JP2015037579A5 - - Google Patents
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Description
（関連出願に対する優先権主張）
本願は、共有かつ同時係属の米国仮特許出願第６０／９２４，８３５号（２００７年６月２日出願）の優先日の利益を主張し、この出願は単独かつ共通の発明者であるＮａｄｅｒ Ｍａｈｅｒ ＨＡＢＡＳＨＩ名義で、名称「ＶＥＮＴＩＬＡＴＯＲ ＡＰＰＡＲＡＴＵＳ ＡＮＤ ＳＹＳＴＥＭ ＦＯＲ ＶＥＮＴＩＬＡＴＩＯＮ」で出願され、その全体が本明細書において十分に説明されるが如く参考として援用される。
(Claim priority on related applications)
This application claims the benefit of the priority date of a co-pending and co-pending US Provisional Patent Application No. 60 / 924,835 (filed Jun. 2, 2007), which is the sole and common inventor Nader Maher. In the name of HABASHHI, it is filed under the name “VENTILATOR APPARATUS AND SYSTEM FOR VENTILATION”, the entirety of which is incorporated by reference as fully described herein.
（発明の分野）
本発明は、ヒトの患者の肺換気に関する。より具体的には、本発明は、改良された人工呼吸器、ならびに肺換気の介入と開始、酸素供給、リクルートメント、換気、初期離脱、気道圧解放換気離脱、持続的気道陽圧離脱および持続的かつ周期的な人工呼吸器の管理と制御の改良された操作方法に関するものである。
(Field of Invention)
The present invention relates to pulmonary ventilation in human patients. More specifically, the present invention relates to an improved ventilator and pulmonary ventilation intervention and initiation, oxygen supply, recruitment , ventilation, initial withdrawal, airway pressure release ventilation withdrawal, continuous positive airway pressure withdrawal and duration. The present invention relates to an improved operating method for the management and control of mechanical and periodic ventilators.
（関連技術の説明）
本発明の発明者は、以前、他の発明の中で特許文献１および特許文献２、特許文献３、ならびに特許文献４において開示およびクレームされた動作の人工呼吸器のシステムおよび方法を発明し、これらのすべてはその全体が本明細書において十分に説明されるが如く参考として援用される。
(Description of related technology)
The inventor of the present invention invented the ventilator system and method of operation previously disclosed and claimed in Patent Document 1 and Patent Document 2, Patent Document 3, and Patent Document 4 among other inventions, All of which are incorporated by reference as if fully set forth herein.
気道圧解放換気（ＡＰＲＶ）は、肺を保護する人工呼吸器の方策としての利点を提供すると考えられる換気の一様態である。ＡＰＲＶは、事前設定したＣＰＡＰレベルからの断続的解放相を伴う持続的気道陽圧（ＣＰＡＰ）の形態である。それと同様に、ＡＰＲＶは略一定の気道内圧の維持は、吸気終末／圧力および肺リクルートメントを最適化することを可能にする。ＣＰＡＰレベルは、低容量肺損傷を防止または制限するように、肺リクルートメントを最適化する。加えて、ＣＰＡＰレベルは、過度の膨張および高容量肺損傷を防止または制限するように、事前設定した圧力制限を提供する。 Airway pressure release ventilation (APRV) is one aspect of the ventilation that is thought to provide benefits as a measure of the ventilator to protect the lungs. APRV is a form of continuous positive airway pressure (CPAP) with an intermittent release phase from preset CPAP levels. Similar to it, APRV maintenance of substantially constant airway pressure, makes it possible to optimize the end inspiratory / pressure and lung recruitment. CPAP levels optimize lung recruitment to prevent or limit low volume lung injury. In addition, CPAP levels provide preset pressure limits to prevent or limit excessive inflation and high volume lung injury.
ＣＰＡＰレベルからの断続的解放は、肺胞換気量を増大させる。断続的なＣＰＡＰ解放は、気道内圧を低下させることによって換気を達成する。対照的に、従来の換気は、１回換気量のための気道内圧を上昇させる。換気のための気道内圧を上昇させることにより、全肺気量（ＴＬＣ）に向かって肺容量を増加させ、気道内圧−容量曲線（Ｐ−Ｖ曲線）の上変曲点に接近するか、またはそれを超える。Ｐ−Ｖ曲線は、呼気または呼息部と反対である、吸気または吸息部といった、上下の変曲点によって接合される２つの部分を含む。Ｐ−Ｖ曲線の上変曲より下に換気を制限することは、肺保護方策の目標の１つである。 Intermittent release from CPAP levels increases alveolar ventilation. Intermittent CPAP release achieves ventilation by reducing airway pressure. In contrast, conventional ventilation increases the airway pressure for tidal volume. Increasing the airway pressure for ventilation increases lung volume towards total lung volume (TLC) and approaches the upper inflection point of the airway pressure-volume curve (PV curve), or Beyond that. The PV curve includes two parts joined by upper and lower inflection points, such as inspiration or inspiration, opposite to exhalation or exhalation. Limiting ventilation below the upper inflection of the PV curve is one of the goals of the lung protection strategy.
続いて、１回換気量の低減は過度の膨張の可能性を制限するために必要である。１回換気量の低減は、肺胞低換気および上昇した二酸化炭素濃度を生じる。１回換気量の低減による低減した肺胞換気量は、呼吸頻度を増加させて高炭酸症の悪影響を回避する方策に繋がっている。しかしながら、増加した呼吸頻度は、増加した肺損傷と関連付けられる。加えて、呼吸頻度の増加は、吸気時間を減少させ、リクルートメントの可能性を低下させる。さらに、呼吸頻度を増加させると、頻度依存性が増加し、Ｐ−Ｖ曲線の呼気部上で換気を行なう可能性が減少する。 Subsequently, a reduction in tidal volume is necessary to limit the possibility of excessive inflation. The reduction in tidal volume results in alveolar hypoventilation and elevated carbon dioxide levels. Reduced alveolar ventilation by reducing tidal volume has led to a strategy to increase respiratory frequency and avoid the adverse effects of hypercapnia. However, increased respiratory frequency is associated with increased lung injury. In addition, increased breathing frequency decreases inspiratory time and reduces the potential for recruitment . Furthermore, increasing the breathing frequency increases the frequency dependence and reduces the possibility of ventilation on the exhalation part of the PV curve.
ＡＰＲＶ中に、換気が圧力−容量曲線の呼気部上で発生する。結果として生じた呼気１回換気量は、肺容量を減少させ、上変曲点より上側に吸気終末圧を上昇させる必要性を排除する。したがって、１回換気量の低減は不必要である。ＣＰＡレベルは、過度の膨張の可能性を増加させることなくリクルートメントを最適化する目的で設定することができる。結果として、より完全なリクルートメントにもかかわらず、吸気終末圧を制限することができる一方で、換気を維持することができる。 During APRV, ventilation occurs on the expiratory part of the pressure-volume curve. The resulting exhaled tidal volume reduces lung volume and eliminates the need to increase inspiratory end pressure above the upper inflection point. Therefore, it is unnecessary to reduce the tidal volume. The CPA level can be set for the purpose of optimizing recruitment without increasing the possibility of excessive inflation. As a result, the end-inspiratory pressure can be limited while maintaining ventilation despite more complete recruitment .
ＡＰＲＶは、呼吸不全の患者に人工呼吸器支援を提供するために開発された。ＡＰＲＶの臨床用途は、従来の従量式および従圧式換気と比較して、減少した気道内圧、減少した死腔換気、およびより低い肺内短絡と関連付けられる。ＡＰＲＶは、肺単位の過剰な膨張を制限し、それにより、肺負担の形態である、人工呼吸器誘発肺損傷（ＶＩＬＩ）の可能性を減少させる。加えて、ＡＰＲＶは、分時換気量要件を低減し、自発呼吸努力を可能にし、心拍出量を改善する。 APRV was developed to provide ventilator support for patients with respiratory failure. The clinical use of APRV is associated with reduced airway pressure, reduced dead space ventilation, and lower intrapulmonary short circuit compared to conventional metered and pressured ventilation. APRV limits excessive swelling of the lung units, thereby reducing the possibility of ventilator-induced lung injury (VILI), a form of lung burden. In addition, APRV reduces minute ventilation requirements, enables spontaneous breathing efforts, and improves cardiac output.
ＡＰＲＶは、肺胞換気量を増大させ、最大気道内圧を低下させる、陽圧換気の形態である。ＡＰＲＶについての既報のデータは、実証および臨床研究中に、従来の従量式および従圧式換気と比べて、約３０〜４０パーセントの気道内圧の低減を実証している。そのような気道内圧の低減は、ＶＩＬＩの危険性を低減する場合がある。ＡＰＲＶは、換気対かん流の比（Ｖ／Ｑ）の一致を向上させ、従来の換気と比較して短絡率を低減する。多重不活性ガス希釈および排出技法（ＭＩＧＥＴ）を利用して行なわれた研究は、より少ない短絡率および死腔換気を実証している。そのような研究は、ＡＰＲＶが従来の陽圧換気よりも均一な吸気ガスの分布および少ない死腔換気と関連付けられることを示唆している。 APRV is a form of positive pressure ventilation that increases alveolar ventilation and reduces maximum airway pressure. Previously reported data for APRV has demonstrated an approximately 30-40 percent reduction in airway pressure during demonstration and clinical studies compared to conventional metered and pressured ventilation. Such a reduction in airway pressure may reduce the risk of VILI. APRV improves the matching of ventilation to perfusion ratio ( V / Q) and reduces the short circuit rate compared to conventional ventilation. Studies conducted utilizing multiple inert gas dilution and evacuation techniques (MIGET) have demonstrated less short-circuit rate and dead space ventilation. Such studies suggest that APRV is associated with more uniform inspiratory gas distribution and less dead space ventilation than traditional positive pressure ventilation.
ＡＰＲＶは、鎮静薬、変力薬、および神経筋遮断薬の低減および排除と関連する。ＡＰＲＶはまた、改善した血行動態とも関連付けられている。ＡＰＲＶの１０年間の再検討では、Ｃａｌｚｉａが有害な血行動態作用がないことを報告した。いくつかの研究は、改善した心拍出量、血圧、および酸素送達を実証している。血行動態が損なわれ、機械的に換気された患者における、薬理または輸液療法の代替案としてのＡＰＲＶの検討が、いくつかの症例報告で推奨されている。 APRV is associated with the reduction and elimination of sedatives, inotropics, and neuromuscular blockers. APRV has also been associated with improved hemodynamics. A 10-year review of APRV reported that Calzia had no harmful hemodynamic effects . Several studies have demonstrated improved cardiac output, blood pressure, and oxygen delivery. Consideration of APRV as an alternative to pharmacological or infusion therapy in patients with impaired hemodynamics and mechanical ventilation has been recommended in several case reports.
ＡＰＲＶは、人工呼吸器サイクル中のいかなる時でも自由な呼吸努力を可能にする、換気の自発的呼吸様態である。急性肺損傷／急性呼吸窮迫症候群（ＡＬＩ／ＡＲＤＳ）での自発呼吸は、改善した換気およびかん流、減少した死腔換気、および改善した心拍出量および酸素送達と関連付けられている。ＡＬＩ／ＡＲＤＳは、呼吸弾性率および抵抗の顕著な増加によって特徴付けられる病的状態である。 APRV is a spontaneous breathing mode of ventilation that allows free breathing effort at any time during the ventilator cycle. Spontaneous breathing in acute lung injury / acute respiratory distress syndrome (ALI / ARDS) is associated with improved ventilation and perfusion, reduced dead space ventilation, and improved cardiac output and oxygen delivery. ALI / ARDS is a pathological condition characterized by a marked increase in respiratory modulus and resistance.
しかしながら、ほとんどのＡＬＩ／ＡＲＤＳ患者は、呼気流制限を示す。呼気流制限は、動的過膨張および内因性呼気終末陽圧（ＰＥＥＰ）の発生をもたらす。加えて、ＡＲＤＳ患者は、気管内チューブおよびＰＥＥＰの外部印加を含む、外部人工呼吸器弁調節およびガス流路回路から、増加した流動抵抗を体験する。 However, most ALI / ARDS patients exhibit expiratory restriction. Expiratory flow restriction results in the generation of dynamic hyperinflation and endogenous positive end expiratory pressure (PEEP). In addition, ARDS patients experience increased flow resistance from external ventilator valve regulation and gas flow circuits, including external application of endotracheal tubes and PEEP.
いくつかのメカニズムが、ＡＬＩ／ＡＲＤＳにおいて呼気流制限を誘発する。ＡＬＩ／ＡＲＤＳでは、機能的予備能（ＦＲＣ）および呼気流予備能の両方が低減される。肺浮腫の発生および重畳圧力は、増加した気道閉鎖容量および捕集容量をもたらす。加えて、低減した数の機能的肺単位（リクルートメントされていない肺単位または肺胞、および増進した気道閉鎖）は、呼気流予備能をさらに減少させる。低容量換気は、わずかな気道閉鎖およびガス捕集を促進する。加えて、増加したＰＥＥＰのレベルは、呼気流抵抗を増加させる。下流抵抗に加えて、最大呼気流は、肺容量に依存する。肺膨張で保存される弾性反跳圧は、受動肺収縮率を決定する。 Several mechanisms trigger expiratory flow restriction in ALI / ARDS . In ALI / ARDS, both functional reserve (FRC) and expiratory flow reserve are reduced. The occurrence of pulmonary edema and superimposed pressure results in increased airway closure capacity and collection capacity. In addition, a reduced number of functional lung units ( unrecruited lung units or alveoli and increased airway closure) further reduces expiratory flow reserve. Low volume ventilation facilitates slight airway closure and gas collection. In addition, increased levels of PEEP increase expiratory flow resistance. In addition to downstream resistance, the maximum expiratory flow depends on lung volume. The elastic recoil pressure that is preserved with lung inflation determines the passive lung contraction rate.
ＡＰＲＶ呼気流は、開放呼吸システムの利用および低（０〜５ｃｍＨ ２ Ｏ）呼気終末圧の使用によって増進される。Ｐ−Ｖ曲線の呼気部上の換気は、より低いＰＥＥＰレベルを可能にして、気道閉鎖を防止する。より低いＰＥＥＰレベルは、部分的なリクルートメントを試みるよりもむしろデリクルートメントを防止するためにＰＥＥＰが利用されると生じる。ＰＥＥＰレベルを増加させることにより、呼気抵抗が増加し、逆に、より低いＰＥＥＰは呼気抵抗を低減し、それにより、呼気流速を加速する。持続的膨張は、増加した肺リクルートメント（増加した機能的肺単位および増加した反跳圧）および呼気部に沿った換気（低減したＰＥＥＰおよび呼気流抵抗）をもたらし、呼気流予備能を改善させる。 APRV expiratory flow is enhanced through the use of an open breathing system and the use of low (0-5 cm H 2 O) end expiratory pressure. Ventilation over the expiratory portion of the PV curve allows for lower PEEP levels and prevents airway closure. Lower PEEP levels occurs and PEEP is utilized to prevent de-recruitment rather than attempting partial recruitment. Increasing the PEEP level increases exhalation resistance, conversely, a lower PEEP reduces exhalation resistance, thereby accelerating the exhalation flow rate. Continuous inflation results in increased lung recruitment (increased functional lung units and increased recoil pressure) and ventilation along the expiratory part (reduced PEEP and expiratory flow resistance), improving expiratory reserve .
加えて、持続的高肺容量からの解放は、貯蔵エネルギーおよび反跳可能性を増加させ、呼気流速をさらに加速する。低容量換気と違って、高肺容量からの解放は、気道内径を増加させ、下流抵抗を低減する。流量容量曲線の変曲点への呼気終末肺容量（ＥＥＬＶ）の維持および開放型システムの使用は、回路流動抵抗の低減を可能にする。ＥＥＬＶは、解放時間を制限することによって維持され、時間流量曲線の変曲点に設定される。 In addition, release from sustained high lung volume increases stored energy and recoil potential and further accelerates expiratory flow rate. Unlike low volume ventilation, release from high lung volume increases airway inner diameter and reduces downstream resistance. Maintaining end-expiratory lung volume (EELV) at the inflection point of the flow volume curve and the use of an open system allows a reduction in circuit flow resistance. EELV is maintained by limiting the release time and is set at the inflection point of the time flow curve.
低減した呼気終末圧のレベルは、換気がＰ−Ｖ曲線の呼気部上で発生した時に必要とされる。ＡＬＩ／ＡＲＤＳでは、増加した毛細管透過性が肺浮腫をもたらす。血管内腔からの浸出が蓄積し、換気肺領域への重畳圧力が増加し、空隙を圧縮する。換気空隙が崩壊し、圧縮無気肺が重度のＶ／Ｑの不一致および短絡をもたらす。正常な肺に存在する、局所肺圧差勾配は、ＡＬＩ／ＡＲＤＳの浮腫相中に強調される。患者は、典型的には仰臥位であり、次第に背側および頭側へ方向付けられる力は、換気肺領域中の胸腔内圧を増加させる。換気は、換気領域を包囲する胸腔内圧が経肺胞圧差を低下させるにつれて、減少する。制御された換気中の完全換気支援は、換気無気肺の形成を促進し、Ｖ／Ｑの不一致および肺内短絡を増加させる。気道内圧を増加させると、換気経肺圧差を再確立することができるが、非換気肺単位の過度の膨張の危険性がある。 A reduced end expiratory pressure level is required when ventilation occurs on the expiratory portion of the PV curve. In ALI / ARDS, increased capillary permeability results in pulmonary edema. Leaching from the vessel lumen accumulates, increasing the superimposed pressure on the ventilated lung region and compressing the void. The ventilation gap collapses and the compressed atelectasis results in severe V / Q mismatch and short circuit. The local pulmonary pressure gradient, present in normal lungs, is accentuated during the ALI / ARDS edema phase. The patient is typically in a supine position, and the force gradually directed to the dorsal and cranial sides increases the intrathoracic pressure in the ventilated lung region. Ventilation decreases as the intrathoracic pressure surrounding the ventilation area reduces the transalveolar pressure differential. Complete ventilatory assistance during controlled ventilation promotes the formation of ventilated atelectasis and increases V / Q mismatch and intrapulmonary short circuit. Increasing airway pressure can re-establish a ventilated transpulmonary pressure difference, but there is a risk of excessive inflation of non-ventilated lung units.
代替として、自発呼吸は、ＡＰＲＶと同様に、気道内圧を増加させることなく換気経肺圧差を増加させることができる。ＡＰＲＶは、機械的人口呼吸器サイクルの任意の相の間に、無制限の自発呼吸を可能にする。既述のように、自発呼吸は、胸腔内圧を低下させ、それにより、付加的な気道内圧なしで換気経肺圧力勾配を増加させることができる。換気経肺圧力勾配を増加させることにより、リクルートメントが向上し、Ｖ／Ｑの不一致および短絡が減少する。 Alternatively, spontaneous breathing, like APRV, can increase the ventilation transpulmonary pressure differential without increasing airway pressure. APRV allows unlimited spontaneous breathing during any phase of the mechanical artificial respiratory cycle. As already mentioned, spontaneous breathing can reduce intrathoracic pressure and thereby increase the ventilatory transpulmonary pressure gradient without additional airway pressure. Increasing the ventilated transpulmonary pressure gradient improves recruitment and reduces V / Q mismatches and shorts.
圧補助換気（ＰＳＶ）多重不活性ガス希釈技法と比較して、ＡＰＲＶは、自発呼吸、ならびに、向上したＶ／Ｑの一致、肺内短絡、および死腔を提供する。加えて、自発呼吸によるＡＰＲＶは、心拍出量を増加させた。しかしながら、圧補助換気中の自発呼吸は、換気肺単位における向上したＶ／Ｑの一致と関連付けられた。ＰＳＶは、同じ分時換気量に一致するために圧補助レベル（気道内圧）の有意な増加を必要とした。 Compared to pressure assisted ventilation (PSV) multiple inert gas dilution technique, APRV provides spontaneous breathing and improved V / Q matching, intrapulmonary short circuit, and dead space. In addition, APRV with spontaneous breathing increased cardiac output. However, spontaneous breathing during pressure assisted ventilation was associated with improved V / Q agreement in ventilated lung units. PSV required a significant increase in pressure assist level (airway pressure) to match the same minute ventilation.
従来の肺保護方策は、鎮静薬および神経筋遮断薬（ＮＭＢＡ）の増加した使用と関連付けられる。鎮静剤およびＮＭＢＡの増加した使用は、患者が機械的換気を受け続けなければならない時間（「換気日数」）を増加させ、合併症を増加させる場合がある。ＮＭＢＡは、遷延性麻痺および院内肺炎の可能性と関連付けられる。ＡＰＲＶは、自由な自発呼吸を可能にする、ＣＰＡＰの一形態である。 Traditional pulmonary protection strategies are associated with increased use of sedatives and neuromuscular blockers (NMBA). Increased use of sedatives and NMBA may increase the time that a patient must remain on mechanical ventilation (“ventilation days”) and increase complications. NMBA is associated with the possibility of prolonged paralysis and nosocomial pneumonia. APRV allows free spontaneous breathing is a form of CPAP.
鎮静作用および神経筋遮断薬（ＮＭＢＡ）の減少した使用量が、ＡＰＲＶとともに報告されている。いくつかの施設では、ＡＰＲＶは、ＮＭＢＡの使用をほぼ排除し、薬剤費の有意な削減をもたらしている。薬剤費の削減に加えて、ＮＭＢＡの排除は、遷延性麻痺等の関連合併症の可能性を低減すると考えられ、機械的換気からの離脱を促進する場合がある。 Sedation and reduced use of neuromuscular blockade (NMBA) have been reported with APRV. In some facilities, APRV has almost eliminated the use of NMBA, resulting in a significant reduction in drug costs. In addition to reducing drug costs, the elimination of NMBA is believed to reduce the likelihood of related complications such as prolonged paralysis and may facilitate withdrawal from mechanical ventilation.
機械的換気が、依然として急性呼吸不全の主力管理のままである。しかしながら、近年の研究は、機械的換気が、急性肺損傷（ＡＬＩ）の危険性を生じさせる、持続させる、または増加させる場合があると示唆している。人工呼吸器誘発肺損傷（ＶＩＬＩ）は、機械的換気および急性肺損傷と関連付けられる肺負担不全の形態である。動物のデータは、ＶＩＬＩによる肺負担不全が、高または低容量換気をもたらす場合があると示唆している。高容量負担不全は、空隙の過度の膨張に起因する、一種の伸展損傷である。対照的に、機械的換気による１回換気サイクル中の反復気道閉鎖による剪断力負担は、低容量肺損傷をもたらす。 Mechanical ventilation remains the mainstay management of acute respiratory failure. However, recent studies suggest that mechanical ventilation may create, persist, or increase the risk of acute lung injury (ALI). Ventilator-induced lung injury (VILI) is a form of lung burden failure associated with mechanical ventilation and acute lung injury. Animal data suggests that lung burden failure due to VILI may result in high or low volume ventilation. High capacity failure is a type of stretch injury that results from excessive expansion of the voids. In contrast, shear loading due to repeated airway closure during a single ventilation cycle with mechanical ventilation results in low volume lung injury.
当初、肺保護方策は、過剰な膨張およびＶＩＬＩを制限するように、低い１回換気量の換気に焦点を当てた。Ａｍａｔｏは、１９９５年および１９９８年に、呼吸器系の圧力−容量（Ｐ−Ｖ）曲線に基づいた肺保護方策を利用した。低い１回換気量（６ｍｌ／ｋｇ）は、Ｐ−Ｖ曲線の上下の変曲点の間に換気を限定した。呼気終末肺容量は、ＰＥＥＰレベルを下変曲点より上側の２ｃｍＨ ２ Ｏに設定することによって維持された。Ａｍａｔｏは、改善した生存および増加した人口呼吸器を用いない日数を実証した。 Initially, lung protection strategies focused on low tidal volume ventilation to limit excessive inflation and VILI. Amato used a lung protection strategy in 1995 and 1998 based on the pressure-volume (PV) curve of the respiratory system. A low tidal volume (6 ml / kg) limited ventilation between the upper and lower inflection points of the PV curve. End expiratory lung volume was maintained by setting the PEEP level to 2 cmH 2 O above the lower inflection point. Amato has demonstrated improved survival and increased number of days without artificial respirator.
しかしながら、ＳｔｅｗａｒｔおよびＢｒｏｗｅｒによる後続研究は、低い１回換気量の換気方策を使用して、改善した生存および増加した人口呼吸器を用いない日数を実証することができなかった。ＳｔｅｗａｒｔおよびＢｒｏｗｅｒと違って、Ａｍａｔｏは、１回換気量の低減に加えて、上昇した呼気終末圧を利用した。これらの研究の間のそのような重要な違いが、人工呼吸器関連肺損傷（ＶＡＬＩ）を制限する、低い１回換気量の換気の有効性に関する結論を制限した。 However, subsequent studies by Stewart and B r ower could not be demonstrated by using the ventilation strategy low tidal volume, without using the improved survival and increased ventilator days. Unlike Stewart and B r ower, Amato, in addition to a reduction in tidal volume, using the elevated end expiratory pressure. Such important differences between these studies have limited the conclusion regarding the effectiveness of low tidal volume ventilation, which limits ventilator-related lung injury (VALI).
大規模無作為ＡＲＤＳＮｅｔ試験の最近の完了は、従来の１回換気量の換気（１２ｍｌ／ｋｇ）と対比して、低い１回換気量の換気（６ｍｌ／ｋｇ）を利用して、改善した生存および人口呼吸器を用いない日数を実証した。低い１回換気量群（６ｍｌ／ｋｇ）および従来の１回換気量群（１２ｍｌ／ｋｇ）は、同一のＰＥＥＰ／ＦｉＯ２尺度を利用したが、ＰＥＥＰレベルは、低い１回換気量群で有意に高かった。研究の酸素供給目標を満たすために、より高いＰＥＥＰレベルが、低い１回換気量群で必要とされた。従来の１回換気量群（１２ｍｌ／ｋｇ）と比べて、低い１回換気量群（６ｍｌ／ｋｇ）の改善した生存にもかかわらず、生存はＡｍａｔｏの研究でさらに高かった。ＡＲＤＳＮｅｔ試験はまた、気圧外傷の発生率の違いを実証することもできなかった。低い１回換気量群における、より高いＰＥＥＰ要件およびより高い呼吸頻度による有意な内因性ＰＥＥＰの可能性が、生存に対する上昇した呼気終末圧の潜在的寄与をあいまいにしたのかもしれない。上昇した呼気終末圧の問題に対処するために、さらなる研究が検討される。 The recent completion of the large-scale random ARDSNet trial improved survival by using lower tidal volume ventilation (6 ml / kg) compared to conventional tidal volume ventilation (12 ml / kg) And demonstrated days without artificial respirator. The low tidal volume group (6 ml / kg) and the traditional tidal volume group (12 ml / kg) utilized the same PEEP / FiO2 scale, but the PEEP level was significantly higher in the low tidal volume group it was high. Higher PEEP levels were required in the lower tidal volume group to meet the study oxygenation goals. Despite improved survival in the lower tidal volume group (6 ml / kg) compared to the traditional tidal volume group (12 ml / kg), survival was even higher in the Amato study. The ARDSNet test also failed to demonstrate a difference in the incidence of barotrauma. The possibility of significant endogenous PEEP with higher PEEP requirements and higher breathing frequency in the low tidal volume group may have obscured the potential contribution of increased end-expiratory pressure to survival. Further studies are considered to address the problem of elevated end expiratory pressure.
