JP6574484B2 - 補助酸素の検出を伴うカプノメトリシステム及びその動作方法 - Google Patents

Description

本システムは、自発呼吸患者に結合されるように構成された換気流のサイドストリーム流内の酸素の存在を検出するシステムなど、物理ユーザインターフェースから得られる換気ガス内の酸素の有無を検出するカプノグラフィシステム、及びその動作方法に関する。

典型的には、特定の薬を常用している患者など、不十分な換気のリスクがある患者において遅い及び／又は不十分な呼吸の期間を検出するために、鼻カプノメトリを使用することができる。たとえば、鎮痛剤及び／又は鎮静剤は、呼吸に対する患者の欲求及び能力を一時的に低減させ、それにより患者の換気が不十分になる可能性がある。鼻カニューレ又は酸素マスクを介して補助酸素が投与されているときは、短期間であれば、ある程度のレベルの呼吸の減少を許容することができる。しかし残念ながら、臨床医は、それが有益となるはずであっても、患者に補助酸素を投与することを忘れがちである。或いは、臨床医は、必要ない又は望ましくない（たとえば、補助酸素を加えることで、測定されるカプノグラムの不正確さが増大され、カプノグラム又はその関連情報を正確に分析することが困難又は不可能になる）ときも、補助酸素を提供し、又は提供を継続することがある。

したがって、本システムの実施形態は、従来のシステムにおけるこれら及び／又は他の欠点を克服する。

本明細書に記載するシステム、デバイス、方法、配置、ユーザインターフェース、コンピュータプログラム、プロセスなど（以下、文脈上別の指示がない限り、それぞれシステムと呼ぶ）は、従来システムの問題に対処する。

本システムの実施形態によれば、患者に対する物理インターフェースからサンプルガス流を得ることと、サンプリング時間間隔中のサンプルガス流内の二酸化炭素の濃度及び分圧のうちの少なくとも一方を判定することと、サンプリング時間間隔中のサンプルガス流内の圧力の変化が閾値以上であるかどうかを判定することと、圧力の変化が閾値以上であると判定された場合、補助酸素が提供されていると判定することと、圧力の変化が閾値未満であると判定された場合、補助酸素が提供されていないと判定することとを行うように構成されたコントローラを含むカプノグラフィシステムが開示される。コントローラは、補助酸素が提供されていると判定したかどうかを示すメッセージを形成するように構成される。コントローラは、補助酸素が提供されておらず、１つ又は複数の患者状態が、補助酸素が推奨されることを示すと判定された場合、補助酸素が推奨されることを示す第１のメッセージを形成するように構成される。コントローラは、補助酸素が提供されており、１つ又は複数の患者状態が、補助酸素が推奨されないことを示すと判定された場合、補助酸素が推奨されないことを示す第２のメッセージを形成するように構成される。コントローラは、コントローラが第１及び第２のメッセージのうちの少なくとも一方をレンダリングするときの警報メッセージである第３のメッセージをレンダリングするように構成される。

コントローラには、レンダリング部が結合される。コントローラは、レンダリング部を使用してメッセージをレンダリングするように構成される。物理インターフェースには、流量制限器が流体的に結合される。コントローラは、流量制限器を介してサンプルガス流を取得し、圧力の変化をサンプルガス流内の差圧の変化として判定するように構成される。コントローラは、圧力の変化を差圧の変化とサンプル圧力の変化との比として判定するように構成される。コントローラは、判定された二酸化炭素ガスの濃度及び分圧のうちの少なくとも一方をレンダリングするように構成される。

本システムの実施形態によれば、ユーザに結合された物理インターフェースからサンプルガス流を得ることと、サンプリング時間間隔中のサンプルガス流内の二酸化炭素の濃度及び分圧のうちの少なくとも一方を判定することと、サンプリング時間間隔中のサンプルガス流内の圧力の変化が、補助酸素が提供されていることを示すかどうかを判定することと、判定の結果をレンダリングすることとを行うコントローラを含むカプノグラフィシステムが開示される。コントローラは、圧力の変化が圧力閾値未満であると判定された場合、補助酸素が提供されていないと判定する。空気圧システムは、ユーザによる吸入のために換気ガスを物理インターフェースに提供する。システムは、レンダリングデバイスを含み、コントローラは、二酸化炭素ガス及び酸素ガスのうちの少なくとも一方の濃度のグラフをレンダリングする。

本システムの実施形態によれば、カプノグラフィシステム内で補助酸素が提供されているかどうかを判定する方法が開示される。この方法は、患者に対する物理インターフェースからサンプルガス流を得るステップと、サンプリング時間間隔中のサンプルガス流内の二酸化炭素の濃度及び分圧のうちの少なくとも一方を判定するステップと、サンプリング時間間隔中のサンプルガス流内の圧力の変化が閾値以上であるかどうかを判定するステップと、サンプリングガス流内の圧力の変化が閾値以上であると判定された場合、補助酸素が提供されていると判定するステップと、サンプリングガス流内の圧力の変化が閾値未満であると判定された場合、補助酸素が提供されていないと判定するステップとを含む。この方法は、補助酸素が提供されていると判定したかどうかを示すメッセージを形成するステップを含む。

本システムの実施形態によれば、この方法は、１つ又は複数の患者状態が、補助酸素が推奨されることを示すかどうかを判定するステップと、補助酸素が提供されておらず、１つ又は複数の患者状態が、補助酸素が推奨されることを示すと判定された場合、補助酸素が推奨されることを示す第１のメッセージを形成するステップと、補助酸素が提供されており、１つ又は複数の患者状態が、補助酸素が推奨されないことを示すと判定された場合、補助酸素が推奨されないことを示す第２のメッセージを形成するステップとを含む。この方法は、コントローラが第１及び第２のメッセージのうちの少なくとも一方をレンダリングするときの警報メッセージである第３のメッセージをレンダリングするステップを含む。この方法は、圧力の変化をサンプルガス流内の差圧の変化として判定するステップを含む。この方法は、圧力の変化を差圧の変化とサンプル圧力の変化との比として判定するステップを含む。

本発明について、以下の例示的な実施形態において、図を参照しながら、さらに詳細に説明する。ここで、同一又は類似の要素は同じ又は類似の参照番号によって部分的に示されており、様々な例示的な実施形態の特徴は組み合わせることが可能である。

本システムの実施形態によって動作するカプノメトリシステムのブロック図である。 本システムの実施形態による誘導プロセスによって実行される機能流れ図である。 本システムの実施形態によって患者に補助酸素による換気が施された場合及び補助酸素による換気が施されていない場合に関する経時的なＣＯ_２、差圧（ＤＰ）、及びＳＧＦ流量（ＳＧＦ_ＳＦＲ）に対する判定された値を示すグラフである。 本システムの実施形態によって動作するシステムの一部分を示す図である。 本システムの実施形態によって形成されたカプノグラム５０２及び臨床メッセージを含むグラフ５００である。

以下は、以下の図面と併せて、１つ又は複数の上述した特徴及び利点、及び／又はさらなる特徴及び利点を実証する例示的な実施形態の説明である。以下の説明では、限定ではなく説明の目的で、アーキテクチャ、インターフェース、技法、要素の属性などの例示的な詳細について記載する。しかし、これらの詳細から逸脱する他の実施形態もなお、添付の特許請求の範囲の範囲内であると理解されることが、当業者には明らかであろう。さらに、明確にする目的で、本システムの説明を曖昧にしないように、よく知られているデバイス、回路、器具、技法、及び方法の詳細な説明は省略する。これらの図面は、例示の目的で含まれており、本システムの範囲全体を表すものではないことを、はっきりと理解されたい。添付の図面では、異なる図面内の同様の参照番号は、類似の要素を指す。

