JP2014061071A

JP2014061071A - Monitor system control method and monitor system

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Publication number: JP2014061071A
Application number: JP2012207151A
Authority: JP
Inventors: Shoichi Tsukagoshi; 昌一塚越; Junichi Kozono; 淳一小薗; Yorihisa Ichikawa; 順久市川; Masahiro Kihara; 正博木原; Takaaki Aoyagi; 孝明青柳; Takehide Yoshida; 長英吉田
Original assignee: Senko Medical Instrument Manufacturing Co Ltd
Current assignee: Senko Medical Instrument Manufacturing Co Ltd
Priority date: 2012-09-20
Filing date: 2012-09-20
Publication date: 2014-04-10
Anticipated expiration: 2032-09-20
Also published as: JP5948197B2

Abstract

【課題】患者の呼吸及び呼吸器を評価するモニタシステムを提供する。
【解決手段】１呼吸毎に、濃度−換気量ループ、ボーア式を図示する面積ＶＣＯ_２の長方形、及び濃度−換気量ループに内接する面積極大の長方形を、同一のＸ−Ｙ座標に表示し、さらに１呼吸毎のＣＯ_２ガスの、排泄量ＶＣＯ_２、肺胞気濃度、呼気終末ＣＯ_２濃度、混合呼気濃度、呼吸死腔量ＶＤ_ｒｅｓｐ、肺胞換気量ＶＡ、気道死腔量ＶＤ_ａｗ、及び肺胞死腔量ＶＤ_ａｌｖを、表示装置の所定の領域に表示する。
【選択図】図５A monitoring system for evaluating a patient's breathing and respiratory system is provided.
For each breath, a concentration-ventilation loop, a rectangle with an area VCO ₂ illustrating the Bohr equation, and a rectangle with a positive surface area inscribed in the concentration-ventilation loop are displayed in the same XY coordinates. Further, the excretion amount VCO ₂ , alveolar air concentration, end-tidal CO ₂ concentration, mixed exhalation concentration, respiratory dead space volume VD _resp , alveolar ventilation volume VA, airway dead space volume VD _aw , CO ₂ gas per breath And alveolar dead space amount VD _alv are displayed in a predetermined area of the display device.
[Selection] Figure 5

Description

本発明は、モニタシステムの制御方法及びモニタシステムに関する。 The present invention relates to a monitor system control method and a monitor system.

死腔量、肺胞換気量は、患者の呼吸及び呼吸器を評価する上で極めて重要な指標である。死腔量の概念は、Ｂｏｈｒ式ＶＥ×ＦＥＣＯ_２＝（ＶＥ−ＶＤ）×ＦＡＣＯ_２によって定義されているが（ＶＥは一回呼気量、ＦＥＣＯ_２は混合呼気ＣＯ_２濃度、ＶＤは呼吸死腔量、ＦＡＣＯ_２は肺胞気ＣＯ_２濃度をそれぞれ表す）、一つには肺胞気濃度ＦＡＣＯ_２が実測困難であるため、また混合呼気濃度ＦＥＣＯ_２の測定も、呼気を大量に貯めるなど現実的に困難であるため、臨床の場でそのまま用いられることはなかった。 Dead volume and alveolar ventilation are extremely important indicators for evaluating a patient's respiration and respiratory organs. The concept of dead volume is defined by the Bohr formula VE × FECO ₂ = (VE−VD) × FACO ₂ (VE is a single expiratory volume, FECO ₂ is a mixed expiratory CO ₂ concentration, and VD is a respiratory dead space. The amount of FACO ₂ represents the alveolar CO ₂ concentration), and for one reason, it is difficult to actually measure the alveolar air concentration FACO ₂ , and the measurement of the mixed breath concentration FECO ₂ is also realistic, such as storing a large amount of exhaled air. Due to the difficulty, it has not been used as it is in clinical settings.

１９４０年代以降いくつかの方法が提案され、二酸化炭素をモニタするものとしてＳＢＣＯ_２（ＳｉｎｇｌｅＢｒｅａｔｈＣＯ_２）モニタが提案されている（例えば、特許文献１参照）。このＳＢＣＯ_２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。そこから一回呼気量ＶＥ、呼気終末二酸化炭素濃度ＦＥＴＣＯ_２の各値が得られ、波形線下の面積から二酸化炭素排泄量ＶＣＯ_２を計算することができるとしている。またこの波形の分析から、気道死腔量（解剖学的死腔量）ＶＤ、肺胞換気量ＶＡを求めることができるとしている。
またごく最近でもＳＢＣＯ_２法による新たな提案がされており（例えば、非特許文献１参照）、解剖学的死腔、生理学的死腔、肺胞死腔を測定可能としている。 Several methods have been proposed since the 1940s, and an SBCO ₂ (Single Breath CO ₂ ) monitor has been proposed as a monitor for carbon dioxide (see, for example, Patent Document 1). This SBCO ₂ is drawn as a waveform for carbon dioxide only for one exhalation with the exhalation volume on the X axis and the carbon dioxide concentration on the Y axis. From this, each value of the exhaled breath amount VE and the end-tidal carbon dioxide concentration FETCO ₂ is obtained, and the carbon dioxide excretion amount VCO ₂ can be calculated from the area under the waveform line. Further, from the analysis of this waveform, the airway dead space volume (anatomical dead space volume) VD and alveolar ventilation volume VA can be obtained.
Recently, a new proposal based on the SBCO ₂ method has been made (see, for example, Non-Patent Document 1), and an anatomical dead space, a physiological dead space, and an alveolar dead space can be measured.

他方、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、呼吸ガスセンサによるＣＯ_２、ＡＡ、Ｏ_２、Ｎ_２Ｏ等の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（Ｆ，Ｖ）を連続的に表示させ、一呼吸ごとに濃度−換気量ループを描出する方法が提案されている（例えば、特許文献２参照）。このような表示から、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、各濃度−換気量ループの高さ・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としている。 On the other hand, 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 such as CO ₂ , AA, O ₂ , N ₂ O by the respiratory gas sensor, on the XY coordinates A method has been proposed in which points (F, V) at the same time point are continuously displayed and a concentration-ventilation loop is drawn for each breath (for example, see Patent Document 2). From such a display, inhalation concentrations of a plurality of indicators relating to “volume” and “concentration” which are two main elements of inhalation anesthesia, tidal volume VT, alveolar ventilation VA, dead space volume VD, and a certain gas ** FI **, end expiratory concentration ET **, intake (or excretion) V ** on one XY coordinate, height, area, position on X-axis, etc. Can be simultaneously and intuitively monitored.

特開平９−２４０９９号公報Japanese Patent Laid-Open No. 9-24099 特開２０１１−４５５９２号公報JP 2011-45592 A

Ｙ．Ｔａｎｇ，ｅｔａｌ．，”ＡＮｅｗＥｑｕａｌＡｒｅａＭｅｔｈｏｄ to ＣａｌｃｕｌａｔｅａｎｄＲｅｐｒｅｓｅｎｔＰｈｙｓｉｏｌｏｇｉｃ，Ａｎａｔｏｍｉｃａｌ，ａｎｄＡｌｖｅｏｌａｒＤｅａｄＳｐａｃｅｓ”，Ａｎｅｓｔｈｅｓｉｏｌｏｇｙ，Ｖｏｌ．１０４，Ｎｏ．４，ｐｐ．６９６−７００，２００６．Y. Tang, et al. , “A New Equal Area Method to Calculate and Represent Physiological, Analytical, and Alveolar Dead Spaces”, Anesthesiology, Vol. 104, no. 4, pp. 696-700, 2006.

しかしながら、特許文献１、２においても、非特許文献１においても、肺胞気濃度ＦＡＣＯ_２測定の困難さは依然として解決されておらず、従ってＢｏｈｒ式の定義を十分に表現した死腔量、肺胞換気量のモニタリング方法は未だ実現されていないという問題があった。 However, in Patent Documents 1 and 2 and Non-Patent Document 1, the difficulty of measuring alveolar air concentration FACO ₂ has not been solved, and therefore, the amount of dead space and alveoli that sufficiently express the Bohr formula definition. There was a problem that the monitoring method of ventilation volume has not been realized yet.

また、呼吸器（肺）は気道と肺胞から構成されているので、呼吸死腔量＝気道死腔量＋肺胞死腔量となるが、肺胞死腔量は肺の健全性を評価する際のもっとも重要な指標である。この肺胞死腔量は、肺胞気濃度ＦＡＣＯ_２が測定困難であるため、従来採血による動脈血ガスＣＯ_２濃度ＦａＣＯ_２が代用されてきた。しかし、この方法で得られる肺胞死腔量にはシャント血（肺胞におけるガス交換を受けない血液）等の肺外要因も含まれてしまうため、本来の肺胞死腔量を得ること自体ほぼ不可能であった。 In addition, since the respiratory organ (lung) is composed of airways and alveoli, respiratory dead space amount = airway dead space amount + alveolar dead space amount, alveolar dead space amount evaluates lung health It is the most important indicator when doing so. The alveolar dead space volume is difficult to measure the alveolar air concentration FACO ₂ , and the arterial blood gas CO ₂ concentration FaCO ₂ by blood sampling has been conventionally substituted. However, since the alveolar dead volume obtained by this method also includes extrapulmonary factors such as shunt blood (blood that does not undergo gas exchange in the alveoli), obtaining the original alveolar dead volume itself It was almost impossible.

