JP2004524879A - 閉ループによる酸素吸気濃度制御システムおよび方法 - Google Patents
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Abstract
動脈ヘモグロビン酸素飽和信号（ＳｐＯ２）の受信に応答して、患者に吸入気酸素（ＦｉＯ２）を供給するためのシステムおよび方法が開示されている。ＳｐＯ２は例えばパルスオキシメータを用いて測定される。アルゴリズムはＳｐＯ２を示す信号を受信する。アルゴリズムはＳｐＯ２が酸素正常状態範囲、低酸素状態範囲または高酸素状態範囲にあるかを判定する。アルゴリズムはＳｐＯ２の秒間変化の勾配を計算することにより傾向を求める。現在のＳｐＯ２と傾向に基づいて、アルゴリズムは患者に対する適切なＦｉＯ２を決定し、酸素吸入気または空気酸素ミキサなどの装置に対して、患者に供給すべき適切なＦｉＯ２についての指示を与える。システムはデフォルト値で様々なパラメータを初期化するが、ユーザ（例えば看護士）もいつでも設定を更新することができる。システムは、高酸素状態または低酸素状態の症状の発生時、ＦｉＯ２調整にもかかわらずこの状態が一定時間（例えば、２分）を超えて持続した場合、ならびに調整によってＦｉＯ２が一定のレベルに設定された場合など、様々な条件に対して、警告、例えば標準パルスオキシメータアラームや通知を与える。ＳｐＯ２信号が損失した場合にもユーザに対して警告が行われる。
Description
【技術分野】
【０００１】
本発明は広義には酸素供給システムに関し、より詳細には吸入気酸素（ＦｉＯ２）を自動的に供給するためのシステムおよび方法に関する。
【背景技術】
【０００２】
出生時体重が非常に低い幼児には、しばしば低酸素血症の症状が現れる。こうした症状はパルスオキシメトリーによる動脈血酸素飽和度（ＳＰＯ２）のモニタリングによって検出され、通常は、吸入気酸素（ＦｉＯ２）を一時的に増加させることにより補助される。
【０００３】
急激な発症であることと低酸素血の症状の大半が発生する頻度とを考えると、個々の症状のあいだにＦｉＯ２を手動で調整することによりＳｐＯ２を正常な範囲に維持することは、困難かつ時間を要する作業である。看護士や呼吸療法士は、高／低ＳｐＯ２アラームに応答する。日常的な臨床状態においては、応答時間は様々であり、ＦｉＯ２の調整も十分に明確化されていない。そのため、乳児はある期間、低酸素状態や高酸素状態に晒され、このことが新生児慢性肺疾患や未熟児網膜症の危険を増大させることもある。
【発明の開示】
【発明が解決しようとする課題】
【０００４】
したがって、ＦｉＯ２を自動的に調整することのできるシステムが望まれている。ＦｉＯ２を自動的に調整する従来技術のシステムが知られている。そうした従来のシステムは好ましい結果をもたらしている。しかしながら、既存のシステムは急激なＳｐＯ２変化には対応しておらず、人手の介入が必要であった。したがって、急激なＳｐＯ２変化に対応するような、自動化されたＦｉＯ２調整システムが望まれている。人手の介入を必要としないながらも、必要に応じて人手が介入できるようなシステムでなければならない。また、症状が解消し始め次第、徐々にＦｉＯ２を削減できるシステムでなければならない。
【課題を解決するための手段】
【０００５】
本発明によれば、患者に吸入気酸素（ＦｉＯ２）を供給するためのシステムが提供される。本システムは、動脈ヘモグロビン酸素飽和信号（ＳｐＯ２）を得るためのパルスオキシメータなどの装置を含む。アルゴリズムはＳｐＯ２を用いて、患者に供給すべき適切なＦｉＯ２を決定する。アルゴリズムは、人工呼吸器などの酸素供給装置の空気／酸素ミキサのＦｉＯ２レベルを調整する。
【０００６】
本発明の他の態様によれば、目標（酸素正常状態）範囲を含むＳｐＯ２レベルが規定される。酸素正常状態範囲より高いＳｐＯ２値は高酸素状態とみなされ、酸素正常状態範囲より低い値は低酸素状態とみなされる。
【０００７】
本発明のさらなる態様によれば、ＳｐＯ２信号が有効信号であるかが判定される。ＳｐＯ２信号が有効信号でない場合には、バックアップ値に基づいて患者に供給すべきＦｉＯ２が決定される。信号が有効信号でありかつ閉ループモードが有効でない場合には、バックアップ値に基づいて患者に供給すべきＦｉＯ２が決定される。信号が有効でありかつ閉ループモードが有効である場合には、現在のＳｐＯ２と傾向とに基づいて患者に供給すべきＦｉＯ２が決定される。傾向は、以前のＳＰＯ２値を用いて勾配を計算することにより求められる。決定されたＦｉＯ２は、例えば、呼吸器または空気／酸素ガスミキサーを用いて患者に供給される。
【０００８】
本発明のさらに別の態様によれば、ユーザインターフェースが提供される。ユーザインターフェースは状態情報を表示する。ユーザインターフェースは警告も表示する。ユーザインターフェースは、ユーザ設定／パラメータを見たり変更したりするために用いることもできる。
【０００９】
本発明の上記ならびに他の特徴は、図面を参照するとより明確になるであろう。
【発明を実施するための最良の形態】
【００１０】
従来、図１に示したように、患者６０の動脈ヘモグロビン酸素飽和度を判定するために、パルスメータ５０などの装置が用いられている。看護士７０がパルスオキシメータ５０を監視する。看護士７０は、人工呼吸器または空気／酸素ミキサ８０を用いて、患者６０に供給される吸入気酸素（ＦｉＯ２）を調整する。典型的には、呼吸器装置８０が純酸素を空気と混合して、酸素を一定の百分率で有した混合気を患者に与える。例えば、呼吸器８０は、患者６０に９０％酸素／１０％空気混合物を供給するようにしてもよい。必要とされる正確な混合気は患者ごとに異なり、患者個人に対しても長い期間の間に変化することがある。患者が受ける酸素が多すぎると、高酸素状態として知られる状態が起こり、患者が十分な酸素を受け取らないと、低酸素状態として知られる状態が起こる。適切な量の酸素が供給されていれば、「酸素正常状態」となる（すなわち、高酸素状態も低酸素状態も起こっていない）。図１に示されるような従来のシステムは、人間が介入（たとえば、看護士７０によって）することから、「開システム」である。
【００１１】
図２に示すように、本発明は、アルゴリズム９０（以下に詳細に説明する）を利用して、動脈ヘモグロビン酸素飽和信号（ＳｐＯ２）の受信に応答してＦｉＯ２を供給する「閉じたシステム」である。本発明の例示的実施形態において、アルゴリズムはパルスオキシメータ５０によって測定される動脈酸素−ヘモグロビン酸素飽和度（ＳｐＯ２）についての情報を取得し、この測定値を入力として用いて、呼吸器８０を介して連続的に患者に供給される吸入気酸素濃度（ＦｉＯ２）に対する調整があれば、これを求める。ここで、本明細書中に記載するアルゴリズムは、様々な酸素供給モード、例えば、人工呼吸器、酸素フード、鼻カニュレ、および／または持続的気道陽圧（ＣＰＡＰ）システムまたはインキュベータにも適用することができる。新しいＦｉＯ２設定と実際の酸素濃度変化の間の遅延は重要である。殆どの酸素供給モードにおいて、遅延は比較的短い（例えば、１５秒未満）。しかしながら、大型のフードやインキュベータにおいては、有意に長い遅延が存在する。本発明の閉ループ制御システムは、急速かつ頻繁な低酸素症状に追従するのに十分な速さで、吸入気濃度を変化させることができる。本発明の例示的実施形態において、ＳｐＯ２は、パルスオキシメータのアナログ出力から読み込まれる。しかしながら、他の出力から、例えば、任意のシリアル出力から読み込む代替実施形態も可能である。
【００１２】
本発明は人間の介入を必要としないものではあるが、手動で調整や停止を行うことも可能である。本明細書に記載のシステムは、出生時体重が非常に低い乳児である患者に理想的に適している。しかしながら、本発明はこれに限定されることはない。本発明はあらゆる年齢の患者に対して用いることができる。
【００１３】
本発明は、患者のＳｐＯ２情報を連続的に取得し、（例えば、人工呼吸器８０を介して）患者に供給されるＦｉＯ２を調整してユーザ（例えば、看護士）によって設定された特定の範囲内にＳｐＯ２を維持するアルゴリズム９０を含んでいる。例示的実施形態において、アルゴリズム９０は、アルゴリズム９０と呼吸器の空気／酸素ブレンダ制御との間の直接的な電子インターフェースを用いた「閉ループ」原理に基づいて、１秒に１回、ＦｉＯ２を計算して調整する。
【００１４】
アルゴリズム９０は、ユーザ指定の目標酸素正常状態範囲に基づいてＳｐＯ２の範囲を規定する。高酸素状態はＳｐＯ２が酸素正常状態の目標範囲を超える場合に起こるものとし、低酸素状態はＳｐＯ２が酸素正常状態の目標範囲を下回ると起こるものとする。ＦｉＯ２における患者の多様性変化扱うために、差動制御フィードバック関数を用いるが、この関数は、アルゴリズムのルールと組み合わせて、酸素正常状態の期間において、あるいは高酸素血または低酸素血症状期間において、ＦｉＯ２調整の大きさとタイミングを調節する。調整を決定するために用いられる因子は、現在のＳｐＯ２レベルと、ＳｐＯ２変化の方向および速度、高酸素血または低酸素血症状の持続の程度、現在のＦｉＯ２設定、および個々の患者の酸素正常状態時の基礎ＦｉＯ２要求量である。
【００１５】
高酸素状態および酸素正常状態時時ＦｉＯ２調整は、低酸素状態時に比べて小規模かつ遅いペースで行われる。しかしながら、アルゴリズム内の規則および制御関数は、アルゴリズムが、安定期間内の遅くて微妙なＳｐＯ２変化から、急性の低酸素状態期間内の急激なＳｐＯ２低下への、変化する状態に対する応答を修正できるように設計されている。
【００１６】
アルゴリズム９０は、ＳｐＯ２情報が見つからない場合のバックアップ機能も有している。バックアップ機能は、短い待機期間の後、ＳｐＯ２情報が再び利用できるようになるまで、ユーザによって予め設定されたバックアップレベル若しくは現在のＦｉＯ２レベルのいずれか高い方に、ＦｉＯ２をロックする。
【００１７】
標準的なパルスオキシメータアラームに加えて、アルゴリズムは、高酸素血または低酸素血の症状が起こった場合と、ＦｉＯ２を調整したにも拘わらずこの状態が一定時間（例えば、２分間）を超えて持続された場合、および調整によってＦｉＯ２が所定レベル、例えば、低レベルである０．２１（大気）および高レベルである１．０（純酸素）に設定された場合に、ユーザに対して警告を発する。ＳｐＯ２信号が失われた場合にもユーザへの警告がなされる。上記警告は、ユーザ（例えば、看護士）に、ＳｐＯ２測定、ＦｉＯ２供給および通信リンクが正常に機能しているかを確認するように知らせることを意図している。
【００１８】
図３は、アルゴリズム９０によって実行される例示的論理を示した流れ図である。アルゴリズムは、ユーザによって設定された範囲に従ってＳｐＯ２を分類する。ユーザは酸素正常状態に対する目標範囲（例えば、例示的デフォルト範囲は８８％〜９６％）を設定する。上記の酸素正常状態に対する範囲を上回るＳｐＯ２（たとえば、９６％より大きい）は高酸素状態とみなされる。上記の酸素正常状態に対する範囲を下回るＳｐＯ２（たとえば、８８％未満）は低酸素状態とみなされる。低酸素状態については、その重要性からさらに細別される。例示的実施形態において、低酸素状態については、以下に示す範囲にさらに細別される。７５％未満、７５〜８５％、８５％〜酸素正常状態下限（例えば、例示的デフォルト範囲を用いると、８５％〜８８％）。ＦｉＯ２は、現在のＳｐＯ２と、ＳｐＯ２の傾向と、ＳｐＯ２が上記範囲にある時間、ならびに基礎ＦｉＯ２および現在のＦｉＯ２設定に基づいて調整される。
【００１９】
図３の論理は、開始ブロックからブロック１００に移行し、ここでシステムデフォルトが設定される。図４の表に示されるような、様々なシステムデフォルトまたはパラメータが予め設定される。表４中のパラメータ（変数）については後で詳述する。これらの変数は、アプリケーションおよび／またはユーザによって変更可能である。
【００２０】
システムデフォルトの設定後、図３の論理はブロック１０２に移行し、ここでユーザインターフェースが表示される。例示的なユーザインターフェースが図２１に示されており、これについては後述する。
【００２１】
次に図３の論理はブロック１０４に進み、ここでユーザ設定が読み込まれる。図５に示されるようなユーザ設定は、閉ループ実行の開始前（すなわち、制御サイクルに入る前）に設定しておかなければならない。好ましくは、設定は、アルゴリズムの実行中に設定または変更することもできる。好ましくは、適当なユーザインターフェース（図２１に示されるようなもの）を設けて、ユーザが上記の値を設定／変更できるようにする。ユーザは上記の値を設定／変更することができるが、好ましくはシステムデフォルト（図５に示されるよなもの）が与えられる。
【００２２】
本発明の例示的実施形態において、ＳｐＯ２目標範囲上限およびＳｐＯ２目標範囲下限によって患者の所望目標範囲が規定される。図５に示した例示的実施形態において、ＳｐＯ２目標範囲下限は、８５％〜９４％の範囲になければならず、８８％のデフォルト値を有しており、ＳｐＯ２目標範囲上限は、９４％〜１００％の範囲になければならず、９６％のデフォルト値を有している。したがって、デフォルト目標範囲は８８％〜９６％である。
【００２３】
ＦｉＯ２ベースは、正常なＳｐＯ２を維持するための患者の基礎酸素要求量である。ＦｉＯ２ベースは、ユーザ設定に固定しておいてもよいし、あるいはアルゴリズムによって基礎酸素需要の変化に自動的に調整してもよい。ＦｉＯ２ベースは、閉ループがＯＮに切り換えられた時のＦｉＯ２セットに対する初期レベルでもある。あるいは、ＦｉＯ２ベースに対するデフォルト設定は、閉ループをＯＮにする前に用いられていた手動（通常）モード時のユーザ設定から得ることもできる。図５に示した例示的実施形態において、ＦｉＯ２ベースは、２１％〜６０％の範囲になければならず、３０％のデフォルト値を有している。
【００２４】
ＦｉＯ２バックアップは、システムの起動時、ＳｐＯ２信号のＯＵＴ時、あるいは閉ループスイッチのＯＦＦ時における、ＦｉＯ２セットに対するデフォルト値である。ＦｉＯ２バックアップは、基礎（ＦｉＯ２ベース）よりも低くてはならない。図５に示した例示的実施形態において、ＦｉＯ２バックアップは、２１％〜１００％の範囲になければならず、４０％のデフォルト値を有している。
【００２５】
ＦｉＯ２最小値は、ＦｉＯ２セット、ＦｉＯ２ベースおよびＦｉＯ２バックアップを設定できる最低レベルである。図５に示した例示的実施形態において、ＦｉＯ２最小値は２１％（大気）のデフォルト値を有している。
【００２６】
ＦｉＯ２最大値（図５には示さず）は、デフォルトパラメータである。例えば、ＦｉＯ２最大値は、１００％のデフォルト（純酸素）に初期設定されているが、ユーザによって選択可能である。
【００２７】
ユーザ設定が読み込まれた後、図３の論理はブロック１０６に進み、ここで図６に示され以下に詳述するようにして、制御サイクルが実施される。制御サイクルは、ユーザが閉ループをＯＮに切り換えている場合に開始される。閉ループがＯＦＦに設定されていれば、制御サイクルループは継続するが、ＦｉＯ２セットはＦｉＯ２バックアップレベルに戻る。ＦｉＯ２セットは、空気／酸素ミキサにおいて設定された実際のパラメータである。
【００２８】
図６は、本発明に従って制御サイクルを実施するための例示的論理を示す流れ図である。論理は開始ブロックからブロック２００に移行し、ここでＳｐＯ２（例えば、パルスオキシメータ５０からのＳｐＯ２出力信号）が読み込まれる。読値であるＳｐＯ２は、ＳｐＯ２リードとして格納される。次に、論理は判定ブロック２０２に移行し、ここで、ＳｐＯ２リードが許容ＳｐＯ２範囲にあるかを判断する判定が行われる。例えば、図４に示されるように、例示的実施形態において、デフォルト範囲は２０％〜１００％ある。ＳｐＯ２リードが許容範囲内にない場合（ブロック２０２においてＮＯ）、論理はブロック２０４に移行し、ここでＳｐＯ２信号ＯＵＴ処理が図７に示し後述するようにして実施される。オキシメータとアルゴリズムの間の通信がパルスオキシメータのアナログ出力による場合に、信号がＯＵＴであると、大半のオキシメータは０％の読値を与える。これに代わって、オキシメータとアルゴリズムの間にシリアル通信が存在する場合には、ＳｐＯ２情報を適切な通信ハンドシェークによってモニタすることができる。ＳｐＯ２がＳｐＯ２ＯＫ範囲にあれば（判定ブロック２０２においてＹＥＳ）、論理はブロック２０６に移行し、ここでＳｐＯ２信号ＯＫ処理が図８に示し後述するようにして実施される。ＳｐＯ２信号ＯＵＴ処理の実施後（ブロック２０４）またはＳｐＯ２信号ＯＫ処理の実施後（ブロック２０６）、論理はブロック２０８に移行し、ユーザ設定が変更されているかをモニタする。ユーザはいつでも様々な設定を変更できることが好ましい。ユーザ設定が変更されている場合には、それに応じて変数が更新される。その後、論理はブロック２００に戻り、ここでＳｐＯ２がもう一度読み込まれて処理される。例示的実施形態において、ＳｐＯ２の読み込みと処理（例えば、これに対応したＦｉＯ２の調整）は一秒毎に行われる。したがって、ＳｐＯ２はシステムが遮断されるまで毎秒連続的にモニタされる。
【００２９】
図７は、本発明に従ってＳｐＯ２信号ＯＵＴ（例えば、バックアップモード）処理を実施するための例示的論理を示している。バックアップモード処理において、ＦｉＯ２セット（すなわち、空気／酸素ミキサ側で設定された実際のパラメータ）は、フィードバック情報が再度利用できるようになるまで、ＦｉＯ２バックアップレベル、ＦｉＯ２ベースレベルまたは現在のレベル（いずれか高いもの）にロックされる。
【００３０】
図７の論理は、開始ブロックからブロック２２０に移行し、ここでユーザへの警告が行われ、原因がチェックされる。パルスオキシメータが情報を提供できなくなるのには、いくつかの理由があるが、一例としては、運動または低灌流（もしくはその両方）時における不十分な信号の質、プローブのゆるみやプローブが定位置にない、あるいはオキメータとアルゴリズム９０の間の通信リンクの破断などがある。次に論理はブロック２２２に移行し、ここでＳｐＯ２ＯＵＴカウンタがインクリメントされる。ＳｐＯ２ＯＵＴカウンタは、信号の損失が一種の一時的変動またはエラーに関係していないことを確認するために使用される。最小インターバルが経過した後にのみ、ＳｐＯ２ＯＵＴカウンタはリ設定される。これにより、短いドロップアウト期間があったとしても、動作を正常に再開できることになる。次に、論理は判定ブロック２２４に移行し、ここで、ＳｐＯ２ＯＵＴカウンタがＳｐＯ２ゼロまでの時間（Ｔｉｍｅ ｔｏ Ｚｅｒｏ）カウンタに等しいかどうかが判定される。判定結果がＹＥＳであれば、論理はブロック２２６に移行し、ここでＳｐＯ２ＯＫカウンタがゼロに設定される。例えば、図４に示した例示的実施形態において、デフォルト値は１０秒である。したがって、ＳｐＯ２ＯＵＴカウンタが１０であれば、ＳｐＯ２ＯＫカウンタはゼロにリ設定されることになる。図示した実施形態は、ＳｐＯ２が毎秒読み込まれて処理されることを想定している。しかしながら、アルゴリズムは異なるインターバルでＳｐＯ２値を読み込んで処理することを許容するように変更することもできる。
【００３１】
次に、論理は判定ブロック２２８に移行し、ここで、ＳｐＯ２ＯＵＴカウンタが直近の５秒間の間に設定されたか（例えば、ＳｐＯ２ＯＵＴカウンタが５以上である）どうかの判定が行われる。図示した論理は、連続する５秒間にわたって失われたＳｐＯ２信号に基づいているが、他の時間を用いることもできる。デフォルト値はユーザによって変更可能であることが好ましい。低酸素状態が（しばしば観察される）四肢の動きに伴うものであるならば、短い待機時間で早期に酸素を追加するが、低酸素状態が頻繁ではなく、信号の損失が低酸素状態に伴って起こっていない場合には、一般により長い待機時間が適用される。ＳｐＯ２が一定期間（例えば、５秒）にわたって設定されていない場合には、図７の論理は終了する。
