JP6676754B2 - 患者の吸気呼吸努力に関する筋活動を示すデータ信号ならびに患者の呼気呼吸努力に関する筋活動を示すデータ信号を提供する装置および方法 - Google Patents
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Description
・独国特許発明第102007052897号明細書(DE 102007052897 B4)
・O’BRIEN,M.J.,VAN EYKERN,L.A.,PRECHTL,H.F.R.著(1983年)「Monitoring respiratory activity in infants − a non−intrusive diaphragm EMG technique(P.Rolfe(編)「Non−invasive Mearuements(Vol.2. Academic Press, London Ltd.,第131頁−第177頁)」内)」
・米国特許第6588423号明細書(US 6588423 B)
・国際公開第2008/131798号(WO 2008131798 A1)
・各表面筋運動記録センサ対の3つ以上の筋電計信号を検出すること
・患者の呼吸活動を示す呼吸信号を検出すること
・呼吸信号に基づいて、吸気呼吸活動の第1の時間窓と、呼気呼吸活動の第2の時間窓と、を示す呼吸相情報を特定すること
・筋電計信号に基づいて少なくとも3つの脱混合信号を特定すること
・これらの脱混合信号のうちの1つにおいて心臓信号成分が検出され得るか否かを検査し、心臓信号成分が検出された場合には、相応する脱混合信号を選び出すこと
・脱混合信号を、患者の吸気呼吸活動および患者の呼気呼吸活動に、呼吸相情報に関連して割り当てることによって、データ信号を特定すること
・データ信号を提供すること
を有している。
Pan,Jiapu,Tompkins,Willis J.著「A Real−Time QRS Detection Algorithm(Biomedical Engineering, IEEE Transactions on,vol.BME−32, no.3, 第230頁〜第236頁,1985年3月)」
x’p(i)
が得られる。これは、図18において、信号x’1(i)およびx’p(i)によって、暗に示されている。
x’(i)=[x’1(i),...,x’p(i)]T
として得られる。
xp(i)
は次に、ブロックインデックスm=1...Mを有する、それぞれブロック長NのM個の信号ブロックに分けられ得る。ここで順次連続する複数のブロックは、50%分重畳しており、この場合にブロック数は
xp(m,n)=xp(n+(m−1)*N/2)
によって得られる。
Xp (r)(m)=FFT{xp(m,n)}
が実行され、ここでrは、L個の分散した周波数ビンの周波数インデックスr=1...Lである。
Xp (r)(m)
に対して、次元のベクトル1×Pが得られる。
Xp (r)(m)
に基づいて、次に周波数領域において、フィルタF11、...、FPQに対して、フィルタ係数が計算されてよい。これは、所定数Imaxの繰り返しにわたって繰り返し行われ、ここでi=1...Imaxは、繰り返しインデックスである。
yq(i)
として想定される。これらは周波数領域において、ブロック処理中に、
Y(r)(m)
として記述され得る。
周波数領域において、
Wpq (r)
として記述される。ここで周波数インデックスr=1...Lを伴う。
Y(r)(m)=W(r)i−1X(r)(m)
にしたがって特定され、
ここで
W(r)i←diag{(W(r)i)−1}W(r)i
Y(r)(m)=W(r)iX(r)(m)
にしたがって特定されて、始められる。
Wpq=[Wpq (r=1)...Wpq (r=L)]
が与えられる。
wp,q=[wp,q(k=1)...wp,q(k=K)]
が、逆変換によって、
wp,q=IFFT{Wp,q}
にしたがって特定される。
AD 表示データ
API 呼吸相情報
AS 呼吸信号
AW 選択ステップ