従来の技術では、準静的吸気の圧力対容量（Ｐ−Ｖ）曲線の利用が、機械的換気を実行するように人工呼吸器を制御する基準として提唱されてきた。吸気Ｐ−Ｖ曲線の形状は、Ｓ字状であり、３つのセグメントを有するものとして表される。曲線は、低膨張圧では上向きの凹状部を、より高い膨張圧では下向きの凹状部を形成する。下凹状部と上凹状部との間には、曲線の「直線」部分がある。曲線の直線部分への急速な遷移をもたらす圧力点は、「下変曲点」と称されている。 In the prior art, the use of a quasi-static inspiration pressure versus volume (P-V) curve has been proposed as a reference for controlling a ventilator to perform mechanical ventilation. The shape of the intake PV curve is S-shaped and is represented as having three segments. The curve forms an upward concavity at low inflation pressures and a downward concavity at higher inflation pressures. There is a “straight” portion of the curve between the lower and upper concave portions. The pressure point that results in a rapid transition to the straight part of the curve is called the “lower inflection point”.
下変曲点は、無気肺の肺胞単位のリクルートメントを表すと考えられる。下変曲点より上側のＰ−Ｖ曲線の増加する勾配は、肺胞の柔軟性を反映する。変曲点より上側で、空隙の大部分は、開放または「リクルートメント」される。２ｃｍＨ ２ Ｏを加えた吸気Ｐ−Ｖ曲線の下変曲点を利用することが、肺胞リクルートメントを最適化するために提案されている。肺リクルートメントを最適化することにより、１回換気量のリクルートメント／デリクルートメントおよび呼気終末における周期的な気道閉鎖を防止する。最終的に、肺リクルートメントを最適化することにより、剪断力の生成および低容量肺損傷が潜在的に低減し得る。 The lower inflection point is considered to represent recruitment of atelectasis in alveolar units. The increasing slope of the PV curve above the lower inflection point reflects alveolar flexibility. Above the inflection point, the majority of the void is open or “ recruited ”. Utilizing the lower inflection point of the inspiratory PV curve plus 2 cmH 2 O has been proposed to optimize alveolar recruitment . Optimizing lung recruitment prevents tidal volume recruitment / delivery and periodic airway closure at the end of expiration. Finally, optimizing lung recruitment can potentially reduce shear generation and low volume lung injury.
ＶＩＬＩおよび他の異常の可能性を最小化する、リクルートメントを改善および維持する方法に関して、当業者の知識の増加にもかかわらず、従来技術のシステム、デバイス、および方法は、依然として、最良の実践プロトコルとともに使用するために操作および採用しにくいままである。多くの制約によるものであるが、集中治療呼吸技術分野で実践する当業者によって訴えられる、しばしば挙げられる課題は、最良の実践ＡＰＲＶ技法を適用するために、より自動的でより正確な手段が必要とされるということである。 Despite the increased knowledge of those skilled in the art regarding how to improve and maintain recruitment that minimizes the possibility of VILI and other anomalies, prior art systems, devices, and methods still remain the best practice. It remains difficult to operate and adopt for use with the protocol. Due to a number of limitations, the challenges often addressed by those skilled in the intensive care breathing technology field require more automatic and more accurate means to apply the best practice APRV technique It is said that.
より具体的には、長年必要とされてきたものは、臨床医が所望のＡＰＲＶアプローチを容易に構成および再構成して、各患者の個別提示に対応することを可能にする、改良型デバイスおよび動作モードである。好ましくは、そのような改良型ＡＰＲＶデバイスおよび使用方法は、特定の患者の必要性を満たすように迅速に微調整することができる、好適なＡＰＲＶパラメータの総合始点を、臨床医に与える能力を確立する。 More specifically, what has been needed for many years is an improved device that allows clinicians to easily configure and reconfigure the desired APRV approach to accommodate each patient's individual presentation. It is an operation mode. Preferably, such improved APRV devices and methods of use establish the ability to give clinicians a comprehensive starting point for suitable APRV parameters that can be quickly fine-tuned to meet the needs of a particular patient. To do.
より好ましくは、そのような改良型方法および人工呼吸器デバイスはまた、初期ＡＰＲＶパラメータへの患者反応を監視する際に臨床医によって使用される、リアルタイム患者状態情報を収集すること、および、改良型方法またはデバイスが、臨床的に好ましい動作およびプロトコル制約内で自動的に再構成されることを可能にする、より自動的なフィードバックループを生成することができる。さらに好ましくは、手動で調整されなければならない、現代の機器および方法で現在可能である、種々のＡＰＲＶパラメータのより正確かつより細かい調整も可能にする、新しい方法およびアプローチが必要とされる。そのような手動調整はしばしば、不正確な調整、または、現在利用可能な機器の制約または限定機能により、十分な精度で行なうことができない調整に起因する、不利な患者反応をもたらす。 More preferably, such improved methods and ventilator devices also collect real-time patient status information used by clinicians in monitoring patient response to initial APRV parameters, and improved A more automatic feedback loop can be generated that allows the method or device to be automatically reconfigured within clinically favorable operations and protocol constraints. More preferably, new methods and approaches are needed that also allow for more precise and fine tuning of the various APRV parameters that are currently possible with modern equipment and methods that must be manually adjusted. Such manual adjustments often result in adverse patient response due to inaccurate adjustments or adjustments that cannot be made with sufficient accuracy due to the limitations or limited capabilities of currently available equipment.
最も好ましくは、必要とされるものは、予想外に変化する患者の状態に適応するために、種々のＰ−Ｖ曲線および関連パラメータの調整を行なう際にさらに優れた融通性、より高い精度、およびより迅速な臨床反応時間を可能にする新しい特徴および動作モードを組み込む、新しい改良型の人工呼吸器である。 Most preferably, what is needed is greater flexibility, higher accuracy in adjusting various PV curves and related parameters to accommodate unexpectedly changing patient conditions, And a new and improved ventilator that incorporates new features and modes of operation that allow for faster clinical reaction times.
本発明の原理による、新規の人工呼吸器の実施形態により、多くのこれまで満たされていなかった必要性が満たされ、従来技術の問題が解決される。そのような特徴および能力は、好ましくは、または任意的に、いくつかある要素の中で特に、例示および例の目的であるが、限定の目的ではなく、改良され、かつ多くの従来の試行で可能であったよりも正確な換気能力を含んでもよい。 A novel ventilator embodiment in accordance with the principles of the present invention satisfies many previously unmet needs and solves the problems of the prior art. Such features and capabilities are preferably, or optionally, for purposes of illustration and example, among other elements, but are not intended to be limiting and have been improved and in many conventional trials. It may include more accurate ventilation capacity than was possible.
本発明の１つの好ましい構成では、臨床医の指導の下で患者の呼吸機能を補助するための人工呼吸器または人工呼吸器システムは、人工呼吸器内および／または人工呼吸器外の電気またはデータ回路あるいはデータネットワークと電気的に連通している、コンピュータ化された操作コントローラまたは制御モジュールあるいは計算デバイスを有する、人工呼吸器を検討する。コントローラはまた、好ましくは、ディスプレイも含み、それは、タッチスクリーン能力の有無にかかわらず、ディスプレイにデータ入力または受信デバイスを組み込む、アプリケーション特有のカスタマイズされたディスプレイを含む、タッチスクリーンディスプレイまたは任意の他の好適なディスプレイとなり得る。 In one preferred configuration of the present invention, a ventilator or ventilator system for assisting a patient's respiratory function under the guidance of a clinician is provided with electrical or data inside and / or outside the ventilator. Consider a ventilator having a computerized operational controller or control module or computing device in electrical communication with a circuit or data network. The controller also preferably includes a display, which includes an application specific customized display that incorporates a data input or receiving device into the display with or without touch screen capability, or any other It can be a suitable display.
コントローラまたは計算デバイスはまた、好ましくは、ハードディスクドライブ、可撤性ドライブ、および任意の所望の形の記憶デバイスを含むことができる、メモリまたは記憶能力も含む。入力デバイスも望ましく、数ある中でも、キーボード、マウスポインタ、データ入力タブレット、音声作動式入力デバイス、および電子メディア読取デバイスを含むことができる。 The controller or computing device also preferably includes memory or storage capability, which may include a hard disk drive, a removable drive, and any desired form of storage device. Input devices are also desirable and can include, among others, a keyboard, mouse pointer, data input tablet, voice activated input device, and electronic media reading device.
付加的に検討された入力デバイスは、ネットワーク形成、データ転送、データ収集、ならびに、電子インピーダンス断層撮影デバイス、超音波機器、コンピュータ化された、およびコンピュータ支援の断層撮影デバイス、デジタル出力蛍光透視鏡、Ｘ線機器、磁気共鳴画像診断および分光機器、低侵襲手術用および気管支鏡検査用可視化デバイス、および同様な能力がある機器からの通信の監視等のデータ監視のための、有線および無線通信構成要素を含む。 Additional studied input devices include network formation, data transfer, data collection, and electronic impedance tomography devices, ultrasound equipment, computerized and computer-aided tomography devices, digital output fluoroscopes, Wired and wireless communication components for data monitoring such as X-ray equipment, magnetic resonance imaging and spectroscopy equipment, minimally invasive surgical and bronchoscopy visualization devices, and monitoring communications from similarly capable equipment including.
本発明の人工呼吸器はまた、好ましくは、ガス供給ポンプおよび／または加圧ガス源も含む。ガスポンプまたは源は、パイプ、管、ホース、または他の種類の導管のガス回路またはネットワークを通して、患者に陽圧ガスを供給する。ガスネットワークまたは回路はまた、少なくとも１つの弁、より好ましくは、複数の弁と、供給および排気ポートとを含んでもよい。より好ましくは、作動のために、コントローラまたは計算デバイスと電子的に連通し得る、多数の弁が組み込まれてもよい。 The ventilator of the present invention also preferably includes a gas supply pump and / or a pressurized gas source. A gas pump or source supplies positive pressure gas to the patient through a gas circuit or network of pipes, tubes, hoses, or other types of conduits. The gas network or circuit may also include at least one valve, more preferably a plurality of valves, and supply and exhaust ports. More preferably, multiple valves may be incorporated for actuation that may be in electronic communication with a controller or computing device.
そのような弁は、典型的には、供給および排気ポートと一致して含むことができ、本明細書の他の部分で論議される種々の種類のセンサと協働して動作可能となり得る。一方向の流体流動を可能にするが、反対方向の流体流動を防止する、しばしば逆止め弁と呼ばれるものである。そのような逆止め弁は、予想外の、および／または望ましくない圧力または圧力衝撃から種々の構成要素および患者を保護するように、ガス回路またはネットワークに含まれてもよい。このようにして、患者、ポンプまたは加圧ガス源、センサ、および他の機器に保護を提供することができる。 Such valves can typically be included in line with the supply and exhaust ports and can be operable in conjunction with various types of sensors discussed elsewhere herein. What is often called a check valve, which allows fluid flow in one direction but prevents fluid flow in the opposite direction. Such check valves may be included in the gas circuit or network to protect various components and patients from unexpected and / or undesirable pressures or pressure shocks. In this way, protection can be provided to the patient, pump or pressurized gas source, sensors, and other equipment.
本発明の他の好ましくは任意的な実施形態は、換気および陰圧の印加の制御を対象とし、検討されたガス供給ポンプまたは加圧ガス源もまた、好ましくは、単独で、または本明細書の他の部分で説明される他の特徴のいずれかと組み合わせて、陰圧胸部または全身シリンダとの使用に適合すると検討される、陰圧または真空能力を組み込んでもよく、それはまた、換気および呼吸技術分野の当業者によって、単相、二相、または多相性の人口肺または胸甲人工呼吸器と呼ばれることもある。 Other preferably optional embodiments of the present invention are directed to controlling ventilation and application of negative pressure, and the gas supply pumps or pressurized gas sources discussed are also preferably alone or as used herein. In combination with any of the other features described elsewhere, may incorporate negative pressure or vacuum capabilities that are considered to be compatible with use with negative pressure chest or whole body cylinders, which may also include ventilation and breathing techniques. It may also be referred to by those skilled in the art as a monophasic, biphasic, or polyphasic artificial lung or thorax ventilator.
より好ましくは、本発明に従って実践される人工呼吸器はまた、好ましくは、安静時の変曲点での供給ガス、吸気ガス、呼気ガスの圧力、および多くの異なる種類の動的患者気道内圧をサンプリングおよび判定するために、単独で、または組み合わせて使用することができる、任意の数の任意的な検出器、センサ、または検出デバイスを含む。他の有用なセンサは、周知のカプノメータ（二酸化炭素濃度を検出するためのもの）または赤外パルス酸素濃度計（酸素濃度を検出するためのもの）の場合には、体外に位置付けることができる、周辺、中心、および気道ガス濃度センサを含むことができる。 More preferably, the ventilator practiced in accordance with the present invention also preferably provides supply gas, inspiratory gas, expiratory gas pressure, and many different types of dynamic patient airway pressure at the inflection point at rest. It includes any number of optional detectors, sensors, or detection devices that can be used alone or in combination to sample and determine. Other useful sensors can be located outside the body in the case of the well-known capnometer (for detecting carbon dioxide concentration) or infrared pulse oximeter (for detecting oxygen concentration), Perimeter, center, and airway gas concentration sensors can be included.
これらの種類のデバイスは、指、つま先、または耳たぶ等の先端に取り付けることができ、それは、二酸化炭素（ＳｐＯ ２ ）および酸素（ＳｐＯ ２ ）の周辺濃度または飽和をサンプリング、監視、および検出することを非常に便利にする。他の検討された換気用途については、中心線カテーテルまたは他の技法が、動脈のＯ ２ およびＣＯ ２ ガス濃度（ＰａＯ ２ 、ＰａＣＯ ２ ）の監視を可能にすることができ、それは、本明細書の他の部分で説明される、ある換気の動作モードまたはプロトコルでは、臨床値を有することができる。本発明の目的で、そのような圧力およびガス濃度センサは、より好ましくは、以下でさらに詳細に説明されるように、リアルタイムおよび／または近リアルタイムデータを監視することができるように、人工呼吸器の検討されたコントローラまたは計算デバイスと電子的に通信するように構成される。 These types of devices can be attached to the tip of a finger, toe, or earlobe, which samples, monitors, and detects ambient concentrations or saturation of carbon dioxide (SpO 2 ) and oxygen (SpO 2 ) Make it very convenient. For other contemplated ventilation applications, centerline catheters or other techniques can allow for monitoring of arterial O 2 and CO 2 gas concentrations (PaO 2 , PaCO 2 ), which is described herein. Certain ventilation modes of operation or protocols, described elsewhere, can have clinical values. For the purposes of the present invention, such pressure and gas concentration sensors are more preferably ventilators so that real-time and / or near real-time data can be monitored, as will be described in more detail below. Configured to communicate electronically with the considered controller or computing device.
本発明の人工呼吸器はまた、無線で、または有線接続上で、データネットワークと、データ回路と、および／または直接的に、コントローラまたは制御モジュールあるいは計算デバイスと通信するように適合されてもよい、任意の数の等しく好適な流体流速センサを組み込むことも検討する。そのような流速監視デバイスは、供給、吸気、呼気されるガスの総量、ならびに、そのようなものが発生する、または発生した速度を監視するために、ガスネットワークまたは回路の中の複数の場所で採用することができる。この情報により、新規の人口呼吸器が、患者の標的呼吸器系の適正な換気をより良好に制御および確保することができるように、圧力を、ガスの全体積または体積あるいは質量流量と比較することができる。 The ventilator of the present invention may also be adapted to communicate with a data network, data circuitry, and / or directly with a controller or control module or computing device over a wireless or wired connection. Consider incorporating any number of equally suitable fluid flow rate sensors. Such flow rate monitoring devices may be used at multiple locations in a gas network or circuit to monitor supply, inspiration, total amount of exhaled gas, and the rate at which such occurs or has occurred. Can be adopted. With this information, the pressure is compared to the total volume or volume of gas or mass flow so that the new artificial respirator can better control and ensure proper ventilation of the patient's target respiratory system. be able to.
加えて、そのような制御は、加圧ガスが患者に供給される精度を向上させることができ、許容プロトコル限界内のガス流速を監視し、保つことによって、肺損傷の危険性を低下させることができる。任意の数の可能な好ましい構成では、換気手技の制御を最大化して、その状況下で可能な限り最良のプロトコル実行を確実にするよう、いずれか１つまたは任意の数の換気関連パラメータを同時に監視するセンサ配列として、センサを配設することができる。本発明の多くの好ましくは任意的な構成では、既述のセンサのうちのいずれかは、ガスネットワークまたは回路の中の場所でもとりわけ、ガス供給および／または排気ポートに近接して、および／または周囲に位置付けられてもよい。 In addition, such control can improve the accuracy with which pressurized gas is delivered to the patient, reducing the risk of lung injury by monitoring and maintaining gas flow rates within acceptable protocol limits. Can do. In any number of possible preferred configurations, any one or any number of ventilation-related parameters can be simultaneously used to maximize control of the ventilation procedure and ensure the best possible protocol execution under that circumstance. Sensors can be arranged as sensor arrays to be monitored. In many preferably optional configurations of the present invention, any of the described sensors may be located in the gas network or circuit, in proximity to the gas supply and / or exhaust ports, and / or It may be positioned around.
コマンドモジュール、コマンドルーチン、アルゴリズム、コマンダ、ファームウェア、またはプログラムは、好ましくは、コントローラまたは計算デバイスのメモリまたは記憶構成要素に常駐してもよい。コマンドモジュールは、好ましくは、センサを制御するように、供給ポンプを制御するように、他のデバイスから通信または画像または情報を受信するように、検討された入力デバイスのうちのいずれかを介して臨床医等から入力を受信するように、および、プロンプトを提示する、および／または換気過程に関する重要な情報を表示するようディスプレイを操作するように、動作可能である。コマンドモジュールは、任意的に、好ましくは、他のデバイス、他の無線または有線ネットワーク、同時視認のためのディスプレイ、および所望に応じた他の遠隔デバイスおよび場所に、種々の人工呼吸器情報を伝達するように構成されてもよい。 The command module, command routine, algorithm, commander, firmware, or program may preferably reside in a memory or storage component of the controller or computing device. The command module is preferably via any of the input devices considered to control the sensor, to control the feed pump, to receive communications or images or information from other devices It is operable to receive input from a clinician or the like and to operate a display to provide prompts and / or to display important information regarding the ventilation process. The command module optionally communicates various ventilator information, preferably to other devices, other wireless or wired networks, displays for simultaneous viewing, and other remote devices and locations as desired. It may be configured to.
好ましくは、制御モジュールは、調整可能におよび／または可変的にポンプまたは圧力源を作動させて、それにより供給される容量および／または圧力を変動させてもよい。さらに、制御モジュールまたはコマンドルーチンは、さらに好ましくは、患者に換気を行なう際に利用可能な圧力、体積流量、およびガス供給サイクル時間のさらに厳密な制御のために、単独で、またはポンプの制御と組み合わせて、複数の弁のうちのいずれかを自動的に、手動で、または他の方法で操作するように修正されてもよい。より好ましくは、制御モジュールまたはコマンドルーチンは、好ましくは、弁のそのような制御を、検討されたセンサのうちのいずれかからの情報のサンプリングまたは受信と協調させ、ガス回路またはネットワークの中のどこかで、または換気を受けている患者に関して、１つ以上の圧力測定値、ガス濃度、および／または容積または質量流量をサンプリングするのに増加した精度を確立するように適合されてもよい。 Preferably, the control module may adjustably and / or variably activate the pump or pressure source to vary the volume and / or pressure supplied thereby. In addition, the control module or command routine more preferably, alone or with the control of the pump, for more precise control of the pressure, volume flow and gas supply cycle time available when ventilating the patient. In combination, any of the plurality of valves may be modified to operate automatically, manually, or otherwise. More preferably, the control module or command routine preferably coordinates such control of the valve with the sampling or reception of information from any of the considered sensors, anywhere in the gas circuit or network. Or for a patient undergoing ventilation, it may be adapted to establish increased accuracy in sampling one or more pressure measurements, gas concentrations, and / or volume or mass flow rate.
本発明はまた、任意の数の従来認められている、試験中、および実験的な換気モードとの動作適合性も検討する。より好ましくは、本発明の動作能力は、多くのこれまでは利用不可能であったハイブリッドモードを可能にし、新規の人工呼吸器は、患者の進行または困難に応じて、その動作モードを自動的に変更する。例えば、人工呼吸器は、強制呼吸モードで換気を開始するように、および、以前に重度の鎮静状態であり呼吸ができなかった患者が、突然、自発的に呼吸しようとし始めたことを示す場合がある、いくつかある反応の中で特に、種々の患者の圧力、容積、およびガス濃度反応を監視するように、構成することができる。 The present invention also contemplates operational compatibility with any number of conventionally accepted, testing and experimental ventilation modes. More preferably, the operating capability of the present invention allows for many previously unavailable hybrid modes, and the new ventilator automatically changes its operating mode as the patient progresses or is difficult. Change to For example, if the ventilator begins to ventilate in forced breathing mode and indicates that a patient who was previously severely sedated and could not breathe suddenly began to spontaneously breathe Among other reactions, there can be configured to monitor various patient pressure, volume, and gas concentration responses.
そのような検出時に、独立して呼吸しようとする患者の試行と協働するよう、本発明の換気は、完全支援強制呼吸モードから、より少ない程度の呼吸支援を有する種々のモードまでを含む、多くの動作モード間で自動的に切り替わる。加えて、患者が再発して自発呼吸試行を中断した場合、人工呼吸器は完全な強制呼吸モードに戻る。そのような能力を有効にするために、本発明の新しい人工呼吸器は、好ましくは、種々の自動かつ再構成可能なモードを伴って事前構成される。完全に自動化された動作モードを選択するのに臨床医を補助する、または部分的または完全にカスタマイズ可能な動作モードを有効にする目的で、本発明の任意的に好ましい構成は、臨床医が任意の特に所望の自動動作モードを選択することを可能にする。 In order to cooperate with the patient's attempt to breathe independently upon such detection, the ventilation of the present invention includes from fully assisted mandatory breathing modes to various modes with a lesser degree of breathing assistance. Automatically switch between many operating modes. In addition, if the patient relapses and interrupts the spontaneous breathing trial, the ventilator returns to full forced breathing mode. To enable such capabilities, the new ventilator of the present invention is preferably preconfigured with various automatic and reconfigurable modes. For the purpose of assisting the clinician in selecting a fully automated mode of operation, or enabling a partially or fully customizable mode of operation, an optional preferred configuration of the present invention is optional for the clinician. Makes it possible to select a particularly desired automatic operating mode.
加えて、臨床医はまた、自動動作モードを選択し、次いで、所望のパラメータのみを修正してもよい。さらに、臨床医は、完全自動モードを無視してもよく、かつ、好ましい設定を入力して、任意の考えられる換気プロトコルまたは動作モードの目的に好適な完全にカスタマイズされた動作モードを選択してもよい。１つの特定の有用な構成では、人工呼吸器は、コントローラまたは制御モジュールあるいは計算デバイスを組み込んで、限定の目的ではなく例の目的で、初期設定モジュール、調整および維持モジュール、および離脱モジュールを含む、３つの主要動作モジュールを有してもよい。 In addition, the clinician may also select an automatic mode of operation and then modify only the desired parameters. In addition, the clinician may ignore the fully automatic mode and enter preferred settings to select a fully customized operating mode suitable for the purpose of any possible ventilation protocol or mode of operation. Also good. In one particular useful configuration, the ventilator incorporates a controller or control module or computing device and includes an initialization module, an adjustment and maintenance module, and a withdrawal module, for purposes of example and not limitation, You may have three main operating modules.
順に、初期設定モジュールは、いくつかある要素の中で特に、いくつかの主要患者パラメータを監視して呼気終末肺容量（ＯＥＥＬＶ）を確認し、周期的に計算する、最適ＯＥＥＬＶサブモジュールを含む。この調整および維持モジュールは、酸素供給、リクルートメント、および換気の動作サブモジュールおよびプロトコルを含み、それらは、これらの換気動作モードの主要側面を厳密かつ積極的に監視および保護するようにしっかりと制約される。ＣＯ２換気を管理するように、最適酸素飽和度を確保するように、および必要な時に肺胞リクルートメントを実行および最大化し、かつデリクルートメントを防止するように、非常に漸進的で極めて正確な変化を可能にする、正確な有界監視パラダイムを使用して、このことが達成される。いずれかのパラメータが予想外または非制御のヒステリシスを受けた場合、介入を可能にするように警報イベントが誘起される。 In turn, the initialization module includes, among other elements, an optimal OEELV submodule that monitors several key patient parameters to determine end-expiratory lung volume (OEELV) and periodically calculates it. This coordination and maintenance module includes oxygen supply, recruitment , and ventilation operational sub-modules and protocols that are tightly constrained to strictly and actively monitor and protect key aspects of these ventilation operational modes Is done. To manage the CO2 ventilation, to ensure optimal oxygen saturation, and the alveolar recruitment execution and maximize when needed, and to prevent de-recruitment, extremely accurate and very gradual This is achieved using an accurate bounded monitoring paradigm that allows change. If any parameter experiences unexpected or uncontrolled hysteresis, an alarm event is triggered to allow intervention.
離脱モジュールは、必要に応じて完全支援へ迅速に戻される低減した人工呼吸器支援への患者反応を評価するように、密接な監視およびわずかでゆっくりした変化を可能にする、初期離脱評価サブモジュールを含む。肯定的な患者反応により、初期離脱評価サブモジュールは、さらなる離脱のために、後続の低支援換気プロトコルへの完全な人工呼吸器の再構成を可能にする。また、離脱モジュールには、気道圧解放換気またはＡＰＲＶサブモジュールが含まれ、患者が制御および一貫性を獲得するにつれて、支援を離脱させることができるように、自発的患者呼吸が密接に監視される。継続的な改善とともに、制御は、持続的気道陽圧またはＣＰＡＰ評価サブモジュールに渡され、それは、最大ＣＰＡＰ支援モードまで循環し、次いで、抜管圧に到達するまで最小支援モードまで徐々に低減され、その後、患者は人工呼吸器から完全に離脱される。 The withdrawal module is an early withdrawal assessment sub-module that allows close monitoring and slight and slow changes to assess patient response to reduced ventilator assistance that is quickly returned to full assistance as needed including. With a positive patient response, the initial withdrawal assessment submodule allows a complete ventilator reconfiguration to a subsequent low assist ventilation protocol for further withdrawal. The withdrawal module also includes an airway pressure release ventilation or APRV sub-module , and spontaneous patient breathing is closely monitored so that assistance can be withdrawn as the patient gains control and consistency. . With continuous improvement, control is passed to the continuous positive airway pressure or CPAP assessment submodule , which circulates to the maximum CPAP support mode and then gradually decreases to the minimum support mode until the extubation pressure is reached, Thereafter, the patient is completely withdrawn from the ventilator.
これらの種々の使用モードを達成する目的で、本発明の人工呼吸器の好ましい、または任意的な変化例のうちのいずれかは、その種々の動作モードで人口呼吸器がどのように動作するかを制御することができる、いくつかのパラメータを伴って事前定義されてもよく、または、それらを受信および収集してもよい。コントローラまたは計算デバイスは、記憶したパラメータにアクセスしてもよく、有線または無線通信を介して遠隔デバイスから新しいパラメータを取得してもよく、既述のタッチスクリーンディスプレイまたは他の入力デバイスのうちのいずれかを介してユーザ入力を受け入れてもよい。どのような動作設定またはパラメータ源であっても、情報は、典型的には、コントローラまたは計算デバイスのメモリまたは記憶装置に記憶される、データベースまたは配列に記憶される。１つの任意的に好ましい実施形態では、これらのパラメータは、コントローラメモリまたは記憶装置に常駐してもよい、１つ以上の初期化パラメータデータベースにアクセス可能に記憶される。 In order to achieve these various modes of use, any of the preferred or optional variations of the ventilator of the present invention is how the artificial respirator operates in its various modes of operation. May be predefined with several parameters that may be controlled, or they may be received and collected. The controller or computing device may access the stored parameters, obtain new parameters from the remote device via wired or wireless communication, and any of the touch screen displays or other input devices described above. User input may be accepted via Whatever the operating setting or parameter source, the information is typically stored in a database or array that is stored in the memory or storage of the controller or computing device. In one optionally preferred embodiment, these parameters are stored accessible to one or more initialization parameter databases, which may reside in controller memory or storage.