【００３２】
しかしながら、ＳｐＯ２が直近の５秒間もしくは他の指定された期間にわたって、損失（ＯＵＴ）している場合には（判定ブロック２２８においてＹＥＳ）、論理はブロック２３０に移行し、ここで信号損失直前のＦｉＯ２セットがＦｉＯ２セットに設定される。ＦｉＯ２がバックアップレベルに設定されると、アルゴリズムは最新のＦｉＯ２値をメモリに格納する。この信号損失直前のＦｉＯ２値は、何らかの条件下でＳｐＯ２が再度利用可能になるとすぐにＦｉＯ２を設定するために用いられる。次に、論理は判定ブロック２３２に移行し、ここでＦｉＯ２バックアップがＦｉＯ２ベース以上であるかを判断する判定が行われる。判定結果がＹＥＳであれば、論理は判定ブロック２３４に移行して、ここでＦｉＯ２セットがＦｉＯ２バックアップ未満であるかを判断する判定が行われる。判定結果がＹＥＳであれば、論理はブロック２３６に移行して、ここでＦｉＯ２セットがＦｉＯ２バックアップに設定される。そして図７の論理は終了し処理は図６に戻る。
【００３３】
ＦｉＯ２バックアップがＦｉＯ２ベース未満である場合（判定ブロック２３２においてＮＯ）、論理は判定ブロック２３８に移行し、ここで、ＦｉＯ２セットがＦｉＯ２ベース未満であるかを判断する判定が行われる。判定結果がＹＥＳであれば、論理はブロック２４０に移行し、ここでＦｉＯ２セットがＦｉＯ２ベースに設定される。判定結果がＮＯであれば、ＦｉＯ２セットは変更されない。そして図７の論理は終了し処理は図６に戻る。
【００３４】
図８は、本発明に従ってＳｐＯ２信号ＯＫ処理を実施するための例示的論理を示す。各範囲内のＳｐＯ２に対して経過した時間のカウンタは連続的に更新される。これらのカウンタは、実際のＳｐＯ２レベルを分類して確認し（酸素正常状態、高酸素状態または低酸素状態）、短い変動と区別するために用いられる。ＳｐＯ２がいずれかの特定範囲に達してから最小時間が経過して初めて、これが新しいＳｐＯ２レベルであるとみなされる。図４に示した例示的実施形態において、新しいレベルとみなされるまでのデフォルト時間は、３秒にデフォルト設定されている（高／正常／低範囲最小値におけるＳｐＯ２時間）。この短いインターバルは、短い変動による影響を受け得るため、以前のＳｐＯ２範囲に対する他のカウンタは長いインターバル（図４に示した例示的実施形態においては１０秒にデフォルト設定されている、ＳｐＯ２ゼロまでの時間カウンタ）が経過して初めてリ設定される。このように、ＳｐＯ２リードは、より長い時間（例えば、１０秒）を経た後にのみ、いずれかの特定範囲から外れたものと確認される。ＳｐＯ２リードは、３秒（あるいは高／正常／低範囲最小値にあるＳｐＯ２時間の値が設定されている時間）後に、新しい範囲にあると確認されるが、以前の範囲から外れたものと確認されるのは１０秒（あるいはゼロまでの時間カウンタが設定されている時間）後である。このようにして、ＳｐＯ２リードが短時間で以前の範囲に戻った場合、その範囲における全ての動作は即座に再開する。
【００３５】
図８の論理は開始ブロックからブロック２５０に移行し、ここでＳｐＯ２ＯＫカウンタがインクリメントされる。次に、論理は判定ブロック２５２に移行し、ここでＳｐＯ２ＯＫカウンタがＳｐＯ２ゼロまでの時間カウンタと等しいかを判断する判定が行われる。判定結果がＹＥＳであれば、論理はブロック２５４に移行し、ここでＳｐＯ２ＯＵＴカウンタはゼロに設定される。次に、ＳｐＯ２リードに基づいて適切なタイミングが行われる。ＳｐＯ２リードが酸素正常状態に対する目標範囲内、例えば８８％〜９６％にある場合には（判定ブロック２５６においてＹＥＳ）、論理はブロック２５８に移行し、ここで酸素正常状態タイミングが図９に詳細に示し以下に説明するようにして実施される。
【００３６】
図９は、本発明に従って酸素正常状態タイミングを実施するための例示的論理を示している。図９に示し後述するように、ＳｐＯ２が目標範囲に入ってから一定時間（例えば、３秒）経過した後に初めて、酸素正常状態が新しいＳｐＯ２レベルであるとみなされるが、他のＳｐＯ２範囲に対するカウンタはより長い時間（例えば、１０秒）が経過した後にしかリ設定されない。図９の論理は、開始ブロックからブロック３００に移行し、ここでＳｐＯ２酸素正常状態カウンタがインクリメントされる。次に、論理は判定ブロック３０２に移行し、ここでＳｐＯ２酸素正常状態カウンタがＳｐＯ２範囲内最小時間（高／正常／低範囲におけるＳｐＯ２時間、例えば３秒間）以上であるかを判断する判定が行われる。判定結果がＹＥＳであれば、論理は判定ブロック３０４に移行し、ここでＳｐＯ２酸素正常状態カウンタがＳｐＯ２範囲内最小時間と等しいかを判断する判定が行われる。判定結果がＹＥＳであれば、論理はブロック３０６に進み、ここで、ＳｐＯ２先行レベルがＳｐＯ２レベルに設定される。判定ブロック３０４の結果に係わらず、論理はブロック３０８に進み、ここでＳｐＯ２レベルが酸素正常状態に設定される。判定ブロック３０２の結果に関係無く、論理は判定ブロック３１０に移行し、ここでＳｐＯ２酸素正常状態カウンタがＳｐＯ２ゼロまでの時間カウンタよりも大ききかを判断する判定が行われる。判定結果がＹＥＳであれば、論理はブロック３１２に移行し、ここでカウンタ（ＳｐＯ２高酸素状態カウンタ，ＳｐＯ２低酸素状態カウンタ，ＳｐＯ２低酸素状態８５〜下限カウンタ，ＳｐＯ２低酸素状態７５〜８５カウンタおよびＳｐＯ２低酸素状態７５未満カウンタ）はゼロに設定される。そして図９の論理が終了し、処理は図８に戻る。
【００３７】
図８に戻って、ＳｐＯ２リードが目標範囲より大きい場合には（判定ブロック２６０においてＹＥＳ）、論理はブロック２６２に移行して、ここで高酸素状態タイミングが図１０に詳細に示し後述するようにして実施される。
【００３８】
図１０は、本発明に従って高酸素状態タイミングを実施するための例示的論理を示す。図１０に示し後述するように、ＳｐＯ２が高酸素状態範囲に入ってから一定時間（例えば、３秒）経過した後に初めて、高酸素状態が新しいＳｐＯ２レベルであるとみなされるが、他のＳｐＯ２範囲に対するカウンタはより長い時間（例えば、１０秒）が経過した後にしかリ設定されない。図１０の論理は、開始ブロックからブロック３２０に移行し、ここでＳｐＯ２高酸素状態カウンタがインクリメントされる。次に、論理は判定ブロック３２２に移行し、ここでＳｐＯ２高酸素状態カウンタがＳｐＯ２範囲内最小時間以上であるかを判断する判定が行われる。判定結果がＹＥＳであれば、論理は判定ブロック３２４に移行し、ここでＳｐＯ２高酸素状態カウンタがＳｐＯ２範囲内最小時間と等しいかを判断する判定が行われる。判定結果がＹＥＳであれば、論理はブロック３２６に進み、ここでＳｐＯ２先行レベルがＳｐＯ２レベルに設定される。判定ブロック３２４の結果に係わらず、論理はブロック３２８に進み、ここでＳｐＯ２レベルが高酸素状態に設定される。判定ブロック３２２の結果に係わらず、論理は判定ブロック３３０に移行し、ここでＳｐＯ２高酸素状態カウンタがＳｐＯ２ゼロまでの時間カウンタよりも大ききかを判断する判定が行われる。判定結果がＹＥＳであれば、論理はブロック３３２に移行し、ここでカウンタ（ＳｐＯ２酸素正常状態カウンタ、ＳｐＯ２低酸素状態カウンタ、ＳｐＯ２低酸素状態８５〜下限カウンタ、ＳｐＯ２低酸素状態７５〜８５カウンタ、およびＳｐＯ２低酸素状態７５未満カウンタ）がゼロに設定される。そして図１０の論理が終了し、処理は図８に戻る。
【００３９】
図８に戻って、ＳｐＯ２リードが目標範囲未満である場合には（判定ブロック２６４においてＹＥＳ）、論理はブロック２６６に移行して、ここで低酸素状態タイミングが図１１に詳細に示し後述するようにして実施される。
【００４０】
図１１は、本発明に従って低酸素状態タイミングを実施するための例示的論理を示す。図１１に示し後述するように、ＳｐＯ２が低酸素状態範囲に入ってから一定時間（例えば、３秒）経過した後に初めて、低酸素状態が新しいＳｐＯ２レベルとみなされるが、他のＳｐＯ２範囲に対するカウンタはより長い時間（例えば、１０秒）が経過した後にしかリ設定されない。図１１の論理は、開始ブロックからブロック３４０に移行し、ここでＳｐＯ２低酸素状態カウンタがインクリメントされる。次に、論理は判定ブロック３４２に移行し、ここでＳｐＯ２低酸素状態カウンタがＳｐＯ２範囲内最小時間以上であるかを判断する判定が行われる。判定結果がＹＥＳであれば、論理は判定ブロック３４４に移行し、ここでＳｐＯ２低酸素状態カウンタがＳｐＯ２範囲内最小時間と等しいかを判定するテストが行われる。判定結果がＹＥＳであれば、論理はブロック３４６に進み、ここで、ＳｐＯ２先行レベルがＳｐＯ２レベルに設定される。判定ブロック３４４の結果に係わらず、論理はブロック３４８に進み、ここでＳｐＯ２レベルが低酸素状態に設定される。判定ブロック３４２の結果に係わらず、論理は判定ブロック３５０に移行し、ここでＳｐＯ２低酸素状態カウンタがＳｐＯ２ゼロまでの時間カウンタよりも大ききかを判断する判定が行われる。判定結果がＹＥＳであれば、論理はブロック３５２に移行し、ここでカウンタ（ＳｐＯ２酸素正常状態カウンタおよびＳｐＯ２高酸素状態カウンタ）がゼロに設定される。
【００４１】
上述のように、低酸素状態は例えば、例えば７５％未満、７５％〜８５％、および８５％〜酸素正常状態下限という範囲に細分化される。種々のサブ範囲に対する低酸素カウンタは、必要に応じて、ＳｐＯ２リードに基づいて設定される。例えば、ＳｐＯ２リードが８５とＳｐＯ２目標範囲下限の間にある場合、例示的デフォルト範囲として８５％〜９５％の範囲を用いて（判定ブロック３５４においてＹＥＳ）、論理はブロック３５６に移行し、ここでＳｐＯ２低酸素状態８５〜下限カウンタがインクリメントされる。そして論理は判定ブロック３５８に移行し、ここで、ＳｐＯ２低酸素状態８５〜下限カウンタがゼロまでの時間カウンタよりも大きいかを判断する判定が行われる。判定結果がＹＥＳであれば、論理はブロック３６０に移行し、ここでカウンタ（ＳｐＯ２低酸素状態７５〜８５カウンタおよびＳｐＯ２低酸素状態７５未満カウンタ）がゼロに設定される。ＳｐＯ２リードが７５と８５の間であれば（判定ブロック３６２においてＹＥＳ）、論理はブロック３６４に移行し、ここでＳｐＯ２低酸素状態７５〜８５カウンタがインクリメントされる。そして論理は判定ブロック３６６に移行し、ここでＳｐＯ２低酸素状態７５〜８５カウンタがＳｐＯ２ゼロまでの時間カウンタよりも大きいかを判断する判定が行われる。判定結果がＹＥＳであれば、論理はブロック３６８に移行し、ここでカウンタ（ＳｐＯ２低酸素状態８５〜下限カウンタおよびＳｐＯ２低酸素状態７５未満カウンタ）がゼロに設定される。もしＳｐＯ２リードが７５未満であれば（判定ブロック３７０においてＹＥＳ）、論理はブロック３７２に移行し、ここでＳｐＯ２低酸素状態７５未満カウンタがインクリメントされる。そして論理は判定ブロック３７４に進み、ここでＳｐＯ２低酸素状態７５未満カウンタがＳｐＯ２ゼロまでの時間カウンタより大きいかを判断する判定が行われる。判定結果がＹＥＳであれば、論理はブロック３７６に移行し、ここでカウンタ（ＳｐＯ２低酸素状態８５〜下限カウンタおよびＳｐＯ２低酸素状態７５〜８５カウンタ）がゼロに設定される。そして図１１の論理が終了し、処理は図８に戻る。
【００４２】
適切なタイミング処理が実施された後（例えば、ブロック２５８における酸素正常状態タイミング、ブロック２６２における高酸素状態タイミング、またはブロック２６６における低酸素状態タイミング）の図８に戻り、図８の論理はブロック２６８に移行し、ここでＳｐＯ２勾配計算が図１２に詳細に示し後述するようにして実施される。
【００４３】
図１２は、本発明に従ってＳｐＯ２勾配計算を実施するための例示的論理を示している。ＳｐＯ２は毎秒読み込まれて処理されるので、勾配は毎秒計算される。勾配計算の際には、現在のＳｐＯ２読値と直前の連続する７秒間のＳｐＯ２読値に基づいて勾配が計算される。ここで勾配計算の際に用いる直前値の数は７以外であってもよい。勾配を計算するために用いられる全ての読値は、信号がＯＫとみなされる範囲内になければならない。勾配は各秒の間のＳｐＯ２変化の平均である。算出された勾配は特定された範囲に限定される。たとえば、図４に示した実施形態においては、範囲は１秒あたり±５％（ＳｐＯ２勾配上限およびＳｐＯ２勾配下限）にデフォルト設定されている。様々な実施形態において、高速、中速および低速変化を追跡するために複数の勾配を計算することもできる。そしてこの複数の勾配をＦｉＯ２セット判定手順（図１４に示される）内の様々な時間において使用することができる。
【００４４】
図１２の論理は開始ブロックから判定ブロック３８０に移行し、ここでＳｐＯ２信号ＯＫカウンタが連続７秒以上であるかを判断する判定が行われる。判定結果がＮＯであれば、論理はブロック３８２に移行して、ここでＳｐＯ２勾配がゼロに設定され、図１２の論理は終了し、処理は図８に戻る。
【００４５】
しかしながら、ＳｐＯ２信号ＯＫカウンタが連続した７秒以上であれば（判定ブロック３８０においてＹＥＳ）、論理はブロック３８４に移行して、ここでＳｐＯ２勾配が直近の７秒間の秒間ＳｐＯ２変化の平均に設定される。次に、勾配が許容限界内にあることを保証するように論理が実施される。判定ブロック３８６において、ＳｐＯ２勾配がＳｐＯ２勾配上限（例えば５％を超える変化）を超えると判定された場合には、論理はロック３８８に移行して、ここでＳｐＯ２勾配がＳｐＯ２勾配上限に設定される（例えば、ＳｐＯ２勾配が＋５％に設定される）。判定ブロック３９０において、ＳｐＯ２勾配がＳｐＯ２勾配下限未満であると判定された場合には、論理はブロック３９２に移行して、ここでＳｐＯ２勾配がＳｐＯ２勾配下限に設定される（例えば、ＳｐＯ２勾配が−５％に設定される）。そして図１２の論理は終了し、処理は図８に戻る。
【００４６】
勾配を計算した後（ブロック２６８）の図８に戻り、論理はブロック２７０に移行し、ここで、図１３に詳細に示し、以下に示すようにしてＦｉＯ２最大値／最小値タイミングが実施される。
【００４７】
図１３の論理は、本発明に従ってＦｉＯ２最大値／最小値タイミングを実施するための例示的論理を示している。このアルゴリズムでは、ＦｉＯ２最大限界値および最小限界値にある時間をカウントすることにより、ＦｉＯ２セットに対する実際値をモニタしている。ＦｉＯ２がＦｉＯ２最大値アラームインターバルよりも長い間にわたって、連続的に最大限界値にあれば、ユーザに警告を行う。ＦｉＯ２最大値および最小値における時間は、後述のようにＦｉＯ２ベースの計算のためにも用いられる（図１８）。
【００４８】
図１３の論理は開始ブロックから判定ブロック４００に移行して、ここでＦｉＯ２セットがＦｉＯ２最小値に等しいかを判断する判定が行われる。判定結果がＮＯであれば、論理はブロック４０２に移行して、ここでＦｉＯ２最小値カウンタがゼロに設定される。もし等しければ、論理はブロック４０４に移行して、ここでＦｉＯ２最小値カウンタがインクリメントされる。次に論理は判定ブロック４０６に移行して、ここでＦｉＯ２セットがＦｉＯ２最大値と等しいかを判断する判定が行われる。判定結果がＮＯであれば、論理はブロック４０８に移行して、ここでＦｉＯ２最大値がゼロに設定され、図１３の論理は終了し、図８に戻る。
【００４９】
しかしながら、ＦｉＯ２セットがＦｉＯ２最大値と等しくない場合には、論理は判定ブロック４０６からブロック４１０に移行し、ここでＦｉＯ２最大値がインクリメントされる。そして、論理はブロック４１２に移行して、ここでこれ（ＦｉＯ２最大値カウンタ）が６０秒を超える場合にはユーザへの警告が行われる。この時間は様々な実施形態において６０秒以外の値に設定することもできる。そして図１３の論理は終了し、処理は図８に戻る。
【００５０】
ＦｉＯ２最大値／最小値タイミングが実施された後の図８に戻って、論理は判定ブロック２７２に移行し、ここで、閉ループ制御が有効にされているかを判断する判定が行われる。有効にされている場合には、論理はブロック２７３に移行し、ここで図１４に詳細に示し、以下に示すようにしてＦｉＯ２セット判定が実施される。
【００５１】
図１４の論理は、本発明に従ってＦｉＯ２セット判定を実施するための例示的論理を示している。ＳｐＯ２リード値は、酸素正常状態、高酸素状態、低酸素状態の３つのレベルに分類される。更新されたＦｉＯ２セット値は、現在のＳｐＯ２リードが在する酸素添加範囲（ＳｐＯ２レベル）に応じて様々な方法によって計算される。図１４の論理は開始ブロックから判定ブロック４５０に移行し、ここでＳｐＯ２レベルの判定が行われる。そして、このＳｐＯ２レベルに基づいて適切な処理が行われる。ＳｐＯ２レベルが低酸素状態を示す場合には、論理はブロック４５２に移行して、ここで低酸素状態時ＦｉＯ２セット判定が、図１５に詳細に示し、後述するようにして実施される。ＳｐＯ２レベルが高酸素状態を示す場合には、論理はブロック４５４に移行して、ここで高酸素状態時ＦｉＯ２セット判定が図１６に詳細に示し、後述するようにして実施される。ＳｐＯ２が酸素正常状態を示す場合には、論理はブロック４５６に移行して、ここで酸素正常状態時ＦｉＯ２セット判定が図１７に詳細に示し、後述するようにして実施される。
【００５２】
図１５は、本発明に従って低酸素状態時ＦｉＯ２セット判定を実施するための例示的論理を示している。低酸素状態が起こると、本発明のアルゴリズムは、低酸素状態の初期カスケード効果ならびに供給モードによる吸入気Ｏ２濃度の変更時のあらゆるラグタイムを相殺するのに十分である有意な大きさを有した、ＦｉＯ２セットの初期増加を判定する。ＳｐＯ２リード値がユーザによって設定された目標範囲の下限未満に降下し、最小要求時間（例えば、３秒）の間維持されるとすぐに、アルゴリズムはＦｉＯ２セットを増加させる（低酸素状態範囲に降下する度毎に起こる）。同時に、算出されたＳｐＯ２勾配が負である場合には（ＳｐＯ２が減少する傾向にある）、ＦｉＯ２セットが変化速度に正比例して増加される（例えば、毎秒）。システムならびに吸入気Ｏ２濃度が変化した時間からＳｐＯ２が酸素正常状態に戻るまでの固有の遅延によるオーバーシュートを防止するために、ＳｐＯ２が回復の徴候（正の勾配）を示すと直ぐに、ＦｉＯ２セットは実際のＦｉＯ２セットと比例して段階的に（例えば毎秒）削減される。過剰な吸入気酸素の削減（減少）により、酸素飽和レベルを正常な範囲に保ちながら、動脈への不必要な供給酸素暴露が防止される。ＳｐＯ２勾配が平坦または負である場合には、この削減は停止される。ＳｐＯ２が低酸素状態範囲にあり、回復の徴候を見せない場合（勾配が平坦または負）には、目標範囲とＳｐＯ２リードの差に比例した大きさの連続インクリメントが行われる。上記のステップが行われるインターバルの継続時間は、低酸素状態の程度に反比例して変化する（ＳｐＯ２リードが低いほど、より短いインターバルでより大きなインクリメントとなる）。
【００５３】
図１５の論理は開始ブロックから判定ブロック４６０に移行し、ここで初期ＦｉＯ２増加に対する条件が存在するかを判断する判定が行われる。例示的実施形態において、ＳｐＯ２が範囲未満に降下して直ぐの初期ＦｉＯ２増加に対する条件は以下の通りである。
【００５４】
ＳｐＯ２信号が損失していたが、低酸素状態に回復
または
ＳｐＯ２が低酸素状態８５〜下限にあり、以前はＳｐＯ２が酸素正常状態にあった
または
ＳｐＯ２が低酸素状態７５〜８５％にあり、以前はＳｐＯ２が酸素正常状態にあった
または
ＳｐＯ２が低酸素状態７５％未満にあり、以前はＳｐＯ２が酸素正常状態もしくはＳｐＯ２が低酸素状態８５〜下限もしくはＳｐＯ２が７５〜８５％にあった
