JPH0824241A - 静脈空気塞栓の検出方法および検出装置 - Google Patents
静脈空気塞栓の検出方法および検出装置Info
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- JPH0824241A JPH0824241A JP7055841A JP5584195A JPH0824241A JP H0824241 A JPH0824241 A JP H0824241A JP 7055841 A JP7055841 A JP 7055841A JP 5584195 A JP5584195 A JP 5584195A JP H0824241 A JPH0824241 A JP H0824241A
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- A61B5/414—Evaluating particular organs or parts of the immune or lymphatic systems
- A61B5/417—Evaluating particular organs or parts of the immune or lymphatic systems the bone marrow
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Abstract
(57)【要約】
【目的】 患者の呼吸気をモニターし、自動的に静脈空
気塞栓の存在をシグナル化する方法及び装置の提供。 【構成】 呼吸気モニターシステムで、呼吸終期二酸化
炭素濃度、呼吸終期窒素濃度、及び吸気酸素濃度と呼気
酸素濃度との差の連続測定値を所望の時間で平均化し、
経時データとして記憶する。次に、これらの濃度の各々
の現在値を、所望の時間、各々の経時平均と比較する。
以下の条件が合致する場合、静脈空気塞栓が存在するこ
とをシグナル化する。１）ＥｔＣＯ2 濃度の減少１．５
mmHg、２）ＥｔＮ2 濃度の増加０．０３ vol％、３）吸
気酸素濃度と呼気酸素濃度との差の減少０．２０ vol
％。
気塞栓の存在をシグナル化する方法及び装置の提供。 【構成】 呼吸気モニターシステムで、呼吸終期二酸化
炭素濃度、呼吸終期窒素濃度、及び吸気酸素濃度と呼気
酸素濃度との差の連続測定値を所望の時間で平均化し、
経時データとして記憶する。次に、これらの濃度の各々
の現在値を、所望の時間、各々の経時平均と比較する。
以下の条件が合致する場合、静脈空気塞栓が存在するこ
とをシグナル化する。１）ＥｔＣＯ2 濃度の減少１．５
mmHg、２）ＥｔＮ2 濃度の増加０．０３ vol％、３）吸
気酸素濃度と呼気酸素濃度との差の減少０．２０ vol
％。
Description
【０００１】
【産業上の利用分野】本発明は、一般に、静脈空気塞栓
の検出に関わり、特に、患者の呼気および吸気をモニタ
ーすることに基づく静脈空気塞栓のリアルタイムの検出
装置および検出方法に関わる。
の検出に関わり、特に、患者の呼気および吸気をモニタ
ーすることに基づく静脈空気塞栓のリアルタイムの検出
装置および検出方法に関わる。
【０００２】
【従来の技術】静脈空気塞栓（ＶＡＥ）が発生すること
については、医学文献に詳しく示されている。ＶＡＥ
は、さまざまなタイプの外科手術で死亡率およびり患率
の著しい原因であると記載されている。静脈空気塞栓
は、気泡が血流に入るときに生じ、副次的に陰圧勾配を
生じる。外科的な部位が右心房の高さより上方にあると
きはいつでも、陰圧勾配が生じ得る。空気が静脈系に入
ると小さな泡ができる。これらの泡が心臓の右側に移動
し、右心房へ入り、右房心（三尖）弁を通って右心室に
入り、その後肺動脈弁を通り肺動脈へと入る。これらの
泡が肺毛細管系を通り抜けると、それらは肺の微小血管
系の末端にくさびを打つ。これにより肺の死腔を増やす
こととなる。これらの泡がある持続した一定時間検出さ
れないと、ある泡は肺毛細管系を完全に通り抜けること
ができる。これらの泡は心臓の左側に入り、究極的には
動脈血流へと入る。一旦、動脈循環内に入ると、手術中
及び／又は手術後にひどい心肺および神経系の合併症を
引き起こす可能性を有することになる。前胸部ドップラ
ー（doppler ）により、ＶＡＥをより特異的及びより正
確に検出できることがわかっている。しかし、ドップラ
ーによりモニターすることに伴って多くの問題がある。
ドップラープローブを正確に肋間の空間の上に配置しな
ければならないこと、電気的−外科的干渉（electro-su
rgical interference ）、心雑音、及び耳を訓練しなけ
ればならない必要性であり、これらにより、ＶＡＥ検出
において、ドップラーでのモニターを不十分なものとし
ている。
については、医学文献に詳しく示されている。ＶＡＥ
は、さまざまなタイプの外科手術で死亡率およびり患率
の著しい原因であると記載されている。静脈空気塞栓
は、気泡が血流に入るときに生じ、副次的に陰圧勾配を
生じる。外科的な部位が右心房の高さより上方にあると
きはいつでも、陰圧勾配が生じ得る。空気が静脈系に入
ると小さな泡ができる。これらの泡が心臓の右側に移動
し、右心房へ入り、右房心（三尖）弁を通って右心室に
入り、その後肺動脈弁を通り肺動脈へと入る。これらの
泡が肺毛細管系を通り抜けると、それらは肺の微小血管
系の末端にくさびを打つ。これにより肺の死腔を増やす
こととなる。これらの泡がある持続した一定時間検出さ
れないと、ある泡は肺毛細管系を完全に通り抜けること
ができる。これらの泡は心臓の左側に入り、究極的には
動脈血流へと入る。一旦、動脈循環内に入ると、手術中
及び／又は手術後にひどい心肺および神経系の合併症を
引き起こす可能性を有することになる。前胸部ドップラ
ー（doppler ）により、ＶＡＥをより特異的及びより正
確に検出できることがわかっている。しかし、ドップラ
ーによりモニターすることに伴って多くの問題がある。
ドップラープローブを正確に肋間の空間の上に配置しな
ければならないこと、電気的−外科的干渉（electro-su
rgical interference ）、心雑音、及び耳を訓練しなけ
ればならない必要性であり、これらにより、ＶＡＥ検出
において、ドップラーでのモニターを不十分なものとし
ている。
【０００３】ＣＯ2 を連続的にモニターすることは、Ｖ
ＡＥを感度よく表示する方法である。しかし、ＣＯ2 を
モニターすることは、ＶＡＥに対して非常に特異的なも
のではない。ＣＯ2 値を低下させる生理的変化が他にた
くさん存在する。代謝変化、心送血量変化、過度呼吸、
及び死腔変化により、呼気のＣＯ2 値を低下させること
ができる。ＶＡＥを表示する条件及びパラメータを分析
するさまざまな研究がなされている。これらの研究につ
いてのいくつかを以下にまとめる。マジャスコら（Matj
asko, Petrozza and Mackenzie, Sensitivity of End-t
idal Nitrogen in Venous Air Embolism Detection in
Dogs. Anesthesiology 63巻:418-423頁,1985 年）は、
呼吸終期（end-tidal ）窒素（ＥｔＮ2 ）モニター、前
胸部ドップラー（ＰＤ）、呼吸終期ＣＯ2 （ＥｔＣ
Ｏ2 ）、及び肺動脈圧（ＰＡＰ）の、静脈空気塞栓の検
出感度を比較した研究について記載している。この研究
からつぎのことが結論づけられる。即ち、１）前胸部ド
ップラーをモニターすることが、上大静脈および心臓へ
の空気混入を定性検出するのに最も感度がよいが、肺へ
の空気混入および肺からの消失を定量的に測定すること
ができない。２）少量のＶＡＥ混和物（infusion）を伴
うＥｔＮ2 の変化は、ＥｔＣＯ2 の変化より感度が低い
一方、塊状（bolus ）ＶＡＥではそれらはほとんど同等
である。また、彼らは、手術室を共有する質量分析器が
十分に感度があり、かつ、試料として十分に用いること
ができ、臨床上ＶＡＥを初期的に検出する際に価値があ
るものであると表現した。
ＡＥを感度よく表示する方法である。しかし、ＣＯ2 を
モニターすることは、ＶＡＥに対して非常に特異的なも
のではない。ＣＯ2 値を低下させる生理的変化が他にた
くさん存在する。代謝変化、心送血量変化、過度呼吸、
及び死腔変化により、呼気のＣＯ2 値を低下させること
ができる。ＶＡＥを表示する条件及びパラメータを分析
するさまざまな研究がなされている。これらの研究につ
いてのいくつかを以下にまとめる。マジャスコら（Matj
asko, Petrozza and Mackenzie, Sensitivity of End-t
idal Nitrogen in Venous Air Embolism Detection in
Dogs. Anesthesiology 63巻:418-423頁,1985 年）は、
呼吸終期（end-tidal ）窒素（ＥｔＮ2 ）モニター、前
胸部ドップラー（ＰＤ）、呼吸終期ＣＯ2 （ＥｔＣ
Ｏ2 ）、及び肺動脈圧（ＰＡＰ）の、静脈空気塞栓の検
出感度を比較した研究について記載している。この研究
からつぎのことが結論づけられる。即ち、１）前胸部ド
ップラーをモニターすることが、上大静脈および心臓へ
の空気混入を定性検出するのに最も感度がよいが、肺へ
の空気混入および肺からの消失を定量的に測定すること
ができない。２）少量のＶＡＥ混和物（infusion）を伴
うＥｔＮ2 の変化は、ＥｔＣＯ2 の変化より感度が低い
一方、塊状（bolus ）ＶＡＥではそれらはほとんど同等
である。また、彼らは、手術室を共有する質量分析器が
十分に感度があり、かつ、試料として十分に用いること
ができ、臨床上ＶＡＥを初期的に検出する際に価値があ
るものであると表現した。
【０００４】マジャスコら（Matjasko, Hellman and Ma
ckenzie, Venous Air Embolism, Hypotension, and End
-tidal Nitrogen. Neurosurgery 21巻:378-382頁, 1987
年)は、大きな塊状及び混和物のＶＡＥの呼吸終期窒素
（ＥｔＮ2 ）モニター及び呼吸終期ＣＯ2 （ＥｔＣ
Ｏ2 ）モニターによる静脈空気塞栓の検出感度を比較し
た研究について記載している。マンガンら（Mangan, Bo
