JP7553950B2 - Auxiliary circulatory control device, auxiliary circulatory system - Google Patents

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JP7553950B2 JP2021014350A JP2021014350A JP7553950B2 JP 7553950 B2 JP7553950 B2 JP 7553950B2 JP 2021014350 A JP2021014350 A JP 2021014350A JP 2021014350 A JP2021014350 A JP 2021014350A JP 7553950 B2 JP7553950 B2 JP 7553950B2
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Description

本発明は、生体に接続され、送血ポンプにより人工肺に送血して人工肺において血液をガス交換する補助循環装置に適用される補助循環制御装置、補助循環システムに関する。 The present invention relates to an auxiliary circulation control device and an auxiliary circulation system that are applied to an auxiliary circulation device that is connected to a living body and sends blood to an artificial lung using a blood pump, and exchanges blood with gas in the artificial lung.

周知のように、心臓外科手術等においては、必要に応じて、体外血液循環装置を用いて心臓を停止あるいは停止に近い状態にする体外循環(CPB)が実施されている。
このような体外循環(CPB)では、人工肺(Membrane Lung、以下、MLという場合がある)により、血液のガス交換が行われる。
As is well known, in cardiac surgery and the like, extracorporeal circulation (CPB) is performed as necessary in which the heart is stopped or placed in a nearly stopped state using an extracorporeal blood circulation device.
In such extracorporeal circulation (CPB), gas exchange in blood is carried out by an artificial lung (hereinafter sometimes referred to as a membrane lung, ML).

体外循環(CPB)においては、例えば、ガスモニタリング装置によって、人工肺(ML)における血液のガス交換が適切に行われているかどうかをモニタリングすることが可能となっている(例えば、特許文献1参照。)。 In extracorporeal circulation (CPB), for example, a gas monitoring device can be used to monitor whether blood gas exchange in the artificial lung (ML) is occurring properly (see, for example, Patent Document 1).

一方、急性肺炎患者(ARDS)を治療する場合には、生体肺(Natural Lung、以下、NLという場合がある)の機能低下を人工呼吸器を用いて回復させる場合がある。
人工呼吸器を用いる場合、生体肺(NL)の能低下により人工呼吸器による肺換気が充分に機能しないばかりか、人工呼吸器を使用することにより、かえって生体肺機能が低下する心配がある。
On the other hand, when treating patients with acute pneumonia (ARDS), the function of the natural lung (hereinafter sometimes referred to as NL) may be restored by using an artificial ventilator.
When an artificial ventilator is used, not only does the artificial ventilator not function adequately due to a decline in the function of the natural lung (NL), but there is also a concern that use of the artificial ventilator may actually result in a decline in the function of the natural lung.

そこで、急性肺炎患者(ARDS)の治療においては、生体肺機能を部分的に休止させて生体肺を回復させるために、補助循環(Extracorporeal membrane oxygenation、以下、ECMOという)による血液のガス交換が行われる。
具体的には、人工肺(ML)と生体肺(NL)を併存させて、患者から脱血した血液を人工肺(ML)でガス交換して再び体内に戻すことで、生体肺(NL)の機能を人工肺(ML)により補助させるものである。
補助循環(ECMO)による治療は、例えば、数日から1か月程度の長期にわたって行う場合がある。
Therefore, in the treatment of patients with acute pneumonia (ARDS), blood gas exchange is performed using auxiliary circulation (extracorporeal membrane oxygenation, hereinafter referred to as ECMO) in order to partially halt the vital lung function and allow the vital lungs to recover.
Specifically, an artificial lung (ML) and a vital lung (NL) coexist, and blood drawn from the patient is exchanged with gas in the artificial lung (ML) and then returned to the body, thereby allowing the function of the vital lung (NL) to be assisted by the artificial lung (ML).
Treatment using assisted circulation (ECMO) may be performed for a long period of time, for example, from several days to about one month.

また、患者の回復途上において、補助循環(ECMO)の依存度合いの低下や補助循環(ECMO)の離脱は、患者の生体肺機能に応じて実施する必要があり、これを考慮せず補助循環(ECMO)の度合いを必要以上に低くすることは適当ではない。 In addition, during a patient's recovery, the degree of dependency on ECMO or weaning from ECMO must be reduced according to the patient's vital lung function, and it is inappropriate to reduce the level of ECMO more than necessary without taking this into consideration.

特許第4562490号公報Patent No. 4562490

しかしながら、補助循環(ECMO)による血液のガス交換では、人工肺(ML)のみならず生体肺(NL)でも血液がガス交換されるために、補助循環(ECMO)による血液のガス交換が適切に行われているかどうかを的確に把握することは困難である。
また、人工呼吸器による生体肺(NL)の管理は、換気量と呼気終末二酸化炭素分圧などのモニタリングに依存しているが、補助循環(ECMO)を用いて血液のガス交換をしている患者の全ての呼吸を管理することはできない。
However, in blood gas exchange via ECMO, blood gas exchange occurs not only in the artificial lung (ML) but also in the native lung (NL), making it difficult to accurately determine whether blood gas exchange via ECMO is being performed appropriately.
In addition, management of the vital lung (NL) using an artificial ventilator relies on monitoring of ventilation volume and end-tidal carbon dioxide partial pressure, but it is not possible to manage all breathing in patients who are using assisted circulation (ECMO) for blood gas exchange.

したがって、補助循環(ECMO)を用いた治療では、患者から採血した血液を断続的に血液ガス分析することにより、生体における血液のガス交換が適切かどうかを管理することにより、補助循環(ECMO)による血液のガス交換、ひいては生体肺(NL)と人工肺(ML)による患者の全ての呼吸が適切に行われているかどうかを把握する必要があり、医療従事者にとって大きな負担となっている。 Therefore, in treatment using ECMO, it is necessary to monitor whether blood gas exchange in the living body is appropriate by intermittently analyzing blood gases taken from the patient, and to understand whether blood gas exchange by ECMO, and therefore all of the patient's breathing by the vital lung (NL) and artificial lung (ML), is occurring appropriately, which places a heavy burden on medical staff.

そこで、補助循環(ECMO)を用いた治療において、医療従事者の負担を軽減するとともに、補助循環(ECMO)による治療を効率的かつ安全に行うことが可能な技術が求められている。 Therefore, there is a demand for technology that can reduce the burden on medical staff in treatment using assisted circulation (ECMO) while enabling treatment using assisted circulation (ECMO) to be performed efficiently and safely.

本発明は、このような事情を考慮してなされたものであり、生体に接続される補助循環装置に関して、血液ガス交換状況指標(例えば、体重による呼吸効率、自発率、補助循環比率、血液酸素化状況指標 等)を演算して、少なくとも下記のいずれか一つを効率的に実施することが可能な補助循環制御装置、補助循環システムを提供することを目的とする。
1)補助循環の依存度合いの適否(例えば、依存度を高くする必要性、依存度低下の可否)を判断すること
2)補助循環装置の依存度合いを低下させること
3)補助循環装置を離脱させることが可能かどうかを判断すること
4)補助循環装置の離脱
The present invention has been made in consideration of the above circumstances, and aims to provide an auxiliary circulation control device and an auxiliary circulation system that are capable of calculating blood gas exchange status indicators (e.g., respiratory efficiency based on body weight, spontaneous rate, auxiliary circulation ratio, blood oxygenation status index, etc.) for an auxiliary circulation device connected to a living body, and efficiently performing at least one of the following:
1) To determine the appropriateness of the degree of dependency on the circulatory support (e.g., the need to increase the degree of dependency, or the possibility of decreasing the degree of dependency). 2) To decrease the degree of dependency on the circulatory support device. 3) To determine whether it is possible to wean the circulatory support device. 4) To wean the circulatory support device.

上記課題を解決するために、この発明は以下の手段を提案している。
(1)この発明の第1態様は、生体に接続され、前記生体から脱血した血液を送血ポンプにより人工肺に送血して、前記人工肺において生体肺と並行して血液をガス交換する補助循環装置を制御する補助循環制御装置であって、前記人工肺に供給する人工肺吸気ガス制御部と、前記人工肺に送血する血液の流量を制御する送血ポンプ流量制御部と、を有し、前記人工肺における血液のガス交換量を変化させるガス交換量制御部と、前記生体における血液ガス交換状況指標を演算する血液ガス交換状況指標演算部と、を備えていることを特徴とする。
In order to solve the above problems, the present invention proposes the following means.
(1) A first aspect of the present invention is an auxiliary circulation control device that is connected to a living organism, sends blood removed from the living organism to an artificial lung using a blood supply pump, and controls an auxiliary circulation device that exchanges blood gas in the artificial lung in parallel with the living organism's lungs, and is characterized in having an artificial lung intake gas control unit that supplies gas to the artificial lung, and a blood supply pump flow rate control unit that controls the flow rate of blood sent to the artificial lung, and is further characterized by having a gas exchange amount control unit that changes the amount of gas exchange of blood in the artificial lung, and a blood gas exchange status index calculation unit that calculates a blood gas exchange status index in the living organism.

この発明に係る補助循環制御装置によれば、人工肺に供給する人工肺吸気ガス制御部と、人工肺に送血する血液の流量を制御する送血ポンプ流量制御部と、を有し、人工肺における血液のガス交換量を変化させるガス交換量制御部と、を備えているので、血液ガス交換状況指標(例えば、体重による呼吸効率、自発率、補助循環比率 等)を演算して、血液ガス交換状況指標を確認しながら補助循環装置を運用することができる。具体的には、例えば、時間とともに変化する血液ガス交換状況指標を確認して、人工肺における血液のガス交換量の制御や血液ガス交換量の変化の可否や変化させることができる。
また、患者の代謝状況を容易に把握することができる。
According to the auxiliary circulation control device of the present invention, since it has an artificial lung intake gas control unit that supplies blood to the artificial lung, a blood pump flow rate control unit that controls the flow rate of blood sent to the artificial lung, and a gas exchange amount control unit that changes the amount of blood gas exchange in the artificial lung, it is possible to operate the auxiliary circulation device while calculating a blood gas exchange status index (e.g., respiratory efficiency based on body weight, spontaneous rate, auxiliary circulation ratio, etc.) and checking the blood gas exchange status index. Specifically, for example, by checking the blood gas exchange status index that changes over time, it is possible to control the amount of blood gas exchange in the artificial lung and to determine whether or not to change the amount of blood gas exchange.
In addition, the metabolic state of the patient can be easily understood.

ここで、人工肺吸気ガス制御部は、人工肺吸気ガスの酸素含有量を制御するものであり、人工肺吸気ガス供給量、人工肺吸気ガスの酸素濃度の少なくともいずれか一方を制御可能であるものとする。 The artificial lung intake gas control unit controls the oxygen content of the artificial lung intake gas, and is capable of controlling at least one of the amount of artificial lung intake gas supplied and the oxygen concentration of the artificial lung intake gas.

この明細書において、血液ガス交換状況指標とは、生体肺、人工肺における血液のガス交換状況が適切かどうかを評価可能な指標であり、例えば、体重による呼吸効率、自発率、補助循環比率(ECMO Rate)、血液酸素化状況指標、及びこれらと一義的に対応する指標が挙げられる。
また、血液酸素化状況指標とは、例えば、人工肺における酸素飽和度、生体の酸素飽和度、血液のヘモグロビン濃度、血液の酸素分圧等が挙げられ、血液の酸素化度合いを示す周知の他の指標を適用してもよい。
In this specification, the blood gas exchange status index is an index capable of evaluating whether the blood gas exchange status in a living lung or an artificial lung is appropriate, and examples thereof include respiratory efficiency based on body weight, spontaneous respiratory rate, assisted circulation rate (ECMO Rate), blood oxygenation status index, and indexes that uniquely correspond to these.
In addition, examples of blood oxygenation status indicators include oxygen saturation in an artificial lung, oxygen saturation in a living body, hemoglobin concentration in blood, oxygen partial pressure in blood, etc., and other well-known indicators that indicate the degree of oxygenation of blood may also be applied.

また、明細書において、人工肺や生体肺における酸素摂取量、人工肺や生体肺における二酸化炭素排出量をガス交換量パラメータという場合がある。また、これらを演算することが可能なガスの酸素濃度(酸素含有量、酸素分圧)、二酸化炭素濃度(二酸化炭素含有量、二酸化炭素分圧)及びガス供給量等、周知のパラメータを適用してもよい。また、例えば、二酸化炭素、酸素の含有率を特定することが可能な呼吸用ガスに含まれる他のガス(例えば、麻酔ガス等)の含有率を演算する構成としてもよい。 In the specification, the amount of oxygen intake in an artificial lung or a living lung, and the amount of carbon dioxide discharged in an artificial lung or a living lung may be referred to as gas exchange parameters. In addition, well-known parameters such as the oxygen concentration (oxygen content, oxygen partial pressure), carbon dioxide concentration (carbon dioxide content, carbon dioxide partial pressure) and gas supply amount of a gas that can calculate these may also be applied. In addition, for example, a configuration may be used to calculate the content of other gases (e.g., anesthetic gas, etc.) contained in a breathing gas that can identify the content of carbon dioxide and oxygen.

また、生体肺において血液を酸素化するためのガス交換量パラメータ(例えば、酸素摂取量)を取得する場合、例えば、人工呼吸器を用いた呼吸ガスの他、例えば、自然呼吸(例えば、酸素マスクを用いる場合)における呼吸気の酸素濃度を適用してもよい。 When acquiring gas exchange parameters (e.g., oxygen intake) for oxygenating blood in a living lung, the oxygen concentration of the respiratory gas during natural breathing (e.g., when using an oxygen mask) may be applied in addition to the respiratory gas using an artificial ventilator.

また、例えば、二酸化炭素(CO)濃度、酸素(O)濃度を、血液を酸素化するためのガスの含有量に係るパラメータとして、酸素含有率パラメータと称する場合があるものとする。 Furthermore, for example, carbon dioxide (CO 2 ) concentration and oxygen (O 2 ) concentration may be referred to as oxygen content parameters as they are parameters relating to the content of gas for oxygenating blood.

また、ガス交換量を変化させるとは、ガス交換量を少なくする場合、ガス交換量を多くする場合の少なくともいずれか一方を含む動作をいう。 Also, changing the amount of gas exchange refers to an operation that includes at least one of decreasing the amount of gas exchange or increasing the amount of gas exchange.

(2)上記(1)に記載の補助循環制御装置は、前記血液ガス交換状況指標演算部が、設定された時間間隔で演算してもよい。 (2) In the auxiliary circulation control device described in (1) above, the blood gas exchange status index calculation unit may perform calculations at set time intervals.

この発明に係る補助循環制御装置によれば、制御部は、設定された時間間隔で演算を行うので、血液のガス交換量を変化させたときの血液ガス交換状況指標をトレンドで把握することができる。
また、データを時系列で蓄積することにより、血液ガス交換状況指標を的確に把握することができる。
According to the auxiliary circulation control device of the present invention, the control unit performs calculations at set time intervals, making it possible to grasp the trend of the blood gas exchange status index when the amount of blood gas exchange is changed.
In addition, by accumulating data in chronological order, blood gas exchange status indicators can be accurately grasped.

ここで、設定された時間間隔とは、人手によって設定してもよいし、センサ等の測定間隔時間と対応して自動的に設定されてもよく、任意に設定することが可能である。また、リアルタイム、一定時間遅延させて演算、表示してもよい。 The set time interval may be set manually or automatically in accordance with the measurement interval of a sensor or the like, and can be set arbitrarily. It may also be calculated and displayed in real time or with a certain time delay.

(3)上記(1)又は(2)に記載の補助循環制御装置は、前記ガス交換量制御部は、前記人工肺における血液のガス交換量を変化させる際に、前記人工肺に供給する人工肺吸気ガスの酸素含有量と、前記人工肺に送る血液の流量、の少なくともいずれか一方を変化させてもよい。 (3) In the auxiliary circulation control device described in (1) or (2) above, the gas exchange amount control unit may change at least one of the oxygen content of the artificial lung intake gas supplied to the artificial lung and the flow rate of blood sent to the artificial lung when changing the gas exchange amount of blood in the artificial lung.

この発明に係る補助循環制御装置によれば、ガス交換量制御部が、人工肺における血液のガス交換量を変化させる際に、人工肺に供給する人工肺吸気ガスの酸素含有量と、人工肺に送る血液の流量、の少なくともいずれか一方を変化させるので、人工肺における血液の酸素摂取量を容易かつ安定して変化させる。
その結果、人工肺における血液の酸素化状態を効率的に変化させることができる。
According to the auxiliary circulation control device of the present invention, when changing the gas exchange volume of blood in the artificial lung, the gas exchange volume control unit changes at least one of the oxygen content of the artificial lung intake gas supplied to the artificial lung and the flow rate of blood sent to the artificial lung, thereby easily and stably changing the oxygen intake of blood in the artificial lung.
As a result, the oxygenation state of the blood in the artificial lung can be changed efficiently.

(4)上記(1)又は(2)に記載の補助循環制御装置は、前記ガス交換量制御部が、前記血液ガス交換状況指標演算部が演算した前記血液ガス交換状況指標に基づいて、前記人工肺における血液のガス交換量を制御してもよい。 (4) In the auxiliary circulation control device described in (1) or (2) above, the gas exchange amount control unit may control the amount of blood gas exchange in the artificial lung based on the blood gas exchange status index calculated by the blood gas exchange status index calculation unit.

この発明に係る補助循環制御装置によれば、ガス交換量制御部が、血液ガス交換状況指標演算部が演算した血液ガス交換状況指標に基づいて、人工肺における血液のガス交換量を制御するので、血液ガス交換状況指標の状況と対応して、血液のガス交換量を制御することができる。
(5)上記(1)~(4)のいずれか一項に記載の補助循環制御装置であって、前記血液ガス交換状況指標が設定された数値範囲内であるかどうかを判定する血液ガス交換状況判定部を備えていてもよい。
According to the auxiliary circulation control device of the present invention, the gas exchange volume control unit controls the blood gas exchange volume in the artificial lung based on the blood gas exchange status index calculated by the blood gas exchange status index calculation unit, so that the blood gas exchange volume can be controlled in accordance with the status of the blood gas exchange status index.
(5) The auxiliary circulation control device described in any one of (1) to (4) above may further include a blood gas exchange status determination unit that determines whether the blood gas exchange status index is within a set numerical range.

この発明に係る補助循環制御装置によれば、血液ガス交換状況判定部を備えていて、血液ガス交換状況判定部が、人工肺における血液のガス交換量を変化させたときの血液ガス交換状況指標が設定された数値範囲内であるかどうかを判定するので、例えば、補助循環の依存度合いを低下させることが適切かどうか、又は補助循環の依存度合いを高くすることの要否確認(例えば、補助循環によるガス交換量を増加したときに、生体全体の血液ガス交換状況指標が高くなることを検出して補助循環の依存度合いを高くする必要性)を的確に判定することができる。 The auxiliary circulation control device according to the present invention is provided with a blood gas exchange status determination unit, which determines whether the blood gas exchange status index when the amount of blood gas exchange in the artificial lung is changed is within a set numerical range. Therefore, for example, it is possible to accurately determine whether it is appropriate to reduce the degree of dependency on auxiliary circulation, or whether it is necessary to increase the degree of dependency on auxiliary circulation (for example, by detecting that the blood gas exchange status index of the entire living body increases when the amount of gas exchange through auxiliary circulation is increased, and thus determining the need to increase the degree of dependency on auxiliary circulation).

(6)上記(5)に記載の補助循環制御装置であって、前記血液ガス交換状況判定部は、前記人工肺における血液のガス交換量を変化させたときの前記血液ガス交換状況指標を演算して、前記人工肺により行う補助循環の低下によって前記血液ガス交換状況指標が設定された数値範囲内にあるかどうかにより補助循環の依存度低下が適切かどうかを判定するように構成されていてもよい。 (6) In the auxiliary circulation control device described in (5) above, the blood gas exchange status determination unit may be configured to calculate the blood gas exchange status index when the amount of blood gas exchange in the artificial lung is changed, and determine whether a reduction in dependency on auxiliary circulation is appropriate based on whether the blood gas exchange status index is within a set numerical range due to a reduction in auxiliary circulation performed by the artificial lung.

この発明に係る補助循環制御装置によれば、血液ガス交換状況判定部が、人工肺における血液のガス交換量を変化させたときの血液ガス交換状況指標を演算して、人工肺により行う補助循環の低下によって血液ガス交換状況指標が設定された数値範囲内にあるかどうかにより補助循環の依存度低下が適切かどうかを判定するので、血液ガス交換状況に基づいて補助循環の依存度を低下させることが適切かどうかを効率的に判定することができる。
その結果、補助循環の依存度低下の可否確認、補助循環の離脱可否確認、補助循環の離脱を効率的に行うことができる。
According to the auxiliary circulation control device of the present invention, the blood gas exchange status determination unit calculates the blood gas exchange status index when the amount of blood gas exchange in the artificial lung is changed, and determines whether it is appropriate to reduce the dependence on auxiliary circulation based on whether the blood gas exchange status index is within a set numerical range due to the reduction in auxiliary circulation performed by the artificial lung, thereby making it possible to efficiently determine whether it is appropriate to reduce the dependence on auxiliary circulation based on the blood gas exchange status.
As a result, it is possible to efficiently check whether the dependency on auxiliary circulation can be reduced, check whether auxiliary circulation can be weaned, and wean the auxiliary circulation.

(7)上記(1)~(6)のいずれか一項に記載の補助循環制御装置は、前記ガス交換量制御部は、予め設定されたプログラムにしたがって前記人工肺における血液のガス交換量を変化可能に構成されていて、前記血液ガス交換状況指標演算部は、前記ガス交換量制御部が前記プログラムにしたがって前記人工肺における血液のガス交換量を変化させたときの前記血液ガス交換状況指標を演算してもよい。 (7) In the auxiliary circulation control device described in any one of (1) to (6) above, the gas exchange amount control unit is configured to be able to change the amount of blood gas exchange in the artificial lung according to a preset program, and the blood gas exchange status index calculation unit may calculate the blood gas exchange status index when the gas exchange amount control unit changes the amount of blood gas exchange in the artificial lung according to the program.

この発明に係る補助循環制御装置によれば、ガス交換量制御部が、予め設定されたプログラムにしたがって人工肺における血液のガス交換量を変化可能に構成され、血液ガス交換状況指標演算部が、プログラムにしたがって人工肺における血液のガス交換量を変化させたときの血液ガス交換状況指標を演算するので、血液ガス交換状況指標を確認しながら、ガス交換量制御部によって血液のガス交換量を適切に変化させることができる。 According to the auxiliary circulation control device of the present invention, the gas exchange amount control unit is configured to be able to change the amount of blood gas exchange in the artificial lung according to a preset program, and the blood gas exchange status index calculation unit calculates the blood gas exchange status index when the amount of blood gas exchange in the artificial lung is changed according to the program, so that the blood gas exchange amount can be appropriately changed by the gas exchange amount control unit while checking the blood gas exchange status index.

(8)上記(7)に記載の補助循環制御装置は、前記ガス交換量制御部は、前記人工肺における血液のガス交換量を変化させる際に、前記生体肺が補助循環に対する依存が低下する回復時間と対応させて、前記人工肺における血液のガス交換量を減少させるように構成されていてもよい。 (8) In the auxiliary circulation control device described in (7) above, the gas exchange amount control unit may be configured to reduce the amount of gas exchange of blood in the artificial lung in correspondence with the recovery time during which the biological lung becomes less dependent on the auxiliary circulation when changing the amount of gas exchange of blood in the artificial lung.

この発明に係る補助循環制御装置によれば、ガス交換量制御部が、人工肺における血液のガス交換量を変化させる際に、生体肺が補助循環に対する依存が低下する回復時間と対応させて、人工肺における血液のガス交換量を減少させるように構成されているので、生体肺機能の回復を確認しながら補助循環の依存度を変化させて、補助循環の依存度合いを低下させ、又は補助循環装置をスムースに離脱させることができる。 According to the auxiliary circulation control device of this invention, when changing the amount of gas exchange of blood in the artificial lung, the gas exchange amount control section is configured to reduce the amount of gas exchange of blood in the artificial lung in correspondence with the recovery time during which the dependency of the living lung on the auxiliary circulation decreases. Therefore, the dependency on the auxiliary circulation can be changed while checking the recovery of the living lung function, thereby decreasing the dependency on the auxiliary circulation or smoothly disconnecting the auxiliary circulation device.

(9)上記(8)に記載の補助循環制御装置は、前記ガス交換量制御部は、前記人工肺における血液のガス交換量を変化させていて、予め設定された補助循環依存度低下動作の停止条件を検出した場合に、前記人工肺に送血する血液流量と前記人工肺に供給する人工肺吸気ガスの酸素含有量を予め設定した状態まで復帰させてもよい。 (9) In the auxiliary circulation control device described in (8) above, the gas exchange amount control unit changes the amount of gas exchange of blood in the artificial lung, and when a preset condition for stopping the operation of reducing the dependency on auxiliary circulation is detected, the blood flow rate sent to the artificial lung and the oxygen content of the artificial lung intake gas supplied to the artificial lung may be restored to a preset state.

この発明に係る補助循環制御装置によれば、ガス交換量制御部が、人工肺における血液のガス交換量を変化させていて、予め設定された補助循環依存度低下動作の停止条件を検出した場合に、人工肺に送血する血液流量と人工肺に供給する人工肺吸気ガスの酸素含有量を予め設定した状態まで復帰させるので、生体における補助循環の依存度合いを安全に変化させることができる。 According to the auxiliary circulation control device of this invention, the gas exchange amount control unit changes the gas exchange amount of blood in the artificial lung, and when a preset condition for stopping the operation of reducing the dependency on auxiliary circulation is detected, the blood flow rate sent to the artificial lung and the oxygen content of the artificial lung intake gas supplied to the artificial lung are restored to a preset state, so that the degree of dependency on auxiliary circulation in the living body can be safely changed.