図１は、本システムの実施形態によって動作するカプノメトリシステム１００（以下、明確にするために、システム１００）のブロック図を示す。システム１００は、入力（ＳＧＦ ＩＮ）でサンプルガス流（ＳＧＦ）を受け取るように任意の適した方法を使用して換気部１０３に結合されたサイドストリームモニタ（ＳＳＭ）１６０を含む。ＳＳＭ１６０は、次いで１つ又は複数のセンサ１６４を使用してＳＧＦの少なくとも一部分（たとえば、サンプル部分）を分析し、出力（ＳＧＦ ＲＥＴ）でＳＧＦを出力する。出力ＳＧＦは、次いで、換気部１０３などの所望の部分に提供され、又は所望の場合、大気へ排出される。

本システムの実施形態によれば、カプノメトリシステム１００は、鼻カニューレ又は顔マスクによる補助酸素を受けている患者などの自発呼吸患者に使用される。本システムの実施形態によれば、カプノメトリシステム１００はまた、人工呼吸器を利用する患者に対して利用することもできるが、容易に理解されるように、換気が施された患者に対するＯ２状態は、自発呼吸中ほど疑わしいものではない。

換気部１０３は、患者１０１の換気のためのガス（以下、換気ガス）を提供する。したがって、換気部は、入力端（ＩＮ）で１つ又は複数のガス（たとえば、Ｏ_２、窒素（Ｎ_２）、空気、水蒸気など）を受け取り、これらのガスを混合して換気ガスを形成し、出力（ＯＵＴ）で換気ガスを出力する。したがって、換気ガスは、システム設定及び／又は時間に応じて、単一のガス（たとえば、Ｏ_２）又はＮ_２及びＯ_２の混合ガスなどの混合ガスなどを含む。換気部１０３は、１つ若しくは複数のホース１０９（たとえば、管材）及び／又は患者インターフェース１０８を含む換気結合器１０７などの任意の適した結合を使用して、患者１０１に結合される。患者インターフェース１０８は、非侵襲式（たとえば、図示のようなマスク、鼻アダプタ、鼻カニューレなど）など、吸気のために患者１０１に換気ガスを提供する任意の適したタイプのシステムインターフェース（たとえば、ユーザインターフェース、ＵＩ）である。患者インターフェース１０８は、所望の場合、使用中に患者インターフェース１０８を患者１０１に対して定位置で保持するタブ、ストラップなどの保持部を含む。使用の際、換気結合器１０７は、患者の気道内からのガスなど、患者１０１から吐き出されたガス（たとえば、呼気ガス）をさらに受け取る。したがって、ＳＧＦは、特定の時間において、他で説明されるようなこれらの吐き出されたガスの少なくとも一部を含む。換気部１０３は、空気などの入力ガスの加圧及び／又は換気ガスの所望の流量、圧力などの提供を行う１つ又は複数のポンプを含む。

いくつかの実施形態によれば、換気結合器１０７は、換気結合器内のガスの流れを１つ又は複数の所望の方向へ誘導する受動的一方向弁など、１つ又は複数の受動弁又は能動弁を含む。たとえば、換気ガスは、吸気のために患者１０１に提供され、患者１０１からの呼気ガスは、異なる方向に誘導される。いくつかの実施形態によれば、換気結合器１０７は、所望の場合、たとえばＳＧＦからの湿気の除去及び／又は結露トラップを行う乾燥器などの調整装置をさらに含む。さらに、さらなる他の実施形態によれば、換気部１０３は、所望の場合、水蒸気及び／又は薬剤を換気ガス内へ混合するようにコントローラ１１０の制御下で動作するポンプ、弁、及び／又は混合器を含む。換気部１０３は、所望の場合、さらなる処理のために戻りガスを受け取る戻しポートを含む。その後、この戻りガス又はその一部分は、所望の場合、換気ガスと混合され、再利用のために換気結合器１０７へ出力される。

ＳＳＭ１６０を再び参照すると、この部分は、センサ１６４、コントローラ１１０、アクチュエータ１６５、ポンプ１６７、サンプリングチャンバ１６３、及びレンダリング部１３０の１つ又は複数を含む。本システムの実施形態によれば、コントローラ１１０は、ＳＳＭ１６０の全体的な動作を制御する。たとえば、アクチュエータ１６５は、コントローラ１１０の制御下でＳＳＭ１６０の１つ又は複数の弁、混合器などを動作させるための力を提供する１つ又は複数のモータ、変換器などを含む。サンプリングチャンバ１６３は、１つ又は複数のサンプリングチャンバ含み、サンプリングチャンバ内では、ＳＧＦのサンプル部分がセンサ１６４によって分析される。ポンプ１６７は、他で説明されるようなＳＧＦの流れを制御するように、コントローラ１１０の制御下で動作可能である。

センサ１６４は、サンプリングチャンバ１６３内のＳＧＦの少なくとも一部分を分析する少なくとも１つのセンサを含む。さらに、センサ１６４は、本システムの実施形態によるサンプリングチャンバ１６３内のＳＧＦの温度、体積、濃度、及び／又は圧力をそれぞれ検出する温度、体積、濃度、及び／又は圧力センサを含む。いくつかの実施形態によれば、センサ１６４は、ＳＧＦを分析し、サンプリングチャンバ１６３内に位置するＳＧＦ内の１つ又は複数のガスの存在、温度、濃度、体積、及び／又は圧力など、ＳＧＦ内の１つ又は複数のガスの特徴を判定する電気光学センサを含む。次いで、センサ１６４は、対応するセンサ情報を形成し、さらなる処理のためにこの情報をコントローラ１１０に提供する。

本システムの実施形態によれば、次いで、コントローラ１１０は、ディスプレイなどの任意の適したレンダリングデバイス１３０を使用して分析の結果をレンダリングする。レンダリングデバイスは、ローカル及び／又は遠隔に位置し、インターネットなどの任意の適したバス又はネットワークを介してコントローラ１１０と通信する。本システムの実施形態によれば、センサ１６４は、所望のガス（たとえば、ＣＯ_２、Ｏ_２、Ｎ_２など）の存在及び／又は特徴を検出するように同調され又は他の形で構成される。したがって、センサ１６４は、二酸化炭素（ＣＯ_２）、酸素（Ｏ_２）、窒素（Ｎ_２）などのＳＧＦ内の１つ又は複数の対応するガスを検出し、対応するセンサ情報を形成する。本システムの実施形態の説明を簡略化する目的で、このシステムについて、センサ１６４によるＳＧＦ内の二酸化炭素（ＣＯ２）の特徴だけの検出に関して説明する。たとえば、本システムの実施形態によれば、センサ１６４は、ＳＧＦを分析し、サンプリングチャンバ１６３内に位置するＳＧＦ内のＣＯ_２の濃度及び／又は分圧など、１つ又は複数のガスの１つ又は複数の特徴を検出／判定する。しかし、容易に理解されるように、本システムの実施形態によれば、ＳＧＦ内の他のガス及び／又はそれらの組合せの特徴をセンサ１６４によって感知することもできる。

次いで、コントローラ１１０は、センサ情報を分析して、感知されたガスの経時的な特徴を判定する。濃度などの１つ又は複数の感知されたガスの特徴が判定された後、コントローラ１１０は、判定の結果をレンダリングするように、レンダリング装置１３０を制御する。

換気部１０３を再び参照すると、本システムの実施形態によれば、この部分は、所望の体積、流れ、圧力、及び／又は混合で患者１０１に換気を行うための換気ガスを提供するように、換気コントローラ、コントローラ１１０、及び／又は他のコントローラによって制御される。

図２は、本システムの実施形態によるプロセス２００によって実行される機能流れ図を示す。プロセス２００は、ネットワークを介して通信する１つ又は複数のコンピュータを使用して実行され、互いにローカル及び／又は遠隔に位置する１つ又は複数のメモリから情報を取得し、且つ／又はそのようなメモリに情報を記憶する。プロセス２００は、以下のステップの１つ又は複数を含む。いくつかの実施形態では、プロセス２００のステップは、本システムの実施形態によって動作するサイドストリーム方式監視システム（ＳＳＭ）などの１つ又は複数の適したガス監視システムを使用して実行される。さらに、所望の場合、これらのステップの１つ又は複数を組み合わせたり、並べ替えたり、且つ／又は下位ステップに分離したりすることができる。さらに、設定に応じて、これらのステップの１つ又は複数を省略することができる。動作の際、プロセスは、ステップ２０１中に始まり、次いでステップ２０３へ進む。