これらの初期化パラメータは、アクセスし、任意の他のデバイスに表示または伝達することができる。単独で、またはこのデータベースと組み合わせて、パラメータの付加的な部分は、特定の種類の症候性患者または疾患によく適した、最適な人工呼吸器設定を表すように事前定義することができる、１つ以上のモデル患者データ配列または要素等の配列でまとめられてもよい。 These initialization parameters can be accessed and displayed or communicated to any other device. Alone, or in combination with this database, additional parts of the parameters can be predefined to represent optimal ventilator settings that are well suited for a particular type of symptomatic patient or disease. One or more model patient data arrays or arrays such as elements may be grouped together.
限定の目的ではなく例示の目的で、そのようなデータ配列または初期化パラメータデータベースは、いくつかあるパラメータおよび情報の中で特に、呼気終末陽圧またはＰＥＥＰ、標的周辺Ｏ２濃度またはＳｐＯ ２ 量、呼気終末ＣＯ ２ またはｅｔＣＯ ２ 量、吸気Ｏ ２ の分率またはＦｉＯ ２ 量、強制または陽圧補助呼吸中の最大吸気圧を定義する高圧またはＰ（高）、ゼロまたは非ゼロになり得る呼気中に使用される最小圧力を定義する低圧またはＰ（低）を含んでもよい。他のパラメータは、Ｐ（高）間の吸気の期間を表す高時間またはＴ（高）、および呼気ガスが吐き出されるわずかな期間を表すことができる低時間またはＴ（低）を含むことができる。 For purposes of illustration and not limitation, such a data array or initialization parameter database may include, among other parameters and information, positive end expiratory pressure or PEEP, peripheral target O2 concentration or SpO 2 amount, expiration During exhalation, which can be terminal CO 2 or etCO 2, fraction of inhalation O 2 or FiO 2 , high pressure or P (high), zero or non-zero, defining the maximum inspiratory pressure during forced or positive pressure assisted breathing It may include a low pressure or P (low) that defines the minimum pressure used . Other parameters can include a high time or T (high) that represents the period of inspiration between P (high) , and a low time or T (low) that can represent a brief period during which exhaled gas is exhaled. .
また、任意的に、任意の量となり得る所定または既定の圧力変化増分または圧力増分Ｐ（ｉｎｃ）、時間増分Ｔ（ｉｎｃ）を含むことが好ましくてもよく、それらについては、必要に応じて、および、より自動的な動作モードで臨床的介入が不必要であってもよいように使用することができる、複数の異なる事前設定増分があり得る。また、強制呼吸の１つ以上の１回換気量や呼吸頻度を記憶すること、１つ以上の圧力−容量曲線の勾配を確立して記憶すること、および、患者が自発的に呼吸しようとしていることを示してもよい、圧力降下を人口呼吸が検出することを可能にする、１つ以上の誘起圧力を確立することが、時には望ましいことも分かった。 Also, optionally, it may be preferable to include a predetermined or predetermined pressure change increment or pressure increment P (inc), time increment T (inc), which may be any amount, for which, as required, And there can be multiple different preset increments that can be used so that clinical intervention may be unnecessary in a more automatic mode of operation. It also remembers one or more tidal volumes and breathing frequencies of forced breathing, establishes and stores one or more pressure-volume curve gradients, and the patient is trying to breathe spontaneously it may indicate, allows the pressure drop detected by the ventilator, to establish one or more induced pressure, it was also found sometimes desirable.
さらに任意的に好ましい変化例では、人工呼吸器はまた、コマンドモジュールが、入力デバイスを介してユーザまたは臨床医からそのような初期化設定を受信することができるように、構成されてもよい。そのような設定は、本明細書の他の部分で説明される設定、または、人工呼吸器の使用を改善することができる、任意の他の場合によっては望ましいパラメータを含むことができる。いったん任意の好ましい設定および／またはパラメータがコントローラおよび／またはコマンドルーチンに入力されると、供給ポンプを作動させて、選択された自動プログラムまたは設定あるいは手動で入力されたパラメータおよび設定の制約内で、換気を開始することができる。 In a further optionally preferred variation, the ventilator may also be configured such that the command module can receive such initialization settings from a user or clinician via an input device. Such settings can include settings described elsewhere herein, or any other possibly desirable parameter that can improve the use of the ventilator. Once any preferred settings and / or parameters are entered into the controller and / or command routine, the feed pump is activated and within the selected automatic program or settings or manually entered parameters and settings constraints, Ventilation can be started.
動作中、コマンドモジュールまたはルーチンは、配列中のセンサのうちのいずれかまたは全てをサンプリングし、ポーリングし、あるいは、それらと通信して、患者の実データを測定する。一連のそのようなセンサ測定値は、患者反応や人口呼吸器性能を監視するため、ならびに患者状況および状態に応じて人口呼吸器性能を適合させるために、そのようなデータ要素の配列全体を使用することができるように、サンプリングされてもよい。無制限の例の目的で、集めることができるセンサデータは、任意的に、患者ＳｐＯ ２ 分圧（ＰＰ）または量、患者ｅｔＣＯ２Ｐまたは量、最大呼気流量（ＰＥＦＲ）、呼気終末肺容量（ＥＥＬＶ）、および自発頻度または機械呼吸頻度を含んでもよい。 In operation, the command module or routine samples, polls, or communicates with any or all of the sensors in the array to measure the patient's actual data. A series of such sensor measurements use the entire array of such data elements to monitor patient response and ventilator performance, and to adapt ventilator performance according to patient status and condition It may be sampled so that it can. For the purposes of unlimited examples, sensor data that can be collected are optionally patient SpO 2 partial pressure (PP) or volume, patient etCO2P or volume, maximum expiratory flow (P EFR ), end expiratory lung volume (EELV) And spontaneous frequency or mechanical breathing frequency.
いったん測定またはサンプリングされると、実際の患者データ配列要素は、人工呼吸器性能および患者反応を確認するように、コマンドモジュールによって、記憶したデータのうちのいずれかと比較することができる。さらなる例として、そのような実データは、１つのモデル患者データ配列と比較されてもよい。このようにして、患者が換気に有利に反応しているかどうかを判定することができる。別の例では、患者が換気によく反応している場合、患者のＳｐＯ ２ およびｅｔＣＯ ２ と同等のモデル患者データセットとの比較が容認可能となる。容認可能であれば、制御ルーチンは、真に設定することができるＳｐＯ ２ 目標値およびｅｔＣＯ ２ 目標値等の、フラグまたはブール値を計算または生成することができ、全て順調であると実際の患者測定値が示すことを意味する。容認可能でなければ、警報状態を生成することによって、制御ルーチンがその挙動を修正するか、または臨床的介入を求めることを可能にするように、偽フラグを生成することができる。加えて、制御ルーチンは、換気の吸気および呼気相のある時点中に、圧力センサおよび流量センサにポーリングして最適呼気終末肺容量（ＯＥＥＬＶ）を確認することができ、それは、患者反応および人工呼吸器性能を識別する臨床的に関連するフィードバックを提供することができる。 Once measured or sampled, the actual patient data array elements can be compared with any of the stored data by the command module to confirm ventilator performance and patient response. As a further example, such actual data may be compared to one model patient data sequence. In this way, it can be determined whether the patient is responding favorably to ventilation. In another example, if the patient is well responsive to ventilation, a comparison of the patient's SpO 2 and etCO 2 to an equivalent model patient data set is acceptable. If acceptable, the control routine can calculate or generate flags or Boolean values, such as SpO 2 target values and etCO 2 target values that can be set to true, and the actual patient is all well. Means the measured value indicates. If not acceptable, generating a warning condition can generate a false flag to allow the control routine to modify its behavior or to seek clinical intervention. In addition, the control routine can poll the pressure and flow sensors at some point during the inspiration and expiration phase of ventilation to determine optimal end expiratory lung volume (OEELV), which is a measure of patient response and ventilation. Clinically relevant feedback identifying instrument performance can be provided.
さらに他の任意的に好ましい構成では、人工呼吸器は、不利な患者反応に応じて、その挙動を修正するように構成されてもよい。さらなる例として、ＳｐＯ２が不利であり、ＳｐＯ２目標値が偽であって、それが望ましくない酸素供給を示すと仮定されたい。本明細書の他の部分でさらに詳細に論議されるように、コマンドモジュールは、好ましくは、所望のＳｐＯ２レベルを達成するように、増加または修正した換気調整が保証されることを決定することができる。そのためには、コマンドモジュールは、ポンプの動作、弁の機能、およびおそらく、加圧ガス供給中の供給酸素の濃度を調整し、それにより、圧力増分だけＰ（高）を増加させてもよく、時間増分だけＴ（高）を増加させてもよい。代替案では、代わりに、ＦｉＯ２量を増加または減少させるように、人工呼吸器の種々の動作パラメータを修正することのみが好ましくてもよい。 In yet another optionally preferred configuration, the ventilator may be configured to modify its behavior in response to adverse patient response. As a further example, assume that SpO2 is disadvantageous and the SpO2 target value is false, which indicates an undesirable oxygen supply. As discussed in further detail elsewhere herein, the command module preferably determines that an increased or modified ventilation adjustment is ensured to achieve the desired SpO2 level. it can. To that end, the command module may adjust the pump operation, valve function, and possibly the concentration of the supplied oxygen in the pressurized gas supply, thereby increasing P (high) by a pressure increment, T (high) may be increased by a time increment. In the alternative, it may instead be preferable only to modify various operating parameters of the ventilator to increase or decrease the amount of FiO2.
より好ましくは、患者が順調に反応しており、人工呼吸器支援からの離脱を穏やかに開始することが保証されている状況では、コマンドモジュールは、代わりに、真となる初期離脱値等のフラグまたはブール定数を設定することができ、それは、離脱を開始してもよい人工呼吸器の他のモジュールに通知する働きをすることができる。逆に、患者が、非かん流肺死腔を含む場合がある困難を体験している場合、肺胞組織のリクルートメントを助長するように人工呼吸器の挙動を修正することが有利であってもよい。ある状況では、介入を求める警報信号を生成することが賢明であってもよい。他のあまり困難ではない状況では、リクルートメント過程が賢明であると制御ルーチンモジュールに通知するように、リクルートメントフラグまたはブール値を設定することが望ましくてもよい。この状況では、制御ルーチンは、１つ以上のＰ（ｉｎｃ）だけＰ（高）を増加させるステップ、１つ以上のＴ（ｉｎｃ）だけＴ（高）を増加させるステップ、および／または１つ以上のＴ（ｉｎｃ）だけＴ（低）を増加させるステップを含むことができる、リクルートメントに好適な動作を確立するように、ポンプおよび弁動作を修正することができる。 More preferably, in situations where the patient is responding smoothly and guaranteed to begin gently withdrawing from ventilator assistance, the command module will instead flag it as a true initial withdrawal value, etc. Or a Boolean constant can be set, which can serve to notify other modules of the ventilator that may initiate withdrawal. Conversely, if the patient is experiencing difficulties that may include non-perfused lung dead space, it may be advantageous to modify the ventilator behavior to facilitate alveolar tissue recruitment. Also good. In certain situations, it may be wise to generate an alarm signal for intervention. In other less difficult situations, it may be desirable to set a recruitment flag or Boolean value to notify the control routine module that the recruitment process is sensible. In this situation, the control routine increases P (high) by one or more P (inc), increases T (high) by one or more T (inc), and / or one or more. The pump and valve operation can be modified to establish a suitable operation for recruitment, which can include increasing T (low) by T (inc) of
リクルートメントが示されない場合がある、他の状況では、肺の酸素供給を増加させることが望ましくてもよい。その場合、コントローラまたは計算デバイスは、人工呼吸器の動作に調整を行なってもよく、それにより、酸素供給フラグまたはブール値が真に設定され、それは、センサにポーリングして最大呼気流量を想定することができ、次いで、適切な時間調整が行なわれてもよいように、またはＴ（低）が１つ以上のＴ（ｉｎｃ）だけ減少させられてもよいように、ガス流の減速角度を計算する酸素供給モジュールを起動することができる。 In other situations where recruitment may not be indicated, it may be desirable to increase lung oxygenation. In that case, the controller or computing device may make adjustments to the ventilator's operation so that the oxygen supply flag or Boolean value is set to true, which polls the sensor to assume the maximum expiratory flow. The gas flow deceleration angle can then be calculated so that an appropriate time adjustment may be made or T (low) may be reduced by one or more T (inc) The oxygen supply module can be activated.
さらに他の等しく有用な動作モードでは、人工呼吸器は、肺胞換気アプローチを起動することができ、コマンドモジュールは、自発頻度を機械呼吸頻度と比較し、Ｐ（高）やＴ（高）を確認し、分時換気量（ＭＶ）値を計算し、供給ポンプおよび弁を調整して各Ｔ（ｉｎｃ）およびＰ（ｉｎｃ）だけＴ（高）およびＰ（高）を増加させる。同様に、分時換気量およびリクルートメントモジュールが起動されてもよく、現在使用中のＰ（高）およびＴ（高）の関数としてＭＶが計算され、Ｐ（高）およびＴ（高）に調整が行なわれる。 In yet another equally useful mode of operation, the ventilator can activate the alveolar ventilation approach, and the command module compares the spontaneous frequency with the mechanical respiratory frequency and calculates P (high) or T (high). Confirm, calculate minute ventilation (MV) values, adjust feed pumps and valves to increase T (high) and P (high) by each T (inc) and P (inc). Similarly, the minute ventilation and recruitment module may be activated and MV is calculated as a function of P (high) and T (high) currently in use and adjusted to P (high) and T (high) Is done.
より好都合な患者反応のシナリオでは、初期離脱評価サブモジュールが利用されてもよく、コマンドモジュールまたはコマンドルーチンは、機械呼吸頻度および自発呼吸頻度をサンプリングして、ある速度で自発呼吸が発生していることを確認する。この速度を所定の速度と比較すると、初期離脱評価サブモジュールを採用できるかどうかの分かりやすい兆候が生じる。そうであれば、コマンドルーチンは、無呼吸および多呼吸について検査を行なうことができる。いずれの状態も示されなければ、人工呼吸器を、挿管された患者がより自発的に呼吸しやすくなる、ＡＰＲＶモード等のより好適なモードに切り替えることができる。 In a more favorable patient response scenario, an initial withdrawal assessment sub- module may be utilized, where the command module or command routine samples machine breathing frequency and spontaneous breathing frequency and spontaneous breathing occurs at a certain rate. Make sure. Comparing this speed with a predetermined speed gives an easy-to-understand indication of whether the initial departure assessment submodule can be employed. If so, the command routine can test for apnea and polypnea. If neither state is indicated, the ventilator can be switched to a more suitable mode, such as an APRV mode, that makes it easier for the intubated patient to breathe more spontaneously.
初期人工呼吸器離脱を体験している患者が改善し続けるにつれて、人工呼吸器の別のモードは、離脱モジュールを有効にし、Ｐ（高）が減少させられる一方でＴ（高）が増加させられている間に、自発呼吸および血液ガスレベルは監視され続ける。このようにして、患者は自発呼吸を続けるよう勧められる。 As patients experiencing initial ventilator withdrawal continue to improve, another mode of ventilator enables the withdrawal module and P (high) is decreased while T (high) is increased. While breathing, spontaneous breathing and blood gas levels continue to be monitored. In this way, the patient is encouraged to continue spontaneous breathing.
改善が高まるにつれて、さらなる離脱が保証される。この場合、人工呼吸器は、別のモードで動作し、監視されている実際の患者データと比較して、離脱基準を検討することができる。一式の好適な既定の離脱基準では、ＦｉＯ ２ 閾値、ＳｐＯ ２ 閾値、自発的１回換気量、分時換気量、および気道閉塞圧（Ｐ０．１）が、患者の実際の値と比較される。患者がこれらの基準を満たすことができない場合、離脱は一時的に中断され、さらなる呼吸支援が患者に与えられる。離脱失敗において、制御ルーチンは、Ｐ（高）を増加させ、Ｔ（高）を減少させる。逆に、離脱基準が患者の実際の値によって満たされた場合、コマンドモジュールは、周期的離脱プロトコルを繰り返し開始し、Ｐ（高）は、減少させられて、Ｔ（高）が増加させられる。気道閉塞圧Ｐ０．１は、Ｐ０．１で測定され、経時的に動向化される。モジュールは、自発呼吸中の呼吸作業を評価するために使用される。好ましい実施形態では、これは、本明細書の他の部分で他のモジュールに関連して説明されるように、離脱の影響および結果として生じた呼吸作業を評価するために使用される。 As the improvement increases, further withdrawal is guaranteed. In this case, the ventilator can operate in another mode and review withdrawal criteria compared to the actual patient data being monitored. In a set of preferred default withdrawal criteria , the FiO 2 threshold, SpO 2 threshold, spontaneous tidal volume, minute ventilation, and airway obstruction pressure (P0.1) are compared to the patient's actual values. . If the patient fails to meet these criteria, withdrawal is temporarily interrupted and further breathing assistance is provided to the patient. In a failure to leave, the control routine increases P (high) and decreases T (high). Conversely, if the withdrawal criteria is met by the patient's actual value, the command module starts the periodic withdrawal protocol repeatedly, P (high) is decreased and T (high) is increased. The airway obstruction pressure P0.1 is measured at P0.1 and is trended over time. The module is used to evaluate breathing work during spontaneous breathing. In a preferred embodiment, this is used to assess the impact of withdrawal and the resulting breathing work, as described in relation to other modules elsewhere in this specification.
さらなる例示目的で、患者が改善し続けると仮定すると、コマンドモジュールは、人工呼吸器の動作を再度変更し、持続的気道陽圧（ＣＰＡＰ）閾値に到達するまでＰ（高）を監視し、それがＣＰＡＰサブモジュールへの人工呼吸器の動作の別の変換を可能にする。このサブモジュールは、患者にとってさらにいっそう快適であり、人工呼吸器への依存を低減する。さらなる改善が発現されるにつれて、コマンドモジュールは、抜管閾値圧力に到達するまでＣＰＡＰ圧力を徐々に低減し始める。また、任意的に、ＣＰＡＰおよび他の動作モード中に、人工呼吸器の使用に関与する管類のガスネットワークまたは回路を通して呼吸する時に遭遇する摩擦損失を克服するほどに人工呼吸器支援を強化する、自動管補正圧力またはＡＴＣ圧量を、コントローラが組み込むことを可能にすることが、好ましくてもよい。 For further illustrative purposes, assuming that the patient continues to improve, the command module changes the ventilator behavior again and monitors P (high) until the continuous positive airway pressure (CPAP) threshold is reached, which Allows another conversion of ventilator operation to the CPAP sub-module . This sub-module is even more comfortable for the patient and reduces reliance on the ventilator. As further improvements are developed, the command module begins to gradually reduce the CPAP pressure until the extubation threshold pressure is reached. Also, optionally, during CPAP and other modes of operation, ventilator support is enhanced to overcome the friction loss encountered when breathing through the tubing gas network or circuit involved in ventilator use. It may be preferable to allow the controller to incorporate an automatic tube correction pressure or ATC pressure amount.
動作中、本発明の実施形態のうちのいずれか、ならびにその修正、変化例、および代替的配設を使用して、人工呼吸器の種々の使用方法が可能である。本明細書の他の部分で説明される、本発明の人工呼吸器の物理的構成のうちのいずれかを使用して、１つの使用方法は、入力デバイスを介して、（ｉ）自動初期化設定、および（ｉｉ）（ａ）呼吸終末陽圧量、（ｂ）ＳｐＯ ２ 量、（ｃ）ｅｔＣＯ ２ 量、（ｄ）ＦｉＯ ２ 量、（ｅ）高圧、（ｆ）低圧、（ｇ）高時間、（ｈ）低時間、（ｉ）圧力増分、（ｊ）時間増分、（ｋ）１回換気量、（ｌ）呼吸頻度、（ｍ）圧力−容量勾配、（ｎ）誘起圧力、および（ｏ）ＦｉＯ ２ 閾値、ＳｐＯ ２ 閾値、自発的１回換気量、分時換気量、および気道閉塞圧（Ｐ０．１）のうちの少なくとも１つを含む既定の離脱基準、のうちの少なくとも１つを含む、設定を入力するステップを伴う。 In operation, various uses of the ventilator are possible using any of the embodiments of the present invention, as well as modifications, variations, and alternative arrangements thereof. Using any of the physical configurations of the ventilator of the present invention described elsewhere herein, one method of use is via an input device: (i) automatic initialization Settings and (ii) (a) positive end-tidal pressure, (b) SpO 2 quantity, (c) etCO 2 quantity, (d) FiO 2 quantity, (e) high pressure, (f) low pressure, (g) high Time, (h) low time, (i) pressure increment, (j) time increment, (k) tidal volume, (l) respiratory frequency, (m) pressure-volume gradient, (n) induced pressure, and ( o) At least one of predefined withdrawal criteria including at least one of FiO 2 threshold, SpO 2 threshold, spontaneous tidal volume, minute ventilation, and airway obstruction pressure (P0.1). With the step of entering settings, including
次に、コマンドルーチンは、入力デバイスを介して臨床医から設定を受信し、供給ポンプを作動させるようにコントローラに命令する。このことは、患者への呼吸補助を開始し、それにより、ガス回路は、ＦｉＯ２量、高圧および低圧、ならびに高時間および低時間のうちの１つずつを使用して、患者と通信する。患者の実データ配列要素は、複数のセンサと通信するためにコマンドルーチンを使用することによって測定される。（ｉ）患者ＳｐＯ２量、（ｉｉ）患者ｅｔＣＯ２量、（ｉｉｉ）最大呼気流量、（ｉｖ）呼気終末肺容量、および（ｖ）自発呼吸頻度のうちの少なくとも１つの測定値が得られる。 The command routine then receives settings from the clinician via the input device and instructs the controller to activate the delivery pump. This initiates breathing assistance to the patient, whereby the gas circuit communicates with the patient using one of FiO 2 quantity, high pressure and low pressure, and high time and low time each. The actual patient data array element is measured by using a command routine to communicate with multiple sensors. Measurements of at least one of (i) patient SpO2 amount, (ii) patient etCO2 amount, (iii) maximum expiratory flow rate, (iv) end expiratory lung volume, and (v) spontaneous breathing frequency are obtained.
コマンドルーチンは、患者の実データ配列を、設定のうちの少なくとも１つと比較して、ＳｐＯ２目標値、ｅｔＣＯ２目標値、および最適呼気終末肺容量のうちの少なくとも１つを計算し、それらの値は、患者が最初に離脱されるべきか、リクルートメントおよび増加した酸素供給を受けるべきか、または不変状態の換気で維持されるべきかを判定するために使用される。 The command routine compares the patient's actual data array with at least one of the settings to calculate at least one of the SpO2 target value, etCO2 target value, and optimal end-expiratory lung volume, which values are Used to determine whether the patient should be initially withdrawn, should receive recruitment and increased oxygen supply, or be maintained with unchanged ventilation.
患者が改善しつつある場合、患者の実データ配列要素のうちの少なくとも１つを測定し、かつ既定の離脱基準と比較してフラグまたはブール離脱値を真に設定するステップが保証される（患者が離脱試験に不合格ではなかったことを意味する）。合格した場合、１つ以上の圧力増分だけＰ（高）を減少させるように供給ポンプおよび複数の弁のうちの少なくとも１つを調整することによって、周期的離脱が開始される。 (Patient case, the at least one measure, and a step of setting a predetermined flag or Boolean withdrawal values compared with withdrawal criteria true is assured of the actual data array element of patients with improvement of a patient Has not failed the withdrawal test). If successful, periodic disengagement is initiated by adjusting at least one of the feed pump and the plurality of valves to reduce P (high) by one or more pressure increments.
また、さらに人工呼吸器支援を減少させるために、Ｔ（高）は、徐々に増加させられ、Ｐ（高）は、ＣＰＡＰ閾値に到達するまで徐々に減少させられ、その後、人工呼吸器は、ＣＰＡＰモードに切り替えられ、その場合、ＣＰＡＰ圧力は、抜管閾値圧力に到達するまで減少させられてもよく、その後、患者は人口呼吸器から外されてもよい。 Also, to further reduce ventilator support, T (high) is gradually increased and P (high) is gradually decreased until the CPAP threshold is reached, after which the ventilator Switch to CPAP mode, in which case the CPAP pressure may be reduced until the extubation threshold pressure is reached, after which the patient may be removed from the artificial respirator.
他の任意的に好ましい新規の実施形態では、監視デバイス、センサ、コンピュータ、または計算デバイスのうちのいずれかが、無線で、またはワイヤで、他の構成要素のうちのいずれかと接続されてもよい。検討された構成要素のうちのいずれかもまた、ネットワーク上で、電話線、送電線、導体、またはケーブルを通して、および／またはインターネット上で、他の構成要素のうちのいずれかと連通していてもよい。本発明の他の代替的に好ましい構成では、常駐ソフトウェアプログラムは、制限するものでは無い例の目的で、別の機能のための多数の特徴を有してもよい。 In other optionally preferred novel embodiments, any of the monitoring device, sensor, computer, or computing device may be connected to any of the other components wirelessly or by wire. . Any of the considered components may also be in communication with any of the other components over the network, through telephone lines, power lines, conductors, or cables, and / or over the Internet. . In another alternatively preferred configuration of the invention, the resident software program may have a number of features for different functions for purposes of non- limiting examples.
より好ましくは、そのような常駐ソフトウェアプログラムおよび／またはプログラムは、周期的に、所定の警報イベントまたは状態等の、ある所定または既定の状態が発生した時に、および／または、異常な、予想外の、または予期された電力測定値が発生した、および／または検出された時に、テキスト、音声、ファクス、および／またはＥメールメッセージによって、検討された情報のうちのいずれかが伝達されることを可能にしてもよい。 More preferably, such resident software programs and / or programs periodically, when certain predetermined or predetermined conditions occur, such as predetermined alarm events or conditions, and / or abnormal, unexpected Or any of the considered information can be communicated by text, voice, fax, and / or email message when an expected power measurement occurs and / or is detected It may be.
