JP5747262B2 - モニタシステムの制御方法及びモニタシステム - Google Patents
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- Measurement Of The Respiration, Hearing Ability, Form, And Blood Characteristics Of Living Organisms (AREA)
Description
Breath CO2)モニタが提案されている(例えば、特許文献1参照)。このSBCO2は、二酸化炭素について、一呼気についてのみ、呼気量をX軸に、二酸化炭素濃度をY軸にして波形として描き出すものである。そこから一回呼気量VE、呼気終末二酸化炭素濃度FETCO2の各値が得られ、波形線下の面積から二酸化炭素排泄量VCO2を計算することができるとしている。またこの波形の分析から、死腔量VD、肺胞換気量VAを求めることができるとしている。
またごく最近でもSBCO2法による新たな提案がされており(例えば、非特許文献1参照)、解剖学的死腔、生理学的死腔、肺胞死腔を測定可能としている。
VE×(FECO2−FICO2)=VCO2、書き換えると
FECO2=VCO2/VE+FICO2 (1)
VA×(FACO2−FICO2)=VCO2、書き換えると
FACO2=VCO2/VA+FICO2 (2)
(式中のVEは一回呼気量を表す。)
通常の呼吸ではFICO2=0であるので、(1)、(2)式は以下のように表すことができる。
VE×FECO2=VCO2、FECO2=VCO2/VE (1’)
VA×FACO2=VCO2、FACO2=VCO2/VA (2’)
このように等しい面積VCO2を有する複数の長方形が、X−Y座標面上に階段状に配置されるので、この分析法をEAST(Equal Area Step Technology)法と呼ぶ。
VE×FECO2=VCO2、FECO2=VCO2/VE (1’)
VA×FACO2=VCO2、FACO2=VCO2/VA (2’)
VE×FECO2=(VE−VD)×FACO2 (3)
(式中、VEは一回呼気量を、FECO2は混合呼気CO2濃度を、VDは死腔量を、FACO2は肺胞気CO2濃度を表す)。
ここで、VE−VDは肺胞換気量VAを表し、VAは均質な肺胞気CO2濃度FACO2で満たされた理想肺胞気空間を意味する。
VE×FECO2=VCO2、FECO2=VCO2/VE (1’)
交点のX座標はFECO2(混合呼気CO2濃度)となる(図4の丸囲み数字2)。
VA×FACO2=VCO2、FACO2=VCO2/VA (2’)
交点のX座標はFACO2(肺胞気CO2濃度)となる(図3の丸囲み数字4)。
VE×(FIO2−FEO2)=VO2、書き換えると
FEO2=FIO2−VO2/VE (4)
VA×(FIO2−FAO2)=VO2、書き換えると
FAO2=FIO2−VO2/VA (5)
VE×(FIO2−FEO2)=VA×(FIO2−FAO2) (6)
(式中、VEは一回呼気量を、VO2は酸素摂取量を、FEO2は混合呼気O2濃度を、VDは死腔量を、VAは肺胞換気量を、FAO2は肺胞気O2濃度を表す)。
(イ)本発明は、VCO2、FECO2、VD、VA、FACO2などの無侵襲連続モニタリングを可能とするものであり、臨床的有用性は大きい。
(ロ)この技術は二酸化炭素に止まらず、酸素、揮発性麻酔ガス、亜酸化窒素等の測定可能な他の呼吸ガスへも展開できる。特に、CO2と同様な分析がO2にも応用されることの、臨床的な意義は極めて大きい。
(ハ)麻酔ガス摂取の分析に応用されると、より信頼性の高い麻酔深度の指標を得ることができる。
(ニ)これらの技術は術中の呼吸管理にとどまらず、幅広く呼吸分析一般に応用可能である。
2 ガス供給装置
3 制御装置
11 吸気弁
12 コネクタ
13 フローセンサ
14 呼吸ガスセンサ
15 呼気弁
16 CO2吸収剤キャニスタ
17 ベンチレータ
31 記憶装置
32 演算装置
33 入力装置
34 表示装置
35 インタフェース(I/F)
36 フローセンサ回路
37 呼吸ガスセンサ駆動回路
100 モニタシステム
Claims (6)
- 呼吸回路に設けられ患者の呼吸ガスのフロー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前記呼吸ガスの成分ガスの濃度を連続的に検出する呼吸ガスセンサと、
前記フローセンサ及び前記呼吸ガスセンサからの出力データを保存、演算して画像データとし、当該画像データを毎呼吸、表示装置に表示する制御装置と、を備えたモニタシステムにおいて、
前記制御装置は、
当該制御装置の表示装置にX−Y座標を設け、1呼吸毎に当該X−Y座標上に前記フローセンサによって測定した吸気、呼気連続の前記呼吸ガスのフローデータすなわち換気量Vと、前記呼吸ガスセンサによって測定した吸気、呼気連続の前記呼吸ガスの前記成分ガスの1つであるCO2ガスの濃度Fとを同期させて、前記CO2ガスの吸気、呼気連続した濃度−換気量ループを描き、当該ループが囲む面積を計算して前記CO2ガスの排泄量VCO2を求め、当該VCO2を用いてF×V=VCO2となる反比例曲線を表示し、
