JPH11502755A

JPH11502755A - 患者の呼吸気系の少なくとも２つのパラメータを決定する装置およびそのための方法

Info

Publication number: JPH11502755A
Application number: JP9522383A
Authority: JP
Inventors: ヤンズ、マジー
Original assignee: University of Manitoba
Current assignee: University of Manitoba
Priority date: 1995-12-20
Filing date: 1996-12-20
Publication date: 1999-03-09
Anticipated expiration: 2016-12-20
Also published as: EP1752187A3; EP0871509A1; EP1752187A2; EP0871509B1; AU1090897A; DE69636501T2; WO1997022377A1; ATE337815T1; DE69636501D1; GB9525994D0; CA2240733C; CA2240733A1; JP3320422B2

Abstract

(57)【要約】特定の患者のための受動男性値および低抗値が、比例支援ベンチレーション（ＰＡＶ）およびその他の携帯の支援ベンチレーション中に見積もられて、体積に関連する支援利得と、流量に関連する支援利得とを確実に調整できるようにして、連続して変化する患者筋肉圧力（Ｐｍｕｓ）に合致する。独立しているが同様の手順が行われて、それぞれの値を決定する。吸気抑制技術の変更によって圧力−体積関係が決定され、一方、圧力（Ｐａｗ）、流量（Ｖ’）および体積（Ｖ）の短い擾乱を故意に導入し、かつ得られた努力を観察することによって圧力−流量関係が決定される。

Description

【発明の詳細な説明】患者の呼吸気系の少なくとも２つのパラメータを決定する装置およびそのための方法発明の分野本発明はベンチレーションに関するものであり、とくに、ベンチレーション支援モードに関するものである。発明の背景呼吸気系の弾性および抵抗性の決定は、使用する通気モードとは無関係に病気の進行の監視においてかなり重要なものである。ベンチレーションの比例支援モードでは、それらの特性についての知識が、更に、体積に関連する支援利得と流量（ｆｌｏｗ）に関連する支援利得とを適切に調整するために重要である。ベン（Ｙｏｕｎｅｓ）に詳しく記述されている。その米国特許の開示をここに参照する。簡単にいえば、比例支援ベンチレーションでは、ベンチレータによって供給される圧力が患者の努力（ｓｆｆｏｒｔ）に正比例して上昇して、呼吸から呼吸まで釣り合いが取られ、かつ各吸気全体にわたって釣り合いが連続して取られる。比例支援ベンチレーションは、吸気流量（Ｖ’）およびそれの積分と、患者の体積（Ｖ）とが、患者の努力の輪郭にほぼ一致するために必要な情報を含んでいる、という原理を基にして動作する。流量と体積との瞬時値を絶えず測定し、おのおのに適切な利得係数（流量では、ｃｍＨ２Ｏ／Ｌ／Ｓおよび体積ではｃｍＨ２Ｏ／ｍｌ）を加えることによって、ベンチレータは圧力輪郭を患者に加えることができる。その圧力輪郭は患者内で発生された瞬時圧力を強める。患者に供給される圧力支援は式：Ｐｖｅｎｔ＝Ｋ１Ｖ＋Ｋ２Ｖ’ によって表すことができる。ここに、Ｐｖｅｎｔは圧力支援の大きさ、Ｋ１は可変進行中体積信号（Ｖ）に加えられた利得係数、Ｋ２は可変進行中流量信号（Ｖ ’）に加えられた利得係数である。Ｋ１（またはＶＡ）値とＫ２（またはＰＡ）値はそれぞれ呼吸エラスタンスの一部、および呼吸抵抗値の一部とである。呼吸不能止の患者では、ベンチレータは、気道（ａｉｒｗａｙ）の圧力（Ｐａｗ）を反映して、膨脹力のみを供給する。Ｐａｗは全膨脹圧力を加えるから、そのような患者の弾性特性と抵抗特性とを確実に決定することが可能である。この目的のための文献には各種の確実な方法が記述されている。ベンチレータ・サイクルが患者の吸気努力に同期させられる場合には、ベンチレータ支援モードでは状況ははるかに複雑である。この場合には、Ｐａｗは膨脹圧力のみではない。むしろ、流量（Ｖ’）と体積（Ｖ）はベンチレータの作用（Ｐａｗによって反映されている）と患者の作用（筋肉の圧力（Ｐｍｕｓ）によって表される）との組合わせの結果として発生される。Ｐｍｕｓの大きさが絶えず変化して、患者のメカニックスについて予め知ることなしには測定すなわち評価できないという範囲まで、加えられた圧力の全て（すなわち、Ｐａｗ＋Ｐｍｕｓ）をベンチレータ・サイクルの吸気段階の任意の瞬間に測定することは可能ではない。この問題のために支援モードにおける機械的な諸特性を確実に評価することが困難にされている。機械的な諸特性を評価するために、「正常な」サイクル中にＰａｗ流量および体積の行動を使用できないとすると、主な変数（たとえば、ＰａｗまたはＶ）の１つを混乱させ、かつ他の変数における結果を観察するという選択が残される。制御されたベンチレーション・モードにおいて使用してうまくいっていたこの手法は、支援モードでは困難である。その理由は、気道において生ずる擾乱のために、患者によって発生された圧力（Ｐｍｕｓ）を、少なくとも３つのメカニズム、すなわち、（ａ）機械的な擾乱が容易に知覚される。患者は行動レベルで反応してＰｍｕｓを変更できる；（ｂ）擾乱によって発生された流量または体積の変化によってＰｍｕｓを反射的に変更することがある（すなわち、知覚とは独立に）；および（ｃ）流量または体積の変化によってＰｍｕｓを、呼吸筋肉の固有の諸特性（力と長さの関係および力と速度との関係）を介して厳密に機械的なレベルでＰｍｕｓを変化することがある。を介して変化することがあるからである。Ｐｍｕｓが擾乱によって変化させられるものとすると、擾乱中のＰａｗの変化が、支援モードでは［▲Ｐａｗ＋▲Ｐｍｕｓ］によって与えられる、加えられた力の全変化を表すものと仮定することはできない。擾乱がＰｍｕｓを変化しないようにすることを確保できなければ、この関係のために、再び、患者のメカニックスを評価するために擾乱中にＰａｗと、Ｖと、Ｖとの間の関係を使用することが不可能にされる。発明の概要以下に詳細に説明する、本発明によって提供される方法によって上記諸困難を免れることが可能にされ、それによって、支援ベンチレーション・モード中に絶えず変化する、定量化できない、Ｐｍｕｓ、にもかかわらず受動エラスタンス（ｐａｓｓｉｖｅｅｒａｓｔａｎｃｅ）特性および受動抵抗特性を確実に評価できるようにする。受動圧力−体積関係と受動圧力−流量関係を評価するために採用される手順は別々の手順であるが、以下に詳しく述べるように組合わせることができる。本発明の１つの態様では、ａ）比例支援ベンチレーションの体積に関連する支援コンポーネントおよび流量に関連する支援コンポーネントを最初に調整するために、実験によって得たエラスタンス値および抵抗値または他の従来の方法によって決定されたエラスタンス値および抵抗値を用いて、ベンチレータを比例支援ベンチレーション・モードに置くことと、ｂ）気道圧力（Ｐａｗ）と患者への流量（Ｖ）および体積（Ｖ）をモニタすることと、ｃ）選択された息において流量を、ベンチレーションの吸気段階の終了を超える期間、零またはほぼ零に保持することと、ｄ）吸気抑制（ｉｎｓｐｉｒａｔｏｒｙｈｏｌｄ）の開始からできるだけ離れているが、行動呼気反応（ｂｅｈａｖｉｏｒａｌｒｅｓｐｉｒａｔｏｒｙｒｅｓｐｏｎｓｅｓ）の待ち時間より早い点でＰａｗを測定してＰｈｏｌｄを提供することと、ｅ）吸気抑制段階の間選択された息の１回換気量（ＶＴ）を測定することと、ｆ）前記選択された息においてＰｈｏｌｄとＶＴの間の関係を設定して、比例支援ベンチレーション中に遭遇するＶＴ範囲にわたって圧力−体積関係を提供して、比例支援ベンチレーションのための体積に関連する支援の以後の支援を行えることができるようにすることと、を備える、機械的なベンチレーション支持を受けている患者の呼吸系の受動圧力 −体積関係を見積もり、自発呼吸努力（支援ベンチレーション・モード）を生じて比例支援ベンチレーション・モード（ＰＡＶ）の選択を誘導する方法が得られる。