JP5505926B2 - モニタシステムおよびモニタシステムの制御方法 - Google Patents
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- Measurement Of The Respiration, Hearing Ability, Form, And Blood Characteristics Of Living Organisms (AREA)
Description
=(VT−VD)×FI**1−VA×ET**
=VA×(FI**1−ET**)となる。
現実の肺におけるV−Cループは、図1に示したSBCO2の波形にも見られるように、換気に与らない細気管支の存在や、血流がないか不十分な肺胞の存在などによって、必ずしも四隅が直角の方形となるとは限らず図形だけからでは正確な肺胞換気量VAは得られない。しかし摂取量Vupt**は、V−Cループの積分から求めることができるので、上の式を変形したVA=Vupt**/(FI**1−ET**)によってより適切な肺胞換気量VAを求めることができる。
また同図(b)に示すように、あるガス**の排泄量をVexh**とすると、排泄量Vexh**=VA×(ET**−FI**2)となる。図4(b)において、FI**2=0とすると、例えば二酸化炭素の排泄量を表す。
麻酔維持状態のように、患者の循環指標が安定し、一回換気量VT、吸気濃度FI**、呼気終末濃度ET**などの呼吸指標も安定している状態では、ΔVcontはゼロとなるため、摂取量は移動量に一致する。
仮に全ガスの摂取量の合計Vuptotに等しい量と組成の新鮮ガスを供給すると(Vuptop=FGF)、患者の必要とするガスを必要とする量だけ供給し、排気される余剰ガスが発生しない麻酔、つまり完全閉鎖麻酔となる。信頼性のある摂取量モニタが実現すると、完全閉鎖麻酔のため、新鮮ガスの流量と組成の自動制御が可能となる。
通常吸入式全身麻酔では、麻酔ガスを開始する前に、この脱窒素過程が用いられる。図6(a)に示すように、空気中21%のFIO2に代えて、十分な流量の新鮮ガスとして純酸素100%を供給する。組織中・血中に溶解していた窒素N2が呼気から排出され、代わって酸素O2が血液中のヘモグロビンと結びつき全身組織へ送られETO2が上昇する。ETO2がFIO2に接近し安定したら脱窒素が完了する。この安定状態のときのループの面積は酸素摂取量VO2となる。
図6(b)に示すように、例えばFIO2を35%、FIN20を60%、FIAAを5%として開始すると、ETO2は脱窒素後の生体及び呼吸回路から急激に排泄され(「b型」)低下する。N2OとAAは呼吸回路から生体に摂取され(「d型」)、ETN20、ETAAが徐々に上昇しFIN20、FIAAに近づく。
図5に示したように、この状態での各ガスのループの閉じた面積は、肺胞−血液間移動量であり、この安定状態では摂取量に等しい。二酸化炭素は「負の摂取」つまり排泄となる。
亜酸化窒素N2Oと揮発性麻酔ガスAAの新鮮ガスとしての供給を停止し、代わって酸素100%を流す。図6(c)に示すように、ETN2OとETAAは、酸素によって呼吸回路から洗い出され急激に低下する。しかし血液中・組織中に溶解していたN2O・AAが肺動脈から肺胞に移動してくるので、呼気終末濃度はすぐにはゼロとならない。このとき特に新鮮ガス流量が分時換気量より少ないと、呼気の再利用が起こるので、生体からのN2O・AAの洗い出しが遅れ、つまり覚醒が遅れる。
分時換気量以上の新鮮酸素(+空気)流量によってETN2O・ETAAが洗い出され、ゼロに近づいてゆく。セボフルランのように血液への溶解度の低い揮発性麻酔ガスほど、短時間でET**がゼロに近づき早い覚醒が得られる。
さらに、図8からベンチレータ201と吸気・呼気の回路を取り外し、フローセンサ203、ガスセンサ204、表示制御装置3、表示装置4で構成されるモニタを自発呼吸にも適用できる。つまり麻酔ガスや高濃度酸素など医療ガスを使用しない通常の呼吸でも、酸素・二酸化炭素について、これまでに記したようなV−Cループの描出と、VT・VA・VD、FI**・ET**・V**の測定・表示が可能である。
1 麻酔ガス供給装置
2 呼吸回路
21 吸気弁
22,202 コネクタ
23,203 フローセンサ
24,204 呼吸ガスセンサ
25 呼気弁
3 表示制御装置
4 表示装置
