JP6422653B2 - モニタリング装置 - Google Patents

Description

本発明は、心不全のモニタリング装置に関するものである。

近年、心不全は頻度の高い疾患の一つである。そこで、心不全の発症を回避するために、例えば、発症の可能性を未然に特定することが考えられる。心不全の発症の可能性を未然に検出するために、下記特許文献１には、対象者の呼吸に関するパラメータに基づき、対象者における肺うっ血を監視する方法が開示されている。

特表２０１２−５２３２６２号公報

しかしながら、特許文献１に記載の対象者における肺うっ血を監視する方法では、心不全の発症の可能性は検出できるものの、発症の具体的な原因を判別することはできなかった。

そこで、本発明は、心不全の発症の具体的な原因を判別することが可能なモニタリング装置の提供を目的とする。

上記目的を達成するために、本発明のモニタリング装置は、
呼気中の二酸化炭素濃度を計測するための第１のセンサと、
酸素輸送あるいは代謝系パラメータを計測するための第２のセンサと、
前記第１のセンサを用いて計測された二酸化炭素濃度と前記第２のセンサを用いて計測された酸素輸送あるいは代謝系パラメータの計測結果に基づいて、心臓と肺と血管のいずれかの状態を判別する状態判別部と、を備えるものである。

また、本発明のモニタリング装置において、前記第１のセンサは、呼気中の呼気終末期における二酸化炭素濃度である呼気終末二酸化炭素濃度を計測するように構成されたカプノメーターであることが好ましい。

また、本発明のモニタリング装置において、前記酸素輸送あるいは代謝系パラメータには、ＳｐＯ_２、血液ガス情報、血圧、心拍出量、心係数、脈動率、体温、脈拍数、心拍数のいずれかが含まれることが好ましい。

また、本発明のモニタリング装置において、前記状態判別部が判別する前記心臓と肺と血管のいずれかの状態とは、換気の状態、肺うっ血又は肺高血圧の状態、及び急性的な肺うっ血又は肺高血圧のいずれかの状態であることが好ましい。

また、本発明のモニタリング装置において、前記心拍出量は、非侵襲で計測可能であることが好ましい。

また、本発明のモニタリング装置において、前記第２のセンサは、脈波を計測するための脈波センサと心電図を計測するための心電図センサとから構成され、前記脈波と前記心電図に基づき、非侵襲で心拍出量を計測することが好ましい。

また、本発明のモニタリング装置において、更に、前記二酸化炭素濃度と前記酸素輸送あるいは代謝系パラメータとに基づいて分類された前記心臓と肺と血管のいずれかの状態をグラフ表示する表示部を備えることが好ましい。

また、本発明のモニタリング装置において、前記表示部に表示されたグラフには、前記心臓と肺と血管のいずれかの状態を判別するための判別基準値が表示されていることが好ましい。

本発明のモニタリング装置によれば、心不全の発症の原因となる心臓と肺と血管のいずれかの状態を判別することができる。

本発明のモニタリング装置の構成の一例を示す図である。 呼吸器系における換気と血流のパターンの一例を示す図である。 呼吸器系における換気と血流のパターンの一例を示す図である。 呼吸器系における換気と血流のパターンの一例を示す図である。 呼吸器系における換気と血流のパターンの一例を示す図である。 ヘモグロビンの酸素解離曲線を示す図である。 図２から図５に示したパターンの計測データを比較して表した図である。 ＥＴＣＯ_２とＳｐＯ_２とにより心不全の原因となる疾患の容態を分類して示した図である。 ＥＴＣＯ_２とＳｐＯ_２に基づいて肺水腫の重症度を診断するための図である。 本発明のモニタリング装置の構成の変形例を示す図である。 ＥＴＣＯ_２と心拍出量に基づいて肺うっ血および肺高血圧の重症度を診断するための図である。

以下、本発明に係るモニタリング装置の実施形態の一例について、図面を参照して詳細に説明する。

図１は、本実施形態の心不全をモニタリングするモニタリング装置１の構成を示す。
図１に示すように、モニタリング装置１は、被検者の生体情報を計測するためのカプノメーター（第１のセンサの一例）２と、パルスオキシメーター（第２のセンサの一例）３と、これらのセンサによって計測された生体情報を処理する処理装置５とを備えている。

カプノメーター２は、被検者の吸気および呼気に含まれる二酸化炭素の濃度（％）あるいは二酸化炭素の分圧（ｍｍＨｇ）を計測するセンサである。カプノメーター２は、ＣＯ_２センサまたはサンプリングチューブを被検者の鼻や口元に装着することにより非侵襲的に吸気および呼気に含まれる二酸化炭素の濃度等を計測することができる。カプノメーター２は、この実施形態において、呼気中における一番濃度の高い呼気終末期の二酸化炭素濃度である呼気終末二酸化炭素分圧（ＥＴＣＯ_２）を計測するように構成されている。カプノメーター２は処理装置５に接続されており、カプノメーター２によって計測されたＥＴＣＯ_２は処理装置５に送られる。

