JP6693950B2 - 有効な人工呼吸を教授、演習及び遂行するためのシステム及び方法 - Google Patents

有効な人工呼吸を教授、演習及び遂行するためのシステム及び方法 Download PDF

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Description

[関連出願]
本出願は、参照により本明細書に内容全体が組込まれる2014年10月7日出願の米国仮特許出願第62/060,856号の優先権の利益を主張する。
本発明は、概して陽圧換気に関し、より詳細には、有効な人工呼吸のための適正な技術を教授、演習及び遂行するためのシステム及び方法に関する。
出生時仮死は、新生児の死亡及び脳損傷の主な原因である。新生児が呼吸できない又は呼吸能力に制限がある場合、医療関係者は迅速に行動しなければならない。典型的には、医療関係者は人工呼吸を行なう(しばしば「基本蘇生」、「手動蘇生」又は「バッグアンドマスク」人工呼吸と呼ばれる)。一般的用語では、人工呼吸は、患者の呼吸を補助するために陽圧換気が用いられる処置である。1つの処置タイプにおいては、患者の鼻及び口の上にバッグバブルマスクが設置される。バッグバルブマスクの「バッグ」部分は、バッグの第1の端部から患者の肺の中に気体を強制的に送り込むために、手によって圧縮又は圧搾される可撓性チャンバで構成されている。バッグが解放されるとき、バッグは、バッグの第2の端部を通って進入する外気又は気体酸素のいずれかによって自己膨張する。バッグが自己膨張する間、患者の肺は、気体を周囲環境へと吐き出すことができる。
医療専門家及び救急隊員は、有効な人工呼吸を行なうために適正な訓練を受ける必要がある。有効な人工呼吸は、患者が新生児である場合極めて難易度の高いものである。多くの場合、医療関係者は、胸壁の動きを確認することによって、新生児の人工呼吸を監視する。しかしながら、胸壁の動きの確認は、臨床医が高度に熟練している場合であっても、非常にむずかしい可能性がある。
有効な人工呼吸は同様に、同時に監視すべきパラメータの数が多いことによっても困難になっている。臨床医は、適切な呼吸速度を提供するために、適切な速度でバッグを圧搾しなければならない。したがって、呼吸速度を監視し制御する必要がある。臨床医は同様に、適切な量の空気又は気体を患者の肺内に送り込まなければならない。量が少なすぎると、送出される酸素の量が不充分となり、一方量が過多であると、患者にとって危険である可能性がある。したがって、1回換気量を監視し制御しなければならない。さらに事を複雑にしているのは、バッグから圧搾されている気体が確実に患者の肺まで送出されるように、臨床医は、マスクと患者の顔面との間の適正なシールも維持しなければならない。漏出は、漏出が目に見えないという明白な理由から、検出及び位置特定が非常に困難であり得る。
同時にこのような多くの変数を監視することは、特に1名の者だけで人工呼吸を行なう場合、極めて困難であり得る。多くの場合、責任を分担するように、2名の者が人工呼吸処置を実施する。1名は、適正なシールを維持するためにマスクを保持することに集中し、他の1名は、適切な呼吸速度及び量を維持するためにバッグを圧搾することに集中する。残念なことに、人工呼吸事象の間に2名の者が近傍にいることはつねに可能なことではない。2名の者が都合がつく場合でも、短時間でこれほど多くのパラメータを監視し、問題が発生したときを識別し、問題に対処することはなお非常に困難である。
本発明の1つの有益かつ有利な態様において、システムは、第1のセンサーと第2のセンサーとを含む。第1のセンサーは、換気量、気体濃度、呼吸速度及び呼吸圧力のうちの1つを測定するように構成されている。第2のセンサーは、ヒト患者又はマネキンに取付けられるように適合されたマスクと関連付けられる圧力を測定するように構成されている。プロセッサーは、第1のセンサーの測定値及び第2のセンサーの測定値を分析するように構成されている。出力ユニットは、プロセッサーに接続され、プロセッサーの分析の結果に基づいて、ヒト患者又はマネキンに取付けられるように適合されたマスクの状態、及び、ヒト患者又はマネキンの状態、のうちの少なくとも一方を出力するように構成されている。
本発明の別の有益かつ有利な態様において、システムは、第1のセンサーが取付けられるアダプタを含む。
本発明の別の有益かつ有利な態様において、第2のセンサーは、マスク上に位置する。
本発明の別の有益かつ有利な態様において、第2のセンサーは、マネキン上に位置する。
本発明の別の有益かつ有利な態様において、警報ユニットは、第1のセンサーの測定値にしたがって警報を出力するように構成されている。
本発明の別の有益かつ有利な態様において、出力ユニットは、警報ユニットが警報を出力するときに命令を出力するように構成されている。
本発明の別の有益かつ有利な態様において、システムは、ヒト患者又はマネキンに取付け可能なマスクを含む。
本発明の別の有益かつ有利な態様において、出力ユニットは、プロセッサーの分析の結果に基づいて、ヒト患者又はマネキンに取付けられるように適合されたマスクの状態、及び、ヒト患者又はマネキンの状態、のうちの少なくとも1つを表示するように構成されたディスプレーユニットを含む。
本発明の別の有益かつ有利な態様において、システムは、第1のセンサーを含む。第1のセンサーは、換気量、気体濃度、呼吸速度及び呼吸圧力を含むパラメータのうちの第1のパラメータを測定するように構成されている。プロセッサーは、第1のセンサーの測定値を分析するように構成されている。出力ユニットは、プロセッサーに接続され、プロセッサーの分析の結果に基づいて、ヒト患者又はマネキンに取付けられるように適合されたマスクの状態、及び、ヒト患者又はマネキンの状態、のうちの少なくとも1つを出力するように構成されている。
本発明の別の有益かつ有利な態様において、出力ユニットは、マスクの状態を表わす要素及びヒト患者又はマネキンの状態を表わす要素が互いに重畳されている画像を表示するように構成されたディスプレーユニットを含む。
本発明の別の有益かつ有利な態様において、ディスプレーユニットは、マスクの状態を表わす要素の第1の画像と、ヒト患者又はマネキンの状態を表わす要素の第2の画像と、マスクの状態を表わす要素が、ヒト患者又はマネキンの状態を表わす要素上に重畳されている第3の画像と、を同時に表示するように構成されている。