初期ＦｉＯ２増加に対する条件（例えば上述のような）が存在する場合には、論理はブロック４６２に移行して、ここでＦｉＯ２セットが下記の等式を用いて増加される。
【００５５】
ＦｉＯ２セット＝ＦｉＯ２セット＋６．０×
（ＳｐＯ２下限−ＳｐＯ２リード）×（ＦｉＯ２ベース／１００） （１）
次に、論理は判定ブロック４６４に移行し、ここで勾配が負であるかを判断する判定が行われる。判定結果がＹＥＳであれば、論理はブロック４６６に移行し、ここで以下の等式を用いて、ＦｉＯ２セットが変化速度と正比例して増加される。
【００５６】
ＦｉＯ２セット＝ＦｉＯ２セット＋
３．０×絶対値｜ＳｐＯ２勾配｜×（ＦｉＯ２ベース／１００） （２）
その後、論理は判定ブロック４６８に移行し、ここでＦｉＯ２削減に対する条件が存在するかを判断する判定が行われる。例示的実施形態においては、ＳｐＯ２が回復し始めた際のＦｉＯ２削減に対する条件としては、以下のものが挙げられる。
【００５７】
ＳｐＯ２リード＞７５
かつ
ＳｐＯ２勾配＞０
かつ
ＦｉＯ２セット＞ＦｉＯ２ベース
かつ
ＳｐＯ２信号ＯＫカウンタ＞ＳｐＯ２ＯＫ時間最小値（例えば、５秒間）
削減に対する条件が存在する場合には、論理はブロック４７０に移行して、ここでＦｉＯ２セットが以下の等式を用いて減少される。
【００５８】
ＦｉＯ２セット＝ＦｉＯ２セット−
６．０×絶対値｜ＳｐＯ２勾配｜×（ＦｉＯ２セット／１００） （３）
次に、論理は判定ブロック４７２に移行し、ここでＦｉＯ２セットがＦｉＯ２ベース未満であるかを判断する判定が行われる。判定結果がＹＥＳであれば、論理はブロック４７４に移行して、ここでＦｉＯ２セットがＦｉＯ２ベースに設定される。その後、論理はブロック４７６に移行して、ここで低酸素状態調整インターバルカウンタ（秒）がインクリメントされ、低酸素状態調整インターバルが下記等式を用いて算出される。
【００５９】
低酸素状態調整インターバル＝ＳｐＯ２リード−６５ （４）
低酸素状態調整インターバルは特定範囲内に限られる。論理は判定ブロック４７８に移行し、ここで低酸素状態調整インターバルが上限（ＳｐＯ２低調整インターバル上限）、例えば４０秒を超えるかを判断する判定が行われる。判定結果がＹＥＳであれば、論理はブロック４８０に移行して、ここで低酸素状態調整インターバルが上限、例えば４０秒に設定される。論理は判定ブロック４８２に進み、ここで低酸素状態調整インターバルが下限（ＳｐＯ２低調整インターバル下限）、例えば５秒未満であるかを判断する判定が行われる。判定結果がＹＥＳであれば、論理はブロック４８４に移行し、ここで低酸素状態調整インターバルが下限、例えば５秒に設定される。
【００６０】
次に、調整すべき時間であるかを判断する判定を行わなければならない。論理は判定ブロック４８６に移行し、ここでＳｐＯ２勾配が負またはゼロであり、かつ低酸素状態調整インターバルカウンタが低酸素状態調整インターバルを超えるかを判断する判定が行われる。判定結果がＹＥＳであれば、論理はブロック４８８に移行し、ここで低酸素状態調整インターバルカウンタがゼロにリ設定され、ＦｉＯ２セットが次式を用いて増加される。
【００６１】
ＦｉＯ２セット＝ＦｉＯ２セット＋３．０×
（ＳｐＯ２下限−ＳｐＯ２リード）×（ＦｉＯ２ベース／１００） （５）
ここで図１５の論理は終了し、処理は図１４に戻る。
【００６２】
図１６は、本発明に従って高酸素状態時ＦｉＯ２セット判定を実施するための例示的論
理を示している。高酸素状態が起こると、システムは有意な大きさを有する適切なＦｉＯ２セットの初期減少を求める。この減少は、低酸素状態の初期に起こるものよりは小さい。ＳｐＯ２リードがユーザによって設定された目標範囲の限界を超えて、各範囲内の最小要求時間（例えば、３秒）の間維持されると直ぐに、アルゴリズムはＦｉＯ２セットを減少させる（高酸素状態範囲に達する毎に１回）。ＳｐＯ２信号が損失していて（ＯＵＴ）、回復時に高酸素状態の値を示す場合、ＦｉＯ２セット値はＳｐＯ２のドロップアウト時に最後に記録されたＦｉＯ２セット値に変更される。この新しいＦｉＯ２セット値はＦｉＯ２ベースレベルを超えてはならない。ＳｐＯ２リード値が高酸素状態範囲に達すると、アルゴリズムは、現在のＦｉＯ２セット値がＦｉＯ２ベースレベルを超えるか、あるいはＳｐＯ２勾配が正である（より高酸素状態である）場合にのみ、削減インターバル（例えば、３０秒）の間に毎秒起こるＦｉＯ２セットの削減を可能にする。いずれの状況下においても、ＦｉＯ２セット値はＦｉＯ２ベースレベルにまでしか削減されない。ＳｐＯ２リード値が初期削減インターバル（例えば、３０秒）よりも長く高酸素状態範囲にあると、現在のＦｉＯ２セット値は、正のＳｐＯ２勾配に比例して減少される（毎秒ではあるが、より小さい調整）。初期削減インターバル（例えば、３０秒）が経過した後、ＦｉＯ２セット値は、高酸素状態ＳｐＯ２リード値と、目標ＳｐＯ２範囲と、ＦｉＯ２ベースレベルの間の差異に比例した大きさの段階で減少される。しかしながら、これらの調整は、低酸素状態のあいだに観察されるものよりは小さい。これらの調整が行われるインターバルは、高酸素状態の程度に反比例する。したがって、ＳｐＯ２読み取り平均が９７％と９９％の場合では、９７％の方が減少は小さくインターバルは長い。これらの減少により、ＦｉＯ２セットをＦｉＯ２ベースレベル未満に下げることができる。
【００６３】
図１６の論理は開始ブロックから判定ブロック４９０に移行し、ここで初期ＦｉＯ２減少に対する条件が存在するかを判断する判定が行われる。本発明の例示的実施形態において、ＳｐＯ２が目標範囲の上限を超えて直ぐの初期ＦｉＯ２減少に対する条件は以下の通りである。
【００６４】
ＳｐＯ２高酸素状態カウンタ＝範囲内最小時間（例えば、３秒）
かつ
ＳｐＯ２が以前に酸素正常状態にあったか、または、ＳｐＯ２が以前に低酸素状態にあった
かつ
ＦｉＯ２セット＞ＦｉＯ２ベース
初期ＦｉＯ２減少に対する条件が存在する場合には、論理はブロック４９２に移行し、ここでＦｉＯ２セットが下記等式を用いて減少される。
【００６５】
ＦｉＯ２セット＝ＦｉＯ２セット−３．０×
（ＳｐＯ２リード−ＳｐＯ２上限）×（ＦｉＯ２ベース／１００） （６）
次に、論理は判定ブロック４９４に移行し、ここでＦｉＯ２セットがＦｉＯ２ベース未満であるかを判断する判定が行われる。判定結果がＹＥＳであれば、論理はブロック４９６に移行し、ここでＦｉＯ２セットがＦｉＯ２ベースに設定される。次に、論理は判定ブロック４９８に移行し、ここでＳｐＯ２信号がＯＵＴであったが、高酸素状態に回復されているかを判断する判定が行われる。判定結果がＹＥＳであれば、論理は判定ブロック４９８から判定ブロック５００に移行し、ここでＦｉＯ２セットが信号損失直前のＦｉＯ２セットを超えるかを判断する判定が行われる。判定ブロック４９８および５００のいずれの結果もＹＥＳであれば、論理はブロック５０２に移行して、ここでＦｉＯ２セットが信号損失直前のＦｉＯ２セットに設定される。判定ブロック４９８の結果がＹＥＳであれば、論理は判定ブロック５０４に進んで、ここでＦｉＯ２セットがＦｉＯ２ベースを超えるかどうかが判定される。判定結果がＹＥＳであれば、論理はブロック５０６に移行して、ここでＦｉＯ２セットがＦｉＯ２ベースに設定される。
【００６６】
判定ブロック４９８の結果に係わらず、論理は判定ブロック５０８に進み、ここでＳｐＯ２高酸素状態カウンタが削減インターバル（例えば、３０秒）以下であるかを判断する判定が行われる。判定結果がＹＥＳであれば、論理は判定ブロック５１０に移行し、ここでＦｉＯ２セットがＦｉＯ２ベースを超えるかを判断する判定が行われる。判定結果がＹＥＳであれば、論理はブロック５１２に移行し、ここで下記の等式に従ってＦｉＯ２セットが減少される。
【００６７】
ＦｉＯ２セット＝ＦｉＯ２セット−６．０×
（ＳｐＯ２リード−ＳｐＯ２上限）×（ＦｉＯ２セット／１００） （７）
論理は判定ブロック５１４に進み、ここでＳｐＯ２勾配が正である（例えば、０より大きい）かを判断する判定が行われる。ＳｐＯ２勾配が正であれば、論理はブロック５１６に移行し、ここで下記の等式を用いてＦｉＯ２が減少される。
【００６８】
ＦｉＯ２セット＝ＦｉＯ２セット−
３．０×絶対値｜ＳｐＯ２勾配｜×（ＦｉＯ２セット／１００） （８）
判定ブロック５１４の結果に係わらず、論理は判定ブロック５１８に進み、ここでＦｉＯ２セットがＦｉＯ２ベース未満であるかを判断する判定が行われる。判定結果がＹＥＳであれば、論理はブロック５２０に移行して、ここでＦｉＯ２セットがＦｉＯ２ベースに設定される。判定ブロック５０８，５１０，５１４，５１８の結果に係わらず、論理は判定ブロック５２２に進み、ここでＳｐＯ２高酸素状態カウンタが削減インターバル（例えば、３０秒）より大きいかを判断する判定が行われる。判定結果がＹＥＳであれば、論理は判定ブロック５２４に進み、ここでＳｐＯ２勾配が正であるかを判断する判定が行われる。判定結果がＹＥＳであれば、論理はブロック５２６に移行し、ここで下記の等式を用いてＦｉＯ２セットが減少される。
【００６９】
ＦｉＯ２セット＝ＦｉＯ２セット−
絶対値｜ＳｐＯ２勾配｜×（ＦｉＯ２ベース／１００） （９）
判定ブロック５２４の結果に係わらず、論理はブロック５２８に進み、ここで高酸素状態インターバルカウンタがインクリメントされ、高酸素状態インターバルが下記の等式を用いて計算される。
【００７０】
高酸素状態調整インターバル＝
４０．０−３．０×（ＳｐＯ２リード−ＳｐＯ２上限） （１０）
高酸素状態調整インターバルは特定範囲に限られる。論理は判定ブロック５２９に進み、ここで高酸素状態調整インターバルがＳｐＯ２高調整インターバル上限（例えば、６０秒）を超えるかを判断する判定が行われる。判定結果がＹＥＳであれば、論理はブロック５３０に移行し、ここで高酸素状態調整インターバルがインターバル上限（例えば、６０秒）に設定される。次に、論理は判定ブロック５３１に移行し、ここで高酸素状態調整インターバルが、ＳｐＯ２高調整インターバル下限（例えば、２０秒）未満であるかを判断する判定が行われる。判定結果がＹＥＳであれば、論理はブロック５３２に移行し、ここで高酸素状態調整インターバルがＳｐＯ２高調整インターバル下限（例えば、２０秒）に設定される。その後、論理は判定ブロック５３４に移行し、ここで調整すべき時間であるかどうか（すなわち、高酸素状態調整インターバルカウンタが高酸素状態調整インターバル以上であるかどうか）を判定する。調整すべき時間であれば、論理はブロック５３６に移行して、ここでＳｐＯ２高調整レベルが高酸素状態調整インターバルを超えるＳｐＯ２の平均として計算される。次に、論理はブロック５３８に移行し、ここで高酸素状態調整インターバルカウンタがゼロにリ設定され、ＦｉＯ２が下記の等式に従って減少される。
【００７１】
ＦｉＯ２セット＝ＦｉＯ２セット−
２．０×（ＳｐＯ２高調整レベル−ＳｐＯ２上限）×
（ＦｉＯ２ベース／１００） （１１）
こうして図１６の論理が終了し、処理は図１４に戻る。
【００７２】
図１７は、本発明に従って酸素正常状態時ＦｉＯ２セット判定を実施するための例示的論理を示している。ＳｐＯ２信号が損失していたが（ＯＵＴ）、回復された際に酸素正常状態の値を示し、ＦｉＯ２セット値がＳｐＯ２のドロップアウト時に最後に記録されたＦｉＯ２セット値より大きい場合には、ＦｉＯ２セット値はこの記録値に変更される。この新しいＦｉＯ２セット値はＦｉＯ２ベースレベルを超えてはならない。現在のＦｉＯ２セット値がＦｉＯ２セットベースレベルより高く、ＳｐＯ２勾配が減少を見せない（負でない）場合であって、低酸素状態からの回復後、ＳｐＯ２リード値が酸素正常状態範囲に達すると、アルゴリズムはＦｉＯ２セット値を減少させる（一回）。ＦｉＯ２セット値がＦｉＯ２ベースレベル未満に削減されることはない。ＳｐＯ２リード値が酸素正常状態範囲の下側半分（酸素正常状態範囲の下限とデフォルト中間値ＳｐＯ２ベースの間）にあり、これがさらに悪化する徴候を示す（負のＳｐＯ２勾配）場合には、ＦｉＯ２セット値がＳｐＯ２勾配およびＦｉＯ２ベースレベルに比例して増加される。このことは、あらゆる低酸素状態の発現を回避するために行われる。ＳｐＯ２リード値が酸素正常状態範囲に達すると、アルゴリズムは削減インターバルの間（例えば、４５秒）、毎秒ＦｉＯ２セットの削減を可能にする。この削減は、現在のＦｉＯ２セット値がＦｉＯ２ベースレベルより高く、ＳｐＯ２勾配が正（高酸素状態に向かっている）の場合に行われる。減少は勾配に比例する。現在のＦｉＯ２セット値がＦｉＯ２ベース値よりも高いが、ＳｐＯ２勾配が平坦である場合には、減少は実際のＦｉＯ２セット値にのみ比例する。いずれの条件においても、ＦｉＯ２セット値は、ＦｉＯ２ベースレベルよりも低くまで削減されることはない。
【００７３】
ＳｐＯ２読値が初期削減インターバル（例えば、４５秒間）よりも長い間、酸素正常状態範囲にあり、現在のＦｉＯ２セット値がＦｉＯ２ベースレベルよりも大きく、正のＳｐＯ２勾配が存在する場合には、ＦｉＯ２セット値は当該勾配と実際のＦｉＯ２セット値に比例して減少される（毎秒）。ＦｉＯ２セット値は、ＦｉＯ２ベースレベルよりも低くまで削減されることはない。初期削減インターバル（例えば、４５秒）の経過後、ＦｉＯ２セット値がＦｉＯ２ベースレベル未満であり、負のＳｐＯ２勾配が存在する場合には、ＦｉＯ２セット値はＳｐＯ２勾配および現在のＦｉＯ２セットレベルに比例して増加される。この増加によってＦｉＯ２セットレベルがＦｉＯ２ベースレベルより高くなることはない。
【００７４】
ＳｐＯ２リード値が初期削減インターバル（例えば、４５秒）よりも長い間酸素正常状態にあるか、あるいは以前のＳｐＯ２レベルが高酸素状態または酸素正常状態にありかつＳｐＯ２が損失されて回復している場合には（いずれの場合の４５秒の初期削減インターバルの前）、アルゴリズムはＳｐＯ２リード値を平均する。これらの平均化インターバルの持続期間は、酸素正常状態の中間点からのＳｐＯ２リードの逸脱に比例する（例えば、ＳｐＯ２ベース＝９４％）。平均されたＳｐＯ２調整値がＳｐＯ２ベースレベル（例えば、９４％）を超え、ＦｉＯ２セット値がＦｉＯ２ベースレベルよりも大きい場合には、ＦｉＯ２セット値は基準ＳｐＯ２に対する平均ＳｐＯ２の差およびＦｉＯ２ベースレベルに比例して減少される。平均化されたＳｐＯ２調整値がＳｐＯ２ベースレベル（例えば、９４％）未満であり、ＦｉＯ２セット値がＦｉＯ２ベースレベルよりも小さい場合には、ＦｉＯ２セット値は基準ＳｐＯ２に対する平均ＳｐＯ２の差およびＦｉＯ２ベースレベルに比例して増加される。ＦｉＯ２セット変化の大きさは、平均ＳｐＯ２が中間ＳｐＯ２ベースより高く、ＦｉＯ２セットがＦｉＯ２ベースより高い場合の方が、平均ＳｐＯ２が中間ＳｐＯ２ベースよりも低く、ＦｉＯ２セットがＦｉＯ２ベースよりも低い場合に比べて大きくなる。この差異が目的とするのは、ＳｐＯ２が酸素正常状態内にある場合に、Ｏ２をより低くできるようにすることである。
【００７５】
図１７の論理は開始ブロックから判定ブロック５４０に移行し、ここでＳｐＯ２信号がＯＵＴにあったが、酸素正常状態に回復しているかどうかについての判定が行われる。判定結果がＹＥＳであれば、論理は判定ブロック５４２に移行し、ここでＦｉＯ２セットが信号損失前ＦｉＯ２よりも大きいかを判断する判定が行われる。判定結果がＹＥＳであれば、論理はブロック５４４に移行して、ここでＦｉＯ２セットが信号損失前ＦｉＯ２に設定される。判定ブロック５４２の結果に係わらず、論理は判定ブロック５４６に進み、ここでＦｉＯ２セットがＦｉＯ２ベースよりも大きいかを判断する判定が行われる。判定結果がＹＥＳであれば、論理は判定ブロック５４８に進み、ここでＦｉＯ２セットがＦｉＯ２ベースに設定される。判定ブロック５４０の結果に係わらず、論理は判定ブロック５５０に進み、ここで初期ＦｉＯ２減少に対する条件が存在するかを判断する判定が行われる。本発明の例示的実施形態において、ＳｐＯ２が低酸素状態から回復して目標範囲の下限を超えて直ぐの場合における、初期ＦｉＯ２減少に対する条件は以下の通りである。
【００７６】
ＳｐＯ２酸素正常状態カウンタ＝範囲内最小時間（例えば、３秒）
かつ
ＳｐＯ２は以前に低酸素状態にあった
かつ
ＦｉＯ２セット＞ＦｉＯ２ベース
かつ
ＳｐＯ２勾配は平坦で（ゼロ）であるか正である。
【００７７】
初期ＦｉＯ２減少に対する条件が存在する場合には、論理は判定ブロック５５０からブロック５５２に移行し、ここでＦｉＯ２セットが下記の等式を用いて減少される。
【００７８】
ＦｉＯ２セット＝ＦｉＯ２セット−６．０×
（ＳｐＯ２リード−ＳｐＯ２下限）×（ＦｉＯ２セット／１００） （１２）
その後、論理は判定ブロック５５４に移行し、ここでＦｉＯ２セットがＦｉＯ２ベース未満であるかを判断する判定が行われる。判定結果がＹＥＳであれば、論理はブロック５５６に移行し、ここでＦｉＯ２セットがＦｉＯ２ベースに設定される。判定ブロック５５０の結果に係わらず、論理は判定ブロック５５８に進み、ここでＳｐＯ２リードがＳｐＯ２ベース未満であり、ＳｐＯ２勾配が負であるかを判断する判定が行われる。判定結果がＹＥＳであれば、論理はブロック５６０に移行し、ここでＦｉＯ２セットが下記の等式に従って増加される。
【００７９】
ＦｉＯ２セット＝ＦｉＯ２セット＋
３．０×絶対値｜ＳｐＯ２勾配｜×（ＦｉＯ２ベース／１００） （１３）
判定ブロック５５８の結果に係わらず、論理は判定ブロック５６２に進み、ここでＳｐＯ２酸素正常状態カウンタが削減インターバル（例えば、４５秒）以下であるかのどうかの判定が行われる。判定結果がＹＥＳであれば、論理は判定ブロック５６４に移行し、ここでＦｉＯ２セットがＦｉＯ２ベースより大きいかを判断する判定が行われる。判定結果がＹＥＳであれば、ＦｉＯ２は勾配に基づいて減少され得る。ＳｐＯ２勾配が正であれば（判定ブロック５６６においてＹＥＳ）、論理はブロック５６８に移行し、ここでＦｉＯ２セットが下記の等式を用いて減少される。
【００８０】
ＦｉＯ２セット＝ＦｉＯ２セット−
３．０×絶対値｜ＳｐＯ２勾配｜×（ＦｉＯ２セット／１００） （１４）
ＳｐＯ２勾配が平坦、すなわちゼロであれば（ブロック５７０においてＹＥＳ）、論理はブロック５７２に移行し、ここでＦｉＯ２は下記の等式を用いて減少される。
【００８１】
ＦｉＯ２セット＝ＦｉＯ２セット−３．０×（ＦｉＯ２セット／１００） （１５）
その後、論理は判定ブロック５７４に移行し、ここでＦｉＯ２セットがＦｉＯ２ベース未満であるかを判断する判定が行われる。判定結果がＹＥＳであれば、論理はブロック５７６に移行し、ここでＦｉＯ２セットがＦｉＯ２ベースに設定される。
【００８２】
判定ブロック５６２の結果に係わらず、論理は判定ブロック５７８に進み、ここでＳｐＯ２酸素正常状態カウンタが削減インターバル（例えば、４５秒）よりも大きいかを判断する判定が行われる。判定結果がＹＥＳであれば、論理は判定ブロック５８０に移行し、ここでＳｐＯ２勾配がゼロより大きく、ＦｉＯ２セットがＦｉＯ２ベースよりも大きいかを判断する判定が行われる。判定結果がＹＥＳであれば、論理はブロック５８２に移行し、ここでＦｉＯ２セットが下記の等式を用いて減少される。
【００８３】
ＦｉＯ２セット＝ＦｉＯ２セット−
３．０×絶対値｜ＳｐＯ２勾配｜×（ＦｉＯ２セット／１００） （１６）
その後、論理は判定ブロック５８４に移行し、ここでＦｉＯ２セットがＦｉＯ２ベース未満であるかを判断する判定が行われる。判定結果がＹＥＳであれば、論理はブロック５８６に移行し、ここでＦｉＯ２セットがＦｉＯ２ベースに設定される。
【００８４】