パルスオキシメーター３は、脈拍数や動脈血酸素飽和度（ＳｐＯ_２）等を計測するセンサである。パルスオキシメーター３は、プローブを被検者の指先や耳などに装着することにより非侵襲的に脈拍数とＳｐＯ_２を計測することができる。パルスオキシメーター３は、この実施形態では、動脈血液中の酸素飽和度であるＳｐＯ_２を計測するように構成されている。パルスオキシメーター３は、処理装置５に接続されており、パルスオキシメーター３によって計測されたＳｐＯ_２は処理装置５に送られる。なお、第２のセンサとしては、パルスオキシメーターに限定されず、酸素輸送あるいは代謝系パラメータを計測できるものであれば良い。酸素輸送あるいは代謝系パラメータには、ＳｐＯ_２、血液ガス情報、血圧、心拍出量、心係数、脈動率、体温、脈拍数、心拍数等が含まれる。第２のセンサとして例えば、脈波を計測する脈波センサや心電図を計測する心電図センサを挙げることができる。脈波センサと心電図センサとによって計測された脈波と心電図とに基づき、非侵襲的に心拍出量を計測することができる。

処理装置５は、状態判別部６と、記憶部７と、表示部８とを備えている。
状態判別部６は、カプノメーター２を用いて計測されたＥＴＣＯ_２およびパルスオキシメーター３を用いて計測されたＳｐＯ_２に基づいて被検者の心臓、肺、血管の状態を判別する。状態判別部６は、判別された呼吸器系の状態に基づいて、心不全の原因となる疾患を分類するとともにその容態（重症度）を判別する。このように、状態判別部５は、ＥＴＣＯ_２と酸素輸送あるいは代謝系パラメータの測定結果とに基づいて心臓、肺、血管のいずれかの状態を判別することができる。心臓、肺、血管の状態には、心不全、換気の状態、肺うっ血又は肺高血圧の状態、急性的な肺うっ血又は肺高血圧等の状態が含まれる。

記憶部７は、カプノメーター２およびパルスオキシメーター３によって計測されたＥＴＣＯ_２およびＳｐＯ_２を含む生体情報、あるいは心臓、肺、血管の状態を判別するための対比基準となる閾値等のデータを記憶する。

表示部８は、表示画面を有する。表示部８は、その表示画面に表示された二次元座標上に、カプノメーター２およびパルスオキシメーター３によって計測されたＥＴＣＯ_２およびＳｐＯ_２を含む生体情報をプロット表示する。表示部８は、状態判別部６の判別結果（呼吸系の状態（疾患）や重症度）を表示する。表示部８は、心臓、肺、血管の状態を判別するための対比基準を表示しても良い。

次に、心不全の原因となる疾患を分類する方法について説明する。
呼吸器系の状態は、換気と血流とにより、例えば、図２から図５に示されるようなパターンＡからパターンＤに分類することができる。パターンＡからパターンＤは、肺で行われているガス交換の様子をそれぞれ模式的に示したものである。図２から図５において同一または同様の部分には同一の符号を付す。

図２に示すパターンＡは、換気と血流が良好に行われている正常な呼吸器系の被検者から計測された各所における酸素と二酸化炭素の値を示している。

図２において、ＰｌＯ_２は、吸息時の吸気中に含まれる酸素分圧である吸入気酸素分圧を表す。ＰｌＯ_２：１５０ｍｍＨｇとは、一回の呼吸における吸入酸素分圧が１５０ｍｍＨｇであることを示す。また、ＥＴＣＯ_２は、呼息時の呼気中に含まれる呼気終末期の二酸化炭素分圧である呼気終末二酸化炭素分圧を表す。ＥＴＣＯ_２：４０ｍｍＨｇとは、一回の呼吸における呼気終末二酸化炭素分圧が４０ｍｍＨｇであることを示す。

また、Ｐ_ＰＡＯ_２は、大静脈から送られてきた血液に含まれる酸素の分圧である肺動脈血酸素分圧を表す。Ｐ_ＰＡＯ_２：４０ｍｍＨｇとは、肺動脈血酸素分圧が４０ｍｍＨｇであることを示す。また、Ｐ_ＰＡＣＯ_２は、大静脈から送られてきた血液に含まれる二酸化炭素の分圧である肺動脈血二酸化炭素分圧を表す。Ｐ_ＰＡＣＯ_２：４６ｍｍＨｇとは、肺動脈血二酸化炭素分圧が４６ｍｍＨｇであることを示す。