ここで、補助循環依存度低下動作の停止条件とは、補助循環依存度低下動作を解除し、中断し、又は停止する条件のいずれでもよい。
また、予め設定した状態とは、ガス交換量を変化させる制御を開始したときの状態に限定されず、予め設定された数値、または血液ガス交換状況が適切と判定されていたときの数値、又はこれらに対して一定の比率や差を以って設定された数値等であってもよい。
Here, the condition for stopping the operation of reducing the dependency on auxiliary circulation may be any of conditions for releasing, interrupting, or stopping the operation of reducing the dependency on auxiliary circulation.
Furthermore, the preset state is not limited to the state when control to change the gas exchange amount is started, but may be a preset numerical value, or a numerical value when the blood gas exchange situation is determined to be appropriate, or a numerical value set at a certain ratio or difference relative to these.

(10)上記(7)~(9)のいずれか一項に記載の補助循環制御装置であって、前記血液ガス交換状況指標演算部が演算した血液ガス交換状況指標が設定された数値範囲から外れた際にアラームを出力してもよい。 (10) The auxiliary circulation control device described in any one of (7) to (9) above may output an alarm when the blood gas exchange status index calculated by the blood gas exchange status index calculation unit falls outside a set numerical range.

この発明に係る補助循環制御装置によれば、血液ガス交換状況判定が、プログラムを実行しているときに、血液ガス交換状況指標が設定された数値範囲から外れた際にアラームを出力するので、発生した異常を早いタイミングで把握することができる。
その結果、生体における補助循環の依存度合いを安全に変化させることができる。
According to the auxiliary circulation control device of the present invention, the blood gas exchange status determination outputs an alarm when the blood gas exchange status index falls outside a set numerical range while the program is being executed, so that any abnormality that occurs can be identified at an early stage.
As a result, the degree of dependency on assisted circulation in the living body can be safely changed.

(11)この発明の第2態様は、上記(1)~(10)のいずれか一項に記載の補助循環制御装置を備えていることを特徴とする補助循環システムである。 (11) A second aspect of the present invention is an auxiliary circulation system comprising an auxiliary circulation control device described in any one of (1) to (10) above.

この発明に係る補助循環システムによれば、人工肺による血液のガス交換量が変化したときの血液ガス交換状況指標を効率的に把握することができる。 The auxiliary circulation system of this invention makes it possible to efficiently grasp blood gas exchange status indicators when the amount of blood gas exchange by the artificial lung changes.

この発明に係る補助循環制御装置、補助循環システムによれば、人工肺による血液のガス交換量が変化したときの血液ガス交換状況指標の変化を効率的に把握することができる。 The auxiliary circulation control device and auxiliary circulation system of the present invention can efficiently grasp the change in the blood gas exchange status index when the amount of blood gas exchange by the artificial lung changes.

本発明の第1実施形態に係る補助循環(V-V ECMO)の概略構成を説明する概念図である。FIG. 1 is a conceptual diagram for explaining the schematic configuration of auxiliary circulation (VV ECMO) according to a first embodiment of the present invention. 第1実施形態に係る補助循環(V-V ECMO)を適用していない患者の血液循環の概略を説明する概念図である。FIG. 1 is a conceptual diagram for explaining an outline of blood circulation in a patient to which auxiliary circulation (VV ECMO) according to the first embodiment is not applied. 第1実施形態に係る補助循環(V-V ECMO)を適用している患者の血液循環の概略を説明する概念図である。FIG. 1 is a conceptual diagram for explaining an outline of blood circulation in a patient to whom auxiliary circulation (VV ECMO) according to the first embodiment is applied. 第1実施形態に係る補助循環制御装置の概略構成を説明するブロック図である。FIG. 1 is a block diagram illustrating a schematic configuration of an auxiliary circulation control device according to a first embodiment. 第1実施形態に係る補助循環制御装置の概略構成を説明する人工肺二酸化炭素排出量演算部における演算手順の概略を示すフローチャートである。4 is a flowchart showing an outline of a calculation procedure in an artificial lung carbon dioxide discharge amount calculation unit, explaining the schematic configuration of the auxiliary circulation control device according to the first embodiment. 第1実施形態に係る補助循環制御装置の概略構成を説明する人工呼吸器二酸化炭素排出量演算部における演算手順の概略を示すフローチャートである。1 is a flowchart showing an outline of a calculation procedure in an artificial respirator carbon dioxide emission calculation unit, explaining the general configuration of the auxiliary circulation control device according to the first embodiment. 第1実施形態に係る補助循環制御装置の概略構成を説明する補助循環比率演算部における補助循環比率の演算手順の概略を示すフローチャートである。4 is a flowchart showing an outline of a calculation procedure of an auxiliary circulation ratio in an auxiliary circulation ratio calculation unit, illustrating a schematic configuration of the auxiliary circulation control device according to the first embodiment. 第1実施形態に係る補助循環制御装置の概略構成を説明する血液ガス交換状況指標演算部における体重による呼吸効率(血液ガス交換状況指標)の演算手順の概略を示すフローチャートである。1 is a flowchart showing an outline of a calculation procedure of respiratory efficiency (blood gas exchange status index) based on body weight in a blood gas exchange status index calculation unit, illustrating the general configuration of the auxiliary circulation control device in the first embodiment. FIG. 第1実施形態に係る補助循環制御装置の概略構成を説明する血液ガス交換状況判定における血液ガス交換状況の判定手順の概略を示すフローチャートである。ローチャートである。1 is a flow chart illustrating an outline of a procedure for determining a blood gas exchange status in determining a blood gas exchange status, illustrating a schematic configuration of an auxiliary circulation control device according to a first embodiment. 第1実施形態に係る補助循環制御装置の概略構成を説明するガス交換量定常制御手順の一例の概略を示すフローチャートである。4 is a flowchart showing an outline of an example of a gas exchange volume steady-state control procedure, illustrating the general configuration of the auxiliary circulation control device according to the first embodiment. 第1実施形態に係る補助循環制御装置の概略構成を説明するガス交換量変動制御手順の一例の概略を示すフローチャートである。4 is a flowchart showing an outline of an example of a gas exchange rate fluctuation control procedure, illustrating the general configuration of the auxiliary circulation control device according to the first embodiment. 第1実施形態に係る補助循環制御装置に接続する液晶タッチパネルの概略構成を説明する概念図である。1 is a conceptual diagram illustrating the schematic configuration of a liquid crystal touch panel connected to the auxiliary circulation control device according to the first embodiment. FIG. 本発明の第2実施形態に係る補助循環(V-A ECMO)の概略構成を説明する概念図である。FIG. 11 is a conceptual diagram for explaining the schematic configuration of auxiliary circulation (VA ECMO) according to a second embodiment of the present invention. 第2実施形態に係る補助循環(V-A ECMO)を適用している患者の血液循環の概略を説明する概念図である。FIG. 11 is a conceptual diagram for explaining an outline of blood circulation in a patient to whom auxiliary circulation (VA ECMO) according to the second embodiment is applied.

<第1実施形態>
以下、図1~図12を参照して、本発明の第1実施形態に係る補助循環(V-V ECMO)について説明する。
図1は、第1実施形態に係る補助循環(V-V ECMO)の概略構成を説明する概念図である。なお、図1に示す点線は、補助循環制御装置100と各センサ、人工肺ガス供給装置、遠心ポンプドライバを接続する電気ケーブル(一部経路を省略)を示している。
First Embodiment
Hereinafter, the auxiliary circulation (VV ECMO) according to the first embodiment of the present invention will be described with reference to FIGS.
Fig. 1 is a conceptual diagram for explaining the schematic configuration of the auxiliary circulation (V-V ECMO) according to the first embodiment. The dotted lines in Fig. 1 indicate electric cables (some paths are omitted) connecting the auxiliary circulation control device 100 to each sensor, the artificial lung gas supply device, and the centrifugal pump driver.

図において、符号10は補助循環(V-V ECMO)における補助循環システム(血液循環回路)を、符号100は補助循環制御装置を、符号115は遠心ポンプ(送血ポンプ)を、符号120は人工肺を、符号140は人工呼吸器を、符号148はパルスオキシメータ(血液酸素化指標測定装置)を、符号180は液晶タッチパネルを示している。
以下、補助循環システム(血液循環回路)を、補助循環システム(V-V ECMO)と表示する。
In the figure, reference numeral 10 denotes an auxiliary circulation system (blood circulation circuit) in auxiliary circulation (V-V ECMO), reference numeral 100 denotes an auxiliary circulation control device, reference numeral 115 denotes a centrifugal pump (blood supply pump), reference numeral 120 denotes an artificial lung, reference numeral 140 denotes an artificial ventilator, reference numeral 148 denotes a pulse oximeter (blood oxygenation index measuring device), and reference numeral 180 denotes an LCD touch panel.
Hereinafter, the auxiliary circulation system (blood circulation circuit) will be referred to as the auxiliary circulation system (VV ECMO).

第1実施形態は、患者(生体)に、図1に示すように、例えば、補助循環システム(V-V ECMO)10と、人工呼吸器140が接続された例である。
また、第1実施形態では、患者(生体)Pには、図1に示すように、例えば、補助循環制御装置100と、補助循環システム(V-V ECMO)10と、液晶タッチパネル180と、人工呼吸器140と、パルスオキシメータ(血液酸素化指標測定装置)148が接続されている。
The first embodiment is an example in which, as shown in FIG. 1, for example, an auxiliary circulation system (VV ECMO) 10 and an artificial ventilator 140 are connected to a patient (living body).
In the first embodiment, as shown in FIG. 1, for example, an auxiliary circulation control device 100, an auxiliary circulation system (V-V ECMO) 10, a liquid crystal touch panel 180, an artificial ventilator 140, and a pulse oximeter (blood oxygenation index measuring device) 148 are connected to a patient (living body) P.

そして、補助循環システム(V-V ECMO)10は、図1に示すように、患者(生体、人体)Pの静脈V1から脱血した血液を遠心ポンプ(送血ポンプ)115により循環させて、人工肺120において血液をガス交換させて、再び患者Pの静脈V1に還流させる構成とされている。
また、患者(生体、人体)Pは、人工呼吸器140が接続されていて、人工呼吸器140から供給された吸気ガスを吸入して、生体肺(NL)において血液を酸素化する人工呼吸を行っている。
As shown in FIG. 1, the auxiliary circulation system (V-V ECMO) 10 is configured to circulate blood drawn from a vein V1 of a patient (living body, human body) P using a centrifugal pump (blood supply pump) 115, to subject the blood to gas exchange in an artificial lung 120, and to return the blood to the vein V1 of the patient P.
In addition, a patient (living body, human body) P is connected to an artificial ventilator 140, and inhales intake gas supplied from the artificial ventilator 140 to perform artificial respiration in which blood is oxygenated in the living lungs (NL).

補助循環システム(V-V ECMO)10は、図1に示すように、例えば、脱血ライン111と、送血ライン112と、血液還流ライン113と、リサーキュレーションライン114と、遠心ポンプ(送血ポンプ)115と、流量センサ116と、酸素飽和度センサ117と、送血オートクランプ118と、リサーキュレーションクランプ119と、人工肺120と、を備えている。また、遠心ポンプ115は、例えば、遠心ポンプドライバ115Dから電力が供給されている。
この実施形態において、遠心ポンプ(送血ポンプ)115と人工肺120は、補助循環装置を構成する。
1, the auxiliary circulation system (V-V ECMO) 10 includes, for example, a blood removal line 111, a blood supply line 112, a blood return line 113, a recirculation line 114, a centrifugal pump (blood supply pump) 115, a flow rate sensor 116, an oxygen saturation sensor 117, a blood supply autoclamp 118, a recirculation clamp 119, and an artificial lung 120. In addition, the centrifugal pump 115 is supplied with power from, for example, a centrifugal pump driver 115D.
In this embodiment, the centrifugal pump (blood pump) 115 and the artificial lung 120 constitute an auxiliary circulatory system.

また、例えば、図1に示すように、脱血ライン111、遠心ポンプ115、送血ライン112、人工肺本体121、血液還流ライン113は、患者Pに対してこの順に配置されていて、患者Pから脱血した血液は、定常状態において、この順に循環して患者Pに還流されるようになっている。 For example, as shown in FIG. 1, the blood removal line 111, centrifugal pump 115, blood supply line 112, artificial lung main body 121, and blood return line 113 are arranged in this order relative to patient P, so that blood removed from patient P circulates in this order and is returned to patient P in a steady state.

脱血ライン111は、例えば、上流側(患者P側)に接続される第1脱血ライン111Aと、下流側(遠心ポンプ側)に接続される第2脱血ライン111Bと、を備えている。
そして、脱血ライン111は、患者Pから脱血した血液を、遠心ポンプ115に移送する。
送血ライン112は、例えば、遠心ポンプ115から送り出された血液を人工肺120に移送する。
The blood removal line 111 includes, for example, a first blood removal line 111A connected to the upstream side (patient P side) and a second blood removal line 111B connected to the downstream side (centrifugal pump side).
The blood removal line 111 transfers the blood removed from the patient P to the centrifugal pump 115.
The blood supply line 112 transports blood pumped from, for example, a centrifugal pump 115 to an oxygenator 120 .

血液還流ライン113は、例えば、上流側(人工肺側)に接続される第1還流ライン113Aと、下流側(患者P側)に接続される第2還流ライン113Bと、を備えている。
そして、還流ライン113は、人工肺120から送り出された血液を患者(生体)Pの静脈V1に移送(還流)する。
また、第1環流ライン113には、流量センサ116が配置されている。
The blood return line 113 includes, for example, a first return line 113A connected to the upstream side (the artificial lung side) and a second return line 113B connected to the downstream side (the patient P side).
The return line 113 transfers (returns) the blood sent out from the oxygenator 120 to the vein V1 of the patient (living body) P.
Further, a flow rate sensor 116 is disposed in the first return line 113 .

リサーキュレーションライン114は、例えば、血液還流ライン113の第1還流ライン113Aと第2還流ライン113Bの間と、脱血ライン111の第1脱血ライン111Aと第2脱血ライン111Bの間とを接続している。 The recirculation line 114 connects, for example, between the first return line 113A and the second return line 113B of the blood return line 113, and between the first blood removal line 111A and the second blood removal line 111B of the blood removal line 111.

また、脱血ライン111、送血ライン112、還流ライン113、リサーキュレーションライン114は、例えば、柔軟な樹脂材料によって形成されたチューブにより構成されている。 The blood removal line 111, blood supply line 112, return line 113, and recirculation line 114 are made of tubes made of, for example, a flexible resin material.

遠心ポンプ(送血ポンプ)115は、図1に示すように、流入側が脱血ライン111に接続され、流出側が送血ライン112に接続され、例えば、ACサーボモータ又はDCサーボモータによりインペラ羽根を回転させて、脱血ライン111を介して患者Pから脱血した脱血した血液を吸引し、送血ライン112を介して人工肺120に移送する。
また、遠心ポンプ115は、例えば、流量設定スイッチ(不図示)を操作することにより、流量センサ116で流量(流速)を検出してフィードバック制御するように構成されている。
As shown in FIG. 1 , the centrifugal pump (blood supply pump) 115 has an inflow side connected to the blood removal line 111 and an outflow side connected to the blood supply line 112. For example, by rotating an impeller blade using an AC servo motor or a DC servo motor, the centrifugal pump 115 sucks blood removed from the patient P via the blood removal line 111 and transfers the blood to the artificial lung 120 via the blood supply line 112.
Further, the centrifugal pump 115 is configured to perform feedback control by detecting the flow rate (flow velocity) with a flow rate sensor 116 by operating a flow rate setting switch (not shown), for example.

送血オートクランプ118は、図1に示すように、例えば、還流ライン113に配置されている。より具体的には、第2還流ライン113Bに配置されていて、例えば、手動でアクチュエータを操作してクランプ部により送血オートクランプ118を閉塞、開放する構成とされている。 As shown in FIG. 1, the blood supply autoclamp 118 is disposed, for example, in the return line 113. More specifically, it is disposed in the second return line 113B, and is configured, for example, to manually operate an actuator to close or open the blood supply autoclamp 118 using a clamp unit.

リサーキュレーションクランプ119は、図1に示すように、例えば、リサーキュレーションライン114に配置されていて、例えば、手動でアクチュエータによりクランプ部を作動させてリサーキュレーションライン114を閉塞、開放する構成とされている。 As shown in FIG. 1, the recirculation clamp 119 is disposed, for example, in the recirculation line 114, and is configured, for example, to manually operate the clamp portion with an actuator to close or open the recirculation line 114.

そして、送血オートクランプ118が第2還流ライン113Bを開放しているときは、リサーキュレーションクランプ119はリサーキュレーションライン114を閉塞して、脱血した血液は、脱血ライン111、送血ライン112、還流ライン113を介して患者Pに循環する。 When the blood supply autoclamp 118 opens the second return line 113B, the recirculation clamp 119 closes the recirculation line 114, and the drawn blood circulates to the patient P via the blood supply line 111, the blood supply line 112, and the return line 113.

また、例えば、緊急時等において、送血オートクランプ118が第2還流ライン113Bを閉塞するときは、リサーキュレーションクランプ119はリサーキュレーションライン114を開放して、脱血した血液は、第2脱血ライン111B、送血ライン112、第1還流ライン113A、リサーキュレーションライン114の間を循環させることにより、人工肺(ML)120へのガス供給を停止した場合でも、血液が循環して滞留することがないので血液の凝固を防止することができる。 In addition, for example, in an emergency, when the blood supply autoclamp 118 blocks the second return line 113B, the recirculation clamp 119 opens the recirculation line 114, and the drawn blood circulates between the second blood supply line 111B, the blood supply line 112, the first return line 113A, and the recirculation line 114. This prevents blood from circulating and stagnating even when the gas supply to the artificial lung (ML) 120 is stopped, thereby preventing blood clotting.

酸素飽和度センサ(血液酸素化指標センサ)117は、例えば、第2脱血ライン111Bに配置された脱血酸素飽和度センサと、第1還流ライン113Aに配置された還流血酸素飽和度センサと、を備えている。
なお、図1では、簡便のために、還流血酸素飽和度センサのみを符号117で示している。
The oxygen saturation sensor (blood oxygenation indicator sensor) 117 includes, for example, a removed blood oxygen saturation sensor arranged in the second blood removal line 111B, and a return blood oxygen saturation sensor arranged in the first return line 113A.
For simplicity, only the perfusion blood oxygen saturation sensor is indicated by reference numeral 117 in FIG.

この実施形態において、酸素飽和度センサ(還流血酸素飽和度センサ)117は、ケーブル(不図示)によって補助循環制御装置100に接続され、人工肺本体121から送り出されて第1還流ライン113Aを流れる血液中の酸素飽和度及びヘモグロビン量を検出して補助循環制御装置100に送信する。 In this embodiment, the oxygen saturation sensor (perfusion blood oxygen saturation sensor) 117 is connected to the auxiliary circulation control device 100 by a cable (not shown) and detects the oxygen saturation and hemoglobin content in the blood sent out from the artificial lung main body 121 and flowing through the first perfusion line 113A, and transmits the results to the auxiliary circulation control device 100.

また、この実施形態において、酸素飽和度センサ117は、例えば、赤外線により血液中のヘモグロビンの酸素化指標(酸素化度、血液酸素化指標)を検出するように構成されている。
なお、酸素飽和度センサ117の構成は、血液の酸素化の程度を検出可能な範囲で任意に設定することが可能であり、血液酸素化指標を測定可能な公知の種々のセンサを適用してもよい。
In this embodiment, the oxygen saturation sensor 117 is configured to detect an oxygenation index (oxygenation degree, blood oxygenation index) of hemoglobin in blood by, for example, infrared rays.
The configuration of the oxygen saturation sensor 117 can be set arbitrarily within a range capable of detecting the degree of blood oxygenation, and various known sensors capable of measuring a blood oxygenation index may be applied.

人工肺120は、図1に示すように、例えば、人工肺本体121と、人工肺吸気ライン123と、人工肺呼気ライン124と、人工肺吸気ガスセンサ125と、人工肺呼気ガスセンサ126と、を備え、人工肺ガス供給装置122に接続されている。
そして、補助循環システム(V-V ECMO)10を流れる血液を酸素化する構成とされている。
As shown in Figure 1, the artificial lung 120 includes, for example, an artificial lung main body 121, an artificial lung intake line 123, an artificial lung exhaust line 124, an artificial lung intake gas sensor 125, and an artificial lung exhaust gas sensor 126, and is connected to an artificial lung gas supply device 122.
The blood flowing through the auxiliary circulation system (VV ECMO) 10 is oxygenated.

人工肺本体121は、例えば、気体透過性に優れた中空糸膜または平膜などを備えている。
そして、中空糸膜または平膜等において、供給されたガスの酸素が血液側に移動し、血液に溶存する二酸化炭素が人工肺に供給されるガス側に移動して、血液をガス交換するように構成されている。また、人工肺本体121は、例えば、血液の温度を調整するための熱交換器が一体に形成されている。
なお、人工肺本体121の構成は、血液のガス交換が可能な範囲で任意に設定することが可能である。
The oxygenator body 121 is equipped with, for example, a hollow fiber membrane or a flat membrane having excellent gas permeability.
In the hollow fiber membrane or flat membrane, oxygen in the supplied gas moves to the blood side, and carbon dioxide dissolved in the blood moves to the gas side supplied to the oxygen lung, so that the blood is exchanged with the gas. The oxygen lung body 121 is integrally formed with a heat exchanger for adjusting the temperature of the blood, for example.
The configuration of the oxygenator body 121 can be arbitrarily set as long as gas exchange with blood is possible.

人工肺ガス供給装置122は、ガス交換に好適な酸素(O)濃度に調整したガスを人工肺本体121に供給する。この実施形態では、例えば、ガスの酸素(O)濃度は100%に調整されている。 The artificial lung gas supply device 122 supplies gas adjusted to an oxygen (O 2 ) concentration suitable for gas exchange to the artificial lung main body 121. In this embodiment, for example, the oxygen (O 2 ) concentration of the gas is adjusted to 100%.

人工肺吸気ライン123は、例えば、人工肺ガス供給装置122側に接続される第1吸気ライン123Aと、人工肺本体121側に接続される第2吸気ライン123Bと、を備えている。
そして、人工肺吸気ライン123は、人工肺ガス供給装置122から送り出された人工肺吸気を人工肺本体121に移送する。
The artificial lung intake line 123 includes, for example, a first intake line 123A connected to the artificial lung gas supply device 122 side, and a second intake line 123B connected to the artificial lung main body 121 side.
The artificial lung intake line 123 transfers the artificial lung intake gas sent out from the artificial lung gas supply device 122 to the artificial lung main body 121.

人工肺呼気ライン124は、人工肺本体121から排出された呼気を系外に排出する。
また、人工肺吸気ライン123、人工肺呼気ライン124は、例えば、柔軟な樹脂材料によって形成されたチューブにより構成されている。
The artificial lung exhalation line 124 discharges the exhaled air discharged from the artificial lung main body 121 to the outside of the system.
Moreover, the artificial lung inhalation line 123 and the artificial lung exhalation line 124 are configured by tubes made of, for example, a flexible resin material.

人工肺吸気ガスセンサ125は、この実施形態において、例えば、二酸化炭素(CO)センサにより構成されている。
また、人工肺吸気ガスセンサ125は、人工肺吸気ライン123に配置されている。具体的には、第1人工肺吸気ライン123Aと第2人工肺吸気ライン123Bの間に配置されている。
そして、人工肺吸気ライン123を介して人工肺本体121に送り込まれる吸気の二酸化炭素(CO2)濃度を検出する。
In this embodiment, the oxygenator inhalation gas sensor 125 is, for example, a carbon dioxide (CO 2 ) sensor.
Moreover, the oxygenator intake gas sensor 125 is disposed in the oxygenator intake line 123. Specifically, the oxygenator intake gas sensor 125 is disposed between the first oxygenator intake line 123A and the second oxygenator intake line 123B.
Then, the carbon dioxide (CO2) concentration of the inhaled air sent to the oxygenator main body 121 via the oxygenator inhalation line 123 is detected.

人工肺呼気ガスセンサ126は、この実施形態において、例えば、二酸化炭素(CO)センサにより構成されている。
また、人工肺呼気ガスセンサ126は、人工肺呼気ライン124に配置されている。具体的には、人工肺呼気ライン124の下流端に配置されている。
そして、人工肺呼気ライン124を介して人工肺本体121から排出される呼気に含まれる二酸化炭素(CO)濃度を検出する。
In this embodiment, the artificial lung exhaled gas sensor 126 is, for example, a carbon dioxide (CO 2 ) sensor.
Moreover, the artificial lung exhalation gas sensor 126 is disposed in the artificial lung exhalation line 124. Specifically, the artificial lung exhalation gas sensor 126 is disposed at the downstream end of the artificial lung exhalation line 124.
Then, the concentration of carbon dioxide (CO 2 ) contained in the expired air discharged from the oxygenator main body 121 via the oxygenator expired air line 124 is detected.

なお、人工肺吸気ガスセンサ125、人工肺呼気ガスセンサ126の構成は任意に設定することが可能であり、例えば、二酸化炭素(CO)センサに代えて、酸素(O)センサを適用してもよい。また、人工肺吸気ガスセンサ125、人工肺呼気ガスセンサ126は、二酸化炭素(CO)の分圧等、吸気、呼気の二酸化炭素(CO)濃度を特定することが可能な濃度パラメータを検出可能な範囲で公知の種々のセンサを適用してもよい。 The configuration of the artificial lung inhalation gas sensor 125 and the artificial lung exhalation gas sensor 126 can be set arbitrarily, for example, an oxygen ( O2 ) sensor may be used instead of a carbon dioxide ( CO2 ) sensor. Also, the artificial lung inhalation gas sensor 125 and the artificial lung exhalation gas sensor 126 may be various known sensors that can detect concentration parameters such as partial pressure of carbon dioxide ( CO2 ) that can specify the carbon dioxide ( CO2 ) concentration in the inhaled and exhaled air.