本発明の別の有益かつ有利な態様において、第2のセンサーが、パラメータのうちの第2のパラメータを測定するように構成されており、第1のセンサーにより測定されるパラメータのうちの第1のパラメータは、第2のセンサーにより測定されるパラメータのうちの第2のパラメータと異なり、プロセッサーは、第1のセンサーの測定値及び第2のセンサーの測定値を分析するように構成されている。
本発明の別の有益かつ有利な態様においては、第3のセンサーが、ヒト患者又はマネキンに取付けられるように適合されたマスクと関連付けられる圧力を測定するように構成されており、プロセッサーは、第1のセンサーの測定値、第2のセンサーの測定値、及び、第3のセンサーの測定値を分析するように構成されている。
本発明の別の有益かつ有利な態様において、第3のセンサーは、複数の位置に配置され複数の位置における圧力をそれぞれ測定するように構成された複数のセンサーを含んでおり、出力ユニットは、複数の位置の圧力に関係する情報をさらに出力するように構成されている。
本発明の別の有益かつ有利な態様においては、第2のセンサーが、ヒト患者又はマネキンに取付けられるように適合されたマスクと関連付けられる圧力を測定するように構成されており、プロセッサーは、第1のセンサーの測定値及び第2のセンサーの測定値を分析するように構成されている。
本発明の別の有益かつ有利な態様において、第2のセンサーは、複数の位置に配置され複数の位置の各々における圧力をそれぞれ測定するように構成された複数のセンサーを含んでおり、出力ユニットは、複数の位置の各々における圧力に関係する情報をさらに出力するように構成されている。
本発明の別の有益かつ有利な態様において、第1のセンサーは、換気量を測定するように構成されており、マスクの状態を表わす要素は、第1のセンサーによって測定される換気量に基づいて得られる。
本発明の別の有益かつ有利な態様において、ヒト患者又はマネキンの状態を表わす要素は、第1のセンサーによって測定されるパラメータのうちの第1のパラメータに基づいて得られる。
本発明の別の有益かつ有利な態様において、第1のセンサーは、換気量を測定するように構成されており、マスクの状態を表わす要素は、第1のセンサーによって測定される換気量又は第2のセンサーによって測定されるマスクと関連付けられる圧力に基づいて得られる。
本発明の別の有益かつ有利な態様において、ヒト患者又はマネキンの状態を表わす要素は、第1のセンサーによって測定されるパラメータのうちの第1のパラメータ又は第2のセンサーによって測定されるマスクと関連付けられる圧力に基づいて得られる。
本発明の別の有益かつ有利な態様において、陽圧換気マスクが、換気量、気体濃度、呼吸速度及び呼吸圧力のうちの1つを測定するように構成された第1のセンサーと、陽圧換気マスクと関連付けられる圧力条件を測定するように構成された第2のセンサーと、を含む。
本発明の別の有益かつ有利な態様において、第2のセンサーは、陽圧換気マスクが取付けられるヒト患者又はマネキンに対して陽圧換気マスクが加える圧力を測定するように構成されている。
本発明の別の有益かつ有利な態様において、第2のセンサーは、陽圧換気マスクの作動中に陽圧換気マスク内部の少なくとも1つの圧力を測定するように構成されている。
本発明の別の有益かつ有利な態様において、陽圧換気マスク内部の少なくとも1つの圧力は、陽圧換気マスクの作動中のピーク吸気圧(PIP)又は呼気終末陽圧(PEEP)を含む。
本発明の別の有益かつ有利な態様において、陽圧換気マスクは、第1のセンサーが取付けられるアダプタを含む。
本発明の別の有益かつ有利な態様において、陽圧換気を教授し演習するための装置が、陽圧換気マスクを取付けるための顔領域を有するマネキンと、顔領域に加えられる圧力を測定するための少なくとも1つのセンサーと、を含む。
本発明の別の有益かつ有利な態様において、少なくとも1つのセンサーは、顔領域上に空間的に配置された複数のセンサーを含む。
本発明の別の有益かつ有利な態様において、少なくとも1つのセンサーは、圧力変換器を含む。
本発明の別の有益かつ有利な態様において、マネキンは、陽圧下の空気を収容するためのチャンバを含む。
本発明の別の有益かつ有利な態様において、マネキンは、チャンバ内に陽圧下の空気を取り込むための入口を含む。
本発明の別の有益かつ有利な態様において、空気が入口を通って導入される場合にチャンバが空気を放出又は漏出させることができないように、入口がチャンバ内へ又は外への空気用の唯一の通路となっている。
本発明の別の有益かつ有利な態様において、少なくとも1つのセンサーは、入口の周りに離間された複数のセンサーを含む。
本発明の別の有益かつ有利な態様において、マネキンは、顔領域内に位置する少なくとも1つのゾーンを含み、少なくとも1つのゾーンは、少なくとも1つのセンサーと整列されている。
一例示的実施形態に係るシステムの概略図である。 例示的実施形態に係る第1のディスプレースクリーンの概略図である。 例示的実施形態に係る第2のディスプレースクリーンの概略図である。 例示的実施形態に係る第3のディスプレースクリーンの概略図である。 図6の第3のディスプレースクリーンの一領域の拡大図である。 例示的実施形態に係る第4のディスプレースクリーンの概略図である。 例示的実施形態に係る第5のディスプレースクリーンの概略図である。 マスクの取付け状態を表わす要素の画像を示す図である。 マスクの取付け状態を表わす要素の画像を示す図である。 マスクの取付け状態を表わす要素の画像を示す図である。 マスクの取付け状態を表わす要素の画像を示す図である。 ヒト患者又はマネキンの状態を表わす要素の画像を示す図である。 ヒト患者又はマネキンの状態を表わす要素の画像を示す図である。 ヒト患者又はマネキンの状態を表わす要素の画像を示す図である。 マスクの取付け状態及びヒト患者又はマネキンの状態の組合せ画像を含む画像例を示す図である。 マスクの取付け状態及びヒト患者又はマネキンの状態の組合せ画像を含む画像例を示す図である。 マスクの取付け状態及びヒト患者又はマネキンの状態の組合せ画像を含む画像例を示す図である。 マスクの取付け状態及びヒト患者又はマネキンの状態の組合せ画像を含む画像例を示す図である。 マスクの取付け状態及びヒト患者又はマネキンの状態の組合せ画像を含む画像例を示す図である。