BG 人工呼吸装置
BES 人工呼吸チューブ
BS 特定ステップ
DAS 出力データ信号
DI1,…,DI4,DI11,…,DI14,DIx 検出情報
DIS ディスプレイインタフェース
DST 検出ステップ
DS1,DS2 データ信号
DSS データインタフェース
E1,E2,E11,…,E14,EQ 脱混合信号
EN,EN1,EN2,EN3,ENa,ENb,ENc 終了時点
EDS 外部データインタフェース
EKGS EKG信号
EMS1,…,EMS4,EMS1’,EMS2’,EMSP,EMSx EMG信号
EP 呼気ポート
F11,F21,F12,F22 フィルタ
FBE 係数特定
FK1 関数特定ステップ
FS1,FS2 フィルタ構造
HE1,HE2 滑らかにされた包絡線信号
HEMS1’,HEMS2’,HE1,…,HE4,HDS1 包絡フィルタリングされた信号
HF 包絡フィルタリング
IDS 内部データインタフェース
IP 吸気ポート
MS マルチプレクサステップ
PA 患者
P 圧の信号
PI,PI1,PI2 圧情報
QE 評価ステップ
R,R2 計算ユニット
SC1,SC2 インタフェース
SE1,…,SE8 表面筋電計センサ
SEB 信号エネルギー特定
SEE1,SEE2 エネルギー信号
SEL 選び出しステップ
SI1,SI2,SI11,SI12,SI13 信号情報
SIF スイッチング情報
SQE 質の評価ステップ
SUZS 選び出しおよび割り当てステップ
SV1,SV2 信号処理ステップ
SW1,SW2,SW3,SWI 閾値
SWE 閾値判断ステップ
TI,TIA,TIE トリガ情報
UES 抑制ステップ
V・ 体積流量信号
V,V1 装置
VS1,VS2 呼吸信号センサ
YS Yピース
Z1,Z1’,Z2,Z2’ 時間窓
ZFA 吸気時間窓
ZFB 呼気時間窓
ZS1,ZU1,ZU2 割り当てステップ
ZV 時間オフセット
Claims (9)
- 少なくとも第1のデータ信号(DS1)および第2のデータ信号(DS2)を提供する装置(V1)であって、
前記第1のデータ信号(DS1)は、患者(PA)の吸気呼吸努力に関する少なくとも1つの筋肉の活動を示し、前記第2のデータ信号(DS2)は、前記患者(PA)の呼気呼吸努力に関する少なくとも1つの筋肉の活動を示し、
前記装置は、
・各表面筋運動記録センサ対(SE1,SE2,...,SE7,SE8)により得られた3つ以上の筋電計信号(EMS1,...,EMS4)を検出するように構成されている第1のインタフェース(SC1)と、
・前記患者(PA)の呼吸活動を示す呼吸信号(AS)を検出するように構成されている第2のインタフェース(SC2)と、
・少なくとも1つの計算ユニット(R,R2)と、
を有しており、
前記計算ユニット(R,R2)は、
・前記呼吸信号(AS)に基づいて、吸気呼吸活動の第1の時間窓(ZFA)と、呼気呼吸活動の第2の時間窓(ZFB)と、を示す呼吸相情報(API)を特定するように、
・さらに、前記筋電計信号(EMS1,...,EMS4)に基づいて少なくとも3つの脱混合信号を特定するように、
・さらに前記脱混合信号(E11,E12,E13,E14)の1つにおいて心臓信号成分が検出され得るか否かを検査し、前記心臓信号成分が検出された場合には、相応する前記脱混合信号(E12)を選び出すように、
・さらに、前記脱混合信号の残り(E11,E13,E14)の少なくとも1つのサブセットを、前記患者(PA)の吸気呼吸活動ならびに呼気呼吸活動に、前記呼吸相情報(API)に関連して割り当てることによって、前記データ信号(DS1,DS2)を特定するように構成されており、
前記装置はさらに、前記データ信号(DS1,DS2)を提供するように構成されているデータインタフェース(DSS,IDS,DIS,EDS)を有している、
装置(V1)。 - 前記データ信号(DS1,DS2)に関連して、表示データ(AD)を表示ユニットに出力するインタフェース(DIS)を有している、
請求項1記載の装置(V1)。 - 前記装置(V1)は、前記患者(PA)の人工呼吸のための人工呼吸装置(BG)を有しており、
