TW202228813A - 監控裝置以及輔助循環裝置 - Google Patents

監控裝置以及輔助循環裝置 Download PDF

Info

Publication number
TW202228813A
TW202228813A TW110145108A TW110145108A TW202228813A TW 202228813 A TW202228813 A TW 202228813A TW 110145108 A TW110145108 A TW 110145108A TW 110145108 A TW110145108 A TW 110145108A TW 202228813 A TW202228813 A TW 202228813A
Authority
TW
Taiwan
Prior art keywords
blood
lung
carbon dioxide
artificial lung
artificial
Prior art date
Application number
TW110145108A
Other languages
English (en)
Inventor
丸屋拓
塚越昌一
後藤真治
Original Assignee
日商泉工醫科工業股份有限公司
Priority date (The priority date is an assumption and is not a legal conclusion. Google has not performed a legal analysis and makes no representation as to the accuracy of the date listed.)
Filing date
Publication date
Application filed by 日商泉工醫科工業股份有限公司 filed Critical 日商泉工醫科工業股份有限公司
Publication of TW202228813A publication Critical patent/TW202228813A/zh

Links

Images

Classifications

    • A—HUMAN NECESSITIES
    • A61—MEDICAL OR VETERINARY SCIENCE; HYGIENE
    • A61M—DEVICES FOR INTRODUCING MEDIA INTO, OR ONTO, THE BODY; DEVICES FOR TRANSDUCING BODY MEDIA OR FOR TAKING MEDIA FROM THE BODY; DEVICES FOR PRODUCING OR ENDING SLEEP OR STUPOR
    • A61M1/00—Suction or pumping devices for medical purposes; Devices for carrying-off, for treatment of, or for carrying-over, body-liquids; Drainage systems
    • A61M1/36—Other treatment of blood in a by-pass of the natural circulatory system, e.g. temperature adaptation, irradiation ; Extra-corporeal blood circuits
    • A61M1/3621—Extra-corporeal blood circuits
    • A61M1/3666—Cardiac or cardiopulmonary bypass, e.g. heart-lung machines
    • A—HUMAN NECESSITIES
    • A61—MEDICAL OR VETERINARY SCIENCE; HYGIENE
    • A61M—DEVICES FOR INTRODUCING MEDIA INTO, OR ONTO, THE BODY; DEVICES FOR TRANSDUCING BODY MEDIA OR FOR TAKING MEDIA FROM THE BODY; DEVICES FOR PRODUCING OR ENDING SLEEP OR STUPOR
    • A61M1/00—Suction or pumping devices for medical purposes; Devices for carrying-off, for treatment of, or for carrying-over, body-liquids; Drainage systems
    • A61M1/36—Other treatment of blood in a by-pass of the natural circulatory system, e.g. temperature adaptation, irradiation ; Extra-corporeal blood circuits
    • A61M1/3607—Regulation parameters
    • A61M1/3609—Physical characteristics of the blood, e.g. haematocrit, urea
    • A—HUMAN NECESSITIES
    • A61—MEDICAL OR VETERINARY SCIENCE; HYGIENE
    • A61M—DEVICES FOR INTRODUCING MEDIA INTO, OR ONTO, THE BODY; DEVICES FOR TRANSDUCING BODY MEDIA OR FOR TAKING MEDIA FROM THE BODY; DEVICES FOR PRODUCING OR ENDING SLEEP OR STUPOR
    • A61M16/00—Devices for influencing the respiratory system of patients by gas treatment, e.g. mouth-to-mouth respiration; Tracheal tubes
    • A—HUMAN NECESSITIES
    • A61—MEDICAL OR VETERINARY SCIENCE; HYGIENE
    • A61M—DEVICES FOR INTRODUCING MEDIA INTO, OR ONTO, THE BODY; DEVICES FOR TRANSDUCING BODY MEDIA OR FOR TAKING MEDIA FROM THE BODY; DEVICES FOR PRODUCING OR ENDING SLEEP OR STUPOR
    • A61M16/00—Devices for influencing the respiratory system of patients by gas treatment, e.g. mouth-to-mouth respiration; Tracheal tubes
    • A61M16/10—Preparation of respiratory gases or vapours
    • A61M16/1005—Preparation of respiratory gases or vapours with O2 features or with parameter measurement
    • A61M2016/102—Measuring a parameter of the content of the delivered gas
    • A61M2016/103—Measuring a parameter of the content of the delivered gas the CO2 concentration
    • A—HUMAN NECESSITIES
    • A61—MEDICAL OR VETERINARY SCIENCE; HYGIENE
    • A61M—DEVICES FOR INTRODUCING MEDIA INTO, OR ONTO, THE BODY; DEVICES FOR TRANSDUCING BODY MEDIA OR FOR TAKING MEDIA FROM THE BODY; DEVICES FOR PRODUCING OR ENDING SLEEP OR STUPOR
    • A61M2230/00—Measuring parameters of the user
    • A61M2230/20—Blood composition characteristics
    • A61M2230/205—Blood composition characteristics partial oxygen pressure (P-O2)
    • A—HUMAN NECESSITIES
    • A61—MEDICAL OR VETERINARY SCIENCE; HYGIENE
    • A61M—DEVICES FOR INTRODUCING MEDIA INTO, OR ONTO, THE BODY; DEVICES FOR TRANSDUCING BODY MEDIA OR FOR TAKING MEDIA FROM THE BODY; DEVICES FOR PRODUCING OR ENDING SLEEP OR STUPOR
    • A61M2230/00—Measuring parameters of the user
    • A61M2230/40—Respiratory characteristics
    • A61M2230/43—Composition of exhalation
    • A61M2230/432—Composition of exhalation partial CO2 pressure (P-CO2)

Landscapes

  • Health & Medical Sciences (AREA)
  • Heart & Thoracic Surgery (AREA)
  • Vascular Medicine (AREA)
  • Cardiology (AREA)
  • Hematology (AREA)
  • Engineering & Computer Science (AREA)
  • Anesthesiology (AREA)
  • Biomedical Technology (AREA)
  • Life Sciences & Earth Sciences (AREA)
  • Animal Behavior & Ethology (AREA)
  • General Health & Medical Sciences (AREA)
  • Public Health (AREA)
  • Veterinary Medicine (AREA)
  • Pulmonology (AREA)
  • External Artificial Organs (AREA)
  • Measurement Of The Respiration, Hearing Ability, Form, And Blood Characteristics Of Living Organisms (AREA)

Abstract

該監控裝置(100)係與活體連接且應用於輔助循環裝置(11、22)，該輔助循環裝置(11、22)藉由輸血泵(115)將從前述活體抽出之血液輸送至人工肺(120)，且於前述人工肺中與活體肺平行地使血液進行氣體交換而氧化，該監控裝置(100)具備運算部(160、170、171)，係運算出表示由前述輔助循環裝置進行之血液的氣體交換狀況之血液氣體交換狀況指標。