本発明は、特定の実施形態を参照して本明細書で例示され説明されているものの、本発明は、示された実施形態に限定されるようには意図されていない。むしろ、本発明は、示された詳細のさまざまな修正及び組合せを包含している。
本発明に係るシステム及び方法は、異なるパラメータの実時間監視を使用することによって、及び、これらのパラメータに基づいて臨床医を指導することによって、従来の人工呼吸技術に付随するリスク及び欠点を解決する。指導は、臨床医に対し、実時間データ、視覚信号及び/又は音響信号を提供することによって達成される。実時間データは、臨床医が、重大なパラメータを全て容易に監視し、問題が発生したときを精確に知り、問題の具体的原因を識別し、問題を直ちに是正することができるようにする。不充分な陽圧及び/又はマスクを通した漏出等、適正な人工呼吸を妨げる可能性のある要因は、数多く存在する。臨床医を指導することによって、本発明は、指導を受けなかった場合に比べはるかに短い時間内に臨床医が問題を識別し是正措置を講じることができるようにする。問題を迅速に識別し是正するこの能力は、貴重な数秒間を節約し患者の命を救うことができる。
臨床医を指導することに加えて、本発明は、有効な人工呼吸を遂行するための適正な技能を臨床医に教授するための訓練という状況下で使用することができる。その上、本発明は、臨床医が、自ら学習する技術を演習し、反復し、かつ、有効な人工呼吸を遂行する自らの能力をテストする助けとなるように、使用されることが可能である。
本発明に係るシステム、装置及び方法は、乳児、小児、青少年及び成人を含む全ての年令の患者に対する臨床環境において使用可能である。さらに、本発明に係るシステム、装置及び方法は、乳児、小児、青少年、及び成人を含む全ての年令の患者に対する人工呼吸技術をシミュレートするように、適切にサイズ決定されたマスク、マネキン及び他の構成要素と共に訓練という状況下で使用可能である。
一実施形態において、システムは、シミュレートされた人工呼吸処置を遂行するために、臨床医が使用できるマネキンを利用する。図1は、陽圧換気を教授及び演習するための1つのシステム100の概略図である。システム100は、陽圧換気マスク又はバッグバルブマスク120を含む。マスク120は、実際の人工呼吸処置において使用するために承認された実際のバッグバルブマスクであり得る。マスクが実際の人工呼吸処置における使用のために承認されている場合、マスクは、マネキン又は実際の患者のいずれに対してでも使用可能である。実際の臨床的使用ではなく訓練目的のみに使用されるシステムでは、マスクは、臨床目的で承認される必要はなく、教育的使用に適合させられた構成又は修正を有することができる。
マスク120には、以下で説明する通り、シミュレートされた人工呼吸処置又は実際の人工呼吸処置中に異なるパラメータを監視するために1つ以上のセンサーが備わっている。1つ以上のセンサーは、実時間でセンサーからのデータを受信する受信機170に接続されている。
受信機170によって収集されたデータは、プロセッサー180に送信される。本発明に係るシステムは、代替的配置が企図されているとき、別個の構成要素である受信機及びプロセッサーを有する必要がない、という点が指摘される。例えば、本発明に係るシステムは、一体にされた受信機を伴うプロセッサー、又は、別の形でセンサーに直接結合されるプロセッサー、を考慮することができる。システム100において、プロセッサー180は、監視されている1つ以上のパラメータを表示するために作動可能なスクリーン192を伴うディスプレーモニター190を含む出力ユニットに接続される。プロセッサー180は、従来のコンピュータ又は従来のコンピュータ内の構成要素であり得る。さらに、プロセッサー180は、マイクロプロセッサー、マイクロコントローラ及び/又はフィールドプログラマブルゲートアレイ、の形である、又は、を含むことができる。本明細書中の説明から、当業者であれば、他の好適なタイプのプロセッサーを理解するであろう。
本発明に係るシステムは、本明細書中で説明するように、有線接続又は無線接続を用いて互いに電気接続され得る多くの異なる構成要素を含むことができる。例えば、本発明にしたがって使用されるセンサーは、1つ以上の有線接続又は無線接続を用いて受信機170に電気的に接続され得る。有線接続対無線接続の選択は、センサーの位置及び他の構成要素に対してそれらがどのように配置されるか、を含む多くの要因に依存し得るが、これらの要因に限定されない。例えば、バッグバルブマスクに取付けられる又はバッグバルブマスク上に位置するセンサーは、以下で説明する通り、患者又はマネキンの周囲のもつれた電線によってもたらされる困難を回避するために、無線接続を伴う受信機に接続し得る。非限定的にプロセッサー180及びディスプレーユニット190を含む本発明に係る他の構成要素も同様に、任意の有線接続及び無線接続の組合せを用いて、互いに及び他の構成要素に相互接続可能である。本明細書中に説明され例示されている個別の構成要素及びシステムは、互いに接続する又は相互作用するために有線接続及び無線接続の任意の組合せを利用することができる。携帯式外部装置により監視及び/又は操作されるシステムのためには、無線接続が特に有利であり、企図される。したがって、本発明に係るシステムは、非限定的にスマートフォン、タブレット及びラップトップコンピュータを含む携帯式装置により監視及び/又は操作可能な、部分的又は完全に無線のシステムを含む。
システム100は、マスクが実際の人工呼吸処置において使用される場合、マスクを通って換気中の気体中の二酸化炭素濃度を測定するための第1のセンサー130を含む。第1のセンサー130は、アダプタ125に取付けられたカプノメーターの形をしている。アダプタ125は、マスク120に取付けられて換気通路を形成するように構成されている。カプノメーターは、二酸化炭素濃度を測定するために、アダプタ125の側面を通して接続され、換気通路内に位置付けされている。
