JP2018516675A5

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Publication number: JP2018516675A5
Application number: JP2017562011A
Authority: JP
Filing date: 2016-06-01
Publication date: 2019-07-04
Anticipated expiration: 2036-06-01

Claims

人工呼吸器が付けられた患者に換気をデリバリするベンチレータと、
前記人工呼吸器が付けられた患者の気道内圧Ｐ_ｙ（ｔ）を測定する圧力センサと、
前記人工呼吸器が付けられた患者に入る及び前記人工呼吸器が付けられた患者から出る空気流量

を測定する空気流量センサと、
移動時間ウィンドウ最小二乗（ＭＷＬＳ）推定を使用して、（ｉ）呼吸器系エラスタンスＥ_ｒｓ又はコンプライアンスＣ_ｒｓ、（ｉｉ）呼吸器系抵抗Ｒ_ｒｓ、及び、（ｉｉｉ）呼吸筋圧Ｐ_ｍｕｓ（ｔ）を含む前記人工呼吸器が付けられた患者の呼吸パラメータを推定するマイクロプロセッサを含む呼吸器系アナライザと、
を含む、医用ベンチレータデバイス。
前記ＭＷＬＳ推定は、前記ＭＷＬＳ推定の各時間ウィンドウについて、以下の演算：
（ｉ）エラスタンス又はコンプライアンス、及び、（ｉｉ）抵抗のうちの一方を推定する演算（１）と、
前記演算（１）からの推定された値を使用して、（ｉ）エラスタンス又はコンプライアンス、及び、（ｉｉ）抵抗のうちの他方を推定する演算（２）と、
前記演算（１）及び（２）において推定された値を使用して、呼吸筋圧を推定する演算（３）と
を順に行うことを含む、請求項１に記載の医用ベンチレータデバイス。
前記演算（１）は、エラスタンス又はコンプライアンスを推定し、前記演算（２）は、前記演算（１）からのエラスタンス又はコンプライアンスの推定された値を使用して、抵抗を推定する、請求項２に記載の医用ベンチレータデバイス。
前記演算（１）は、前記ＭＷＬＳ推定の前記時間ウィンドウにおいて、Ｐ_ｙ（ｔ）及び

の測定された値に関して、方程式

のエラスタンスＥ_ｒｓ、抵抗Ｒ_ｒｓ、及び、呼吸筋圧Ｐ_ｍｕｓの差ΔＰ_ｍｕｓを最適化し、式中、

であり、ΔＰ_ｙ（ｔ）＝Ｐ_ｙ（ｔ）−Ｐ_ｙ（ｔ−１）であり、

であり、ΔＶ（ｔ）＝Ｖ（ｔ）−Ｖ（ｔ−１）である、請求項２又は３に記載の医用ベンチレータデバイス。
前記演算（２）は、演算（１）からの推定された値は、固定された状態に保持され、Ｐ_ｍｕｓ（ｔ）は、時間のパラメータ化関数によってモデル化されて、前記ＭＷＬＳ推定の前記時間ウィンドウにおいて、Ｐ_ｙ（ｔ）及び

の測定された値に関して、方程式

の呼吸筋圧Ｐ_ｍｕｓ（ｔ）、並びに、エラスタンスＥ_ｒｓ及び抵抗Ｒ_ｒｓのうちの一方を最適化する、請求項４に記載の医用ベンチレータデバイス。
Ｐ_ｍｕｓ（ｔ）は、時間の多項式関数によってモデル化される、請求項５に記載の医用ベンチレータデバイス。
前記演算（２）は、時間のゼロ次多項式関数、一次多項式関数及び二次多項式関数によってモデル化されたＰ_ｍｕｓ（ｔ）で繰り返され、これら３つの繰り返しの最適化されたエラスタンスＥ_ｒｓ又は抵抗Ｒ_ｒｓが組み合わされる、請求項６に記載の医用ベンチレータデバイス。
前記演算（３）は、前記ＭＷＬＳ推定の前記時間ウィンドウにおいて、

