JP2011045592A - Monitor system and control method for monitor system - Google Patents
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Abstract
Description
本発明は、モニタシステムおよびモニタシステムの制御方法に関する。 The present invention relates to a monitor system and a monitor system control method.
吸入式全身麻酔は1846年に臨床実用が開始されて以来160年余りの歴史を有する。全身麻酔中の麻酔ガス・呼吸ガスの摂取に関して様々な研究がなされてきたが、ごく一部において酸素と二酸化炭素の摂取量・排泄量の臨床モニタが実現されている。 Inhalation general anesthesia has a history of more than 160 years since its clinical application in 1846. Various studies have been conducted on the intake of anesthesia gas and respiratory gas during general anesthesia, but clinical monitoring of the intake and excretion of oxygen and carbon dioxide has been realized in a small part.
二酸化炭素をモニタするものとしてSBCO2(Single Breath CO2)モニタが提案されている(特許文献1参照)。このSBCO2は、二酸化炭素について、一呼気についてのみ、呼気量をX軸に、二酸化炭素濃度をY軸にして波形として描き出すものである。図1は、従来のSBCO2モニタの表示例を示す図である。この波形から、呼気終末二酸化炭素濃度ETCO2、一回呼気量VE、死腔量VD,肺胞換気量VAの各値が得られ、波形線下の面積から二酸化炭素排泄量VCO2を計算することができる。
しかしながら、通常、二酸化炭素は吸気中にはほとんど含まれないので、SBCO2モニタは呼気フローだけを対象としている。他の呼吸ガス、酸素、亜酸化窒素、揮発性麻酔ガスなどは、吸気中にも含まれるため、SBCO2モニタのように呼気だけの分析では、摂取量・排泄量をモニタすることはできなかった。 However, normally, carbon dioxide is hardly included in inspiration, so the SBCO 2 monitor is only for expiratory flow. Other respiratory gases, oxygen, nitrous oxide, volatile anesthetic gases, etc. are also included in the inspiration, so intake / excretion cannot be monitored with an analysis of only exhalation like the SBCO 2 monitor. It was.
そこで、本発明は、上記問題点に鑑みなされたものであり、呼吸ガス一般の摂取・排泄をモニタすることができるモニタシステムおよびモニタシステムの制御方法を提供することを目的とする。 Therefore, the present invention has been made in view of the above problems, and an object thereof is to provide a monitor system capable of monitoring intake and excretion of general respiratory gas and a control method of the monitor system.
上記課題を解決するために、本発明のモニタシステムは、呼吸回路に設けられ患者呼吸のボリューム変化を検出するフローセンサと、前記呼吸回路に設けられ麻酔ガスを含む呼吸ガスの濃度変化を検出する呼吸ガスセンサと、前記フローセンサによって測定された時間軸上でのボリューム変化、及びそこから得られる一回換気量と、前記呼吸ガスセンサによって測定された時間軸上でのガスの濃度変化、及びそこから得られる吸気濃度と呼気終末濃度を、ほぼ実時間として描出する表示制御部と、を備え、前記表示制御部は、時間軸上におけるフローセンサによる一回換気量の変化Vと、前記呼吸ガスセンサによる各呼吸ガスの濃度変化Cとから、X−Y座標上に同一時点の点(C,V)を連続的に表示させ、一呼吸ごとにループを描出する。 In order to solve the above-mentioned problems, a monitor system of the present invention detects a change in the concentration of respiratory gas including an anesthetic gas provided in the breathing circuit and a flow sensor provided in the breathing circuit for detecting volume change of patient breathing. Respiratory gas sensor, volume change on the time axis measured by the flow sensor, and tidal volume obtained therefrom, gas concentration change on the time axis measured by the respiratory gas sensor, and from there A display control unit that draws the obtained inspiratory concentration and end-expiratory concentration almost as real time, and the display control unit includes a change V of the tidal volume by the flow sensor on the time axis and the respiratory gas sensor. From the concentration change C of each respiratory gas, the point (C, V) at the same time point is continuously displayed on the XY coordinates, and a loop is drawn for each breath.
本発明によれば、吸入麻酔の二大要素である換気量Vと呼吸ガス濃度Cを、X−Y座標上にプロットすることによって、それぞれの値と、その関係を直感的に認識できる。また、二酸化炭素に限らず呼吸ガス一般の摂取・排泄をモニタできる。さらに、一回換気量・吸気濃度・呼気終末濃度に加えて、肺胞換気量のモニタが可能となる。また、吸入式全身麻酔の一連の流れである、導入〜維持〜覚醒、の各相における呼吸ガスの摂取・排泄とその変化をグラフィカルに表現できるため、大きな視野から吸入麻酔の正常性Integrityモニタとしての機能も期待できる。 According to the present invention, by plotting the ventilation volume V and the respiratory gas concentration C, which are the two major elements of inhalation anesthesia, on the XY coordinates, each value and the relationship between the values can be intuitively recognized. In addition to carbon dioxide, it is possible to monitor the intake and excretion of breathing gas in general. Furthermore, alveolar ventilation can be monitored in addition to tidal volume, inspiratory concentration, and end-tidal concentration. In addition, since it is possible to graphically represent the intake and excretion of respiratory gases and their changes in each phase of introduction to maintenance to awakening, which is a series of inhalation-type general anesthesia, it can be used as a normal integrity monitor for inhalation anesthesia from a large field of view. Can also be expected.