ucek, Powers and Shadduck, Rapid Detection of Veno
us Air Embolism by Mass Spectrometry during Bone M
arrow Harvesting. Exp. Hematol. 13巻:639-640頁, 19
85年) は、患者の呼気を質量分析でモニターすることに
より静脈空気塞栓を検出することについて記載してい
る。彼らは、呼吸終期ＣＯ2 が減少したとき（１．５％
減少）、および呼気窒素が増加したとき（４％増加）、
空気塞栓であると考えられることを見いだした。ラッセ
ルら（Russell, Richard and Snider, Detection of Ve
nous Air Embolism in Dogs by Emission Spectrometr
y. J Clin Monit. 6 巻:18-23頁, 1990年) は、呼吸終
期窒素を発光分光でモニターすることにより静脈空気塞
栓を検出することについて記載しており、その結果を質
量分析によるモニターの結果と比較している。
ckenzie, Venous Air Embolism, Hypotension, and End
-tidal Nitrogen. Neurosurgery 21巻:378-382頁, 1987
年)は、大きな塊状及び混和物のＶＡＥの呼吸終期窒素
（ＥｔＮ2 ）モニター及び呼吸終期ＣＯ2 （ＥｔＣ
Ｏ2 ）モニターによる静脈空気塞栓の検出感度を比較し
た研究について記載している。マンガンら（Mangan, Bo
ucek, Powers and Shadduck, Rapid Detection of Veno
us Air Embolism by Mass Spectrometry during Bone M
arrow Harvesting. Exp. Hematol. 13巻:639-640頁, 19
85年) は、患者の呼気を質量分析でモニターすることに
より静脈空気塞栓を検出することについて記載してい
る。彼らは、呼吸終期ＣＯ2 が減少したとき（１．５％
減少）、および呼気窒素が増加したとき（４％増加）、
空気塞栓であると考えられることを見いだした。ラッセ
ルら（Russell, Richard and Snider, Detection of Ve
nous Air Embolism in Dogs by Emission Spectrometr
y. J Clin Monit. 6 巻:18-23頁, 1990年) は、呼吸終
期窒素を発光分光でモニターすることにより静脈空気塞
栓を検出することについて記載しており、その結果を質
量分析によるモニターの結果と比較している。
【０００５】プレイガーら（Prager, Gregory, Ascher
and Roberts, Massive Venous AirEmbolism during Ort
hotopic Liver Transplantation. Anesthesiology 72
巻:198-200頁, 1990年) は、患者の呼吸終期ＣＯ2 及び
呼吸終期呼気窒素を質量分析モニターすることにより静
脈空気塞栓を検出することについて報告している。フラ
ンクルら（Frankel and Holzman, Air Embolism During
Posterior Spinal Fusion. Can J Anaesth 35:5:511-5
14頁, 1988年) は、ＶＡＥ検出に利用可能な方法をリス
トとして表している。この中には、前胸部ドップラー、
食道聴診器（oesophageal stethoscope ）、呼吸終期Ｃ
Ｏ2 、呼吸終期窒素、並びに肺動脈圧の測定、経食道超
音波心臓検査法および経皮Ｏ2 および経皮ＣＯ2 のモニ
ターが含まれている。ローら（Lew, Tay and Thomas, V
enous Air Embolism During Cesarean Section More Co
mmon Than Previously Thought. Anesth Analg 77 巻:4
48-452頁,1993 年) は、吸気及び呼気の窒素、酸素、ハ
ロタン（halothane ）、亜酸化窒素及び呼吸終期二酸化
炭素レベルを側流サンプリングカテーテル（side strea
m sampling catheter ）を通して連続的にモニターする
ためにラマン分散分析を用いたことについて報告してい
る。空気塞栓が存在することを明確に証明するは、呼気
窒素濃度がベースラインから０．１ vol％増加すること
であると定めている。
and Roberts, Massive Venous AirEmbolism during Ort
hotopic Liver Transplantation. Anesthesiology 72
巻:198-200頁, 1990年) は、患者の呼吸終期ＣＯ2 及び
呼吸終期呼気窒素を質量分析モニターすることにより静
脈空気塞栓を検出することについて報告している。フラ
ンクルら（Frankel and Holzman, Air Embolism During
Posterior Spinal Fusion. Can J Anaesth 35:5:511-5
14頁, 1988年) は、ＶＡＥ検出に利用可能な方法をリス
トとして表している。この中には、前胸部ドップラー、
食道聴診器（oesophageal stethoscope ）、呼吸終期Ｃ
Ｏ2 、呼吸終期窒素、並びに肺動脈圧の測定、経食道超
音波心臓検査法および経皮Ｏ2 および経皮ＣＯ2 のモニ
ターが含まれている。ローら（Lew, Tay and Thomas, V
enous Air Embolism During Cesarean Section More Co
mmon Than Previously Thought. Anesth Analg 77 巻:4
48-452頁,1993 年) は、吸気及び呼気の窒素、酸素、ハ
ロタン（halothane ）、亜酸化窒素及び呼吸終期二酸化
炭素レベルを側流サンプリングカテーテル（side strea
m sampling catheter ）を通して連続的にモニターする
ためにラマン分散分析を用いたことについて報告してい
る。空気塞栓が存在することを明確に証明するは、呼気
窒素濃度がベースラインから０．１ vol％増加すること
であると定めている。
【０００６】ドルモントら（Drummond, Prutow and Sch
eller, A Comparison of the Sensitivity of Pulmonar
y Artery Pressure, End-Tidal Carbon Dioxide, and E
nd-Tidal Nitrogen in the Detection of Venous Air E
mbolism in the Dog. AnesthAnalg 64 巻:688-692頁, 1
985年) は、ＶＡＥ検出の際の呼吸終期ＣＯ2 分析、呼
吸終期窒素分析および肺動脈圧（ＰＡＰ）の相対的感度
を測定するための実験結果について報告している。彼ら
は次のように結論している。即ち、呼気窒素の増加を
０．０４％のオーダーで同定できる能力が達成されたと
き、呼吸終期窒素をモニターすることが、ＰＡＰおよび
ＥｔＣＯ2 と同様な感度でもってＶＡＥが生じたことを
同定するであろうと結論している。彼らは次のことも注
記している。即ち、窒素感度をこのレベルに達成するこ
とに基づく困難性のため、この試験に応用するには大き
な制限が存在すると注記している。イングリッシュら
（English, Westenskow, Hodges and Stanley, Compari
sonof Venous Air Embolism Monitoring Methods in Su
pine Dogs. Anesthesiology48 巻:425-429頁, 1978年)
は、ＶＡＥ検出のためのさまざまなＶＡＥモニター法を
比較している。この中には、前胸部ドップラー超音波周
波数、呼吸終期ＣＯ 2 濃度、平均肺動脈圧、平均中心静
脈圧、平均中心動脈圧、ハイピッチでほとんど聞き取れ
ないチリンチリンという音、増加したＩＩ音、収縮期雑
音並びに水車雑音を含む食道心音、心電図、動脈血二酸
化炭素圧並びに動脈血酸素圧、心拍数および心臓不整脈
の存在が含まれている。
eller, A Comparison of the Sensitivity of Pulmonar
y Artery Pressure, End-Tidal Carbon Dioxide, and E
nd-Tidal Nitrogen in the Detection of Venous Air E
mbolism in the Dog. AnesthAnalg 64 巻:688-692頁, 1
985年) は、ＶＡＥ検出の際の呼吸終期ＣＯ2 分析、呼
吸終期窒素分析および肺動脈圧（ＰＡＰ）の相対的感度
を測定するための実験結果について報告している。彼ら
は次のように結論している。即ち、呼気窒素の増加を
０．０４％のオーダーで同定できる能力が達成されたと
き、呼吸終期窒素をモニターすることが、ＰＡＰおよび
ＥｔＣＯ2 と同様な感度でもってＶＡＥが生じたことを
同定するであろうと結論している。彼らは次のことも注
記している。即ち、窒素感度をこのレベルに達成するこ
とに基づく困難性のため、この試験に応用するには大き
な制限が存在すると注記している。イングリッシュら
（English, Westenskow, Hodges and Stanley, Compari
sonof Venous Air Embolism Monitoring Methods in Su
pine Dogs. Anesthesiology48 巻:425-429頁, 1978年)
は、ＶＡＥ検出のためのさまざまなＶＡＥモニター法を
比較している。この中には、前胸部ドップラー超音波周
波数、呼吸終期ＣＯ 2 濃度、平均肺動脈圧、平均中心静
脈圧、平均中心動脈圧、ハイピッチでほとんど聞き取れ
ないチリンチリンという音、増加したＩＩ音、収縮期雑
音並びに水車雑音を含む食道心音、心電図、動脈血二酸
化炭素圧並びに動脈血酸素圧、心拍数および心臓不整脈
の存在が含まれている。
【０００７】