判定ブロックブロック５７８の結果に係わらず、論理は判定ブロック５８８に進み、ここでＳｐＯ２酸素正常状態カウンタが削減インターバル（例えば、４５秒）よりも大きいかを判断する判定が行われる。判定結果がＹＥＳであれば、論理は判定ブロック５９０に移行し、ここでＳｐＯ２勾配がゼロよりも大きく、ＦｉＯ２セットがＦｉＯ２ベース未満であるかを判断する判定が行われる。判定結果がＹＥＳであれば、論理はブロック５９２に移行し、ここでＦｉＯ２セットが下記の等式を用いて増加される。
【００８５】
ＦｉＯ２セット＝ＦｉＯ２セット＋
３．０×絶対値｜ＳｐＯ２勾配｜×（ＦｉＯ２セット／１００） （１７）
その後、論理は判定ブロック５９４に移行し、ここでＦｉＯ２セットがＦｉＯ２ベースよりも大きいかを判断する判定が行われる。判定結果がＹＥＳであれば、論理はブロック５９６に移行し、ここでＦｉＯ２セットがＦｉＯ２ベースに設定される。
【００８６】
判定ブロック５８８の結果に係わらず、論理は判定ブロック５９８に進み、ここでＳｐＯ２カウンタが削減インターバル（例えば、４５秒）より大きいかどうか、あるいは以前のレベルが高酸素状態または酸素正常状態であるかを判断する判定が行われる。判定結果がＹＥＳであれば、論理はブロック６００に移行して、ここで酸素正常状態調整インターバルカウンタがインクリメントされ、酸素正常状態調整レベルが下記の等式を用いて計算される。
【００８７】
酸素正常状態調整インターバル＝
６０．０−４．０×絶対値｜ＳｐＯ２リード−ＳｐＯ２ベース｜ （１８）
酸素正常状態調整インターバルは特定の範囲に限られている。論理は判定ブロック６０１に移行し、ここで酸素正常状態調整インターバルがＳｐＯ２正常調整インターバル上限（例えば、６０秒）よりも大きいかを判断する判定が行われる。判定結果がＹＥＳであれば、論理はブロック６０２に移行し、ここで酸素正常状態調整インターバルがＳｐＯ２正常調整インターバル上限（例えば、６０秒）に設定される。次に、論理は判定ブロック６０４に移行し、ここで酸素正常状態調整インターバルがＳｐＯ２正常調整インターバル下限（例えば、２０秒）未満であるかを判断する判定が行われる。判定結果がＹＥＳであれば、論理はブロック６０６に移行し、ここ酸素正常状態調整インターバルがＳｐＯ２正常調整インターバル下限（例えば、２０秒）に設定される。その後、論理は判定ブロック６０８に移行し、ここで調整すべき時間（すなわち、酸素正常状態調整インターバルカウンタが酸素正常状態調整インターバル以上である）であるかを判断する判定が行われる。判定結果がＹＥＳであれば、論理はブロック６１０に移行し、ここでＳｐＯ２酸素正常状態調整レベルが酸素正常状態インターバルにわたるＳｐＯ２の平均として計算される。次に、論理は判定ブロック６１２に移行し、ＳｐＯ２調整レベルがＳｐＯ２ベースより大きく、かつＳｐＯ２勾配が０以上であり、かつＦｉＯ２セットがＦｉＯ２ベースよりも大きいかを判断する判定が行われる。判定結果がＹＥＳであれば。論理はブロック６１４に移行し、ここで酸素正常状態調整インターバルカウンタがゼロにリ設定され、ＦｉＯ２セットが下記の等式を用いて減少される。
【００８８】
ＦｉＯ２セット＝ＦｉＯ２セット−
２．０×（ＳｐＯ２調整レベル−ＳｐＯ２ベース）×
（ＦｉＯ２ベース／１００） （１９）
その後、論理は判定ブロック６１６に移行し、ここでＳｐＯ２調整レベルがＳｐＯ２ベース未満であり、かつＳｐＯ２勾配が０以下であり、かつＦｉＯ２セットがＦｉＯ２ベース未満であるかを判断する判定が行われる、判定結果がＹＥＳであれば、論理はブロック６１８に移行し、ここでＦｉＯ２セットが下記の等式を用いて増加される。
【００８９】
ＦｉＯ２セット＝ＦｉＯ２セット＋
（ＳｐＯ２ベース−ＳｐＯ２調整レベル）×（ＦｉＯ２ベース／１００） （２０）
その後、図１７の論理は終了し、処理は図１４に戻る。
【００９０】
ＳｐＯ２レベル（ブロック４５２における低酸素状態、ブロック４５４における高酸素状態、またはブロック４５６における酸素正常状態）に基づいて適切な処理を実施した後の、図１４に戻り、図１４の論理を終了して、処理は図８に戻る。
【００９１】
図８に戻って、閉ループ制御が有効にされていない場合（判定ブロック２７２においてＮＯ）、論理はブロック２７４に移行して、ここでＦｉＯ２セットはＦｉＯ２バックアップに設定される。次に、論理はブロック２７６に移行して、ここでユーザへの警告が行われる。閉ループ制御が有効（判定ブロック２７２）にされているかどうかに関係なく、論理は判定ブロック２７８に移行し、ここでＦｉＯ２ベース計算が有効であるかを判断する判定が行われる。判定結果がＹＥＳであれば、論理はブロック２８０に移行して、ここでＦｉＯ２ベース判定が図１８に詳細に示し後述するようにして実施される。
【００９２】
図１８は本発明に従ってＦｉＯ２ベース判定を実施するための例示的論理を詳細に示している。ＦｉＯ２ベース計算が有効にされている場合には、アルゴリズムは、図１８に示すように特定の条件が満たされると自動的に基礎酸素を更新する。例示的実施形態において、ユーザによってＦｉＯ２ベース計算が有効にされている場合、アルゴリズムは、特定の条件の間に生じる（必ずしも連続しない）５分間相当のＦｉＯ２セット値を平均する。算出されたＦｉＯ２ベースに対する平均は、現在のＦｉＯ２ベース値の±１０％に限られる。新たに算出されたＦｉＯ２ベース値は現在のＦｉＯ２ベース値と平均される。得られた値が新しいＦｉＯ２ベース値である。平均インターバル継続時間は５分間である。このパラメータは、患者の状態に応じて、システムデフォルトとして、あるいはユーザによって若しくは自動的に変更することができる。
【００９３】
図１８の論理は開始ブロックから判定ブロック６２０に移行し、ここでＦｉＯ２ベースに対する条件が存在するかを判断する判定が行われる。現在のＦｉＯ２セット値をＦｉＯ２ベース判定に含めるための例示的条件は以下の通りである。
【００９４】
ＳｐＯ２が酸素正常状態にあり、かつＳｐＯ２酸素正常状態カウンタ＞ＳｐＯ２酸素正常状態ベース最小値（例えば、３０秒）
または
ＳｐＯ２が高酸素状態にあり、かつＦｉＯ２セット＝ＦｉＯ２最小値、かつＦｉＯ２最小値カウンタ＞ＦｉＯ２ベース最小値（例えば、３０秒）
または
ＳｐＯ２が低酸素状態にあり、かつＦｉＯ２セット＝ＦｉＯ２最大値、かつＦｉＯ２最大値カウンタ＞ＦｉＯ２ベース最大値（例えば、６０秒）
または
ＳｐＯ２が高酸素状態にあり、かつＦｉＯ２セット＜ＦｉＯ２ベース、かつＳｐＯ２高酸素状態カウンタ＞ＳｐＯ２高削減インターバル（例えば、３０秒）
または
ＳｐＯ２が低酸素状態にあり、かつＦｉＯ２セット＞ＦｉＯ２ベース、かつＳｐＯ２低酸素状態カウンタ＞ＳｐＯ２低アラーム限界（例えば、６０秒）。
【００９５】
例示的実施形態において、特定のＦｉＯ２値をＦｉＯ２ベースの計算に含めるためには、下記の条件のうちの少なくとも１つが満たされなければならない。
【００９６】
（１）現在のＳｐＯ２は酸素正常状態になければならず、ＳｐＯ２は少なくとも直近の３０秒（ベース最小）間、酸素正常状態にある。
【００９７】
（２）現在のＳｐＯ２は高酸素状態になければならず、ＦｉＯ２はＦｉＯ２最小レベルにあり、ＦｉＯ２は少なくとも直近の３０秒（ベース最小）間、ＦｉＯ２最小レベルにある。
【００９８】
（３）現在のＳｐＯ２は低酸素状態になければならず、ＦｉＯ２はＦｉＯ２最大レベルにあり、ＦｉＯ２は少なくとも直近の６０秒（ベース最大）間、ＦｉＯ２最大レベルにある。
【００９９】
（４）現在のＳｐＯ２は高酸素状態にあり、現在のＦｉＯ２はＦｉＯ２ベースを下回り、ＳｐＯ２は３０秒よりも長い時間にわたって高酸素状態にある。
【０１００】
（５）現在のＳｐＯ２は低酸素状態にあり、現在のＦｉＯ２はＦｉＯ２ベースを上回り、ＳｐＯ２は６０秒よりも長い時間にわたって低酸素状態にある。
【０１０１】
ＦｉＯ２ベースに対する条件が存在すると、論理はブロック６２２に移行して、ここでＦｉＯ２ベースカウンタが下記の等式を用いてインクリメントされる。
【０１０２】
ＦｉＯ２ベース＝ＦｉＯ２ベース＋ＦｉＯ２セット （２１）
判定ブロック６２０の結果に係わらず、論理は判定ブロック６２４に進み、ここで５分間（あるいは任意の指定値）のＦｉＯ２データが存在するかを判断する判定が行われる。判定結果がＹＥＳであれば、論理はブロック６２６に移行し、ここでＦｉＯ２ベースが平均され、現在のＦｉＯ２ベースの特定の限界内（例えば、±１０％）に設定される。ＦｉＯ２ベースカウンタはゼロにリ設定される。その後、論理はブロック６２８に移行し、ここで新しいＦｉＯ２ベース値と現在のＦｉＯ２ベース値とが平均され、最大値および最小値の設定の間に収まるように設定される。その後、図１８の論理は終了し、処理は図１８に戻る。
【０１０３】
図８に戻って、ＦｉＯ２ベース計算が有効である（判定ブロック２７８）かどうかに関係なく、論理はブロック２８２に進み、ここでＦｉＯ２セットの確認が図１９に詳細に示し、次に記載するようにして実施される。
【０１０４】
図１９は、本発明に従ってＦｉＯ２セットの確認を実施するための例示的論理を示している。図１９の論理は、ＦｉＯ２セットが確実に許容範囲内にあるようにする。判定ブロック６３０において、ＦｉＯ２セットがＦｉＯ２最大値よりも大きいと判定される場合には、ブロック６３２においてＦｉＯ２セットはＦｉＯ２最大値に設定される。判定ブロック６３４において、ＦｉＯ２セットがＦｉＯ２最小値未満であると判定されると、ブロック６３６においてＦｉＯ２セットはＦｉＯ２最小値に設定される。その後、図１９の論理は終了し、処理は図８に戻る。
【０１０５】
図８に戻って、論理はブロック２８４に進み、ここでＦｉＯ２ベース／バックアップの確認が、図２０に詳細に示し以下に記載するようにして実施される。
【０１０６】
図２０は本発明に従ってＦｉＯ２ベース／バックアップの確認を実施するための例示的論理を示している。アルゴリズムによって決定されるか若しくはユーザによって設定された新しいＦｉＯ２ベースおよびバックアップ値は、それらの値が確実に最小および最大範囲内に収まるように確認される。範囲内に収まらない場合には、ユーザに警告が行われる。例示的実施形態において、値が許容限度内にない場合には、当該値は適当な値に設定される。図２０の論理はユーザに対して、ＦｉＯ２ベースが５０％より大きいか、若しくはＦｉＯ２ベースが判定ブロック６４０において判定されるようにＦｉＯ２最大値と等しい場合に警告を行う（ブロック６４２）。
【０１０７】
同様に、判定ブロック６４４において、ＦｉＯ２バックアップが５０％よりも大きいか、あるいはＦｉＯ２バックアップがＦｉＯ２最大値と等しいと判定されると、ユーザへの警告が行われる。その後、図２０の論理は終了し、処理は図８に戻る。
【０１０８】
図８に戻って、論理はブロック２８６に進み、ここでミキサに対するＦｉＯ２セット出力制御が行われる。新しいＦｉＯ２値が確認されると、更新されたＦｉＯ２セット値は、空気−酸素ブレンダを制御する出力ルーチンを通過しなければならない。例示的実施形態において、出力ルーチンは外部ブレンダを駆動する特定の電圧を出力する。様々な実施形態において、さらに別のモニタリングを行って、内蔵ＦｉＯ２アナライザからのモニタリングデータによる正確な混合を確実に行えるようにする。その後、図８の論理は終了し、処理は図６に戻る。
【０１０９】
図２１は例示的グラフィックユーザインターフェース７００を示している。図２１に示される例示的ユーザインターフェース７００は、一定期間にわたってＳｐＯ２およびＦｉＯ２パラメータを表示する。例示的実施形態において、直近の５分間および３０分間分のデータが同時に表示されている。ここで、様々な他のユーザディスプレイが可能であり、例えば代替実施形態において、ユーザはデータ表示のための時間インターバルを選択することができる。ユーザインターフェースにより、ユーザは様々なパラメータをインタラクティブに変更することができるようになる。より詳細には、図２１に示した例示的ユーザインターフェースは以下のものを表示する。
【０１１０】
・オキシメータによって読取られた現在のＳｐＯ２値 ７０２
・６０秒分割でのＳｐＯ２の５分間追跡 ７０４
・ブレンダに設定された現在のＦｉＯ２ ７０６
・６０秒分割でのＦｉＯ２セット値の５分間追跡 ７０８
・５分分割でのＳｐＯ２リードおよびＦｉＯ２セット値の３０分間追跡 ７１０
・ＳｐＯ２レベル（例えば、０＝酸素正常状態、１＝低酸素状態および２＝高酸素状態） ７１２
・先行ＳｐＯ２レベル ７１４
・算出されたＳｐＯ２勾配 ７１６
・ＳｐＯ２勾配の大きさに基づいて算出されたＳｐＯ２傾向 ７１８
・ＳｐＯ２高カウンタ（高酸素状態） ７２０
・ＳｐＯ２正常カウンタ（酸素正常状態） ７２２
・ＳｐＯ２低カウンタ（低酸素状態） ７２４
・８５％−ＳｐＯ２下限の範囲に対するＳｐＯ２低カウンタ ７２６
・７５％−８５％の範囲に対するＳｐＯ２低カウンタ ７２８
・７５％未満の範囲に対するＳｐＯ２低カウンタ ７３０
・目標範囲のＳｐＯ２上限 ７３２
・目標範囲のＳｐＯ２下限 ７３４
・ＳｐＯ２信号ＯＫカウンタ ７３６
・ＳｐＯ２信号ＯＵＴカウンタ ７３８
・閉ループ調整を開始するためのメインスイッチである（すなわち、ＯＦＦ時にＦｉＯ２はバックアップレベルにある）制御ボタン ７４４
・特定のパラメータを記録するために用いられる（例えばファイルへの書き込み）記録ボタン ７４６
・基礎酸素要求量を計算するためにＯＮ／ＯＦＦ切換されるＦｉＯ２ベース計算スイッチ ７５０
・ＦｉＯ２ベース値 ７５２
・ＦｉＯ２ベース計算の有効時に用いられるＦｉＯ２ベースカウンタ ７５４
・ＦｉＯ２バックアップ値 ７５６
・ＦｉＯ２最小値 ７５８
上記検討したように、ユーザはいつでも様々なパラメータを変更することができる。例えば、図２１に示した例示的実施形態において、ユーザは矢印を用いて関連したパラメータに対する値を変更することもできる。
【０１１１】
本発明のさらなる変更および改良は当業者にとって明らかであろう。したがって、本明細書に記載および図示した各部分は本発明の１つの実施形態のみを示すことを意図し、本発明の精神および範囲に含まれる代替装置を限定するものではない。
【図面の簡単な説明】
【０１１２】
【図１】吸入気酸素分画（ＦｉＯ２）を手動で調整するための従来技術のシステムのブロック図。
【図２】本発明に従うＦｉＯ２を自動的に調整するための装置のブロック図。
【図３】本発明に従ってＦｉＯ２を自動的に調整するための例示的論理を説明する流れ図。
【図４】本発明において用いられる例示的変数およびデフォルト値を示した表。
【図５】本発明において用いられる例示的ユーザ設定およびデフォルト値を示した表。
【図６】図３に示した制御サイクルを実行するための例示的論理を示す流れ図。
【図７Ａ】図６に示されるように有効ＳｐＯ２信号が受信されない場合に、バックアップ処理を実行するための例示的論理を示す流れ図。
【図７Ｂ】図６に示されるように有効ＳｐＯ２信号が受信されない場合に、バックアップ処理を実行するための例示的論理を示す流れ図。
【図８Ａ】図６に示されるような有効ＳｐＯ２信号を処理するための例示的論理を示す流れ図。
【図８Ｂ】図６に示されるような有効ＳｐＯ２信号を処理するための例示的論理を示す流れ図。
【図８Ｃ】図６に示されるような有効ＳｐＯ２信号を処理するための例示的論理を示す流れ図。
【図９】図６に示されるような有効ＳｐＯ２信号を処理するための例示的論理を示す流れ図。
【図１０】図６に示されるような有効ＳｐＯ２信号を処理するための例示的論理を示す流れ図。
【図１１Ａ】図６に示されるような有効ＳｐＯ２信号を処理するための例示的論理を示す流れ図。
【図１１Ｂ】図６に示されるような有効ＳｐＯ２信号を処理するための例示的論理を示す流れ図。
【図１１Ｃ】図６に示されるような有効ＳｐＯ２信号を処理するための例示的論理を示す流れ図。
【図１１Ｄ】図６に示されるような有効ＳｐＯ２信号を処理するための例示的論理を示す流れ図。
【図１２】図６に示されるような有効ＳｐＯ２信号を処理するための例示的論理を示す流れ図。
【図１３】図６に示されるような有効ＳｐＯ２信号を処理するための例示的論理を示す流れ図。
【図１４】図６に示されるような有効ＳｐＯ２信号を処理するための例示的論理を示す流れ図。
【図１５Ａ】図６に示されるような有効ＳｐＯ２信号を処理するための例示的論理を示す流れ図。
【図１５Ｂ】図６に示されるような有効ＳｐＯ２信号を処理するための例示的論理を示す流れ図。
【図１５Ｃ】図６に示されるような有効ＳｐＯ２信号を処理するための例示的論理を示す流れ図。
【図１６Ａ】図６に示されるような有効ＳｐＯ２信号を処理するための例示的論理を示す流れ図。
【図１６Ｂ】図６に示されるような有効ＳｐＯ２信号を処理するための例示的論理を示す流れ図。
【図１６Ｃ】図６に示されるような有効ＳｐＯ２信号を処理するための例示的論理を示す流れ図。
【図１６Ｄ】図６に示されるような有効ＳｐＯ２信号を処理するための例示的論理を示す流れ図。
【図１６Ｅ】図６に示されるような有効ＳｐＯ２信号を処理するための例示的論理を示す流れ図。
【図１７Ａ】図６に示されるような有効ＳｐＯ２信号を処理するための例示的論理を示す流れ図。
【図１７Ｂ】図６に示されるような有効ＳｐＯ２信号を処理するための例示的論理を示す流れ図。
【図１７Ｃ】図６に示されるような有効ＳｐＯ２信号を処理するための例示的論理を示す流れ図。
【図１７Ｄ】図６に示されるような有効ＳｐＯ２信号を処理するための例示的論理を示す流れ図。
【図１７Ｅ】図６に示されるような有効ＳｐＯ２信号を処理するための例示的論理を示す流れ図。
【図１７Ｆ】図６に示されるような有効ＳｐＯ２信号を処理するための例示的論理を示す流れ図。
【図１７Ｇ】図６に示されるような有効ＳｐＯ２信号を処理するための例示的論理を示す流れ図。
【図１８】図６に示されるような有効ＳｐＯ２信号を処理するための例示的論理を示す流れ図。
【図１９】図６に示されるような有効ＳｐＯ２信号を処理するための例示的論理を示す流れ図。
【図２０】図６に示されるような有効ＳｐＯ２信号を処理するための例示的論理を示す流れ図。
【図２１】一定の期間にわたるＳｐＯ２およびＦｉＯ２値を示した例示的なグラフィックユーザインターフェース。
【０００１】
本発明は広義には酸素供給システムに関し、より詳細には吸入気酸素（ＦｉＯ２）を自動的に供給するためのシステムおよび方法に関する。
【背景技術】
【０００２】
出生時体重が非常に低い幼児には、しばしば低酸素血症の症状が現れる。こうした症状はパルスオキシメトリーによる動脈血酸素飽和度（ＳＰＯ２）のモニタリングによって検出され、通常は、吸入気酸素（ＦｉＯ２）を一時的に増加させることにより補助される。
【０００３】
急激な発症であることと低酸素血の症状の大半が発生する頻度とを考えると、個々の症状のあいだにＦｉＯ２を手動で調整することによりＳｐＯ２を正常な範囲に維持することは、困難かつ時間を要する作業である。看護士や呼吸療法士は、高／低ＳｐＯ２アラームに応答する。日常的な臨床状態においては、応答時間は様々であり、ＦｉＯ２の調整も十分に明確化されていない。そのため、乳児はある期間、低酸素状態や高酸素状態に晒され、このことが新生児慢性肺疾患や未熟児網膜症の危険を増大させることもある。
【発明の開示】
【発明が解決しようとする課題】
【０００４】
したがって、ＦｉＯ２を自動的に調整することのできるシステムが望まれている。ＦｉＯ２を自動的に調整する従来技術のシステムが知られている。そうした従来のシステムは好ましい結果をもたらしている。しかしながら、既存のシステムは急激なＳｐＯ２変化には対応しておらず、人手の介入が必要であった。したがって、急激なＳｐＯ２変化に対応するような、自動化されたＦｉＯ２調整システムが望まれている。人手の介入を必要としないながらも、必要に応じて人手が介入できるようなシステムでなければならない。また、症状が解消し始め次第、徐々にＦｉＯ２を削減できるシステムでなければならない。