ステップ２０３中、プロセスは、１つ又は複数のサンプリング値、サンプル流量（ＳＦＲ）値、換気対象患者（たとえば、換気を施される患者）に関する情報などの初期動作パラメータを得る。サンプリング値は、本明細書に記載のサンプリング期間を示す。本システムの実施形態によれば、サンプリング値が大きくなるほど、サンプリング期間が長くなる。本システムの実施形態によれば、追加のセンサ及び／又はより大きいサンプリング容量を備えるセンサを利用することによって、サンプリング期間を延ばすことなしに、より大きいサンプリング体積を収容することもできる。いずれの場合も、サンプリング体積及び／又は他の特徴は、システムによって設定され、ユーザによって設定され、且つ／又はシステムのメモリから得られる。さらに、プロセスは、システムのサンプルガス流ポンプを初期化するために使用されるサンプル流量（ＳＦＲ）値を得る。ＳＦＲ値は、所望の場合、システム、ユーザによって設定され、及び／又はメモリから又はリアルタイムで得られる。

換気が施された患者が、鎮痛作用及び／又は鎮静作用を提供する可能性が高い１つ又は複数の薬剤を受けているか否かに関する情報など、換気が施された患者に関する情報が、たとえば、補助酸素が推奨されるか否かに関する表示を提供するかどうかを判定するために、プロセスによって利用される（たとえば、図２、図５、及びステップ２１７参照）。本システムの実施形態によれば、換気が施された患者に関する情報は多かれ少なかれ、補助酸素が推奨されるという表示を提供するか否かを判定するために利用される（たとえば、本システムの実施形態によって訓練されたエキスパートシステムによって）。本システムの１つ又は複数の実施形態によれば、換気が施された患者に関する情報は必要とされないことがあり、且つ／又は推奨が提供されないこともある。ステップ２０３を完了した後、プロセスはステップ２０５へ続く。

ステップ２０５中、プロセスは、システムのサンプルガス流（ＳＧＦ）を確立する。したがって、プロセスは、ＳＦＲ値によって設定されるような所望のサンプル流量でＳＧＦを提供するように、ＳＧＦポンプを制御する。ＳＧＦは、換気部から換気ガスを受け取る患者に結合された鼻カニューレなど、サンプリングシステムインターフェースに結合された１つ又は複数のＳＧＦ管から得られる。本システムの実施形態によれば、プロセスは、ＳＧＦの少なくとも一部分がシステムの１つ又は複数のサンプリングチャンバに提供されるように、サンプル期間が経過するまで（たとえば、２０秒など）待機する。プロセスは、たとえばサンプリングチャンバの１つ又は複数の中の周囲圧力を判定するためのセンサ情報をさらに得る。プロセスは、ＳＧＦのサンプル流量をリアルタイムでさらに判定する。さらに、プロセスは、システムの１つ又は複数の流量センサから得られる流量情報などのフィードバック情報に基づいて、ＳＧＦの固定の流れを維持するように、ＳＧＦポンプをリアルタイムで制御する。ステップ２０５を完了した後、プロセスはステップ２０７へ続く。本システムの実施形態によれば、サンプルガスポンプが任意選択であることが考えられる。

ステップ２０７中、プロセスは、初期サンプリング値に対するカウントダウンタイマ及び／又は他のタイマなどのタイマを開始／再開する。この初期サンプリング値は、ガス流のサンプルが獲得されるサンプリング期間（ＳＰ）（たとえば、サンプリング時間期間）を示す。たとえば、初期サンプリング値は、デフォルト値（たとえば、１０秒）に設定される。さらなる他の実施形態では、タイマは、アップカウントタイマを含み、その場合、プロセスは、０などのデフォルト開始値でタイマを設定及び開始する。このとき、初期サンプリング値は、タイマによって計数されるような最大サンプリング時間と一致する。しかし、本明細書の議論を簡略化するため、本システムに関して、カウントダウンタイマについて論じる。さらに、本システムの実施形態によれば、サンプリング期間は、正確さ、検出される呼吸速度などのプロセスによって判定される１つ又は複数の変数に基づいて、リアルタイムで変動する。ステップ２０７を完了した後、プロセスはステップ２０９へ続く。

ステップ２０９中、プロセスは、ＳＧＦの少なくとも一部分の分析を開始し、サンプリング期間（たとえば、初期サンプリング値によって設定されるような）にわたって、１つ又は複数のガスが存在するかどうかを判定し、検出された１つ及び／又は複数のガスの量（たとえば、体積及び／又は割合による）及び／又は他の特徴を判定する。したがって、サンプリング期間中、プロセスは、サンプリングチャンバ（たとえば、図１参照、サンプリングチャンバ１６３）内に位置するＳＧＦ内のＣＯ_２及びＯ_２などの１つ又は複数の選択されたガス又は混合ガスの１つ又は複数の特徴、対応するセンサを使用して判定されるような差圧（ＤＰ）（たとえば、差圧（ｃｍＨ_２Ｏ））、ＳＧＦ流量（ＳＧＦ_ＳＦＲ）（電圧信号によって表されるようなｍｌ／分）を検出する。本システムの実施形態によれば、ステップ２０９は、ガス流の確立と同時など、プロセス２００の他の時間中にも開始することができ、且つ／又は他の形で実行することができる。これについて、本システムの実施形態によって患者に補助酸素による換気が施された場合及び補助酸素による換気が施されていない場合に関する経時的なＣＯ_２、差圧（ＤＰ）、及びＳＧＦ流量（ＳＧＦ_ＳＦＲ）に対する判定された値を示すグラフ３００を示す図３に関して説明する。概して、Ｎ回の呼吸周期（ＢＣ）をＢＣ１〜ＢＣＮ（概して、ＢＣｘ）として示し、各呼吸周期は、呼気相（ＥＰ）及び吸気相（ＩＰ）を含む。明確にするために、各ＢＣは、対応するサンプリング期間を含むと仮定する。図３に関して示すように、最初、ＢＣ１〜ＢＣ３中は、補助酸素は投与されておらず、その後（たとえば、時間ｔ_ＳＯにおいて）、補助酸素が患者に投与される。図示のように、補助酸素投与状態に対して定常状態が実現されるまでわずかな遅延がある。

次いで、プロセスは、ステップ２１０中も継続し、そこでサンプリング期間が経過したか否かが判定される。サンプリング期間が経過していないと判定された場合、プロセスは、ＳＧＦの分析を継続する。サンプリング期間が経過したと判定された場合、プロセスはステップ２１１へ続く。

本システムの実施形態によれば、本明細書に論じたように、補助酸素が提供されているか否かを判定するために閾値が利用される場合、プロセスは、サンプリング期間の終了を待つ必要はないことに留意されたい。たとえば、本システムの実施形態によれば、たとえば閾値条件を超過したと判定した後、プロセスは、本明細書にさらに説明するように、直ちにステップ２１３へ続く（すなわち、サンプリング期間の終了を待たない）。このようにして、本システムの実施形態によれば、システムは、サンプリング期間が終了して初めて判定が行われる一実施形態より迅速に応答する（たとえば、ステップ２１３、２１５の１つを実行する）。

いずれにしても、ＳＧＦ内の酸素の存在を検出するために本システムの実施形態のどれが利用されるかにかかわらず、ステップ２１１中などに補助酸素が提供されているか否かの判定が行われる。プロセスは、後述するように、任意の適した方法を使用して、補助酸素の使用を検出する。しかしまた、本システムの実施形態に従って、補助酸素の使用を検出するための他の方法も適宜適用され得ることが考えられる。

たとえば、本システムの実施形態によれば、ＣＯ_２及び／又はＯ_２は、サンプリング期間にわたってＣＯ_２を検出するように調節された赤外（ＩＲ）センサなどの第１のタイプのセンサからのセンサ情報の分析に基づいて検出される。本システムの実施形態によれば、１つ又は複数のセンサが、システムのコントローラにセンサ情報を提供し、コントローラは、センサ情報を分析して、ＣＯ_２及び／若しくはＯ_２を検出し、且つ／又はたとえば補助酸素の存在を判定する。