被検者の鼻や口から吸い込まれた酸素（ＰｌＯ_２：１５０ｍｍＨｇ）は、矢印１２に示すように気道１１を通じて肺に取り入れられる。また、肺でガス交換された二酸化炭素（ＥＴＣＯ_２：４０ｍｍＨｇ）は、矢印１３に示すように気道１１を通じて鼻や口から体外に排出される。

酸素を取り入れ二酸化炭素を排出するガス交換は、肺胞１４ａ，１４ｂと肺胞の周りを取り巻く肺毛細血管１５ａ，１５ｂとの間で行われる。

ＰｌＯ_２：１５０ｍｍＨｇは、肺胞１４ａ，１４ｂに達するまでの間に一部が失われて低下する。その結果、肺胞における酸素の分圧である肺胞気酸素分圧は１００ｍｍＨｇになる。

大静脈（図示省略）から送られた血液（Ｐ_ＰＡＯ_２：４０ｍｍＨｇ，Ｐ_ＰＡＣＯ_２：４６ｍｍＨｇ）は、心臓（図示省略）を経由し、肺動脈１６ａ，１６ｂを通って肺毛細血管１５ａ，１５ｂに送られる。

ガス交換により肺毛細血管１５ａ，１５ｂの血液は、肺胞１４ａ，１４ｂ内の空気から酸素を血液中に取り入れ、血液中の二酸化炭素を肺胞１４ａ，１４ｂ内に押し出す。肺胞１４ａ，１４ｂ内から酸素を取り入れることにより血液中の酸素分圧は、４０ｍｍＨｇから９５ｍｍＨｇに上昇する。また、血液中から二酸化炭素を押し出すことにより血液中の二酸化炭素の分圧は、４６ｍｍＨｇから４０ｍｍＨｇに低下する。肺毛細血管１５ａ，１５ｂにおいて肺胞１４ａ，１４ｂとの間でガス交換された血液は、肺静脈１７ａ，１７ｂに送られる。肺静脈１７ａ，１７ｂの血液は、矢印１８に示すように流れ、心臓を経由して大動脈（図示省略）へ送られる。

図２において、ＰａＯ_２は、動脈血中における酸素の分圧である動脈血酸素分圧を表す。ＰａＯ_２：９５ｍｍＨｇとは、動脈血酸素分圧が９５ｍｍＨｇであることを示す。また、ＰａＣＯ_２は、動脈血中における二酸化炭素の分圧である動脈血二酸化炭素分圧を表す。ＰａＣＯ_２：４０ｍｍＨｇとは、動脈血二酸化炭素分圧が４０ｍｍＨｇであることを示す。

また、ＳｐＯ_２：９８％は、動脈血酸素飽和度が９８％であることを示す。これは、後述する図６に示す酸素解離曲線から求められる値である。酸素解離曲線は酸素分圧とヘモグロビンの酸素飽和度との関係を示しており、図２のパターンＡのように動脈血酸素分圧（ＰａＯ_２）が９５ｍｍＨｇの場合には、ＳｐＯ_２は９８％になる。

また、図２に示すように、ＥＴＣＯ_２とＰａＣＯ_２とは同じ４０ｍｍＨｇの値が計測されている。このように、正常な被検者の場合、ＥＴＣＯ_２とＰａＣＯ_２とは同値または近似した値なる。

図３に示すパターンＢは、血流は良好であるが、換気が良好に行われていない換気不良な呼吸器系の被検者から計測された各所における酸素と二酸化炭素の値を示している。パターンＢでは肺胞１４ａが潰れることによって換気不良になった場合を示す。

肺胞１４ａが潰れているため、ＰｌＯ_２は肺胞１４ａには到達しない。したがって、ガス交換は、正常な肺胞１４ｂと肺毛細血管１５ｂとの間でのみ行われ、潰れた肺胞１４ａと肺毛細血管１５ａとの間では行われない。このため、肺動脈１６ａから流れ込んだ血液が肺でガス交換されずにそのまま肺静脈１７ａから流れ出ており、血液中の酸素分圧は４０ｍｍＨｇで、二酸化炭素の分圧は５０ｍｍＨｇのままである。

肺静脈１７ａの血液（酸素分圧：４０ｍｍＨｇ，二酸化炭素分圧：５０ｍｍＨｇ）は、肺静脈１７ｂの血液（酸素分圧：９５ｍｍＨｇ，二酸化炭素分圧：４３ｍｍＨｇ）と混ざり合い矢印１８に示すように流れ、心臓を経由して大動脈へ送られる。この結果、動脈血中におけるＰａＯ_２は７０ｍｍＨｇに、ＰａＣＯ_２は４５ｍｍＨｇになる。そして、ＰａＯ_２：７０ｍｍＨｇに対するＳｐＯ_２の値は、図６の酸素解離曲線から、ＳｐＯ_２：９０％になる。

