JP2014500100A - 人間又は動物の対象におけるボレミック状態の観察 - Google Patents

Abstract

人間又は動物の対象におけるボレミック状態を観察するためのデータ処理方法であって、１つ以上の血行動態変数のそれぞれに対して１つ以上の基準値を特定するステップと、対象からある時間で測定された１つ以上の血行動態変数を表す血行動態データを受信するステップと、１つ以上の血行動態変数のうちの少なくとも１つについて、血行動態データと各１つ以上の基準値とを比較するステップと、比較によって血行動態変数のうちの少なくとも１つにおける１つ以上の基準値からの偏位が示されるときに、対象における異常なボレミック状態の存在を特定するステップとを有する。本方法は、血行動態データの視覚的表示にリアルタイムで関連させても良く、理想としては、理想的な基準値の視覚的指標に関連付けられる。

Description

本発明は、人間又は動物の対象におけるボレミック状態(volaemic condition)を観察するための方法、システムおよびコンピュータプログラム製品に関する。本発明は特に、これに限定されないが、ボレミックの変化を、特に基準値からの偏位を観察するためのコンピュータ実装型の方法、システムおよびコンピュータプログラム製品に関し、好ましくはリアルタイムで観察し、異常なボレミック状態を早く検知するために用いられる。

通常の健康状態であるとき、人間又は動物の体組織は、生理学的バランスを継続的に維持する。病気、薬、外科的介入、外傷および心肺バイパスなどの外的影響を受けている間であっても、体組織は生理学的バランスを維持するように自動的な調節を行う。このバランスを達成するために、体全体にわたる受容体が圧力や流量などの血行動態変数を観察および調整するように働く。伝統的には、手術中や蘇生中の患者の観察には、酸素飽和度、ＨＲ、ＥＣＧの測定とともに血圧の測定が含まれ、最も深刻な場合には心拍出量の測定も含まれる。肌の色、肌の湿り気および温度などの身体的サインを臨床医が評価するとともに、これらのパラメータのそれぞれによって、対象の血液循環が通常通り動いている程度を示すことが可能となる。

ハイポボレミック性ショック（hypovolaemic shock）は、血管内の血量が減少したことによる臨床症候群である。その原因は例えば、出血、プラズマ若しくは水、電解質の損失である。一般的に、ハイポボレミック性ショックは不十分な組織内かん流につながり、これにより細胞機能障害となって、最終的には器官ダメージとなるおそれがある。

ハイポボレミック性ショックは、心臓への前負荷（preload）の減少につながる血管内血量の損失に特徴がある。前負荷は、１回拍出量の決定因子の１つである。前負荷が減少すると、１回拍出量および心拍出量が減少する。健康的な対象においては、神経内分泌が調節されている代償機構が、心拍出量の減少にかかわらず十分な中心的かん流の維持を補助する。しかしながら、代償機構が機能しなくなると、全身の血管収縮によって虚血、低酸素症となり、最終的には、変更された細胞機能および広域組織が機能不全となる場合がなる。

ハイポボレミア（hypovolaemia）の存在を示す臨床兆候はいくらか主観的である。１５００ｍｌより多い血液の損失の場合（ショック分類Ｉ）、患者の呼吸は浅くかつ速くなる（頻呼吸）。７５０ｍｌより少ない血液の損失の場合、対象の外観はまれにしか変化しない。７５０ｍｌから１５００ｍｌの血液が血液循環からなくなると（ショック分類ＩＩ）、肌は青ざめ、湿ってかつ冷たくなり、さらに毛細血管再充満（capillary refill）は遅くなる。これにより、例えば爪床に圧力がかかると通常は白くなるが、４秒から５秒あるいはそれ以上経つと色が戻ってくる。このことは（ハイポボレミアから生じる）組織の血流の低下に関する非特異的な指標であるが、非常に敏感である。典型的には、患者は脈拍の弱い又は脈拍のない頻脈となる。１５００ｍｌから２０００ｍｌの血液の損失の場合（ショック分類ＩＩＩ）、全身の血圧が下がる。これはハイポボレミアの遅い段階における兆候である。血管内の血液循環から２０００ｍｌを超える血液がなくなると（ショック分類ＩＶ）、患者は非常に弱い脈拍の頻脈になる。毛細血管再充満は検知不能であり、肌は青ざめて、湿ってくる。収縮期血圧（最高血圧）／拡張期血圧（最低血圧）は非常に遅くなる又は検知不能となる。

典型的には、手術環境中又は蘇生中において患者は意識がないため、目眩、情動不安、心配、動揺、混乱、より深刻なケースでは眠気および昏睡など、ハイポボレミアに関連する神経的指標を確立することはできない。いくつかのケースでは、ハイポボレミアの存在を示すものとして尿量を用いることもできるが、尿量の変化は他の指標と同じように、ハイポボレミック状態が悪化して、血管内の血液循環から７５０ｍｌを超える血量がなくなるまでは通常、識別できない。

最近では、対象の生体サインの範囲を確認するとともに、（乳酸を生成して）嫌気的代謝の存在を評価する血液ガス分析を行うことにより、ハイポボレミック状態が観察される。最近では、手術および／又は蘇生を受けている患者におけるハイポボレミアの最も信頼性の高い指標は中心静脈圧とされているが、この指標単独では、早くかつ信頼性高くハイポボレミアを検知する目的としては不十分である。

異常なボレミック状態を早く特定して処置するように対象のボレミック状態を観察する改善された手法を提供することが望ましい。また、異常性の程度を数値化できることも望ましい。

本明細書において特許書類や先行技術として与えられる他の事項への参照は、特許請求の範囲のいずれの優先日においてもその書類や事項が既知であった、あるいはそこに含まれる情報が一般的な知識であったとの承認や示唆ではない。

一態様から見れば、本発明は、人間又は動物の対象におけるボレミック状態を観察するためのデータ処理方法であって、（ａ）１つ以上の血行動態変数のそれぞれに対して１つ以上の基準値を特定するステップと、（ｂ）対象からある時間で測定された１つ以上の血行動態変数を表す血行動態データを受信するステップと、（ｃ）１つ以上の血行動態変数のうちの少なくとも１つについて血行動態データと各１つ以上の基準値とを比較するステップと、（ｄ）比較によって血行動態変数のうちの少なくとも１つにおける１つ以上の基準値からの偏位が示されるときに、対象における異常なボレミック状態の存在を特定するステップと、を有する方法を提供する。

好ましくは、変数は血管内の血量変化の指標であって、血行動態データは実質的にリアルタイムで受信される。血行動態変数には、心拍数（ＨＲ）、血管抵抗（ＶＲ）および１回拍出量（ＳＶ）のうちの１つ以上が含まれても良いが、これに限らない。一例では、心拍数の影響を修正する乗数により血管抵抗が調整され、血行動態変数として瞬間（実際の）血管抵抗（ｉＶＲ）が生じる。他の血行動態変数には、中心静脈血酸素飽和度（ＳｃｖＯ２）およびヘモグロビン（Ｈｂ）濃度が含まれても良い。対象のボレミック状態を観察するのに、収縮期血圧（ＳＢＰ）、拡張期血圧（ＤＢＰ）、脈圧（ＳＢＰ−ＤＢＰとして計算されるＰＰ）および平均動脈圧（ＭＡＰ）などの他の血行動態変数も有用である。ＳＢＰ、ＤＢＰ、ＰＰおよびＭＡＰは血圧計カフから利用可能であるため、非侵襲的に得られるデータの値を最大にする。ＳＢＰ、ＤＢＰおよびＰＰの断片的変化が、圧力変化の発生に応じて異なるパターンを引き出しても良い。

塩基過剰ＢＥおよびｐＨなどの他の生理学的変数を同時に観察することで、本発明によって生成される情報、診断および治療介入を補完するようにしても良い。これらの付加的な変数は、対象内における他のおよび潜在的に重大な病理に関するガイドを提供することができるとともに、ＳＶ、ｉＶＲおよびＨＲなどの観察により決定されうる、目標とする血行動態パフォーマンスの達成を可能にする。

１つ以上の血行動態変数のうちの少なくとも１つにおける１つ以上の基準値は、対象から入手した実際の血行動態データより得られても良い。あるいは、１つ以上の基準値は個人の母集団から入手したデータより決定されても良く、また、その個人は通常のボレミックであることが理想である。