本発明の他の態様では、ａ）比例支援ベンチレーションの体積に関連する支援コンポーネントおよび流量に関連する支援コンポーネントを最初に調整するために、実験によって得たエラスタンス値および抵抗値または他の従来の方法によって決定されたエラスタンス値および抵抗値を用いて、ベンチレータを比例支援ベンチレーション・モードに置くことと、ｂ）気道圧力（Ｐａｗ）と患者への流量（Ｖ’）および体積（Ｖ）をモニタすることと、ｃ）選択した息の吸気段階中の所定の時刻に起きる、圧力と、流量と、体積との少なくとも２種類の形態の短い擾乱を前記選択した息に加えることと、ｄ）行動反応（ｂｅｈａｖｉｏｕｒａｌｒｅｓｐｏｎｓｅ）の待ち時間より短い擾乱中の所定の時刻にＰａｗ、流量（Ｖ’）および体積（Ｖ）を決定することと、ｅ）乱されていない息において、ステップ（ｅ）において用いた時刻に類似する時刻にＰａｗ、ＶおよびＶを決定することと、ｆ）いくつかの擾乱の各形態および乱されていない息の各形態との結果の平均を求めることと、ｇ）種々の擾乱形態からと、乱されていない息とから得られたＰａｗ、ＶおよびＶの平均値を利用して、圧力−流量関係を提供し、比例支援ベンチレーションのための流量に関連する支援を以後に調整できるようにすることと、を備える、機械的なベンチレーション支持を受けている患者の呼吸系の受動圧力 −体積関係を見積もり、自発呼吸努力（支援ベンチレーション・モード）を生じて比例支援ベンチレーション（ＰＡＶ）モードの選択を誘導する方法が得られる。図面の簡単な説明第１図は何１０年間にわたる呼吸制御研究において確立された正常な呼吸サイクル中の呼吸モータ出力の典型的なパターンを示す。グラフＡ、ＢおよびＣを含む第２図は本発明の一実施例に従ってここで実施する吸気抑制運動（ｉｎｓｐｉｒａｔｏｒｙｈｏｌｄｍａｎｏｅｕｖｒｅ）中の気道圧力（Ｐａｗ）（グラフＡ）、体積（グラフＢ）および流量（グラフＣ）を示すグラフを含む。グラフａ，ｂ、ｃ、ｄ、ｅおよびｆを含む第３図は、ここで行った一連の観察の集まりに対するＰｈｏｌｄとＶＴのグラフ関係を示す。グラフＡとＢを含む第４図は、本発明の他の実施例に従って、正に乱された呼吸についてのＰａｗ、流量および体積の曲線と、負に乱された呼吸についてのＰａｗ、流量および体積の曲線とを示す。発明の全体的な説明ここで提供する、ある特定の患者についての受動エラスタンス値および受動抵抗値を設定する性能は、機械的ベンチレーションの分野におけるいくつかの開発から生まれるものである。第１図は何１０年間にわたる呼吸制御研究において確立された呼吸サイクル中の呼吸モータ出力の典型的なパターンを示すものである。吸気筋の活動（または吸気Ｐｍｕｓ）が傾斜状に増大している。最高レベルに到達した後で、吸気出力は、通常は急速に、零へ向かって減少する。呼吸のための運動が低いと、次のサイクルの開始まで零にほぼ全体として止まる（破線「ａ」、第１図）。運動が高いと、または呼息中に肺が空になることが遅れると（ｄｅｌａｙｅｄｅｍｐｔｙｉｎｇ）、呼息筋が元気を取り戻すことができる。これが起きると、呼息筋によって発生された圧力が最低でほとんど神経呼息（ｎｅｕｒａｌｅｘｐｉｒａｔｉｏｎ）にあり、呼息中の後において最高まで立ち上がる（線「ｂ」、第１図）。したがって、時間窓（ｗ、第１図）が存在する。その時間窓の間は、呼息筋の活動が存在するか否かとは無関係に、Ｐｍｕｓはほぼ零である。この窓の付近では、吸気Ｐｍｕｓまたは呼気Ｐｍｕｓの変化率は比較的小さく、この窓がある場所での見積もりの誤差に対する相対的な無感度が存在する。種々の条件においてＰｍｕｓをモニタする発明者の高範囲な個人的経験が与えられたとすると、ベンチレートさせられている患者では、「ｗ」を最高吸気Ｐｍｕｓの約２００ｍｓｅｃないし約４００ｍｓｅｃ以内に開始すべきである。制御ベンチレーション・モードおよび支援ベンチレーション・モードの両方で、吸気の終りに弾性後退（ｅｌａｓｔｉｃｒｅｃｏｉｌ）を測定するために吸気抑制技術（ｉｎｓｐｉｒａｔｏｒｙｈｏｌｄｔｅｃｈｎｉｑｕｅ）が永年用いられてきた。制御モード（無呼吸患者または麻痺した患者）で、行動反応を禁止すると、この抑制時間中に測定した圧力（プラトー圧力）が受動弾性後退を反映する。支援モードでは、行動反応が起きるか否かとは無関係に、プラトー圧力はＰｍｕｓに関連する不確定な量だけ汚染される。従来の支援モード（体積が循環させられる［支援／制御］および圧力が循環させられる［ＰＳＶ］）では、ベンチレータ吸気サイクルの終りと患者の神経サイクルの終りとの間に連携は存在しない。膨脹段階は患者のサイクル中の任意の時刻に終了することができる。したがって、吸気抑制期間が、大きな吸気Ｐｍｕｓまたは大きな呼気Ｐｍｕｓが存在するような期間に一致することがある。ーション膨脹段階の終わりは、「ｗ」に非常に近い、吸気Ｐｍｕｓの迅速な低下段階中に起きることを指令される。膨脹段階の終わりの数百ｍｓｅｃ以内にプラトー圧力が測定されるものとすると、大きな吸気Ｐｍｕｓまたは大きな呼気Ｐｍｕｓが存在する可能性が大幅に減少させられる。この現象を本発明の１つの態様においてここで用いる。気道における機械的な擾乱に続くＰｍｕｓの行動反応を実行するための最短待ち時間が、最低約２００ｍｓｅｃであることを発明者が見出している。これは、予測される介入（ｉｎｔｅｒｖｅｎｔｉｏｎ）にできるだけ速く反応することを予め注意されている健康な人に警告する際においてもそうである。機械的にベンチレートされている患者では、患者が目覚めている場合でも、擾乱の約３００ｍｓｅｃ前には行動反応が観察されることはまれである。この結果は通常の無感覚（ｏｂｔｕｎｄａｔｉｏｎ）および予測の欠如に関連づけられる。したがって、そのような患者において気道における機械的擾乱の約３００ｍｓｅｃ以内に行われた測定が、Ｐｍｕｓを変化させることになる行動反応によって発生される誤差を生ずる可能性がないということになる。発明者は、Ｐａｗと流量との短い（＜約２００ｍｓｅｃ）擾乱の間に多数の患者でＰｍｕｓを測定した。Ｐａｗまたは流量の適度な変化（ここで用いられる大きさの）によってひき起こされるＰｍｕｓの変化は小さくて、見積もられる機械的な諸特性に大きな誤差を生じさせることはないことを発明者は見出した。流量と体積とに関連してＰｍｕｓを変化させる反射と機械的な帰還とは、ここで利用するような種類および大きさの擾乱の中では重要ではない。受動弾性（圧力−体積関係）と受動抵抗（圧力−流量関係）を評価するための手順を以下に別々に説明するが、それらは実際には共通の特徴と要求を共有するものであるから、共通のコンピュータ・プログラムを用いて同時に動作させて、ＰＡＶの２つの重要な構成要素、すなわち、体積に関連する支援利得と流量に関連する支援利得、の調整のために必要である、それら２つの特性についての連続する情報を得ることを意図するものである。好適な実施例についての説明ここで、ここに提供する手順をそれの好適な実施例に関して詳しく説明する。本発明は、今述べるように、いくつかの面を含む。１）受動弾性特性（圧力−体積関係）（本発明の第１の面）の自動決定のための手順現在のベンチレーションの通常のやり方では、吸気抑制を適用し、かなり安定しているＰａｗプラトーに達した時（Ｐｐｌａｔ）にＰａｗを測定し、対応する１回換気量（ＶＴ）を測定し、かつ次式Ｅｒａ＝（Ｐｐｌａｔ−ＰＥＥＰ）／ＶＴを加えることによって、支援ベンチレーション・モードにおけるエラスタンス（Ｅｒａ）が最も一般的に測定される。