また、例えば、人工肺吸気ライン123、人工肺呼気ライン124に、サンプリング回路(不図示)を設けて、人工肺吸気ライン123、人工肺呼気ライン124と、サンプリングラインの切り替えを行うことにより、人工肺吸気ガスセンサ125と人工肺呼気ガスセンサ126をひとつのガスセンサが兼用する構成としてもよい。 In addition, for example, a sampling circuit (not shown) may be provided in the artificial lung intake line 123 and the artificial lung expiration line 124, and the sampling lines may be switched between the artificial lung intake line 123 and the artificial lung expiration line 124, so that a single gas sensor serves as both the artificial lung intake gas sensor 125 and the artificial lung expiration gas sensor 126.

人工呼吸器140は、図1に示すように、例えば、人工呼吸器吸気ライン141と、人工呼吸器呼気ライン143を介して、患者Pと接続されている。
そして、人工呼吸器140は、酸素(O)濃度を高めた人工呼吸器ガスを患者(生体)Pに供給して、患者Pが効率的に血液のガス交換をするのを補助するように構成されている。
As shown in FIG. 1 , the ventilator 140 is connected to a patient P via, for example, a ventilator inhalation line 141 and a ventilator exhalation line 143 .
The ventilator 140 is configured to supply ventilator gas with an increased concentration of oxygen (O 2 ) to the patient (living body) P, thereby assisting the patient P in efficiently carrying out gas exchange with the blood.

人工呼吸器140の構成は任意に設定することが可能であるが、この実施形態において、例えば、減圧弁を有するガス回路、吸気弁、呼気弁、圧力制御回路、流量制御回路、入力装置(I/O)を兼ねた表示部を備えた構成とされている。 The configuration of the ventilator 140 can be set arbitrarily, but in this embodiment, for example, it is configured to include a gas circuit with a pressure reducing valve, an inhalation valve, an exhalation valve, a pressure control circuit, a flow control circuit, and a display unit that also serves as an input device (I/O).

人工呼吸器吸気ライン141は、人工呼吸器140から送り出された人工呼吸器吸気を患者Pの生体肺(NL)に移送する。
また、図1に示すように、人工呼吸器吸気ライン141には、例えば、人工呼吸器吸気ガスセンサ142が配置されていて、人工呼吸器140から人工呼吸器吸気ライン141を介して患者Pに供給される吸気の二酸化炭素(CO)濃度を検出可能とされている。
The ventilator inhalation line 141 transports the ventilator inhalation air sent out from the ventilator 140 to the patient P's vital lungs (NL).
Also, as shown in FIG. 1, for example, an artificial ventilator intake gas sensor 142 is arranged in the artificial ventilator intake line 141, which is capable of detecting the carbon dioxide (CO 2 ) concentration of the intake air supplied from the artificial ventilator 140 to the patient P via the artificial ventilator intake line 141.

人工呼吸器呼気ライン143は、患者Pの生体肺(NL)から排出された呼気を人工呼吸器140に移送する。
また、図1に示すように、人工呼吸器呼気ライン143には、例えば、人工呼吸器呼気ガスセンサ144が配置されていて、患者Pが排出して人工呼吸器呼気ライン143を介して人工呼吸器140に移送される血液の酸素化に用いられた後の呼気の二酸化炭素(CO)濃度を検出可能とされている。
The ventilator expiratory line 143 transports the expired air discharged from the patient P's vital lungs (NL) to the ventilator 140 .
Also, as shown in FIG. 1, for example, an artificial ventilator exhalation gas sensor 144 is arranged in the artificial ventilator exhalation line 143, which is capable of detecting the carbon dioxide (CO 2 ) concentration in the exhaled air after it is used to oxygenate the blood exhaled by the patient P and transported to the artificial ventilator 140 via the artificial ventilator exhalation line 143.

以下、図1、図2、図3を参照して、補助循環システム(V-V ECMO)の作用について説明する。
図2は、補助循環システム(V-V ECMO)を適用していない患者(生体)Pの血液循環の概略を、図3は、補助循環システム(ECMO)を適用した患者Pの血液循環の概略を説明する概念図である。なお、図2、図3において、心臓と生体肺の間の血液の流れは省略している。
図2、図3において、白い矢印は、ガス交換した後の血液の流れを、塗りつぶした矢印は、ガス交換される前の血液の流れを示している。
Hereinafter, the operation of the auxiliary circulation system (VV ECMO) will be described with reference to FIGS.
Fig. 2 is a schematic diagram for explaining the outline of blood circulation of a patient (living body) P to which an auxiliary circulatory system (V-V ECMO) is not applied, and Fig. 3 is a conceptual diagram for explaining the outline of blood circulation of a patient P to which an auxiliary circulatory system (ECMO) is applied. Note that in Figs. 2 and 3, the blood flow between the heart and the living body's lungs is omitted.
2 and 3, the white arrows indicate the flow of blood after gas exchange, and the solid arrows indicate the flow of blood before gas exchange.

〔補助循環システム(ECMO)を適用していない場合〕
まず、図2を参照して、補助循環システム(ECMO)を適用していない場合の血液循環について説明する。
補助循環システム(ECMO)を適用していない場合は、患者(生体)Pにおける血液循環は、図2に示すように、生体肺(NL)で酸素化された後の酸素含有量(酸素含有量パラメータ)CaO、動脈血酸素飽和度(血液酸素化状況指標)SaOの血液が、心臓によって動脈A1を通じて全身の生体組織PSに送り出される。
[When an extracorporeal membrane oxygenation (ECMO) system is not used]
First, blood circulation in the case where an auxiliary circulatory system (ECMO) is not applied will be described with reference to FIG.
When an ECMO system is not used, blood circulation in a patient (living body) P is as shown in FIG. 2, in which blood with an oxygen content (oxygen content parameter) CaO2 and an arterial blood oxygen saturation (blood oxygenation status index) SaO2 after being oxygenated in the living lungs (NL) is pumped by the heart through the artery A1 to living tissues PS throughout the body.

そして、生体組織PSに送られた血液は、血液中の酸素(O)の一部が代謝により消費され、二酸化炭素(CO)が生成されて、酸素含有量(酸素含有量パラメータ)CvO、酸素飽和度(血液酸素化状況指標)SvOに低下した血液(静脈血)となる。
そして、静脈V1を通じて心臓及び生体肺(NL)に還流する。
この血液循環では、動脈A1、静脈V1には、例えば、同じ流量QCOの血液が流れる。
ここで、静脈血の酸素飽和度(血液酸素化状況指標)SvOは、例えば、スワンガンツカテーテルの計測値を適用してもよい。また、流量QCOはスワンガンツカテーテルの計測値、血圧波形解析、超音波エコー、MRI等を用いて計測してもよい。
Then, the blood sent to the living tissue PS becomes blood (venous blood) with a reduced oxygen content (oxygen content parameter) CvO2 and oxygen saturation (blood oxygenation status index) SvO2 , as some of the oxygen ( O2 ) in the blood is consumed through metabolism and carbon dioxide ( CO2 ) is produced.
It then flows back to the heart and the vital lungs (NL) via the vein V1.
In this blood circulation, for example, blood flows through the artery A1 and the vein V1 at the same flow rate Q CO .
Here, the oxygen saturation of venous blood (blood oxygenation status index) SvO2 may be, for example, a measurement value of a Swan-Ganz catheter. Also, the flow rate QCO may be measured using a measurement value of a Swan-Ganz catheter, blood pressure waveform analysis, ultrasonic echo, MRI, etc.

〔補助循環システム(V-V ECMO)10を適用している場合〕
次に、図3を参照して、補助循環システム(ECMO)を適用した場合の血液循環について説明する。
補助循環システム(V-V ECMO)10を適用している患者(生体)Pは、図3に示すように、生体肺(NL)で酸素化された動脈血酸素含有量CaO、動脈血酸素飽和度(血液酸素化状況指標)SaO、流量(自己心拍出量)QCO)が、心臓によって動脈A1を通じて全身の生体組織PSに送り出される。
[When the auxiliary circulation system (V-V ECMO) 10 is applied]
Next, blood circulation in the case where an auxiliary circulatory system (ECMO) is applied will be described with reference to FIG.
As shown in FIG. 3, in a patient (living body) P to whom an auxiliary circulation system (V-V ECMO) 10 is being applied, the arterial blood oxygen content CaO 2 , arterial blood oxygen saturation (blood oxygenation status index) SaO 2 , and flow rate (spontaneous cardiac output) Q CO ) oxygenated in the living lungs (NL) are sent by the heart through the artery A1 to living tissues PS throughout the body.

また、生体組織PSでガス交換(代謝)された静脈血(酸素含有量CvO、酸素飽和度(血液酸素化状況指標)SvO、流量(自己心拍出量と同量)QCO)は、静脈V1を通じて心臓、生体肺に向かって流れ、流量QECMOの血液が脱血点P1で脱血して補助循環システム(V-V ECMO)10の人工肺(ML)に流れる。 In addition, the venous blood (oxygen content CvO 2 , oxygen saturation (index of blood oxygenation status) SvO 2 , flow rate (same amount as the native cardiac output) Q CO ) that has undergone gas exchange (metabolism) in the biological tissue PS flows toward the heart and the biological lungs via the vein V1, and blood at a flow rate Q ECMO is withdrawn at the blood withdrawal point P1 and flows into the artificial lung (ML) of the auxiliary circulation system (V-V ECMO) 10.

一方、脱血点Pで脱血しなかった流量QCOPの(=QCO-QECMO)の血液は、そのまま静脈V1を通じて心臓に向かって流れる。
なお、図3に示すQREは、酸素化されて静脈V1に戻された後に、再び人工肺(ML)に流れた、補助循環(V-V ECMO)においてリサーキュレーションした血液の流量を示している。
On the other hand, blood that is not removed at the blood removal point P at a flow rate Q COP (= Q CO - Q ECMO ) flows directly through the vein V1 toward the heart.
Q RE shown in FIG. 3 indicates the flow rate of blood recirculated in the auxiliary circulation (VV ECMO) that is oxygenated and returned to the vein V1 and then flows again into the artificial lung (ML).

脱血した血液は、人工肺(ML)に送られて、人工肺(ML)でガス交換されて酸素化され、還流点P2で静脈V1に戻される。
還流点P2で静脈V1に戻された血液は、静脈V1を流れてきた酸素含有量CvO、酸素飽和度SvOの血液と混合されて、酸素含有量CvO(NL)、酸素飽和度(血液酸素化状況指標)SvO(NL)、流量QCOの混合静脈血となって生体肺(NL)に送られる。
そして、生体肺(NL)で酸素化されて、酸素含有量CaO、動脈血酸素飽和度SaOの血液となり、動脈A1に送り出される。
The removed blood is sent to the artificial lung (ML), where it is oxygenated through gas exchange, and returned to the vein V1 at a return point P2.
The blood returned to the vein V1 at the return point P2 is mixed with the blood with oxygen content CvO2 and oxygen saturation SvO2 that has flowed through the vein V1, and becomes mixed venous blood with oxygen content CvO2 (NL), oxygen saturation (blood oxygenation status index) SvO2 (NL), and flow rate QCO , which is then sent to the living lung (NL).
The blood is then oxygenated in the living lungs (NL) to become blood with an oxygen content of CaO 2 and an arterial blood oxygen saturation of SaO 2 , and is sent to the artery A1.

このとき、動脈A1に送り出された血液は、例えば、人工肺(ML)において酸素摂取量V'O2(ML)で酸素化され、生体肺(NL)において酸素摂取量V'O2(NL)の酸素(O2)で酸素化されている。 At this time, the blood sent to the artery A1 is oxygenated, for example, in the artificial lung (ML) with an oxygen intake V'O2 (ML), and in the natural lung (NL) with oxygen (O2) with an oxygen intake V'O2 (NL).

血液ガス交換における生体肺(NL)の寄与度は、例えば、以下の自発率により表すことが可能である。
自発率
=生体肺(NL)における酸素摂取量V'O2(NL)/(人工肺(ML)における酸素摂取量V'O2(ML)+生体肺(NL)における酸素摂取量V'O2(NL))
The contribution of the vital lung (NL) to blood gas exchange can be expressed, for example, by the spontaneous rate:
Spontaneous rate = oxygen intake V'O2 (NL) in the natural lung (NL) / (oxygen intake V'O2 (ML) in the artificial lung (ML) + oxygen intake V'O2 (NL) in the natural lung (NL))

また、生体における補助循環(ECMO)の寄与度は、補助循環比率(ECMO Rate)により表すことが可能であり、例えば、酸素摂取量に着目すると、
補助循環比率(ECMO Rate)
=(人工肺(ML)における酸素摂取量V'O(ML))/(人工肺(ML)における酸素摂取量V'O(ML)+生体肺(NL)における酸素摂取量V'O(NL))
となる。
ここで、生体肺(NL)における酸素摂取量V'O(NL)は、患者(生体)の呼吸気に含まれる酸素含有量として取得することができる。
The contribution of the extracorporeal circulation (ECMO) in a living body can be expressed by the extracorporeal circulation rate (ECMO rate). For example, when focusing on the amount of oxygen intake, the rate is expressed as follows:
Auxiliary circulation ratio (ECMO Rate)
= (oxygen intake amount V'O 2 (ML) in artificial lung (ML)) / (oxygen intake amount V'O 2 (ML) in artificial lung (ML) + oxygen intake amount V'O 2 (NL) in natural lung (NL))
It becomes.
Here, the amount of oxygen intake V'O 2 (NL) in the living lungs (NL) can be obtained as the amount of oxygen contained in the breath of the patient (living body).

一方、補助循環比率(ECMO Rate)を二酸化炭素排出量に着目して表すと、
補助循環比率(ECMO Rate)
=(人工肺(ML)における二酸化炭素排出量V'CO(ML))/(人工肺(ML)における二酸化炭素排出量V'CO(ML)+生体肺(NL)における二酸化炭素排出量V'CO(NL))
となる。
ここで、生体肺(NL)における二酸化炭素排出量V'CO(NL)は、患者(生体)の呼吸気に含まれる二酸化炭素含有量として取得することができる。
On the other hand, when the ECMO rate is expressed in terms of carbon dioxide emissions, it is as follows:
Auxiliary circulation ratio (ECMO Rate)
= (V'CO 2 (ML) of carbon dioxide discharged in artificial lung (ML))/(V'CO 2 (ML) of carbon dioxide discharged in artificial lung (ML)+V'CO 2 (NL) of carbon dioxide discharged in natural lung (NL))
It becomes.
Here, the carbon dioxide discharge amount V'CO 2 (NL) in the living lung (NL) can be obtained as the carbon dioxide content contained in the respiratory air of the patient (living body).

また、図3に示す血液循環に関して、例えば、以下に示す数式〔101〕~数式(106)を演算して、血液のガス交換状況を確認することが可能である。
動脈血の酸素運搬量を動脈血酸素運搬量DaO、静脈血の酸素運搬量を静脈血酸素運搬量DvOで表すと、人工肺(ML)及び生体肺(NL)における酸素摂取量V’Oと、生体組織で消費された酸素の量〔動脈血酸素運搬量DaO-静脈血酸素運搬量DvO〕は、数式(101)が成立する。
In addition, regarding the blood circulation shown in FIG. 3, it is possible to confirm the state of blood gas exchange by calculating, for example, the following formulas (101) to (106).
If the oxygen transport volume of arterial blood is expressed as arterial blood oxygen transport volume DaO2 and the oxygen transport volume of venous blood is expressed as venous blood oxygen transport volume DvO2 , the oxygen intake volume V'O2 in the artificial lung (ML) and the native lung (NL) and the amount of oxygen consumed in biological tissues [arterial blood oxygen transport volume DaO2 - venous blood oxygen transport volume DvO2 ] are expressed by formula (101).

静脈血酸素運搬量をDvOとすると、酸素移動に関して酸素の質量は保存されることから、以下の数式(101)が成立する。

Figure 0007553950000001
数式(101)で示されたV'O(NL)+V'O(ML)=DaO-DvOに着目して変形すると、以下の数式(102)が成立する。 If the venous blood oxygen transport rate is DvO2 , the mass of oxygen is conserved during oxygen transfer, and the following equation (101) holds:
Figure 0007553950000001
When formula (101) is rearranged in consideration of V'O 2 (NL)+V'O 2 (ML)=DaO 2 -DvO 2 , the following formula (102) is obtained.

Figure 0007553950000002
また、図2に示す静脈V1を流れる血液の酸素運搬量DvOは、以下の数式(103)で表わすことができる。
Figure 0007553950000002
Further, the oxygen transport amount DvO2 of the blood flowing through the vein V1 shown in FIG. 2 can be expressed by the following formula (103).

Figure 0007553950000003
一方、人工肺(ML)における酸素摂取量V’O(ML)、補助循環量QECMO、人工肺(ML)で酸素化された血液の酸素含有量CaO(ML)、人工肺(ML)で酸素化される前の酸素含有量CvO(ML)とすると、酸素含有量CaO(ML)は、以下の数式(104)で表わされる。
Figure 0007553950000003
On the other hand, if the oxygen intake in the artificial lung (ML) is V'O2 (ML), the auxiliary circulation volume QECMO is the oxygen content CaO2 (ML) of blood oxygenated in the artificial lung (ML), and the oxygen content CvO2 (ML) before oxygenation in the artificial lung (ML), the oxygen content CaO2 (ML) is expressed by the following formula (104).

Figure 0007553950000004
そして、数式(102)の右辺の第2項に数式(103)を代入し、第3項に数式(104)を代入すると、動脈A1を流れる自己心拍出量QCOの動脈血の血酸素運搬量DaOは、以下の数式(105)のように示される。
Figure 0007553950000004
Then, by substituting formula (103) into the second term on the right side of formula (102) and substituting formula (104) into the third term, the blood oxygen transport rate DaO2 of the arterial blood flowing through the artery A1 at the intrinsic cardiac output QCO is given by the following formula (105).

Figure 0007553950000005
また、生体全体の二酸化炭素総排出量V'COは、人工肺(ML)の二酸化炭素排出量V'CO(ML)と、生体肺(NL)の二酸化炭素排出量V'CO(NL)の和に等しいので、数式(105)の左辺を生体全体の二酸化炭素総排出量V'COで除すとともに、右辺を(生体肺(NL)の二酸化炭素排出量V'CO(NL)+人工肺(ML)で示した二酸化炭素排出量V'CO(ML))で除すと、以下の数式(106)で表わすことができる。
Figure 0007553950000005
In addition, the total amount of carbon dioxide emission from the entire organism V'CO2 is equal to the sum of the amount of carbon dioxide emission from the artificial lung (ML) V'CO2 (ML) and the amount of carbon dioxide emission from the natural lung (NL) V'CO2 (NL). Therefore, by dividing the left side of equation (105) by the total amount of carbon dioxide emission from the entire organism V'CO2 and by dividing the right side by (the amount of carbon dioxide emission from the natural lung (NL) V'CO2 (NL) + the amount of carbon dioxide emission from the artificial lung (ML) V'CO2 (ML)), it can be expressed as the following equation (106).

Figure 0007553950000006
次に、酸素運搬量DaOを二酸化炭素(CO)総排出量V'CO(=V'CO(NL)+V'CO(ML))で除した数式(106)で算出される値が一定の値より大きいときには安全な循環動態と考えられるので、その値を閾値Valarm(管理目標値)として設定すると、DaO/ V'CO>Valarmと表すことができる。そして、数式(106)の右辺に着目すると、以下に示す数式(107)が成立する。
Figure 0007553950000006
Next, when the value calculated by dividing the amount of oxygen transport DaO2 by the total amount of carbon dioxide ( CO2 ) discharge V'CO2 (= V'CO2 (NL) + V'CO2 (ML)) using formula (106) is greater than a certain value, it is considered that the circulatory dynamics is safe, and if this value is set as the threshold value V alarm (target management value), it can be expressed as DaO2 / V'CO2 > V alarm . Then, focusing on the right side of formula (106), the following formula (107) is established.

ここで、数式(106)に示した左辺(DaO/V'CO)は、血液のガス交換における比率(供給と需要)を表しており、患者Pの代謝をモニタすることで計算される。
そして、酸素運搬量DaOは酸素の供給量を、二酸化炭素総排出V'COは酸素消費量と対応しており、生体の生存には消費量よりも供給量が大きいことが必要であるから、以下の数式(107)を満足することが必要である。
Here, the left side of equation (106) (DaO 2 /V'CO 2 ) represents the ratio (supply and demand) in gas exchange in the blood, and is calculated by monitoring the metabolism of patient P.
The oxygen transport rate DaO2 corresponds to the oxygen supply, and the total carbon dioxide excretion V'CO2 corresponds to the oxygen consumption. For the survival of an organism, the supply must be greater than the consumption; therefore, it is necessary to satisfy the following formula (107).

なお、数式(107)に示すValarm(管理目標値)は患者Pごとに設定される閾値(設定値)であり、例えば、患者Pの血液ガス交換状況指標(体重による呼吸効率、自発率、補助循環比率(ECMO Rate)等)や血液酸素化状況指標(人工肺の酸素飽和度、生体の酸素飽和度、血液のヘモグロビン濃度、血液の酸素分圧等)等に基づいて設定可能であり、医師が経験的に設定することが一般的である。
その結果、DaO/V'COがValarm(管理目標値)を超えているかどうかを可視化することで患者ごとの管理が可能となる。
Note that V alarm (target management value) shown in formula (107) is a threshold value (setting value) set for each patient P, and can be set based on, for example, blood gas exchange status indexes of the patient P (respiratory efficiency based on body weight, spontaneous rate, auxiliary circulation ratio (ECMO Rate), etc.) and blood oxygenation status indexes (oxygen saturation of the artificial lung, oxygen saturation of the living body, hemoglobin concentration of the blood, oxygen partial pressure of the blood, etc.), and is generally set empirically by a doctor.
As a result, by visualizing whether DaO 2 /V'CO 2 exceeds V alarm (target value for management), management for each patient becomes possible.

Figure 0007553950000007
数式(107)を、補助循環流量QECMOに着目して変形すると、以下の数式(108)が得られる。
Figure 0007553950000007
When equation (107) is modified with attention to the auxiliary circulation flow rate Q ECMO , the following equation (108) is obtained.

Figure 0007553950000008
ここで、CaO=((1.34×Hb×SaO)/100)+0.0031×PaO
であり、右辺第2項は第1項と比較して微少量であることから、右辺第2項を省略すると、
CaO≒((1.34×Hb×SaO)/100)で表すことができる。したがって、数式(108)は、数式(109)のように表すことができる。
Figure 0007553950000008
Here, CaO2 = ((1.34 x Hb x SaO2 )/100) + 0.0031 x PaO2
Since the second term on the right side is a small amount compared to the first term, if the second term on the right side is omitted,
CaO 2 ≈((1.34×Hb×SaO 2 )/100). Therefore, formula (108) can be expressed as formula (109).

Figure 0007553950000009
よって、数式(109)に基づいて、生体肺(NL)、人工肺(ML)の二酸化炭素の排出量の演算結果V’CO(NL)、V’CO(ML)、静脈血酸素飽和度SvO、生体肺(NL)の酸素摂取量V’O(NL)、人工肺前後の酸素飽和度SvO(ML)、SaO(ML)、静脈血酸素飽和度SvO、及び自己心拍出量QCOから、各患者がValarm(管理目標値)を満足するために必要な補助循環流量QECMOを算出することが可能である。
Figure 0007553950000009
Therefore, based on formula (109), it is possible to calculate the auxiliary circulating flow rate QECMO required for each patient to satisfy V alarm (target management value) from the calculation results V'CO 2 (NL), V'CO 2 (ML) of carbon dioxide discharge from the vital lung (NL) and artificial lung (ML), venous blood oxygen saturation SvO 2 , oxygen intake amount V'O 2 (NL) of the vital lung (NL), oxygen saturation before and after the artificial lung SvO 2 (ML), SaO 2 (ML), venous blood oxygen saturation SvO 2 , and native cardiac output QCO .

これら数式(101)~数式(106)によって演算可能な指標か、後述する補助循環制御装置100において適宜演算して、補助循環制御装置100における制御や液晶タッチパネル180に表示してもよい。 These indices that can be calculated using formulas (101) to (106) may be calculated appropriately in the auxiliary circulation control device 100 described below, and displayed in the control of the auxiliary circulation control device 100 or on the liquid crystal touch panel 180.

次に、図4~図12を参照して、補助循環制御装置100、液晶タッチパネル180の概略構成について説明する。図4は、第1実施形態に係る補助循環制御装置の概略構成を説明するブロック図であり、図5~図11は、補助循環制御装置における演算手順及び制御手順の概略を説明するフローチャートである。また、図12は、補助循環制御装置に接続する液晶タッチパネルの概略構成を説明する概念図である。 Next, the schematic configuration of the auxiliary circulation control device 100 and the liquid crystal touch panel 180 will be described with reference to Figs. 4 to 12. Fig. 4 is a block diagram explaining the schematic configuration of the auxiliary circulation control device according to the first embodiment, and Figs. 5 to 11 are flow charts outlining the calculation procedure and control procedure in the auxiliary circulation control device. Also, Fig. 12 is a conceptual diagram explaining the schematic configuration of the liquid crystal touch panel connected to the auxiliary circulation control device.

補助循環制御装置100、液晶タッチパネル180の構成は任意に設定することが可能であるが、この実施形態において、補助循環制御装置100は、補助循環システム(V-V ECMO)10、人工呼吸器140、液晶タッチパネル180に接続されている。
そして、液晶タッチパネル180を操作することにより、人工肺における血液のガス交換量を変化させ、そのときの体重による呼吸効率(血液ガス交換状況指標)を演算するとともに、この体重による呼吸効率に基づいて、血液のガス交換状況が適切かどうかを判定する。
The configuration of the auxiliary circulation control device 100 and the liquid crystal touch panel 180 can be set arbitrarily, but in this embodiment, the auxiliary circulation control device 100 is connected to an auxiliary circulation system (V-V ECMO) 10, an artificial ventilator 140, and the liquid crystal touch panel 180.
Then, by operating the LCD touch panel 180, the amount of blood gas exchange in the artificial lung is changed, and the respiratory efficiency (blood gas exchange status index) based on the body weight at that time is calculated, and based on this respiratory efficiency based on the body weight, it is determined whether the blood gas exchange status is appropriate.