本発明に係るシステムは、好ましくは、マスクのシールの無欠性を監視するために、追加のセンサーを含む。より好ましくは、システムは、異なる場所におけるマスクのシールの無欠性を監視するために複数のセンサーを含む。例えば、システム100は、複数の圧力変換器142で構成される第2のセンサー140を含む。圧力変換器142は、マスク120と患者又はマネキンとの間のシールの無欠性を測定するように構成されている。各圧力変換器は、患者又はマネキンの鼻及び口の周りの1つの領域又はゾーンに対してマスクが加える圧力を測定するように構成されている。各圧力変換器142は、その特定のゾーンについての圧力測定値を受信機140及びプロセッサー180に送信する。プロセッサー180は、ディスプレーモニター190上で各ゾーンについての圧力測定値を実時間で表示して、これにより、臨床医に対し、気密シールを確保するためにマスク上に適切な圧力が維持されているか否かを知らせるように構成されている。
本発明に係るシステムは、臨床医が気密シールの維持を学習するのを補助するように設計されている。漏出を完全に回避することが極めて好ましいものの、有効な人工呼吸が遂行されていることを他のパラメータが標示する場合には、マスク周りの少量の漏出は許容可能である。少量の漏出が検出された場合、臨床医は、圧力変換器140からの読取り値を監視し、より大きな漏出を示唆し得る圧力変化を注視することができる。
必要条件ではないものの、本発明に係るシステムは、人工呼吸処置をシミュレートするための訓練用マネキンと共に製造及び流通させることができる。代替的には、本発明に係るシステムは、マネキン無しで製造及び流通され得る。
マネキンが本明細書中で説明されるパラメータの少なくともいくつかを監視する機会を提供するかぎり、さまざまなタイプのマネキンを使用することができる。例えば、システム100において、システムはマネキン200を含む。マネキン200は、新生児の頭部202のモデルである。頭部202は、新生児の鼻及び口領域をモデリングするようにサイズ決定され形成され、好ましくは原寸大である鼻及び口領域を特色とする顔面204を含む。
本発明に係る構成要素は、人工呼吸技術を教授し演習するためのキットの部品として製造及び流通され得る。キットの一例には、バッグバルブマスク120との組み合わせのマネキン200が含まれる。しかしながら、本発明は、システム及びキットのみに限定されない。本発明の他の実施形態は、排他的に、本明細書に記載のバッグバルブマスクに向けられる。さらなる他の実施形態は、排他的に、本明細書中に記載のマネキンに向けられる。したがって、本発明は、本明細書中に記載のシステムのみならず、本明細書中に記載の個別の構成要素にも向けられている。
本発明に係る圧力変換器は、複数の方法で構成可能である。例えば、圧力変換器は、マスク内に直接組込むことができる。代替的には、圧力変換器は、患者又はマネキンの鼻及び口領域上に設置される別個のシート又はフィルム内に位置し得る。マネキンだけが使用されるシステムにおいては、圧力変換器をマネキン自体の表面上に固定することができる。例えばシステム100において、マネキン200の鼻及び口領域の周りに取り付けられた6個の圧力変換器142が存在する。6個の異なるゾーンにおけるマスク圧力を測定するために、鼻及び口領域の周りに離間された構成で、圧力変換器142が配置される。以下で説明するように、6個の異なるゾーンにおける圧力測定は、臨床医が、鼻及び口の周りのマスク圧力を監視し、マネキンに対して適切にシールされていないマスクのいかなる領域をも迅速に識別することを可能にする。
本発明に係る変換器は、以上で指摘されたようなマネキンとは反対に、マスク上に位置づけされ得る。例えば、マスクが患者又はマネキンの顔面に対して取り付けられる場合、マスク120のカップ部分122に対して、変換器142を取付けることができる。この配置では、図1内の変換器142を表わす中実楕円形は、マネキン200の顔面204上の代わりに、マスク120のカップ部分122上に見られるだろう。
本発明に係るシステムは同様に、好ましくは、マスク内外へ換気される気体の量を監視するためのセンサーを含む。例えば、マスク120は、マスクを通る吸気1回換気量TVi及びマスクを通る呼気1回換気量TVeを測定するための第3のセンサー150を含む。一定の閾値を下回るTViの測定値は、臨床医により加えられる陽圧が不充分であることを示唆することができる。TViの対応する測定値より低いTVeの測定値は、マスクと患者との間又はマスクとマネキンとの間の漏出及び不充分なシールを示唆し得る。TVeとTViとの間の差を使用して、漏出百分率を定量化することができる。漏出百分率は、本明細書中に記載の他の全てのパラメータと同様、問題が存在すること及びその問題の場所を臨床医に警告するために、ディスプレーモニター190上にプロセッサー180によって表示され得る。
本発明に係るシステムは同様に、好ましくは、マスク内の気道内圧、又はPaw、を監視するためのセンサーを含む。例えば、システム100は、ピーク吸気圧(PIP)及び呼気終末陽圧(PEEP)を測定する第4のセンサー160を含む。PIP及びPEEPの測定値を、所望の範囲に対して各々比較することができる。例えば、PIPについての所望される範囲内の最大値を超えるPIPの測定値は、患者を傷つける可能性がある過度に高い陽圧が加えられていることを示唆することができる。PEEPについての所望される範囲内の最小値を下回るPEEPの測定値は、不充分な気体交換が発生していることを示唆し得る。
受信機170は、センサー130、140、150及び160から測定値を受信し、プロセッサー180にデータを転送するように構成され得る。プロセッサー180は、任意の測定値に応じて、測定値を表示する及び/又は警報信号を送出する、ように構成され得る。以上で指摘した通り、ディスプレーモニター190は、測定値を実時間で表示して、問題を示す可能性のあるさまざまなパラメータを臨床医が監視するのを助けることができる。プロセッサー180は、臨床医が問題を容易に検出し、原因又は出所を位置特定し、問題を是正することを可能にする視覚及び音響信号を伴う読取り易いフォーマットでデータを表示するようにプログラミングされている。
図2〜図10Eは、ディスプレースクリーン192上での表示のためにプロセッサー180によって生成され得る、スクリーンショット又はスクリーンショットセクションのさまざまな例を示す。これらのスクリーンショットは、臨床医に対して情報を伝達するためのスクリーンレイアウトの例を表わすものであって、臨床医に伝達される情報のタイプを限定すること又は情報の配置若しくは外観を限定することを意図したものではない。
