルタイムCVO2を得る。Fickの式は上記してある。 一旦CvO2がわかると、混合静脈血オキシヘモグロビン飽和度(SvO2)と混合静
脈血酸素張力(PvO2)が、状態220で得られる。先に説明したように、混合静脈
血pHとPCO2の値は、オキシヘモグロビン解離曲線の位置を限定するためのKelma
nの式において他の変数と共に使用される動脈血のpHとPaCO2に夫々に関連する
定数(しかし変更可能)を持つものと推測される。他の方法として、これらの値
の計算にアルゴリズムが得られる。Hb濃度を知っていれば、PvO2が得られ、そし
てそれからFickの式で判定されたCvO2に等しい総CvO2(Hb、血漿およびPFCから
の寄与を含む)を得られる。CvO2値がFickの式に“合わない”場合には、他のPv
O2値を選択する。このプロセスは、Fickの式の均衡が取れ、真のPvO2がわかるま
で繰り返される。 当業者は、同じ式とアルゴリズムを混合静脈血オキシヘモグロビン飽和度SvO2 を得るために、また任意に表示するために、使用することができることを認識す
るであろう。即ち、SvO2がPvO2に密接に関連し、また従来技術を用いて酸素−ヘ
モグロビン解離曲線から簡単に得ることができるということである。このことは
、さらにPvO2同様にSvO2は、臨床医が希望する場合には、患者の酸素化状態をモ
ニタするために、また介入トリガとして、使用することができることがさたに認
識されるだろう。上述のように、混合静脈血オキシヘモグロビン飽和度は、この
容量で単独に、または、より好ましくは、他の得られたパラメータと合わせて使
用することができる。 PvO2、SvO2または両方に値を得た後で、その値または両方の値を、ステップ22
2でコンピュータ上に表示することができる。ソフトウェアが状態224でデータ収
集を停止するためのキーボードまたはマウスインプットを受信ない場合には、ポ
インタは、プログラムをプロセス状態202にループバックして、再び動脈圧デー
タの収集を開始する。この方法によってリアルタイムデータループは継続するの
で、患者の混合静脈血酸素張力(PvO2)または飽和度(SvO2)が状態222で定期
的に更新され、コンピュータ上に表示される。ソフトウェアが判定状態224でキ
ーボードまたはマウスインプットからの停止コマンドを受信した場合には、その
後終了ルーチン228が開始される。 B.酸素運搬値の計算 以下のシステムは、患者から情報を収集し、PvO2、SvO2、そしてDO2を含む所
望のパラメータを表示するために、大型Microsoft EXCEL(登録商標)スプレッ
ドシートを利用している。心臓血管と酸素化変数のリアルタイム入力を受信する
前に、多数の酸素化定数がシステムに入力される。これらの定数は、好ましくは
、患者の推定血液量、血漿中の酸素溶解度及び飽和オキシヘモグロビン1g中の酸
素含有量を含む。その際、酸素化定数をコンピュータのメモリに記憶して、後で
計算するのに使用する。 表1は患者のデータを収集し、また所望の酸素化パラメータの値を得るMicroso
ft EXCEL(登録商標)スプレッドシートの一部からのコマンドを示す。プログラ
ムは、ソフトウェア全体に亘って使用される各種酸素化定数にネームを割り当て
ることによって、初期化される。ここに示す実施例では、血液量(BV)、パーフ
ルオロカーボンエマルジョンの酸素溶解度(O2SOL)、いずれかのパーフルオロ
カーボンエマルジョンの比重(SGPFOB)、パーフルオロカーボンエマルジョン中
の血管内半減期(HL)、パーフルオロカーボンエマルジョンの重量/体積(CONC)、
海面での気圧(BARO)、酸素ml/飽和ヘモグロビンg(HbO)、及び酸素ml/100ml血
漿/100mm水銀(PIO)に対応する酸素化定数がすべて入力される。パーフルオロカ
ーボン代用血液が患者に投与される場合には、パーフルオロカーボンに関連する
定数が入力される。 酸素化定数のサブセットの、Kelman定数用の開始値の一例もまた表1に示され
る。これらの開始値は、患者の混合静脈血酸素化状態、または、混合静脈血オキ
シヘモグロビン飽和度といった他の所望パラメータを得るため後で行う計算に用
いられる。その他の酸素化定数のようにKelman 定数もまた表1に示すようにネー
ムを割り当てられる。
Description: TECHNICAL FIELD The present invention relates to a display system. More specifically, especially in medical settings
It relates to a system for displaying graphical information. Background Art Medical display systems provide information to physicians in a clinical setting.
A typical display system presents data as numbers and a unitary signal waveform.
However, the attending physician must evaluate them in real time. like this
In some systems, unsafe conditions, such as when the value exceeds the recommended value,
May include an alarm to alert you. In the field of anesthesiology, for example
For example, the anesthesiologist can monitor the patient's condition while anesthetizing and
And (ii) identify the cause of the problem and (iii) take coordinative measures.
Yes. Misjudgments can be fatal. There are more than 2000 deaths related to anesthesia per year, about 50% of which are manual.
It is known that the cause is improper choice during surgery. Generally, for anesthesia
Human error in the anesthesiologist does not recognize the problem (abnormal physiology)
By not specifying and not taking appropriate regulatory measures when anesthetizing the patient
It is shown that. Anesthesia performance model, ie causality with mistakes, incidents and accidents
The model showing the affairs and the model showing the development of accidents in anesthesia are all
It shows the fact that it is a complicated situation that tends to occur. The display of physiological data about the patient's condition allows anesthesiologists to
In observing the condition and inferring the likely cause of the problem during surgery
Play a mental role. As you can predict, the Australian Incident Monitoring Stu
63% of reported accidents in the dy (AIMS) database are standard data monitors
It was considered more detectable. Some have tried to solve these problems
However, the results were limited. For example, Cote et al. Call a patient who has been ventilated in an intensive care unit (ICU).
We have developed a set of objects for displaying tractor physiology. This one
A set of displays provides information from the patient and ventilator, respiratory rate, volume and inspiration.
Integrate information on air oxygen content (%). ICU doctor from object display
The information used in the data is faster and more accurate than when using an alphanumeric display.
I was able to interpret the data. Cole printed as if doctor used tabular data
Comparison of how data was interpreted when graphic data was used
Published a paper on. However, Cole's research was on analog data channels
Receive and drive a real-time graphic display on the medical monitor
It was not related to the system. In addition, Ohmeda, a company that manufactures anesthesia related equipment, has a graphic
Manufactures modular CD machines with the option to display data
There is. This display has been called a glyph. Physiologic data above hexagon
Is mapped with. The six data channels make up six sides of the hexagon. This device
Although the display is graphical, alphanumeric information dominates. Na
There is no clear logic to assign physiological data to one side of a hexagon. Furthermore
To identify symmetric changes to the various signs of this geometric shape.
Is very difficult. In the surgical and post-operative setting, decisions regarding the need for blood transfusion are usually hemoglobin.
(Hb) or hematocrit level (Hct). Hematocrit
Percentage by volume of concentrated red blood cells after centrifugation of a blood sample
Is defined as If the patient's hemoglobin level per dl of blood is high,
The practitioner can infer that the patient has sufficient capacity to deliver oxygen to the tissue. during surgery
, This value is often used as a trigger, i.e. the value is
If the blood pressure falls below the normal value, blood is further administered to the patient. These parameters
Indicates the arterial oxygen content, but the total acid delivered (or supplied) to the tissue.
No information is provided regarding elemental or tissue oxygen content. For example, in patients with systemic atherosclerosis, if the postoperative hematocrit is low, the
It has been shown to be associated with later ischemia. Many researchers limit the critical Hc level.
However, most authoritative parties are wondering if they are based on Hb or Hct.
Empirical and automatic transfusion triggers should be avoided and red blood cell transfusions tailored to individual patients
You will agree that it should be done. Therefore, it is more than the specified value.
The transfusion trigger should be activated based on the patient's response to anemia. That is, part of this is how well the patient's tissue is actually oxygenated.
Due to the fact that many parameters are important in determining whether or not. This
Heart rate output also correlates hemoglobin level with tissue oxygenation in terms of
It is an important factor to attach. Heart rate output or CO is the time unit (ml / m
in), which is defined as the volume of blood ejected from the left ventricle of the heart into the aorta.
It can be measured by the water-repellent technique. For example, if the patient has internal bleeding, blood hemoglobin
Although the bottle concentration is normal, total blood volume may be low. Therefore, the heartbeat output
Simply measure the amount of hemoglobin in the blood without measuring other parameters such as
Is not always sufficient to infer the patient's actual oxygenation status. More specifically, the oxygenation status of a tissue depends on the tissue's oxygen supply / demand relationship, ie
Total oxygen consumption (VO 2 ) To the total oxygen delivery (DO 2 ) Relationship
. Hemoglobin is oxygenated to oxyhemoglobin in the pulmonary capillaries and then to the heart.
The pulse output carries it to the tissue where it consumes oxygen. Oxyhemoglobin
Release oxygen into the tissue, the oxygen partial pressure (PO 2 ) Is sufficient oxygen is released and oxygen consumption
Amount (VO 2 ) Is satisfied. How to measure the oxygenation status of a specific organ bed (
Intestinal pressure measurement; near infrared spectroscopy, etc.)
It is difficult to apply to the settings. Therefore, the organization from The oxygenation status of the blood
A parameter that reflects the oxygen partial pressure of mixed venous blood (PvO 2 ; Oxygen in mixed venous blood
(Also known as tension) or mixed venous blood oxyhemoglobin saturation (SvO 2 ), Is generally accepted for assessing the overall oxygenation status of tissues.
Has become a way of doing. Unfortunately, a more invasive technique for more accurate measurement of tissue oxygenation levels.
I need surgery. From this point, directly measure the oxygenation status of mixed venous blood during surgery
Pulmonary artery catheterization is used for. Complete overall oxygen transport and delivery
One catheter (Directional Pulmonary Artery (PA) Catheter) is used to evaluate the pulmonary artery
Then, place another catheter in the peripheral artery. Next, a blood sample is taken from each
Pulmonary arteries and arterial blood oxygen levels are measured. I considered it earlier
As such, a PA catheter can also be used to measure heart rate output. Then the doctor measures
How well a patient's tissue is oxygenated from the oxygen content of a blood sample
Presume. Although these methods have proven to be relatively accurate, these methods
Is also extremely invasive. For example, the Swan-Ganz thermodilution catheter (Baxter Internat
Use of devices such as ional, Santa Ana, CA) causes infections, pulmonary hemorrhage, pneumothorax and
Leading to an increased risk of other complications. In addition, the risks associated with PA catheters and
Due to the cost, use in surgery may put patients at high risk or with significant blood loss.
Limited to surgery (eg heart surgery, liver transplantation, curative treatment of malignant lesions), and
Limited to patients who are vulnerable (eg elderly patients, diabetics, atherosclerotic patients)
Is determined. Among other variables, measuring the oxygenation state of a tissue is the amount of blood released to the tissue.
(CO) and its blood (arterial blood) oxygen content (CaO 2 ) Should be included
. The product of these variables is the total oxygen delivery (DO 2 ) Can also be used to measure
It Currently DO 2 Evaluation requires the use of the invasive monitoring devices mentioned above
. Therefore, DO 2 Is not possible in most surgical cases. Shi
However, in the intensive care unit (ICU), invasive monitoring is routine for patients.
Tend to be part of management and therefore DO in this patient group 2 Is more acceptable
Easy to get. Mixed venous oxygen tension or mixed venous oxygen tension (PvO 2 ) For PA catheter
It is another important parameter that can be measured. Venous blood and braid
Oxygen partial pressure (PO) 2 The equilibrium that exists between
The oxygenation status can be estimated. More specifically, arterial blood flows through tissues
And PO in the arterial blood flowing through the tissue and the blood of the tissue itself. 2 There is a partial pressure gradient between
To do. Because of this oxygen partial pressure gradient, hemoglobin in red blood cells and solution in plasma?
Oxygen is released from the 2 Spread to the organization. Capillary end of vein
Blood PO from the edge 2 (PvO 2 ) Is the distal (venous) end of the tissue through which the capillaries pass
Edge PO 2 Closely reflects Mixed venous oxygen tension (PvO 2 ) Is closely related to available oxygen bonds
Mixed venous blood oxyhemoglobin satiety expressed as a percentage of hemoglobin
The degree of harmony (SvO2). Generally, the oxyhemoglobin dissociation curve is SO 2 Value and PO 2 The value
Is plotted using. Oxygen partial pressure in blood (PO 2 ) Decreases (ie blood
As they pass through the capillaries), hemoglobin oxygen saturation (SO 2 ) Correspondingly decreases
To do. PO in arterial blood 2 And SO 2 Values around 95 mmHg and 97%, respectively.
Oxygen concentration of mixed venous blood (PvO 2 , SvO 2 ) Is about 45 mmHg and 75% respectively
It Like this SvO 2 Is PvO 2 As well as suggesting an overall tissue oxygenation status. Unfortunate
In particular, PvO 2 Similar to SvO 2 Can only be measured using relatively invasive measurements. Another parameter that can provide information about the patient's oxygenation status is deliverable
Oxygen (dDO 2 ). dDO 2 Is transported to the tissue, PvO 2 (Implicitly the overall set
The amount of oxygen that can be delivered to the tissue before the tissue oxygen tension drops below a certain value (ie
That is, the amount of oxygen consumed by the tissue). For example, dDO 2 (40) is PvO 2 Is 40
The amount of oxygen that can be delivered to the tissue before it reaches mmHg, dDO 2 (35) is PvO 2 Is 35 mmHg
It shows the amount of oxygen consumed before dropping to. In addition, some relevant parameters can be measured non-invasively. An example
For example, the total body oxygen consumption can be calculated from the difference between the inspiratory volume of oxygen, the mixed expiratory volume of oxygen, and the minute volume of artificial respiration.
Amount (VO 2 ) Can be calculated. Also, the heart rate output depends on the thermodilution catheter
Instead, it can be presumed to be non-invasive by measuring arterial blood pressure. For example,
Kraiden et al. (US Pat. No. 5,183,051 and described here as a precedent) show continuous arterial blood
Using a blood pressure monitor to measure pressure. These data are pulse contour
Converted to curved waveform. From this waveform, Kraiden and colleagues calculated the patient's heart rate output.
It No matter how the individual parameters are obtained, the person skilled in the art is well established.
Understand that new parameters can be derived from various relationships
Will do. For example, Fick's formula (Fick, A. Wurzburg, Physikalisch edizinis
che Gesellschaft Sitzungsbericht 16 (1870)) is an arterial oxygen concentration, venous acid
It correlates elementary concentration and heart rate output with the patient's total oxygen consumption and is expressed as follows:
(CaO 2 ・ CvO 2 ) × CO = VO 2 Where CaO 2 Is arterial oxygen content, CvO 2 Is venous oxygen content, CO is heart rate output, VO 2 Represents total body oxygen consumption. Non-invasive extraction of such parameters is useful in clinical settings
But a more definitive “transfusion trigger” would clearly be useful. PvO 2 Or DO 2 Suffers from
If accepted as a valid indicator of worker safety, the “safety” of these parameters
The question arises as to what constitutes the "all" level. Criticality in animal models
Despite data on oxygen delivery levels, critical PvO in clinical settings 2 There is little to say what is. The available data is extreme in level.
It shows that it is variable. For example, trying to undergo cardiopulmonary bypass surgery
Critical patients with critical PvO 2 Varied between 30 and 45 mmHg, the latter value being normal and healthy.
It is well within the range of values found in poor patients. Safe do 2 Is the same as
Shows variability. For implementation purposes, PvO 2 If the value is 35 mmHg or more,
Considered to indicate that the overall oxygen supply is sufficient, this is due to the vasomotor system.
Implies that it is normal and working. Similarly,
DO 2 The accurate measurement of is dependent on normal cardiovascular system. Wide during surgery
A safe margin and when the patient is clearly in good condition as far as oxygen dynamics
Blood transfusion trigger (DO 2 , PvO 2 , SvO2 or their derivatives)
Is the best. In practice, only certain patients are monitored with pulmonary artery catheters
To be done. Therefore, the above parameters are not available for all patients.
However, the majority of patients are incomplete and sometimes dangerous triggers of Hb concentration are monitored.
And Efforts have been made in the past to resolve these problems with little success
It was For example, Faithfull et al ( Oxygen Transport to Tissue XVI , Ed. M. Hogan, P
lenum Press, 1994, pp. 41-49) show the oxygenation state of tissues under various conditions.
It describes the model to be pulled out. However, this model is just static
Simulation, which allows operators to perform various cardiovascular or physical
The effect of changes in various parameters on tissue oxygenation
it can. Continuous to provide a dynamic display of what may actually happen
There are no specific data acquisition and evaluation regulations. Therefore, this model is
Used to measure the patient's tissue oxygenation status in real time under clinical conditions
I can't. Thus, what is needed in this technology is to provide the physician with physiological information.
It is a means for visually displaying. From this point, the method described below
The system provides a novel approach to physician patient data. Starting
Other aspects of clarity will be apparent from the description below. DISCLOSURE OF THE INVENTION One or more embodiments of the present invention accurately reflect the physiological condition of a patient.
Provide a measurement and display of the value of. A good value is the patient's overall oxygen
Includes inflammatory and cardiovascular conditions. Each value allows the physician to understand the patient's medical condition
Displayed as an intuitive medical process diagram to help
It In addition, the majority of the displayed values are present in the patient without invasive means.
It can be measured in profit. Thus, the display system considered here
Systems and methods provide safe and intuitive monitoring and display of the patient's physiological condition.
It can be used to adjust the therapeutic parameter based on the determined value. By using the display system of the present invention with various medical devices
It will be appreciated that the desired physiological information can be obtained. More specifically
, The disclosed display is used to monitor or treat a patient
It can be effectively and effectively associated with any medical device or device. this
From the point of view, such devices include anesthesia machines, ventilators, heart-lung machines and those described here.
These include, but are not limited to, various types of oxygenation monitors.
Exemplary values displayed include anesthesia machines, heart-lung machines, ventilators, oxygenators.
In the niter is the oxygenation parameter oxidation parameter or analog information, or artificial
Cardiopulmonary information is cardiomechanical information. In either case, the disclosed display
B. Effectively present quantitative data in a way that medical personnel can quickly understand
To do. In a preferred embodiment, the present invention is a physiologically important indicator of tissue oxygenation status in a patient.
Oxygenation parameters, such as total oxygen delivery (DO 2 ), Deliverable oxygen delivery (dDO 2 ), Mixed venous blood oxyhemoglobin saturation (SvO2) and mixed venous oxygen tension
(PvO 2 ) Etc. and provide real time display. Also,
Ming is another oxygenation parameter, supply / demand ratio (dDO 2 / VO2) to get
Used by physicians to accurately monitor and adjust patient oxygen status using a single number
To be able to. Using the obtained oxygenation parameters alone or more preferably in combination
It will be appreciated that it can be inferred to indicate overall tissue oxygenation level.
Thus, the present invention carries the risks associated with conventional invasive monitoring devices.
Can be used as a simple, real-time intervention trigger in clinical settings without
Wear. More specifically, acceptable PvO for each patient 2 , SvO2 or dDO 2 The minimum of
Establishing gives the attending physician a simple trigger point to indicate when an intervention is taking place.
For example, based on clinical experience, the attending physician may need to provide the patient with sufficient oxygenation to provide adequate oxygenation.
PvO 2 Is not less than 35mmHg or DO 2 Must be above 600ml / min
And so on. Preferably, the clinician has access to each oxygenation parameter.
The desired one or more values can be displayed. In particular
In the preferred embodiment, the system uses selected PvO 2 Supply / demand ratio (dDO 2 / V
O2) to enable physicians to address patient needs based on a single value
To do. In the present embodiment, PvO is set according to one or more values. 2 (Overall tissue oxygenation
) Is higher than the established trigger point. In a particularly preferred embodiment, input from an indwelling catheter placed in the peripheral artery is used.
Used to provide continuous (beat interval) measurement of heart rate output (CO). In this regard, Mo
Equipment such as the delflow system (TNO-Biomedical Instrumentation, Amsterdam)
Optionally used in conjunction with the present invention to provide continuous CO measurements in real time. Cardiac output
Force Aortic Input Impedance Through Human Three-dimensional Nonlinear Model
It can be calculated using an algorithm that simulates the behavior of the system. This model
The heart rate output calculated using is compared with the heart rate output measured by the thermodilution method.
To be done. In addition to the heartbeat output, the following hemodynamic information based on beat intervals
low, ie, systolic, diastolic and average, which can be obtained from systems such as
Blood pressure, pulse rate, stroke volume and peripheral vascular resistance. An embodiment of the present invention is used to derive the desired value for the patient's arterial oxygen content.
Amount (CaO 2 ) Is also measured. Specifically, the oxygen content of arterial blood (CaO 2 ) To measure
The patient's hemoglobin concentration, arterial blood oxygen tension (PaO2), arterial blood carbon dioxide tension
Use one or more numerical values corresponding to force (PaCO2), arterial blood pH and body temperature
can do. These numbers can be obtained from a blood chemistry monitor or manually.
You can enter with. In a particularly preferred embodiment, the heart rate output value is measured at the same time.
Use a blood chemistry monitor to obtain the desired value. In addition, the patient's oxygen consumption (VO
2) is preferably measured by gas analysis or metabolic rate measurement. As noted above, embodiments of the present invention further use the supply / demand ratio to analyze patient tissue.
Methods and apparatus that can be used to monitor oxygenation status are provided. further,
One embodiment of the present invention uses a supply / demand ratio (dDO 2 / VO2), including patient tissue oxygen
Intended for relatively non-invasive methods of real-time condition monitoring
. Similarly, other embodiments also provide real-time measurements of patient tissue oxygenation status.
Intended for relatively non-invasive devices. Such equipment can be supplied / demand (dDO 2 / V
It contains instructions for measuring O2). Calculations and values required to obtain the desired ratio
And the device is as described herein throughout. In all cases, the preferred embodiment of the present invention is a blood chemistry monitor and / or
Or pressure transducers (ie pressure transducers for CO, etc.) are included, but they are
It is not an essential component of the invention and is necessary to carry out the disclosed method.
It has to be emphasized that not. For example, a doctor can manually
, Body temperature and Hg concentration can be measured and this information can be entered into the system from the keyboard.
You can Other methods of measuring heart rate output, namely ultrasound, thorax impeder
Or CO2 partial pressure repeat breathing method can be used. Those skilled in the art will further appreciate that the oxygenation constant is dependent on the physical properties of the oxygen carrier or the physiological characteristics of the patient.
It will be understood that it is a number mainly related to sex. Such an oxygenation constant is
Blood volume, oxygen solubility in plasma, desired units of saturated oxyhemoglobin acid
Including, but not limited to, elementary content. Preferably, in the present invention
The oxygenation parameters selected using one or more oxygenation constants.
The present invention obtains the value (CaO 2 , VO 2 And CO) of the patient
Mixed venous oxygen content (CvO 2 ), The Fick equation VO2 = (CaO 2 ・ CvO 2 ) ×
Solve CO. Once CvO 2 Is decided, SvO 2 Can be calculated, and Kelman's formula (Kelm
an, J.Appl.Physiol, 1966, 21 (4): 1375-1376; described here as a prior example).
Using an algorithm to calculate the position of the oxyhemoglobin dissociation curve
PvO 2 Can be pulled out easily. Similarly, DO 2 , DDO 2 And dDO 2 / VO 2 Such as
Other parameters can also be derived from the values obtained. Anesthesiologists may use the methods disclosed herein to provide real-time data (ie, previously discussed).
Continuously monitored oxygenation parameters) to determine the patient's overall oxygenation status.
The full picture is revealed. Trigger port with one of the selected parameters established
If you reach the point, take enough time to stabilize the target,
Appropriate measures such as pharmacological interventions, infusions, blood transfusions, and adjustment of mechanical ventilation profiles
Can take Thus, the continuous flow of this data is
Diseases (including but not limited to anemia, decreased cardiac output, hypoxia)
It is possible to more easily determine the cause and adapt the correspondence appropriately. In terms of the present invention, a high risk environment (medical, etc.) to reduce human error
Is focused on graphically displaying data to users in
It In particular, the system and display of the present invention is an operator's cognitive requirement.
Helps map needs to graphical elements of the display. Therefore
In certain aspects, the present invention provides display data for patient data and physical function.
Imitates the physiology of the body to better represent In one aspect, the present invention utilizes task analysis methodologies to transform data into information.
Display physiological data of elementary delivery. Doctor is information (not raw data)
Interpret this data to diagnose pathological conditions and take appropriate regulatory measures
Which is less error-prone than interpreting data obtained by other systems
. In one particular aspect, the invention provides one or more data collections from a patient.
To create an object display that provides a set of information from the sensors in. this
These object displays are, for example, (1)
Relationship, (2) data in context, (3) reference frame for data, (4) information for data
The information change rate and / or (5) event information is shown. Constructed according to the invention
The system is thus particularly useful in presenting physicians with oxygen transport physiology.
It is for. In another aspect of the invention, the system comprises data acquisition hardware (eg,
Patient probe), computer, object display algorithm and
Use software. In one preferred aspect, software and algorithms
Is an analog data channel (eg, a patient monitoring signal or probe).
(Obtained from the digital camera) to represent the physiology of oxygen transport using a digital representation of
Configure the eject display. However, an intuitive medical process die
Aspects of the invention relating to Agram do not require special monitoring equipment
It should be noted. Display as an intuitive medical process diagram
Any known patient monitoring device can be used to collect data for
. The present invention offers several advantages over the prior art. As an example,
The data display maps patient information to meaningful mental models. Therefore
, Physicians using mental models such as this are complicated by the physiology of oxygen delivery.