好ましい実施形態では、本方法は、１つ以上の血行動態変数のうちの少なくとも１つに関して受信されたデータ値を表す時間ベースのチャートと、１つ以上の基準値のそれぞれに対する選択的な指標とを表示手段上に表示するステップを有する。本方法は、少なくとも１つの血行動態変数の基準値に対する受信されたデータ値の比率を計算するステップと、計算した比率を表示手段上に表示するステップとを有しても良い。この比率は、血行動態変数における「断片的変化」と呼んでも良い。本方法は、ある時間にわたって比率（又は断片的変化）をプロットするステップを有しても良い。これにより、臨床医は視覚的検査によって、容積測定インデックスの変化を示す「まとまり」からの逸脱（divergence）を決定することができ、ここでは、基準値と比較したときに、まとまりよりも大きな値は過剰な充満を示し、まとまりよりも小さな値は、血液循環の充満不足を示す。

代替的／付加的に、本方法は、データ内の値に基づいて血行動態変数のうちの少なくとも１つにスコアを割り当てるステップを含んでも良く、ここで、割り当てられたスコアはその血行動態変数における１つ以上の基準値からの偏位の程度を表す。１つ以上の実施形態では、データが受信されるとスコアが再計算され、時間が経ってスコアが変化すると、そのスコアを少なくとも１つの血行動態変数について視覚的に表示する。それにより対象の血行動態機能の変化が示される。本方法は、１つ以上の割り当てられたスコアにより異常なボレミック状態の程度を決定するステップを有しても良い。スコアは複数の血行動態変数に割り当てられ、割り当てられたスコアから組み合わされたスコア（例えば、割り当てられたスコアの合計）により、異常なボレミック状態の程度が決定されても良い。よって、１つ以上の実施形態では、本方法は、血行動態変数の受信された値と対応する基準値との一致を示すまとまりからの、計算された比率の逸脱により、異常なボレミック状態の程度を決定するステップを有しても良い。

１つ以上の実施形態では、本方法は、（ｉ）（ａ）血量の損失によって減少するものとして知られる血行動態変数のそれぞれについて計算されたそれぞれの比率の値と、（ｂ）血量の損失によって増加するものとして知られる血行動態変数のそれぞれについて計算されたそれぞれの比率の値の逆数とを加算して合計を計算し、（ｉｉ）計算された合計を（ｉ）で考慮された血行動態変数の数で割ることにより、ボレミックインデックスを決定するステップを有する。

本方法はさらに、スコアの信頼性を示す信頼性指標を決定するステップを有しても良く、ここで、より多くの変数を用いて計算されたスコアは、より少ない変数を用いて計算されたスコアよりも信頼性が高い。代替的／付加的に、割り当てられたスコアは、異常なボレミック状態の程度の決定に対する影響がより大きく又は小さくなるように調整されても良く、その調整は、血量変化に対する血行動態変数の感度、対象の年齢、フィットネス、性別、体重若しくは状態、並びに対象に処方されている治療、のうちの１つ以上に基づく。ある実施形態では、調整は、個人の母集団からの基準値を用いて処理デバイスにより自動的に決定される重み付け係数であり、処理手段には対象特有のデータが提供される。別の実施形態では、調整は、臨床医によってケースバイケースで決定される重み付け係数である。重み付け係数の組み合わせを用いても良い。

本方法は、個人の母集団から入手した血行動態変数および治療エフェクタをインデックス化したプールされたデータの収集を照会することにより、１つ以上の血行動態変数を１つ以上の基準値に向かって修正することを目的とする一連の動作を自動的に選択するステップを有しても良い。補助的なものとして、本方法は、医師に対して臨床的指導を提供するステップを有しても良い。代替的／付加的に、本方法は、目標とする値に向けて血行動態パフォーマンスを修復するための閉ループフィードバックシステムにおいて、対象への選択された治療の自動滴定方法のための注入ポンプ又は他のデバイスに対して制御信号を提供するステップを有しても良い。目標とする値は、例えば年齢、性別および健康状態などの対象特有の要素にインデックス化された利用可能な基準値から選択可能であっても良い。

別の態様から見れば、本発明は、人間又は動物の対象における異常なボレミック状態を観察する方法を処理デバイスに実行させるように処理デバイスを制御する命令を保存したコンピュータプログラム製品を提供する。その命令は処理デバイスに、（ａ）１つ以上の血行動態変数のそれぞれに対して１つ以上の基準値を受信させ、（ｂ）対象からある時間で測定された１つ以上の血行動態変数を表す血行動態データを受信させ、（ｃ）１つ以上の血行動態変数のうちの少なくとも１つについて血行動態データと各１つ以上の基準値とを比較させ、（ｄ）比較によって血行動態変数のうちの少なくとも１つにおける基準値からの偏位が示されるときに、異常なボレミック状態の存在を特定させる。

その命令は処理手段に、前もって対象から入手した実際の血行動態データを用いて、１つ以上の血行動態変数のうちの少なくとも１つにおける１つ以上の基準値を計算させても良く、そのときの対象は通常のボレミックであることが理想である。代替的／付加的に、その命令は、処理手段に接続する記憶手段又はデータベースから１つ以上の基準値を処理手段に受信させ、ここで、１つ以上の基準値は通常のボレミック状態にある個人の母集団から得られたデータを用いて決定される。

好ましい実施形態では、その命令は処理手段に表示信号を生成させ、表示信号は表示手段に、１つ以上の血行動態変数のうちの少なくとも１つを表すデータ値の時間ベースのチャートと、１つ以上の基準値のそれぞれに対する選択的な指標とを表示させる。

その命令は処理手段に、少なくとも１つの血行動態変数に関して、１つ以上の基準値に対する実際のデータ値の比率を計算させ、計算した比率を表示手段上に表示させても良い。

代替的／付加的に、その命令は処理手段に、データ内の血行動態変数のうちの少なくとも１つに対してスコアを計算させ、ここで、計算されたスコアは基準値からのデータ値の偏位を表し、さらに、１つ以上の計算されたスコアにより異常なボレミック状態の程度を推定させても良い。その命令は処理手段に、複数の血行動態変数に対してスコアを計算させ、計算されたスコアを組み合わせる（例えば合計を計算する）ことにより異常なボレミック状態の程度を推定させても良い。その合計は、変数のうちの１つ以上の相対的重要性により重み付けされた合計であっても良い。

１つ以上の実施形態では、その命令は処理手段に、計算されたスコアのうちの１つ以上に重み付け係数を適用させ、ここで、重み付け係数は、血量変化に対する血行動態変数の感度、対象の年齢、フィットネス、性別、体重若しくは生理学的状態、並びに対象に処方されている治療、のうちの１つ以上に基づいて特定の血行動態変数に対して選択される。その命令は処理手段に、血行動態変数に適用可能な重み付け係数を自動的に選択させても良い。あるいは、その命令は処理手段に、ある血行動態変数について計算されたスコアに適用される重み付け係数を示す臨床医からの入力を受信させても良い。

１つ以上の実施形態では、その命令は処理手段に、血行動態変数および治療エフェクタをインデックス化したデータベースに照会させ、血行動態変数のうちの１つ以上を基準値に向かって修正することを目的とする一連の動作を自動的に特定させ、特定された一連の動作をユーザに対してユーザインタフェースに表示させるユーザインタフェース信号を生成させても良い。さらに別の態様から見れば、本発明は、人間又は動物の対象における血液循環の状態を視覚的に表す方法であって、（ａ）対象から入手した対象における１つ以上の血行動態変数を表すデータを、実質的にリアルタイムで表示手段上にチャート化するステップと、（ｂ）チャート化された血行動態変数のうちの１つ以上に関する実質的に通常の値を示す基準値を表示手段上にチャート化するステップとを有する方法を提供する。

ある実施形態では、対象から入手したデータをチャート化するステップは、データ値の経過時間変化を表すことを含む。本方法は、対象から入手したデータについて関連する基準値からの偏位を計算するステップ、および／又は計算された偏位を表示手段上にチャート化するステップを有しても良い。一例では、偏位は、有限時間において生じる値の平均又はローリングアベレージとして計算されても良い。

さらに別の態様から見れば、本発明は、人間又は動物の対象における異常なボレミック状態を観察するためのシステムであって、（ａ）上述の方法によるステップ又は上述の命令を実行する少なくとも１つの処理手段と、（ｂ）血行動態データ、および／又は１つ以上の血行動態変数に関する基準値に対する実際の比率を表示する表示手段を有するユーザインタフェースと、（ｃ）対象から測定される１つ以上の血行動態変数を表すデータを受信するデータインタフェースとを備えるシステムを提供する。

システムは、スコアが閾値を超えたときにアラームを生成する又は（例えばページングデバイスや他のモバイル／ハンドヘルドユニットに対して）警告を伝える警告ドライバを有しても良い。１つ以上の実施形態では、スマートフォンや他のハンドヘルドデバイスに搭載された又はアクセス可能な、「ａｐｐ」などの形式のソフトウェアが存在する。デバイスが対象の治療ポイントに合わせられると、スマートフォン／ハンドヘルドデバイスは、対象から離れたところにいる臨床医に対してマッピング／チャート化されたデータを表示することができ、さらに、そのデータが安全な領域から外れる傾向にあるときには、処理手段によって生み出す警告を提供することもできる。

