JP2012511377A - エラスタンスおよび抵抗の決定 - Google Patents
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Abstract
Description
Pm=Pa−(R・Q+E・V) (1)
ここで、Pmは筋圧を表し、Paは被験者12の気道または気道近くにおけるガス圧を表し、Rは抵抗を表し、Qは被験者12の気道または気道近くにおけるガスの流量を表し、Eはエラスタンスを表し、Vは被験者12の呼吸系内のガスの体積を表す。筋圧は、胸郭および肺を拡張させるために呼吸筋によって生成される等価圧力であり、呼吸努力の関数である。筋圧は、直接測定可能ではないので、等価と言われる。しかしながら、吐き出しの際には、たとえシステム10によって提供される換気が被験者12の呼吸を補助するだけであったとしても、被験者12は呼吸筋を弛緩させるので、筋圧は0と想定できる。
0=Pa1−(R・Q1+E・V1) (2)
0=Pa2−(R・Q2+E・V2) (3)
ここで、Pa1およびPa2はそれぞれ検出時t1およびt2における被験者12の気道または気道近くにおけるガス圧を表し、Q1およびQ2はそれぞれ検出時t1およびt2における被験者12の気道または気道近くにおけるガスの流量を表し、V1およびV2はそれぞれ検出時t1およびt2における被験者12の呼吸系内のガスの体積を表す。すると、(2)と(3)の連立方程式は、抵抗およびエラスタンスについての次の解を与え、これは、ある実施形態では、モニタ・モジュール30によって被験者12の呼吸の抵抗およびエラスタンスを決定するために実装される。
Pm1e=(Re・Q1+Ee・V1)−Pa1 (6)
ここで、Pm1eはt1におけるPmの推定値を表し、Reは抵抗についての推定値を表し、Eeはエラスタンスについての推定値を表す。同様に、抵抗およびエラスタンスについての推定値は、Pa2、Q2およびV2についての測定値とともに、t2における筋圧についての推定値を次のように与える:
Pm2e=(Re・Q2+Ee・V2)−Pa2 (7)
ここで、Pm2eはt2におけるPmの推定値を表す。
t1についての推定された筋圧とt1における実際の筋圧との間の差(すなわち、Pm1e−Pm1)をΔPm1と定義し、推定された抵抗と実際の抵抗との間の差(すなわち、R−Re)をΔRと定義し、推定されたエラスタンスと実際のエラスタンスとの間の差(すなわち、E−Ee)をΔEと定義すれば、式(8)は次のように書き換えられる:
ΔPm1=ΔR・Q1+ΔE・V1 (9)
式(6)の代わりに式(7)について同様の手順を行うと、
ΔPm2=ΔR・Q2+ΔE・V2 (10)
となる。
R=Pa−E・V (20)
に従って式(19)を介して行われるエラスタンスの決定を実装する。
Claims (48)
- 被験者の呼吸のエラスタンスおよび抵抗を決定するよう構成されたシステムであって:
被験者の気道と連絡しており、被験者の気道にガスを送達し、該気道からガスを受け取る回路であって、該回路を介して気道に送達され気道から受け取られるガスによって被験者が機械的に換気される、回路と;
気道または気道近くにおけるガスのパラメータに関係した情報を担持する出力信号を生成するよう構成されるセンサーと;
被験者のエラスタンスおよび抵抗を決定するよう構成されるプロセッサとを有しており、該決定を容易にするために被験者の換気を調整することはなく、前記プロセッサは、被験者の呼吸のエラスタンスおよび抵抗を、(i)前記出力信号に基づいて被験者の筋圧が0またはほぼ0である二つ以上の別個の時点において被験者の気道または気道近くにおけるガスのパラメータを決定し、(ii)被験者の筋圧が0またはほぼ0である二つ以上の別個の時点において決定された被験者の気道または気道近くにおけるガスのパラメータに基づいて、被験者の呼吸のエラスタンスおよび抵抗を決定することによって、決定するよう構成され、ここで、前記エラスタンスおよび前記抵抗は、被験者の筋圧が0またはほぼ0である二つ以上の別個の時点において決定される気道または気道近くにおけるガスのパラメータの関数としてエラスタンスおよび抵抗の値を記述する関数によって決定される、
システム。 - 請求項1記載のシステムであって、筋圧が0またはほぼ0である二つ以上の別個の時点において決定される気道または気道近くにおけるガスのパラメータの関数としてエラスタンスおよび抵抗を決定するよう実装された関数が、エラスタンスおよび抵抗が未知パラメータであり、筋圧が0と想定される連立方程式に対応する、システム。