そこで、本発明は上記問題点に鑑みなされたものであって、肺胞死腔量の毎呼吸分析を可能とすることによって、呼吸管理の質を大幅に高めることのできる方法及び装置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-described problems, and provides a method and apparatus that can greatly improve the quality of respiratory management by enabling respiration analysis of the alveolar dead space amount. For the purpose.

このような課題を解決するために、本発明の装置（モニタシステム）の制御方法の、呼吸回路に設けられ患者の呼吸ガスのフローを連続的に検出するフローセンサと、呼吸回路に設けられ呼吸ガスの成分ガスの濃度を連続的に検出する呼吸ガスセンサと、フローセンサ及び呼吸ガスセンサからの出力データを保存、演算して画像及び数値データとし、そのデータを毎呼吸、表示装置に表示する制御装置と、を備えたモニタシステムの制御方法において、制御装置は、その制御装置の表示装置にＸ−Ｙ座標を設け、１呼吸毎にそのＸ−Ｙ座標上にフローセンサによって測定した吸気、呼気連続の呼吸ガスのフローデータすなわち換気量Ｖ（Ｖｏｌｕｍｅ）と、呼吸ガスセンサによって測定した吸気、呼気連続の呼吸ガスの成分ガスの１つであるＣＯ_２ガスの濃度Ｆとを同期させて、ＣＯ_２ガスの吸気、呼気連続した濃度−換気量ループを描き、そのループが囲む面積を計算してＣＯ_２ガスの排泄量ＶＣＯ_２を求め、そのＶＣＯ_２を用いてＶ＝ＶＣＯ_２／ＦＣＯ_２＋（ＶＩ−ＶＥ）となる反比例曲線を表示し、さらに、ＣＯ_２ガスの濃度Ｆと換気量Ｖの関係の変化を、点（０，ＶＩ−ＶＥ）と、反比例曲線上の任意の1点とを結ぶ直線を対角線とする面積ＶＣＯ_２の長方形の変化としてＸ−Ｙ座標に表現することを要旨とする。 In order to solve such problems, a flow sensor provided in the breathing circuit for continuously detecting the flow of the respiratory gas of the patient and a breathing circuit provided in the breathing circuit of the control method of the apparatus (monitor system) of the present invention. Respiratory gas sensor that continuously detects the concentration of the component gas of the gas, and a control device that stores and calculates the output data from the flow sensor and the respiratory gas sensor into images and numerical data, and displays the data on each breathing and display device In the control method of the monitor system comprising the control device, the control device provides the display device of the control device with XY coordinates, and continuously inspiration and expiration measured by the flow sensor on the XY coordinates for each breath. Respiratory gas flow data, that is, Ventilation V (Volume) and one of the component gases of breathing gas with continuous inspiration and expiration measured by the breathing gas sensor O ₂ and is synchronized with the concentration F of the gas, the intake of CO ₂ gas, exhalation continuous concentration - draw the ventilation loop, determine the excretion VCO ₂ of CO ₂ gas to calculate the area where the loop surrounds its Using VCO ₂ , an inversely proportional curve V = VCO ₂ / FCO ₂ + (VI−VE) is displayed, and further, the change in the relationship between the CO ₂ gas concentration F and the ventilation volume V is represented by a point (0, VI− VE) and a straight line connecting an arbitrary point on the inversely proportional curve is expressed in XY coordinates as a change in the rectangle of the area VCO ₂ whose diagonal is a straight line.

上記発明において、制御装置は、１呼吸毎に、ＣＯ_２ガスの濃度−換気量ループと、その面積であるＶＣＯ_２を用いて、以下の関係式（１）、（２）を表す面積ＶＣＯ_２の長方形をＸ−Ｙ座標に表示するとともに、それらの長方形が互いに等面積であることを明示するために、Ｖ＝ＶＣＯ_２／ＦＣＯ_２＋（ＶＩ−ＶＥ）となる反比例曲線を表示し、ＣＯ_２ガスの混合呼気濃度ＦＥＣＯ_２、肺胞換気量ＶＡ、呼吸死腔量ＶＤ_ｒｅｓｐ、肺胞気濃度ＦＡＣＯ_２を求めて、Ｘ−Ｙ座標に表示する。
ＶＥ×（ＦＥＣＯ_２−ＦＩＣＯ_２）＝ＶＣＯ_２、書き換えると
ＦＥＣＯ_２＝ＶＣＯ_２／ＶＥ＋ＦＩＣＯ_２（１）
ＶＡ×（ＦＡＣＯ_２−ＦＩＣＯ_２）＝ＶＣＯ_２、書き換えると
ＦＡＣＯ_２＝ＶＣＯ_２／ＶＡ＋ＦＩＣＯ_２（２）
（式中のＶＥは一回呼気量を表す。）
通常の呼吸ではＦＩＣＯ_２＝０であるので、（１）、（２）式は以下のように表すことができる。
ＶＥ×ＦＥＣＯ_２＝ＶＣＯ_２、ＦＥＣＯ_２＝ＶＣＯ_２／ＶＥ（１’）
ＶＡ×ＦＡＣＯ_２＝ＶＣＯ_２、ＦＡＣＯ_２＝ＶＣＯ_２／ＶＡ（２’）
このように等しい面積ＶＣＯ_２を有する複数の長方形が、Ｘ−Ｙ座標面上に階段状に配置されるので、この分析法をＥＡＳＴ（ＥｑｕａｌＡｒｅａＳｔｅｐＴｅｃｈｎｏｌｏｇｙ）法と呼ぶ。 In the above invention, the control device uses an area VCO ₂ representing the following relational expressions (1) and (2) using the CO ₂ gas concentration-ventilation loop and VCO ₂ that is the area for each breath. Are displayed on the XY coordinates, and in order to clearly show that the rectangles are equal to each other, an inverse proportional curve V = VCO ₂ / FCO ₂ + (VI−VE) is displayed, and CO The mixed expiration concentration FECO ₂ , alveolar ventilation VA, respiratory dead space VD _resp , and alveolar concentration FACO ₂ of _two gases are obtained and displayed on the XY coordinates.
VE × (FECO ₂ −FICO ₂ ) = VCO ₂ , rewriting FECO ₂ = VCO ₂ / VE + FICO ₂ (1)
VA × (FACO ₂ −FICO ₂ ) = VCO ₂ , when rewritten, FACO ₂ = VCO ₂ / VA + FICO ₂ (2)
(VE in the formula represents the exhaled breath volume.)
Since FICO ₂ = 0 in normal respiration, equations (1) and (2) can be expressed as follows.
VE × FECO ₂ = VCO ₂ , FECO ₂ = VCO ₂ / VE (1 ′)
VA × FACO ₂ = VCO ₂ , FACO ₂ = VCO ₂ / VA (2 ′)
Since a plurality of rectangles having the same area VCO ₂ are arranged stepwise on the XY coordinate plane, this analysis method is referred to as an EAST (Equal Area Step Technology) method.

次いで、ＣＯ_２ガスの濃度−換気量ループ上で、その濃度−換気量ループに内接する長方形の面積の極大点を求め、その極大点のＹ座標を以って前記濃度−換気量ループの呼気相の第ＩＩ相と第ＩＩＩ相の分岐点とし、特定された第ＩＩ相にＥｑｕａｌＡｒｅａ法（ＥｑｕａｌＡｒｅａＭｅｔｈｏｄ）を適用して気道死腔量ＶＤ_ａｗを特定し、その気道死腔量ＶＤ_ａｗに以下の関係式（３）を適用して肺胞死腔量ＶＤ_ａｌｖを求めることができる。
ＶＤ_ａｗ＋ＶＤ_ａｌｖ＝ＶＤ_ｒｅｓｐ、書き換えると
ＶＤ_ａｌｖ＝ＶＤ_ｒｅｓｐ−ＶＤ_ａｗ（３） Next, on the CO ₂ gas concentration-ventilation loop, a maximum point of a rectangular area inscribed in the concentration-ventilation loop is obtained, and the exhalation of the concentration-ventilation loop is performed using the Y coordinate of the maximum point. the phase II and branch points phase III phase, by applying Equal Area method (Equal Area method) identifies the airway death腔量_{VD aw} phase II identified, the airway dead腔量_{VD aw} By applying the following relational expression (3), the alveolar dead space amount VD _alv can be obtained.
VD _aw + VD _alv = VD _resp , rewriting VD _alv = VD _resp −VD _aw (3)