Better understanding of physiology. On the one hand, mental models are complex
Use analogical form to describe the process. Thus, the oxygen transport physiology of the present invention
A suitable model is (1) filling the lungs with fuel in the form of oxygen, (2) oxygen
Sending out the converted blood from the heart to the organs and tissues, (3) oxygen from red blood cells
Including delivery to tissue, and (4) oxygen and oxygen utilization by tissue. By analogy, this model can be used as a covered wagon in the form of (1) coal in the coal yard.
Loading, (2) Separate the covered wagon with fuel loaded by the locomotive to some extent.
To the furnace, (3) dropping coal from the covered wagon into the furnace, (4) coal in the furnace
Can be contrasted with burning. In this analogy, the coal yard is oxygen
Represents an inflated lung. Boxed wagons represent red blood cells filled with oxygen. Locomotive with lungs
Represents the heart pumping oxygen-carrying red blood cells around the circulation between tissues. In the furnace
The percentage of each boxcar coal unloading is the fractional extraction of oxygen by cells in the tissue.
Represents the out. Finally, the burning coal in the furnace represents the oxygen utilization by cells and tissues.
You As mentioned above, the present invention is compatible with many different types of medical devices. As well
In addition, aspects of the invention can be used in several settings. First, the system is different
Can be used with sensor sets that drive data displays from other manufacturers
Is. For object displays, the display may be partial or
Can be used globally. For example, all or part of the physiology of oxygen delivery can be monitored.
Examples of medical areas that are affected include intensive care units, operating rooms, emergency rooms and all treatment rooms.
including. The display system of the present invention allows a patient to undergo cardiopulmonary bypass surgery.
It can also be used to provide medical teams with information on the physiology of oxygen transport during
is there. This system is a surgical instrument for the education and training of persons involved in oxygen transport physiology.
It can also be attached to medical simulation devices such as The software of the present invention is used for medical devices currently used for data acquisition, especially for oxygen transport.
May be installed on medical devices used in connection with physiology or cardiac mechanics.
You can The present invention is directed to the physiology of oxygen delivery in veterinary medicine or to animal laboratories.
It can also be used to monitor the physiology of oxygen delivery. In one aspect, the present invention interacts with displays of other physiology, such as respiratory physiology.
It is also possible to make it a module for use. Implement research protocols and implement complex controls
It can also be used to perform your task better. Further use acid
Can also include interfaces for large dataset analysis of elementary transport information
Is. One embodiment of the present invention is a method of displaying physiological data from a patient.
It In this example, data from a patient's organ is acquired via a probe or other device.
taking measurement. The measured data is then used to determine the patient's blood oxygenation level and cardiac dynamics.
To measure physiological quantities of data such as statistical values. The physiological amount is an object
The shape of the displayed object is
Reflect the structure. Another embodiment of the invention is a method of displaying patient physiological data.
In this example, the patient's blood oxygenation level is first measured by conventional means. Circular
A shape is displayed to show the percentage of oxygenated patient blood
Is shaded. Another aspect of the invention is to display physiological data obtained from a patient.
The patient's blood oxygenation level is first measured by conventional methods to
The shapes are displayed on the monitor, and each of the shapes is the structure of an organ in the human body.
Represents structure. A further embodiment of the present invention is a method of displaying physiological data from a patient.
Method, using analog gauges such as dials and needles to represent physiological data
There is. Another aspect of the invention is a display system that represents physiological data from a patient.
is there. The display system includes a set of display objects,
Each object represents a different but related measurement taken from the patient
. The integrated display is formed by a set of four objects. First object
Is the patient's heart rate output, the second object is the patient's arterial oxygenation level, the third
The fourth object is the patient's venous oxygenation level
10 shows arterial, capillary and venous tension in the. The present invention will now be further described with reference to the preferred embodiments, which are understood by those skilled in the art.
Various additions, deletions and changes can be made without departing from the scope of
Will become clear. <Best Mode for Carrying Out the Invention> The present invention obtains medical information from a patient and displays the information in an intuitive format to a doctor.
A method and system for spraying. This intuitive format
Physician reading the played information quickly perceives the importance of changing values for the patient
Therefore, it can be called a medical process diagram. Medical
Process diagrams take advantage of advances in research on cognition for non-anesthetic components
Developed by others in the field. Research in applied human factors has aimed to reduce human error
Same as high-risk environments such as operating rooms (eg nuclear control rooms and flight decks)
Focus on the use of graphic displays in high risk environments such as
Has been. The success of a medical process diagram depends on the cognitive needs of the operator.
How well the semantics are mapped to the graphic elements of the display
It is thought to be a function. Use accepted task analysis methods to
How the teacher interprets the physiological data of oxygen transport to diagnose pathological conditions,
A system was developed to explain to patients how to take appropriate regulatory measures.
More information will be provided in an effort to produce more data that the physician needs to interpret.
A set of object displays to serve has been developed. A set of display objects are: 1) the relationship of data to other data, 2
) Data in context, 3) Reference frame of data, 4) Ratio of information change to data
, And 5) Developed to illustrate information about events. Specifically, cis
The system was developed to present physicians with the physiology of oxygen delivery. This system is
Data acquisition hardware, computer, oxygen transport calculation software and objects
Use the Vect Display software. One example is detailed below.
As you can see, the object display software is an oxygen transport calculator.
A set of four objects that describe the physiology of oxygen transport using data provided by ware.
Build a project. Unfortunately, the current practice of presenting physiological data to physicians in critical care
The display system is highly cognitive to the physician to interpret the data.
I have to work hard. In contrast, the display system described below
Grab complex data using alumistic cues and perceptual diagrams.
Map to Fick formula. Next, these data maps solve the physiology of oxygen transport.
Displayed to match the mental model used by the doctor to release
It The system receives an analog signal from the patient and then some physiological
The patient data is used to drive the display in real time as the volume is calculated.
It is used for As noted above, the present invention is directed to ventilators, anesthesia machines, partial or total fluid replacement.
This along with various medical devices such as the Qi system, cardiac mechanics monitor and cardiopulmonary bypass
It can be used in association with the above. More generally, the present invention relates to operating rooms and intensive care units.
It can be used in conjunction with the computerized laboratory information system found in.
In the preferred embodiment, there are one or two displayed parameters or values.
One centralized display (ie video monitor), obtained from one or more devices
Transmitted. In another embodiment, the device is a stand-alone system with a self-contained display.
And work. Either way, the operator optimizes the presentation of the desired data
It is preferable to be able to manipulate the display parameters as follows. Operator
It will be appreciated that the appropriate device can be adjusted based on the data played. As for ventilators, this display is compatible with several systems currently in use.
Compatible. Volume-controlled timed ventilator or pressure-controlled timed ventilator
The gap is appropriate. As suggested above, conventional ventilators like these
Can be used in conjunction with the present invention and traditional gas or partial liquid ventilators
. Similarly, the present invention provides a variety of commercially available cardiopulmonary bypass devices or blood oxygen and
And hemoglobin monitoring devices (ie lung catheters, EKG).
It can be used. In another preferred embodiment, the display of the invention is a commercial integrated hemp.
Driven by drunk delivery and monitoring equipment. In yet another embodiment,
Closed circuit fluid such as the system described in WO 97/19719 described herein.
Can be used in conjunction with a body ventilation system. The selected medical system
Regardless of the type, those skilled in the art will appreciate the intuitive display of the parameters with which the present invention is relevant.
You will understand that it enables b. The book, as evidenced by the above
The inventive display is compatible with several types of medical devices. However
, And for the purpose of explanation, a new real-time oxygenation
Consider the display of oxygenation parameters in conjunction with the narizer. Related to the present invention
In the following description of the present invention, which is disclosed below, since only exemplary embodiments are disclosed, the scope of the present invention is
It should be understood that other variations within the enclosure are possible. Therefore,
The description is not limited to the particular embodiments described in detail below. I. Hardware System FIG. 1 is constructed in accordance with an embodiment of the present invention directed to measuring oxygenation parameters.
1 illustrates a system 10 that has been installed. The set of probes 12 includes various types of probes associated with the patient 14.
Connected to a monitoring activity, such as a heart rate probe 12a
It These probes are well-known and commonly monitor activity.
Generate a representative analog signal 16. The signal 16 is a well-known signal from the data conversion module 20.
Generates a digital signal corresponding to the analog signal 16 through the A / D device 18
To be converted. This data is available on the data bus 22. The processing module 24 produces usable quantitative measurements of patient activity.
Not only the target display, but (1) specific data for other data
Data; (2) present data in context; (3) data in the reference frame
(4) measuring the conversion rate of data information; and / or (5)
The data is processed on bus 22 for sending and comparing presentations of elephant information. One embodiment of module 24 therefore analyzes and analyzes the data input from probe 12.
And / or a plurality of data processing sections 26 for quantifying. For example, 1 sex
26a is connected to the probe 12a by a data chain and is in the form of a digital word.
Process the data on bus 22 to give an indication of the heart rate at. The patient's heart rate has changed
When converted, the digital word changes. Memory module 28, module 24
A device that supports heart rate activity, including a record of the patient's heart rate and
Used to store selection data, such as digital words. Memory 28
In addition, the nominal value of the data that compares the data with the reference frame and the extreme value that represents the threshold of the desired patient
It also stores such information. Display driver section 30 is in section 26
Connected and, therefore, display heart rate data in the context of the display.
Command to display on spray 32 and / or reference data in memory 28
Make it relative to the frame. The data from section 26 is also compared to other data within the evaluation module 34.
, Or can be associated with a recorded threshold. As an example, for probe 12a
Corresponding data is probed through the digital part process in module 34.
Can be compared against 12b. Continue to the driver 30 this related data
Can be commanded to be displayed on display 32. Another example is the rating module
34 can compare other data with the data stored in memory 28;
Also, if the comparison exceeds the set threshold, a warning event may be displayed on the display 32.
You can One of ordinary skill in the relevant arts will appreciate that a probe 12 may provide self-contained A / D conversion capability and data manipulation.
You should recognize that you may have a work. Moreover, such a probe is
It can easily be directly connected to the evaluation module 34 and the memory 28 by a known technique. The system 10 uses input from the user interface 36, such as a keyboard.
Display driver 30, and the display driver 30 displays the data on the display 32.
Format to seed purpose format 40. Therefore, − other data and specific data
Data-instructing the selected process within the evaluation module 34.
Will automatically display such data in the desired destination format.
It is displayed on i32. The special purpose format according to the present invention is described below.
It is as if it were. Preferably, these destination formats are comprehensive data files.
Displayed simultaneously on the same display to give the operator a lofi
Is preferred. 2 is a representative computer system that may be used with the system 10 of FIG.
Shows 155. System 155 is a network of stand-alone configurations or computer systems.
It can be operated as part of a network. System 155 collects data from the patient.
An integrated system that collects and displays processed data on a display for observation by a physician.
It is. The computer system 155 is a computer 160, such as Microsoft
Run in conjunction with an operating system, such as Windows 95, available from Corporation
Included blood-monitoring software. Other embodiments have different operating environments.
Alternatively, different computers or both may be used. In another embodiment of the invention, computer 160 is a wide area network (WAN).
) Through the connection, it is possible to connect to other doctors or hospitals. Another doctor
A WAN connection to a healthcare facility will provide a realistic view of the patient's progress during surgery or in the intensive care unit.
Im possible to consider. Referring again to FIG. 2, one embodiment of computer 160 is 300 MHz and 32 megabytes.
Intel Pentium or similar memory running on Mb RAM memory (not shown).
Including a black processor. System 155 is a hard disk connected to processor 170.
It includes a storage device 165, such as a disk drive. Hard drive 165 is a network
Option in the network configuration, that is, the workstation is a file server
Use a hard disk or other storage device. Computer 160 has a stand-alone configuration
The hard drive 165, if used, is preferably 100 Mb or higher.
Good However, the system is limited to a particular type of computer equipment
Not a thing. Which can operate the display system described here
Such computer equipment is also expected to work within the scope of the present invention. The computer 160 is configured integrally with the computer peripheral device group, and
VGA (Video Graphic Array) display that provides display output for the System 155
Ray standard, or better, connected to a color video monitor. Disp
The Ray 175 may be a 17 inch monitor operated at 1024 x 768 pixels with 65,536 colors.
Keyboard 180 compatible with IBM AT type computers connected to computer 160
You may. A pointing device 185, such as a 2- or 3-button mouse, is also
It may be connected to the computer 160. The mouse usage description is a different type of pointing
It does not mean the elimination of the use of a gag device. The printer 190 is a hardcopy output, such as a printout for recording files.
Connected to give a way out. In one configuration, Colorado Memory
Jumbo 250Mb cartridge tape backup unit available from System
Such a backup device 195 is preferably connected to the computer 160. Stand-alone configuration, that is, as one of the workstations of network configuration
In another embodiment, system 155 is a laptop or notebook computer.
, Premium Executive 386SX / 20 available from AST Research and various sales
Portable computer, such as other computers available from vendors
May be included. A computer 160 for a portable computer (not shown)
Are equipped with components similar to those described in connection with. Programmed computer also runs with full or partial custom circuitry
It will be understood by one of ordinary skill in the art that what can be done. therefore,
The set of instruments selected should be considered as limiting in any way.
There is no. II. Software Many different ways of implementing the software of the present invention will be appreciated by those skilled in the art.
Will For example, Labview, C ++, Basic, Cobol, Fortran or Modula-2.
Uh, the programming language is one of the features of the present invention, one software package
Can be used to integrate into. Another way to describe the software of the present invention is to
Patient PvO in real time 2 Spreadsheet program to collect and measure
Is to use. This method is described in detail below. A. Blood Gas Level Measurements As mentioned above, the system and method of the present invention collects data from a patient and provides
Time measures various tissue oxygenation parameters of the patient. The software is
Used to indicate process. Those skilled in the art will find that the desired parameter is
Obtained using various software structures written in any one of
Will make sure you can lay. FIG. 3 discloses the disclosed method and system.
5 illustrates a software scheme that can be used with the. As shown in FIG. 3, when the start signal is in the start state 200, the system is operated by the user.
The process is started when it is sent to the mobile phone. Start signal opens the collection of data
Can be a keystroke of a mouse command that launches the software to initiate
You can After receiving the start command in state 200, the arterial pressure data is in state 202
Collected from patients at. As is well known, the arterial pressure data can
It can be collected by connecting. Once the data is collected from the patient in state 202, “in range data”
Is determined in the determination state 204. At this stage, the software has been collected in state 202.
The data collected is compared to a known and suitable range of arterial pressure values. Suitable for arterial pressure data
The range is, for example, between 70/40 and 250/140. The data collected in process state 200 is within the range programmed in decision state 204
If not, or if the arterial pressure undulation is abnormal, the error / exception process
The process routine begins at state 206. The error process routine in state 206
Software loops back to process state 202 to recollect pulse pressure data
To do. In this way, incorrect arterial data readings are
Is not passed. If the data collected in process state 202 is relevant in decision state 204.
When in the critical range, the software pointer will direct you to collect arterial pressure.
To process state 208, which includes Preferably, the data collected is the body of the patient.
Temperature, arterial blood pH, hemoglobin level, PaO 2 And PaCO 2 Is included. In addition,
Can provide information about the patient's blood gas levels, acid-base status and hematology status.
Preferably, it is produced by an attached blood chemistry monitor. Such an example
In, the data receives the data stream through the series connection from the blood chemistry monitor
By being collected in the computer. Alternatively, the associated value is the key
It can be obtained from access data manually entered from the board. As mentioned above, blood chemistry monitors continuously sample arterial blood from a patient.
However, it is preferred to measure some characteristics of the patient's blood from each sample. Professional
The data corresponding to each characteristic collected from the blood chemistry monitor in process state 208 is judged.
It is checked in the state 210 whether it is within the range. A suitable range of pH is 7.15 to 7.65
Is. A suitable range of hemoglobin levels is 0 to 16 g / dl. PCO 2 Suitable for
Range is from 15mmHg to 75mmHg, while PaO 2 Suitable range for is 50mmHg to 650mmH
It is g. If at decision state 210 the data is not within the proper range for each particular variable, then at state 212
The error / exception process routine is started. Error / Exception process in state 212
The routine collects the variables collected in state 208 to determine if they are in range.
Analyze each. Error if the selected variables collected in state 208 are not in the proper range
/ The exception process routine 212 uses software to ensure accurate data is collected.
Loop back the pointer to state 208. Range of the selected data in judgment box 210
If yes, then the software has previously
To heart rate output (CO) together with CaO 2 Get the value. As mentioned above, heart rate output can also be obtained from arterial pressure measurements by several methods.
It For example, TNO Biochemical's Model flow system uses arterial pressure signals for real-time
Im can obtain heartbeat output. Other methods mentioned above measure heart rate output
It is also used in process step 214. Once the heart rate output value is
Patient's total oxygen delivery (DO 2 ) In process step 215
can get. As mentioned above, the patient's total oxygen delivery depends on heart rate output and arterial oxygen content.
Is the product of This parameter is displayed arbitrarily and is also determined by the decision state 217.
As shown, the software terminates the program when it receives a stop command.
Can be completed. However, in decision state 217, data collection may be stopped.
In case the software does not receive keyboard or mouse input,
Then point the program to process state 216 to get further parameters.
It In particular, process state 216 is the patient's VO 2 Related to the measurement or input of. Patient VO 2 Should be measured by attaching a suitable ventilator to the patient and
Measuring oxygen uptake through a system like the Physioflex described above or Sensormedi
Numerous other devices, such as the system manufactured by cs and Puritan Bennett
Can be calculated using Ventilator by measuring oxygen inspiration and expiration
Can also be used to calculate the total amount of oxygen absorbed by the patient.
Patient step VO in process step 216 2 After the values have been measured, set these variables to state 218
Apply to Fick's formula in real-time CVO 2 To get Fick's formula is given above. Once CvO 2 , The mixed venous blood oxyhemoglobin saturation (SvO 2 ) Mixed with
Pulse oxygen tension (PvO 2 ) Is obtained in state 220. Mixed veins as described above
Blood pH and PCO 2 Value of Kelma for limiting the position of the oxyhemoglobin dissociation curve.
Arterial blood pH and PaCO used with other variables in the n formula 2 Related to each
Inferred to have a constant (but mutable). Alternatively, these values
An algorithm is obtained for the calculation of. If you know the Hb concentration, PvO 2 Is obtained, and
Then CvO determined by Fick's formula 2 Total CvO equal to 2 (From Hb, plasma and PFC
(Including the contribution of). CvO 2 If the value “does not fit” Fick's formula, then another Pv
O 2 Select a value. This process is balanced by Fick's formula and is a true PvO. 2 Until you understand
Is repeated. Those skilled in the art will use the same formula and algorithm to mix venous blood oxyhemoglobin saturation SvO 2 Recognize that it can be used to obtain and optionally display
Will That is, SvO 2 Is PvO 2 Is closely related to
This means that it can be easily obtained from the moglobin dissociation curve. This is
, And even PvO 2 Similarly SvO 2 Monitor the patient's oxygenation status if desired by the clinician.
It can be used as a trigger and as an intervention trigger.
Will be recognized. As mentioned above, the mixed venous blood oxyhemoglobin saturation is
Volume alone or, more preferably, in combination with other derived parameters.
Can be used. PvO 2 , SvO 2 Or, after you have obtained the values for both, enter that value or both values in Step 22.
2 can be displayed on the computer. Software collects data in state 224
If you do not receive keyboard or mouse input to stop the
The interface loops the program back to process state 202 and starts the arterial pressure data again.
Data collection is started. This way the real-time data loop will continue
The patient's mixed venous oxygen tension (PvO 2 ) Or saturation (SvO 2 ) Has a status of 222
Updated and displayed on the computer. If the software is in decision state 224,
If a stop command is received from the keyboard or mouse input,
The post-termination routine 228 is started. B. Calculation of oxygen delivery values The following systems collect information from patients and 2 , SvO 2 , And DO 2 Places containing
Large Microsoft EXCEL® Spread to display desired parameters
I'm using a do seat. Receive real-time input of cardiovascular and oxygenation variables
Previously, a number of oxygenation constants were entered into the system. These constants are preferably
, Estimated patient blood volume, oxygen solubility in plasma and acid in 1 g of saturated oxyhemoglobin
Including elementary content. At that time, store the oxygenation constant in the memory of the computer, and later
Used to calculate. Table 1 collects patient data and also obtains values for desired oxygenation parameters from Microso
ft EXCEL® Shows commands from a portion of the spreadsheet. Program
Assigns names to various oxygenation constants used throughout the software.
It will be initialized. In the example shown here, blood volume (BV), perf
Oxygen solubility (O2SOL) of Luorocarbon emulsion, either perfluoro
Specific gravity of carbon emulsion (SGPFOB) in perfluorocarbon emulsion
Intravascular half-life (HL) of perfluorocarbon emulsion weight / volume (CONC),
Atmospheric pressure (BARO) at sea level, oxygen ml / saturated hemoglobin g (HbO), and oxygen ml / 100 ml blood
All oxygenation constants corresponding to plasma / 100 mm mercury (PIO) are entered. Perfluoroca
Carbon-related blood is associated with perfluorocarbons when administered to patients
A constant is entered. An example of starting values for the Kelman constant for a subset of oxygenation constants is also shown in Table 1.
It These starting values are based on the patient's mixed venous oxygenation status or mixed venous blood oxygenation.
For later calculations to obtain other desired parameters such as saturation
Can be The Kelman constant, like the other oxygenation constants, is also as shown in Table 1.
Be assigned.