【発明が解決しようとする課題】しかし、これらの研究
およびこれらの中に記載された方法には、ＶＡＥが存在
することを自動的に検出する、もしくは自動的にシグナ
ル化するモニターシステムについては全く開示されてい
ない。例えば、前胸部ドップラー技術では、訓練したも
のが連続的に装置の結果をモニターし、その結果を解釈
することを必要とする。このように、呼吸終期窒素濃度
の増加によりＶＡＥを表示できること、又は、呼吸終期
ＣＯ2 の減少によりＶＡＥを表示できることが一般に知
られているが、両者はともに信頼できない表示法である
と考えられる。また、前胸部ドップラーと比較すると、
呼吸終期窒素濃度及び／又は呼吸終期ＣＯ2 濃度をモニ
ターするには、これらのパラメータの挙動を観察しなけ
ればならないというオペレーターの注意を必要とし、い
つそこでの変化が著しくなっているのか、それらがＶＡ
Ｅにより表示されているものなのか、それとも他の因子
によるものなのかを決定しなければならない。このよう
に、静脈空気塞栓を検出するのに理想的なモニターは、
非侵襲性で、きわめて感度がよく、信頼でき、自動で、
空気誘発変化（air-induced change）に特異的で、塞栓
のサイズに定量的に反映し、塞栓の始まり及び溶解に正
確に反映する積極的応答性の持続性を有することが挙げ
られる。これらの要求すべてを合致させる現存の利用可
能なＶＡＥモニターは１つも存在しない。
およびこれらの中に記載された方法には、ＶＡＥが存在
することを自動的に検出する、もしくは自動的にシグナ
ル化するモニターシステムについては全く開示されてい
ない。例えば、前胸部ドップラー技術では、訓練したも
のが連続的に装置の結果をモニターし、その結果を解釈
することを必要とする。このように、呼吸終期窒素濃度
の増加によりＶＡＥを表示できること、又は、呼吸終期
ＣＯ2 の減少によりＶＡＥを表示できることが一般に知
られているが、両者はともに信頼できない表示法である
と考えられる。また、前胸部ドップラーと比較すると、
呼吸終期窒素濃度及び／又は呼吸終期ＣＯ2 濃度をモニ
ターするには、これらのパラメータの挙動を観察しなけ
ればならないというオペレーターの注意を必要とし、い
つそこでの変化が著しくなっているのか、それらがＶＡ
Ｅにより表示されているものなのか、それとも他の因子
によるものなのかを決定しなければならない。このよう
に、静脈空気塞栓を検出するのに理想的なモニターは、
非侵襲性で、きわめて感度がよく、信頼でき、自動で、
空気誘発変化（air-induced change）に特異的で、塞栓
のサイズに定量的に反映し、塞栓の始まり及び溶解に正
確に反映する積極的応答性の持続性を有することが挙げ
られる。これらの要求すべてを合致させる現存の利用可
能なＶＡＥモニターは１つも存在しない。
【０００８】
【課題を解決するための手段】そこで、本発明は、患者
の呼吸気を連続的にモニターし、自動的にＶＡＥの存在
をシグナル化する静脈空気塞栓の検出器である。本発明
のＶＡＥ検出器で連続的にモニターすることにより、そ
の結果を個人的又は主観的に解釈する必要はない。一態
様として、本発明では所定の一定時間の呼吸終期ＣＯ2
濃度及び呼吸終期窒素濃度の経時平均を測定して求め
る。所定の一定時間の最後に、呼吸終期窒素濃度の現在
値を先に求めておいた呼吸終期窒素濃度の経時平均と比
較する。もし、現在値が、所定の一定時間による経時平
均の最高値を少なくとも０．０３％上回るようならば、
窒素”ＴＲＵＥ”の値をセットする。同様に、呼吸終期
ＣＯ2濃度の現在値を先に求めておいた呼吸終期ＣＯ2
濃度の経時平均と比較する。もし、現在値が、所定の一
定時間による経時平均の最低値より少なくとも１．５mm
Hgより低ければ、二酸化炭素”ＴＲＵＥ”の値をセット
する。窒素及び二酸化炭素の双方の値が”ＴＲＵＥ”の
とき、検出器はＶＡＥが存在することをシグナル化す
る。このように、呼吸終期ＣＯ2 濃度及び呼吸終期窒素
濃度を同時に測定することを用いて、ＶＡＥを検出す
る。
の呼吸気を連続的にモニターし、自動的にＶＡＥの存在
をシグナル化する静脈空気塞栓の検出器である。本発明
のＶＡＥ検出器で連続的にモニターすることにより、そ
の結果を個人的又は主観的に解釈する必要はない。一態
様として、本発明では所定の一定時間の呼吸終期ＣＯ2
濃度及び呼吸終期窒素濃度の経時平均を測定して求め
る。所定の一定時間の最後に、呼吸終期窒素濃度の現在
値を先に求めておいた呼吸終期窒素濃度の経時平均と比
較する。もし、現在値が、所定の一定時間による経時平
均の最高値を少なくとも０．０３％上回るようならば、
窒素”ＴＲＵＥ”の値をセットする。同様に、呼吸終期
ＣＯ2濃度の現在値を先に求めておいた呼吸終期ＣＯ2
濃度の経時平均と比較する。もし、現在値が、所定の一
定時間による経時平均の最低値より少なくとも１．５mm
Hgより低ければ、二酸化炭素”ＴＲＵＥ”の値をセット
する。窒素及び二酸化炭素の双方の値が”ＴＲＵＥ”の
とき、検出器はＶＡＥが存在することをシグナル化す
る。このように、呼吸終期ＣＯ2 濃度及び呼吸終期窒素
濃度を同時に測定することを用いて、ＶＡＥを検出す
る。
【０００９】別の態様として、酸素濃度に基づく付加的
な測定を試験に含める。ＣＯ2 とＮ 2 を測定する所定の
一定時間と同じ時間に、患者の吸気酸素（ＦｉＯ2 ）濃
度と呼気酸素（ＦｅＯ2 ）濃度との差を測定し、平均を
とる。もし、（ＦｉＯ2 −ＦｅＯ2 ）の現在の値が、所
定の一定時間による経時平均の最高値より少なくとも
０．０２ vol％より低ければ、酸素”ＴＲＵＥ”の値を
セットする。窒素、二酸化炭素、および酸素の値がすべ
て”ＴＲＵＥ”のとき、検出器はＶＡＥが存在すること
をシグナル化する。このように、ＥｔＣＯ2 濃度、Ｅｔ
Ｎ2 濃度、および（ＦｉＯ2 −ＦｅＯ2 ）濃度を同時に
測定することを用いて、ＶＡＥを検出する。第１の態様
として、本発明は、呼吸気中の窒素を検出し、呼吸気中
の窒素濃度を測定する検出器と、先に求めておいた窒素
濃度をベースとした経時データ、窒素濃度の現在値を含
む現在データ記録器、及び窒素濃度の現在値を経時デー
タベースとを比較し、所定の比較基準が満たされたなら
ば、アラームシグナルをトリガーする比較器を有する窒
素濃度分析処理器とを有する静脈空気塞栓の検出装置で
ある。検出器としてラマンガス分析器がよい。また、処
理器にはさらに、先に求めておいた窒素濃度の経時デー
タベースを調べ、その中の最大値を決定するピーク検出
器を有していてもよい。比較器にはさらに、経時窒素濃
度の最大値と現在データ記録器にある値との差を測定
し、もし、その差がある所定の基準の差を越えたならば
アラームをシグナル化する差分部を有していてもよい。
ある態様では、窒素濃度分析処理器が呼吸終期窒素濃度
ＦｅＮ2 を測定する。また他の態様では、比較器はさら
に、経時データベースに含まれるデータから得られる平
均を決定する平均化部を有していてもよい。
な測定を試験に含める。ＣＯ2 とＮ 2 を測定する所定の
一定時間と同じ時間に、患者の吸気酸素（ＦｉＯ2 ）濃
度と呼気酸素（ＦｅＯ2 ）濃度との差を測定し、平均を
とる。もし、（ＦｉＯ2 −ＦｅＯ2 ）の現在の値が、所
定の一定時間による経時平均の最高値より少なくとも
０．０２ vol％より低ければ、酸素”ＴＲＵＥ”の値を
セットする。窒素、二酸化炭素、および酸素の値がすべ
て”ＴＲＵＥ”のとき、検出器はＶＡＥが存在すること
をシグナル化する。このように、ＥｔＣＯ2 濃度、Ｅｔ
Ｎ2 濃度、および（ＦｉＯ2 −ＦｅＯ2 ）濃度を同時に
測定することを用いて、ＶＡＥを検出する。第１の態様
として、本発明は、呼吸気中の窒素を検出し、呼吸気中
の窒素濃度を測定する検出器と、先に求めておいた窒素
濃度をベースとした経時データ、窒素濃度の現在値を含
む現在データ記録器、及び窒素濃度の現在値を経時デー
タベースとを比較し、所定の比較基準が満たされたなら
ば、アラームシグナルをトリガーする比較器を有する窒
素濃度分析処理器とを有する静脈空気塞栓の検出装置で
ある。検出器としてラマンガス分析器がよい。また、処
理器にはさらに、先に求めておいた窒素濃度の経時デー
タベースを調べ、その中の最大値を決定するピーク検出
器を有していてもよい。比較器にはさらに、経時窒素濃
度の最大値と現在データ記録器にある値との差を測定
し、もし、その差がある所定の基準の差を越えたならば
アラームをシグナル化する差分部を有していてもよい。
ある態様では、窒素濃度分析処理器が呼吸終期窒素濃度
ＦｅＮ2 を測定する。また他の態様では、比較器はさら
に、経時データベースに含まれるデータから得られる平
均を決定する平均化部を有していてもよい。
【００１０】第２の態様として、本発明は、次のものを
有する静脈空気塞栓の検出装置である。即ち、呼吸気中
の二酸化炭素及び窒素を検出し、呼吸気中の二酸化炭素
濃度及び窒素濃度を測定する検出器と、その二酸化炭素
濃度及び窒素濃度を所定の二酸化炭素濃度しきい値及び
所定の窒素濃度しきい値と各々比較する処理器であっ
て、所定の時間枠内で、二酸化炭素濃度及び窒素濃度の
双方が前記の所定の二酸化炭素濃度しきい値及び所定の
窒素濃度しきい値を各々越えたとき、空気塞栓が存在す
ることをシグナル化する出力を有する処理器とを有する
静脈空気塞栓の検出装置である。検出器としてラマンガ
ス分析器がよい。ある態様では、検出器にさらに酸素を
検出する手段を有していてもよく、処理器にはさらに所
定の酸素濃度しきい値を有し、二酸化炭素濃度、窒素濃
度及び酸素濃度が、所定のある一定時間内に、各々、所
定の二酸化炭素濃度しきい値、所定の窒素濃度しきい値
及び所定の酸素濃度しきい値を越えたとき、空気塞栓が
存在することをシグナル化することとしてもよい。第３
の態様として、本発明は、次のものを有する静脈空気塞
栓の検出装置である。即ち、呼吸気中の二酸化炭素及び
窒素を検出する検出器と、呼吸気中の窒素及び二酸化炭
素の呼吸毎の吸気濃度及び呼気濃度を測定するガス分析
器と、呼吸毎の二酸化炭素濃度の測定値を受け取り、そ
の値から複数の呼吸に対する呼吸終期二酸化炭素濃度値
ＥｔＣＯ2 を測定する呼吸終期二酸化炭素分析器と、複
数の呼吸毎のＥｔＣＯ2 値を時間の関数として記憶する
呼吸終期二酸化炭素データメモリと、呼吸毎の窒素濃度
の測定値を受け取り、その値から複数の呼吸に対する呼
気窒素濃度値ＦｅＮ2 を測定する窒素分析器と、複数の