図2は、第1の例示的スクリーンショット400を示す。スクリーンショット400は、マスクシールの無欠性に関連するデータを含む左サイド410を含む。このデータは、TVi、TVe、漏出百分率及び呼吸速度(RR)についてのデータを含む。各値は、別個のフィールド又はボックス内に大きい書体で示されている。図示された例において、センサー150は、5mL/kgのTViと、4mL/kgのTVeと、を検出した。これは、20パーセントの漏出に等しい1mL/kgの量の差又は純損失を示す。典型的な処置において、この漏出量は許容できない。左サイド410の左頂部にあるボックスは、「漏出」又は漏出百分率についての値を含んでいる。このボックスは、漏出による問題が存在することの視覚信号を臨床医に対し提供するため(垂直方向の網掛けにより表わされた)赤色背景を伴って表示されている。この視覚信号は、臨床医が、問題が存在することを直ちに知るだけでなく、問題が何であるかを知ることができるようにする。
図2は同様に、異なるパラメータについての実時間データを連続的に表示するためのスペースを含む右サイド420をも含んでいる。これらのパラメータは、臨床医により選択され得る。例えば、右サイド420は、3つのウィンドウ420A、420B及び420Cを含む。各ウィンドウは、異なるパラメータについてのデータを表示し得る。ウィンドウ420Aは、気道内圧Pawの測定値を実時間で表示する波形のためのスペースを含む。ウィンドウ420Bは、量における変動を実時間で表示する波形のためのスペースを含む。ウィンドウ420Cは、二酸化炭素濃度の変動を実時間で表示する波形のためのスペースを含む。ウィンドウ420A〜420Cは、ディスプレーをカスタマイズし特定のパラメータに集中するため、臨床医によっていつでも、上下移動、相互交換、再配置等されることができる。
スクリーンショット400は、1つのスクリーン上で視認可能な左サイド410及び右サイド420の両方を含む。ディスプレーはいくつもの方法で修正及び再配置可能であることが理解される。例えば、スクリーンは、左サイド410及び右サイド420の両方を並べて表示する必要はない。ユーザーは、一度に一方のサイドのみを見たいと思うかもしれない。このような場合、ディスプレーは、一方のサイドのみに情報を表示するように構成され、左サイド410及び右サイド420の視野間でユーザーが切替えを行なうことができるようにするトグルボタンを提供することができる。
図3は、図2中の左サイド410及び右サイド420に類似する左サイド510及び右サイド520を伴う別のスクリーンショット500を示す。左サイド510は、TVi、TVe、漏出百分率及び呼吸速度(RR)についてのデータを示す。各パラメータについてのデータが、左サイド510の上部部分内の別個のボックス又はフィールド内に示されている。これらのボックスの下に、患者の過去3回の呼吸のグラフ表示が示されている。各呼吸は、矩形で表わされ、矩形は、順序にしたがって左から右へと配置され、最も前の呼吸は最左の矩形の中に示され、直近の呼吸は最右の矩形内に示されている。各矩形は、棒グラフに類似する漏出百分率を視覚的に表す棒を含む。この例では、直近の呼吸の漏出百分率は、「Leak(漏出)」についての左上のボックス内に示されているように、9.8パーセントであることが決定されている。この漏出量は最右の矩形の底部において黒色棒によりグラフ表示されている。
スクリーンショット500の右サイド520は、波形データを表示する3つのウィンドウを含む。頂部から底部へと進むと、ウィンドウは、二酸化炭素濃度、気道内圧及び量についての実時間データを表示する。二酸化炭素濃度についてのデータを含む頂部ウィンドウは、一対の固定された点線530を含む。点線530は、呼気終末二酸化炭素濃度EtCO2についての最小及び最大所望レベルを表わす。こうして、点線530は、EtCO2が所望の範囲より低く下降した又は高く上昇したときを臨床医が容易に視認できるようにする。所望される場合、プロセッサー180及びディスプレーユニット190は、臨床医の注意を喚起するために視覚又は音響信号を使用することによって、EtCO2が所望の範囲より低く下降した又は高く上昇したときに臨床医に警告するように構成され得る。例えば、二酸化炭素濃度に対応するウィンドウは、点滅することができ、及び/又は、ディスプレーユニット190は、音響信号又は警報音を発することができる。
図4は、多くの点でスクリーンショット500と類似するスクリーンショット600を示す。1つの差異は、スクリーンショット600が、患者又はマネキンの鼻及び口の周りの6個の異なるゾーンのグラフィック表示又は「マップ」700を含み、ここで圧力が圧力変換器142によって測定される、という点にある。マップ700の拡大図が、図5に示されている。
以上で指摘したように、圧力変換器142は、鼻及び口領域の周りに離間された構成で配置されている。1つの圧力変換器が、各々のゾーンに位置する。マップ700は、患者又はマネキンの顔面を表わすアニメーションイラスト701、及び、鼻及び口領域を覆うマスクの配置面積を表わす輪郭702を含む。マップ700は同様に、6つのブロック710、720、730、740、750及び760を含む。各ブロックは、圧力が監視される鼻及び口の周りのゾーンのうちの1つの場所に対応する、輪郭702に対する場所を有している。
圧力変換器142は、圧力測定値を受信機170に送信し、この受信機はデータをプロセッサー180に転送する。プロセッサー180は、マップ700上の視覚的しるしを利用することによって、ゾーンの各々における圧力状態について臨床医に知らせるようにプログラミングされている。例えば、ゾーンの各々におけるマスク圧力が許容圧力にある場合、ブロックの各々を緑一色のブロックとしてディスプレースクリーン192上に示すことができる。ゾーンのうちのいずれかにおける圧力が許容圧力を表わす閾値より低く降下した場合には、そのゾーンに対応するブロックは、赤一色のブロックへと変化する。マップ700上の任意の場所の赤一色のブロックは、そのブロックに対応するゾーンにおけるマスク圧力が許容圧力より低く、その場所に漏れが発生していることを示す。このグラフィック機能は、臨床医が、マスクに漏出が発生したときを直ちに知り、漏出の場所を識別し、漏出をシールするための是正措置を講じることを可能にする。本発明に係るシステムは、各ゾーンにおける状態を視覚的に伝達するために任意のカラースキーム又はパターンを使用し得る。さらに、本発明に係るシステムは、漏出が発生した場合に臨床医に警告するため、マップ700と併せて任意の数の音響信号又は警報を使用することができる。