【表1】 表1 ┌──────────────────────┬───────────┐ │仮定スタート時の値: │ │ ├───────────┤ │血液容量(ml/kg) ・ BV │70 │ │PFB中のO2溶解度(ml/dl@37℃)−O2SOL │52.7 │ │PFDBの比重−SGPFOB │1.92 │ │オキシジェント HTの血管内半減期(時間)−HL │=オキシジェントの1/2寿命 │PFOBエマルジョンの重量/体積 /100− │0.6 │ │CONC │760 │ │気圧@海面−BARO │1.34 │ │ml O2毎g飽和Hb−HbO │0.3 │ │ml O2毎100ml血漿毎100mmHg飽和Hb−HlO │ │ ├──────────────────────┼───────────┤ │ ├───────────┤ └──────────────────────┴───────────┘ KELMAN 定数: スタート時の値: ┌───────────┐ Ka1 │=-8.5322289*1000 │ Ka2 │=2.121401*1000 │ Ka3 │=-6.7073989*10 │ Ka4 │=9.3596087*100000 │ Ka5 │=-3.1346258*10000 │ Ka6 │=2.3961674*1000 │ Ka7 │-67.104406 │ └───────────┘ Kelman定数を含む酸素化定数の後で、ネームを割り当て、動脈圧直線および血
液化学モニタからのリアルタイム入力は初期化され、データ供給を始める。表2
に示すように、この実施例に記載したシステムは、動脈血オキシヘモグロビン飽
和度パーセンテージ(SaO2)に関連するデータを誘導する、あるいは受け取る。特
に、飽和度パーセンテージは、酸素張力(PaO2)、pH(pHa)、二酸化炭素張力(PaCO 2 )、及び体温(TEMP)の動脈血データから得られる。臨床医が所望すれば、本発明
は、患者の組織酸素化状態のモニタリングに用いるために、SvO2値 (計算したPv
O2、pHv、PvCO2および体温から得た値) のリアルタイム表示を提供する。前述の
通り、PvCO2とpHvの値は、固定量によって、アルゴリズムによって夫々決定され
たPaCO2とpHaの値に関連している。心拍出力(CO)もまたVO2であるように入力さ
れる。図4は、この手順と結果のデータを表す略図を提供する。 Hb濃度、動脈血ガスおよび酸/塩基パラメータがプログラムに入れられると(
自動でまたは手動で)、Hbを含有する赤血球と血漿相の両方のO2供給および消費
変数を測定することが可能である。PFC(代用血液の場合)に関する変数、また
はHbベースの酸素担体に関連する変数の測定も可能である。 再度図4に関して、CaO2の計算に有用な数値は、Hb濃度、動脈血酸素張力(PaO 2 )、動脈血二酸化炭素張力(PaCO2)、動脈血pH(pHa)および体温に関係する。酸素
−ヘモグロビン解離曲線の位置は、酸素化定数としてプログラムに入力されるKe
lmanの式を用いて計算される。これらの計算は、ここに先行例として記載して組
込んであるSeveringhaus(J. Appl. Physiol. 1966, 21:11088-1116)によって提
案された親曲線と見分けがつかない、O2張力の生理学的範囲に亘る曲線を生じる
。図4に概略図で示すように、Fickの式を満たすようにHb、血漿、フルオロカー
ボン中の必要な混合静脈血酸素含有量を結果としてもたらす、PvO2 (SvO2を経て
)を計算するために反復法を使用することができる。
[Table 1]                                 table 1 ┌──────────────────────┬───────────┐ │Assumption                                        │Starting value:      │ │ ├───────────┤ │Blood volume (ml / kg) ・ BV │70 │ │ O in PFB2Solubility (ml / dl @ 37 ℃) −O2SOL │52.7 │ │ Specific gravity of PFDB − SGPFOB │ 1.92 │ │Intravascular half-life (hours) of Oxygent HT −HL │ = 1/2 life of Oxygent │PFOB emulsion weight / volume / 100− │0.6 │ │CONC │760 │ │ Barometric pressure @ Sea level − BARO │ 1.34 │ │ ml O2Per g saturated Hb-HbO │0.3 │ │ ml O2Every 100 ml Plasma 100 mm Hg Saturated Hb-HlO │ │ │ ├──────────────────────┼───────────┤ │ ├───────────┤ └──────────────────────┴───────────┘ KELMAN constant:                                 Starting value:                                               ┌───────────┐  Ka1 │ = -8.5322289 * 1000 │  Ka2 │ = 2.121401 * 1000 │  Ka3 │ = -6.7073989 * 10 │  Ka4 │ = 9.3596087 * 100000 │  Ka5 │ = -3.1346258 * 10000 │  Ka6 │ = 2.3961674 * 1000 │  Ka7 │-67.104406 │                                               └───────────┘   After the oxygenation constants, including Kelman's constant, assign a name, arterial pressure line and blood
The real-time input from the liquid chemistry monitor is initialized and begins supplying data. Table 2
The system described in this example, as shown in FIG.
Sum percentage (SaO2) Induces or receives data related to Special
In addition, the saturation percentage is the oxygen tension (PaO2), PH (pHa), carbon dioxide tension (PaCO 2 ), And body temperature (TEMP) arterial blood data. The invention, if desired by the clinician
SvO for use in monitoring tissue oxygenation status in patients.2Value (calculated Pv
O2, PHv, PvCO2And a real-time display of values obtained from body temperature). The above
Street, PvCO2The values of pH and pHv are determined by the algorithm, respectively, by a fixed amount.
PaCO2And is related to the value of pHa. Heart rate output (CO) is also VO2Entered to be
Be done. FIG. 4 provides a schematic representation of this procedure and the resulting data.   When Hb concentration, arterial blood gas and acid / base parameters are entered into the program (
O, both automatically and manually) in both erythrocyte and plasma phases containing Hb2Supply and consumption
It is possible to measure variables. Variables for PFC (for blood substitutes),
It is also possible to measure variables related to Hb-based oxygen carriers.   Again referring to Figure 4, CaO2Useful values for calculating Hb concentration, arterial oxygen tension (PaO 2 ), Arterial blood carbon dioxide tension (PaCO2), Arterial blood pH (pHa) and body temperature. oxygen
-The position of the hemoglobin dissociation curve is the Ke entered in the program as the oxygenation constant.
It is calculated using the lman formula. These calculations are described here as a precedent
Comprehensive Severinghaus (J. Appl. Physiol. 1966, 21: 11088-1116)
Indistinguishable from the proposed parent curve, O2Produces a curve that spans the physiological range of tension
. As shown in the schematic diagram in Fig. 4, Hb, plasma, and fluorocarbon must meet Fick's equation.
PvO, resulting in the required mixed venous oxygen content in Bonn2 (SvO2Through
Iterative methods can be used to calculate).