補助酸素の検出に関して、本システムの実施形態によれば、プロセスは、Ｏ_２を検出するように調節されたセンサなどの任意の適した方法を使用して、補助酸素の特徴を検出する。しかし、本システムの実施形態によれば、患者に投与される補助酸素の存在は、サンプリングチャンバ内の圧力を検出する１つ又は複数の圧力センサ（以下、明確にするために、圧力センサ）などの１つ又は複数のセンサからのセンサ情報の分析に基づいて検出される。

さらに、ＣＯ_２センサは、ＣＯ_２を検出するように調節された非分散赤外線（ＮＤＩＲ）技術を利用する。本システムの実施形態によれば、サンプルは、ポンプ１６７などのサンプリングポンプによって生成される負圧によって、サンプリングチャンバ内へ引き込まれる。内部の流量センサを利用して、コントローラに情報を提供し、サンプリング流量を５０ｍＬ／分±０．５ｍＬ／分などの所望の範囲内で維持する。しかし、本システムの実施形態によれば、他の範囲及び／又は値も考えられる。したがって、コントローラは、たとえば、所望のサンプル流量を維持するように、ポンプ１６７などの１つ又は複数のポンプを制御する。１つ又は複数のセンサ１６４などの圧力センサは、サイドストリーム式ガスセンサのサンプリングチャンバ付近の圧力降下を測定して、補助酸素が使用中であるかどうかを判定する。

本システムの実施形態によれば、酸素の存在は、たとえば、ガス流が流量制限器１２４（図１参照）などの小さい直径のオリフィス又はチューブを通って流れるときにこのガス流によって誘起される圧力差を測定する差圧センサを使用して測定されるように、たとえば、ＳＧＦの変化を評価することによって検出される。たとえば、サンプルガスは、流量制限器を通って流れるとき、ガスの粘性及び密度などのガス流量及び物理的特徴に比例する差圧を生じさせる。本システムの実施形態によれば、サンプリングされるガスの粘性及び／又は密度が変化するときのより高い又はより低い流量などの流量（たとえば、ＳＧＦ_ＳＦＲ）を検出するために、１つ又は複数のセンサが提供される。たとえば、酸素が空気より高い粘性を有するため、１つ又は複数のセンサを利用して、観察期間中に酸素の濃度が増大するときの差圧の増大を検出する。本システムの実施形態によれば、流量制限器は、サンプリングチャンバの上流に位置決めされる。たとえば、流量制限器は、管材内でサンプリングチャンバの前（たとえば、上流）に位置決めされたリストリクタ弁とすることができ、又は管材のうち周囲の管材より小さい直径を有する部分によって簡単に提供することができる。

正常な呼吸中、各呼気の終わりに、呼吸が休止し、患者が肺の中又は外へガスを吸い込んでいない期間がある。この期間中、補助酸素を受けている患者の場合、補助酸素は、この位置（鼻孔又はマスク）付近を流れ続け、そこからサンプルが獲得される（たとえば、ポンプ１６７によって吸い込まれる）。呼吸の休止中、ガスサンプルは、提供されている換気ガスが１００％の酸素であるときなど、１００％の酸素を含有するガスを吸い込む。本システムの実施形態によれば、１００％の酸素は、吸い込まれた又は吐き出されたガスより高い粘性を有するため、サンプリング時間中に、たとえば酸素が使用中である休止期間中に差圧タイプのＳＧＦセンサを使用して、ＳＧＦの短時間の変化を引き起こす粘性の変化が観察される。このようにして、本システムは、たとえば、閾値変化（たとえば、５０％を超える変化）との比較によって、ＳＧＦの変化が、補助酸素が使用であることを示すかどうかを判定し、それによってそのような使用又は不使用の表示を提供する。補助酸素が使用中でないとき、測定されたＳＧＦ信号内で、そのようなピーク（たとえば、５０％を超える変化）及び／又はその後の谷が検出され、それによって補助酸素が使用中でないことを示す。

たとえば、これらのピークを図３において、グラフ３００のＢＣ４〜ＢＣＮのそれぞれの間に例示的に示す。本システムの実施形態によれば、これらのピークは、呼吸周期中（たとえば、対応するサンプリング期間中）の対応する呼吸相（たとえば、呼気相）中に検出される。たとえば、適したピーク検出方法を使用して、閾値ピーク値より大きい差圧信号（ＤＰ）のピークを検出する。これらのピークが検出されたとき、プロセスは、補助酸素が施されている（たとえば、提供されている）と判定する。逆に、これらのピークが検出されなかった場合（たとえば、ＢＣ１〜ＢＣ３中に示すように）、プロセスは、補助酸素が施されていないと判定する。たとえば、本システムの実施形態によれば、プロセスは、呼吸中のサンプルチャンバ圧力が対応する閾値（たとえば、差圧閾値（ＤＰ_{ｔｈｒｅｓｈ}））より大きく変動するかどうかを判定することによって、補助酸素が施されているかどうかを判定する。この変動は、図３に示すように、ΔＤＰ＝ＤＰ_ｍａｘ−ＤＰ_ｍｉｎとして表される。したがって、プロセスは、ΔＤＰがＤＰ_{ｔｈｒｅｓｈ}以上であるかどうかを判定する。本システムの実施形態によれば、ΔＤＰがＤＰ_{ｔｈｒｅｓｈ}以上であると判定された場合、プロセスは、補助酸素が施されていると判定する。しかし、ΔＤＰがＤＰ_{ｔｈｒｅｓｈ}より小さい（たとえば、未満である）と判定した場合、プロセスは、補助酸素が施されていないと判定する。

同様に、本システムの実施形態によれば、プロセスは、ＢＣ中のＳＧＦ_ＳＦＲの変化（ΔＳＧＦ）が対応する閾値（たとえば、ＳＧＦ_{ｔｈｒｅｓｈ}）より大きく変動するかどうかを判定することによって、補助酸素が施されているかどうかを判定する。ＳＧＦ_ＳＦＲのこの変化は、（ΔＳＧＦ）として表され、１つのＢＣに対して図３に例示的に示す。ここで、ΔＳＧＦ＝ＳＧＦ_ｍａｘ−ＳＧＦ_ｍｉｎである。したがって、プロセスは、ΔＳＧＦがＳＧＦ_{ｔｈｒｅｓｈ}以上であるかどうかを判定する。ΔＳＧＦがＳＧＦ_{ｔｈｒｅｓｈ}以上であると判定された場合、プロセスは、補助酸素が施されていると判定する。しかし、ΔＳＧＦがＳＧＦ_{ｔｈｒｅｓｈ}より小さい（たとえば、未満である）と判定された場合、プロセスは、補助酸素が施されていないと判定する。本システムの実施形態によれば、ＳＧＦ_{ｔｈｒｅｓｈ}は、１ｍｌ／分の変化などの値と一致するように設定される（たとえば、ユーザによって設定されるなど、デフォルト値及び／又は他の所望の値などによる）。本システムの実施形態によれば、たとえば、呼気後休止以外の期間中に観察されるＳＧＦの変化より２倍大きい値が判定／設定される。したがって、プロセスは、呼気後休止以外の期間中に観察されるＳＧＦの値に従って（たとえば、この値の２倍に）、又は所定の値（たとえば、上記で論じたように、１ｍｌ／分のＳＧＦに等しい値）に、ＳＧＦ_{ｔｈｒｅｓｈ}の値を設定する。本システムの実施形態によれば、プロセスは、ＳＧＦを分析して、呼吸中のＳＧＦの変化を判定する。さらに、変化が検出された後、プロセスは、約４９．５〜５０．５ｍｌ／分の範囲などの所望の範囲内で実質上動作するように、ＳＧＦの流動範囲を制御するように作用する。したがって、本システムの実施形態によれば、ＳＧＦが呼吸中に１ｍｌ／分より大きく変化すると、プロセスは、補助酸素が施されていると判定する。