種々の好ましく任意的な実施形態のこれらの変化例、修正、および改変は、単独で、または相互に組み合わせて、かつ、当技術分野で既知であり、本明細書でも検討および説明される特徴および要素とともに、使用されてもよく、それらは、以下の発明を実施するための形態を参照することにより、当業者によってより良く理解することができる。
本発明は、例えば、以下を提供する。
（項目１）
臨床医の指導の下で患者の呼吸機能を補助するための人工呼吸器システムであって、
データ回路および複数の弁と供給ポートと排気ポートとを有するガス回路と連通して、加圧ガスを該患者に連通している、供給ポンプおよび制御モジュールであって、該制御モジュールは、該データ回路と連通しているディスプレイと入力デバイスとメモリとを含む、供給ポンプおよび制御モジュールと、
該データ回路と連通しているセンサ配列であって、該排気ポートおよび供給ポートのうちの少なくとも１つと連通している、少なくとも１つのパルス酸素濃度計と、少なくとも１つのカプノメータと、少なくとも１つの圧力センサと、少なくとも１つの流量計とを含む、センサ配列と、
該メモリに常駐するコマンドモジュールであって、該供給ポンプおよび該複数の弁を調整可能に作動させて、ガス回路において少なくとも１つの圧力、体積、及び流量を確立することを該制御モジュールに命令するように動作可能である、コマンドモジュールと、
該メモリに常駐する少なくとも１つの初期化パラメータデータベースであって、該ディスプレイと連通可能であり、かつ、（ａ）呼気終末陽圧、（ｂ）ＳｐＯ ２ 量、（ｃ）ｅｔＣＯ ２ 量、（ｄ）ＦｉＯ ２ 量、（ｅ）高圧、（ｆ）低圧、（ｇ）高時間、（ｈ）低時間、（ｉ）圧力増分、（ｊ）時間増分、（ｋ）１回換気量、（ｌ）機械呼吸頻度、（ｍ）圧力−容量勾配、（ｎ）閾値圧力、および（ｏ）閉塞圧を含む少なくとも１つのモデル患者データ配列要素を記憶する、初期化パラメータデータベースと、
を備え、
該コマンドモジュールは、該センサ配列要素と連通して、（ｉ）患者ＳｐＯ ２ 量、（ｉｉ）患者ｅｔＣＯ ２ 量、（ｉｉｉ）最大呼気流量、（ｉｖ）呼気終末肺容量、および（ｖ）自発呼吸頻度のうちの少なくとも１つの患者の実データ配列要素を測定し、
該コマンドモジュールは、該患者の実データ配列を該少なくとも１つのモデル患者データ配列と比較し、該供給ポンプを調整して、該少なくとも１つのモデル患者データ配列であるＳｐＯ ２ 目標値、ｅｔＣＯ ２ 目標値、および最適呼気終末肺容量の少なくとも一つを達成する、人工呼吸器システム。
（項目２）
前記患者ＳｐＯ ２ 量が前記ＳｐＯ ２ 目標値未満である場合に、前記コマンドモジュールは、前記センサ配列と連通し、前記患者の実データ配列を確認して、高圧を確認し、
該高圧が高圧閾値以上であるときに、該コマンドモジュールはＦｉＯ ２ 値を判定し、（ａ）該ＦｉＯ２値がＦｉＯ ２ 閾値以上であるときに、前記制御モジュールが、圧力増分だけ前記高圧を増加させるように、および時間増分だけ前記高時間を増加させるように、前記供給ポンプおよび前記複数の弁のうちの少なくとも１つを調整し、および（ｂ）該ＦｉＯ ２ 値が該ＦｉＯ ２ 閾値未満であるときに、該制御モジュールが、該ＦｉＯ ２ 量を増加させるように、該供給ポンプおよび該複数の弁のうちの少なくとも１つを調整する、項目１に記載の人工呼吸器システム。
（項目３）
前記患者ＳｐＯ ２ 量が前記ＳｐＯ ２ 目標値以上である場合に、前記コマンドモジュールは、前記センサ配列と連通し、前記患者の実データ配列を確認して、ＦｉＯ ２ 値を確認し、
（ａ）該ＦｉＯ ２ 値がＦｉＯ ２ 閾値以上であるときに、該コマンドモジュールは、前記供給ポンプおよび前記複数の弁のうちの少なくとも１つを調整して該ＦｉＯ ２ 量を減少させることを前記制御モンジュールに命令し、および（ｂ）該ＦｉＯ ２ 値が該ＦｉＯ ２ 閾値未満であるときに、該コマンドモジュールは初期離脱値を真値を示すように設定する、項目１に記載の人工呼吸器システム。
（項目４）
前記患者ＳｐＯ ２ 量が前記ＳｐＯ ２
目標値未満である場合に、前記コマンドモジュールは、前記センサ配列と連通し、前記患者の実データ配列を確認して、リクルートメント値が真値または偽値のいずれを示すかを判定し、
該リクルートメント値が、（ｉ）真値を示すときに、前記制御モジュールは臨床医警報信号を生成し、（ｉｉ）偽値を示すときに、該制御モジュールは、（ａ）圧力増分だけ前記高圧を増加させ、（ｂ）時間増分だけ前記高時間を増加させ、および（ｃ）別の時間増分だけ前記低時間を調整するために、前記供給ポンプおよび前記複数の弁のうちの少なくとも１つを調整する、項目１に記載の人工呼吸器システム。
（項目５）
前記患者ＳｐＯ ２ 量が前記ＳｐＯ ２ 目標値未満である場合に、前記コマンドモジュールは、前記センサ配列と連通し、前記患者の実データ配列を確認して、最適呼気終末肺容量値を計算し、
該最適呼気終末肺容量値が、（ａ）最適呼気終末肺容量閾値以上である場合に、該コマンドモジュールは、酸素供給値を真値を示すように設定し、（ｂ）最適呼気終末肺容量閾値未満である場合に、該コマンドモジュールは、（ｉ）該センサ配列にポーリングして、前記最大呼気流量を測定し、ガス流の打切りを測定し、かつガス流の減速角度を計算して前記時間増分のうちの１つを選択し、（ｉｉ）リクルートメント値を真値を示すように設定し、および（ｉｉｉ）前記供給ポンプおよび前記複数の弁のうちの少なくとも１つを調整して、該選択した時間増分を適用することによって前記低時間を減少させることを前記制御モジュールに命令する、項目１に記載の人工呼吸器システム。
（項目６）
前記患者ｅｔＣＯ ２ 量が前記ｅｔＣＯ ２ 目標値未満であり、前記自発呼吸頻度が機械呼吸頻度未満であり、前記高時間が高時間閾値未満である場合に、前記高圧が判定され、
該高圧が、（ａ）高圧閾値未満であると判定された場合に、前記コマンドモジュールは、少なくとも１つのそれぞれの時間増分および圧力増分だけ、該高時間および該高圧のうちの少なくとも１つを増加させることによって、前記供給ポンプおよび前記複数の弁のうちの少なくとも１つを調整することを前記制御モジュールに命令し、（ｂ）該高圧閾値以上であると判定された場合に、該コマンドモジュールは、少なくとも１つのそれぞれの時間増分だけ、該高時間のうちの少なくとも１つを増加させることによって、該供給ポンプおよび前記複数の弁のうちの少なくとも１つを調整することを該制御モジュールに命令する、項目１に記載の人工呼吸器システム。
（項目７）
前記患者ｅｔＣＯ ２ 量が前記ｅｔＣＯ ２ 目標値未満であり、前記自発呼吸頻度が機械呼吸頻度以上であり、前記高時間値が高時間閾値以上である場合に、前記高圧が判定され、
前記高圧が、（ａ）高圧閾値以上であると判定された場合に、前記コマンドモジュールは、リクルートメント値を真値を示すように設定するように、および少なくとも１つのそれぞれの時間増分だけ該高時間を変更することによって、前記供給ポンプおよび前記複数の弁のうちの少なくとも１つを調整することを前記制御モジュールに命令し、（ｂ）高圧閾値未満であると判定された場合に、該コマンドモジュールは、少なくとも１つのそれぞれの時間増分および圧力増分だけ、該高時間を減少させ、該高圧を増加させることによって、該供給ポンプおよび該複数の弁のうちの少なくとも１つを調整するために該制御モジュールに命令する、項目１に記載の人工呼吸器システム。
（項目８）
前記制御モジュールは、前記患者ｅｔＣＯ ２ 量が前記ｅｔＣＯ ２ 目標値以上であると検出し、前記コマンドモジュールは、自発呼吸頻度を確認するようにサンプリングし、
（ａ）該自発呼吸頻度が、自発呼吸頻度閾値未満であるときに、該コマンドモジュールは、多呼吸値を確認し、該多呼吸目標値が真値を示す場合に、該コマンドモジュールは、換気値を真値を示すように設定することが可能であり、
（ｂ）該自発呼吸頻度が、自発呼吸頻度閾値以上であるときに、該コマンドモジュールは、無呼吸値を確認し、（ｉ）該無呼吸値が、真値を示すときに、該コマンドモジュールが換気値を真値を示すように設定することを可能にし、（ｉｉ）該無呼吸値が、偽値を示すときに、該コマンドモジュールは、気道圧解放換気離脱値を真値を示すように設定することが可能である、項目１に記載の人工呼吸器システム。
（項目９）
前記制御モジュールは、前記患者ｅｔＣＯ ２ 量が前記ｅｔＣＯ ２ 目標値以上であると検出し、前記コマンドモジュールは、前記高圧をサンプリングし、高圧値を設定し、前記自発呼吸頻度をサンプリングし、
該コマンドモジュールが、該自発頻度が自発頻度閾値以上であり、かつ、該高圧値が高圧閾値以上であると検出する場合に、該コマンドモジュールは、前記供給ポンプおよび前記複数の弁のうちの少なくとも１つを調整して、圧力増分だけ該高圧を減少させるため、および時間増分だけ前記高時間を増加させることを該制御モジュールに命令することによって離脱を開始させる、項目１に記載の人工呼吸器システム。
（項目１０）
ＦｉＯ ２ 閾値、ＳｐＯ ２ 閾値、自発的１回換気量、分時換気量、および気道閉塞圧を確立する、既定の離脱失敗基準をさらに含む、前記少なくとも１つのモデル患者データ配列をさらに備え、
前記コマンドモジュールは、前記データ回路と連通して、前記センサ配列をサンプリングし、前記患者の実データ配列要素のうちの少なくとも１つを測定し、該要素を該既定の離脱失敗基準と比較して離脱失敗値が真値または偽値のいずれであるかを示すかを判定し、
該コマンドモジュールが、（ａ）該離脱失敗値が該真値を示すときに、該コマンドモジュールは、前記供給ポンプおよび前記複数の弁のうちの少なくとも１つを調整して、圧力増分だけ前記高圧を減少させること、および時間増分だけ前記高時間を増加させることを前記制御モジュールに命令し、（ｂ）該離脱失敗値が該偽値を示すときに、該コマンドモジュールは、該供給ポンプおよび該複数の弁のうちの少なくとも１つを調整して、圧力および時間増分だけ該高圧および高時間を減少させることを該制御モジュールに命令することによって、周期的離脱を繰り返し開始する、項目１に記載の人工呼吸器システム。
（項目１１）
前記コマンドモジュールが別の周期的離脱を開始するたびに、該コマンドモジュールは、持続的気道陽圧閾値に到達するまで前記高圧を確認して、該コマンドモジュールが持続的気道陽圧値を真値を示すように設定することを可能にする、項目１０に記載の人工呼吸器システム。
（項目１２）
既定の持続的気道陽圧と、ＦｉＯ ２ 閾値、ＳｐＯ ２ 閾値、自発的１回換気量、分時換気量、および気道閉塞圧を確立する既定の離脱失敗基準とをさらに含む、前記少なくとも１つのモデル患者データ配列をさらに備え、
前記コマンドモジュールは、前記データ回路と連通して、前記センサ配列をサンプリングし、該患者の実データ配列要素のうちの少なくとも１つを測定し、該要素を該既定の離脱失敗基準と比較して離脱失敗値が真値または偽値のいずれを示すかを判定し、
該コマンドモジュールが、（ａ）該離脱失敗値が該真値を示すと判定するときに、該コマンドモジュールは、前記供給ポンプおよび前記複数の弁のうちの少なくとも１つを調整して該持続的気道陽圧を増加させることを該制御モジュールに命令し、（ｂ）該離脱失敗値が該偽値を示すと判定するときに、該コマンドモジュールは、抜管閾値圧力に到達するまで該持続的気道陽圧を周期的に減少させる、項目１に記載の人工呼吸器システム。
（項目１３）
前記高圧が、（ａ）高圧閾値未満であるときに、前記コマンドモジュールは、前記供給ポンプおよび前記複数の弁のうちの少なくとも１つを調整して、該高圧に基づいて前記持続的気道陽圧を調整することを前記制御モジュールに命令し、（ｂ）該高圧閾値以上であるときに、該コマンドモジュールは、該供給ポンプおよび該複数の弁のうちの少なくとも１つを調整して、気道圧解放換気離脱を調整することを該制御モジュールに命令する、項目１２に記載の人工呼吸器システム。
（項目１４）
肺窮迫症を示す患者を支援する際に臨床医によって使用するための人工呼吸器であって、
データネットワークと電気的にともに連通しているディスプレイと入力デバイスとメモリとを含むコントローラであって、少なくとも２つの弁と、該患者と連通している供給ポートおよび排気ポートとを含む、ガスネットワークと流体連通している加圧ガス源を組み込む、コントローラと、
該データネットワークと連通している複数のセンサであって、該排気ポートおよび供給ポートのうちの少なくとも１つと連通している少なくとも１つの酸素飽和度センサと、少なくとも１つのカプノメータと少なくとも１つの圧力計と少なくとも１つのガス流量計とを含む、複数のセンサと、
該メモリに常駐するコマンドルーチンであって、該加圧ガス源および該弁のうちの少なくとも１つを調整可能に作動させて、該ガスネットワークにおいて少なくとも１つの圧力、体積及び流量を確立するために、該コントローラを駆動するように動作する、コマンドルーチンと、を備え、
該コマンドルーチンは、該臨床医が（ｉ）自動初期化設定、ならびに（ｉｉ）（ａ）呼気終末陽圧量、（ｂ）ＳｐＯ２量、（ｃ）ｅｔＣＯ ２ 量、（ｄ）ＦｉＯ ２ 量、（ｅ）高圧、（ｆ）低圧、（ｇ）高時間、（ｈ）低時間、（ｉ）圧力増分、（ｊ）時間増分、（ｋ）１回換気量、（ｌ）機械呼吸頻度、（ｍ）圧力−容量勾配、（ｎ）閾値圧力、および（ｏ）閉塞圧を含むメモリに記憶されるパラメータの少なくとも１つ、つまり（ｉ）並びに（ｉｉ）、のうちの少なくとも１つを該入力デバイスを介して設定入力するために、該ディスプレイにプロンプトを表示し、
該コマンドルーチンは、該複数のセンサと連通して、（ｉ）患者ＳｐＯ ２ 量、（ｉｉ）患者ｅｔＣＯ ２ 量、（ｉｉｉ）最大呼気流量、（ｉｖ）呼気終末肺容量、および（ｖ）自発呼吸頻度のうちの少なくとも１つの患者の実データ配列要素を測定し、
該コマンドルーチンは、該患者の実データ配列を該設定のうちの少なくとも１つと比較し、該設定のうちの少なくとも１つであるＳｐＯ ２ 目標値、ｅｔＣＯ ２ 目標値、および最適呼気終末肺容量のうちの少なくとも１つを計算する、人工呼吸器。
（項目１５）
前記患者ＳｐＯ ２ 量が前記ＳｐＯ ２ 目標値未満である場合に、前記コマンドルーチンは、前記複数のセンサと連通し、前記患者の実データ配列を確認して、最適呼気終末肺容量値を計算し、
該最適呼気終末肺容量値が、（ａ）最適呼気終末肺容量閾値以上である場合に、該コマンドルーチンは、酸素供給値を真値を示すように設定し、（ｂ）最適呼気終末肺容量閾値未満である場合に、該コマンドルーチンは、（ｉ）該複数のセンサにポーリングして、前記最大呼気流量を測定し、ガス流の打切りを測定し、かつガス流の減速角度を計算して前記時間増分のうちの１つを選択し、（ｉｉ）リクルートメント値を真値を示すように設定し、および（ｉｉｉ）前記加圧ガス源および前記複数の弁のうちの少なくとも１つを調整して、該選択した時間増分を適用することによって前記低時間を減少させることを前記コントローラに命令する、項目１４に記載の人工呼吸器。
（項目１６）
前記患者ｅｔＣＯ ２ 量が前記ｅｔＣＯ ２ 目標値未満であり、前記自発呼吸頻度が機械呼吸頻度未満であり、前記高時間が高時間閾値未満である場合に、前記高圧が判定され、
該高圧が、（ａ）高圧閾値未満であると判定された場合に、前記コマンドモジュールは、少なくとも１つのそれぞれの時間増分および圧力増分だけ、前記高時間および前記高圧のうちの少なくとも１つを増加させることによって、前記供給ポンプおよび前記複数の弁のうちの少なくとも１つを調整することを前記制御モジュールに命令し、（ｂ）該高圧閾値以上であると判定された場合に、該コマンドモジュールは、少なくとも１つのそれぞれの時間増分だけ、該高時間のうちの少なくとも１つを増加させることによって、該供給ポンプおよび該複数の弁のうちの少なくとも１つを調整することを該制御モジュールに命令する、項目１４に記載の人工呼吸器。
（項目１７）
前記患者ｅｔＣＯ ２ 量が前記ｅｔＣＯ ２ 目標値未満であり、前記自発呼吸頻度が機械呼吸頻度以上であり、前記高時間が高時間閾値以上である場合に、前記高圧が判定され、
前記高圧が、（ａ）高圧閾値以上であると判定された場合に、前記コマンドモジュールは、リクルートメント値を真値を示すように設定すること、および少なくとも１つのそれぞれの時間増分だけ該高時間を変更することによって、前記供給ポンプおよび前記複数の弁のうちの少なくとも１つを調整することを前記制御モジュールに命令し、（ｂ）該高圧閾値未満であると判定された場合に、該コマンドモジュールは、少なくとも１つのそれぞれの時間増分および圧力増分だけ、該高時間を減少させ、該高圧を増加させることによって、該供給ポンプおよび該複数の弁のうちの少なくとも１つを調整することを該制御モジュールに命令する、項目１４に記載の人工呼吸器。
（項目１８）
臨床医に呼吸窮迫症を示す患者に換気を行なうための手段であって、
患者に加圧ガスを連通するため、および該患者からガスを排出するための手段と、
情報を表示するための手段、該臨床医から入力を受信するための手段、および情報を記憶するための手段を含む、供給手段を制御するための手段と、
該供給手段によって該患者に連通される該ガスの物理的状態を検出するための複数の手段であって、（ａ）圧力を検出するための少なくとも１つの手段、（ｂ）体積流量を検出するための少なくとも１つの手段、（ｃ）酸素の濃度を検出するための少なくとも１つの手段、および（ｄ）二酸化炭素の濃度を検出するための少なくとも１つの手段とを含む、複数の手段と、
可変加圧体積流量によって該加圧ガスを調整可能に連通するため、および該ガスの該物
理的状態を検出するために、前記制御するための手段に指示するための手段であって、該指示手段は該情報を記憶するための手段に存在する、手段とを備え、
該表示するための手段は、該臨床医に対して、（ｉ）自動初期化設定、ならびに（ｉｉ）（ａ）呼気終末陽圧量、（ｂ）ＳｐＯ ２ 量、（ｃ）ｅｔＣＯ ２ 量、（ｄ）ＦｉＯ ２ 量、（ｅ）高圧、（ｆ）低圧、（ｇ）高時間、（ｈ）低時間、（ｉ）圧力増分、（ｊ）時間増分、（ｋ）１回換気量、（ｌ）機械呼吸頻度、（ｍ）圧力−容量勾配、（ｎ）閾値圧力、および（ｏ）閉塞圧を含む該記憶するための手段内に保持されたパラメータの少なく一つ、つまり（ｉ）ならびに（ｉｉ）のうちの少なくとも１つを設定入力する手段を含み、
該指示するための手段は、該臨床医から該設定を受信し、該供給するための手段を作動させて、該ＦｉＯ ２ 量、該高圧と低圧、該高時間と低時間によって特徴付けられる物理的状態を有する患者への該加圧ガス供給を連通することを該制御するための手段に命令し、
該指示するための手段は、該複数の検出するための手段のうちの１つと連通し、（ｉ）患者ＳｐＯ ２ 量、（ｉｉ）患者ｅｔＣＯ ２ 量、（ｉｉｉ）最大呼気流量、（ｉｖ）呼気終末肺容量、および（ｖ）自発呼吸頻度のうちの少なくとも１つの患者の実データ配列要素を測定し、
該制御するための手段は、該患者の実データ配列を該設定のうちの少なくとも１つと比較し、該設定のうちの少なくとも１つであるＳｐＯ ２ 目標値、ｅｔＣＯ ２ 目標値、および最適呼気終末肺容量のうちの少なくとも１つを計算する、換気を行なうための手段。
（項目１９）
前記患者ｅｔＣＯ ２ 量が前記ｅｔＣＯ ２ 目標値未満であり、前記自発呼吸頻度が機械呼吸頻度未満であり、前記高時間が高時間閾値未満である場合に、前記高圧が判定され、
該高圧が、（ａ）高圧閾値未満であると判定された場合に、前記コマンドモジュールは、少なくとも１つのそれぞれの時間増分および圧力増分だけ、該高時間および該高圧のうちの少なくとも１つを増加させることによって、前記供給ポンプおよび前記複数の弁のうちの少なくとも１つを調整することを前記制御モジュールに命令し、（ｂ）該高圧閾値以上であると判定された場合に、該コマンドモジュールは、少なくとも１つのそれぞれの時間増分だけ、該高時間のうちの少なくとも１つを増加させることによって、該供給ポンプおよび該複数の弁のうちの少なくとも１つを調整することを該制御モジュールに命令する、項目１８に記載の換気を行なうための手段。
（項目２０）
前記患者ｅｔＣＯ ２ 量が前記ｅｔＣＯ ２ 目標値未満であり、前記自発呼吸頻度が受信された機械呼吸頻度以上であり、前記高時間が高時間閾値以上である場合に、前記高圧が判定され、
前記高圧が、（ａ）高圧閾値以上であると判定された場合に、前記コマンドモジュールは、リクルートメント値を真値を示すように設定すること、および少なくとも１つのそれぞれの時間増分だけ該高時間を変更することによって、前記供給ポンプおよび前記複数の弁のうちの少なくとも１つを調整することを前記制御モジュールに命令し、（ｂ）該高圧閾値未満であると判定されたときに、該コマンドモジュールは、少なくとも１つのそれぞれの時間増分および圧力増分だけ、該高時間を減少させ、該高圧を増加させることによって、該供給ポンプおよび該複数の弁のうちの少なくとも１つを調整することを該制御モジュールに命令する、項目１８に記載の換気を行なうための手段。
（項目２１）
（ｉ）自動初期化設定、ならびに（ｉｉ）ＦｉＯ ２ 閾値、ＳｐＯ ２ 閾値、自発的１回換気量、分時換気量、および気道閉塞圧を確立する既定の離脱失敗基準をさらに含む少なくとも１つのパラメータのうちの少なくとも１つをさらに備え、
前記命令するための手段は、前記検出するための手段と連通し、実際の値を測定して、該既定の離脱失敗基準のうちの少なくとも１つと比較して離脱失敗値が真値または偽値のいずれを示すかを判定し、
該命令するための手段が、（ａ）該離脱失敗値が真値を示すと判定するときに、該命令するための手段は、前記供給するための手段を調整して、圧力増分だけ前記高圧を増加させるため、および時間増分だけ前記高時間を減少させるために、前記制御するための手段に指示し、（ｂ）該離脱失敗値が偽値を示すと判定するときに、該命令するための手段は、該供給するための手段を調整して圧力増分だけ該高圧を減少させることを該制御するための手段に命令することによって、周期的離脱を繰り返し開始する、項目１８に記載の換気を行なうための手段。
（項目２２）
前記命令するための手段が別の周期的離脱を開始するたびに、該命令するための手段は、前記高圧を確認し、持続的気道陽圧閾値が検出されるまで前記サイクルを継続して、該命令するための手段が持続的気道陽圧値を真値を示すように設定することを可能にする、項目２１に記載の換気を行なうための手段。
（項目２３）
（ｉ）自動初期化設定、ならびに（ｉｉ）ＦｉＯ ２ 閾値、ＳｐＯ ２ 閾値、自発的１回換気量、分時換気量、および気道閉塞圧を確立する既定の離脱失敗基準をさらに含む少なくとも１つのパラメータのうちの少なくとも１つをさらに備え、
前記命令するための手段は、前記検出するための手段と連通し、実際の値を測定して、該既定の離脱失敗基準のうちの少なくとも１つと比較して離脱失敗値が真値または偽値のいずれを示すかを判定し、
該命令するための手段が、（ａ）該離脱失敗値が真値を示すと判定する場合に、該命令するための手段は、前記供給するための手段を調整して前記持続的気道陽圧を増加させることを前記制御するための手段に指示し、（ｂ）該離脱失敗値が偽値を示すと判定する場合に、該命令するための手段は、抜管閾値圧力に到達するまで該持続的気道陽圧を周期的に減少させる、項目１８に記載の換気を行なうための手段。
These variations, modifications, and alterations of the various preferred and optional embodiments, alone or in combination with each other, and the features known and discussed and described herein in the art. It may be used with the elements, which can be better understood by those skilled in the art by reference to the following detailed description.
For example, the present invention provides the following.
(Item 1)
A ventilator system for assisting a patient's respiratory function under the guidance of a clinician,
A supply pump and control module in communication with the data circuit and a gas circuit having a plurality of valves, a supply port and an exhaust port, and for communicating pressurized gas to the patient, the control module comprising the data A feed pump and control module including a display, an input device and a memory in communication with the circuit;
A sensor arrangement in communication with the data circuit, wherein the sensor is in communication with at least one of the exhaust port and the supply port, at least one pulse oximeter, at least one capnometer, and at least one pressure. A sensor array comprising a sensor and at least one flow meter;
A command module resident in the memory that instructs the control module to adjustably actuate the supply pump and the plurality of valves to establish at least one pressure, volume, and flow rate in a gas circuit A command module that is operable as
At least one initialization parameter database resident in the memory, capable of communicating with the display, and (a) positive end expiratory pressure, (b) SpO 2 amount, (c) etCO 2 amount, (d ) FiO 2 amount, (e) high pressure, (f) low pressure, (g) high time, (h) low time, (i) pressure increment, (j) time increment, (k) tidal volume, (l) An initialization parameter database that stores at least one model patient data array element including machine breathing frequency, (m) pressure-volume gradient, (n) threshold pressure, and (o) occlusion pressure;
With
The command module communicates with the sensor array element to: (i) patient SpO 2 quantity, (ii) patient etCO 2 quantity, (iii) maximum expiratory flow, (iv) end expiratory lung volume, and (v) spontaneous Measuring at least one patient actual data array element of respiratory frequency;
The command module compares the patient's actual data array with the at least one model patient data array and adjusts the delivery pump to provide the SpO 2 target value, etCO 2 target, which is the at least one model patient data array. A ventilator system that achieves at least one of a value and an optimal end expiratory lung volume.
(Item 2)
When the patient SpO 2 amount is less than the SpO 2 target value, the command module communicates with the sensor array, checks the patient's actual data array, checks the high pressure,
The command module determines a FiO 2 value when the high pressure is greater than or equal to a high pressure threshold, and (a) when the FiO 2 value is greater than or equal to the FiO 2 threshold, the control module increases the high pressure by a pressure increment. Adjust at least one of the feed pump and the plurality of valves to increase and increase the high time by a time increment, and (b) the FiO 2 value is less than the FiO 2 threshold The ventilator system of claim 1, wherein the control module adjusts at least one of the supply pump and the plurality of valves to increase the amount of FiO 2 .
(Item 3)
If the patient SpO 2 amount is greater than or equal to the SpO 2 target value, the command module communicates with the sensor array, checks the patient's actual data array, and checks the FiO 2 value;
(A) when the FiO 2 value is greater than or equal to a FiO 2 threshold, the command module adjusts at least one of the supply pump and the plurality of valves to reduce the FiO 2 amount; The artificial respiration according to item 1, wherein the command module sets an initial withdrawal value to indicate a true value when commanding a control module and (b) when the FiO 2 value is less than the FiO 2 threshold. System.