呼吸毎のＦｅＮ2 値を時間の関数として記憶する呼気窒
素データメモリと、１）ＥｔＣＯ2 の最新値を先に求め
ておいたＥｔＣＯ2 値と比較し、所定のＥｔＣＯ2 比較
基準を満たしたならば、ＥｔＣＯ2 ＴＲＵＥフラッグを
セットする、２）対応するＦｅＮ2 の最新値を先に求め
ておいたＦｅＮ2 値と比較し、所定のＦｅＮ2 比較基準
を満たしたならば、ＦｅＮ2 ＴＲＵＥフラッグをセット
する、３）ＥｔＣＯ2 ＴＲＵＥフラッグ及びＦｅＮ2 Ｔ
ＲＵＥフラッグの双方が同じ現在の呼吸に対して生じた
ならば、アラームシグナルを出す処理器とを有する静脈
空気塞栓の検出装置である。この態様のあるバージョン
では、検出器としてさらに呼吸気中の酸素を検出する酸
素検出器を有していてもよい。ガス分析器にはさらに呼
吸気中の呼吸毎の吸気及び呼気の酸素濃度を測定する分
析器と、呼吸毎の酸素濃度の測定値を受け取り、それか
ら複数の呼吸に対する（吸気酸素濃度）−（呼気酸素濃
度値）ＦｉＯ 2 −ＦｅＯ2 を測定する酸素分析器と、複
数の呼吸毎のＦｉＯ2 −ＦｅＯ2 値を時間の関数として
記憶する呼気酸素データメモリとを有していてもよい。
処理器にはさらに４）ＦｉＯ2 −ＦｅＯ2 の最新値を先
に求めておいたＦｉＯ2 −ＦｅＯ2 値と比較して、所定
のＦｉＯ2 −ＦｅＯ2 比較基準を満足したならば、Ｆｉ
Ｏ2 −ＦｅＯ2 ＴＲＵＥフラッグをセットし、５）Ｅｔ
ＣＯ2 ＴＲＵＥフラッグ、ＦｅＮ2 ＴＲＵＥフラッグ、
及び、ＦｉＯ2 −ＦｅＯ2 ＴＲＵＥフラッグのすべてが
同じ現在の呼吸について生じたならば、アラームシグナ
ルを出す処理器を有していてもよい。この態様のバージ
ョンにおいて、検出器をラマンガス分析器としてもよ
い。この態様において、さらに呼気窒素データメモリに
記憶された、時間の関数としての呼吸毎のＦｅＮ2 値の
複数から最高値を抽出する最大値検出器と、呼気窒素濃
度ＦｅＮ2 の最新値を最大値と比較し、最新値が最大値
を少なくとも０．０１ vol％越えたときアラームををト
リガーする比較器とを有していてもよい。また、他のバ
ージョンでは、この態様ではさらに呼吸終期二酸化炭素
データメモリに記憶された、時間の関数としての呼吸毎
のＥｔＣＯ2 値の複数から最低値を抽出する最小値検出
器と、呼吸終期二酸化炭素濃度ＥｔＣＯ2 の最新値を最
小値と比較し、最新値が最小値より少なくとも１．０mm
Hgより低いときアラームをトリガーする比較器とを有し
ていてもよい。
有する静脈空気塞栓の検出装置である。即ち、呼吸気中
の二酸化炭素及び窒素を検出し、呼吸気中の二酸化炭素
濃度及び窒素濃度を測定する検出器と、その二酸化炭素
濃度及び窒素濃度を所定の二酸化炭素濃度しきい値及び
所定の窒素濃度しきい値と各々比較する処理器であっ
て、所定の時間枠内で、二酸化炭素濃度及び窒素濃度の
双方が前記の所定の二酸化炭素濃度しきい値及び所定の
窒素濃度しきい値を各々越えたとき、空気塞栓が存在す
ることをシグナル化する出力を有する処理器とを有する
静脈空気塞栓の検出装置である。検出器としてラマンガ
ス分析器がよい。ある態様では、検出器にさらに酸素を
検出する手段を有していてもよく、処理器にはさらに所
定の酸素濃度しきい値を有し、二酸化炭素濃度、窒素濃
度及び酸素濃度が、所定のある一定時間内に、各々、所
定の二酸化炭素濃度しきい値、所定の窒素濃度しきい値
及び所定の酸素濃度しきい値を越えたとき、空気塞栓が
存在することをシグナル化することとしてもよい。第３
の態様として、本発明は、次のものを有する静脈空気塞
栓の検出装置である。即ち、呼吸気中の二酸化炭素及び
窒素を検出する検出器と、呼吸気中の窒素及び二酸化炭
素の呼吸毎の吸気濃度及び呼気濃度を測定するガス分析
器と、呼吸毎の二酸化炭素濃度の測定値を受け取り、そ
の値から複数の呼吸に対する呼吸終期二酸化炭素濃度値
ＥｔＣＯ2 を測定する呼吸終期二酸化炭素分析器と、複
数の呼吸毎のＥｔＣＯ2 値を時間の関数として記憶する
呼吸終期二酸化炭素データメモリと、呼吸毎の窒素濃度
の測定値を受け取り、その値から複数の呼吸に対する呼
気窒素濃度値ＦｅＮ2 を測定する窒素分析器と、複数の
呼吸毎のＦｅＮ2 値を時間の関数として記憶する呼気窒
素データメモリと、１）ＥｔＣＯ2 の最新値を先に求め
ておいたＥｔＣＯ2 値と比較し、所定のＥｔＣＯ2 比較
基準を満たしたならば、ＥｔＣＯ2 ＴＲＵＥフラッグを
セットする、２）対応するＦｅＮ2 の最新値を先に求め
ておいたＦｅＮ2 値と比較し、所定のＦｅＮ2 比較基準
を満たしたならば、ＦｅＮ2 ＴＲＵＥフラッグをセット
する、３）ＥｔＣＯ2 ＴＲＵＥフラッグ及びＦｅＮ2 Ｔ
ＲＵＥフラッグの双方が同じ現在の呼吸に対して生じた
ならば、アラームシグナルを出す処理器とを有する静脈
空気塞栓の検出装置である。この態様のあるバージョン
では、検出器としてさらに呼吸気中の酸素を検出する酸
素検出器を有していてもよい。ガス分析器にはさらに呼
吸気中の呼吸毎の吸気及び呼気の酸素濃度を測定する分
析器と、呼吸毎の酸素濃度の測定値を受け取り、それか
ら複数の呼吸に対する（吸気酸素濃度）−（呼気酸素濃
度値）ＦｉＯ 2 −ＦｅＯ2 を測定する酸素分析器と、複
数の呼吸毎のＦｉＯ2 −ＦｅＯ2 値を時間の関数として
記憶する呼気酸素データメモリとを有していてもよい。
処理器にはさらに４）ＦｉＯ2 −ＦｅＯ2 の最新値を先
に求めておいたＦｉＯ2 −ＦｅＯ2 値と比較して、所定
のＦｉＯ2 −ＦｅＯ2 比較基準を満足したならば、Ｆｉ
Ｏ2 −ＦｅＯ2 ＴＲＵＥフラッグをセットし、５）Ｅｔ
ＣＯ2 ＴＲＵＥフラッグ、ＦｅＮ2 ＴＲＵＥフラッグ、
及び、ＦｉＯ2 −ＦｅＯ2 ＴＲＵＥフラッグのすべてが
同じ現在の呼吸について生じたならば、アラームシグナ
ルを出す処理器を有していてもよい。この態様のバージ
ョンにおいて、検出器をラマンガス分析器としてもよ
い。この態様において、さらに呼気窒素データメモリに
記憶された、時間の関数としての呼吸毎のＦｅＮ2 値の
複数から最高値を抽出する最大値検出器と、呼気窒素濃
度ＦｅＮ2 の最新値を最大値と比較し、最新値が最大値
を少なくとも０．０１ vol％越えたときアラームををト
リガーする比較器とを有していてもよい。また、他のバ
ージョンでは、この態様ではさらに呼吸終期二酸化炭素
データメモリに記憶された、時間の関数としての呼吸毎
のＥｔＣＯ2 値の複数から最低値を抽出する最小値検出
器と、呼吸終期二酸化炭素濃度ＥｔＣＯ2 の最新値を最
小値と比較し、最新値が最小値より少なくとも１．０mm
Hgより低いときアラームをトリガーする比較器とを有し
ていてもよい。
【００１１】第４の態様として、本発明は、次の工程を
有する静脈空気塞栓の自動的検出方法である。即ち、呼
吸気中の窒素を検出する工程と、複数の呼吸について呼
吸毎の呼気窒素濃度を測定し、経時データベースに複数
の呼吸毎の呼気窒素濃度を記憶する工程と、呼気窒素濃
度の最新値を経時データベース中に先に求めておいた呼
気窒素濃度と比較する工程と、呼気窒素濃度の最新値が
先に求めておいた呼気窒素濃度の経時データベースから
得られるベースラインしきい値を越えたとき、空気塞栓
が存在することをシグナル化する工程とを有する静脈空
気塞栓の自動的検出方法である。この態様にはさらに次
の工程を有していてもよい。即ち、呼吸気中の二酸化炭
素を検出する工程と、複数の呼吸から呼吸毎の呼吸終期
二酸化炭素濃度を測定し、経時データベースに複数の呼
吸毎の呼吸終期二酸化炭素濃度を記憶する工程と、呼吸
終期二酸化炭素濃度の最新値を経時データベース中に先
に求めておいた呼吸終期二酸化炭素濃度と比較する工程
と、呼吸終期二酸化炭素濃度の最新値が先に求めておい
た呼吸終期二酸化炭素濃度の経時データベースから得ら
れるベースラインしきい値を越え、かつ、対応する呼気
窒素濃度の最新値が先に求めておいた呼気窒素濃度の経
時データベースから得られるベースラインしきい値を越
えたとき、空気塞栓が存在することをシグナル化する工
程とを有する静脈空気塞栓の自動的検出方法である。他
のバージョンとして、空気塞栓が存在することをシグナ
ル化する工程にはさらに、窒素ベースラインしきい値は
窒素経時データベースの呼気窒素濃度の最高値であると
定義する工程と、呼気窒素濃度の最新値が窒素ベースラ
インしきい値を少なくとも０．０１ vol％越えたなら
ば、アラームをトリガーする工程とを有する。また、こ
の方法の他のバージョンとして、空気塞栓が存在するこ
とをシグナル化する工程にはさらに、窒素ベースライン
しきい値は窒素経時データベースの呼気窒素濃度の最高
値であると定義する工程と、呼気窒素濃度の最新値がベ
ースラインしきい値を少なくとも０．０１ vol％越えた
ならば、窒素トリガーをセットする工程とを有する。こ
の方法の他のバージョンとして、空気塞栓が存在するこ
とをシグナル化する工程にはさらに、呼吸終期二酸化炭
素ベースラインしきい値は呼吸終期二酸化炭素経時デー
タベースの呼吸終期二酸化炭素の最低値であると定義す
る工程と、呼吸終期二酸化炭素濃度の最新値が呼吸終期
二酸化炭素ベースラインしきい値を少なくとも１．０mm
Hgより低いならば、呼吸終期二酸化炭素トリガーをセッ
トする工程とを有する。
有する静脈空気塞栓の自動的検出方法である。即ち、呼
吸気中の窒素を検出する工程と、複数の呼吸について呼
吸毎の呼気窒素濃度を測定し、経時データベースに複数
の呼吸毎の呼気窒素濃度を記憶する工程と、呼気窒素濃
度の最新値を経時データベース中に先に求めておいた呼
気窒素濃度と比較する工程と、呼気窒素濃度の最新値が
先に求めておいた呼気窒素濃度の経時データベースから
得られるベースラインしきい値を越えたとき、空気塞栓
が存在することをシグナル化する工程とを有する静脈空
気塞栓の自動的検出方法である。この態様にはさらに次
の工程を有していてもよい。即ち、呼吸気中の二酸化炭
素を検出する工程と、複数の呼吸から呼吸毎の呼吸終期
二酸化炭素濃度を測定し、経時データベースに複数の呼
吸毎の呼吸終期二酸化炭素濃度を記憶する工程と、呼吸
終期二酸化炭素濃度の最新値を経時データベース中に先
に求めておいた呼吸終期二酸化炭素濃度と比較する工程
と、呼吸終期二酸化炭素濃度の最新値が先に求めておい
た呼吸終期二酸化炭素濃度の経時データベースから得ら
れるベースラインしきい値を越え、かつ、対応する呼気