ここに、ＰＥＥＰはベンチレーション・サイクルの呼気の終りにおける圧力である。その圧力は機械的にベンチレーションされている患者では通常は零より上である。Ｐｐｌａｔが吸気Ｐｍｕｓまたは呼気Ｐｍｕｓによって汚染されることがあること、したがって、受動弾性後退を反映しないという事実は別として、現在のやり方は吸気の開始における弾性後退圧力（すなわち、ＰＥＬＥＥ）がＰＥＥＰに等しいと仮定しているために大きな潜在的誤差を含む。これは明らかに支持できない仮定である。その理由は、呼気の終わりの体積（すなわち、吸気段階の始めにおける体積）が、動的な過大膨脹のために、受動機能残留容積（ＦＲＣ）より高くなって、ＰＥＬＥＥ＞ＰＥＥＰとなったり、呼吸筋の活動のために受動ＦＲＣより低くなって、ＰＥＬＥＥ＜ＰＥＥＰとなったりすることがあるからである。それらの累積誤差が大きいということは、連続する決定の間のエラスタンス測定値の広い可変性から、および現在のやり方を用いての支援モードにおいて測定されたエラスタンス決定と、誘導された受動性（ｉｎｄｕｃｅｄｐａｓｓｉｖｉｔｙ）の後および吸気段階の初めにおける体積が、実際に、受動ＦＲＣ、であることを確立した後で同じ患者について行った決定との間で良い一致が欠如していることから、明らかである。本発明の一実施例に従って、次のようにして圧力−体積関係を得るためにそれらの問題が対処される。１）ＰＡＶを支援ベンチレーション・モードとして用いる。このようにして、吸気抑制の開始を、吸気Ｐｍｕｓがほとんど零に近い点まで、Ｐｍｕｓの急速な減少段階に一致することを指令される。２）行動反応の待ち時間より短い時間に抑制の最中に圧力が測定されることによって、Ｐｐｌａｔの汚染源としての、したがって、受動エラスタンスを見積もる際の誤差源としての、行動反応を解消する。３）呼気の終了（吸気の開始）における弾性後退がＰＥＥＰに等しいという仮定は存在しない。それよりも、上のステップ（１）と（２）に従って決定され、その後でＰｈｏｌｄと呼んだ、ＶＴとＰｐｌａｔとの間の関係がＰＥＥＰとは独立に決定されて、ＰＡＶ中の通常広いＶＴ可変性を利用して、または、自発可変性（ｓｐｏｎｔａｎｅｏｕｓｖａｒｉａｂｉｌｉｔｙ）が存在しないときは、慎重な手順を利用して、そのような広い範囲を得る。ＶＴとＰｈｏｌｄとの間の関係の遮断（ｉｎｔｅｒｃｅｐｔ）がＰＥＥＰに等しいこともあれば、等しくないこともあり、存在することがある何等かの差が、呼気の終了体積と受動ＦＲＣとの間の差についての追加の情報、または圧力一体積関係における非直線性についての追加の情報を得る。それら２つの情報は得ることが非常に困難であるが、ＰＡＶにおける体積に関連する支援を調整する際に極めて重要なものである。このやり方に従って決定されたエラスタンスは静的エラスタンスと呼ばれているものとは異なる。その理由は、粘弾性圧力が抑制行動の約２００ｍｓｅｃないし３００ｍｓｅｃ以内に完全に消費されないことがあるからである。本発明に従って行われる測定は静的弾性行動を真に反映しないことがあるが、それらの測定は、吸気段階中の弾性行動を決定するためには、どのような先行技術の手法よりも一層適切であり、したがって、ＰＡＶの体積−支援利得を調整するために一層適切である。圧力−体積関係のための好適な手法患者をまずＰＡＶベンチレーション・モードに置く。Ｐａｗ、流量および体積をモニタするための用意を行う。ベンチレータに対する流量支援（ＦＡ）および体積支援（ＶＡ）の最初の設定は、制御ベンチレーション・モードにおいて以前に決定した抵抗値（Ｒ）とエラスタンス値（Ｅ）とを基にできる。あるいは、ＦＡとＶＡとのデフォールト値を使用できる。それらの値の意義は何等かの支援を行うことであるが、同時に、患者の抵抗値（Ｒ）とエラスタンス（Ｅ）より低く留まるこの関係が維持される限り、ベンチレータ膨脹段階の終りが吸気Ｐｍｕｓの減少段階に一致する（第１図およびそれについての上の説明参照）。適当なデフォールト値はＦＡ＝［気管端部（ｅｎｄｏｔｒａｃｈｅａｌ）（ＥＴ）チューブ抵抗値＋４］，およびＶＡ＝１０ｃｍＨ２Ｏ／ｌにできる。苦痛によって明らかなようにそれらの初期設定が明らかに不適切であるとすると、前記米国特許第５，１０７，８３０号に記述されているように、ＶＡとＦＡの少なくとも一方を徐々に増加できるが、暴走状態をひき起こす値より下に留めなければならない。それらの初期設定を超えると、下記の枠組みに従って決定でき、その後でＶＡをそれの結果に照らして再調整できる。基本的な手順は、吸気抑制行動を実行すること、および膨服段階の終りから約３００ｍｓｅｃ以内の点でＰａｗを測定することである。上記の理由から、Ｐａｗをこの点を超えて測定できる。しかし、一層超えると、行動反応および行動反応に関連しないＰｅｘｐによって汚染される可能性が高くなる。患者からの予測反応を最少にするために、吸気抑制行動は全ての呼吸に適用すべきでないことが好ましく、むしろ妥当な数（たとえば、およそ１５ないし２０）のデータ点を妥当な時間（たとえば、約５分ないし２０分）内に得られるようにする平均頻度で無作為な順序で適用することが好ましい。結果がかなり安定である時はそのような適用の頻度は減少することもできる。各吸気抑制行動に対しては、吸気抑制（すなわち、流量零）の開始から約２５０ｍｓｅｃにおけるＰａｗと、対応する１回換気量（ＶＴ）とに注目する（第２図参照）。それらのデータを蓄積する。理想的には、圧力−体積関係を広いＶＴ範囲にわたって定めるべきである。ＰＡＶベンチレーション・モードにある患者はＶＴにおける息可変性によって十分な息を通常見せる。この可変性は覚醒している患者（ａｌｅｒｔｐａｔｉｅｎｔｓ）では一層顕著になる傾向があり、可変性が顕著である患者は覚醒しているようである。息ごとの可変性がかなりである患者では、無作為に適用される吸気抑制行動が種々の体積でデータを生ずるが、平均ＶＴの近くではデータの集中が大であろう。ある知能パラダイムによってデータ点の分布をより一様にできる。たとえば、平均ＶＴの範囲に十分なデータが存在するものとすると、計画された低いＶＴを持つ息と計画された高いＶＴを持つ息とが、吸気抑制行動のための優先的に目標とされたものになることがある。膨脹段階の終了前に比較的小さいＶＴまたは比較的大きいＶＴを予測することを支援する各種の知能アルゴリズムを考えることができる。多くのＶＴ可変性を見せない患者では、データは、ランダムなルーチンに従って、限られた体積範囲に入る。吸気抑制行動に対する目標とされた息の最中にＰＡＶベンチレーション支援のレベルを低下または上昇させることによって、その範囲を拡張できる。吸気抑制が起きる充分前に支援の変化を患者が知覚でき、かつこの結果として抑制中にＰｍｕｓが変化することがあるから、この手法の信頼度は患者の覚醒さに逆に関連する。重要なＶＴ可変性の欠如が良く覚醒していない患者で通常観察されるから、ＶＴ可変性が小さい患者にこの手法を適用する際にはある保証策がある。低い覚醒性を持つ者とみなされている患者にのみ実行されているやり方で、患者の覚醒度の評定を入力することをユーザー（付き添い人）に頼むことにより、より一層の保証を得ることができる。抑制中に、行動反応に対する最短待ち時間より前にＰａｗが漸近線に接近するが、到達しない場合には（たとえば、第２図のグラフＡ）、０と最短待ち時間の間の種々の点（たとえば、吸気抑制の０ないし約３００ｍｓｅｃ）においてＰａｗを測定し、かつ漸近線値を見積もるために非直線関数を使用すると有用なことがある。しかし、そのような外挿は更に約２００ｍｓｅｃを超えて拡張することは好ましくなく、最初の約３００ｍｓｅｃの間にＰａｗパターンが漸近線へ向かう明らかな傾向を示す時（たとえば、第２図）にのみ適用すべきである。