また、補助循環制御装置100は、人工肺120における血液のガス交換量を変化させる際に、生体肺が補助循環に対する依存が低下するための回復時間と対応させてガス交換量を変化させることにより、患者Pからの補助循環システム10の離脱を容易にすることが可能とされている。
また、補助循環制御装置100は、人工肺120における血液のガス交換量を減少させたときの、体重による呼吸効率を判定して、ガス交換量を変化させる制御を継続し又は解除する。
また、補助循環制御装置100は、例えば、補助循環システム(V-V ECMO)10における補助循環比率(ECMO Rate)、言い換えると補助循環の寄与度を演算する。
In addition, when changing the amount of gas exchange in the blood in the artificial lung 120, the auxiliary circulation control device 100 changes the amount of gas exchange in accordance with the recovery time required for the biological lung to become less dependent on the auxiliary circulation, thereby making it possible to easily detach the auxiliary circulation system 10 from the patient P.
In addition, the auxiliary circulation control device 100 determines the respiratory efficiency according to the body weight when the amount of gas exchange of blood in the artificial lung 120 is reduced, and continues or releases the control for changing the amount of gas exchange.
The auxiliary circulation control device 100 also calculates, for example, the auxiliary circulation rate (ECMO Rate) in the auxiliary circulation system (VV ECMO) 10, in other words, the contribution of the auxiliary circulation.

また、補助循環に依存度を低下させる際に、生体肺がそのときの補助循環比率(ECMO Rate)でも対応可能な程度まで、生体肺機能の回復を確認しながら人工肺におけるガス交換量を変化(減少)させることにより、補助循環装置の離脱に適用することが可能に構成されている。 In addition, when reducing the dependency on assisted circulation, the amount of gas exchange in the artificial lung is changed (reduced) while checking the recovery of the vital lung function to the extent that the vital lung can handle the current assisted circulation rate (ECMO Rate), making it possible to wean the assisted circulation device.

また、補助循環制御装置100は、図4に示すように、例えば、第1信号受付部151~第6信号受付部156と、第1演算部160と、第2演算部170と、ガス交換量制御部176と、第1記憶部165と、第2記憶部175と、第3記憶部179と、を備えていて、設定された時間間隔で、種々の演算を実施するように構成されている。
この実施形態において、補助循環制御装置100は、各センサから入力された信号をリアルタイムに演算して、出力する構成とされている。
As shown in FIG. 4, the auxiliary circulation control device 100 includes, for example, a first signal receiving unit 151 to a sixth signal receiving unit 156, a first calculation unit 160, a second calculation unit 170, a gas exchange amount control unit 176, a first memory unit 165, a second memory unit 175, and a third memory unit 179, and is configured to perform various calculations at set time intervals.
In this embodiment, the auxiliary circulation control device 100 is configured to calculate and output signals input from each sensor in real time.

また、補助循環制御装置100は、図4に示すように、例えば、第1信号受付部151~第6信号受付部156を介して、人工肺吸気ガスセンサ125、人工肺呼気ガスセンサ126、患者吸気ガスセンサ142、患者呼気ガスセンサ144、酸素飽和度センサ117、パルスオキシメータ148と、電気的に接続されている。そして、これらセンサから適宜信号が入力されるように構成されている。 As shown in FIG. 4, the auxiliary circulation control device 100 is electrically connected to the artificial lung inhalation gas sensor 125, the artificial lung exhalation gas sensor 126, the patient inhalation gas sensor 142, the patient exhalation gas sensor 144, the oxygen saturation sensor 117, and the pulse oximeter 148, for example, via the first signal receiving unit 151 to the sixth signal receiving unit 156. The device is configured to input appropriate signals from these sensors.

第1信号受付部151は、人工肺吸気ガスセンサ125と接続されていて、人工肺吸気ガスセンサ125から送られてくる人工肺吸気に含まれる人工肺吸気二酸化炭素(CO)濃度信号を受取るようになっている。 The first signal receiving unit 151 is connected to the artificial lung intake gas sensor 125 and receives an artificial lung intake carbon dioxide (CO 2 ) concentration signal contained in the artificial lung intake gas sent from the artificial lung intake gas sensor 125 .

第2信号受付部152は、人工肺呼気ガスセンサ126と接続されていて、人工肺呼気ガスセンサ126から送られてくる人工肺呼気に含まれる人工肺呼気二酸化炭素(CO)濃度信号を受取るようになっている。 The second signal receiving unit 152 is connected to the artificial lung exhaled gas sensor 126 and is configured to receive an artificial lung exhaled carbon dioxide (CO 2 ) concentration signal contained in the artificial lung exhaled gas sent from the artificial lung exhaled gas sensor 126 .

第3信号受付部153は、人工呼吸器吸気ガスセンサ142と接続されていて、人工呼吸器吸気ガスセンサ142から送られてくる人工呼吸器140から生体肺(NL)に送られる吸気に含まれる吸気二酸化炭素(CO)濃度信号を受取るようになっている。 The third signal receiving unit 153 is connected to the ventilator intake gas sensor 142 and is configured to receive an intake carbon dioxide (CO 2 ) concentration signal contained in the intake air sent from the ventilator 140 to the living lung (NL) sent from the ventilator intake gas sensor 142.

第4信号受付部154は、人工呼吸器呼気ガスセンサ144と接続されていて、人工呼吸器呼気ガスセンサ144から送られてくる生体肺(NL)が排出する呼気に含まれる呼気二酸化炭素(CO)濃度信号を受取るようになっている。 The fourth signal receiving unit 154 is connected to the artificial ventilator exhaled gas sensor 144 and is configured to receive an exhaled carbon dioxide (CO 2 ) concentration signal contained in the exhaled gas discharged by the natural lung (NL) sent from the artificial ventilator exhaled gas sensor 144.

第5信号受付部155は、酸素飽和度センサ117と接続されていて、酸素飽和度センサ117から送られてくる人工肺120によって酸素化された後の血液の酸素飽和度(血液酸素化状況指標)信号を受け取るようになっている。 The fifth signal receiving unit 155 is connected to the oxygen saturation sensor 117 and receives a signal from the oxygen saturation sensor 117 indicating the oxygen saturation of the blood after it has been oxygenated by the artificial lung 120 (blood oxygenation status index).

第6信号受付部156は、パルスオキシメータ148と接続されていて、パルスオキシメータ148から送られてくる患者(生体、人体)Pの血液の酸素飽和度(血液酸素化状況指標)信号を受け取るようになっている。 The sixth signal receiving unit 156 is connected to the pulse oximeter 148 and receives a blood oxygen saturation (blood oxygenation status index) signal of the patient (living body, human body) P sent from the pulse oximeter 148.

第1信号受付部151~第6信号受付部156は、受け取った信号を第1演算部160に出力する。 The first signal receiving unit 151 to the sixth signal receiving unit 156 output the received signals to the first calculation unit 160.

第1演算部160は、例えば、補助循環システム10、人工呼吸器140、パルスオキシメータ148等から入力された信号に基づいて、各種パラメータを演算する構成とされている。第1演算部160の詳細については後述する。 The first calculation unit 160 is configured to calculate various parameters based on signals input from, for example, the auxiliary circulation system 10, the artificial ventilator 140, the pulse oximeter 148, etc. Details of the first calculation unit 160 will be described later.

第2演算部170は、第1演算部160、及び液晶タッチパネル180から入力された信号により、例えば、補助循環比率(ECMO Rate)、呼吸効率(血液ガス交換状況指標)等を演算するとともに、呼吸効率(血液ガス交換状況指標)に基づいて、血液ガス交換状況が適正であるかどうかを判定する構成とされている。第2演算部170の詳細については後述する。 The second calculation unit 170 is configured to calculate, for example, the auxiliary circulation ratio (ECMO rate), respiratory efficiency (blood gas exchange status index), etc., based on the signals input from the first calculation unit 160 and the liquid crystal touch panel 180, and to determine whether the blood gas exchange status is appropriate based on the respiratory efficiency (blood gas exchange status index). Details of the second calculation unit 170 will be described later.

次に、図4を参照して、第1演算部160の詳細について説明する。
第1演算部160は、コンピュータにより構成されている。
また、第1演算部160は、図4に示すように、第1信号受付部151~第6信号受付部156と接続されていて、これら信号受付部から信号が入力される。
また、第1演算部160には、図示しないケーブルにより、人工肺120及び人工呼吸器140から、それぞれ人工呼吸器140の吸気及び呼気のガス流量信号(不図示)が入力されるように構成されている。
なお、この実施形態では、吸気及び呼気のガス流量として、人工肺120、人工呼吸器140のガス供給量を用いている。
また、第1演算部160は、例えば、第1記憶部165と接続されている。
Next, the first calculation unit 160 will be described in detail with reference to FIG.
The first calculation unit 160 is configured by a computer.
As shown in FIG. 4, the first calculation unit 160 is connected to the first signal receiving unit 151 to the sixth signal receiving unit 156, and receives signals from these signal receiving units.
The first calculation unit 160 is configured to receive gas flow rate signals (not shown) of the inhaled and exhaled air of the artificial lung 120 and the artificial ventilator 140, respectively, via cables not shown.
In this embodiment, the gas supply amounts of the artificial lung 120 and the artificial ventilator 140 are used as the inhalation and exhalation gas flow rates.
Moreover, the first calculation unit 160 is connected to, for example, a first storage unit 165 .

第1演算部160は、図4に示すように、例えば、人工肺二酸化炭素排出量演算部161と、人工呼吸器二酸化炭素排出量演算部162と、人工肺酸素飽和度(血液酸素化状況指標)演算部163と、生体酸素飽和度(血液酸素化状況指標)演算部164と、を備えている。 As shown in FIG. 4, the first calculation unit 160 includes, for example, an artificial lung carbon dioxide discharge amount calculation unit 161, an artificial ventilator carbon dioxide discharge amount calculation unit 162, an artificial lung oxygen saturation (blood oxygenation status index) calculation unit 163, and a biological oxygen saturation (blood oxygenation status index) calculation unit 164.

そして、第1演算部160は、必要に応じて第1記憶部165を参照し、第1信号受付部151~第6信号受付部156を介して入力される信号に基づいて、各種パラメータを演算する。そして、演算した結果を第2演算部170に出力する。 The first calculation unit 160 then refers to the first storage unit 165 as necessary and calculates various parameters based on the signals input via the first signal reception unit 151 to the sixth signal reception unit 156. The first calculation unit 160 then outputs the calculation results to the second calculation unit 170.

第1記憶部165は、例えば、ハードディスク等により構成されている。
また、第1記憶部165には、例えば、人工肺二酸化炭素排出量演算部161と、人工呼吸器二酸化炭素排出量演算部162と、人工肺酸素飽和度演算部163と、生体酸素飽和度演算部164が演算する際に参照する定数、データテーブル、演算するための数式等が格納されている。
The first storage unit 165 is configured with, for example, a hard disk.
In addition, the first memory unit 165 stores, for example, constants, data tables, formulas for calculation, etc. that are referred to when the artificial lung carbon dioxide emission amount calculation unit 161, the artificial ventilator carbon dioxide emission amount calculation unit 162, the artificial lung oxygen saturation calculation unit 163, and the biological oxygen saturation calculation unit 164 perform calculations.

人工肺二酸化炭素排出量演算部161は、図4に示すように、第1信号受付部151、第2信号受付部152を介して、人工肺吸気二酸化炭素(CO)濃度信号、人工肺呼気二酸化炭素(CO)濃度信号を受け取る。
また、人工肺二酸化炭素排出量演算部161は、人工肺120のガス供給量(吸気及び呼気のガス流量)信号(不図示)を受け取る。
As shown in FIG. 4 , the oxygenator carbon dioxide emission amount calculation unit 161 receives an oxygenator inhalation carbon dioxide (CO 2 ) concentration signal and an oxygenator exhalation carbon dioxide (CO 2 ) concentration signal via a first signal receiving unit 151 and a second signal receiving unit 152 .
In addition, the oxygenator carbon dioxide emission amount calculation unit 161 receives a signal (not shown) of the gas supply amount (inhalation and exhalation gas flow rate) of the oxygenator 120 .

そして、人工肺二酸化炭素排出量演算部161は、受け取った吸気、呼気に含まれる二酸化炭素(CO)濃度信号、人工肺120のガス供給量に基づいて、人工肺120における二酸化炭素(CO)排出量(V’CO(ML)を演算する。 The oxygenator carbon dioxide emission calculation unit 161 then calculates the amount of carbon dioxide (CO 2 ) emitted from the oxygenator 120 (V′CO 2 (ML)) based on the received carbon dioxide (CO 2 ) concentration signals contained in the inhaled and exhaled air and the amount of gas supplied to the oxygenator 120 .

具体的には、人工肺120の吸気に含まれる二酸化炭素(CO)濃度と、呼気に含まれる二酸化炭素(CO)濃度から、人工肺120における二酸化炭素(CO)濃度差を演算して、人工肺120で生じた二酸化炭素(CO)濃度差と、人工肺120のガス供給量の積を演算し、人工肺120における二酸化炭素排出量(V’CO(ML)を算出する。 Specifically, the carbon dioxide (CO 2 ) concentration difference in the artificial lung 120 is calculated from the carbon dioxide (CO 2 ) concentration contained in the inhaled air of the artificial lung 120 and the carbon dioxide (CO 2 ) concentration contained in the exhaled air, and the product of the carbon dioxide (CO 2 ) concentration difference generated in the artificial lung 120 and the gas supply amount of the artificial lung 120 is calculated to calculate the amount of carbon dioxide discharged from the artificial lung 120 (V'CO 2 (ML)).

以下、図5を参照して、人工肺二酸化炭素排出量演算部161における演算手順の概略について説明する。図5は、人工肺二酸化炭素排出量演算部161における演算手順の概略を示すフローチャートである。 Below, an outline of the calculation procedure in the artificial lung carbon dioxide discharge calculation unit 161 will be described with reference to FIG. 5. FIG. 5 is a flowchart showing an outline of the calculation procedure in the artificial lung carbon dioxide discharge calculation unit 161.

(1)まず、第1受付部151を介して、人工肺吸気二酸化炭素濃度データを受け取る。(S101)
(2)次に、第2受付部152を介して、人工肺呼気二酸化炭素濃度データを受け取る。(S102)
(1) First, the artificial lung inhaled carbon dioxide concentration data is received via the first reception unit 151 (S101).
(2) Next, the artificial lung exhaled carbon dioxide concentration data is received via the second reception unit 152 (S102).

(3)次いで、人工肺吸気二酸化炭素濃度データ及び人工肺呼気二酸化炭素濃度データに基づいて、人工肺二酸化炭素濃度差を演算する。(S103)
人工肺二酸化炭素濃度差は、例えば、下記の数式により演算する。
人工肺二酸化炭素濃度差=人工肺呼気二酸化炭素濃度-人工肺吸気二酸化炭素濃度
(3) Next, the difference in the carbon dioxide concentration in the oxygen saturation gas is calculated based on the data of the carbon dioxide concentration in the oxygen saturation gas and the data of the carbon dioxide concentration in the oxygen saturation gas (S103).
The difference in carbon dioxide concentration in the artificial lung is calculated, for example, by the following formula.
Artificial lung carbon dioxide concentration difference = Artificial lung exhaled carbon dioxide concentration - Artificial lung inhaled carbon dioxide concentration

(4)人工肺ガス供給装置122から人工肺本体121への人工肺ガス供給量データを受け取る。(S104)
(5)そして、人工肺二酸化炭素排出量を演算する。(S105)
人工肺二酸化炭素排出量は、例えば、以下の数式により演算することができる。
人工肺二酸化炭素排出量(V’CO(ML)
=人工肺120における二酸化炭素濃度差×人工肺120のガス供給量
=(人工肺呼気二酸化炭素濃度-人工肺吸気二酸化炭素濃度)×人工肺120のガス供給量
なお、上記(S101)~(S105)の手順を実行する際には、必要に応じて第1記憶部165に格納されたデータテーブル(不図示)を参照する。
(4) Data on the amount of artificial lung gas supplied to the artificial lung main body 121 is received from the artificial lung gas supply device 122 (S104).
(5) Then, the amount of carbon dioxide discharged from the oxygenator is calculated (S105).
The amount of carbon dioxide discharged from the artificial lung can be calculated, for example, by the following formula.
Artificial lung carbon dioxide emissions (V'CO 2 (ML)
= Carbon dioxide concentration difference in artificial lung 120 × gas supply amount of artificial lung 120 = (carbon dioxide concentration in artificial lung exhaled air - carbon dioxide concentration in artificial lung inhaled air) × gas supply amount of artificial lung 120 When executing the above steps (S101) to (S105), a data table (not shown) stored in the first memory unit 165 is referenced as necessary.

そして、人工肺二酸化炭素排出量演算部161は、人工肺吸気二酸化炭素(CO)濃度信号、人工肺呼気二酸化炭素(CO)濃度信号、人工肺ガス供給量信号、及び演算した人工肺における二酸化炭素排出量(V’CO(ML)を、補助循環比率(補助循環寄与度)演算部171に出力する。 Then, the oxygen suction amount calculation unit 161 outputs the oxygen suction amount CO2 concentration signal, the oxygen suction amount CO2 concentration signal, the oxygen suction amount CO2 concentration signal, the oxygen suction amount gas supply amount signal, and the calculated amount of carbon dioxide discharged from the oxygen suction amount ( V'CO2 (ML)) to the auxiliary circulation ratio (auxiliary circulation contribution) calculation unit 171.

人工呼吸器二酸化炭素排出量演算部162は、図4に示すように、第3信号受付部153、第4信号受付部154を介して、人工呼吸器吸気二酸化炭素(CO)濃度信号、人工呼吸器二酸化炭素(CO)濃度信号を受け取る。
また、人工呼吸器二酸化炭素排出量演算部162は、人工呼吸器140からガス供給量(吸気及び呼気のガス流量)信号(不図示)を受け取る。
As shown in FIG. 4 , the ventilator carbon dioxide emission amount calculation unit 162 receives the ventilator intake carbon dioxide (CO 2 ) concentration signal and the ventilator carbon dioxide (CO 2 ) concentration signal via the third signal receiving unit 153 and the fourth signal receiving unit 154 .
In addition, the ventilator carbon dioxide emission calculation unit 162 receives a gas supply volume (inhalation and exhalation gas flow rate) signal (not shown) from the ventilator 140 .

そして、人工呼吸器二酸化炭素排出量演算部162は、受け取った吸気、呼気に含まれる二酸化炭素(CO)濃度信号に基づいて、生体肺(NL)における二酸化炭素(CO)排出量(V’CO(NL))を演算する。 The artificial ventilator carbon dioxide emission amount calculation unit 162 then calculates the amount of carbon dioxide (CO 2 ) emitted (V'CO 2 (NL)) in the living lungs (NL) based on the received carbon dioxide (CO 2 ) concentration signals contained in the inhaled and exhaled air.

具体的には、人工呼吸器140の吸気に含まれる二酸化炭素(CO)濃度と、呼気に含まれる二酸化炭素(CO)濃度から、人工呼吸器140における二酸化炭素(CO)濃度差を演算して、人工呼吸器140で生じた二酸化炭素(CO)濃度差と、人工呼吸器140のガス供給量の積を演算し、人工呼吸器140における二酸化炭素排出量(V’CO(NL))を算出する。なお、人工呼吸器140における二酸化炭素排出量は、生体肺(NL)の二酸化炭素排出量である。 Specifically, the carbon dioxide (CO 2 ) concentration difference in the artificial ventilator 140 is calculated from the carbon dioxide (CO 2 ) concentration contained in the inhaled air of the artificial ventilator 140 and the carbon dioxide (CO 2 ) concentration contained in the exhaled air, and the product of the carbon dioxide (CO 2 ) concentration difference generated in the artificial ventilator 140 and the gas supply amount of the artificial ventilator 140 is calculated to calculate the carbon dioxide emission amount (V'CO 2 (NL)) in the artificial ventilator 140. Note that the carbon dioxide emission amount in the artificial ventilator 140 is the carbon dioxide emission amount of the living lung (NL).

以下、図6を参照して、人工呼吸器二酸化炭素排出量演算部162における演算手順の概略について説明する。図6は、人工呼吸器二酸化炭素排出量演算部162における演算手順の概略を示すフローチャートである。 Below, an outline of the calculation procedure in the ventilator carbon dioxide emission calculation unit 162 will be described with reference to FIG. 6. FIG. 6 is a flowchart showing an outline of the calculation procedure in the ventilator carbon dioxide emission calculation unit 162.

(1)まず、第3受付部153を介して、人工呼吸器吸気二酸化炭素濃度データを受け取る。(S201)
(2)次に、第3受付部154を介して、人工呼吸器呼気二酸化炭素濃度データを受け取る。(S202)
(3)次いで、人工呼吸器吸気二酸化炭素濃度データ及び人工呼吸器呼気二酸化炭素濃度データに基づいて、人工呼吸器二酸化炭素濃度差(=人工呼吸器呼気二酸化炭素濃度-人工呼吸器吸気二酸化炭素濃度)を演算する。(S203)
(4)人工呼吸器140から人工呼吸器ガス供給量データを受け取る。(S204)
(1) First, the artificial ventilator intake carbon dioxide concentration data is received via the third reception unit 153 (S201).
(2) Next, the artificial ventilator exhaled carbon dioxide concentration data is received via the third reception unit 154 (S202).
(3) Next, the ventilator carbon dioxide concentration difference (= ventilator exhaled carbon dioxide concentration - ventilator inhaled carbon dioxide concentration) is calculated based on the ventilator inhaled carbon dioxide concentration data and the ventilator exhaled carbon dioxide concentration data (S203).
(4) Receive ventilator gas supply data from the ventilator 140 (S204).

(5)そして、人工呼吸器二酸化炭素排出量を演算する。(S205)
人工呼吸器二酸化炭素排出量は、例えば、以下の数式により演算することができる。
人工呼吸器二酸化炭素排出量(V’CO(NL))
=人工呼吸器140における二酸化炭素濃度差×人工呼吸器140のガス供給量
=(人工呼吸器呼気二酸化炭素濃度-人工呼吸器吸気二酸化炭素濃度)×人工呼吸器140のガス供給量
なお、上記(S201)~(S205)の手順を実行する際には、必要に応じて第1記憶部165に格納されたデータテーブル(不図示)を参照する。
また、この実施形態において、ボリュームカプノ分析等により、生体肺(NL)の二酸化炭素排出量(V’CO(NL))を演算する。
(5) Then, the amount of carbon dioxide discharged from the artificial respirator is calculated (S205).
The ventilator carbon dioxide output can be calculated, for example, by the following formula:
Ventilator carbon dioxide output ( V'CO2 (NL))
= Carbon dioxide concentration difference in ventilator 140 × Gas supply amount of ventilator 140 = (ventilator exhaled carbon dioxide concentration - ventilator inhaled carbon dioxide concentration) × Gas supply amount of ventilator 140 When executing the above steps (S201) to (S205), a data table (not shown) stored in the first memory unit 165 is referenced as necessary.
In this embodiment, the amount of carbon dioxide discharged from the living lungs (NL) (V'CO 2 (NL)) is calculated by volumetric capnoanalysis or the like.

そして、人工呼吸器二酸化炭素排出量演算部162は、人工呼吸器吸気二酸化炭素(CO)濃度信号、人工呼吸器呼気二酸化炭素(CO)濃度信号、人工呼吸器ガス供給量信号、演算した生体肺(NL)における二酸化炭素排出量(V’CO(NL))を、補助循環比率(補助循環寄与度)演算部171に出力する。 Then, the ventilator carbon dioxide emission amount calculation unit 162 outputs the ventilator inhalation carbon dioxide (CO 2 ) concentration signal, the ventilator exhalation carbon dioxide (CO 2 ) concentration signal, the ventilator gas supply volume signal, and the calculated carbon dioxide emission amount in the living lung (NL) (V'CO 2 (NL)) to the auxiliary circulation ratio (auxiliary circulation contribution) calculation unit 171.

人工肺酸素飽和度(血液酸素化状況指標)演算部163は、図4に示すように、第5信号受付部155を介して、酸素飽和度センサ117から人工肺120で酸素化された血液の酸素飽和度(血液酸素化状況指標)信号を受け取る。 As shown in FIG. 4, the oxygen saturation (blood oxygenation status index) calculation unit 163 receives an oxygen saturation (blood oxygenation status index) signal of blood oxygenated in the artificial lung 120 from the oxygen saturation sensor 117 via the fifth signal receiving unit 155.

そして、人工肺酸素飽和度演算部163は、例えば、必要に応じて第1記憶部165に格納されたデータテーブル(不図示)を参照して、人工肺120の呼気に含まれる人工肺酸素飽和度(人工肺の血液酸素化状況指標)を演算して酸素飽和度表示部174に出力する。 Then, the artificial lung oxygen saturation calculation unit 163, for example, refers to a data table (not shown) stored in the first memory unit 165 as necessary to calculate the artificial lung oxygen saturation (an index of the blood oxygenation status of the artificial lung) contained in the exhaled air of the artificial lung 120, and outputs it to the oxygen saturation display unit 174.

生体酸素飽和度(血液酸素化状況指標)演算部164は、図4に示すように、第6信号受付部156を介して、パルスオキシメータ148から患者(生体)Pにおける血液の酸素飽和度(の血液酸素化状況指標)信号を受け取る。 As shown in FIG. 4, the living organism oxygen saturation (blood oxygenation status index) calculation unit 164 receives a blood oxygen saturation (blood oxygenation status index) signal in the patient (living organism) P from the pulse oximeter 148 via the sixth signal receiving unit 156.

そして、生体酸素飽和度演算部164は、例えば、必要に応じて第1記憶部165に格納されたデータテーブル(不図示)を参照して、患者(生体)Pの酸素飽和度(血液酸素化状況指標)を演算して、酸素飽和度(血液酸素化状況指標)表示部174に出力する。 Then, the living organism oxygen saturation calculation unit 164, for example, refers to a data table (not shown) stored in the first memory unit 165 as necessary to calculate the oxygen saturation (blood oxygenation status index) of the patient (living organism) P, and outputs it to the oxygen saturation (blood oxygenation status index) display unit 174.