いくつかの実施形態によれば、プロセスは、ＳＧＦの変化とＤＰの変化との比の比較に基づいて、補助酸素が施されていると判定する。たとえば、本システムの実施形態によれば、この比は、Ｒ_ＳＦＤＰ＝ΔＳＧＦ／ΔＤＰとして表される。したがって、これらの実施形態において、Ｒ_ＳＦＤＰが１以上であると判定された場合、プロセスは、補助酸素が施されていると判定する。しかし、Ｒ_ＳＦＤＰが１以下であると判定されると、プロセスは、補助酸素が施されていないと判定する。

対応する閾値（たとえば、ＤＰ_{ｔｈｒｅｓｈ}、ＳＧＦ_{ｔｈｒｅｓｈ}など）の値は、システム（たとえば、デフォルト値）及び／又はユーザ設定に従って設定され、プロセスの判定の感度を増大又は減少させるように変動させられる。さらに、閾値の値は、所望の場合、後の使用のためにシステムのメモリ内に記憶される。

したがって、本システムの実施形態によれば、観察されるＳＧＦ_ＳＦＲ及び／又はＤＰの変化を検出して、補助酸素が施されているかどうかを判定する。したがって、たとえばサンプリング点（たとえば、マスク又はカニューレ内）で閾値レベルを超えるＤＰの変化が検出されたと判定された場合、プロセスは、補助酸素が施されていると判定する。これらの実施形態において、呼気後休止以外の期間中に観察される変化より２倍大きい、又はたとえば呼吸の間隔中の１ｍｌ／分の変化より大きいなど、ＳＧＦの変化が大きいとき、プロセスは、補助酸素が施されていると判定する。ＳＧＦシステムは、制御される流動範囲（すなわち、４９．５ｍｌ／分＜流量＜５０．５ｍｌ／分）内に留まるように、ＳＧＦの流量を能動的に制御し、且つ／又はその範囲内で維持しようと試みる。本システムの実施形態によれば、ＳＧＦが呼吸中にこれより大きく変化するとき、次いで実施形態によれば、本システムは、補助酸素が提供されていると結論付ける。呼吸中のサンプルチャンバ圧力の変化（たとえば、ΔＤＰとして表される）（ＤＰ_ｍａｘ−ＤＰ_ｍｉｎ）は通常、たとえば補助酸素が施されていないとき、１ｃｍＨ_２Ｏ未満しか変動しないことが予期される。実施形態によれば、挿管治療を施されていない（呼吸チューブが挿入されていない）患者にとってこれより大きい変化は、補助酸素が使用中であることの表れとして利用される。ＳＧＦ_ＳＦＲがサンプル圧力（ＤＰ）より大きく概して変化する割合として、呼吸中のＳＧＦ_ＳＦＲの最大値−最小値の差（ｍｌ／分単位）と、サンプルチャンバ圧力の最大値−最小値の差（ｃｍＨ_２Ｏ単位）との比が１．０より大きいことは、補助酸素が使用中であることの表れとして利用される。

本システムの実施形態によれば、圧力センサは、サンプリング期間及び／又はサンプリング期間の部分（たとえば、呼気及び／又はそれに続く吸入の時間など）にわたって、サンプリングチャンバ及び／又は領域内の圧力（ＤＰ）を検出し、本システムの実施形態によるさらなる処理のために、この情報をコントローラに提供する。このようにして、プロセスは、たとえばＯ_２が、空気中で典型的な濃度（たとえば、２０〜２２％（たとえば、約２１％））及び／又は何らかの他の所定の基準、閾値などにより近いときと比較して、閾値を超える呼気後のＳＧＦ_ＳＦＲの変化を検出することなどによって、補助酸素が提供されているか否かを判定する。このようにして、本システムの実施形態によれば、ＳＧＦ（たとえば、１００％のＯ_２を含有する）のガス粘性の増大によって引き起こされるサンプリングチャンバ内の圧力の変化が差圧閾値を超えたことを利用して、補助酸素が提供されていると判定する。したがって、圧力（たとえば、ＤＰ）の変化が圧力閾値以上であると判定された場合、プロセスは、補助酸素が提供されていると判定する。しかし、線形抵抗器（たとえば、流量制限器）などにおける差圧（ＤＰ）の変化が圧力閾値未満であると判定された場合、プロセスは、補助酸素が提供されていないと判定する。

本システムの実施形態によれば、プロセスは、たとえば、サンプリングチャンバ内の圧力を測定して、たとえば測定されたＣＯ_２の分圧を、元の周囲圧力の同等の分圧に補正するガスサンプリング方法を用いる。したがって、プロセスは、サンプリングチャンバ内のガスの圧力をリアルタイムで感知し、この圧力を以前の圧力及び／又は周囲圧力などのデフォルトの圧力と比較して、補助酸素が提供されているか否かを判定する。たとえばサンプル管材内のＯ_２濃度が高くなると粘性がより高くなることによって引き起こされるように、たとえばサンプルチャンバ圧力の変動に対する呼吸中の差圧の変動が、５０％より大きいことが観察された場合、本システムは、補助酸素が提供されていると判定し、それによってその旨の表示を提供する。

本システムの実施形態によれば、ＳＧＦは、容易に理解されるように、特定の時間において、患者からの実質上純粋な呼気を含む。しかし、患者の呼吸速度が遅くなると（上述した薬が投与されたときなどに生じるような）、患者の鼻孔内へ注入された（たとえば、患者インターフェースを介して供給された）補助酸素は、ＳＧＦ内へ引き込まれて、本システムの実施形態によるセンサによって分析される。Ｏ_２は、空気より高い粘性を有するため、サンプルチャンバ内へ引き込まれたとき、典型的な周囲空気がサンプリングチャンバ内に存在するときと比較すると、より大きい負圧を引き起こす。言い換えれば、空気がＯ_２によってサンプルチャンバから移動させられるため、より高濃度のＯ_２がサンプルチャンバ内へ引き込まれることから生じる負圧により、サンプリングチャンバ内の圧力が増大する。たとえば、患者の呼吸速度が遅くなると、サンプルチャンバ内へ引き込まれるＯ_２の濃度は急速に増大し、より速い呼吸速度で得られる値と比較すると、最高１００％の酸素の値に到達する。

図３を再び参照すると、本システムの実施形態によって患者に補助酸素による換気が施された場合及び補助酸素による換気が施されていない場合に関する経時的なＣＯ_２信号、ＤＰ信号、及びＳＧＦ_ＳＦＲ信号が示されている。図示のように、Ｏ_２が存在するとき（補助酸素によって提供される）、各呼吸中のＤＰ信号及びＳＧＦ_ＳＦＲ信号のそれぞれの偏差はより大きく、ＳＧＦ信号の偏差（たとえば、ΔＳＧＦ）は、同じ期間中のサンプルチャンバ圧力信号の偏差（たとえば、ΔＤＰ）に対してより大きくなる。補助酸素が患者に提供されているとき、逆圧の増大により、サンプリング期間（ｔｓ）の経過中にサンプリングチャンバ内の圧力が圧力閾値（ＴｈｒｅｓｈＯ２）の超過を引き起こす。サンプリング期間は、患者の呼吸データを表す患者の所望の吸気及び／又は呼気ガスをサンプリングするのに十分な時間が提供されるように、システムによって設定される。本システムの実施形態によれば、呼気中にＯ_２レベルが上昇すると、より大きい差圧（たとえば、経時的に増大する差圧）が感知され、この増大を利用して、補助酸素が提供されているか否かを判定する。