適当な数の観察が集まった後で、新しいデータ点を獲得するにつれて古いデータ点を削除でき、その結果として絶えず更新される圧力−体積関係となる。結果はグラフの形または数値の形で表示できる。グラフパターンのいくつかの例を第３図に示す。全体のデータセットは一次関数に適合するかもしれない（第３図、グラフａ、ｂ，ｃ）。逆に、データは高いＶＴ範囲では相対的な強化を示すことがあり、より低いＶＴ範囲の直線範囲ではＰＥＥＰまで、またはＰＥＥＰの上または下の圧力を外挿できる（第３図、グラフｄ，ｅ、ｆ）。他のパターンも可能である。そのような表示と、表示の数学的な対応物とによって、絶えず更新される圧力−体積関係を包括的な評価を行えるようにされる。本発明のやり方でテストされる患者のほとんどでは、回帰線を中心とするデータ点のばらつきは最小で許容できるが、ある患者では、大きなばらつきが関係の勾配と遮断（ｉｎｔｅｒｃｅｐｔ）とにおける信頼度を低下させる。これが起きると、抑制のために選択された呼吸に先行するベンチレーション変数にしばしば関連づけられ、かつそれらは選択された呼吸の開始時に体積を変化させるように作用する。他の場合には、ばらつきは、吸気抑制のために選択された呼吸の吸気時間の差に関連づけられる。これは、粘弾性行動が顕著である患者でとくに起きる。ばらつきが過大であれば、選択された呼吸に先行する呼吸のベンチレーション変数（たとえば、１回換気量、呼気時間、ベンチレーション．．等）および閉塞された呼吸の吸気時間とが共変数として回帰方程式に含まれる。そのやり方はばらつきを常に減少し、吸気中の種々の点で弾性後退のより信頼できる見積もりを提供する。過大なばらつきの他の原因は誤りデータを含むことである。そのような出力誤りデータは、たとえば、選択された呼吸の最中、または直前に、せきまたはその他の異常な生理現象（ｄｅｖｅｌｏｐｅｍｅｎｔ）が起きる場合に生ずることがある。それらの誤り点は、ベンチレーションされている特定の患者において設定された可変性の正常な範囲の明らかに外に選択された呼吸がある間、またはそれの前の、流れのパターン、Ｐａｗ、と体積との少なくとも一方を含むが、それに限定されない、指定された基準を使用することによって特定でき、かつ削除できる。結果の解釈と、ＰＡＶベンチレーション・モードにおける体積支援の設定とのやり方：ｉ）ＰＥＥＰより小さい平均Ｐｈｏｌｄを平均ＶＴにより除して１つのエラスタンス値（またはそれの逆数、コンプライアンス）を得る。ＶＡを単一の値の希望の部分にセットできる。これは、Ｐ−Ｖ関係が一次で、ＰＥＥＰに類似する遮断（たとえば、第３図のパターン「ａ」）を持つ場合に、明らかに適切である。遮断が存在する場合にはこのやり方は理想的ではない。ｉｉ）ＰＥＥＰより高いＰａｗ遮断が存在する（たとえば、第３図のパターンｂとｃ）ことは、動的な超膨脹（ＤＨ）、または低い体積範囲内の堅い吸気系（たとえば、腹部膨満、非常に小さいＦＲＣ、気道閉塞．．等）の存在を意味する。これら２つの可能性は容易には区別できない。この場合にＶＡを得るために２つのやり方を使用できる。ａ）ＶＡ＝Ｉ＋ｆ・Ｖ／Ｓここに、Ｉは圧力遮断とＰＥＥＰとの間の差、ＳはＰＶ曲線の直線部の勾配、Ｖは瞬時体積、およびｆは負荷を解除すべき弾性負荷の一部である。ｂ）最も狭いデータ範囲がＰＥＥＰに連結され（第３図、破線、パターンｂとｃ）、ＶＡが、破線の外挿されたセグメントと、実際のデータから得られた回帰線とによって定められる圧力−体積関係の一部（ユーザーによってセットされる）になる。実際のデータが上側ＶＴ範囲における強化を示す場合には、直線関数を上方へ延ばすことが望ましいが、上側強化に適応する非直線関数を使用することもできる。ｉｉｉ）ＰＥＥＰより低い遮断が存在することは、呼吸が受動ＦＲＣより小さい体積から始まること、または全データセットがＰ−Ｖ曲線の堅い上側範囲で得られることを意味する。いずれの場合にも、最低の実際のデータ点をＰＥＥＰに接続すること（第３図、破線、グラフｃとｆ）、およびＶＡが、破線の外挿されたセグメントと、実際のデータから得られた回帰線とによって定められる圧力 −体積関係の希望の一部（ユーザーによってセットされる）になる。ｉｖ）あらゆる場合に、適当な非直線関数を使用できる。２）受動圧力−流動関係の自動決定のための手順（抵抗特性）（発明の第２の態様）：機械的なベンチレーションでの自発呼吸努力をする患者における呼吸系の抵抗特性の評価が問題であって、満足できる方法は現在存在しない。ベンチレーションされていない患者で使用されている標準的な方法に従って食道圧力測定を用いて肺の抵抗値を測定することが可能である。しかし、このやり方は侵襲的であって、結果は胸壁抵抗値を含まない。また、とくに圧力−支持ベンチレーション（ＰＳＶ）モードと比例支援ベンチレーション（ＰＡＶ）モードとにおいて、この技術を用いて圧力−流量関係を評価することは困難である。ＰＡＶベンチレーションの流量−支援利得のベンチレーション調整のためには、全呼吸抵抗値（すなわち、肺抵抗値ばかりではない）を考察することが必要で、非直線性をなるべく考慮に入れるべきでもある。制御ベンチレーションで患者に対して最初に導入された呼吸抑制技術が、支援モードにおいても用いられており、かつ現在では最も一般的に用いられているやり方である。しかし、このやり方は患者が体積−循環（ｖｏｌｕｍｅ−ｃｙｃｌｅｄ）モードにある時にのみ可能であって、ＰＳＶまたはＰＡＶには適用できない。更に、体積−循環モードにおいてさえも最高流量と零流量点との間の時間遅れに関連する諸間題が存在する。その時間遅れの長さは約２５０ｍｓｅｃにできる。制御ベンチレーションでは、この遅れを修正できるが、支援流量−循環ベンチレーション中は可能ではない。その理由は遅延期間中は患者の努力（Ｐｍｕｓ）を容易に変更でき、それによってこの方法の基本的な仮定が無効にされて誤差の多い結果を生ずるからである。ベンチレーションされていない人およびベンチレーションされている麻痺された動物において抵抗値を測定するために、振動技術が広範に使用されている。それらの技術を支援モードにおいて機械的にベンチレーションされている患者に適用することは、圧力−流量関係と圧力−体積関との非直線挙動と、より遅い背景変化を選別除去できるように高い振動数の振動を使用することを必要とする、変化する背景流量、体積およびＰｍｕｓと、振動を比較的長時間加える必要性と、解析を一層複雑にする関連する知覚問題とを含む、数多くの技術的諸問題によって妨害されてきた。発明のこの第２の態様に従って、本発明は革新的なやり方を用いて上記諸問題を免れる。更に、それは非侵襲的である、すなわち、患者に追加の器具使用を要せず、存在することがある任意の非直線性を含めて、動作範囲内で全圧力−流量関係についての情報を提供し、かつ自動化が容易である。このやり方は全ての形態の機械的ベンチレーションに対して適当であるが、ＰＡＶベンチレーションの流量支援コンポーネントを調整するために使用できる抵抗圧力−流量関係の絶えず更新される見積もりを提供するために、ＰＡＶベンチレーションに使用することを主として意図するものである。したがって、本発明の第２の態様に従う本発明の方法の特徴は次のものを含む。ａ）吸気段階の進行中に短い機械的擾乱を加える。その機械的擾乱は吸気段階の開始後の指定された時刻または指定された流量の時に始まる。所与の呼吸ではただ１つの擾乱が加えられる（たとえば、第４図参照）。ｂ）それらの擾乱の結果の解析を、行動反応のための最短待ち時間より短い期間（約２５０ｍｓｅｃ≧が好ましい）に制限する。ｃ）少なくとも２種類の大きさと、少なくとも２種類の極性との少なくとも一方を持つ（すなわち、異なる形態の）擾乱を加える。乱されていない呼吸において遭遇する流量版に示されているようにまたがる擾乱中に、ある流量範囲になる結果となるように振幅が選択される。