上記発明において、前記表示制御部は、前記呼吸ガスセンサによって検出可能な複数のガスについて、ある時点でのある呼吸ガスの濃度Cと、同一時点での前記フローセンサによる一回換気量Vを、0−100%のX軸と、一回換気量のY軸で構成される座標面に、点(C,V)として連続的に表示するように制御することによって、一呼吸ごとに前記ループを描き出す。 In the above invention, the display control unit calculates, for a plurality of gases that can be detected by the respiratory gas sensor, the concentration C of the respiratory gas at a certain point in time and the tidal volume V by the flow sensor at the same point in time as 0 -The loop is drawn for each breath by controlling to display continuously as points (C, V) on the coordinate plane composed of the X axis of 100% and the Y axis of tidal volume .
また上記発明において、前記表示制御部は、各呼吸ガスのV−C(Volume-Concentration Loop)ループの閉じた方形部の面積を計算し、該計算した方形部の面積をその呼吸ガスの摂取量又は排泄量として計算して所定の表示領域に表示する。 In the above invention, the display control unit calculates the area of a closed rectangular part of a VC (Volume-Concentration Loop) loop of each respiratory gas, and the calculated area of the rectangular part is calculated as the intake amount of the respiratory gas. Alternatively, it is calculated as an excretion amount and displayed in a predetermined display area.
また本発明のモニタシステムの制御方法は、フローセンサによって検出された患者呼吸の時間軸上でのボリューム変化、及びそこから得られる一回換気量と、呼吸ガスセンサによって検出された患者呼吸の時間軸上での麻酔ガスを含む呼吸ガスの濃度変化、及びそこから得られる吸気濃度と呼気終末濃度を、ほぼ実時間として描出するモニタシステムの表示制御方法であって、時間軸上におけるフローセンサによる一回換気量の変化Vと、前記呼吸ガスセンサによる各呼吸ガスの濃度変化Cとから、X−Y座標上に同一時点の点(C,V)を連続的に表示させ、一呼吸ごとにループを描出するステップを含む。 In addition, the control method of the monitor system of the present invention includes a volume change on a time axis of patient respiration detected by a flow sensor, a tidal volume obtained therefrom, and a time axis of patient respiration detected by a respiratory gas sensor. This is a display control method for a monitor system that draws the change in concentration of respiratory gas including anesthetic gas and the inhalation concentration and end-expiratory concentration obtained from the changes almost in real time. From the change in tidal volume V and the change in concentration C of each respiratory gas by the respiratory gas sensor, the point (C, V) at the same time point is continuously displayed on the XY coordinates, and a loop is made for each breath. Including the step of rendering.
上記発明において、前記呼吸ガスセンサによって検出可能な複数のガスについて、ある時点でのある呼吸ガスの濃度Cと、同一時点での前記フローセンサによる一回換気量Vを、0−100%のX軸と、一回換気量のY軸で構成される座標面に、点(C,V)として連続的に表示するように制御することによって、一呼吸ごとに前記ループを描き出す。 In the above invention, for a plurality of gases that can be detected by the breathing gas sensor, the concentration C of the breathing gas at a certain point in time and the tidal volume V by the flow sensor at the same point in time are set to 0-100% of the X axis. Then, the loop is drawn for each breath by controlling to display continuously as points (C, V) on the coordinate plane constituted by the Y axis of the tidal volume.
また上記発明において、各呼吸ガスのV−Cループの閉じた方形部の面積を計算し、該計算した方形部の面積をその呼吸ガスの摂取量又は排泄量として計算して所定の表示領域に表示するステップをさらに含む。 In the above invention, the area of the closed rectangular part of the VC loop of each respiratory gas is calculated, and the calculated area of the rectangular part is calculated as the amount of intake or excretion of the respiratory gas to obtain a predetermined display area. The method further includes displaying.