- 請求項1記載のシステムであって、被験者の筋圧が0またはほぼ0である二つ以上の別個の時点において前記プロセッサによって決定されるガスのパラメータが、気道または気道近くにおけるガスの流量、被験者の気道または気道近くにおけるガスの圧力および被験者の呼吸系内のガスの体積を含む、システム。
- 請求項1記載のシステムであって、被験者の筋圧が0またはほぼ0である前記二つ以上の別個の時点が、同じ息の間に生起する少なくとも二つの別個の時点を含む、システム。
- 請求項1記載のシステムであって、被験者の呼吸のエラスタンスおよび抵抗が、前記プロセッサによって、呼吸系についての運動方程式に基づいて被験者の筋圧が0またはほぼ0である前記二つ以上の別個の時点において決定された気道または気道近くにおけるガスのパラメータから決定される、システム。
- 請求項1記載のシステムであって、前記プロセッサがさらに、決定されたエラスタンスおよび/または抵抗に従って、前記回路を介して被験者に提供される換気の一つまたは複数のパラメータを調整するよう構成されている、システム。
- 被験者の呼吸のエラスタンスおよび抵抗を決定する方法であって:
(a)被験者を機械的に換気するために被験者の気道にガスを送達し、該気道からガスを受け取る段階と;
(b)被験者の気道に送達されるまたは該気道から受け取られるガスのパラメータに関係した情報を担持する出力信号を生成する段階と;
(c)被験者のエラスタンスおよび抵抗を決定する段階であって、該決定を容易にするために被験者の換気を調整することはしない、段階とを含み、ここで、前記エラスタンスおよび前記抵抗を決定する段階は:
(1)前記出力信号に基づいて被験者の筋圧が0またはほぼ0である二つ以上の別個の時点において気道または気道近くにおけるガスのパラメータを決定し、
(2)被験者の筋圧が0またはほぼ0である二つ以上の別個の時点において決定された気道または気道近くにおけるガスのパラメータに基づいて、前記エラスタンスおよび前記抵抗を決定することを含み、前記エラスタンスおよび前記抵抗は、被験者の筋圧が0またはほぼ0である二つ以上の別個の時点において決定される気道または気道近くにおけるガスのパラメータの関数としてエラスタンスおよび抵抗の値を記述する関数によって決定される、
方法。 - 請求項7記載の方法であって、被験者の筋圧が0またはほぼ0である二つ以上の別個の時点において決定される被験者の気道または気道近くにおけるガスのパラメータの関数としてエラスタンスおよび抵抗を決定するよう実装された関数が、エラスタンスおよび抵抗が未知パラメータであり、筋圧が0と想定される連立方程式に対応する、方法。
- 請求項7記載の方法であって、被験者の筋圧が0またはほぼ0である二つ以上の別個の時点において決定されるガスのパラメータが、被験者の気道または気道近くにおけるガスのフロー、被験者の気道または気道近くにおけるガスの圧力および被験者の呼吸系内のガスの体積を含む、方法。
- 請求項7記載の方法であって、被験者の筋圧が0またはほぼ0である前記二つ以上の別個の時点が、同じ息の間に生起する少なくとも二つの別個の時点を含む、方法。
- 請求項7記載の方法であって、前記エラスタンスおよび前記抵抗が、呼吸系についての運動方程式に基づいて被験者の筋圧が0またはほぼ0である前記二つ以上の別個の時点において決定された被験者の気道または気道近くにおけるガスのパラメータから決定される、方法。
- 請求項7記載の方法であって、決定されたエラスタンスおよび/または抵抗に従って、被験者の気道へのガスの送達および/または該気道からのガスの受領の一つまたは複数のパラメータを調整する段階をさらに含む、方法。
- 被験者の呼吸のエラスタンスおよび抵抗を決定するよう構成されたシステムであって:
(a)被験者を機械的に換気するために被験者の気道にガスを送達し、該気道からガスを受け取る手段と;
(b)被験者の気道に送達されるまたは該気道から受け取られるガスのパラメータに関係した情報を担持する出力信号を生成する手段と;
(c)被験者のエラスタンスおよび抵抗を決定する手段であって、該決定を容易にするために被験者の換気を調整することはされない、手段とを含み、ここで、エラスタンスおよび抵抗を決定する前記手段は:
(1)前記出力信号に基づいて被験者の筋圧が0またはほぼ0である二つ以上の別個の時点において被験者の気道または気道近くにおけるガスのパラメータを決定する手段と、