次に、図4を参照して、第2演算部170の詳細について説明する。
第2演算部170は、コンピュータにより構成されている。
また、第2演算部170は、図4に示すように、第1演算部160と接続されていて、第1演算部160から演算結果が入力される。
Next, the second calculation unit 170 will be described in detail with reference to FIG.
The second calculation unit 170 is configured by a computer.
As shown in FIG. 4, the second calculation unit 170 is connected to the first calculation unit 160 and receives the calculation results from the first calculation unit 160 .

また、第2演算部170は、例えば、補助循環比率(補助循環寄与度)演算部171と、血液ガス交換状況指標演算部172と、ガス交換状況判定部(血液ガス交換状況判定部)173と、酸素飽和度(血液酸素化状況指標)表示部174と、を備えている。また、第2演算部170は、第2記憶部175と接続されている。 The second calculation unit 170 also includes, for example, an auxiliary circulation ratio (auxiliary circulation contribution) calculation unit 171, a blood gas exchange status index calculation unit 172, a gas exchange status determination unit (blood gas exchange status determination unit) 173, and an oxygen saturation (blood oxygenation status index) display unit 174. The second calculation unit 170 is also connected to a second memory unit 175.

第2記憶部175は、例えば、ハードディスクにより構成されている。
第2記憶部175には、例えば、第2演算部170において演算するための数式や定数、ガス交換状況判定部(血液ガス交換状況判定部)173が血液のガス交換状況を判定するためのガス交換状況判定閾値、又は血液ガス交換状況指標と対応するガス交換状況判定閾値パターンを構成するデータテーブルが格納されている。
The second storage unit 175 is configured by, for example, a hard disk.
The second memory unit 175 stores, for example, formulas and constants for calculations in the second calculation unit 170, gas exchange status determination thresholds for the gas exchange status determination unit (blood gas exchange status determination unit) 173 to determine the blood gas exchange status, or data tables constituting gas exchange status determination threshold patterns corresponding to blood gas exchange status indicators.

補助循環比率(補助循環寄与度)演算部171は、人工肺二酸化炭素排出量演算部161、人工呼吸器二酸化炭素排出量演算部162から送られた信号に基づいて、生体全体における二酸化炭素(CO)の総排出量、補助循環(V-V ECMO)における補助循環比率(ECMO Rate)(補助循環の寄与度)を演算する。 The auxiliary circulation ratio (auxiliary circulation contribution) calculation unit 171 calculates the total carbon dioxide (CO 2 ) emission amount in the entire living body and the auxiliary circulation ratio (ECMO Rate) (auxiliary circulation contribution) in the auxiliary circulation (V-V ECMO) based on signals sent from the artificial lung carbon dioxide emission amount calculation unit 161 and the artificial ventilator carbon dioxide emission amount calculation unit 162.

具体的には、補助循環比率(補助循環寄与度)演算部171は、人工肺二酸化炭素(CO)排出量、人工呼吸器二酸化炭素(CO)排出量から、生体全体の二酸化炭素(CO)総排出量を演算してから、補助循環比率(ECMO Rate)を演算する。 Specifically, the auxiliary circulation ratio (auxiliary circulation contribution) calculation unit 171 calculates the total carbon dioxide (CO 2 ) emission from the entire living body from the artificial lung carbon dioxide (CO 2 ) emission amount and the artificial ventilator carbon dioxide (CO 2 ) emission amount, and then calculates the auxiliary circulation ratio (ECMO Rate).

以下、図7を参照して、補助循環比率演算部171における演算手順の概略について説明する。図7は、補助循環比率演算部171における演算手順の概略を示すフローチャートである。 Below, an outline of the calculation procedure in the auxiliary circulation ratio calculation unit 171 will be described with reference to FIG. 7. FIG. 7 is a flowchart showing an outline of the calculation procedure in the auxiliary circulation ratio calculation unit 171.

(1)まず、人工肺二酸化炭素(CO)排出量を取得する。(S301)
(2)次に、人工呼吸器二酸化炭素(CO)排出量を取得する。(S302)
(1) First, the amount of carbon dioxide (CO 2 ) discharged from the artificial lung is obtained (S301).
(2) Next, the amount of carbon dioxide (CO 2 ) discharged from the artificial respirator is obtained (S302).

(3)次いで、人工肺二酸化炭素(CO)排出量、人工呼吸器二酸化炭素(CO)排出量に基づいて二酸化炭素(CO)総排出量を演算する。(S303)
二酸化炭素(CO)総排出量は、例えば、以下の数式により演算する。
二酸化炭素総排出量(V’CO)=人工肺二酸化炭素排出量(V’CO(ML))+人工呼吸器二酸化炭素排出量(V’CO(NL))
(3) Next, the total carbon dioxide (CO 2 ) discharge amount is calculated based on the artificial lung carbon dioxide (CO 2 ) discharge amount and the artificial respirator carbon dioxide (CO 2 ) discharge amount (S303).
The total carbon dioxide (CO 2 ) emission amount is calculated, for example, by the following formula.
Total carbon dioxide output ( V'CO2 ) = artificial lung carbon dioxide output ( V'CO2 (ML)) + artificial ventilator carbon dioxide output ( V'CO2 (NL))

(4)そして、補助循環比率(ECMO Rate)(補助循環の寄与度)を演算する。(S304)
補助循環比率(ECMO Rate)は、例えば、以下の数式により演算する。
補助循環比率(ECMO Rate)=人工肺二酸化炭素排出量(V’CO(ML))/生体全体の二酸化炭素総排出量(V’CO
(4) Then, the ECMO rate (contribution of the auxiliary circulation) is calculated (S304).
The auxiliary circulation rate (ECMO Rate) is calculated, for example, by the following formula.
ECMO Rate = Carbon dioxide output from artificial lung (V'CO 2 (ML)) / Total carbon dioxide output from whole body (V'CO 2 )

そして、補助循環比率演算部171は、例えば、人工肺吸気二酸化炭素濃度、人工肺呼気二酸化炭素濃度、人工肺ガス供給量、人工肺二酸化炭素排出量、人工呼吸器吸気二酸化炭素濃度、人工呼吸器呼気二酸化炭素濃度、人工呼吸器ガス供給量、人工呼吸器二酸化炭素排出量、補助循環比率(ECMO Rate)を、リアルタイムで継続的に液晶タッチパネル(表示部)180に出力する。 The auxiliary circulation ratio calculation unit 171 then continuously outputs in real time to the liquid crystal touch panel (display unit) 180, for example, the artificial lung inhaled carbon dioxide concentration, the artificial lung exhaled carbon dioxide concentration, the artificial lung gas supply amount, the artificial lung carbon dioxide discharge amount, the artificial ventilator inhaled carbon dioxide concentration, the artificial ventilator exhaled carbon dioxide concentration, the artificial ventilator gas supply amount, the artificial ventilator carbon dioxide discharge amount, and the auxiliary circulation ratio (ECMO Rate).

また、補助循環比率演算部171は、例えば、二酸化炭素総排出量、及び人工呼吸器140における二酸化炭素(CO)の排出量を、血液ガス交換状況指標演算部172に出力する。 Furthermore, the auxiliary circulation ratio calculation section 171 outputs, for example, the total carbon dioxide emission amount and the carbon dioxide (CO 2 ) emission amount in the artificial ventilator 140 to the blood gas exchange status index calculation section 172 .

なお、補助循環比率演算部171が、二酸化炭素(CO)に代えて酸素(O)に関するパラメータを取得して、例えば、人工肺吸気酸素濃度、人工肺呼気酸素濃度、人工肺ガス供給量、人工肺酸素摂取量、人工呼吸器吸気酸素濃度、人工呼吸器呼気酸素濃度、人工呼吸器ガス流量、生体肺酸素摂取量、補助循環比率(ECMO Rate)、患者Pの体重による呼吸効率を、リアルタイムで継続的に液晶タッチパネル(表示部)180に出力する構成としてもよい。 The auxiliary circulation ratio calculation unit 171 may be configured to acquire parameters related to oxygen (O 2 ) instead of carbon dioxide (CO 2 ) and continuously output in real time to the liquid crystal touch panel (display unit) 180, for example, the artificial lung inhaled oxygen concentration, the artificial lung exhaled oxygen concentration, the artificial lung gas supply amount, the artificial lung oxygen intake amount, the artificial ventilator inhaled oxygen concentration, the artificial ventilator exhaled oxygen concentration, the artificial ventilator gas flow rate, the living lung oxygen intake amount, the auxiliary circulation ratio (ECMO Rate), and the breathing efficiency based on the weight of the patient P.

血液ガス交換状況指標演算部172は、補助循環比率演算部171から送られた二酸化炭素(CO)の総排出量、及び液晶タッチパネル180に設けられたテンキー(不図示)により入力された患者(生体)Pの体重に基づいて、患者(生体)Pの体重による呼吸効率(血液ガス交換状況指標)を演算する。 The blood gas exchange status index calculation unit 172 calculates the respiratory efficiency (blood gas exchange status index) based on the weight of the patient (living body) P based on the total carbon dioxide (CO 2 ) emission amount sent from the auxiliary circulation ratio calculation unit 171 and the weight of the patient (living body) P inputted using a numeric keypad (not shown) provided on the LCD touch panel 180.

具体的には、血液ガス交換状況指標演算部172は、二酸化炭素(CO)の総排出量と、患者(生体)Pの体重に基づいて算出した患者Pの推定代謝による二酸化炭素量から、体重による呼吸効率を演算する。 Specifically, the blood gas exchange status index calculation unit 172 calculates the respiratory efficiency based on body weight from the total amount of carbon dioxide (CO 2 ) emitted and the amount of carbon dioxide due to the estimated metabolism of the patient P calculated based on the body weight of the patient (living body) P.

なお、例えば、補助循環比率演算部171において人工呼吸器140における二酸化炭素(CO)の排出量を演算したうえで、血液ガス交換状況指標演算部172が、患者(生体全体)Pの二酸化炭素(CO)総排出量、及び患者Pの体重から推定される(安静時の)代謝による二酸化炭素(CO)排出量に基づいて体重による呼吸効率を演算するとともに、患者Pの生体肺(NL)による二酸化炭素(CO)排出量及び二酸化炭素(CO)総排出量に基づいて自発率を演算する構成としてもよい。
二酸化炭素(CO)排出量に着目した自発率は、以下の数式により表すことができる。
自発率=生体肺(NL)による二酸化炭素(CO)排出量V'CO2(NL)/(人工肺(ML)による二酸化炭素(CO)排出量V'CO2(ML)+生体肺(NL)による二酸化炭素(CO)排出量V'CO2(NL))
なお、二酸化炭素(CO)排出量に着目した自発率は、補助循環比率(ECMO Rate)から一義的に演算可能である。
For example, the auxiliary circulation ratio calculation unit 171 may calculate the amount of carbon dioxide ( CO2 ) discharged in the ventilator 140, and the blood gas exchange status index calculation unit 172 may calculate the respiratory efficiency based on body weight based on the total amount of carbon dioxide ( CO2 ) discharged by the patient (entire living organism) P and the amount of carbon dioxide ( CO2 ) discharged due to metabolism (at rest) estimated from the patient P's body weight, and may calculate the spontaneity rate based on the amount of carbon dioxide ( CO2 ) discharged by the patient P's living lungs (NL) and the total amount of carbon dioxide ( CO2 ) discharged.
The spontaneity rate focusing on carbon dioxide (CO 2 ) emission can be expressed by the following formula.
Spontaneity rate = carbon dioxide (CO 2 ) discharged by living lung (NL) V'CO2 (NL) / (carbon dioxide (CO 2 ) discharged by artificial lung (ML) V'CO2 (ML) + carbon dioxide (CO 2 ) discharged by living lung (NL) V'CO2 (NL))
The spontaneous circulation rate focusing on the amount of carbon dioxide (CO 2 ) discharge can be calculated uniquely from the extracorporeal circulation rate (ECMO Rate).

以下、図8を参照して、血液ガス交換状況指標演算部172における演算手順の概略について説明する。図8は、血液ガス交換状況指標演算部172における演算手順の概略を示すフローチャートである。 Below, an outline of the calculation procedure in the blood gas exchange status index calculation unit 172 will be described with reference to FIG. 8. FIG. 8 is a flowchart showing an outline of the calculation procedure in the blood gas exchange status index calculation unit 172.

(1)まず、患者Pの体重データを受け取る。(S401)
患者Pの体重データは、例えば、液晶タッチパネル180に設けられたテンキー(不図示)により入力する。
(1) First, the weight data of patient P is received (S401).
The weight data of the patient P is input, for example, by a numeric keypad (not shown) provided on the liquid crystal touch panel 180 .

(2)次に、患者Pの体重から推定される(安静時の)代謝による二酸化炭素(CO)量(以下、患者の推定代謝による二酸化炭素量という場合がある)を演算する。(S402)
患者Pの推定代謝による二酸化炭素(CO)量は、例えば、以下の数式で演算して近似値を得ることができる。
患者Pの推定代謝による二酸化炭素(CO)量=〔1メッツ〕×0.8×患者Pの体重
ここで、メッツ(MET: metabolic equivalent)は、運動強度の評価を示すものであり、1メッツは、安静時の酸素摂取量(3.5ml/kg/min)で示される。
0.8:呼吸商による定数(呼吸商)
(2) Next, the amount of carbon dioxide (CO 2 ) due to metabolism (at rest) estimated from the weight of the patient P (hereinafter, sometimes referred to as the amount of carbon dioxide due to the patient's estimated metabolism) is calculated (S402).
The amount of carbon dioxide (CO 2 ) due to the estimated metabolism of the patient P can be approximated by calculation using, for example, the following formula.
Estimated metabolic carbon dioxide ( CO2 ) amount of patient P = [1 MET] x 0.8 x body weight of patient P Here, MET (metabolic equivalent) indicates an evaluation of exercise intensity, and 1 MET is represented by the amount of oxygen intake at rest (3.5 ml/kg/min).
0.8: Respiratory quotient constant (respiratory quotient)

(3)次いで、補助循環比率演算部171から送られた二酸化炭素(CO)総排出量を取得する。(S403) (3) Next, the total carbon dioxide (CO 2 ) emission amount sent from the auxiliary circulation ratio calculation unit 171 is acquired (S403).

(4)そして、患者Pの体重による呼吸効率を演算する。(S404)
患者Pの体重による呼吸効率は、例えば、以下の数式で演算することができる。
体重による呼吸効率=二酸化炭素総排出量/患者Pの推定代謝による二酸化炭素(CO)量
(4) Then, the respiratory efficiency based on the weight of the patient P is calculated (S404).
The respiratory efficiency based on the weight of the patient P can be calculated, for example, by the following formula.
Respiratory efficiency by body weight = total carbon dioxide output / estimated metabolic carbon dioxide (CO 2 ) amount of patient P

そして、血液ガス交換状況指標演算部172は、例えば、患者Pの体重による呼吸効率を継続的に液晶タッチパネル(表示部)180に出力する。
また、血液ガス交換状況指標演算部172は、患者Pの体重による呼吸効率を、ガス交換状況判定部173に出力する。
Then, the blood gas exchange status index calculation unit 172 continuously outputs the respiratory efficiency based on the weight of the patient P to the liquid crystal touch panel (display unit) 180, for example.
In addition, the blood gas exchange status index calculation unit 172 outputs the respiratory efficiency based on the weight of the patient P to the gas exchange status determination unit 173.

ガス交換状況判定部173は、血液ガス交換状況指標演算部172から送られた体重による呼吸効率(血液ガス交換状況指標)に基づいて、血液のガス交換状況が適切かどうかを判定する。 The gas exchange status determination unit 173 determines whether the blood gas exchange status is appropriate based on the respiratory efficiency (blood gas exchange status index) according to body weight sent from the blood gas exchange status index calculation unit 172.

具体的には、ガス交換状況判定部173は、呼吸効率(血液ガス交換状況指標)と、予め設定されたガス交換状況判定閾値を比較して、補助循環が適切に機能しているかどうかを判定する。
そして、ガス交換状況判定部173は、血液ガス交換状況指標演算部172から受け取った患者Pの体重による呼吸効率、二酸化炭素総排出量、及び判定した結果に関する信号を、ガス交換量制御部176、液晶タッチパネル180にリアルタイムで継続的に出力する。
Specifically, the gas exchange status determination unit 173 compares the respiratory efficiency (blood gas exchange status index) with a preset gas exchange status determination threshold value to determine whether the auxiliary circulation is functioning properly.
The gas exchange status determination unit 173 then continuously outputs in real time to the gas exchange volume control unit 176 and the LCD touch panel 180 the respiratory efficiency based on the patient P's weight, the total carbon dioxide excretion amount, and signals regarding the determined results received from the blood gas exchange status index calculation unit 172.

以下、図9を参照して、ガス交換状況判定部(血液ガス交換状況判定部)173における演算手順の概略について説明する。図9は、ガス交換状況判定部173における判定手順の概略を示すフローチャートである。 Below, an outline of the calculation procedure in the gas exchange status determination unit (blood gas exchange status determination unit) 173 will be described with reference to FIG. 9. FIG. 9 is a flowchart showing an outline of the determination procedure in the gas exchange status determination unit 173.

(1)まず、ガス交換状況判定部173は、ガス交換状況判定閾値を取得する(S501)
ガス交換状況判定閾値は、例えば、第2記憶部175を参照して、数値データや、体重による呼吸効率の変化に対応させて設定された閾値パターンをデータテーブルとして取得してもよい。
(1) First, the gas exchange status determination unit 173 acquires a gas exchange status determination threshold value (S501).
The gas exchange status determination threshold may be obtained, for example, by referring to the second storage unit 175 and acquiring a threshold pattern set in correspondence with numerical data or changes in respiratory efficiency due to body weight as a data table.

(2)次に、ガス交換状況判定部173は、患者Pの体重による呼吸効率をガス交換状況判定閾値と対比して、血液ガス交換状況が適切かどうかを判定する。(S502)
具体的には、例えば、患者Pの体重による呼吸効率≧ガス交換状況判定閾値である場合(S502:Yes)はS502に移行する。
このとき、ガス交換量制御部176によるガス交換量の変化は引き続き継続される。
一方、患者Pの体重による呼吸効率≧ガス交換状況判定閾値 でない場合(S502:No)は、S503に移行する。
(2) Next, the gas exchange status determination unit 173 compares the respiratory efficiency based on the weight of the patient P with a gas exchange status determination threshold to determine whether the blood gas exchange status is appropriate (S502).
Specifically, for example, if the respiratory efficiency based on the weight of the patient P is equal to or greater than the gas exchange status determination threshold (S502: Yes), the process proceeds to S502.
At this time, the change in the gas exchange amount by the gas exchange amount control unit 176 continues.
On the other hand, if the respiratory efficiency based on the weight of the patient P is not greater than or equal to the gas exchange status determination threshold (S502: No), the process proceeds to S503.

(3)ガス交換状況判定部(血液ガス交換状況判定部)173は、血液ガス交換状況不適切の信号を、ガス交換量制御部176と、液晶タッチパネル180に出力する。(S503)
(4)ガス交換状況判定部(血液ガス交換状況判定部)173から血液ガス交換状況不適切の信号が出力されると、ガス交換量制御部176による人工肺120における血液のガス交換量を変化させる制御は停止(例えば、解除)されて、例えば、人工肺120への人工肺吸気ガス供給量、血液流量を、ガス交換量変動制御開始前の状態まで復帰する。
ガス交換状況判定部(血液ガス交換状況判定部)173は、例えば、液晶タッチパネル(表示部)180から終了の指示があるまでS501~S503を実行する。
(3) The gas exchange status determination unit (blood gas exchange status determination unit) 173 outputs a signal indicating that the blood gas exchange status is inappropriate to the gas exchange amount control unit 176 and the liquid crystal touch panel 180. (S503)
(4) When a signal indicating an inappropriate blood gas exchange status is output from the gas exchange status determination unit (blood gas exchange status determination unit) 173, the control by the gas exchange amount control unit 176 to change the amount of blood gas exchange in the artificial lung 120 is stopped (e.g., released), and, for example, the amount of artificial lung intake gas supplied to the artificial lung 120 and the blood flow rate are restored to the state before the gas exchange amount fluctuation control was started.
The gas exchange status determining unit (blood gas exchange status determining unit) 173 executes S501 to S503 until an end instruction is received from the liquid crystal touch panel (display unit) 180, for example.

酸素飽和度表示部174は、図4に示すように、例えば、人工肺酸素飽和度演算部163から人工肺酸素飽和度を、生体酸素飽和度演算部164から患者(生体)Pの酸素飽和度を受け取る。
そして、酸素飽和度表示部174は、例えば、人工肺酸素飽和度と、患者(生体)Pの酸素飽和度をそれぞれ液晶タッチパネル180に出力して表示する。
また、酸素飽和度表示部174は、例えば、人工肺酸素飽和度と、患者(生体)Pの酸素飽和度をそれぞれの閾値と対比する。また、酸素飽和度表示部174は、人工肺酸素飽和度、人工肺酸素飽和度が設定された閾値を下回る等の異常が検出された場合にアラームを出力する構成としてもよい。
なお、閾値は、例えば、液晶タッチパネル180に設けられたテンキー(不図示)により入力して、記憶部(不図示)に格納されている。
As shown in FIG. 4 , the oxygen saturation display unit 174 receives, for example, the oxygen saturation from the oxygen saturation calculator 163 and the oxygen saturation of the patient (living body) P from the living body oxygen saturation calculator 164 .
The oxygen saturation display unit 174 outputs and displays, for example, the oxygen saturation of the artificial lung and the oxygen saturation of the patient (living body) P on the liquid crystal touch panel 180 .
The oxygen saturation display unit 174 may also compare the oxygen saturation of the oxygen lung and the oxygen saturation of the patient (living body) P with respective thresholds. The oxygen saturation display unit 174 may also be configured to output an alarm when an abnormality is detected, such as the oxygen saturation of the oxygen lung falling below a set threshold.
The threshold value is inputted, for example, by a numeric keypad (not shown) provided on the liquid crystal touch panel 180 and is stored in a storage unit (not shown).

そして、酸素飽和度表示部174は、例えば、人工肺酸素飽和度、生体酸素飽和度、アラームに関する信号を、液晶タッチパネル(表示部)180にリアルタイムで出力する。 The oxygen saturation display unit 174 then outputs signals related to, for example, the artificial lung oxygen saturation, the biological oxygen saturation, and an alarm to the liquid crystal touch panel (display unit) 180 in real time.

ガス交換量制御部176は、例えば、コンピュータにより構成されている。
また、ガス交換量制御部176は、図4に示すように、例えば、人工肺吸気ガス供給量演算部177と、人工肺吸気ガス制御部178Aと、送血ポンプ流量制御部178Bと、を備えている。
The gas exchange amount control unit 176 is configured, for example, by a computer.
As shown in FIG. 4, the gas exchange amount control unit 176 includes, for example, an artificial lung inhalation gas supply amount calculation unit 177, an artificial lung inhalation gas control unit 178A, and a blood pump flow rate control unit 178B.

また、ガス交換量制御部176は、例えば、液晶タッチパネル180と、人工肺ガス供給装置122と、遠心ポンプ(送血ポンプ)115と、第3記憶部179と、電気的に接続されている。
具体的には、人工肺吸気ガス制御部178Aは、人工肺ガス供給装置122と接続され、送血ポンプ流量制御部178Bは、遠心ポンプドライバ115Dを介して、遠心ポンプ(送血ポンプ)115と接続されている。
Furthermore, the gas exchange amount control unit 176 is electrically connected to, for example, the liquid crystal touch panel 180 , the artificial lung gas supply device 122 , the centrifugal pump (blood supply pump) 115 , and a third memory unit 179 .
Specifically, the artificial lung intake gas control unit 178A is connected to the artificial lung gas supply device 122, and the blood supply pump flow rate control unit 178B is connected to the centrifugal pump (blood supply pump) 115 via a centrifugal pump driver 115D.

第3記憶部179は、例えば、ハードディスクにより構成されている。
また、第3記憶部179には、例えば、ガス交換量定常制御、ガス交換量変動制御における、人工肺120におけるガス交換量制御パターンを構成するデータテーブルが格納されている。具体的には、人工肺120に供給する人工肺吸気ガスの酸素含有量、及び人工肺120に送る血液流量について、ガス交換量の変化を開始してからの経過時間と対応させて格納されている。
The third storage unit 179 is configured by, for example, a hard disk.
The third storage unit 179 also stores a data table constituting a gas exchange amount control pattern in the artificial lung 120, for example, in the steady-state control of the gas exchange amount and the fluctuating control of the gas exchange amount. Specifically, the oxygen content of the artificial lung inhalation gas supplied to the artificial lung 120 and the blood flow rate sent to the artificial lung 120 are stored in association with the elapsed time since the start of the change in the gas exchange amount.

そして、ガス交換量制御部176は、液晶タッチパネル180の操作により、液晶タッチパネル180から定常動作、又はガス交換量増減動作によるガス交換量制御を開始する信号が入力されると、第3記憶部179を参照して、人工肺ガス供給装置122が人工肺本体121に供給する人工肺吸気ガスの供給量を制御する信号を出力する。
具体的には、定常動作においては、人工肺吸気ガスが含む酸素含有量を所定範囲内に制御し、変動動作においては、人工肺吸気ガスが含む酸素含有量を設定された制御パターンにしたがって変化(増加又は減少)させるようになっている。
When a signal to start steady-state operation or gas exchange volume control by increasing or decreasing the gas exchange volume is input from the LCD touch panel 180 by operating the LCD touch panel 180, the gas exchange volume control unit 176 refers to the third memory unit 179 and outputs a signal to control the supply volume of artificial lung intake gas supplied by the artificial lung gas supply device 122 to the artificial lung main body 121.
Specifically, during steady-state operation, the oxygen content of the artificial lung inhalation gas is controlled within a predetermined range, and during variable operation, the oxygen content of the artificial lung inhalation gas is changed (increased or decreased) according to a set control pattern.