前記計算ユニット(R,R2)はさらに、前記人工呼吸装置(BG)を前記データ信号(DS1,DS2)のうちの少なくとも1つに関連して駆動制御するように構成されている、
請求項1記載の装置(V1)。 - 前記呼吸信号(AS)は、体積流量信号(V・)であり、
前記計算ユニット(R,R2)はさらに、前記呼吸相情報(API)を、前記体積流量信号(V・)と少なくとも1つの所定の閾値(SW1,SW2,SW3)とに関連して特定するように構成されている、
請求項1記載の装置(V1)。 - 前記計算ユニット(R,R2)はさらに、前記脱混合信号(E11,...,E14)を、前記筋電計信号(EMS1,...,EMS4)の適応デジタルフィルタリングを用いて特定するように構成されている、
請求項1記載の装置(V1)。 - 前記計算ユニット(R,R2)はさらに、前記人工呼吸装置(BG)を少なくとも1つの前記データ信号(DS1)にも、前記呼吸信号(AS)にも、関連して駆動制御するように構成されており、
前記計算ユニット(R,R2)はさらに、少なくとも1つの前記データ信号(DS1)の質の評価を行うように構成されており、
前記計算ユニット(R,R2)は、前記質の評価に関連して、少なくとも1つの前記データ信号(DS1)か前記呼吸信号(AS)を、前記人工呼吸装置(BG)の駆動制御に用いる、
請求項3記載の装置(V1)。 - 前記計算ユニット(R,R2)はさらに、前記人工呼吸装置(BG)を圧規定人工呼吸サポートのためにコントロールするように構成されており、
人工呼吸圧が少なくとも一時的に、少なくとも1つの前記データ信号(DS1)に関連して生じるように、前記圧規定人工呼吸サポートが行われる、
請求項3記載の装置(V1)。 - 装置(V1)を用いて、少なくとも第1のデータ信号(DS1)および第2のデータ信号(DS2)を提供する方法であって、
前記第1のデータ信号(DS1)は、吸気呼吸努力に関する少なくとも1つの筋肉の活動を示し、前記第2のデータ信号(DS2)は、呼気呼吸努力に関する少なくとも1つの筋肉の活動を示し、
前記方法は、
・前記装置(V1)の第1のインタフェース(SC1)が、各表面筋運動記録センサ対(SE1,SE2,...,SE7,SE8)により得られた3つ以上の筋電計信号(EMS1,...,EMS4)を検出するステップと、
・前記装置(V1)の第2のインタフェース(SC2)が、患者(PA)の呼吸活動を示す呼吸信号(AS)を検出するステップと、
・前記装置(V1)の計算ユニット(R,R2)が、前記呼吸信号(AS)に基づいて、吸気呼吸活動の第1の時間窓(ZFA)と、呼気呼吸活動の第2の時間窓(ZFB)と、を示す呼吸相情報(API)を特定するステップと、
・前記計算ユニット(R,R2)が、前記筋電計信号(EMS1,...,EMS4)に基づいて少なくとも3つの脱混合信号(E11,...,E14)を特定するステップと、
・前記計算ユニット(R,R2)が、前記脱混合信号(E11,E12,E13,E14)の1つにおいて心臓信号成分が検出され得るか否かを検査し、前記心臓信号成分が検出された場合には、相応する前記脱混合信号(E12)を選び出すステップと、
・前記計算ユニット(R,R2)が、前記脱混合信号の残り(E11,E13,E14)の少なくとも1つのサブセットを、前記患者(PA)の吸気呼吸活動および呼気呼吸活動に、前記呼吸相情報(API)に関連して割り当てることによって、前記データ信号(DS1,DS2)を特定するステップと、
・前記装置(V1)のデータインタフェース(DSS,IDS,DIS,EDS)が、前記データ信号(DS1,DS2)を提供するステップと、
を含んでいる方法。 - ・前記装置(V1)のインタフェース(DIS)が、前記データ信号(DS1,DS2)に関連して、表示データ(AD)を光学式表示ユニットに出力するステップをさらに含んでいる、
請求項8記載の方法。
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