Description

監控裝置以及輔助循環裝置
本發明係關於一種與活體連接且用以掌握輔助循環的動態之監控裝置以及具備監控裝置之輔助循環裝置。 本申請案基於2020年12月2日在日本提出申請之日本專利特願2020-200580號而主張優先權，將該內容援引於此。
眾所周知，於心臟外科手術等中，視需要實施使用體外血液循環裝置使心臟為停止或接近停止之狀態之體外循環(CPB(Cardiopulmonary bypass；心肺分流))。這種體外循環(CPB)中，藉由人工肺(Membrane Lung，以下有時稱作ML)來進行血液的氣體交換。
體外循環(CPB)中，例如開發了一種用於掌握人工肺(ML)是否適當地進行了血液的氣體交換之監控裝置(例如參照專利文獻1。)。
另一方面，於治療急性肺炎患者(ARDS(Acute Respiratory Distress Syndrome；急性呼吸窘迫症候群))之情形下，有時使用人工呼吸器來恢復活體肺(Native Lung，以下有時稱作NL)的功能下降。於使用人工呼吸器之情形下，不僅由人工呼吸器進行之肺換氣可能因活體肺(NL)的功能下降而無法充分發揮功能，而且活體肺功能亦可能因使用人工呼吸器的動作而下降。
因此，在急性肺炎患者(ARDS)的治療中，部分暫停活體肺功能，有時藉由輔助循環(Extracorporeal membrane oxygenation；體外膜氧合，以下稱作ECMO)進行血液的氣體交換來補償活體肺(NL)的功能下降。具體而言，使人工肺(ML)與活體肺(NL)並存，用人工肺(ML)將從患者抽出之血液進行氣體交換並再次返回至體內，藉此用人工肺(ML)來輔助活體肺(NL)的功能。這種藉由輔助循環(ECMO)進行之治療例如可能要進行幾天至一個月左右的長時間，對醫護人員的負擔往往很大。 [先前技術文獻] [專利文獻]
[專利文獻1]日本專利第4562490號公報。
[發明所欲解決之課題]
然而，於藉由輔助循環(ECMO)進行血液的氣體交換時，血液的氣體交換不僅在人工肺(ML)中、亦在活體肺(NL)中進行，因此不容易掌握輔助循環(ECMO)是否適當地進行了血液的氣體交換。此外，由人工呼吸器進行之活體肺(NL)的管理要依存於換氣量及呼氣末二氧化碳分壓等的監控，但難以管理使用輔助循環(ECMO)進行血液的氣體交換之患者(活體)的所有呼吸。
因此，在使用輔助循環(ECMO)之治療中，必須間歇性地血液氣體分析從患者採集之血液，並管理活體中之血液的氣體交換是否適當，藉此來掌握輔助循環(ECMO)是否適當地進行了血液的氣體交換，以及活體肺(NL)及人工肺(ML)是否適當地進行了患者的所有呼吸。因此，這給醫護人員帶來了較大的負擔。
本發明鑑於這樣的情況而完成，目的在於提供一種能夠準確地掌握連接有輔助循環裝置之患者中之血液的氣體交換狀況之監控裝置以及具備監控裝置之輔助循環裝置。 [用以解決課題之手段]
為了解決上述課題，本發明提出以下手段。(1)本發明的第一態樣係一種監控裝置，係與活體連接且應用於輔助循環裝置，前述輔助循環裝置藉由輸血泵將從前述活體抽出之血液輸送至人工肺，且於前述人工肺中與活體肺平行地使血液進行氣體交換而氧化，該監控裝置具備運算部，係運算出表示藉由前述輔助循環裝置進行之血液的氣體交換狀況之血液氣體交換狀況指標。
根據本發明的第一態樣之監控裝置，可藉由運算部運算出表示活體肺中之血液的氣體交換狀況、以及藉由輔助循環裝置進行之血液的氣體交換狀況之血液氣體交換狀況指標。結果，可準確地掌握活體肺以及人工肺中之血液的氣體交換狀況。
本說明書中，作為血液氣體交換狀況指標，例如可列舉表示血液的氧化狀態之指標(以下有時稱作血液氧化狀態指標)、或表示氧化血液時的氣體交換量之指標(以下有時稱作氣體交換量指標)。
另外，作為血液氧化狀態指標，例如除人工肺中之氧飽和度、活體的氧飽和度之外，亦可應用血液的血紅素(hemoglobin)濃度、血液的氧分壓等周知的參數。此外，作為氣體交換量指標，除人工肺及活體肺中之氧攝取量之外，亦可應用人工肺及活體肺中之二氧化碳排出量、能夠運算出這些二氧化碳排出量之氣體的氧濃度(氧含量、氧分壓)、二氧化碳濃度(二氧化碳含量、二氧化碳分壓)以及氣體供給量等周知的參數。此外，亦可代替已知的呼吸用氣體(例如麻醉氣體等)的分壓、氣體供給量等而應用氧濃度、二氧化碳濃度等。
此外，於取得用以在活體肺中氧化血液之氣體交換量指標(例如氧攝取量)之情形下，例如除使用了人工呼吸器之呼吸氣體之外，例如亦可應用自然呼吸(例如使用氧氣罩之情形)中之呼吸空氣的氧濃度。
此外，例如有時將二氧化碳(CO 2)濃度、氧(O 2)濃度作為用以氧化血液之氣體的含量相關之參數，並稱作氧含有率參數。
(2)如上述(1)項所記載之監控裝置，前述運算部亦可基於前述人工肺中之血液的氣體交換量運算出前述血液氣體交換狀況指標。
根據本發明的監控裝置，因運算部基於人工肺中之血液的氣體交換量，運算出表示藉由輔助循環裝置進行之血液的氣體交換狀況之血液氣體交換狀況指標，故可準確地掌握藉由人工肺進行之血液的氣體交換狀況。
(3)如上述(2)項所記載之監控裝置，前述運算部亦可基於前述人工肺中之二氧化碳排出量與前述人工肺中之氧攝取量中的至少任一個來運算出前述人工肺中之血液的氣體交換量。
根據本發明的監控裝置，因運算部基於人工肺中之二氧化碳排出量及人工肺中之氧攝取量中的至少任一個來運算出人工肺中之血液的氣體交換量，故可有效率且正確地運算出人工肺中之血液的氣體交換量。結果，可準確地掌握藉由人工肺進行之血液的氣體交換狀況。
此處，人工肺中之二氧化碳排出量、氧攝取量中的至少任一個可以是人工肺中之二氧化碳排出量、氧攝取量中的任一個或兩個。此外，亦可運算出能夠運算二氧化碳排出量、氧攝取量之其他指標。另外，當運算人工肺中之二氧化碳排出量、氧攝取量時，宜為例如取得人工肺的吸氣與呼氣的二氧化碳、氧的含量以及氣體流量來進行運算。
(4)如上述(3)所記載之監控裝置，前述運算部亦可藉由前述人工肺的吸氣以及呼氣運算出前述人工肺中之二氧化碳排出量。
根據本發明的監控裝置，因運算部可基於所輸入之人工肺的吸氣以及呼氣運算出人工肺中之二氧化碳排出量，故可正確地運算出人工肺中之二氧化碳排出量。結果，可適當地掌握人工肺中之氧攝取量。
此處，人工肺中之二氧化碳排出量例如可藉由以下數學式運算出。(人工肺排出的二氧化碳(CO 2)排出量)V’CO 2(ML)＝(人工肺呼氣平均氣體二氧化碳(CO 2)濃度)×(人工肺呼氣氣體流量)－(人工肺吸氣平均氣體二氧化碳(CO 2)濃度)×(人工肺吸氣氣體流量)另外，亦可藉由如下算出(求近似)。(人工肺排出的二氧化碳(CO 2)排出量)V’CO 2(ML)＝(人工肺呼氣平均二氧化碳(CO 2)濃度－人工肺吸氣平均二氧化碳(CO 2)濃度)×(人工肺吸氣氣體流量)此外，於藉由這些數學式運算二氧化碳排出量之情形下，宜為使用溫度、壓力等進行修正。
(5)如上述(1)至(4)中任一項所記載之監控裝置，前述運算部亦可基於前述活體肺中之血液的氣體交換量運算出前述血液氣體交換狀況指標。
根據本發明的監控裝置，因運算部運算出活體肺中之血液氣體交換狀況指標，故可準確地掌握藉由活體肺進行之血液的血液氣體交換狀況。
(6)如上述(5)所記載之監控裝置，前述運算部亦可基於前述活體肺中之二氧化碳排出量與前述活體中之氧攝取量中的至少任一個來運算出前述活體肺中之血液的氣體交換量。
根據本發明的監控裝置，因運算部可基於活體肺中之二氧化碳排出量與活體肺中之氧攝取量中的至少任一個來運算出活體肺中之血液的氣體交換量，故可有效率且正確地運算出活體肺中之血液的氣體交換量。結果，可掌握活體肺之血液的氧化狀態。此處，關於活體肺中之二氧化碳排出量、氧攝取量中的至少任一個，係與人工肺之情形相同。
(7)如上述(6)所記載之監控裝置，前述運算部亦可藉由前述活體肺的吸氣以及呼氣運算出前述活體肺中之二氧化碳排出量。
根據本發明的監控裝置，因運算部基於所輸入之活體肺的吸氣以及呼氣運算出活體肺中之二氧化碳排出量，故可正確地運算出活體肺中之二氧化碳排出量。結果，可掌握活體肺之血液的氧化狀態。
此處，活體肺中之二氧化碳排出量宜為例如藉由以下數學式運算。活體肺之二氧化碳(CO 2)排出量V’CO 2(NL)＝(活體肺呼氣平均二氧化碳(CO 2)濃度)×(活體肺呼氣氣體流量)－(活體肺吸氣平均二氧化碳(CO 2)濃度)×(活體肺吸氣氣體流量)另外，當運算活體肺之二氧化碳(CO 2)排出量時，例如亦可應用人工呼吸器中之呼吸氣體濃度(氧、二氧化碳濃度)。
(8)如上述(6)或(7)所記載之監控裝置，前述運算部亦可藉由體積二氧化碳分析(Volume Capnography)運算出前述活體肺中之二氧化碳排出量。
根據本發明的監控裝置，因運算部藉由通常可應用之體積二氧化碳分析運算出活體肺中之二氧化碳排出量，故可有效率且正確地運算出活體肺中之二氧化碳排出量。
(9)如上述(5)至(8)中任一項所記載之監控裝置，前述運算部亦可基於前述人工肺中之血液的氣體交換量與前述活體肺中之氣體交換量，運算出前述活體的血液的氣體交換中之輔助循環的貢獻度。
根據本發明的監控裝置，因運算部基於人工肺中之血液的氣體交換量與活體肺中之氣體交換量運算出活體的血液的氣體交換中之輔助循環的貢獻度，故可準確地掌握活體中之由輔助循環進行之血液的氣體交換狀況。
此處，活體中之由輔助循環進行之血液的氣體交換的貢獻度例如可藉由輔助循環比率(ECMO Rate)來顯示。輔助循環比率(ECMO Rate)可藉由以下數學式運算。輔助循環比率(ECMO Rate)＝(人工肺(ML)的二氧化碳(CO 2)排出量/(活體整體中產生之二氧化碳(CO 2)的總排出量)此處，(活體整體中產生之二氧化碳(CO 2)的總排出量)＝(活體肺的肺功能之二氧化碳(CO 2)排出量)＋(人工肺之二氧化碳(CO 2)排出量)
另外，活體中之由輔助循環進行之血液的氣體交換的貢獻度的顯示並不限於輔助循環比率(ECMO Rate，百分率)而可任意地設定，例如亦可應用人工肺的氣體交換量與活體肺的氣體交換量之比等表示由輔助循環進行之氣體交換的貢獻之各種指標。
(10)如上述(9)項所記載之監控裝置，前述運算部亦可藉由前述人工肺中之血液的氣體交換量相對於前述人工肺中之血液的氣體交換量以及前述活體肺中之氣體交換量的總量之比率，運算出輔助循環的貢獻度。
根據本發明的監控裝置，因運算部可藉由人工肺中之血液的氣體交換量相對於人工肺中之血液的氣體交換量以及活體肺中之氣體交換量之比率(輔助循環比率(ECMO Rate))，運算出輔助循環的貢獻度，故可容易且有效率地進行運算。
(11)如上述(1)至(10)中任一項所記載之監控裝置，前述運算部亦可基於表示前述人工肺之血液的氧化狀態之血液氧化狀態指標以及表示前述活體中之血液的氧化狀態之血液氧化狀態指標，運算出前述活體中之輔助循環的貢獻度。
根據本發明的監控裝置，因運算部可基於人工肺之血液氧化狀態指標與活體中之血液氧化狀態指標運算出活體中之輔助循環之貢獻度，故可容易且有效率地進行運算。
(12)如上述(11)所記載之監控裝置，前述運算部亦可將前述活體中之氣體交換量指標與基於從前述活體的體重推定之代謝之血液氧化狀態指標進行對比。
根據本發明的監控裝置，因運算部將活體中之氣體交換量指標與基於從活體的體重推定(運算)之代謝之血液氧化狀態指標進行對比，故可有效率地掌握活體整體中之血液的氧化是否被適當實施。
此處，作為活體中之氣體交換量指標，例如亦可應用活體整體中產生之二氧化碳(CO 2)的總排出量。此外，作為基於從活體的體重推定(運算)之代謝之血液氧化狀態指標之一例，亦可應用以下所示之安靜時所假定之代謝產生之二氧化碳(CO 2)量。〔安靜時所假定之代謝產生之二氧化碳(CO 2)量〕＝〔1代謝當量〕×0.8×〔活體(患者)P的體重〕運動強度之評價：代謝當量(MET:metabolic equivalent)1代謝當量由安靜時之氧攝取量(3.5ml/kg/min)表示。此外，常數0.8為呼吸商。
(13)如上述(1)至(12)中任一項所記載之監控裝置，前述運算部亦可以所設定之時間間隔運算。
根據本發明的監控裝置，因運算部能夠以所設定之時間間隔進行運算，故可用趨勢來掌握輔助循環(ECMO)相對於活體的整個呼吸代謝之動態。此外，藉由根據時間序列來積累資料，可準確地掌握輔助循環(ECMO)的動態。
此處，所設定之時間間隔可藉由手動來設定，亦可與感測器等之測定間隔時間對應地自動設定，還可任意設定。此外，亦可即時地、延遲固定時間地進行運算、顯示。(14)本發明的第二態樣係具備上述(1)至(13)中任一項所記載之監控裝置之輔助循環裝置。 [發明功效]
根據本發明的監控裝置，可準確地掌握連接有輔助循環裝置之活體中之血液的氣體交換狀況。
[第一實施形態]以下，參照圖1至圖9，對本發明的第一實施形態之輔助循環(V-V ECMO)進行說明。圖1係說明第一實施形態之輔助循環(V-V ECMO)的概要構成之示意圖。另外，圖1所示之虛線省略圖示連接各感測器與監控裝置100之電纜。亦即，監控裝置100藉由電纜或通信而與後述感測器117、輸血自動鉗118、人工肺吸氣氣體感測器125、人工肺呼氣氣體感測器126、人工呼吸器吸氣氣體感測器142、人工呼吸器呼氣氣體感測器144、以及脈衝血氧計148等連接，且能夠以有線或無線從這些感測器取得資訊的方式所構成。