また、ガス交換量制御部176は、人工肺120に供給する人工肺吸気ガス供給量が含有する酸素(O)含有量を変化させる際に、例えば、第3記憶部179を参照して、人工肺吸気ガスの酸素(O)濃度、人工肺吸気ガス供給量を演算するとともに人工肺吸気ガス制御部178Aに出力する。 In addition, when the gas exchange volume control unit 176 changes the oxygen ( O2 ) content contained in the artificial lung intake gas supply volume supplied to the artificial lung 120, it refers to the third memory unit 179, for example, to calculate the oxygen ( O2 ) concentration of the artificial lung intake gas and the artificial lung intake gas supply volume, and outputs them to the artificial lung intake gas control unit 178A.

また、ガス交換量制御部176は、例えば、第3記憶部179を参照して、遠心ポンプ(送血ポンプ)115が人工肺120に送る血液流量を人工肺吸気ガスの酸素(O)含有量と対応させて演算し、送血ポンプ流量制御部178Bに出力する。
血ポンプ流量制御部178Bは、遠心ポンプドライバ115Dを介して遠心ポンプ115に対して制御信号を出力する。
その結果、遠心ポンプ115から人工肺120に送られる血液流量が人工肺吸気ガス供給量と対応して変化する。
In addition, the gas exchange volume control unit 176, for example, refers to the third memory unit 179 to calculate the blood flow rate sent by the centrifugal pump (blood supply pump) 115 to the artificial lung 120 in correspondence with the oxygen ( O2 ) content of the artificial lung inhalation gas, and outputs it to the blood supply pump flow rate control unit 178B.
The blood pump flow rate control unit 178B outputs a control signal to the centrifugal pump 115 via the centrifugal pump driver 115D.
As a result, the blood flow rate sent from the centrifugal pump 115 to the oxygenator 120 changes in response to the oxygenator inhalation gas supply rate.

以下、図10を参照して、ガス交換量制御部176におけるガス交換量定常制御手順の概略について説明する。図10は、ガス交換量制御部によるガス交換量定常制御手順の概略を示すフローチャートである。 Below, an outline of the procedure for steady-state gas exchange control in the gas exchange amount control unit 176 will be described with reference to FIG. 10. FIG. 10 is a flowchart showing an outline of the procedure for steady-state gas exchange control by the gas exchange amount control unit.

ガス交換量定常制御は、例えば、液晶タッチパネル180の操作により出力されたガス交換量定常制御信号を受け取ることにより開始される。
ガス交換量制御部176は、ガス交換量定常制御信号を受けて、例えば、人工肺吸気ガス供給量演算部177において、予め設定したトリガーとなる項目(例えば、人工肺後の酸素飽和度(血液酸素化状況指標)、患者Pの体重による呼吸効率(血液ガス交換状況指標)、人工肺における酸素摂取量等)が所定の範囲内となるように、人工肺吸気ガス供給量、送血流量を演算して、人工肺吸気ガス制御部178A、送血ポンプ流量制御部178Bに出力する。具体的には、患者Pの推定代謝による二酸化炭素(CO)量を定数とすると、二酸化炭素総排出量が所定の範囲内となるように制御することになる。
The gas exchange rate steady-state control is started, for example, by receiving a gas exchange rate steady-state control signal output by operating the liquid crystal touch panel 180 .
The gas exchange volume control unit 176 receives the gas exchange volume steady-state control signal, and for example, in the artificial lung intake gas supply volume calculation unit 177, calculates the artificial lung intake gas supply volume and blood supply flow rate so that pre-set trigger items (e.g., oxygen saturation after artificial lung (blood oxygenation status index), respiratory efficiency based on the weight of patient P (blood gas exchange status index), oxygen intake in the artificial lung, etc.) are within predetermined ranges, and outputs them to the artificial lung intake gas control unit 178A and the blood supply pump flow rate control unit 178B. Specifically, if the amount of carbon dioxide ( CO2 ) due to the estimated metabolism of patient P is set as a constant, the total carbon dioxide emission volume is controlled to be within a predetermined range.

(1)まず、人工肺吸気ガス供給量演算部177は、液晶タッチパネル180の操作により出力されたガス交換量定常制御信号を受け取る。(S601)
(2)次に、人工肺吸気ガス供給量演算部177は、第3記憶部179を参照して、第2演算部170で得られたデータに基づいて、人工肺吸気ガス供給量、送血流量を演算する。(S602)
(1) First, the oxygenator inhalation gas supply amount calculation unit 177 receives a gas exchange amount steady control signal output by operating the liquid crystal touch panel 180 (S601).
(2) Next, the oxygen supply amount calculator 177 refers to the third memory 179 and calculates the oxygen supply amount and the blood flow rate based on the data obtained by the second calculator 170 (S602).

(3)次いで、人工肺吸気ガス供給量演算部177は、演算した人工肺吸気ガス供給量の制御信号を、人工肺吸気ガス制御部178Aを介して人工肺ガス供給装置122に出力する。(S603) (3) Next, the artificial lung intake gas supply amount calculation unit 177 outputs a control signal of the calculated artificial lung intake gas supply amount to the artificial lung gas supply device 122 via the artificial lung intake gas control unit 178A. (S603)

(4)次に、人工肺吸気ガス供給量演算部177は、送血ポンプ流量制御部178B、遠心ポンプドライバ115Dを介して遠心ポンプ115に出力する。(S604) (4) Next, the artificial lung intake gas supply calculation unit 177 outputs the result to the centrifugal pump 115 via the blood pump flow control unit 178B and the centrifugal pump driver 115D. (S604)

(5)次いで、人工肺吸気ガス供給量演算部177は、ガス交換状況判定部(血液ガス交換状況判定部)173が患者Pの血液ガス交換状況が不適切との信号を出力していないかどうかを確認する。(S605)
そして、ガス交換状況判定部173が患者Pの血液ガス交換状況が不適切であるとの信号を出力している場合(S605:No)はS602に移行する。そして、人工肺吸気ガス供給量演算部177は、S602において、第3記憶部179を参照して、ガス交換状況判定部173が演算した患者Pの体重による呼吸効率に基づいて、対応する人工肺吸気ガス供給量、送血流量が演算する。
一方、ガス交換状況判定部173が患者Pの血液ガス交換状況不適切との信号を出力していない場合(S605:Yes)はS603に移行する。
このとき、人工肺吸気ガス供給量演算部177は、人工肺吸気ガス供給量、人工肺に対する送血流量を変化させず巣に引き続いて出力する。
S601~S605は、例えば、ガス交換量定常制御を終了するまで実施する。
(5) Next, the artificial lung intake gas supply amount calculation unit 177 checks whether the gas exchange status determination unit (blood gas exchange status determination unit) 173 has output a signal indicating that the blood gas exchange status of the patient P is inappropriate (S605).
If the gas exchange status determination unit 173 outputs a signal indicating that the blood gas exchange status of the patient P is inappropriate (S605: No), the process proceeds to S602. In S602, the artificial lung inhalation gas supply amount calculation unit 177 refers to the third storage unit 179 and calculates the corresponding artificial lung inhalation gas supply amount and blood feed flow rate based on the respiratory efficiency according to the weight of the patient P calculated by the gas exchange status determination unit 173.
On the other hand, if the gas exchange status determination unit 173 has not output a signal indicating that the blood gas exchange status of the patient P is inappropriate (S605: Yes), the process proceeds to S603.
At this time, the oxygenator inhalation gas supply amount calculation unit 177 continues to output the oxygenator inhalation gas supply amount and the blood supply flow rate to the oxygenator to the nest without changing them.
S601 to S605 are performed, for example, until the steady-state gas exchange rate control is completed.

次に、図11を参照して、ガス交換量変動制御について説明する。
ガス交換量変動制御は、例えば、液晶タッチパネル180の操作により出力されたガス交換量変動制御信号を受け取ることにより開始され、予め設定したプログラム(制御パターンや数式等)に基づいて、血液のガス交換量を変動(変化)させる制御である。具体的には、人工肺におけるガス交換量を減少させる場合、ガス交換量を増加させる場合の少なくともいずれか一方を含むものとする。
Next, gas exchange rate fluctuation control will be described with reference to FIG.
The gas exchange rate variation control is, for example, started by receiving a gas exchange rate variation control signal output by operating the liquid crystal touch panel 180, and is a control for varying (changing) the blood gas exchange rate based on a preset program (control pattern, formula, etc.) Specifically, it includes at least either one of decreasing the gas exchange rate in the artificial lung or increasing the gas exchange rate.

人工肺120における血液のガス交換量を減少させる場合は、例えば、補助循環比率(ECMO Rate)を低下させることの可否や、補助循環比率(ECMO Rate)をゼロまで低下させることによる補助循環システムの離脱に適用する。
また、人工肺によるガス交換量を高くする場合は、例えば、補助循環比率(ECMO Rate)を高くすることの要否確認等に適用する。
In the case of reducing the amount of gas exchange of blood in the artificial lung 120, for example, this is applied to whether or not to reduce the auxiliary circulation rate (ECMO Rate) or to disconnect the auxiliary circulation system by reducing the auxiliary circulation rate (ECMO Rate) to zero.
In addition, when the amount of gas exchange by the artificial lung is increased, for example, the present invention is applied to confirm the necessity of increasing the auxiliary circulation rate (ECMO Rate).

(1)まず、図11に示すように、人工肺吸気ガス供給量演算部177は、液晶タッチパネル180の操作により出力されたガス交換量変動制御信号を受け取る。(S701) (1) First, as shown in FIG. 11, the artificial lung intake gas supply calculation unit 177 receives a gas exchange rate fluctuation control signal output by operating the liquid crystal touch panel 180. (S701)

(2)次に、人工肺吸気ガス供給量演算部177は、第2演算部170で得られたデータに基づいて、第3記憶部179に格納されたプログラムを参照して、ガス交換量変動制御パターンを取得する。具体的には、人工肺ガス供給装置122が人工肺本体121に供給する人工肺吸気ガス供給量と、遠心ポンプドライバ115Dを介して遠心ポンプ115に出力する人工肺吸気ガスの含有酸素(O)量と対応する送血流量を取得する。(S702) (2) Next, the artificial lung inhalation gas supply amount calculation unit 177 acquires a gas exchange amount variation control pattern based on the data obtained by the second calculation unit 170, with reference to the program stored in the third storage unit 179. Specifically, it acquires the artificial lung inhalation gas supply amount supplied by the artificial lung gas supply device 122 to the artificial lung main body 121, and the blood sending flow rate corresponding to the amount of oxygen ( O2 ) contained in the artificial lung inhalation gas output to the centrifugal pump 115 via the centrifugal pump driver 115D. (S702)

なお、ガス交換量変動制御パターンは、例えば、人工肺120における血液のガス交換量を変化させる際に、生体肺(NL)が補助循環に対する依存が低下する回復時間と対応させて、人工肺120における血液のガス交換量を減少させるように構成されていることで、生体肺(NL)の機能の回復を確認しながら補助循環の依存度を変化させて、補助循環装置をスムースに離脱させることができることで好適である。 The gas exchange rate variation control pattern is configured, for example, to reduce the amount of blood gas exchange in the artificial lung 120 in correspondence with the recovery time during which the vital lung (NL) becomes less dependent on the auxiliary circulation when changing the amount of blood gas exchange in the artificial lung 120. This is advantageous because it allows the degree of dependency on the auxiliary circulation to be changed while checking the recovery of the vital lung (NL) function, allowing the auxiliary circulation device to be smoothly removed.

(3)次いで、人工肺吸気ガス供給量演算部177は、取得したガス交換量制御パターンに基づいて、人工肺吸気ガス供給量を変化させる制御信号を人工肺ガス供給装置122に出力する。(S703) (3) Next, the artificial lung intake gas supply amount calculation unit 177 outputs a control signal to the artificial lung gas supply device 122 to change the artificial lung intake gas supply amount based on the acquired gas exchange amount control pattern. (S703)

(4)また、人工肺吸気ガス供給量演算部177は、ガス交換量制御パターンに基づいて、遠心ポンプドライバ115Dに対して遠心ポンプ115の血液流量を変化させるための制御信号を出力する。(S704) (4) In addition, the artificial lung intake gas supply calculation unit 177 outputs a control signal to the centrifugal pump driver 115D to change the blood flow rate of the centrifugal pump 115 based on the gas exchange control pattern. (S704)

(5)次に、人工肺吸気ガス供給量演算部177は、ガス交換量変動制御終了信号の有無を確認する。(S705)
ガス交換量変動制御終了信号は、例えば、経過時間、設定された血液ガス交換量、目標とする血液ガス交換状況指標の目標達成や、ガス交換量制御パターンの終了により出力される。
そして、ガス交換量変動制御終了信号無しの場合(S705:No)場合はS706に移行する。
一方、ガス交換量変動制御終了信号有りの場合(S705:Yes)場合はS708に移行する。
(5) Next, the artificial lung intake gas supply amount calculation unit 177 checks whether or not there is a gas exchange amount fluctuation control end signal (S705).
The gas exchange volume fluctuation control end signal is output, for example, upon elapsed time, a set blood gas exchange volume, achievement of a target blood gas exchange status index, or end of the gas exchange volume control pattern.
If there is no gas exchange amount fluctuation control end signal (S705: No), the process proceeds to S706.
On the other hand, if there is a gas exchange amount fluctuation control end signal (S705: Yes), the process proceeds to S708.

(6)次いで、人工肺吸気ガス供給量演算部177は、ガス交換状況判定部(血液ガス交換状況判定部)173が患者Pの血液ガス交換状況不適切の信号を出力していないかどうかを確認する。(S706)
そして、血液ガス交換状況指標不適切でない場合(S706:No)はS703に移行する。
一方、血液ガス交換状況指標不適切である場合(S706:Yes)はS707に移行する。
(6) Next, the artificial lung intake gas supply amount calculation unit 177 checks whether the gas exchange status determination unit (blood gas exchange status determination unit) 173 has output a signal indicating that the blood gas exchange status of the patient P is inappropriate (S706).
If the blood gas exchange status index is not inappropriate (S706: No), the process proceeds to S703.
On the other hand, if the blood gas exchange status index is inappropriate (S706: Yes), the process proceeds to S707.

(7)人工肺吸気ガス供給量演算部177は、人工肺120への人工肺吸気ガス供給量、血液流量を、ガス交換量変動制御開始前の数値に制御する。(S707)
ガス交換量変動制御終了時に設定する人工肺吸気ガス供給量、送血流量は、例えば、ガス交換変動制御を開始した状態まで復帰させてもよいし、予め設定した数値や、S606で血液ガス交換状況不適切を確認したときの人工肺吸気ガス供給量、送血流量のままとしてもよいし、これらに対して一定の数値又は比率で補正した人工肺吸気ガス供給量、送血流量まで変化させてもよい。また、第3記憶部179に格納された人工肺吸気ガス供給量、送血流量まで変化させてもよい。
また、人工肺吸気ガス供給量、送血流量を所定の数値まで変化させた後に、ガス交換量変動制御を再開してもよい。
(7) The oxygen supply amount calculator 177 controls the oxygen supply amount and blood flow rate to the oxygenator 120 to the values before the gas exchange rate fluctuation control is started (S707).
The artificial lung intake gas supply amount and blood feed flow rate set at the end of the gas exchange amount fluctuation control may be returned to the state when the gas exchange amount fluctuation control was started, or may remain as a preset value, or the artificial lung intake gas supply amount and blood feed flow rate when the blood gas exchange state was confirmed to be inappropriate in S606, or may be changed to an artificial lung intake gas supply amount and blood feed flow rate corrected by a certain value or ratio. Also, the artificial lung intake gas supply amount and blood feed flow rate stored in the third memory unit 179 may be changed.
In addition, the gas exchange rate fluctuation control may be resumed after the artificial lung intake gas supply rate and blood supply rate have been changed to predetermined values.

(8)人工肺吸気ガス供給量演算部177は、プログラムに基づいてガス交換量変動制御を実行するのを停止する。(S708)
なお、ガス交換量変動制御を停止とは、ガス交換量変動制御を解除すること、一時的に中断することのいずれでもよく、液晶タッチタッチパネル180からの指示に関係なく実行される。また、S705において、ガス交換量変動制御が終了信号を検出した場合においては、ガス交換量変動制御の終了を意味する。
S703~S706は、例えば、人工肺120が離脱されるか、ガス交換量を変化させる制御を停止(例えば、解除)又はガス交換量変動制御を終了するまで実施する。
(8) The oxygen supply amount calculation unit 177 stops executing the gas exchange amount fluctuation control based on the program (S708).
Note that stopping the gas exchange rate variation control may mean either canceling the gas exchange rate variation control or temporarily suspending it, and is executed regardless of an instruction from liquid crystal touch panel 180. Furthermore, in S705, when the gas exchange rate variation control detects an end signal, this means that the gas exchange rate variation control has ended.
S703 to S706 are performed, for example, until the artificial lung 120 is removed, the control for changing the gas exchange rate is stopped (eg, released), or the gas exchange rate variation control is ended.

次に、図12を参照して、液晶タッチパネル180の概略構成について説明する。
液晶タッチパネル180は、図12に示すように、例えば、人工肺呼吸表示部181と、人工呼吸器呼吸表示部182と、生体の二酸化炭素排出量表示部183と、生体の推定代謝による二酸化炭素量表示部184と、補助循環比率(ECMO Rate)(血液ガス交換状況指標)表示部185と、体重による呼吸効率(血液ガス交換状況指標)表示部186と、生体の酸素飽和度表示部187と、グラフ表示部188と、パネルスイッチ部(操作部)189と、を備えている。
Next, the schematic configuration of the liquid crystal touch panel 180 will be described with reference to FIG.
As shown in FIG. 12 , the liquid crystal touch panel 180 includes, for example, an artificial lung respiration display section 181, an artificial ventilator respiration display section 182, a living body's carbon dioxide emission amount display section 183, a living body's estimated metabolic carbon dioxide amount display section 184, an auxiliary circulation ratio (ECMO Rate) (blood gas exchange status index) display section 185, a body weight-based respiration efficiency (blood gas exchange status index) display section 186, a living body's oxygen saturation display section 187, a graph display section 188, and a panel switch section (operation section) 189.

人工肺呼吸表示部181は、図12に示すように、例えば、人工肺吸気二酸化炭素(CO)濃度表示部181Aと、人工肺呼気二酸化炭素(CO)濃度表示部181Bと、人工肺ガス供給量表示部181Cと、人工肺二酸化炭素(CO)排出量表示部181Dと、を備えている。 As shown in FIG. 12, the artificial lung respiration display unit 181 includes, for example, an artificial lung inhalation carbon dioxide (CO 2 ) concentration display unit 181A, an artificial lung exhalation carbon dioxide (CO 2 ) concentration display unit 181B, an artificial lung gas supply amount display unit 181C, and an artificial lung carbon dioxide (CO 2 ) discharge amount display unit 181D.

この実施形態では、人工肺吸気二酸化炭素(CO)濃度表示部181A、人工肺呼気二酸化炭素(CO)濃度表示部181B、人工肺ガス供給量表示部181C、人工肺二酸化炭素(CO)排出量表示部181Dは、補助循環比率演算部171が出力した、人工肺吸気二酸化炭素(CO)濃度、人工肺呼気二酸化炭素(CO)濃度、人工肺ガス供給量、及び人工肺二酸化炭素(CO)排出量を表示する。 In this embodiment, the artificial lung inhaled carbon dioxide (CO 2 ) concentration display unit 181A, the artificial lung exhaled carbon dioxide (CO 2 ) concentration display unit 181B, the artificial lung gas supply volume display unit 181C, and the artificial lung carbon dioxide (CO 2 ) discharge volume display unit 181D display the artificial lung inhaled carbon dioxide (CO 2 ) concentration, the artificial lung exhaled carbon dioxide (CO 2 ) concentration, the artificial lung gas supply volume, and the artificial lung carbon dioxide (CO 2 ) discharge volume output by the auxiliary circulation ratio calculation unit 171.

人工呼吸器呼吸表示部182は、図12に示すように、例えば、人工呼吸器吸気二酸化炭素(CO)濃度(人工呼吸器吸気ガス濃度)表示部182Aと、人工呼吸器呼気二酸化炭素(CO)濃度表示部182Bと、人工呼吸器ガス供給量表示部182Cと、生体肺二酸化炭素排出量表示部182Dと、を備えている。 As shown in FIG. 12, the ventilator respiration display unit 182 includes, for example, a ventilator inhalation carbon dioxide ( CO2 ) concentration (ventilator inhalation gas concentration) display unit 182A, a ventilator exhalation carbon dioxide ( CO2 ) concentration display unit 182B, a ventilator gas supply volume display unit 182C, and a living lung carbon dioxide emission volume display unit 182D.

この実施形態では、人工呼吸器吸気二酸化炭素(CO)濃度表示部182A、人工呼吸器呼気二酸化炭素(CO)濃度表示部182B、人工呼吸器ガス供給量表示部182C、生体肺二酸化炭素(CO)排出量表示部182Dは、補助循環比率演算部171が出力した、人工呼吸器吸気二酸化炭素(CO)濃度、人工呼吸器呼気二酸化炭素(CO)濃度、人工呼吸器ガス供給量、及び生体肺(NL)における二酸化炭素(CO)排出量を表示する。 In this embodiment, the ventilator inhalation carbon dioxide (CO 2 ) concentration display unit 182A, the ventilator exhalation carbon dioxide (CO 2 ) concentration display unit 182B, the ventilator gas supply volume display unit 182C, and the vital lung carbon dioxide (CO 2 ) emission volume display unit 182D display the ventilator inhalation carbon dioxide (CO 2 ) concentration, the ventilator exhalation carbon dioxide (CO 2 ) concentration, the ventilator gas supply volume, and the carbon dioxide (CO 2 ) emission volume in the vital lung (NL) output by the auxiliary circulation ratio calculation unit 171.

生体の二酸化炭素排出量表示部183は、例えば、補助循環比率演算部171が出力した患者Pの二酸化炭素総排出量を表示する。 The living body carbon dioxide emission display unit 183 displays, for example, the total carbon dioxide emission of the patient P output by the auxiliary circulation ratio calculation unit 171.

生体の推定代謝による二酸化炭素量表示部184は、例えば、補助循環比率演算部171が出力した患者Pの推定代謝による二酸化炭素(CO)量を表示する。 The carbon dioxide amount due to estimated metabolism of the living body display section 184 displays, for example, the amount of carbon dioxide (CO 2 ) due to the estimated metabolism of the patient P outputted by the auxiliary circulation ratio calculation section 171 .

補助循環比率(ECMO Rate)表示部185は、例えば、補助循環比率標演算部171が出力した補助循環比率(ECMO Rate)(血液ガス交換状況指標)を数値(%)により表示する。 The auxiliary circulation rate (ECMO rate) display unit 185 displays, for example, the auxiliary circulation rate (ECMO rate) (blood gas exchange status index) output by the auxiliary circulation rate index calculation unit 171 as a numerical value (%).

体重による呼吸効率表示部186は、例えば、血液ガス交換状況指標演算部172が出力した患者Pの体重による呼吸効率(血液ガス交換状況指標)を数値(%)により表示する。 The respiratory efficiency by weight display unit 186 displays, for example, the respiratory efficiency (blood gas exchange status index) by the patient P's weight output by the blood gas exchange status index calculation unit 172 as a numerical value (%).

酸素飽和度表示部187は、例えば、人工肺120でガス交換された後の酸素飽和度を表示する人工肺後酸素飽和度表示部187Aと、患者Pの酸素飽和度を表示する生体の酸素飽和度表示部187Bと、を備えている。
人工肺後酸素飽和度表示部187A、生体酸素飽和度表示部187Bは、酸素飽和度表示部174が出力した人工肺120、及び生体の酸素飽和度信号受け取って、数値により表示する。
The oxygen saturation display unit 187 includes, for example, a post-artificial lung oxygen saturation display unit 187A that displays the oxygen saturation after gas exchange in the artificial lung 120, and a living body oxygen saturation display unit 187B that displays the oxygen saturation of the patient P.
A post-oxygenation lung oxygen saturation display unit 187A and a living body oxygen saturation display unit 187B receive the oxygen saturation signals of the oxygenator 120 and the living body output by the oxygen saturation display unit 174, and display them as numerical values.

グラフ表示部188は、図12に示すように、例えば、補助循環比率(ECMO Rate)表示部188Aと、体重による呼吸効率表示部188Bと、生体肺、人工肺酸素飽和度表示部188Cと、を備えている。
補助循環比率(ECMO Rate)表示部188Aは、例えば、補助循環比率演算部171が出力した補助循環比率(ECMO Rate)のグラフAを、リアルタイムかつ時系列的に表示する。
As shown in FIG. 12, the graph display section 188 includes, for example, an auxiliary circulation rate (ECMO Rate) display section 188A, a respiratory efficiency based on body weight display section 188B, and a living lung/artificial lung oxygen saturation display section 188C.
The auxiliary circulation rate (ECMO Rate) display unit 188A displays, for example, a graph A of the auxiliary circulation rate (ECMO Rate) output by the auxiliary circulation rate calculation unit 171 in real time and in time series.

また、生体、体重による呼吸効率表示部188Bは、例えば、血液ガス交換状況指標演算部172が出力した体重による呼吸効率(血液ガス交換状況指標)のグラフBを、リアルタイムかつ時系列的に表示する。 The respiratory efficiency display unit 188B based on body weight and body weight displays, for example, a graph B of the respiratory efficiency (blood gas exchange status index) based on body weight output by the blood gas exchange status index calculation unit 172 in real time and in chronological order.

また、生体、人工肺酸素飽和度表示部188Cは、例えば、酸素飽和度表示部174が出力した人工肺120後の酸素飽和度のグラフC1、及び患者(生体)Pの酸素飽和度のグラフC2を、リアルタイムかつ時系列的に表示する。 The living body/artificial lung oxygen saturation display unit 188C also displays, for example, a graph C1 of the oxygen saturation after the artificial lung 120 output by the oxygen saturation display unit 174, and a graph C2 of the oxygen saturation of the patient (living body) P in real time and in chronological order.