ここで、気道から肺へ入った酸素や麻酔ガスなどの呼吸ガスは、肺胞からその毛細血管の血液へ移動する。この移動を摂取と呼ぶ。他方、組織で発生した二酸化炭素は静脈血に溶け込んで心臓にもどり、肺動脈を通って肺胞の毛細血管で、酸素と入れ替わる形で肺胞へ移動する。この移動を排泄と呼ぶ。排泄と摂取とは、方向が異なるだけで肺胞とその毛細血管との間のガス交換という意味では同じ現象と考えてよい。つまり排泄は負の摂取である。 Here, respiratory gases such as oxygen and anesthetic gas that enter the lungs from the airways move from the alveoli to the blood of the capillaries. This movement is called intake. On the other hand, carbon dioxide generated in the tissue dissolves in venous blood, returns to the heart, passes through the pulmonary artery, and moves to the alveoli in the form of capillaries of the alveoli, replacing oxygen. This movement is called excretion. Excretion and ingestion may be considered to be the same phenomenon in terms of gas exchange between the alveoli and their capillaries only in different directions. In other words, excretion is a negative intake.
本発明によれば、呼吸ガス一般の摂取・排泄をモニタすることができるモニタシステムおよびモニタシステムの制御方法を提供することができる。 ADVANTAGE OF THE INVENTION According to this invention, the monitoring system which can monitor the intake and excretion of the breathing gas generally, and the control method of a monitor system can be provided.
以下、本発明の最良の実施形態について、添付図面を参照しつつ説明する。 DESCRIPTION OF EXEMPLARY EMBODIMENTS Hereinafter, exemplary embodiments of the invention will be described with reference to the accompanying drawings.
図2は、本発明の実施形態に係る麻酔システムを説明するための図である。図2に示すように、麻酔システム100は、麻酔ガス供給装置1、呼吸回路2、表示制御装置(表示制御部)3、表示装置4を有する。
FIG. 2 is a diagram for explaining an anesthesia system according to an embodiment of the present invention. As shown in FIG. 2, the
呼吸回路2は、吸気弁21、患者とつながるコネクタ22、フローセンサ23、呼吸ガスセンサ24、呼気弁25、CO2吸収剤キャニスタ26、ベンチレータ27を有する。吸気弁21は、呼吸回路2から患者へのガス(吸気)の流れは許容するものの、その逆の流れは規制するように作動する。
The
コネクタ22には、フローセンサ23と呼吸ガスセンサ24が、順不同で直列に設置されている。フローセンサ23は、呼吸の時間軸上でのボリューム変化を検出し、さらにそこから一回換気量を測定する。呼吸ガスセンサ24は、例えばマルチガスセンサモジュールによって構成され、麻酔ガスを含む呼吸ガスの時間軸上での濃度変化を検出し、さらにそこから吸気濃度と呼気終末濃度を測定する。ここではフローセンサ23と呼吸ガスセンサ24は、二酸化炭素(CO2)、揮発性麻酔ガス(AA)、酸素(02)、亜酸化窒素(N2O)の混合した呼吸ガスを測定対象とすることができる。ベンチレータ27は、患者の吸気および呼気を促進、補助または強制するために使用される。
A
フローセンサ23と呼吸ガスセンサ24の、表示制御装置3との接続関係を図3に示す。通過する呼吸ガスによって、フローセンサ23と呼吸ガスセンサ24のそれぞれにおいて検出された信号は、表示制御装置3に供給される。
The connection relationship between the
ガス分析法はメインストリームによるガス分析法を用いるのが好ましい。従来主流のサイドストリームによるガス分析法では、口元から吸気ガス・呼気ガスを毎分100mL前後連続サンプリングし、離れた場所にあるセンサで検出し、時間軸上での濃度変化と、吸気濃度・呼気終末濃度を測定し表示している。このため、サンプリング中の混合、測定までの時間差などによって、一回換気量データと一体的に扱うことが困難であった。患者口元で、CO2/O2/N2O/AAなどの麻酔呼吸ガス濃度をほぼリアルタイムに連続モニタできる、メインストリームのガスセンサモジュールが臨床実用に耐えるものとなったことによって、一回換気量と呼吸ガス濃度のデータを同じ時間軸で一体的に扱うことができるようになった。 The gas analysis method is preferably a mainstream gas analysis method. In the conventional gas analysis method using the mainstream side stream, inspiratory gas / expired gas is continuously sampled around 100 mL / min from the mouth, detected by a remote sensor, concentration change on the time axis, and inspiratory concentration / expired gas The terminal concentration is measured and displayed. For this reason, it was difficult to handle it with the tidal volume data integrally due to mixing during sampling, time difference until measurement, and the like. The mainstream gas sensor module that can continuously monitor the concentration of anesthetic respiratory gases such as CO 2 / O 2 / N 2 O / AA at the patient's mouth in near real time makes it possible to take a tidal volume. And respiratory gas concentration data can now be handled together on the same time axis.