(Item 4)
The patient SpO 2 amount is equal to the SpO 2
If less than a target value, the command module communicates with the sensor array and checks the patient's actual data array to determine whether the recruitment value indicates a true value or a false value;
When the recruitment value indicates (i) a true value, the control module generates a clinician alert signal, and (ii) when it indicates a false value, the control module (a) At least one of the supply pump and the plurality of valves to increase high pressure, (b) increase the high time by a time increment, and (c) adjust the low time by another time increment. The ventilator system according to item 1, wherein the ventilator system is adjusted.
(Item 5)
If the patient SpO 2 amount is less than the SpO 2 target value, the command module communicates with the sensor array, checks the patient's actual data array, and calculates an optimal end expiratory lung volume value;
If the optimal end expiratory lung volume value is greater than or equal to (a) the optimal end expiratory lung volume threshold, the command module sets the oxygen supply value to indicate a true value, and (b) optimal end expiratory lung volume If less than the threshold, the command module (i) polls the sensor array to measure the maximum expiratory flow, measure gas flow truncation, and calculate a gas flow deceleration angle to Selecting one of the time increments; (ii) setting a recruitment value to indicate a true value; and (iii) adjusting at least one of the supply pump and the plurality of valves; The ventilator system of claim 1, wherein the control module is instructed to reduce the low time by applying the selected time increment.
(Item 6)
The high pressure is determined when the patient etCO 2 amount is less than the etCO 2 target value, the spontaneous breathing frequency is less than a mechanical breathing frequency, and the high time is less than a high time threshold;
If the high pressure is determined to be less than (a) a high pressure threshold, the command module increases at least one of the high time and the high pressure by at least one respective time increment and pressure increment. Commanding the control module to adjust at least one of the supply pump and the plurality of valves, and (b) if determined to be greater than or equal to the high pressure threshold, the command module Instructing the control module to adjust at least one of the supply pump and the plurality of valves by increasing at least one of the high times by at least one respective time increment The ventilator system according to Item 1.
(Item 7)
When the patient etCO 2 amount is less than the etCO 2 target value, the spontaneous breathing frequency is greater than or equal to a mechanical breathing frequency, and the high time value is greater than or equal to a high time threshold, the high pressure is determined;
If it is determined that the high pressure is greater than or equal to (a) a high pressure threshold, the command module sets the recruitment value to indicate a true value and the high by at least one respective time increment. Commanding the control module to adjust at least one of the supply pump and the plurality of valves by changing time; and (b) if determined to be below a high pressure threshold, the command The module adjusts at least one of the supply pump and the plurality of valves by decreasing the high time and increasing the high pressure by at least one respective time increment and pressure increment. The ventilator system of item 1, wherein the ventilator system commands the control module.
(Item 8)
The control module detects that the patient etCO 2 amount is greater than or equal to the etCO 2 target value, the command module samples to confirm spontaneous breathing frequency,
(A) When the spontaneous breathing frequency is less than the spontaneous breathing frequency threshold, the command module confirms the polypnea value, and when the polypnea target value indicates a true value, the command module The value can be set to indicate a true value,
(B) When the spontaneous breathing frequency is equal to or higher than a spontaneous breathing frequency threshold, the command module confirms an apnea value, and (i) when the apnea value indicates a true value, the command module Can set the ventilation value to indicate a true value, and (ii) when the apnea value indicates a false value, the command module causes the airway pressure release ventilation withdrawal value to indicate a true value. The ventilator system according to item 1, wherein the ventilator system can be set as follows.
(Item 9)
The control module detects that the patient etCO 2 amount is greater than or equal to the etCO 2 target value, the command module samples the high pressure, sets a high pressure value, samples the spontaneous breathing frequency,
When the command module detects that the spontaneous frequency is greater than or equal to the spontaneous frequency threshold and the high pressure value is greater than or equal to the high pressure threshold, the command module includes at least one of the supply pump and the plurality of valves. A ventilator according to item 1, wherein one is adjusted to start the withdrawal by instructing the control module to decrease the high pressure by a pressure increment and to increase the high time by a time increment. system.
(Item 10)
Further comprising the at least one model patient data array further comprising a predetermined withdrawal failure criterion establishing a FiO 2 threshold, an SpO 2 threshold, spontaneous tidal volume, minute ventilation, and airway obstruction pressure;
The command module communicates with the data circuit to sample the sensor array, measure at least one of the patient's actual data array elements, and compare the elements to the predetermined leave failure criteria. Determine whether the exit failure value is true or false,
The command module (a) adjusts at least one of the supply pump and the plurality of valves to increase the high pressure by a pressure increment when the withdrawal failure value indicates the true value. And command the control module to increase the high time by a time increment, and (b) when the leave failure value indicates the false value, the command module Item 2. The cyclic disengagement is started repeatedly by instructing the control module to adjust at least one of the plurality of valves to decrease the high pressure and high time by pressure and time increments. Ventilator system.
(Item 11)
Each time the command module initiates another periodic withdrawal, the command module verifies the high pressure until a continuous positive airway pressure threshold is reached, and the command module sets the continuous positive airway pressure value to a true value. A ventilator system according to item 10, which can be set to indicate:
(Item 12)
Said at least one of said at least one further comprising: a predetermined continuous positive airway pressure; and a FiO 2 threshold, an SpO 2 threshold, a spontaneous tidal volume, a minute ventilation, and a predetermined withdrawal failure criterion for establishing airway obstruction pressure A model patient data array,
The command module communicates with the data circuit to sample the sensor array, measure at least one of the patient's actual data array elements, and compare the element to the predetermined leave failure criteria. Determine whether the withdrawal failure value indicates true or false,
When the command module determines that (a) the withdrawal failure value indicates the true value, the command module adjusts at least one of the supply pump and the plurality of valves to maintain the continuous Instructing the control module to increase the positive airway pressure and (b) determining that the withdrawal failure value indicates the false value, the command module determines that the continuous airway until the extubation threshold pressure is reached. Item 2. The ventilator system of item 1, wherein the positive pressure is periodically decreased.
(Item 13)
When the high pressure is (a) less than a high pressure threshold, the command module adjusts at least one of the supply pump and the plurality of valves to determine the continuous positive airway pressure based on the high pressure. And (b) when above the high pressure threshold, the command module adjusts at least one of the supply pump and the plurality of valves to adjust the airway pressure. 13. A ventilator system according to item 12, wherein the control module is instructed to adjust open ventilation withdrawal.
(Item 14)
A ventilator for use by a clinician in assisting a patient presenting with pulmonary distress,
A controller including a display, an input device, and a memory in electrical communication with the data network, the gas network including at least two valves and a supply port and an exhaust port in communication with the patient; A controller incorporating a source of pressurized gas in fluid communication;
A plurality of sensors in communication with the data network, the at least one oxygen saturation sensor in communication with at least one of the exhaust port and the supply port; at least one capnometer and at least one pressure gauge; A plurality of sensors, and at least one gas flow meter;
A command routine resident in the memory for operably actuating at least one of the source of pressurized gas and the valve to establish at least one pressure, volume and flow rate in the gas network; A command routine that operates to drive the controller;
The command routines, the clinical physician (i) automatic initialization setting, and (ii) (a) end-expiratory positive pressure amount, (b) SpO2 weight, (c) ETCO 2 amount, (d) FiO 2 amount, (E) high pressure, (f) low pressure, (g) high time, (h) low time, (i) pressure increment, (j) time increment, (k) tidal volume, (l) machine breathing frequency, ( at least one of the parameters stored in memory including m) pressure-volume gradient, (n) threshold pressure, and (o) occlusion pressure, ie, (i) and (ii) Prompt on the display to enter settings via the device,
The command routine communicates with the plurality of sensors to (i) a patient SpO 2 amount, (ii) a patient etCO 2 amount, (iii) a maximum expiratory flow rate, (iv) an end expiratory lung volume, and (v) a spontaneous Measuring at least one patient actual data array element of respiratory frequency;
The command routine compares the patient's actual data array to at least one of the settings, and at least one of the settings, SpO 2 target value, etCO 2 target value, and optimal end expiratory lung volume. A ventilator that calculates at least one of them.
(Item 15)
If the patient SpO 2 amount is less than the SpO 2 target value, the command routine communicates with the plurality of sensors, confirms the patient's actual data array, and calculates an optimal end expiratory lung volume value. ,
When the optimal end expiratory lung volume value is equal to or greater than (a) the optimal end expiratory lung volume threshold, the command routine sets the oxygen supply value to indicate a true value, and (b) the optimal end expiratory lung volume If less than the threshold, the command routine (i) polls the plurality of sensors to measure the maximum expiratory flow, measure gas flow truncation, and calculate a gas flow deceleration angle. Selecting one of the time increments, (ii) setting a recruitment value to indicate a true value, and (iii) adjusting at least one of the pressurized gas source and the plurality of valves The ventilator of claim 14, wherein the controller is instructed to reduce the low time by applying the selected time increment.
(Item 16)
The high pressure is determined when the patient etCO 2 amount is less than the etCO 2 target value, the spontaneous breathing frequency is less than a mechanical breathing frequency, and the high time is less than a high time threshold;
If the high pressure is determined to be (a) less than a high pressure threshold, the command module increases at least one of the high time and the high pressure by at least one respective time increment and pressure increment. Commanding the control module to adjust at least one of the supply pump and the plurality of valves, and (b) if determined to be greater than or equal to the high pressure threshold, the command module Instructing the control module to adjust at least one of the supply pump and the plurality of valves by increasing at least one of the high times by at least one respective time increment Item 15. The ventilator according to item 14.
(Item 17)
If the patient etCO 2 amount is less than the etCO 2 target value, the spontaneous breathing frequency is greater than or equal to mechanical breathing frequency, and the high time is greater than or equal to a high time threshold, the high pressure is determined,
If it is determined that the high pressure is greater than or equal to (a) a high pressure threshold, the command module sets the recruitment value to indicate a true value and the high time by at least one respective time increment. Commanding the control module to adjust at least one of the supply pump and the plurality of valves by changing (b) the command when determined to be less than the high pressure threshold. The module adjusts at least one of the supply pump and the plurality of valves by decreasing the high time and increasing the high pressure by at least one respective time increment and pressure increment. 15. A ventilator according to item 14, which commands a control module.
(Item 18)
Means for ventilating a patient presenting with respiratory distress to a clinician,
Means for communicating pressurized gas to the patient and for discharging gas from the patient;
Means for controlling the supply means, including means for displaying information, means for receiving input from the clinician, and means for storing information;
A plurality of means for detecting a physical state of the gas communicated to the patient by the supply means, comprising: (a) at least one means for detecting pressure; and (b) detecting volumetric flow rate. A plurality of means, including at least one means for detecting, (c) at least one means for detecting the concentration of oxygen, and (d) at least one means for detecting the concentration of carbon dioxide;
Means for instructing said means for controlling to adjustably communicate said pressurized gas with a variable pressurized volume flow rate and to detect said physical state of said gas, said instructions The means comprises means for residing in the means for storing the information;
The means for displaying is for the clinician to (i) automatic initialization settings, and (ii) (a) positive end expiratory pressure, (b) SpO 2 quantity, (c) etCO 2 quantity, (D) FiO 2 amount, (e) high pressure, (f) low pressure, (g) high time, (h) low time, (i) pressure increment, (j) time increment, (k) tidal volume, ( l) at least one of the parameters held in the means for storing including mechanical breathing frequency, (m) pressure-volume gradient, (n) threshold pressure, and (o) occlusion pressure, i. Means for setting and inputting at least one of (ii),
The means for directing receives the settings from the clinician and activates the means for delivery to provide a physics characterized by the amount of FiO 2 , the high pressure and low pressure, the high time and low time. Instructing the means for controlling to communicate the pressurized gas supply to a patient having a mental condition;
The means for indicating communicates with one of the plurality of means for detecting, (i) a patient SpO 2 amount, (ii) a patient etCO 2 amount, (iii) a maximum exhalation flow rate, (iv) Measuring at least one patient actual data array element of end expiratory lung volume and (v) spontaneous breathing frequency;
The means for controlling compares the patient's actual data array to at least one of the settings, and at least one of the settings is an SpO 2 target value, an etCO 2 target value, and an optimal end-of-expiration end Means for performing ventilation, calculating at least one of the lung volumes.
(Item 19)
The high pressure is determined when the patient etCO 2 amount is less than the etCO 2 target value, the spontaneous breathing frequency is less than a mechanical breathing frequency, and the high time is less than a high time threshold;
If the high pressure is determined to be less than (a) a high pressure threshold, the command module increases at least one of the high time and the high pressure by at least one respective time increment and pressure increment. Commanding the control module to adjust at least one of the supply pump and the plurality of valves, and (b) if determined to be greater than or equal to the high pressure threshold, the command module Instructing the control module to adjust at least one of the supply pump and the plurality of valves by increasing at least one of the high times by at least one respective time increment Means for performing ventilation according to item 18.
(Item 20)
If the patient etCO 2 amount is less than the etCO 2 target value, the spontaneous breathing frequency is greater than or equal to the received mechanical breathing frequency, and the high time is greater than or equal to a high time threshold, the high pressure is determined;
If it is determined that the high pressure is greater than or equal to (a) a high pressure threshold, the command module sets the recruitment value to indicate a true value and the high time by at least one respective time increment. Commanding the control module to adjust at least one of the supply pump and the plurality of valves by changing (b) the command when determined to be less than the high pressure threshold. The module adjusts at least one of the supply pump and the plurality of valves by decreasing the high time and increasing the high pressure by at least one respective time increment and pressure increment. 19. Means for performing ventilation according to item 18, instructing a control module.
(Item 21)
At least one further comprising: (i) automatic initialization settings; and (ii) FiO 2 threshold, SpO 2 threshold, spontaneous tidal volume, minute ventilation, and airway obstruction pressure Further comprising at least one of the parameters;
The means for commanding communicates with the means for detecting to measure an actual value and to determine whether the leave failure value is a true or false value compared to at least one of the predetermined leave failure criteria. Determine which of the
When the means for commanding determines that (a) the detachment failure value indicates a true value, the means for commanding adjusts the means for supplying to increase the high pressure by a pressure increment. Instructing the means for controlling to increase the time and to decrease the high time by a time increment, and (b) to command when determining that the leave failure value represents a false value The ventilation of item 18, wherein the means for repetitively initiating periodic disengagement by instructing the means for controlling to adjust the means for supplying to reduce the high pressure by a pressure increment. Means for doing.
(Item 22)
Each time the means for commanding initiates another periodic departure, the means for commanding confirms the high pressure and continues the cycle until a continuous positive airway pressure threshold is detected, Item 22. The means for performing ventilation according to item 21, wherein the means for commanding allows a continuous positive airway pressure value to be set to indicate a true value.
(Item 23)
At least one further comprising: (i) automatic initialization settings; and (ii) FiO 2 threshold, SpO 2 threshold, spontaneous tidal volume, minute ventilation, and airway obstruction pressure Further comprising at least one of the parameters;
The means for commanding communicates with the means for detecting to measure an actual value and to determine whether the leave failure value is a true or false value compared to at least one of the predetermined leave failure criteria. Determine which of the
If the means for commanding determines that (a) the withdrawal failure value indicates a true value, the means for commanding adjusts the means for supplying to provide the continuous positive airway pressure. Instructing the means for controlling to increase, and (b) determining that the fail-to-leave value indicates a false value, the means for instructing the duration until the extubation threshold pressure is reached. The means for providing ventilation according to item 18, wherein the positive positive airway pressure is periodically reduced.
ここで以下の記載を参照すると、当業者であれば、本発明の人工呼吸器および人工呼吸器システムおよび操作方法の好ましい、任意的な、修正された、および代替的な実施形態は、当業者の知識の範囲内であり、かつ本明細書による説明、請求項の全体を通して例示される、種々の特徴、構成要素、修正、および変化例の全てとの互換性を検討することを理解すべきである。 Referring now to the following description , those skilled in the art will recognize preferred, optional, modified, and alternative embodiments of the ventilator and ventilator system and method of operation of the present invention. It is to be understood that compatibility with all of the various features, components, modifications, and variations that are within the scope of the present invention and that are illustrated throughout the description and claims throughout It is.
この誘導概念を考慮した換気療法を受けている患者と連通している、人工呼吸器および人工呼吸器システムが説明される。人工呼吸器または人工呼吸器システムはまた、好ましくは、陽圧ポートと、任意的に、陰圧ポートとを有する、ガス供給ポンプおよび／または加圧ガス源も含む。ガスポンプまたは源は、陽圧ガスを供給し、また、人工肺または同様の治療法等の非侵襲性陰圧付加のために、陰圧または真空を供給することもできる。本発明の原則によれば、多種多様な市販の人工呼吸器が修正されてもよく、１つのそのようなデバイスは、Ｄｒａｅｇｅｒ Ｍｅｄｉｃａｌ，Ｉｎｃ．（Ｔｅｌｆｏｒｄ，Ｐｅｎｎｓｙｌｖａｎｉａ，ＵＳＡおよびＬｕｂｅｃｋ，Ｇｅｒｍａｎｙ）から入手可能な、モデルＥｖｉｔａＸＬと呼ばれるものを含む。 A ventilator and ventilator system in communication with a patient receiving ventilation therapy considering this guidance concept is described. The ventilator or ventilator system also preferably includes a gas supply pump and / or a pressurized gas source having a positive pressure port and optionally a negative pressure port. The gas pump or source supplies positive pressure gas and can also supply negative pressure or vacuum for non-invasive negative pressure application such as oxygenator or similar therapy. In accordance with the principles of the present invention, a wide variety of commercially available ventilators may be modified, and one such device is described by Draeger Medical, Inc. (Referred to as Model EvitaXL, available from (Telford, Pennsylvania, USA and Lubeck, Germany)).
人工呼吸器はまた、好ましくは、人工呼吸器内および／または人工呼吸器外の電気またはデータ回路あるいはデータネットワークと電気的に連通している、コントローラまたは制御モジュールあるいは計算デバイスも含む。コントローラはまた、好ましくは、ディスプレイも含む。ディスプレイは、コントローラから一方向性信号を受信する従来のデバイスであってもよいが、また、入力デバイスとして使用することができ、キーボード入力デバイスと同様の内蔵キーボードまたはキーパッド等のデータ入力能力も有してもよい、タッチスクリーンディスプレイ等の、任意の数の場合によっては好ましい双方向性デバイスであってもよい。 The ventilator also preferably includes a controller or control module or computing device that is in electrical communication with electrical or data circuits or data networks within and / or outside the ventilator. The controller also preferably includes a display. The display may be a conventional device that receives a unidirectional signal from the controller, but it can also be used as an input device and has a data input capability such as a built-in keyboard or keypad similar to a keyboard input device. Any number of possibly preferred interactive devices may be included, such as a touch screen display.
コントローラまたは計算デバイスはまた、好ましくは、フラッシュドライブ、光学媒体、ハードディスクドライブ、固体ディスクドライブ、ランダムアクセスメモリ、不揮発性メモリ、可撤性記憶デバイス、遠隔インターネットベース記憶デバイス、ネットワークアプライアンス型デバイス、および同等物を含むことができる、メモリまたは記憶能力を含む。 The controller or computing device is also preferably a flash drive, optical media, hard disk drive, solid state disk drive, random access memory, non-volatile memory, removable storage device, remote internet based storage device, network appliance type device, and the like Includes memory or storage capacity, which can include things.
典型的には、ガス供給ポンプまたは加圧ガス源は、管のガス回路またはネットワークを通して、患者に陽圧または陰圧を伝達する。ガスネットワークまたは回路はまた、吸気または供給ポートと、呼気または排気ポートとを含んでもよい。通常は、いくつかの弁も、流量を制御および計測するように含まれ、好ましくは、供給弁と、センサ弁と、排気弁とを含み、その全ては、コマンドモジュールが、換気を開始および停止するよう、および操作中に患者への圧力および流速を制御するよう、弁を自動的に制御および操作してもよいように、データネットワークを介してコントローラと連通する可能性が高い。 Typically, a gas supply pump or pressurized gas source communicates positive or negative pressure to the patient through a gas circuit or network of tubing. The gas network or circuit may also include an intake or supply port and an exhalation or exhaust port. Usually, several valves are also included to control and measure the flow rate, preferably including a supply valve, a sensor valve, and an exhaust valve, all of which the command module starts and stops ventilation. And is likely to communicate with the controller via the data network so that the valve may be automatically controlled and operated to control the pressure and flow rate to the patient during operation.
供給および排気弁はまた、短期間にわたって周期的に閉鎖して、圧力センサが種々の静圧測定値を取得することを可能にするように動作可能であってもよい。加えて、センサ弁は、閉鎖して種々のセンサを圧力回路過渡現象から保護するために、また、強制呼吸支持から増大的支持モードに動作モードを変更することによって、人工呼吸器が患者の改善または再発に自動的に反応しているかもしれない時等に、誤った測定値を防止するように、動作可能であってもよい。 The supply and exhaust valves may also be operable to periodically close over a short period of time to allow the pressure sensor to obtain various static pressure measurements. In addition, the sensor valve closes to protect the various sensors from pressure circuit transients, and by changing the operating mode from forced breathing support to incremental support mode, the ventilator improves patient performance. Or it may be operable to prevent false measurements, such as when it may be automatically reacting to a recurrence.
本明細書の他の部分で説明される、検討された入力デバイスに加えて、肺容量、死腔率、および同等物等の、定量的肺機能情報を伝達するように、本発明の人工呼吸器の動作に組み込むことができる、ある画像診断デバイスがあってもよい。付加的かつ考えられる有用なデバイスはまた、無制限の例の目的で、電子インピーダンス断層撮影デバイス、超音波機器、コンピュータ化された、およびコンピュータ支援の断層撮影デバイス、および、種々の定量的または主観的肺機能画像を可能にしてもよい、他の種類のドップラ画像センサを含んでもよい。 In addition to the discussed input devices described elsewhere herein, the artificial respiration of the present invention to convey quantitative lung function information, such as lung volume, dead space rate, and the like There may be certain diagnostic imaging devices that can be incorporated into the operation of the instrument. Additional and conceivable useful devices are also for purposes of unlimited examples, electronic impedance tomography devices, ultrasound equipment, computerized and computer-aided tomography devices, and various quantitative or subjective pulmonary functional image may allow may include Doppler image image sensor of another type.
種々の種類の任意的に好ましい検出器、センサ、または検出デバイスにもまた、本発明の目的で、体積および質量流量、ならびに、供給ガス、吸気ガス、および呼気ガスの圧力の正確な制御および分析を可能にする有用性があってもよく、それは順に、本明細書の他の部分でさらに詳細に論議されるように、種々の他の静的および動的肺機能パラメータの計算を可能にする。 Various types of optionally preferred detectors, sensors, or detection devices also provide accurate control and analysis of volume and mass flow rates and supply gas, inspiratory gas, and expiratory gas pressures for purposes of the present invention. May in turn enable the calculation of various other static and dynamic lung function parameters, as will be discussed in further detail elsewhere in this specification. .
引き続きこの実施態様について言及すると、一群のセンサを、人工呼吸器および患者に近接して配列することができる。パルス酸素濃度計またはＯ ２ 飽和度センサが、周辺または静脈Ｏ ２ 含有量ＳｐＯ ２ を確認するために周辺で使用されてもよく、カプノグラフィセンサまたはカプノメータまたはＣＯ ２ センサが、呼気終末または周辺ＣＯ ２ 飽和度（ｅｔＣＯ ２ 、ＳｐＣＯ ２ ）を判定するために使用されてもよい。長期仰臥位換気を伴う、ある用途については、いくつかあるパラメータの中で特に、動脈血ガス濃度を監視することも所望されてもよい。これらの場合において、ＰａＯ ２ センサおよび／またはＰａＣＯ ２ センサを使用して、肺動脈Ｏ ２ およびＣＯ ２ レベルを評価するために、中心線カテーテル等の侵襲的方法を使用することができる。 With continued reference to this embodiment , a group of sensors can be arranged in close proximity to the ventilator and the patient. A pulse oximeter or O 2 saturation sensor may be used in the periphery to determine the peripheral or venous O 2 content SpO 2, and a capnography sensor or capnometer or CO 2 sensor is used to detect the end-of-expiration or ambient It may be used to determine CO 2 saturation (etCO 2 , SpCO 2 ). For certain applications involving long-term supine ventilation, it may also be desirable to monitor arterial blood gas concentrations, among other parameters. In these cases, invasive methods such as centerline catheters can be used to assess pulmonary artery O 2 and CO 2 levels using PaO 2 and / or PaCO 2 sensors.
また、任意的に、患者反応を継続的に評価することができるように、種々の気道内圧、体積流量、および質量流量を監視することも好ましい。気道内圧を監視する目的で、気道内圧センサまたは圧力計を、ガスネットワークまたは回路に沿ったいくつかの場所に配置することができ、より好ましくは、患者の挿管部位において、供給および排気ポートに近接して位置付けられる。吸気および呼気ガスの体積流量の監視を可能にするように、気道流量センサを同様に位置付けることができる。ある用途では、付加的な容量肺患者機能源ならびに自発呼吸のために消費される患者作業源となり得る、肺の呼吸サイクル中の胸部の動きの監視を可能にするために、胸部に載置したひずみゲージを採用することが望ましいことが分かっている。 Also, optionally, various airway pressures, volume flow rates, and mass flow rates are preferably monitored so that patient response can be continuously evaluated. For the purpose of monitoring airway pressure, airway pressure sensors or pressure gauges can be placed at several locations along the gas network or circuit, more preferably close to the supply and exhaust ports at the patient's intubation site Is positioned. Airway flow sensors can be similarly positioned to allow monitoring of inspiratory and expiratory gas volume flow. In some applications, placed on the chest to allow monitoring of chest movements during the lung respiratory cycle, which can be an additional volume of lung patient function source as well as a source of patient work consumed for spontaneous breathing. It has been found desirable to employ strain gauges.
人工呼吸器はまた、限定の目的ではなく例示の目的で、初期設定モジュールまたはプロトコル、調整および維持モジュール、および離脱モジュールを含む、３つの主要動作モジュールを含むように、制御モジュールおよび／またはコマンドモジュールも組み込む。最初の人工呼吸器の起動中に、臨床医の入力に基づいて、または所定の一式のパラメータにアクセスすることによって、いくつかの初期パラメータが設定される。ここで、予備初期化ルーチンを説明する。この実施態様では、臨床医がディスプレイまたは入力デバイスに好ましい設定を入力してもよいことが分かる。代替案では、人工呼吸器を動作のために準備させるために、任意の数の可能な所定の自動設定が、全体的または部分的に定義またはカスタマイズされるように、アクセスされ、使用されてもよい。いったん臨床医または自動設定が選択されると、設定は、初期設定モジュールの動作中に種々の他の初期化パラメータに投入される。人工呼吸器の動作が開始すると、コマンドモジュールは、ＯＥＥＬＶサブモジュールまたは評価ルーチンを起動する。 The ventilator also includes a control module and / or a command module to include three main operational modules, including an initialization module or protocol, an adjustment and maintenance module, and a withdrawal module, for purposes of illustration and not limitation. Also incorporate. During initial ventilator activation, several initial parameters are set based on clinician input or by accessing a predetermined set of parameters. Here, the preliminary initialization routine will be described. In this embodiment , it will be appreciated that the clinician may enter preferred settings on the display or input device. Alternatively, any number of possible predefined automatic settings may be accessed and used as defined in whole or in part to customize the ventilator for operation. Good. Once the clinician or automatic settings are selected, the settings are entered into various other initialization parameters during operation of the initialization module. When the ventilator operation begins, the command module activates the OEELV submodule or evaluation routine.