パネルスイッチ部(操作部)189は、図12に示すように、例えば、第1タッチ部189A、第2タッチ部189B、第3タッチ部189C、第4タッチ部189Dとを備えている。 As shown in FIG. 12, the panel switch section (operation section) 189 includes, for example, a first touch section 189A, a second touch section 189B, a third touch section 189C, and a fourth touch section 189D.

第1タッチ部189Aは、例えば、GUI(Graphical User Interface)の選択によって、補助循環制御装置100が補助循環(V-V ECMO)をモニタリングする際のガス交換量パラメータとして、酸素(O)摂取量、二酸化炭素(CO)排出量、酸素(O)摂取量及び二酸化炭素(CO)排出量、のいずれを用いるかどうかを選択可能とされている。 The first touch section 189A, for example, allows the selection of whether to use oxygen (O 2 ) intake, carbon dioxide (CO 2 ) output, or oxygen (O 2 ) intake and carbon dioxide (CO 2 ) output as a gas exchange parameter when the auxiliary circulation control device 100 monitors the auxiliary circulation (V-V ECMO) by selecting a GUI (Graphical User Interface).

第2タッチ部189Bは、例えば、補助循環(V-V ECMO)の寄与度を、補助循環比率(ECMO Rate)で表示するか、人工肺ガス交換量と人工呼吸器ガス交換量の比(人工肺ガス交換量:人工呼吸器ガス交換量)で表示するかをタッチ操作により選択することが可能とされている。 The second touch section 189B allows the user to select, by touch operation, whether to display the contribution of auxiliary circulation (V-V ECMO) as the auxiliary circulation ratio (ECMO Rate) or as the ratio of the artificial lung gas exchange volume to the artificial ventilator gas exchange volume (artificial lung gas exchange volume: artificial ventilator gas exchange volume).

第3タッチ部189Cは、例えば、補助循環制御装置100により、ガス交換量定常制御とガス交換量変動制御のいずれを実施するかを選択することができる。 The third touch unit 189C can, for example, select whether the auxiliary circulation control device 100 will perform steady-state gas exchange volume control or fluctuating gas exchange volume control.

第4タッチ部189Dは、例えば、タッチ回数によって、ガス交換量制御部176による人工肺120における血液のガス交換量変動制御(増加、減少)の実施開始、ガス交換量変動制御停止の信号を出力可能とされている。 The fourth touch unit 189D can output a signal to start the gas exchange volume control unit 176 controlling (increasing or decreasing) the fluctuations in the gas exchange volume of blood in the artificial lung 120 or to stop controlling the fluctuations in the gas exchange volume, for example, depending on the number of touches.

第1実施形態に係る補助循環制御装置100によれば、血液ガス交換状況指標演算部172と、人工肺吸気ガス制御部178Aと送血ポンプ制御部178Bとを有する人工肺120における血液のガス交換量を変化させるガス交換量制御部176を備えているので、体重による呼吸効率を確認しながら補助循環装置による血液のガス交換量を変化させることができる。 The auxiliary circulation control device 100 according to the first embodiment is equipped with a blood gas exchange status index calculation unit 172, a gas exchange amount control unit 176 that changes the amount of blood gas exchange in the artificial lung 120 having an artificial lung intake gas control unit 178A and a blood supply pump control unit 178B, so that the amount of blood gas exchange by the auxiliary circulation device can be changed while checking the respiratory efficiency according to body weight.

また、補助循環制御装置100によれば、ガス交換量制御部176が、人工肺120における血液のガス交換量を変化させる際に、人工肺120に供給する人工肺吸気ガスの酸素含有量と、人工肺120に送る血液の流量とを変化させるので、人工肺120における血液の酸素摂取量を容易かつ安定して変化させることができる。 In addition, according to the auxiliary circulation control device 100, when the gas exchange amount control unit 176 changes the gas exchange amount of blood in the artificial lung 120, it changes the oxygen content of the artificial lung intake gas supplied to the artificial lung 120 and the flow rate of blood sent to the artificial lung 120, so that the oxygen intake amount of blood in the artificial lung 120 can be easily and stably changed.

また、補助循環制御装置100によれば、ガス交換量定常制御において、ガス交換状況判定部173が体重による呼吸効率(血液ガス交換状況指標)が不適切かどうかを判定しながら、ガス交換量制御部176による人工肺120におけるガス交換量を調整するので、補助循環を安定的かつ安全に補助循環を行なうことができる。 In addition, according to the auxiliary circulation control device 100, in steady-state gas exchange volume control, the gas exchange status determination unit 173 determines whether the respiratory efficiency (blood gas exchange status index) based on body weight is inappropriate, while the gas exchange volume control unit 176 adjusts the gas exchange volume in the artificial lung 120, so auxiliary circulation can be performed stably and safely.

また、補助循環制御装置100によれば、ガス交換状況判定部(血液ガス交換状況判定部)173が、人工肺120による血液のガス交換量を変動させたときの体重による呼吸効率(血液ガス交換状況指標)が不適切かどうかを判定するので、例えば、補助循環の依存度合いの低下が可能か等を効率的に判定することができる。
その結果、補助循環の依存度低下の可否確認、補助循環の離脱可否の確認、補助循環の離脱を効率的に行うことができる。
Furthermore, according to the auxiliary circulation control device 100, the gas exchange status determination unit (blood gas exchange status determination unit) 173 determines whether the respiratory efficiency (blood gas exchange status index) based on body weight is inappropriate when the amount of blood gas exchange by the artificial lung 120 is varied, so that it is possible to efficiently determine, for example, whether it is possible to reduce the degree of dependence on auxiliary circulation.
As a result, it is possible to efficiently check whether the dependency on auxiliary circulation can be reduced, check whether auxiliary circulation can be weaned, and wean the auxiliary circulation.

また、補助循環制御装置100によれば、体重による呼吸効率(血液ガス交換状況指標)を演算しながら人工肺120における血液ガス交換量をプログラムにしたがって変化させるので、ガス交換量制御部176による人工肺120におけるガス交換量を効率的に変化させることができる。 In addition, the auxiliary circulation control device 100 changes the amount of blood gas exchange in the artificial lung 120 according to a program while calculating the respiratory efficiency (blood gas exchange status index) based on body weight, so that the amount of gas exchange in the artificial lung 120 can be efficiently changed by the gas exchange amount control unit 176.

また、補助循環制御装置100によれば、補助循環に対する依存が低下する回復時間と対応させて、人工肺120における血液のガス交換量を減少可能であるので、生体肺機能の回復を確認しながら補助循環の依存度を低下させ、又は補助循環装置をスムースに離脱させることができる。 In addition, the auxiliary circulation control device 100 can reduce the amount of blood gas exchange in the artificial lung 120 in accordance with the recovery time during which dependency on auxiliary circulation decreases, so dependency on auxiliary circulation can be reduced while checking the recovery of vital lung function, or the auxiliary circulation device can be smoothly removed.

また、補助循環制御装置100によれば、ガス交換量変動制御において、血液ガス交換状況が不適切の信号を受けた場合に、ガス交換量変動制御を解除(停止)するとともに、ガス交換量をガス交換量変動制御開始前の数値に復帰するので、ガス交換量変動制御による補助循環を安全に実施することができる。 In addition, according to the auxiliary circulation control device 100, when a signal indicating that the blood gas exchange condition is inappropriate is received during gas exchange volume fluctuation control, the gas exchange volume fluctuation control is released (stopped) and the gas exchange volume is restored to the value before the gas exchange volume fluctuation control was started, so that auxiliary circulation using gas exchange volume fluctuation control can be performed safely.

また、補助循環制御装置100によれば、ガス交換状況判定部173が、プログラムを実行中に、体重による呼吸効率(血液ガス交換状況指標)が設定範囲から外れた際にアラームを出力するので、血液のガス交換量を安全に変化させることができる。 In addition, according to the auxiliary circulation control device 100, the gas exchange status determination unit 173 outputs an alarm when the respiratory efficiency based on body weight (blood gas exchange status index) falls outside the set range while the program is being executed, so that the amount of blood gas exchange can be changed safely.

また、補助循環制御装置100によれば、補助循環比率(ECMO Rate)、体重による呼吸効率(血液ガス交換状況指標)の演算、及び血液ガス交換状況の判定を液晶タッチパネル180のグラフ表示部188にリアルタイムで表示するので、患者Pの血液ガス交換状況をトレンドで的確に把握することができる。 In addition, the auxiliary circulation control device 100 calculates the auxiliary circulation ratio (ECMO Rate), respiratory efficiency based on body weight (blood gas exchange status index), and determines the blood gas exchange status, and displays the results in real time on the graph display section 188 of the LCD touch panel 180, allowing the blood gas exchange status of patient P to be accurately understood as a trend.

また、補助循環制御装置100によれば、人工肺120の吸気と呼気、及び人工呼吸器140の吸気及び呼気に基づいて、人工肺120、生体肺(NL)における二酸化炭素排出量を演算するので、人工肺120及び生体肺(NL)における二酸化炭素排出量を正確に演算することができる。
また、生体肺による血液の酸素化状態を効率的に把握することができる。
In addition, according to the auxiliary circulation control device 100, the amount of carbon dioxide emitted in the artificial lung 120 and the natural lung (NL) is calculated based on the inhalation and exhalation of the artificial lung 120 and the inhalation and exhalation of the artificial ventilator 140, so that the amount of carbon dioxide emitted in the artificial lung 120 and the natural lung (NL) can be accurately calculated.
In addition, the oxygenation state of blood in the living lungs can be efficiently grasped.

<第2実施形態>
以下、図13、図14を参照して、本発明の第2実施形態に係る補助循環(V-A ECMO)について説明する。
図13は、本発明の第2実施形態に係る補助循環(V-A ECMO)の概略構成を説明する概念図である。なお、図13に示す点線は、補助循環制御装置100と各センサ、人工肺ガス供給装置、遠心ポンプドライバを接続する電気ケーブル(一部経路を省略)を示している。
また、図14は、補助循環(V-A ECMO)を適用している患者の血液循環の概略を説明する概念図である。
図13において、符号20は補助循環システム(V-A ECMO)を示している。
Second Embodiment
Hereinafter, the auxiliary circulation (VA ECMO) according to the second embodiment of the present invention will be described with reference to FIGS.
Fig. 13 is a conceptual diagram for explaining the schematic configuration of the auxiliary circulation (V-A ECMO) according to the second embodiment of the present invention. The dotted lines in Fig. 13 indicate electric cables (some paths are omitted) connecting the auxiliary circulation control device 100 to each sensor, the artificial lung gas supply device, and the centrifugal pump driver.
FIG. 14 is a conceptual diagram for explaining an outline of blood circulation in a patient to whom assisted circulation (VA ECMO) is applied.
In FIG. 13, reference numeral 20 denotes an auxiliary circulation system (VA ECMO).

第2実施形態は、患者(生体)Pに、図13に示すように、例えば、補助循環システム(V-A ECMO)20と、人工呼吸器140が接続された例である。
また、第2実施形態では、患者(生体)Pには、例えば、補助循環制御装置100と、補助循環システム(V-A ECMO)20と、液晶タッチパネル180と、人工呼吸器140と、パルスオキシメータ(血液酸素化指標測定装置)148が接続されている。
The second embodiment is an example in which, for example, an auxiliary circulation system (VA ECMO) 20 and an artificial ventilator 140 are connected to a patient (living body) P as shown in FIG.
In the second embodiment, a patient (living body) P is connected to, for example, an auxiliary circulation control device 100, an auxiliary circulation system (V-A ECMO) 20, an LCD touch panel 180, an artificial ventilator 140, and a pulse oximeter (blood oxygenation index measuring device) 148.

補助循環システム(V-A ECMO)20は、補助循環システム(V-V ECMO)10と以下の点で相違する。その他は第1実施形態と同様であるので、同じ符号を付して説明を省略する。 The auxiliary circulation system (V-A ECMO) 20 differs from the auxiliary circulation system (V-V ECMO) 10 in the following respects. As the rest is the same as in the first embodiment, the same reference numerals are used and the description is omitted.

すなわち、補助循環システム(V-A ECMO)20は、図13に示すように、患者(生体、人体)Pの静脈V1から脱血した血液を遠心ポンプ(送血ポンプ)115により循環させて、人工肺120において血液をガス交換した後の血液を患者Pの動脈A1に還流させる点で相違する。この実施形態において、遠心ポンプ(送血ポンプ)115と人工肺120は、補助循環装置を構成する。 That is, as shown in FIG. 13, the auxiliary circulation system (V-A ECMO) 20 differs in that it circulates blood drawn from a vein V1 of a patient (living body, human body) P using a centrifugal pump (blood feed pump) 115, and returns the blood after gas exchange in an artificial lung 120 to an artery A1 of the patient P. In this embodiment, the centrifugal pump (blood feed pump) 115 and the artificial lung 120 constitute an auxiliary circulation device.

具体的には、第2還流ライン113Bが動脈A1に接続されて、人工肺120から送り出された血液を、第2還流ライン113Bを介して、還流点P2から動脈A1に移送(還流)するように構成されている。 Specifically, the second return line 113B is connected to the artery A1, and the blood sent out from the artificial lung 120 is transported (returned) from the return point P2 to the artery A1 via the second return line 113B.

補助循環制御装置100、液晶タッチパネル180の構成は任意に設定することが可能であるが、第2実施形態において、補助循環制御装置100、液晶タッチパネル180は、第1実施形態と同様の構成とされている。
また、補助循環制御装置100、液晶タッチパネル180の接続、作用についても第1実施形態と同様であるので、同じ符号を付して説明を省略する。
The configuration of the auxiliary circulation control device 100 and the liquid crystal touch panel 180 can be set arbitrarily, but in the second embodiment, the auxiliary circulation control device 100 and the liquid crystal touch panel 180 are configured in the same manner as in the first embodiment.
In addition, the connection and operation of the auxiliary circulation control device 100 and the liquid crystal touch panel 180 are also similar to those in the first embodiment, so the same reference numerals are used and the description will be omitted.

次に、図14を参照して、補助循環システム(V-A ECMO)を適用した場合の血液循環について説明する。
補助循環システム(V-A ECMO)20を適用している患者(生体)Pは、図14に示すように、生体肺(NL)で酸素化された酸素含有量CaO(NL)、血酸素飽和度(血液酸素化状況指標)SaO(NL)、流量(自己心拍出量)QCOの血液が、心臓によって動脈A1に送り出される。
Next, blood circulation in the case where an auxiliary circulation system (VA ECMO) is applied will be described with reference to FIG.
In a patient (living body) P to which an auxiliary circulation system (V-A ECMO) 20 is applied, blood that has been oxygenated in the living lungs (NL) and has an oxygen content CaO 2 (NL), blood oxygen saturation (blood oxygenation status index) SaO 2 (NL), and flow rate (spontaneous cardiac output) Q CO , is pumped out by the heart to an artery A1, as shown in FIG. 14 .

一方、補助循環(V-A ECMO)では、図14に示すように、人工肺(ML)120によってガス交換、酸素化された酸素含有量CaO(ML)、血酸素飽和度(血液酸素化状況指標)SaO(ML)、流量(自己心拍出量)QECMOの血液が動脈A1に向かって送り出され、還流点P2において心臓から送り出された血液と合流する。
そして、還流点P2で合流した血液は混合されて、酸素含有量CaO、動脈血酸素飽和度SaO、流量QCIR(=QCO+QECMO)の血液となり、動脈A1を通じて、生体組織PSに流れる。
On the other hand, in the assisted circulation (V-A ECMO), as shown in FIG. 14, the blood that has been oxygenated through gas exchange by the artificial lung (ML) 120 (oxygen content CaO 2 (ML), blood oxygen saturation (blood oxygenation status index) SaO 2 (ML), and flow rate (self-cardiac output) Q ECMO) is pumped toward the artery A1 and joins with the blood pumped out from the heart at the return point P2.
The blood that joins at the reflux point P2 is mixed to become blood with an oxygen content CaO2 , arterial blood oxygen saturation SaO2 , and flow rate QCIR (= QCO + QECMO ), and flows into the living tissue PS through the artery A1.

そして、生体組織PSに流れた酸素含有量CaO、酸素飽和度SaO、流量QCIRの血液は、生体組織PSで、酸素が代謝により消費され二酸化炭素が生成されて、酸素含有量CvO、酸素飽和度SvOまで低下した静脈血となる。
酸素含有量CvO、酸素飽和度SvOまで低下した流量QCIRの静脈血は、静脈V1を通じて心臓、生体肺(NL)に向かって流れる。
Then, the blood with oxygen content CaO2 , oxygen saturation SaO2 , and flow rate QCIR that flows into the biological tissue PS becomes venous blood with an oxygen content CvO2 and oxygen saturation SvO2 reduced as oxygen is consumed metabolically in the biological tissue PS and carbon dioxide is produced.
The venous blood, whose oxygen content has been reduced to CvO 2 and whose oxygen saturation has been reduced to SvO 2 , flows at a flow rate Q CIR through the vein V1 toward the heart and the vital lungs (NL).

そして、静脈V1を通じて心臓、生体肺(NL)に向って流れる酸素含有量CvO、酸素飽和度SvO2、流量QCIRの血液は、流量QECMOの静脈血が脱血点P1において脱血して補助循環システム(V-A ECMO)20の人工肺(ML)に流れる。 Then, blood with an oxygen content of CvO 2 , oxygen saturation of SvO 2 and flow rate Q CIR flows through the vein V1 toward the heart and the vital lung (NL), and the venous blood with a flow rate Q ECMO is withdrawn at the blood withdrawal point P1 and flows into the artificial lung (ML) of the auxiliary circulation system (VA ECMO) 20.

脱血して人工肺(ML)に送られた血液は、人工肺(ML)で二酸化炭素(CO)が酸素(O)にガス交換されて酸素化されて、還流点P2で動脈A1に戻される。 The blood that has been drawn and sent to the artificial lung (ML) is oxygenated in the artificial lung (ML) by gas exchange of carbon dioxide (CO 2 ) to oxygen (O 2 ), and is returned to the artery A1 at a reflux point P2.

一方、脱血点P1で脱血しなかった流量QCO(=QCIR-QECMO)の血液は、そのまま静脈V1を通じて心臓に向かって流れる。
そして、生体肺(NL)で酸素化されて、酸素含有量CaO(NL)、酸素飽和度SaO(NL)、流量(自己心拍出量)QCOの血液となり、動脈A1に送り出される。
また、図14に示す血液循環では、人工肺(ML)及び生体肺(NL)で、上述の数式(101)に示す〔DaO-DvO〕だけ酸素化される。
On the other hand, the blood that is not withdrawn at the blood withdrawal point P1 at a flow rate Q CO (=Q CIR -Q ECMO ) flows directly through the vein V1 toward the heart.
The blood is then oxygenated in the living lungs (NL) to become blood with an oxygen content CaO 2 (NL), oxygen saturation SaO 2 (NL), and flow rate (autocardiac output) Q CO , and is sent to the artery A1.
In the blood circulation shown in FIG. 14, oxygenation is achieved in the artificial lung (ML) and the natural lung (NL) by an amount equal to [DaO 2 -DvO 2 ] shown in the above formula (101).

補助循環(V-A ECMO)における血液循環は、補助循環流量QECMO、動脈血酸素含有量CaOのいずれかに着目して説明することができる。 The blood circulation in the auxiliary circulation (VA ECMO) can be explained by focusing on either the auxiliary circulation flow rate Q ECMO or the arterial blood oxygen content CaO 2 .

〔補助循環流量QECMOに着目した場合〕
補助循環流量QECMOに着目した場合には、補助循環(V-A ECMO)における血液循環では、第1実施形態に係る補助循環(V-V ECMO)で説明した数式(101)~数式(106)が成立する。内容については、第1実施形態と同様であるので、説明を省略する。
[Focusing on auxiliary circulation flow rate Q ECMO ]
When focusing on the auxiliary circulation flow rate Q ECMO , in the blood circulation in the auxiliary circulation (V-A ECMO), the formulas (101) to (106) described in the auxiliary circulation (V-V ECMO) according to the first embodiment are established. The contents are the same as those in the first embodiment, so the description will be omitted.

(1)動脈血酸素含有量CaOに着目した場合
動脈A1を通じて生体組織PSに流れる血液の動脈血酸素含有量CaO、循環血流量QCIRとすると、動脈血酸素運搬量DaOは、以下の数式(201)のように表すことができる。
(1) When focusing on arterial blood oxygen content CaO2, if the arterial blood oxygen content of the blood flowing through the artery A1 to the biological tissue PS is CaO2 and the circulating blood flow rate is QCIR , the arterial blood oxygen transport amount DaO2 can be expressed as the following formula (201).

Figure 0007553950000010
ここで、補助循環(V-A ECMO)を適用する場合、循環血流量QCIRは、補助循環流量QECMOと自己心拍出量QCOの和に等しいので、循環血流量QCIRは、以下の数式(202)により表すことができる。
Figure 0007553950000010
Here, when auxiliary circulation (VA ECMO) is applied, the circulating blood flow rate Q CIR is equal to the sum of the auxiliary circulation flow rate Q ECMO and the native cardiac output Q CO , and therefore the circulating blood flow rate Q CIR can be expressed by the following formula (202).

Figure 0007553950000011
一方で、酸素の質量は保存されるから、動脈血酸素含有量CaOは、生体肺(NL)でガス交換された後の酸素含有量CaO(NL)、循環血流量QCIR、人工肺(ML)でガス交換された後の酸素含有量CaO(ML)、人工肺(ML)で酸素化された血液の流量QECMOを用いて、以下の数式(203)のように表すことができる。
Figure 0007553950000011
On the other hand, since the mass of oxygen is conserved, the arterial blood oxygen content CaO2 can be expressed as the following formula (203) using the oxygen content after gas exchange in the natural lung (NL) CaO2 (NL), the circulating blood flow rate QCIR , the oxygen content after gas exchange in the artificial lung (ML) CaO2 (ML), and the flow rate of oxygenated blood in the artificial lung (ML) QECMO .

Figure 0007553950000012
Figure 0007553950000012

また、生体全体の二酸化炭素総排出量V'COは、人工肺(ML)の二酸化炭素排出量V'CO(ML)と、生体肺(NL)の二酸化炭素排出量V'CO(NL)の和に等しいので、数式(201)に数式(203)を代入したうえで、左辺を生体全体の二酸化炭素総排出量V'COで除すとともに、右辺を(生体肺(NL)の二酸化炭素排出量V'CO(NL)+人工肺(ML)の二酸化炭素排出量V'CO(ML))で除すと、以下の数式(204)で表わすことができる。 In addition, the total amount of carbon dioxide emission from the entire organism V'CO2 is equal to the sum of the amount of carbon dioxide emission from the artificial lung (ML) V'CO2 (ML) and the amount of carbon dioxide emission from the natural lung (NL) V'CO2 (NL). Therefore, by substituting formula (203) into formula (201), and dividing the left side by the total amount of carbon dioxide emission from the entire organism V'CO2 and the right side by (the amount of carbon dioxide emission from the natural lung (NL) V'CO2 (NL) + the amount of carbon dioxide emission from the artificial lung (ML) V'CO2 (ML)), it can be expressed as the following formula (204).

Figure 0007553950000013
Figure 0007553950000013

ここで、上記数式(202)~(204)における自己心拍出量QCOは、直接測定することは困難であるから、人工肺(ML)における二酸化炭素排出量V'CO(ML)の一般的な推定値を用いることが好適である。 Here, since it is difficult to directly measure the intrinsic cardiac output QCO in the above formulas (202) to (204), it is preferable to use a general estimated value of the amount of carbon dioxide discharged in the artificial lung (ML), V'CO2 (ML).

また、上記数式(203)~(204)の演算結果は、例えば、第3タッチ部189Cを操作することにより選択的に表示する構成としてもよい。
次に、酸素運搬量DaOを二酸化炭素(CO)総排出量V’CO(=V’CO(NL)+V’CO(ML))で除した数式(205)で算出される値が一定の値より大きいときには安全な循環動態と考えられるので、その値を閾値Valarm(管理目標値)として設定すると、DaO/ V’CO>Valarmと表すことができる。そして、数式(204)の右辺に着目すると、以下に示す数式(205)が成立する。
The calculation results of the above formulas (203) and (204) may be selectively displayed by operating the third touch portion 189C, for example.
Next, when the value calculated by formula (205) by dividing the amount of oxygen transport DaO2 by the total amount of carbon dioxide ( CO2 ) discharge V'CO2 (= V'CO2 (NL) + V'CO2 (ML)) is greater than a certain value, it is considered that the circulatory dynamics is safe, and if this value is set as the threshold value V alarm (control target value), it can be expressed as DaO2 / V'CO2 > V alarm . Then, focusing on the right side of formula (204), the following formula (205) is established.

Figure 0007553950000014
数式(205)を、補助循環流量QECMOに着目して変形すると、以下の数式(206)が得られる。
Figure 0007553950000014
When formula (205) is modified with attention to the auxiliary circulation flow rate Q ECMO , the following formula (206) is obtained.

Figure 0007553950000015
また、CaOは、前述のように、次の数式(207)で近似される。
Figure 0007553950000015
Moreover, as described above, CaO2 is approximated by the following formula (207).

Figure 0007553950000016
そして、数式(206)に数式(207)を当てはめて変形すると、数式(208)が導かれる。
Figure 0007553950000016
Then, by applying formula (207) to formula (206) and transforming it, formula (208) is derived.