また、気道１１を通じて体外に排出される二酸化炭素は、正常な肺胞１４ｂでガス交換された二酸化炭素のみであり、潰れた肺胞１４ａから二酸化炭素は排出されない。この結果、体外に排出されるＥＴＣＯ_２は、４３ｍｍＨｇになる。このように、パターンＢの場合、ＰａＣＯ_２の値（４５ｍｍＨｇ）がＥＴＣＯ_２の値（４３ｍｍＨｇ）に対して少し上昇した値となって計測されている。

図４に示すパターンＣは、パターンＢと同様に血流は良好であるが換気が不良な呼吸器系の被検者から計測された各所における酸素と二酸化炭素の値を示している。パターンＣでは肺水腫によって換気不良になった場合を示す。

肺毛細血管１５ａの圧力が上昇し、血液中の水分が肺胞１４ａ内に漏出して水２１が肺胞１４ａ内に溜まっている。このため、肺胞１４ａと肺毛細血管１５ａとの間に拡散障害が発生し、肺胞１４ａと肺毛細血管１５ａとの間のガス交換率が低下する。なお、肺胞１４ｂと肺毛細血管１５ｂとの間においては正常なガス交換が行われている。

肺胞１４ａ内の水２１の影響によって、肺毛細血管１５ａの血液は肺胞１４ａから酸素を取り入れ難くなる。このため、肺動脈１６ａにおける血液中の酸素分圧（２０ｍｍＨｇ）は、肺静脈１７ａにおいて７０ｍｍＨｇまでの上昇に留まる。また、肺胞１４ａ内の水２１の影響によって、肺毛細血管１５ａの血液は肺胞１４ａ内に二酸化炭素を押し出し難くなる。このため、肺動脈１６ａにおける血液中の二酸化炭素分圧（５６ｍｍＨｇ）は、肺静脈１７ａにおいて５４ｍｍＨｇまでの低下に留まる。なお、Ｐ_ＰＡＯ_２の値は、動脈血酸素分圧（ＰａＯ_２）の低下により２０ｍｍＨｇに低下している。

肺静脈１７ａの血液（酸素分圧：７０ｍｍＨｇ，二酸化炭素分圧：５４ｍｍＨｇ）は、肺静脈１７ｂの血液（酸素分圧：９０ｍｍＨｇ，二酸化炭素分圧：５０ｍｍＨｇ）と混ざり合い矢印１８に示すように流れ、心臓を経由して大動脈へ送られる。この結果、動脈血中におけるＰａＯ_２は６０ｍｍＨｇに、ＰａＣＯ_２は５２ｍｍＨｇになる。そして、ＰａＯ_２：６０ｍｍＨｇに対するＳｐＯ_２の値は、図６の酸素解離曲線から、ＳｐＯ_２：８５％になる。

また、気道１１を通じて体外に排出される二酸化炭素は、拡散障害が発生した肺胞１４ａでガス交換された二酸化炭素と正常な肺胞１４ｂでガス交換された二酸化炭素である。このため、肺胞１４ａの二酸化炭素分圧である２０ｍｍＨｇと肺胞１４ｂの二酸化炭素分圧である５０ｍｍＨｇが混ざり合い、体外に排出されるＥＴＣＯ_２は３０ｍｍＨｇになる。このように、パターンＣの場合、ＥＴＣＯ_２の値（３０ｍｍＨｇ）がＰａＣＯ_２の値（５２ｍｍＨｇ）に対して低下した値となって計測されている。

図５に示すパターンＤは、換気は良好であるが血流が不良な呼吸器系の被検者から計測された各所における酸素と二酸化炭素の値を示している。パターンＤでは肺動脈１６ａの末梢の血管で狭窄が生じて血流が不良になった場合を示す。

肺動脈１６ａの血液は、末梢の血管における狭窄により肺毛細血管１５ａおよび肺静脈１７ａには流れない。このため、肺胞１４ａと肺毛細血管１５ａとの間のガス交換は行われない。また、ガス交換が行われないため、肺胞１４ａ内の二酸化炭素分圧は吸気中の二酸化炭素分圧と同じ０ｍｍＨｇである。

これに対して、肺胞１４ｂと肺毛細血管１５ｂとの間においては正常なガス交換が行われる。これにより、肺動脈１６ｂの血液中において３０ｍｍＨｇであった酸素分圧は、肺静脈１７ｂの血液中において９０ｍｍＨｇに上昇する。また、肺動脈１６ｂの血液中において４６ｍｍＨｇであった二酸化炭素分圧は、肺静脈１７ｂの血液中において４０ｍｍＨｇまで低下する。また、肺胞１４ｂ内の二酸化炭素分圧はガス交換によって４０ｍｍＨｇになる。なお、Ｐ_ＰＡＯ_２の値は、ＣＯの低下による影響のために３０ｍｍＨｇに低下している。