(2)被験者の筋圧が0またはほぼ0である二つ以上の別個の時点において決定された被験者の気道または気道近くにおけるガスのパラメータに基づいて、被験者のエラスタンスおよび抵抗を決定する手段とを含み、被験者の呼吸のエラスタンスおよび抵抗は、被験者の筋圧が0またはほぼ0である二つ以上の別個の時点において決定される被験者の気道または気道近くにおけるガスのパラメータの関数としてエラスタンスおよび抵抗の値を記述する関数によって決定される、
システム。 - 請求項13記載のシステムであって、被験者の筋圧が0またはほぼ0である二つ以上の別個の時点において決定される被験者の気道または気道近くにおけるガスのパラメータに基づいてエラスタンスおよび抵抗を決定するよう実装された関数が、エラスタンスおよび抵抗が未知パラメータであり、筋圧が0と想定される連立方程式に対応する、システム。
- 請求項13記載のシステムであって、被験者の筋圧が0またはほぼ0である二つ以上の別個の時点において決定されるガスのパラメータが、被験者の気道または気道近くにおけるガスのフロー、被験者の気道または気道近くにおけるガスの圧力および被験者の呼吸系内のガスの体積を含む、システム。
- 請求項13記載のシステムであって、被験者の筋圧が0またはほぼ0である前記二つ以上の別個の時点が、同じ息の間に生起する少なくとも二つの別個の時点を含む、システム。
- 請求項13記載のシステムであって、前記エラスタンスおよび前記抵抗が、呼吸系についての運動方程式に基づいて被験者の筋圧が0またはほぼ0である前記二つ以上の別個の時点において決定された被験者の気道または気道近くにおけるガスのパラメータから決定される、システム。
- 請求項13記載のシステムであって、決定されたエラスタンスおよび/または抵抗に従って、被験者の気道へのガスの送達および/または該気道からのガスの受領の一つまたは複数のパラメータを調整する手段をさらに含む、システム。
- 被験者の呼吸のエラスタンスおよび抵抗を決定するよう構成されたシステムであって:
被験者の気道と連絡しており、被験者の気道にガスを送達し、被験者の気道からガスを受け取る回路であって、該回路を介して気道に送達され気道から受け取られるガスによって被験者が機械的に換気される、回路と;
被験者の気道または気道近くにおけるガスのパラメータに関係した情報を担持する出力信号を生成するよう構成されるセンサーと;
被験者の呼吸のエラスタンスおよび抵抗を決定するよう構成されるプロセッサとを有しており、該決定を容易にするために被験者の換気を調整することはされず、前記プロセッサは、被験者の呼吸のエラスタンスおよび抵抗を、(i)前記出力信号に基づいて被験者の筋圧および被験者の筋圧の時間微分が0またはほぼ0である検出時点において被験者の気道または気道近くにおけるガスのパラメータを決定し、(ii)前記検出時点における被験者の気道または気道近くにおけるガスの決定されたパラメータの関数としてエラスタンスおよび抵抗の値を記述する関数から、被験者のエラスタンスおよび抵抗を決定することによって、決定するよう構成され、エラスタンスおよび抵抗の値を決定するよう実装された前記関数は、エラスタンスおよび抵抗が未知パラメータであり、筋圧が0と想定され、筋圧の時間微分が0と想定される連立方程式に対応する、
システム。 - 請求項19記載のシステムであって、前記検出時点が息を吐く間に現れる、システム。
- 請求項19記載のシステムであって、被験者の気道または気道近くにおけるガスのパラメータが、被験者の気道または気道近くにおけるガスの流量の時間微分および被験者の気道または気道近くにおけるガスの圧力の時間微分を含む、システム。
- 請求項19記載のシステムであって、前記連立方程式が、被験者の気道または気道近くにおけるガスのパラメータの関数として被験者の筋圧を記述する式および該式の時間微分を含む、システム。
- 請求項22記載のシステムであって、前記連立方程式が、呼吸系についての運動方程式および該運動方程式の時間微分から導出される、システム。
- 請求項19記載のシステムであって、前記プロセッサがさらに、決定されたエラスタンスおよび/または抵抗に従って、前記回路を介して被験者に提供される換気の一つまたは複数のパラメータを調整するよう構成されている、システム。
- 被験者の呼吸のエラスタンスおよび抵抗を決定する方法であって:
(a)被験者を機械的に換気するよう被験者の気道にガスを送達し、被験者の気道からガスを受け取る段階と;
(b)気道に送達されるまたは気道から受け取られるガスのパラメータに関係した情報を担持する出力信号を生成する段階と;
(c)被験者のエラスタンスおよび抵抗を決定する段階であって、該決定を容易にするために被験者の換気を調整することはされない、段階とを含み、被験者の呼吸のエラスタンスおよび抵抗を決定する段階は:
(1)前記出力信号に基づいて被験者の筋圧および被験者の筋圧の時間微分が0またはほぼ0である検出時点において気道または気道近くのガスのパラメータを決定し、
(2)前記検出時点における被験者の気道または気道近くにおけるガスの決定されたパラメータの関数としてエラスタンスおよび抵抗の値を記述する関数から、エラスタンスおよび抵抗を決定することを含み、エラスタンスおよび抵抗の値を決定するよう実装された前記関数は、エラスタンスおよび抵抗が未知パラメータであり、筋圧が0と想定され、筋圧の時間微分が0と想定される連立方程式に対応する、
方法。 - 請求項25記載の方法であって、前記検出時点が息を吐く間に現れる、方法。
- 請求項25記載の方法であって、被験者の気道または気道近くにおけるガスのパラメータが、被験者の気道または気道近くにおけるガスの流量の時間微分および被験者の気道または気道近くにおけるガスの圧力の時間微分を含む、方法。
- 請求項25記載の方法であって、前記連立方程式が、被験者の気道または気道近くにおけるガスのパラメータの関数として被験者の筋圧を記述する式および該式の時間微分を含む、方法。
- 請求項25記載の方法であって、前記連立方程式が、呼吸系についての運動方程式および該運動方程式の時間微分から導出される、方法。
- 請求項25記載の方法であって、さらに、決定されたエラスタンスおよび/または抵抗に従って、被験者に提供される換気の一つまたは複数のパラメータを調整する段階を含む、方法。
- 被験者の呼吸のエラスタンスおよび抵抗を決定するよう構成されたシステムであって:
(a)被験者を機械的に換気するよう被験者の気道にガスを送達し、被験者の気道からガスを受け取る手段と;
(b)被験者の気道に送達されるまたは被験者の気道から受け取られるガスのパラメータに関係した情報を担持する出力信号を生成する手段と;
(c)被験者のエラスタンスおよび抵抗を決定する手段であって、該決定を容易にするために被験者の換気は調整を調節することはされない、手段とを含み、被験者の呼吸のエラスタンスおよび抵抗を決定する前記手段は:
(1)前記出力信号に基づいて被験者の筋圧および被験者の筋圧の時間微分が0またはほぼ0である検出時点において気道または気道近くにおけるガスのパラメータを決定する手段と、
(2)前記検出時点における被験者の気道または気道近くにおけるガスの決定されたパラメータの関数としてエラスタンスおよび抵抗の値を記述する関数から、エラスタンスおよび抵抗を決定する手段とを含み、エラスタンスおよび抵抗の値を決定するよう実装された前記関数は、エラスタンスおよび抵抗が未知パラメータであり、筋圧が0と想定され、筋圧の時間微分が0と想定される連立方程式に対応する、
システム。 - 請求項31記載のシステムであって、前記検出時点が息を吐く間に現れる、システム。
- 請求項31記載のシステムであって、被験者の気道または気道近くにおけるガスのパラメータが、被験者の気道または気道近くにおけるガスの流量の時間微分および被験者の気道または気道近くにおけるガスの圧力の時間微分を含む、システム。
- 請求項31記載のシステムであって、前記連立方程式が、被験者の気道または気道近くにおけるガスのパラメータの関数として被験者の筋圧を記述する式および該式の時間微分を含む、システム。
- 請求項34記載のシステムであって、前記連立方程式が、呼吸系についての運動方程式および該運動方程式の時間微分から導出される、システム。
- 請求項31記載のシステムであって、さらに、決定されたエラスタンスおよび/または抵抗に従って、被験者に提供される換気の一つまたは複数のパラメータを調整する手段を含む、システム。
- 被験者の呼吸のエラスタンスを決定するよう構成されたシステムであって:
被験者の気道と連絡しており、被験者の気道にガスを送達し、被験者の気道からガスを受け取る回路であって、該回路を介して気道に送達され気道から受け取られるガスによって被験者が機械的に換気される、回路と;
被験者の気道または気道近くにおけるガスのパラメータに関係した情報を担持する出力信号を生成するよう構成されるセンサーと;