したがって、流量がもともと高い時に擾乱を加えるべきであるとすると、２つまたはそれ以上の振幅の負の擾乱を選択でき、流量を零近くまで減少させるために（第４図参照）最大の負の擾乱の振幅が選択される。あるいは、流量が本来零に近い点で擾乱を与えるべきであるとすると、２つまたは３つの正の擾乱を最大に用いて、乱されていない呼吸で観察される最大流量を近似する流量となる結果となる。流量が中間である点で擾乱を加えるものとすると、正の擾乱と負の擾乱とを混合したものを用いて希望の流量範囲を得ることができる；ｄ）擾乱中に圧力（Ｐａｗ）と、流量（Ｖ’）および体積（Ｖ）を適当な間隔で測定し、結果を蓄積する；ｅ）選択された測定時刻における背景諸条件（たとえば、吸気の開始におけるＰｍｕｓまたは体積．．．等の差による）におけるランダムな息ごとの可変性の影響をなくすために、各タイプ／各振幅の擾乱での多数の決定から結果の平均をとる。擾乱形態ごとの適当な数の観察が得られると、種々の擾乱形態のうちの平均圧力、平均流量および平均体積の間の差を擾乱自体に確実に起因させることができ、種々の背景条件には起因させることができない。ｆ）乱されない呼吸における圧力と、流量および体積も、乱されている呼吸における測定（第４図）の時間と同一または類似の時間間隔にわたって測定でき、かつ適当な数のそのような観察も平均して追加のデータセットを提供して、非直線圧力−流量関係を定める。非直線行動を定めるためには最低２種類の擾乱と、乱されていない呼吸からのデータを必要とする。あるいは、乱されていない呼吸からのデータを１つの追加の種類の擾乱で置き換えることができる。したがって、２つの異なる振幅の正の擾乱と負の擾乱、または２つの異なる負の擾乱と１つの正の擾乱を使用できる。他の順列が明らかに可能で、主な意図する結果は、流量が広い範囲をカバーするような、少なくとも３つの平均されたデータセット（Ｐａｗ，ＶおよびＶに対して）を生ずることである。ｇ）種々のセットの間の平均Ｐａｗにおける差は異なる流量および異なる体積に関連づけられる。それらの結果のセットを標準的な数学方法で解いて抵抗値とエラスタンスの値を生ずることができるが、エラスタンスの値は独立に得ることが好ましく、それらの独立に決定されたエラスタンス値を用いてデータセット中のＰａｗに対する体積の差の衝撃を認める。その理由は、擾乱が比較的短い性質のものであること、および流量の変化が比較的小さいことを考慮して、種々のデータセットの中の体積の差は典型的に比較的小さい（たとえば、第４図）。本発明に従って集められたデータセットから計算されたエラスタンスは、小さいノイズが存在していると誤差を含むことがある。弾性を測定するための手順（上の手順１）と抵抗性を測定するための手順（上の手順２）は、同時に実行することを意図するものであるから、手順１から得られたエラスタンス値を用いて、データセット中の体積の差に関連させられている弾性圧力を見積もることができ、したがって、流量の差に関連する圧力（Ｐｒｅｓ）に到達する。したがって、 ▲Ｐｒｅｓ＝▲Ｐａｗ−▲Ｖ・Ｅここに▲Ｐａｗは２つの観察セットの間の平均Ｐａｗにおける差、▲Ｖは２つのセットの間の体積における差、Ｅは手順１または他の適当な方法から決定された増分エラスタンスである。そのようにして決定された▲Ｐｒｅｓの値は、２つのセットの間の流量の差に起因する。種々の流量範囲にわたる３つまたはそれ以上のセットが存在すると、標準数学技術を用いて、任意の非直線性を含む、全関連する流量範囲にわたる圧力−流量関係を精密に見積もることが可能である。先行技術の諸問題を克服する、本発明のこの面に従う手順の特定の特徴は次のものを含む：ａ）特定の時刻に擾乱を吸気段階に適用する。この特徴は、いくつかの観察を平均した後で、擾乱中に測定された変数の間の差が、変化する背景条件にではなくて、擾乱に関連づけられる。ｂ）行動反応の待ち時間内の時間への解析の限定。この特徴はそれらの反応の直面する影響を解消する。ｃ）所与の呼吸にはただ１つの擾乱が加えられ、かつそれを加えるために約２００ないし３００ｍｓｅｃの時間窓があるから、抵抗値の周波数依存性が結果に大きく影響しないように、擾乱周波数内容を十分に低くできる。ｄ）ただ１つの擾乱が所与の呼吸で行われ、擾乱がたまに加えられるから、流量擾乱の振幅を比較的大きくできる。この特徴は、比較的長い期間にわたる繰り返し振動が発生される従来の振動技術では可能ではない。流量擾乱の比較的大きい振幅のために、関連する全範囲にわたって圧力−流量関係を決定でき、しかも患者には不快感をほとんどまたは全く味あわせない。したがって、本発明は従来の振動技術の全ての利点を提供し、しかもこの臨床環境におけるそれの実現に関連する諸困難を解消し、かつ非侵襲のままであって、容易に自動化され、広い流量範囲にわたって非線型行動を決定できるようにするものである。圧力−流量関係のための好適な手順：忠者への吸気流量（Ｖ’）とそれの積分、体積（Ｖ）および気道（Ｐａｗ）が、先行技術で記述されている標準技術を用いて連続測定される。それらの測定は、ベンチレータ内に存在する計器で実行でき、または外部の独立装置に含ませることができる。信号がコンピュータに供給される。それのデータ獲得性能は別にして、コンピュータは、ベンチレータ制御装置で独立にインタフェースすることにより、またはベンチレータの配管に取り付けられている外部機械装置の出力を変更することによって、ＰａｗとＶ’との少なくとも一方を変更できる電気的指令信号（パルス）を送り出すことができる。適当な解析アルゴリズムによって、コンピュータは吸気の開始からの平均時間を決定する。吸気の開始時には、流量はそれの固有変動のほぼ中間範囲にある。それの後に、振幅が異なる一連の正の擾乱と負の擾乱が続く。その擾乱の意図は、乱されない呼吸で通常到達するピークレベルの近くまで流量を増加させるために求められる正の出力「パルス」の振幅と、選択された時刻に加えられたときに零近くまで流量を減少させるために求められる負の出力「パルス」の振幅とを決定することである。呼吸ごとに１個を超えない「パルス」が与えられ、好ましくは、いくつかの呼吸が任意の２つの擾乱を分離すべきである。データの収集は供給時に１回始まり、パルスの振幅が決定される。覚醒している患者の場合に予測反応を避けるために無作為であることが好ましい間隔で、コンピュータは吸気の開始から選択された「遅延」（第４図の「遅延」）でパルスを送り出す（無作為な順序または所定の順序の正または負）。擾乱の直前に、擾乱の期間中に適切な間隔で（たとえば、約５ｍｓｅｃまたは約１０ｍｓｅｃごとに約２００ｍｓｅｃないし約３００ｍｓｅｃの間）Ｐａｗ値、Ｖ値、Ｖ値が標本化される。標本化はあらゆる種類の擾乱で同じ時刻に行われ、かついくつかの擾乱されていない呼吸では、吸気の開始からまた同じ時刻に行われる（第４図の左側の呼吸）。種々の値が蓄積され、変数（Ｐａｗ、Ｖ’、Ｖ）および擾乱の種類に従って分離される。新しい擾乱が行われるにつれて、より多くのデータが表に加え合わされ、全部で３つの条件（乱されない、正の擾乱、負の擾乱）に対してＰａｗ、Ｖ’、Ｖの値が計算される。乱された呼吸と乱されない呼吸とにおいて選択された擾乱時刻の直前に得られたデータ点（第４図の線「ａ」）を用いて、適切な数の観察が集められた時を定めることができる。これは、乱された呼吸と乱されない呼吸とにおいて得られたそれらの初期データ（第４図の線「ａ」）に対する平均値が非常に類似して、集められた幾つかの標本によって、無作為な呼吸ごとの可変性がアドレスされること、および３つのデータセットが類似の条件でスタートさせられることを指示する。この点で、正の擾乱された呼吸（＋）と、負の擾乱された呼吸（−）と、乱されていない呼吸（ｕ）とに関連づけられている３つの平均値セットがある。それらの平均された結果から圧力−流量関係を取り出すために各種の数学的手法を使用できる。