【課題を解決するための手段】
【０００５】
本発明によれば、患者に吸入気酸素（ＦｉＯ２）を供給するためのシステムが提供される。本システムは、動脈ヘモグロビン酸素飽和信号（ＳｐＯ２）を得るためのパルスオキシメータなどの装置を含む。アルゴリズムはＳｐＯ２を用いて、患者に供給すべき適切なＦｉＯ２を決定する。アルゴリズムは、人工呼吸器などの酸素供給装置の空気／酸素ミキサのＦｉＯ２レベルを調整する。
【０００６】
本発明の他の態様によれば、目標（酸素正常状態）範囲を含むＳｐＯ２レベルが規定される。酸素正常状態範囲より高いＳｐＯ２値は高酸素状態とみなされ、酸素正常状態範囲より低い値は低酸素状態とみなされる。
【０００７】
本発明のさらなる態様によれば、ＳｐＯ２信号が有効信号であるかが判定される。ＳｐＯ２信号が有効信号でない場合には、バックアップ値に基づいて患者に供給すべきＦｉＯ２が決定される。信号が有効信号でありかつ閉ループモードが有効でない場合には、バックアップ値に基づいて患者に供給すべきＦｉＯ２が決定される。信号が有効でありかつ閉ループモードが有効である場合には、現在のＳｐＯ２と傾向とに基づいて患者に供給すべきＦｉＯ２が決定される。傾向は、以前のＳＰＯ２値を用いて勾配を計算することにより求められる。決定されたＦｉＯ２は、例えば、呼吸器または空気／酸素ガスミキサーを用いて患者に供給される。
【０００８】
本発明のさらに別の態様によれば、ユーザインターフェースが提供される。ユーザインターフェースは状態情報を表示する。ユーザインターフェースは警告も表示する。ユーザインターフェースは、ユーザ設定／パラメータを見たり変更したりするために用いることもできる。
【０００９】
本発明の上記ならびに他の特徴は、図面を参照するとより明確になるであろう。
【発明を実施するための最良の形態】
【００１０】
従来、図１に示したように、患者６０の動脈ヘモグロビン酸素飽和度を判定するために、パルスメータ５０などの装置が用いられている。看護士７０がパルスオキシメータ５０を監視する。看護士７０は、人工呼吸器または空気／酸素ミキサ８０を用いて、患者６０に供給される吸入気酸素（ＦｉＯ２）を調整する。典型的には、呼吸器装置８０が純酸素を空気と混合して、酸素を一定の百分率で有した混合気を患者に与える。例えば、呼吸器８０は、患者６０に９０％酸素／１０％空気混合物を供給するようにしてもよい。必要とされる正確な混合気は患者ごとに異なり、患者個人に対しても長い期間の間に変化することがある。患者が受ける酸素が多すぎると、高酸素状態として知られる状態が起こり、患者が十分な酸素を受け取らないと、低酸素状態として知られる状態が起こる。適切な量の酸素が供給されていれば、「酸素正常状態」となる（すなわち、高酸素状態も低酸素状態も起こっていない）。図１に示されるような従来のシステムは、人間が介入（たとえば、看護士７０によって）することから、「開システム」である。
【００１１】
図２に示すように、本発明は、アルゴリズム９０（以下に詳細に説明する）を利用して、動脈ヘモグロビン酸素飽和信号（ＳｐＯ２）の受信に応答してＦｉＯ２を供給する「閉じたシステム」である。本発明の例示的実施形態において、アルゴリズムはパルスオキシメータ５０によって測定される動脈酸素−ヘモグロビン酸素飽和度（ＳｐＯ２）についての情報を取得し、この測定値を入力として用いて、呼吸器８０を介して連続的に患者に供給される吸入気酸素濃度（ＦｉＯ２）に対する調整があれば、これを求める。ここで、本明細書中に記載するアルゴリズムは、様々な酸素供給モード、例えば、人工呼吸器、酸素フード、鼻カニュレ、および／または持続的気道陽圧（ＣＰＡＰ）システムまたはインキュベータにも適用することができる。新しいＦｉＯ２設定と実際の酸素濃度変化の間の遅延は重要である。殆どの酸素供給モードにおいて、遅延は比較的短い（例えば、１５秒未満）。しかしながら、大型のフードやインキュベータにおいては、有意に長い遅延が存在する。本発明の閉ループ制御システムは、急速かつ頻繁な低酸素症状に追従するのに十分な速さで、吸入気濃度を変化させることができる。本発明の例示的実施形態において、ＳｐＯ２は、パルスオキシメータのアナログ出力から読み込まれる。しかしながら、他の出力から、例えば、任意のシリアル出力から読み込む代替実施形態も可能である。
【００１２】
本発明は人間の介入を必要としないものではあるが、手動で調整や停止を行うことも可能である。本明細書に記載のシステムは、出生時体重が非常に低い乳児である患者に理想的に適している。しかしながら、本発明はこれに限定されることはない。本発明はあらゆる年齢の患者に対して用いることができる。
【００１３】
本発明は、患者のＳｐＯ２情報を連続的に取得し、（例えば、人工呼吸器８０を介して）患者に供給されるＦｉＯ２を調整してユーザ（例えば、看護士）によって設定された特定の範囲内にＳｐＯ２を維持するアルゴリズム９０を含んでいる。例示的実施形態において、アルゴリズム９０は、アルゴリズム９０と呼吸器の空気／酸素ブレンダ制御との間の直接的な電子インターフェースを用いた「閉ループ」原理に基づいて、１秒に１回、ＦｉＯ２を計算して調整する。
【００１４】
アルゴリズム９０は、ユーザ指定の目標酸素正常状態範囲に基づいてＳｐＯ２の範囲を規定する。高酸素状態はＳｐＯ２が酸素正常状態の目標範囲を超える場合に起こるものとし、低酸素状態はＳｐＯ２が酸素正常状態の目標範囲を下回ると起こるものとする。ＦｉＯ２における患者の多様性変化扱うために、差動制御フィードバック関数を用いるが、この関数は、アルゴリズムのルールと組み合わせて、酸素正常状態の期間において、あるいは高酸素血または低酸素血症状期間において、ＦｉＯ２調整の大きさとタイミングを調節する。調整を決定するために用いられる因子は、現在のＳｐＯ２レベルと、ＳｐＯ２変化の方向および速度、高酸素血または低酸素血症状の持続の程度、現在のＦｉＯ２設定、および個々の患者の酸素正常状態時の基礎ＦｉＯ２要求量である。
【００１５】
高酸素状態および酸素正常状態時時ＦｉＯ２調整は、低酸素状態時に比べて小規模かつ遅いペースで行われる。しかしながら、アルゴリズム内の規則および制御関数は、アルゴリズムが、安定期間内の遅くて微妙なＳｐＯ２変化から、急性の低酸素状態期間内の急激なＳｐＯ２低下への、変化する状態に対する応答を修正できるように設計されている。
【００１６】
アルゴリズム９０は、ＳｐＯ２情報が見つからない場合のバックアップ機能も有している。バックアップ機能は、短い待機期間の後、ＳｐＯ２情報が再び利用できるようになるまで、ユーザによって予め設定されたバックアップレベル若しくは現在のＦｉＯ２レベルのいずれか高い方に、ＦｉＯ２をロックする。
【００１７】
標準的なパルスオキシメータアラームに加えて、アルゴリズムは、高酸素血または低酸素血の症状が起こった場合と、ＦｉＯ２を調整したにも拘わらずこの状態が一定時間（例えば、２分間）を超えて持続された場合、および調整によってＦｉＯ２が所定レベル、例えば、低レベルである０．２１（大気）および高レベルである１．０（純酸素）に設定された場合に、ユーザに対して警告を発する。ＳｐＯ２信号が失われた場合にもユーザへの警告がなされる。上記警告は、ユーザ（例えば、看護士）に、ＳｐＯ２測定、ＦｉＯ２供給および通信リンクが正常に機能しているかを確認するように知らせることを意図している。
【００１８】
図３は、アルゴリズム９０によって実行される例示的論理を示した流れ図である。アルゴリズムは、ユーザによって設定された範囲に従ってＳｐＯ２を分類する。ユーザは酸素正常状態に対する目標範囲（例えば、例示的デフォルト範囲は８８％〜９６％）を設定する。上記の酸素正常状態に対する範囲を上回るＳｐＯ２（たとえば、９６％より大きい）は高酸素状態とみなされる。上記の酸素正常状態に対する範囲を下回るＳｐＯ２（たとえば、８８％未満）は低酸素状態とみなされる。低酸素状態については、その重要性からさらに細別される。例示的実施形態において、低酸素状態については、以下に示す範囲にさらに細別される。７５％未満、７５〜８５％、８５％〜酸素正常状態下限（例えば、例示的デフォルト範囲を用いると、８５％〜８８％）。ＦｉＯ２は、現在のＳｐＯ２と、ＳｐＯ２の傾向と、ＳｐＯ２が上記範囲にある時間、ならびに基礎ＦｉＯ２および現在のＦｉＯ２設定に基づいて調整される。
【００１９】
図３の論理は、開始ブロックからブロック１００に移行し、ここでシステムデフォルトが設定される。図４の表に示されるような、様々なシステムデフォルトまたはパラメータが予め設定される。表４中のパラメータ（変数）については後で詳述する。これらの変数は、アプリケーションおよび／またはユーザによって変更可能である。
【００２０】
システムデフォルトの設定後、図３の論理はブロック１０２に移行し、ここでユーザインターフェースが表示される。例示的なユーザインターフェースが図２１に示されており、これについては後述する。
【００２１】
次に図３の論理はブロック１０４に進み、ここでユーザ設定が読み込まれる。図５に示されるようなユーザ設定は、閉ループ実行の開始前（すなわち、制御サイクルに入る前）に設定しておかなければならない。好ましくは、設定は、アルゴリズムの実行中に設定または変更することもできる。好ましくは、適当なユーザインターフェース（図２１に示されるようなもの）を設けて、ユーザが上記の値を設定／変更できるようにする。ユーザは上記の値を設定／変更することができるが、好ましくはシステムデフォルト（図５に示されるよなもの）が与えられる。
【００２２】
本発明の例示的実施形態において、ＳｐＯ２目標範囲上限およびＳｐＯ２目標範囲下限によって患者の所望目標範囲が規定される。図５に示した例示的実施形態において、ＳｐＯ２目標範囲下限は、８５％〜９４％の範囲になければならず、８８％のデフォルト値を有しており、ＳｐＯ２目標範囲上限は、９４％〜１００％の範囲になければならず、９６％のデフォルト値を有している。したがって、デフォルト目標範囲は８８％〜９６％である。
【００２３】
ＦｉＯ２ベースは、正常なＳｐＯ２を維持するための患者の基礎酸素要求量である。ＦｉＯ２ベースは、ユーザ設定に固定しておいてもよいし、あるいはアルゴリズムによって基礎酸素需要の変化に自動的に調整してもよい。ＦｉＯ２ベースは、閉ループがＯＮに切り換えられた時のＦｉＯ２セットに対する初期レベルでもある。あるいは、ＦｉＯ２ベースに対するデフォルト設定は、閉ループをＯＮにする前に用いられていた手動（通常）モード時のユーザ設定から得ることもできる。図５に示した例示的実施形態において、ＦｉＯ２ベースは、２１％〜６０％の範囲になければならず、３０％のデフォルト値を有している。
【００２４】
ＦｉＯ２バックアップは、システムの起動時、ＳｐＯ２信号のＯＵＴ時、あるいは閉ループスイッチのＯＦＦ時における、ＦｉＯ２セットに対するデフォルト値である。ＦｉＯ２バックアップは、基礎（ＦｉＯ２ベース）よりも低くてはならない。図５に示した例示的実施形態において、ＦｉＯ２バックアップは、２１％〜１００％の範囲になければならず、４０％のデフォルト値を有している。
【００２５】
ＦｉＯ２最小値は、ＦｉＯ２セット、ＦｉＯ２ベースおよびＦｉＯ２バックアップを設定できる最低レベルである。図５に示した例示的実施形態において、ＦｉＯ２最小値は２１％（大気）のデフォルト値を有している。
【００２６】
ＦｉＯ２最大値（図５には示さず）は、デフォルトパラメータである。例えば、ＦｉＯ２最大値は、１００％のデフォルト（純酸素）に初期設定されているが、ユーザによって選択可能である。
【００２７】
ユーザ設定が読み込まれた後、図３の論理はブロック１０６に進み、ここで図６に示され以下に詳述するようにして、制御サイクルが実施される。制御サイクルは、ユーザが閉ループをＯＮに切り換えている場合に開始される。閉ループがＯＦＦに設定されていれば、制御サイクルループは継続するが、ＦｉＯ２セットはＦｉＯ２バックアップレベルに戻る。ＦｉＯ２セットは、空気／酸素ミキサにおいて設定された実際のパラメータである。
【００２８】
図６は、本発明に従って制御サイクルを実施するための例示的論理を示す流れ図である。論理は開始ブロックからブロック２００に移行し、ここでＳｐＯ２（例えば、パルスオキシメータ５０からのＳｐＯ２出力信号）が読み込まれる。読値であるＳｐＯ２は、ＳｐＯ２リードとして格納される。次に、論理は判定ブロック２０２に移行し、ここで、ＳｐＯ２リードが許容ＳｐＯ２範囲にあるかを判断する判定が行われる。例えば、図４に示されるように、例示的実施形態において、デフォルト範囲は２０％〜１００％ある。ＳｐＯ２リードが許容範囲内にない場合（ブロック２０２においてＮＯ）、論理はブロック２０４に移行し、ここでＳｐＯ２信号ＯＵＴ処理が図７に示し後述するようにして実施される。オキシメータとアルゴリズムの間の通信がパルスオキシメータのアナログ出力による場合に、信号がＯＵＴであると、大半のオキシメータは０％の読値を与える。これに代わって、オキシメータとアルゴリズムの間にシリアル通信が存在する場合には、ＳｐＯ２情報を適切な通信ハンドシェークによってモニタすることができる。ＳｐＯ２がＳｐＯ２ＯＫ範囲にあれば（判定ブロック２０２においてＹＥＳ）、論理はブロック２０６に移行し、ここでＳｐＯ２信号ＯＫ処理が図８に示し後述するようにして実施される。ＳｐＯ２信号ＯＵＴ処理の実施後（ブロック２０４）またはＳｐＯ２信号ＯＫ処理の実施後（ブロック２０６）、論理はブロック２０８に移行し、ユーザ設定が変更されているかをモニタする。ユーザはいつでも様々な設定を変更できることが好ましい。ユーザ設定が変更されている場合には、それに応じて変数が更新される。その後、論理はブロック２００に戻り、ここでＳｐＯ２がもう一度読み込まれて処理される。例示的実施形態において、ＳｐＯ２の読み込みと処理（例えば、これに対応したＦｉＯ２の調整）は一秒毎に行われる。したがって、ＳｐＯ２はシステムが遮断されるまで毎秒連続的にモニタされる。
【００２９】
図７は、本発明に従ってＳｐＯ２信号ＯＵＴ（例えば、バックアップモード）処理を実施するための例示的論理を示している。バックアップモード処理において、ＦｉＯ２セット（すなわち、空気／酸素ミキサ側で設定された実際のパラメータ）は、フィードバック情報が再度利用できるようになるまで、ＦｉＯ２バックアップレベル、ＦｉＯ２ベースレベルまたは現在のレベル（いずれか高いもの）にロックされる。
【００３０】
図７の論理は、開始ブロックからブロック２２０に移行し、ここでユーザへの警告が行われ、原因がチェックされる。パルスオキシメータが情報を提供できなくなるのには、いくつかの理由があるが、一例としては、運動または低灌流（もしくはその両方）時における不十分な信号の質、プローブのゆるみやプローブが定位置にない、あるいはオキメータとアルゴリズム９０の間の通信リンクの破断などがある。次に論理はブロック２２２に移行し、ここでＳｐＯ２ＯＵＴカウンタがインクリメントされる。ＳｐＯ２ＯＵＴカウンタは、信号の損失が一種の一時的変動またはエラーに関係していないことを確認するために使用される。最小インターバルが経過した後にのみ、ＳｐＯ２ＯＵＴカウンタはリ設定される。これにより、短いドロップアウト期間があったとしても、動作を正常に再開できることになる。次に、論理は判定ブロック２２４に移行し、ここで、ＳｐＯ２ＯＵＴカウンタがＳｐＯ２ゼロまでの時間（Ｔｉｍｅ ｔｏ Ｚｅｒｏ）カウンタに等しいかどうかが判定される。判定結果がＹＥＳであれば、論理はブロック２２６に移行し、ここでＳｐＯ２ＯＫカウンタがゼロに設定される。例えば、図４に示した例示的実施形態において、デフォルト値は１０秒である。したがって、ＳｐＯ２ＯＵＴカウンタが１０であれば、ＳｐＯ２ＯＫカウンタはゼロにリ設定されることになる。図示した実施形態は、ＳｐＯ２が毎秒読み込まれて処理されることを想定している。しかしながら、アルゴリズムは異なるインターバルでＳｐＯ２値を読み込んで処理することを許容するように変更することもできる。
【００３１】
次に、論理は判定ブロック２２８に移行し、ここで、ＳｐＯ２ＯＵＴカウンタが直近の５秒間の間に設定されたか（例えば、ＳｐＯ２ＯＵＴカウンタが５以上である）どうかの判定が行われる。図示した論理は、連続する５秒間にわたって失われたＳｐＯ２信号に基づいているが、他の時間を用いることもできる。デフォルト値はユーザによって変更可能であることが好ましい。低酸素状態が（しばしば観察される）四肢の動きに伴うものであるならば、短い待機時間で早期に酸素を追加するが、低酸素状態が頻繁ではなく、信号の損失が低酸素状態に伴って起こっていない場合には、一般により長い待機時間が適用される。ＳｐＯ２が一定期間（例えば、５秒）にわたって設定されていない場合には、図７の論理は終了する。
【００３２】
しかしながら、ＳｐＯ２が直近の５秒間もしくは他の指定された期間にわたって、損失（ＯＵＴ）している場合には（判定ブロック２２８においてＹＥＳ）、論理はブロック２３０に移行し、ここで信号損失直前のＦｉＯ２セットがＦｉＯ２セットに設定される。ＦｉＯ２がバックアップレベルに設定されると、アルゴリズムは最新のＦｉＯ２値をメモリに格納する。この信号損失直前のＦｉＯ２値は、何らかの条件下でＳｐＯ２が再度利用可能になるとすぐにＦｉＯ２を設定するために用いられる。次に、論理は判定ブロック２３２に移行し、ここでＦｉＯ２バックアップがＦｉＯ２ベース以上であるかを判断する判定が行われる。判定結果がＹＥＳであれば、論理は判定ブロック２３４に移行して、ここでＦｉＯ２セットがＦｉＯ２バックアップ未満であるかを判断する判定が行われる。判定結果がＹＥＳであれば、論理はブロック２３６に移行して、ここでＦｉＯ２セットがＦｉＯ２バックアップに設定される。そして図７の論理は終了し処理は図６に戻る。
【００３３】
ＦｉＯ２バックアップがＦｉＯ２ベース未満である場合（判定ブロック２３２においてＮＯ）、論理は判定ブロック２３８に移行し、ここで、ＦｉＯ２セットがＦｉＯ２ベース未満であるかを判断する判定が行われる。判定結果がＹＥＳであれば、論理はブロック２４０に移行し、ここでＦｉＯ２セットがＦｉＯ２ベースに設定される。判定結果がＮＯであれば、ＦｉＯ２セットは変更されない。そして図７の論理は終了し処理は図６に戻る。
【００３４】
図８は、本発明に従ってＳｐＯ２信号ＯＫ処理を実施するための例示的論理を示す。各範囲内のＳｐＯ２に対して経過した時間のカウンタは連続的に更新される。これらのカウンタは、実際のＳｐＯ２レベルを分類して確認し（酸素正常状態、高酸素状態または低酸素状態）、短い変動と区別するために用いられる。ＳｐＯ２がいずれかの特定範囲に達してから最小時間が経過して初めて、これが新しいＳｐＯ２レベルであるとみなされる。図４に示した例示的実施形態において、新しいレベルとみなされるまでのデフォルト時間は、３秒にデフォルト設定されている（高／正常／低範囲最小値におけるＳｐＯ２時間）。この短いインターバルは、短い変動による影響を受け得るため、以前のＳｐＯ２範囲に対する他のカウンタは長いインターバル（図４に示した例示的実施形態においては１０秒にデフォルト設定されている、ＳｐＯ２ゼロまでの時間カウンタ）が経過して初めてリ設定される。このように、ＳｐＯ２リードは、より長い時間（例えば、１０秒）を経た後にのみ、いずれかの特定範囲から外れたものと確認される。ＳｐＯ２リードは、３秒（あるいは高／正常／低範囲最小値にあるＳｐＯ２時間の値が設定されている時間）後に、新しい範囲にあると確認されるが、以前の範囲から外れたものと確認されるのは１０秒（あるいはゼロまでの時間カウンタが設定されている時間）後である。このようにして、ＳｐＯ２リードが短時間で以前の範囲に戻った場合、その範囲における全ての動作は即座に再開する。
【００３５】