本発明のモニタシステムの制御方法によれば、呼吸ガス中のＣＯ_２ガスの混合呼気濃度ＦＥＣＯ_２を（１）式によって求め、表示装置のＸ−Ｙ座標上に描いたＣＯ_２ガスの吸気、呼気連続した濃度−換気量ループ上の、求めたＦＥＣＯ_２に対応する点のＹ軸の値から、幾何学的に、肺胞換気量ＶＡ、呼吸死腔量ＶＤ_ｒｅｓｐを求めることができる。求めたＶＡの値から、関係式（２）に相当する面積ＶＣＯ_２の長方形を同じＸ−Ｙ座標上に描くことにより、やはり幾何学的に、肺胞気濃度ＦＡＣＯ_２を求めることができる。さらに、ＣＯ_２ガスの吸気、呼気連続した濃度−換気量ループ上で、その濃度−換気量ループに内接する長方形の面積の極大点を求め、その極大点のＹ座標を以って前記濃度−換気量ループの呼気相の第ＩＩ相と第ＩＩＩ相の分岐点とし、特定された第ＩＩ相にＥｑｕａｌＡｒｅａ法を適用して幾何学的に特定した気道死腔量ＶＤ_ａｗから、関係式（３）により、肺胞死腔量ＶＤ_ａｌｖを求めることができる。 According to the control method of the monitor system of the present invention, the mixed breath concentration FECO ₂ of the CO ₂ gas in the breathing gas is obtained by the equation (1), and the inhalation of CO ₂ gas drawn on the XY coordinates of the display device, The alveolar ventilation VA and the respiratory dead space volume VD _resp can be obtained geometrically from the value of the Y-axis at the point corresponding to the obtained FECO ₂ on the concentration-ventilation loop with continuous expiration. From the obtained VA value, the alveolar air density FACO ₂ can be obtained geometrically by drawing a rectangle of the area VCO ₂ corresponding to the relational expression (2) on the same XY coordinate. Further, on the CO ₂ gas inhalation and exhalation continuous concentration-ventilation loop, a maximum point of a rectangular area inscribed in the concentration-ventilation loop is obtained, and the concentration− From the airway dead space amount VD _aw geometrically specified by applying the Equal Area method to the identified phase II as a branch point between the phase II and phase III of the expiration phase of the ventilation loop, a relational expression ( According to 3), the alveolar dead space amount VD _alv can be obtained.

また、上記発明において、制御装置は、１呼吸毎に、濃度−換気量ループ、面積ＶＣＯ_２の長方形、及び濃度−換気量ループに内接する面積極大の長方形を同一のＸ−Ｙ座標に表示させ、さらに１呼吸毎のＣＯ_２ガスの、排泄量ＶＣＯ_２、肺胞気濃度ＦＡＣＯ_２、呼気終末ＣＯ_２濃度ＦＥＴＣＯ_２、混合呼気濃度ＦＥＣＯ_２、呼吸死腔量ＶＤ_ｒｅｓｐ、肺胞換気量ＶＡ、気道死腔量ＶＤ_ａｗ、及び肺胞死腔量ＶＤ_ａｌｖ、を、表示装置の所定の領域に表示する。 Further, in the above invention, the control device displays the concentration-ventilation loop, the rectangle of the area VCO _{2 and} the rectangle of the surface positive size inscribed in the concentration-ventilation loop on the same XY coordinate for each breath. further one breath every CO ₂ gas, excretion VCO _2, alveolar concentration FACO _2, end tidal CO ₂ concentration FETCO _2, mixed tidal concentrations FECO _2, respiratory dead腔量_{VD resp,} alveolar ventilation VA, airway The dead space amount VD _aw and the alveolar dead space amount VD _alv are displayed in a predetermined area of the display device.

本発明によれば、臨床の場で従来から行われてきた１呼吸毎の吸気量ＶＩ、呼気量ＶＥ、ＣＯ_２ガスの呼気終末濃度ＦＥＴＣＯ_２測定に加えて、ＶＣＯ_２、ＦＥＣＯ_２、ＶＤ_ｒｅｓｐ、ＶＡ、ＦＡＣＯ_２、及び、従来特定することができなかった肺外要因を含まない本来の肺胞死腔量ＶＤ_ａｌｖの非侵襲的モニタリングが可能となる。術中の呼吸管理のみならず、呼吸分析一般に本発明の方法を適用することの臨床的有用性は大きい。 According to the present invention, VCO ₂ , FECO ₂ , VD _resp in addition to the measurement of the inhalation volume VI, the exhalation volume VE, and the end-tidal concentration of CO ₂ gas FETCO _2, which has been conventionally performed in clinical settings. , VA, FACO ₂ , and non-invasive monitoring of the original alveolar dead space volume VD _alv which does not include extrapulmonary factors that could not be specified conventionally. The clinical utility of applying the method of the present invention to respiratory analysis in general as well as intraoperative respiratory management is great.

また、本発明のモニタシステムは、呼吸回路に設けられ患者の呼吸ガスのフローを連続的に検出するフローセンサと、呼吸回路に設けられ呼吸ガスの成分ガスの濃度を連続的に検出する呼吸ガスセンサと、フローセンサ及び呼吸ガスセンサからの出力データを保存、演算して画像及び数値データとし、そのデータを毎呼吸、表示装置に表示する制御装置と、を備え、制御装置の表示装置は、Ｘ−Ｙ座標上に１呼吸毎に、フローセンサによって測定した吸気、呼気連続の呼吸ガスのフローデータすなわち換気量Ｖと、呼吸ガスセンサによって測定した吸気、呼気連続の成分ガスの１つであるＣＯ_２ガスの濃度Ｆとを同期させて得られる、ＣＯ_２ガスの吸気、呼気連続した濃度−換気量ループと、そのループが囲む面積から求めたＣＯ_２ガスの排泄量ＶＣＯ_２を基に演算される、Ｖ＝ＶＣＯ_２／ＦＣＯ_２＋（ＶＩ−ＶＥ）となる反比例曲線と、を表示し、さらに、ＣＯ_２ガスの濃度Ｆと換気量Ｖの関係の変化を、Ｘ−Ｙ座標に描いた濃度−換気量ループ上の点（Ｘ＝０，Ｙ＝ＶＩ−ＶＥ）と、反比例曲線上の任意の1点とを結ぶ直線を対角線とする面積ＶＣＯ_２の長方形の変化としてＸ−Ｙ座標に表現する。 The monitor system of the present invention includes a flow sensor that is provided in the breathing circuit and continuously detects the flow of the respiratory gas of the patient, and a breathing gas sensor that is provided in the breathing circuit and continuously detects the concentration of the component gas of the breathing gas. And a control device that stores and calculates output data from the flow sensor and the respiratory gas sensor to obtain images and numerical data, and displays the data on each breathing and display device. The display device of the control device is an X- For each breath on the Y coordinate, the flow data of inspiratory and expiratory breathing gas measured by the flow sensor, that is, the ventilation volume V, and the CO ₂ gas which is one of the constituent gases of inspiratory and expiratory breathing measured by the breathing gas sensor. of obtained by synchronizing the concentration F, the intake of CO ₂ gas, exhalation continuous concentration - ventilation loop and, the CO ₂ gas was determined from the area where the loop surrounds Is computed based on泄量_{_{_{VCO 2, V = VCO 2 /}}} FCO 2 + displays a (VI-VE) become inversely proportional curve, and further, changes in the relationship between the density F and the ventilation V of CO ₂ gas Of the area VCO ₂ whose diagonal is a straight line connecting a point (X = 0, Y = VI-VE) on the concentration-ventilation loop drawn on the XY coordinates and an arbitrary point on the inverse proportional curve. Expressed in XY coordinates as a change in rectangle.

