JP2010207621A - 患者に同期した換気装置 - Google Patents
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Abstract
【解決手段】呼吸サイクルが一連の規定された相状態から構成されており、規定された各相状態は、開始の流れ及び終了の流れを有し、装置は、気道にガス供給を提供する手段と、患者の気流を測定する手段と、患者の可能性のある各相状態に対して、患者が相状態にある確率と、患者が相状態にあるときに測定された気流が流れる確率との積を決定する決定ステップと、患者の気流を測定し、測定された気流と規定された相状態とに従って相状態を特定し、測定された気流に従って規定された相状態の開始の流れ及び終了の流れを更新する更新ステップと、特定された相状態に基づいて、気道にガスの供給を制御する制御ステップと、を実行するためのプログラムされた命令を備えた制御手段と、を備える。
【選択図】図2
Description
ここで、Lは尤度または確率関数である。このように、L(H|F)は、観測結果(observation)Fが与えられた場合での、仮説が真であるということの尤度である。L(H)は仮説が真であるということの尤度であり、L(F|H)は、仮説が真であることが与えられた場合での観測結果(observation)の尤度である。
L(H前期_吸息)=1/6
L(H中期_吸息)=1/6
L(H後期_吸息)=1/6
L(H前期_呼息)=1/6
L(H中期_呼息)=1/6
L(H後期_呼息)=1/6
観測表1
観測された事実F:
流量信号からの測定された流量が150である。
そのとき、Fj=F大きく_正
仮説の尤度L(Hi):
L(H前期_吸息)=1/6=0.167
L(H中期_吸息)=1/6=0.167
L(H後期_吸息)=1/6=0.167
L(H前期_呼息)=1/6=0.167
L(H中期_呼息)=1/6=0.167
L(H後期_呼息)=1/6=0.167
仮説のもとでの観測結果(observation)の尤度L(Hi|Fj)
L(F大きく_正|H前期_吸息)=0.25(0.25=低いを仮定して)
L(F大きく_正|H中期_吸息)=0.75(0.75=高いを仮定して)
L(F大きく_正|H後期_吸息)=0.25
L(F大きく_正|H前期_呼息)=0.25
L(F大きく_正|H中期_呼息)=0.25
L(F大きく_正|H後期_呼息)=0.25
ベイズの定理の計算:
L(H前期_吸息|F大きく_正)=(0.25×0.167)×{0.25×0.167+5×(0.167×0.25)}−1=0.125
L(H中期_吸息|F大きく_正)=(0.75×0.167)×{0.25×0.167+5×(0.167×0.25)}−1=0.375
L(H後期_吸息|F大きく_正)=(0.25×0.167)×{0.25×0.167+5×(0.167×0.25)}−1=0.125
L(H前期_呼息|F大きく_正)=(0.25×0.167)×{0.25×0.167+5×(0.167×0.25)}−1=0.125
L(H中期_呼息|F大きく_正)=(0.25×0.167)×{0.25×0.167+5×(0.167×0.25)}−1=0.125
L(H後期_呼息|F大きく_正)=(0.25×0.167)×{0.25×0.167+5×(0.167×0.25)}−1=0.125
最も蓋然的の高い相を見つけるために計算された確率L(Hi|Fj)を比較することによって、この単純化された例において、相が吸息の前期であることは明白である。この決定で、換気の支援を提供するシステムは、例えば、決定した相の特別な相状態に関係した圧力利得の調節により、支援を自動的に調節して患者の相を適合させる。さらに、相に対する確率L(Hi)は、計算後に修正されて、L(Hi|Fj)の関数によって決定された相尤度L(Hi|Fj)と等しいか近似するまでL(Hi)を調節することにより、後の決定を改善する。さらに、観測結果(observations)の各々の尤度L(Fj|Hi)は、事前の呼吸サイクルを表わす記録された呼吸データまたは事前の呼吸サイクルの幾つかの平均に基づいて更新される。
I. 第一の時定数で下記のことを繰り返すこと。
(a) 各相状態に対して事前の尤度L(Hi)を更新すること。
(b) 各相状態のもとでの各観測結果(observation)の尤度L(Fj|Hi)を更新すること。
II. 第二の時定数で下記のことを繰り返すこと。
(a) 流量を測定し、流量の変化の速度を決定すること。
(b) ベイズの定理を用いて、各相状態に対する尤度L(Hi|Fj)を計算すること。
(c) 相は最も蓋然性の高い相状態にあると決定される。