窒素濃度の最新値が先に求めておいた呼気窒素濃度の経
時データベースから得られるベースラインしきい値を越
えたとき、空気塞栓が存在することをシグナル化する工
程とを有する静脈空気塞栓の自動的検出方法である。他
のバージョンとして、空気塞栓が存在することをシグナ
ル化する工程にはさらに、窒素ベースラインしきい値は
窒素経時データベースの呼気窒素濃度の最高値であると
定義する工程と、呼気窒素濃度の最新値が窒素ベースラ
インしきい値を少なくとも０．０１ vol％越えたなら
ば、アラームをトリガーする工程とを有する。また、こ
の方法の他のバージョンとして、空気塞栓が存在するこ
とをシグナル化する工程にはさらに、窒素ベースライン
しきい値は窒素経時データベースの呼気窒素濃度の最高
値であると定義する工程と、呼気窒素濃度の最新値がベ
ースラインしきい値を少なくとも０．０１ vol％越えた
ならば、窒素トリガーをセットする工程とを有する。こ
の方法の他のバージョンとして、空気塞栓が存在するこ
とをシグナル化する工程にはさらに、呼吸終期二酸化炭
素ベースラインしきい値は呼吸終期二酸化炭素経時デー
タベースの呼吸終期二酸化炭素の最低値であると定義す
る工程と、呼吸終期二酸化炭素濃度の最新値が呼吸終期
二酸化炭素ベースラインしきい値を少なくとも１．０mm
Hgより低いならば、呼吸終期二酸化炭素トリガーをセッ
トする工程とを有する。
【００１２】本発明のこれらの性質及び他の性質は、以
下の好適な態様及びそれに伴う図面についての詳細な説
明を参照することから明らかになるであろう。
下の好適な態様及びそれに伴う図面についての詳細な説
明を参照することから明らかになるであろう。
【００１３】
【実施例】図１は、本発明の静脈空気塞栓検出器１０の
構成図である。呼吸気分析器２０が患者の呼吸気を受け
取り、患者の呼吸気を分析し、患者の呼吸気に存在する
酸素濃度（Ｏ2 ）、窒素濃度（Ｎ2 ）、及び二酸化炭素
濃度（ＣＯ2 ）に対応するシグナルをデータ処理器３０
へと送る。データ処理器３０は、プログラムソース４０
から方向づけを受け取り、ある特定の手順に従って、患
者の呼吸気に存在する酸素（Ｏ2 ）濃度、窒素（Ｎ2 ）
濃度、及び二酸化炭素（ＣＯ2 ）濃度を分析する。デー
タ処理器３０は、その分析結果をアラーム５０及びディ
スプレイ６０へ出力する。呼吸気分析器２０は、呼吸気
分析に慣用のさまざまなガス分析器であってもよく、こ
れには、ラマンガス分析システム（例えば、オーメダ
（Ohmeda Inc. ）、ルイビル（Louisville）、ＣＯで手
に入るラスカル（登録商標）II ラマン分光器）又は質
量分析器（例えば、マーケットメディカルガスアナライ
ザー、セントルイス（Marquette Medical Gas Analyze
r）、ＭＯで手に入るＭＧＡ1100質量分析器）が含まれ
る。本発明においては、ラマンガス分析システムを用い
た方が好ましい。というのは、質量分析器より高価では
なく、より容易に単独の患者に扱え、かつ、応答時間が
より速いからである。ラマンガス分析システム及び付属
システムについての詳細な説明は、以下の米国特許に示
されており、これらの特許の内容は本明細書に含まれる
ものとする。１）ファン・ワーゲネン（Van Wagenen ）
らの米国特許No. 4,784,486 発明の名称”MULTI-CHANNE
L MOLECULAR GAS ANALYSIS BY LASER-ACTIVATED RAMAN
LIGHT SCATTERING”、２）ファン・ワーゲネンの米国特
許No. 4,676,639 発明の名称”GAS CELL FOR RAMAN SCA
TTERING ANALYSIS BY LASER MEANS ”、３）マイルス
（Miles ）の米国特許No. 5,135,304 発明の名称”GAS
ANALYSIS SYSTEM HAVING BUFFER GAS INPUTS TO PROTEC
T ASSOCIATED OPTICAL ELEMENTS ”、４）ベナー（Benn
er）らの米国再発行特許No. 34,153発明の名称”MOLECU
LAR GAS ANALYSIS BY RAMAN SCATTERING IN INTRACAVIT
YLASER CONFIGURATION ”、５）ミッチェル（Mitchel
l）らの米国特許No. 5,245,405 発明の名称”CONSTANT
PRESSURE GAS CELL”。
構成図である。呼吸気分析器２０が患者の呼吸気を受け
取り、患者の呼吸気を分析し、患者の呼吸気に存在する
酸素濃度（Ｏ2 ）、窒素濃度（Ｎ2 ）、及び二酸化炭素
濃度（ＣＯ2 ）に対応するシグナルをデータ処理器３０
へと送る。データ処理器３０は、プログラムソース４０
から方向づけを受け取り、ある特定の手順に従って、患
者の呼吸気に存在する酸素（Ｏ2 ）濃度、窒素（Ｎ2 ）
濃度、及び二酸化炭素（ＣＯ2 ）濃度を分析する。デー
タ処理器３０は、その分析結果をアラーム５０及びディ
スプレイ６０へ出力する。呼吸気分析器２０は、呼吸気
分析に慣用のさまざまなガス分析器であってもよく、こ
れには、ラマンガス分析システム（例えば、オーメダ
（Ohmeda Inc. ）、ルイビル（Louisville）、ＣＯで手
に入るラスカル（登録商標）II ラマン分光器）又は質
量分析器（例えば、マーケットメディカルガスアナライ
ザー、セントルイス（Marquette Medical Gas Analyze
r）、ＭＯで手に入るＭＧＡ1100質量分析器）が含まれ
る。本発明においては、ラマンガス分析システムを用い
た方が好ましい。というのは、質量分析器より高価では
なく、より容易に単独の患者に扱え、かつ、応答時間が
より速いからである。ラマンガス分析システム及び付属
システムについての詳細な説明は、以下の米国特許に示
されており、これらの特許の内容は本明細書に含まれる
ものとする。１）ファン・ワーゲネン（Van Wagenen ）
らの米国特許No. 4,784,486 発明の名称”MULTI-CHANNE
L MOLECULAR GAS ANALYSIS BY LASER-ACTIVATED RAMAN
LIGHT SCATTERING”、２）ファン・ワーゲネンの米国特
許No. 4,676,639 発明の名称”GAS CELL FOR RAMAN SCA
TTERING ANALYSIS BY LASER MEANS ”、３）マイルス
（Miles ）の米国特許No. 5,135,304 発明の名称”GAS
ANALYSIS SYSTEM HAVING BUFFER GAS INPUTS TO PROTEC
T ASSOCIATED OPTICAL ELEMENTS ”、４）ベナー（Benn
er）らの米国再発行特許No. 34,153発明の名称”MOLECU
LAR GAS ANALYSIS BY RAMAN SCATTERING IN INTRACAVIT
YLASER CONFIGURATION ”、５）ミッチェル（Mitchel
l）らの米国特許No. 5,245,405 発明の名称”CONSTANT
PRESSURE GAS CELL”。
【００１４】本発明の静脈空気塞栓（ＶＡＥ）検出器の
一態様として、該検出器は、完全な呼吸サイクル（１吸
気＋１呼気）から抽出した５つの呼吸毎のガス濃度の値
を分析することによってＶＡＥが存在するか否かを決定
する。これらの濃度には、１）最大呼気値又は呼吸終期
二酸化炭素値（ＥｔＣＯ2 ）、２）平均吸気窒素値（Ｆ
ｉＮ2 ）、３）平均呼気窒素値（ＦｅＮ2 ）、４）平均
吸気酸素値（ＦｉＯ2）、及び５）平均呼気酸素値（Ｆ
ｅＯ2 ）が挙げられる。これらのガス濃度パラメータを
測定する方法を、図２を参照することによって記述す
る。図２には、吸気部分及び呼気部分を有する完全な呼
吸サイクルによる典型的な呼吸気波形をグラフ化してい
る。完全な呼吸サイクルの典型的なＣＯ2波形７０をＣ
Ｏ2 波形の一次微分８０とともに示す。また、典型的な
Ｎ2 波形９０及び典型的なＯ2 波形１００も示す。ＣＯ
2 波形７０をサンプルとし、このサンプルを用いて手順
を続け、各々の呼気のＣＯ2 濃度の最大値を測定し、こ
れを呼吸終期二酸化炭素値、即ちＥｔＣＯ2 と定義す
る。ＣＯ2 波形７０をさらに分析し、その一次微分８０
を取り、しきい基準（１％ＣＯ2 ／１００msecより小さ
い）を適用することにより、完全な呼吸波形の各々の部
分を”安定状態（steadystate）”と定義する。呼気領
域Ａは、始期時間t1および終期時間t2で安定状態領域で
あると定義する。同じように、吸気領域Ｂは、始期時間
t3および終期時間t4で安定状態領域であると定義する。
ＣＯ2 の一次微分波形８０を参照することにより、時間
t1、t2、t3、t4を決定する。呼気領域は、ＣＯ2 波形７
０が高いＣＯ2 濃度を示す部分に対応する安定状態領域
として定義する。一方、吸気領域は、ＣＯ2 波形７０が
低いＣＯ2 濃度を示す部分に対応する安定状態領域とし
て定義する。
一態様として、該検出器は、完全な呼吸サイクル（１吸
気＋１呼気）から抽出した５つの呼吸毎のガス濃度の値
を分析することによってＶＡＥが存在するか否かを決定
する。これらの濃度には、１）最大呼気値又は呼吸終期
二酸化炭素値（ＥｔＣＯ2 ）、２）平均吸気窒素値（Ｆ
ｉＮ2 ）、３）平均呼気窒素値（ＦｅＮ2 ）、４）平均
吸気酸素値（ＦｉＯ2）、及び５）平均呼気酸素値（Ｆ
ｅＯ2 ）が挙げられる。これらのガス濃度パラメータを
測定する方法を、図２を参照することによって記述す
る。図２には、吸気部分及び呼気部分を有する完全な呼
吸サイクルによる典型的な呼吸気波形をグラフ化してい
る。完全な呼吸サイクルの典型的なＣＯ2波形７０をＣ
Ｏ2 波形の一次微分８０とともに示す。また、典型的な
Ｎ2 波形９０及び典型的なＯ2 波形１００も示す。ＣＯ
2 波形７０をサンプルとし、このサンプルを用いて手順
を続け、各々の呼気のＣＯ2 濃度の最大値を測定し、こ
れを呼吸終期二酸化炭素値、即ちＥｔＣＯ2 と定義す
る。ＣＯ2 波形７０をさらに分析し、その一次微分８０
を取り、しきい基準（１％ＣＯ2 ／１００msecより小さ
い）を適用することにより、完全な呼吸波形の各々の部
分を”安定状態（steadystate）”と定義する。呼気領
域Ａは、始期時間t1および終期時間t2で安定状態領域で
あると定義する。同じように、吸気領域Ｂは、始期時間