圖1中，符號10表示輔助循環(V-V ECMO)中之輔助循環系統(血液循環迴路)，符號100表示監控裝置，符號115表示離心泵(輸血泵)，符號120表示人工肺，符號140表示人工呼吸器，符號148表示脈衝血氧計(血液氧化指標測定裝置)，符號180表示液晶觸控面板。以下，將輔助循環系統(血液循環迴路)顯示為輔助循環系統(V-V ECMO)。
如圖1所示，第一實施形態係患者(活體)例如連接有輔助循環系統(V-V ECMO)10及人工呼吸器140之例。此外，第一實施形態中，如圖1所示，患者(活體)P例如連接有監控裝置100、輔助循環系統(V-V ECMO)10、液晶觸控面板180、人工呼吸器140、脈衝血氧計(血液氧化指標測定裝置)148。監控裝置100經由各感測器連接於患者P。本實施形態的液晶觸控面板180連接於監控裝置100。
而且，如圖1所示，輔助循環系統(V-V ECMO)10係構成為，藉由離心泵(輸血泵)115使從患者(活體，人體)P的靜脈V1抽出之血液循環，並於人工肺120中使血液氣體交換，且再次回流至患者P的靜脈V1。此外，患者(活體、人體)P連接有人工呼吸器140，吸入從人工呼吸器140供給之吸氣氣體，並於活體肺(NL)中進行將血液氧化之人工呼吸。
如圖1所示，輔助循環系統(V-V ECMO)10例如係具備：抽血管線111、輸血管線112、血液回流管線113、再循環管線114、離心泵(輸血泵)115、流量感測器116、氧飽和度感測器117、輸血自動鉗118、再循環鉗(recirculation clamp)119、及人工肺120。本實施形態中，輔助循環系統10之構成中，由流量感測器116、氧飽和度感測器117、輸血自動鉗118、再循環鉗119、及人工肺120構成輔助循環裝置11。換言之，輔助循環系統10具備：輔助循環裝置11、及能夠作為一次性(拋棄式)製品來操作之抽血管線111、輸血管線112、血液回流管線113、再循環管線114、以及離心泵115。另外，作為輔助循環裝置11最小限度所具備之構成，只要具備流量感測器116、氧飽和度感測器117、輸血自動鉗118、再循環鉗119、及人工肺120即可，亦可構成為包含其他構成(例如上述管線之一部分)。輔助循環裝置11亦可進而包括驅動離心泵115之驅動部115A。驅動部115A例如係具備作為離心泵115的驅動源之AC伺服馬達或DC伺服馬達等馬達。驅動部115A亦可具備由控制前述馬達之處理器或IC(Integrated Circuit；積體電路)構成之控制器。輔助循環裝置11亦可進而包括監控裝置100。
此外，例如圖1所示，抽血管線111、離心泵115、輸血管線112、人工肺本體121、血液回流管線113相對於患者P依序配置，從患者P抽出之血液在穩定狀態下，依序循環並回流至患者P。
抽血管線111例如係具備包括連接於上游側(患者P側)之第一抽血管線111A、及連接於下游側(離心泵側)之第二抽血管線111B。然後，抽血管線111將從患者P抽出之血液移送至離心泵115。輸血管線112例如將從離心泵115送出之血液移送至人工肺120。
血液回流管線113例如係具備連接於上游側(人工肺側)之第一回流管線113A、及連接於下游側(患者P側)之第二回流管線113B。然後，回流管線113將從人工肺120送出之血液移送(回流)至患者(活體)P的靜脈V1。此外，在第一環流管線113配置有流量感測器116。
再循環管線114例如將血液回流管線113的第一回流管線113A與第二回流管線113B之間連接於抽血管線111的第一抽血管線111A與第二抽血管線111B之間。
此外，抽血管線111、輸血管線112、回流管線113、再循環管線114例如由利用柔軟樹脂材料形成之管所構成。
如圖1所示，離心泵(輸血泵)115係流入側連接於抽血管線111，流出側連接於輸血管線112，例如藉由AC(Alternating Current；交流電)伺服馬達或DC(Direct Current；直流電)伺服馬達使葉輪葉片旋轉，抽吸經由抽血管線111從患者P抽出之血液，並經由輸血管線112移送至人工肺120。此外，離心泵115以例如藉由操作流量設定開關(未圖示)，利用流量感測器116檢測流量(流速)並進行反饋控制的方式所構成。
如圖1所示，輸血自動鉗118例如配置於回流管線113。更具體而言，輸血自動鉗118構成為配置於第二回流管線113B，且例如以手動操作致動器並藉由鉗部關閉或打開輸血自動鉗118(亦即第二回流管線113B)。另外，輸血自動鉗118以有線或無線連接於監控裝置100，將輸血自動鉗118的關閉狀態的信號發送至監控裝置100。
如圖1所示，再循環鉗119構成為例如配置於再循環管線114，且例如以手動並藉由致動器使鉗部作動而關閉或打開再循環管線114。
然後，當輸血自動鉗118打開第二回流管線113B時，再循環鉗119關閉再循環管線114，所抽出之血液經由抽血管線111、輸血管線112、回流管線113，不經由再循環管線114而在患者P中循環。
此外，例如當在緊急時等輸血自動鉗118關閉第二回流管線113B時，第二回流管線113B中之血液的流動停止，而再循環鉗119打開再循環管線114，所抽出之血液於第二抽血管線111B、輸血管線112、第一回流管線113A、再循環管線114之間循環，藉此即便於停止向人工肺(ML)120供給氣體之情形時，血液會循環而不會滯留，因此可防止血液的凝固。
氧飽和度感測器(血液氧化指標感測器)117例如係具備配置於第二抽血管線111B之抽血氧飽和度感測器、及配置於第一回流管線113A之回流血氧飽和度感測器。另外，圖1中，為方便起見，僅回流血氧飽和度感測器由符號117表示。
本實施形態中，氧飽和度感測器(回流血氧飽和度感測器)117藉由纜線(未圖示)連接於監控裝置100，檢測從人工肺本體121送出並流經第一回流管線113A之血液中的氧飽和度以及血紅素量，並發送至監控裝置100。
此外，本實施形態中，氧飽和度感測器117以例如藉由紅外線檢測血液中的血紅素的氧化指標(氧化度、血液氧化指標)的方式所構成。另外，氧飽和度感測器117的構成係能夠在可檢測血液的氧化程度之範圍內任意地設定，亦可應用能夠測定血液氧化指標之公知的各種感測器。
如圖1所示，人工肺120例如係具備人工肺本體121、人工肺吸氣管線123、人工肺呼氣管線124、人工肺吸氣氣體感測器125、及人工肺呼氣氣體感測器126，且連接於人工肺氣體供給裝置122。而且，構成為將流經輔助循環系統(V-V ECMO)10之血液氧化。
人工肺本體121例如係具備氣體透過性優異之中空纖維膜或平膜等。而且，中空纖維膜或平膜等中，係以所供給之氣體的氧向血液側移動，血液中溶存之二氧化碳向供給至人工肺之氣體側移動，從而使血液進行氣體交換的方式所構成。此外，人工肺本體121例如一體地形成有用以調整血液的溫度之熱交換器。另外，人工肺本體121的構成能夠於可進行血液的氣體交換之範圍內任意地設定。
人工肺氣體供給裝置122將已調整為適宜於氣體交換之氧(O 2)濃度之氣體供給至人工肺本體121。本實施形態中，例如氣體的氧(O 2)濃度被調整為100%。
人工肺吸氣管線123例如係具備連接於人工肺氣體供給裝置122側之第一吸氣管線123A、及連接於人工肺本體121側之第二吸氣管線123B。而且，人工肺吸氣管線123將從人工肺氣體供給裝置122送出之人工肺吸氣移送至人工肺本體121。
人工肺呼氣管線124將從人工肺本體121排出之呼氣排出至系統外。此外，人工肺吸氣管線123、人工肺呼氣管線124例如由利用柔軟樹脂材料形成之管所構成。
在本實施形態中，人工肺吸氣氣體感測器125例如由二氧化碳(CO 2)感測器所構成。此外，人工肺吸氣氣體感測器125配置於人工肺吸氣管線123。具體而言，配置於第一人工肺吸氣管線123A與第二人工肺吸氣管線123B之間。而且，檢測經由人工肺吸氣管線123送入至人工肺本體121之吸氣的二氧化碳(CO 2)濃度(氧含量參數)。
在本實施形態中，人工肺呼氣氣體感測器126例如由二氧化碳(CO 2)感測器所構成。此外，人工肺呼氣氣體感測器126配置於人工肺呼氣管線124。具體而言，配置於人工肺呼氣管線124的下游端。而且，檢測經由人工肺呼氣管線124從人工肺本體121排出之呼氣中所包含之二氧化碳(CO 2)濃度(氧含量參數)。
另外，人工肺吸氣氣體感測器125、人工肺呼氣氣體感測器126的構成可任意地設定，例如亦可應用氧(O 2)感測器來代替二氧化碳(CO 2)感測器。此外，人工肺吸氣氣體感測器125、人工肺呼氣氣體感測器126亦可於能夠檢測出濃度參數之範圍內應用公知的各種感測器，該濃度參數可特定二氧化碳(CO 2)的分壓等吸氣、呼氣的二氧化碳(CO 2)濃度。
此外，例如亦可構成為於人工肺吸氣管線123、人工肺呼氣管線124設置取樣電路(未圖示)，藉由切換人工肺吸氣管線123、人工肺呼氣管線124與取樣管線，由一個氣體感測器兼用作人工肺吸氣氣體感測器125與人工肺呼氣氣體感測器126。
如圖1所示，人工呼吸器140例如經由人工呼吸器吸氣管線141、人工呼吸器呼氣管線143而與患者P連接。而且，人工呼吸器140係以將提高了氧(O 2)濃度之人工呼吸器氣體供給至患者(活體)P，以輔助患者P有效率地進行血液的氣體交換的方式所構成。
人工呼吸器140的構成雖能夠任意地設定，但在本實施形態中，例如構成係具備具有減壓閥之氣路、吸氣閥、呼氣閥、壓力控制電路、流量控制電路、及兼作輸入裝置(I/O)之顯示部。
人工呼吸器吸氣管線141將從人工呼吸器140送出之人工呼吸器吸氣移送至患者P的活體肺(NL)。此外，如圖1所示，在人工呼吸器吸氣管線141例如配置有人工呼吸器吸氣氣體感測器142，能夠檢測從人工呼吸器140經由人工呼吸器吸氣管線141供給至患者P之吸氣的二氧化碳(CO 2)濃度(氧含量參數)。
人工呼吸器呼氣管線143將從患者P的活體肺(NL)排出之呼氣移送至人工呼吸器140。此外，如圖1所示，在人工呼吸器呼氣管線143例如配置有人工呼吸器呼氣氣體感測器144，能夠檢測患者P排出並經由人工呼吸器呼氣管線143移送至人工呼吸器140之血液的氧化中使用後的呼氣的二氧化碳(CO 2)濃度(氧含量參數)。
以下，參照圖1、圖2、圖3，對輔助循環系統(V-V ECMO)之作用進行說明。圖2係說明未應用輔助循環系統(V-V ECMO)之患者(活體)P的血液循環的概要之示意圖，圖3係說明應用了輔助循環系統(ECMO)之患者P的血液循環的概要之示意圖。另外，圖2、圖3中，省略了心臟與活體肺之間的血液流動。圖2、圖3中，白色箭頭表示氣體交換後的血液流動，黑色箭頭表示氣體交換前的血液流動。
[未應用輔助循環系統(ECMO)之情形]首先，參照圖2，對未應用輔助循環系統(ECMO)之情形的血液循環進行說明。於未應用輔助循環系統(ECMO)之情形時，如圖2所示，患者(活體)P中之血液循環係將由活體肺(NL)氧化後之氧含量(氧含量參數)CaO 2、氧飽和度(血液氧化狀態指標)SaO 2的血液藉由心臟並通過動脈A1而送出至全身的活體組織PS。
然後，送至活體組織PS之血液係血液中的氧(O 2)的一部分因代謝而消耗，生成二氧化碳(CO 2)，從而成為下降至氧含量(氧含量參數)CvO 2、氧飽和度(血液氧化狀態指標)SvO 2之血液。然後，通過靜脈V1回流至心臟以及活體肺(NL)。該血液循環中，動脈A1、靜脈V1中例如流動相同流量Q CO的血液。
[應用輔助循環系統(V-V ECMO)10之情形]其次，參照圖3，對應用了輔助循環系統(ECMO)之情形之血液循環進行說明。如圖3所示，應用了輔助循環系統(V-V ECMO)10之患者(活體)P係將由活體肺(NL)氧化之氧含量(氧含量參數)CaO 2、氧飽和度(血液氧化狀態指標)SaO 2、流量(自身心輸出量(self cardiac output))Q CO的血液藉由心臟並通過動脈A1送出至全身的活體組織PS。
此外，由活體組織PS氣體交換(代謝)之氧含量(氧含量參數)CvO 2、氧飽和度(血液氧化狀態指標)SvO 2、流量(與自身心輸出量同量)Q CO的血液通過靜脈V1流向心臟、活體肺，流量Q ECMO的血液於抽血點P1處抽出而流向輔助循環系統(V-V ECMO)10的人工肺(ML)。
另一方面，於抽血點P處未抽出之流量Q COP的(＝Q CO－Q ECMO)血液直接通過靜脈V1流向心臟。另外，圖3所示之Q RE表示被氧化而回到靜脈V1後，再次流向人工肺(ML)之輔助循環(V-V ECMO)中再循環之血液的流量。
所抽出之血液被送向人工肺(ML)，由人工肺(ML)氣體交換並氧化，且於回流點P2處回到靜脈V1。於回流點P2處回到靜脈V1之血液與流經靜脈V1之氧含量CvO 2、氧飽和度SvO 2的血液混合，成為氧含量(氧含量參數)CvO 2(NL)、氧飽和度(血液氧化狀態指標)SvO 2(NL)、流量Q CO的血液，且被送至活體肺(NL)。然後，由活體肺(NL)氧化，而成為氧含量CaO 2、氧飽和度SaO 2的血液，且被送出至動脈A1。
此時，已送出至動脈A1之血液例如於人工肺(ML)中以氧攝取量V'O 2(ML)氧化，於活體肺(NL)中以氧攝取量V'O 2(NL)的氧(O 2)氧化。