本発明のモニタシステムにおいて、制御装置の表示装置は、Ｘ−Ｙ座標上に１呼吸毎に、濃度−換気量ループと、その面積であるＶＣＯ_２を用いて、ＥＡＳＴ法により、以下の関係式（１’）、（２’）を表す面積ＶＣＯ_２の長方形をＸ−Ｙ座標に描出することによって求められるＣＯ_２ガスの混合呼気濃度ＦＥＣＯ_２、肺胞換気量ＶＡ、呼吸死腔量ＶＤ_ｒｅｓｐ、及び肺胞気濃度ＦＡＣＯ_２と、濃度−換気量ループ上で、その濃度−換気量ループに内接する長方形の面積の極大点を求め、その極大点のＸ−Ｙ座標から、濃度−換気量ループにＥｑｕａｌＡｒｅａ法を適用して特定される気道死腔量ＶＤ_ａｗと、そのＶＤ_ａｗに以下の関係式（３）を適用して求められる肺胞死腔量ＶＤ_ａｌｖと、を、濃度−換気量ループ、面積ＶＣＯ_２の長方形、及び濃度−換気量ループに内接する面積極大の長方形とともに表示する。
ＶＥ×ＦＥＣＯ_２＝ＶＣＯ_２、ＦＥＣＯ_２＝ＶＣＯ_２／ＶＥ（１’）
ＶＡ×ＦＡＣＯ_２＝ＶＣＯ_２、ＦＡＣＯ_２＝ＶＣＯ_２／ＶＡ（２’）
ＶＤ_ａｗ＋ＶＤ_ａｌｖ＝ＶＤ_ｒｅｓｐ、書き換えると
ＶＤ_ａｌｖ＝ＶＤ_ｒｅｓｐ−ＶＤ_ａｗ（３） In the monitor system of the present invention, the display device of the control device uses the concentration-ventilation loop and its area VCO ₂ for each breath on the XY coordinate, and the following relational expression by the EAST method. (1 '), (2') mixing tidal concentrations of CO ₂ gas is determined by rendering a rectangular area VCO ₂ onto the X-Y coordinates representing the FECO _2, alveolar ventilation VA, respiratory dead腔量_{VD resp} And the alveolar air concentration FACO ₂ and a maximum point of a rectangular area inscribed in the concentration-ventilation loop on the concentration-ventilation loop, and the concentration-ventilation loop from the XY coordinates of the maximum point The airway dead space amount VD _aw specified by applying the Equal Area method to the alveolar space and the alveolar dead space amount VD _alv obtained by applying the following relational expression (3) to the VD _aw The amount loop, area VCO Displayed with a rectangular area maximum inscribed in ventilation loop - rectangular, and concentration.
VE × FECO ₂ = VCO ₂ , FECO ₂ = VCO ₂ / VE (1 ′)
VA × FACO ₂ = VCO ₂ , FACO ₂ = VCO ₂ / VA (2 ′)
VD _aw + VD _alv = VD _resp , rewriting VD _alv = VD _resp −VD _aw (3)

また、本発明のモニタシステムにおいて、制御装置の表示装置は、１呼吸毎に、濃度−換気量ループ、面積ＶＣＯ_２の長方形、及び濃度−換気量ループに内接する面積極大の長方形を同一のＸ−Ｙ座標に表示し、さらに１呼吸毎のＣＯ_２ガスの、排泄量ＶＣＯ_２、肺胞気濃度ＦＡＣＯ_２、呼気終末ＣＯ_２濃度ＦＥＴＣＯ_２、混合呼気濃度ＦＥＣＯ_２、呼吸死腔量ＶＤ_ｒｅｓｐ、肺胞換気量ＶＡ、気道死腔量ＶＤ_ａｗ、及び肺胞死腔量ＶＤ_ａｌｖ、を、所定の領域に表示する。 Further, in the monitor system of the present invention, the display device of the control device has the same X for the concentration-ventilation loop, the rectangle of the area VCO _{2 and} the rectangle with a positive surface area inscribed in the concentration-ventilation loop for each breath. -Displayed on the Y-coordinate, and the CO ₂ gas excretion per breath VCO ₂ , alveolar concentration FACO ₂ , end-tidal CO ₂ concentration FETCO ₂ , mixed expiration concentration FECO ₂ , respiratory dead space amount VD _resp , lung The alveolar ventilation amount VA, the airway dead space amount VD _aw , and the alveolar dead space amount VD _alv are displayed in a predetermined area.

肺胞死腔量を生じる原因は、肺における換気／血流比の不均等分布であるので、本発明によれば、肺胞死腔量の毎呼吸分析を可能とすることによって、換気／血流比の不均等分布を来す疾患、例えば、喘息、慢性閉塞性肺疾患、肺塞栓症などの危険性のモニタリングが可能となり、呼吸管理の質を大幅に高めることのできるだけでなく、外来診療や定期検診の場においては、侵襲のない比較的容易な検査で、これらの異常を知らせる方法及び装置を提供することができる。 Since the cause of the alveolar dead space volume is the uneven distribution of the ventilation / blood flow ratio in the lung, according to the present invention, the respiratory / blood ratio can be analyzed by enabling the respiration analysis of the alveolar dead volume. The risk of non-uniform distribution of flow ratios, such as asthma, chronic obstructive pulmonary disease, pulmonary embolism, etc. can be monitored, and not only can the quality of respiratory management be greatly improved, but also outpatient care In addition, in the place of regular checkups, it is possible to provide a method and apparatus for notifying these abnormalities by a relatively easy test that is not invasive.

本発明の実施形態に係るモニタシステムを、循環式呼吸回路を有する吸入麻酔システムに適用した場合を説明する図である。It is a figure explaining the case where the monitor system concerning the embodiment of the present invention is applied to the inhalation anesthesia system which has a circulation type breathing circuit. 本発明の実施形態に係るモニタシステムの、フローセンサ、呼吸ガスセンサと制御装置との接続関係を示す図である。It is a figure which shows the connection relation of a flow sensor, a respiratory gas sensor, and a control apparatus of the monitor system which concerns on embodiment of this invention. 本発明の実施形態に係る、ＣＯ_２の濃度−換気量ループと、Ｖ＝ＶＣＯ_２／ＦＣＯ_２＋（ＶＩ−ＶＥ）反比例曲線を示す図である。なおこれまでは、「呼吸ガス量×そのＣＯ_２濃度＝そこに含まれるＣＯ_２量」という説明の都合上、濃度ＦＣＯ_２を用いてきたが、図は臨床データを元にしているので分圧ＰＣＯ_２で表示されていることに注意願いたい。詳細は後述の図３説明の通り。According to an embodiment of the present invention, the concentration of CO ₂ - and ventilation loop _is a diagram showing a _{V = VCO 2 / FCO 2 +} (VI-VE) inverse curve. Until now, the concentration FCO ₂ has been used for the convenience of the description of “respiratory gas amount × its CO ₂ concentration = the amount of CO ₂ contained therein”. However, since the figure is based on clinical data, partial pressure is used. Hopefully note that is displayed in PCO _2. Details are as described in FIG. 従来一般的なボリュームカプノグラムとＳＢＣＯ_２テストの説明図である。It is an explanatory view of a conventional typical volume capsules Roh grams SBCO ₂ test. 本発明の実施形態に係る、ＣＯ_２に関するＥＡＳＴ法、ＩＩ相とＩＩＩ相の分岐点を求める方法、及びＥｑｕａｌＡｒｅａ法の適用を説明する図である。According to an embodiment of the present invention, EAST law on CO _2, the method for determining the branching point of phase II and phase III, and is a diagram illustrating the application of the Equal Area method. 本発明の実施例に係る、表示装置の表示の１例である。It is an example of the display of the display apparatus based on the Example of this invention. 本発明の実施例に係る、表示装置の表示の１例である。It is an example of the display of the display apparatus based on the Example of this invention.

以下、添付図面を参照して、本発明を実施するための形態（以下、実施形態という。）について詳細に説明する。 DESCRIPTION OF EMBODIMENTS Hereinafter, embodiments for carrying out the present invention (hereinafter referred to as embodiments) will be described in detail with reference to the accompanying drawings.

図１は、本発明の実施形態に係るモニタシステム２００を、循環式呼吸回路を有する吸入麻酔システム１００に適用した場合を説明する図である。図１に示すように、モニタシステム２００は、制御装置３、フローセンサ１３、呼吸ガスセンサ１４を有する。 FIG. 1 is a diagram illustrating a case where a monitor system 200 according to an embodiment of the present invention is applied to an inhalation anesthesia system 100 having a circulatory respiratory circuit. As shown in FIG. 1, the monitor system 200 includes a control device 3, a flow sensor 13, and a respiratory gas sensor 14.

吸入麻酔システム１０は、循環式呼吸回路１、ガス供給装置２、ベンチレータ１７から構成される。呼吸回路１は、吸気弁１１、患者とつながるコネクタ１２、呼気弁１５、ＣＯ₂吸収剤キャニスタ１６を有する。吸気弁１１は、呼吸回路１から患者へのガスの流れ（吸気）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。呼気弁１５は、患者から麻酔システムへのガスの流れ（呼気）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。呼気の一部はＣＯ₂吸収剤キャニスタ１６へ導かれ再利用され、また残りの一部は余剰ガスとして廃棄される。ＣＯ₂吸収剤キャニスタ１６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、Ｏ₂ガス等を吸気の一部として循環使用するためのものである。 The inhalation anesthesia system 10 includes a circulatory breathing circuit 1, a gas supply device 2, and a ventilator 17. The breathing circuit 1 includes an inhalation valve 11, a connector 12 connected to a patient, an exhalation valve 15, and a CO ₂ absorbent canister 16. The inhalation valve 11 operates so as to allow the flow of gas (inspiration) from the breathing circuit 1 to the patient but restrict the reverse flow. The exhalation valve 15 operates to allow the flow of gas (exhalation) from the patient to the anesthesia system but to regulate the reverse flow. Part of the exhaled breath is led to the CO ₂ absorbent canister 16 and reused, and the remaining part is discarded as surplus gas. The CO ₂ absorbent canister 16 absorbs and removes carbon dioxide from the exhaled breath of the patient, and circulates and uses other anesthetic breathing gas, O ₂ gas and the like as a part of inspiration.