さらに、本システムの実施形態によれば、プロセスは、サンプリング期間及び／又はサンプリング期間の部分（たとえば、呼気及び／又はそれに続く吸入の時間など）にわたって、測定されたサンプル流量の過渡変化を測定し、本システムの実施形態によるさらなる処理のために、この情報をコントローラに提供するガスサンプリング方法を用いる。たとえば、本システムの実施形態によれば、たとえばステップ２１１中のプロセスは、サンプリング期間及び／又はサンプリング期間の部分（たとえば、呼気及び／又はそれに続く吸入の時間など）にわたって、測定されたサンプル流量の過渡変化の検出を利用して、補助酸素が提供されていると判定する。これらの実施形態における本システムの過渡的なパラメータを考慮して理解されるように、コントローラはたとえば、５０ｍＬ／分などの元の標的値に流れを調整しようとしているため、この流量への調整前の流れの変化は持続時間が短い。

したがって、プロセスは、サンプリングチャンバ内のガスの圧力、濃度（たとえば、ＣＯ_２濃度）、及び／又は測定されたサンプル流量の過渡変化のうちの１つ又は複数をリアルタイムで感知し、たとえばステップ２１１中に、これをたとえば１つ又は複数の閾値と比較して、補助酸素が提供されているか否かを判定する。本システムの実施形態によれば、プロセスは、２つ以上のインディケータ（たとえば、圧力及び濃度）を利用して、補助酸素が提供されているか否かの判定においてより大きい信頼度を提供する。

いずれにしても、判定がどのように行われるかにかかわらず、補助酸素が検出されたと判定された場合、プロセスはステップ２１３へ続く。しかし、補助酸素が検出されない／されなかったと判定された場合、プロセスはステップ２１５へ続く。

補助酸素が検出される／されたと判定された場合、ステップ２１３中、プロセスは、「補助酸素を検出（Ｓｕｐｐｌｅｍｅｎｔａｌ ｏｘｙｇｅｎ Ｄｅｔｅｃｔｅｄ）」など、補助酸素が検出される／されたことを示すメッセージをレンダリングする（たとえば、生成及び表示する）。このメッセージは、システム及び／又はユーザによって設定され、後の使用のためにシステムのメモリ内に記憶される。さらに、本システムの実施形態によれば、プロセスは、補助酸素が検出される／されたことを示すように、Ｏ_２フラグなどの１つ又は複数のフラグを設定する。ステップ２１３を完了した後、プロセスはステップ２１７へ続く。

補助酸素が検出されない／されなかったと判定された場合、ステップ２１５中、プロセスは、「補助酸素は検出されず（Ｓｕｐｐｌｅｍｅｎｔａｌ ｏｘｙｇｅｎ Ｎｏｔ Ｄｅｔｅｃｔｅｄ）」など、補助酸素が検出されない／されなかったことを示すメッセージを生成する。このメッセージは、システム及び／又はユーザによって設定され、後の使用のためにシステムのメモリ内に記憶される。さらに、本システムの実施形態によれば、プロセスは、補助酸素が検出されない／されなかったことを示すように、Ｏ_２フラグなどの１つ又は複数のフラグを設定する。ステップ２１５を完了した後、プロセスはステップ２１７へ続く。

ステップ２１３及び２１５に関して、これらのステップ中、プロセスは、ステップ２１１中の判定の結果を示す臨床メッセージ（たとえば、補助酸素メッセージと呼ばれる）を生成する。したがって、本システムの実施形態によれば、他のメッセージがシステム及び／又はユーザによって設定され、後の使用のためにメモリ内に記憶されることが考えられる。本システムの実施形態によれば、プロセスは、ユーザインターフェース（ＵＩ）を形成し、ユーザは、ＵＩによって、補助酸素メッセージの設定、リセット、入力、及び／又は選択を行う。

ステップ２１７中、プロセスは、ステップ２１３又は２１５中に形成されたメッセージをレンダリングする。さらに、このステップ中、プロセスはまた、検出されたガスレベル（たとえば、ＣＯ_２）を、たとえばカプノグラムとしてリアルタイムでレンダリングする。本システムの実施形態によれば、ステップ２１３又は２１５中に形成されるメッセージ（たとえば、「補助酸素を検出」又は「補助酸素は検出されず」）は、カプノグラムの上に重ねられ、又は１つ若しくは複数の専用のＬＥＤなどの独立型のレンダリングデバイス上にレンダリングされる。

図５は、本システムの１つ又は複数の実施形態によって形成されたカプノグラム５０２及び臨床メッセージを含むグラフ５００を示すカプノグラムを示す。例示的な実施形態では、プロセスは、補助酸素が推奨され且つ検出されたと判定したと仮定する。したがって、メッセージ５０１などの１つ若しくは複数の臨床メッセージが、補助酸素が推奨されることをユーザ（たとえば、臨床医など）に通知するためにレンダリングされ、且つ／又はメッセージ５０３が、補助酸素が検出されたことなどのプロセスの結果をユーザに通知するためにレンダリングされる。プロセスは、線５０５及び対応する文字によって示すように、補助酸素がいつ検出されたかをさらに示す。明確にするために、カプノグラム５０２は、グラフ３００に対応するように示されている。

本システムの実施形態によれば、プロセスは、たとえばディスプレイ、スピーカ、ランプ（たとえば、赤色発光ダイオード（ＬＥＤ）＝補助酸素は検出されず（Ｎｏ Ｓｕｐｐｌｅｍｅｎｔａｌ ｏｘｙｇｅｎ Ｄｅｔｅｃｔｅｄ）、緑色ＬＥＤ＝補助酸素を検出）、強調表示（たとえば、赤色の強調表示＝補助酸素は検出されず、緑色の強調表示＝補助酸素を検出）などのインターフェースを提供する任意の適したレンダリングデバイスを使用して、ステップ２１０の判定の結果をレンダリングする。システムは、情報への注意を引くために、レンダリングされた情報をさらに点滅させることができる。たとえば、システムは、補助酸素が推奨されるという要求を点滅させ、表示し、且つ／又は他の形でレンダリングすることができる。

さらに、本システムの実施形態によれば、プロセスは、ステップ２１３又は２１５中に設定される補助酸素フラグに従って、ＬＥＤなどの１つ又は複数のインディケータ灯を点灯させることもできる。たとえば、補助酸素フラグが、補助酸素が検出される／されたことを示す場合、プロセスは、緑色ＬＥＤを点灯させる。しかし、補助酸素フラグが、補助酸素が検出されない／されなかったことを示す場合、プロセスは、赤色ＬＥＤを点灯させる。これらのＬＥＤは、同じＬＥＤ（たとえば、２色のＬＥＤ）であっても、別個のＬＥＤ（たとえば、赤色及び緑色ＬＥＤ）であってもよい。インディケータ灯などの１つ又は複数のこれらインディケータは、本システムの実施形態によるサイドストリーム方式カプノメトリシステムの本体上に取り付けられる。

さらに、システムは、システムバス、ネットワークインターフェースなどの任意の適したシステムインターフェースを使用して、補助酸素が推奨されるか及び／又は投与されているかに関する判定の結果を（たとえば、臨床メッセージ、システムフラグなどとして）、他のデバイス、アルゴリズム、アプリケーション（たとえば、臨床決定支持アプリケーション）などへ伝送する。したがって、これらの他のデバイス、アルゴリズム、アプリケーションなどに、たとえば補助酸素が検出される／されたかどうかの判定が通知される。本システムの実施形態によれば、推奨及び／又は補助酸素フラグは、たとえば補助酸素が検出される／されたかどうかを判定するために、ネットワークインターフェースを介してアクセスされることが考えられる。ステップ２１７を完了した後、プロセスはステップ２１９へ続く。

ステップ２１９中、プロセスは、たとえばプロセスの結果を記録するためにシステムのメモリ内に記憶されたシステム履歴を更新する。本システムの実施形態によれば、プロセスは、その後、図示のように、ステップ２０７及びそれに続くステップを繰り返す。プロセスは、患者の換気が終了した時間など、システム及び／又はユーザによって終了が要求された任意の時間に終了する。