【表2】 [Table 2]

【表3】 [Table 3]

【表4】 供給された数値に基づいて、表2に示すように、プログラムはリアルタイムでP
vO2やSvO2のような酸素化パラメータを計算する。これらの値は、次に、知覚的
ダイアグラムを生成るために以下に記載されたディスプレイシステムに送り込ま
れる。これらのダイアグラムは、例えば、患者に輸血をしたり、または患者の臨
床上の管理を変更する時期を決定するために医師によって使用される。表示され
た値は、ヘモグロビンまたは完全フッ素化化学薬品を施与する、輸血の生理学的
効果をモニタするために使用することもできる。 表3及び表4は、本発明によって提供される実用性と適用性を論証する追加の
情報である。特に、表3はここに開示した方法を用いて計算された各種酸素化値
を提供し、表4は最適な患者治療において有用である酸素消費および酸素送達の
指標を提供している。 表3を詳細に検討すると、本発明のシステムが混合酸素運搬システムにおいて
異なる構成要素の個々の酸素含有量を与えるために用いることができることを示
している。特に、表3は、ヘモグロビン、血漿及びフッ素化薬品をそれぞれ計算
する動脈血または静脈血の酸素含有量を与えるため計算を提供する。このような
値は、外科的な手順と結びついたフッ素化薬品エマルジョン代用血液を静脈に輸
血するときに特に有用であろう。 表4は、酸素消費および送達に係るリアルタイム情報を提供するために本発明
が用いられてもよいことを図示している。上述のように、HbまたはHct測定は、
組織酸素化の適当な反映ではない。これは、使用される組織への総酸素運搬量(
DO2)に関する情報を提供せずに、潜在的な動脈血O2含有量(CaO2)を示すだけ
だからである。しかしながら、表4に示されるように、本発明はCaO2および心拍
出力(CO)に基づいて酸素運搬情報をオンラインで提供することでこの問題を解
決している。 現在、心拍出力は熱希釈を用いて計算され、CaO2は動脈血オキシヘモグロビン
飽和度(SaO2)及びヘモグロビンレベルを計算し、これらの値を次の式に挿入す
ることよって、計算されている。:CaO2=([Hb]×1.34×SaO2)+(PaO2×0.003)、
ここで、[Hb]=ヘモグロビン濃度(g/dl単位);1.34=完全飽和ヘモグロビン1g
中の酸素運搬量;PaO2=動脈圧;および0.003は血漿による酸素運搬量(毎デシ
リットル毎酸素圧mmHg)とする。 本発明は、酸素ヘモグロビン解離曲線の位置を与えるKelmanの式と連続心拍出
力アルゴリズムとを組み合わせる。体温、ヘモグロビンおよび静脈血ガスのオン
ライン及びオフライン入力を用いて、本発明は、連続的な基準でDO2を傾向付け
ることができる。DO2を測定するために使用されるファクタは、それらの積とと
もに表示される;このように、DO2の減少による病因(不充分な心拍出力、貧血
症、または低酸素症)は、医師にたやすく明らかであり、適切な介入についての
決定が迅速に行うことができ、またその処置の結果は明白かつ容易に追随してく
る。 より詳細には、発明の好ましい実施例は、リアルタイムでDO2、動脈血ガス、
ヘモグロビン濃度およびCO(また、BP、心拍数、全身血管抵抗、速度圧力積およ
び心臓の仕事量のような、既に論じられた他の血流力学データ)を提供し、表示
するために使用することができる。表3に示すように、この実施例は、また、Hb
、血漿およびPFC(循環中の場合には)のDO2への寄与の個々の読み出しを与える
ことができる。すなわち、各成分の酸素寄与がいくつかの治療上の食餌療法の間
中、正確にモニタされ調整されることができる。このようなデータは、患者の酸
素化に関して安全なクッションを提供するためにORおよびICUの両方で特に有用
であろう。 ICUにおいて特定の患者のためにDO2を最大にする重要性は、最近の研究によっ
て強調されている。本発明は、またそのような介入が示され、また要求される成
果を成し遂げるために必要なデータを提供する時を決定するために使用されるこ
とができる。一旦DO2がわかると、特定の(また動脈血の)PvO2の根拠となり得
る最大O2消費量(VO2)を計算することができる。上述のように、この値は、送
達可能な酸素量(dDO2)と称することができる。例えば、健康な25歳の患者
のためには36mmHgのPvO2が選択されるが、広範囲に及ぶ動脈硬化症または冠動脈
粥腫の徴候または心筋虚血を伴った年老いた患者のためには42mmHgまたはそれ以
上のPvO2が必要とされるだろう。麻酔下での酸素消費量は変動するが、ほとんど
の場合1.5から2.5ml/kg/minの範囲にある。選択したPvO2において支持可能なVO2 が、この範囲をかなり上回っていたならば、すべて健康であり、必要とされる介
入はないであろう。正常なVO2の範囲に送達可能なVO2が近付くほど、介入がより
迅速に考慮される。 この関係は、送達可能な酸素量(dDO2)対酸素消費量(VO2)に基づいたただ
一つの値を与えるために使用される。上述のように、dDO2は、組織に運搬される
酸素の量であり、静脈血酸素分圧(PvO2)の前に届けることができ、組織酸素化
張力は定義されたレベル以下に下がる。このように、PvO2値が40(この数字は、
患者の一般的な医学状態に応じて変化する)以下に下がらないように所望するな
らば、DO2(及びdDO2)は、充分なレベルに保持しなければならない。 選択したPvO2のための供給/需要比(dDO2/ VO2)は、施与された酸素量が所
望酸素化状態を保持するために十分であることを示すたった1つの値を与えるた
めに使用されることができる。例えば、40のPvO2を保持するために要求されたdD
O2は、例えば、300ml/minそして実測(VO2)が200ml/minであるとすると、それ
から患者は必要とする充分な酸素を供給される事がわかる。即ち、供給/需要比
は300ml/min/200ml/min即ち1.5。供給/需要比が1だと、PvO2(または他の特
定のパラメータ、例えばSvO2)が選択したトリガ値(ここでは40mmHg)にあるこ
とを意味している。逆に、dDO2(送達可能な酸素量)が200ml/minで、VO2(酸素
消費量)が300ml/minの場合には、比は0.66となり、患者は充分な酸素を得るこ
とができない(即ち、PvO2は40以下となる)。この比を連続してモニタリングし
、またディスプレイすることで、臨床医は1に近付く値を観察し、また適切に介
入することができるだろう。 III. 生理学的数値に関するオブジェクトのディスプレイ 上述のように、図2のコンピュータシステム155は、上記計算値に関する医療
プロセスダイアグラムのディスプレイ用のソフトウェアとシステムを含む。 ディスプレイシステムは、酸素運搬値を収集し、医師に提示されたディスプレ
イオブジェクトを造り出す。いくつかのデータは患者のモニタから生のアナログ
またはデジタルデータを読み取って導かれるが、表1・4に示したように、多数の
数値は計算したデータから読み取られることができる。 システムは、毎秒200回でデータをサンプリングし、2秒ごとにディスプレイ
を更新する。しかしながら、システムは、医師に最新のデータを提示するために
、より早いサンプリングとディスプレイ更新が可能である。 上記のように、知覚的なダイアグラムは、身体の生理学的プロセスを表す一連
のデータオブジェクトを構成する。これらのデータオブジェクトの例は、赤血球
オブジェクト、心臓ポンプオブジェクト、血管抵抗オブジェクト、肺胞−動脈血
オブジェクト、酸−塩基オブジェクト、及び代謝オブジェクトを含む。これらの
オブジェクトは、以下に記載するように、患者の酸素運搬システムの生理学的ダ
イアグラムを提供するために単独でまたは共にディスプレイされる。 C.赤血球オブジェクト このグラフィカルディスプレイオブジェクトは、(ヘモグロビンとしての)赤
血球の量、(酸素飽和度パーセントとしての)赤血球の酸素積載、及び(容認さ
れた式を用いての)酸素含有量に対する情報を含む。円の大きさは、ヘモグロビ
ンと相関する。下から黒く塗られた円の部分は、酸素飽和度と相関する。ヘモグ
ロビンと酸素飽和度の積は左の酸素含有量(CaO2)ポインタと相関する。 詳細には、図5は、赤血球オブジェクト300は、患者の血液中のヘモグロビン量
、赤血球に積載される酸素量、血液粘度の温度影響、及び血液の酸素含有量に関
する情報をディスプレイする。ある状況において、この関係は、次の式によって
定義される:動脈血酸素含有量=(動脈血酸素飽和度)×(ヘモグロビン)×1.
34。図5において、動脈血飽和度は、“SaO2”と分類され、ヘモグロビンは”HB
”として分類され、また動脈血酸素含有量は“CaO2”として分類されている。 これらの赤血球に関連する値は、次に、(例えば、図1のコンピュータディス
プレイ32)知覚的ダイアグラムに、一組の非同心円セット310a,310bの形に変換
される。図5に示されるように、赤血球オブジェクト300の動脈血部314及び静脈
血部316がある。動脈血部314では、患者のCaO2値は、菱形320によって示され、Y
軸にマッピングされる。患者のヘモグロビンレベル、血液全体の中の赤血球の容
量パーセントは、X軸にマッピングされる。静脈血部316では、患者のCvO2は、菱
形330によって示され、Y軸にマッピングされる。ヘモグロビンレベルは、X軸に
マッピングされる。 非同軸円310a、bは、比同軸円310a、bの左端点340a、bに沿った接線を定義す
るためY軸を用いて作られている。各非同軸円は、Y軸に沿った同様の左端点340a
、bを含む。 動脈血酸素のレベルが増加すると、CaO2菱形320は、Y軸に沿って上方に移動す
る。水平酸素抽出線350は、動脈赤血球型オブジェクト310aに形成された陰影領
域360の上方境界線を明確にして、動脈血酸素化のレベルを示す。患者の赤血球
が酸素で満たされた割合を示した図5に図示したように(例えば、半分陰影が付
けられていると、細胞は酸素で半分だけ満たされている)、赤血球型オブジェク
ト310a、bは、部分的または全体的に陰影を付すことができる。患者のヘモグロ
ビン(Hb)レベルが増加すると、陰影は赤血球型オブジェクト310a、bの円周に
関する陰影もまた増加する。 静脈血赤血球型オブジェクト310bに対しても同様に、患者における静脈血酸素
化レベルが上昇及び下降すると、CvO2菱形330は、Y軸に沿って上方及び下方に移
動する。CvO2菱形330が上方及び下方に移動すると、静脈血赤血球型オブジェク
ト310bを形成する内で陰影部370の量が変化する。このように、血管輪の静脈側
での酸素化は、医師に迅速に示される。相対的に陰影部360(動脈血側)と362(
静脈血側)を見ることにより、動脈血および静脈血の酸素含有量が比較されると
、酸素抽出の迅速な知覚的理解が明らかになる。周知のように、酸素抽出=(動
脈血酸素含有量)・(静脈血酸素含有量)である。従って、赤血球型オブジェク
トオブジェクト310a及び310bを形成する赤血球の相対する陰影部を比較すること
によって、医師は知覚的に患者の酸素抽出量を理解することができる。 酸素抽出線350は、動脈血液細胞310aから酸素抽出スライドスケール364まで伸
長している。酸素抽出スライドスケール364は、下の境界線にCvO2菱形330を保持
している。CaO2のレベルが上昇すると酸素抽出スライドスケール364が上昇する
。同様に、CvO2のレベルが落ちると、酸素抽出スライドスケール364もまた上昇
する。このことは、酸素抽出量が動脈血酸素圧の上昇または静脈血酸素圧の減少
により増加することが予期されるため、道理にかなう。医師は、従って、患者に
代わって酸素抽出量を素早く測定する酸素抽出スライドスケール364を参照すれ
ばよい。赤血球オブジェクト300が実際の赤血球の生体内作用を模倣する方法は
、赤血球オブジェクト300を医師にとって極めて直感的な状態にしている。 図6をでは、赤血球オブジェクト300を更新するプロセス370は、スタート372
で始まる。プロセス370は、次に患者のCaO2値を読み取る状態374に移行する。上
述のように、この値はデータテーブルまたはコンピュータシステムのメモリ記憶
の幾つかの形式から読み取られることができる。CaO2値が状態374で読み込まれ
ると、プロセス370は、CaO2値が最終サンプリングから変化しているかどうか、
判定するために判定状態376に移行する。CaO2値が変化している時には、プロセ
ス370は、CaO2値が増加しているか減少しているかを判定するために判定状態378
に移行する。CaO2値が増加している時には、CaO2インジケータ320及び酸素抽出
線350は、状態382でY軸に沿って垂直に上方へ移動する。しかしながら、CaO2
が減少している時には、プロセス370は、CaO2インジケータ320及び酸素抽出線35
0は、状態382でY軸に沿って下方へ移動する状態380へ移行する。プロセス370は
、次にCvO2値を読み込む状態384へ移行する。 次に最終データサンプリングからCvO2値が変化しているかどうかを判定状態38
6で判定する。値が変化している場合には、プロセス370はCvO2値が増加または減
少しているかどうか判定するために、判定状態387へ移行する。CvO2値が増加し
ていると判定されると、プロセス370はCvO2インジケータ330がY軸に沿って上方
に移動する状態390に移行する。同様に、判定が判定状態387でCvO2値が減少して
いるということであれば、プロセス370はCvO2インジケータ330がY軸に沿って下
方へ移行する状態389へ移行する。プロセス370は、次に、患者のヘモグロビン値
が読み込まれる状態391に移行する。 プロセス370は、それからヘモグロビン値が最終サンプリングから変化してい
るかどうか判定するために判定状態392へ移行する。ヘモグロビンレベルが変化
していると判定されると、プロセス370は、ヘモグロビン値が増加または減少し
たかどうか判定する判定状態394に移行する。ヘモグロビンレベルが増加してい
ると、プロセス370は、陰影領域360が患者の血液中の多量の赤血球を示すサイズ
に増大する状態397へ移行する。しかしながら、判定状態394でヘモグロビンレベ
ルが減少しているという判定であるならば、プロセス370は、陰影領域360-362が
円周上で削減される状態395に移行する。プロセス370は、エンド399で終了する
。 心臓ポンプオブジェクト グラフィカルディスプレイオブジェクトは(心拍出力としての)血流量、(動
脈血変換器から発生する)脈拍数及び(受容できる式を用いた)一回拍出量に関す
る情報を含む。(脈拍数及び一回拍出量によって定義された)その結果による長方
形は、心周期の拡張期間中を黒く塗りつぶされている。心周期の収縮期間中、長
方形は、(dP/dtのような)心筋収縮能との相関によって定められた比率で上か
ら下へ空になる。 特に図7では、心臓ポンプオブジェクト400は、次の関係を示している:心拍
出力=(一回拍出量)×(心拍数)。ある状況において、心臓ポンプオブジェク
ト400は、長方形410の範囲が患者の心拍出力を示す長方形410として示されてい
る。心臓の各ストローク、一回拍出量(SV)で汲み出される血液量は、X軸上の
菱形420によって示される。心拍数(HR)は、X軸に沿って菱形430として示され
る。各心拍で、心拍数及び一回拍出量は、計算され、そしてこのダイアグラムに
プロットされる。長方形410は、X軸に沿って半分に長方形410のサイズを分け
ることによって、右心室(RV)メタファ440と左心室(LV)メタファ450に分割さ
れる。一回拍出量が低い心室の形状は、短くて幅広の長方形410によって示され
るだろうが、一方、正常なSVで徐脈心室の形状が長くて薄い長方形410で示され
る。 充填圧または容積情報、あるいは(左右)心室の収縮性は、X軸上に位置する
中心静脈圧(CVP)アナログゲージ452及び肺動脈毛細血管楔入圧(WP)アナログゲ
ージ454の形式で示される。両方のアナログメータ452、454については、12時の
位置が正常として定義される。従って、CVP及びWPが正常として読み取られる時
には、長方形は正方形となる。 しかしながら、CVPアナログメータ452はX軸に沿った円弧を描くので、読み取
られたCVPが正常でない場合、長方形410の左側456は外側または内側に反るであ
ろう。左側456が高いCVPのために外側に反る場合には、膨張して一杯になった左
心室を示す。同様に、左側456が低いCVPのために内側に反る場合には空で萎んだ
左心室を示す。考えられるように、長方形410の左側456が膨らんだ形は、血液で
一杯になった生体内の心臓のイメージを素早く思い出させる。 WPが正常でない時、WPアナログメータ454は長方形410の右側に沿った円弧を描
く。WPが増加すると、患者の膨張して一杯になった右心室を示し外側に膨れる。
さらに、WPが減少すると、WPアナログメータ454は右側458に沿って波形の弧を描
き、そのため右心室は空で萎んだ心室のように図示される。右側458及び左側456
は、経食道超音波心臓図検査を用いた長軸の4室で見られる心臓のイメージと一
致している。従って、長方形410の相対的外形寸法だけではなくその両側の形に
も注目することによって、手術中に右または左心室が萎むかあるいは膨らんでい
ると、麻酔医にすぐ明確になる。 図8には、心臓ポンプオブジェクト400を調節するプロセス460が記載されてい
る。スタート462でプロセス460は始まり、次に一回拍出量(SV)が読み込まれる
状態463に移行する。推測されるように、一回拍出量はコンピュータシステムで
テーブルまたはバッファから読み取られることができる。プロセス460は次に最
終読み込みから一回拍出量が変化したかどうか判定するために判定状態465へ移
行する。一回拍出量が変化しているならば、一回拍出量が増加または減少したか
どうかを判定するために、判定状態466へ移行する。 一回拍出量が減少している場合には、プロセス460は状態468に移行し、そこで
、一回拍出量インジケータ420がY軸に沿って下方に移動する。図7に図示される
ように、一回拍出量インジケータ420はY軸に沿って下方に移動すると、陰影が付
けられた長方形410は高さが縮小される。判定状態466で、一回拍出量が増加して
いるという判定が行われた場合には、プロセス460は状態469に移行し、そこで、
一回拍出量インジケータ420はY軸に沿って上方に移動する。続いて、これは、陰
影が付けられた長方形410は高さを減少する。プロセス460は、次に状態470に移
行し、そこで患者の心拍数が読み込まれる。次に最終読み込みから心拍数が変化
しているかどうか判定状態471で判定がなされる。 最終読み込みから心拍数が変化している場合には、心拍数が増加または減少し
ているかどうかを判定状態473で判定がなされる。心拍数が減少している場合に
は、プロセス460は状態474へ移行し、そこで心拍数インジケータ心臓ポンプオブ
ジェクト400のX軸に沿って左に移動する。しかしながら、判定状態473で心拍数
が増加していると言う判定が行われた場合には、プロセス460は状態475へ移行し
、そこで心拍数インジケータ430は心臓ポンプオブジェクト400のX軸に沿って右
に移動する。図7を検討して考えられるように、心拍数インジケータ430がX軸に
沿って水平に移動すると、陰影が付けられた長方形410の幅がそれに応じて増加
および減少する。 プロセス460は次に状態477へ移行し、そこで中心静脈圧(CVP)値が読み込ま
れる。判定状態478で、CVPが最終読み込みから変化しているかどうかの判定が行
われる。CVPが変化している場合には、CVPが増加または減少したかどうかを判定
状態479で判定が行われる。CVPが減少している場合には、プロセス460は状態480
へ移行し、そこでアナログCVPゲージ452が予定された円弧に沿って移動する。上
記のように、CVPアナログゲージ452が円弧に沿って右に移動すると、右心室メタ
ファ440はあまり膨らんでいない心室を示すように変わる。 判定状態479でCVPが増加しているという判定が行われた場合、プロセス460は
状態482へ移行し、そこでCVPアナログゲージ452はその円弧に沿って左に移動し
、右心室メタファ440の左側456が膨らんだ心室を示すために外側に膨らみ始める
。処理460は次に状態483へ移行し、そこで楔入圧(WP)値が読み込まれる。 処理460は、楔入圧が最終読み込みから変化していないかどうか判定するため
に、次に判定状態485へ移行する。楔入圧が変化している場合には、楔入圧が増
加または減少しているかどうかの判定が判定状態486で行われる。楔入圧が減少
している場合には、処理460は状態488へ移行し、そこで楔入圧アナログゲージ45
4が予定された円弧に沿って左に移動する。アナログゲージ454が左に動くと、左
心室メタファ450の側面458があまり膨張していない心室を示してより凹んでくる
。さらに、患者の心拍数(HR)の値が変わると、WPアナログゲージはX軸に沿っ
て左にスライドする。心拍数が増加すると、WPアナログゲージは右にスライドす
るが、HRが減少すると、WPアナログゲージは左にスライドする。 しかしながら、楔入圧が増加しているという判定が判定状態486で行われると
、処理460は状態490へ移行し、そこで楔入圧ゲージ454は予定した円弧に沿って
右に移動する。心臓ポンプオブジェクト400の検討で考えられるように、楔入圧
アナログゲージ454が右に移動すると、左心室メタファ450の端458は膨張したま
たは増大した心室を示して外側に円曲する。処理460は次にエンド492で終了する
。 C.血管抵抗オブジェクト このグラフィカルなディスプレイオブジェクトは、流量のオームの法則に関す
る情報を含む。潅流圧は左側の圧力スケールに表示され、平均動脈圧(MAP)お
よび中心静脈圧(CVP)により定義される。血流は右側の圧力スケールに表示さ
れ、心拍出力ポインター(CO)により定義される。SVRが低い場合は「拡張」し
たように、SVRが高い場合にはチューブが「収縮」したように形成されるように
、潅流圧および心拍出力は中央に集められ全身血管抵抗(SVR)を示すメータを
用いて互いに結合される。 図9によると、血管抵抗オブジェクト500はオームの法則に対応する血流を表
示するのに用いられる。このディスプレイは医療関係者が手術中に患者の血流力
学的な生理学を最適化するために用いられる。血管抵抗オブジェクト500は以下
の式、平均動脈圧・中心静脈圧=心拍出力×全身血管抵抗で表される。このデー
タは「パイプ」の形状が左から右への流れを伴って現れるようにオブジェクト50
0にディスプレイされる。血流の圧勾配および実際の心拍出力(l/min)に関連す
る2つの直線スケールは「パイプ」メタファーが現れるように、全身血管抵抗(S
VR)の関数として示される。 一組の2つのY軸は血管抵抗オブジェクト500を生じさせるために用いられる。
左側のY軸は平均動脈圧(MAP)インジケータ510および中心静脈圧(CVP)インジ
ケータ515を含む。MAPインジケータ510とCVPインジケータ515との間の血液イン
プット領域520はパイプへの血液の「流入」を示す。これとは対照的に、血液ア
ウトプット領域521はパイプから血液への「流出」を示す。右側のY軸は算出され
た患者の心拍出力を反映する心拍出力(CO)インジケータ524を含む。これはパ
イプの流出部分である。SVRアナログゲージ528は左右のY軸を結びつけるX軸上に
配置される。正常なSVRがSVRアナログゲージ528において3時の位置に設定される
と、読取が低い場合にはゲージが下方に移動しパイプが開く。これとは対照的に
SVRの読取が高い場合にはゲージが上方に移動し、図9に示すようにパイプが閉
じる。 生理学的用語に解釈すると、収縮したパイプで示されるように、SVPが増加す
ると血流量は減少する。開いたパイプで示されるようにSVPが減少すると血流量
は増加する。MAPが上昇すると流入量が増加し全体的な血流量も増加するため、M
APインジケータ510はモデルに影響を与えうる。想像しうるように、血管抵抗オ
ブジェクト500は患者の実際の生理学を厳密に反映する。このように、血管抵抗
オブジェクト500は患者の複雑な状況を解読するための直観的なオブジェクトで
ある。 図10を参照しながら、血管抵抗オブジェクト500を更新するためのプロセス53
5を説明する。プロセス535はスタート537で開始し、次に539に移り、平均動脈圧
(MAP)が読取られる。次に、判断状態541でMAPが最後の読取から変化したかの
判断がなされる。MAPが変化している場合には、プロセス535は判断状態544に移
り、MAPが上昇または低下したかの判断がなされる。MAPが低下した場合には、プ
ロセス535は544に移りMAPインジケータ510は血管抵抗オブジェクト500のY軸に沿
って下方に移動する。しかしながら、判断状態542においてMAPが上昇したという
判断がなされた場合には、プロセス535は546に移り、MAPインジケータ510はX軸
に沿って上方に移動する。図9を再検討するとわかるように、MAPインジケータ5
10はX軸に沿って上下方向に移動するため、領域520も大きくなったり小さくなっ
たりする。 次に、プロセス535は548に移り、患者の中心静脈圧が読取られる。次に、550
においてCVPが最後の読取から変化したかの判断がなされる。CVPが変化した場合
には、プロセス535は552に移りCVPが上昇または低下したかについて判断がなさ
れる。CVPが低下した場合には。プロセス535は554に移りCVPインジケータ515が
下方に移動する。判断状態552においてCVPが上昇したと判断された場合には、プ
ロセス535は556に移り、CVPインジケータ515は上方に移動する。次に、プロセス
535は558に移り、心拍出力(CO)が読取られる。 次に、判断状態560で心拍出力が最後の読取から変化したかの判断がなされる
。心拍出力が変化した場合には、プロセス535は判断状態562に移り、心拍出力が
増加または減少したかについての判断がなされる。心拍出力が減少した場合には
、プロセス535は564に移り、心拍出力インジケータ524はY軸に沿って下方に移動
する。しかしながら、判断状態562において心拍出力が増加したと判断された場
合には、プロセス535は568に移り心拍出力インジケータ524はY軸に沿って上方に
移動する。次に、プロセス535は570に移り、全身血管抵抗が読取られる。 次に、判断状態572において全身血管抵抗(SVR)が最後の読取から変化したか
の判断がなされる。SVRが変化した場合には、判断状態574においてSVRが最後の
読取から増加または減少したかの判断がなされる。SVRが減少した場合には、プ
ロセス535が578に移り、SVRアナログゲージ528が予め決められた円弧に沿って右
方向に移動する。したがって、患者の血管抵抗が減少すれば血管抵抗オブジェク
ト500はより大きな外側への流れの領域を示す。判断状態574においてSVRが増加
したと判断された場合には、プロセス535が580に移り、SVRアナログゲージ528が
予め決められた円弧に沿って左方向に移動する。図9に示すように、SVRアナロ
グゲージ528が左方向に移動すると、血管抵抗オブジェクト500のアウトプット領
域521は減少する。次に、プロセス535はエンド582で終了する。 D.代謝オブジェクト 代謝ファクトリーに関する図形的なディスプレイオブジェクトは、細胞ファク
トリーへの酸素送達(DO2)(総量)、有酸素性(酸素燃焼)の代謝アクティビ
ティー(酸素消費すなわちVO2)および無酸素性の代謝アクティビティー(乳酸
産生を示唆する関連性を用いる。この場合は塩基欠乏)に関する情報を含む。デ
ータスケールは酸素供給を酸素利用および細胞の良好な状態を示すインジケータ
と比較できるように配置される。 図11を参照しながら代謝オブジェクト600を説明する。代謝オブジェクト600
は次の式、すなわち酸素送達量=心拍出力×動脈血酸素含有量、を示すことによ
り酸素送達量(DO2)の関連性をディスプレイする。 さらに、代謝オブジェクト600は次の式、すなわち酸素利用量=動脈血酸素含
有量−静脈血酸素含有量、により酸素利用量(VO2)を示すこともできる。 正常な患者では、酸素供給量は酸素消費量をはるかに超える。したがって、フ
ルクラムすなわちピボット610は酸素供給量(DO2)インジケータ620と酸素需要
量(VO2)インジケータ630とのバランスを図示するために用いられる。レバーす
なわちバランスライン640がDO2インジケータ620とVO2インジケータ630との間を
移動し、ピボット640上で均衡が取られる。VO2に対するDO2の傾きは、医師にと
ってよりわかりやすいDO2およびVO2との「均衡」または関連性を示すために用い
られる。さらに、無酸素性の代謝およびそれに関連するアシドーシスによりスケ
ールは悪い方向に傾き、酸素は供給されているが細胞はそれを利用していないこ
とを示す。 図12を参照しながら、代謝オブジェクト600を更新するプロセス650を説明す
る。プロセス650はスタート652で開始し、次に654に移り、患者の血中酸素供給
量が読取られる。次に、プロセス650は判断状態656に移り、酸素供給値(DO2
が最後の読取から変化したかの判断がなされる。酸素供給値が変化した場合には
、プロセス650が判断状態658に移動し患者の血中酸素供給量が増加または減少し
たかの判断がなされる。酸素供給値が減少した場合には、プロセス650は650に移
り、酸素供給量インジケータ620(図11)がY軸に沿って下方に移動する。しか
しながら、酸素供給値が増加した場合には、プロセス650は662に移り、酸素供給
量インジケータ620はY軸に沿って上方に移動する。次に、プロセス650は664に移
動し患者の酸素需要値(VO2)が読取られる。 664において酸素需要値が読取られると、プロセス650は666に移り酸素需要値
が最後の読取から変化したかの判断がなされる。酸素需要値が変化した場合には
、プロセス650は判断状態668に移り酸素需要値が上昇または低下したかの判断が
なされる。酸素需要値が低下した場合には、プロセス650は670に移り酸素需要量
インジケータ630(図11)はY軸に沿って下方に移動する。しかしながら、判断
状態668において酸素需要量が増加したと判断された場合には、プロセス650は67
2に移り、酸素需要量インジケータ630は上方に移動する。次に、プロセス650は
エンド674で終了する。 E.肺胞動脈分圧酸素勾配オブジェクト 図14Aに示すように、この図形的なデータディスプレイオブジェクト800は左
側に位置する肺ユニットを示すアウトライン802、右側に位置する動脈を示すア
ウトライン804および中間に位置する肺から血液への酸素拡散に対する障壁を示
すスケール806を含む。「肺」の内側にある左側のポインター808は理想的な肺胞
ガス式を用いて肺胞酸素の分圧を示す。「動脈」の内側にある右側のポインター
810は動脈血酸素分圧を示す。傾向性は左側に表示される。スケール上に緑の領
域として表示される正常な勾配は受け入れられている式(正常な動脈血酸素含有
量を酸素吸気量の小数の関数)に基づいている。ポインターを結ぶラインは勾配
を示す。 F.データボックスの図形エレメント 例示的なデータボックスの図形エレメント900を図14Bに示す。本実施例に示
すように、データボックスは3つのサブボックス、すなわち数字ボックス902、ア
ラームボックス906および傾向性ボックス904を有してもよい。数字ボックスはデ
ータ値、データラベルおよびデータ単位を含む。アラームボックスは基準スケー
ル、値ポインター、アラームの上限および下限を示す(ここでは34および15)色
(通常緑の上に緑)でエンコードされた正常なゾーンを含む。臨床医が設定でき
る警告ゾーンは三角形の領域で示される。ポインターおよび数字ボックスは値が
アラームゾーンに陥った場合に段階的に色を変化させる(例えば、赤に変化)。
データの信頼区間はポインターチップの厚さと測定された変数の精度を結びつけ
て示される。傾向性ボックスは特定の期間に記録されたパラメータ値を示す。1
つのディスプレイ上で複数のデータボックスを用いていくつかの関連のあるパラ
メータが表示されることが理解されるであろう。 G.酸塩基グラフオブジェクト 図14Cは例示的な酸塩基オブジェクト950を示す。当業者は、酸塩基オブジェ
クトがx、yグラフ952上でHenderson-Hasselbackの関連性の代謝および呼吸器の
コンポーネントを示すことを理解するであろう。基準グリッド上にpH対角線954
が示される。着色されたマーキングはそれぞれ重炭酸イオン、二酸化炭素分圧お
よびpHに対する正常ゾーン958、956および960をエンコードするために用いられ
る。重炭酸イオンおよび二酸化炭素を用いることで臨床医はIV炭酸水素ナトリウ
ムおよび換気交換により治療することのできる酸塩基系の2つの主要なコンポー
ネントについて理解することが可能となる。 H.データオブジェクトの統合ディスプレイへの集合 図13はデータオブジェクト300、400、500および600をそれぞれ有するディス
プレイの一実施例を図示する。データオブジェクトは、酸素が心臓ポンプオブジ
ェクト400の左心室から血管抵抗500(例えば、毛細血管細胞)を通して動脈血液
細胞310aに運搬され、組織細胞(オブジェクト600)で酸素が受け渡されて静脈
血液細胞310bを介して右心室440に戻ってくることを示す回路を作り出すように
示されたパターンで配置される。このように、酸素化サイクルの完全な図解が図
13におけるオブジェクトの関連性により非常に直観的な方法で提供される。 I.境界に関する情報 値をインジケータおよびゲージにマッピングするのに用いられる全てのスケー
ルは正常および異常ゾーン(好ましくは着色が可能あるいは着色されているゾー
ン)を有しているのが好ましい。したがって、患者が危険ゾーンに陥っている時
にはインジケータは色を変化させることができる。警告ゾーンは、医師が特定の
患者の生理学に基づいて警告を多かれ少なかれ厳しいものにすることができるよ
うに、選択可能になっている。この方法で、ユーザーは警告が発せられることを
望むポイントで臨界閾値よりも上または下に値に設定する。警告ゾーンに陥った
場合には、インジケータは段階的に色を変化させ始めたり点滅し始め、インジケ
ータの赤色が鮮明になればなるほど値がその閾値に近づいていることを示す。当
然のことながら、インジケータは異常ゾーンに陥ったことを医師に警告するため
に様々な方法で変化することができる。本発明は特定の通知方法により制限され
るように構成されるべきではない。 J.信頼区間に関する情報 測定されたデータチャネルの精度およびバイアスが明らかになった場合には、
ポインターチップは適切な値の上に集められるが、スケールに接触しそのデータ
に関連する既知のエラーをカバーする厚さを有するのが好ましい。これにより色
を変化させより好ましくないケースの場面に基づく危険ゾーンに陥るポインター
が作り出される。 K.傾向性に関する情報 傾向性に関する情報は、例えば、z軸またはX軸上のタイムスケールにおける一
組の「カード」を含む。ユーザーにより選択された時間間隔を超える値はディス
プレイされ、データの解像(サンプリングレート)が目に見えるようになる。 L.情報の正常化 患者間の変動性が顕著であり手術などの設定では患者の生理学的状態が変化す
ること(何を正常な変化とするかの定義など)から、基準枠を示す値はコマンド
でサイズ変更またはスケール変更が可能である。例えば、図9のSVRオブジェク
ト550に対する「正常」SVRの設定により3時の位置で1000にデフォルトすること
ができる。しかしながら、患者のSVRが通常2000である場合には、この機能によ
りSVRアナログゲージの正常な3時の位置を2000にリセットすることができる。 M.アーチファクト検出および信号の質に関する情報 所定のデータチャネルのアナログ信号を見ることにより信号の質に関する大量
の情報が提供される。したがって、傾向性ウィンドウと同様に、データポインタ
ーの横にあるポップアップウィンドウはノイズまたはアーチファクトに関する情
報を検出するために利用可能である。例えば、ポップアップウィンドウはデータ
ポインターをクリックすることにより立ち上げられる。 N.患者の疾患に関する情報 必要であれば疾患の状態に関するデータを保存し、境界に関するデフォルトを
リセットすることができる。例えば、多くの医師が血圧を通常よりも高い範囲に
維持できるように、高血圧は自動制御曲線を右方向に移動させる。 パイロット研究 開発された一組のオブジェクトディスプレイにより麻酔医が急性低血圧症など
の問題を解決する能力が改善するという仮説を検証するためにパイロット研究が
実施された。 被験者:被験者はすべてトレーニングまたはアテンディングレベルの最終年に
ある麻酔医(N=10)であった。各医師は心臓麻酔を提供する経験を3ヶ月以上有
していた。 試験パラメータ:5パターンのショック(アナフィラキシーショック、徐脈性
ショック、血液量減少性ショック、心原性ショックおよび肺塞栓に続発するショ
ック)および5パターンのショックに近い状態(MAP-CVPは60〜70mmHgであったが
その他は5つのショック状態が示された)に対してデータセットが発生された。
データセットを用いて20の「フラッシュカード」(1組の標準的なディスプレイ
カードおよび1組の図形ディスプレイカード)が発生された。図14はアナフィ
ラキシーを示す試験からの1つのフラッシュカードの例である。 ハードウェアは21インチのタッチスクリーンモニター付きコンピュータワーク
ステーションから構成された。検体テストはLabViewで書かれたソフトウェアア
プリケーションであった。アプリケーションはカードを「シャッフル」し、被験
者に提示される順番を無作為化する。アプリケーションが開始されると(試験を
構成する)、「次へ」というボタンが表示されたスクリーンで次のディスプレイ
が隠される。被験者がこのボタンにタッチすると、最初のディスプレイの画像が
現れ、被験者は5つのボタン(問題なし、アナフィラキシー、徐脈、血流量減少
、虚血および肺塞栓)から選択しなければならない。次に、「次へ」というボタ
ンが表示されたスクリーンが現れ、ボタンにタッチすると次のカードへと進む。
これは20のカード全てについて行われる。コンピュータの内部クロックを用いて
問題(ショック)認識速度と正確性およびパターン認識(病因)速度と正確性が
測定される。被験者は試験前および試験後に調査を行った。 我々はレジデントが従来のディスプレイに比べて30%早く問題を認識できたこ
とを発見した。さらに、レジデントは従来のディスプレイよりも25%早く患者の
パターンを特定することができた。我々は正確性には違いがないことを発見した
。総訓練時間は約30分間であった。 結論 救命救急医療に従事する医師に生理学的データを提示する従来のディスプレイ
は医師に対してそのデータを解釈するためにかなりの認識的作業を行うことを強
いる。ここに開示しているディスプレイシステムはビジュアルメモリーキューを
提供し、酸素運搬に関する生理学を解釈するのに医師が用いたメンタルモデルに
マッチするディスプレイに複雑なデータを図形としてマッピングする。 当該システムはアナログ信号を受け取りリアルタイムでディスプレイを稼動さ
せる。アラーム条件は医師が設定することが可能で、いつでも肉眼的に見ること
ができる。データポインター上に赤い陰をつくる危険ゾーンは医師にとって理解
しやすい(医師はデータ解釈にファジー理論を用いることに慣れている)。さら
に、データエレメントが構築され表示された方法は知覚的なダイアグラムを生む
。形状それ自体が酸素運搬の生理学に関する非常にハイレベルな情報を医師に提
供する。
[Table 4] Based on the numbers supplied, the program can
Calculate oxygenation parameters like vO 2 and SvO 2 . These values are then fed into the display system described below to generate the perceptual diagram. These diagrams are used by physicians, for example, to determine when to transfuse a patient or to change clinical management of a patient. The displayed values can also be used to monitor the physiological effects of blood transfusions that deliver hemoglobin or perfluorinated chemicals. Tables 3 and 4 are additional information demonstrating the utility and applicability provided by the present invention. In particular, Table 3 provides various oxygenation values calculated using the methods disclosed herein and Table 4 provides indicators of oxygen consumption and oxygen delivery that are useful in optimal patient treatment. A closer examination of Table 3 shows that the system of the present invention can be used to provide the individual oxygen content of different components in a mixed oxygen delivery system. In particular, Table 3 provides calculations to give the oxygen content of arterial blood or venous blood which calculates hemoglobin, plasma and fluorinated drugs respectively. Such values may be particularly useful when intravenously transfusing a fluorinated drug emulsion blood substitute associated with a surgical procedure. Table 4 illustrates that the present invention may be used to provide real-time information on oxygen consumption and delivery. As mentioned above, Hb or Hct measurements are
