JP2000245711A

JP2000245711A - 測定濃度値に補償を加えるための方法及びその使用方法

Info

Publication number: JP2000245711A
Application number: JP2000054430A
Authority: JP
Inventors: Katri Maria Rautava; マリアラウタバカトリ
Original assignee: Instrumentarium Oyj
Current assignee: Instrumentarium Oyj
Priority date: 1999-02-25
Filing date: 2000-02-25
Publication date: 2000-09-12
Also published as: EP1031316A1; US6280382B1

Abstract

(57)【要約】【課題】患者内の化合物の測定濃度値に補償を加える
ための方法を提供する。【解決手段】本発明は患者の第一内部領域（１^*）内
の第一化合物（Ａ）の測定濃度値に補償を加えるための
方法に関し、この第一化合物（Ａ）の濃度値（Ｐ _A）が
患者の体に存在している第二化合物（Ｂ）によって第一
内部管路内の第一化合物と混合したときに実際の濃度か
ら偏移させられる。患者の第二領域（２^*）内の少なく
とも第二化合物（Ｂ）の濃度値（Ｅ_B）が複数回測定又
は導出され、第二化合物の見積濃度値（Ｃ_B）が患者の
第一内部領域における非検出濃度をシミュレートするこ
とによって決定される。第一内部領域（１^*）における
第一化合物（Ａ）の初期測定濃度値（Ｐ_A）が補償係数
（Ｆｃ）によって補正され、その後、一連の補正濃度値
（Ｃ_A）が表示又は他の用途のための濃度値とされる。

Description

【発明の詳細な説明】

【０００１】

【発明の属する技術分野】本発明は、第二化合物によっ
て影響を受ける患者の第一内部領域内の少なくとも第一
化合物の測定濃度値に補償を加えるための方法に関し、
第二化合物は、患者の体に存在しており、少なくとも測
定濃度値に関する検出部位において第一化合物と混合す
るための移動速度を制限され、測定濃度値を第一内部管
内の実際の濃度値から偏移させている。特に、本発明
は、少なくとも一酸化二窒素によって影響を受ける患者
の胃腸管内の二酸化炭素の測定濃度値に補償を加えるた
めの方法の使用に関し、この一酸化二窒素は、患者の呼
吸気へ投与されるものであり、二酸化炭素濃度測定に関
する検出部位への吸収速度及び／又は拡散速度を制限さ
れ、測定濃度値を実際の濃度値から偏移させる。

【０００２】

【従来の技術】例えば、胃の圧力測定は二酸化炭素の局
所分圧に関する情報を提供するが、この二酸化炭素の局
所分圧は患者の潅流の十分性及び代謝率に関係してい
る。圧力測定は、内腔臓器で、典型的には胃腸内で、経
鼻的に胃又は消化管へ挿入される特別なカテーテルによ
って行われる。カテーテルチップ（カテーテルの先端
部）は気体透過性且つ液体非透過性のバルーンを備えて
いる。存在している又は発生している二酸化炭素は、胃
粘膜と胃管腔とバルーンの気体内容物との間で自由に平
衡状態になる。平衡時間経過後には、カテーテルの気体
内容物は胃粘膜における気体又は液体の組成と一致す
る。胃圧力測定用監視装置は、時間間隔をおいてカテー
テルのバルーンから気体混合物を自動的に導入して試料
採取を行い、さらに、例えば赤外吸収法を用いて気体試
料の二酸化炭素（ＣＯ₂）濃度のデータを自動的に提供
するように設計されることが可能である。胃の圧力測定
は、現在、主として集中治療患者に対して使用されてい
るが、より長い手術の際に外科患者に対して使用される
ことも増加してきている。

【０００３】圧力測定法の通常の測定部位である肝内臓
領域は、多発性器官機能障害症候群（multiple organ d
ysfunction syndrome ）の病因において重要な役割を果
たしている。内臓組織の潅流は急性循環障害の際には優
先度が低い。血液減少性ショック又は心原性ショックの
際には、生命維持に最も重要な器官、すなわち心臓及び
脳が十分な血液を得られるように、血液循環が再配分さ
れる。内臓組織の潅流の減少が生存のためには最初は重
要となり得るとしても、内臓の血液の長時間に及ぶ減少
は、組織損傷や器官機能障害や各種障害の危険性、さら
には患者の死の危険性さえも増加させる。この現象の医
学的な背景は、本出願人のJukka Takalaによって発表さ
れた小冊子「胃腸圧力測定の医療利用ガイド（Clinical
Application Guide of Gastrointestinal Tonometr
y）」（著作権：インストルメンタリウム社（Instrumen
tarium Corp. ）、ダーテクス・オーメダ・ディビジョ
ン（Datex-Ohmeda Division ）、フィンランド（８９４
７９６−１／ＰＧ５／０８９８））及びGuillermo Guti
errez とSteven D. Brown による「胃圧力測定：集中治
療装置における新規の監視様式（Gastric Tonometry: A
new Monitoring Modality in the Intensive Care Uni
t ）」（ジェイインテンシブケアメッド（J Inte
nsive Care Med）、１０、３４〜４４頁、１９９５年）
によって開示されている。不十分な組織潅流及び／又は
代謝率の増加は組織での二酸化炭素の分圧（Ｐ_CO2）の
増加として観察され得る。不十分な潅流の間、組織は十
分な酸素供給を受けず、このことが嫌気性代謝につなが
り、よって二酸化炭素の生成の増加につながる。組織に
おける二酸化炭素レベルは、二酸化炭素が組織から効果
的に除去されることができないために、さらに増加して
いく。もしＰ_CO2レベルの増加を十分に早期に検出する
ことができれば、患者を十分に蘇生させることができ
る。この問題は国際公開公報第ＷＯ９４／２１１６３号
で論じられており、二酸化炭素の分圧が内腔臓器で測定
され、さらに動脈血の二酸化炭素レベル又はｐＨが測定
され、内腔臓器の状態を示すパラメータ、より詳細には
ｐＣＯ₂隔差（ｐＣＯ₂ｇａｐ）又はｐＨ隔差（ｐＨ
ｇａｐ）と呼称されるパラメータがこれら二つの値に基
づいて決定される方法が提示されている。血液の全体的
な「全体」又は「全身」炭酸水素塩含有率を示すため
に、動脈血の二酸化炭素レベルが二酸化炭素の終期分圧
（ｐＣＯ₂）の検出を通じて測定されてもよい。ｐＨ隔
差は動脈ｐＨから粘膜内ｐＨを数学的に減算することに
よって演算されるが、ｐＣＯ₂隔差を演算することは明
確に記載されてはいない。別個の技術を用いた患者の呼
気におけるＮ₂Ｏのような麻酔ガスの付加的な検出及び
独立した表示が記述されているが、この技術は非常に精
巧な方法であり付加的な装置を必要とするものである。

【０００４】胃腸領域における二酸化炭素レベルの分圧
（Ｐ_CO2）は圧力測定カテーテルのバルーンから試料採
取された二酸化炭素（ＣＯ₂）濃度を分析することによ
って決定される。二酸化炭素のこの分圧（Ｐ_CO2）を決
定するための測定／検出技術は赤外吸収センサを利用し
ている。赤外線センサは、典型的には、赤外線供給源
と、気体測定室と、ＣＯ₂の吸収ピークの範囲内の少な
くとも一つの光学的通過帯域フィルタと、測定室の二酸
化炭素量に比例して電気信号を供給する赤外線検出器と
を備える。干渉フィルタのような光学的通過帯域フィル
タの目的は波長を選択することであり、この場合には、
ＣＯ₂分子が赤外（ＩＲ）光を吸収する。この種の測定
センサ及び測定装置は幅広く知られており、複数の製造
業者によって市場で一般的に入手可能になっており、多
くの異なる測定目的に使用されている。したがって、こ
れら測定センサ及び測定装置をより詳細に説明すること
は必要とされない。一酸化二窒素（Ｎ₂Ｏ）は一般には
気道内に麻酔ガスとして外科患者に非常に高濃度（２０
〜８０％）で供与される。吸入される典型的な気体混合
物は６０〜７０体積％程度のＮ₂Ｏ及び２５〜３０体積
％程度の酸素を含んでおり、さらに、ハロセイン、デス
フルラン、イソフルラン、エンフルラン、セボフルラン
のような付加的な気化麻酔剤を通常約１２体積％より少
なく含んでいる。コリジョンブロードニング（衝突広が
り）とも呼称されるスペクトル線の広がりのためにＮ₂
ＯによってＣＯ₂に対して生ぜしめられる特殊な測定誤
差があることが知られている。この誤差はＣＯ₂センサ
によって決まるが、典型的には、この誤差はＮ₂Ｏ濃度
が７０体積％に対して約＋１０％となり得る。したがっ
て、もし真の気体混合物が１０体積％のＣＯ₂と７０体
積％のＮ₂Ｏと差引調整のためのＮ₂（窒素）とを包含
しているのであれば、上述した補正がなされていない赤
外吸収センサは、１１体積％の二酸化炭素の値を示す。
この誤差は圧力測定においては通常許容され得るもので
はなく、どうにかして補正されるべきである。この問題
は吸収ピークの複数の回転線を横切って延びる狭い透過
帯域を有する光学的通過帯域フィルタを用いて測定する
ときによく発生する。この場合、検出器は、この種の測
定装置が実際の吸収に代わって透過を検出することか
ら、増加された吸収値を「観察」することになる。特
に、Ｎ₂Ｏもその一つである極性気体はスペクトル線の
広がりに大きな影響を及ぼす。さらに、スペクトル線の
広がり又は後述する重複吸収のいずれかのため、例え
ば、薬剤又は医用製剤又は添加物の患者内への静脈内投
与が内部領域又は器官内の化合物の濃度測定に影響を及
ぼすこともあり得る。