コネクタ１２には、フローセンサ１３と呼吸ガスセンサ１４が、順不同で直列に設置されている。フローセンサ１３は、呼吸の時間軸上でのフローレートの変化を検出し、それを積算して一回換気量（ＶＩ、ＶＥ）を測定する。呼吸ガスセンサ１４は、例えばメインストリーム型の呼吸ガスセンサによって構成されるが、離れた場所、例えば制御装置内に組み込まれた吸引ポンプとセンサ本体によって、この１４の位置から標本ガスをサンプリングするサイドストリーム型の呼吸ガスセンサを使用することもできる。呼吸ガスの成分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１３と呼吸ガスセンサ１４は、二酸化炭素（ＣＯ₂）の他、酸素（Ｏ_２）、揮発性麻酔ガス（ＡＡ）、亜酸化窒素（Ｎ_２Ｏ）の混合した麻酔呼吸ガスを測定対象とすることができる。Ｏ_２の濃度を調節する場合や、ＡＡ、Ｎ_２Ｏの麻酔ガスを供給及び調節する場合は、ガス供給装置２を使用する。ベンチレータ１７は、患者の呼吸を代替または補助するために使用される。 A flow sensor 13 and a respiratory gas sensor 14 are installed in the connector 12 in series in any order. The flow sensor 13 detects changes in the flow rate on the time axis of respiration, integrates them, and measures the tidal volume (VI, VE). The breathing gas sensor 14 is constituted by, for example, a mainstream breathing gas sensor. However, the breathing gas sensor 14 is a side stream type in which the sample gas is sampled from the position of 14 by a suction pump and a sensor body incorporated in a control device. Other respiratory gas sensors can also be used. Changes in the concentration of respiratory gas component gas on the time axis are detected, and the inspiratory concentration and end-expiratory concentration are measured therefrom. Here, the flow sensor 13 and the respiratory gas sensor 14 measure anesthetic respiratory gas mixed with oxygen (O ₂ ), volatile anesthetic gas (AA), and nitrous oxide (N ₂ O) in addition to carbon dioxide (CO ₂ ). Can be targeted. When adjusting the concentration of O ₂ or when supplying and adjusting an anesthetic gas of AA and N ₂ O, the gas supply device 2 is used. The ventilator 17 is used to replace or assist the patient's breathing.

フローセンサ１３及びメインストリーム型呼吸ガスセンサ１４と、制御装置３の接続関係を図２に示す。通過する呼吸ガスによって、フローセンサ１３と呼吸ガスセンサ１４のそれぞれにおいて検出された信号は、制御装置３に供給される。 A connection relationship between the flow sensor 13 and the main stream type respiratory gas sensor 14 and the control device 3 is shown in FIG. Signals detected in each of the flow sensor 13 and the respiratory gas sensor 14 by the passing respiratory gas are supplied to the control device 3.

制御装置３は、記憶装置３１と、演算装置３２と、入力装置３３と、表示装置３４とを備える。 The control device 3 includes a storage device 31, an arithmetic device 32, an input device 33, and a display device 34.

フローセンサ回路３６と呼吸ガスセンサ回路３７は、インタフェース（Ｉ／Ｆ）３５を介して演算装置３２に接続され、演算装置３２は、フローセンサ１３からの信号を取得するとともに、呼吸ガスセンサ駆動回路３７を介して呼吸ガスセンサ１４を制御して信号を取得し、これら信号データの処理に必要な演算を実施する。演算装置３２に接続された記憶装置３１には、演算装置３２で実行する種々の演算に必要な、呼吸ガスセンサ駆動手順記憶手段、信号データ記憶手段、プログラム記憶手段、演算手順記憶手段等を含む手段が格納される。 The flow sensor circuit 36 and the respiratory gas sensor circuit 37 are connected to the arithmetic device 32 via an interface (I / F) 35, and the arithmetic device 32 acquires a signal from the flow sensor 13, and the respiratory gas sensor drive circuit 37 is connected to the arithmetic device 32. The respiratory gas sensor 14 is controlled via the signal to acquire signals, and calculations necessary for processing these signal data are performed. The storage device 31 connected to the arithmetic device 32 includes means including a respiratory gas sensor driving procedure storage means, a signal data storage means, a program storage means, an arithmetic procedure storage means and the like necessary for various calculations executed by the arithmetic device 32. Is stored.

図２に示した制御装置３のハードウエア構成は、記憶装置３１、演算装置３２、入力装置３３、出力装置３４を備えるノイマン型コンピュータのハードウエア構成である。データ記憶、プログラム記憶には、ノイマン型コンピュータの主記憶装置又は補助記憶装置を使用することができる。主記憶装置としては、揮発性のＤＲＡＭを用いることが多く、補助記憶装置としては、ハードディスク（ＨＤ）等の磁気ディスク、磁気テープ、光ディスク、光磁気ディスク、ＲＡＭディスク、ＵＳＢフラッシュメモリ等が使用できる。演算装置３２が実施する演算の１部を、別の演算装置（ＣＰＵ）や別のコンピュータシステムによるハードウエア構成のとして実現することもできる。また、演算装置３２には、タッチパネル、キーボード、マウス等の入力装置３３、プリンタ及びディスプレイ等の出力装置３４が接続されている。 The hardware configuration of the control device 3 illustrated in FIG. 2 is a hardware configuration of a Neumann computer that includes the storage device 31, the arithmetic device 32, the input device 33, and the output device 34. For data storage and program storage, the main storage device or auxiliary storage device of a Neumann computer can be used. A volatile DRAM is often used as a main storage device, and a magnetic disk such as a hard disk (HD), a magnetic tape, an optical disk, a magneto-optical disk, a RAM disk, a USB flash memory, etc. can be used as an auxiliary storage device. . A part of the calculation performed by the calculation device 32 can be realized as a hardware configuration by another calculation device (CPU) or another computer system. The computing device 32 is connected to an input device 33 such as a touch panel, a keyboard, and a mouse, and an output device 34 such as a printer and a display.

ガス分析法は、患者口元で、ＣＯ_２／Ｏ_２／Ｎ_２Ｏ／ＡＡなどの呼吸ガス濃度を毎呼吸連続モニタできる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。従来臨床分野で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による濃度変化に対する反応の遅れなどによって、一回換気量データと一体的に扱うことが困難であった。しかし、近年より少ないサンプリング流量で分析可能な高速のサイドストリーム型の呼吸ガスセンサも現われてきたので、必ずしもメインストリーム型に限定されるものではない。 As the gas analysis method, it is preferable to use a gas analysis method by a main stream capable of continuously monitoring a respiratory gas concentration such as CO ₂ / O ₂ / N ₂ O / AA at the patient's mouth. In the conventional gas analysis method using the side stream, which is the mainstream in the clinical field, inspiratory gas and expiratory gas are continuously sampled around 100 mL / min from the mouth, detected by a sensor at a remote location, and the concentration change on the time axis and inspiration Concentration / end-tidal concentration is measured and displayed. For this reason, it was difficult to handle it with the tidal volume data integrally due to a delay in the response to the concentration change due to mixing during sampling. However, since a high-speed side stream type respiratory gas sensor that can be analyzed with a smaller sampling flow rate has appeared in recent years, it is not necessarily limited to the main stream type.

図３は、本発明の実施形態に係る、１呼吸における呼吸ガス中のＣＯ_２の濃度−換気量ループと、Ｖ＝ＶＣＯ_２／ＦＣＯ_２＋（ＶＩ−ＶＥ）反比例曲線を、濃度ＦをＸ軸、換気量ＶをＹ軸としたＸ−Ｙ座標上に示した図である。
なお、呼吸ガス中に特定のガスがどれだけ含まれるかを表す方法には、分圧と濃度の二つがある。同じ温度・圧力下で両者は比例する。生体内では、血液との比較を容易にするために、体温・大気圧・飽和水蒸気圧（ＢＴＰＳ）における分圧で表すのが通例である。たとえば、体温３７℃・大気圧７６０ｍｍＨｇのとき、飽和水蒸気圧４７ｍｍＨｇであるから、ＣＯ_２の場合、［分圧ＰＣＯ_２＝（７６０−４７）×濃度ＦＣＯ_２］の関係がある。本発明の説明としては、［換気量Ｖ×濃度ＦＣＯ_２＝ＣＯ_２量］の関係が中心となるが、時に臨床データのグラフなどで分圧ＰＣＯ_２も使用されるので、その際には上記の関係を念頭に置いてご理解願いたい。 FIG. 3 is a graph showing a concentration-ventilation loop of CO ₂ in breathing gas in one breath, a V = VCO ₂ / FCO ₂ + (VI-VE) inverse proportional curve, and a concentration F as X according to an embodiment of the present invention. It is the figure shown on the XY coordinate which used the axis | shaft and the ventilation volume V as the Y-axis.
There are two methods for expressing how much a specific gas is contained in the breathing gas: partial pressure and concentration. Both are proportional under the same temperature and pressure. In the living body, in order to facilitate the comparison with blood, it is usual to express the partial pressure in body temperature, atmospheric pressure, and saturated water vapor pressure (BTPS). For example, when the body temperature is 37 ° C. and the atmospheric pressure is 760 mmHg, the saturated water vapor pressure is 47 mmHg. In the case of CO ₂ , there is a relationship of [partial pressure PCO ₂ = (760−47) × concentration FCO ₂ ]. The explanation of the present invention is centered on the relationship of [Ventilation V × Concentration FCO ₂ = CO ₂ Amount], but sometimes the partial pressure PCO ₂ is also used in clinical data graphs, etc. Please understand with this relationship in mind.