としてφを計算すること。
他のアプローチは、連続的でランダムな変数の形でベイズの定理の公式を用いることである。それは次の事後の密度関数(患者に関して利用可能な情報が瞬間の呼吸の流量qであることを仮説する)を生じる。
そして、φの推定値は、患者流量の観測値qに基づいて(given)事後の密度を最大にする値である(これはローカルかグローバルな最大値である)。実際、事後の密度を計算するために用いられる事前の条件付きの密度は、恐らく、区分上一次または三次のスプライン関数のような連続の内挿(補間)関数を用いることにより、離散的なデータから推定される。事後の密度関数は、(恐らく区分上)分析的にまたは数値方式によって計算されるし、φ及びqの連続関数であるように事後の密度関数を生じる。事後の密度が連続関数であるならば、流量qが時間の連続関数であるので、推定された相φが時間の連続関数であることになる。
P=Pmin+AΠ(φ)
ここで、Pmin及びAは、定数またはゆっくりと変化する量である。相が時間の連続関数であることの重要な結果は、圧力が時間の連続関数であるということである。例えば、それは気道に送出された圧力の突然の変化に関係する不快さを回避するために望ましい。
Claims (12)
- 患者がそれぞれの可能性のある相状態にある確率に基づいて、患者に換気支援を提供するための装置であって、
呼吸サイクルが一連の規定された相状態から構成されており、
規定された相状態のそれぞれは、開始の流れ及び終了の流れを有し、
前記装置は、
患者の気道に呼吸可能なガスの制御された供給を提供するための手段と、
患者の気流を測定するための手段と、
患者の可能性のある相状態のそれぞれに対して、患者が当該相状態にある確率と、患者が当該相状態にあるときに測定された気流が流れる確率との積を決定する決定ステップと、
患者の気流を測定し、前記測定された気流と規定された相状態とに従って相状態を特定し、前記測定された気流に従って前記規定された相状態の開始の流れ及び終了の流れを更新する更新ステップと、
前記特定された相状態に基づいて、患者の気道に供給される呼吸可能なガスの供給を制御する制御ステップと、を実行するためのプログラムされた命令を備えた制御手段と、
を備える装置。 - 前記呼吸可能なガスの制御された供給を提供するための手段は換気装置を含み、前記患者の呼吸を表す気流信号を生成するための手段は圧力変換器である、請求項1に記載の装置。
- 前記確率は、全呼吸サイクルの期間に対する各相状態の期間の比に基づいて、決定される、請求項1に記載の装置。
- 前記確率は、全呼吸サイクルの期間に対する各相状態の期間の比に基づいて決定され、すでに決定された確率に応じて決定される、請求項1に記載の装置。
- 前記確率を決定する決定ステップは、ベイズの定理の関数として事前確率および観測された確率の推定を含む、請求項1に記載の装置。
- 前記確率を決定する決定ステップは、状態の連続性に基づいて確率を調節することを含む、請求項1に記載の装置。
- 患者がそれぞれの可能性のある相状態にある確率に基づいて、患者に換気支援を提供するための装置であって、
各相状態は、呼吸サイクルの一部であり、
前記装置は、
患者の気道に呼吸可能なガスの制御された供給を提供するための手段と、
患者における気流を測定するための手段と、
患者の可能性のある相状態のそれぞれに対して、患者が当該相状態にある確率を決定する決定ステップと、
患者が当該相状態にある確率と、患者の前の相状態と、測定された気流と、に基づいて患者の現在の相状態を特定する特定ステップと、
前記特定された現在の相状態に基づいて、患者の気道に供給される呼吸可能なガスの供給を制御する制御ステップと、を実行するためのプログラムされた命令を備えた制御手段と、
を備える装置。 - 前記呼吸可能なガスの制御された供給を提供するための手段は換気装置を含み、前記患者の呼吸を表す気流信号を生成するための手段は圧力変換器である、請求項7に記載の装置。
- 前記確率は、全呼吸サイクルの期間に対する各相状態の期間の比に基づいて、決定される、請求項7に記載の装置。
- 前記確率は、全呼吸サイクルの期間に対する各相状態の期間の比に基づいて決定され、すでに決定された確率に応じて決定される、請求項7に記載の装置。
- 前記確率を決定する決定ステップは、ベイズの定理の関数として事前確率および観測された確率の推定を含む、請求項7に記載の装置。
- 前記確率を決定する決定ステップは、状態の連続性に基づいて確率を調節することを含む、請求項7に記載の装置。
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