Not a proper reflection of tissue oxygenation. This is the total oxygen delivery to the tissues used (
It does not provide information on DO 2 ) but only indicates the potential arterial O 2 content (CaO 2 ). However, as shown in Table 4, the present invention solves this problem by providing oxygen delivery information online based on CaO 2 and cardiac output (CO). Heart rate output is currently calculated using thermodilution and CaO 2 is calculated by calculating arterial blood oxyhemoglobin saturation (SaO 2 ) and hemoglobin levels and inserting these values into the following equation: : CaO 2 = ([Hb] × 1.34 × SaO 2 ) + (PaO 2 × 0.003),
Here, [Hb] = hemoglobin concentration (g / dl unit); 1.34 = 1 g of fully saturated hemoglobin
Oxygen delivery in the medium; PaO 2 = arterial pressure; and 0.003 is the oxygen delivery by plasma (per deciliter per oxygen pressure mmHg). The present invention combines the continuous heart rate output algorithm with Kelman's equation which gives the position of the oxygen hemoglobin dissociation curve. With on-line and off-line inputs of body temperature, hemoglobin and venous blood gas, the present invention can trend DO 2 on a continuous basis. The factors used to measure DO 2 are displayed along with their product; thus, the etiology of decreased DO 2 (insufficient cardiac output, anemia, or hypoxia) is It is readily apparent, the decision on the appropriate intervention can be made quickly, and the outcome of the procedure is clear and easy to follow. More specifically, the preferred embodiment of the invention provides real-time DO 2 , arterial blood gas,
Using to provide and display hemoglobin concentration and CO (also other hemodynamic data already discussed such as BP, heart rate, systemic vascular resistance, velocity pressure product and heart work) You can As shown in Table 3, this example also shows that Hb
, Can give individual readouts of the contribution of plasma and PFC (if in circulation) to DO 2 . That is, the oxygen contribution of each component can be accurately monitored and adjusted throughout some therapeutic diet. Such data would be particularly useful in both OR and ICU to provide a safe cushion for patient oxygenation. The importance of maximizing DO 2 for a particular patient in the ICU has been highlighted by recent studies. The present invention can also be used to determine when such interventions are indicated and provide the necessary data to achieve the desired outcome. Once DO 2 is known, the maximum O 2 consumption (VO 2 ) that can be the basis for a particular (and also arterial blood) PvO 2 can be calculated. As mentioned above, this value can be referred to as the deliverable oxygen amount (dDO 2 ). For example, 36 mmHg of PvO 2 is selected for a healthy 25-year-old patient, but 42 mmHg or More PvO 2 will be needed. Oxygen consumption varies under anesthesia, but in most cases it is in the range of 1.5 to 2.5 ml / kg / min. If the VO 2 sustainable in the chosen PvO 2 was well above this range, then everything would be healthy and no intervention would be needed. The more deliverable VO 2 approaches to a range of normal VO 2, intervention is more quickly taken into account. This relationship is used to give a single value based on deliverable oxygen (dDO 2 ) versus oxygen consumption (VO 2 ). As mentioned above, dDO 2 is the amount of oxygen delivered to the tissue, which can be delivered before the venous oxygen partial pressure (PvO 2 ) and the tissue oxygenation tension drops below a defined level. Thus, the PvO 2 value is 40 (this number is
DO 2 (and dDO 2 ) should be kept at sufficient levels if desired not to drop below (depending on the general medical condition of the patient). The supply / demand ratio (dDO 2 / VO 2 ) for the selected PvO 2 is given to give only one value indicating that the amount of oxygen applied is sufficient to maintain the desired oxygenation state. Can be used. For example, the dD required to hold 40 PvO 2
Assuming that O 2 is 300 ml / min and the actual measurement (VO 2 ) is 200 ml / min, it can be seen that the patient is supplied with sufficient oxygen required. That is, the supply / demand ratio is 300 ml / min / 200 ml / min or 1.5. A supply / demand ratio of 1 means that PvO 2 (or other particular parameter, eg SvO 2 ) is at the selected trigger value (here 40 mmHg). Conversely, when dDO 2 (deliverable oxygen amount) is 200 ml / min and VO 2 (oxygen consumption amount) is 300 ml / min, the ratio is 0.66, and the patient cannot obtain sufficient oxygen ( That is, PvO 2 is 40 or less). By continuously monitoring and displaying this ratio, the clinician will be able to observe values approaching 1 and intervene appropriately. III. Display of Objects for Physiological Numerical Values As mentioned above, the computer system 155 of FIG. 2 includes software and system for displaying a medical process diagram for the calculated values. The display system collects oxygen delivery values and creates a display object that is presented to the physician. Some data are derived from reading raw analog or digital data from the patient's monitor, but many numbers can be read from the calculated data, as shown in Tables 1-4. The system samples the data 200 times per second and updates the display every 2 seconds. However, the system allows for faster sampling and display updates to present the doctor with the latest data. As mentioned above, the perceptual diagram constitutes a series of data objects that represent the physiological processes of the body. Examples of these data objects include red blood cell objects, heart pump objects, vascular resistance objects, alveolar-arterial blood objects, acid-base objects, and metabolic objects. These objects are displayed alone or together to provide a physiological diagram of the patient's oxygen delivery system, as described below. C. Red Blood Cell Object This graphical display object contains information on the amount of red blood cells (as hemoglobin), the oxygen loading of red blood cells (as percent oxygen saturation), and the oxygen content (using the accepted formula). The size of the circle correlates with hemoglobin. The black circles from the bottom correlate with oxygen saturation. The product of hemoglobin and oxygen saturation correlates with the oxygen content (CaO 2 ) pointer on the left. Specifically, in FIG. 5, the red blood cell object 300 displays information regarding the amount of hemoglobin in the patient's blood, the amount of oxygen loaded on the red blood cells, the temperature effect of blood viscosity, and the oxygen content of blood. In some circumstances, this relationship is defined by the following formula: arterial oxygen content = (arterial oxygen saturation) × (hemoglobin) × 1.
34. In FIG. 5, the arterial blood saturation is classified as “SaO 2 ” and the hemoglobin is “HB”.
And the arterial oxygen content is classified as “CaO 2 ”. These red blood cell related values are then paired into a perceptual diagram (eg, computer display 32 of FIG. 1). 5, the arterial blood part 314 and the venous blood part 316 of the red blood cell object 300 are present, as shown in Fig. 5. In the arterial blood part 314, the CaO 2 value of the patient is a rhombus. Indicated by 320, Y
Maps to the axis. The patient's hemoglobin level, the volume percentage of red blood cells in whole blood, is mapped on the X-axis. In the venous section 316, the patient's CvO 2 is indicated by the diamond 330 and is mapped to the Y axis. Hemoglobin levels are mapped on the X axis. The non-coaxial circles 310a, b are made using the Y-axis to define the tangents along the left endpoints 340a, b of the non-coaxial circles 310a, b. Each non-coaxial circle has a similar left end point 340a along the Y axis.
, B are included. As the level of arterial oxygen increases, CaO 2 diamonds 320 move up along the Y-axis. The horizontal oxygen extraction line 350 defines the upper boundary of the shaded area 360 formed on the arterial red blood cell type object 310a and indicates the level of arterial oxygenation. Red blood cell type objects 310a, b, as illustrated in FIG. 5 which illustrates the percentage of patients' red blood cells filled with oxygen (eg, half shaded, cells are half filled with oxygen). Can be partially or totally shaded. As the patient's hemoglobin (Hb) level increases, the shadows also increase with respect to the circumference of the red blood cell type objects 310a, b. Similarly, for the venous red blood cell type object 310b, as the venous oxygenation level in the patient rises and falls, the CvO 2 diamond 330 moves up and down along the Y axis. When the CvO 2 rhombus 330 moves upward and downward, the amount of the shaded area 370 changes within the formation of the venous blood red blood cell type object 310b. Thus, venous oxygenation of the annulus of the blood vessel is quickly shown to the physician. Relatively shaded areas 360 (arterial blood side) and 362 (
The venous blood side) reveals a rapid perceptual understanding of oxygen extraction when the oxygen content of arterial blood and venous blood are compared. As is well known, oxygen extraction = (arterial blood oxygen content) · (venous blood oxygen content). Thus, by comparing the opposing shaded areas of the red blood cells that form the red blood cell type object 310a and 310b, the physician can perceptually understand the patient's oxygen extraction. The oxygen extraction line 350 extends from the arterial blood cell 310a to the oxygen extraction slide scale 364. The oxygen extraction slide scale 364 holds the CvO 2 diamond 330 at the lower border. As the CaO 2 level increases, the oxygen extraction slide scale 364 increases. Similarly, as the level of CvO 2 falls, the oxygen extraction slide scale 364 also rises. This makes sense, as it is expected that the oxygen extraction will increase due to increased arterial oxygen tension or decreased venous oxygen tension. The physician may therefore refer to the Oxygen Extraction Slide Scale 364 to quickly measure oxygen extraction on behalf of the patient. The method by which the red blood cell object 300 mimics the actual in-vivo action of red blood cells makes the red blood cell object 300 extremely intuitive for a physician. In FIG. 6, the process 370 of updating the red blood cell object 300 begins at 372.
Begins with. The process 370 then transitions to a state 374 where the patient's CaO 2 value is read. As mentioned above, this value can be read from some form of data table or memory storage of the computer system. When the CaO 2 value is read in state 374, process 370 determines if the CaO 2 value has changed from the last sampling,
Go to decision state 376 to make a decision. When the CaO 2 value is changing, process 370 determines whether the CaO 2 value is increasing or decreasing to determine state 378.
Move to. When the CaO 2 value is increasing, the CaO 2 indicator 320 and the oxygen extraction line 350 move vertically up along the Y axis in state 382. However, when the CaO 2 value is decreasing, the process 370 causes the CaO 2 indicator 320 and the oxygen extraction line 35.
0 transitions to state 380, which is a downward movement along the Y axis in state 382. Process 370 then transitions to state 384, which reads the CvO 2 value. Next, determine whether the CvO 2 value has changed since the last data sampling.
Judge with 6. If the value has changed, process 370 transitions to decision state 387 to determine if the CvO 2 value is increasing or decreasing. If it is determined that the CvO 2 value is increasing, the process 370 transitions to a state 390 where the CvO 2 indicator 330 moves upward along the Y axis. Similarly, if the determination is at decision state 387 that the CvO 2 value is decreasing, then process 370 transitions to state 389 where CvO 2 indicator 330 transitions downward along the Y axis. Process 370 then transitions to state 391 where the patient's hemoglobin value is read. Process 370 then transitions to decision state 392 to determine if the hemoglobin value has changed since the last sampling. If it is determined that the hemoglobin level is changing, the process 370 transitions to a decision state 394, which determines if the hemoglobin value has increased or decreased. If the hemoglobin level is increasing, the process 370 transitions to state 397 where the shaded area 360 increases in size to indicate a large amount of red blood cells in the patient's blood. However, if the decision state 394 is a decision that the hemoglobin level is decreasing, then the process 370 transitions to the state 395 where the shaded areas 360-362 are circumferentially reduced. The process 370 ends at end 399. Cardiac Pump Object A graphical display object contains information about blood flow (as a cardiac output), pulse rate (generated from an arterial blood transducer) and stroke volume (using an acceptable equation). The resulting rectangle (defined by pulse rate and stroke volume) is filled black during diastole of the cardiac cycle. During systole of the cardiac cycle, the rectangle empties from top to bottom at a rate determined by its correlation with myocardial contractility (such as dP / dt). In particular, in FIG. 7, the heart pump object 400 shows the following relationship: Heart rate output = (stroke volume) × (heart rate). In one situation, the heart pump object 400 is shown as a rectangle 410, the extent of the rectangle 410 of which represents the patient's cardiac output. The volume of blood pumped with each stroke of the heart, the stroke volume (SV), is indicated by the diamond 420 on the X-axis. Heart rate (HR) is shown as a diamond 430 along the X axis. At each heart beat, heart rate and stroke volume were calculated and plotted in this diagram. The rectangle 410 is divided into a right ventricle (RV) metaphor 440 and a left ventricle (LV) metaphor 450 by dividing the size of the rectangle 410 in half along the X axis. The shape of the ventricle with low stroke volume will be represented by the short, wide rectangle 410, while the bradycardia shape of a normal SV is shown by the long, thin rectangle 410. Filling pressure or volume information, or (left and right) ventricular contractility, is presented in the form of a central venous pressure (CVP) analog gauge 452 and a pulmonary artery capillary wedge pressure (WP) analog gauge 454 located on the X-axis. For both analog meters 452, 454, the 12 o'clock position is defined as normal. Therefore, when CVP and WP are read as normal, the rectangle becomes a square. However, because the CVP analog meter 452 draws an arc along the X axis, the left side 456 of the rectangle 410 will bow outward or inward if the CVP read is not normal. If the left side 456 bows outward due to high CVP, it indicates a left ventricle that has inflated and filled. Similarly, when the left side 456 bows inward due to low CVP, it represents an empty, deflated left ventricle. As can be seen, the bulging shape of the left side 456 of the rectangle 410 quickly reminds us of the image of the in-vivo heart filled with blood. When the WP is not normal, the WP analog meter 454 draws an arc along the right side of the rectangle 410. As WP increases, it shows the patient's inflated and filled right ventricle and bulges outward.
In addition, as WP decreases, the WP analog meter 454 follows a corrugated arc along the right side 458, so that the right ventricle is depicted as an empty, deflated ventricle. Right side 458 and left side 456
Is in agreement with the image of the heart seen in the four longitudinal chambers using transesophageal echocardiography. Thus, noting the relative outside dimensions of rectangle 410 as well as the shape of its sides, it will be immediately apparent to the anesthesiologist if the right or left ventricle is deflated or swollen during surgery. FIG. 8 describes a process 460 of adjusting the heart pump object 400. The process 460 begins at start 462 and then transitions to state 463 where the stroke volume (SV) is read. As can be inferred, the stroke volume can be read by a computer system from a table or buffer. Process 460 then transitions to decision state 465 to determine if stroke volume has changed since the last read. If the stroke volume has changed, transition to decision state 466 to determine if the stroke volume has increased or decreased. If the stroke volume is decreasing, the process 460 transitions to state 468 where the stroke volume indicator 420 moves down along the Y axis. As the stroke volume indicator 420 moves downwards along the Y-axis, the shaded rectangle 410 contracts in height, as illustrated in FIG. If at decision state 466 a determination is made that stroke volume is increasing, then process 460 transitions to state 469 where:
The stroke volume indicator 420 moves upward along the Y-axis. Subsequently, this reduces the height of the shaded rectangle 410. Process 460 then transitions to state 470, where the patient's heart rate is read. Next, in the determination state 471, it is determined whether or not the heart rate has changed since the last reading. If the heart rate has changed since the last read, a determination is made at decision state 473 as to whether the heart rate is increasing or decreasing. If the heart rate is decreasing, process 460 transitions to state 474, where it moves left along the X axis of heart rate indicator heart pump object 400. However, if the decision state 473 determines that the heart rate is increasing, then the process 460 transitions to a state 475 where the heart rate indicator 430 is right along the X axis of the heart pump object 400. Move to. As can be considered in reviewing FIG. 7, as the heart rate indicator 430 moves horizontally along the X axis, the width of the shaded rectangle 410 increases and decreases accordingly. Process 460 then transitions to state 477, where the central venous pressure (CVP) value is read. At decision state 478, a determination is made whether the CVP has changed since the last read. If the CVP is changing, a determination is made at decision state 479 as to whether the CVP has increased or decreased. If CVP is decreasing, process 460 is in state 480
, Where the analog CVP gauge 452 moves along the planned arc. As described above, as the CVP analog gauge 452 moves to the right along the arc, the right ventricular metaphor 440 changes to indicate a less dilated ventricle. If decision state 479 determines that CVP is increasing, then process 460 transitions to state 482, where CVP analog gauge 452 moves to the left along its arc, to the left 456 of right ventricular metaphor 440. Begin to bulge outwards to show the inflated ventricle. Process 460 then transitions to state 483 where the wedge pressure (WP) value is read. Process 460 then transitions to decision state 485 to determine if the wedge pressure has not changed since the last read. If the wedge entry pressure is changing, a determination is made at decision state 486 as to whether the wedge entry pressure is increasing or decreasing. If the wedge pressure is decreasing, the process 460 transitions to state 488 where the wedge pressure analog gauge 45