【０００５】Ｎ₂Ｏによって生じるスペクトル線広がり
誤差を補償する一つの手法はセンサ装置として二つの検
出器を組合せたものを使用することであり、これら二つ
の検出器が同じ気体混合物中のＣＯ₂濃度及びＮ₂Ｏ濃
度の両方を同時に測定する。この測定は二つの光学的フ
ィルタを配置することによって行うことができ、これら
二つのフィルタは、測定室内でＩＲ放射吸収を検出する
ために、異なる放射透過帯域、すなわち、ＣＯ₂に対す
る放射透過帯域とＮ₂Ｏに対する放射透過帯域とを有し
ている。同じ気体混合物中の両方の濃度がこうして既知
となるとき、線形数学補正モデルをＣＯ₂濃度に対して
適用することができる。呼気の一酸化二窒素の測定結果
を用いて同じ呼気の二酸化炭素の測定結果を補正するべ
く、この種のセンサ装置及び補正方法が米国特許第４４
２３７３９号明細書に開示されている。両方の測定は患
者の呼出された息の終期に同時に行われる。この明細書
は以下のようにＮ₂Ｏの存在下でのＣＯ₂の補正のため
の公式を教示している。（Ｃ_CO2）_breath＝（Ｅ_CO2）_breath［１＋Ｋ・（Ｅ_N2O）_breath］（１）ここで、Ｃ_CO2＝呼気における補正ＣＯ₂濃度、Ｅ_CO2
＝呼気における測定ＣＯ ₂濃度、Ｅ_N2O＝呼気における
測定Ｎ₂Ｏ濃度、Ｋは経験的に得られるスペクトル線広
がり定数である。この開示された方法及び装置は幾つか
の欠点を有している。例えば、存在すればコリジョンブ
ロードニングに寄与し得る各気体成分は分けて測定され
なくてはならないが、これは、各気体成分に対して少な
くとも個別の光学的通過帯域フィルタ及び測定チャネル
が要求されセンサを大型で非常に重くするので非現実的
であり、さらに気体混合物は量が変動する測定困難な気
体成分を含み得るので信頼性がない。

【０００６】他の欧州特許第０８３４７３３号明細書
は、気体混合物の測定された粘性又は粘性と関連する量
を利用してスペクトル線広がり誤差を補正するための全
体的に異なる方法を開示している。この方法はさらに付
加的な検出手段の使用を必要とし、したがって、小型で
軽量の検出器装置が必要とされる又はそれが好ましいと
される多くの場合には非現実的となる。

【０００７】スペクトル線の広がりとは無関係のさらな
る問題は一般的に知られている気体混合物中の異なる気
体成分による重複吸収であり、この重複吸収はこれら気
体成分が互いに非常に近接した吸収ピークを有すること
を意味し、この場合、（特定の気体成分に向けられた）
異なる光学的通過帯域フィルタを備えた検出器からの各
信号が少なくとも一つの他の気体成分による透過／吸収
データを包含するので、その透過又は吸収を分離するこ
とは困難となる。この問題を解決するための一つの提案
が例えば米国特許第４９１４７１９号明細書に開示され
ており、同特許明細書によれば、各々が他のフィルタの
中心波長と異なる中心波長を有する光学的通過帯域フィ
ルタによって得られる信号が同じ量だけ必要とされ、中
心波長及び通過帯域幅は各気体成分に関する決定された
濃度を代数的に結合して各濃度を表せるように選択され
る。これは実用的な方法となり得るが、米国特許第４４
２３７３９号に関連して上述されたことと同じ欠点及び
問題を有している。

【０００８】

【発明が解決しようとする課題】したがって、本発明の
主たる目的は、気体混合物中の第二気体成分によって影
響を受ける第一気体成分の検出による測定濃度値を、少
なくとも二つの気体成分の各々を別個に測定するために
複数の検出器を用いることなく、補正するための方法を
見出すことである。これは、第一気体成分を測定するた
めの検出器装置が小型で軽量且つ単純であることを維持
されるべきであることを意味している。本発明の第二の
目的は、患者の体の任意の必要な部分において第一気体
成分を測定する適用可能性を提供する方法を見出すこと
であり、これはこの方法がそれ自体では検出に関する部
位を制限すべきではないことを意味する。検出部位は、
そこから分析されるべき気体混合物が収集されてさらに
必要であれば測定装置の測定室へ移送されるところであ
り、方法によっては本質的に制約を受けない医学的又は
他の実際的根拠に基づいて選択可能とされるべきであ
る。本発明の第三の目的は、許容可能な精度で第一気体
成分の濃度値を補正するためのデータ及び／又は演算を
提供する方法を見出すことである。本発明の第四の目的
は、第二気体成分が患者の体へ第一気体成分に関する検
出部位とは別の領域又は器官内に移送又は投与される状
況下でも適用可能であり、且つ／又は、第二気体成分が
第一気体成分に関する検出部位への移動速度が制限され
ている状況下でも適用可能である方法を提供することで
ある。ただ可能であるならば、この方法は、第一気体成
分が検出に関する部位として決定される患者の体部分の
液体又は固体又は組織のような他の媒体と混合されるこ
とを許容されるべきである。本発明のさらに限定された
目的は、医療診断及び／又は集中治療及び／又は他の医
療又は臨床的作業に関連した分野に適用され得る種類の
方法を見出すことである。

【０００９】

【課題を解決するための手段】請求項１の特徴節による
本発明の方法及び請求項１５の特徴節による本発明の使
用方法によって、上述の問題及び欠点を解消することが
でき、規定された目的が達成される。すなわち、請求項
１による第二化合物によって影響を受ける患者の第一内
部領域内の少なくとも第一化合物の測定濃度値に補償を
加えるための方法は、第二化合物が、患者の体に存在し
ており、少なくとも前記測定濃度値に関する検出部位に
おいて前記第一化合物と混合するための移動速度を制限
され、前記測定濃度値を前記第一内部領域内の実際の濃
度値から偏移させ、少なくとも前記患者の第二化合物に
よって前記測定濃度値が影響を受け、少なくとも前記患
者の第二領域における前記第二化合物の濃度値が前記第
一内部領域における複数の第一化合物測定を含む時間の
間に複数回測定又は導出されることと、前記第二化合物
の見積濃度値が前記患者の前記第一内部領域における非
検出の濃度をシミュレートすることによって決定される
ことと、前記第一内部領域における検出による前記第一
化合物の初期測定濃度値が少なくとも補償係数によって
補正されることと、一連の前記各補正濃度値がそれぞれ
前記補償を加えられた濃度値となることとを特徴とする
ものである。また、請求項１５に記載の少なくとも一酸
化二窒素（Ｎ₂Ｏ）によって影響を受ける患者の胃腸管
内の二酸化炭素の測定濃度値に補償を加えるための方法
の使用方法は、前記一酸化二窒素が、前記患者の呼吸気
へ投与されるものであり、前記二酸化炭素濃度測定の検
出部位への吸収速度及び拡散速度及び移動速度の全て又
は何れかを制限され、前記測定濃度値を実際の濃度値か
ら偏移させ、少なくとも一酸化二窒素の濃度値が臨床的
作業の時間の間に前記患者の吸入又は呼出される気体に
おいて複数回測定又は導出されることと、前記胃腸管内
の一酸化二窒素に関する濃度値が検出を行うことなく見
積もられることと、前記胃腸管における二酸化炭素の前
記初期測定濃度値が補償係数によって補正されること
と、一連の前記各補正濃度値が補償を加えられた最終的
な濃度値として表示されることとを特徴とする。