肺静脈１７ａの血流が無いため、肺静脈１７ｂの血液（酸素分圧：９０ｍｍＨｇ，二酸化炭素分圧：４０ｍｍＨｇ）が矢印１８に示すように流れ、心臓を経由して大動脈へ送られる。この結果、動脈血中におけるＰａＯ_２は９０ｍｍＨｇに、ＰａＣＯ_２は４０ｍｍＨｇになる。そして、ＰａＯ_２：９０ｍｍＨｇに対するＳｐＯ_２の値は、図６の酸素解離曲線から、ＳｐＯ_２：９７％になる。

また、気道１１を通じて体外に排出される二酸化炭素は、ガス交換が行われていない肺胞１４ａの二酸化炭素と正常なガス交換が行われた肺胞１４ｂの二酸化炭素である。このため、肺胞１４ａの二酸化炭素分圧である０ｍｍＨｇと肺胞１４ｂの二酸化炭素分圧である４０ｍｍＨｇが混ざり合い、体外に排出されるＥＴＣＯ_２は２０ｍｍＨｇになる。このように、パターンＤの場合、ＥＴＣＯ_２の値（２０ｍｍＨｇ）がＰａＣＯ_２の値（４０ｍｍＨｇ）に対して大きく低下した値となって計測されている。

図７は、図２から図５のパターンＡからパターンＤに該当するそれぞれ複数人の被検者から計測したデータを比較して表す。

図７において一段目の欄３１に示された各項目の内容が、図２のパターンＡに該当する正常な呼吸器系の被検者から計測された内容である。
正常な状態の呼吸器系であるので、肺うっ血（肺高血圧）、肺水腫、肺胞死腔のいずれにも該当しない（ＮＡ：ＮｏｔＡｐｐｌｉｃａｂｌｅ）。また、動脈血中におけるＰａＯ_２の値は約９５ｍｍＨｇであり、ＰａＣＯ_２の値は約４０ｍｍＨｇであった。そして、非観血的にモニタリング可能なＳｐＯ_２の値（図２の例では９８％）は９６％より大きく、ＥＴＣＯ_２の値（図２の例では４０ｍｍＨｇ）は３６ｍｍＨｇより大きかった。

図７において二段目の欄３２に示された各項目の内容が、図３のパターンＢに該当する、例えば、肺胞潰れによる換気不良な呼吸器系の被検者から計測された内容である。
肺胞潰れによる換気不良であるので、肺うっ血（肺高血圧）と肺水腫には該当せず、肺胞死腔に該当する（○印）。また、動脈血中におけるＰａＯ_２の値（図３の例では７０ｍｍＨｇ）は８０ｍｍＨｇよりも小さく、ＰａＣＯ_２の値は約４５ｍｍＨｇであり、パターンＡと比較すると低酸素かつ高二酸化炭素の傾向を示した。そして、非観血的にモニタリング可能なＳｐＯ_２の値（図３の例では９０％）は９５％よりも小さくて、ＥＴＣＯ_２の値（図３の例では４３ｍｍＨｇ）は４０ｍｍＨｇより大きく、パターンＡと比較すると低酸素かつ高二酸化炭素の傾向を示した。

図７において三段目の欄３３に示された各項目の内容が、図４のパターンＣに該当する、例えば、肺水腫による換気不良な呼吸器系の被検者から計測された内容である。
肺水腫による換気不良であるので、血管内の血液量が増加し、肺の毛細血管の圧力が上昇して血液の水分が肺胞内に染み出したと想定される。このため肺うっ血（肺高血圧）、肺水腫、肺胞死腔のいずれにも該当しえる（○印）。肺水腫の場合には、急性的に肺うっ血および肺高血圧の重症度が悪化する特徴を有する。また、動脈血中におけるＰａＯ_２の値（図４の例では６０ｍｍｇ）は７０ｍｍＨｇよりも小さく、ＰａＣＯ_２の値は約５２ｍｍＨｇであり、パターンＡと比較すると二酸化炭素は高くかつ低酸素の傾向を示した。そして、非観血的にモニタリング可能なＳｐＯ_２の値（図４の例では８５％）は９０％よりも小さくて、ＥＴＣＯ_２の値（図４の例では３０ｍｍＨｇ）は３６ｍｍＨｇよりも小さく、パターンＡと比較すると低酸素かつ低二酸化炭素の傾向を示した。