ここで、初期設定モジュールは、最適呼気終末肺容量またはＯＥＥＬＶサブモジュールまたは評価ルーチンを含む。ＯＥＥＬＶサブモジュールは、周期的に、および要求に応じて、肺の閉塞性、および患者の低換気、公称、または過炭酸性状態の関数として、換気範囲を判定する。評価の一部として、ＯＥＥＬＶサブモジュールは、計算的に確認されたＯＥＥＬＶが患者の条件状態に適切な範囲であるかどうかを判定する。無制限の例として、患者に閉塞性肺があり、高範囲の低換気、例えば高炭酸ガス血中濃度を経験している場合、適切な、または所望のＯＥＥＬＶは、約３０％から４０％までの範囲となるべきである。 Here, the initialization module includes an optimal end-expiratory lung volume or OEELV submodule or evaluation routine. The OEELV submodule determines the ventilation range as a function of pulmonary obstruction and the patient's hypoventilation, nominal, or percarbonate status, periodically and on demand. As part of the evaluation, the OEELV sub-module determines whether the computationally confirmed OEELV is in the appropriate range for the patient's condition status. As an unlimited example, if the patient has an obstructive lung and is experiencing a high range of hypoventilation , such as high CO2 blood levels , an appropriate or desired OEELV is about 30% to 40% Should be a range.
計算的に確認されたＯＥＥＬＶがこの範囲より高い場合、Ｔ（低）パラメータは、０．０５秒だけ増加させられる。逆に、計算的に確認されたＯＥＥＬＶが３０％から４０％までの所望の範囲より低い場合、Ｔ（低）パラメータは、適切なＯＥＥＬＶ範囲を達成する目的で低下させられる。このようにして、新規のＯＥＥＬＶモードまたは評価プロトコルは、実際のＯＥＥＬＶサブモジュールの極微調整を達成して、換気された患者Ｐの肺反応の最適な状態調節を刺激することができる。すなわち、Ｔ（低）の０．０５秒の調整は、疾患の様相に最も適したＯＥＥＬＶのゆっくりとした漸進的な最適化を可能にする。本発明の種々の側面の例示および詳説の目的ではあるが、０．０５秒の量または他の時間量が説明されている。しかしながら、この側面で、本発明の原則はまた、時間のさらに漸進的な変化にも好適であり、ミリ秒、ならびに、より小さい、およびより大きい桁を含むことができる。 If the calculated OEELV is above this range, the T (low) parameter is increased by 0.05 seconds. Conversely, if the computationally confirmed OEELV is lower than the desired range of 30% to 40%, the T (low) parameter is lowered in order to achieve a suitable OEELV range. In this way, the new OEELV mode or evaluation protocol can achieve fine tuning of the actual OEELV submodule to stimulate optimal conditioning of the pulmonary response of the ventilated patient P. That is, a 0.05 second adjustment of T (low) allows for a slow gradual optimization of OEELV that is most appropriate for the disease aspect. For purposes of illustration and detail of various aspects of the invention, an amount of 0.05 seconds or other amounts of time have been described. However, in this aspect, the principles of the present invention are also suitable for more gradual changes in time and can include milliseconds and smaller and larger digits.
いったんＴ（低）が設定されると、ＯＥＥＬＶサブモジュールは、一定の期間にわたって制御を放棄し、再度、コマンドモジュールは、制御を再開して、次に、酸素供給サブモジュール、リクルートメントサブモジュール、および換気サブモジュールを含む、調整および維持モジュールを起動する。このモジュールおよびその構成モジュールは、患者の生理的換気および肺反応プロファイルの主要側面を厳密に監視および保護して、最低限の肺損傷の危険性とともに、最大化された回復および離脱を可能にするように構成される、プロトコルを含む。換気確保過程中、少なくとも約９５％のＳｐＯ ２ およびわずか約３４〜４５ｍｍＨｇのｅｔＣＯ ２ の標的または目標が維持されることを確実にするように、患者のＳｐＯ ２ およびｅｔＣＯ ２ は、各ＳｐＯ ２ およびｅｔＣＯ ２ センサを介して継続的に監視される。 Once T (low) is set, the OEELV submodule relinquishes control over a period of time, and again the command module resumes control, then the oxygen supply submodule , the recruitment submodule , And activates the adjustment and maintenance module , including the ventilation submodule . This module and its configuration module closely monitor and protect key aspects of the patient's physiological ventilation and lung response profile to allow for maximal recovery and withdrawal with minimal risk of lung injury Including the protocol. During the ventilation process, the patient's SpO 2 and etCO 2 are each SpO 2 and to ensure that a target or target of at least about 95% SpO 2 and only about 34-45 mmHg etCO 2 is maintained. It is continuously monitored via the etCO 2 sensor.
次に、コマンドモジュールは、酸素供給サブモジュールに制御を渡す。酸素供給サブモジュールが短期間に制御を引き受けると、別名ＦｉＯ ２ パラメータと呼ばれる、部分的吸気Ｏ ２ での必要に応じて、調整が達成されてもよいように、再度、ＳｐＯ ２ が参照される。いったんＦｉＯ ２ に調整が行なわれると、コマンドモジュールは、酸素供給サブモジュールと協働して、Ｐ（高）圧力調整を行なわなければならないか、または初期離脱評価サブモジュールを起動するかどうかを評価する。患者が順調に反応している場合、ならびに、ＦｉＯ ２ およびＳｐＯ ２ 量が好適である場合、制御は、初期離脱モードに移譲され、これは、本明細書の他の部分でさらに詳細に説明される。 Next, the command module to pass control to the oxygen supply submodule. When the oxygen supply submodule assumes control in a short period of time, SpO 2 is again referenced so that adjustments may be achieved as needed with partial inhalation O 2 , also known as FiO 2 parameters. . Once adjustments to FiO 2 have been made, the command module will work with the oxygen supply sub-module to evaluate whether a P (high) pressure adjustment must be made or whether the initial withdrawal assessment sub-module will be activated. To do. If the patient is responding well, and if FiO 2 and Sp 2 O 2 levels are preferred, control is transferred to the initial withdrawal mode, which is described in further detail elsewhere herein. Is done.
代替案では、酸素供給サブモジュールおよびコマンドモジュールは、Ｐ（高）状態を評価する。Ｐ（高）が調整された場合、前述の最適ＯＥＥＬＶサブモジュールを支援するように、ＯＥＥＬＶサブモジュールのもう１つの反復が行なわれる。再度、制御が酸素供給サブモジュールに戻ると、リクルートメントサブモジュールが保証されているか、またはＰ（高）を再び調整しなければならないかどうかを判定するために、再度、Ｐ（高）が評価される。さらなる例示の目的で、リクルートメントサブモジュールが示されていると仮定すると、酸素供給サブモジュールは、コマンドモジュールに制御を譲り渡し、それがリクルートメントサブモジュールを起動する。 In the alternative, the oxygen supply sub-module and the command module evaluate the P (high) state. If P (high) is adjusted, another iteration of the OEELV submodule is performed to support the aforementioned optimal OEELV submodule . Again, when control returns to the oxygen supply submodule , P (high) is again evaluated to determine whether the recruitment submodule is guaranteed or P (high) must be adjusted again. Is done. For purposes of further illustration, assuming that a recruitment submodule is shown, the oxygen supply submodule transfers control to the command module, which activates the recruitment submodule .
リクルートメントサブモジュールは、異なった状況でＰ（高）状態を再評価する。Ｐ（高）が管理不能、例えば４０ｃｍＨ ２ Ｏとなる状況では、即座の介入を達成するように警報信号が発信される。そうでなければ、Ｐ（高）は、患者Ｐの肺の状態調節を改善するように調整され、再度、ＳｐＯ ２ が反復して再検査される一方で、リクルートメントサブモジュールは、ＳｐＯ ２ 値が酸素供給サブモジュールの必要性を示すまで、可能な限り肺表面を増加させ、死腔を低減し、肺胞単位を再膨張させようとする試行を続ける。他の同時実行モードからの情報のフィードバックは、コマンドモジュールによって、フィードバックループ１を介して周期的にサンプリングされてもよく、それは、必要に応じてリクルートメントを中断し、制御を譲渡するか、または患者の生理機能によって必要とされた時に、より重要なモードを起動することができる。例えば、コマンドモジュールが、所望の限度に接近するか、または超えるか、増加したｅｔＣＯ ２ 値を表すか、フィードバックループからの受信情報を検出した場合、換気サブモジュールを起動することができるように、コマンドモジュールによって制御を無効にすることができる。 The recruitment submodule reevaluates the P (high) state in different situations. In situations where P (high) is unmanageable , eg 40 cm H 2 O , an alarm signal is issued to achieve immediate intervention. Otherwise, P (high) is adjusted to improve pulmonary conditioning of the patient P, again, while SpO 2 is to re-test iteration, recruitment submodule, SpO 2 value Continue to attempt to increase lung surface as much as possible, reduce dead space, and re-inflate alveolar units until indicates the need for an oxygen supply submodule . Information feedback from other concurrency modes may be sampled periodically by the command module via feedback loop 1 , which interrupts the recruitment and transfers control if necessary, or More important modes can be activated when required by the patient's physiology. For example, if the command module approaches or exceeds the desired limit, represents an increased etCO 2 value, or detects received information from the feedback loop, the ventilation sub-module can be activated. Control can be disabled by command module.
引き続き前述に関係してコマンダまたはコマンドモジュールが、換気サブモジュールを起動して、実際の、または接近の限度外ｅｔＣＯ ２ 状態を是正する。換気サブモジュールは、呼気終末ＣＯ ２ レベルを再評価し、ＯＥＥＬＶ状態を再評価し、次いで、臨床医または自動設定から取得された設定速度または呼吸頻度値に対して、患者呼吸自発性を評価する。呼吸自発性が設定速度以下にとどまっている場合、肺反応をさらに最適化するために必要に応じて、Ｔ（高）を調整するために、肺胞換気サブモジュールが達成される。 Continuing in connection with the foregoing , the commander or command module activates the ventilation sub-module to correct the actual or out-of-limit etCO 2 condition. The ventilation sub-module re-evaluates end-tidal CO 2 levels, re-evaluates OEELV status, and then assesses patient breathing spontaneity against a set rate or respiratory frequency value obtained from a clinician or automatic setting . If breathing spontaneity remains below a set rate, an alveolar ventilation sub- module is achieved to adjust T (high) as needed to further optimize lung response.
しかしながら、患者が肺の反応性を回復し、呼吸自発性が、制限するものではない例として、設定速度を超えた１５回の自発呼吸の速度まで、設定速度を超えて改善すると、肺胞換気サブモジュールが達成され、それにより、Ｔ（高）、Ｐ（高）が別々に調整され、次いで、Ｐ（高）の低い方の値については組み合わせて調整される。Ｐ（高）の高い方の値については、分時換気量サブモジュールが、Ｖｔを評価して、リクルートメントサブモジュールが保証されているかどうかを判定する。そうでなければ、再度、ＳｐＯ ２ が検証され、Ｔ（高）が調整され、設定速度または呼吸頻度、および評価ワークシートで定義された実際の患者の速度の関数である、多呼吸評価に対して、患者が検査される。他のモードと同様に、コマンダまたはコマンドモジュールは、一連の継続的に監視された変数にわたって最適な肺反応パラメータを維持するよう、制御を即座に獲得することができるように、フィードバックループに関して入ってくる情報についてポーリングし続ける。 However, as the patient recovers pulmonary responsiveness, and breathing spontaneousness is an example that is not a limitation , alveolar ventilation is improved beyond the set rate to a rate of 15 spontaneous breaths that exceeds the set rate. A sub- module is achieved, whereby T (high), P (high) are adjusted separately, and then the lower values of P (high) are adjusted in combination. For the higher value of P (high), the minute ventilation submodule evaluates Vt to determine if the recruitment submodule is warranted. Otherwise, SpO 2 is validated again, T (high) is adjusted, and the polypnea assessment, which is a function of the set speed or respiration frequency, and the actual patient speed as defined in the assessment worksheet The patient is examined. As with the other modes, the commander or command module enters the feedback loop so that control can be obtained immediately to maintain optimal lung response parameters over a series of continuously monitored variables. Continue to poll for incoming information.
ここで、コマンダが、酸素供給サブモジュールをもう一度通過するために、換気サブモジュールから制御を呼び戻し、またはコマンドモジュールが初期離脱評価サブモジュールを起動するために、パラメータが有利に評価されたという仮説的提案による１つの実施態様が注目される。他のモードと同様に、ＦｉＯ ２ 、ＳｐＯ ２ 、ｅｔＣＯ ２ 、呼吸自発性、および起こり得る多呼吸が再評価される。患者が順調に反応すると仮定すると、Ｐ（高）が評価され、保証された場合、呼吸の自発性が無呼吸パラメータに対して比較される。次いで、コマンドモジュールが、強制呼吸制御モードから離れて人工呼吸器を再構成し、補助呼吸モードを起動すると、顕著に改善している患者は、本発明の人工呼吸器のまさしく新規の側面のうちの１つを体験する。
もし、患者が改善していない時、Ｐ（高）及びＴ（高）が調整され、コマンドモジュールは再び離脱評価サブモジュールを起動してＦｉＯ ２ 、ＳｐＯ ２ 、ｅｔＣＯ ２ 及び自発呼吸性を再評価する。
Here, it is hypothesized that the parameters were advantageously evaluated in order for the commander to recall control from the ventilation submodule to pass through the oxygen supply submodule again, or for the command module to activate the initial withdrawal assessment submodule. One embodiment of the proposal is noted. As with other modes, FiO 2, SpO 2, etCO 2, respiratory spontaneity, and possible tachypnea it is re-evaluated. Assuming that the patient responds well, P (high) is evaluated and, if warranted, the spontaneous breathing is compared against the apnea parameters. If the command module then reconfigures the ventilator away from the mandatory breath control mode and activates the assisted breathing mode, the patient who has improved significantly will be among the very new aspects of the ventilator of the present invention. Experience one of the following.
If, when the patient is not improved, the adjusted P (high) and T (high) is the command module reevaluates the FiO 2, SpO 2, etCO 2 and spontaneous respiratory start withdrawal evaluation sub-module again To do.
当業者であれば、コマンドモジュールが、回復期の肺の患者にとってさらにいっそう快適となり得る、気道陽圧解放換気またはＡＰＲＶサブモジュールを起動することを理解するであろう。ここでも、ＡＰＲＶサブモジュールは、患者の肺の状態調節を再検証し、Ｐ（高）を検査する。しかしながら、他のモジュールとは違って、ＡＰＲＶサブモジュールは、本明細書では離脱基準と呼ばれる、新しいパラメータ評価を制定する。これらの基準は、より厳密な一連の危機的な肺の生理状態に対して、患者を評価して、換気動作モードの実質的にあまり漸進的ではない変化の追加負担に、被験者が耐えられることを確実にする。コマンドモジュールが動作の強制呼吸モードを中断する前に、患者は基準に合格しなければならない。患者が離脱基準に不合格である場合、コマンドモジュールは、初期離脱サブモジュールを再起動し、または、フィードバックループがコマンドモジュールに、より緊急の要件を警告する場合は、別のモジュールに再起動する。 Those skilled in the art, the command module further can be a more comfortable for the patient's lungs convalescent, will appreciate that starting the positive airway pressure release ventilation or APRV submodule. Again, the APRV submodule revalidates the patient's lung conditioning and examines P (high). However, unlike other modules , the APRV submodule establishes a new parameter estimate, referred to herein as a departure criterion . These criteria evaluate the patient against a more stringent set of critical pulmonary physiology, and allow the subject to withstand the added burden of a substantially less gradual change in ventilation mode of operation. Make sure. The patient must pass the criteria before the command module interrupts the forced breathing mode of operation. If the patient is rejected to withdrawal criteria, command module, and restart the initial withdrawal submodule, or feedback loop to the command module, to warn a more urgent requirement to restart another module .
しかしながら、離脱基準が満たされたと仮定すると、患者は、人工呼吸器およびそのシステムによって誘発されている圧力−容量勾配プロファイルのより大きな変化に耐えることができると見なされる。したがって、ＡＰＲＶサブモジュールは、付加的な調整を達成して、人工呼吸器の強制呼吸様相への患者の依存を離脱させる、または低減する。この離脱過程および再評価は、患者がよく耐えるならば、Ｐ（高）がわずか２０ｃｍ水柱の圧力以下になるまで、反復し続ける。この時点で、患者は順調に回復しており、フィードバックループとは対照的に、重要な兆候がなく、再度、コマンドモジュールは、人工呼吸器の動作プロファイルを完全に再構成する。 However, assuming that the withdrawal criteria are met, the patient is deemed to be able to withstand greater changes in the pressure-volume gradient profile induced by the ventilator and its system. Thus, the APRV sub-module achieves additional adjustments to disengage or reduce the patient's dependence on the ventilator forced breathing aspect. This withdrawal process and reevaluation will continue to repeat until the patient is well tolerated, until P (high) is below 20 cm water column pressure. At this point, the patient is recovering smoothly and there are no significant signs, as opposed to the feedback loop, and again, the command module completely reconfigures the ventilator's operating profile.
コマンダまたはコマンドモジュールは、最大ＣＰＡＰ補助モードで持続的気道またはＣＰＡＰモードを起動し、それは、人工呼吸器への依存から患者を外す過程を加速する。しかしながら、依然として、患者は、許容肺反応限度からの甚だしい、かつ望ましくない逸脱について、離脱基準に対して評価され続ける。患者の回復が加速するにつれて、ＣＰＡＰサブモジュールは、抜管圧力に到達するまで、補助を減少させる。その後、臨床医が介入し、離脱した患者から抜管する。 The commander or command module activates the continuous airway or CPAP mode in maximum CPAP assist mode, which accelerates the process of removing the patient from ventilator dependence. However, patients continue to be evaluated against withdrawal criteria for severe and undesirable deviations from acceptable pulmonary response limits. As the patient's recovery accelerates, the CPAP submodule reduces assistance until the extubation pressure is reached. Thereafter, the clinician intervenes and extubates from the withdrawn patient.
本発明の人工呼吸器の実施形態のうちのいずれかへの多くの可能な修正の中でも、１つの特に有用な変化例は、ＯＥＥＬＶサブモジュールの改良として組み込むことができる、またはＯＥＥＬＶサブモジュールとともに動作および協動することが可能な独立モードとして含まれてもよい、修正ＯＥＥＬＶサブモジュールを含む。種々の実施形態からは、当業者であれば、本明細書の他の部分で説明されるように、Ｐ（低）／Ｔ（低）サイクル中に入手された要素および基準点情報を使用することによって、ＯＥＥＬＶが導かれることを思い出すことができるであろう。提案され、任意的に好ましいＯＥＥＬＶサブモジュールは、理想的には、換気療法の持続時間にわたって機能し、治療上の患者のＥＥＬＶまたは呼気終末肺容量を継続的に最適化するように動作可能である。 Many Among possible modifications, one particularly useful variation of the any of the embodiments of ventilator of the present invention can be incorporated as an improvement of OEELV submodule, or operate with OEELV submodule And includes a modified OEELV sub-module that may be included as an independent mode that can cooperate. From various embodiments, those skilled in the art will use the element and reference point information obtained during the P (low) / T (low) cycle, as described elsewhere herein. It can be recalled that OEELV is derived . The proposed and optionally preferred OEELV sub-module is ideally functional for the duration of ventilation therapy and is operable to continuously optimize the therapeutic patient's EELV or end-tidal lung volume .
導出されたＯＥＥＬＶは、病状、ならびに、酸素供給サブモジュール、リクルートメントサブモジュール、および換気サブモジュールへの患者の肺の反応性の関数である。病状を訴える患者では、ＯＥＥＬＶサブモジュール０は、Ｔ（低）期間を調整することによってＥＥＬＶを最適化する。好ましくは、ＯＥＥＬＶサブモジュールはまた、確証および誤差検出のために、多重サンプリング、平均化、および種々の統計的方法を経時的に使用することによって、入手した情報を確証する。 Derived OEELV are conditions, and is a function of the reactivity of the lungs of the patient's oxygen supply submodule, recruitment submodule, and the ventilation submodule. For patients complaining of a medical condition, OEELV submodule 0 optimizes EELV by adjusting the T (low) period. Preferably, the OEELV submodule also validates the obtained information by using multiple sampling, averaging, and various statistical methods over time for validation and error detection.
ＯＥＥＬＶの調整は、Ｐ（低）／Ｔ（低）サイクル中に入手された要素ならびに流量および時間の基準点に基づく。Ｐ（低）／Ｔ（低）サイクルによって確立される、流動時間域内の流量および時間の基準点は、Ｐ（低）／Ｔ（低）サイクル中に肺容量で発生する変化を測定および計算するために使用されてもよい。限定の目的ではなく、例およびさらなる例示の目的で、好ましいＯＥＥＬＶサブモジュールは、最大呼気流量（ＰＥＦＲ）、減衰相、および打切り相を測定して、ガス流の減速角度（ＡＤＥＣ）およびガス流の終結を計算し、最適Ｔ（低）調整を決定する。それにより、ＯＥＥＬＶサブモジュールは、患者の最適な実際のＯＥＥＬＶをより正確かつより反応可能に確立し、維持する、これまでは利用不可能であった動的調整を可能にする。 The adjustment of OEELV is based on factors obtained during the P (low) / T (low) cycle and flow and time reference points. Established by the P (low) / T (low) cycle, the flow and time reference points within the flow time zone measure and calculate the changes that occur in lung volume during the P (low) / T (low) cycle. May be used for For purposes of example and further illustration, but not limitation, the preferred OEELV submodule measures the maximum expiratory flow rate (PEFR), the decay phase, and the truncation phase to determine the gas flow deceleration angle (ADEC) and the gas flow Calculate termination and determine optimal T (low) adjustment. Thereby, the OEELV sub-module allows dynamic adjustments that were previously unavailable to establish and maintain the patient's optimal actual OEELV more accurately and more responsively.
当業者は、外挿相が、時間の関数として残留容量および圧力を計算するために使用されてもよいことを、理解するはずである。ＰＥＦＲは、機械呼吸後の胸部の弛緩および反跳によって明らかになる、急速な減圧を表す。減衰相は、減衰エネルギー駆動およびガス流に対する下流抵抗を表す。流動終結相または打切り相は、疾患過程、またはユーザあるいは臨床医によって入力されたパラメータ設定のいずれかの関数として、流動を判定することができる点を確立する。外挿相は、圧力、容量、および時間を判定および計算するために、図式的および／または代数的に使用することができる。 Those skilled in the art, the outer挿相is that may be used to calculate the residual volume and pressure as a function of time, it should be understood. PEFR represents a rapid decompression manifested by chest relaxation and recoil after mechanical breathing. The damping phase represents the damping energy drive and downstream resistance to gas flow. The flow termination or truncation phase establishes a point where flow can be determined as a function of either the disease process or parameter settings entered by the user or clinician. Extrapolation phase can be used graphically and / or algebraically to determine and calculate pressure, volume, and time.
本明細書の他の部分で説明されるように、ＯＥＥＬＶサブモジュールならびにＯＥＥＬＶサブモジュールは、両方とも、最大呼気流およびガス流の打切りを測定し、次いで、理想的なＯＥＥＬＶ値を確立するために順に使用されるＡＤＥＣまたは減速角度を計算するために、この情報を使用することが思い出される。このアプローチにより、打切り点の変化が減速角度を変化させることが観察されるべきである。結果として生じる角度があまり急ではなくなると、結果として生じる観察は、リクルートメントが発生したということである。逆に、角度がさらに急になると、デリクルートメントが示される。 As described elsewhere herein, the OEELV submodule and the OEELV submodule both measure maximum expiratory flow and gas flow truncation, and then establish an ideal OEELV value. It is recalled that this information is used to calculate the ADEC or deceleration angle used in sequence. With this approach, it should be observed that changing the truncation point changes the deceleration angle. If the resulting angle is not too steep, the resulting observation is that recruitment has occurred. Conversely, if the angle gets steeper, a delegation is indicated.
したがって、ＯＥＥＬＶサブモジュールは、Ｐ（高）、Ｐ（低）、Ｔ（高）、またはＴ（低）のうちの少なくとも１つの調整を示唆する。デリクルートメントが検出された場合、Ｐ（高）またはＴ（高）のいずれかが増加させられるべきであり、またはＴ（低）が減少させられるべきであり、またはそれらのなんらかの組み合わせが達成されるべきである。一方で、このようにしてリクルートメントが検出された場合、Ｐ（高）が減少させられるべきであり、Ｔ（高）またはＴ（低）が増加させられるべきであり、またはそれらのなんらかの組み合わせが達成されるべきである。 Thus, the OEELV sub-module suggests adjustment of at least one of P (high), P (low), T (high), or T (low). If a delivery is detected, either P (high) or T (high) should be increased, or T (low) should be decreased, or some combination thereof is achieved Should be. On the other hand, if a recruitment is detected in this way, P (high) should be decreased, T (high) or T (low) should be increased, or any combination thereof Should be achieved.
本発明はまた、本発明の実施形態のうちのいずれかにおいて、リクルートメントサブモジュールの側面をさらに増大させることができる、最適吸気終末肺容量またはＯＥＩＬＶサブモジュールを検討する。革新的な人工呼吸器および換気システムの実施形態のうちのいずれかに対する、この代替変化例では、ＯＥＩＬＶリクルートメントサブモジュールは、任意的に、または好ましくは、必要に応じてコマンドモジュールによって起動される。より好ましくは、ＯＥＩＬＶサブモジュールは、リクルートメントサブモジュールによって起動される。さらに好ましくは、ＯＥＩＬＢサブモジュールが、理想的には、デリクルートメントについて評価し、機械または人工呼吸器の呼吸中に動作中または使用中であるため、ＯＥＩＬＶサブモジュールは、実際のリクルートメント相または吸気加圧外の任意の瞬間に、リクルートメントモードによって起動される。最も好ましくは、ＯＥＩＬＶサブモジュールは、既存のセンサデータを監視して、換気のＰ（高）／Ｔ（高）サイクル中の流量および時間の変化を識別する。 The present invention also contemplates an optimal inspiratory end-tidal volume or OEILV submodule that can further increase aspects of the recruitment submodule in any of the embodiments of the present invention. In this alternative to any of the innovative ventilator and ventilation system embodiments, the OEILV recruitment sub-module is optionally or preferably activated by the command module as needed. . More preferably, the OEILV submodule is activated by the recruitment submodule . More preferably, OEILB submodule, ideally, evaluated for de recruitment, since in operation or in use during breathing machine or ventilator, OEILV submodule actual recruitment phase or It is activated by the recruitment mode at any moment outside the intake air pressurization. Most preferably, the OEILV sub-module monitors existing sensor data to identify changes in flow and time during the P (high) / T (high) cycle of ventilation.
起動されると、ＯＥＩＬＶサブモジュールは、機械呼吸中に経時的に活動中であり、Ｐ（高）／Ｔ（高）サイクルまでの流動時間経過の記録された基準点を入手する。ＯＥＬＩＶサブモジュールは、Ｐ（高）／Ｔ（高）サイクル中の流量および時間の座標格子の変化を識別するために、この入手したデータを使用する。そのような変化が実際に識別された場合、ＯＥＩＬＶサブモジュールは、好ましくは、リクルートメントを開始するように、コマンダまたはコマンドモジュール、リクルートメントサブモジュール、および／またはフィードバックループ上に、メッセージを伝達してもよい。さらに好ましくは、ＯＥＩＬＶサブモジュールはまた、実際の、または見込まれるデリクルートメントをさらに最小化するように、および／または、換気療法の肺の状態および／または患者の反応および状態調節を改善するように、Ｐ（高）および／またはＴ（高）の手動または自動調整を示唆および／または達成してもよい。 When activated, the OEILV sub-module is active over time during mechanical breathing and obtains a recorded reference point for the flow time lapse up to the P (high) / T (high) cycle. The OELIV submodule uses this obtained data to identify changes in the flow and time coordinate grids during the P (High) / T (High) cycle. If such a change has actually been identified, OEILV submodule, preferably, to initiate recruitment, commander, or the command module, recruitment submodule, and / or on the feedback loop, to transmit the message May be. More preferably, OEILV submodule also the actual, or expected de recruitment of such further minimize, and / or, to improve the reaction and conditioning of the state and / or the patient's lungs ventilation therapy In addition, manual or automatic adjustment of P (high) and / or T (high) may be suggested and / or achieved.