呼気弁25は、患者からの呼気の一部をCO2吸収剤キャニスタ26へ導き再利用する、また残りの一部を余剰ガスとして廃棄する、その流れは許容するものの、その逆の流れは規制するように作動する。CO2吸収剤キャニスタ26は、患者の呼気から二酸化炭素を吸収除去し、その他の麻酔呼吸ガスを吸気の一部として循環使用するためのものである。
The exhalation valve 25 guides part of the exhalation from the patient to the CO 2
表示装置4は、例えば液晶ディスプレイ等によって構成される。表示制御装置3は、表示装置4全体を制御する機能と、フローセンサ23によって検出された時間軸上でのボリュームVの変化の信号と、呼吸ガスセンサ24によって検出された時間軸上での濃度Cの変化の信号とを処理して、ほぼ実時間波形として描出する機能とを少なくとも有する。
The
図4はV−Cループによる摂取量と排泄量を説明するための図であり、(a)は摂取を説明する図、(b)は排泄を説明する図である。図4に示すように、表示制御装置3は、時間軸上におけるフローセンサ23による一回換気量の変化Vと、呼吸ガスセンサ24による各呼吸ガスの濃度変化Cとから、X−Y座標上に同一時点の点(C,V)を連続的に表示させ、一呼吸ごとにV−Cループを描出している。V−Cループは、吸入麻酔の二大要素である換気量Vと呼吸ガス濃度Cを、X−Y座標上にプロットしたものである。このループによって、それぞれの測定値と、その関係を直感的に認識できるようになる。
FIG. 4 is a diagram for explaining the intake and excretion by the VC loop, where (a) is a diagram for explaining intake and (b) is a diagram for explaining excretion. As shown in FIG. 4, the
図4に示すように、吸入麻酔の二大要素である換気量Vと濃度Cの変化を、一定の形(アルファベット小文字のdまたはb)で表現することができる。同図(a)に示す「d型」ではガスの摂取を示し、(b)に示す「b型」ではガスの排泄を示す。ループのうち棒部の長さが死腔量VDを、閉じた部分の高さが肺胞換気量VAを、面積が当該ガスの摂取(又は排泄)量を、「d型」は摂取を、「b型」は排泄をそれぞれ表現することができる。 As shown in FIG. 4, changes in ventilation volume V and concentration C, which are the two major elements of inhalation anesthesia, can be expressed in a fixed form (alphabet small letter d or b). “D-type” shown in FIG. 5A indicates gas intake, and “b-type” shown in FIG. 5B indicates gas excretion. The length of the rod portion of the loop is the dead space amount VD, the height of the closed portion is the alveolar ventilation VA, the area is the intake (or excretion) amount of the gas, “d-type” is the intake, “B-type” can express excretion, respectively.
また、図4(a)に示すように、各領域面積の関係から、あるガス**の摂取量(アップテイクボリューム)をVupt**とすると、摂取量Vupt**=VT×FI**1―(VD×FI**1+VA×ET**)
=(VT−VD)×FI**1−VA×ET**
=VA×(FI**1−ET**)となる。
現実の肺におけるV−Cループは、図1に示したSBCO2の波形にも見られるように、換気に与らない細気管支の存在や、血流がないか不十分な肺胞の存在などによって、必ずしも四隅が直角の方形となるとは限らず図形だけからでは正確な肺胞換気量VAは得られない。しかし摂取量Vupt**は、V−Cループの積分から求めることができるので、上の式を変形したVA=Vupt**/(FI**1−ET**)によってより適切な肺胞換気量VAを求めることができる。
また同図(b)に示すように、あるガス**の排泄量をVexh**とすると、排泄量Vexh**=VA×(ET**−FI**2)となる。図4(b)において、FI**2=0とすると、例えば二酸化炭素の排泄量を表す。
Further, as shown in FIG. 4A, from the relationship of the area of each region, if the intake amount (uptake volume) of a certain gas ** is Vup **, the intake amount Vup ** = VT × FI ** 1. ― (VD × FI ** 1 + VA × ET **)
= (VT-VD) x FI ** 1-VA x ET **
= VA * (FI ** 1-ET **).
As seen in the waveform of SBCO 2 shown in FIG. 1, the VC loop in the actual lung is such as the presence of bronchioles that are not ventilated or the presence of insufficient or insufficient alveoli. As a result, the four corners do not necessarily have a square shape, and an accurate alveolar ventilation VA cannot be obtained from only the figure. However, since the intake amount Vupt ** can be obtained from the integration of the VC loop, more appropriate alveolar ventilation can be obtained by VA = Vupt ** / (FI ** 1-ET **) obtained by modifying the above equation. The quantity VA can be determined.
Further, as shown in FIG. 4B, when the excretion amount of a certain gas ** is Vexh **, the excretion amount Vexh ** = VA × (ET ** − FI ** 2). In FIG. 4B, when FI ** 2 = 0, for example, the amount of carbon dioxide excreted is represented.