4 moves left along the planned arc. As analog gauge 454 moves to the left, side 458 of left ventricular metaphor 450 becomes more recessed, indicating a less dilated ventricle. In addition, as the patient's heart rate (HR) changes, the WP analog gauge slides left along the X axis. When heart rate increases, the WP analog gauge slides to the right, but when HR decreases, the WP analog gauge slides to the left. However, if a determination is made at decision state 486 that the wedge pressure is increasing, then process 460 transitions to state 490 where wedge pressure gauge 454 moves to the right along the predetermined arc. As the wedge pressure analog gauge 454 moves to the right, as can be considered in the consideration of the heart pump object 400, the end 458 of the left ventricular metaphor 450 bends outward to indicate an inflated or expanded ventricle. The process 460 then ends at end 492. C. Vascular Resistance Object This graphical display object contains information about Ohm's law of flow. Perfusion pressure is displayed on the pressure scale on the left and is defined by mean arterial pressure (MAP) and central venous pressure (CVP). Blood flow is displayed on the pressure scale on the right and is defined by the cardiac output pointer (CO). Perfusion pressure and heart rate output are centralized, indicating systemic vascular resistance (SVR), such that when SVR is low, it is "dilated", and when SVR is high, the tube is "contracted". Coupled together using a meter. According to FIG. 9, the vascular resistance object 500 is used to display the blood flow corresponding to Ohm's law. This display is used by medical personnel during surgery to optimize the patient's hemodynamic physiology. The vascular resistance object 500 is represented by the following formula, mean arterial pressure / central venous pressure = heartbeat output × systemic vascular resistance. This data is used by the object 50 so that the shape of the "pipe" appears with a flow from left to right.
Displayed at 0. Two linear scales related to the blood pressure gradient and the actual heart rate output (l / min) are such that the systemic vascular resistance (S
VR) shown as a function. The set of two Y-axes is used to generate the vascular resistance object 500.
The left Y-axis includes mean arterial pressure (MAP) indicator 510 and central venous pressure (CVP) indicator 515. The blood input area 520 between the MAP indicator 510 and the CVP indicator 515 indicates the "inflow" of blood into the pipe. In contrast, the blood output area 521 shows the "outflow" from the pipe to the blood. The right Y-axis includes a cardiac output (CO) indicator 524 that reflects the calculated cardiac output of the patient. This is the outflow section of the pipe. The SVR analog gauge 528 is placed on the X axis connecting the left and right Y axes. When a normal SVR is set at the 3 o'clock position on the SVR analog gauge 528, the gauge moves down and the pipe opens when the reading is low. In contrast to this
If the SVR reading is high, the gauge moves up and the pipe closes as shown in FIG. In physiologic terms, increasing SVP decreases blood flow, as shown by a contracted pipe. Blood flow increases as SVP decreases, as shown by the open pipe. As MAP increases, the inflow increases and the overall blood flow also increases.
AP indicator 510 can affect the model. As can be imagined, the vascular resistance object 500 closely reflects the actual physiology of the patient. Thus, the vascular resistance object 500 is an intuitive object for deciphering a complicated situation of a patient. A process 53 for updating the vessel resistance object 500 with reference to FIG.
Explain 5. The process 535 starts at start 537 and then moves to 539 where the mean arterial pressure (MAP) is read. Next, in decision state 541, a determination is made whether the MAP has changed since the last reading. If the MAP is changing, process 535 moves to decision state 544 to determine if the MAP has risen or fallen. If the MAP drops, the process 535 moves to 544 and the MAP indicator 510 moves down along the Y axis of the vessel resistance object 500. However, if the decision state 542 determines that the MAP has risen, then the process 535 moves to 546 and the MAP indicator 510 moves upward along the X axis. As you can see from a review of Figure 9, the MAP indicator 5
As 10 moves up and down along the X axis, the area 520 also grows and shrinks. The process 535 then moves to 548 and the patient's central venous pressure is read. Then 550
At, it is determined whether the CVP has changed since the last reading. If the CVP has changed, process 535 moves to 552 and a determination is made as to whether the CVP has increased or decreased. If CVP drops. Process 535 moves to 554 and CVP indicator 515 moves down. If the decision state 552 determines that the CVP has risen, the process 535 moves to 556 and the CVP indicator 515 moves upward. Then the process
The 535 moves to 558 and the heart rate output (CO) is read. Next, in decision state 560, a determination is made whether the heart rate output has changed since the last reading. If the cardiac output has changed, the process 535 moves to a decision state 562 to make a determination as to whether the cardiac output has increased or decreased. If the cardiac output has decreased, the process 535 moves to 564 and the cardiac output indicator 524 moves down along the Y-axis. However, if in decision state 562 it is determined that the cardiac output has increased, then the process 535 moves to 568 and the cardiac output indicator 524 moves upward along the Y axis. The process 535 then moves to 570 and the systemic vascular resistance is read. Next, in decision state 572, a determination is made whether the systemic vascular resistance (SVR) has changed since the last reading. If the SVR has changed, then at decision state 574 a determination is made as to whether the SVR has increased or decreased since the last reading. If SVR has decreased, process 535 transfers to 578 and SVR analog gauge 528 moves to the right along a predetermined arc. Thus, as the patient's vascular resistance decreases, the vascular resistance object 500 represents a larger area of outward flow. If it is determined at decision state 574 that the SVR has increased, then process 535 moves to 580 and SVR analog gauge 528 moves left along a predetermined arc. As shown in FIG. 9, when the SVR analog gauge 528 moves to the left, the output area 521 of the blood vessel resistance object 500 decreases. The process 535 then ends at end 582. D. Metabolism Objects Graphical display objects for metabolic factories include oxygen delivery (DO 2 ) (total), aerobic (oxygen burning) metabolic activity (oxygen consumption or VO 2 ) and anoxic to cell factories. Includes information about metabolic activity (using relationships that suggest lactate production, in this case base deficiency). The data scale is arranged so that the oxygen supply can be compared to indicators of oxygen utilization and good condition of the cells. The metabolism object 600 will be described with reference to FIG. 11. Metabolism object 600
Displays the relationship of oxygen delivery (DO 2 ) by showing the following equation: oxygen delivery = heart rate output × arterial oxygen content. Further, the metabolism object 600 can also indicate the oxygen utilization amount (VO2) by the following formula: oxygen utilization amount = arterial blood oxygen content-venous blood oxygen content. In normal patients, oxygen supply far exceeds oxygen consumption. Thus, the fulcrum or pivot 610 is used to illustrate the balance of oxygen supply (DO 2 ) indicator 620 and oxygen demand (VO 2) indicator 630. The lever or balance line 640 moves between the DO 2 indicator 620 and the VO 2 indicator 630 and is balanced on the pivot 640. The inclination of the DO 2 for VO 2 is used to indicate the "balance" or association of more easy to understand DO 2 and VO 2 for the physician. In addition, anoxic metabolism and its associated acidosis negatively scale the scale, indicating that oxygen is supplied but cells are not utilizing it. A process 650 for updating the Metabolism object 600 will be described with reference to FIG. The process 650 begins at start 652 and then moves to 654 where the patient's blood oxygenation is read. The process 650 then moves to decision state 656 where the oxygen supply value (DO 2 ) is reached.
A determination is made as to whether has changed since the last reading. If the oxygen supply value changes, process 650 moves to decision state 658 to determine if the patient's blood oxygen supply has increased or decreased. If the oxygen supply value decreases, the process 650 moves to 650 and the oxygen supply indicator 620 (FIG. 11) moves down along the Y axis. However, if the oxygen supply value increases, the process 650 moves to 662 and the oxygen supply indicator 620 moves upward along the Y axis. The process 650 then moves to 664 and the patient's oxygen demand value (VO 2 ) is read. Once the oxygen demand value is read at 664, process 650 moves to 666 to determine if the oxygen demand value has changed since the last reading. If the oxygen demand has changed, the process 650 transitions to a decision state 668 to determine if the oxygen demand has risen or dropped. If the oxygen demand value drops, process 650 moves to 670 and oxygen demand indicator 630 (FIG. 11) moves downward along the Y-axis. However, if at decision state 668 it is determined that the oxygen demand has increased, the process 650 proceeds to 67
Moving to 2, the oxygen demand indicator 630 moves upward. The process 650 then ends at end 674. E. Alveolar Artery Partial Oxygen Gradient Object As shown in FIG. 14A, this graphical data display object 800 has an outline 802 showing lung units located on the left side, an outline 804 showing arteries located on the right side and an intermediate position Includes a scale 806 that represents a barrier to oxygen diffusion from the living lungs to blood. The pointer 808 on the left inside the "lung" indicates the partial pressure of alveolar oxygen using the ideal alveolar gas equation. Right pointer inside the "artery"
Reference numeral 810 represents the arterial oxygen partial pressure. The tendency is displayed on the left. The normal slope, represented as a green area on the scale, is based on the accepted equation (normal arterial oxygen content as a function of fractional oxygen inspiration). The line connecting the pointers indicates the slope. F. Data Box Graphic Element An exemplary data box graphic element 900 is shown in FIG. 14B. As shown in this example, the data box may have three sub-boxes: a number box 902, an alarm box 906 and a propensity box 904. Number boxes contain data values, data labels and data units. The alarm box contains a reference scale, a value pointer, and a normal zone encoded in a color (here 34 and 15) indicating the upper and lower limits of the alarm (usually green over green). Warning zones that can be set by the clinician are indicated by triangular areas. The pointer and number box change color in steps when the value falls into the alarm zone (eg, change to red).
Confidence intervals for the data are shown combining the thickness of the pointer tip with the accuracy of the measured variable. The propensity box shows the parameter values recorded during a particular time period. 1
It will be appreciated that some relevant parameters are displayed using multiple data boxes on one display. G. Acid Base Graph Object FIG. 14C illustrates an exemplary acid base object 950. One of ordinary skill in the art will appreciate that the acid-base objects represent the relevant metabolic and respiratory components of Henderson-Hasselback on the x, y graph 952. PH diagonal 954 on the reference grid
Is shown. The colored markings are used to encode normal zones 958, 956 and 960 for bicarbonate, carbon dioxide partial pressure and pH, respectively. The use of bicarbonate and carbon dioxide allows clinicians to understand the two major components of the acid-base system that can be treated with IV sodium bicarbonate and ventilation exchange. H. Aggregation of Data Objects into an Integrated Display Figure 13 illustrates one embodiment of a display having data objects 300, 400, 500 and 600, respectively. The data object is that oxygen is transported from the left ventricle of the heart pump object 400 through the vascular resistance 500 (eg, capillary cells) to the arterial blood cells 310a, and oxygen is delivered by the tissue cells (object 600) to the venous blood cells 310b. Are arranged in the pattern shown to create a circuit that indicates returning to the right ventricle 440 through. Thus, a complete illustration of the oxygenation cycle is provided in a very intuitive way by the object associations in FIG. I. Boundary Information All scales used to map values to indicators and gauges preferably have normal and abnormal zones (preferably tintable or tinted zones). Thus, the indicator can change color when the patient is in the danger zone. The alert zones are selectable so that the physician can make the alert more or less severe based on the physiology of the particular patient. In this way, the user sets a value above or below the critical threshold at the point where he wants the alert to be issued. When falling into the warning zone, the indicator begins to change color in steps and begins to flash, the clearer the red color of the indicator, the closer the value is to that threshold. Of course, the indicator can be changed in various ways to alert the physician that an abnormal zone has been encountered. The present invention should not be configured to be limited by any particular notification method. J. Information on Confidence Intervals When the accuracy and bias of the measured data channel is revealed,
The pointer tip is assembled on the appropriate value, but preferably has a thickness that contacts the scale and covers the known errors associated with that data. This creates a pointer that changes color and falls into a danger zone based on less favorable scenes. K. Trend Information Trend information includes, for example, a set of "cards" on a time scale on the z-axis or the X-axis. Values exceeding the time interval selected by the user are displayed and the resolution (sampling rate) of the data becomes visible. L. Normalization of information Since the variability between patients is significant and the physiological state of patients changes in settings such as surgery (definition of what should be normal changes, etc.), the value indicating the reference frame is You can change the size or scale with the command. For example, the "normal" SVR setting for the SVR object 550 of FIG. 9 can default to 1000 at the 3 o'clock position. However, if the patient's SVR is typically 2000, this feature allows the normal 3 o'clock position of the SVR analog gauge to be reset to 2000. M. Artifact Detection and Signal Quality Information Viewing analog signals on a given data channel provides a great deal of information on signal quality. Therefore, like the propensity window, the pop-up window next to the data pointer can be used to detect information about noise or artifacts. For example, a popup window can be launched by clicking on the data pointer. N. Information about the patient's illness If necessary, you can save the data about the condition of the illness and reset the defaults for boundaries. For example, hypertension shifts the automatic control curve to the right so that many physicians can maintain blood pressure in a higher than normal range. Pilot Studies A pilot study was conducted to test the hypothesis that a set of developed object displays would improve the anesthesiologist's ability to solve problems such as acute hypotension. Subjects: All subjects were anesthesiologists (N = 10) in the final year of training or attending level. Each physician had over 3 months of experience in providing cardiac anesthesia. Test parameters: 5 patterns of shock (anaphylactic shock, bradycardic shock, hypovolemic shock, cardiogenic shock and shock secondary to pulmonary embolism) and near 5 patterns of shock (MAP-CVP 60-70 mmHg , But the other five were shown to be in shock).
Twenty "flash cards" (one set of standard display card and one set of graphic display card) were generated using the data set. FIG. 14 is an example of one flash card from a test showing anaphylaxis. The hardware consisted of a computer workstation with a 21-inch touch screen monitor. The analyte test was a software application written in LabView. The application "shuffles" the cards and randomizes the order in which they are presented to subjects. When the application is started (comprising the test), the next display is hidden on the screen with the button "Next". When the subject touches this button, the image on the first display appears and the subject must choose from five buttons (no problem, anaphylaxis, bradycardia, reduced blood flow, ischemia and pulmonary embolism). Next, a screen appears with a "Next" button, and touching the button advances to the next card.
This is done for all 20 cards. A computer's internal clock is used to measure problem (shock) recognition speed and accuracy and pattern recognition (pathogenesis) speed and accuracy. Subjects were surveyed before and after the study. We found that the resident could recognize the problem 30% faster than the traditional display. In addition, the resident was able to identify patient patterns 25% faster than with traditional displays. We have found that there is no difference in accuracy. The total training time was about 30 minutes. Conclusion Traditional displays presenting physiological data to physicians engaged in critical care require physicians to perform significant cognitive work to interpret that data. The display system disclosed herein provides visual memory cues to graphically map complex data to a display that matches the mental model used by physicians to interpret the physiology of oxygen transport. The system receives the analog signal and activates the display in real time. Alarm conditions can be set by the doctor and can be viewed with the naked eye at any time. The danger zone, which creates a red shade on the data pointer, is easy for doctors to understand (doctors are used to using fuzzy theory to interpret data). Moreover, the way the data elements are constructed and displayed yields a perceptual diagram. The shape itself provides the physician with a very high level of information regarding the physiology of oxygen delivery.