t3および終期時間t4で安定状態領域であると定義する。
ＣＯ2 の一次微分波形８０を参照することにより、時間
t1、t2、t3、t4を決定する。呼気領域は、ＣＯ2 波形７
０が高いＣＯ2 濃度を示す部分に対応する安定状態領域
として定義する。一方、吸気領域は、ＣＯ2 波形７０が
低いＣＯ2 濃度を示す部分に対応する安定状態領域とし
て定義する。
【００１５】平均呼気窒素値（ＦｅＮ2 ）及び平均吸気
窒素値（ＦｉＮ2 ）は、Ｎ2 波形９０から測定する。Ｆ
ｅＮ2 値は、呼吸サイクルの呼気領域Ａ間の平均窒素濃
度であり、ＦｉＮ2 値は、呼吸サイクルの吸気領域Ｂ間
の平均窒素濃度であると定義する。同様に、平均呼気酸
素値（ＦｅＯ2 ）及び平均吸気酸素値（ＦｉＯ2 ）は、
Ｏ2 波形１００から測定する。ＦｅＯ2 値は、呼吸サイ
クルの呼気領域Ａ間の平均酸素濃度であり、ＦｉＯ2 値
は、呼吸サイクルの吸気領域Ｂ間の平均酸素濃度である
と定義する。パラメータ値ＥｔＣＯ2 、ＦｅＮ2 、Ｆｉ
Ｎ2 、ＦｅＯ2 及びＦｉＯ2 を決定する上記の方法は、
用いられ得る方法のうちの一つに過ぎないことが理解さ
れるであろう。本発明を実施するために他の方法もまた
用いられ得る。図３には、プログラムソース４０（図
１）で表現した静脈空気塞栓の検出手順の操作フローチ
ャートを示す。入力ブロック１１０から工程を開始す
る。ここでは、呼吸毎のガス濃度データ、即ち、パラメ
ータ値ＥｔＣＯ2 、ＦｅＮ2 、ＦｉＮ2 、ＦｅＯ2 及び
ＦｉＯ2 がデータ処理器３０へ入力される。入力ブロッ
ク１１０から決定ブロック１２０へと進み、ＦｅＮ2 を
所定値、この場合１．５％と比較する。ＦｅＮ2 が１．
５％より大きい場合、ＮＯに沿って作業ブロック１３０
へと進み、アラームトリガーをＦＡＬＳＥにセットす
る。その後作業ブロック１４０へ進み、入力データすべ
てを次の呼び出しのために記憶し、入力ブロック１１０
へと戻る。この枝工程及び工程の終了は必要である。と
いうのは、バックグラウンド窒素濃度があまりに高く、
ＶＡＥから生じるＦｅＮ2 のレベルがあまりに低いため
に、シグナルに関連する雑音によって圧倒されてしまう
ことになるからである。
窒素値（ＦｉＮ2 ）は、Ｎ2 波形９０から測定する。Ｆ
ｅＮ2 値は、呼吸サイクルの呼気領域Ａ間の平均窒素濃
度であり、ＦｉＮ2 値は、呼吸サイクルの吸気領域Ｂ間
の平均窒素濃度であると定義する。同様に、平均呼気酸
素値（ＦｅＯ2 ）及び平均吸気酸素値（ＦｉＯ2 ）は、
Ｏ2 波形１００から測定する。ＦｅＯ2 値は、呼吸サイ
クルの呼気領域Ａ間の平均酸素濃度であり、ＦｉＯ2 値
は、呼吸サイクルの吸気領域Ｂ間の平均酸素濃度である
と定義する。パラメータ値ＥｔＣＯ2 、ＦｅＮ2 、Ｆｉ
Ｎ2 、ＦｅＯ2 及びＦｉＯ2 を決定する上記の方法は、
用いられ得る方法のうちの一つに過ぎないことが理解さ
れるであろう。本発明を実施するために他の方法もまた
用いられ得る。図３には、プログラムソース４０（図
１）で表現した静脈空気塞栓の検出手順の操作フローチ
ャートを示す。入力ブロック１１０から工程を開始す
る。ここでは、呼吸毎のガス濃度データ、即ち、パラメ
ータ値ＥｔＣＯ2 、ＦｅＮ2 、ＦｉＮ2 、ＦｅＯ2 及び
ＦｉＯ2 がデータ処理器３０へ入力される。入力ブロッ
ク１１０から決定ブロック１２０へと進み、ＦｅＮ2 を
所定値、この場合１．５％と比較する。ＦｅＮ2 が１．
５％より大きい場合、ＮＯに沿って作業ブロック１３０
へと進み、アラームトリガーをＦＡＬＳＥにセットす
る。その後作業ブロック１４０へ進み、入力データすべ
てを次の呼び出しのために記憶し、入力ブロック１１０
へと戻る。この枝工程及び工程の終了は必要である。と
いうのは、バックグラウンド窒素濃度があまりに高く、
ＶＡＥから生じるＦｅＮ2 のレベルがあまりに低いため
に、シグナルに関連する雑音によって圧倒されてしまう
ことになるからである。
【００１６】決定ブロック１２０では、ＦｅＮ2 が１．
５％以下の場合、ＹＥＳに沿って作業ブロック１５０へ
進み、ここでは２つのタイプの平均、即ち、長時間の経
時平均（long term historical average）と近時変化平
均（recent change average）を計算する。長時間の経
時平均及び短時間近時変化平均は、次のパラメータから
各々計算する。１）ＦｉＯ2 とＦｅＯ2 とのパラメータ
間の差、即ちＦｉＯ2−ＦｅＯ2 、または、ΔＯ2 値と
して記述する、２）ＥｔＣＯ2 パラメータ、及び、３）
ＦｅＮ2 パラメータである。経時平均を測定する１つの
方法が図４に示されている。図４には、１５回の呼吸の
データを１５２として図に示している。各々のバーの長
さは、特定のパラメータ、即ち、１５回の呼吸のΔＯ2
値、ＥｔＣＯ2 、又はＦｅＮ2 を表している。ＥｔＣＯ
2 及びＦｅＮ2 のパラメータについて、対応する長時間
経時平均は、最新の１１個の２つの呼吸の平均を含む１
１個の要素データベースである。例えば、呼吸１２で
は、ＥｔＣＯ2 のパラメータについての長時間経時平均
データベースは、最初のエントリーとして呼吸１と呼吸
２とのＥｔＣＯ2 のパラメータの平均、即ちi と、第２
のエントリーが呼吸２と呼吸３の平均である、即ちii
と、第３のエントリーが呼吸３と呼吸４の平均である、
即ちiii と、…第１０のエントリーが呼吸１０と呼吸１
１の平均である、即ちx と、第１１のエントリーが呼吸
１１と呼吸１２の平均である、即ちxiとを含んでいる。
呼吸１３では、長時間経時平均データベースは、更新さ
れる。即ち、最も古い呼吸２の平均、即ちi を落し、最
新の２つの呼吸の平均、即ち、呼吸１２と呼吸１３との
平均xii を加える。このように、各々のパラメータの経
時データベースは絶えず更新され、いつも１１の最新の
２つの呼吸の平均を含んでいる。
５％以下の場合、ＹＥＳに沿って作業ブロック１５０へ
進み、ここでは２つのタイプの平均、即ち、長時間の経
時平均（long term historical average）と近時変化平
均（recent change average）を計算する。長時間の経
時平均及び短時間近時変化平均は、次のパラメータから
各々計算する。１）ＦｉＯ2 とＦｅＯ2 とのパラメータ
間の差、即ちＦｉＯ2−ＦｅＯ2 、または、ΔＯ2 値と
して記述する、２）ＥｔＣＯ2 パラメータ、及び、３）
ＦｅＮ2 パラメータである。経時平均を測定する１つの
方法が図４に示されている。図４には、１５回の呼吸の
データを１５２として図に示している。各々のバーの長
さは、特定のパラメータ、即ち、１５回の呼吸のΔＯ2
値、ＥｔＣＯ2 、又はＦｅＮ2 を表している。ＥｔＣＯ
2 及びＦｅＮ2 のパラメータについて、対応する長時間
経時平均は、最新の１１個の２つの呼吸の平均を含む１
１個の要素データベースである。例えば、呼吸１２で
は、ＥｔＣＯ2 のパラメータについての長時間経時平均
データベースは、最初のエントリーとして呼吸１と呼吸
２とのＥｔＣＯ2 のパラメータの平均、即ちi と、第２
のエントリーが呼吸２と呼吸３の平均である、即ちii
と、第３のエントリーが呼吸３と呼吸４の平均である、
即ちiii と、…第１０のエントリーが呼吸１０と呼吸１
１の平均である、即ちx と、第１１のエントリーが呼吸
１１と呼吸１２の平均である、即ちxiとを含んでいる。
呼吸１３では、長時間経時平均データベースは、更新さ
れる。即ち、最も古い呼吸２の平均、即ちi を落し、最
新の２つの呼吸の平均、即ち、呼吸１２と呼吸１３との
平均xii を加える。このように、各々のパラメータの経
時データベースは絶えず更新され、いつも１１の最新の
２つの呼吸の平均を含んでいる。
【００１７】ΔＯ2 パラメータについては、対応する長
時間経時平均は、最新の１１個の４つの呼吸の平均を含
む１１個の要素データベースである。ΔＯ2 経時平均デ
ータベースを作成し、更新する方法は、ＥｔＣＯ2 及び
ＦｅＮ2 について先述したのと同じである。但し、２つ
の呼吸の平均の代わりに４つの呼吸の平均を用いること
が異なる。作業ブロック１５０（図３）でΔＯ2 、Ｅｔ
ＣＯ2 及びＦｅＮ2 のパラメータを更新すると共に、各
々のパラメータについて最新変化データを計算する。Ｅ
ｔＣＯ2 の最新変化データは、最新の２つの呼吸の平均
である。同じように、ＦｅＮ2 の最新変化データは、最
新の２つの呼吸の平均である。しかし、ΔＯ2 の最新変
化データは、最新の４つの呼吸の平均である。作業ブロ
ック１５０で、この経時平均データベースおよび最新変
化データを計算した後、決定ブロック１６０へと進む。
決定ブロック１６０では、各々のパラメータの最新変化
データをそれぞれ経時平均データベースと比較する。決
定ブロック１６０からＹＥＳに沿って作業ブロック１７
０に進むには、次の３つの条件各々がＴＲＵＥとならな
ければならない。第１に、ＦｅＮ2 パラメータの最新変
化データが、ＦｅＮ2 経時平均データベースの１１エン
トリーの最高値より、少なくとも０．０３ vol％高くな
ければならない（しきい値が０．２５ vol％の場合もあ
る）。第２に、ＥｔＣＯ2 パラメータの最新変化データ
が、ＥｔＣＯ2 経時平均データベースの１１エントリー
の最低値より、少なくとも１．５mmHg低くなければなら
ない。第３に、ΔＯ2 パラメータの最新変化データが、
ΔＯ2 経時平均データベースの１１エントリーの最高値
より、少なくとも０．２ vol％低くなければならない。
これらのしきい値の基準を表１にまとめた。これらの条
件のひとつでもＦＡＬＳＥであるならば、ＮＯに沿って
作業ブロック１４０へと進み、そこでは入力データのす
べてを次の呼び出しまで記憶し、入力ブロック１１０へ
と戻る。
時間経時平均は、最新の１１個の４つの呼吸の平均を含
む１１個の要素データベースである。ΔＯ2 経時平均デ
ータベースを作成し、更新する方法は、ＥｔＣＯ2 及び
ＦｅＮ2 について先述したのと同じである。但し、２つ
の呼吸の平均の代わりに４つの呼吸の平均を用いること
が異なる。作業ブロック１５０（図３）でΔＯ2 、Ｅｔ
ＣＯ2 及びＦｅＮ2 のパラメータを更新すると共に、各
々のパラメータについて最新変化データを計算する。Ｅ
ｔＣＯ2 の最新変化データは、最新の２つの呼吸の平均
である。同じように、ＦｅＮ2 の最新変化データは、最