另外，活體中之輔助循環(ECMO)的貢獻度例如能夠藉由以下的輔助循環比率(ECMO Rate)表示。例如，若著眼於氧攝取量表示輔助循環比率(ECMO Rate)，則如下式。輔助循環比率(ECMO Rate)＝(人工肺(ML)中之氧攝取量V'O 2(ML))/(人工肺(ML)中之氧攝取量V'O 2(ML)＋活體肺(NL)中之氧攝取量V'O 2(NL))亦即，活體中之輔助循環(ECMO)的貢獻度能夠由人工肺(ML)中之血液的氣體交換量相對於人工肺(ML)中之血液的氣體交換量以及活體肺(NL)中之氣體交換量的總量之比率表示。此處，活體肺(NL)中之氧攝取量V'O 2(NL)可作為患者(活體)之呼吸空氣中所包含之氧含量而取得。
此外，若著眼於二氧化碳排出量表示輔助循環比率(ECMO Rate)，則如下式。輔助循環比率(ECMO Rate)＝(人工肺(ML)中之二氧化碳排出量V'CO 2(ML))/(人工肺(ML)中之二氧化碳排出量V'CO 2(ML)＋活體肺(NL)中之二氧化碳排出量V'CO 2(NL))此處，活體肺(NL)中之二氧化碳排出量V'CO 2(NL)可作為患者(活體)的呼吸空氣中所包含之二氧化碳含量而取得。
此外，關於圖3所示之血液循環，例如能夠運算以下所示之數學式(101)至數學式(106)，並確認血液的氣體交換狀況。首先，數學式(101)表示人工肺(ML)以及活體肺(NL)中之氧攝取量與由活體組織消耗之氧的量〔DaO 2－DvO 2〕的關係。
[數1]
Figure 02_image001
當變形數學式(101)時，以下之數學式(102)成立。
[數2]
Figure 02_image003
此外，圖2所示之流經靜脈V1之血液的氧輸送量DvO 2可由以下之數學式(103)表示。
[數3]
Figure 02_image005
此外，人工肺(ML)中之氧攝取量係Q ECMO×(由人工肺(ML)氧化之血液的氧含量CaO 2(ML)－由人工肺(ML)氧化前之氧含量CvO 2(ML))，因此氧含量CaO 2(ML)由以下之數學式(104)表示。
[數4]
Figure 02_image007
將數學式(104)代入至數學式(102)時，流經動脈A1之自身心輸出量的血氧輸送量DaO 2如以下之數學式(105)所示。
[數5]
Figure 02_image009
此外，人工肺(ML)、活體肺(NL)中之氧攝取量DaO 2－DvO 2與人工肺(ML)、活體肺(NL)中之氧攝取量對應。此外，因氧攝取量與二氧化碳排出量對應，故若著眼於二氧化碳排出量，則導出以下的數學式(106)。此處，氧攝取量、二氧化碳排出量係血液的氣體交換量指標。
[數6]
Figure 02_image011
可藉由這些數學式(101)至數學式(106)運算之指標亦可由後述監控裝置100適當運算並顯示於液晶觸控面板180。
其次，參照圖4至圖9，對監控裝置100、液晶觸控面板180的概要構成進行說明。圖4係說明第一實施形態之監控裝置的概要構成之方塊圖，圖5至圖8係說明監控裝置中之運算順序的概要之流程圖，圖9係說明連接於監控裝置之液晶觸控面板的概要構成之示意圖。
監控裝置100、液晶觸控面板180的構成雖可任意地設定，但本實施形態中，監控裝置100能夠運算出輔助循環系統(V-V ECMO)10中之輔助循環比率(ECMO Rate)，並且對比患者(活體)P的血液的氧飽和度(血液氧化狀態指標)。
此外，如圖4所示，監控裝置100係以例如係具備第一信號受理部151至第六信號受理部156、第一運算部160、第二運算部170、及第一記憶部165，且以所設定之時間間隔實施各種運算的方式所構成。信號受理部151至信號受理部156例如為輸入埠。另外，本實施形態(以及後述之第二實施形態)中，監控裝置100亦可為不具備第一記憶部165，而具備第一信號受理部151至第六信號受理部156、第一運算部160、以及第二運算部170之構成。亦即，與第一記憶部165相當之構成可以是用有線或無線與監控裝置100連接且在這些之間進行資訊收發之構成。此外，監控裝置100可具備液晶觸控面板180所構成。本實施形態中，監控裝置100構成為即時地運算從各感測器輸入之信號並輸出。
此外，如圖4所示，監控裝置100以藉由纜線而與人工肺吸氣氣體感測器125、人工肺呼氣氣體感測器126、人工呼吸器吸氣氣體感測器142、人工呼吸器呼氣氣體感測器144、氧飽和度感測器117、脈衝血氧計148連接，且從它們適當地輸入信號的方式所構成。另外，監控裝置100亦可以藉由纜線或是通信而與感測器117、感測器125、感測器126、感測器142、感測器144以及脈衝血氧計148中之至少1個，取得感測器所測定出之資訊的方式所構成。監控裝置100亦可具備接收感測器所測定出之資訊之接收器。
第一信號受理部151與人工肺吸氣氣體感測器125連接，接收從人工肺吸氣氣體感測器125傳送而來之人工肺吸氣中所包含之人工肺吸氣二氧化碳(CO 2)濃度(氧含量參數)信號。
第二信號受理部152與人工肺呼氣氣體感測器126連接，接收從人工肺呼氣氣體感測器126傳送而來之人工肺呼氣中所包含之人工肺呼氣二氧化碳(CO 2)濃度(氧含量參數)信號。
第三信號受理部153與人工呼吸器吸氣氣體感測器142連接，接收從人工呼吸器吸氣氣體感測器142傳送而來之從人工呼吸器140傳送至活體肺(NL)之吸氣中所包含之吸氣二氧化碳(CO 2)濃度(氧含量參數)信號。
第四信號受理部154與人工呼吸器呼氣氣體感測器144連接，接收從人工呼吸器呼氣氣體感測器144傳送而來之活體肺(NL)排出之呼氣中所包含之呼氣二氧化碳(CO 2)濃度(氧含量參數)信號。
第五信號受理部155與氧飽和度感測器117連接，接收從氧飽和度感測器117傳送而來之藉由人工肺120氧化後之血液的氧飽和度(血液氧化狀態指標)信號。
第六信號受理部156與脈衝血氧計148連接，接收從脈衝血氧計148傳送而來之患者(活體、人體)P的血液的氧飽和度(血液氧化狀態指標)信號。
第一信號受理部151至第六信號受理部156將接收到之信號輸出至第一運算部160。
第一運算部160由電腦所構成，如圖4所示，與第一信號受理部151至第六信號受理部156連接，從這些信號受理部輸入信號。本實施形態(以及後述第二實施形態)中，電腦是指至少具備CPU等處理器及可記憶該處理器所能夠執行之程式之記憶體之構成。此外，藉由未圖示之纜線，分別從人工肺120以及人工呼吸器140將吸氣以及呼氣的氣體流量信號(未圖示)輸入至第一運算部160的方式所構成。另外，本實施形態中，使用人工肺120、人工呼吸器140的氣體供給量來作為吸氣以及呼氣之氣體流量。此外，第一運算部160例如與第一記憶部165連接。
如圖4所示，第一運算部160例如係具備人工肺二氧化碳排出量運算部161、人工呼吸器二氧化碳排出量運算部162、人工肺氧飽和度(血液氧化狀態指標)運算部163、及活體氧飽和度(血液氧化狀態指標)運算部164。
而且，第一運算部160視需要參照第一記憶部165，基於經由第一信號受理部151至第六信號受理部156輸入之信號運算各種參數。然後，將運算之結果輸出至第二運算部170。
第一記憶部165例如由記憶體或固態驅動器(Solid-State Drive；SSD)、硬碟等構成。此外，第一記憶部165中例如內建有人工肺二氧化碳排出量運算部161、人工呼吸器二氧化碳排出量運算部162、人工肺氧飽和度運算部163、活體氧飽和度運算部164運算時所參照之常數、資料表、及用以運算之數學式等。
第二運算部170由電腦所構成，如圖4所示，與第一運算部160連接，且從第一運算部160輸入運算結果。
此外，第二運算部170例如係具備輔助循環比率(輔助循環貢獻度)運算部171、及氧飽和度(血液氧化狀態指標)顯示部172。
如圖4所示，人工肺二氧化碳排出量運算部161經由第一信號受理部151、第二信號受理部152，接收人工肺吸氣二氧化碳(CO 2)濃度(氧含量參數)信號、人工肺呼氣二氧化碳(CO 2)濃度(氧含量參數)信號。此外，人工肺二氧化碳排出量運算部161接收人工肺120的氣體供給量(吸氣以及呼氣之氣體流量)信號(未圖示)。
然後，人工肺二氧化碳排出量運算部161基於接收到之吸氣、呼氣中所包含之二氧化碳(CO 2)濃度信號、人工肺120的氣體供給量，運算出人工肺120中之二氧化碳(CO 2)排出量(V’CO 2(ML)。
具體而言，根據圖5所示之下述順序，並根據人工肺120之吸氣中所包含之二氧化碳(CO 2)濃度、呼氣中所包含之二氧化碳(CO 2)濃度，運算出人工肺120中之二氧化碳(CO 2)濃度差，並運算出人工肺120中產生之二氧化碳(CO 2)濃度差與人工肺120的氣體供給量之積，且算出人工肺120中之二氧化碳排出量(V’CO 2(ML)。
(1)首先，經由第一信號受理部151接收人工肺吸氣二氧化碳濃度資料。(S101)(2)其次，經由第二信號受理部152接收人工肺呼氣二氧化碳濃度資料。(S102)
(3)接下來，基於人工肺吸氣二氧化碳濃度資料以及人工肺呼氣二氧化碳濃度資料，運算出人工肺二氧化碳濃度差。(S103)人工肺二氧化碳濃度差例如藉由下述之數學式運算。人工肺二氧化碳濃度差＝人工肺呼氣二氧化碳濃度－人工肺吸氣二氧化碳濃度
(4)從人工肺氣體供給裝置122接收人工肺氣體供給量資料。(S104)(5)然後，運算出人工肺二氧化碳排出量。(S105)人工肺二氧化碳排出量例如可藉由以下之數學式運算。人工肺二氧化碳排出量(V’CO 2(ML)＝人工肺120中之二氧化碳濃度差×人工肺120的氣體供給量＝(人工肺呼氣二氧化碳濃度－人工肺吸氣二氧化碳濃度)×人工肺120的氣體供給量另外，在執行上述(S101)至(S105)之順序時，視需要參照內建於第一記憶部165之資料表(未圖示)。
然後，人工肺二氧化碳排出量運算部161將人工肺吸氣二氧化碳(CO 2)濃度信號、人工肺呼氣二氧化碳(CO 2)濃度信號、人工肺氣體供給量信號、以及運算出之人工肺中之二氧化碳排出量(V’CO 2(ML)，輸出至輔助循環比率運算部171。
如圖4所示，人工呼吸器二氧化碳排出量運算部162經由第三信號受理部153、第四信號受理部154，接收人工呼吸器吸氣二氧化碳(CO 2)濃度信號、人工呼吸器二氧化碳(CO 2)濃度信號。此外，人工呼吸器二氧化碳排出量運算部162從人工呼吸器140接收氣體供給量(吸氣以及呼氣的氣體流量)信號(未圖示)。
然後，人工呼吸器二氧化碳排出量運算部162基於接收到之吸氣、呼氣中所包含之二氧化碳(CO 2)濃度信號，運算出活體肺(NL)中之二氧化碳(CO 2)排出量(V’CO 2(NL))。
具體而言，按照圖6所示之下述順序，根據人工呼吸器140的吸氣中所包含之二氧化碳(CO 2)濃度、呼氣中所包含之二氧化碳(CO 2)濃度，運算出人工呼吸器140中之二氧化碳(CO 2)濃度差，並運算出人工呼吸器140中產生之二氧化碳(CO 2)濃度差與人工呼吸器140的氣體供給量之積，且算出人工呼吸器140中之二氧化碳排出量(V’CO 2(NL))。另外，人工呼吸器140中之二氧化碳排出量係活體肺(NL)的二氧化碳排出量。
(1)首先，經由第三信號受理部153接收人工呼吸器吸氣二氧化碳濃度資料。(S201)(2)其次，經由第四信號受理部154接收人工呼吸器呼氣二氧化碳濃度資料。(S202)(3)接下來，基於人工呼吸器吸氣二氧化碳濃度資料以及人工呼吸器呼氣二氧化碳濃度資料，運算出人工呼吸器二氧化碳濃度差(＝人工呼吸器呼氣二氧化碳濃度－人工呼吸器吸氣二氧化碳濃度)。(S203)(4)從人工呼吸器140接收人工呼吸器氣體供給量資料。(S204)
(5)然後，運算出人工呼吸器二氧化碳排出量。(S205)人工呼吸器二氧化碳排出量例如可藉由以下之數學式運算。人工呼吸器二氧化碳排出量(V’CO 2(NL))＝人工呼吸器140中之二氧化碳濃度差×人工呼吸器140的氣體供給量＝(人工呼吸器呼氣二氧化碳濃度－人工呼吸器吸氣二氧化碳濃度)×人工呼吸器140的氣體供給量另外，執行上述(S201)至(S205)之順序時，視需要參照內建於第一記憶部165之資料表(未圖示)。此外，本實施形態中，藉由體積二氧化碳分析等運算出活體肺(NL)的二氧化碳排出量(V’CO 2(NL))。
然後，人工呼吸器二氧化碳排出量運算部162將人工呼吸器吸氣二氧化碳(CO 2)濃度信號、人工呼吸器呼氣二氧化碳(CO 2)濃度信號、人工呼吸器氣體供給量信號、所運算出之活體肺(NL)中之二氧化碳排出量(V’CO 2(NL))輸出至輔助循環比率運算部171。
如圖4所示，人工肺氧飽和度(血液氧化狀態指標)運算部163經由第五信號受理部155，從氧飽和度感測器117接收已由人工肺120氧化之血液的氧飽和度(血液氧化狀態指標)信號。
然後，人工肺氧飽和度運算部163例如視需要參照內建於第一記憶部165之資料表(未圖示)，運算出人工肺120的呼氣中所包含之人工肺氧飽和度(人工肺之血液氧化狀態指標)，並輸出至氧飽和度顯示部172。
如圖4所示，活體氧飽和度(血液氧化狀態指標)運算部164經由第六信號受理部156，從脈衝血氧計148接收患者(活體)P中之血液的氧飽和度(的血液氧化狀態指標)信號。