【手続補正2】[Procedure Amendment 2]

【補正対象書類名】明細書[Document name to be amended] Statement

【補正対象項目名】図面の簡単な説明[Name of item to be corrected] Brief description of the drawing

【補正方法】変更[Correction method] Change

【補正の内容】[Contents of correction]

【図面の簡単な説明】[Brief description of drawings]

【図1】 本発明の実施例に従って構成された、酸素運搬の生理学の収集、処理およびデ
ィスプレイ用の1つのシステムを図示する概略図である。
FIG. 1 is a schematic diagram illustrating one system for oxygen transport physiology collection, processing, and display configured in accordance with an embodiment of the present invention.

【図2】 本発明を作動するのに使用されるコンピュータシステムの概略図である。[Fig. 2]   1 is a schematic diagram of a computer system used to operate the present invention.

【図3】 本発明を作動するのに用いられる好ましいソフトウェアスキームを詳細に示す
フローチャートである。
FIG. 3 is a flowchart detailing a preferred software scheme used to operate the present invention.

【図4】 本発明の選択された実施例において行われるデータ入力および演算の概略図で
ある。
FIG. 4 is a schematic diagram of data entry and operations performed in selected embodiments of the present invention.

【図5】 赤血球オブジェクトの一実施例を示す。[Figure 5]   1 illustrates an example of a red blood cell object.

【図6】 図5の赤血球オブジェクトのディスプレイを更新する1つの方法を示すフロー
チャートである。
6 is a flow chart illustrating one method of updating the display of the red blood cell object of FIG.

【図7】 心臓ポンプオブジェクトの一実施例を示す。[Figure 7]   1 illustrates an example of a heart pump object.

【図8】 図7の心臓ポンプオブジェクトのディスプレイを更新する1つの方法を示す。[Figure 8]   8 illustrates one method of updating the display of the cardiac pump object of FIG.

【図9】 血管抵抗オブジェクトの一実施例を示す。[Figure 9]   3 illustrates an example of a vascular resistance object.

【図10】 図9の血管抵抗オブジェクトのディスプレイを更新する1つの方法を示す。[Figure 10]   10 illustrates one method of updating the display of the vascular resistance object of FIG.

【図11】 代謝オブジェクトの一実施例を示す。FIG. 11   1 shows an example of a metabolic object.

【図12】 図11の代謝オブジェクトのディスプレイを更新する1つの方法を示す。[Fig. 12]   12 illustrates one method of updating the display of the metabolic object of FIG.

【図13】 図生理学的データをディスプレイするための回路を表すディスプレイを示す。
一実施例では、このディスプレイは心臓ポンプオブジェクト、血管抵抗オブジェ
クト、赤血球オブジェクトおよび代謝オブジェクトが含まれる。
FIG. 13 shows a display representing a circuit for displaying physiological data.
In one example, the display includes a heart pump object, a vascular resistance object, a red blood cell object and a metabolic object.

【図14】 本発明と互換性のある選択されたオブジェクトディスプレイおよびエレメント
を示す。より詳細には、図14Aは肺胞動脈血分圧酸素勾配オブジェクト、図1
4Bはデータボックスのグラフィックエレメント、図14Cは酸塩基グラフオブジ
ェクトを示す。
FIG. 14 shows selected object displays and elements compatible with the present invention. More specifically, FIG. 14A shows an alveolar blood pressure oxygen gradient object, FIG.
4B shows a graphic element of the data box, and FIG. 14C shows an acid-base graph object.