図７において四段目の欄３４に示された各項目の内容が、図５のパターンＤに該当する例えば、肺血管の狭窄による血流不良な呼吸器系の被検者から計測された内容である。
肺血管の狭窄による血流不良であるので、肺うっ血（肺高血圧）に該当するが、肺水腫および肺胞死腔には該当しない。また、肺血管の狭窄による血流不良の場合、慢性的な肺うっ血および肺高血圧が重症化している特徴を有する。また、動脈血中におけるＰａＯ_２の値は約９０ｍｍＨｇで、ＰａＣＯ_２の値は約４０ｍｍＨｇであり、酸素はやや低めで二酸化炭素は正常であった。そして、非観血的にモニタリング可能なＳｐＯ_２の値（図５の例では９７％）は９４％より大きく、ＥＴＣＯ_２の値（図５の例では２０ｍｍＨｇ）は２８ｍｍＨｇよりも小さく、パターンＡと比較すると酸素はやや低下で二酸化図炭素が大きく低下する傾向を示した。

図８は、ＥＴＣＯ_２とＳｐＯ_２とにより分類される心不全の原因となる疾患の容態をグラフ化して表示部８に表示した状態を示す。図８に示す疾患の容態は、図７に示されたＥＴＣＯ_２とＳｐＯ_２の非観血モニタリング値に基づいて分類されている。なお、図8に明示されていないものの、測定結果は経時的にグラフにプロットされる。また、グラフ化とは、縦軸にＥＴＣＯ_２とＳｐＯ_２のいずれか一方が、横軸にいずれか他方が表示される態様であれば良く、図８に示す表示形態に限られない。

例えば、計測されたＥＴＣＯ_２の値が３６ｍｍＨｇより大きく、ＳｐＯ_２の値が９６％より大きい場合には、「呼吸器系の状態は正常である」という容態４１に分類される。
また例えば、計測されたＥＴＣＯ_２の値が４０ｍｍＨｇより大きく、ＳｐＯ_２の値が９５％よりも小さい場合には、「呼吸器系の状態は換気不良である」という容態４２に分類される。
また例えば、計測されたＥＴＣＯ_２の値が３６ｍｍＨｇよりも小さく、ＳｐＯ_２の値が９０％よりも小さい場合には、「呼吸器系の状態は肺水腫である」という容態４３に分類される。
また例えば、計測されたＥＴＣＯ_２の値が２８ｍｍＨｇよりも小さく、ＳｐＯ_２の値が９４％より大きい場合には、「呼吸器系の状態は慢性的で重症度の高い肺うっ血または肺高血圧である」という容態４４に分類される。

なお、ＥＴＣＯ_２と酸素輸送あるいは代謝系パラメータ（例えば、ＳｐＯ_２、血液ガス情報、血圧、心拍出量、心係数、脈動率、体温、脈拍数、心拍数）とに基づいて分類される心臓と肺と血管のいずれかの状態をグラフ化して表示部８に表示するようにしても良い。血液ガス情報には、動脈血酸素分圧（ＰａＯ_２）、動脈血二酸化炭素分圧（ＰａＣＯ_２）、ｐＨ、Ｈｂ、Ｈｃｔなどの血液ガス検査における測定項目が挙げられる。

次に、モニタリング装置１の動作を説明する。
カプノメーター２を用いて計測されたＥＴＣＯ_２の値、およびパルスオキシメーター３を用いて計測されたＳｐＯ_２の値は、処理装置５に入力される。処理装置５の状態判別部６は、入力されたＥＴＣＯ_２の値およびＳｐＯ_２の値を予め設定されている閾値と対比する。対比基準となる閾値は、予め記憶部７に記憶されている。

ここで、対比基準となる閾値とは、図８に基づいて説明した呼吸器系の状態を分類するための対比基準となるＥＴＣＯ_２およびＳｐＯ_２の値のことをいう。例えば、ＳｐＯ_２：９０％、ＥＴＣＯ_２：３６ｍｍＨｇ、ＥＴＣＯ_２：２８ｍｍＨｇの値等が対比基準となる閾値に該当する。

状態判別部６は、対比結果に基づいて被検者の呼吸器系の状態を、図８で分類したのと同様に、正常な状態、換気不良の状態、慢性的な肺うっ血または肺高血圧の状態、及び急性的な肺うっ血または肺高血圧の肺水腫の状態のうちのどの状態に該当しているか判別する。判別された結果はＥＴＣＯ_２およびＳｐＯ_２の測定データとともに記憶部７に記憶される。

表示部８は、その表示画面に表示された二次元座標上に、カプノメーター２によって計測されたＥＴＣＯ_２の測定データとパルスオキシメーター３によって計測されたＳｐＯ_２の測定データとを含む生体情報Ａをプロットする。また、表示部８は、状態判別部６の判別結果（呼吸系の状態（疾患）や重症度）を表示する。また、表示部８は、その表示画面に表示された二次元座標上に、対比基準を、図８に示すようにＳｐＯ_２とＥＴＣＯ_２の閾値で規定される領域として表示しても良い。すなわち、表示部８は、上述の容態４１〜４４に対応する領域をそれぞれ表示しても良い。