また、摂取量とは、肺胞における血液とのガス交換量のことをいい、呼吸ガスの測定部位である患者口元における交換量を移動量Vtran**、肺容量(機能的残気量FRC+死腔量VD)に含まれるあるガス**の量をVcont**とすると、摂取量Vupt**は、移動量から肺内包ガス変化量を差し引いたもの、つまりVupt**=Vtran**−ΔVcont**となる。
麻酔維持状態のように、患者の循環指標が安定し、一回換気量VT、吸気濃度FI**、呼気終末濃度ET**などの呼吸指標も安定している状態では、ΔVcontはゼロとなるため、摂取量は移動量に一致する。
仮に全ガスの摂取量の合計Vuptotに等しい量と組成の新鮮ガスを供給すると(Vuptop=FGF)、患者の必要とするガスを必要とする量だけ供給し、排気される余剰ガスが発生しない麻酔、つまり完全閉鎖麻酔となる。信頼性のある摂取量モニタが実現すると、完全閉鎖麻酔のため、新鮮ガスの流量と組成の自動制御が可能となる。
The intake amount refers to the amount of gas exchange with blood in the alveoli. The exchange amount at the patient's mouth, which is the measurement site of respiratory gas, is the movement amount Vtran **, the lung volume (functional residual capacity FRC + death If the amount of a certain gas ** contained in the cavity volume VD) is Vcont **, the intake amount Vup ** is the amount obtained by subtracting the amount of change in the pulmonary inclusion gas, that is, Vupt ** = Vtran ** − ΔVcont **.
ΔVcont is zero when the patient's circulatory index is stable and respiratory indices such as tidal volume VT, inspiratory concentration FI **, and end-tidal concentration ET ** are stable as in the state of anesthesia maintenance. Therefore, the amount of intake matches the amount of movement.
If an amount of fresh gas having a composition equal to the total Vuptot of all gas intake (Vuptop = FGF) is supplied, only the amount of gas required by the patient is supplied and an anesthesia that does not generate exhausted surplus gas is generated. That is, it becomes a complete closed anesthesia. When a reliable intake monitor is realized, automatic control of fresh gas flow rate and composition is possible due to fully closed anesthesia.
従来のSBCO2モニタは、呼気CO2濃度の変化をY軸に、呼気量の変化をX軸に表したものであり、その波形と面積から死腔量と二酸化炭素排泄量をモニタするものである。これに対して、V−Cループは、ガス濃度をX軸、一回換気量をY軸とし、さらに吸気・呼気連続したループとして表すことにより、二酸化炭素に限らず呼吸ガス一般の摂取・排泄をモニタできる。 The conventional SBCO 2 monitor shows changes in exhaled CO 2 concentration on the Y axis and changes in exhaled gas on the X axis, and monitors dead space and carbon dioxide excretion from the waveform and area. is there. On the other hand, the V-C loop represents the gas concentration as the X-axis, the tidal volume as the Y-axis, and a continuous inspiration / expiration loop. Can be monitored.
次に複数のガスについてのV−Cループを同時に表示する場合の例について説明する。図5は麻酔維持(安定)状態のときの各ガスのループの表示例である。図5に示すように、表示制御装置3は、呼吸ガスセンサ24によって検出可能な複数のガス(二酸化炭素(CO2)、揮発性麻酔ガス(AA)、酸素(O2)、亜酸化窒素(N2O))について、各呼吸ガスの濃度変化Cを0−100%のX軸上に、それと同一時点の、フローセンサ23による一回換気量の変化VをY軸上に、点(C,V)として連続的に表示するよう制御することによって、一呼吸ごとにV−Cループを描き出す。その際、各ループを明瞭に区別するために、ガスごとに色分けしてループを描出する。
Next, an example in which the VC loops for a plurality of gases are displayed simultaneously will be described. FIG. 5 is a display example of each gas loop in the state of anesthesia maintenance (stable). As shown in FIG. 5, the
このように表示することで、図5の例において示される通り、吸入麻酔の二大要素である「量」と「濃度」に関する複数の指標、一回換気量VT・肺胞換気量VA・死腔量VD、あるガス**の吸気濃度FI**・呼気終末濃度ET**・摂取量(又は排泄量)V**を、一つのX−Y座標上で、各ループの高さ・面積・X軸上の位置などによって、同時かつ直感的にモニタすることができる。 By displaying in this way, as shown in the example of FIG. 5, a plurality of indices relating to “amount” and “concentration”, which are two major elements of inhalation anesthesia, tidal volume VT, alveolar ventilation VA, death The cavity volume VD, the inhalation concentration FI **, the end-expiratory concentration ET **, and the intake (or excretion) V ** of a certain gas ** on one XY coordinate, the height and area of each loop・ Simultaneous and intuitive monitoring is possible depending on the position on the X axis.