図３のＣＯ_２呼吸ガス中のＣＯ_２の濃度−換気量ループ上の矢印で示したように、通常、吸気中にはＣＯ_２は含まれないので、吸気時には呼吸ガス中のＣＯ_２の濃度−換気量ループはＹ軸上を立ち上って、図中の吸気量ＶＩを表す点に達する。大気中には約２１％のＯ_２が含まれるが、吸気時に気道から肺へ入ったＯ_２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ＣＯ_２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。ＶＩ点で吸気から呼気に代わると、ＣＯ_２の生体外への排泄が始まり、図３のＣＯ_２濃度−換気量ループ上の矢印で示したように、呼気中ＣＯ_２濃度Ｆは呼出量に応じて増加して、図中の呼気終末ＣＯ_２濃度ＦＥＴＣＯ_２を表す点（ＰＥＴＣＯ_２）に達して１回の呼吸を終了する。このＣＯ_２濃度−換気量ループで囲まれる面積を計算すると、ＣＯ_２排泄量ＶＣＯ_２を求めることができる。 The concentration of CO ₂ in the CO ₂ respiration gas of 3 - as indicated by the arrow on the ventilation loop, usually, since during the intake CO ₂ is not contained, the concentration of CO ₂ in the breathing gas during inspiration The ventilation volume loop rises on the Y axis and reaches a point representing the intake air amount VI in the figure. The atmosphere contains approximately 21% O _2, but O ₂ gas that enters the lungs from the airways during inspiration moves from the alveoli to the blood of the capillaries. This movement is called intake. On the other hand, the CO ₂ 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. When the exhalation is replaced by the exhalation at the VI point, the excretion of CO _{2 to} the outside of the living body begins, and the exhaled CO ₂ concentration F becomes the exhalation amount as shown by the arrow on the CO ₂ concentration-ventilation loop in FIG. In response to the increase, the point (PETCO ₂ ) representing the end-tidal CO ₂ concentration FETCO ₂ in the figure is reached and one breath is completed. When the area surrounded by this CO ₂ concentration-ventilation volume loop is calculated, the CO ₂ excretion amount VCO ₂ can be obtained.

図３に示したＶ＝ＶＣＯ_２／ＦＣＯ_２＋（ＶＩ−ＶＥ）となるＦ−Ｖ反比例曲線上の任意の１点と、Ｘ−Ｙ座標軸の点（０，ＶＩ−ＶＥ）を結ぶ直線を対角線とする長方形はすべて同じ面積ＶＣＯ_２を有する。以下、Ｘ−Ｙ座標軸に描いたＣＯ_２濃度−換気量ループとＰ−Ｖ反比例曲線を用いて、ＥＡＳＴ法により、混合呼気濃度ＦＥＣＯ_２、肺胞換気量ＶＡ、呼吸死腔量ＶＤ_ｒｅｓｐ、肺胞気濃度ＦＡＣＯ_２を、ＥｑｕａｌＡｒｅａ法により、気道死腔量ＶＤ_ａｗ、肺胞死腔量ＶＤ_ａｌｖを、求める方法について図５を参照して説明する。 A straight line connecting an arbitrary point on the F-V inverse proportional curve of V = VCO ₂ / FCO ₂ + (VI−VE) shown in FIG. 3 and a point (0, VI−VE) on the XY coordinate axis. all rectangle whose diagonal have the same area VCO _2. Hereinafter, using the CO ₂ concentration-ventilation loop drawn on the XY coordinate axes and the PV inverse proportional curve, the mixed expiratory concentration FECO ₂ , the alveolar ventilation VA, the respiratory dead space VD _resp , A method for obtaining the airway concentration FACO ₂ by the Equal Area method and determining the airway dead space amount VD _aw and the alveolar dead space amount VD _alv will be described with reference to FIG.

Ｃ．ＢｏｈｒはＢｏｈｒ式として知られる（４）の関係式を提案した（Ｃ．Ｂｏｈｒ，”Ｕｅｂｅｒｄｉｅｌｕｎｇａｔｍｕｎｇ”，ＳｋａｎｄＡｒｃｈＰｈｙｓｉｏｌ，ｖｏｌ．２２，ｐｐ．２３６−２３８，１８９１参照）。
ＶＥ×ＰＥＣＯ_２＝（ＶＥ−ＶＤ）×ＰＡＣＯ_２（４）
分圧Ｐと濃度Ｆは比例するので、分圧Ｐを濃度Ｆで書き換えることができ、また、このＶＤは呼吸死腔量ＶＤ_ｒｅｓｐであるので、
ＶＥ×ＦＥＣＯ_２＝（ＶＥ−ＶＤ_ｒｅｓｐ）×ＦＡＣＯ_２（４’）
（４’式中、ＶＥは一回呼気量を、ＦＥＣＯ_２は混合呼気ＣＯ_２濃度を、ＶＤ_ｒｅｓｐは呼吸死腔量を、ＦＡＣＯ_２は肺胞気ＣＯ_２濃度を表す）。
ここで、ＶＥ−ＶＤ_ｒｅｓｐは肺胞換気量ＶＡを表し、ＶＡは均質な肺胞気ＣＯ_２濃度ＦＡＣＯ_２で満たされた理想肺胞気空間を意味する。 C. Bohr proposed a relational expression (4) known as the Bohr formula (see C. Bohr, “Uber die langatmung”, Skand Arch Physiol, vol. 22, pp. 236-238, 1891).
_{VE × PECO 2 = (VE-} VD) × PACO 2 (4)
Since the partial pressure P and the concentration F are proportional, the partial pressure P can be rewritten with the concentration F, and this VD is the respiratory dead space amount VD _resp .
VE × FECO ₂ = (VE−VD _resp ) × FACO ₂ (4 ′)
(Where VE represents the exhaled breath volume, FECO ₂ represents the mixed breath CO ₂ concentration, VD _resp represents the respiratory dead space volume, and FACO ₂ represents the alveolar CO ₂ concentration).
Here, VE-VD _resp represents alveolar ventilation VA, and VA means an ideal alveolar air space filled with a homogeneous alveolar CO ₂ concentration FACO ₂ .

図５のように実際には呼出量の変化に応じて連続的に上昇する呼気ＣＯ_２濃度を、混合呼気ＣＯ_２濃度つまり呼気平均濃度であるＦＥＣＯ_２を境に、ＦＥＣＯ_２未満の換気量をガス交換のない無効な換気量つまり呼吸死腔量ＶＤ_ｒｅｓｐとして切り捨て、ＦＥＣＯ_２を超えた後の換気量を、完全なガス交換によって肺胞が均質なＦＡＣＯ_２で満たされた肺胞換気量ＶＡへと切り上げる、これがＢｏｈｒ式（４’）の概念である。 As shown in FIG. 5, in practice, the exhaled CO ₂ concentration that continuously increases in response to the change in the exhalation amount is changed from the mixed exhalation CO ₂ concentration, that is, the exhalation average concentration of FECO ₂ as a boundary, to the ventilation amount less than FECO _2. The inactive ventilation without gas exchange, that is, the dead dead volume VD _resp is rounded down, and the ventilation after FECO ₂ is exceeded, and the alveolar ventilation VA in which the alveoli are filled with homogeneous FACO ₂ by complete gas exchange This is the concept of the Bohr formula (4 ′).

ＦＡＣＯ_２を求めるために、まず１呼吸のＣＯ_２濃度−換気量ループからＶＣＯ_２（ＣＯ_２排泄量）を計算する（図５の丸囲み数字２）。 In order to obtain FACO ₂ , VCO ₂ (CO ₂ excretion) is first calculated from the CO ₂ concentration per one breath-ventilation loop (circled number 2 in FIG. 5).