本発明のある実施形態における異常なボレミック状態を観察する方法のステップを概説するフローチャート 時間とともに変化するＨＲ、ＳＶ、ＳＶＶ、ＳｃｖＯ_２のデータ値のチャート 本発明のさらなる実施形態におけるボレミック状態を観察する方法のステップを示すフローチャート 本発明の別の実施形態における、基準値からのＨＲ、ＳＶ、ｉＶＲの偏位を表すチャート 基準点からの偏位の程度を表す、それぞれの血行動態変数のデータに割り当てられる組み合わされたスコアとして計算される「ハイポボレミアスコア」の時間変化を示すチャート 本発明の実施形態におけるボレミック状態を観察するシステムの構成要素を示す模式図 実施例Ｂのデータパターニング 実施例Ｂのさらなるデータパターニング 患者の血管内血量のサイクル的変化を示す模式図 本発明の実施形態におけるスコアリング制度の一例を示す図（テーブル１） 本発明の実施形態における別のスコアリング制度の一例を示す図（テーブル２）

本発明の実施形態は、添付の図面を参照することにより記述される。図面は、本発明の特徴や代替的な配置を記載することのみを目的としており、本明細書に添付した特許請求の範囲で定義される本発明の範囲を制限するものではない。

最初に図１を参照すると、図１には、人や動物の対象における異常なボレミック状態を観察する方法に関してそのステップの骨子を説明するフローチャートが示される。ステップ１０１において、観察されている血行動態変数（haemodynamic variable）のそれぞれに対して、基準値が特定される。なお、「基準値」との用語は、単一の値（例えばＨＲが７０ｂｐｍ）や、許容可能な基準値の範囲（例えばＨＲが６５ｂｐｍから７５ｂｐｍ）を意味しても良い。単一の基準値は、対象、別の個人あるいは個人のグループから測定された「通常」値の平均として計算しても良い。

ステップ１０２において、時間をかけて対象から測定された１つ以上の血行動態変数を表す血行動態データが受信される。好ましくは、血行動態データをリアルタイムで又は実質的にリアルタイムで受信することで、対象のボレミック状態を観察して、異常状態を検知したときにはすぐに治療を施すことが可能となる。

単一の血行動態変数が対象のボレミック状態に関するいくつかの指標を提供する場合があるが、対象のボレミック状態を確認するために、異なる血行動態変数の集合を使用することが望ましい。ある好ましい実施形態では、観察されデータが受信される血行動態変数には、ＨＲ、ＳＶが含まれ、ある好ましい実施形態では、ｉＶＲ又はエラスタンスが含まれる。他の実施形態では、ＳｖＯ_２やＨｂなどの他の変数が観察されても良い。

臨床の場において、現存する観察装置は一般的に「全身血管抵抗（ＳＶＲ）」として知られる指標を提供する。本発明者はこのパラメータを使用することがいくらかの誤解を招くことを発見した。本発明者は、様々な人間の対象における血液循環の状態を視覚的に表す様々な方法を採用することで、ＳＶＲが、血流量に対する血液循環抵抗の正確な指標でないことを発見した。

定義としては、流量とは単位時間あたりの血量を表す用語である。（血流量から生じる）血液循環による変形への「抵抗」は時間に依存する変数とはならないため、変形に対する「抵抗」を流量を用いて計算することは意味がない。代わりに、本発明者らは、（ｉ）膨張血量（distending volume）および（ｉｉ）変形に抵抗する血液循環の特性、という別の２つの圧力の決定因子を使用する。これにより、（オームの法則に基づいて）血液循環における流量に対する解決法が生じ、以下の数１で表される。

数１において、ＳＶＲは全身血管抵抗、ｉＶＲは瞬間血管抵抗（Instantaneous Vascular Resistance）、ＨＲは心拍数である。しかしながら、ＳＶＲは乗数の７９．９を用いてＳＩ単位で測定されるため、ｉＶＲをＳＶＲとＨＲの積として計算する際には、７９．９で割る修正が必要となる。ＳＶＲの代わりに用いるｉＶＲの有用な効果は、実施例Ａで顕著である。

麻酔導入前における頻脈性不整脈を患う患者において、変数ＳＶ、ＳＶＲ、ＨＲおよびｉＶＲのグラフによって、圧力を調整して血液循環における圧力の変動を防止する機構であるＳＶの減少をｉＶＲが表している、ということが明らかにされた。

ステップ１０３において、受信された血行動態データが、少なくとも１つの血行動態関数の基準値と比較される。対象のボレミック状態を確認するためには、異なる血行動態指標の集合を用いることが望ましいため、２つ、より好ましくは３つ又は４つ以上の異なる変数を関連する基準値と比較しても良く、好ましい実施形態では、それらの変数が基準からの偏位に基づくスコアに割り当てられる（以降参照）。特に、対象の治療ポイントで実質的に継続的かつリアルタイムで測定される変数のための技術が存在するときに、中心静脈血酸素飽和度（ＳｃｖＯ_２）、ＢＥおよびｐＨなどの付加的な変数を用いても良い。

ステップ１０４において、本方法は、比較によりデータが血行動態変数のうちの少なくとも１つの基準値から偏位していることが示されるときに、対象における異常なボレミック状態の存在を特定することを含む。好ましくは、血行動態変数のうちの少なくとも２つにおいて偏位が存在する場合であり、より好ましくは、少なくとも３つにおいて偏位が存在する場合である。より多くの血行動態変数（血管内血量の変化やボレミックのインデックスの指標として知られる）が実質的に通常の血量を示す基準値から偏位していると観察されるときに、本方法の特異性は向上する。

基準値からの偏位が実質的にない場合には、対象を「通常のボレミック」と見なすことができる。データ値と基準値との間に偏位がある場合には、対象のボレミック状態を「異常」と見なすことができる。異常なボレミック状態が特定された場合において、本方法は、「Ｂ」（図３）から始まる選択的なステップを含んでも良い。

好ましい実施形態では、対象は実質的に通常のボレミック状態を有する一方で、本方法で使用される血行動態変数のうちの少なくとも１つ、より好ましくはその全てにおける基準値が、対象から入手された血行動態データから偏位している。例えば、対象が選択的手術を受けており全身麻酔が必要な場合には、対象は実質的に通常のボレミック状態にある（すなわち血量が枯渇も過剰でもない）ものの、麻酔を導入する前に対象における血行動態変数を観察することが望ましい。本発明の方法によれば、対象から収集された実際のデータを用いることにより、麻酔中に収集されるデータと比較可能な基準値又はその範囲が提供される。基準値は、所定の時間における値の中間（mean）、中央（median）あるいは平均（average）であっても良い。

しかしながら、通常のボレミックである対象を常に観察することは不可能である。よって、特定の場合には、他のソースから入手した基準値を使用する必要がある。したがって、別の実施形態では、通常のボレミックにある個人の母集団から前もって入手したデータから、１つ以上の血行動態変数の基準値が決定される。理想としては、対象と生理学的特徴が関連又は類似する個人の母集団から入手されるデータから基準値を決定する。よって、例えば性別、年齢、体重、病歴又はこれらの組み合わせが同一である集団のような集団のサブセットに関連するデータから基準値を入手しても良い。これにより臨床医は、個人の患者又は患者の群の生理学的需要への対処を調整することができる。現在の手法は、圧力や流量をどのように制御するかということに対して特定の変化をもたらす年齢、性別、体重および他の変数にかかわらず、全ての患者に対して単一の生理学的パラダイムを適用するが、現在の手法を改善することができる。

好ましい実施形態では、本方法は、１つ以上の血行動態変数のうちの少なくとも１つのデータを表す時間ベースのチャートを表示手段に表示するステップ１０５を含む。そのようなプロットの１つを図２に示す。

図２は、対象から１２秒間隔で測定した４つの血行動態変数の変化を表す時間ベースのプロットである。観察される変数は、ＨＲ、ＳＶ、１回拍出量の変化（ＳＶＶとＳｃｖＯ_２）である。実際のデータ値のチャートは、これらのパラメータの変化がいつ生じたかを特定するために用いることができる点でいくらか有用である。しかしながら、本発明者は、対象における変化や潜在的な異常なボレミック状態に関する評価を行うためには、これらの変数が基準値から偏位する程度をチャート化することが非常に有効であることを発見した。