また、表示制御装置3は、フローセンサ23によって検出され測定された一回換気量の変化と、呼吸ガスセンサ24によって検出され測定されたガス濃度の変化に基づいて、各呼吸ガス(CO2、AA、O2、N2O)のV−Cループを描き、その閉じた方形部の面積を計算し、該計算した方形部の面積VCO2、VAA、VO2、VN2Oを、その呼吸ガスの摂取量又は排泄量として、表示装置4内の所定の表示領域41に表示する(図7参照)。
Further, the
図6は、吸入式全身麻酔の代表過程における摂取モニタの表示例である。表示制御装置3は、ガス別に各ループの色別表示を行う。以下図5と図6を用いて説明する。
FIG. 6 is a display example of an intake monitor in a representative process of inhalation general anesthesia. The
(1)酸素化(脱窒素)
通常吸入式全身麻酔では、麻酔ガスを開始する前に、この脱窒素過程が用いられる。図6(a)に示すように、空気中21%のFIO2に代えて、十分な流量の新鮮ガスとして純酸素100%を供給する。組織中・血中に溶解していた窒素N2が呼気から排出され、代わって酸素O2が血液中のヘモグロビンと結びつき全身組織へ送られETO2が上昇する。ETO2がFIO2に接近し安定したら脱窒素が完了する。この安定状態のときのループの面積は酸素摂取量VO2となる。
(1) Oxygenation (denitrification)
In normal inhalation general anesthesia, this denitrification process is used before the anesthetic gas is started. As shown in FIG. 6A, 100% pure oxygen is supplied as a fresh gas with a sufficient flow rate in place of 21% FIO 2 in the air. Nitrogen N 2 dissolved in the tissue and blood is discharged from the exhaled air, and oxygen O 2 is combined with hemoglobin in the blood and sent to the whole body tissue to raise ETO 2 . Denitrification is complete when ETO 2 approaches FIO 2 and stabilizes. The area of the loop in this stable state is the oxygen uptake VO 2 .
(2)麻酔開始(N2O・AA開始)
図6(b)に示すように、例えばFIO2を35%、FIN20を60%、FIAAを5%として開始すると、ETO2は脱窒素後の生体及び呼吸回路から急激に排泄され(「b型」)低下する。N2OとAAは呼吸回路から生体に摂取され(「d型」)、ETN20、ETAAが徐々に上昇しFIN20、FIAAに近づく。
(2) Start of anesthesia (N 2 O / AA start)
As shown in FIG. 6 (b), for example, when FIO 2 is set to 35%,
(3)FI**・ET**の安定した麻酔維持状態
図5に示したように、この状態での各ガスのループの閉じた面積は、肺胞−血液間移動量であり、この安定状態では摂取量に等しい。二酸化炭素は「負の摂取」つまり排泄となる。
(3) Stable anesthesia maintenance state of FI ** / ET ** As shown in FIG. 5, the closed area of each gas loop in this state is the amount of movement between alveoli and blood. It is equal to the intake in the state. Carbon dioxide is “negative intake” or excretion.
(4)覚醒(N2O・AA停止(洗い出し開始))
亜酸化窒素N2Oと揮発性麻酔ガスAAの新鮮ガスとしての供給を停止し、代わって酸素100%を流す。図6(c)に示すように、ETN2OとETAAは、酸素によって呼吸回路から洗い出され急激に低下する。しかし血液中・組織中に溶解していたN2O・AAが肺動脈から肺胞に移動してくるので、呼気終末濃度はすぐにはゼロとならない。このとき特に新鮮ガス流量が分時換気量より少ないと、呼気の再利用が起こるので、生体からのN2O・AAの洗い出しが遅れ、つまり覚醒が遅れる。
(4) Awakening (N 2 O / AA stop (begin washing))
The supply of nitrous oxide N 2 O and volatile anesthetic gas AA as fresh gas is stopped, and
(5)覚醒(N2O・AA停止(洗い出し完了))
分時換気量以上の新鮮酸素(+空気)流量によってETN2O・ETAAが洗い出され、ゼロに近づいてゆく。セボフルランのように血液への溶解度の低い揮発性麻酔ガスほど、短時間でET**がゼロに近づき早い覚醒が得られる。
(5) Awakening (N 2 O / AA stop (washing completed))
ETN 2 O · ETAA is washed out by the flow rate of fresh oxygen (+ air) above the minute ventilation, and approaches zero. A volatile anesthetic gas with low solubility in blood, such as sevoflurane, has an ET ** approaching zero in a short period of time and a quick arousal.
このようにV−Cループは臨床モニタに求められる直感的認識性に優れ、吸入式全身麻酔の各過程をそれぞれに代表的なイメージとして表現できるので、教育効果、全身麻酔のリスクマネジメント、さらにはナビゲーションの機能も期待できる。各呼吸ガスの摂取量、その合計としての総摂取量が把握できるので、必要とされる新鮮ガスの最低供給量が分かる。その結果、無駄に廃棄する麻酔ガス量を極小にでき、経済的・環境的負荷をも極小化できる。 In this way, the VC loop has excellent intuitive recognition required for clinical monitors, and can represent each process of inhalation general anesthesia as a representative image, so that educational effects, risk management of general anesthesia, The navigation function can also be expected. Since the intake amount of each breathing gas and the total intake amount as a sum thereof can be grasped, the minimum supply amount of fresh gas required is known. As a result, the amount of anesthetic gas to be wasted can be minimized, and the economic and environmental burden can be minimized.