【００１０】放射吸収によって検出された患者の第一内
部領域における第一化合物の測定濃度値に影響を及ぼす
第二化合物に関して患者の第二領域から得た濃度値を利
用することによって、第一化合物の初期濃度値を補正す
ることが可能であることが驚くべきことに見出された。
これは、特に、患者の第二領域から得た第二化合物の濃
度が患者に接続された他の既存の装置から受け取ること
が可能である場合には非常に役に立つ手法であるが、付
加的な検出器装置又は投与装置からの出力が必要とされ
る場合にも有利となり得る。どの場合においても、患者
の第一内部領域内の第一化合物の濃度を検出して出力又
は表示するために使用される測定装置の特別な検出器の
必要性がなく、この場合には、検出器装置の小型サイズ
及び重量を維持することができる。第一内部領域の第一
化合物の初期測定濃度値の十分に正確な補正が本発明の
特徴を用いて達成され得ることが驚くべきことに見出さ
れた。

【００１１】

【発明の実施の形態】以下、本発明が添付の図面を参照
して詳細に説明される。本発明の有利な一実施形態によ
れば、患者の気道２から測定又は導出された一酸化二窒
素濃度が、胃腸管１において測定された二酸化炭素濃度
の誤差を補正するために使用される。二酸化炭素を検出
するために、気体透過性を有しているが液体非透過性で
ある圧力測定バルーン３１を備えたカテーテルが経鼻的
に胃状中空器官内へと案内される。胃状中空器官は通常
は胃１０とされるが結腸１１又は小腸１２とされること
もある。次に、本願で上述されたように赤外吸収技術を
用いてバルーン３１の気体状内容物が分析される。特に
手術や集中治療のような臨床的作業の場合には、患者の
胃腸管１内の二酸化炭素（ＣＯ₂）の測定濃度値が、濃
度の正確な値を得るために、本発明の方法を用いて補償
が加えられる。胃腸管１から検出される初期ＣＯ₂濃度
値は、少なくとも、麻酔媒体として患者の呼吸気Ｍに一
般的に投与されるものである一酸化二窒素（Ｎ₂Ｏ）に
よって影響を受ける。投与され吸入されたＮ₂Ｏは、肺
動脈弁区から組織を介して胃粘膜までの吸収及び／又は
拡散及び／又は移送の速度が限定されている又は低い
が、カテーテルバルーンへの拡散速度がＣＯ₂と比較し
てかなり高い。Ｎ₂Ｏ及びＣＯ₂は両方ともカテーテル
バルーン３１の壁４５を通じた吸収速度が限定されてい
る。カテーテルの平衡時間経過後には、胃小区内のＮ₂
Ｏの分圧は圧力測定バルーンにおける分圧Ｐ_N2Oに近く
なっているはずである。

【００１２】したがって、この実際の場合には、胃１０
のような腸状中空器官が、関心箇所となり、よって検出
部位となるが、患者の医学的状態を評価することができ
るようにするために、この検出部位から予め規定された
必要なデータが入手可能となる。既に説明されたよう
に、正確な胃腸のＣＯ₂濃度は肝内臓領域（hepatosple
nchic ）９の評価のために必要とされる一つのデータで
ある。ＣＯ₂濃度の測定又は検出は後述するように検出
部位又は他の任意の位置にて行われ得るが、分析される
有効な気体混合物は関心箇所にあるこの検出部位から例
えば圧力測定バルーンの助けを借りて収集される。前述
したように、少なくとも、腸管中、よって圧力測定バル
ーン内の気体混合物中に存在する一酸化二窒素は、二酸
化炭素の測定された濃度値（以下、測定濃度値と略称す
る）Ｐ_CO2を実際の濃度値から偏移させてしまう。本発
明によれば、少なくとも一酸化二窒素の濃度値Ｅ
_N2Oが、患者の吸入される気体又は呼出される気体Ｍに
おいて、すなわち気道２において、臨床的作業の時間Ｔ
の間に複数回測定又は導出される。さらに、胃腸管１内
の一酸化二窒素に関する濃度値Ｃ_N2Oが胃腸管１内での
検出を行うことなく見積もられ、胃腸管１における二酸
化炭素の初期測定濃度値Ｐ_CO2［ｎ］が補償係数Ｆｃに
よって補正される。

【００１３】本発明の基本的な特徴は、新規の方法を用
いて、例えばＮ₂Ｏの決定を行うことである。上述の特
定の場合に適用される基本式は以下の通りである。

【００１４】

【数１】

【００１５】

【数２】

【００１６】ここで、Ｃ_CO2＝胃腸管１における補正Ｃ
Ｏ₂濃度、Ｐ_CO2＝胃腸管１における測定ＣＯ₂濃度、
Ｃ_N2O＝気道２（＝呼出又は吸入された気体）において
測定又は導出されたＮ₂Ｏ濃度から演算された見積Ｎ₂
Ｏ濃度値、Ｋは経験的に得られるスペクトル線広がり定
数である。Ｆｃは後述する補償係数である。患者の代謝
量及び／又は潅流量を検出するために、この上記方法が
例えば外科手術又は集中治療の際に利用される。

【００１７】これらの関数が一般形で以下のように記述
され得ることは明らかである。

【００１８】

【数３】

【００１９】

【数４】

【００２０】ここで、Ａは気体混合物における任意の気
体としての測定可能な第一化合物を意味し、この第一化
合物は患者の第一内部領域（内部管路）１^*又は器官で
の検出によって測定され、その濃度が研究従事者又は臨
床従事者のような人に利用可能となる。Ｂは、第一化合
物と混合して初期測定濃度値Ｐ_Aに誤差を生じさせ実際
の濃度値ＰＲ_Aから偏移させる第二化合物を意味する。
第二化合物は第二領域２ ^*から採取された試料で測定さ
れ、この第二領域２^*は患者の内部領域とすることもで
き外部領域とすることもできる。式（Ｉ_B）及び（ＩＩ
_B）における下添字₍₁₎及び₍₂₎はそれぞれ第一領域及
び第二領域を指す。一般的には、第一内部領域１^*は、
腸管１、気道２、尿路３、脈管路４のの一つ、又は生殖
路５とすることができ、第二領域２^*は、腸管１と気道
２と尿路３と神経路８と脈管路４の一つと生殖路５との
第一内部領域１^*以外の領域、又は人や動物の体の皮膚
領域６又は粘膜領域７とすることができる。好適には、
上記第一化合物Ａは、上記第一内部領域１^*内で圧力測
定手段３１、３４、３５を使用することによって気体状
態となっているようにされ、このとき、この第一内部領
域は、腸管１、尿路３、生殖路５、又は人又は動物の体
の他の任意のアクセス可能な内部中空器官のいずれかと
することができる。代替的には、第二化合物Ｂ及び第一
化合物Ａは、投与装置２６で第二内部領域２^*へ又はそ
こから供給される呼吸気Ｍのような空気又は気体混合物
を用いることによって気体状態となっているようにさ
れ、このとき、この第二領域は、腸管１、気道２、又は
他の任意のアクセス可能な中空器官のいずれかとするこ
とができる。第二化合物Ｂは上記第二内部領域２^*へ供
給されるときに液体状態となっていてもよく、この場合
には、この第二領域は、腸管１、尿路３、神経路８、脈
管路４の一つ、生殖路５、患者、すなわち人又は動物の
体の皮膚領域６又は粘膜領域７のいずれかとすることが
できる。液体状態では、第二化合物Ｂは、中空器官に投
与されるか、圧力ユニット２７を用いて経皮的に又は注
射ユニット２８を通じて他の内部器官へ投与されるかの
いずれかとすることができる。逆の形態で、注射ユニッ
ト２８を使用して、血液のような液体の一部として第一
化合物Ａを抽出することも可能である。本発明によれ
ば、第二内部領域２^*は体の第一内部領域１^*以外の部
分とされる。第二化合物Ｂ及び／又は以下で説明される
第三化合物Ｇは制御されて患者に直接的に投与されるこ
とができ、また、制御できない理由のために、これら化
合物の一方又は両方が基本的に最終的に患者、すなわち
人又は動物に入れられるようにすることもできるが、ど
の場合でも、体に受け入れられるこれら化合物の量は測
定可能となる。よって、少なくとも一酸化二窒素に関す
る濃度値Ｃ_N2Oが、一酸化二窒素（Ｎ₂Ｏ）の患者への
投与経路を形成する領域又はチャネルから、検出によっ
て又は投与装置２６から直接的に得た投与データＤを使
用することによって測定又は導出される。