ある実施形態では、本方法は、図３に示されるステップをさらに含む。ステップ３０１において、血行動態変数のうちの少なくとも１つ、好ましくはその全てにおいて比率が計算されており、その比率は実際のデータ値を分子とし基準値を分母とする。比率の計算は瞬間的にすなわち時間中におけるある瞬間に行われて良く、さらに、例えば５、１０、１２、１５、２０、３０、６０、１８０秒ごとあるいは５分ごとのように定期的に再計算されても良いが、他の時間間隔でも良い。あるいは、その比率を例えば５、１０、１２、１５、２０、３０、６０、１８０秒あるいは５分のような時間間隔で得られるデータ値の平均に基づいて計算しても良い。値の平均が用いられる場合、その平均は５、１０、１２、１５、２０、３０、６０、１８０秒あるいは５分という時間のムービングウィンドウ（moving window）で測定されるローリングアベレージ（rolling average）であっても良い。

好ましい実施形態では、ステップ３０２において、少なくとも１つ好ましくは複数の血行動態変数で計算された比率が表示手段上に表される。計算された比率を表す時間ベースのチャートの一例が図４に示される（ＨＲ、ＳＶ、ｉＶＲ）。ｔ＝１において、これらの血行動態変数のそれぞれは、対象が実質的に通常のボレミック状態にあることを示す基準値と略均等である（比率が１）。概ねｔ＝７９において、変数が変化し始めて、ＨＲおよびｉＶＲは増加してＳＶは減少する。

臨床医は、計算されたそれぞれの比率がまとまりから逸れた程度を参照することにより、これらの変数が基準値から偏位した程度を容易に決定することができる。例えば、比率の１．５は５０％の偏位を示し、比率の２は１００％の偏位を示す。同様に、比率の０．５は基準値からマイナス５０％の偏位を示す（例えば、図４の比率０．５において、１回拍出量が５０％減少している）。変数のそれぞれにおける比率を単一の表示にチャート化することにより、所定の開始地点（すなわち基準値）からのパーセント偏位を視覚的に検査して、容易かつ全ての変数において同時に数値化することができる。

ある実施形態では、変数のデータ値が基準値から偏位する程度に基づいて、血行動態変数のそれぞれに対してスコアを割り当てることができる。これは図３のステップ３０３に示される。スコアは血行動態データに基づき直接に決定しても良いが、ある実施形態ではステップ３０１で計算される比率を用いてスコアが計算される。

テーブル１（図１０）は、変数ＨＲ、ＳＶ、ｉＶＲ、ＳＶＶのそれぞれに対するスコアリングシステムの一例を示す。これによれば、ＨＲが基準値から１０％以内であれば、割り当てられるスコアは０であり、基準値から１０％−２５％であれば、割り当てられるスコアは１であり、基準値から２５−４０％であれば、割り当てられるスコアは２であり、基準値から４０％より大きければ、割り当てられるスコアは３である。ＳＶに関しては、実際の値が基準値から１０％以内であれば、割り当てられるスコアは０であり、実際の値が基準値から１０％−２５％であれば、割り当てられるスコアは１であり、実際の値が基準値から２５−４０％であれば、割り当てられるスコアは２であり、実際の値が基準値から４０％より大きければ、割り当てられるスコアは３である。ｉＶＲに関しては、実際の値が基準値から１０％以内であれば、割り当てられるスコアは０であり、実際の値が基準値から１０％−２５％であれば、割り当てられるスコアは１であり、実際の値が基準値から２５−４０％であれば、割り当てられるスコアは２であり、実際の値が基準値から４０％より大きければ、割り当てられるスコアは３である。

テーブル１におけるスコアは、対象がハイポボレミックであるときにはＨＲ、ｉＶＲが増加してＳＶが減少するという観察に基づいている。人工呼吸中の対象においては、ＳＶＶも増加する。ＳＶＶは（吸気と呼気の間のＳＶのパーセント変化として計算され、）既に基準値であるため、ＳＶＶのスコアは絶対的であっても良い。したがって、絶対的なＳＶＶの値を、血行動態変数にスコアを割り当てるために用いても良い。これにより、ＳＶＶにおいては、１５より小さい値には０のスコアを割り当て、１５から１９の値には１のスコアを割り当て、２０から２４の値には２のスコアを割り当て、２５以上の値には３のスコアを割り当てても良い。

これらのスコアのそれぞれを、対象のボレミック状態を決定する際に分離して考慮しても良い。しかしながら、好ましい実施形態では、それぞれの変数の個々のスコアを組み合わせることで対象のボレミック状態の全体的な指標を提供する。ある実施形態では、組み合わされたハイポボレミックスコアが特定の範囲内にあるときに適用する治療プロトコルがある。例えば、組み合わされたスコアが３−５（可能性がある合計は１２）である場合、プロトコルは流体（fluid）を与えて観察するものであり、組み合わされたスコアが６−８である場合、プロトコルは流体を与えるとともに緊急に胸部Ｘ線を繰り返して、医者に訪ねさせるものであり、組み合わされたハイポボレミックスコアが９以上である場合、プロトコルは対象が手術／再手術用の手術室に戻るべきかどうかを決定しなければならない集中治療専門医に知らせるものである。

別の方法では、（ａ）血量の減少に応じて減少するものと知られ観察される血行動態変数のそれぞれで計算される各比率と、（ｂ）血量の減少に応じて増大するものと知られ観察される血行動態変数のそれぞれで計算される各比率の逆数との合計を計算し、次に、合計を計算する際に考慮される血行動態変数の数でその合計を割ることにより、ボレミックインデックスが決定される。これによれば、前述したスコアリングスキームに割り当てられるそれぞれのスコアの相対値を決定する際に、専門家による入力が必要なくなる。例えば、血管の空虚性の度合いであるボレミックインデックスは、次の数２に示すように、１回拍出量（ＳＶ_ｆｃ）の断片的変化（fractional change）とエラスタンス（Ｅ_ｆｃ）の断片的変化とを組み合わせても良い。

以下の数３に示すように、１回拍出量（ＳＶ_ｆｃ）とエラスタンス（Ｅ_ｆｃ）の断片的変化を心拍数（ＨＲ_ｆｃ）の断片的変化と平均化することにより組み合わせても良い。

これらのインデックスを計算することで、臨床医は血流を追跡することができる。すなわち、血液循環が不足するとインデックスがまとまり（unity）から減少し、血液循環が満たされているとインデックスがまとまりを超える。

代替的に／付加的に、まとまりに等しい割り当て値に関連する通常のボレミック状態からの逸脱の度合いを強調するように組み合わせることで、複数の指標を互いに関連させても良い。例えば、ＳＶ_ｆｃとＥ_ｆｃを継続的に観察することで、ＳＶ_ｆｃ／Ｅ_ｆｃを継続的に追跡することができる。この断片の導関数（derivative）をリアルタイムで計算してチャート化しても良い。組み合わされた断片ＳＶ_ｆｃ／Ｅ_ｆｃのある期間における変化を血量変化の早期指標として用いることもでき、治療を行うに際し有用である。またそれを、治療介入への対象の反応の早期指標を得るために用いても良い。その一例が実施例Ｂにある。

組み合わされた平均スコアはスコアを決定する際に用いられる変数の数を考慮するため、対象Ａでは２つの血行動態変数が観察され対象Ｂでは４つの血行動態変数が観察される場合であっても、対象間で平均スコアを比較することができる。しかしながら、対象Ａにおける平均スコアの特異性および信頼性は、対象Ｂにおけるそれよりも小さくなる。

好ましい実施形態では、本方法は、信頼性の指標を決定する工程と、その指標をスコアとともに臨床医に見せる工程とを含むことにより、孤立してではなくスコアが得られた背景（context）においてスコアが考慮される。

信頼性の指標は通常、スコアを計算する際に用いられる変数の数を考慮するが、基準値の原点や、基準値を計算するために用いられる母集団の大きさや、母集団中の個人が対象と生理学的特徴（例えば年齢、性別、体重）において共通する程度などを考慮しても良い。信頼性の指標は例えば、低くても、中間でも、高くても良く、あるいは色の付いた指標を提供しても良い（例えば、信頼性がある場合には緑、信頼性がない場合には赤、中程度に信頼性がある場合にはオレンジ）。あるいは、提供される信頼性の指標は、スコアの信頼性のパーセント値であっても良い。信頼性の指標は重み付け係数に影響を与えても良い。

図５は、時間で変化する「ハイポボレミアスコア」のチャートを示す。ここでは、テーブル１のスコアリング制度を用いてスコアが計算される。しかしながら、多くの異なるスコアリング制度を採用しても良い。テーブル１に示される例は、患者のボレミック状態をどのように数値化できるかということを示すための単なる一例である。テーブル２（図１１）には、別のスコアリングシステムが示される。ここでは、（パーセントよりもむしろ）比率の値がスコアの値へとインデックス化される。スコアリングの範囲はより大きくても、より小さくても、より増加してもあるいはより減少しても良い。それぞれの血行動態変数が０から１０、２０、３０、４０、５０などのスコアを有するように、偏位に関する量子化レベルの数や分類を増加／減少させても良い。