一部の事例においては、マスク圧力を監視し、過剰なマスク圧力がいずれかのゾーンに加わっている場合、臨床医に警告することが望ましい場合がある。このような事例においては、プロセッサー180及びディスプレーユニット190は、いずれかのゾーンが最大閾値より高い圧力測定値を有するときに、通信するように構成され得る。例えば、1つのゾーンに過度の圧力が加わった場合、そのゾーンに対応するマップ700上のブロックは、青一色の矩形へと変色することができる。さらに、音響信号又は警報が、過度に大きい圧力がその場所に加えられていることを臨床医に警告することができる。
図6は、図3のスクリーンショット500に類似する別のスクリーンショット800の例を示す。スクリーンショット800の右サイドは、実時間で気道内圧を監視する中央ウィンドウを含む。このウィンドウは、2対の固定された点線830及び840を含む。ウィンドウの頂部近くの点線830は、PIPについての所望される範囲を視覚的に表わす。ウィンドウの底部近くの点線840は、PEEPについての所望される範囲を視覚的に表わす。点線830、840の対は、PIP又はPEEPが所望の範囲外になったときを臨床医が容易に視認することができるようにする。所望される場合、プロセッサー180及びディスプレーユニット190は、臨床医の注意を喚起するため視覚及び/又は音響信号を使用することによって、PIP又はPEEPが所望の範囲外になったときに、臨床医に警告するように構成され得る。例えば、気道内圧に対応するウィンドウは点滅でき、及び/又は、ディスプレーユニット190は音響信号又は警報音を発することができる。
図7は、図3のスクリーンショット500に類似する別のスクリーンショット900の例を示す。スクリーンショット900の右サイドは、実時間でTVi及びTVeを監視する底部ウィンドウを含む。このウィンドウは、一対の固定された点線930を含む。点線930は、TVeのための所望の範囲を視覚的に表わし、TVeが所望の範囲外になったときを臨床医が直ちに知ることができるようにする。好ましい実施形態において、ディスプレーユニット190は、TVeが所望の最大閾値より高くなったとき及び測定されたTVeが最大閾値を超過している程度を臨床医に警告する。例えば、スクリーンショット900において、ウィンドウは垂直棒を表示している。各垂直棒は、1回の呼吸に対応し、TVi及びTVeについての測定値を表示する。TVeが、所望の範囲内、例えば4〜6mL/kgの間に入る場合には、棒は、緑色の棒として表示され、この緑という色は許容可能な状態を表わす。TVeが最小閾値よりも中程度の量だけ低い又は最大閾値よりも中程度の量だけ高い場合、例えば3〜4mL/kgの間又は6〜7mL/kgの間である場合には、棒は黄色棒として表示され、この黄色という色は、中程度の問題である状態を表わす。TVeが最小閾値よりも有意な量だけ低い又は最大閾値より有意な量だけ高い場合、例えば3mL/kg未満又は7mL/kg超である場合には、棒は赤色棒として表示され、この赤色という色は、有意な問題である状態を表わす。閾値は、臨床医により設定又は調整され得る。他のパラメータと同様、プロセッサー180及びディスプレーユニット190は、臨床医の注意を喚起するために視覚又は音響信号を使用することによって、Teが所望の範囲外になったときに臨床医に警告するように構成され得る。例えば、TVi及びTVeに対応するウィンドウは点滅でき、及び/又は、ディスプレーユニット190は音響信号又は警報音を発することができる。この目的で、ディスプレーユニット190は、警報ユニット194を含む又は警報ユニット194に接続されている。警報ユニット194は、ディスプレーユニット190のディスプレースクリーン、ディスプレーユニット上の又はディスプレーユニットとは別個の点滅灯、スピーカー、及び/又は、視覚信号、音響信号若しくは他のタイプの警報を生成するように構成されたあらゆる他の構成要素の形をとることができる。
したがって、本発明に係るシステムは、適正な人工呼吸技術を学習、演習及び遂行するための、コンパクト、廉価、かつ容易に使用できるシステムを提供する。システム100は、人工呼吸処置において重大なパラメータの全てを監視するための一体型の装置を提供する。すなわち、システム100は、二酸化炭素濃度、気道内圧、TVi、TVe、漏出百分率及び呼吸速度を含むパラメータを、全て実時間で同時に監視することができる。従来のプロセッサーモニターであり得るディスプレーユニット190は、小型内蔵スクリーンを伴う従来のフローモニターに比べて大きなディスプレーを提供する。大きなディスプレーは、臨床医が、患者のそばを離れる必要なく、3メートル以上も離れたところから、異なるパラメータを監視することを可能にする。臨床医は、陽圧を与えるため患者のそばにとどまることができ、それでもなお一度に複数のパラメータを監視することができる。こうして、補助できる他の人員がいない場合に、1名の者が有効な人工呼吸処置を遂行することがはるかに実現可能になる。受信機は非常に小型にすることができ、センサーはマスクと一体化されることができ、こうして、システムが有意なスペースを占有せず、ER又はNICU領域内でシステムを容易に実施できるようにすることが可能である。
本発明に係るディスプレーユニットは、さまざまなアニメーション画像、符号、絵文字及びさまざまな作動条件を実時間で視覚的に伝えるための他のタイプのイラストを使用することができる。これらの作動条件には、マスクシールの無欠性又は「取付け状態」、及び、患者の状態が含まれるが、これらに限定されない。本明細書において、「要素」なる用語は、システムを使用する医療関係者、医療訓練生又は他の要員に対して特定の状態を伝達するために使用されるアニメーション画像、符号、絵文字又は他のタイプのイラスト若しくはしるしを意味するために使用される。
プロセッサー180は、マスク120が3つの取付け状態のいずれか1つにあるか否かを決定し、決定された取付け状態を表わす要素の画像が、スクリーン192内に表示される。プロセッサー180によって決定されたマスク120の取付け状態に対応する画像は、図8A、図8B、図8C及び図8Dの中に示されている。ここでは、マスク120の取付け状態の3つの例が説明されるが、マスクの取付け状態はそれらに限定されない。