図８の論理は開始ブロックからブロック２５０に移行し、ここでＳｐＯ２ＯＫカウンタがインクリメントされる。次に、論理は判定ブロック２５２に移行し、ここでＳｐＯ２ＯＫカウンタがＳｐＯ２ゼロまでの時間カウンタと等しいかを判断する判定が行われる。判定結果がＹＥＳであれば、論理はブロック２５４に移行し、ここでＳｐＯ２ＯＵＴカウンタはゼロに設定される。次に、ＳｐＯ２リードに基づいて適切なタイミングが行われる。ＳｐＯ２リードが酸素正常状態に対する目標範囲内、例えば８８％〜９６％にある場合には（判定ブロック２５６においてＹＥＳ）、論理はブロック２５８に移行し、ここで酸素正常状態タイミングが図９に詳細に示し以下に説明するようにして実施される。
【００３６】
図９は、本発明に従って酸素正常状態タイミングを実施するための例示的論理を示している。図９に示し後述するように、ＳｐＯ２が目標範囲に入ってから一定時間（例えば、３秒）経過した後に初めて、酸素正常状態が新しいＳｐＯ２レベルであるとみなされるが、他のＳｐＯ２範囲に対するカウンタはより長い時間（例えば、１０秒）が経過した後にしかリ設定されない。図９の論理は、開始ブロックからブロック３００に移行し、ここでＳｐＯ２酸素正常状態カウンタがインクリメントされる。次に、論理は判定ブロック３０２に移行し、ここでＳｐＯ２酸素正常状態カウンタがＳｐＯ２範囲内最小時間（高／正常／低範囲におけるＳｐＯ２時間、例えば３秒間）以上であるかを判断する判定が行われる。判定結果がＹＥＳであれば、論理は判定ブロック３０４に移行し、ここでＳｐＯ２酸素正常状態カウンタがＳｐＯ２範囲内最小時間と等しいかを判断する判定が行われる。判定結果がＹＥＳであれば、論理はブロック３０６に進み、ここで、ＳｐＯ２先行レベルがＳｐＯ２レベルに設定される。判定ブロック３０４の結果に係わらず、論理はブロック３０８に進み、ここでＳｐＯ２レベルが酸素正常状態に設定される。判定ブロック３０２の結果に関係無く、論理は判定ブロック３１０に移行し、ここでＳｐＯ２酸素正常状態カウンタがＳｐＯ２ゼロまでの時間カウンタよりも大ききかを判断する判定が行われる。判定結果がＹＥＳであれば、論理はブロック３１２に移行し、ここでカウンタ（ＳｐＯ２高酸素状態カウンタ，ＳｐＯ２低酸素状態カウンタ，ＳｐＯ２低酸素状態８５〜下限カウンタ，ＳｐＯ２低酸素状態７５〜８５カウンタおよびＳｐＯ２低酸素状態７５未満カウンタ）はゼロに設定される。そして図９の論理が終了し、処理は図８に戻る。
【００３７】
図８に戻って、ＳｐＯ２リードが目標範囲より大きい場合には（判定ブロック２６０においてＹＥＳ）、論理はブロック２６２に移行して、ここで高酸素状態タイミングが図１０に詳細に示し後述するようにして実施される。
【００３８】
図１０は、本発明に従って高酸素状態タイミングを実施するための例示的論理を示す。図１０に示し後述するように、ＳｐＯ２が高酸素状態範囲に入ってから一定時間（例えば、３秒）経過した後に初めて、高酸素状態が新しいＳｐＯ２レベルであるとみなされるが、他のＳｐＯ２範囲に対するカウンタはより長い時間（例えば、１０秒）が経過した後にしかリ設定されない。図１０の論理は、開始ブロックからブロック３２０に移行し、ここでＳｐＯ２高酸素状態カウンタがインクリメントされる。次に、論理は判定ブロック３２２に移行し、ここでＳｐＯ２高酸素状態カウンタがＳｐＯ２範囲内最小時間以上であるかを判断する判定が行われる。判定結果がＹＥＳであれば、論理は判定ブロック３２４に移行し、ここでＳｐＯ２高酸素状態カウンタがＳｐＯ２範囲内最小時間と等しいかを判断する判定が行われる。判定結果がＹＥＳであれば、論理はブロック３２６に進み、ここでＳｐＯ２先行レベルがＳｐＯ２レベルに設定される。判定ブロック３２４の結果に係わらず、論理はブロック３２８に進み、ここでＳｐＯ２レベルが高酸素状態に設定される。判定ブロック３２２の結果に係わらず、論理は判定ブロック３３０に移行し、ここでＳｐＯ２高酸素状態カウンタがＳｐＯ２ゼロまでの時間カウンタよりも大ききかを判断する判定が行われる。判定結果がＹＥＳであれば、論理はブロック３３２に移行し、ここでカウンタ（ＳｐＯ２酸素正常状態カウンタ、ＳｐＯ２低酸素状態カウンタ、ＳｐＯ２低酸素状態８５〜下限カウンタ、ＳｐＯ２低酸素状態７５〜８５カウンタ、およびＳｐＯ２低酸素状態７５未満カウンタ）がゼロに設定される。そして図１０の論理が終了し、処理は図８に戻る。
【００３９】
図８に戻って、ＳｐＯ２リードが目標範囲未満である場合には（判定ブロック２６４においてＹＥＳ）、論理はブロック２６６に移行して、ここで低酸素状態タイミングが図１１に詳細に示し後述するようにして実施される。
【００４０】
図１１は、本発明に従って低酸素状態タイミングを実施するための例示的論理を示す。図１１に示し後述するように、ＳｐＯ２が低酸素状態範囲に入ってから一定時間（例えば、３秒）経過した後に初めて、低酸素状態が新しいＳｐＯ２レベルとみなされるが、他のＳｐＯ２範囲に対するカウンタはより長い時間（例えば、１０秒）が経過した後にしかリ設定されない。図１１の論理は、開始ブロックからブロック３４０に移行し、ここでＳｐＯ２低酸素状態カウンタがインクリメントされる。次に、論理は判定ブロック３４２に移行し、ここでＳｐＯ２低酸素状態カウンタがＳｐＯ２範囲内最小時間以上であるかを判断する判定が行われる。判定結果がＹＥＳであれば、論理は判定ブロック３４４に移行し、ここでＳｐＯ２低酸素状態カウンタがＳｐＯ２範囲内最小時間と等しいかを判定するテストが行われる。判定結果がＹＥＳであれば、論理はブロック３４６に進み、ここで、ＳｐＯ２先行レベルがＳｐＯ２レベルに設定される。判定ブロック３４４の結果に係わらず、論理はブロック３４８に進み、ここでＳｐＯ２レベルが低酸素状態に設定される。判定ブロック３４２の結果に係わらず、論理は判定ブロック３５０に移行し、ここでＳｐＯ２低酸素状態カウンタがＳｐＯ２ゼロまでの時間カウンタよりも大ききかを判断する判定が行われる。判定結果がＹＥＳであれば、論理はブロック３５２に移行し、ここでカウンタ（ＳｐＯ２酸素正常状態カウンタおよびＳｐＯ２高酸素状態カウンタ）がゼロに設定される。
【００４１】
上述のように、低酸素状態は例えば、例えば７５％未満、７５％〜８５％、および８５％〜酸素正常状態下限という範囲に細分化される。種々のサブ範囲に対する低酸素カウンタは、必要に応じて、ＳｐＯ２リードに基づいて設定される。例えば、ＳｐＯ２リードが８５とＳｐＯ２目標範囲下限の間にある場合、例示的デフォルト範囲として８５％〜９５％の範囲を用いて（判定ブロック３５４においてＹＥＳ）、論理はブロック３５６に移行し、ここでＳｐＯ２低酸素状態８５〜下限カウンタがインクリメントされる。そして論理は判定ブロック３５８に移行し、ここで、ＳｐＯ２低酸素状態８５〜下限カウンタがゼロまでの時間カウンタよりも大きいかを判断する判定が行われる。判定結果がＹＥＳであれば、論理はブロック３６０に移行し、ここでカウンタ（ＳｐＯ２低酸素状態７５〜８５カウンタおよびＳｐＯ２低酸素状態７５未満カウンタ）がゼロに設定される。ＳｐＯ２リードが７５と８５の間であれば（判定ブロック３６２においてＹＥＳ）、論理はブロック３６４に移行し、ここでＳｐＯ２低酸素状態７５〜８５カウンタがインクリメントされる。そして論理は判定ブロック３６６に移行し、ここでＳｐＯ２低酸素状態７５〜８５カウンタがＳｐＯ２ゼロまでの時間カウンタよりも大きいかを判断する判定が行われる。判定結果がＹＥＳであれば、論理はブロック３６８に移行し、ここでカウンタ（ＳｐＯ２低酸素状態８５〜下限カウンタおよびＳｐＯ２低酸素状態７５未満カウンタ）がゼロに設定される。もしＳｐＯ２リードが７５未満であれば（判定ブロック３７０においてＹＥＳ）、論理はブロック３７２に移行し、ここでＳｐＯ２低酸素状態７５未満カウンタがインクリメントされる。そして論理は判定ブロック３７４に進み、ここでＳｐＯ２低酸素状態７５未満カウンタがＳｐＯ２ゼロまでの時間カウンタより大きいかを判断する判定が行われる。判定結果がＹＥＳであれば、論理はブロック３７６に移行し、ここでカウンタ（ＳｐＯ２低酸素状態８５〜下限カウンタおよびＳｐＯ２低酸素状態７５〜８５カウンタ）がゼロに設定される。そして図１１の論理が終了し、処理は図８に戻る。
【００４２】
適切なタイミング処理が実施された後（例えば、ブロック２５８における酸素正常状態タイミング、ブロック２６２における高酸素状態タイミング、またはブロック２６６における低酸素状態タイミング）の図８に戻り、図８の論理はブロック２６８に移行し、ここでＳｐＯ２勾配計算が図１２に詳細に示し後述するようにして実施される。
【００４３】
図１２は、本発明に従ってＳｐＯ２勾配計算を実施するための例示的論理を示している。ＳｐＯ２は毎秒読み込まれて処理されるので、勾配は毎秒計算される。勾配計算の際には、現在のＳｐＯ２読値と直前の連続する７秒間のＳｐＯ２読値に基づいて勾配が計算される。ここで勾配計算の際に用いる直前値の数は７以外であってもよい。勾配を計算するために用いられる全ての読値は、信号がＯＫとみなされる範囲内になければならない。勾配は各秒の間のＳｐＯ２変化の平均である。算出された勾配は特定された範囲に限定される。たとえば、図４に示した実施形態においては、範囲は１秒あたり±５％（ＳｐＯ２勾配上限およびＳｐＯ２勾配下限）にデフォルト設定されている。様々な実施形態において、高速、中速および低速変化を追跡するために複数の勾配を計算することもできる。そしてこの複数の勾配をＦｉＯ２セット判定手順（図１４に示される）内の様々な時間において使用することができる。
【００４４】
図１２の論理は開始ブロックから判定ブロック３８０に移行し、ここでＳｐＯ２信号ＯＫカウンタが連続７秒以上であるかを判断する判定が行われる。判定結果がＮＯであれば、論理はブロック３８２に移行して、ここでＳｐＯ２勾配がゼロに設定され、図１２の論理は終了し、処理は図８に戻る。
【００４５】
しかしながら、ＳｐＯ２信号ＯＫカウンタが連続した７秒以上であれば（判定ブロック３８０においてＹＥＳ）、論理はブロック３８４に移行して、ここでＳｐＯ２勾配が直近の７秒間の秒間ＳｐＯ２変化の平均に設定される。次に、勾配が許容限界内にあることを保証するように論理が実施される。判定ブロック３８６において、ＳｐＯ２勾配がＳｐＯ２勾配上限（例えば５％を超える変化）を超えると判定された場合には、論理はロック３８８に移行して、ここでＳｐＯ２勾配がＳｐＯ２勾配上限に設定される（例えば、ＳｐＯ２勾配が＋５％に設定される）。判定ブロック３９０において、ＳｐＯ２勾配がＳｐＯ２勾配下限未満であると判定された場合には、論理はブロック３９２に移行して、ここでＳｐＯ２勾配がＳｐＯ２勾配下限に設定される（例えば、ＳｐＯ２勾配が−５％に設定される）。そして図１２の論理は終了し、処理は図８に戻る。
【００４６】
勾配を計算した後（ブロック２６８）の図８に戻り、論理はブロック２７０に移行し、ここで、図１３に詳細に示し、以下に示すようにしてＦｉＯ２最大値／最小値タイミングが実施される。
【００４７】
図１３の論理は、本発明に従ってＦｉＯ２最大値／最小値タイミングを実施するための例示的論理を示している。このアルゴリズムでは、ＦｉＯ２最大限界値および最小限界値にある時間をカウントすることにより、ＦｉＯ２セットに対する実際値をモニタしている。ＦｉＯ２がＦｉＯ２最大値アラームインターバルよりも長い間にわたって、連続的に最大限界値にあれば、ユーザに警告を行う。ＦｉＯ２最大値および最小値における時間は、後述のようにＦｉＯ２ベースの計算のためにも用いられる（図１８）。
【００４８】
図１３の論理は開始ブロックから判定ブロック４００に移行して、ここでＦｉＯ２セットがＦｉＯ２最小値に等しいかを判断する判定が行われる。判定結果がＮＯであれば、論理はブロック４０２に移行して、ここでＦｉＯ２最小値カウンタがゼロに設定される。もし等しければ、論理はブロック４０４に移行して、ここでＦｉＯ２最小値カウンタがインクリメントされる。次に論理は判定ブロック４０６に移行して、ここでＦｉＯ２セットがＦｉＯ２最大値と等しいかを判断する判定が行われる。判定結果がＮＯであれば、論理はブロック４０８に移行して、ここでＦｉＯ２最大値がゼロに設定され、図１３の論理は終了し、図８に戻る。
【００４９】
しかしながら、ＦｉＯ２セットがＦｉＯ２最大値と等しくない場合には、論理は判定ブロック４０６からブロック４１０に移行し、ここでＦｉＯ２最大値がインクリメントされる。そして、論理はブロック４１２に移行して、ここでこれ（ＦｉＯ２最大値カウンタ）が６０秒を超える場合にはユーザへの警告が行われる。この時間は様々な実施形態において６０秒以外の値に設定することもできる。そして図１３の論理は終了し、処理は図８に戻る。
【００５０】
ＦｉＯ２最大値／最小値タイミングが実施された後の図８に戻って、論理は判定ブロック２７２に移行し、ここで、閉ループ制御が有効にされているかを判断する判定が行われる。有効にされている場合には、論理はブロック２７３に移行し、ここで図１４に詳細に示し、以下に示すようにしてＦｉＯ２セット判定が実施される。
【００５１】
図１４の論理は、本発明に従ってＦｉＯ２セット判定を実施するための例示的論理を示している。ＳｐＯ２リード値は、酸素正常状態、高酸素状態、低酸素状態の３つのレベルに分類される。更新されたＦｉＯ２セット値は、現在のＳｐＯ２リードが在する酸素添加範囲（ＳｐＯ２レベル）に応じて様々な方法によって計算される。図１４の論理は開始ブロックから判定ブロック４５０に移行し、ここでＳｐＯ２レベルの判定が行われる。そして、このＳｐＯ２レベルに基づいて適切な処理が行われる。ＳｐＯ２レベルが低酸素状態を示す場合には、論理はブロック４５２に移行して、ここで低酸素状態時ＦｉＯ２セット判定が、図１５に詳細に示し、後述するようにして実施される。ＳｐＯ２レベルが高酸素状態を示す場合には、論理はブロック４５４に移行して、ここで高酸素状態時ＦｉＯ２セット判定が図１６に詳細に示し、後述するようにして実施される。ＳｐＯ２が酸素正常状態を示す場合には、論理はブロック４５６に移行して、ここで酸素正常状態時ＦｉＯ２セット判定が図１７に詳細に示し、後述するようにして実施される。
【００５２】
図１５は、本発明に従って低酸素状態時ＦｉＯ２セット判定を実施するための例示的論理を示している。低酸素状態が起こると、本発明のアルゴリズムは、低酸素状態の初期カスケード効果ならびに供給モードによる吸入気Ｏ２濃度の変更時のあらゆるラグタイムを相殺するのに十分である有意な大きさを有した、ＦｉＯ２セットの初期増加を判定する。ＳｐＯ２リード値がユーザによって設定された目標範囲の下限未満に降下し、最小要求時間（例えば、３秒）の間維持されるとすぐに、アルゴリズムはＦｉＯ２セットを増加させる（低酸素状態範囲に降下する度毎に起こる）。同時に、算出されたＳｐＯ２勾配が負である場合には（ＳｐＯ２が減少する傾向にある）、ＦｉＯ２セットが変化速度に正比例して増加される（例えば、毎秒）。システムならびに吸入気Ｏ２濃度が変化した時間からＳｐＯ２が酸素正常状態に戻るまでの固有の遅延によるオーバーシュートを防止するために、ＳｐＯ２が回復の徴候（正の勾配）を示すと直ぐに、ＦｉＯ２セットは実際のＦｉＯ２セットと比例して段階的に（例えば毎秒）削減される。過剰な吸入気酸素の削減（減少）により、酸素飽和レベルを正常な範囲に保ちながら、動脈への不必要な供給酸素暴露が防止される。ＳｐＯ２勾配が平坦または負である場合には、この削減は停止される。ＳｐＯ２が低酸素状態範囲にあり、回復の徴候を見せない場合（勾配が平坦または負）には、目標範囲とＳｐＯ２リードの差に比例した大きさの連続インクリメントが行われる。上記のステップが行われるインターバルの継続時間は、低酸素状態の程度に反比例して変化する（ＳｐＯ２リードが低いほど、より短いインターバルでより大きなインクリメントとなる）。
【００５３】
図１５の論理は開始ブロックから判定ブロック４６０に移行し、ここで初期ＦｉＯ２増加に対する条件が存在するかを判断する判定が行われる。例示的実施形態において、ＳｐＯ２が範囲未満に降下して直ぐの初期ＦｉＯ２増加に対する条件は以下の通りである。
【００５４】
ＳｐＯ２信号が損失していたが、低酸素状態に回復
または
ＳｐＯ２が低酸素状態８５〜下限にあり、以前はＳｐＯ２が酸素正常状態にあった
または
ＳｐＯ２が低酸素状態７５〜８５％にあり、以前はＳｐＯ２が酸素正常状態にあった
または
ＳｐＯ２が低酸素状態７５％未満にあり、以前はＳｐＯ２が酸素正常状態もしくはＳｐＯ２が低酸素状態８５〜下限もしくはＳｐＯ２が７５〜８５％にあった
初期ＦｉＯ２増加に対する条件（例えば上述のような）が存在する場合には、論理はブロック４６２に移行して、ここでＦｉＯ２セットが下記の等式を用いて増加される。
【００５５】
ＦｉＯ２セット＝ＦｉＯ２セット＋６．０×
（ＳｐＯ２下限−ＳｐＯ２リード）×（ＦｉＯ２ベース／１００） （１）
次に、論理は判定ブロック４６４に移行し、ここで勾配が負であるかを判断する判定が行われる。判定結果がＹＥＳであれば、論理はブロック４６６に移行し、ここで以下の等式を用いて、ＦｉＯ２セットが変化速度と正比例して増加される。
【００５６】
ＦｉＯ２セット＝ＦｉＯ２セット＋
３．０×絶対値｜ＳｐＯ２勾配｜×（ＦｉＯ２ベース／１００） （２）
その後、論理は判定ブロック４６８に移行し、ここでＦｉＯ２削減に対する条件が存在するかを判断する判定が行われる。例示的実施形態においては、ＳｐＯ２が回復し始めた際のＦｉＯ２削減に対する条件としては、以下のものが挙げられる。
【００５７】
ＳｐＯ２リード＞７５
かつ
ＳｐＯ２勾配＞０
かつ
ＦｉＯ２セット＞ＦｉＯ２ベース
かつ
ＳｐＯ２信号ＯＫカウンタ＞ＳｐＯ２ＯＫ時間最小値（例えば、５秒間）
削減に対する条件が存在する場合には、論理はブロック４７０に移行して、ここでＦｉＯ２セットが以下の等式を用いて減少される。
【００５８】
ＦｉＯ２セット＝ＦｉＯ２セット−
６．０×絶対値｜ＳｐＯ２勾配｜×（ＦｉＯ２セット／１００） （３）
次に、論理は判定ブロック４７２に移行し、ここでＦｉＯ２セットがＦｉＯ２ベース未満であるかを判断する判定が行われる。判定結果がＹＥＳであれば、論理はブロック４７４に移行して、ここでＦｉＯ２セットがＦｉＯ２ベースに設定される。その後、論理はブロック４７６に移行して、ここで低酸素状態調整インターバルカウンタ（秒）がインクリメントされ、低酸素状態調整インターバルが下記等式を用いて算出される。
【００５９】
低酸素状態調整インターバル＝ＳｐＯ２リード−６５ （４）
低酸素状態調整インターバルは特定範囲内に限られる。論理は判定ブロック４７８に移行し、ここで低酸素状態調整インターバルが上限（ＳｐＯ２低調整インターバル上限）、例えば４０秒を超えるかを判断する判定が行われる。判定結果がＹＥＳであれば、論理はブロック４８０に移行して、ここで低酸素状態調整インターバルが上限、例えば４０秒に設定される。論理は判定ブロック４８２に進み、ここで低酸素状態調整インターバルが下限（ＳｐＯ２低調整インターバル下限）、例えば５秒未満であるかを判断する判定が行われる。判定結果がＹＥＳであれば、論理はブロック４８４に移行し、ここで低酸素状態調整インターバルが下限、例えば５秒に設定される。
【００６０】
次に、調整すべき時間であるかを判断する判定を行わなければならない。論理は判定ブロック４８６に移行し、ここでＳｐＯ２勾配が負またはゼロであり、かつ低酸素状態調整インターバルカウンタが低酸素状態調整インターバルを超えるかを判断する判定が行われる。判定結果がＹＥＳであれば、論理はブロック４８８に移行し、ここで低酸素状態調整インターバルカウンタがゼロにリ設定され、ＦｉＯ２セットが次式を用いて増加される。
【００６１】
ＦｉＯ２セット＝ＦｉＯ２セット＋３．０×