リクルートメントサブモジュールの非リクルートメント相では、ＯＥＩＬＶサブモジュールはまた、活動中である時に、好ましくは、Ｐ（高）、Ｔ（高）、または両方を断続的に調整してもよく、および／または、コマンダ、フィードバックループ、および／または推奨された調整の他のサブモジュールに通知してもよく、および／または、保証されていれば臨床的介入を求めるよう、手動または自動的に臨床医に伝達してもよい。Ｐ（高）、Ｔ（高）、または両方における、これらの調整は、時折、断続的に、および／または周期的に適用されてもよく、手動で、通知メッセージを通して、または自動化を通して、達成されてもよい。 In the non-recruitment phase of the recruitment submodule , the OEILV submodule may also preferably adjust P (high), T (high), or both intermittently when active, and / or Alternatively, commanders, feedback loops, and / or other sub-modules of recommended adjustments may be notified and / or the clinician may be manually or automatically requested to seek clinical intervention if warranted. May be communicated. These adjustments at P (high), T (high), or both may be applied from time to time, intermittently and / or periodically and are accomplished manually, through notification messages, or through automation. May be.
任意的に好ましいＯＥＩＬＶサブモジュールのさらなる側面では、ＯＥＩＬＶサブモジュールは、好ましくは、機械呼吸の開始中に発生する抵抗要素、機械呼吸サイクルの変曲または中間点と相関する変曲点、および機械呼吸後の弛緩に対応する弾性要素を組み込んでもよい。ＯＥＩＬＶサブモジュールが、抵抗−弾性遷移点を測定して、弾性の勾配が変化するかどうかを判定することに留意することが重要である。 In a further aspect of the optionally preferred OEILV submodule , the OEILV submodule preferably includes a resistance element that occurs during the onset of mechanical breathing, an inflection point that correlates with an inflection or midpoint of the mechanical breathing cycle, and mechanical breathing. it may incorporate a resilient element corresponding to the relaxation after. It is important to note that the OEILV submodule measures the resistance-elastic transition point to determine if the elastic slope changes.
言い換えれば、弾性要素がデリクルートメントにおいてより急になり、リクルートメントにおいてあまり急ではなくなるかどうかを、問い合せが知ろうとする。当業者であれば、リクルートメントが達成されたか、またはデリクルートメントが発生したかどうかをより正確に識別する、これまでは利用不可能であった手段を可能にすることを理解できるようになるであろう。ここで利用可能となり、本発明の原理による、種々のモードは、多くの考えられる換気療法プロトコル中のリクルートメントおよびデリクルートメントをより良好に管理および緩和するための、より正確でより自動的なシステムを可能にする。 In other words, the elastic element becomes steeper in de recruitment, whether or not becomes less steep in recruitment, and to know the query is. A person skilled in the art will understand that it allows a means that was previously unavailable to more accurately identify whether a recruitment was achieved or a decruitment occurred. Will. Here becomes available, according to the principles of the present invention, various modes, for better management and mitigation recruitment and de-recruitment in ventilation therapy protocol many possible, more automatically more accurate Enable the system.
本発明の人工呼吸器のモードおよび操作方法の実施形態のうちのいずれかでは、任意的に好ましい自発呼吸サブモジュールを使用して、呼吸の自発性をさらに評価することができる。この自発呼吸サブモジュールはさらに、本発明の人工呼吸器の他のモード、モジュール、およびルーチンのうちのいずれかによって起動されてもよい。たとえそうであっても、この自発呼
吸サブモジュールは、任意的に、コマンドモジュール単独を介して、および／または、換気サブモジュールによって、および／または初期離脱評価サブモジュールによって起動されている際に、特別な有用性を見出してもよい。
In any of the ventilator modes and modes of operation embodiments of the present invention, an optional preferred spontaneous breathing sub-module can be used to further assess spontaneous breathing. This spontaneous breathing sub-module may be further activated by any of the other modes, modules, and routines of the ventilator of the present invention. Even so, this spontaneous call
The suction sub-module may optionally find special utility when activated via the command module alone and / or by the ventilation sub-module and / or by the initial withdrawal assessment sub-module .
患者の単位時間当たりの実際の自発呼吸を比較することに加えて、このサブモジュールはまた、好ましくは、自発呼吸の性質を評価および分析して、別名「呼吸の仕事」とも呼ばれる、呼吸努力を同定および定量化してもよい。より好ましくは、自発呼吸サブモジュールは、呼吸仕事に対する離脱の影響を評価する。ひずみゲージのうちの１つ以上等の、本明細書の他の部分で説明されるセンサのうちのいずれかを、動きおよび固体状態を感知および記録するように、患者の胸部に、弾性的に、またはしっかりと付加することができ、または、呼吸に消費される実際の仕事を計算するために使用することができる、付加的なデータ点を獲得するために、同様の能力がある加速度計も使用することができる。 In addition to comparing the actual spontaneous breathing per unit time of the patient, this sub-module also preferably evaluates and analyzes the nature of the spontaneous breathing to determine the respiratory effort, also known as “breathing work”. Identification and quantification may be performed. More preferably, the spontaneous breathing submodule assesses the impact of withdrawal on breathing work. Any of the sensors described elsewhere in this specification, such as one or more of the strain gauges, can be elastically applied to the patient's chest to sense and record movement and solid state. Accelerometers with similar capabilities to obtain additional data points that can be added, or firmly attached, or used to calculate the actual work consumed in breathing Can be used.
そのようなデータ点は、自発呼吸開始相、自発ピーク相最大、および自発終結相に対して相関させることができる。さらに好ましくは、そのようなデータは、換気および初期離脱評価サブモジュール中に発生する自発呼吸評価のうちのいずれか、ならびに任意の他の好適な時間の間に提示することができる。患者の肺の状態調節および反応のこのような付加的な兆候は、患者の真の心肺生理機能をさらに明らかにすることができ、それは、患者抵抗または他の問題により、患者が換気療法から時期尚早に外されるという危険性を低下させることができる。 Such data points can be correlated to the spontaneous breath initiation phase, the spontaneous peak phase maximum, and the spontaneous termination phase. More preferably, such data can be presented during any of the spontaneous breath assessments that occur during the ventilation and early withdrawal assessment sub-modules , as well as any other suitable time. Such additional signs of the patient's lung conditioning and response can further reveal the patient's true cardiopulmonary physiology, which may be due to patient resistance or other problems, It is possible to reduce the risk of being removed early.
引き続き、種々の実施の形態および先行の論議を参照すると、当業者であれば、ある望ましい状況について、本発明はまた、初期酸素供給および換気設定に基づくＡＰＲＶサブモジュールで患者の換気を開始するステップも検討することを理解することができるであろう。次いで、患者は、低侵襲プロファイルで換気療法を開始しながら、人工呼吸器の強制呼吸能力の安全性を有することができる。呼気（Ｐ（低））中のＡＲＰＶ気道内圧は、呼気ガス流速の急速な加速を可能にするために、換気の全体を通して実質的にゼロである。典型的には、吸気ガス中の酸素の分率（ＦｉＯ ２ ）は、最初は、約０．５から１．０まで（すなわち、約５０％から１００％まで）に設定される。吸気（Ｐ（高））中に達成される最高気道内圧は、空隙閉鎖力を克服し、肺容量のリクルートメントを開始するのに十分高くなければならない。Ｐ（高）は、約３５ｃｍＨ ２ Ｏの初期値で好適に初期化されてもよい。 Continuing with reference to the various embodiments and previous discussions, for those skilled in the art, the present invention also includes initiating patient ventilation with the APRV sub-module based on initial oxygen supply and ventilation settings. Will also be able to understand that. The patient can then have the safety of the ventilator's forced breathing capability while initiating ventilation therapy with a minimally invasive profile. The ARPV airway pressure during expiration (P (low)) is substantially zero throughout ventilation to allow for rapid acceleration of the expiration gas flow rate. Typically, the fraction of oxygen in the intake gas (FiO 2 ) is initially set to about 0.5 to 1.0 (ie, about 50% to 100%). The maximum airway pressure achieved during inspiration (P (high)) must be high enough to overcome the void closure force and initiate lung volume recruitment . P (high) may be suitably initialized with an initial value of about 35 cmH 2 O.
代替として、Ｐ（高）は、肺損傷の重症度および種類、またはリクルートメント圧力要件のいずれかに基づいて、確立されてもよい。後者の方法は、吸気ガス中に存在する酸素の分圧に対する、患者の血液中の酸素の分圧に対する比（すなわち、ＰａＯ ２ ／ＦｉＯ ２ であるが、一般的にはＰ／Ｆと略される）。２００ｍｍＨｇ未満である場合に好ましい。このＰ／Ｆ比は好ましくは継続的に監視される。 Alternatively, P (high) may be established based on either the severity and type of lung injury, or recruitment pressure requirements. The latter method is the ratio of the partial pressure of oxygen present in the inspiratory gas to the partial pressure of oxygen in the patient's blood (ie, PaO 2 / FiO 2 , but is generally abbreviated as P / F). ) It is preferable when it is less than 200 mmHg. This P / F ratio is preferably monitored continuously.
肺損傷の重症度および種類が約３５０ｍｍＨｇより大きいＰ／Ｆによって特徴付けられる場合、約２０ｃｍＨ ２ Ｏから２８ｃｍＨ ２ Ｏまでの範囲内のＰ（高）の初期値が、好ましくは確立される。一方で、Ｐ／Ｆ比が約３５０ｍｍＨｇ未満であれば、Ｐ（高）は、好ましくは、約２８ｃｍＨ ２ Ｏから３５ｃｍＨ ２ Ｏまでの範囲内で初期化される。 When the severity and type of lung injury is characterized by a P / F greater than about 350 mmHg, an initial value of P (high) in the range of about 20 cmH 2 O to 28 cmH 2 O is preferably established. On the other hand, if the P / F ratio is less than about 350 mmHg, P (high) is preferably initialized within a range of about 28 cmH 2 O to 35 cmH 2 O.
患者の初期損傷が非肺疾患であり、および／または、肺損傷が間接的性質である場合に起こり得るように、Ｐ／Ｆ比が約２００ｍｍＨｇ以下である状況では、本発明は、約３５ｍｍＨｇから４０ｍｍＨｇまでの値であるが、好ましくは、はっきりと４０ｍｍＨｇを上回らない、Ｐ（高）の確立を検討する。Ｐ（高）が最初に約３５ｃｍＨ ２ Ｏの初期値で確立される場合、いったんＰ／Ｆが約２５０ｍｍＨｇを超えると、Ｐ（高）は、そのような値から低減される。換気の開始もまた、吸気および呼気の時間（持続時間）設定の確立を必要とする。 In situations where the P / F ratio is about 200 mmHg or less, such as can occur when the patient's initial injury is non-pulmonary disease and / or lung injury is an indirect property, Consider the establishment of P (high), which is a value up to 40 mmHg, but preferably does not clearly exceed 40 mmHg. If P (high) is initially established with an initial value of about 35 cmH 2 O, once P / F exceeds about 250 mmHg, P (high) is reduced from such value. The onset of ventilation also requires the establishment of inspiration and expiration time (duration) settings.
最初に、陽圧相の持続時間（Ｔ（高））は、測定したＰａＣＯ２が約６０ｍｍＨｇを上回らない限り、約５．０から約６．０秒までの範囲内の値で確立される。その場合、Ｔ（高）は、より好ましくは、約４．０から５．０秒までの範囲内のより低い初期値に設定される。人工呼吸器解放相の持続時間（Ｔ（低））は、０．５から０．８秒までの範囲内の値で好適に初期化されてもよく、約０．７秒が好ましい初期値である。 Initially, the duration of the positive pressure phase (T (high)) is established at a value in the range of about 5.0 to about 6.0 seconds, as long as the measured PaCO 2 does not exceed about 60 mmHg. In that case, T (high) is more preferably set to a lower initial value in the range of about 4.0 to 5.0 seconds. The duration of the ventilator release phase (T (low)) may be suitably initialized with a value in the range of 0.5 to 0.8 seconds, with about 0.7 seconds being a preferred initial value. is there.
いったんＰ（高）、Ｐ（低）、Ｔ（高）、およびＴ（低）の初期値が確立されると、換気は、反復ＡＰＲＶモードサイクルで継続する。本発明による換気の管理中に、これらのパラメータのうちの１つ以上の初期値は、先行の説明に関連して説明されているように、測定したパラメータに従って再評価され、修正される。 Once the initial values of P (high), P (low), T (high), and T (low) are established, ventilation continues in a repetitive APRV mode cycle. During ventilation management according to the present invention, the initial value of one or more of these parameters is reevaluated and modified according to the measured parameters as described in connection with the preceding description.
本発明による換気の管理では、主な目標は、約５０ｍｍＨｇ以下のレベルで、換気された患者の血液中の二酸化炭素濃度（ＰａＣＯ ２ ）を維持することである。その目的のために、動脈ＰａＣＯ ２ は、継続的に監視されるか、または臨床的に示されるように測定され、人工呼吸器は、以下のように換気を調整するように制御される。換気が開始された後の任意のときに、しかし好ましくは、その直後、または高炭酸症（約５０ｍｍＨｇを上回るＰａＣＯ ２ ）の兆候があれば早急に、Ｔ（低）の設定は、任意的にあるが、好ましくは、点検され、必要であれば再調整される。 In the management of ventilation according to the present invention, the main goal is to maintain the carbon dioxide concentration (PaCO 2 ) in the blood of the ventilated patient at a level below about 50 mmHg. To that end, arterial PaCO 2 is continuously monitored or measured as clinically indicated, and the ventilator is controlled to regulate ventilation as follows. At any time after ventilation has started, but preferably immediately, or as soon as there is an indication of hypercapnia (PaCO 2 above about 50 mmHg), the T (low) setting is optionally Although preferably, it is inspected and readjusted if necessary.
本発明によれば、最適呼気終末肺容量は、呼気ガス流に基づいてＴ（低）を終結させることによる、呼気または解放相の持続時間の漸増によって維持される。そうするために、呼気ガスの流量が、人工呼吸器によって測定され、人工呼吸器のコントローラが解放相の終結を開始する時間に関して点検される。呼気排気弁は、呼気ガスの流量がその絶対最大呼気流量（ＰＥＦＲ）の約２５％から５０％まで減少した時に、解放相Ｔ（低）を終結させるようにガス流追跡及びＣＯＰＤプロセスに基づいて作動されるべきである。その例では、Ｔ（低）は、呼気ガス流量が４０％ＰＥＦＲに減少すると、解放相を終結させるように呼気排気弁を制御することによって終結する。 In accordance with the present invention, optimal end expiratory lung volume is maintained by gradual increase in the duration of the expiratory or release phase by terminating T (low) based on expiratory gas flow. To do so, the flow of exhaled gas is measured by the ventilator and checked with respect to the time at which the ventilator controller begins to terminate the release phase. The expiratory exhaust valve is based on a gas flow tracking and COPD process to terminate the open phase T (low) when the flow of expiratory gas decreases from about 25% to 50% of its absolute maximum expiratory flow (PEFR). Should be operated. In that example, T (low) is terminated by controlling the exhalation exhaust valve to terminate the release phase when the expiratory gas flow is reduced to 40% PEFR.
低炭酸症（約５０ｍｍＨｇ未満のＰａＣＯ ２ ）が存在するとＰａＣＯ ２ の監視が示した場合、Ｐ（高）を実質的に不変状態に維持しながら、Ｔ（高）は、約０．５秒だけ増加させられる。ＰａＣＯ ２ の後続の測定によって示されるように、患者が依然として低炭酸症のままである場合、酸素供給が十分であり、離脱が以下でさらに説明される基準に基づいて禁忌ではない限り、説明される方式での離脱が開始されてもよい。 If monitoring of PaCO 2 indicates the presence of hypocapnia (less than about 50 mmHg PaCO 2 ), T (high) is only about 0.5 seconds while maintaining P (high) substantially unchanged. Increased. As shown by the subsequent measurement of PaCO 2, if it remains in the patient is still hypocapnia, oxygen supply is sufficient, as long as withdrawal not contraindicated on the basis of the criteria described further below, it is described The departure may be started in the manner described above.
しかし、高炭酸症患者は離脱されない。高炭酸症の場合、本発明は、換気パラメータに有意なさらなる調整を行なう前に、呼気流パターンの評価を検討する。この評価は、呼気流対時間のトレース図の自動分析を実行する、人工呼吸器の制御ユニット内に記憶されたソフトウェアプログラムによって容易に実行することができる。正常な呼気流は、解放相の開始からその終結までを通して、略単調に下降し、時期尚早にまたは突然には減退しない流動によって特徴付けられる。対照的に、制限流は、解放相の開始から、ゼロまたは比較的小さい値まで急速に下降する。閉塞流は、持続時間がさらに延長される傾向があり、それを超えて流速がその初期速度から顕著に減退する、変曲点によって特徴付けられる。 However, patients with hypercapnia cannot be withdrawn. In the case of hypercapnia, the present invention considers evaluation of expiratory flow patterns before making further significant adjustments to the ventilation parameters. This evaluation can be easily performed by a software program stored in the ventilator control unit that performs automatic analysis of expiratory flow versus time trace diagrams. Normal expiratory flow is characterized by a flow that declines almost monotonically from the beginning to the end of the release phase and does not decline prematurely or suddenly. In contrast, the restrictive flow drops rapidly from the beginning of the release phase to zero or a relatively small value. Occluded flow is characterized by an inflection point where the duration tends to be further extended beyond which the flow velocity decreases significantly from its initial velocity.
顕著な変曲点を伴うガス流パターンを解析する。呼気流センサによって提供される流量データの分析に基づいて、人工呼吸器の制御ユニットは、Ｐ（低）／Ｔ（低）サイクル中の基準点を判定するようにプログラムされる。Ｐ（低）／Ｔ（低）サイクルによって生成または確立される、流動時間域内の流動および時間の基準点は、Ｐ（低）／Ｔ（低）サイクル中に肺容量において発生する変化を測定および計算するために使用されてもよい。閉塞または制限流が存在すると判定された場合、本発明は、換気パラメータに任意の他の有意な調整を行なう前に、Ｔ（低）を調整するステップを検討する。このことは、２つの代替的方法のうちのいずれか一方に従って行なうことができる。 Analyze gas flow patterns with significant inflection points. Based on the analysis of the flow data provided by the expiratory flow sensor, the ventilator control unit is programmed to determine a reference point during the P (low) / T (low) cycle. Flow and time reference points within the flow time zone, generated or established by the P (low) / T (low) cycle, measure changes occurring in lung volume during the P (low) / T (low) cycle and It may be used to calculate. If it is determined that occlusion or restricted flow is present, the present invention contemplates adjusting T (low) before making any other significant adjustments to the ventilation parameters. This can be done according to one of two alternative methods.
１つの方法は、流動が閉塞性であるか、または制限的であるかに従って、Ｔ（低）を既定値に調整するが、流動が正常であれば、Ｔ（低）がその前値にとどまることを可能にすることである。制限流の場合、Ｔ（低）は、約０．７秒未満に調整されるべきである。一方、閉塞流は、より長い持続時間、好ましくは、約０．７秒を上回るＴ（低）を要求し、１．０〜１．２秒が典型的である。 One method adjusts T (low) to a default value depending on whether the flow is occlusive or restrictive, but if the flow is normal, T (low) remains at its previous value. Is to make it possible. For limited flow, T (low) should be adjusted to less than about 0.7 seconds. On the other hand, occluded flow requires a longer duration, preferably T (low) above about 0.7 seconds, with 1.0-1.2 seconds being typical.
高炭酸症患者の鎮静状態のレベルを早急に評価することが任意的であるが、賢明である。患者の鎮静状態は、患者のＳＡＳ（sedation agitation scale）スコアを判定する従来の臨床技法等の、任意の好適な技法によって評価することができる。ＳＡＳスコア（約２を上回るＳＡＳスコア）または別の方法に基づいて、患者が過度に鎮静状態であると思われる場合は、鎮静状態の低減が検討され、適切であれば開始されるべきである。その後、Ｔ（高）が約０．５秒だけ増加させられ、同時に、Ｐ（高）が約２ｃｍＨ ２ Ｏ増加させられるべきである。これらの調整が患者に効くために十分な時間を許容した後、ＰａＣＯ ２ が再評価されるべきである。患者が高炭酸症のままである場合、再度、Ｔ（高）が約０．５秒だけ増加させられ、同時に、Ｐ（高）が約２ｃｍＨ ２ Ｏ増加させられるべきである。次いで、ＰａＣＯ ２ が再評価され、患者がもはや高炭酸症ではなくなるまで、Ｔ（高）の約０．５秒およびＰ（高）の約２ｃｍＨ ２ Ｏの同時増加が繰り返されるべきである。しかしながら、Ｔ（高）の全持続時間は、最大約１５秒を超えて増加させられるべきではない。 It is optional, but sensible, to assess the sedation level of hypercapnic patients quickly. A patient's sedation can be assessed by any suitable technique, such as conventional clinical techniques for determining a patient's SAS (sedation agitation scale) score. Based on or otherwise (SAS scores greater than about 2) SAS score, if the patient appears to be excessively sedation state, reducing the sedation is considered, should be initiated, if appropriate is there. Thereafter, T (high) should be increased by about 0.5 seconds, while P (high) should be increased by about 2 cmH 2 O. After allowing sufficient time for these adjustments to take effect on the patient, PaCO 2 should be re-evaluated. If the patient remains hypercapnic, again T (high) should be increased by about 0.5 seconds and at the same time P (high) should be increased by about 2 cmH 2 O. The simultaneous increase in T (high) of about 0.5 seconds and P (high) of about 2 cmH 2 O should then be repeated until PaCO 2 is reassessed and the patient is no longer hypercapnic. However, the total duration of T (high) should not be increased beyond a maximum of about 15 seconds.
本発明による酸素供給の管理は、少なくとも約８０ｍｍＨｇ値で、換気された患者の動脈血中の酸素濃度（ＰａＯ ２ ）を維持し、少なくとも９５％で飽和度（ＳａＯ ２ ）を維持する目的で、実行される。好ましくは、ＰａＯ ２ の変動は、約５５ｍｍＨｇから８０ｍｍＨｇの標的範囲内で保たれる。（ＳｐＯ ２ に関して表される、標的範囲は、約０．８８から０．９５であるが、ＰａＯ ２ およびＳｐＯ ２ データが両方とも利用可能である場合、ＰａＯ ２ が優先する。）酸素供給および飽和度の両方が指定された目標を満たすという判定に対応して、約３５のＰ（高）および約０．５のＦｉＯ２で、約９５％の血中酸素飽和度（ＳａＯ ２ ）を維持する目的で、人工呼吸器は、約３０分から１時間毎に約０．５だけ、吸気ガス中の酸素の分率（ＦｉＯ ２ ）を次第に減少させるように制御される。後者の目的を満たすと、前述の換気目標（すなわち、約５０ｍｍＨｇ未満のＰａＣＯ ２ ）が満たされ、離脱が禁忌ではない限り、説明される方式での離脱が開始されてもよい。 Management of oxygen supply according to the present invention is performed with the aim of maintaining oxygen concentration (PaO 2 ) in the arterial blood of a ventilated patient at a value of at least about 80 mmHg and maintaining saturation (SaO 2 ) at least 95%. Is done. Preferably, the PaO 2 variation is kept within a target range of about 55 mmHg to 80 mmHg. (The target range expressed in terms of SpO 2 is about 0.88 to 0.95, but if both PaO 2 and SpO 2 data are available, PaO 2 takes precedence.) Oxygen supply and saturation The purpose of maintaining about 95% blood oxygen saturation (SaO 2 ) at about 35 P (high) and about 0.5 FiO 2 in response to a determination that both degrees meet a specified goal Thus, the ventilator is controlled to gradually reduce the fraction of oxygen in the inspiratory gas (FiO 2 ) from about 30 minutes to about 0.5 every hour. Satisfying the latter objective may initiate withdrawal in the manner described as long as the aforementioned ventilation goal (ie, PaCO 2 less than about 50 mmHg) is met and withdrawal is not contraindicated.
しかしながら、少なくとも約８０ｍｍＨｇのＰａＯ ２ および少なくとも約９５％の動脈血酸素飽和度（ＳａＯ ２ ）の酸素供給の目標が、両方とも、その当時のＦｉＯ ２ で維持できない場合、ＦｉＯ ２ は減少させられない。その代わり、Ｐ（高）が約４０ｃｍＨ ２ Ｏまで増加させられ、略同時に、Ｔ（高）が約０．５秒だけ増加させられる。 However, the goal of oxygen supply at least about 80 mmHg PaO 2 and at least about 95% of the arterial oxygen saturation (SaO 2) is, both, if not be maintained in FiO 2 at that time, FiO 2 is not reduced. Instead, P (high) is increased to about 40 cmH 2 O, and at the same time T (high) is increased by about 0.5 seconds.
そのような作用が、少なくとも、約８０ｍｍＨｇのＰａＯ ２ および約９５％のＳａＯ ２ の目標まで、酸素供給および飽和度を上昇させない場合、Ｐ（高）は、最大約４５ｃｍＨ ２ Ｏまで増加させられ、Ｔ（高）は、次第に約０．５秒から１．０秒だけさらに増加させられる。次いで、酸素供給および飽和度が再評価され、それらが依然として目標を下回る場合、ＦｉＯ ２ は、最初に１．０未満であれば、任意的に、約１．０まで増加させられてもよい。酸素および飽和度は、再評価され続け、Ｔ（高）は、規定の酸素および飽和度の目標が満たされるまで、約０．５から１．０秒の増分で逐次的に上昇させられる。 Such action, at least, up to the target of PaO 2 and about 95% SaO 2 to about 80 mmHg, if not increase the oxygen supply and saturation, P (high) is be increased to a maximum of about 45cmH 2 O, T (high) is gradually further increased by about 0.5 to 1.0 seconds. The oxygen supply and saturation are then reassessed and if they are still below the target, FiO 2 may optionally be increased to about 1.0 if initially less than 1.0. Oxygen and saturation continue to be reevaluated, and T (high) is increased sequentially in increments of about 0.5 to 1.0 seconds until the specified oxygen and saturation target is met.
いったんこれらの酸素供給および飽和度の目標が満たされると、離脱の開始を検討することができるレベルに向かってＦｉＯ ２ およびＰ（高）を次第に減少させながら、これらのゴールを維持するように、換気が制御される。より具体的には、少なくとも約９５％で酸素飽和度を維持しながら、Ｐ（高）が、１時間あたり約１ｃｍＨ ２ Ｏだけ減少させられる一方で、ＦｉＯ ２ は、約３０分毎に約０．０５だけ減少させられる。 Once these oxygen supply and saturation goals are met, to maintain these goals while gradually reducing FiO 2 and P (high) towards a level where the onset of withdrawal can be considered. Ventilation is controlled. More specifically, while maintaining oxygen saturation at least about 95%, P (high) is reduced by about 1 cmH 2 O per hour while FiO 2 is about 0 every about 30 minutes. Reduced by .05.