然後，活體氧飽和度運算部164例如視需要參照第一記憶部165中內建之資料表(未圖示)，運算出患者(活體)P的氧飽和度(血液氧化狀態指標)，並輸出至氧飽和度(血液氧化狀態指標)顯示部172。
輔助循環比率(輔助循環貢獻度)運算部171基於從人工肺二氧化碳排出量運算部161、人工呼吸器二氧化碳排出量運算部162傳送之信號，運算出活體整體中之二氧化碳(CO 2)的總排出量、輔助循環(V-V ECMO)中之輔助循環比率(ECMO Rate)(輔助循環之貢獻度)、以及基於患者(活體)P的體重之呼吸效率。
具體而言，輔助循環比率運算部171按照圖7所示之下述順序，根據人工肺二氧化碳(CO 2)排出量、人工呼吸器二氧化碳(CO 2)排出量，運算出活體整體的二氧化碳(CO 2)總排出量後，運算出輔助循環比率(ECMO Rate)。
(1)首先，取得人工肺二氧化碳(CO 2)排出量。(S301)(2)其次，取得人工呼吸器二氧化碳(CO 2)排出量。(S302)
(3)接下來，基於人工肺二氧化碳(CO 2)排出量、人工呼吸器二氧化碳(CO 2)排出量運算出二氧化碳(CO 2)總排出量。(S303)二氧化碳(CO 2)總排出量例如藉由以下之數學式運算。二氧化碳總排出量(V’CO 2)＝人工肺二氧化碳排出量(V’CO 2(ML))＋人工呼吸器二氧化碳排出量(V’CO 2(NL))
(4)然後，運算出輔助循環比率(ECMO Rate)(輔助循環的貢獻度)。(S304)輔助循環比率(ECMO Rate)例如藉由以下之數學式運算。輔助循環比率(ECMO Rate)＝人工肺二氧化碳排出量(V’CO 2(ML))/活體整體的二氧化碳總排出量(V’CO 2)
此外，輔助循環比率運算部171按照圖8所示之下述順序，根據人工肺二氧化碳(CO 2)排出量、人工呼吸器二氧化碳(CO 2)排出量，運算出活體整體的二氧化碳(CO 2)總排出量並運算出基於患者P的體重之呼吸效率。
(1)首先，接收患者P的體重資料。(S401)患者P的體重資料例如藉由設置於液晶觸控面板180之數字鍵盤(未圖示)而輸入。(2)其次，運算出根據患者P的體重推定之二氧化碳代謝(代謝產生之二氧化碳(CO 2)量)。(S402)患者P的被假定(安靜時)之患者(活體)代謝產生之二氧化碳(CO 2)量例如可由以下之數學式運算而獲得近似值。(安靜時之)假定之代謝產生之二氧化碳(CO 2)量＝〔1代謝當量〕×0.8×患者P的體重此處，代謝當量(MET:metabolic equivalent)係表示運動強度的評價，1代謝當量由安靜時之氧攝取量(3.5ml/kg/min)表示。0.8：呼吸商之常數(呼吸商)
(3)接下來，取得人工肺二氧化碳(CO 2)排出量。(S403)(4)其次，取得人工呼吸器二氧化碳(CO 2)排出量。(S404)
(5)然後，取得基於患者P的體重之呼吸效率。(S406)患者P的活體肺功能的基於體重之呼吸效率例如可由以下之數學式運算。
基於體重之呼吸效率＝二氧化碳總排出量/患者P之代謝產生之二氧化碳(CO 2)量
然後，輔助循環比率(輔助循環貢獻度)運算部171例如將人工肺吸氣二氧化碳濃度、人工肺呼氣二氧化碳濃度、人工肺氣體供給量、人工肺二氧化碳排出量、人工呼吸器吸氣二氧化碳濃度、人工呼吸器呼氣二氧化碳濃度、人工呼吸器氣體供給量、人工呼吸器二氧化碳排出量、輔助循環比率(ECMO Rate)、及患者P的活體肺功能的基於體重之呼吸效率即時且持續地輸出至液晶觸控面板(顯示部)180。
另外，亦可構成為：監控裝置100取得與氧(O 2)相關的參數以代替二氧化碳(CO 2)，輔助循環比率(輔助循環貢獻度)運算部171例如將人工肺吸氣氧濃度、人工肺呼氣氧濃度、人工肺氣體供給量、人工肺氧攝取量、人工呼吸器吸氣氧濃度、人工呼吸器呼氣氧濃度、人工呼吸器氣體流量、活體肺氧攝取量、輔助循環比率(ECMO Rate)、及患者P的活體肺功能的基於體重之呼吸效率即時且持續地輸出至液晶觸控面板(顯示部)180。
氧飽和度顯示部172例如從人工肺氧飽和度運算部163接收人工肺氧飽和度，從活體氧飽和度運算部164接收患者(活體)P的氧飽和度。然後，氧飽和度顯示部172例如將人工肺氧飽和度及患者(活體)P的氧飽和度分別輸出並顯示於液晶觸控面板180。此外，氧飽和度顯示部172亦可構成為例如將人工肺氧飽和度及患者(活體)P的氧飽和度與各自的閾值進行對比，當檢測到低於所設定之閾值等之以上時輸出警報。另外，閾值例如藉由設置於液晶觸控面板180之數字鍵盤(未圖示)輸入，並內建於記憶部(未圖示)。
然後，氧飽和度顯示部172例如將人工肺氧飽和度、活體氧飽和度、警報相關之信號即時地輸出至液晶觸控面板(顯示部)180。另外，本實施形態中，說明了複數個第一運算部160、人工肺二氧化碳排出量運算部161、人工呼吸器二氧化碳排出量運算部162、人工肺氧飽和度運算部163、活體氧飽和度運算部164、第二運算部170、輔助循環比率運算部171以及顯示部172，但這些個別或複數個構成要素均可由一個電腦構成，第一運算部160以及第二運算部170亦可匯整成由一個電腦所構成。
如圖9所示，液晶觸控面板180例如係具備人工肺呼吸顯示部181、人工呼吸器呼吸顯示部182、活體的二氧化碳排出量顯示部(活體的氧化狀態指標)顯示部183、根據體重運算出之活體的二氧化碳代謝顯示部184、輔助循環比率(ECMO Rate)顯示部185、基於體重之呼吸效率顯示部186、氧飽和度(血液氧化狀態指標)顯示部187、圖形顯示部188、及面板開關部(操作部)189。
如圖9所示，人工肺呼吸顯示部181例如係具備人工肺吸氣二氧化碳(CO 2)濃度(人工肺吸氣氣體濃度)顯示部181A、人工肺呼氣二氧化碳(CO 2)濃度(人工肺呼氣氣體濃度)顯示部181B、人工肺氣體供給量(人工肺吸氣、呼氣流量)顯示部181C、及人工肺二氧化碳(CO 2)排出量(氣體交換量指標)顯示部181D。
本實施形態中，人工肺吸氣二氧化碳(CO 2)濃度顯示部181A、人工肺呼氣二氧化碳(CO 2)濃度顯示部181B、人工肺氣體供給量顯示部181C、人工肺二氧化碳(CO 2)排出量顯示部181D，係顯示輔助循環比率運算部171所輸出之人工肺吸氣二氧化碳(CO 2)濃度、人工肺呼氣二氧化碳(CO 2)濃度、人工肺氣體供給量、以及人工肺二氧化碳(CO 2)排出量。
如圖9所示，人工呼吸器呼吸顯示部182例如係具備人工呼吸器吸氣二氧化碳(CO 2)濃度(人工呼吸器吸氣氣體濃度)顯示部182A、人工呼吸器呼氣二氧化碳(CO 2)濃度(人工呼吸器呼氣氣體濃度)顯示部182B、人工呼吸器氣體供給量(人工呼吸器吸氣、呼氣流量)顯示部182C、及活體肺二氧化碳排出量(氣體交換量指標)顯示部182D。
本實施形態中，人工呼吸器吸氣二氧化碳(CO 2)濃度顯示部182A、人工呼吸器呼氣二氧化碳(CO 2)濃度顯示部182B、人工呼吸器氣體供給量顯示部182C、活體肺二氧化碳(CO 2)排出量(氣體交換量指標)顯示部182D，係顯示輔助循環比率運算部171所輸出之人工呼吸器吸氣二氧化碳(CO 2)濃度、人工呼吸器呼氣二氧化碳(CO 2)濃度、人工呼吸器氣體供給量、以及活體肺(NL)中之二氧化碳(CO 2)排出量。
活體的二氧化碳代謝顯示部184例如顯示輔助循環比率運算部171所輸出之患者P的代謝產生之二氧化碳(CO 2)量。
輔助循環比率(ECMO Rate)顯示部185例如藉由數值顯示輔助循環比率運算部171所輸出之輔助循環比率(ECMO Rate)。
基於體重之呼吸效率顯示部186例如藉由數值顯示輔助循環比率運算部171所輸出之基於患者P的體重之呼吸效率。
氧飽和度顯示部187例如係具備顯示人工肺120之氧飽和度之人工肺氧飽和度顯示部187A、及顯示患者(活體)P的氧飽和度之活體氧飽和度顯示部187B。人工肺氧飽和度顯示部187A、活體氧飽和度顯示部187B接收氧飽和度顯示部172所輸出之人工肺120、以及患者(活體)P的氧飽和度信號，且藉由數值顯示。
如圖9所示，圖形顯示部188例如係具備輔助循環比率(ECMO Rate)顯示部188A、以及活體、人工肺氧飽和度顯示部188B。輔助循環比率(ECMO Rate)顯示部188A例如即時且按時間序列地顯示輔助循環比率運算部171所輸出之輔助循環比率(ECMO Rate)的圖形A。
此外，活體、人工肺氧飽和度顯示部188B例如即時且按時間序列地顯示氧飽和度顯示部172所輸出之人工肺120的氧飽和度的圖形B1、以及患者(活體)P的氧飽和度的圖形B2。
如圖9所示，面板開關部(操作部)189例如係具備第一觸控部189A、第二觸控部189B、及第三觸控部189C。
第一觸控部189A例如可藉由GUI(Graphical User Interface；圖形使用者界面)之選擇，來選擇是否同時使用氧(O 2)、二氧化碳(CO 2)、氧(O 2)以及二氧化碳(CO 2)，來作為監控裝置100監控輔助循環(V-V ECMO)時之氣體交換量指標。
第二觸控部189B例如可藉由觸控操作來選擇是以輔助循環比率(ECMO Rate)來顯示輔助循環(V-V ECMO)的貢獻度，還是以人工肺氣體交換量與人工呼吸器氣體交換量之比(人工肺氣體交換量：人工呼吸器氣體交換量)來顯示。
第三觸控部189C例如可選擇性地顯示數學式(101)到數學式(106)的運算結果。
根據第一實施形態之監控裝置100，可運算出輔助循環系統(V-V ECMO)10中之二氧化碳排出量、人工呼吸器140之二氧化碳排出量。
此外，根據監控裝置100，因在輔助循環系統(V-V ECMO)10中，基於人工肺二氧化碳排出量、活體肺二氧化碳排出量、以及活體整體的二氧化碳總排出量，即時地運算出輔助循環比率(ECMO Rate)並顯示於液晶觸控面板180的圖形顯示部188，故能夠以趨勢(trend)準確地掌握患者P的氣體交換中之人工肺120的貢獻度。此外，可準確地確認輔助循環(ECMO)相對於患者(活體)P的整個呼吸之動態、輔助循環的狀況。結果，可準確地掌握活體肺(NL)以及人工肺120中之血液的氣體交換狀況。
此外，根據監控裝置100，因基於人工肺120的吸氣以及呼氣，運算出人工肺120中之二氧化碳排出量，故可正確地運算出人工肺120中之二氧化碳排出量。
此外，根據監控裝置100，因基於人工呼吸器140之吸氣以及呼氣，運算出活體肺(NL)中之二氧化碳排出量，故可正確且容易地運算出活體肺中之二氧化碳排出量。結果，可有效率地掌握活體肺之血液的氧化狀態。
此外，根據監控裝置100，因藉由體積二氧化碳分析，運算出活體肺(NL)中之二氧化碳排出量，故可有效率且正確地運算出活體肺(NL)中之二氧化碳排出量。
此外，根據監控裝置100，因與根據患者P的體重運算出之患者P之代謝產生之二氧化碳(CO 2)量及二氧化碳總排出量進行對比，故可有效率地掌握是否適當地進行了患者P的血液的氣體交換。
此外，根據監控裝置100，因基於根據患者P的體重運算出之二氧化碳(CO 2)代謝量來算出基於患者P的體重之呼吸效率，故可有效率地掌握是否適當地進行了患者P的血液的氣體交換。
[第二實施形態]以下，參照圖10、圖11，對本發明的第二實施形態之輔助循環(V-A ECMO)進行說明。另外，第二實施形態之說明中，對與上述第一實施形態同等之構成附上相同的符號，且有時省略或簡化該說明。圖10係說明本發明的第二實施形態之輔助循環(V-A ECMO)的概要構成之示意圖。另外，圖10所示之虛線省略圖示連接各感測器與監控裝置100之電纜。此外，圖11係說明應用了輔助循環(V-A ECMO)之患者的血液循環的概要之示意圖。圖10中，符號20表示輔助循環系統(V-A ECMO)。
第二實施形態係如圖10所示在患者(活體)P例如連接有輔助循環系統(V-A ECMO)20及人工呼吸器140之例。此外，第二實施形態中，患者(活體)P例如連接有監控裝置100、輔助循環系統(V-A ECMO)20、液晶觸控面板180、人工呼吸器140、及脈衝血氧計(血液氧化指標測定裝置)148。
輔助循環系統(V-A ECMO)20與輔助循環系統(V-V ECMO)10在以下方面不同。其他與第一實施形態相同，因此附上相同符號並省略說明。
亦即，如圖10所示，輔助循環系統(V-A ECMO)20在如下方面不同：藉由離心泵(輸血泵)115使從患者(活體、人體)P的靜脈V1抽出之血液循環，並使人工肺120中血液進行氣體交換後之血液回流至患者P的動脈A1。
具體而言，第二回流管線113B以連接於動脈A1，將從人工肺120送出之血液經由第二回流管線113B，從回流點P2移送(回流)至動脈A1的方式所構成。
監控裝置100、液晶觸控面板180之構成可任意地設定，於第二實施形態中，監控裝置100、液晶觸控面板180構成為均與第一實施形態相同。此外，監控裝置100、液晶觸控面板180的連接、作用亦均與第一實施形態相同，從而附上相同符號並省略說明。另外，本實施形態中，輔助循環系統20的構成中，由流量感測器116、氧飽和度感測器117、輸血自動鉗118、再循環鉗119、人工肺120構成輔助循環裝置21。換言之，輔助循環系統20係具備：輔助循環裝置21，以及能夠作為一次性(拋棄式)製品來操作之抽血管線111、輸血管線112、血液回流管線113、再循環管線114以及離心泵115。另外，作為輔助循環裝置21最小限度所具備之構成，只要具備流量感測器116、氧飽和度感測器117、輸血自動鉗118、再循環鉗119、人工肺120即可，亦可為包含其他構成(例如上述管線之一部分)之構成。輔助循環裝置21亦可進而包括驅動離心泵115之驅動部115A。輔助循環裝置21亦可進而包括監控裝置100。