として呼吸筋圧を推定し、式中、

及び

は、前記演算（１）及び前記演算（２）からの推定された値である、請求項５乃至７の何れか一項に記載の医用ベンチレータデバイス。
前記演算（１）及び前記演算（２）の片方及び両方は、推定された値にカルマンフィルタを適用することを含む、請求項２乃至８の何れか一項に記載の医用ベンチレータデバイス。
前記演算（１）及び前記演算（２）の片方及び両方は更に、前記カルマンフィルタの雑音分散に基づいて、推定された値の不確実性のメトリックを生成することを含む、請求項９に記載の医用ベンチレータデバイス。
前記呼吸器系アナライザによって推定される前記人工呼吸器が付けられた患者の前記呼吸パラメータのうちの１つ以上を表示するディスプレイを更に含む、請求項１乃至１０の何れか一項に記載の医用ベンチレータデバイス。
前記ベンチレータは、患者−ベンチレータ同期不全を低減するために、前記ベンチレータによって出力される空気陽圧を、前記呼吸筋圧Ｐ_ｍｕｓ（ｔ）の増加する大きさ又は減少する大きさに同期して調整するようにプログラミングされている、請求項１乃至１１の何れか一項に記載の医用ベンチレータデバイス。
前記呼吸器系アナライザは、呼吸仕事量ＷｏＢを、ＷｏＢ＝∫Ｐ_ｍｕｓ（ｔ）ｄＶ（ｔ）として推定し、式中、Ｐ_ｍｕｓ（ｔ）は、前記ＭＷＬＳ推定を使用して推定される時間の関数としての呼吸筋圧であり、
前記ベンチレータは、推定された前記ＷｏＢを設定点ＷｏＢ値に維持するように、前記ベンチレータによって提供される機械的人工換気を制御するようにプログラミングされている、請求項１乃至１２の何れか一項に記載の医用ベンチレータデバイス。
ベンチレータの患者の気道内圧Ｐ_ｙ（ｔ）及び空気流量

の測定値について演算する方法を行うように電子データ処理デバイスによって読み出し可能及び実行可能である命令を記憶する非一時的記憶媒体であって、前記方法は、
（ｉ）呼吸器系エラスタンスＥ_ｒｓ、（ｉｉ）呼吸器系抵抗Ｒ_ｒｓ、及び、（ｉｉｉ）呼吸筋圧Ｐ_ｍｕｓ（ｔ）を推定するために、移動ウィンドウ最小二乗（ＭＷＬＳ）推定を適用するステップを含み、
ＭＷＬＳ推定（ｉ）は、

を測定された気道内圧の差信号であるΔＰ_ｙ（ｔ）に適合させて、Ｅ_ｒｓ、Ｒ_ｒｓ及びΔＰ_ｍｕｓの値を得ることを含み、

は、測定された空気流量の差信号であり、ΔＶ（ｔ）は、呼吸器系空気ボリューム

の差信号であり、ΔＰ_ｍｕｓは、定数であり、
ＭＷＬＳ推定（ｉｉ）は、

を適合させて、Ｒ_ｒｓ及びＰ_ｍｕｓ（ｔ）の値を得ることを含み、式中、Ｅ_ｒｓは、前記ＭＷＬＳ推定（ｉ）において得られた値に設定され、Ｐ_ｍｕｓ（ｔ）は、パラメータ化関数として近似され、
ＭＷＬＳ推定（ｉｉｉ）は、

を評価することを含み、式中、Ｅ_ｒｓは、前記ＭＷＬＳ推定（ｉ）において決定された値に設定され、Ｒ_ｒｓは、前記ＭＷＬＳ推定（ｉｉ）において決定された値に設定される、非一時的記憶媒体。
呼吸器系エラスタンスＥ_ｒｓは、前記ＭＷＬＳ推定演算において、呼吸器系コンプライアンスＣ_ｒｓ＝１／Ｅ_ｒｓとして表される、請求項１４に記載の非一時的記憶媒体。