図４は、本システムの実施形態によるシステム４００の一部分を示す。たとえば、本システムの一部分は、プロセッサ４１０（たとえば、コントローラ）を含み、プロセッサ４１０は、メモリ４２０、ディスプレイ４３０などのレンダリングデバイス、センサ４４０、アクチュエータ４６０、ネットワーク４８０、及びユーザ入力デバイス４７０に動作可能に結合される。メモリ４２０は、アプリケーションデータ並びに説明された動作に関係する他のデータを記憶する任意のタイプのデバイスである。アプリケーションデータ及び他のデータは、本システムによる動作ステップを実行するようにプロセッサ４１０を構成（たとえば、プログラミング）するために、プロセッサ４１０によって受け取られる。そのように構成されたプロセッサ４１０は、本システムの実施形態によって実行するように特に適合された特殊目的の機械になる。

ユーザ入力４７０は、キーボード、マウス、トラックボール、又は他のデバイスを含み、他のデバイスには、独立型若しくはパーソナルコンピュータの一部などのシステムの一部であるタッチセンシティブディスプレイ、パーソナルデジタルアシスタント（ＰＤＡ）、移動電話（たとえば、スマートフォン）、モニタ、ウェアラブルディスプレイ（たとえば、スマートグラスなど）、スマート端末若しくは非プログラム式端末、又は任意の動作可能なリンクを介してプロセッサ４１０と通信する他のデバイスが挙げられる。ユーザ入力デバイス４７０は、本明細書で説明するようなユーザインターフェース（ＵＩ）内の対話を許可することを含めて、プロセッサ４１０と対話するように動作可能である。プロセッサ４１０、メモリ４２０、ディスプレイ４３０、及び／又はユーザ入力デバイス４７０は、すべて又は部分的に、ネットワーク結合デバイスなどのコンピュータシステム又は他のデバイスの一部分であることが明らかである。

アクチュエータ４６０は、プロセッサ４１０の制御下でＳＳＭ１６０の１つ又は複数の弁、混合器、ポンプなどを動作させるための力を提供する１つ又は複数のモータ、変換器などを含む。これらのアクチュエータは、たとえば、換気のための１つ又は複数のガスの流れを制御する空気圧制御弁、説明されたようなサンプルを引き込むために利用されるポンプなどを含む。

本システムの方法は、コンピュータソフトウェアプログラムによって実施されるのに特に適しており、そのようなプログラムは、本システムによって説明及び／又は予想される個々のステップ又は行為の１つ又は複数に対応するモジュールを含む。そのようなプログラムは、当然ながら、プロセッサ４１０に結合されたメモリ４２０又は他のメモリなど、一体型チップ、周辺デバイス、又はメモリなどのコンピュータ可読媒体内で具現化される。

メモリ４２０内に含まれるプログラム及び／又はプログラム部分は、本明細書に開示する方法、動作ステップ、及び機能を実施するようにプロセッサ４１０を構成する。メモリは、たとえば、ネットワーク接続を介してアクセス可能であるなど、分散されてもよく、又はローカルであってもよく、プロセッサ４１０は、追加のプロセッサが提供される場合、同様に分散されてもよく、又は一体となっていてもよい。メモリは、電気、磁気、若しくは光メモリ、又は上記若しくは他のタイプの記憶デバイスの任意の組合せとして実施される。さらに、「メモリ」という用語は、プロセッサ４１０によってアクセス可能であるアドレス指定可能な空間内のアドレスから読み取り又はそこへ書き込むことが可能なあらゆる情報を包含することが十分なほど広義に解釈されるべきである。メモリ４２０は、非一過性メモリを含む。この定義により、ネットワーク４８０などのネットワークを介してアクセス可能な情報は依然として、メモリ内に位置する。これはたとえば、プロセッサ４１０は、本システムによる動作のためにネットワーク４８０からこの情報を取り出すことができるからである。

プロセッサ４１０は、ユーザ入力デバイス４７０からの入力信号並びにネットワークの他のデバイスに応答して、制御信号を提供し、且つ／又は動作を実行し、メモリ４２０内に記憶された命令を実行するように動作可能である。プロセッサ４１０は、マイクロプロセッサ、特定用途向け又は汎用の集積回路、論理デバイスなどの１つ又は複数を含む。さらに、プロセッサ４１０は、本システムの実施形態に従って働く専用のプロセッサとすることができ、又は多くの機能のうちの１つだけが本システムに従って働くように動作する汎用プロセッサとすることもできる。プロセッサ４１０は、プログラム部分、複数のプログラムセグメントを利用して動作することができ、又は専用若しくは多目的の集積回路を利用するハードウェアデバイスとすることもできる。

したがって、本システムの実施形態は、補助酸素が投与されているかどうかを判定するサイドストリーム方式ＣＯ_２監視システムなどのガス監視システムを提供する。使用中、臨床医は、鼻カニューレなどのサンプリングシステムインターフェースを患者に結合する。次いで、患者の呼吸データを監視する期間後、本システムの実施形態によって動作するサイドストリーム方式ＳＧＦ監視システムなどのシステムが、サイドストリームガス流を監視し、「補助酸素が存在する可能性が高い（Ｓｕｐｐｌｅｍｅｎｔａｌ ｏｘｙｇｅｎ Ｌｉｋｅｌｙ Ｐｒｅｓｅｎｔ）」、「補助酸素は検出されず」などの情報臨床メッセージ、同様及び／又はその他のメッセージを、生成及び／又はレンダリングする。次いで、１つ又は複数のメッセージが、システムからローカル及び／又は遠隔に位置するディスプレイ、スピーカ、ランプなどのシステムのレンダリングデバイス上にレンダリングされる。

さらに、１つ又は複数のメッセージは、カプノグラムを支持するようなシステムの他のアプリケーション、又は臨床決定支持（ＣＤＳ）アプリケーションなどの他のアプリケーション（以下、明確にするために、ＣＤＳアルゴリズム）などのユーザにも、システム内においてローカルで（たとえば、パラメータなどとして）利用可能である。たとえば、補助酸素の追加は、測定されるカプノグラムを歪ませることがある。この歪みにより、従来の方法を使用して、ＳＧＦ内の１つ若しくは複数のガスの様々な状態（たとえば、温度、体積、濃度、及び／若しくは圧力の状態）、及び／又は１つ若しくは複数の患者状態をアルゴリズムで識別することが困難又は不可能になる。しかし、本システムの実施形態によって動作するサイドストリーム方式カプノメータによって分析されるガス内の補助酸素の有無に関する知識が、アルゴリズム及び／又はアプリケーションに提供され、アルゴリズム及び／又はアプリケーションは、この情報を処理して、たとえば補助酸素が使用されるときの正確さを増大させる。本システムの実施形態によれば、これは、アルゴリズム及び／又はアプリケーションの正確さを改善するだけでなく、たとえばアルゴリズムを補正すること、アプリケーションを補正すること、及び／又は補助酸素が提供されているかどうかの表示を提供することによって、誤警報の数を低減させる。

さらに、本システムの実施形態は、サイドストリーム流を分析して、補助酸素が提供されているかどうかを判定し、且つ／又は酸素の送達が望ましいと判定された場合、警告を提供することが考えられる。したがって、臨床医には、たとえばシステムのＣＤＳアプリケーションによって実行されるＣＤＳアルゴリズムによって判定されるように、補助酸素がユーザにとって有益であると判定されたとき、補助酸素を提供するための合図として、警告などの表示が提供される。たとえば、本システムの実施形態によれば、患者の呼吸速度が低い（たとえば、平均的な成人にとって１分当たりの呼吸が１０回未満）と判定され、補助酸素が投入されていると識別されないときは、酸素を投入するために、メッセージで臨床医に気付かせる。本システムの実施形態によれば、この表示は、それが有益となるはずのときに臨床医が補助酸素を提供することを忘れるのを防止する。

本システムの実施形態によれば、換気ガスを分析し、換気ガス内の補助酸素の存在を検出するサイドストリーム方式カプノメータなどのシステムが提供される。次いで、この分析の結果は、本システムの実施形態によって動作可能なアルゴリズムへの入力として提供され、次いで、アルゴリズムは、この入力を使用して、患者の生命徴候を識別／監視する。次いで、これらの患者の生命徴候は、上記のように警告をレンダリングするかどうかを判定するために、システムによって分析される。本システムの実施形態によれば、これにより、上で参照したアルゴリズムの正確さが改善され、警告状態が存在しないときに警告を提供するなどの誤警告が低減され、又は全体的に防止される。

