JP5608675B2 - エラスタンスおよび抵抗の決定 - Google Patents
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Description
Pm=Pa−(R・Q+E・V) (1)
ここで、Pmは筋圧を表し、Paは被験者12の気道または気道近くにおけるガス圧を表し、Rは抵抗を表し、Qは被験者12の気道または気道近くにおけるガスの流量を表し、Eはエラスタンスを表し、Vは被験者12の呼吸系内のガスの体積を表す。筋圧は、胸郭および肺を拡張させるために呼吸筋によって生成される等価圧力であり、呼吸努力の関数である。筋圧は、直接測定可能ではないので、等価と言われる。しかしながら、吐き出しの際には、たとえシステム10によって提供される換気が被験者12の呼吸を補助するだけであったとしても、被験者12は呼吸筋を弛緩させるので、筋圧は0と想定できる。
0=Pa1−(R・Q1+E・V1) (2)
0=Pa2−(R・Q2+E・V2) (3)
ここで、Pa1およびPa2はそれぞれ検出時t1およびt2における被験者12の気道または気道近くにおけるガス圧を表し、Q1およびQ2はそれぞれ検出時t1およびt2における被験者12の気道または気道近くにおけるガスの流量を表し、V1およびV2はそれぞれ検出時t1およびt2における被験者12の呼吸系内のガスの体積を表す。すると、(2)と(3)の連立方程式は、抵抗およびエラスタンスについての次の解を与え、これは、ある実施形態では、モニタ・モジュール30によって被験者12の呼吸の抵抗およびエラスタンスを決定するために実装される。
Pm1e=(Re・Q1+Ee・V1)−Pa1 (6)
ここで、Pm1eはt1におけるPmの推定値を表し、Reは抵抗についての推定値を表し、Eeはエラスタンスについての推定値を表す。同様に、抵抗およびエラスタンスについての推定値は、Pa2、Q2およびV2についての測定値とともに、t2における筋圧についての推定値を次のように与える:
Pm2e=(Re・Q2+Ee・V2)−Pa2 (7)
ここで、Pm2eはt2におけるPmの推定値を表す。
t1についての推定された筋圧とt1における実際の筋圧との間の差(すなわち、Pm1e−Pm1)をΔPm1と定義し、推定された抵抗と実際の抵抗との間の差(すなわち、R−Re)をΔRと定義し、推定されたエラスタンスと実際のエラスタンスとの間の差(すなわち、E−Ee)をΔEと定義すれば、式(8)は次のように書き換えられる:
ΔPm1=ΔR・Q1+ΔE・V1 (9)
式(6)の代わりに式(7)について同様の手順を行うと、
ΔPm2=ΔR・Q2+ΔE・V2 (10)
となる。
R=Pa−E・V (20)
に従って式(19)を介して行われるエラスタンスの決定を実装する。
Claims (11)
- 被験者の呼吸のエラスタンスおよび抵抗を決定するよう構成されたシステムであって:
被験者の気道と連絡しており、被験者の気道にガスを送達し、該気道からガスを受け取る回路であって、該回路を介して気道に送達され気道から受け取られるガスによって被験者が機械的に換気される、回路と;
気道または気道近くにおけるガスのパラメータに関係した情報を担持する出力信号を生成するよう構成されるセンサーと;
被験者のエラスタンスおよび抵抗を決定するよう構成されるプロセッサとを有しており、該決定を容易にするために被験者の換気を調整することはなく、前記プロセッサは、被験者の呼吸のエラスタンスおよび抵抗を決定することを、(i)前記出力信号に基づいて被験者の筋圧および被験者の筋圧の時間微分が0またはほぼ0である単一の時点において被験者の気道または気道近くにおけるガスのパラメータを決定し、(ii)被験者の呼吸の前記エラスタンスおよび前記抵抗を、被験者の筋圧および被験者の筋圧の時間微分が0またはほぼ0である前記単一の時点において決定される気道または気道近くにおけるガスのパラメータの関数としてエラスタンスおよび抵抗の値を記述する関数から決定する、ことによって行うよう構成されている、
システム。 - 請求項1記載のシステムであって、エラスタンスおよび抵抗を決定するよう実装された前記関数が、エラスタンスおよび抵抗が未知パラメータであり、筋圧が0と想定され、筋圧の時間微分が0と想定される連立方程式に対応する、システム。
- 請求項1記載のシステムであって、被験者の筋圧および筋圧の時間微分が0またはほぼ0である前記単一の時点において前記プロセッサによって決定されるガスのパラメータが、気道または気道近くにおけるガスの流量、被験者の気道または気道近くにおけるガスの圧力および被験者の呼吸系内のガスの体積を含む、システム。
- 請求項1記載のシステムであって、被験者の筋圧および筋圧の時間微分が0またはほぼ0である前記単一の時点が、息を吐く間に生起する、システム。
- 請求項1記載のシステムであって、被験者の呼吸のエラスタンスおよび抵抗が、前記プロセッサによって、呼吸系についての運動方程式に基づいて被験者の筋圧および筋圧の時間微分が0またはほぼ0である前記単一の時点において決定された気道または気道近くにおけるガスのパラメータから決定される、システム。
- 請求項1記載のシステムであって、前記プロセッサがさらに、決定されたエラスタンスおよび/または抵抗に従って、前記回路を介して被験者に提供される換気の一つまたは複数のパラメータを調整するよう構成されている、システム。
- 機械的換気によって被験者の気道に送達されるまたは該気道から受け取られるガスのパラメータに関係した情報を担持する出力信号から被験者の呼吸のエラスタンスおよび抵抗を決定する方法であって、前記機械的換気は前記決定を容易にするために調整されておらず、
前記エラスタンスおよび前記抵抗の決定は:
(1)前記出力信号に基づいて被験者の筋圧および筋圧の時間微分が0またはほぼ0である単一の時点において気道または気道近くにおけるガスのパラメータを決定し、
(2)被験者の筋圧および被験者の筋圧の時間微分が0またはほぼ0である単一の時点において決定された気道または気道近くにおけるガスのパラメータに基づいて、被験者の呼吸の前記エラスタンスおよび前記抵抗を決定することを含み、被験者の呼吸の前記エラスタンスおよび前記抵抗は、被験者の筋圧および被験者の筋圧の時間微分が0またはほぼ0である単一の時点において決定される気道または気道近くにおけるガスのパラメータの関数としてエラスタンスおよび抵抗の値を記述する関数によって決定される、
方法。 - 請求項7記載の方法であって、エラスタンスおよび抵抗を決定するよう実装された前記関数が、エラスタンスおよび抵抗が未知パラメータであり、筋圧が0と想定され、筋圧の時間微分が0と想定される連立方程式に対応する、方法。
- 請求項7記載の方法であって、被験者の筋圧および被験者の筋圧の時間微分が0またはほぼ0である前記単一の時点において決定されるガスのパラメータが、被験者の気道または気道近くにおけるガスのフロー、被験者の気道または気道近くにおけるガスの圧力および被験者の呼吸系内のガスの体積を含む、方法。
- 請求項7記載の方法であって、被験者の筋圧および被験者の筋圧の時間微分が0またはほぼ0である前記単一の時点が、息を吐く間に生起する、方法。
- 請求項7記載の方法であって、前記エラスタンスおよび前記抵抗が、呼吸系についての運動方程式に基づいて被験者の筋圧および被験者の筋圧の時間微分が0またはほぼ0である前記単一の時点において決定された被験者の気道または気道近くにおけるガスのパラメータから決定される、方法。
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