【００２１】例えば誤差を生じさせる二つの化合物、す
なわち、上述の化合物Ｂ及び付加的な化合物Ｇがあると
すると、式（Ｉ_B）及び（ＩＩ_B）は別な形で以下のよ
うに記述することができる。

【００２２】

【数５】

【００２３】ここで、

【００２４】

【数６】

【００２５】

【数７】

【００２６】ここで、Ｋ_B及びＫ_Gは経験的に得られる
スペクトル線広がり定数であり、Ｆｃは第一補償係数、
Ｆｃ^*は後述する第二補償係数である。これは患者の呼
吸気に投与されている単数又は複数の他に麻酔ガスが存
在するときに役立ち、それら麻酔ガスの内の少なくとも
一つの濃度値Ｅ_Gが、後で詳細に説明されるように、第
二領域２^*においてさらに測定される又は投与装置２６
から得たデータＤとして導出される。本発明によれば、
これらの場合にも、胃腸管１内の単数又は複数の特定の
麻酔ガス成分に関する濃度値Ｃ_Gが検出を行うことなく
見積もられ、二酸化炭素の初期測定濃度値Ｐ_CO2［ｎ］
又は一般形である気体成分の濃度値Ｐ_A［ｎ］に関する
さらなる補正を行うために代わりの別な補償係数Ｆｃ^*
が定式化される。さらに、単数又は複数の第三化合物Ｇ
は、体に受け入れられてさらに検出部位へ移送され、少
なくとも第一内部領域１^*から離れており且つ第二領域
２^*からも離れていることがある第三領域又は管路３^*
において測定又は導出されることができる。第三化合物
Ｇの濃度値Ｃ_Gは後述するように検出を行うことなく見
積もられる。

【００２７】本発明によれば、胃腸管１における実際の
濃度値ＰＲ_N2Oは次の数学式を有した帰納的指数平滑法
を用いてそれに関する値Ｃ_N2Oを見積もることによって
シミュレートされる。

【００２８】

【数８】

【００２９】ここで、Ｘ＝入力値、Ｙ＝出力値、γ＝平
滑パラメータであり、一般形の指数平滑法公式の帰納形
は、

【００３０】

【数９】

【００３１】である。手術や患者の集中治療のような臨
床的作業のような特定の臨床的条件に対して、一酸化二
窒素（Ｎ₂Ｏ）に関し、例えば気道２内において検出に
よって測定された又は他の手段によって導出された濃度
値Ｅ_N2Oを使用して、例えば胃腸管１内の見積濃度値Ｃ
_N2Oを決定するために、この式が適用されるとき、式は
以下のようになる。

【００３２】

【数１０】

【００３３】ここで、（ｎ）は測定の回数であり、よっ
て、（ｎ−１）は前回の測定回数である。典型的には、
二つの圧力測定の間の時間は１０分で、患者の内部にあ
る又患者と接触しているＮ₂Ｏ又は第二化合物Ｂの経路
に沿った最初の到達、特に臨床的作業下での一酸化二窒
素（Ｎ₂Ｏ）の投与の開始から患者までの経路に沿った
最初の到達を含む時間Ｔを上回っている。本発明による
見積濃度値Ｃ_N2Oは、こうして、例えば気道２における
有効な濃度値（prevailing concentration value）Ｅ
_N2Oと胃腸管１における前回の見積濃度値Ｃ_N2O［ｎ−
１］との予め定められた累積関数（cumulative functio
n ）となる。この見積濃度値Ｃ_N2O［ｎ］は補償係数Ｆ
ｃを得るために公式（ＩＩ_S）と関連して使用される。

【００３４】本発明の一実施形態によれば、胃状器官１
０において測定された二酸化炭素の分圧Ｐ_CO2及び吸気
又は呼気の終期において測定された分圧Ｅ_CO2がより詳
細にはＰ_CO2（ｎ−１）及びＥ_CO2（ｎ−１）を形成す
る場合には、平滑パラメータγ（ｎ）は潅流関連パラメ
ータに依存する。さらに、この場合、二酸化炭素の濃度
値Ｅ_CO2が臨床的作業の時間Ｔの間に患者の吸入又は呼
出される空気において複数回測定又は導出される。次
に、以下の式を使用することができる。

【００３５】

【数１１】

【００３６】あるいは、本発明の他の実施形態によれ
ば、平滑パラメータγ（ｎ）が胃状器官１０における二
酸化炭素の見積値Ｃ_CO2（ｎ−１）及び吸入又は呼出さ
れる空気の終期において測定された分圧Ｅ_CO2（ｎ−
１）に依存する。この場合、

【００３７】

【数１２】

【００３８】である。あるいはまた、本発明の別な実施
形態によれば、平滑パラメータγ（ｎ）が胃状器官にお
ける二酸化炭素の見積値Ｃ_CO2（ｎ−１）及びＣＯ₂の
動脈中濃度（＝Ｒ_CO2）に依存する。この場合、

【００３９】

【数１３】

【００４０】である。あるいはまた、本発明のさらに別
な実施形態によれば、平滑パラメータγ（ｎ）がＰ_CO2
（ｎ−１）にのみ依存する、又は、一定値を有する任意
の濃度値とは無関係である。例えば、それぞれ、

【００４１】

【数１４】

【００４２】

【数１５】

【００４３】である。初期値Ｃ_N2O（０）、すなわち測
定時間Ｔの開始時（ｎ＝０）におけるＮ₂Ｏの演算され
た値は既知でなければならない。外科手術の開始時の前
は、Ｃ_N2O（０）は明らかにゼロ（零）である。このこ
とは、Ｅ_N2Oを確かめることによって確認することがで
き、その場合にはＥ_N2Oもまたゼロになっているはずで
ある。全ての公式において、濃度記号Ｃは補正された又
は見積られた濃度値を意味し、記号Ｐは任意の第一領域
から測定された値を意味し、記号Ｅは任意の第二領域か
ら測定又は導出された値（例えば投与装置２６から表示
ユニット２４へ伝送されるデータＤ）を意味し、記号Ｒ
は検出又はデータ送信によって得られた患者の別な領域
から測定又は導出された値を意味する。

【００４４】上記で開示された式は一般的な場合に向け
て式（Ｉ_G）及び（ＩＩ_G）のように容易に修正される
ことができ、以下のように書かれる。

【００４５】

【数１６】

【００４６】この場合には、見積濃度値Ｃ_B［ｎ］は、
逐次、一つの前回の見積濃度値Ｃ_B［ｎ−１］の累積関
数であり、測定又は導出された濃度値Ｅ_B［ｎ］と前回
の見積濃度値Ｃ_B［ｎ−１］との両方に直接関係してお
り、さらに定値又は可変であるパラメータγに関係して
いる。この見積濃度値Ｃ_B［ｎ］が補償係数Ｆｃを得る
ために式（ＩＩ_B）と関連して使用され、類似の見積濃
度値Ｃ_G［ｎ］が同様に補償係数Ｆｃ^*を得るために式
( ＩＩ_G) と関連して使用される。平滑パラメータγ
（ｎ）に関する公式は同様に以下のようにすることがで
きる。

【００４７】

【数１７】

【００４８】

【数１８】

【００４９】

【数１９】

【００５０】

【数２０】

【００５１】

【数２１】

【００５２】よって、平滑パラメータγは少なくとも前
記第一領域１^*及び／又は第二領域２^*から得た第一化
合物Ａの一連の実際の濃度値を変数として有している。
見積濃度値Ｃは各領域の一つにおける化合物の少なくと
も一つに関する実際の濃度値Ｐ、Ｅ、Ｒの逆関数であ
る。ここで紹介された方法の利点は演算に好都合である
ことである。この方法はまさしく累積的であるけれど
も、Ｎ₂Ｏを患者に供与する前に圧力測定が開始される
として、ほんの一ステップ戻った履歴データを必要とす
る。もし圧力測定が作業の中間で（すなわち麻酔剤Ｂ、
すなわちＮ₂Ｏやハロタンなどの投与の開始から後で又
はそれらの接触の最初の進行の瞬間よりも後で）開始さ
れる場合には、Ｎ₂Ｏの傾向データが利用可能であるな
らば、胃又は他の任意の第一内部領域１^*における最新
のＮ₂Ｏ濃度に関する近似値が公式（２）から帰納的に
演算されることが可能である。同じ公式は、第二、第
三、又は第四などの化合物に関わらず誤差を生じさせる
任意の気体成分に適用される。見積濃度値Ｃ_N2O又は一
般化したＣ_Bのシミュレートのための公式又は式は経験
的に選択される又は定式化される。したがって、公式
（ＩＩＩ）及び（ＩＶａ）から（ＩＶｂ）までの一つを
使用することが可能であり、また、患者から得た経験的
なデータに基づいて新しい異なる公式又は式を立てるこ
とが可能である。したがって、本発明はこれら開示され
た公式に限定されるものではない。