さらに、前記CO2ガスの混合呼気濃度FECO 2 と前記換気量Vの一回呼気量VEの関係を、前記X−Y座標に描いた前記濃度−換気量ループの原点と、V=VEの直線と前記反比例曲線の交点と、を結ぶ直線を対角線とする面積VCO2の長方形として前記X−Y座標に表現し、
F=FECO 2 の直線と前記濃度−換気量ループとの交点の前記換気量Vを肺胞換気量VAとして、前記CO 2 ガスの肺胞気濃度FACO 2 と前記換気量Vの肺胞換気量VAとの関係を、前記X−Y座標に描いた前記濃度−換気量ループの原点と、V=VAの直線と前記反比例曲線の交点と、を結ぶ直線を対角線とする面積VCO 2 の長方形として前記X−Y座標に表現することを特徴とするモニタシステムの制御方法。 - 前記制御装置は、1呼吸毎に、濃度−換気量ループと、その面積である前記VCO2を用いて、EAST(Equal Area Step Technology)法により、以下の関係式(1)、(2)を表す前記長方形を前記X−Y座標に表示して、前記CO2ガスの前記混合呼気濃度FECO2、前記肺胞換気量VA、死腔量VD、前記肺胞気濃度FACO2を求めて、前記X−Y座標に表示することを特徴とする請求項1に記載のモニタシステムの制御方法。
VE×(FECO2−FICO2)=VCO2、書き換えると
FECO2=VCO2/VE+FICO2 (1)
VA×(FACO2−FICO2)=VCO2、書き換えると
FACO2=VCO2/VA+FICO2 (2)
(通常FICO2=0である。) - 前記制御装置は、所定の時間連続して、1呼吸毎の前記CO2ガスの前記混合呼気濃度FECO2、前記肺胞換気量VA、前記死腔量VD、前記肺胞気濃度FACO2を、前記濃度−換気量ループ及び前記面積VCO2の長方形とともに同一の前記X−Y座標に表示し、さらに前記CO2ガスの、前記排泄量VCO2、前記混合呼気濃度FECO2、前記肺胞換気量VA、前記死腔量VD、及び前記肺胞気濃度FACO2の数値表を作成して、前記表示装置の所定の領域に表示することを特徴とする請求項2に記載のモニタシステムの制御方法。
- 呼吸回路に設けられ患者の呼吸ガスのフロー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前記呼吸ガスの成分ガスの濃度を連続的に検出する呼吸ガスセンサと、
前記フローセンサ及び前記呼吸ガスセンサからの出力データを保存、演算して画像データとし、当該画像データを毎呼吸、表示装置に表示する制御装置と、を備え、
前記制御装置の前記表示装置は、
X−Y座標上に1呼吸毎に、前記フローセンサによって測定した吸気、呼気連続の前記呼吸ガスのフローデータすなわち換気量Vと、前記呼吸ガスセンサによって測定した吸気、呼気連続の前記成分ガスの1つであるCO2ガスの濃度Fとを同期させて得られる、前記CO2ガスの吸気、呼気連続した濃度−換気量ループと、当該ループが囲む面積から求めた前記CO2ガスの排泄量VCO2を基に演算される、F×V=VCO2となる反比例曲線と、を表示し、
さらに、前記CO2ガスの混合呼気濃度FECO 2 と前記換気量Vの一回呼気量VEの関係を、前記X−Y座標に描いた前記濃度−換気量ループの原点と、V=VEの直線と前記反比例曲線の交点と、を結ぶ直線を対角線とする面積VCO2の長方形として前記X−Y座標に表現し、
F=FECO 2 の直線と前記濃度−換気量ループとの交点の前記換気量Vを肺胞換気量VAとして、前記CO 2 ガスの肺胞気濃度FACO 2 と前記換気量Vの肺胞換気量VAとの関係を、前記X−Y座標に描いた前記濃度−換気量ループの原点と、V=VAの直線と前記反比例曲線の交点と、を結ぶ直線を対角線とする面積VCO 2 の長方形として前記X−Y座標に表現することを特徴とするモニタシステム。 - 前記制御装置の前記表示装置は、前記X−Y座標上に1呼吸毎に、濃度−換気量ループと、その面積である前記VCO2を用いて、EAST(Equal Area Step Technology)法により、以下の関係式(1)、(2)を表す前記面積VCO2の長方形を前記X−Y座標に描出することによって求められる前記CO2ガスの前記混合呼気濃度FECO2、前記肺胞換気量VA、死腔量VD、前記肺胞気濃度FACO2を、前記長方形とともに表示することを特徴とする請求項4に記載のモニタシステム。
VE×(FECO2−FICO2)=VCO2、書き換えると
FECO2=VCO2/VE+FICO2 (1)
VA×(FACO2−FICO2)=VCO2、書き換えると
FACO2=VCO2/VA+FICO2 (2)
(通常FICO2 =0である。) - 前記制御装置の前記表示装置は、所定の時間連続して、1呼吸毎の前記CO2ガスの前記混合呼気濃度FECO2、前記肺胞換気量VA、前記死腔量VD、前記肺胞気濃度FACO2を、前記濃度−換気量ループ及び前記長方形とともに同一の前記X−Y座標に表示し、さらに前記CO2ガスの、前記排泄量VCO2、前記混合呼気濃度FECO2、前記肺胞換気量VA、前記死腔量VD、及び前記肺胞気濃度FACO2の数値表を所定の領域に表示することを特徴とする請求項5に記載のモニタシステム。
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