図7は、表示装置の表示例を示す図である。同図(a)は、麻酔用ベンチレータに内蔵されるモニタの表示例を示している。換気に関しては、時間軸上での気道内圧波形Pが代表的であり、他に同じく時間軸上のフロー波形Fやボリューム波形Vがある。さらにこれらP/F/Vを組み合わせて、肺の換気メカニクスを直感的に把握できる、P−Vループ・F−Vループが用いられる場合もある。呼吸ガス濃度については、呼吸(換気)の正常性を直感的に把握できる、時間軸上の二酸化炭素波形(カプノグラム)が代表的である。同図(b)に示すように、表示装置4には、フローセンサ23による一回換気量の変化Vと、呼吸ガスセンサ24による各呼吸ガスの濃度変化Cとを、X−Y座標上に連続的なループとして、複数の呼吸ガスについて描出している。また、ある一つのガス**を取り出してそのV−Cループを拡大表示することもできる。それによって、図4に示したような、肺胞換気量VA・死腔量VD・摂取量V**などの細かな分析と検討が可能となる。
FIG. 7 is a diagram illustrating a display example of the display device. The figure (a) has shown the example of a display of the monitor incorporated in the ventilator for anesthesia. Regarding ventilation, the airway pressure waveform P on the time axis is representative, and there are also a flow waveform F and a volume waveform V on the time axis. Furthermore, a combination of these P / F / V may use a PV loop / FV loop that can intuitively grasp the ventilation mechanics of the lung. As for the respiratory gas concentration, a carbon dioxide waveform (capnogram) on the time axis that can intuitively grasp the normality of respiration (ventilation) is representative. As shown in FIG. 4B, the
このV−Cループ表示によれば、(1)吸入麻酔の二大要素である換気量Vと呼吸ガス濃度Cを、X−Y座標上にプロットすることによって、それぞれの値と、その関係を直感的に認識できる。また、二酸化炭素に限らず呼吸ガス一般の摂取・排泄をモニタできる。(2)従来から重要なモニタ項目である一回換気量VT・吸気濃度FI**・呼気終末濃度ET**に加えて、呼吸指標として重要性が高いにも拘わらず、従来術中モニタが困難であった肺胞換気量VAのモニタが可能となる。(3)一回換気量と濃度で表わされるループ領域の面積から、当該呼吸ガスの移動量のモニタが可能となる。特に術中の麻酔維持状態のように一回換気量・濃度が安定した状態では、この移動量は摂取量、つまり肺胞と血液との間での当該ガス交換量と一致する。 According to this V-C loop display, (1) by plotting the ventilation volume V and the respiratory gas concentration C, which are the two major elements of inhalation anesthesia, on the XY coordinates, the respective values and their relations are plotted. Intuitive recognition. In addition to carbon dioxide, it is possible to monitor the intake and excretion of breathing gas in general. (2) In addition to the traditionally important monitoring items, tidal volume VT, inspiratory concentration FI **, and end-tidal concentration ET **, it is difficult to monitor intraoperatively in spite of its high importance as a respiratory index. It becomes possible to monitor the alveolar ventilation VA. (3) The amount of movement of the respiratory gas can be monitored from the area of the loop region represented by the tidal volume and concentration. In particular, when the tidal volume / concentration is stable, such as during anesthesia maintenance during surgery, this amount of movement corresponds to the amount of intake, that is, the amount of gas exchange between the alveoli and blood.
また、(4)特定のガスの摂取・排泄が、吸気濃度FI**が呼気終末濃度ET**の左右どちら側にあるかによって一目で分かる。(5)吸入式全身麻酔の一連の流れである、導入〜維持〜覚醒、の各相における呼吸ガスの摂取・排泄とその変化をグラフィカルに表現できる。その結果、大きな視野から吸入麻酔の正常性Integrityモニタとしての機能も期待できる。 In addition, (4) the intake and excretion of a specific gas can be seen at a glance depending on whether the inspiratory concentration FI ** is on the left or right side of the end-expiratory concentration ET **. (5) It is possible to graphically represent intake / excretion of respiratory gas and changes thereof in each phase of introduction to maintenance to awakening, which are a series of flows of inhalation general anesthesia. As a result, a function as a normal integrity monitor for inhalation anesthesia can be expected from a large field of view.