１つの簡単なやり方は、正の擾乱ではピーク流量またはそれに近い、擾乱中の、単一の時刻、および負の擾乱では流量の最低または逸れに近い、擾乱中の、単一の時刻を定めることである（たとえば、第４図の線「ａ１」）。正の擾乱および負の擾乱から、および乱されない呼吸から、得られた、この時刻におけるＰａｗ、Ｖ’、Ｖデータをその後で用いて、２つの増分抵抗値ＩＲ（＋）とＩＲ（−）を計算する、ＩＲ（＋）＝［Ｐａｗ（＋）−Ｐａｗ（ｕ）−▲Ｖ（＋）×Ｅ］／［Ｖ’（＋） −Ｖ’（ｕ）］ここにＰａｗ（＋）は正の擾乱中の平均Ｐａｗであり（第４図の線「ａ１」におけるように）、Ｐａｗ（ｕ）は乱されていない呼吸における同じ時刻での平均Ｐａｗであり、▲Ｖは時刻ａ１（第４図）に正パルスを有する呼吸と、同じ時刻における乱されていない呼吸との間の平均体積の差、Ｅはエラスタンスを決定するための同時に動作する手順（手順１）から決定された増分エラスタンス、Ｖ（＋）は正の擾乱を受けた呼吸の時刻（ａ１）における平均流量、Ｖ（ｕ）は同じ時刻における乱されない呼吸における平均流量である。ＩＲ（＋）はＶ’（ｕ）とＶ’（＋）との間の増分抵抗値である。同様に、負パルス（ＩＲ（−））に対する増分抵抗値を計算できる：ＩＲ（−）＝［Ｐａｗ（ｕ）−Ｐａｗ（−）−▲Ｖ（−）×Ｅ］／［Ｖ’（ｕ） −Ｖ’（−）］ここにＰａｗ（−）とＶ’（−）はそれぞれ負の擾乱の呼吸の時刻「ａ１」（第４図）における平均ＰａｗおよびＶ’であり、▲Ｖ（−）は乱されていない呼吸と負の擾乱を受けている呼吸との間の時刻ａ１における平均体積の差である。ＩＲ（＋）とＩＲ（−）から、Ｒｏｈｒｅｒの方程式（Ｐｒｕｓ＝Ｋ１・Ｖ’ ＋Ｋ２・Ｖ’２）中の定数Ｋ１とＫ２を計算できる。したがって、Ｋ２＝［ＩＲ（＋）＋ＩＲ（−）］／［Ｖ’（＋）−Ｖ’（−）］ここにＫ２は乱流に関連づけられた定数、およびＫ１＝ＩＲ（＋）−Ｋ２［Ｖ’（＋）＋Ｖ’（ｕ）］またはＫ１＝ＩＲ（−）−Ｋ２［Ｖ’（−）＋Ｖ’（ｕ）］である。ここに、Ｋ１は層流に関連づけられた定数である。実際には、適当な数の観察が集められ、Ｋ１とＫ２が計算された後で、擾乱を加える頻度を減少できる。新しいデータが加えられるにつれて古いデータを表から削除できるから、圧力−流量関係は絶えず更新される。機械的ベンチレーション中の異なる時刻に得られたＫ１とＫ２との値を蓄積して、圧力−流量関係における時間依存傾向を表示できるようにできる。圧力−流量関係を確立するための上記好適な手順の変更が可能である。それらは下記のものを含むが、それに限定されるものではない。ａ）擾乱を加える時刻は流量の中間範囲である必要はなく、吸気中の任意の時刻にできる。擾乱の種類と振幅とをそれに従って調整すべきである。ｂ）擾乱は２回以上の選択した時刻に加えることができる。しかし、この場合には、擾乱を加えるために選択した各時刻ごとに、データを、乱されていない呼吸から、または他の擾乱から集めなければならない。ｃ）明らかに３種類以上の擾乱を加えることができる。これはＫ１とＫ２との値の信頼度を向上させるが、満足できる解に達するまでにより長い時間を費やすであろう。ｄ）擾乱は行動反応の待ち時間以内で２相にできる。同様に、この待ち時間期間中に２つ以上の２相擾乱を含ませることができる。これは、圧力−流量関係に到達するために擾乱させる必要がある呼吸の数を減少でき、その結果は抵抗値の頻度依存性によって影響を受けることがある。ｅ）乱されていない呼吸からのデータを省くことができる。しかし、その場合には、圧力流量関係における非直線性の範囲を確立するために、最低３種類の擾乱を持つ必要がある。ｆ）ベースライン（初期）値（第４図の線「ａ」で測定された）が種々のデータセットで等しくする前にＩＲ値の計算を実行できる。その場合には、擾乱中の平均値を調整して初期条件の差を反映させる必要がある。ｇ）擾乱を起こさせる実際の方法は変更できる。いくつかの例が、過渡的正入力または過渡的負入力ベンチレータの基本制御信号に加えることを含むことができる。あるいは、とくにＰＡＶベンチレーション・モードでば、流量支援と体積支援との少なくとも一方の利得の過渡的変更によって擾乱を発生できる。擾乱は、主ベンチレータとは独立で、配管に連結できる機械的装置によって発生することもできる。ｈ）圧力−流量関係を設定するために、平均データの代わりに個々の呼吸データを使用できる。しかし、これは結果としての統計関数にかなりのノイズを含んで、信頼度が低下することが予測される。ｉ）データ解析の他の数学的方法を用いて、Ｒｏｈｒｅｒの方程式におけるＫ１とＫ２との値に達することができる。同様に、この出願で説明した手順から集めたデータを、Ｒｏｈｒｅｒの方程式以外の数学的関数に適合させることができる。ｊ）各擾乱中に多数の点からデータを標本化して蓄積することは完全には必要でない。擾乱の開始に対して、標本化時間が全ての種類の擾乱に対してほぼ同じであるならば、各擾乱中の１つまたは２つの時点に標本化が限定されるものとすると、圧力−流量関係の見積もりを得ることができる。受動圧力−体積関係と、受動圧力−流量関係とを確立するための両方の手順（上の１と２）で、追加の修正（アルゴリズム）を付加して、増分抵抗値の計算の前に、または圧力−体積関係の計算の前に、集められたデータから誤りデータ点を特定して削除できる。そのような誤り点は、呼吸中または呼吸の前の、誤って加えられた擾乱、せきの発生、またはその他の誤りの発生のために起きることがある。そのような誤った性質は、ベンチレーションされている患者の多数の呼吸から設定されたウィンドウ上の可変性範囲の明らかに外側である，解析に使用する呼吸中に、Ｐａｗと、Ｖと、Ｖとの少なくとも１つのパターンを含むが、それに限定されない、指定された基準に従って設定できる。圧力−流量関係と圧力−体積関係における時間的な傾向を調べることができるように、機械的なベンチレーションの最中の異なる時刻に得られたそれらの関係とパラメータを蓄積することが望ましい。発明の概要この開示を要約すれば、本発明は受動弾性特性および受動抵抗特性を含む呼吸の機構を、支援ベンチレーション中に決定して、患者のベンチレーションを改善するための手順を提供するものである。発明の範囲内での変更は可能である。

───────────────────────────────────────────────────── フロントページの続き (81)指定国ＥＰ(ＡＴ，ＢＥ，ＣＨ，ＤＥ，ＤＫ，ＥＳ，ＦＩ，ＦＲ，ＧＢ，ＧＲ，ＩＥ，ＩＴ，ＬＵ，ＭＣ，ＮＬ，ＰＴ，ＳＥ)，ＯＡ(ＢＦ，ＢＪ，ＣＦ，ＣＧ，ＣＩ，ＣＭ，ＧＡ，ＧＮ，ＭＬ，ＭＲ，ＮＥ，ＳＮ，ＴＤ，ＴＧ)，ＡＰ(ＫＥ，ＬＳ，ＭＷ，ＳＤ，ＳＺ，ＵＧ)，ＵＡ(ＡＭ，ＡＺ，ＢＹ，ＫＧ，ＫＺ，ＭＤ，ＲＵ，ＴＪ，ＴＭ)，ＡＬ，ＡＭ，ＡＴ，ＡＵ，ＡＺ，ＢＢ，ＢＧ，ＢＲ，ＢＹ，ＣＡ，ＣＨ，ＣＮ，ＣＺ，ＤＥ，ＤＫ，ＥＥ，ＥＳ，ＦＩ，ＧＢ，ＧＥ，ＨＵ，ＩＬ，ＩＳ，ＪＰ，ＫＥ，ＫＧ，ＫＰ，ＫＲ，ＫＺ，ＬＫ，ＬＲ，ＬＳ，ＬＴ，ＬＵ，ＬＶ，ＭＤ，ＭＧ，ＭＫ，ＭＮ，ＭＷ，ＭＸ，ＮＯ，ＮＺ，ＰＬ，ＰＴ，ＲＯ，ＲＵ，ＳＤ，ＳＥ，ＳＧ，ＳＩ，ＳＫ，ＴＪ，ＴＭ，ＴＲ，ＴＴ，ＵＡ，ＵＧ，ＵＳ，ＵＺ，ＶＮ

Claims