以上説明した本実施形態のモニタリング装置１によれば、被検者からＥＴＣＯ_２の値とＳｐＯ_２の値とを計測することにより、心不全の原因となる呼吸器系の容態をより細かく判別することができる。このため、例えば、換気も血流も良好な正常な状態と、肺胞１４ａの潰れによる換気不良な状態と、肺うっ血または肺高血圧の急性的な重症化に伴う肺水腫による換気不良な状態と、慢性的な肺うっ血または肺高血圧の重症化による血流不良な状態とを判別することができる。このように、本実施形態によれば、心不全の発症の原因となる心臓と肺と血管のいずれかの状態を判別することができる。

また、表示部８が、ＥＴＣＯ_２の測定データとＳｐＯ_２の測定データとを二次元座標上にプロット表示することで、医療従事者は、視覚的に心臓、肺、血管の状態を評価することができる。また、医療従事者は、表示部８に表示されたプロットの軌跡（生体情報Ａの時系列データの軌跡）や、容態４１〜４４に対応する領域（対比基準）を観察することにより、心不全の病態の変化を迅速かつ容易に把握することができる。

また、医療従事者が、ＥＴＣＯ_２の測定データとＳｐＯ_２の測定データとを合わせて評価することにより、心臓、肺、血管の状態を定量的に評価することができる。このため、例えば、意識を失っている被検者に対してもこれらの値を計測することで容態の進行度を判定することができ、迅速に適切な処置を施すことができる。

また、ＥＴＣＯ_２はカプノメーター２を用いて計測でき、ＳｐＯ_２はパルスオキシメーターを用いて計測することができる。このため、ＥＴＣＯ_２とＰａＣＯ_２の計測を非侵襲的なデバイスにより簡便に行うことが可能であり、モニタリング装置１を在宅医療に応用することが容易である。

次に、モニタリング装置１によって行われる体位によるデータ変化について図９を参照して説明する。

被検者に、ベッド上で仰向けに横になった仰臥位からベッド上で上半身のみを起こした座位へ体位変化してもらうとともに、ＥＴＣＯ_２とＳｐＯ_２の測定データを被検者から計測した。図９は前述の計測結果の一例を示している。

ＥＴＣＯ_２とＳｐＯ_２の値は、カプノメーター２およびパルスオキシメーター３を用いて計測した。図９に表示された複数のプロット点（□：仰臥位、△：座位）は、被検者から計測された各体位におけるＥＴＣＯ_２とＳｐＯ_２の測定データを示している。図９に示すように、健常者及び高度慢性肺高血圧の場合は、仰臥位および座位の姿勢で計測されるＥＴＣＯ_２とＳｐＯ_２の値がほとんど変化しないことがわかった。

また、仰臥位から座位へ体位変化したときに感じられる苦痛度の変化を被検者から聴取した。その結果、図９に示すように、被検者が肺水腫を患っている場合、その被検者が仰臥位から座位への体位変化に伴い、ＥＴＣＯ_２とＳｐＯ_２の測定データを含む生体情報Ａ（□：仰臥位）が、表示部８の表示画面に示される二次元座標上において、図８で例示した分類「急性的な肺うっ血または肺高血圧の肺水腫の状態」を示す座標位置から「正常な状態」を示す座標位置に向けて遷移することが分かった。この傾向は、また、被検者の肺水腫の重症度が高い場合の方が低い場合より顕著に現れることが分かった。これらの現象は、仰臥位よりも座位の方が、水がたまった肺胞の比率が減り、水の影響が抑えられるためと考えられる。また、被験者が呼吸系疾患の場合も同様に、生体情報Ａが正常な状態へ遷移することがわかった。これは、座位の方が機能的残気量（ＦＲＣ）が増加した為である。

このように、ＥＴＣＯ_２とＳｐＯ_２とを合わせて測定して評価することにより、肺水腫の有無やその重症度を定量的に判定することができる。例えば、意識を失っている被検者に対してもこれらの値を計測することで肺水腫の有無や進行度を判定することができ、迅速に適切な処置を施すことができる。また、この方法は、輸液過剰による肺水腫の発生の検出をも可能とし、非観血的な輸液管理モニタリングにも応用可能である。

次に、モニタリング装置１の変形例（モニタリング装置５０）について図１０および図１１を参照して説明する。なお、図１に示すモニタリング装置１と同一構成の部分には同一符号を付すことで説明を省略する。