【００５３】平滑パラメータγ（ｎ）のＰ_CO2（ｎ）及
びＥ_CO2（ｎ）への依存性は以下の幾つかのチェックを
必要とする。もしＰ_CO2がＥ_CO2よりも小さいなら、Ｐ
_CO2の値は恐らく正しいものではなく、演算で使用され
るべきではない。これは例えば二つの第一圧力測定値が
まだ正しくない場合である。この場合には、一定の（Ｐ
_CO2−Ｅ_CO2）値、例えば０．５ｋＰａを使用すること
が提案される。

【００５４】この方法は、１４人の外科患者に関して確
認され、Ｐ_N2Oに関する最大見積誤差は約１５体積％で
あったが、これはＣ_N2Oが補償のために使用されるとす
れば許容可能なものである。最も多くの場合、見積誤差
が５％と１０％の間であった。様々なテストの場合が図
２から図４までに示されている。図２の場合には、一酸
化二窒素の投与が手術の中間で他の麻酔ガスにより置換
されている。この外乱にも関わらず、本発明による方法
は、結果として、胃状領域における一酸化窒素の測定さ
れた実際の濃度ＰＲ_N2Oと比較して当該領域における非
常に正確な一酸化二窒素の見積濃度Ｃ_N2Oを導いてい
る。同様な正確な結果が図２及び図３の場合でも認めら
れており、図２及び図３において、胃状領域における一
酸化二窒素の見積濃度Ｃ_N2Oは一酸化二窒素の測定され
た実際の濃度ＰＲ_N2Oと非常に厳密に追従している。も
ちろん、濃度ＰＲ_N2O又はそれぞれの任意の濃度は実際
には第一領域１^*において測定又は検出されるわけでは
なく、ここでは試験の目的のためだけに特別に測定され
ている。現在行われている臨床的測定によれば、胃腸の
ＣＯ₂濃度Ｐ_CO2は患者の吸入又は呼出される空気から
得た終期Ｎ₂Ｏ濃度Ｅ _N2Oと等価ではないが、強力に低
域濾波されたＥ_N2O［ｎ］に近い。もし患者の胃腸領域
での潅流がうまく行われておらず、Ｅ_CO2と比較してＰ
_CO2が高いのであれば、当該領域でのＮ₂Ｏの対流がよ
り遅くなることも分かるであろう。この本発明の見積方
法はさらに例えば麻酔ガスといった他の非代謝ガスに対
しても適用可能である。

【００５５】本発明による方法は、第一内部領域１^*内
の分析されるべき気体混合物内に重複する吸収スペクト
ルを有した少なくとも二つの気体成分があり且つそれら
気体成分の一つが正確に測定されるべき重要な成分（＝
第一化合物Ａ）でありそれら気体成分の少なくとも他方
（＝第二化合物Ｂ）が例えば他の供給源（＝第二領域２
^*）によって患者すなわち人又は動物の体に存在するよ
うになっており、その気体が源を発する経路のある箇所
で同気体を測定することができるようになっている場合
にも適用可能である。第二領域２^*内の第二化合物Ｂの
濃度データを測定又は導出した後、その濃度が本発明の
方法によってシミュレートされ、第一内部領域１^*内の
化合物Ａの濃度が上記のようにして非常にうまく補正さ
れることが可能である。

【００５６】

【数２２】

【００５７】誤差を生じさせる気体成分が二つ存在する
場合には、公式は以下のように拡張される。

【００５８】

【数２３】

【００５９】ここで、各記号は本願において上記で定義
された通りであり、補償係数Ｑ１、Ｑ２及びＱ３、すな
わち一般形でＱｘは、当該化合物の吸収率に比例する経
験的に得られる重複定数又は変数であることが好まし
い。初期測定濃度Ｐ_Aは、係数Ｑ１によって少なくとも
部分的に補正されるが、付加的な項（典型的には減算）
によってさらに補正されることが好ましく、これら付加
的な項はそれぞれ補償係数Ｑ２、Ｑ３と見積濃度値
Ｃ_B、Ｃ_Gとの関数である。これらの値Ｃ_B、Ｃ_G（可
能性としてさらに他の濃度も）が、例えば本願で上述さ
れた公式（２）から（３）まで並びに公式（ＩＩＩ）及
び（ＩＶａ）から（ＩＶｅ）までを参照することによっ
て、説明されたのと同じ本発明の方式で累積的に（反復
して）演算され、第一領域１^*における検出を行わずに
実際の濃度をシミュレートするために見積濃度値を提供
する。実質的には定数となるべき係数Ｑｘを得るために
は、重複する場合におけるこの方法に対する前提条件は
気体成分によって生じる誤差がその濃度と概略直線的な
関係を有するように変更されている又は変更され得るこ
ととなり、これは例えば使用される光学フィルタの通過
帯域幅及びピーク透過率の適切な選択によって行うこと
ができる。この場合にも、第三化合物Ｇが第二化合物Ｂ
と同じ又は異なる経路を通して体へ移送されることがで
きる。上述したように、第二化合物及Ｂび／又は第三化
合物Ｇは、時間と共に化合物がそこから体へと受け入れ
られる領域又は管路内で任意の可変な濃度を有すること
が許容されているが、この第二領域２^*における濃度デ
ータは利用可能となる。さらに、体組織における吸収速
度又は拡散速度又は移動速度及び脈管系のような各領域
に沿った吸収速度又は拡散速度又は移動速度が制限を受
けることから、時間の遅れを伴って第一内部領域１^*に
おける第一化合物との混合が起きる。第二化合物又は第
三化合物が既に混合されたものとして体に受容されると
き及び検出部位（関心部位）が投与に使用された領域と
同じ領域であるときにのみ、吸収速度又は拡散速度又は
移動速度が制限を受けることが回避され得るので、吸収
速度又は拡散速度又は移動速度の限界は常に存在するも
のとなる。

【００６０】上述したように、Ｐ_CO2のような第一内部
領域１^*における第一化合物Ａの濃度Ｐ_Aの圧力を測定
することが有利である、あるいは好ましい。本発明の方
法を使用するときには、カテーテル３２にただ一つの圧
力測定バルーン３１、３４、３５が必要とされ、この場
合には、圧力測定手段の試料採取部分は小さくなってお
り、上述したように様々な内部領域１^*内で使用するこ
とが可能になっている。圧力測定装置の一つの可能な構
成が図１に示されている。この圧力測定装置は、圧力測
定バルーン３１と、バルーン３１の気体透過性壁４５に
よって形成された試料採取室４６に接続されている一つ
又は二つのチューブ３２と、例えば試料採取室４６内の
気体混合物の一つの気体成分を測定するための検出器ユ
ニット２１とを含んでなる。バルーン及び接続チューブ
は圧力測定カテーテルを形成しており、これが中空器官
のような第一内部領域内の検出部位へ案内される。接続
チューブ３２を通じた気体混合物の循環が他の方式で試
料採取室から出て試料採取室へ戻すように行われること
もでき、また、米国特許第５４７９９２３号明細書に開
示されている連続流と同じように接続チューブ３２を通
じてなされることもできる。圧力測定装置の他の可能な
構成が図１０に示されている。この圧力測定装置は、圧
力測定バルーン３４と、バルーン３１の気体透過性壁４
５によって形成された試料採取室４６と接続している例
えば一対の光ファイバ３６と、試料採取室４６内の気体
混合物において例えば一つの気体成分を測定するための
検出器ユニット２１とを含んでなる。この場合には、分
析されるべき気体混合物は試料採取室４６に留まり、放
射光束Ｓが試料採取室４６へ送られてそこから一つ又は
一対の光ファイバ３６を通じて検出器ユニット２１によ
って受け取られる。これと同じタイプの圧力測定バルー
ン３５を使用することも可能であるが、例えば単数又は
複数の化学的に反応するトランジスタを備えた試料室を
設けることも可能であり、このトランジスタは電気導体
３７を使用して図中に示されていないプロセッサユニッ
ト（処理装置ユニット）に接続される。これら後者二つ
の例は米国特許第５１８６１７２号明細書の開示内容に
従って構成及び使用され得る。