マスク120が患者又はマネキンに対して圧迫する力が弱い場合、すなわち、マスク120から空気が漏出する場合、図8Aに示されている画像が表示される。換気(フロー)センサーから取得される値が予め設定された閾値を上回る場合、図8Aに示される画像が表示される。具体的には、V0とV1との間の関係が異常である場合に画像が表示されることが好ましい。ここで、V0は、換気(フロー)センサーによって測定される吸気相における換気量を意味し、V1は、換気(フロー)センサーによって測定される呼気相における換気量を意味する。V0とV1との間の関係は、例えば(V0−V1)/V1*100[%]から得られる値が予め設定された閾値を上回る場合、異常である。予め設定された閾値は、例えば20%、又は、それより高い若しくは低い閾値であり得る。決定方法は、この方法に限定されない。
マスク120が患者又はマネキンに対して圧迫する力が適切である場合、すなわち空気がマスク120から漏出していない場合、図8Bに示される画像が表示される。換気(フロー)センサーから取得される値が予め設定された範囲内にある場合、図8Bに示される画像が表示される。V0とV1との関係が正常である場合に、当該画像が表示されることが好ましい。
例えばマスクが良好なシールを確保するのに必要とされるものよりもはるかに高い力を患者の顔面に対して加えた場合のように、マスク120が患者又はマネキンに対して圧迫する力が過度に高い場合、図8Cに示された画像が表示される。さらに、圧力センサーから獲得した値が予め設定された閾値を上回る場合には、図8Cに示される画像が表示される。複数の圧力センサーが提供されている場合、図8Dに示されているように、画像は、圧力が過度に高い場所を示し得る。図8Dは、マスクの周りの6つのゾーンを概略的に表わし、これら6つのゾーンに空間的に対応するマスク領域の周囲の周りの6個の閉塞領域を示す。マスク領域の右側にある閉塞領域の1つは、図8D内の他の閉塞領域よりも暗く見える。このより暗い領域は、対応するゾーンにおける患者の顔面に対する圧力が過度に高いことを1人又は複数のユーザーに警告するために、他の領域とは異なる色、濃淡又はパターンを有する領域を表わす。
プロセッサー180はさらに、ヒト患者又はマネキンが3つの状態のうちのいずれか1つにあるか否かを決定し、決定された状態を表わす要素の画像が、スクリーン192上に表示される。プロセッサー180により決定されるヒト患者又はマネキンの状態に対応する画像が、図9A、図9B及び図9Cに示されている。ここでは、ヒト患者又はマネキンの状態の3つの例が説明されているが、ヒト患者又はマネキンの状態は、それらに限定されない。
換気が適切でない場合、すなわち患者が呼吸困難である場合、図9Aに示される画像が表示される。気体濃度センサー、呼吸速度センサー、呼吸圧力センサー、換気(フロー)センサー、及び、圧力センサーのうちのいずれか1つから獲得した値が、予め設定された閾値を上回る、又は、他の点で許容不可能とみなされる場合、図9Aに示される画像が表示される。これは例えば、CO2の濃度が閾値より高い場合、呼吸速度が閾値より小さい場合、呼吸速度が閾値より低い場合、換気量が閾値より低い場合、又は、圧力が閾値より低い場合に発生し得る。このような場合、図9Aに示される画像が表示される。
換気が適切である場合、すなわち、患者が呼吸困難でない場合、図9Bに示される画像が表示される。気体濃度センサー、呼吸速度センサー、呼吸圧力センサー、換気(フロー)センサー、及び、圧力センサーのうちのいずれか1つから獲得した値が予め設定された範囲内にある場合、例えば、図9Bに示される画像が表示される。
マスク120が患者又はマネキンに対して圧迫する力が過度に高い場合、例えばマスクが良好なシールを確保するために必要とされるものよりもはるかに高い力を患者の顔面に対して加えた場合、図9Cに示される画像が表示される。圧力センサーから獲得した値が予め設定された閾値を上回る場合には、図9Cに示される画像が表示される。
マスク120の取付け状態を表わす要素及びヒト患者又はマネキンの状態を表わす要素は、要素が互いに組合わされるような形で、同時に表示可能である。以下では、マスク120の取付け状態を表わす要素がヒト患者又はマネキンの状態を表わす要素上に重畳されている組合せ画像を含むいくつかの画像例について説明する。画像例は、図10A、図10B、図10C、図10D及び図10Eに示されている。画像例において、マスクとヒト患者又はマネキンとの組合せ画像は、マスクが鼻及び口を覆うようにヒト患者又はマネキン上に取付けられている状態を示す。しかしながら、組合せ画像はこの状態に限定されない。マスク120の取付け状態を表わす要素及びヒト患者又はマネキンの状態を表わす要素は、要素が互いに重畳することなく水平方向又は垂直方向に整列されるような形で、同時に表示されてもよい。例えば、患者又はマネキンの状態及びマスク取付け状態は、スクリーン上に並んで表示される又は一方の要素がスクリーンの頂部半分にありもう一方の要素がスクリーンの底部半分上にある状態の別個の要素によって表わされ得る。
換気(フロー)センサーから獲得したデータに基づく漏出量が警報設定値を上回る場合、図10Aに示される画像例が表示される。図10Aにおいて、ヒト患者又はマネキンに対応する画像は、患者がもがいている又は無理強いされている場合などのむずかしい表情を示している。この画像は例えば、マスクから過度の漏出があることに起因して患者が充分な酸素のある状態で呼吸していないことを示唆することができる。マスクに対応する画像において、力センサーの出力が設定値以下である力センサーに対応する部分は、例えばオレンジ色等の1つの色で着色されている。力センサーが接続されていない場合、画像中の全ての部分は、例えば緑色等の別の色で着色される。警報メッセージのフィールド内には、メッセージ「漏出高」が表示されている。図10Aは同様に、過度の漏出がマスクを通して発生していることを視覚的に表わし伝えるために、空気の吹き出し似た他のしるしをも含んでいる。
換気(フロー)センサーから獲得したデータに基づく漏出量が、警報設定値以下である場合、図10Bに示される画像例が表示される。図10Bにおいて、ヒト患者又はマネキンに対応する画像は、正常な表情を示している。マスクに対応する画像において、力センサーに対応する全ての部分は、緑色で着色されている。力センサーが接続されていない場合、画像中の全ての部分は、緑色で着色される。