（ＳｐＯ２下限−ＳｐＯ２リード）×（ＦｉＯ２ベース／１００） （５）
ここで図１５の論理は終了し、処理は図１４に戻る。
【００６２】
図１６は、本発明に従って高酸素状態時ＦｉＯ２セット判定を実施するための例示的論
理を示している。高酸素状態が起こると、システムは有意な大きさを有する適切なＦｉＯ２セットの初期減少を求める。この減少は、低酸素状態の初期に起こるものよりは小さい。ＳｐＯ２リードがユーザによって設定された目標範囲の限界を超えて、各範囲内の最小要求時間（例えば、３秒）の間維持されると直ぐに、アルゴリズムはＦｉＯ２セットを減少させる（高酸素状態範囲に達する毎に１回）。ＳｐＯ２信号が損失していて（ＯＵＴ）、回復時に高酸素状態の値を示す場合、ＦｉＯ２セット値はＳｐＯ２のドロップアウト時に最後に記録されたＦｉＯ２セット値に変更される。この新しいＦｉＯ２セット値はＦｉＯ２ベースレベルを超えてはならない。ＳｐＯ２リード値が高酸素状態範囲に達すると、アルゴリズムは、現在のＦｉＯ２セット値がＦｉＯ２ベースレベルを超えるか、あるいはＳｐＯ２勾配が正である（より高酸素状態である）場合にのみ、削減インターバル（例えば、３０秒）の間に毎秒起こるＦｉＯ２セットの削減を可能にする。いずれの状況下においても、ＦｉＯ２セット値はＦｉＯ２ベースレベルにまでしか削減されない。ＳｐＯ２リード値が初期削減インターバル（例えば、３０秒）よりも長く高酸素状態範囲にあると、現在のＦｉＯ２セット値は、正のＳｐＯ２勾配に比例して減少される（毎秒ではあるが、より小さい調整）。初期削減インターバル（例えば、３０秒）が経過した後、ＦｉＯ２セット値は、高酸素状態ＳｐＯ２リード値と、目標ＳｐＯ２範囲と、ＦｉＯ２ベースレベルの間の差異に比例した大きさの段階で減少される。しかしながら、これらの調整は、低酸素状態のあいだに観察されるものよりは小さい。これらの調整が行われるインターバルは、高酸素状態の程度に反比例する。したがって、ＳｐＯ２読み取り平均が９７％と９９％の場合では、９７％の方が減少は小さくインターバルは長い。これらの減少により、ＦｉＯ２セットをＦｉＯ２ベースレベル未満に下げることができる。
【００６３】
図１６の論理は開始ブロックから判定ブロック４９０に移行し、ここで初期ＦｉＯ２減少に対する条件が存在するかを判断する判定が行われる。本発明の例示的実施形態において、ＳｐＯ２が目標範囲の上限を超えて直ぐの初期ＦｉＯ２減少に対する条件は以下の通りである。
【００６４】
ＳｐＯ２高酸素状態カウンタ＝範囲内最小時間（例えば、３秒）
かつ
ＳｐＯ２が以前に酸素正常状態にあったか、または、ＳｐＯ２が以前に低酸素状態にあった
かつ
ＦｉＯ２セット＞ＦｉＯ２ベース
初期ＦｉＯ２減少に対する条件が存在する場合には、論理はブロック４９２に移行し、ここでＦｉＯ２セットが下記等式を用いて減少される。
【００６５】
ＦｉＯ２セット＝ＦｉＯ２セット−３．０×
（ＳｐＯ２リード−ＳｐＯ２上限）×（ＦｉＯ２ベース／１００） （６）
次に、論理は判定ブロック４９４に移行し、ここでＦｉＯ２セットがＦｉＯ２ベース未満であるかを判断する判定が行われる。判定結果がＹＥＳであれば、論理はブロック４９６に移行し、ここでＦｉＯ２セットがＦｉＯ２ベースに設定される。次に、論理は判定ブロック４９８に移行し、ここでＳｐＯ２信号がＯＵＴであったが、高酸素状態に回復されているかを判断する判定が行われる。判定結果がＹＥＳであれば、論理は判定ブロック４９８から判定ブロック５００に移行し、ここでＦｉＯ２セットが信号損失直前のＦｉＯ２セットを超えるかを判断する判定が行われる。判定ブロック４９８および５００のいずれの結果もＹＥＳであれば、論理はブロック５０２に移行して、ここでＦｉＯ２セットが信号損失直前のＦｉＯ２セットに設定される。判定ブロック４９８の結果がＹＥＳであれば、論理は判定ブロック５０４に進んで、ここでＦｉＯ２セットがＦｉＯ２ベースを超えるかどうかが判定される。判定結果がＹＥＳであれば、論理はブロック５０６に移行して、ここでＦｉＯ２セットがＦｉＯ２ベースに設定される。
【００６６】
判定ブロック４９８の結果に係わらず、論理は判定ブロック５０８に進み、ここでＳｐＯ２高酸素状態カウンタが削減インターバル（例えば、３０秒）以下であるかを判断する判定が行われる。判定結果がＹＥＳであれば、論理は判定ブロック５１０に移行し、ここでＦｉＯ２セットがＦｉＯ２ベースを超えるかを判断する判定が行われる。判定結果がＹＥＳであれば、論理はブロック５１２に移行し、ここで下記の等式に従ってＦｉＯ２セットが減少される。
【００６７】
ＦｉＯ２セット＝ＦｉＯ２セット−６．０×
（ＳｐＯ２リード−ＳｐＯ２上限）×（ＦｉＯ２セット／１００） （７）
論理は判定ブロック５１４に進み、ここでＳｐＯ２勾配が正である（例えば、０より大きい）かを判断する判定が行われる。ＳｐＯ２勾配が正であれば、論理はブロック５１６に移行し、ここで下記の等式を用いてＦｉＯ２が減少される。
【００６８】
ＦｉＯ２セット＝ＦｉＯ２セット−
３．０×絶対値｜ＳｐＯ２勾配｜×（ＦｉＯ２セット／１００） （８）
判定ブロック５１４の結果に係わらず、論理は判定ブロック５１８に進み、ここでＦｉＯ２セットがＦｉＯ２ベース未満であるかを判断する判定が行われる。判定結果がＹＥＳであれば、論理はブロック５２０に移行して、ここでＦｉＯ２セットがＦｉＯ２ベースに設定される。判定ブロック５０８，５１０，５１４，５１８の結果に係わらず、論理は判定ブロック５２２に進み、ここでＳｐＯ２高酸素状態カウンタが削減インターバル（例えば、３０秒）より大きいかを判断する判定が行われる。判定結果がＹＥＳであれば、論理は判定ブロック５２４に進み、ここでＳｐＯ２勾配が正であるかを判断する判定が行われる。判定結果がＹＥＳであれば、論理はブロック５２６に移行し、ここで下記の等式を用いてＦｉＯ２セットが減少される。
【００６９】
ＦｉＯ２セット＝ＦｉＯ２セット−
絶対値｜ＳｐＯ２勾配｜×（ＦｉＯ２ベース／１００） （９）
判定ブロック５２４の結果に係わらず、論理はブロック５２８に進み、ここで高酸素状態インターバルカウンタがインクリメントされ、高酸素状態インターバルが下記の等式を用いて計算される。
【００７０】
高酸素状態調整インターバル＝
４０．０−３．０×（ＳｐＯ２リード−ＳｐＯ２上限） （１０）
高酸素状態調整インターバルは特定範囲に限られる。論理は判定ブロック５２９に進み、ここで高酸素状態調整インターバルがＳｐＯ２高調整インターバル上限（例えば、６０秒）を超えるかを判断する判定が行われる。判定結果がＹＥＳであれば、論理はブロック５３０に移行し、ここで高酸素状態調整インターバルがインターバル上限（例えば、６０秒）に設定される。次に、論理は判定ブロック５３１に移行し、ここで高酸素状態調整インターバルが、ＳｐＯ２高調整インターバル下限（例えば、２０秒）未満であるかを判断する判定が行われる。判定結果がＹＥＳであれば、論理はブロック５３２に移行し、ここで高酸素状態調整インターバルがＳｐＯ２高調整インターバル下限（例えば、２０秒）に設定される。その後、論理は判定ブロック５３４に移行し、ここで調整すべき時間であるかどうか（すなわち、高酸素状態調整インターバルカウンタが高酸素状態調整インターバル以上であるかどうか）を判定する。調整すべき時間であれば、論理はブロック５３６に移行して、ここでＳｐＯ２高調整レベルが高酸素状態調整インターバルを超えるＳｐＯ２の平均として計算される。次に、論理はブロック５３８に移行し、ここで高酸素状態調整インターバルカウンタがゼロにリ設定され、ＦｉＯ２が下記の等式に従って減少される。
【００７１】
ＦｉＯ２セット＝ＦｉＯ２セット−
２．０×（ＳｐＯ２高調整レベル−ＳｐＯ２上限）×
（ＦｉＯ２ベース／１００） （１１）
こうして図１６の論理が終了し、処理は図１４に戻る。
【００７２】
図１７は、本発明に従って酸素正常状態時ＦｉＯ２セット判定を実施するための例示的論理を示している。ＳｐＯ２信号が損失していたが（ＯＵＴ）、回復された際に酸素正常状態の値を示し、ＦｉＯ２セット値がＳｐＯ２のドロップアウト時に最後に記録されたＦｉＯ２セット値より大きい場合には、ＦｉＯ２セット値はこの記録値に変更される。この新しいＦｉＯ２セット値はＦｉＯ２ベースレベルを超えてはならない。現在のＦｉＯ２セット値がＦｉＯ２セットベースレベルより高く、ＳｐＯ２勾配が減少を見せない（負でない）場合であって、低酸素状態からの回復後、ＳｐＯ２リード値が酸素正常状態範囲に達すると、アルゴリズムはＦｉＯ２セット値を減少させる（一回）。ＦｉＯ２セット値がＦｉＯ２ベースレベル未満に削減されることはない。ＳｐＯ２リード値が酸素正常状態範囲の下側半分（酸素正常状態範囲の下限とデフォルト中間値ＳｐＯ２ベースの間）にあり、これがさらに悪化する徴候を示す（負のＳｐＯ２勾配）場合には、ＦｉＯ２セット値がＳｐＯ２勾配およびＦｉＯ２ベースレベルに比例して増加される。このことは、あらゆる低酸素状態の発現を回避するために行われる。ＳｐＯ２リード値が酸素正常状態範囲に達すると、アルゴリズムは削減インターバルの間（例えば、４５秒）、毎秒ＦｉＯ２セットの削減を可能にする。この削減は、現在のＦｉＯ２セット値がＦｉＯ２ベースレベルより高く、ＳｐＯ２勾配が正（高酸素状態に向かっている）の場合に行われる。減少は勾配に比例する。現在のＦｉＯ２セット値がＦｉＯ２ベース値よりも高いが、ＳｐＯ２勾配が平坦である場合には、減少は実際のＦｉＯ２セット値にのみ比例する。いずれの条件においても、ＦｉＯ２セット値は、ＦｉＯ２ベースレベルよりも低くまで削減されることはない。
【００７３】
ＳｐＯ２読値が初期削減インターバル（例えば、４５秒間）よりも長い間、酸素正常状態範囲にあり、現在のＦｉＯ２セット値がＦｉＯ２ベースレベルよりも大きく、正のＳｐＯ２勾配が存在する場合には、ＦｉＯ２セット値は当該勾配と実際のＦｉＯ２セット値に比例して減少される（毎秒）。ＦｉＯ２セット値は、ＦｉＯ２ベースレベルよりも低くまで削減されることはない。初期削減インターバル（例えば、４５秒）の経過後、ＦｉＯ２セット値がＦｉＯ２ベースレベル未満であり、負のＳｐＯ２勾配が存在する場合には、ＦｉＯ２セット値はＳｐＯ２勾配および現在のＦｉＯ２セットレベルに比例して増加される。この増加によってＦｉＯ２セットレベルがＦｉＯ２ベースレベルより高くなることはない。
【００７４】
ＳｐＯ２リード値が初期削減インターバル（例えば、４５秒）よりも長い間酸素正常状態にあるか、あるいは以前のＳｐＯ２レベルが高酸素状態または酸素正常状態にありかつＳｐＯ２が損失されて回復している場合には（いずれの場合の４５秒の初期削減インターバルの前）、アルゴリズムはＳｐＯ２リード値を平均する。これらの平均化インターバルの持続期間は、酸素正常状態の中間点からのＳｐＯ２リードの逸脱に比例する（例えば、ＳｐＯ２ベース＝９４％）。平均されたＳｐＯ２調整値がＳｐＯ２ベースレベル（例えば、９４％）を超え、ＦｉＯ２セット値がＦｉＯ２ベースレベルよりも大きい場合には、ＦｉＯ２セット値は基準ＳｐＯ２に対する平均ＳｐＯ２の差およびＦｉＯ２ベースレベルに比例して減少される。平均化されたＳｐＯ２調整値がＳｐＯ２ベースレベル（例えば、９４％）未満であり、ＦｉＯ２セット値がＦｉＯ２ベースレベルよりも小さい場合には、ＦｉＯ２セット値は基準ＳｐＯ２に対する平均ＳｐＯ２の差およびＦｉＯ２ベースレベルに比例して増加される。ＦｉＯ２セット変化の大きさは、平均ＳｐＯ２が中間ＳｐＯ２ベースより高く、ＦｉＯ２セットがＦｉＯ２ベースより高い場合の方が、平均ＳｐＯ２が中間ＳｐＯ２ベースよりも低く、ＦｉＯ２セットがＦｉＯ２ベースよりも低い場合に比べて大きくなる。この差異が目的とするのは、ＳｐＯ２が酸素正常状態内にある場合に、Ｏ２をより低くできるようにすることである。
【００７５】
図１７の論理は開始ブロックから判定ブロック５４０に移行し、ここでＳｐＯ２信号がＯＵＴにあったが、酸素正常状態に回復しているかどうかについての判定が行われる。判定結果がＹＥＳであれば、論理は判定ブロック５４２に移行し、ここでＦｉＯ２セットが信号損失前ＦｉＯ２よりも大きいかを判断する判定が行われる。判定結果がＹＥＳであれば、論理はブロック５４４に移行して、ここでＦｉＯ２セットが信号損失前ＦｉＯ２に設定される。判定ブロック５４２の結果に係わらず、論理は判定ブロック５４６に進み、ここでＦｉＯ２セットがＦｉＯ２ベースよりも大きいかを判断する判定が行われる。判定結果がＹＥＳであれば、論理は判定ブロック５４８に進み、ここでＦｉＯ２セットがＦｉＯ２ベースに設定される。判定ブロック５４０の結果に係わらず、論理は判定ブロック５５０に進み、ここで初期ＦｉＯ２減少に対する条件が存在するかを判断する判定が行われる。本発明の例示的実施形態において、ＳｐＯ２が低酸素状態から回復して目標範囲の下限を超えて直ぐの場合における、初期ＦｉＯ２減少に対する条件は以下の通りである。
【００７６】
ＳｐＯ２酸素正常状態カウンタ＝範囲内最小時間（例えば、３秒）
かつ
ＳｐＯ２は以前に低酸素状態にあった
かつ
ＦｉＯ２セット＞ＦｉＯ２ベース
かつ
ＳｐＯ２勾配は平坦で（ゼロ）であるか正である。
【００７７】
初期ＦｉＯ２減少に対する条件が存在する場合には、論理は判定ブロック５５０からブロック５５２に移行し、ここでＦｉＯ２セットが下記の等式を用いて減少される。
【００７８】
ＦｉＯ２セット＝ＦｉＯ２セット−６．０×
（ＳｐＯ２リード−ＳｐＯ２下限）×（ＦｉＯ２セット／１００） （１２）
その後、論理は判定ブロック５５４に移行し、ここでＦｉＯ２セットがＦｉＯ２ベース未満であるかを判断する判定が行われる。判定結果がＹＥＳであれば、論理はブロック５５６に移行し、ここでＦｉＯ２セットがＦｉＯ２ベースに設定される。判定ブロック５５０の結果に係わらず、論理は判定ブロック５５８に進み、ここでＳｐＯ２リードがＳｐＯ２ベース未満であり、ＳｐＯ２勾配が負であるかを判断する判定が行われる。判定結果がＹＥＳであれば、論理はブロック５６０に移行し、ここでＦｉＯ２セットが下記の等式に従って増加される。
【００７９】
ＦｉＯ２セット＝ＦｉＯ２セット＋
３．０×絶対値｜ＳｐＯ２勾配｜×（ＦｉＯ２ベース／１００） （１３）
判定ブロック５５８の結果に係わらず、論理は判定ブロック５６２に進み、ここでＳｐＯ２酸素正常状態カウンタが削減インターバル（例えば、４５秒）以下であるかのどうかの判定が行われる。判定結果がＹＥＳであれば、論理は判定ブロック５６４に移行し、ここでＦｉＯ２セットがＦｉＯ２ベースより大きいかを判断する判定が行われる。判定結果がＹＥＳであれば、ＦｉＯ２は勾配に基づいて減少され得る。ＳｐＯ２勾配が正であれば（判定ブロック５６６においてＹＥＳ）、論理はブロック５６８に移行し、ここでＦｉＯ２セットが下記の等式を用いて減少される。
【００８０】
ＦｉＯ２セット＝ＦｉＯ２セット−
３．０×絶対値｜ＳｐＯ２勾配｜×（ＦｉＯ２セット／１００） （１４）
ＳｐＯ２勾配が平坦、すなわちゼロであれば（ブロック５７０においてＹＥＳ）、論理はブロック５７２に移行し、ここでＦｉＯ２は下記の等式を用いて減少される。
【００８１】
ＦｉＯ２セット＝ＦｉＯ２セット−３．０×（ＦｉＯ２セット／１００） （１５）
その後、論理は判定ブロック５７４に移行し、ここでＦｉＯ２セットがＦｉＯ２ベース未満であるかを判断する判定が行われる。判定結果がＹＥＳであれば、論理はブロック５７６に移行し、ここでＦｉＯ２セットがＦｉＯ２ベースに設定される。
【００８２】
判定ブロック５６２の結果に係わらず、論理は判定ブロック５７８に進み、ここでＳｐＯ２酸素正常状態カウンタが削減インターバル（例えば、４５秒）よりも大きいかを判断する判定が行われる。判定結果がＹＥＳであれば、論理は判定ブロック５８０に移行し、ここでＳｐＯ２勾配がゼロより大きく、ＦｉＯ２セットがＦｉＯ２ベースよりも大きいかを判断する判定が行われる。判定結果がＹＥＳであれば、論理はブロック５８２に移行し、ここでＦｉＯ２セットが下記の等式を用いて減少される。
【００８３】
ＦｉＯ２セット＝ＦｉＯ２セット−
３．０×絶対値｜ＳｐＯ２勾配｜×（ＦｉＯ２セット／１００） （１６）
その後、論理は判定ブロック５８４に移行し、ここでＦｉＯ２セットがＦｉＯ２ベース未満であるかを判断する判定が行われる。判定結果がＹＥＳであれば、論理はブロック５８６に移行し、ここでＦｉＯ２セットがＦｉＯ２ベースに設定される。
【００８４】
判定ブロックブロック５７８の結果に係わらず、論理は判定ブロック５８８に進み、ここでＳｐＯ２酸素正常状態カウンタが削減インターバル（例えば、４５秒）よりも大きいかを判断する判定が行われる。判定結果がＹＥＳであれば、論理は判定ブロック５９０に移行し、ここでＳｐＯ２勾配がゼロよりも大きく、ＦｉＯ２セットがＦｉＯ２ベース未満であるかを判断する判定が行われる。判定結果がＹＥＳであれば、論理はブロック５９２に移行し、ここでＦｉＯ２セットが下記の等式を用いて増加される。
【００８５】
ＦｉＯ２セット＝ＦｉＯ２セット＋
３．０×絶対値｜ＳｐＯ２勾配｜×（ＦｉＯ２セット／１００） （１７）
その後、論理は判定ブロック５９４に移行し、ここでＦｉＯ２セットがＦｉＯ２ベースよりも大きいかを判断する判定が行われる。判定結果がＹＥＳであれば、論理はブロック５９６に移行し、ここでＦｉＯ２セットがＦｉＯ２ベースに設定される。
【００８６】
判定ブロック５８８の結果に係わらず、論理は判定ブロック５９８に進み、ここでＳｐＯ２カウンタが削減インターバル（例えば、４５秒）より大きいかどうか、あるいは以前のレベルが高酸素状態または酸素正常状態であるかを判断する判定が行われる。判定結果がＹＥＳであれば、論理はブロック６００に移行して、ここで酸素正常状態調整インターバルカウンタがインクリメントされ、酸素正常状態調整レベルが下記の等式を用いて計算される。
【００８７】
酸素正常状態調整インターバル＝
６０．０−４．０×絶対値｜ＳｐＯ２リード−ＳｐＯ２ベース｜ （１８）
酸素正常状態調整インターバルは特定の範囲に限られている。論理は判定ブロック６０１に移行し、ここで酸素正常状態調整インターバルがＳｐＯ２正常調整インターバル上限（例えば、６０秒）よりも大きいかを判断する判定が行われる。判定結果がＹＥＳであれば、論理はブロック６０２に移行し、ここで酸素正常状態調整インターバルがＳｐＯ２正常調整インターバル上限（例えば、６０秒）に設定される。次に、論理は判定ブロック６０４に移行し、ここで酸素正常状態調整インターバルがＳｐＯ２正常調整インターバル下限（例えば、２０秒）未満であるかを判断する判定が行われる。判定結果がＹＥＳであれば、論理はブロック６０６に移行し、ここ酸素正常状態調整インターバルがＳｐＯ２正常調整インターバル下限（例えば、２０秒）に設定される。その後、論理は判定ブロック６０８に移行し、ここで調整すべき時間（すなわち、酸素正常状態調整インターバルカウンタが酸素正常状態調整インターバル以上である）であるかを判断する判定が行われる。判定結果がＹＥＳであれば、論理はブロック６１０に移行し、ここでＳｐＯ２酸素正常状態調整レベルが酸素正常状態インターバルにわたるＳｐＯ２の平均として計算される。次に、論理は判定ブロック６１２に移行し、ＳｐＯ２調整レベルがＳｐＯ２ベースより大きく、かつＳｐＯ２勾配が０以上であり、かつＦｉＯ２セットがＦｉＯ２ベースよりも大きいかを判断する判定が行われる。判定結果がＹＥＳであれば。論理はブロック６１４に移行し、ここで酸素正常状態調整インターバルカウンタがゼロにリ設定され、ＦｉＯ２セットが下記の等式を用いて減少される。
【００８８】
ＦｉＯ２セット＝ＦｉＯ２セット−
２．０×（ＳｐＯ２調整レベル−ＳｐＯ２ベース）×
（ＦｉＯ２ベース／１００） （１９）