血行動態変数の全てを０から３の範囲にてスコア化する必要はない。特に高い感度を有する１つの変数をより広い範囲に広げることにより（例えば１−１０）、対象における異常なボレミック状態の程度を評価するための合計のスコアを計算するときのその変数の影響を増加させても良い。これは特に、非侵襲的に得られた変数の値を処理するときに重要である。なぜなら、これらの変数の値は、より侵襲的な技術を用いて得られた変数の値よりも精度が低いためである。

本発明による精度および値並びに本明細書で説明されているスコアリング／比率分析アプローチは、年齢、性別、体格指数（ＢＭＩ）および健康状態などの人工統計情報をインデックス化している大きなデータセットにアクセスすることにより、改善することができる。「健康な」対象と、出血、タンポナーデおよび敗血症などの血行動態障害を経験したものとして知られる対象とからなる大集団から得られた血行動態データを含む、実際にインデックス化されたデータセットは、診断指導および治療介入を改善するメカニズムを提供する。そのようなデータをリアルタイムで診断モジュールにストリーミングすることで、臨床における患者の転帰（outcome）をコンスタントに改善することができる。

好ましくは、割り当てられたスコアを調整することで、対象における異常なボレミック状態の程度を決定する際のそのスコアの影響をより大きく又は小さくしても良い。この調整は、血行動態変数のうちの１つによる例えば血量変化への感度に基づくものであっても良く（例えば、特定の血量変化はＳＶよりもＨＲに大きく影響する）、これには対象の年齢、フィットネス、性別、体重若しくは健康状態があり、また、対象に施されている１つ以上の治療に基づくものであっても良い。１つ以上の血行動態変数の重要性を調整することにより、薬や施されている他の治療（例えば流体）を扱う際における本方法を柔軟にすることができ、例えば特定の生理学的パラメータを安定化させることができる。好ましくは、その調整は、１つ以上の血行動態変数（およびそれぞれの変数で計算されたスコア）に重み付け係数を適用することにより達成される。

ある実施形態では、コンピュータ処理装置又はそれを備えるデバイスを用いて本方法が実施される。これによれば、個人の母集団から得られた基準データなどを用いることで装置内の処理手段が重み付け係数を自動的に決定しても良く、また、その係数は処理デバイスに提供されるべき対象の特定のデータ（年齢、性別、体重など）に基づき選択されても良い。あるいは、その調整には、臨床医による対象の観察ケアによってケースバイケースで決定される重み付け係数を使用することが含まれても良い。別の実施形態では、その調整は、処理デバイスにより自動的に得られる重み付け係数と、臨床医によって決定される重み付け係数との混合であっても良い。

ある実施形態では、本方法は、１つ以上の血行動態変数を基準値に向かって修正することを目的として行われる一連の動作を選択するステップ３０６を有する。好ましくは、これにより対象における実質的に通常のボレミック状態を回復する転帰が達成される。データベースに保存され、治療エフェクターに対する各種血行動態変数をインデックス化した母集団データの集まりを問い合わせることにより、適切な一連の動作の選択を達成しても良い。理想としては、その選択は、本方法の他のステップを実行する処理装置や、これらのステップを実行する処理装置に接続しているデバイスによって自動的に行われる。そのような処理装置を組み込んだシステムの一例が図６に示される。理想としては、処理手段６０１によって選択された治療は、例えば、血液循環に加えられた流体、処方される薬および外科的治療介入などの対象に関連する他のデータによって知らされる。これらの要素は、対象に元々からある生理学的制御と組み合わさることで血行動態機能に影響を及ぼすためである。

図６を参照すると、人間又は動物の対象における異常なボレミック状態を観察するためのシステム６００の構成要素が示される。システムは、処理手段６０１、データインタフェース６０２、ユーザインタフェース６０３を備える。好ましくは、システムは、データベース６０４に接続し又はデータベース６０４を組み込んでおり、ある実施形態では警告ドライバ６０５を備える。システム６００は、（例えば外来治療のために用いられる）スタンドアロン型の患者観察デバイス上で動作しても良く、あるいは、臨床の場で用いられる他のデバイス内に組み込まれる場合もある。

処理手段６０１は、人間又は動物の対象における異常なボレミック状態を観察する方法を実行するように処理手段を制御する命令を保存したコンピュータプログラム製品を組み込み、又はそれにアクセス可能であっても良く、ここで本方法は、図１、３およびその説明にて概説されている方法のステップを実質的に反映する。理想としては、コンピュータプログラム製品に保存した命令によって、処理手段６０１は、１つ以上の血行動態変数のそれぞれに対する１つ以上の基準値を受信するとともに、１つ以上の血行動態変数のうちの少なくとも１つに対するある期間で対象から測定された血行動態データを受信する。その命令によって、処理手段６０１は、血行動態データとそれぞれの基準値とを比較するとともに、比較により血行動態変数のうちの少なくとも１つにおける基準値からの偏位が示されるときに、異常なボレミック状態であることを特定する。複数の血行動態変数が関連する基準値から偏位していると、異常なボレミック状態の存在がより確実に特定される。

ある実施形態では、コンピュータプログラム製品は、処理手段（図６の処理手段６０１あるいはシステム６００に接続する別の処理手段のいずれか）に、通常のボレミック状態にある対象から前もって得られた実際の血行動態データを用いて１つ以上の血行動態変数のうちの少なくとも１つにおける基準値を計算させる命令を有する。対象が異常なボレミック状態にある程度を決定するための基準値用に対象自身のデータを用いると、それぞれの個人の血液循環の挙動が個人によって特有であることから対象自身から得られた「通常」を反映する基準値の利用がより臨床的に関連するという点で有利である。

しかしながら、前述したように、例えば緊急の現場などでは常に可能である訳ではない。よって、別の実施形態では、コンピュータプログラム製品は、処理手段６０１（又は別の処理手段）に、処理デバイスに接続する記憶手段から１つ以上の血行動態変数のうちの少なくとも１つにおける基準値を受信させる命令を有する。記憶手段は例えば、図６に示されるデータベース６０４であっても良い。データベースは処理手段に直接的に接続しても良い。あるいは、それはインターネットのようなローカルエリアネットワーク（ＬＡＮ）や広域ネットワーク（ＷＡＮ）上でアクセス可能な又はクラウドコンピューティングを介してアクセスされた、ネットワークストレージデバイスであっても良い。理想としては、データベース６０４は、通常のボレミック状態にある個人の母集団から得られた血行動態データに関連する１つ上のルックアップテーブルなどを有し、そのデータは、通常のボレミック状態にある対象にとって適切な基準値又はその範囲を特定するためにアクセスされる。その基準値は、性別、年齢、病歴、体重又はこれらの組み合わせなどの特定の特性に基づいて、データベース内にプールされたデータから選択しても良い。これらの要素は、人体における血液循環の挙動に影響するためである。

好ましくは、コンピュータプログラム製品は、処理手段６０１に、１つ以上の血行動態変数のうちの少なくとも１つのデータ値に関する時間ベースのチャートを表示手段６０６に示させるための表示信号を生成させる命令を有する（例えば図２のチャートを参照）。それぞれの基準値に対する指標を設けても良い。

さらに好ましい実施形態では、コンピュータプログラム製品は、処理手段に、血行動態変数のうちの少なくとも１つ好ましくは複数の血行動態変数において、基準値に対する実際のデータ値の比率を計算させるとともに、計算した比率を表示手段６０６上に表示させる命令を有する（例えば、図４のチャートを参照）。比率の計算は例えば、瞬間的であっても、有限期間において平均化されたものであっても、あるいは例えば５、１０、１２、１５、２０、３０、６０、１８０秒又はそれ以上の間隔による時間のローリングウィンドウであっても良い。

ある実施形態では、コンピュータプログラム製品は、処理手段６０１に、データ内における血行動態変数のうちの少なくとも１つのスコアを計算させる命令を有する。計算されたスコアは、その変数における基準値からのデータ値の偏位を表す。テーブル１、２はスコアリング制度の例を示すが、これらは単なる例であって、採用可能なスコア又はスコアリング制度の範囲を制限するものではない。さらに、テーブル１、２のスコアリング制度は、ハイポボレミック状態を検知することのみを目的としている。血液循環の過剰が存在することを示すために、他のスコアリング制度を採用しても良い。その命令は好ましくは、処理手段に、計算されたスコアのうちの１つ以上に基づき、好ましくは複数の血行動態変数にて組み合わされたスコアに基づき、異常なボレミック状態の程度を推定させる。