Figure 0007553950000017
よって、数式(208)に基づいて、生体肺(NL)、人工肺(ML)の二酸化炭素の排出量の演算結果V’CO(NL)V’CO(ML)、動脈血酸素飽和度SaO、人工肺後の酸素飽和度SaO(ML)、及び自己心拍出量QCOから、各患者がValarm(管理目標値)を満足するために必要な補助循環流量QECMOを算出することが可能である。
ここで、流量QCOは、例えば、スワンガンツカテーテルの計測値、血圧波形解析、超音波エコー、MRI等を用いて計測してもよい。
次に、補助循環流量QECMOに着目した場合について説明する。
(2)補助循環流量QECMOに着目する場合
静脈血の酸素運搬量を静脈血酸素運搬量DvOとすると、酸素移動に関して酸素の質量は保存されることから、以下の数式(209)が成立する。
Figure 0007553950000017
Therefore, based on formula (208), it is possible to calculate the auxiliary circulation flow rate QECMO required for each patient to satisfy V alarm (target management value) from the calculation results V'CO 2 (NL) and V'CO 2 (ML) of the carbon dioxide discharge rates from the natural lung (NL) and artificial lung ( ML ), the arterial blood oxygen saturation SaO 2 , the oxygen saturation after the artificial lung SaO 2 (ML), and the native cardiac output QCO .
Here, the flow rate QCO may be measured using, for example, a measurement value of a Swan-Ganz catheter, blood pressure waveform analysis, ultrasonic echo, MRI, or the like.
Next, a case in which the auxiliary circulation flow rate Q ECMO is focused will be described.
(2) When focusing on auxiliary circulation flow rate Q ECMO , if the oxygen transport rate of venous blood is defined as venous blood oxygen transport rate DvO2 , the following formula (209) holds since the mass of oxygen is conserved with respect to oxygen transfer.

Figure 0007553950000018
数式(209)を変形すると、以下の数式(210)が成立する。
Figure 0007553950000018
By modifying the formula (209), the following formula (210) is obtained.

Figure 0007553950000019
静脈血酸素運搬量DvOは、静脈血酸素含有量CvO×QCIRであるから、数式(210)を変形すると、以下の数式(211)が導き出される。
Figure 0007553950000019
Since the venous blood oxygen transport rate DvO2 is the venous blood oxygen content CvO2 × QCIR , the following formula (211) is derived by transforming formula (210).

Figure 0007553950000020
また、二酸化炭素総排出量V'CO=人工肺の二酸化炭素排出量V'CO(ML)+生体肺の二酸化炭素排出量V'CO(NL)、及び数式(211)から、以下に示す数式(212)が成立する。
Figure 0007553950000020
Furthermore, total carbon dioxide emission amount V'CO 2 = carbon dioxide emission amount from artificial lung V'CO 2 (ML) + carbon dioxide emission amount from living lung V'CO 2 (NL) and equation (211) give the following equation (212).

Figure 0007553950000021
次に、酸素運搬量DaOを二酸化炭素(CO)総排出量VCO(=VCO(NL)+V’CO(ML))で除した数式(205)で算出される値が一定の値より大きいときには安全な循環動態と考えられるので、その値を閾値Valarm(管理目標値)として設定すると、DaO/ V’CO>Valarmと表すことができる。そして、数式(212)の右辺に着目すると、以下に示す数式(213)が成立する。
Figure 0007553950000021
Next, when the value calculated by formula (205) by dividing the amount of oxygen transport DaO2 by the total amount of carbon dioxide ( CO2 ) discharge VCO2 (= VCO2 (NL) + V'CO2 (ML)) is greater than a certain value, it is considered that the circulatory dynamics is safe, and if this value is set as the threshold value V alarm (control target value), it can be expressed as DaO2 / V'CO2 > V alarm . Then, by focusing on the right side of formula (212), the following formula (213) is established.

Figure 0007553950000022
補助循環流量QECMOに着目して数式(213)を変形すると、以下の数式(214))が導き出される。
Figure 0007553950000022
When equation (213) is modified with attention to the auxiliary circulation flow rate Q ECMO , the following equation (214) is derived.

Figure 0007553950000023
ここで、CvO=((1.34×Hb×SvO)/100)+0.0031×PvO
であり、右辺第2項は第1項と比較して微少量であることから
CvO≒((1.34×Hb×SvO)/100)
と省略できる。したがって、式(214)は、式(215)のように変形することができる。
Figure 0007553950000023
Here, CvO2 = ((1.34 x Hb x SvO2 )/100) + 0.0031 x PvO2
Since the second term on the right side is a very small amount compared to the first term, CvO 2 ≈ ((1.34 × Hb × SvO 2 )/100)
Therefore, equation (214) can be transformed into equation (215).

Figure 0007553950000024
よって、数式(215)に基づいて、生体肺(NL)、人工肺(ML)の二酸化炭素の排出量の演算結果V’CO(NL)V’CO(ML)と、生体肺、人工肺(ML)の酸素摂取、静脈血酸素飽和度SvO、及び自己心拍出量QCOから、各患者がValarm(管理目標値)を満足するために必要な補助循環流量QECMOを算出することが可能である。
Figure 0007553950000024
Therefore, based on formula (215), it is possible to calculate the auxiliary circulating flow rate QECMO required for each patient to satisfy V alarm (target management value) from the calculation results V'CO 2 (NL) V'CO 2 (ML) of the carbon dioxide discharge rates of the vital lung (NL) and the artificial lung (ML), the oxygen intake of the vital lung and the artificial lung (ML), the venous blood oxygen saturation SvO 2 , and the native cardiac output QCO .

なお、本発明は上記実施形態に限定されるものではなく、発明の趣旨を逸脱しない範囲において、種々の変更をすることが可能である。 The present invention is not limited to the above embodiment, and various modifications are possible without departing from the spirit of the invention.

例えば、上記実施形態で示した補助循環制御装置100、液晶タッチパネル180は一例であり、演算又は表示する血液ガス交換状況指標、ガス交換量パラメータについては任意に設定することができる。
また、上記実施形態においては、補助循環制御装置100を、補助循環(V-V ECMO)10、補助循環(V-A ECMO)20の制御に適用する場合について説明したが、例えば、補助循環(V-V-A ECMO)の制御に適用してもよい。
For example, the auxiliary circulation control device 100 and the liquid crystal touch panel 180 shown in the above embodiment are merely examples, and the blood gas exchange status indicators and gas exchange amount parameters calculated or displayed can be set arbitrarily.
In addition, in the above embodiment, the auxiliary circulation control device 100 has been described as being applied to the control of the auxiliary circulation (V-V ECMO) 10 and the auxiliary circulation (V-A ECMO) 20, but it may also be applied to the control of the auxiliary circulation (V-V-A ECMO), for example.

また、上記実施の形態においては、血液ガス交換状況指標が、補助循環比率(ECMO Rate)、体重による呼吸効率を用いる場合について説明したが、例えば、補助循環比率(ECMO Rate)、体重による呼吸効率に代えて、又はこれらとともに、自発率を用いてもよい。 In the above embodiment, the blood gas exchange status index is described as using the ECMO rate and the respiratory efficiency based on body weight. However, for example, the spontaneous rate may be used instead of or in addition to the ECMO rate and the respiratory efficiency based on body weight.

また、上記実施の形態においては、補助循環システム10、20とともに、人工呼吸器140を用いる場合について説明したが、人工呼吸器140を用いるかどうかは任意に設定可能であり、人工呼吸器140に代えて、酸素マスク等を用いて呼吸する際の吸気と呼気により、二酸化炭素排出量や酸素摂取量を演算してもよい。 In addition, in the above embodiment, the case where the artificial ventilator 140 is used together with the auxiliary circulation system 10, 20 has been described, but whether or not the artificial ventilator 140 is used can be set as desired, and instead of the artificial ventilator 140, the carbon dioxide emission amount and oxygen intake amount may be calculated based on the inhalation and exhalation when breathing using an oxygen mask or the like.

また、上記実施の形態においては、ガス交換量を変化させるガス交換量制御部176が、第3記憶部179に格納されたプログラムによって動作して、人工肺ガス供給装置122のガス供給量を変化させて、人工肺吸気ガスの酸素含有量を変化させるとともに、その人工肺吸気ガスの流量に対応して、遠心ポンプ(送血ポンプ)115による血液流量が変化する場合について説明したが、例えば、人工肺吸気ガスの酸素濃度を変化させて、人工肺吸気ガスの酸素含有量を変化させてもよい。
また、遠心ポンプ115の血液流量に対応させて、人工肺吸気ガスの酸素含有量を変化させる構成としてもよい。
In addition, in the above embodiment, the gas exchange volume control unit 176, which changes the gas exchange volume, operates according to a program stored in the third memory unit 179 to change the gas supply volume of the artificial lung gas supply device 122, thereby changing the oxygen content of the artificial lung intake gas, and the blood flow rate by the centrifugal pump (blood supply pump) 115 changes in response to the flow rate of the artificial lung intake gas. However, for example, the oxygen concentration of the artificial lung intake gas may be changed to change the oxygen content of the artificial lung intake gas.
In addition, the oxygen content of the artificial lung inhalation gas may be changed in accordance with the blood flow rate of the centrifugal pump 115.

また、上記実施の形態においては、補助循環回路10における人工肺120の寄与度や血液ガス交換状況指標、ガス交換量パラメータを演算する際に用いるガスセンサが、人工肺120及び人工呼吸器140に接続された二酸化炭素濃度センサである場合について説明したが、例えば、人工肺120、人工呼吸器140に接続された酸素濃度センサを適用して演算してもよい。また、二酸化炭素濃度センサと酸素濃度センサの両方を用いてもよい。 In the above embodiment, the gas sensor used to calculate the contribution of the artificial lung 120 in the auxiliary circulation circuit 10, the blood gas exchange status index, and the gas exchange volume parameter is a carbon dioxide concentration sensor connected to the artificial lung 120 and the artificial ventilator 140. However, for example, the calculation may be performed using an oxygen concentration sensor connected to the artificial lung 120 and the artificial ventilator 140. In addition, both a carbon dioxide concentration sensor and an oxygen concentration sensor may be used.

また、人工肺吸気ガスセンサ125、人工肺呼気ガスセンサ126、人工呼吸器吸気ガスセンサ142、人工呼吸器呼気ガスセンサ144の構成、配置する位置については任意に設定することが可能である。 In addition, the configuration and placement positions of the artificial lung inhalation gas sensor 125, the artificial lung exhalation gas sensor 126, the artificial ventilator inhalation gas sensor 142, and the artificial ventilator exhalation gas sensor 144 can be set arbitrarily.

また、例えば、人工肺吸気ライン123、人工肺呼気ライン124に、サンプリング回路(不図示)を設けて、患者吸気ガスセンサ142と患者呼気ガスセンサ144をひとつのガスセンサが兼用する構成としてもよい。 In addition, for example, a sampling circuit (not shown) may be provided in the artificial lung inhalation line 123 and the artificial lung exhalation line 124, so that a single gas sensor serves as both the patient inhalation gas sensor 142 and the patient exhalation gas sensor 144.

また、上記実施の形態においては、人工肺吸気センサ125、人工肺呼気ガスセンサ126、患者吸気ガスセンサ142、患者呼気ガスセンサ144が、ガス交換された二酸化炭素濃度によって、ガス交換量パラメータとして二酸化炭素排出量を演算する場合について説明したが、ガス交換量パラメータとして、例えば、二酸化炭素、酸素の含有率を特定することが可能な呼吸用ガスに含まれる他のガス(例えば、麻酔ガス等)の含有率を演算する構成としてもよい。 In addition, in the above embodiment, the artificial lung intake sensor 125, the artificial lung exhaust gas sensor 126, the patient intake gas sensor 142, and the patient exhaust gas sensor 144 are described as calculating the carbon dioxide emission amount as the gas exchange amount parameter based on the concentration of carbon dioxide exchanged. However, the gas exchange amount parameter may be calculated as the content of other gases (e.g., anesthetic gas, etc.) contained in the respiratory gas whose content of carbon dioxide and oxygen can be determined, for example.

また、上記実施の形態においては、補助循環制御装置100が、補助循環比率演算部171、血液ガス交換状況指標演算部172、ガス交換状況判定部173を備えている場合について説明したが、例えば、補助循環比率演算部171、ガス交換状況判定部173を備えるかどうかは任意に設定してもよい。 In addition, in the above embodiment, the auxiliary circulation control device 100 is described as having an auxiliary circulation ratio calculation unit 171, a blood gas exchange status index calculation unit 172, and a gas exchange status determination unit 173. However, for example, whether or not the auxiliary circulation ratio calculation unit 171 and the gas exchange status determination unit 173 are provided may be set arbitrarily.

また、上記実施形態においては、ガス交換状況判定部173が不適切であると判定した場合にガス交換量制御部176に出力するとともに、液晶タッチパネル180に対するアラームを出力する場合について説明したが、これらに信号を出力するかどうかは任意に設定することが可能である。 In addition, in the above embodiment, when the gas exchange status determination unit 173 determines that the gas exchange status is inappropriate, it outputs a signal to the gas exchange amount control unit 176 and outputs an alarm to the liquid crystal touch panel 180. However, it is possible to set arbitrarily whether or not to output a signal to these.

また、上記実施形態においては、ガス交換量制御部176がガス交換状況判定部173から血液ガス交換状況が不適切の信号を受けて、ガス交換量を変化させる制御を解除(停止)するとともに、ガス交換量を復帰する場合について説明したが、ガス交換量を設定された状態に変化(例えば、復帰)するかどうかは任意に設定することが可能である。また、復帰するのに代えて、予め設定したガス交換量まで変化させるように構成してもよい。 In the above embodiment, the gas exchange amount control unit 176 receives a signal from the gas exchange status determination unit 173 indicating that the blood gas exchange status is inappropriate, and releases (stops) the control for changing the gas exchange amount and restores the gas exchange amount. However, it is possible to arbitrarily set whether or not the gas exchange amount is changed to a set state (e.g., restored). Also, instead of restoring, the gas exchange amount may be changed to a preset value.

また、上記実施の形態においては、補助循環制御装置100がボリュームカプノ分析により、生体肺(NL)における二酸化炭素排出量を演算する場合について説明したが、例えば、ボリュームカプノ分析により演算した生体肺(NL)における二酸化炭素排出量を外部から入力する構成としてもよい。 In addition, in the above embodiment, the auxiliary circulation control device 100 has been described as calculating the amount of carbon dioxide discharged in the living lung (NL) by volume capnoanalysis, but, for example, the amount of carbon dioxide discharged in the living lung (NL) calculated by volume capnoanalysis may be input from the outside.

例えば、上記実施の形態においては、送血ポンプが、遠心ポンプ115である場合について説明したが、遠心ポンプ115に代えて、例えば、回転ローラが回転して柔軟なチューブをしごいて血液を吸引、送り出すローラーポンプを用いてもよい。 For example, in the above embodiment, the blood pump is a centrifugal pump 115, but instead of the centrifugal pump 115, a roller pump, in which a rotating roller rotates and squeezes a flexible tube to draw in and send out blood, may be used.

また、上記実施の形態においては、補助循環制御装置100における種々の演算を説明する際に、数式を用いて説明したが、上記数式は一例であり、上記数式に限定されず他の数式や演算方法を用いてもよいことはいうまでもない。 In addition, in the above embodiment, mathematical expressions were used to explain the various calculations in the auxiliary circulation control device 100, but it goes without saying that the above mathematical expressions are only examples, and other mathematical expressions or calculation methods may be used without being limited to the above mathematical expressions.

また、上記実施の形態においては、補助循環制御装置100における動作を説明するためのフローチャートの概略構成の例を説明したが、上記フローチャート以外の方法(アルゴリズム)を用いて制御してもよい。
また、上記実施形態に示した補助循環制御装置100のブロック図における各ブロックの機能、信号のやり取りは一例であり、上記ブロック部に限定されない。
In addition, in the above embodiment, an example of the schematic configuration of a flowchart for explaining the operation of the auxiliary circulation control device 100 has been described, but control may also be performed using a method (algorithm) other than the above flowchart.
Furthermore, the functions and signal exchanges of each block in the block diagram of the auxiliary circulation control device 100 shown in the above embodiment are merely examples, and are not limited to the above blocks.

また、上記実施の形態においては、補助循環制御装置100を患者(人体、生体)Pの補助循環のモニタリングに適用する場合について説明したが、例えば、人体Pに代えて、動物(生体)等の補助循環に適用してもよい。 In addition, in the above embodiment, the auxiliary circulation control device 100 has been described as being applied to monitoring the auxiliary circulation of a patient (human body, living organism) P, but it may also be applied to the auxiliary circulation of an animal (living organism) instead of the human body P, for example.

この発明に係る補助循環制御装置、補助循環システムによれば、人工肺による血液のガス交換量が変化したときの血液ガス交換状況指標の変化を効率的に把握することができるので、産業上利用可能である。 The auxiliary circulation control device and auxiliary circulation system of this invention can efficiently grasp the change in the blood gas exchange status index when the amount of blood gas exchange by the artificial lung changes, and therefore can be used industrially.

P 患者(生体、人体)
10 補助循環システム(V-V ECMO)
20 補助循環システム(V-A ECMO)
100 補助循環制御装置
111 脱血ライン
112 送血ライン
113 還流ライン
115 遠心ポンプ(送血ポンプ)
116 流量センサ
118 送血オートクランプ
119 リサーキュレーションクランプ
120 人工肺
121 人工肺本体
122 人工肺ガス供給装置
125 人工肺吸気ガスセンサ
126 人工肺呼気ガスセンサ
140 人工呼吸器
142 人工呼吸器吸気ガスセンサ
144 人工呼吸器呼気ガスセンサ
171 補助循環比率演算部
172 血液ガス交換状況指標演算部
173 ガス交換状況判定部(血液ガス交換状況判定部)
174 酸素飽和度表示部(血液酸素化指標表示部)
176 ガス交換量制御部
178A 人工肺吸気ガス制御部
178B 送血ポンプ制御部
180 液晶タッチパネル
P Patient (living body, human body)
10. Assisted circulatory system (V-V ECMO)
20. Assisted circulatory system (V-A ECMO)
100 Auxiliary circulation control device 111 Blood removal line 112 Blood supply line 113 Circulation line 115 Centrifugal pump (blood supply pump)
116 Flow rate sensor 118 Blood supply auto clamp 119 Recirculation clamp 120 Artificial lung 121 Artificial lung main body 122 Artificial lung gas supply device 125 Artificial lung inhalation gas sensor 126 Artificial lung exhalation gas sensor 140 Artificial ventilator 142 Artificial ventilator inhalation gas sensor 144 Artificial ventilator exhalation gas sensor 171 Auxiliary circulation ratio calculation unit 172 Blood gas exchange status index calculation unit 173 Gas exchange status determination unit (blood gas exchange status determination unit)
174 Oxygen saturation display unit (blood oxygenation index display unit)
176 Gas exchange amount control unit 178A Artificial lung intake gas control unit 178B Blood pump control unit 180 Liquid crystal touch panel

Claims (8)

生体に接続され、前記生体から脱血した血液を送血ポンプにより人工肺に送血して、前記人工肺において生体肺と並行して血液をガス交換する補助循環装置を制御する補助循環制御装置であって、
前記人工肺に供給する人工肺吸気ガス制御部と、前記人工肺に送血する血液の流量を制御する送血ポンプ流量制御部と、を有し、前記人工肺における血液のガス交換量を変化させるガス交換量制御部と、
前記生体における血液ガス交換状況指標を演算する血液ガス交換状況指標演算部と、
前記血液ガス交換状況指標が設定された数値範囲内であるかどうかを判定する血液ガス交換状況判定部と、
を備え
前記血液ガス交換状況判定部は、
前記人工肺における血液のガス交換量を変化させたときの前記血液ガス交換状況指標を演算して、前記人工肺により行う補助循環の低下によって前記血液ガス交換状況指標が設定された数値範囲内にあるかどうかにより補助循環の依存度低下が適切かどうかを判定するように構成されている
ことを特徴とする補助循環制御装置。
An auxiliary circulation control device that is connected to a living body, controls an auxiliary circulation device that sends blood drawn from the living body to an artificial lung by a blood sending pump and exchanges blood with gas in the artificial lung in parallel with the living lung,
A gas exchange amount control unit that controls the amount of blood gas exchanged in the oxygenator, the gas exchange amount control unit having an oxygenator intake gas control unit that supplies gas to the oxygenator, and a blood pump flow rate control unit that controls the flow rate of blood sent to the oxygenator, and changes the amount of gas exchange in the oxygenator;
a blood gas exchange status index calculation unit that calculates a blood gas exchange status index in the living body;
a blood gas exchange status determination unit for determining whether the blood gas exchange status index is within a set numerical range;
Equipped with
The blood gas exchange status determination unit
The blood gas exchange status index is calculated when the amount of blood gas exchange in the artificial lung is changed, and whether or not the reduction in dependency on auxiliary circulation performed by the artificial lung is appropriate is determined based on whether or not the blood gas exchange status index is within a set numerical range due to the reduction in auxiliary circulation performed by the artificial lung.
An auxiliary circulation control device characterized by:
生体に接続され、前記生体から脱血した血液を送血ポンプにより人工肺に送血して、前記人工肺において生体肺と並行して血液をガス交換する補助循環装置を制御する補助循環制御装置であって、
前記人工肺に供給する人工肺吸気ガス制御部と、前記人工肺に送血する血液の流量を制御する送血ポンプ流量制御部と、を有し、前記人工肺における血液のガス交換量を変化させるガス交換量制御部と、
前記生体における血液ガス交換状況指標を演算する血液ガス交換状況指標演算部と、
を備え
前記ガス交換量制御部は、
予め設定されたプログラムにしたがって前記人工肺における血液のガス交換量を変化可能に構成されていて、
前記血液ガス交換状況指標演算部は、
前記ガス交換量制御部が前記プログラムにしたがって前記人工肺における血液のガス交換量を変化させたときの前記血液ガス交換状況指標を演算し、
前記ガス交換量制御部は、
前記人工肺における血液のガス交換量を変化させる際に、前記生体肺が補助循環に対する依存が低下する回復時間と対応させて、前記人工肺における血液のガス交換量を減少させるように構成されている
ことを特徴とする補助循環制御装置。
An auxiliary circulation control device that is connected to a living body, controls an auxiliary circulation device that sends blood drawn from the living body to an artificial lung by a blood sending pump and exchanges blood with gas in the artificial lung in parallel with the living lung,
A gas exchange amount control unit that controls the amount of blood gas exchanged in the oxygenator, the gas exchange amount control unit having an oxygenator intake gas control unit that supplies gas to the oxygenator, and a blood pump flow rate control unit that controls the flow rate of blood sent to the oxygenator, and changes the amount of gas exchange in the oxygenator;
a blood gas exchange status index calculation unit that calculates a blood gas exchange status index in the living body;
Equipped with
The gas exchange amount control unit is
The amount of gas exchange of blood in the oxygenator can be changed according to a preset program,
The blood gas exchange status index calculation unit
The gas exchange amount control unit calculates the blood gas exchange status index when the blood gas exchange amount in the oxygenator is changed according to the program,
The gas exchange amount control unit is
When changing the amount of gas exchange of blood in the artificial lung, the amount of gas exchange of blood in the artificial lung is reduced in correspondence with a recovery time during which the dependency of the living lung on auxiliary circulation is reduced.
An auxiliary circulation control device characterized by:
請求項に記載の補助循環制御装置であって、
前記ガス交換量制御部は、
前記人工肺における血液のガス交換量を変化させていて、予め設定された補助循環依存度低下動作の停止条件を検出した場合に、前記人工肺に送血する血液流量と前記人工肺に供給する人工肺吸気ガスの酸素含有量を予め設定した状態まで復帰させる
ことを特徴とする補助循環制御装置。
3. The auxiliary circulation control device according to claim 2 ,
The gas exchange amount control unit is
An auxiliary circulation control device characterized by changing the amount of gas exchange of blood in the artificial lung, and when a predetermined condition for stopping the operation of reducing the dependence on auxiliary circulation is detected, restoring the blood flow rate sent to the artificial lung and the oxygen content of the artificial lung intake gas supplied to the artificial lung to a predetermined state.
請求項2又は3に記載の補助循環制御装置であって、
前記血液ガス交換状況指標演算部が演算した血液ガス交換状況指標が設定された数値範囲から外れた際にアラームを出力する
ことを特徴とする補助循環制御装置。
The auxiliary circulation control device according to claim 2 or 3 ,
4. An auxiliary circulation control device, comprising: a blood gas exchange status index calculating unit that calculates a blood gas exchange status index that is outside a set numerical range and outputs an alarm when the blood gas exchange status index calculated by the blood gas exchange status index calculating unit falls outside a set numerical range.
請求項1~4のいずれか1項に記載の補助循環制御装置であって、
前記血液ガス交換状況指標演算部は、
設定された時間間隔で演算する
ことを特徴とする補助循環制御装置。
The auxiliary circulation control device according to any one of claims 1 to 4 ,
The blood gas exchange status index calculation unit
An auxiliary circulation control device characterized by performing calculations at set time intervals.
請求項1~5のいずれか1項に記載の補助循環制御装置であって、
前記ガス交換量制御部は、
前記人工肺における血液のガス交換量を変化させる際に、前記人工肺に供給する人工肺吸気ガスの酸素含有量と、前記人工肺に送る血液の流量、の少なくともいずれか一方を変化させる
ことを特徴とする補助循環制御装置。
The auxiliary circulation control device according to any one of claims 1 to 5 ,
The gas exchange amount control unit is
An auxiliary circulation control device characterized by changing at least one of the oxygen content of the artificial lung intake gas supplied to the artificial lung and the flow rate of blood sent to the artificial lung when changing the amount of gas exchange of blood in the artificial lung.
請求項1~5のいずれか1項に記載の補助循環制御装置であって、
前記ガス交換量制御部は、
前記血液ガス交換状況指標演算部が演算した前記血液ガス交換状況指標に基づいて、前記人工肺における血液のガス交換量を制御する
ことを特徴とする補助循環制御装置。
The auxiliary circulation control device according to any one of claims 1 to 5 ,
The gas exchange amount control unit is
2. An auxiliary circulation control device, comprising: a blood gas exchange status index calculating unit for calculating a blood gas exchange status index; a blood gas exchange status index calculating unit for calculating a blood gas exchange status index;
請求項1~のいずれか一項に記載の補助循環制御装置を備えていることを特徴とする補助循環システム。 An auxiliary circulation system comprising the auxiliary circulation control device according to any one of claims 1 to 7 .
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