【特許請求の範囲】１．ａ）比例支援ベンチレーションの体積に関連する支援コンポーネントおよび流量に関連する支援コンポーネントを最初に調整するために、実験によって得たエラスタンス値および抵抗値または他の従来の方法によって決定されたエラスタンス値および抵抗値を用いて、ベンチレータを比例支援ベンチレーション・モードに置くことと、ｂ）気道圧力（Ｐ_aw）と患者への流量（Ｖ’）および体積（Ｖ）をモニタすることと、ｃ）選択された呼吸において流量を、ベンチレーションの吸気段階の終了を超える期間、零またはほぼ零に保持する吸気抑制することと、ｄ）吸気抑制の開始からできるだけ離れているが、呼気開始反応の待ち時間より早い点でＰａｗを測定してＰ_holdを提供することと、ｅ）吸気抑制段階の間選択された息の１回換気量（Ｖ_T）を測定することと、ｆ）前記選択された呼吸においてＰ_holdとＶ_Tの間の関係を設定して、比例支援ベンチレーション中に遭遇するＶ_T範囲にわたって圧力−体積関係を提供して、比例支援ベンチレーションのための体積に関連する支援の以後の支援を行えることができるようにすることと、を備える、機械的なベンチレーション支持を受けている患者の呼吸系の受動圧力 −体積関係を見積もり、自発呼吸努力（支援ベンチレーション・モード）を生じて比例支援ベンチレーション・モード（ＰＡＶ）の選択を誘導する方法。２．吸気抑制の開始から約２５０ｍｓｅｃより長くない時刻にＰ_holdを測定する請求の範囲１に記載の方法。３．前記時間が吸気抑制の開始から約２００ｍｓｅｃないし約２５０ｍｓｅｃより長くない時刻にＰ_holdｈを測定する請求の範囲２に記載の方法。４．ＶＴと_holdとの間の関係を適合させるために直線関数を用いる請求の範囲１に記載の方法。５．Ｖ_TとＰ_holdとの間の関係を適合させるために非直線関数を用いる請求の範囲１に記載の方法。６．吸気抑制の開始と行動応答に対する待ち時間との間の間隔で測定した多数のＰaw値の漸近線に対して非直線外挿によりＰ_holdを決定する請求の範囲１に記載の方法。７．前記関係の多数の回帰解析内のこの関係を理論的に偏向できるファクタを含むことによってＶ_TとＰ_holdとの間の直線適合または非直線適合のまわりのばらつきを最小にする請求の範囲１ないし６のいずれか１項に記載の方法。８．選択した呼吸の吸入抑制と吸入時間との少なくとも一方について選択された呼吸より先行する間隔内のベンチレーション、Ｖ_T、呼気時刻、呼気流量および呼気Ｐ_awから前記ファクタを選択する請求の範囲７に記載の方法。９．ＰＡＶにおける体積支援の利得を前記選択された呼吸中で高くし、または低くし、Ｖ_Tにおいて過渡的に増加または減少してＶ_TとＰ_holdの間の関係を決定する範囲であるＶ_Tの範囲を拡張する請求の範囲１ないし８のいずれか１項に記載の方法。１０．Ｖ_TとＰ_holdとの間の関係を決定する範囲であるＶ_Tの範囲を拡張するために、それにおいてＶＴが平均Ｖ_Tより十分に大きいか、十分に小さいかを予測されるような呼吸を、吸気抑制手順のために選択的に目標にする請求の範囲１ないし８のいずれか１項に記載の方法。１１．ａ）比例支援ベンチレーションの体積に関連する支援コンポーネントおよび流量に関連する支援コンポーネントを最初に調整するために、実験によって得たエラスタンス値および抵抗値または他の従来の方法によって決定されたエラスタンス値および抵抗値を用いて、ベンチレータを比例支援ベンチレーション・モードに置くことと、ｂ）気道圧力（Ｐａｗ）と患者への流量（Ｖ’）および体積（Ｖ）をモニタすることと、ｃ）選択した呼吸の吸気段階中の所定の時刻に起きる、圧力と、流量と、体積との少なくとも２種類の形態の短い擾乱を前記選択した息に加えることと、ｄ）呼気開始反応の待ち時間より短い擾乱中の所定の時刻にＰ_awａｗ、流量（Ｖ’）および体積（Ｖ）を決定することと、ｅ）乱されていない息において、ステップ（ｅ）において用いた時刻に類似する時刻にＰ_aw、Ｖ’およびＶを決定することと、ｆ）いくつかの擾乱の各形態および乱されていない息の各形態との結果の平均を求めることと、ｇ）種々の擾乱形態からと、乱されていない息とから得られたＰ_aw、Ｖ’およびＶの平均値を利用して、圧力−流量関係を提供し、比例支援ベンチレーションのための流量に関連する支援を以後に調整できるようにすることと、を備える、機械的なベンチレーション支持を受けている患者の呼吸系の受動圧力 −体積関係を見積もり、自発呼吸努力（支援ベンチレーション・モード）を生じて比例支援ベンチレーション（ＰＡＶ）モードの選択を誘導する方法。１２．少なくとも２種類の形態の前記擾乱を、２つまたはそれ以上の振幅の正の擾乱と、２つまたはそれ以上の振幅の負の擾乱と、２相擾乱と、正の擾乱と負の擾乱とを混合したものとから選択する請求の範囲１１に記載の方法。１３．ステップ（ｄ）における時間期間が約２００ｍｓｅｃより短い請求の範囲１１に記載の方法。１４．Ｐ_resを抵抗性圧力、Ｋ₁を抵抗値の層流成分を反映する定数、Ｋ₂を抵抗値の乱流成分を反映する定数として、ステップ（ｆ）において決定した値をＲｏｈｒｅｒの方程式Ｐ_res＝Ｖ’・Ｋ₁＋Ｖ’₂・Ｋ₂に数学的に適合させることによってステップ（ｇ）を実行する請求の範囲１１に記載の方法。１５．乱されていない呼吸における観察を擾乱の１項の追加の形態で置換する請求の範囲１１ないし１４のいずれか１項に記載の方法。１６．特定の時刻ではなくて特定の流量に達した時に擾乱を吸気に加える請求の範囲１１ないし１５のいずれか１項に記載の方法。１７．圧力−流量関係の決定を、擾乱されている呼吸の個々の呼吸値と乱されていない呼吸の個々の呼吸値との平均から得た値ではなくて、種々の形態の擾乱内の個々の呼吸値の間の差を基にする請求の範囲１１ないし１６のいずれか１項に記載の方法。１８．乱されていない呼吸から得た平均値を、種々の擾乱形態によって発生されたＰ_aw、Ｖ’およびＶにおける変化の計算のための基準として用いて、擾乱の各形態についての平均▲Ｐ_aw、▲Ｖ’およびＶとなる結果をもたらし、全体の圧力−流量関係を前記平均差から決定する請求の範囲１１ないし１７のいずれか１項に記載の方法。１９．▲Ｐ_aw、Ｖ’およびＶにおける前記差を用いて２つまたはそれ以上の増分抵抗値を計算する請求の範囲１８に記載の方法。２０．擾乱を２つ以上の時点で吸気に加える請求の範囲１１ないし１９のいずれか１項に記載の方法。２１．ＰＡＶベンチレーション・モードにおけるベンチレータ出力を制御するコマンド信号を、ＰＡＶベンチレーション・モードの流量に関連する支援の値および体積に関連する支援の値を変更することなく、指定された量だけ、指定された時間の間故意に増加または減少することによって、過渡的擾乱を発生する請求の範囲１１ないし２０のいずれか１項に記載の方法。２２．ＰＡＶベンチレーション・モードの流量に関連する支援利得と体積に関連する支援利得との少なくとも１項を過渡的に変化することによって過渡的擾乱を発生する請求の範囲１１ないし２０のいずれか１項に記載の方法。２３．ベンチレーション自体とは独立しており、かつ外部配管内に組み込まれている機械的システムによって過渡的擾乱を発生する請求の範囲１１ないし２０のいずれか１項に記載の方法。２４．ＰＡＶ中ではなくて、体積循環ベンチレーション中に加えられた時に、指定された過渡状態に対する指定された流量を、進行中のプログラムされた流れコマンドルーチンに加えることと、そのルーチンから差し引くこととの少なくとも一方を行う請求の範囲１１ないし２０のいずれか１項に記載の方法。２５．ＰＡＶおよび体積循環支援以外の、ＣＰＡＰモードと、圧力支持ベンチレーション（ＰＳＶ）または気道圧力解放ベンチレーション（ＡＰＲＶ）を含む、ベンチレーション・モード中に加えられると、それによって、正の過渡状態と負の過渡状態との少なくとも一方を関連するモードの通常の制御信号に重畳することによって擾乱が発生される請求の範囲１１ないし２０のいずれか１項に記載の方法。２６．誤ったデータ点を、Ｖ_TとＰ_holdとの間の関係、または圧力と流量との間の関係、の解析から解消することを含み、その誤り性質を、解析に用いた呼吸中の、または前記擾乱に先行し、かつベンチレーションされている患者の多数の呼吸から設定された過編成の通常の範囲の外側にある呼吸中のＰ_awのパターンと、Ｖ’のパターンと、Ｖのパターンとの少なくとも１項を含む指定された基準に従って設定する請求の範囲１１ないし２５のいずれか１項に記載の方法。２７．