その後、論理は判定ブロック６１６に移行し、ここでＳｐＯ２調整レベルがＳｐＯ２ベース未満であり、かつＳｐＯ２勾配が０以下であり、かつＦｉＯ２セットがＦｉＯ２ベース未満であるかを判断する判定が行われる、判定結果がＹＥＳであれば、論理はブロック６１８に移行し、ここでＦｉＯ２セットが下記の等式を用いて増加される。
【００８９】
ＦｉＯ２セット＝ＦｉＯ２セット＋
（ＳｐＯ２ベース−ＳｐＯ２調整レベル）×（ＦｉＯ２ベース／１００） （２０）
その後、図１７の論理は終了し、処理は図１４に戻る。
【００９０】
ＳｐＯ２レベル（ブロック４５２における低酸素状態、ブロック４５４における高酸素状態、またはブロック４５６における酸素正常状態）に基づいて適切な処理を実施した後の、図１４に戻り、図１４の論理を終了して、処理は図８に戻る。
【００９１】
図８に戻って、閉ループ制御が有効にされていない場合（判定ブロック２７２においてＮＯ）、論理はブロック２７４に移行して、ここでＦｉＯ２セットはＦｉＯ２バックアップに設定される。次に、論理はブロック２７６に移行して、ここでユーザへの警告が行われる。閉ループ制御が有効（判定ブロック２７２）にされているかどうかに関係なく、論理は判定ブロック２７８に移行し、ここでＦｉＯ２ベース計算が有効であるかを判断する判定が行われる。判定結果がＹＥＳであれば、論理はブロック２８０に移行して、ここでＦｉＯ２ベース判定が図１８に詳細に示し後述するようにして実施される。
【００９２】
図１８は本発明に従ってＦｉＯ２ベース判定を実施するための例示的論理を詳細に示している。ＦｉＯ２ベース計算が有効にされている場合には、アルゴリズムは、図１８に示すように特定の条件が満たされると自動的に基礎酸素を更新する。例示的実施形態において、ユーザによってＦｉＯ２ベース計算が有効にされている場合、アルゴリズムは、特定の条件の間に生じる（必ずしも連続しない）５分間相当のＦｉＯ２セット値を平均する。算出されたＦｉＯ２ベースに対する平均は、現在のＦｉＯ２ベース値の±１０％に限られる。新たに算出されたＦｉＯ２ベース値は現在のＦｉＯ２ベース値と平均される。得られた値が新しいＦｉＯ２ベース値である。平均インターバル継続時間は５分間である。このパラメータは、患者の状態に応じて、システムデフォルトとして、あるいはユーザによって若しくは自動的に変更することができる。
【００９３】
図１８の論理は開始ブロックから判定ブロック６２０に移行し、ここでＦｉＯ２ベースに対する条件が存在するかを判断する判定が行われる。現在のＦｉＯ２セット値をＦｉＯ２ベース判定に含めるための例示的条件は以下の通りである。
【００９４】
ＳｐＯ２が酸素正常状態にあり、かつＳｐＯ２酸素正常状態カウンタ＞ＳｐＯ２酸素正常状態ベース最小値（例えば、３０秒）
または
ＳｐＯ２が高酸素状態にあり、かつＦｉＯ２セット＝ＦｉＯ２最小値、かつＦｉＯ２最小値カウンタ＞ＦｉＯ２ベース最小値（例えば、３０秒）
または
ＳｐＯ２が低酸素状態にあり、かつＦｉＯ２セット＝ＦｉＯ２最大値、かつＦｉＯ２最大値カウンタ＞ＦｉＯ２ベース最大値（例えば、６０秒）
または
ＳｐＯ２が高酸素状態にあり、かつＦｉＯ２セット＜ＦｉＯ２ベース、かつＳｐＯ２高酸素状態カウンタ＞ＳｐＯ２高削減インターバル（例えば、３０秒）
または
ＳｐＯ２が低酸素状態にあり、かつＦｉＯ２セット＞ＦｉＯ２ベース、かつＳｐＯ２低酸素状態カウンタ＞ＳｐＯ２低アラーム限界（例えば、６０秒）。
【００９５】
例示的実施形態において、特定のＦｉＯ２値をＦｉＯ２ベースの計算に含めるためには、下記の条件のうちの少なくとも１つが満たされなければならない。
【００９６】
（１）現在のＳｐＯ２は酸素正常状態になければならず、ＳｐＯ２は少なくとも直近の３０秒（ベース最小）間、酸素正常状態にある。
【００９７】
（２）現在のＳｐＯ２は高酸素状態になければならず、ＦｉＯ２はＦｉＯ２最小レベルにあり、ＦｉＯ２は少なくとも直近の３０秒（ベース最小）間、ＦｉＯ２最小レベルにある。
【００９８】
（３）現在のＳｐＯ２は低酸素状態になければならず、ＦｉＯ２はＦｉＯ２最大レベルにあり、ＦｉＯ２は少なくとも直近の６０秒（ベース最大）間、ＦｉＯ２最大レベルにある。
【００９９】
（４）現在のＳｐＯ２は高酸素状態にあり、現在のＦｉＯ２はＦｉＯ２ベースを下回り、ＳｐＯ２は３０秒よりも長い時間にわたって高酸素状態にある。
【０１００】
（５）現在のＳｐＯ２は低酸素状態にあり、現在のＦｉＯ２はＦｉＯ２ベースを上回り、ＳｐＯ２は６０秒よりも長い時間にわたって低酸素状態にある。
【０１０１】
ＦｉＯ２ベースに対する条件が存在すると、論理はブロック６２２に移行して、ここでＦｉＯ２ベースカウンタが下記の等式を用いてインクリメントされる。
【０１０２】
ＦｉＯ２ベース＝ＦｉＯ２ベース＋ＦｉＯ２セット （２１）
判定ブロック６２０の結果に係わらず、論理は判定ブロック６２４に進み、ここで５分間（あるいは任意の指定値）のＦｉＯ２データが存在するかを判断する判定が行われる。判定結果がＹＥＳであれば、論理はブロック６２６に移行し、ここでＦｉＯ２ベースが平均され、現在のＦｉＯ２ベースの特定の限界内（例えば、±１０％）に設定される。ＦｉＯ２ベースカウンタはゼロにリ設定される。その後、論理はブロック６２８に移行し、ここで新しいＦｉＯ２ベース値と現在のＦｉＯ２ベース値とが平均され、最大値および最小値の設定の間に収まるように設定される。その後、図１８の論理は終了し、処理は図１８に戻る。
【０１０３】
図８に戻って、ＦｉＯ２ベース計算が有効である（判定ブロック２７８）かどうかに関係なく、論理はブロック２８２に進み、ここでＦｉＯ２セットの確認が図１９に詳細に示し、次に記載するようにして実施される。
【０１０４】
図１９は、本発明に従ってＦｉＯ２セットの確認を実施するための例示的論理を示している。図１９の論理は、ＦｉＯ２セットが確実に許容範囲内にあるようにする。判定ブロック６３０において、ＦｉＯ２セットがＦｉＯ２最大値よりも大きいと判定される場合には、ブロック６３２においてＦｉＯ２セットはＦｉＯ２最大値に設定される。判定ブロック６３４において、ＦｉＯ２セットがＦｉＯ２最小値未満であると判定されると、ブロック６３６においてＦｉＯ２セットはＦｉＯ２最小値に設定される。その後、図１９の論理は終了し、処理は図８に戻る。
【０１０５】
図８に戻って、論理はブロック２８４に進み、ここでＦｉＯ２ベース／バックアップの確認が、図２０に詳細に示し以下に記載するようにして実施される。
【０１０６】
図２０は本発明に従ってＦｉＯ２ベース／バックアップの確認を実施するための例示的論理を示している。アルゴリズムによって決定されるか若しくはユーザによって設定された新しいＦｉＯ２ベースおよびバックアップ値は、それらの値が確実に最小および最大範囲内に収まるように確認される。範囲内に収まらない場合には、ユーザに警告が行われる。例示的実施形態において、値が許容限度内にない場合には、当該値は適当な値に設定される。図２０の論理はユーザに対して、ＦｉＯ２ベースが５０％より大きいか、若しくはＦｉＯ２ベースが判定ブロック６４０において判定されるようにＦｉＯ２最大値と等しい場合に警告を行う（ブロック６４２）。
【０１０７】
同様に、判定ブロック６４４において、ＦｉＯ２バックアップが５０％よりも大きいか、あるいはＦｉＯ２バックアップがＦｉＯ２最大値と等しいと判定されると、ユーザへの警告が行われる。その後、図２０の論理は終了し、処理は図８に戻る。
【０１０８】
図８に戻って、論理はブロック２８６に進み、ここでミキサに対するＦｉＯ２セット出力制御が行われる。新しいＦｉＯ２値が確認されると、更新されたＦｉＯ２セット値は、空気−酸素ブレンダを制御する出力ルーチンを通過しなければならない。例示的実施形態において、出力ルーチンは外部ブレンダを駆動する特定の電圧を出力する。様々な実施形態において、さらに別のモニタリングを行って、内蔵ＦｉＯ２アナライザからのモニタリングデータによる正確な混合を確実に行えるようにする。その後、図８の論理は終了し、処理は図６に戻る。
【０１０９】
図２１は例示的グラフィックユーザインターフェース７００を示している。図２１に示される例示的ユーザインターフェース７００は、一定期間にわたってＳｐＯ２およびＦｉＯ２パラメータを表示する。例示的実施形態において、直近の５分間および３０分間分のデータが同時に表示されている。ここで、様々な他のユーザディスプレイが可能であり、例えば代替実施形態において、ユーザはデータ表示のための時間インターバルを選択することができる。ユーザインターフェースにより、ユーザは様々なパラメータをインタラクティブに変更することができるようになる。より詳細には、図２１に示した例示的ユーザインターフェースは以下のものを表示する。
【０１１０】
・オキシメータによって読取られた現在のＳｐＯ２値 ７０２
・６０秒分割でのＳｐＯ２の５分間追跡 ７０４
・ブレンダに設定された現在のＦｉＯ２ ７０６
・６０秒分割でのＦｉＯ２セット値の５分間追跡 ７０８
・５分分割でのＳｐＯ２リードおよびＦｉＯ２セット値の３０分間追跡 ７１０
・ＳｐＯ２レベル（例えば、０＝酸素正常状態、１＝低酸素状態および２＝高酸素状態） ７１２
・先行ＳｐＯ２レベル ７１４
・算出されたＳｐＯ２勾配 ７１６
・ＳｐＯ２勾配の大きさに基づいて算出されたＳｐＯ２傾向 ７１８
・ＳｐＯ２高カウンタ（高酸素状態） ７２０
・ＳｐＯ２正常カウンタ（酸素正常状態） ７２２
・ＳｐＯ２低カウンタ（低酸素状態） ７２４
・８５％−ＳｐＯ２下限の範囲に対するＳｐＯ２低カウンタ ７２６
・７５％−８５％の範囲に対するＳｐＯ２低カウンタ ７２８
・７５％未満の範囲に対するＳｐＯ２低カウンタ ７３０
・目標範囲のＳｐＯ２上限 ７３２
・目標範囲のＳｐＯ２下限 ７３４
・ＳｐＯ２信号ＯＫカウンタ ７３６
・ＳｐＯ２信号ＯＵＴカウンタ ７３８
・閉ループ調整を開始するためのメインスイッチである（すなわち、ＯＦＦ時にＦｉＯ２はバックアップレベルにある）制御ボタン ７４４
・特定のパラメータを記録するために用いられる（例えばファイルへの書き込み）記録ボタン ７４６
・基礎酸素要求量を計算するためにＯＮ／ＯＦＦ切換されるＦｉＯ２ベース計算スイッチ ７５０
・ＦｉＯ２ベース値 ７５２
・ＦｉＯ２ベース計算の有効時に用いられるＦｉＯ２ベースカウンタ ７５４
・ＦｉＯ２バックアップ値 ７５６
・ＦｉＯ２最小値 ７５８
上記検討したように、ユーザはいつでも様々なパラメータを変更することができる。例えば、図２１に示した例示的実施形態において、ユーザは矢印を用いて関連したパラメータに対する値を変更することもできる。
【０１１１】
本発明のさらなる変更および改良は当業者にとって明らかであろう。したがって、本明細書に記載および図示した各部分は本発明の１つの実施形態のみを示すことを意図し、本発明の精神および範囲に含まれる代替装置を限定するものではない。
【図面の簡単な説明】
【０１１２】
【図１】吸入気酸素分画（ＦｉＯ２）を手動で調整するための従来技術のシステムのブロック図。
【図２】本発明に従うＦｉＯ２を自動的に調整するための装置のブロック図。
【図３】本発明に従ってＦｉＯ２を自動的に調整するための例示的論理を説明する流れ図。
【図４】本発明において用いられる例示的変数およびデフォルト値を示した表。
【図５】本発明において用いられる例示的ユーザ設定およびデフォルト値を示した表。
【図６】図３に示した制御サイクルを実行するための例示的論理を示す流れ図。
【図７Ａ】図６に示されるように有効ＳｐＯ２信号が受信されない場合に、バックアップ処理を実行するための例示的論理を示す流れ図。
【図７Ｂ】図６に示されるように有効ＳｐＯ２信号が受信されない場合に、バックアップ処理を実行するための例示的論理を示す流れ図。
【図８Ａ】図６に示されるような有効ＳｐＯ２信号を処理するための例示的論理を示す流れ図。
【図８Ｂ】図６に示されるような有効ＳｐＯ２信号を処理するための例示的論理を示す流れ図。
【図８Ｃ】図６に示されるような有効ＳｐＯ２信号を処理するための例示的論理を示す流れ図。
【図９】図６に示されるような有効ＳｐＯ２信号を処理するための例示的論理を示す流れ図。
【図１０】図６に示されるような有効ＳｐＯ２信号を処理するための例示的論理を示す流れ図。
【図１１Ａ】図６に示されるような有効ＳｐＯ２信号を処理するための例示的論理を示す流れ図。
【図１１Ｂ】図６に示されるような有効ＳｐＯ２信号を処理するための例示的論理を示す流れ図。
【図１１Ｃ】図６に示されるような有効ＳｐＯ２信号を処理するための例示的論理を示す流れ図。
【図１１Ｄ】図６に示されるような有効ＳｐＯ２信号を処理するための例示的論理を示す流れ図。
【図１２】図６に示されるような有効ＳｐＯ２信号を処理するための例示的論理を示す流れ図。
【図１３】図６に示されるような有効ＳｐＯ２信号を処理するための例示的論理を示す流れ図。
【図１４】図６に示されるような有効ＳｐＯ２信号を処理するための例示的論理を示す流れ図。
【図１５Ａ】図６に示されるような有効ＳｐＯ２信号を処理するための例示的論理を示す流れ図。
【図１５Ｂ】図６に示されるような有効ＳｐＯ２信号を処理するための例示的論理を示す流れ図。
【図１５Ｃ】図６に示されるような有効ＳｐＯ２信号を処理するための例示的論理を示す流れ図。
【図１６Ａ】図６に示されるような有効ＳｐＯ２信号を処理するための例示的論理を示す流れ図。
【図１６Ｂ】図６に示されるような有効ＳｐＯ２信号を処理するための例示的論理を示す流れ図。
【図１６Ｃ】図６に示されるような有効ＳｐＯ２信号を処理するための例示的論理を示す流れ図。
【図１６Ｄ】図６に示されるような有効ＳｐＯ２信号を処理するための例示的論理を示す流れ図。
【図１６Ｅ】図６に示されるような有効ＳｐＯ２信号を処理するための例示的論理を示す流れ図。
【図１７Ａ】図６に示されるような有効ＳｐＯ２信号を処理するための例示的論理を示す流れ図。
【図１７Ｂ】図６に示されるような有効ＳｐＯ２信号を処理するための例示的論理を示す流れ図。
【図１７Ｃ】図６に示されるような有効ＳｐＯ２信号を処理するための例示的論理を示す流れ図。
【図１７Ｄ】図６に示されるような有効ＳｐＯ２信号を処理するための例示的論理を示す流れ図。
【図１７Ｅ】図６に示されるような有効ＳｐＯ２信号を処理するための例示的論理を示す流れ図。
【図１７Ｆ】図６に示されるような有効ＳｐＯ２信号を処理するための例示的論理を示す流れ図。
【図１７Ｇ】図６に示されるような有効ＳｐＯ２信号を処理するための例示的論理を示す流れ図。
【図１８】図６に示されるような有効ＳｐＯ２信号を処理するための例示的論理を示す流れ図。
【図１９】図６に示されるような有効ＳｐＯ２信号を処理するための例示的論理を示す流れ図。
【図２０】図６に示されるような有効ＳｐＯ２信号を処理するための例示的論理を示す流れ図。
【図２１】一定の期間にわたるＳｐＯ２およびＦｉＯ２値を示した例示的なグラフィックユーザインターフェース。
Claims (17)
- 動脈ヘモグロビン酸素飽和信号を受信したことに応答して、患者への吸入気酸素供給を調整する方法であって、前記方法は、
ａ）複数のヘモグロビン酸素飽和レベルを指定することと、
ｂ）動脈ヘモグロビン酸素飽和信号を読み込むことと、
ｃ）動脈ヘモグロビン酸素飽和信号が有効信号であるかを判定することと、
ｄ）ヘモグロビン酸素飽和信号が有効信号でない場合に、バックアップ値に基づいて患者に吸入気酸素を供給するための値を決定することと、
ｅ）ヘモグロビン酸素飽和信号が有効信号である場合に、
ｉ）動脈ヘモグロビン酸素飽和信号に基づいてヘモグロビン酸素飽和レベルを判定することと、
ｉｉ）複数の直近のヘモグロビン酸素飽和信号を用いて勾配を計算することにより、傾向を判定することと、
ｉｉｉ）閉ループモードが有効にされている場合には、ヘモグロビン酸素飽和レベルおよび傾向に基づいて、患者に供給すべき吸入気酸素を決定することと、
ｉｖ）閉ループモードが有効にされていない場合には、バックアップ値に基づいて、患者に供給すべき吸入気酸素を決定することと、
ｆ）吸入気酸素を患者に供給することとを含む方法。 - 吸入気酸素は、ｂ）〜ｆ）を繰り返すことにより、連続的に患者に供給される請求項１に記載の方法。
- ユーザインターフェースを設けることをさらに含む請求項１に記載の方法。
- ユーザインターフェースは状態表示を提供する請求項３に記載の方法。
- ユーザインターフェースによってユーザは複数の設定を更新できる請求項３に記載の方法。
- ユーザインターフェースはユーザ警告を表示する請求項３に記載の方法。
- 複数のヘモグロビン酸素飽和レベルを指定することは、
ａ）酸素正常状態目標範囲を指定することと、
ｂ）高酸素状態範囲を指定することと、
ｃ）低酸素状態範囲を指定することとをさらに含む請求項１に記載の方法。 - 患者に供給すべき吸入気酸素を決定することは、一定の時間の間に酸素正常状態範囲未満の動脈酸素−ヘモグロビン酸素飽和信号値を受信したことに応答して、患者に供給すべき吸入気酸素の量を増加させることを含む請求項７に記載の方法。
- 患者に供給すべき吸入気酸素を決定することは、一定の時間の間に酸素正常状態範囲より大きい動脈酸素−ヘモグロビン酸素飽和信号値を受信したことに応答して、患者に供給すべき吸入気酸素の量を減少させることを含む請求項７に記載の方法。
- 患者に供給すべき吸入気酸素のためのバックアップ値を判定することは、信号が回復されるまで、患者に供給された吸入気酸素の量を維持することを含む請求項１に記載の方法。
- 複数の勾配を同時に計算することをさらに含む請求項１に記載の方法。
- 患者に供給される吸入気酸素を削減することをさらに含む請求項１に記載の方法。
- 閉ループモードはユーザによって選択可能である請求項１に記載の方法。
- 患者への吸入気酸素供給を自動的に調整するためのシステムであって、前記システムは、
ａ）患者に対する動脈ヘモグロビン酸素飽和度を判定するための装置であって、前記動脈ヘモグロビン酸素飽和度を指定する信号を出力する装置と、
ｂ）患者に吸入気酸素を供給する装置と、
ｃ）コンピュータアルゴリズムであって、適切な吸入気酸素値を決定し、該適切な吸入気酸素値を患者に吸入気酸素を供給する装置に連絡するコンピュータアルゴリズムとを含むシステム。 - 患者に対する動脈ヘモグロビン酸素飽和度を判定する装置はパルスオキシメータである請求項１４に記載のシステム。
- 患者に吸入気酸素を供給する装置は人工呼吸器である請求項１４に記載のシステム。
- 動脈ヘモグロビン酸素飽和信号を受信したことに応答して、患者への吸入気酸素供給を調整するための実行可能な構成要素を有する、コンピュータ読みとり可能な媒体であって、該実行可能な構成要素は、
ａ）複数のヘモグロビン酸素飽和レベルを指定することと、
ｂ）動脈ヘモグロビン酸素飽和信号を読み込むことと、
ｃ）動脈ヘモグロビン酸素飽和信号が有効信号であるかを判定することと、
ｄ）ヘモグロビン酸素飽和信号が有効信号でない場合に、バックアップ値に基づいて患者に吸入気酸素を供給するための値を決定することと、
ｅ）ヘモグロビン酸素飽和信号が有効信号である場合に、
ｉ）動脈ヘモグロビン酸素飽和信号に基づいてヘモグロビン酸素飽和レベルを判定することと、
ｉｉ）複数の直近のヘモグロビン酸素飽和信号を用いて勾配を計算することにより、傾向を判定することと、
ｉｉｉ）閉ループモードが有効にされている場合には、ヘモグロビン酸素飽和レベルおよび傾向とに基づいて、患者に供給すべき吸入気酸素を決定することと、
ｉｖ）閉ループモードが有効にされていない場合には、バックアップ値に基づいて、患者に供給すべき吸入気酸素を決定することと、
ｆ）吸入気酸素を患者に供給することとに対する、コンピュータ実行可能な指示を含む、コンピュータ読みとり可能な媒体。
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