新の２つの呼吸の平均である。しかし、ΔＯ2 の最新変
化データは、最新の４つの呼吸の平均である。作業ブロ
ック１５０で、この経時平均データベースおよび最新変
化データを計算した後、決定ブロック１６０へと進む。
決定ブロック１６０では、各々のパラメータの最新変化
データをそれぞれ経時平均データベースと比較する。決
定ブロック１６０からＹＥＳに沿って作業ブロック１７
０に進むには、次の３つの条件各々がＴＲＵＥとならな
ければならない。第１に、ＦｅＮ2 パラメータの最新変
化データが、ＦｅＮ2 経時平均データベースの１１エン
トリーの最高値より、少なくとも０．０３ vol％高くな
ければならない（しきい値が０．２５ vol％の場合もあ
る）。第２に、ＥｔＣＯ2 パラメータの最新変化データ
が、ＥｔＣＯ2 経時平均データベースの１１エントリー
の最低値より、少なくとも１．５mmHg低くなければなら
ない。第３に、ΔＯ2 パラメータの最新変化データが、
ΔＯ2 経時平均データベースの１１エントリーの最高値
より、少なくとも０．２ vol％低くなければならない。
これらのしきい値の基準を表１にまとめた。これらの条
件のひとつでもＦＡＬＳＥであるならば、ＮＯに沿って
作業ブロック１４０へと進み、そこでは入力データのす
べてを次の呼び出しまで記憶し、入力ブロック１１０へ
と戻る。
【００１８】
【表１】 パラメータ 変化の方向 必要な変化* ＥｔＣＯ2 下方 １．５mmHg ＦｅＮ2 上方 ０．０３ vol％ ＦｉＯ2 −ＦｅＯ2 下方 ０．２０ vol％ * 検出枠（Detection window）＝６６秒 表１ ＶＡＥ検出しきい値基準
【００１９】決定ブロック１６０での３つのしきい値基
準がすべてＴＲＵＥならば、作業ブロック１７０へ進
む。そこでは、ＥｔＣＯ2 トリガーをＴＲＵＥにセット
し、ＦｅＮ2 トリガーをＴＲＵＥにセットし、かつ、Δ
Ｏ2 トリガーをＴＲＵＥにセットする。その後、決定ブ
ロック１８０へと進み、そこでは、３つのＴＲＵＥシグ
ナルのタイミングが試験される。ＥｔＣＯ2 トリガー、
ＦｅＮ2 トリガー、及びΔＯ2 トリガーのすべてが同じ
時間に、即ち、同じ呼吸で、ＴＲＵＥにならなければ、
ＶＡＥが存在するシグナルを示さないのである。例え
ば、呼吸１４及び呼吸１５（ＥｔＣＯ2 及びＦｅＮ2 ）
と、呼吸１２、１３、１４及び１５（ΔＯ2）との現在
のデータが、すべて表１に示した３つの基準値と合致し
なければならない。決定ブロック１８０では、ＥｔＣＯ
2 トリガー、ＦｅＮ2 トリガー、及びΔＯ2 トリガーの
相対的なタイミングがチェックされ、３つのＴＲＵＥト
リガーすべてが同じ所定の時間枠内で起きたことを保証
している。もし、ＴＲＵＥトリガーのひとつでも時間枠
外で起きたならば、ＹＥＳに沿って作業ブロック１９０
へと進み、そこではすべてのトリガーをＦＡＬＳＥにリ
セットする。その後、作業ブロック１４０へと進み、そ
こでは入力データすべてを次の呼び出しまで記憶し、入
力ブロック１１０へと戻る。
準がすべてＴＲＵＥならば、作業ブロック１７０へ進
む。そこでは、ＥｔＣＯ2 トリガーをＴＲＵＥにセット
し、ＦｅＮ2 トリガーをＴＲＵＥにセットし、かつ、Δ
Ｏ2 トリガーをＴＲＵＥにセットする。その後、決定ブ
ロック１８０へと進み、そこでは、３つのＴＲＵＥシグ
ナルのタイミングが試験される。ＥｔＣＯ2 トリガー、
ＦｅＮ2 トリガー、及びΔＯ2 トリガーのすべてが同じ
時間に、即ち、同じ呼吸で、ＴＲＵＥにならなければ、
ＶＡＥが存在するシグナルを示さないのである。例え
ば、呼吸１４及び呼吸１５（ＥｔＣＯ2 及びＦｅＮ2 ）
と、呼吸１２、１３、１４及び１５（ΔＯ2）との現在
のデータが、すべて表１に示した３つの基準値と合致し
なければならない。決定ブロック１８０では、ＥｔＣＯ
2 トリガー、ＦｅＮ2 トリガー、及びΔＯ2 トリガーの
相対的なタイミングがチェックされ、３つのＴＲＵＥト
リガーすべてが同じ所定の時間枠内で起きたことを保証
している。もし、ＴＲＵＥトリガーのひとつでも時間枠
外で起きたならば、ＹＥＳに沿って作業ブロック１９０
へと進み、そこではすべてのトリガーをＦＡＬＳＥにリ
セットする。その後、作業ブロック１４０へと進み、そ
こでは入力データすべてを次の呼び出しまで記憶し、入
力ブロック１１０へと戻る。
【００２０】ＥｔＣＯ2 トリガー、ＦｅＮ2 トリガー、
及びΔＯ2 トリガーの相対的なタイミングがすべて同じ
所定時間枠内で起きたならば、決定ブロック１８０から
ＮＯに沿って決定ブロック２００へと進む。決定ブロッ
ク２００では、断線（disconnect）のチェックがなさ
れ、エアウェイ回路（airway circuit）に断線がある
（断線があると、系中に空気が入る）か否かを決定す
る。次の場合、断線があるとされる。即ち、１）現在の
ＦｉＮ2 値とその直前のＦｉＮ2 値との間に現在のＦｉ
Ｎ2 値の２５％より大きな差がある場合、又は２）Ｆｉ
Ｎ2 値が２ vol％以上で増加している場合、断線がある
とされる。これらの条件のいずれかがＴＲＵＥであるな
らば、断線のアラームが活性され、ＹＥＳに沿って、作
業ブロック１４０へと進み、そこでは入力データすべて
を次の呼び出しまで記憶し、入力ブロック１１０へと戻
る。先の２つの断線基準の双方がＴＲＵＥでなければ、
工程を継続させＮＯに沿って決定ブロック２１０へと進
む。決定ブロック２１０でＥｔＣＯ2 トリガー、ＦｅＮ
2 トリガー、及びΔＯ2 トリガーがすべてＴＲＵＥなら
ば、ＹＥＳに沿って作業ブロック２２０へと進み、そこ
ではＶＡＥアラームが活性され、ＶＡＥが存在すること
をシグナルにする。決定ブロック２１０でＥｔＣＯ2 ト
リガー、ＦｅＮ2 トリガー、及びΔＯ2 トリガーのうち
のいずれかがＦＡＬＳＥならば、ＮＯに沿って作業ブロ
ック１４０へと進み、そこでは入力データすべてを次の
呼び出しまで記憶し、入力ブロック１１０へと戻る。
及びΔＯ2 トリガーの相対的なタイミングがすべて同じ
所定時間枠内で起きたならば、決定ブロック１８０から
ＮＯに沿って決定ブロック２００へと進む。決定ブロッ
ク２００では、断線（disconnect）のチェックがなさ
れ、エアウェイ回路（airway circuit）に断線がある
（断線があると、系中に空気が入る）か否かを決定す
る。次の場合、断線があるとされる。即ち、１）現在の
ＦｉＮ2 値とその直前のＦｉＮ2 値との間に現在のＦｉ
Ｎ2 値の２５％より大きな差がある場合、又は２）Ｆｉ
Ｎ2 値が２ vol％以上で増加している場合、断線がある
とされる。これらの条件のいずれかがＴＲＵＥであるな
らば、断線のアラームが活性され、ＹＥＳに沿って、作
業ブロック１４０へと進み、そこでは入力データすべて
を次の呼び出しまで記憶し、入力ブロック１１０へと戻
る。先の２つの断線基準の双方がＴＲＵＥでなければ、
工程を継続させＮＯに沿って決定ブロック２１０へと進
む。決定ブロック２１０でＥｔＣＯ2 トリガー、ＦｅＮ
2 トリガー、及びΔＯ2 トリガーがすべてＴＲＵＥなら
ば、ＹＥＳに沿って作業ブロック２２０へと進み、そこ
ではＶＡＥアラームが活性され、ＶＡＥが存在すること
をシグナルにする。決定ブロック２１０でＥｔＣＯ2 ト
リガー、ＦｅＮ2 トリガー、及びΔＯ2 トリガーのうち
のいずれかがＦＡＬＳＥならば、ＮＯに沿って作業ブロ
ック１４０へと進み、そこでは入力データすべてを次の
呼び出しまで記憶し、入力ブロック１１０へと戻る。
【００２１】ＶＡＥ検出器の詳細を図４に例示した１１
の呼吸を平均化する方法を用いて説明したが、他のシナ
リオにより平均化することも可能である。例えば、経時
平均データベースを例示の１１呼吸より多くすることも
少なくすることも可能であり、現在データを例示の２よ
り多い呼吸の平均とすることも可能である。上述のＶＡ
Ｅ検出システムは、ラマンガス分析器を用いて犬による
研究で試験した。この試験では、犬の呼吸速度は６秒毎
に１つの呼吸の結果が出たため、１１呼吸では６６秒の
時間枠をカバーした。この試験の結果を表２にまとめ
る。
の呼吸を平均化する方法を用いて説明したが、他のシナ
リオにより平均化することも可能である。例えば、経時
平均データベースを例示の１１呼吸より多くすることも
少なくすることも可能であり、現在データを例示の２よ
り多い呼吸の平均とすることも可能である。上述のＶＡ
Ｅ検出システムは、ラマンガス分析器を用いて犬による
研究で試験した。この試験では、犬の呼吸速度は６秒毎
に１つの呼吸の結果が出たため、１１呼吸では６６秒の
時間枠をカバーした。この試験の結果を表２にまとめ
る。
【００２２】
【表２】 結果 True False False ＶＡＥタイプ ＶＡＥサイズ # ＶＡＥ Pos Neg Pos １．動脈塊状 ２．０ ml/kg ５ ５ ０ １ （Arterial Bolus） ２．静脈混和物 ２．０ ml/kg** ４ ４ ０ １ （Venous Infusion ） ３．静脈塊状 ２．０ ml/kg ６ ６ ０ １ （Venous Bolus） ４．分布型静脈塊状 ０．２ ml/kg ４ ４ ０ ０ （Graded V. Bolus ） 合計 １９ １９ ０ ３ 機会 １９ １９ １９ ２２ パーセント １００％ １００％ ０％ １４％ False Positives ： True Positives 比= ０．１６ **２０分間 ０．１ml/kg/分
【００２３】静脈空気塞栓の検出器としての本発明の装
置及び方法には、ラマン分析及び質量分析器を含む他の
さまざまなタイプの呼吸ガス分析システムで実施できる
ことが理解されるであろう。また、特定の平均化の技術
及び特定のしきい基準を選択することは変更し得る。こ
のように、静脈空気塞栓検出器には当業者に自明であろ
う他の多くの態様があり、それには、特定の平均化の技
術及びしきい基準、用いられるガス分析システムのタイ
プ、用いられるガスパラメータの数、用いられる比較技
術、例えばベースラインを確立するために最高値又は最
低値の代わりにランニング平均と最新の呼吸とを比較す
ることなどが含まれるが、これらに限定されるものでは
ない。本発明の装置及び方法は、その精神又は本質的精
神から離れることがない他の特定の形態で実施できる。
詳述した態様は、単に例示としてのみであり、それに限
られるわけではない。ゆえに、本発明の範囲は、前述の
説明によるものというよりはむしろ特許請求の範囲によ
