JP5662289B2 - 無効吸気努力を検出し患者と人工呼吸器の相互作用を改善する方法および装置 - Google Patents
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Description
本出願は、その全体が参考により本明細書に組み込まれる、2004年10月20日出願の米国仮出願第60/619957号の利益を主張する。
1)例えば一連の無効トリガ後の計量値の統計的参照値を使用し、人工呼吸器を介した外因性PEEPの供給をサーボ調整して、適用されるPEEPを漸増的に押し上げて指数を最小限に抑える。
2)例えば一連の無効トリガ後の計量値の統計的参照値を使用し、人工呼吸器を介した一回呼吸量の供給をサーボ調整して、一回呼吸量の供給を漸減的に減少させて指数を最小限に抑える。
3)例えば一連の無効トリガ後の計量値の統計的参照値を使用し、人工呼吸器を介した圧支持の供給をサーボ調整して、圧支持を漸減的に低減して指数を最小限に抑える。
4)フロートリガ式の人工呼吸器の場合、例えば一連の無効トリガ後に、IPAPを直接トリガするアルゴリズムを、フロー極性に対するその中立性に基づいて使用し、トリガを再度高感度化して指数を最小限に抑える。
これらの摂動は、
・人工呼吸器がサイクル動作した後、かつ次にトリガする前、すなわち成功した吸気補助がない状態で呼気の間に生じ、
・必ずしも正方向のフローによってではなく、むしろ遅延された負のフローによって特徴付けられ、
・ノイズ、または、分泌もしくは心原性振動などの他の低振幅現象と区別できる点で「顕著」であり、
・嚥下または咳などの他の生理現象によって引き起こされる顕著な摂動と区別できる点で「固有」である。
1)人工呼吸器自体であってよい、データ取得システムおよびメモリを含むロギング装置を使用して、換気された患者から2つの信号が記録される。これらの信号は、気流(Q)および口腔における気道内圧(P)である。
2)フローおよび気道内圧の信号は、ノイズを最小限に抑えるため、平滑/ノイズフィルタに通される。そのような1つの例は、低次で位相遅れを最小限にし、遮断周波数が1Hzであるバターワース低域フィルタである。
3)米国特許第6,152,129号(Berthon-Jones)に記載されているような、意図的でない漏れを補償するアルゴリズムをフロー信号に適用する。
4)フロー信号の一次導関数(Q')が計算される。
5)フロー信号の二次導関数(Q'')が計算される。
1)人工呼吸器自体であってよい、データ取得システムおよびメモリを含むロギング装置を使用して、換気された患者から2つの信号が記録される。これらの信号は、気流(Q)および口腔における気道内圧(P)である。
2)フローおよび気道内圧の信号は、ノイズを最小限に抑えるため、平滑/ノイズフィルタに通される。そのような1つの例は、低次で位相遅れを最小限にし、遮断周波数が1Hzであるバターワース低域フィルタである。
3)米国特許第6,152,129号(Berthon-Jones)に記載されているような、意図的でない漏れを補償するアルゴリズムをフロー信号に適用する。
4)フロー信号の一次導関数(Q')が計算される。
5)フロー信号の二次導関数(Q'')が計算される。
1. max_detected - 局所極大が生じたかを示す
2. TIE - 最も最近の局所極大の発現、すなわち患者努力の減衰の発現からの経過時間
3. potential_swallow - 患者が嚥下している可能性があるかを示す
4. TSA - 潜在的な嚥下の発現からの経過時間
5. dec_detected - 顕著な下り勾配がすでに検出されたかを示す
(Qi > Qi-1)のとき、PEF = Qi
式中、iはサンプルシーケンスを示す。PEFが約200L/min-1の閾値を超える場合、咳が生じたと考えられ、PEFはヌル値を割り当てられる。
Q'i < 0およびQ'i-1 > 0、またはQ'i = 0
Q'i > 0およびQ'i-l < 0
|Declivity| = Qa - Qb
3 最大呼気流量を決定する
10 局所極小、すなわちQ´=0は増加?
12 フロー値Qbを格納する
13 最大呼気流量
Claims (13)
- 患者の気道に換気された空気を供給するとともに相互作用するように構成された人工呼吸器と、
いつ前記患者が呼吸の呼気相の状態にあるかを決定するための手段と、
前記患者の呼吸気流量に関連した信号を生成するための手段と、
前記呼吸気流量に関連した前記信号に基づいて、前記患者の前記呼吸の呼気相中の無効努力を決定するための手段と、
ある期間にわたって人工呼吸器が供給する複数の呼吸を追跡するための手段と、
前記ある期間内において決定された前記無効努力に基づいて、前記ある期間にわたる無効努力の総数を算出するための手段と、
前記算出された無効努力の総数に基づいて無効努力の指数を決定するための手段と、
前記無効努力の指数に基づいて、前記人工呼吸器の少なくとも1つの設定を制御するための手段と、
を備えるシステム。 - 前記少なくとも1つの設定を制御するための手段は、前記人工呼吸器の構成要素のサーボ調整を備える請求項1に記載のシステム。
- 前記少なくとも1つの設定は、前記人工呼吸器の終末呼気陽圧を含む請求項1に記載のシステム。
- 前記少なくとも1つの設定は、前記人工呼吸器によって供給される一回換気量を含む請求項1に記載のシステム。
- 前記少なくとも1つの設定は、前記換気された空気を送気する圧補助に関連している請求項1に記載のシステム。
- 前記信号は、前記呼気相と決定された期間における前記呼吸気流量中の空気容量に基づいている請求項1に記載のシステム。
- 前記信号は、前記呼気相と決定された期間における前記呼吸気流量の圧力に基づいている請求項1に記載のシステム。
- 前記いつ前記患者が呼吸の呼気相の状態にあるかを決定するための手段は、前記患者の気道と相互作用している気流の極性を決定するための手段を備えている請求項1に記載のシステム。
- 前記いつ前記患者が呼吸の呼気相の状態にあるかを決定するための手段は、所定の位相閾値に対する導出圧力信号を分析するための手段を備えている請求項1に記載のシステム。
- 前記所定の位相閾値は、最大圧力と最小圧力との差を2で除算したものに基づいて算出される請求項9に記載のシステム。
- 前記呼吸気流量に関連した前記信号に基づいて、前記患者の前記呼吸の呼気相中の無効努力を決定するための手段は、
前記信号における局所極大を決定するための手段と、
前記信号の一部分の二次導関数を算出し、前記二次導関数を所定の負の閾値と比較することによって局所極大の次にくる顕著な下り勾配を決定するための手段とをさらに備え、
前記無効努力は、顕著な下り勾配が局所極大の次にくる場合に決定される請求項1に記載のシステム。 - 前記呼吸気流量に関連した前記信号に基づいて、前記患者の前記呼吸の呼気相中の無効努力を決定するための手段は、
前記信号の一次導関数を算出するための手段と、
前記信号の二次導関数を算出するための手段とをさらに備え、
前記無効努力は、1)一次導関数は正から負へのゼロ交差または傾きゼロ(zero slope)と関連している、且つ2)二次導関数は負の非ゼロ閾値より大きい、場合に決定される請求項1に記載のシステム。 - 前記ある期間にわたる無効努力の総数と人工呼吸器が供給した呼吸数とを合計することによって、患者呼吸数を概算する手段をさらに備える請求項1乃至請求項12のうちいずれか1項に記載のシステム。
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