換気(フロー)センサーにより獲得したデータに基づく漏出量が警報設定値以下であり、かつ、力センサーの出力が設定値を上回る場合、図10Cに示される画像例が表示される。図10Cにおいて、ヒト患者又はマネキンに対応する画像は、悲痛な表情を示している。マスクに対応する画像において、力センサーの出力が設定値を上回っている力センサーに対応する部分は、例えば黄色等の別の色で着色される。力センサーが接続されていない場合、画像中の全ての部分が、緑色で着色される。圧力センサーが接続されていない場合、「高圧力」のメッセージを伴うマスクに対応する画像(図8C)は表示されず、「シール良好」のメッセージを伴うマスクに対応する画像(図8B)が表示される。
換気(フロー)センサーから獲得したデータに基づく漏出量が警報設定値を上回り、かつ、力センサーの出力が設定値のHIGH値(HIGH value)を超える場合、図10Dに示される画像例が表示される。図10Dでは、ヒト患者又はマネキンに対応する画像は、悲痛な表情を示している。マスクに対応する画像において、力センサーの出力が設定値を上回っている力センサーに対応する部分は、黄色で着色される。警報メッセージのフィールド内に、「漏出高」のメッセージが表示される。
換気(フロー)センサーから獲得したデータに基づく漏出量が警報設定値以下であり、かつ、力センサーの出力が設定値のLOW値(Low value)及びHIGH値を超える場合、図10Eに示される画像例が表示される。図10Eにおいて、ヒト患者又はマネキンに対応する画像は、悲痛な表情を示している。マスクに対応する画像において、力センサーの出力が設定値以下である力センサーに対応する部分は、オレンジ色で着色される。力センサーの出力が設定値を上回っている力センサーに対応する部分は、黄色で着色される。
警報メッセージのフィールド内で、例えば「漏出高」、「多量」、「マスク漏出」等のメッセージを表示することができる。さらに、警報メッセージは、不利な状態に対処し警報を終わらせるために提案される是正措置又は命令を含むことができる。例えば、ユーザーに患者の顎を持ち上げることを指示するメッセージ等を表示することが可能である。
本明細書中では本発明の好ましい実施形態が図示され説明されているが、このような実施形態は例示として提供されているにすぎないということが理解される。例えば、本発明に係るシステムは、二酸化炭素濃度、気道内圧、TVi、TVe、漏出百分率及び呼吸速度等の多くの異なるパラメータを監視する一体型システムであり得るが、必ずしもそうである必要はない。その代り、システムを必要に応じて、これらのパラメータのうちのいくつかを監視するだけのために設計することが可能である。例えば、本発明の一部の実施形態は、鼻及び口の周りのマスク圧力のみを監視するように設計され得る。このような実施形態は、気密シールの維持のみに集中するための訓練の状況下で所望される場合がある。全てではなく一部のパラメータを監視するのみの実施形態は、他のパラメータを監視する他の機器と一緒に使用することができる。
本発明の範囲から逸脱することなく、当業者であれば、多くの変形形態、変更及び置換に気づくものである。したがって、添付の特許請求の範囲は、このような変形形態、変更及び置換の全てを網羅することが意図されている。

Claims (11)

  1. 換気量、気体濃度、呼吸速度及び呼吸圧力のうちの1つを測定するように構成された第1のセンサーと、
    ヒト患者又はマネキンに取付けられるように適合されたマスクと関連付けられる圧力を測定するように構成された第2のセンサーと、
    前記第1のセンサーの測定値及び前記第2のセンサーの測定値を分析するように構成されたプロセッサーと、
    前記第1のセンサーに取付けられており、かつ、前記マスクに取付くように構成された、アダプタと、
    前記プロセッサーに接続され、前記プロセッサーの前記分析の結果に基づいて、
    前記ヒト患者又は前記マネキンに取付けられるように適合された前記マスクの状態、及び、
    前記ヒト患者又は前記マネキンの状態、
    のうちの少なくとも1つを出力するように構成された、出力ユニットと、
    を含む、システム。
  2. 前記第2のセンサーが、前記マスク上に位置する、請求項1に記載のシステム。
  3. 前記第2のセンサーが、前記マネキン上に位置する、請求項1に記載のシステム。
  4. 前記第1のセンサーの前記測定値にしたがって警報を出力するように構成された警報ユニットをさらに含む、請求項1に記載のシステム。
  5. 前記出力ユニットは、前記警報ユニットが前記警報を出力するときに、命令を出力するように構成されている、請求項に記載のシステム。
  6. 前記ヒト患者又は前記マネキンに取付け可能な前記マスクをさらに含む、請求項1に記載のシステム。
  7. 前記出力ユニットが、前記プロセッサーの前記分析の前記結果に基づいて、前記ヒト患者又は前記マネキンに取付けられるように適合された前記マスクの前記状態、及び、前記ヒト患者又は前記マネキンの前記状態、のうちの前記少なくとも1つを表示するように構成された、ディスプレーユニットを含む、請求項1に記載のシステム。
  8. 換気量、気体濃度、呼吸速度及び呼吸圧力のうちの1つを測定するように構成された第1のセンサーと、
    陽圧換気マスクと関連付けられる圧力状態を測定するように構成された第2のセンサーと、
    前記第1のセンサー及び前記マスクに取付けられたアダプタと、
    を含む、陽圧換気マスク。
  9. 前記第2のセンサーは、前記陽圧換気マスクが取付けられるヒト患者又はマネキンに対して前記陽圧換気マスクが加える圧力を測定するように構成されている、請求項に記載の陽圧換気マスク。
  10. 前記第2のセンサーが、前記陽圧換気マスクの作動中に前記陽圧換気マスク内部の少なくとも1つの圧力を測定するように構成されている、請求項に記載の陽圧換気マスク。
  11. 前記陽圧換気マスク内部の前記少なくとも1つの圧力が、前記陽圧換気マスクの作動中のピーク吸気圧(PIP)又は呼気終末陽圧(PEEP)を含む、請求項10に記載の陽圧換気マスク。
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