次に、Ｂｏｈｒ式（４’）の左辺ＶＥ×ＦＥＣＯ_２は、点（Ｘ＝０，Ｙ＝ＶＩ−ＶＥ）と、点（Ｘ＝ＦＥＣＯ_２，Ｙ＝ＶＩ）を対角線とする長方形の面積を表している。この面積がＶＣＯ_２であるので、縦の長さ×横の長さ＝（ＶＩ−（ＶＩ−ＶＥ））×（ＦＥＣＯ_２−０）＝ＶＥ×ＦＥＣＯ_２＝ＶＣＯ_２であり、（１’）式ＦＥＣＯ_２＝ＶＣＯ_２／ＶＥの通り、ＦＥＣＯ_２（混合呼気ＣＯ_２濃度。図５の丸囲み数字３）を求めることができる。 Next, the left side VE × FECO ₂ of the Bohr formula (4 ′) has an area of a rectangle whose diagonal line is a point (X = 0, Y = VI−VE) and a point (X = FECO ₂ , Y = VI). Represents. Since this area is VCO ₂ , vertical length × horizontal length = (VI− (VI−VE)) × (FECO ₂ −0) = VE × FECO ₂ = VCO ₂ (1 ′) FECO ₂ (mixed exhaled CO ₂ concentration; circled number 3 in FIG. 5) can be determined as the formula FECO ₂ = VCO ₂ / VE.

次に、Ｂｏｈｒ式（４’）の右辺（ＶＥ−ＶＤ_ｒｅｓｐ）×ＦＡＣＯ_２は、点（Ｘ＝０，Ｙ＝ＶＩ−ＶＥ）と、点（Ｘ＝ＦＡＣＯ_２，Ｙ＝ＶＩ−ＶＤresp）を対角線とする長方形の面積を表している。やはりこの面積がＶＣＯ_２であるので、縦の長さ×横の長さ＝（（ＶＩ−ＶＤ_ｒｅｓｐ）−（ＶＩ−ＶＥ））×（ＦＡＣＯ_２−０）＝（ＶＥ−ＶＤ_ｒｅｓｐ）×ＦＡＣＯ_２＝ＶＣＯ_２であり、（２’）式ＦＡＣＯ_２＝ＶＣＯ_２／ＶＡの通り、ＦＡＣＯ_２（肺胞気ＣＯ_２濃度。図５の丸囲み数字５）を求めることができる。 Next, the right side (VE−VD _resp ) × FACO ₂ of the Bohr formula (4 ′) is expressed by a point (X = 0, Y = VI−VE) and a point (X = FACO ₂ , Y = VI−VDresp). It represents the area of a rectangle that is a diagonal line. Since this area is also VCO ₂ , the vertical length × the horizontal length = ((VI−VD _resp ) − (VI−VE)) × (FACO ₂ −0) = (VE−VD _resp ) × FACO ₂ = VCO ₂ , and FACO ₂ (alveolar CO ₂ concentration; circled number 5 in FIG. 5) can be determined according to the formula (2 ′) FACO ₂ = VCO ₂ / VA.

次に、ＣＯ_２ガスの濃度−換気量ループ上で、その濃度−換気量ループに内接する長方形の面積の極大点（図５のＨ）を求め、該極大点のＹ座標を以って前記濃度−換気量ループの呼気相の第ＩＩ相と第ＩＩＩ相の分岐点とし、それによって特定された第ＩＩ相に、ＥｑｕａｌＡｒｅａ法を適用して図５のＩを求めると、ＶＩ−（点ＩのＹ座標）により、気道死腔量ＶＤ_ａｗ（図５の丸囲み数字６）を特定することができる。呼吸死腔量ＶＤ_ｒｅｓｐは既に得られているので、肺胞死腔量ＶＤ_ａｌｖ（図５の丸囲み数字７）は、「呼吸死腔量ＶＤ_ｒｅｓｐ−気道死腔量ＶＤ_ａｗ」によって特定することができる。 Next, on the CO ₂ gas concentration-ventilation loop, a maximum point (H in FIG. 5) of a rectangular area inscribed in the concentration-ventilation loop is obtained, and the Y coordinate of the maximum point is used to determine the maximum point. When the Equal Area method is applied to the phase II identified by the phase II and phase III branch points of the expiratory phase of the concentration-ventilation loop and the identified phase II is obtained, VI- (point The airway dead space amount VD _aw (circled numeral 6 in FIG. 5) can be specified by the Y coordinate of I). Since the respiratory dead space amount VD _resp has already been obtained, the alveolar dead space amount VD _alv (circled number 7 in FIG. 5) is specified by “respiratory dead space amount VD _resp −airway dead space amount VD _aw ”. be able to.

ＥｑｕａｌＡｒｅａ法（ＥｑｕａｌＡｒｅａＭｅｔｈｏｄ）は、例えば下記文献に詳述されている、伝統的な呼気ＣＯ_２ガスの分析法である。
Ｒ. Ｆｌｅｔｃｈｅｒ, Ｂ. Ｊｏｈｎｓｏｎ, Ｇ. ＣｕｍｍｉｎｇａｎｄＪ. Ｂｒｅｗ, “ＴＨＥＣＯＮＣＥＰＴＯＦＤＥＡＤＳＰＡＣＥＷＩＴＨＳＰＥＣＩＡＬＲＥＦＥＲＥＮＣＥＴＯＴＨＥＳＩＮＧＬＥＢＲＥＡＴＨＴＥＳＴＦＯＲＣＡＲＢＯＮＤＩＯＸＩＤＥ”, Ｂｒ. Ｊ. Ａｎａｅｓｔｈ.，ｖｏｌ．５３（１），ｐｐ．７７−８８，１９８１ The Equal Area Method (Equal Area Method) is a traditional method for analyzing exhaled CO ₂ gas, which is described in detail, for example, in the following document.
R. Fletcher, B. Johnson, G. Cumming and J. Brew, “THE CONCEPT OF DEADSPACE WITH SPECIAL REFERENCE TO THE SINGLE BREATH TEST FOR. CARBON DIO. 53 (1), pp. 77-88, 1981

従来、図４に示したように、Ｘ軸に換気量を、Ｙ軸にＣＯ_２濃度をとって描画した呼気のＣＯ_２波形をボリュームカプノグラムと呼ぶ。ボリュームカプノグラムは通常、ＣＯ_２を含まない第Ｉ相、肺毛細管血と平衡した肺胞気を表す第ＩＩＩ相、第Ｉ相から第ＩＩＩ相への移行を表す第ＩＩ相に分けられる。第ＩＩ相のほぼ中間、着色した二つの面積が等しくなる線を以って、解剖学的死腔量ＶＤ_ａｎａｔ（または気道死腔ＶＤ_ａｗ）と、肺胞換気量ＶＡに分けるのが通例である。なお、ボリュームカプノグラム波形とＸ軸で挟まれた面積ＶＣＯ２は、当該一呼気に含まれるＣＯ_２量であるＶＣＯ_２を表している。 Conventionally, as shown in FIG. 4, the CO ₂ waveform of exhaled breath drawn on the X axis and the CO ₂ concentration on the Y axis is called a volume capnogram. Volume capsule Bruno grams usually phase I containing no CO _2, Phase III representing the alveolar equilibrated in pulmonary capillary blood, is divided into phase II which represents the transition from Phase I to Phase III. In the middle of phase II, it is customary to divide the two colored areas into equal anatomical dead space volume VD _anat (or airway dead space VD _aw ) and alveolar ventilation volume VA. is there. The area VCO2 sandwiched by volume capsules Bruno grams waveform and X-axis represents the VCO ₂ is CO ₂ amount contained in the one breath.

図３に示したように、本実施形態のボリュームカプノグラムは、図４に示した従来からのボリュームカプノグラムのＸ軸とＹ軸を入れ替えて、Ｘ軸にＣＯ_２濃度を、Ｙ軸に換気量をとったものである。言うまでもなく両者に本質的な差はない。
図５においては、吸気はＹ軸上のＶＩに達した後に呼気に転じる。呼気の始点ＶＩからＣＯ_２濃度の立上りの点までの第Ｉ相と、Ｙ軸上のＣＯ_２の濃度の立上りの点からＣＯ_２呼出線に右肩を接する長方形面積が極大となる点Ｈまでの第ＩＩ相と、点Ｈから呼気終末ＣＯ_２濃度ＦＥＴＣＯ_２を示す点（ＰＥＴＣＯ_２）までの第ＩＩＩ相とに分けられる。第Ｉ相は、完全死腔気であり、第ＩＩ相は移行相であり、第ＩＩＩ相は肺胞気である。本発明は、上記ＣＯ_２呼出線に右肩を接する長方形面積が極大となる点Ｈをもって、第ＩＩ相と第ＩＩＩ相を分け、その上で、ＥｑｕａｌＡｒｅａ法を適用して気道死腔量ＶＤ_ａｗ（丸囲み数字６）を特定するものである。肺胞死腔量ＶＤ_ａｌｖ（丸囲み数字７）＝呼吸死腔量ＶＤ_ｒｅｓｐ（丸囲み数字４）−気道死腔量ＶＤ_ａｗ（丸囲み数字６）から、肺胞死腔量ＶＤ_ａｌｖ（丸囲み数字７）を得ることができる。 As shown in FIG. 3, volume capsules Bruno grams of this embodiment, by replacing the X-axis and Y-axis of the volume capsules Bruno grams from prior art shown in FIG. 4, the CO ₂ concentration in the X-axis, Y-axis The ventilation volume is taken. Needless to say, there is no essential difference between the two.
In FIG. 5, inspiration changes to expiration after reaching VI on the Y axis. Phase I from the start point VI of exhalation to the rising point of CO ₂ concentration, and from the rising point of CO ₂ concentration on the Y axis to the point H where the rectangular area in contact with the CO ₂ calling line is at the maximum on the right shoulder And a phase III from point H to point (PETCO ₂ ) indicating end-tidal CO ₂ concentration FETCO ₂ . Phase I is a complete dead space, phase II is a transitional phase, and phase III is alveolar. The present invention divides phase II and phase III at a point H where the rectangular area that touches the right shoulder to the CO ₂ calling line is maximized, and then applies the Equal Area method to apply air volume dead space volume VD. _aw (circled number 6) is specified. From alveolar dead space volume VD _alv (circled number 7) = respiratory dead space volume VD _resp (rounded numeral 4) −airway dead space volume VD _aw (rounded number 6), the alveolar dead space volume VD _alv (round) Box number 7) can be obtained.