【００６１】圧力測定バルーンの壁は、通常、ジメチル
シリコーンゴム（３５％）から作成され、そのＣＯ₂及
びＮ₂Ｏに関する拡散定数はそれぞれ３２５ｃｍ²／ｓ
及び４３５ｃｍ²／ｓ程度となる。また、圧力測定バル
ーンの壁を作成するために他のポリマーを使用すること
もでき、その幾つかの例は、酢酸セルロース、ポリカー
ボネート、ポリスルホン、様々なポリエチレン、ブチル
ゴムなどである。これらの材料は様々なタイプのシリコ
ーンゴムと比較して様々な気体成分に対して異なる拡散
特性を有している。

【００６２】検出器ユニット２１、２２は放射光束Ｓの
要求される波長領域にて要求される精度で測定する能力
を有した任意の公知又は新規のタイプのものとすること
ができる。少なくとも気体状第一化合物の初期濃度値Ｐ
_A又は例えばＰ_CO2が測定データを得るために放射吸収
法を用いて検出され、好ましくは（必ずではないが）気
体状の第一化合物、第二化合物、第三化合物の濃度値Ｅ
_A、Ｅ_B、Ｒ_Gが測定値データを得るために放射吸収法
を用いてさらに検出される。図１０においては、放射源
４４と光学的通過帯域フィルタ４１ｂと放射検出器４３
ａとである基本的部分のみを含んでなる基本的な検出器
ユニット２１が略図で示されており、放射検出器４３ａ
がさらなる処理のために電気信号を供給している。この
実施形態では、圧力測定バルーン３４の試料採取室４６
が測定室を形成している。図９においては、放射源４４
と、試料採取室４６から分離して設けられた測定室４０
と、放射を伝送するための内部案内部分４９を備えた中
空放射チューブ４７と、光学的通過帯域フィルタ４１ａ
と、放射検出器４３ｂとを含んでなる検出器ユニット２
１が示されており、放射検出器４３ｂがさらなる処理の
ために電気信号を供給している。測定セル又は測定室４
０はさらにチューブ３２のための二つの接続部を有して
おり、チューブ３２が試料採取室から測定室を介して気
体混合物が流れることを可能にしている。図８には、出
器ユニット２１が示されているが、この検出器ユニット
２１は、検出器ユニット２１が投与装置／呼吸装置２６
と患者の気道２との間に測定セル又は測定室４０を備え
た呼吸マウスピースに取り付けられることができるた
め、患者の吸入又は呼出される空気Ｍを分析するのに有
利である。この検出器ユニット２１は、放射源４４と、
部分的に中空であるか放射透過材料で充填されているか
のいずれかである放射チューブ４７と、二つの光学的通
過帯域フィルタ４１ａ、４１ｂと、間に分離壁４２を備
えた二つの放射検出器４３ａ、４３ｂとを含んでなる。
異なる伝送帯を有した二つのフィルタと二つの検出器と
を組合せることにより、二つの気体成分の濃度の測定を
可能とさせるが、これらは知られているように他の目的
に対しても使用されることができる。検出器は別な処理
ユニット２３のために電気ケーブル２９を介して電気信
号を供給する。測定室４０は一方側で挿管チューブ４８
に接続されており、さらに接続チューブ３３によって投
与装置／呼吸装置２６へ接続されている。これら測定室
は全て固定吸収長さＨを有した分析セルを備えている
が、これは一般的な実施例としてである。もちろん、他
のタイプの検出器ユニットを使用することもできる。様
々な検出器ユニット及びそれらの機能が公知となってお
り、これらをより詳細に説明することはしない。

【００６３】一酸化二窒素及び他の麻酔ガス又は麻酔液
のような第二化合物Ｂが投与装置２６から直接的に患者
へ投与されている場合には、上記で説明したように、従
来の方式で検出によって測定することは必要ではない
が、投与装置２６に既に存在する投与データＤから第二
化合物Ｂの要求されている濃度値Ｅ_Bが導出又は伝送さ
れる。

【００６４】本発明の一般形態では、気体状の第一化合
物Ａ及び／又は第二化合物Ｂ及び／又は第三化合物Ｇの
初期濃度値Ｐ_A及び／又はＥ_A及び／又はＥ_B及び／又
はＲ _Gなどが、上記の領域１〜８のそれぞれと接続して
いる測定室４０における放射吸収によって検出される又
は同じく上記の領域１〜８のそれぞれと接続している試
料採取室４６から検出される。放射は特定の波長帯λｐ
で機能するように供給される電磁放射Ｓであり、各波長
帯λｐは、例えば上述のようなＣＯ₂といった気体状第
一化合物の吸収ピークλｂの領域内に、さらに選択自由
として上述のようなＮ₂Ｏといった気体状第二化合物Ｂ
や上述のある種の他の麻酔ガスといった第三化合物Ｇの
それぞれの吸収ピークの領域内に、予め定められた方式
で配置される。詳細には、第一内部領域１^*から得た二
酸化炭素の濃度値Ｐ_CO2及び一酸化二窒素の濃度値Ｐ
_N2Oがそれぞれ放射Ｓの赤外領域の二つの波長帯λ
ｂ₁、λｂ₂を用いて検出される。最後に一連の各補正
濃度値Ｃ_CO2［ｎ］が監視装置２５の補償が加えられた
最終な濃度値として別なデータ処理装置へ表示又は送信
される。

【００６５】要約すると、本発明によれば、患者の第一
内部領域１^*内の少なくとも第一化合物Ａの測定濃度値
は、初期の測定された状態の濃度値Ｐ_Aが第二化合物Ｂ
による影響を受けるので、第二化合物Ｂが患者の体に存
在するようになっていて、もしある程度の補償が加えら
れなければこれら初期測定濃度値Ｐ_Aを実際の濃度値Ｐ
Ｒ_Aから偏移させてしまう状況において、補償が行われ
る。第二化合物Ｂは、実際には、少なくとも第一内部領
域１内の測定濃度値Ｐ_Aに関する検出部位で第一化合物
と混合するように限定された移動速度を有している。患
者の第二領域２ ^*における少なくとも第二化合物Ｂの濃
度値Ｅ_Bは、第一内部領域１^*における第一化合物測定
又は吸収及び／又は拡散のための供与の開始から患者、
すなわち人又は動物までの時間を含む時間Ｔの間に複数
回測定される、又はそれぞれのデータＤから導出され
る。第二化合物の見積濃度値Ｃ_Bが第一内部領域１^*に
おける非検出の濃度をシミュレートすることで決定され
る。第一内部領域１^*における第一化合物Ａの測定又は
検出された初期濃度値Ｐ_Aが補償係数Ｆｃと、選択自由
なものである係数Ｆｃ^*やＦｃ₁やＦｃ₂などとによっ
て補正される。一連の各補正濃度値Ｃ_Aがそれぞれ補償
が加えられた濃度値として明示される。

【図面の簡単な説明】

【図１】人体とその内部領域及び外部領域の内の幾つか
を概括的且つ概略的に示しており、それら内部領域及び
外部領域が本発明の自由選択の検出部位を含む。この検
出部位は患者内の場所であり、要求される濃度値がここ
から得られる。可能な検出器装置の幾つかが動作位置に
案内された状態で示されている。この図はさらに患者の
第一内部領域内の第一化合物の濃度を測定するための第
一検出器装置と患者の第二領域内の第二化合物の濃度を
測定又は導出するための第二装置とを備えた測定装置に
関する可能な一実施形態を概略的に示している。有利に
は、例えば臨床的な目的のために、ＣＯ₂濃度値が胃腸
圧力測定法で測定され、少なくともＮ₂Ｏ濃度値が呼吸
気又は呼吸空気から得られる。

【図２】胃腸で測定されたＣＯ₂濃度、呼出される空気
から測定されたＮ₂Ｏ濃度及びＣＯ₂濃度、本発明によ
り規定された見積Ｎ₂Ｏ濃度と、患者の外科手術中の時
間との間の関係の第一例を示している。比較のために、
実際には測定されない胃腸で測定されたＮ₂Ｏ濃度がさ
らに示されている。

【図３】胃腸で測定されたＣＯ₂濃度、吸入される空気
から測定されたＮ₂Ｏ濃度及びＣＯ₂濃度、本発明によ
り規定された見積Ｎ₂Ｏ濃度と、患者の外科手術中の時
間との間の関係の第二例を示している。比較のために、
実際には測定されない胃腸で測定されたＮ₂Ｏ濃度がさ
らに示されている。

【図４】胃腸で測定されたＣＯ₂濃度、投与装置から導
出されたＮ₂Ｏ濃度、呼吸気から測定されたＣＯ₂濃
度、本発明により規定された見積Ｎ₂Ｏ濃度と、患者の
外科手術中の時間との間の関係の第三例を示している。
比較のために、実際には測定されない胃腸で測定された
Ｎ₂Ｏ濃度がさらに示されている。