ある実施形態では、コンピュータプログラム製品は、処理手段６０１に、計算されたスコアのうちの１つ以上に対して重み付け係数を適用させる命令を有する。重み付け係数は、血量変化に対する血行動態変数の感度や、年齢、フィットネス、性別、体重又は対象の状態や、対象に施されている治療に基づき、特定の血行動態変数に対して選択される。好ましくは、その命令は、処理手段に、計算されたスコアに適用される重み付け係数を自動的に選択させるが、別の構成によれば、特定の血行動態変数において計算されたスコアに適用される重み付け係数を選択する臨床医からの入力を、ユーザインタフェース６０３を介して受信させる。

好ましくは、処理手段６０１は、血液循環における例えば血量損失などの発展パターンを検知する命令を実行する。このような構成では、システムは早い段階でハイポボレミアを検知することができ、それは例えば５０ｍｌの流体により修正可能な場合もある。これにより、患者のさらなる悪化により代償不全（decompensating）が始まる前に、治療介入を行うことが可能となり、合併症の発生率、集中治療ユニットによる回復時間および集中治療室への入院を潜在的に低減するとともに、病院から早く出ることができるようになる。また、流体又は薬による血行動態効果を示す十分に詳細なデータベースにアクセスすることにより、処理手段は、対象に対する治療の影響を予測および調整しながら、治療を自動的に計算および滴定（titrate）するように構成されても良い。例えば、処理手段がアミオダロンによる処方を認識する場合、処方するノルアドレナリンの割合を増加させることにより、予想される血圧の低下が予め修正される。

処理手段６０１はインタフェース６０２を介して、ある範囲の異なる複数の入力を受信しても良い。これらの入力は、ＳｃｖＯ_２、ヘモグロビン（Ｈｂ）および対象に元々からある他の変数を継続的に観察するために用いられるような変換器（transducer）から抽出しても良い。その他の入力には例えば、対象に与えられる流体のそれぞれの量、運搬にかかる時間および速さに関して処理手段６０１に知らせる注入ポンプデータが含まれても良い。薬の処方データは、別の入力において処理手段により受信されても良い。これらは、例えば対象における血量の欠乏を検知するために使用されうる付加的なデータを提供し、いくつかの実施形態では悪化の割合やパターンに関する見解を提供する。

Ｈｂ濃度は血液循環からの赤血球（ＲＢＣｓ）の損失を示すとともに酸素を運ぶ能力を構成するため、Ｈｂは特定の利益を有する可能性がある変数の１つである。ＲＢＣの損失は、出血および血行動態の最適化を評価するために用いることができる。対象におけるＨｂプロフィールの時間依存変化を知ることにより、（対象の血液循環に加えられる流体の種類および濃度を補正し、）処理手段６０１は、加えられる血液又は他の流体による血管内のＨｂ濃度に対する正味の影響を計算することができる。このようにして、予想されるＨｂカウントと比較して測定されたＨｂの低下をもって、出血に一致する診断をサポートすることができる。ある実施形態では、処理手段６０１は、注入ポンプに対する閉ループ制御インタフェースの一部を構成する。これは、注入ポンプを、観察される変数のうちの１つ以上における不足を補正するための治療を処方するように制御する。これにより、測定される変数（Ｈｂ）からの統計と治療（流体の処方）の統計とを関係付ける能力を引き出すことができる。Ｈｂと流体の処方とを参照することは、本発明の原理をどのように適用できるかについての単なる一例である。

これらの分析により、臨床医は例えば、出血があるかどうかを検知することができ、また患者の血液循環からどれ程の早さで血液が失われているかを検知することができる。これにより、外科医は、最終の手術の前に内在的な出血があるかどうかを決定することができるため、緊急の再手術を節約するとともに、生命を脅かす潜在的な状況を回避することができる。またこれにより、出血が静脈又は動脈どちらの血液循環から生じているかを立証できる可能性や、出血が落ち着いている、安定している又は悪化しているかどうかを評価できる可能性が生まれてくる。血液循環からの異なる流体の損失の動態を推定するように処理手段６０１をプログラミングし、またこれらの流体による対象の血液への希釈効果の推定を補償することにより、システムはＲＢＣの損失を数値化することができる。当然、血液の血量を修復するためには、利尿や間質液による損失を考慮する必要がある。既知の薬力学プロフィールを有する流体の速さおよび血量が処理手段に適切に結び付けられる場合には、最終の手術の前にＲＢＣの損失の程度を得ることが潜在的に可能となる。これは、本発明により観察される他の変数と組み合わされることで、転帰をより改善することができる。

ある実施形態では、コンピュータプログラム製品は、１つ以上の血行動態変数を基準値に向かって修正すること、より好ましくは対象における通常のボレミック状態を修復することが目的である一連の動作を特定するために、処理手段６０１にデータベースに対して問合せをさせる命令を有する。例えばデータベース６０４などのデータベースは、血行動態変数と血液循環における血行動態変数の挙動に影響する治療エフェクタの範囲とをインデックス化しても良い。処理手段６０１は、一連の動作を特定すると、ユーザに対して特定された一連の動作をユーザインタフェース６０３に表示させるユーザインタフェース信号を生成する。一般的にこれには、表示手段６０６上へのメッセージの表示、および／又は可聴式の警告若しくはメッセージの提供が含まれる。

データインタフェース６０２への入力として必要とされる血行動態変数を対象から測定するために各種デバイスを用いても良い。１つの適切なデバイスは、（エドワーズライフサイエンス株式会社の）ビジレオモニタである。本モニタは、ＨＲ、ＳＶ、ＳＶＶおよびＳＶＲなどの血液循環における各種指標を提供する。これにより、デバイスを用いて得られたデータを、処理手段６０１による処理用としてデータインタフェース６０２に直接的に供給することができる。

ある実施形態では、対象は治療介入が必要な程度まで悪化した異常なボレミック状態にあると処理手段６０１が特定したときに、命令は例えば、ユーザインタフェース６０３の表示手段６０６上にメッセージを提供すること、可聴式のメッセージを提供すること、および／又は呼び出し若しくはＳＭＳの警告をハンドヘルド型のモバイルデバイス６０８に送信することにより、自動的に警告ドライバ６０５に臨床医に対する警告を行わせる。テーブル１に示されるスコアリング制度において、８を超える組み合わされたスコアにより、警告ドライバ６０５に、ユーザインタフェース手段６０３／表示手段６０６上にメッセージおよび／又は可聴式の信号を表示させても良い。例えば、９や１０を超える組み合わされたスコアにより、警告ドライバ６０５に、デバイス６０８を持つ集中治療専門医にメッセージを送信させても良い。

１つ以上の実施形態では、処理手段によって基準値と比較して得られるように、デバイス６０８も血行動態マッピング画像および／又はチャート化された血行動態データを表示して、対象から離れたところにいる臨床医の検査を容易にすることができ、さらに（あるいは代替的に）、対象のデータが安全な領域から外れる傾向にあるときに警告を提供することもできる。同様に、警告および／又は血行動態マッピングおよび／又はチャート化されたデータを１つ以上の遠隔に配置された表示デバイス上に表示させても良く、その表示デバイスはモバイル型である必要はない。これにより、ある場所（例えば都市）にいる臨床医が、遠隔（例えば地方）にいる患者に対して専門的な観察および診断を提供することもできる。

以下の出血性ショックを患っている患者の例は、血管内の血量変化より具体的にはハイポボレミアを早く検知する際における本発明の実施形態の有用性を示す。

（実施例Ａ：出血性ショック）
冠状動脈バイパス手術後の７３才男性である。

患者は２０時００分にＩＣＵに到着した。次の日の２時３０分、ＨＲは６９ｂｐｍ、ＳＶは９１ｍｌ、ＳＶＲは１０２９、ｉＶＲは８９０であった（すなわち、ＳＶＲ．ＨＲ／７９．９）。３時３０分、Ｈｂは６７ｇ／Ｌと検知された。ＩＣＵの看護婦は、血液の処方の許可をとるために医者とコンタクトをとった。そのとき、ＨＲは７５ｂｐｍまで増加し、ＳＶは８０ｍＬであり、ＳＶＲは８５０まで減少し、ｉＶＲは８５０であった。

６時３０分、ＩＣＵの看護婦は、患者が不安定であることを医者に告げた。そのとき、患者のＨＲは１２９ｂｐｍ、ＳＶは４３ｍＬ、ＳＶＲは９０９、ｉＶＲは１５８１であった。