り示されるものである。特許請求の範囲の均等な意味及
び均等な範囲内での変更がこれらの範囲内に包含される
こととなる。
置及び方法には、ラマン分析及び質量分析器を含む他の
さまざまなタイプの呼吸ガス分析システムで実施できる
ことが理解されるであろう。また、特定の平均化の技術
及び特定のしきい基準を選択することは変更し得る。こ
のように、静脈空気塞栓検出器には当業者に自明であろ
う他の多くの態様があり、それには、特定の平均化の技
術及びしきい基準、用いられるガス分析システムのタイ
プ、用いられるガスパラメータの数、用いられる比較技
術、例えばベースラインを確立するために最高値又は最
低値の代わりにランニング平均と最新の呼吸とを比較す
ることなどが含まれるが、これらに限定されるものでは
ない。本発明の装置及び方法は、その精神又は本質的精
神から離れることがない他の特定の形態で実施できる。
詳述した態様は、単に例示としてのみであり、それに限
られるわけではない。ゆえに、本発明の範囲は、前述の
説明によるものというよりはむしろ特許請求の範囲によ
り示されるものである。特許請求の範囲の均等な意味及
び均等な範囲内での変更がこれらの範囲内に包含される
こととなる。
【図１】本発明の静脈空気塞栓の検出器の構成図であ
る。
る。
【図２】呼吸気の典型的な波形をグラフ化したものであ
る。
る。
【図３】静脈空気塞栓の検出手順をフローチャートにし
たものである。
たものである。
【図４】本発明に使用される呼吸平均手順をグラフ化し
たものである。
たものである。
───────────────────────────────────────────────────── フロントページの続き (72)発明者 マーク アレン ノヴォトニー アメリカ合衆国 コロラド州 80030 ウ ェストミンスター ウェスト ナインティ セカンド 3061−２エフ (72)発明者 トーマス アーサー ブーン アメリカ合衆国 メリーランド州 20707 ローレル 404 アッシュフォード ブ ールヴァード 8301 (72)発明者 ジェフリー ディー ガイスラー アメリカ合衆国 ユタ州 84106 ソルト レイク シティー グレンメア 2474 (72)発明者 ガーフィールド バリー ラッセル アメリカ合衆国 ペンシルバニア州 17064 マウント グレートナ ティンバ ー レーン 131 (72)発明者 ジョン ミルトン グレイビール アメリカ合衆国 ペンシルバニア州 17028 グラントヴィル アールディー １ ボックス 7510
Claims (10)
- 【請求項１】 呼吸気中の窒素を検出し、呼吸気中の窒
素濃度を測定する検出器と、窒素濃度を所定の窒素濃度
しきい値と比較する処理器であって、前記窒素濃度が所
定の時間枠内で前記所定の窒素濃度しきい値を越えると
き空気塞栓が存在することをシグナル化する出力を有す
る処理器とを有する空気塞栓検出装置。 - 【請求項２】 検出器がラマンガス分析器である請求項
１記載の装置。 - 【請求項３】 前記検出器にはさらに呼吸気中の二酸化
炭素を検出し、呼吸気中の二酸化炭素濃度を測定する二
酸化炭素検出器を有し、前記処理器にはさらに所定の二
酸化炭素濃度しきい値を有し、前記二酸化炭素濃度及び
前記窒素濃度が所定の時間枠内でそれぞれ前記所定の二
酸化炭素濃度しきい値及び前記所定の窒素濃度しきい値
を越えるとき空気塞栓が存在することをシグナル化する
請求項１記載の装置。 - 【請求項４】 前記検出器にはさらに呼吸気中の酸素を
検出し、呼吸気中の酸素濃度を測定する酸素検出器を有
し、前記処理器にはさらに所定の酸素濃度しきい値を有
し、前記二酸化炭素濃度、前記窒素濃度、及び前記酸素
濃度が所定の時間枠内でそれぞれ前記所定の二酸化炭素
濃度しきい値、前記所定の窒素濃度しきい値、及び前記
所定の酸素濃度しきい値を越えるとき空気塞栓が存在す
ることをシグナル化する請求項３記載の装置。 - 【請求項５】 さらに、呼吸気中の呼吸毎の呼気窒素濃
度、呼吸毎の吸気二酸化炭素濃度、及び呼吸毎の呼気二
酸化炭素濃度を測定するガス分析器と、前記呼吸毎の吸
気二酸化炭素濃度及び呼吸毎の呼気二酸化炭素濃度を受
け取り、その値から複数の呼吸についての複数の呼吸終
期二酸化炭素濃度値ＥｔＣＯ2 を測定する呼吸終期二酸
化炭素分析器と、前記複数の呼吸終期二酸化炭素濃度値
ＥｔＣＯ2 を時間の関数として記憶する呼吸終期二酸化
炭素データメモリと、前記呼吸毎の呼気窒素濃度測定値
を受け取り、その値から複数の呼吸についての複数の呼
気窒素値ＦｅＮ2 を測定する窒素分析器と、前記複数の
呼気窒素濃度値ＦｅＮ2を時間の関数として記憶する呼
気窒素データメモリとを有し、前記処理器にはさらに
(1) ＥｔＣＯ2 の最新値を前記複数の呼吸終期二酸化炭
素濃度値ＥｔＣＯ2と比較して、所定のＥｔＣＯ2 比較
基準を満足するとき、ＥｔＣＯ2 ＴＲＵＥフラッグをセ
ットし、(2) 対応するＦｅＮ2 の最新値を前記複数の呼
吸終期二酸化炭素濃度値ＦｅＮ2 と比較して、所定のＦ
ｅＮ2 比較基準を満足するとき、ＦｅＮ2 ＴＲＵＥフラ
ッグをセットし、(3) 前記ＥｔＣＯ2 ＴＲＵＥフラッグ
及び前記ＦｅＮ2 ＴＲＵＥフラッグの双方がセットされ
るとき、アラームをシグナル化する比較器を有する請求
項３記載の装置。 - 【請求項６】 前記検出器にはさらに呼吸気中の酸素を
検出し、呼吸気中の酸素濃度を測定する酸素検出器を有
し、前記ガス分析器はさらに呼吸気中の呼吸毎の吸気酸
素濃度（ＦｉＯ2 ）及び呼吸毎の呼気酸素濃度（ＦｅＯ
2 ）を測定し、前記呼吸毎の吸気酸素濃度（ＦｉＯ2 ）
及び呼吸毎の呼気酸素濃度（ＦｅＯ2）を受け取り、そ
の値から複数の呼吸についての複数の前記吸気酸素濃度
と前記呼気酸素濃度との差ＦｉＯ2 −ＦｅＯ2 を測定す
る酸素分析器と、複数のＦｉＯ 2 −ＦｅＯ2 値を時間の
関数として前記吸気呼気酸素濃度差データメモリとを有
し、前記比較器にはさらに(4) ＦｉＯ2 −ＦｅＯ2 最新
値を複数のＦｉＯ2 −ＦｅＯ2 値と比較して、所定のＦ
ｉＯ2 −ＦｅＯ2 比較基準を満足するとき、ＦｉＯ2 −
ＦｅＯ2 ＴＲＵＥフラッグをセットし、(5) 前記ＥｔＣ
Ｏ2 ＴＲＵＥフラッグ、前記ＦｅＮ2 ＴＲＵＥフラッ
グ、及び前記ＦｉＯ2 −ＦｅＯ2 ＴＲＵＥフラッグがセ
ットされるとき、アラームをシグナル化する比較器をさ
らに有する請求項５記載の装置。 - 【請求項７】 呼吸気中の窒素を検出する工程と、検出
した窒素から、複数の呼吸についての呼吸毎の呼気窒素
濃度（ＦｅＮ2 ）を測定し、複数の呼吸毎の呼気窒素濃
度値を窒素経時データベースに記憶する工程と、呼吸毎
の前記呼気窒素濃度の最新値を前記窒素経時データベー
スに記憶した前記複数の呼吸毎の呼気窒素濃度値と比較
する工程と、呼吸毎の前記呼気窒素濃度の前記最新値が
所定の時間枠内で前記複数の呼吸毎の呼気窒素濃度値か
らなる窒素経時データベースから得られた窒素ベースラ
インしきい値を越えるとき、空気塞栓が存在することを
シグナル化する工程とを有する空気塞栓検出方法。 - 【請求項８】 請求項７記載の方法であって、さらに、
呼吸気中の二酸化炭素を検出する工程と、検出した二酸
化炭素から、複数の呼吸についての呼吸毎の呼吸終期二
酸化炭素濃度（ＥｔＣＯ2 ）を測定し、複数の呼吸毎の
呼吸終期二酸化炭素濃度値を二酸化炭素経時データベー
スに記憶する工程と、呼吸毎の前記呼吸終期二酸化炭素
の最新値を前記二酸化炭素経時データベースに記憶した
前記複数の呼吸毎の呼吸終期二酸化炭素濃度値と比較す
る工程と、所定の時間枠内で、呼吸毎の前記呼吸終期二
酸化炭素濃度の前記最新値が前記複数の呼吸毎の呼吸終
期二酸化炭素濃度値からなる二酸化炭素経時データベー
スから得られた二酸化炭素ベースラインしきい値を越
え、かつ、呼吸毎の前記呼気窒素濃度の前記最新値が前
記窒素ベースラインしきい値を越えるとき、空気塞栓が
存在することをシグナル化する工程とを有する空気塞栓
検出方法。 - 【請求項９】 空気塞栓が存在することをシグナル化す
る工程には、さらに前記窒素ベースラインしきい値が前
記窒素経時データベースに記憶した前記複数の呼吸毎の
呼気窒素濃度の最大値であると定義する工程と、前記呼
吸終期二酸化炭素ベースラインしきい値が前記二酸化炭
素経時データベースに記憶した前記複数の呼吸毎の呼吸
終期二酸化炭素濃度の最小値であると定義する工程と、
前記呼吸毎の呼気窒素濃度の前記最新値が前記窒素ベー
スラインしきい最大値より少なくとも０．０１ vol％越
えて、かつ、前記呼吸毎の呼吸終期二酸化炭素濃度の前
記最新値が前記呼吸終期二酸化炭素ベースラインしきい
最小値より少なくとも１．０mmHg低いときアラームをト
リガーする工程とを有する請求項８記載の方法。 - 【請求項１０】 請求項８記載の方法であって、さら
に、呼吸気中の酸素を検出する工程と、検出した酸素か
ら、呼吸気中の呼吸毎の吸気酸素濃度（ＦｉＯ 2 ）及び
呼吸毎の呼気酸素濃度（ＦｅＯ2 ）を測定する工程と、
呼吸毎をベースに、前記呼吸毎の吸気酸素濃度（ＦｉＯ
2 ）から呼吸毎の呼気酸素濃度（ＦｅＯ 2 ）を引いて、
それによって、複数の呼吸について（前記呼吸毎の吸気
酸素濃度（ＦｉＯ2 ））−（呼吸毎の呼気酸素濃度（Ｆ
ｅＯ2 ））を創出する工程と、前記複数の（前記呼吸毎
の吸気酸素濃度（ＦｉＯ2 ））−（呼吸毎の呼気酸素濃
度（ＦｅＯ2 ））の値、（ＦｉＯ2 ）−（ＦｅＯ2 ）を
酸素経時データベースに記憶する工程と、（ＦｉＯ2 ）
−（ＦｅＯ2 ）の最新値を前記酸素経時データベースに
記憶した前記複数の（ＦｉＯ2 ）−（ＦｅＯ2 ）の値と
比較する工程と、所定の時間枠内で、（ＦｉＯ2 ）−
（ＦｅＯ2 ）の前記最新値が前記酸素経時データベース
から得られた酸素ベースラインしきい値を越え、前記呼
吸終期二酸化炭素濃度の前記最新値が前記二酸化炭素経
時データベースから得られた前記二酸化炭素ベースライ
ンしきい値を越え、かつ、呼吸毎の前記呼気窒素濃度の
前記最新値が前記窒素ベースラインしきい値を越えると
き、空気塞栓が存在することをシグナル化する工程とを
有する空気塞栓検出方法。
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|---|---|---|---|
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