被験者の呼吸のエラスタンスを決定するよう構成されるプロセッサとを有しており、該決定を容易にするために被験者の換気を調整することはなく、前記プロセッサは、被験者の呼吸のエラスタンスを、(i)前記出力信号に基づいて被験者の気道または気道近くにおける、流量を含むガスのパラメータを決定し、(ii)被験者の気道または気道近くにおけるガスの決定されたパラメータから、被験者が息を吐いており、かつガスの流量が極値に達する時点を識別し、(iii)識別された時点における被験者の気道または気道近くにおけるガスのパラメータに基づいて、被験者の呼吸のエラスタンスを決定する、ことによって決定するよう構成される、
システム。 - 請求項37記載のシステムであって、前記プロセッサがさらに、決定されたエラスタンスおよび第二の時点における被験者の気道または気道近くにおけるガスのパラメータに基づいて、被験者の呼吸の抵抗を決定するよう構成される、システム。
- 前記第二の時点における被験者の筋圧が0またはほぼ0である、請求項38記載のシステム。
- 前記プロセッサがさらに、決定されたエラスタンスに基づいて、前記回路を介して被験者に提供される換気の一つまたは複数のパラメータを調整するよう構成されている、請求項37記載のシステム。
- 被験者の呼吸のエラスタンスおよび抵抗を決定する方法であって:
(a)被験者を機械的に換気するよう被験者の気道にガスを送達し、被験者の気道からガスを受け取る段階と;
(b)被験者の気道に送達されるまたは被験者の気道から受け取られるガスのパラメータに関係する情報を担持する出力信号を生成する段階と;
(c)被験者のエラスタンスを決定する段階であって、該決定を容易にするために被験者の換気を調整することはされない、段階とを含み、被験者の呼吸のエラスタンスを決定する段階は:
(1)前記出力信号に基づいて被験者の気道または気道近くにおける、流量を含むガスのパラメータを決定し、
(2)被験者の気道または気道近くにおけるガスの決定されたパラメータから、被験者が息を吐き出しており、かつガスの流量が極値に達する時点を識別することを含み、
(d)識別された時点における被験者の気道または気道近くにおけるガスの決定されたパラメータに基づいて、被験者のエラスタンスを決定する段階とを含む、
方法。 - 請求項41記載の方法であって、決定されたエラスタンスおよび第二の時点における被験者の気道または気道近くにおけるガスのパラメータに基づいて、被験者の呼吸の抵抗を決定する段階をさらに含む、方法。
- 前記第二の時点における被験者の筋圧が0またはほぼ0である、請求項42記載の方法。
- 決定されたエラスタンスに従って、被験者に提供される換気の一つまたは複数のパラメータを調整する段階をさらに含む、請求項41記載の方法。
- 被験者の呼吸のエラスタンスおよび抵抗を決定するよう構成されたシステムであって:
(a)被験者を機械的に換気するよう被験者の気道にガスを送達し、被験者の気道からガスを受け取る手段と;
(b)被験者の気道に送達されるまたは被験者の気道から受け取られるガスのパラメータに関係する情報を担持する出力信号を生成する手段と;
(c)被験者のエラスタンスを決定する手段であって、該決定を容易にするために被験者の換気を調整することはされない、手段とを含み、被験者の呼吸のエラスタンスの決定は、
(1)前記出力信号に基づいて被験者の気道または気道近くにおける、流量を含むガスのパラメータを決定する手段と、
(2)被験者の気道または気道近くにおけるガスの決定されたパラメータから、被験者が息を吐き出しており、かつガスの流量が極値に達する時点を識別する手段と、
(3)識別された時点における被験者の気道または気道近くにおけるガスの決定されたパラメータに基づいて、被験者の呼吸のエラスタンスを決定する手段とを含む、
システム。 - 請求項45記載の方法であって、決定されたエラスタンスおよび第二の時点における被験者の気道または気道近くにおけるガスのパラメータに基づいて、前記抵抗を決定する手段をさらに含む、方法。
- 前記第二の時点における被験者の筋圧が0またはほぼ0である、請求項46記載の方法。
- 決定されたエラスタンスに従って、被験者に提供される換気の一つまたは複数のパラメータを調整する手段をさらに含む、請求項45記載の方法。
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