重要なことは、深刻なハイポボレミアおよびアシドーシスがあるにもかかわらず、ＳＶＲはそれほど増加していないということである（３時間前の８５０に対して９０９）。しかしながら、計算されたｉＶＲが１５８１まで増加している（２時３０分から７８％増加）ことは、血液循環から血量が失われているときに生じる血管緊張による補完的な増加であることを示す。これに基づき、ｉＶＲは血流に対する循環抵抗のより正確な尺度を提供するということがわかる。以前まではＳＶＲが尺度であるように考えられていたが、実際はそうでない。

７時１５分、集中治療専門医が呼ばれた。７時３５分、集中治療専門医が到着し、ｐＨが７．０、ＢＥが−１５、ＨＲが１４０ｂｐｍ、ＳＶが４３、ＳＶＲが６９０、ｉＶＲが１２０９であることを確認した。患者は緊急再開のためにすぐに手術室に移動され（７時５８分）、そのときに患者の肺には３リットルの血液が確認された。患者は、アドレナリン１ｍｇのボーラス投与に応答して肺の切開中に心不全（arrest）を起こした。９分後（８時２７分）、肺の切開中である患者は非収縮期となり、開胸式心臓マッサージが施され、心室ペーシングワイヤが取り付けられた。

患者は２日後に無事に抜管され、全体的に神経も無傷であった。

出血が生じ（血液循環から血液がなくな）るとき、ＳＶが減少するとＨＲは増加するが、ＣＯは維持される。ＳＶが減少すると、血液循環は「緊張」してｉＶＲは増加する。ＳＶＲはＨＲを補償しないので、ＨＲが増加すると、ＳＶＲは減少するように見える。よって、ＳＶＲはハイポボレミアのガイドとしては有用でない。

心拍出量（ＣＯ）および中心静脈圧（ＣＶＰ）をハイポボレミアの存在を特定するガイドとして用いても良い。しかしながら、体はＨＲを増加させることによりＳＶが減少するのを補償するとともに、ｉＶＲを増加させることによりＳＶが減少するのを補償するため、ＣＯおよび圧力を用いてハイポボレミアを検知すると遅くかつ信頼性がない。対照的に、変数ＨＲ、ＳＶ、ｉＶＲを用いるとともに、患者に人口呼吸器が装着されており、かつＳＶＶも用いている場合、対象における異常なボレミック状態の存在を早くかつ信頼性高く特定することができるようになる。これらの変数のそれぞれに基準値からの変異の程度によって例えば０、１、２、３のスコアが割り当てられる場合、これらの変数の変化に基づいて例えばハイポボレミアの存在を特定することができる。手術用ドレーンからの血液がなく、かつハイポボレミアに関する他の臨床的兆候がまだない場合であっても、状態は十分に進行していないため、ハイポボレミアの存在の特定を達成することができる。

（実施例Ｂ）
患者は食道切除手術を受けており、胸を閉じるときに「血が泥状（oozy）」であった。患者は出血の疑いがありながら手術後５時間で手術室に戻されたが、胸の中の潜在的な出血から過度なタンポナーデであった。図７は、ＨＲ_ｆｃ、ＳＶ_ｆｃ、Ｅ_ｆｃを時間とともにチャート化したデータを示す。図８は、圧力（Ｐ_ｆｃ）およびＳＶ_ｆｃ／Ｅ_ｆｃの比率の断片的変化をチャート化したデータを示す。圧力の断片的変化のみを考慮した場合、出血の発生に関する指標はない。しかしながら、ＳＶ_ｆｃ／Ｅ_ｆｃの比率を考慮した場合、手術後２時間から４時間までは臨床スタッフによって出血が疑われていなかったが、手術の１時間において対象が生命を脅かす出血を経験していたことは明らかである。

前述した実施例は本発明の利点を強調する。血管内の血量の変化の存在好ましくはその程度を、心臓の充満度の減少により変化するものとして知られる変数の「プール（pool）」を用いて特定することで、臨床医は異常なボレミック状態の特定および治療の処方をそれ以外の場合よりも早く行うことができる。これにより、臨床転帰を改善することができる。十分なデータが収集および分析される場合、変数のプールに基づくロバストスコアリングシステム（robust scoring system）は、信頼のあるかつ定量的な方法によりボレミックの異常の程度を示すことができ、また臨床的介入を開始するように使用されても良い。対象を観察するよりもむしろ実際の患者データに基づくスコアによる治療介入は、ハイポボレミアの存在を特定する現在の手法に対して優位性がある。さらに、プールにおける変数の数が増加するとスコアの感度も高くなる。

ここでの仮定として、臨床転帰の改善は、ハイポボレミック性ショックの可能性を低減することだけでなく、血管内の血量のサイクル的変化により生じる血管ダメージを回避することによっても実現されるものとする。図７は、ハイポボレミック又はハイパーボレミックに関する従来の指標に基づき臨床医が異常なボレミック状態を治療する際に生じるサイクル的な血量変化の模式的な図である。本発明者の仮定によれば、血液循環における充満不足（あるいは十分な充満）を臨床医が検知又は測定する方法がないため、サイクル的変化が血液循環の過度な膨張につながるというものである。よって、ハイポボレミア状態を修復する際に、推定される前負荷の欠乏（estimated pre-load deficiency）を補償した後、臨床医はうっかり過剰に充満させる場合がある。血液循環が過度に膨張すると、血液循環から流体が漏れて、間質浮腫および／又は過剰輸液が生じる可能性がある。

本発明による方法、システム、コンピュータプログラム製品は、血液循環における血量変化を観察する代替的な手法を提供し、これにより、血液循環における過度の充満および過度の膨張に関連する問題を未然に防ぐ、あるいは少なくとも改善することができる。

本願は、国際特許出願：ＰＣＴ／ＡＵ２０１０／０００７４８に記載されるような視覚的マッピング技術に関連するものであり、当該国際特許出願の内容を参照することにより、その全体が本明細書に組み込まれるものとする。

血液循環の状態を観察および視覚的に表す新規的かつ進歩的な手法を組み合わせることにより、臨床転帰を著しく改善することができる。理想としては、対象から測定される血行動態変数をリアルタイムで表示するとともに、特定の変数において「通常」である基準値又はその範囲を表示する視覚ディスプレイにより、通常からの偏位の（コンピューティングデバイスによる自動的な）計算又は（視覚的マッピングの検査による）推定が可能となる。基準値は対象固有のものであっても、個人の母集団から得られるものであっても良く、また、対象の状態に関する異常性のレベルを特定および数値化するために用いることもできる。これにより、通常値／基準値からの偏位に応じて処方可能な改善された治療を提供することができる。さらに、その治療の効果をリアルタイムで観察することができるため、処方を個別化するとともに、病的状態が存在することの認識および／又は各種治療の有効性の評価を行うことができる。

前述したパーツに対して、本明細書に添付の特許請求の範囲で定義される本発明の精神から離れないで、様々な修正、追加および／又は変更を加えても良い。

Claims (38)