本発明について、特定の例示的な実施形態を参照して図示及び説明したが、本発明は、それに限定されるものではなく、本発明の趣旨及び範囲から逸脱することなく、様々な特徴及び実施形態の組合せを含む形態及び詳細の様々な変更を加えることができることが、当業者には理解されよう。たとえば、本システムによる実施形態の上記の例について、サイドストリーム方式ガス監視システムに関して説明したが、本システムのさらなる実施形態によれば、メインストリーム方式監視システムも適宜利用することができる。

本システムのさらなる変形形態は、当業者には容易に想到され、以下の特許請求の範囲によって包含される。

最後に、上記の議論は、本システムの単なる例示であるものとし、添付の特許請求の範囲をいかなる特定の実施形態又は実施形態の群にも限定すると解釈されるべきでない。したがって、本システムについて、例示的な実施形態を参照して説明したが、以下の特許請求の範囲に記載される本システムのより広範な所期の趣旨及び範囲から逸脱することなく、多数の修正形態及び代替実施形態が当業者には考案され得ることも理解されたい。したがって、本明細書及び図面は、例示として見なされるべきであり、添付の特許請求の範囲の範囲を限定しようとするものではない。

添付の特許請求の範囲について解釈する際、次のことを理解されたい。
ａ）「備える、含む（ｃｏｍｐｒｉｓｉｎｇ）」という単語は、所与の特許請求の範囲内に挙げたもの以外の要素又はステップの存在を除外しない。
ｂ）ある要素に先行する「ａ」又は「ａｎ」という単語は、そのような要素の複数の存在を除外しない。
ｃ）特許請求の範囲内のあらゆる参照符号は、それらの範囲を限定しない。
ｄ）いくつかの「手段」は、同じアイテム又はハードウェア若しくはソフトウェアで実施される構造又は機能によって表される。
ｅ）開示する要素はいずれも、ハードウェア部分（たとえば、個別及び一体型の電子回路を含む）、ソフトウェア部分（たとえば、コンピュータプログラミング）、及びこれらの任意の組合せから構成される。
ｆ）ハードウェア部分は、アナログ部分及びデジタル部分の一方又は両方から構成される。
ｇ）開示するデバイス又はその部分はいずれも、別の具体的な指示がない限り、ともに組み合わせることができ、又はさらなる部分に分離することができる。
ｈ）具体的な指示がない限り、行為又はステップの特有のシーケンスが必要とされるものではない。
ｉ）「複数」の要素という用語は、特許請求される要素の２つ以上を含み、要素の数のいかなる特定の範囲も示唆するものではない。すなわち、複数の要素は、わずか２つの要素としてもよく、計り知れない数の要素を含んでもよい。
ｊ）「及び／又は」という用語及びその構成要素は、列挙される要素の１つのみ又は複数が、特許請求の範囲の記載及び本システムの１つ又は複数の実施形態によるシステム内に適当に存在する必要があることを意味すると理解されたい。

Claims (15)

1. 患者に補助酸素を提供するためのシステムで使用するためのカプノグラフィシステムであって、
   前記患者に対する物理インターフェースからサンプルガス流を得ることと、
   サンプリング時間間隔中に、前記サンプルガス流に沿ったサンプルガス差圧及び／又はサンプルガス流量の、前記患者の各呼吸周期にわたる変化を判定することと、
   前記変化、又は前記サンプルガス流量の変化と前記サンプルガス差圧の変化との間の比が、対応する閾値以上であるかどうかを判定することと、
   前記変化、又は前記比が前記閾値以上であると判定された場合、前記患者に補助酸素が提供されていると判定し、そうでない場合、補助酸素が提供されていないと判定することと、
   補助酸素が提供されているかどうかの前記判定の結果をレンダリングすることと、
   を行うコントローラ
   を含む、カプノグラフィシステム。
2. 前記コントローラは、補助酸素が提供されていると判定したかどうかを示すメッセージをレンダリングする、請求項１に記載のカプノグラフィシステム。
3. 前記コントローラは、補助酸素が提供されておらず、１つ又は複数の患者状態が、補助酸素が推奨されることを示すと判定された場合、補助酸素が推奨されることを示す第１のメッセージをレンダリングし、補助酸素が提供されており、前記１つ又は複数の患者状態が、補助酸素が推奨されないことを示すと判定された場合、補助酸素が推奨されないことを示す第２のメッセージをレンダリングする、請求項１に記載のカプノグラフィシステム。
4. 前記コントローラは、前記コントローラが前記第１のメッセージ及び前記第２のメッセージのうちの少なくとも一方をレンダリングする場合、警報メッセージである第３のメッセージをレンダリングする、請求項３に記載のカプノグラフィシステム。
5. 前記カプノグラフィシステムは、前記コントローラに結合されたレンダリング部を含み、前記コントローラは、前記レンダリング部を使用してメッセージをレンダリングする、請求項１乃至４の何れか一項に記載のカプノグラフィシステム。
6. 前記カプノグラフィシステムは、前記物理インターフェースに流体的に結合された流量制限器を含み、前記コントローラは、前記流量制限器間の差圧から、前記流量制限器を通る前記サンプルガス流量を取得する、請求項１に記載のカプノグラフィシステム。
7. 前記コントローラは、前記サンプルガス流量の変化と前記サンプルガス差圧の変化との間の前記比を判定する、請求項１に記載のカプノグラフィシステム。
8. 前記コントローラは、前記サンプルガス流内の二酸化炭素ガスの濃度及び分圧のうちの少なくとも一方を判定し、レンダリングする、請求項１に記載のカプノグラフィシステム。
9. ユーザによる吸入のために、補助酸素を含む換気ガスを前記物理インターフェースに提供する空気圧システムを含む、請求項１乃至８の何れか一項に記載のカプノグラフィシステム。
10. 前記コントローラは、前記サンプリング時間間隔中に、前記サンプルガス流に沿った前記サンプルガス差圧及び／又は前記サンプルガス流量のグラフをレンダリングする、請求項５に記載のカプノグラフィシステム。
11. 患者に補助酸素を提供するためのシステムによって実行されるカプノグラフィの方法であって、
    前記患者に対する物理インターフェースからサンプルガス流を得るステップと、
    サンプリング時間間隔中に、前記サンプルガス流に沿ったサンプルガス差圧及び／又はサンプルガス流量の、前記患者の各呼吸周期にわたる変化を判定するステップと、
    前記変化、又は前記サンプルガス流量の変化と前記サンプルガス差圧の変化との間の比が、対応する閾値以上であるかどうかを判定するステップと、
    前記変化、又は前記比が前記閾値以上であると判定された場合、前記患者に補助酸素が提供されていると判定し、そうでない場合、補助酸素が提供されていないと判定するステップと、
    補助酸素が提供されているかどうかの前記判定の結果をレンダリングするステップと、
    を含む、方法。
12. 前記患者に補助酸素が提供されていると判定したかどうかを示すメッセージをレンダリングするステップを含む、請求項１１に記載の方法。
13. １つ又は複数の前記患者の状態が、補助酸素が推奨されることを示すかどうかを判定するステップと、
    補助酸素が提供されておらず、前記１つ又は複数の患者の状態が、補助酸素が推奨されることを示すと判定された場合、補助酸素が推奨されることを示す第１のメッセージをレンダリングするステップと、
    補助酸素が提供されており、前記１つ又は複数の患者の状態が、補助酸素が推奨されないことを示すと判定された場合、補助酸素が推奨されないことを示す第２のメッセージをレンダリングするステップと
    を含む、請求項１１に記載の方法。
14. 前記第１のメッセージ及び前記第２のメッセージのうちの少なくとも一方をレンダリングする場合、警報メッセージである第３のメッセージをレンダリングするステップを含む、請求項１３に記載の方法。
15. 前記サンプルガス流量の変化と前記サンプルガス差圧の変化との間の前記比を判定するステップを含む、請求項１３に記載の方法。

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