【図５】例として、波長領域４．３μｍの二酸化炭素の
概略吸収ピークと、波長領域３．９μｍの一酸化二窒素
の概略吸収ピークと、それぞれの光学的赤外線通過帯域
フィルタの吸収スペクトルとを示している。

【図６】気体状態であり且つＩＲ（赤外線）の他の部分
で重複した吸収帯域を有した、幾つかの化合物、すなわ
ち、Ｄｉ、Ｉｓ、Ｅｔ、Ａｃ、Ｍｅの吸収曲線を示して
いる。

【図７】例えば外科手術の際に麻酔の目的のために使用
される呼吸気用気体混合物の主要気体成分の間のスペク
トル線を広げる相互作用を概略的に示している。

【図８】患者の呼吸気又は気体混合物Ｍにおける規定さ
れた気体成分の各濃度を測定するための図１の検出器装
置をより詳細に示している。この検出器装置は患者の吸
入空気又は呼出空気用挿管チューブに直接的に配置され
ており、少なくとも投与された化合物Ｂの濃度を測定す
るための複数の選択実施形態の一つである。

【図９】患者の内部領域から得た気体混合物において規
定された気体成分の各濃度を測定するための図１の検出
装置をより詳細に示している。この示されている場合に
は、気体混合物がカテーテル管を介して圧力測定バルー
ンから抽出されるが、これは圧力測定バルーン内の気体
混合物の測定を行うための手法に関する複数の選択実施
形態の一つである。示されている検出器装置もまたカテ
ーテル気体混合物において化合物の濃度を測定するため
の複数の可能な選択実施形態の一つである。

【図１０】患者の内部領域から得た気体混合物において
規定された気体成分の各濃度を測定するための図１に適
用可能な別な検出器装置をより詳細に示している。示さ
れている場合には、圧力測定バルーン内の気体混合物か
ら得たデータが光ファイバを介して案内されるが、これ
は内部領域からのデータ伝送手法に関する複数の選択実
施形態の一つである。

【図１１】本発明の基本的なステップを説明するフロー
チャートである。

【符号の説明】

Ａ…第一化合物Ｂ…第二化合物Ｇ…第三化合物Ｃ_B…第二化合物の見積濃度値Ｅ_B…第二領域における第二化合物の見積濃度値Ｆｃ…補償係数Ｑｘ…補償係数Ｐ_A…測定濃度値ＰＲ_A…実際の濃度値１^*…第一内部領域２^*…第二領域