其次，參照圖11，對應用了輔助循環系統(V-A ECMO)之情形下的血液循環進行說明。如圖11所示，應用有輔助循環系統(V-A ECMO)20之患者(活體)P係將由活體肺(NL)氧化之氧含量(氧含量參數)CaO 2(NL)、氧飽和度(血液氧化狀態指標)SaO 2(NL)、流量(自身心輸出量)Q CO的血液藉由心臟送出至動脈A1。
另一方面，如圖11所示，輔助循環(V-A ECMO)中，藉由人工肺(ML)120經氣體交換而氧化之氧含量(氧含量參數)CaO 2(ML)、氧飽和度(血液氧化狀態指標)SaO 2(ML)、流量(自身心輸出量)Q ECMO的血液被送向動脈A1，並於回流點P2處與從心臟送出之血液合流。然後，於回流點P2處合流之血液被混合後，成為氧含量CaO 2、氧飽和度SaO 2、流量Q CIR(＝Q CO＋Q ECMO)的血液，並通過動脈A1而流向活體組織PS。
然後，已流向活體組織PS之氧含量CaO 2、氧飽和度SaO 2、流量Q CIR的血液在活體組織PS中，氧因代謝而被消耗從而生成二氧化碳，並下降至氧含量CvO 2、氧飽和度SvO 2。已下降至氧含量CvO 2、氧飽和度SvO 2之流量Q CIR的血液通過靜脈V1流向心臟、活體肺(NL)。
然後，通過靜脈V1流向心臟、活體肺(NL)之氧含量CvO 2、氧飽和度SvO 2、流量Q CIR的血液係流量Q ECMO的血液於抽血點P1處抽出並流向輔助循環系統(V-A ECMO)20的人工肺(ML)。
抽出並被送向人工肺(ML)之血液利用人工肺(ML)使二氧化碳(CO 2)進行氣體交換成氧(O 2)而氧化，並於回流點P2處回到動脈A1。
另一方面，未於抽血點P1處抽出之流量Q CO(＝Q CIR－Q ECMO)的血液直接通過靜脈V1流向心臟。然後，由活體肺(NL)氧化而成為氧含量CaO 2(NL)、氧飽和度SaO 2(NL)、流量(自身心輸出量)Q CO的血液，並被送出至動脈A1。此外，圖11所示之血液循環中，利用人工肺(ML)以及活體肺(NL)僅氧化了上述數學式(101)所示之〔DaO 2－DvO 2〕。
輔助循環(V-A ECMO)中之血液循環可著眼於輔助循環流量Q ECMO、動脈血氧含量CaO 2中之任一個來進行說明。
[著眼於輔助循環流量Q ECMO之情形]於著眼於輔助循環流量Q ECMO之情形下，輔助循環(V-A ECMO)中之血液循環中，第一實施形態之輔助循環(V-V ECMO)中說明之數學式(101)至數學式(106)成立。因內容與第一實施形態相同，故省略說明。
[著眼於動脈血氧含量CaO 2之情形]若設為通過動脈A1流向活體組織PS之血液的動脈血氧含量CaO 2、循環血流量Q CIR，則動脈血氧輸送量DaO 2可由以下數學式(201)表示。
[數7]
Figure 02_image013
此處，於應用輔助循環(V-A ECMO)之情形時，循環血流量Q CIR等於輔助循環流量Q ECMO與自身心輸出量Q CO之和，因此循環血流量Q CIR可由以下之數學式(202)表示。
[數8]
Figure 02_image015
另一方面，因氧之質量被保存，故動脈血氧含量CaO 2可使用由活體肺(NL)氣體交換後之氧含量CaO 2(NL)、循環血流量Q CIR、由人工肺(ML)氣體交換後之氧含量CaO 2(ML)、由人工肺(ML)氧化之血液的流量Q ECMO，如以下之數學式(203)般來表示。
[數9]
Figure 02_image017
此外，活體整體的二氧化碳總排出量V'CO 2因等於人工肺(ML)的二氧化碳排出量V'CO 2(ML)與活體肺(NL)的二氧化碳排出量V'CO 2(NL)之和，故若在將數學式(203)代入數學式(201)後，將左邊除以活體整體的二氧化碳總排出量V'CO 2，並且將右邊除以活體肺(NL)的二氧化碳排出量V'CO 2(NL)＋人工肺(ML)的二氧化碳排出量V'CO 2(ML)，則可由以下之數學式(204)表示。
[數10]
Figure 02_image019
此處，上述數學式(202)至數學式(204)中之自身心輸出量Q CO因難以直接測定，故宜為使用人工肺(ML)中之二氧化碳排出量V'CO 2(ML)之一般的推定值。
此外，上述數學式(203)至數學式(204)的運算結果亦可構成為例如藉由操作第三觸控部189C而選擇性地顯示。
另外，本發明不限於上述實施形態，能夠於本發明的範圍內進行各種變更。
例如，上述實施形態中，已對將監控裝置100應用於輔助循環系統(V-V ECMO)10、輔助循環系統(V-A ECMO)20的監控中之情形進行了說明，但亦可例如應用於輔助循環(V-V-A ECMO)的監控。
此外，上述實施形態中，已對將人工呼吸器140與輔助循環系統10、輔助循環系統20一起使用之情形進行了說明，但可任意地設定是否使用人工呼吸器140，亦可藉由使用氧氣罩等呼吸時的吸氣與呼氣來代替人工呼吸器140，而運算出二氧化碳排出量或氧攝取量。
此外，上述實施形態中，已對如下情形進行了說明：為了取得運算輔助循環系統(電路)10中之人工肺120的貢獻度時的氣體交換量指標而使用之氣體感測器為與人工肺120以及人工呼吸器140連接之二氧化碳濃度感測器；但例如亦可應用與人工肺120、人工呼吸器140連接之氧濃度感測器來運算出輔助循環比率。此外，還可使用二氧化碳濃度感測器與氧濃度感測器這兩者來運算出輔助循環比率。
此外，關於人工肺吸氣氣體感測器125、人工肺呼氣氣體感測器126、人工呼吸器吸氣氣體感測器142、人工呼吸器呼氣氣體感測器144的構成、配置之位置可任意地設定。
此外，例如亦可構成為在人工肺吸氣管線123、人工肺呼氣管線124設置取樣電路(未圖示)，由一個氣體感測器兼用作人工呼吸器吸氣氣體感測器142與人工呼吸器呼氣氣體感測器144。
此外，上述實施形態中，已對如下情形進行了說明：人工肺吸氣氣體感測器125、人工肺呼氣氣體感測器126、人工呼吸器吸氣氣體感測器142、人工呼吸器呼氣氣體感測器144根據已氣體交換之二氧化碳濃度，而運算出與氧攝取量對應之氣體交換量指標；但亦可構成為例如藉由測定可特定出二氧化碳、氧的含有率之呼吸用氣體中所包含之其他氣體(例如麻醉氣體等)的含有率，而運算出氣體交換量指標。
此外，上述實施形態中，已對監控裝置100藉由體積二氧化碳分析運算出活體肺(NL)中之二氧化碳排出量之情形進行了說明，但亦可構成為例如從外部輸入由體積二氧化碳分析運算出之活體肺(NL)中之二氧化碳排出量。
例如，上述實施形態中，已對輸血泵作為離心泵115之情形進行了說明，但亦可例如使用旋轉輥旋轉以擠壓柔軟管並抽吸、送出血液之輥子泵來代替離心泵115。
此外，上述實施形態中，當說明監控裝置100中之各種運算時使用數學式進行了說明，但上述數學式為一例，亦可不限定為上述數學式而使用其他數學式或運算方法。
此外，上述實施形態中，已說明用以說明監控裝置100中之動作之流程圖的概要構成的例，但亦可使用上述流程圖以外之方法(演算法)進行控制。
此外，上述實施形態中，已對將監控裝置100應用於患者(人體、活體)P的輔助循環的監控之情形進行了說明，但亦可例如應用於動物(活體)等的輔助循環而代替人體P的輔助循環。
上述第一以及第二實施形態中說明之第一運算部160以及第二運算部170中之一個或兩個相當於本發明中之「運算部」。另一方面，上述第一以及第二實施形態的監控裝置100如上述般具備第一信號受理部151至第六信號受理部156、第一運算部160、第二運算部170、及第一記憶部165，但不限定於此，亦可為監控裝置100至少具備輔助循環比率運算部171之構成。該情形下，輔助循環比率運算部171相當於本發明中之「運算部」。 [產業可利用性]
根據本發明之監控裝置，因能夠準確地掌握連接有輔助循環裝置之患者中之活體肺以及人工肺中之血液的氣體交換狀況，故能夠在產業上加以利用。
10:輔助循環系統(V-V ECMO) 11,21:輔助循環裝置 20:輔助循環系統(V-A ECMO) 100:監控裝置 111:抽血管線 111A:第一抽血管線 111B:第二抽血管線 112:輸血管線 113:回流管線 113A:第一回流管線 113B:第二回流管線 114:再循環管線 115:離心泵(輸血泵) 115A:驅動部 116:流量感測器 117:氧飽和度感測器 118:輸血自動鉗 119:再循環鉗 120:人工肺 121:人工肺本體 122:人工肺氣體供給裝置 123:人工肺吸氣管線 123A:第一吸氣管線 123B:第二吸氣管線 124:人工肺呼氣管線 125:人工肺吸氣氣體感測器 126:人工肺呼氣氣體感測器 140:人工呼吸器 141:人工呼吸器吸氣管線 142:人工呼吸器吸氣氣體感測器 143:人工呼吸器呼氣管線 144:人工呼吸器呼氣氣體感測器 148:脈衝血氧計 151:第一信號受理部 152:第二信號受理部 153:第三信號受理部 154:第四信號受理部 155:第五信號受理部 156:第六信號受理部 160:第一運算部 161:人工肺二氧化碳排出量運算部 162:人工呼吸器二氧化碳排出量運算部 163:人工肺氧飽和度運算部 164:活體氧飽和度運算部 165:第一記憶部 170:第二運算部 171:輔助循環比率運算部 172:氧飽和度顯示部 180:液晶觸控面板 181:人工肺呼吸顯示部 181A:人工肺吸氣二氧化碳(CO 2)濃度顯示部 181B:人工肺呼氣二氧化碳(CO 2)濃度顯示部 181C:人工肺氣體供給量顯示部 181D:人工肺二氧化碳(CO 2)排出量顯示部 182:人工呼吸器呼吸顯示部 182A:人工呼吸器吸氣二氧化碳(CO 2)濃度顯示部 182B:人工呼吸器呼氣二氧化碳(CO 2)濃度顯示部 182C:人工呼吸器氣體供給量顯示部 182D:活體肺二氧化碳(CO 2)排出量(氣體交換量指標)顯示部 183:活體的二氧化碳排出量顯示部(活體的氧化狀態指標)顯示部 184:根據體重運算出之活體的二氧化碳代謝顯示部 185,188A:輔助循環比率(ECMO Rate)顯示部 186:基於體重之呼吸效率顯示部 187:氧飽和度(血液氧化狀態指標)顯示部 187A:人工肺氧飽和度顯示部 187B:活體氧飽和度顯示部 188:圖形顯示部 188B:活體、人工肺氧飽和度顯示部 189:面板開關部(操作部) 189A:第一觸控部 189B:第二觸控部 189C:第三觸控部 A1:動脈 CaO 2:氧含量(氧含量參數) CvO 2:氧含量(氧含量參數) ML:人工肺 NL:活體肺 P:患者(活體、人體) P1:抽血點 P2:回流點 PS:活體組織 Q CIR,Q CO,Q COP,Q ECMO,Q RE:流量 SaO 2:氧飽和度(血液氧化狀態指標) SvO 2:氧飽和度(血液氧化狀態指標) V1:靜脈
[圖1]係說明本發明的第一實施形態之輔助循環(V-V ECMO)的概要構成之示意圖。[圖2]係說明未應用第一實施形態之輔助循環(V-V ECMO)之患者的血液循環的概要之示意圖。[圖3]係說明應用第一實施形態之輔助循環(V-V ECMO)之患者的血液循環的概要之示意圖。[圖4]係說明第一實施形態之監控裝置的概要構成之方塊圖。[圖5]係表示說明第一實施形態之監控裝置的概要構成之人工肺二氧化碳排出量運算部中之運算順序的概要之流程圖。[圖6]係表示說明第一實施形態之監控裝置的概要構成之人工呼吸器二氧化碳排出量運算部中之運算順序的概要之流程圖。[圖7]係表示說明第一實施形態之監控裝置的概要構成之輔助循環比率運算部中之輔助循環比率的運算順序的概要之流程圖。[圖8]係表示說明第一實施形態之監控裝置的概要構成之輔助循環比率運算部中的基於體重之呼吸效率的運算順序的概要之流程圖。[圖9]係說明連接於第一實施形態之監控裝置之液晶觸控面板的概要構成之示意圖。[圖10]係說明本發明的第二實施形態之輔助循環(V-A ECMO)的概要構成之示意圖。[圖11]係說明應用第二實施形態之輔助循環(V-A ECMO)之患者的血液循環的概要之示意圖。
100:監控裝置
117:氧飽和度感測器
125:人工肺吸氣氣體感測器
126:人工肺呼氣氣體感測器
142:人工呼吸器吸氣氣體感測器
144:人工呼吸器呼氣氣體感測器
148:脈衝血氧計
151:第一信號受理部
152:第二信號受理部
153:第三信號受理部
154:第四信號受理部
155:第五信號受理部
156:第六信號受理部
160:第一運算部
161:人工肺二氧化碳排出量運算部
162:人工呼吸器二氧化碳排出量運算部
163:人工肺氧飽和度運算部
164:活體氧飽和度運算部
165:第一記憶部
170:第二運算部
171:輔助循環比率運算部
172:氧飽和度顯示部
180:液晶觸控面板