26 CO2吸収剤キャニスタ
Claims (6)
- メインストリームによるガス分析法を用いた、吸入式全身麻酔の過程のモニタシステムであって、
呼吸回路に設けられ患者の呼吸量を連続的に検出するフローセンサと、
前記呼吸回路に設けられ麻酔ガスを含む呼吸ガスの濃度を連続的に検出する呼吸ガスセンサと、
前記フローセンサによって測定された患者呼吸の時間軸上でのボリューム変化、及びそこから得られる一回換気量と、呼吸ガスセンサによって測定された患者呼吸の時間軸上での麻酔ガスを含む呼吸ガスの濃度変化、及びそこから得られる吸気濃度と呼気終末濃度をほぼ実時間で描出する表示制御部と、を備え、
前記表示制御部は、時間軸上におけるフローセンサによる一回換気量の変化VをY軸、前記呼吸ガスセンサによる各呼吸ガスの濃度変化Cを0−100%のスケールでX軸とするX−Y座標上に同一時点の点(C,V)を連続的に表示させ、一呼吸ごとにループを描出し、
前記ループは、各呼吸ガスの呼気終末濃度及び第1又は第2吸気濃度をX軸上において示す2つのX座標と肺胞換気量を示すY座標とに囲まれた実質的な方形部と、前記方形部から上方向に突出して先端のY座標が前記肺胞換気量に死腔量を加算した一回換気量を示す棒部とを含み、前記各呼吸ガスの摂取のときは、前記棒部が前記方形部の右端に位置して前記呼気終末濃度から前記第1吸気濃度を経由して反時計回りに連続する略d型のループとなり、前記各呼吸ガスの排泄のときは、前記棒部が前記方形部の左端に位置して前記呼気終末濃度から前記第2吸気濃度を経由して時計回りに連続する略b型のループとなることを特徴とする吸入式全身麻酔の過程のモニタシステム。 - 前記表示制御部は、前記呼吸ガスセンサによって測定可能な複数のガスについて、前記X−Y座標面に、点(C,V)として連続的に表示するように制御することによって、一呼吸ごとに前記ループを描き出すことを特徴とする請求項1に記載の吸入式全身麻酔の過程のモニタシステム。
- 前記表示制御部は、前記方形部の面積を計算し、該計算した方形部の面積をその呼吸ガスの摂取量又は排泄量として計算して所定の表示領域に表示することを特徴とする請求項1又は請求項2に記載の吸入式全身麻酔の過程のモニタシステム。
- 呼吸量を連続的に検出するフローセンサによって測定された患者呼吸の時間軸上でのボリューム変化、及びそこから得られる一回換気量と、麻酔ガスを含む呼吸ガスの濃度を連続的に検出する呼吸ガスセンサによって測定された患者呼吸の時間軸上での麻酔ガスを含む呼吸ガスの濃度変化、及びそこから得られる吸気濃度と呼気終末濃度をほぼ実時間で描出する、メインストリームによるガス分析法を用いた、吸入式全身麻酔の過程のモニタシステムの制御方法であって、
時間軸上におけるフローセンサによる一回換気量の変化VをY軸、前記呼吸ガスセンサによる各呼吸ガスの濃度変化Cを0−100%のスケールでX軸とするX−Y座標上に同一時点の点(C,V)を連続的に表示させ、一呼吸ごとにループを描出し、
前記ループは、各呼吸ガスの呼気終末濃度及び第1又は第2吸気濃度をX軸上において示す2つのX座標と肺胞換気量を示すY座標とに囲まれた実質的な方形部と、前記方形部から上方向に突出して先端のY座標が前記肺胞換気量に死腔量を加算した一回換気量を示す棒部とを含み、前記各呼吸ガスの摂取のときは、前記棒部が前記方形部の右端に位置して前記呼気終末濃度から前記第1吸気濃度を経由して反時計回りに連続する略d型のループとなり、前記各呼吸ガスの排泄のときは、前記棒部が前記方形部の左端に位置して前記呼気終末濃度から前記第2吸気濃度を経由して時計回りに連続する略b型のループとなるステップを含むことを特徴とする吸入式全身麻酔の過程のモニタシステムの制御方法。 - 前記呼吸ガスセンサによって検出可能な複数のガスについて、前記X−Y座標面に、点(C,V)として連続的に表示するように制御することによって、一呼吸ごとに前記ループを描き出すことを特徴とする請求項4に記載の吸入式全身麻酔の過程のモニタシステムの制御方法。
- 前記方形部の面積を計算し、該計算した前記方形部の面積をその呼吸ガスの摂取量又は排泄量として計算して所定の表示領域に表示するステップをさらに含むことを特徴とする請求項4又は請求項5に記載の吸入式全身麻酔の過程のモニタシステムの制御方法。
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