Claims

【特許請求の範囲】

【請求項１】第二化合物（Ｂ）によって影響を受ける
患者の第一内部領域（１^*）内の少なくとも第一化合物
（Ａ）の測定濃度値（Ｐ_A）に補償を加えるための方法
であって、前記第二化合物（Ｂ）は、前記患者の体に存
在しており、少なくとも前記測定濃度値（Ｐ_A）に関す
る検出部位において前記第一化合物と混合するための移
動速度を制限され、前記測定濃度値（Ｐ_A）を前記第一
内部領域（１^*）内の実際の濃度値（ＰＲ_A）から偏移
させ、少なくとも前記患者の第二領域（２^*）における前記第
二化合物（Ｂ）の濃度値（Ｅ_B）が前記第一内部領域
（１^*）における複数の第一化合物測定を含む時間
（Ｔ）の間に複数回測定又は導出されることと、前記第
二化合物（Ｂ）の見積濃度値（Ｃ_B）が前記患者の前記
第一内部領域における前記第二化合物（Ｂ）の非検出濃
度をシミュレートすることによって決定されることと、
前記第一内部領域（１^*）における検出による前記第一
化合物（Ａ）の初期測定濃度値（Ｐ_A）が少なくとも補
償係数（Ｆｃ又はＱｘ）によって補正されることと、一
連の前記各補正濃度値（Ｃ_A）がそれぞれ前記補償を加
えられた濃度値となることとを特徴とする、測定濃度値
に補償を加えるための方法。
【請求項２】前記患者の前記第二領域（２^*）におけ
る前記第一化合物（Ａ）の濃度値（Ｅ_A）が前記第一内
部領域（１^*）における複数の第一化合物測定を含む時
間（Ｔ）の間に複数回測定又は導出されることと、前記
時間（Ｔ）が前記患者内にある又は前記患者と接触して
いる前記第二化合物（Ｂ）の経路に沿った最初の到達を
含むこととをさらに特徴とする、請求項１に記載の測定
濃度値に補償を加えるための方法。
【請求項３】前記補償係数（Ｆｃ）が前記第一内部領
域（１^*）における前記第二化合物についての少なくと
も一つの前記見積濃度値（Ｃ_B［ｎ］）の予め定められ
た第一の関数（ＩＩ）であり、前記補償係数（Ｆｃ）が
経験的な定数（Ｋ）と少なくとも前記見積濃度値（Ｃ_B
［ｎ］）との積であること、または、前記補償係数（Ｑｘ）が経験的な変数又は定数
（Ｑ１）であり、前記第一化合物（Ａ）の測定された初
期濃度値（Ｐ_A）が、経験的な変数又は定数（Ｑ２、Ｑ
３）と見積濃度値（Ｃ_B、Ｃ_G）との関数である項によ
ってさらに補正され、前記変数又は定数が前記第一内部
領域（１^*）内の前記各化合物の吸収性に依存している
ことを特徴とする、請求項１又は２に記載の測定濃度値
に補償を加えるための方法。
【請求項４】前記第二化合物（Ｂ）の前記見積濃度値
（Ｃ_B［ｎ］）が前記時間（Ｔ）の間に前記第二領域
（２^*）から測定又は導出された前の濃度値（Ｅ_B［０
…ｎ］）の累積関数（ＩＩＩ）であり、前記見積濃度値
のための前記シミュレーションを提供することを特徴と
する、請求項２又は３に記載の測定濃度値に補償を加え
るための方法。
【請求項５】前記第二化合物（Ｂ）の前記見積濃度値
（Ｃ_B［ｎ］）が少なくとも一つの前の見積濃度値（Ｃ
_B［ｎ−１］）による順次測定又は導出された前の濃度
値（Ｅ_B［０…ｎ］）の累積関数（ＩＩＩ）であること
と、前記第二化合物（Ｂ）の前記見積濃度値（Ｃ
_B［ｎ］）が測定又は導出された濃度値（Ｅ _B［ｎ］）
と前の見積濃度値（Ｃ_B［ｎ−１］）との両方と直接的
に関係しており、さらに定数又は可変であるパラメータ
（γ）と関係していることとを特徴とする、請求項３又
は４に記載の測定濃度値に補償を加えるための方法。
【請求項６】前記定数又は可変であるパラメータ
（γ）が定数（ＩＶｅ）であるか少なくとも前記第一内
部領域（１^*）における前記第一化合物（Ａ）の補正濃
度値（Ｃ_A［ｎ−１］）と反比例しているかのいずれか
であり、選択自由な事項として前記第二領域（２^*）に
おける前記第一化合物（Ａ）の測定濃度値（Ｅ_A［ｎ−
１］）に関係していることを特徴とする、請求項５に記
載の測定濃度値に補償を加えるための方法。
【請求項７】前記第一化合物（Ａ）が前記第一内部領
域（１^*）における初期測定濃度（Ｐ_A）の検出のため
且つ前記第二領域（２^*）における測定濃度値（Ｅ_A）
の検出又は導出のために気体状態になるようにされてい
ることと、前記第一内部領域（１^*）における前記第一
化合物と混合するに伴って時間と共に可変な濃度を有す
る前記第二化合物（Ｂ）がさらに前記第二領域（２^*）
における実際の濃度（Ｅ_B）の検出のために気体状態に
なるようにされていることとを特徴とする、請求項１又
は２に記載の測定濃度値に補償を加えるための方法。
【請求項８】少なくとも前記第一内部領域が前記患者
の体のアクセス可能な内部器官を含んでなることと、前
記第二領域が内部領域である又は前記患者の体の内部器
官又は外部器官を含んでなることと、前記第一化合物
（Ａ）が二酸化炭素であり、前記第二化合物（Ｂ）が一
酸化二窒素（Ｎ₂Ｏ）又は他の麻酔ガスであることとを
特徴とする、請求項１又は請求項２又は請求項３に記載
の測定濃度値に補償を加えるための方法。
【請求項９】前記第一化合物（Ａ）が前記第一内部領
域（１^*）内で圧力測定手段（３１、３４、３５）を使
用することによって気体状態になるようにされているこ
とと、前記第二化合物（Ｂ）及び前記第一化合物（Ａ）
が前記第二内部領域（２^*）へ供給される又は前記第二
内部領域から供給される空気又は気体混合物を使用する
ことによって気体状態になるようにされていることとを
特徴とする、請求項１又は２又は８に記載の測定濃度値
に補償を加えるための方法。
【請求項１０】前記第一内部領域（１^*）が、腸管
（１）、気道（２）、尿路（３）、脈管路（４）の一
つ、又は生殖路（５）であることと、前記第二領域（２
^*）が、腸管（１）と気道（２）と尿路（３）と神経路
（８）と脈管路（４）の一つと生殖路（５）との前記第
一内部領域領域（１^*）以外の領域、又は患者の体の皮
膚領域（６）又は粘膜領域（７）であることとを特徴と
する、請求項１又は８に記載の測定濃度値に補償を加え
るための方法。
【請求項１１】前記第一内部領域（１^*）内の前記第
一化合物（Ａ）の前記測定濃度値（Ｐ_A）に関する検出
部位へ移動する単数又は複数の第三化合物（Ｇ）の濃度
値（Ｒ_G）が前記第一内部領域（１^*）から離れた第三
領域（３^*）でさらに測定又は導出され、第三化合物の
濃度値（Ｃ_G）が前記第一内部領域内での検出を行うこ
となしに見積もられ、前記第一化合物（Ａ）の前記初期
測定濃度値（Ｐ_A）が別の補償係数（Ｆｃ^*又はＦ
ｃ_X）によって補正され、該別の補償係数（Ｆｃ^*又は
Ｆｃ_X）が前記第一内部領域（１^*）の少なくとも前記
第三化合物（Ｇ）の前記見積られた濃度値（Ｃ
_G［ｎ］）の予め定められた第二の関数（Ｉ_BG、Ｉ_G）
であることを特徴とする、請求項１に記載の測定濃度値
に補償を加えるための方法。
【請求項１２】気体状の前記第一化合物（Ａ）の初期
測定濃度値（Ｐ_A）又は気体状の前記第一化合物
（Ａ）、前記第二化合物（Ｂ）、第三化合物（Ｇ）の濃
度値（Ｅ_A、Ｅ_B、Ｅ_G）が放射吸収法によって測定の
ために検出されること、または、前記第二化合物（Ｂ）及び前記第三化合物
（Ｇ）の両方又は一方の濃度値（Ｅ_B）が投与装置（２
６）の投与データ（Ｄ）から導出されることを特徴とす
る、請求項１から請求項２まで及び請求項９から請求項
１１までの何れか一項に記載の測定濃度値に補償を加え
るための方法。
【請求項１３】気体状の前記第一化合物（Ａ）及び前
記第二化合物（Ｂ）及び前記第三化合物（Ｇ）の全て又
は何れかの前記初期濃度値（Ｐ_A、Ｅ_A、Ｅ _B、Ｅ_Gな
ど）の少なくとも一つが、固定吸収長さ（Ｈ）を有し且
つ前記各領域（１〜７）の一つと接続している分析セル
（４０）における放射吸収によって検出されることと、
前記放射（Ｓ）が特定の波長帯（λｂ）で機能するよう
に供給された電磁放射であり、該波長帯（λｂ）の各々
が前記気体状第一化合物（Ａ）の吸収ピーク（λｐ）の
領域内と自由選択としての気体状の前記第二化合物
（Ｂ）及び前記第三化合物（Ｇ）の両方又は一方の吸収
ピーク領域内とに予め定められたようにして配置される
こととを特徴とする、請求項１１に記載の患者の測定濃
度値に補償を加えるための方法。
【請求項１４】前記見積濃度値（Ｃ_B［ｎ］）が、有
効な見積濃度値（Ｃ _B［ｎ−１］）に続いて前記第二内
部領域（２^*）の前記第二化合物（Ｂ）の測定又は導出
された濃度値（Ｅ_B［ｎ］）と可変の平滑パラメータ
（γ）とを含んだそれ自体は公知である帰納的指数平滑
を使用して演算され、該平滑パラメータが前記第一内部
領域（１^*）及び第二内部領域（２^*）の両方又は一方
から得た前記第一化合物（Ａ）の一連の実際の濃度値を
少なくとも変数として有しており、前記見積濃度値が前
記第一内部領域及び前記第二内部領域から得た前記第一
化合物の前記実際の濃度値の逆関数であることを特徴と
する、請求項１から請求項６までの何れか一項に記載の
測定濃度値に補償を加えるための方法。
【請求項１５】少なくとも一酸化二窒素（Ｎ₂Ｏ）に
よって影響を受ける患者の胃腸管（１）内の二酸化炭素
（ＣＯ₂）の測定濃度値に補償を加えるための方法の使
用方法であって、前記一酸化二窒素は、前記患者の呼吸
気（Ｍ）へ投与されるものであり、前記二酸化炭素濃度
測定の検出部位への吸収速度及び拡散速度及び移動速度
の全て又は何れかを制限され、前記測定濃度値
（Ｐ_CO2）を実際の濃度値から偏移させ、少なくとも一酸化二窒素の濃度値（Ｅ_N2O）が臨床的作
業の時間（Ｔ）の間に前記患者の吸入又は呼出される気
体（Ｍ）において複数回測定又は導出されることと、前
記胃腸管（１）内の一酸化二窒素に関する濃度値（Ｃ
_N2O）が検出を行うことなく見積もられることと、前記
胃腸管における二酸化炭素の前記初期測定濃度値（Ｐ
_CO2［ｎ］）が補償係数（Ｆｃ）によって補正されるこ
とと、一連の前記各補正濃度値（Ｃ_CO2［ｎ］）が補償
を加えられた最終的な濃度値として表示されることとを
特徴とする、測定濃度値に補償を加えるための方法の使
用方法。
【請求項１６】二酸化炭素の濃度値（Ｅ_CO2）がさら
に前記臨床的作業の時間（Ｔ）の間に前記患者の吸入又
は呼出される気体（Ｍ）において複数回測定又は導出さ
れることと、前記補償係数（Ｆｃ）が経験的な定数
（Ｋ）と少なくとも一つの前記見積濃度値（Ｃ_N2O）と
の予め定められた関数（ＩＩ）であることと、前記見積
濃度値（Ｃ_N2O）が前記臨床的作業下での一酸化二窒素
（Ｎ₂Ｏ）の患者への投与時間（Ｔ）の間での気道
（２）において有効な濃度値（Ｅ_N2O）と前記胃腸管
（１）における前の見積濃度値（Ｃ_N2O［ｎ−１］）と
の予め定められた累積関数（ＩＩＩ）であることとを特
徴とする、請求項１５に記載の測定濃度値に補償を加え
るための方法の使用方法。
【請求項１７】前記患者の呼吸気へ投与されている単
数又は複数の他の麻酔ガスの濃度値（Ｅ_G）がさらに臨
床的作業の時間（Ｔ）の間に前記患者の吸入又は呼出さ
れる気体（Ｍ）において複数回測定又は導出されること
と、前記胃腸管（１）内の特定の麻酔ガス成分に関する
濃度値（Ｃ_G）が検出を行うことなく見積もられること
と、前記補償係数（Ｆｃ）が二酸化炭素の初期測定濃度
値（Ｐ _CO2［ｎ］）に関するさらなる補正を提供するよ
うに定式化されることとを特徴とする、請求項１５に記
載の測定濃度値に補償を加えるための方法の使用方法。
【請求項１８】一酸化二窒素に関する前記濃度値（Ｃ
_N2O）が一酸化二窒素（Ｎ₂Ｏ）の前記患者への投与経
路を形成する領域又はチャネルから検出によって又は投
与データ（Ｄ）を使用することによってそれぞれ測定又
は導出されることを特徴とする請求項１５から請求項１
７までの何れか一項に記載の測定濃度値に補償を加える
ための方法の使用方法。
【請求項１９】気道（２）から得た二酸化炭素及び一
酸化二窒素の前記濃度値（Ｅ_CO2、Ｅ_N2O）が前記放射
の赤外領域の二つの波長帯（λｂ₁、λｂ₂）を用いて
検出されることを特徴とする請求項１５に記載の測定濃
度値に補償を加えるための方法の使用方法。
【請求項２０】前記測定濃度値に補償を加えるための
方法が、患者における代謝率及び灌流率の両方又は一方
を検出するために、外科手術の際に利用されることを特
徴とする、請求項１５に記載の測定濃度値に補償を加え
るための方法の使用方法。