【手続補正3】[Procedure 3]

【補正対象書類名】図面[Document name to be corrected] Drawing

【補正対象項目名】全図[Correction target item name] All drawings

【補正方法】変更[Correction method] Change

【補正の内容】[Contents of correction]

【図2】 [Fig. 2]

【図3】 [Figure 3]

【図6】 [Figure 6]

【図8】 [Figure 8]

【図10】 [Figure 10]

【図12】 [Fig. 12]

【手続補正書】特許協力条約第34条補正の翻訳文提出書[Procedure for Amendment] Submission for translation of Article 34 Amendment of Patent Cooperation Treaty

【提出日】平成12年3月23日(2000.3.23)[Submission date] March 23, 2000 (2000.3.23)

【手続補正1】[Procedure Amendment 1]

【補正対象書類名】明細書[Document name to be amended] Statement

【補正対象項目名】特許請求の範囲[Name of item to be amended] Claims

【補正方法】変更[Correction method] Change

【補正の内容】[Contents of correction]

【特許請求の範囲】[Claims]

───────────────────────────────────────────────────── フロントページの続き (81)指定国 EP(AT,BE,CH,CY, DE,DK,ES,FI,FR,GB,GR,IE,I T,LU,MC,NL,PT,SE),OA(BF,BJ ,CF,CG,CI,CM,GA,GN,GW,ML, MR,NE,SN,TD,TG),AP(GH,GM,K E,LS,MW,SD,SZ,UG,ZW),EA(AM ,AZ,BY,KG,KZ,MD,RU,TJ,TM) ,AL,AM,AT,AU,AZ,BA,BB,BG, BR,BY,CA,CH,CN,CU,CZ,DE,D K,EE,ES,FI,GB,GD,GE,GH,GM ,HR,HU,ID,IL,IN,IS,JP,KE, KG,KP,KR,KZ,LC,LK,LR,LS,L T,LU,LV,MD,MG,MK,MN,MW,MX ,NO,NZ,PL,PT,RO,RU,SD,SE, SG,SI,SK,SL,TJ,TM,TR,TT,U A,UG,US,UZ,VN,YU,ZW (72)発明者 ブライク,ジョージ,ティー. アメリカ合衆国 バーモント 05055 ノ ーウィッチ ホーク パイン ヒルズ 340 (72)発明者 ファイスフル,ニコラス,サイモン アメリカ合衆国 92037 カリフォルニア ラ ホラ コースト ブールバード 220 アパートメント 3エー (72)発明者 ローデス,グレン アメリカ合衆国 92129 カリフォルニア サン ディエゴ ダベンポート アベニ ュー 14071 Fターム(参考) 4C017 AA08 AA10 AA12 AA16 BD01 FF05 4C038 KK01 KL05 KL09 KX01 KY01─────────────────────────────────────────────────── ─── Continued front page    (81) Designated countries EP (AT, BE, CH, CY, DE, DK, ES, FI, FR, GB, GR, IE, I T, LU, MC, NL, PT, SE), OA (BF, BJ , CF, CG, CI, CM, GA, GN, GW, ML, MR, NE, SN, TD, TG), AP (GH, GM, K E, LS, MW, SD, SZ, UG, ZW), EA (AM , AZ, BY, KG, KZ, MD, RU, TJ, TM) , AL, AM, AT, AU, AZ, BA, BB, BG, BR, BY, CA, CH, CN, CU, CZ, DE, D K, EE, ES, FI, GB, GD, GE, GH, GM , HR, HU, ID, IL, IN, IS, JP, KE, KG, KP, KR, KZ, LC, LK, LR, LS, L T, LU, LV, MD, MG, MK, MN, MW, MX , NO, NZ, PL, PT, RO, RU, SD, SE, SG, SI, SK, SL, TJ, TM, TR, TT, U A, UG, US, UZ, VN, YU, ZW (72) Inventor Brik, George, Tee.             United States Vermont 05055 No             -Witch Hawk Pine Hills             340 (72) Inventor Faisful, Nicholas, Simon             United States 92037 California               La Jolla Coast Boulevard             220 apartment 3 a (72) Inventor Rhodes, Glenn             United States 92129 California               San Diego Davenport Aveni             View 14071 F-term (reference) 4C017 AA08 AA10 AA12 AA16 BD01                       FF05                 4C038 KK01 KL05 KL09 KX01 KY01

Claims (40)

【特許請求の範囲】[Claims] 【請求項1】 患者の生理学的な値をモニタリングするためのセンサーと、セ
ンサーの情報を受取りプロセスするディスプレイを有するコンピュータ、解剖学
的コンポーネントの多次元的概略図を用いて生理学的データを提供する酸素運搬
オブジェクトとを備え、前記コンポーネントの各軸は処理されたセンサーの情報
から得られた測定値に対応し、前記軸により特定される座標スペースは重要な生
理学的関連性を特定し、前記コンピュータにより実行されるプログラムにより前
記オブジェクトは生成しディスプレイされる組織酸素アナライザー。
1. A computer having a sensor for monitoring a physiological value of a patient and a display for receiving and processing the information of the sensor, providing physiological data using a multidimensional schematic view of anatomical components. An oxygen-carrying object, each axis of the component corresponds to a measured value obtained from information of a processed sensor, a coordinate space specified by the axis specifies an important physiological relevance, and the computer The object is generated and displayed by a program executed by a tissue oxygen analyzer.
【請求項2】 前記酸素運搬オブジェクトが、心臓ポンプオブジェクト、血管
抵抗オブジェクト、代謝オブジェクトおよび赤血球オブジェクトから構成される
グループから選択される請求項1記載の組織酸素アナライザー。
2. The tissue oxygen analyzer of claim 1, wherein the oxygen carrying object is selected from the group consisting of a heart pump object, a vascular resistance object, a metabolic object and a red blood cell object.
【請求項3】 前記軸により特定される座標スペースが三角形の形状である請
求項1記載の組織酸素アナライザー。
3. The tissue oxygen analyzer according to claim 1, wherein the coordinate space specified by the axis has a triangular shape.
【請求項4】 アナログゲージを備え、前記アナログゲージにより示される測
定値が前記軸により特定される座標スペースを変化させる請求項1記載の組織酸
素アナライザー。
4. The tissue oxygen analyzer of claim 1, comprising an analog gauge, wherein the measurement indicated by the analog gauge changes the coordinate space specified by the axis.
【請求項5】 前記センサーが非侵襲性の動脈圧トランスデューサーである請
求項1記載の組織酸素アナライザー。
5. The tissue oxygen analyzer of claim 1, wherein the sensor is a non-invasive arterial pressure transducer.
【請求項6】 前記センサーが手操作入力である請求項1記載の組織酸素アナ
ライザー。
6. The tissue oxygen analyzer of claim 1, wherein the sensor is a manual input.
【請求項7】 前記コンピュータがフィックの式を利用するための命令を含む
請求項1記載の組織酸素アナライザー。
7. The tissue oxygen analyzer of claim 1, wherein the computer includes instructions for utilizing the Fick equation.
【請求項8】 前記コンピュータがケルマンの式を利用するための命令を含む
、請求項1記載の組織酸素アナライザー。
8. The tissue oxygen analyzer of claim 1, wherein the computer includes instructions for utilizing the Kelman equation.
【請求項9】 非侵入性の動脈圧トランデューサーと、血液ガスモニターと、
トランデューサーおよび血液ガスモニターからのデータを受け取り処理するディ
スプレイを有するコンピューターと、心臓ポンプ、動脈血液細胞、血管抵抗、静
脈血液細胞に対するメタファーを含む酸素化サイクルを示す複数の多次元的なオ
ブジェクトとを備え、受け取ったデータから導き出される生理学的な酸素の関連
性を示す各オブジェクトであり、コンピュータにより実行されるプログラムによ
りオブジェクトは生成しディスプレイされる組織酸素センサー。
9. A non-invasive arterial pressure transducer, a blood gas monitor,
A computer with a display that receives and processes data from transducers and blood gas monitors, and multiple multidimensional objects showing the oxygenation cycle including metaphors for heart pumps, arterial blood cells, vascular resistance, and venous blood cells. A tissue oxygen sensor, which is an object that is provided and that indicates a physiological oxygen relationship derived from the received data, the object being generated and displayed by a program executed by a computer.
【請求項10】 アナログゲージを備え、前記アナログゲージにより示される
測定値がメタファーの形状を変化させるアナログゲージを含む、請求項9記載の
組織酸素アナライザー。
10. The tissue oxygen analyzer of claim 9, comprising an analog gauge, wherein the measurement indicated by the analog gauge comprises an analog gauge that changes the shape of the metaphor.
【請求項11】 前記心臓ポンプメタファーが1つの軸に患者の1回拍出量(
SV)およびもう1つの軸に患者の心拍数(HR)により特定される実質的に四辺形
の領域を含む請求項9記載の組織酸素アナライザー。
11. The patient's stroke volume on one axis of the cardiac pump metaphor (
10. The tissue oxygen analyzer of claim 9, comprising a substantially quadrilateral region defined by the patient's heart rate (HR) on the SV) and the other axis.
【請求項12】 前記の実質的に四辺形の領域の側面がアナログゲージの回転
により移動可能である請求項11記載の組織酸素アナライザー。
12. The tissue oxygen analyzer of claim 11 wherein the sides of the substantially quadrilateral region are movable by rotation of an analog gauge.
【請求項13】 前記動脈血液細胞メタファーが実質的に円の領域を特定する
第1の円により表され、前記第1の円の領域が患者の血液中の動脈血酸素含有量
(DO2)を反映するように示される請求項9記載の組織酸素アナライザー。
13. The arterial blood cell metaphor is represented by a first circle that identifies a substantially circular area, the first circular area representing the arterial oxygen content (DO 2 ) in the patient's blood. 10. The tissue oxygen analyzer of claim 9, shown to reflect.
【請求項14】 前記静脈血液細胞メタファーが実質的に円の領域を特定する
第1の円により表され、前記第1の円の領域が患者の血液中の静脈血酸素含有量
(VO2)を反映するように示される請求項9記載の組織酸素アナライザー。
14. The venous blood cell metaphor is represented by a first circle identifying a substantially circular region, the first circular region being the venous oxygen content (VO 2 ) in the blood of the patient. 10. The tissue oxygen analyzer of claim 9, which is shown to reflect
【請求項15】 前記血管抵抗メタファーが平均動脈圧(MAP)および中心静
脈圧(CVP)を示す第1の実質的に四辺形の領域を含み、より高いMAP値がより大
きな第1の領域により反映される請求項9記載の組織酸素アナライザー。
15. The vascular resistance metaphor comprises a first substantially quadrilateral region exhibiting mean arterial pressure (MAP) and central venous pressure (CVP), wherein the higher MAP value is due to the larger first region. The tissue oxygen analyzer according to claim 9, which is reflected.
【請求項16】 前記血管抵抗メタファーが患者の心拍出力(CO)を示す第2
の実質的に四辺形の領域を含み、より大きな心拍出力がより大きな第2の領域に
より反映される請求項9記載の組織酸素アナライザー。
16. The second of the vascular resistance metaphors is indicative of a patient's cardiac output (CO).
10. The tissue oxygen analyzer of claim 9, comprising a substantially quadrilateral region of, wherein the greater cardiac output is reflected by the greater second region.
【請求項17】 前記血管抵抗メタファーは患者の全身血管抵抗(SVR)を示
すアナログゲージを含み、より大きなSVRにより第2の領域が増加するように前
記アナログゲージが心拍出力の領域をコントロールする請求項15記載の組織酸素
アナライザー。
17. The vascular resistance metaphor comprises an analog gauge indicating the systemic vascular resistance (SVR) of the patient, the analog gauge controlling the area of cardiac output so that the larger SVR increases the second area. Item 15. The tissue oxygen analyzer according to Item 15.
【請求項18】 前記コンピュータがフィックの式を利用するための命令を含
む請求項9記載の組織酸素アナライザー。
18. The tissue oxygen analyzer of claim 9, wherein the computer includes instructions for utilizing the Fick equation.
【請求項19】 前記コンピュータがケルマンの式を利用するための命令を含
む、請求項9記載の組織酸素アナライザー。
19. The tissue oxygen analyzer of claim 9, wherein the computer includes instructions for utilizing the Kelman equation.
【請求項20】 実質的に円の領域を特定する第1の円で前記第1の円の領域
のパーセンテージが患者の動脈血酸素含有量(DO2)を反映するように示される
前記第1の円と、実質的に円の領域を特定する第2の円で前記第2の円の領域の
パーセンテージは静脈血酸素含有量(VO2)を反映するように示される前記第2
の円、および前記第1および第2の円により示される含有量データに対応し患者
の血液から抽出される酸素量を示す酸素抽出インジケーターを含む患者の酸素化
状態を示すデータオブジェクト。
20. A first circle, which identifies a substantially circular region, wherein the percentage of the first circular region is shown to reflect the arterial oxygen content (DO 2 ) of the patient. A circle and a second circle that substantially identifies the area of the circle, wherein the percentage of the area of the second circle is shown to reflect venous blood oxygen content (VO 2 ).
And an oxygen extraction indicator indicating the amount of oxygen extracted from the patient's blood corresponding to the content data indicated by the first and second circles.
【請求項21】 前記第1の円が陰影により示される請求項20記載のデータ
オブジェクト。
21. The data object of claim 20, wherein the first circle is shown shaded.
【請求項22】 前記第2の円が陰影により示される請求項20記載のデータ
オブジェクト。
22. The data object of claim 20, wherein the second circle is shaded.
【請求項23】 前記酸素抽出インジケーターが色を変化させて患者が異常な
酸素化状態に陥っていることを示す請求項20記載のデータオブジェクト。
23. The data object of claim 20, wherein the oxygen extraction indicator changes color to indicate that the patient is in an abnormal oxygenation state.
【請求項24】 前記第1の円が直径を変化させて患者のヘモグロビン(Hb)
レベルの変化を示す請求項20記載のデータオブジェクト。
24. The hemoglobin (Hb) of the patient, wherein the first circle changes in diameter.
The data object according to claim 20, which indicates a change in level.
【請求項25】 前記第2の円が直径を変化させて患者のヘモグロビン(Hb)
レベルの変化を示す請求項20記載のデータオブジェクト。
25. The hemoglobin (Hb) of the patient, wherein the second circle changes in diameter.
The data object according to claim 20, which indicates a change in level.
【請求項26】 1つの軸に患者の1回拍出量(SV)および他の軸に患者の心
拍数(HR)により特定される実質的に四辺形の領域と、前記四辺形の領域の縁に
沿って位置するアナログゲージを備え、前記アナログゲージは前記四辺形の側面
を特定する円弧を描く、心臓を流れる血液量を示すデータオブジェクト。
26. A substantially quadrilateral region specified by the patient's stroke volume (SV) on one axis and the patient's heart rate (HR) on the other axis; A data object showing an amount of blood flowing through the heart, comprising an analog gauge located along an edge, the analog gauge describing an arc that defines a side of the quadrilateral.
【請求項27】 前記四辺形の領域が三角形である請求項26記載のデータオ
ブジェクト。
27. The data object of claim 26, wherein the quadrilateral region is a triangle.
【請求項28】 前記アナログゲージの値が楔入圧に関連している請求項26
記載のデータオブジェクト。
28. The analog gauge value is related to wedge pressure.
Described data object.
【請求項29】 前記アナログゲージの値が中心静脈圧(CVP)に関連してい
る請求項26記載のデータオブジェクト。
29. The data object of claim 26, wherein the analog gauge value is related to central venous pressure (CVP).
【請求項30】 より高いMAP値がより大きな領域により反映され、患者の血
液中の平均動脈圧(MAP)および中心動脈圧(CVP)を示す、第1の実質的に四辺
形の領域と、患者の心拍出力(CO)を示し、より大きな心拍出力に領域が増加す
る第2の実質的に四辺形の領域と、患者の全身血管抵抗(SVR)を示し、SVRの増
大に伴い前記第2の領域が増加するように心拍出力領域をコントロールするアナ
ログゲージとを含む患者における血流の血管抵抗を示すデータオブジェクト。
30. A first substantially quadrilateral region, in which a higher MAP value is reflected by a larger region, indicating mean arterial pressure (MAP) and central arterial pressure (CVP) in the blood of the patient, A second substantially quadrilateral region showing a patient's heart rate output (CO) and a region increasing to a larger heart rate output, and a patient's systemic vascular resistance (SVR), showing the second as the SVR increases. A data object showing blood vessel vascular resistance in a patient, including an analog gauge that controls the cardiac output area so that the area of the blood vessel increases.
【請求項31】 色を変化させて患者の異常な酸素化状態を示すCVPインジケ
ータを備える請求項30記載のデータオブジェクト。
31. The data object of claim 30, comprising a CVP indicator that changes color to indicate an abnormal oxygenation status of the patient.
【請求項32】 色を変化させて患者の異常な酸素化状態を示すMAPインジケ
ータを備える請求項30記載のデータオブジェクト。
32. The data object of claim 30, comprising a MAP indicator that changes color to indicate an abnormal oxygenation state of the patient.
【請求項33】 色を変化させて患者の異常な酸素化状態を示すCOインジケー
タを備える請求項30記載のデータオブジェクト。
33. The data object of claim 30, comprising a CO indicator that changes color to indicate an abnormal oxygenation status of the patient.
【請求項34】 患者の複数の生理学的な値を検知し、検知された生理学的な
値を処理し、解剖学的コンポーネントの多元的な概略図を用いて生理学的データ
を提供する酸素運搬オブジェクトをディスプレイし、前記コンポーネントの各軸
が処理されたセンサーの情報から得られた測定値に対応し、前記軸により特定さ
れる座標スペースが重要な生理学的な関連性を特定する患者の組織酸素状態を測
定する方法。
34. An oxygen-carrying object that senses multiple physiological values of a patient, processes the sensed physiological values, and provides physiological data using a multidimensional schematic view of anatomical components. The tissue oxygen status of the patient, where each axis of the component corresponds to a measurement obtained from the processed sensor information, and the coordinate space specified by the axis identifies important physiological relevance. How to measure.
【請求項35】 前記酸素運搬オブジェクトをディスプレイする方法が心臓ポ
ンプオブジェクトのディスプレイする工程を含む請求項34記載の方法。
35. The method of claim 34, wherein the method of displaying the oxygen carrying object comprises the step of displaying a heart pump object.
【請求項36】 前記酸素運搬オブジェクトをディスプレイする方法が血管抵
抗オブジェクトのディスプレイする工程を含む請求項34記載の方法。
36. The method of claim 34, wherein the method of displaying the oxygen carrying object comprises the step of displaying a vascular resistance object.
【請求項37】 前記酸素運搬オブジェクトをディスプレイする方法が代謝オ
ブジェクトのディスプレイする工程を含む請求項34記載の方法。
37. The method of claim 34, wherein the method of displaying an oxygen carrying object comprises the step of displaying a metabolic object.
【請求項38】 前記酸素運搬オブジェクトをディスプレイする方法が赤血球
ポンプオブジェクトのディスプレイする工程を含む請求項34記載の方法。
38. The method of claim 34, wherein the method of displaying the oxygen carrying object comprises the step of displaying a red blood cell pump object.
【請求項39】 前記軸により特定される座標スペースが三角形の形状である
請求項34記載の方法。
39. The method of claim 34, wherein the coordinate space specified by the axes is triangular in shape.
【請求項40】 酸素運搬オブジェクトをディスプレイする方法がアナログゲ
ージのディスプレイする工程をさらに含み、前記アナログゲージにより示される
測定値が前記軸に特定される座標スペースを変化させる請求項34記載の方法。
40. The method of claim 34, wherein the method of displaying an oxygen-carrying object further comprises the step of displaying an analog gauge, wherein the measurement indicated by the analog gauge changes the coordinate space specified for the axis.
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