1. 人間又は動物の対象におけるボレミック状態を観察するためのデータ処理方法であって、
   （ａ）１つ以上の血行動態変数のそれぞれに対して１つ以上の基準値を特定するステップと、
   （ｂ）対象からある時間で測定された１つ以上の血行動態変数を表す血行動態データを受信するステップと、
   （ｃ）１つ以上の血行動態変数のうちの少なくとも１つについて血行動態データと各１つ以上の基準値とを比較するステップと、
   （ｄ）比較によって血行動態変数のうちの少なくとも１つにおける１つ以上の基準値からの偏位が示されるときに、対象における異常なボレミック状態の存在を特定するステップと、を有する方法。
2. 血行動態変数には、心拍数（ＨＲ）、血管抵抗、エラスタンス（Ｅ）および１回拍出量（ＳＶ）のうちの１つ以上が含まれる、請求項１に記載の方法。
3. 心拍数の影響を修正する乗数により血管抵抗が調整され、血行動態変数として瞬間血管抵抗（ｉＶＲ）が生じる、請求項２に記載の方法。
4. 血行動態変数には、中心静脈血酸素飽和度（ＳｃｖＯ２）、ヘモグロビン（Ｈｂ）、収縮期血圧（ＳＢＰ）、拡張期血圧（ＤＢＰ）、脈圧（ＰＰ）および平均動脈圧（ＭＡＰ）のうちの１つ以上が含まれる、請求項１から３のいずれか１つに記載の方法。
5. １つ以上の血行動態変数のうちの少なくとも１つにおける１つ以上の基準値は、対象から入手した実際の血行動態データより得られる、請求項１から４のいずれか１つに記載の方法。
6. １つ以上の基準値は、個人の母集団から入手したデータより決定される、請求項１から４のいずれか１つに記載の方法。
7. １つ以上の血行動態変数のうちの少なくとも１つに関して受信されたデータ値を表す時間ベースのチャートと、１つ以上の基準値のそれぞれに対する選択的な指標とを表示手段上に表示するステップを有する、請求項１から６のいずれか１つに記載の方法。
8. 少なくとも１つの血行動態変数の基準値に対する受信されたデータ値の比率を計算するステップと、
   計算した比率を表示手段上に表示するステップとを有する、請求項１から７のいずれか１つに記載の方法。
9. データ内の血行動態変数のうちの少なくとも１つにスコアを割り当てるステップであって、割り当てられたスコアはその血行動態変数における１つ以上の基準値からの偏位の程度を表す、ステップと、
   １つ以上の割り当てられたスコアにより異常なボレミック状態の程度を決定するステップとを有する、請求項１から８のいずれか１つに記載の方法。
10. スコアは複数の血行動態変数に割り当てられ、割り当てられたスコアから組み合わされたスコアにより、異常なボレミック状態の程度が決定される、請求項９に記載の方法。
11. （ｉ）（ａ）血量の損失によって減少するものとして知られる血行動態変数のそれぞれについて計算されたそれぞれの比率の値と、（ｂ）血量の損失によって増加するものとして知られる血行動態変数のそれぞれについて計算されたそれぞれの比率の値の逆数とを加算して合計を計算し、
    （ｉｉ）計算された合計を（ｉ）で考慮された血行動態変数の数で割ることにより、
    ボレミックインデックスを決定するステップを有する、請求項８に記載の方法。
12. スコアの信頼性を示す信頼性指標を決定するステップを有し、より多くの変数を用いて計算されたスコアは、より少ない変数を用いて計算されたスコアよりも信頼性が高い、請求項９から１１のいずれか１つに記載の方法。
13. 割り当てられたスコアは、異常なボレミック状態の程度の決定に対する影響がより大きく又は小さくなるように調整され、その調整は、
    血量変化に対する血行動態変数の感度、
    対象の年齢、フィットネス、性別、体重若しくは状態、並びに
    対象に処方されている治療、のうちの１つ以上に基づく、請求項９から１２のいずれか１つに記載の方法。
14. 調整は、個人の母集団からの基準値を用いて処理デバイスにより自動的に決定される重み付け係数であり、処理手段には対象特有のデータが提供される、請求項１３に記載の方法。
15. 調整は、臨床医によってケースバイケースで決定される重み付け係数である、請求項１３に記載の方法。
16. 調整は、請求項１４および１５の重み付け係数の組み合わせを用いる、請求項１３に記載の方法。
17. 個人の母集団から入手した血行動態変数および治療エフェクタをインデックス化したプールされたデータの収集を照会することにより、１つ以上の血行動態変数を１つ以上の基準値に向かって修正することを目的とする一連の動作を自動的に選択するステップを有する、請求項１から１６のいずれか１つに記載の方法。
18. 人間又は動物の対象における異常なボレミック状態を観察する方法を処理デバイスに実行させるように処理デバイスを制御する命令を保存したコンピュータプログラム製品であって、その命令は、
    （ａ）１つ以上の血行動態変数のそれぞれに対して１つ以上の基準値を受信し、
    （ｂ）対象からある時間で測定された１つ以上の血行動態変数を表す血行動態データを受信し、
    （ｃ）１つ以上の血行動態変数のうちの少なくとも１つについて血行動態データと各１つ以上の基準値とを比較し、
    （ｄ）比較によって血行動態変数のうちの少なくとも１つにおける基準値からの偏位が示されるときに、異常なボレミック状態の存在を特定する、コンピュータプログラム製品。
19. 処理手段に、前もって対象から入手した実際の血行動態データを用いて、１つ以上の血行動態変数のうちの少なくとも１つにおける１つ以上の基準値を計算させる命令を有する、請求項１８に記載のコンピュータプログラム製品。
20. その命令は、処理手段に接続する記憶手段から１つ以上の基準値を処理手段に受信させ、ここで、１つ以上の基準値は通常のボレミック状態にある個人の母集団から得られたデータを用いて決定される、請求項１８に記載のコンピュータプログラム製品。
21. その命令は、処理手段に表示信号を生成させ、表示信号によって表示手段は、１つ以上の血行動態変数のうちの少なくとも１つを表すデータ値の時間ベースのチャートと、１つ以上の基準値のそれぞれに対する選択的な指標とを表示する、請求項１８から２０のいずれか１つに記載のコンピュータプログラム製品。
22. その命令は処理手段に、
    少なくとも１つの血行動態変数に関して、１つ以上の基準値に対する実際のデータ値の比率を計算し、
    計算した比率を表示手段上に表示させる、請求項１８から２１のいずれか１つに記載のコンピュータプログラム製品。
23. その命令は処理手段に、
    データ内の血行動態変数のうちの少なくとも１つに対してスコアを計算させ、ここで、割り当てられたスコアは基準値からのデータ値の偏位を表し、
    １つ以上の計算されたスコアにより異常なボレミック状態の程度を推定させる、請求項１８から２２のいずれか１つに記載のコンピュータプログラム製品。
24. その命令は処理手段に、複数の血行動態変数に対してスコアを計算させ、計算されたスコアを組み合わせることにより異常なボレミック状態の程度を推定させる、請求項２３に記載のコンピュータプログラム製品。
25. その命令は処理手段に、計算されたスコアのうちの１つ以上に重み付け係数を適用させ、ここで、重み付け係数は、
    血量変化に対する血行動態変数の感度、
    対象の年齢、フィットネス、性別、体重若しくは生理学的状態、並びに
    対象に処方されている治療、のうちの１つ以上に基づいて特定の血行動態変数に対して選択される、請求項２４に記載のコンピュータプログラム製品。
26. その命令は処理手段に、血行動態変数に適用可能な重み付け係数を自動的に選択させる、請求項２５に記載のコンピュータプログラム製品。
27. その命令は処理手段に、ある血行動態変数について計算されたスコアに適用される重み付け係数を示す臨床医からの入力を受信させる、請求項２５又は２６に記載のコンピュータプログラム製品。
28. その命令は処理手段に、血行動態変数および治療エフェクタをインデックス化したデータベースに照会させ、血行動態変数のうちの１つ以上を基準値に向かって修正することを目的とする一連の動作を特定させ、特定された一連の動作をユーザに対してユーザインタフェースに表示させるユーザインタフェース信号を生成させる、請求項１８から２６のいずれか１つに記載のコンピュータプログラム製品。
29. 人間又は動物の対象における血液循環の状態を視覚的に表す方法であって、
    （ａ）対象から入手した対象における１つ以上の血行動態変数を表すデータを、実質的にリアルタイムで表示手段上にチャート化するステップと、
    （ｂ）チャート化された血行動態変数のうちの１つ以上に関する実質的に通常の値を示す基準値を表示手段上にチャート化するステップとを有する、方法。
30. 対象から入手したデータをチャート化するステップは、データ値の経過時間変化を表すことを含む、請求項２９に記載の方法。
31. 対象から入手したデータについて関連する基準値からの偏位を計算するステップを有する、請求項２９又は３０に記載の方法。
32. 計算された偏位を表示手段上にチャート化するステップを有する、請求項３１に記載の方法。
33. 偏位は、有限時間において生じる値の平均又はローリングアベレージとして計算される、請求項３１又は３２に記載の方法。
34. 人間又は動物の対象における異常なボレミック状態を観察するためのシステムであって、
    （ａ）請求項１から１５のいずれか１つに記載の方法によるステップ又は請求項１８から２８のいずれか１つに記載のコンピュータプログラム製品に保存された命令を実行する少なくとも１つの処理手段と、
    （ｂ）血行動態データ、および／又は１つ以上の血行動態変数に関する基準値に対する実際の比率を表示する表示手段を有するユーザインタフェースと、
    （ｃ）対象から測定される１つ以上の血行動態変数を表すデータを受信するデータインタフェースとを備える、システム。
35. スコアが閾値を超えたときにアラームを生成する又は警告を伝える警告ドライバを有する、請求項３４に記載のコンピュータプログラム製品。
36. 添付の図面に示された実施形態のいずれか１つに関連して本明細書に実質的に記載される、人間又は動物の対象における異常なボレミック状態を観察する方法。
37. 添付の図面に示された実施形態のいずれか１つに関連して本明細書に実質的に記載される、人間又は動物の対象における異常なボレミック状態を観察するシステム。
38. 添付の図面に示された実施形態のいずれか１つに関連して本明細書に実質的に記載される、人間又は動物の対象における異常なボレミック状態を観察するために用いられるコンピュータプログラム製品。

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