Claims (14)

  1. 一種監控裝置，係與活體連接且應用於輔助循環裝置，前述輔助循環裝置藉由輸血泵將從前述活體抽出之血液輸送至人工肺，且於前述人工肺中與活體肺平行地使血液進行氣體交換而氧化； 前述監控裝置具備運算部，係運算出表示由前述輔助循環裝置所進行之血液的氣體交換狀況之血液氣體交換狀況指標。
  2. 如請求項1所記載之監控裝置，其中前述運算部係基於前述人工肺中之血液的氣體交換量運算出前述血液氣體交換狀況指標。
  3. 如請求項2所記載之監控裝置，其中前述運算部係基於前述人工肺中之二氧化碳排出量與前述人工肺中之氧攝取量中的至少任一個來運算出前述人工肺中之血液的氣體交換量。
  4. 如請求項3所記載之監控裝置，其中前述運算部係藉由前述人工肺的吸氣以及呼氣運算出前述人工肺中之二氧化碳排出量。
  5. 如請求項1至4中任一項所記載之監控裝置，其中前述運算部係基於前述活體肺中之血液的氣體交換量運算出前述血液氣體交換狀況指標。
  6. 如請求項5所記載之監控裝置，其中前述運算部係基於前述活體肺中之二氧化碳排出量與前述活體中之氧攝取量中的至少任一個來運算出前述活體肺中之血液的氣體交換量。
  7. 如請求項6所記載之監控裝置，其中前述運算部係藉由前述活體肺的吸氣以及呼氣運算出前述活體肺中之二氧化碳排出量。
  8. 如請求項6或7所記載之監控裝置，其中前述運算部係藉由體積二氧化碳分析運算出前述活體肺中之二氧化碳排出量。
  9. 如請求項5至8中任一項所記載之監控裝置，其中前述運算部係基於前述人工肺中之血液的氣體交換量與前述活體肺中之氣體交換量，運算出前述活體的血液的氣體交換中之輔助循環的貢獻度。
  10. 如請求項9所記載之監控裝置，其中前述運算部係藉由前述人工肺中之血液的氣體交換量相對於前述人工肺中的血液的氣體交換量以及前述活體肺中之氣體交換量的總量之比率，運算出輔助循環的貢獻度。
  11. 如請求項1至10中任一項所記載之監控裝置，其中前述運算部係基於表示前述人工肺之血液的氧化狀態之血液氧化狀態指標以及表示前述活體中之血液的氧化狀態之血液氧化狀態指標，運算出前述活體中之輔助循環的貢獻度。
  12. 如請求項11所記載之監控裝置，其中前述運算部係將前述活體中之氣體交換量指標與基於從前述活體的體重推定之代謝之血液氧化狀態指標進行對比。
  13. 如請求項1至12中任一項所記載之監控裝置，其中前述運算部以所設定之時間間隔進行運算。
  14. 一種輔助循環裝置，係具備如請求項1至13中任一項所記載之監控裝置。
TW110145108A 2020-12-02 2021-12-02 監控裝置以及輔助循環裝置 TW202228813A (zh)