本発明による離脱は、特に禁忌ではない限り、上記で説明される酸素供給および換気の目標が満たされた後に開始してもよい。つまり、約３５ｃｍＨ ２ ＯのＰ（高）で、ＰａＣＯ ２ が依然として約５０ｍｍＨｇを下回るままであり、ＳａＯ ２ が依然として少なくとも約９５％を下回るままであり、ＦｉＯ ２ が、以前に高かった場合は、約０．５以下のレベルに引き下げられている時である。本発明による離脱中に、Ｔ（高）がリクルートメントを持続するように制御される一方で、Ｐ（高）は、気道内圧を徐々に低減するように低減される。Ｐ（高）の一連の連続増分低減を実行する一方で、略同時に、漸進的な肺の応力緩和を誘発するよう、Ｔ（高）の一連の連続増分増加を実行することによって、このことが達成される。 Withdrawal according to the present invention may be initiated after the oxygen supply and ventilation goals described above are met, unless otherwise contraindicated. That is, with P (high) of about 35 cmH 2 O, PaCO 2 still remains below about 50 mmHg, SaO 2 still remains below at least about 95%, and FiO 2 was previously high, When the level is lowered to about 0.5 or less. During withdrawal according to the present invention, T (high) is controlled to sustain recruitment, while P (high) is reduced to gradually reduce the airway pressure. This is done by performing a series of incremental increments of T (high) to induce a gradual lung stress relaxation at approximately the same time while performing a series of incremental increments of P (high). Achieved.
結果として、肺の圧力対容量曲線は、その吸気部からその呼気部へと次第に変移する。前述の図表を参照して理解することができるように、離脱は、２段階で実行されてもよく、その第１段階は、第２段階よりも漸進的である。第１段階中に、Ｐ（高）は、１時間毎に約２ｃｍＨ ２ Ｏだけ低減される。Ｐ（高）の各低減と略同時に、Ｔ（高）は、全持続時間が約１５秒のＴ（高）まで、しかしそれを超えずに、約０．５から１．０秒だけ増加させられる。 As a result, the lung pressure versus volume curve gradually changes from its inspiratory part to its expiratory part. As can be understood with reference to the previous diagram, the departure may be performed in two stages, the first stage being more gradual than the second stage. During the first phase, P (high) is reduced by about 2 cmH 2 O every hour. At approximately the same time as each reduction in P (high), T (high) is increased by about 0.5 to 1.0 seconds up to, but not exceeding, T (high) for a total duration of about 15 seconds. It is done.
Ｐ（高）がこのように低減されるにつれて、吸気ガス中の酸素の分率（ＦｉＯ ２ ）もまた、Ｐ（高）に従って徐々に低減される。離脱の第１段階中に、このＦｉＯ ２ の漸進的な引き下げが徐々に実行される。Ｐ（高）が約２４ｃｍＨ ２ Ｏまで低減され、ＦｉＯ ２ が約０．４まで引き下げられており、患者が少なくとも約９５％の血中酸素飽和度（ＳａＯ ２ ）を維持している時に、離脱は、より積極的な第２段階へと進んでもよい。「略同時に」という用語は、変化が正確に同時に発生することを必ず必要するように限定して解釈されるべきではない。むしろ、該用語は、同時に発生する事象だけでなく、説明される利点または効果を達成するのに時間的に十分近い、任意の事象も包含するように、広義に解釈されるものである。 As P (high) is thus reduced, the fraction of oxygen in the intake gas (FiO 2 ) is also gradually reduced according to P (high). During the first phase of withdrawal, this gradual pull-down of FiO 2 is performed gradually. Withdrawal when P (high) is reduced to about 24 cmH 2 O, FiO 2 is reduced to about 0.4, and the patient maintains at least about 95% blood oxygen saturation (SaO 2 ) May proceed to a more aggressive second stage. The term “substantially simultaneously” should not be construed as limited to necessarily requiring that changes occur exactly simultaneously. Rather, the term is to be interpreted broadly to encompass not only events that occur simultaneously, but also any event that is sufficiently close in time to achieve the described advantage or effect.
継続的な離脱中に、Ｐ（高）の連続低減およびＴ（高）の略同時増加、同時低減は、１時間毎に約１回継続する。しかしながら、第２段階中に、Ｐ（高）の低減は、約４ｃｍＨ ２ Ｏの増分で起こり、Ｔ（高）の増加は、約２．０秒ずつである。Ｐ（高）の低減が継続するにつれて、ＦｉＯ ２ のさらなる引き下げが実施される。いったんＦｉＯ ２ が約０．３まで引き下げられると、気道内圧は、その時までの換気モードが、ＡＰＲＶから略持続的気道陽圧／自動管補正モード（ＣＰＡＰ／ＡＴＣ）に遷移されるように、低減される。 During continuous withdrawal, the continuous reduction of P (high) and the substantially simultaneous increase and simultaneous reduction of T (high) continue about once every hour. However, during the second phase, the reduction of P (high) occurs in increments of about 4 cm H 2 O, and the increase of T (high) is about 2.0 seconds each. As the reduction of P (high) continues, further reduction of FiO 2 is performed. Once FiO 2 is reduced to approximately 0.3, the airway pressure is reduced so that the ventilation mode up to that time is transitioned from APRV to a nearly continuous positive airway pressure / automatic tube correction mode (CPAP / ATC). Is done.
いったん患者が、約０．５以下のＦｉＯ ２ とともに約５ｃｍＨ ２ ＯでＣＰＡＰに耐えていると、好ましくは、少なくとも約２時間以上にわたって、補助のない呼吸を維持する患者の能力が評価される。そのような評価の基準は、ａ）少なくとも約０．９０のＳｐＯ ２ および／または少なくとも約６０ｍｍＨｇのＰａＯ ２ 、ｂ）理想体重につき少なくとも約４ｍｌ／ｋｇの１回換気量、ｃ）１分につき約３５回の呼吸を有意に上回らない呼吸数、およびｄ）呼吸窮迫症の欠如を含み、そのような窮迫症は、ｉ）午前の心拍数の１２０％を上回る心拍数（しかし、そのような心拍数を超えた約５分未満は容認可能と見なされてもよい）、ｉｉ）呼吸を補助する副筋の顕著な使用、ｉｉｉ）胸部−腹部奇異、ｉｖ）発汗、および／またはｖ）顕著な自覚的呼吸困難のうちのいずれか２つ以上の存在によって示される。 Once the patient has tolerated CPAP at about 5 cmH 2 O with about 0.5 or less FiO 2 , the patient's ability to maintain unassisted breathing is preferably assessed for at least about 2 hours or more. The criteria for such evaluation are: a) at least about 0.90 SpO 2 and / or at least about 60 mm Hg PaO 2 ; b) tidal volume of at least about 4 ml / kg per ideal body weight; c) about per minute A respiratory rate that does not significantly exceed 35 breaths, and d) a lack of respiratory distress, such as i) a heart rate that exceeds 120% of the morning heart rate (but such a heart rate Less than about 5 minutes above the number may be considered acceptable), ii) significant use of breathing-assisted accessory muscle, iii) chest-abdominal oddity, iv) sweating, and / or v) significant Indicated by the presence of any two or more of subjective dyspnea.
呼吸窮迫症の兆候がある場合、約１０ｃｍＨ ２ Ｏの気道内圧でＣＰＡＰが再開され、必要に応じて、監視および再評価が実行されるべきである。しかしながら、上記の基準ａ）からｄ）が全て満たされた場合、患者は、フェイスマスクによる抜管、鼻カニューレ酸素または室内空気、Ｔ字管呼吸、気管切開マスク呼吸、または約５ｃｍＨ ２ Ｏでの高流量ＣＰＡＰ等によって、実質的に補助のない呼吸に遷移されてもよい。 If there are signs of respiratory distress, CPAP is resumed at an airway pressure of about 10 cmH 2 O and monitoring and reassessment should be performed as necessary. However, if all of the above criteria a) to d) are met, the patient may be extubated with a face mask, nasal cannula oxygen or room air, T-tube breathing, tracheostomy mask breathing, or high at about 5 cm H 2 O. Transition may be made to substantially unassisted breathing by flow CPAP or the like.
開始、管理、および離脱を含む、換気の全ての段階中に、患者は、少なくとも約２時間毎に、および必要であれば、より頻繁に、再評価されるべきである。本発明による換気の制御が管理する、血液ガス測定値（ＰａＯ ２ およびＳａＯ ２ およびＰａＣＯ ２ ）は、２時間毎以上に頻繁に監視されるべきであるが、全てのパラメータの略連続の監視が理想的と見なされる。 During all phases of ventilation, including initiation, management, and withdrawal, patients should be reassessed at least about every 2 hours and more often if necessary. Blood gas measurements (PaO 2 and SaO 2 and PaCO 2 ) managed by the ventilation control according to the present invention should be monitored frequently every 2 hours or more, but a nearly continuous monitoring of all parameters is possible. Considered ideal.
離脱の直前および間に、少なくとも１つの特別な評価が、毎日、好ましくは、午前の間に行なわれるべきである。そうすることが可能でなければ、多くても約４時間の遅延が許容され得る。ａ）初期換気設定が確立または最初に変更されてから、少なくとも約１２時間が経過している、ｂ）患者が神経筋遮断薬を受容しておらず、神経筋遮断薬が体内にない、およびｃ）昇圧剤（「腎臓」投与量のドーパミン以外）なしで、収縮期血圧が少なくとも約９０ｍｍＨｇである場合を除いて、離脱は、開始またはさらに継続されるべきではない。 At least one special assessment should be performed daily, preferably in the morning , immediately before and during withdrawal. If it is not possible to do so, a delay of at most about 4 hours can be tolerated. a) at least about 12 hours have passed since the initial ventilation setting was established or first changed, b) the patient has not received a neuromuscular blocking agent, and there is no neuromuscular blocking agent in the body, and c) Withdrawal should not be initiated or further continued unless the systolic blood pressure is at least about 90 mmHg without a vasopressor (other than the “kidney” dose of dopamine).
これらの基準が全て満たされた場合、約５分間にわたって、約５ｃｍＨ ２ Ｏおよび約０．５のＦｉＯ ２ におけるＣＰＡＰモードで、患者に換気を行なうことによって、試験が行なわれるべきである。５分間の期間中に、患者の呼吸数が１分につき約３５回の呼吸（ｂｐｍ）を超えない場合、上記で説明されるような離脱が進行してもよい。しかしながら、５分間の期間中に、呼吸数が約３５ｂｐｍを超えた場合、そのような多呼吸が不安神経症と関連付けられるかどうか判定するべきである。そのようであれば、不安神経症の適切な治療を投与し、約４時間以内に試験を繰り返す。多呼吸が不安神経症と関連付けられると思われない場合は、試験前に実施されたパラメータ設定で換気の管理を再開し、上記で説明されるように換気の管理を再開する。上記で説明されるような離脱を開始することができるまで、少なくとも毎日再評価する。 If all of these criteria are met, the test should be performed by ventilating the patient in CPAP mode at about 5 cm H 2 O and about 0.5 FiO 2 for about 5 minutes. If the patient's breathing rate does not exceed about 35 breaths per minute (bpm) during a 5 minute period, withdrawal as described above may proceed. However, if the respiratory rate exceeds about 35 bpm during the 5 minute period, it should be determined whether such polypnea is associated with anxiety. If so, administer the appropriate treatment for anxiety and repeat the study within about 4 hours. If polypnea does not appear to be associated with anxiety, resume ventilation management at the parameter settings performed prior to the study and resume ventilation management as described above. Reassess at least daily until withdrawal can be initiated as described above.
（産業上の利用可能性）
本発明の実施形態は、人工呼吸器および人工呼吸器システムの使用ならびにそれらの操作方法を伴う、多くの呼吸補助用途での使用に好適である。本発明の人工呼吸器およびシステムならびに操作方法の種々の構成および能力は、ほぼあらゆる考えられる呼吸補助用途および／または要件に適応するように修正することができる。本明細書で説明される、新規の人工呼吸器、システム、ならびに使用および操作方法の特徴および構成要素の配設、能力、および適合性は、任意の特定の救急および／または日常的診療、および／または病院、介護、または在宅介護の用途または状況に適するために、必要に応じて、本発明の原則に従って容易に修正することができる。加えて、そのような本発明の人工呼吸器、システム、および方法は、陽圧または陰圧呼吸補助デバイスを含むがそれらに限定されない、ほぼ全ての種類の換気機器との使用に好適である。
(Industrial applicability)
Embodiments of the present invention are suitable for use in many respiratory assistance applications involving the use of ventilators and ventilator systems and methods of operation thereof. Various configurations and capabilities of the ventilator and system and method of operation of the present invention can be modified to accommodate almost any conceivable respiratory assistance application and / or requirement. The arrangement, capabilities, and suitability of the features and components of the novel ventilators, systems, and methods of use and operations described herein are subject to any specific emergency and / or routine practice, and It can be easily modified according to the principles of the present invention as needed to suit a hospital, care, or home care use or situation. In addition, such ventilators, systems, and methods of the present invention are suitable for use with almost any type of ventilator, including but not limited to positive or negative pressure respiratory assistance devices.
そのような修正および代替的配設が、本明細書で説明および検討される、本発明の改良型人工呼吸器、呼吸補助システム、操作方法とともに使用しやすい、多種多様の可能な用途との適合性を確立するように、さらに好まれる、および／または、任意的に所望されてもよい。したがって、本発明のわずかなそのような実施形態、代替案、変化例、および修正のみが説明されているとしても、そのような付加的な修正および変化例、およびそれらの同等物の実践は、以下の請求項で定義されるような本発明の精神および範囲内であることを理解されたい。 Such modifications and alternative arrangements are compatible with a wide variety of possible applications that are easy to use with the improved ventilator, respiratory assistance system, method of operation of the present invention as described and discussed herein. It may be further preferred and / or optionally desired to establish gender. Thus, even if only a few such embodiments, alternatives, variations, and modifications of the invention have been described , the practice of such additional modifications and variations, and their equivalents, It should be understood that it is within the spirit and scope of the invention as defined in the following claims.
Claims (13)
データ回路、並びに、複数の弁、供給ポートおよび排気ポートを有するガス回路、と連通している、供給ポンプおよび制御モジュールであって、該制御モジュールは、該データ回路と連通しているディスプレイと入力デバイスとメモリとを含む、制御モジュールと、
前記データ回路と連通しているセンサ配列であって、該センサ配列は、（ｉ）患者ＳｐＯ ２ 量、（ｉｉ）患者ｅｔＣＯ ２ 量、（ｉｉｉ）最大呼気流量、（ｉｖ）吸気終末肺容量、（ｖ）呼気終末肺容量、及び（ｖｉ）自発呼吸頻度、の少なくとも一つの、患者の実データ配列要素を測定するための、パルス酸素濃度計、カプノメータ、圧力センサ、及び排気ポートおよび供給ポートのうちの少なくとも１つと連通している流量計、を含むセンサ配列と、
前記メモリに常駐する少なくとも１つの初期化パラメータデータベースであって、前記ディスプレイと連通可能であり、かつ、（ａ）呼気終末陽圧、（ｂ）ＳｐＯ２量、（ｃ）ｅｔＣＯ２量、（ｄ）ＦｉＯ２量、（ｅ）高圧、（ｆ）低圧、（ｇ）高時間、（ｈ）低時間、（ｉ）圧力増分、（ｊ）時間増分、（ｋ）１回換気量、（ｌ）機械呼吸頻度、（ｍ）流量−時間勾配、（ｎ）閾圧力、および（ｏ）閉塞圧を含む少なくとも１つのモデル患者データ配列要素を記憶する、初期化パラメータデータベースと、および
前記メモリに常駐するコマンドモジュールであって、前記制御モジュールに命令して前記供給ポンプおよび前記複数の弁を調整可能に作動させ、ガス回路において少なくとも１つの圧力、体積、及び流量を確立し、前記患者の実データ配列を前記少なくとも１つのモデル患者データ配列と比較し、そして、前記供給ポンプを調整して、ＳｐＯ２目標値、ｅｔＣＯ２目標値、最適吸気終末肺容量および最適呼気終末肺容量を達成する、
人工呼吸器システム。 A ventilator system for assisting a patient's respiratory function under the guidance of a clinician,
Data circuit, and a plurality of valves, the gas circuit having a supply port and an exhaust port, and communicates with, a supply pump and control module, said control module, an input and display in communication with said data circuit A control module including a device and a memory;
Wherein a data circuit and communication with the sensor array, the sensor array, (i) the patient SpO 2 amount, (ii) patients ETCO 2 amount, (iii) peak expiratory flow rate, (iv) end inspiratory lung volume, Of a pulse oximeter, capnometer, pressure sensor, and exhaust and supply ports for measuring at least one of the patient's actual data array elements of (v) end expiratory lung volume and (vi) spontaneous breathing frequency A sensor array including a flow meter in communication with at least one of the
And at least one initialization parameter database resident in the memory, said a display communicable with, and, (a) positive end expiratory pressure, (b) SpO 2 amount, (c) ETCO 2 amount, (d ) FiO 2 amount, (e) high pressure, (f) low pressure, (g) high time, (h) low time, (i) pressure increment, (j) time increment, (k) tidal volume, (l) mechanical respiratory frequency, (m) flow - storing time gradient, (n) threshold pressure, and (o) at least one model patient data array element containing the occlusion pressure, and the initialization parameter database, and
Wherein a command module resident in the memory, the allowed commands the control module adjustably operating the feed pump and the plurality of valves, to establish at least one pressure, volume, and flow rate in the gas circuit, the the actual data sequence of patients compared to said at least one model patient data sequence, and, by adjusting the feed pump, SpO 2 target value, ETCO 2 target value, an optimum end inspiratory lung volume and optimal end expiration lung volume Achieve,
Ventilator system.
（ａ）ＦｉＯ(A) FiO ２2 目標値が満たされている場合には、コマンドモジュールは前記制御モジュールに命令して、前記供給ポンプおよび前記複数の弁のうちの少なくとも１つを調整し、If the target value is met, the command module commands the control module to adjust at least one of the supply pump and the plurality of valves;
一つの圧力増分だけ前記高圧を増加させるように、および一つの時間増分だけ前記高時間を増加させ、Increasing the high pressure by one pressure increment, and increasing the high time by one time increment;
（ｂ）ＦｉＯ(B) FiO ２2 目標値が満たされていない場合には、コマンドモジュールは制御モジュールに命令して、該供給ポンプおよび該複数の弁のうちの少なくとも１つを調整してＦｉＯIf the target value is not met, the command module instructs the control module to adjust at least one of the feed pump and the plurality of valves to produce FiO. ２2 量を増加する、Increase the quantity,
請求項１に記載の人工呼吸器システム。The ventilator system according to claim 1.
（ａ）該ＦｉＯ(A) The FiO ２2 目標値が満たされているときには、前記コマンドモジュールは制御モジュールに命令して、前記供給ポンプおよび前記複数の弁のうちの少なくとも１つを調整して該ＦｉＯWhen the target value is met, the command module commands the control module to adjust at least one of the supply pump and the plurality of valves to the FiO. ２2 量を減少させ、およびReduce the amount, and
（ｂ）該ＦｉＯ(B) The FiO ２2 目標値が満たされていないときには、該コマンドモジュールは初期離脱とする、When the target value is not satisfied, the command module is set as an initial departure.
請求項２に記載の人工呼吸器システム。The ventilator system according to claim 2.
（ａ）該リクルートメント値が、(A) The recruitment value is
満たされていれば、コマンドモジュールは臨床医警報信号を生成し、If so, the command module generates a clinician alert signal and
（ｂ）該リクルートメント値が、満たされていないときは、前記コマンドモジュールは制御モジュールに命令して、供給ポンプおよび前記複数の弁のうちの少なくとも１つを調整し、少なくとも一つの圧力増分だけ前記高圧を増加させ、少なくとも一つの時間増分だけ高時間を増加させ、および少なくとも一つの別の時間増分で前記低時間を調整し、そしてＳｐＯ(B) If the recruitment value is not met, the command module instructs the control module to adjust at least one of the supply pump and the plurality of valves and only by at least one pressure increment Increase the high pressure, increase the high time by at least one time increment, and adjust the low time by at least one other time increment, and SpO ２2 値を確認し、そして、Check the value and
（ｉ）もしＳｐＯ(I) SpO ２2 値が満たされていれば、前記コマンドモジュールは酸素供給をなし、If the value is met, the command module supplies oxygen,
（ｉｉ）もしＳｐＯ(Ii) If SpO ２2 値が満たされていなければ、前記コマンドモジュールはリクルートメントをなすようにする、If the value is not met, the command module will make a recruitment,
請求項２に記載の人工呼吸器システム。The ventilator system according to claim 2.
（ａ）その際、最適呼気終末肺容量が満たされている場合には、前記コマンドモジュールは酸素供給をなし、そして
（ｂ）最適呼気終末肺容量が満たされていない場合には、前記コマンドモジュールは
（ｉ）センサ配列を調べて最大呼気流量を測定して、ガス流の打ち切りを測定し、そしてガス流の減速角度を計算し、一つの時間増分を選択し、
（ｉｉ）リクルートメントをなすようにし、そして
（ｉｉｉ）制御モジュールに命令して、供給ポンプおよび前記複数の弁のうちの少なくとも１つを調整し、選択された時間増分で低時間を減少させる、
請求項２記載の人工呼吸器システム。 When the SpO 2 is not met, the command module communicates with the sensor array and checks the patient's actual data array to calculate an optimal end expiratory lung volume;
(A) if the optimal end-expiratory lung volume is then satisfied, the command module provides an oxygen supply; and
(B) If the optimal end expiratory lung volume is not met, the command module
(I) Examine the sensor array to determine the maximum expiratory flow, measure gas flow truncation, calculate the gas flow deceleration angle, select one time increment,
(Ii) make a recruitment, and
(Iii) instructing the control module to adjust at least one of the supply pump and the plurality of valves to reduce the low time in selected time increments;
The ventilator system according to claim 2.
（ａ）その際、もし高圧が満たされていないとき、前記コマンドモジュールは前記制御モジュールに命令して、前記供給ポンプおよび前記複数の弁のうちの少なくとも１つを調整して、高時間を少なくとも１つの時間増分だけ増加させ、および高圧を少なくとも１つの圧力増分だけ増加させるよう調整させ、 (A) At that time, if the high pressure is not met, the command module commands the control module to adjust at least one of the supply pump and the plurality of valves to increase the high time at least Increase by one time increment and adjust the high pressure to increase by at least one pressure increment;
（ｂ）もし高圧が満たされているとき、前記コマンドモジュールは前記制御モジュールに命令して、前記供給ポンプおよび前記複数の弁のうちの少なくとも１つを、調整して高時間を少なくとも１つの時間増分で増加するよう調整させる、(B) If high pressure is met, the command module commands the control module to adjust at least one of the supply pump and the plurality of valves to increase the high time to at least one time Adjust to increase in increments,
請求項１に記載の人工呼吸器システム。The ventilator system according to claim 1.
（ａ）その際、前記高圧が満たされていると判定された場合に、前記コマンドモジュールは、前記制御モジュールに命令してリクルートメントをなすようにするかまたは前記供給ポンプおよび前記複数の弁のうちの少なくとも１つを調整して、高時間を少なくとも１つの時間増分だけ減少させ、 (A) In this case, when it is determined that the high pressure is satisfied, the command module instructs the control module to perform recruitment, or the command module and the plurality of valves Adjust at least one of them to decrease the high time by at least one time increment,
（ｂ）前記高圧が満たされていない場合には、コマンドモジュールは制御モジュールに命令して、供給ポンプおよび前記複数の弁のうちの少なくとも１つを調整して、高時間を少なくとも１つの時間増分で減少させ、そして高圧を少なくとも１つの圧力増分で増加させる(B) If the high pressure is not met, the command module commands the control module to adjust at least one of the supply pump and the plurality of valves to increase the high time by at least one time increment And increase the high pressure by at least one pressure increment
請求項１に記載の人工呼吸器システム。The ventilator system according to claim 1.
（ａ）その時、自発呼吸頻度が満たされていなければ、コマンドモジュールは多呼吸値を確認し、もしそれが満たされていれば、換気をなし、 (A) At that time, if the spontaneous breathing frequency is not met, the command module checks the polypnea value, and if it is, ventilates,
（ｂ）自発呼吸頻度が満たされていれば、コマンドモジュールは高圧を確認し、高圧が満たされていなければ、コマンドモジュールは無呼吸かを確認し、(B) If the spontaneous breathing frequency is satisfied, the command module confirms high pressure, and if the high pressure is not satisfied, the command module confirms whether it is apnea.
（ｉ）無呼吸であれば、換気をなし、(I) If apnea, ventilate,
（ｉｉ）無呼吸でなければ、コマンドモジュールは気道圧解放換気を設定する、(Ii) If not apnea, the command module sets airway pressure release ventilation,
請求項１に記載の人工呼吸器システム。The ventilator system according to claim 1.
請求項８に記載の人工呼吸器システム。The ventilator system according to claim 8.
前記コマンドモジュールは、前記データ回路と連通して、前記センサ配列をサンプリングし、前記患者の実データ配列要素のうちの少なくとも１つを測定し、該要素を前記既定の離脱基準と比較して離脱値を発生させ、そして The command module communicates with the data circuit to sample the sensor array, measure at least one of the patient's actual data array elements, and compare the element with the predetermined leave criteria to leave Generate values, and
該コマンドモジュールが、The command module is
（ａ）該離脱値が満たされていないときに、該コマンドモジュールは、制御モジュールに命令し、供給ポンプおよび前記複数の弁のうちの少なくとも１つを調整して、前記高圧を少なくとも一つの圧力増分だけ増加させること、および前記高時間を少なくとも一つの時間増分だけ減少させ、(A) when the disengagement value is not met, the command module commands the control module to adjust at least one of the supply pump and the plurality of valves to increase the high pressure to at least one pressure Increasing by an increment, and decreasing the high time by at least one time increment;
（ｂ）該離脱値が満たされているときに、該コマンドモジュールは、該制御モジュールに命令して、該供給ポンプおよび該複数の弁のうちの少なくとも１つを調整して、前記高圧を少なくとも一つの圧力増分だけ減少させること、および前記高時間を少なくとも一つの時間増分だけ増加させて、繰り返し周期的離脱を主導する、(B) when the release value is met, the command module commands the control module to adjust at least one of the supply pump and the plurality of valves to at least increase the high pressure. Reducing by one pressure increment, and increasing the high time by at least one time increment, leading to repeated periodic disengagement;
請求項１に記載の人工呼吸器システム。The ventilator system according to claim 1.
請求項１０に記載の人工呼吸器システム。The ventilator system according to claim 10.
（ａ）離脱値が満たされていないときは、前記コマンドモジュールは、前記制御モジュールに命令して、供給ポンプおよび前記複数の弁のうちの少なくとも１つを調整して、持続的気道陽圧を増加させ、
（ｂ）離脱値が満たされているときは、コマンドモジュールは抜管閾値圧力に到達するまで該持続的気道陽圧を周期的に減少させる、
請求項１１に記載の人工呼吸器システム。 When the continuous positive airway pressure value is met, the command module further determines a withdrawal value;
(A) When a withdrawal value is not met, the command module commands the control module to adjust at least one of the supply pump and the plurality of valves to produce a continuous positive airway pressure. Increase,
(B) When the withdrawal value is met, the command module periodically decreases the continuous positive airway pressure until the extubation threshold pressure is reached.
The ventilator system of claim 11.
（ｂ）該高圧が満たされているときに、該コマンドモジュールは、気道圧解放換気とする、請求項１２に記載の人工呼吸器システム。13. The ventilator system of claim 12, wherein the command module is airway pressure release ventilation when the high pressure is met.
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