圧力−体積関係と圧力流量関係を実際の観察範囲を超えて外挿する請求の範囲１１ないし２６のいずれか１項に記載の方法。２８．圧力−体積関係と圧力流量関係を連続更新するために、新しいデータ点が集められるにつれて古いデータ点を捨てる請求の範囲１１ないし２７のいずれか１項に記載の方法。２９．所与の患者の機械的ベンチレーションの最中の種々の時刻に計算された圧力−体積関係と圧力流量関係を蓄積し、後で表示してそのような関係における時間に関連する傾向を提供する請求の範囲１１ないし２８のいずれか１項に記載の方法。３０．手順を自動化する請求の範囲１１ないし２９のいずれか１項に記載の方法。３１．自動化した手順の結果を用いて比例支援ベンチレーションの、体積−支援利得と流量−支援利得との少なくとも一方を自動的に調整する請求の範囲３０に記載の方法。３２．ａ）比例支援ベンチレーションの体積に関連する支援コンポーネントおよび流量に関連する支援コンポーネントを最初に調整するために、実験によって得たエラスタンス値および抵抗値または他の従来の方法によって決定されたエラスタンス値および抵抗値を用いて、ベンチレータを比例支援ベンチレーション・モードに置く手段と、ｂ）気道圧力（Ｐ_aw）と患者への流量（Ｖ’）および体積（Ｖ）をモニタする手段と、ｃ）選択された呼吸において流量を、ベンチレーションの吸気段階の終了を超える期間、零またはほぼ零に保持する手段と、ｄ）吸気抑制の開始からできるだけ離れているが、行動呼気反応の待ち時間より早い点でＰ_awを測定してＰ_holdを提供する手段と、ｅ）吸気抑制段階の間選択された呼吸の１回換気量（Ｖ_T）を測定する手段と、ｆ）前記選択された呼吸においてＰ_holdとＶ_Tの間の関係を設定して、比例支援ベンチレーション中に遭遇するＶ_T範囲にわたって圧力−体積関係を提供して、比例支援ベンチレーションのための体積に関連する支援の以後の支援を行えることができるようにする手段と、を備える、機械的なベンチレーション支持を受けている患者の呼吸系の受動圧力 −体積関係を見積もり、自発呼吸努力（支援ベンチレーション・モード）を生じて比例支援ベンチレーション・モード（ＰＡＶ）の選択を誘導する装置。３３．吸気抑制の開始と行動応答に対する待ち時間との間の間隔で測定した多数のＰａｗ値の漸近線に対して非直線外挿を行う手段を含む請求の範囲３２に載の装置。３４．前記関係の多数の回帰解析内のこの関係を理論的に偏向できるファクタを含むことによってＶ_TとＰ_holdとの間の直線適合または非直線適合のまわりのばらつきを最小にする手段を含む請求の範囲３２または３３に記載の装置。３５．選択した呼吸の吸入抑制と吸入時間との少なくとも一方について選択された呼吸より先行する間隔内のベンチレーション、Ｖ_T、呼気時刻、呼気流量および呼気Ｐａｗから前記ファクタが選択される請求の範囲３４に記載の装置。３６．選択された呼吸中のＰＡＶにおける体積支援の利得を過渡的に高くし、または過渡的に低くし、Ｖ_Tにおいて過渡的に増加または減少してＶ_TとＰ_holdとの間の関係を決定する範囲であるＶ_Tの範囲を拡張する請求の範囲３２ないし３４のいずれか１項に記載の装置。３７．ａ）比例支援ベンチレーションの体積に関連する支援コンポーネントおよび流量に関連する支援コンポーネントを最初に調整するために、実験によって得たエラスタンス値および抵抗値または他の従来の方法によって決定されたエラスタンス値および抵抗値を用いて、ベンチレータを比例支援ベンチレーション・モードに置く手段と、ｂ）気道圧力（Ｐ_aw）と患者への流量（Ｖ’）および体積（Ｖ）をモニタする手段と、ｃ）選択した呼吸の吸気段階中の所定の時刻に起きる、圧力と、流量と、体積との少なくとも２種類の形態の短い擾乱を前記選択した呼吸に加える手段と、ｄ）行動反応の待ち時間より短い擾乱中の所定の時刻にＰａｗ、流量（Ｖ’）および体積（Ｖ）を決定する手段と、ｅ）乱されていない呼吸において、ステップ（ｅ）において用いた時刻に類似する時刻にＰａｗ、Ｖ’およびＶを決定する手段と、ｆ）いくつかの擾乱の各形態および乱されていない息の各形態との結果の平均を求める手段と、ｇ）種々の擾乱形態からと、乱されていない呼吸とから得られたＰ_aw、Ｖ’およびＶの平均値を利用して、圧力−流量関係を提供し、比例支援ベンチレーションのための流量に関連する支援を以後に調整できるようにする手段と、を備える、機械的なベンチレーション支持を受けている患者の呼吸系の受動圧力 −体積関係を見積もり、自発呼吸努力（支援ベンチレーション・モード）を生じて比例支援ベンチレーション（ＰＡＶ）モードの選択を誘導する装置。３８．乱されていない呼吸における観察を擾乱の１項の追加の形態で置換する請求の範囲３７に記載の装置。３９．特定の時刻ではなくて特定の流量に達した時に擾乱を吸気に加える請求の範囲３７または３８に記載の装置。４０．圧力−流量関係の決定が、擾乱されている呼吸の個々の呼吸値と乱されていない呼吸の個々の呼吸値との平均から得た値ではなくて、種々の形態の擾乱内の個々の呼吸値の間の差を基にする請求の範囲３７ないし３９のいずれか１項に記載の装置。４１．過渡擾乱を生ずる前記手段は、ＰＡＶベンチレーション・モードにおけるベンチレータ出力を制御するコマンド信号を、ＰＡＶベンチレーション・モードの流量に関連する支援の値および体積に関連する支援の値を変更することなく、指定された量だけ、指定された時間の間故意に増加または減少することによって、過渡的擾乱を発生する手段を備える請求の範囲３７ないし４０のいずれか１項に記載の装置。４２．過渡擾乱を加える前記手段は、ＰＡＶベンチレーション・モードの流量に関連する支援利得と体積に関連する支援利得との少なくとも１項を過渡的に変化させる手段を備える請求の範囲３７ないし４１のいずれか１項に記載の装置。４３．ＰＡＶ中ではなくて、体積循環ベンチレーション中に加えられた時に、指定された過渡状態に対する指定された流量を、進行中のプログラムされた流れコマンドルーチンに加えることと、そのルーチンから差し引くこととの少なくとも一方を行う請求の範囲３７ないし４２のいずれか１項に記載の装置。４４．ＰＡＶおよび体積循環支援以外の、ＣＰＡＰモードと、圧力支持ベンチレーション（ＰＳＶ）または気道圧力解放ベンチレーション（ＡＰＲＶ）を含む、ベンチレーション・モード中に加えられると、それによって、正の過渡状態と負の過渡状態との少なくとも一方を関連するモードの通常の制御信号に重畳することによって擾乱が発生される請求の範囲３７ないし４３のいずれか１項に記載の装置。４５．誤ったデータ点を、Ｖ_TとＰ_holdとの間の関係、または圧力と流量との間の関係、の解析から解消する手段を含み、その誤り性質を、解析に用いた呼吸中の、または前記擾乱に先行し、かつベンチレーションされている患者の多数の呼吸から設定された過編成の通常の範囲の外側にある呼吸中のＰａｗのパターンと、Ｖ’のパターンと、Ｖのパターンとの少なくとも１項を含む指定された規準に従って設定する請求の範囲３２ないし４４のいずれか１項に記載の装置。４６．圧力−体積関係と圧力流量関係を実際の観察範囲を超えて外挿する手段を含む請求の範囲３２ないし４５のいずれか１項に記載の装置。４７．圧力−体積関係と圧力流量関係を連続更新するために、新しいデータ点が集められるにつれて古いデータ点を捨てる手段を含む請求の範囲３２ないし４６のいずれか１項に記載の装置。４８．所与の患者の機械的ベンチレーションの最中の種々の時刻に計算された圧力−体積関係と圧力流量関係を蓄積する手段と、後で表示してそのような関係における時間に関連する傾向を提供する手段とを含む請求の範囲３２ないし４７のいずれか１項に記載の装置。４９．見積もった値を基にして、比例支援ベンチレーションの体積支援利得と流量支援利得との少なくとも一方を自動的に調整するための手段を含む請求の範囲３２ないし４８のいずれか１項に記載の装置。