Applications Claiming Priority (2)

Application Number Priority Date Filing Date Title
JP2020200580 2020-12-02
JP2020-200580 2020-12-02

Publications (1)

Publication Number Publication Date
TW202228813A true TW202228813A (zh) 2022-08-01

Family

ID=81853355

Family Applications (1)

Application Number Title Priority Date Filing Date
TW110145108A TW202228813A (zh) 2020-12-02 2021-12-02 監控裝置以及輔助循環裝置

Country Status (5)

Country Link
EP (1) EP4257161A1 (zh)
JP (1) JP7376192B2 (zh)
CN (1) CN116801925A (zh)
TW (1) TW202228813A (zh)
WO (1) WO2022118931A1 (zh)

Family Cites Families (9)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
JP4562490B2 (ja) 2004-10-26 2010-10-13 泉工医科工業株式会社 人工肺ガス交換モニタ
JP2009183617A (ja) 2008-02-08 2009-08-20 Sanyo Electric Co Ltd 受動運動器
WO2011021978A1 (en) 2009-08-21 2011-02-24 Maquet Critical Care Ab Coordinated control of ventilator and lung assist device
DE102014107980A1 (de) 2014-06-05 2015-12-17 Hamilton Medical Ag Beatmungssystem mit maschineller Beatmung und extrakorporalem Blutgasaustausch
WO2016180953A1 (en) * 2015-05-13 2016-11-17 MAQUET CARDIOPULMONARY GmbH A clinical parameter calculation-simulation-monitoring system
RU2704924C1 (ru) 2016-10-04 2019-10-31 Асахи Касеи Кабусики Кайся Основовязаный материал
JP7020786B2 (ja) 2017-02-28 2022-02-16 日本光電工業株式会社 ガス測定装置およびこれを備える体外循環システム
JP7081075B2 (ja) 2018-07-26 2022-06-07 泉工医科工業株式会社 モニタシステムの制御方法、モニタシステム及びプログラム
CN111905170B (zh) * 2020-09-15 2021-08-10 山东大学 一种vv-ecmo模式下血氧饱和度控制系统及设备

Also Published As

Publication number Publication date
CN116801925A (zh) 2023-09-22
WO2022118931A1 (ja) 2022-06-09
JP7376192B2 (ja) 2023-11-08
JPWO2022118931A1 (zh) 2022-06-09
EP4257161A1 (en) 2023-10-11

Similar Documents

Publication Publication Date Title
US8221319B2 (en) Medical device for assessing intravascular blood volume and technique for using the same
US8460202B2 (en) Method of measuring cardiac related parameters non-invasively via the lung during spontaneous and controlled ventilation
Idris et al. End-tidal carbon dioxide during extremely low cardiac output
EP0502053B1 (en) Apparatus for examining a patient's pulmonary function
WO2011021978A1 (en) Coordinated control of ventilator and lung assist device
EP1238631B1 (en) A method for non-invasively determining conditions in the circulatory system of a subject
JP7328228B2 (ja) 心臓血管の外部サポート循環装置において、血液性状値を連続的に監視するためのデバイス
CN106659831A (zh) 机械通气和体外血气交换的通气系统
JP7086074B2 (ja) Ｃｏ２除去のためのシステム
US20220218928A1 (en) Method for evaluating volume responsiveness and medical device
JP2017217296A (ja) 心拍出量測定装置、心拍出量測定方法、及び心拍出量測定プログラム
US20220401676A1 (en) Flow therapy system and method
CN111921050A (zh) 一种用于控制氧气输送的方法
CN109069061B (zh) 机械通气期间心输出量或有效肺血流量的二氧化碳追踪
WO2018185714A1 (en) Flow therapy system and method
TW202228813A (zh) 監控裝置以及輔助循環裝置
JP2022117709A (ja) 補助循環制御装置、補助循環システム
US20230118378A1 (en) Extracorporeal oxygenation system for low flow rates and methods of use
US20220378323A1 (en) Estimation of mixed venous oxygen saturation
Cannula Respiratory Failure and Mechanical Ventilation