図8は、本発明の他の実施形態に係る人工呼吸システムを説明するための図である。図8に示すように、人工呼吸システム200は、ベンチレータ装置201、コネクタ202、フローセンサ203、ガスセンサ204、表示制御装置3、表示装置4を有する。ベンチレータ装置201は、患者の吸気および呼気を促進、補助または強制するために使用される。図8に示すように、図2に示した循環式呼吸回路を有する吸入麻酔システムの例に限ることなく、ベンチレータ装置201を用いる非手術用の人工呼吸システムについても本発明を適用することができる。
さらに、図8からベンチレータ201と吸気・呼気の回路を取り外し、フローセンサ203、ガスセンサ204、表示制御装置3、表示装置4で構成されるモニタを自発呼吸にも適用できる。つまり麻酔ガスや高濃度酸素など医療ガスを使用しない通常の呼吸でも、酸素・二酸化炭素について、これまでに記したようなV−Cループの描出と、VT・VA・VD、FI**・ET**・V**の測定・表示が可能である。
FIG. 8 is a view for explaining an artificial respiration system according to another embodiment of the present invention. As shown in FIG. 8, the
Furthermore, the monitor composed of the
なお、本発明のモニタシステムの制御方法の各ステップは、表示制御装置3が所定のプログラムを実行することにより実現される。
In addition, each step of the control method of the monitor system of this invention is implement | achieved when the
以上、本発明の好ましい実施例について詳述したが、本発明は上述した実施例に限定されるものではなく、特許請求の範囲に記載された本発明の要旨の範囲内において、種々の変形、変更が可能である。また本発明のモニタシステムは供給ガスが摂取ガスと等しくなるように、新鮮ガスの組成・量、ベンチレータの換気条件などを自動制御する自動麻酔システムにも適用することができる。 The preferred embodiments of the present invention have been described in detail above. However, the present invention is not limited to the above-described embodiments, and various modifications can be made within the scope of the gist of the present invention described in the claims. It can be changed. The monitor system of the present invention can also be applied to an automatic anesthesia system that automatically controls the composition and amount of fresh gas, ventilation conditions of the ventilator, etc. so that the supply gas is equal to the intake gas.
100,200 麻酔システム
1 麻酔ガス供給装置
2 呼吸回路
21 吸気弁
22,202 コネクタ
23,203 フローセンサ
24,204 呼吸ガスセンサ
25 呼気弁
3 表示制御装置
4 表示装置
26 CO2吸収剤キャニスタ
100, 200
Claims (6)
前記呼吸回路に設けられ麻酔ガスを含む呼吸ガスの濃度を連続的に検出する呼吸ガスセンサと、
前記フローセンサによって測定された患者呼吸の時間軸上でのボリューム変化、及びそこから得られる一回換気量と、呼吸ガスセンサによって測定された患者呼吸の時間軸上での麻酔ガスを含む呼吸ガスの濃度変化、及びそこから得られる吸気濃度と呼気終末濃度をほぼ実時間で描出する表示制御部と、を備え、
前記表示制御部は、時間軸上におけるフローセンサによる一回換気量の変化Vと、前記呼吸ガスセンサによる各呼吸ガスの濃度変化Cとから、X−Y座標上に同一時点の点(C,V)を連続的に表示させ、一呼吸ごとにループを描出することを特徴とするモニタシステム。 A flow sensor provided in a breathing circuit for continuously detecting a patient's breathing volume;
A breathing gas sensor that is provided in the breathing circuit and continuously detects the concentration of the breathing gas including anesthetic gas;
Changes in volume on the time axis of patient respiration measured by the flow sensor, and tidal volume obtained therefrom, and respiratory gas including anesthetic gas on the time axis of patient respiration measured by the respiration gas sensor A display control unit that draws a change in concentration, and an inspiratory concentration and an end-expiratory concentration obtained therefrom in substantially real time,
From the change V of the tidal volume by the flow sensor on the time axis and the concentration change C of each respiratory gas by the respiratory gas sensor on the time axis, the display control unit has a point (C, V ) Is continuously displayed and a loop is drawn for each breath.
麻酔ガスを含む呼吸ガスの濃度を連続的に検出する呼吸ガスセンサによって測定された患者呼吸の時間軸上での麻酔ガスを含む呼吸ガスの濃度変化、及びそこから得られる吸気濃度と呼気終末濃度をほぼ実時間で描出するモニタシステムの制御方法であって、
時間軸上におけるフローセンサによる一回換気量の変化Vと、前記呼吸ガスセンサによる各呼吸ガスの濃度変化Cとから、X−Y座標上に同一時点の点(C,V)を連続的に表示させ、一呼吸ごとにループを描出するステップを含むことを特徴とするモニタシステムの制御方法。 Volume change on the time axis of patient respiration measured by a flow sensor that continuously detects respiration volume, and tidal volume obtained therefrom,
Changes in the concentration of respiratory gas, including anesthetic gas, on the time axis of patient breathing measured by a respiratory gas sensor that continuously detects the concentration of respiratory gas, including anesthetic gas, and inspiratory and end-tidal concentrations obtained therefrom A control method for a monitor system that renders in almost real time,
The point (C, V) at the same time point is continuously displayed on the XY coordinates from the change V of the tidal volume by the flow sensor on the time axis and the concentration change C of each respiratory gas by the respiratory gas sensor. And a step of drawing a loop for each breath.
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