図１０は、モニタリング装置５０の構成を示す。図１０に示すようにモニタリング装置５０は、心電図モニター４を備えている点でモニタリング装置１と相違している。モニタリング装置５０は、肺うっ血および肺高血圧の重症度を診断することができる。

図１１は、被検者から計測されたＥＴＣＯ_２の値と心拍出量の値に基づいて肺うっ血および肺高血圧の重症度を診断するための図である。
モニタリング装置５０によって、肺うっ血および肺高血圧の重症度は以下のように診断される。

パルスオキシメーター３を用いてＳｐＯ_２や脈波が計測され、心電図モニター４を用いて心電図波形が計測される。心電図波形と脈波による脈波伝播時間に基づいて心拍出量が算出される。心拍出量の算出方法については例えば本願出願人が既に出願した特開２００５−３１２９４７号公報に記載された算出方法と同様である。

ＥＴＣＯ_２と心拍出量の値が、肺うっ血または肺高血圧の複数の被検者から計測される。被検者からの計測は、症状が悪化しているときから治癒するまでの期間において連続的に行われる。計測されたこれらの値は、対比参考データとして記憶部７に記憶される。

図１１に表示された複数のプロット点（各○印）は、肺うっ血または肺高血圧の被検者から連続的に計測されたＥＴＣＯ_２と心拍出量の値をグラフ化した一例である。図１１に示されるように、重症度が高くなるにしたがってＥＴＣＯ_２と心拍出量の計測値はいずれも低下し、計測値のプロット点は矢印５１の方向へ移動する。これに対して、治療により症状が治癒されるにしたがってＥＴＣＯ_２と心拍出量の計測値はいずれも上昇し、計測値のプロット点は矢印５２の方向へ移動する。

計測されたデータは、処理装置５に入力されて図１１と同様にグラフ化される。このように、ＥＴＣＯ_２および心拍出量の計測データをグラフ化して対比することにより、非侵襲的かつ連続的なＦｏｒｒｅｓｔｅｒに準ずる分類によって、肺うっ血および肺高血圧の重症度を診断することができる。

なお、本発明は、上述した実施形態や変形例に限定されるものではなく、適宜、変形、改良等が自在である。その他、上述した実施形態における各構成要素の材質、形状、寸法、数値、形態、数、配置場所、等は本発明を達成できるものであれば任意であり、限定されない。

１，５０：モニタリング装置、２：カプノメーター、３：パルスオキシメーター、４：心電図モニター、５：処理装置、６：状態判別部、７：記憶部、１１：気道、１４ａ，１４ｂ：肺胞、１５ａ，１５ｂ：肺毛細血管、１６ａ，１６ｂ：肺動脈、１７ａ，１７ｂ：肺静脈

Claims (6)

1. 呼気中の二酸化炭素濃度を計測するための第１のセンサと、
   酸素輸送あるいは代謝系パラメータを計測するための第２のセンサと、
   前記第１のセンサを用いて計測された二酸化炭素濃度と前記第２のセンサを用いて計測された酸素輸送あるいは代謝系パラメータの計測結果に基づいて、心臓と肺と血管のいずれかの状態を判別する状態判別部と、
   前記二酸化炭素濃度と前記酸素輸送あるいは代謝系パラメータとに基づいて分類された前記心臓と肺と血管のいずれかの状態をグラフ表示する表示部と、
   を備え、
   前記酸素輸送あるいは代謝系パラメータには、ＳｐＯ _２、 心拍出量、心係数のいずれかが含まれ、
   前記グラフ表示の縦軸に前記酸素輸送あるいは代謝系パラメータが昇順で表示され、前記グラフ表示の横軸に二酸化炭素濃度が降順で表示される、
   モニタリング装置。
2. 前記第１のセンサは、呼気中の呼気終末期における二酸化炭素濃度である呼気終末二酸化炭素濃度を計測するように構成されたカプノメーターである、請求項１に記載のモニタリング装置。
3. 前記状態判別部が判別する前記心臓と肺と血管のいずれかの状態とは、心不全、換気の状態、肺うっ血又は肺高血圧の状態、及び急性的な肺うっ血又は肺高血圧のいずれかの状態である、請求項１から２のいずれか一項に記載のモニタリング装置。
4. 前記心拍出量は、非侵襲で計測可能である、請求項１に記載のモニタリング装置。
5. 前記第２のセンサは、脈波を計測するための脈波センサと心電図を計測するための心電図センサとから構成され、前記脈波と前記心電図に基づき、非侵襲で心拍出量を計測する、請求項４に記載のモニタリング装置。
6. 前記表示部に表示されたグラフには、前記心臓と肺と血管のいずれかの状態を判別するための判別基準値が表示されている、請求項１から５のいずれか一項に記載のモニタリング装置。

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