本発明の実施形態においては、制御装置３は、１呼吸毎に、濃度−換気量ループ、面積ＶＣＯ_２の長方形、及び濃度−換気量ループに内接する面積極大の長方形を同一のＸ−Ｙ座標に表示させ、さらに１呼吸毎のＣＯ_２ガスの、排泄量ＶＣＯ_２、肺胞気濃度ＦＡＣＯ_２、呼気終末ＣＯ_２濃度ＦＥＴＣＯ_２、混合呼気濃度ＦＥＣＯ_２、呼吸死腔量ＶＤ_ｒｅｓｐ、肺胞換気量ＶＡ、気道死腔量ＶＤ_ａｗ、及び肺胞死腔量ＶＤ_ａｌｖ、を、表示装置３４の所定の領域に表示する。 In the embodiment of the present invention, the control device 3 uses the same XY coordinates for the concentration-ventilation loop, the rectangle of the area VCO _{2 and} the rectangle with a positive surface area inscribed in the concentration-ventilation loop for each breath. It is displayed, and further respiration every CO ₂ gas, excretion VCO _2, alveolar concentration FACO _2, end tidal CO ₂ concentration FETCO _2, mixed tidal concentrations FECO _2, respiratory dead腔量_{VD resp,} alveolar ventilation The VA, the airway dead space amount VD _aw , and the alveolar dead space amount VD _alv are displayed in a predetermined area of the display device 34.

表示装置３４には、連続する２呼吸分又は数呼吸分を繰り返し表示してもよい。また、Ｘ−Ｙ座標にはＣＯ_２濃度−換気量ループのみを表示して、呼吸機能の変化を視覚的に捉えられるようにし、ＣＯ_２ガスの、排泄量ＶＣＯ_２、肺胞気濃度ＦＡＣＯ_２、呼気終末ＣＯ_２濃度ＦＥＴＣＯ_２、混合呼気濃度ＦＥＣＯ_２、呼吸死腔量ＶＤ_ｒｅｓｐ、肺胞換気量ＶＡ、気道死腔量ＶＤ_ａｗ、及び肺胞死腔量ＶＤ_ａｌｖ、の正確な数値は、Ｘ−Ｙ座標と同一画面又は別に設けた数値表から読み取るようにしてもよい。呼吸毎の個々の数値から、例えば１分間の複数呼吸分について、平均値、標準偏差等を求める統計的演算処理を行い、数値表に個々の数値とともに表示することも臨床上有用である。 The display device 34 may repeatedly display two consecutive breaths or several breaths. In addition, only the CO ₂ concentration-ventilation loop is displayed on the XY coordinates so that changes in respiratory function can be captured visually, and the excretion amount VCO ₂ , alveolar air concentration FACO _{2 of} CO ₂ gas, Exact expiratory CO ₂ concentration FETCO ₂ , mixed expiratory concentration FECO ₂ , respiratory dead space volume VD _resp , alveolar ventilation volume VA, airway dead volume volume VD _aw , and alveolar dead volume volume VD _alv are expressed as X You may make it read from the numerical table provided on the same screen as Y coordinate, or separately. It is also clinically useful to perform statistical calculation processing for obtaining an average value, standard deviation, etc., for example, for a plurality of breaths per minute from individual numerical values for each breath, and to display them together with individual numerical values in a numerical table.

図１の吸入麻酔システム１００としてＣａｎｏｐｕｓＦ３（泉工医科工業（株）製商品名）を用い、呼吸ガスセンサ１４にはメインストリーム型のＩＲＭＡＯＲ（ＰＨＡＳＥＩＮＡＧ製商品名）を使用した。このＩＲＭＡＯＲにインタフェースを介してノートＰＣを接続し、データの記憶、演算、表示等を行った。収集データは、時間、ボリューム（フローレートの積算）、ＣＯ_２濃度であり、これら６呼吸を１セット（３６秒）として、１０−１５分ごとに収集した。収集したデータから、あらかじめ作成した専用プログラムにより、吸気量ＶＩ、呼気量ＶＥ、排泄量ＶＣＯ_２、呼気終末ＣＯ_２濃度ＦＥＴＣＯ_２、混合呼気濃度ＦＥＣＯ_２、肺胞気濃度ＦＡＣＯ_２、呼吸死腔量ＶＤ_ｒｅｓｐ、肺胞換気量ＶＡ等を計算し、エクセルグラフに表示した。次いで、毎呼吸エクセルグラフによる手計算を行い、ＣＯ_２濃度−換気量ループを描画し、このループに内接する長方形の面積極大点を求めてボリュームカプノグラムのＩＩ相を特定し、そこにＥｑｕａｌＡｒｅａ法を適用し、気道死腔量ＶＤ_ａｗを特定し、肺胞死腔量ＶＤ_ａｌｖを求めたが、製品化に際してはこれらもプログラム化されるのは言うまでもない。 As the inhalation anesthesia system 100 of FIG. 1, Canonus F3 (trade name, manufactured by Izumi Kogaku Medical Co., Ltd.) was used, and main stream type IRMA OR (trade name, manufactured by PHASEIN AG) was used as the respiratory gas sensor 14. A notebook PC was connected to this IRMA OR via an interface, and data storage, calculation, display, etc. were performed. Collected data were time, volume (flow rate integration), and CO ₂ concentration. These 6 breaths were collected every 10-15 minutes as one set (36 seconds). From the collected data, inhalation volume VI, expiration volume VE, excretion volume VCO ₂ , end-tidal CO ₂ concentration FETCO ₂ , mixed expiration concentration FECO ₂ , alveolar concentration FACO ₂ , respiratory dead space volume VD _resp , alveolar ventilation VA and the like were calculated and displayed on an Excel graph. Next, perform a manual calculation using a breathing excel graph, draw a CO ₂ concentration-ventilation loop, determine the rectangular active point of the rectangle inscribed in this loop, identify the phase II of the volume capnogram, The Area method was applied, the airway dead space amount VD _aw was specified, and the alveolar dead space amount VD _alv was obtained. Needless to say, these are also programmed at the time of commercialization.

図６は、連続６呼吸に対するＣＯ_２ガスのボリュームカプノグラムを挿入し、表とともに表示装置に表示した１例である。 FIG. 6 shows an example in which a volume capnogram of CO ₂ gas for six consecutive breaths is inserted and displayed on a display device together with a table.

図６のようにボリュームカプノグラムと数値表を１つの画面に表示すると、患者のＣＯ_２の、１回呼出量ＶＣＯ_２、平均肺胞気濃度ＦＡＣＯ_２、呼気終末濃度ＦＥＴＣＯ_２、混合呼気濃度ＦＥＣＯ_２、呼吸死腔量ＶＤ_ｒｅｓｐ、肺胞換気量ＶＡ、気道死腔量ＶＤ_ａｗ、肺胞死腔量ＶＤ_ａｌｖの数値とそれらの平均値及び標準偏差をリアルタイムにビジュアルに術中の患者の状態を知ることができ、臨床上極めて有用である。 When the volume capnogram and the numerical table are displayed on one screen as shown in FIG. 6, the single-call volume VCO ₂ , the average alveolar concentration FACO ₂ , the end-expiratory concentration FETCO ₂ , and the mixed expiration concentration FECO of the patient's CO ₂ _2. Respiratory dead space volume VD _resp , alveolar ventilation volume VA, airway dead space volume VD _aw , alveolar dead space volume VD _alv , average values and standard deviations of the patient during surgery in real time It can be known and is extremely useful clinically.

図７は、呼吸毎の死腔量分析の結果を積み上げの棒グラフとして表したもので、呼気量ＶＥを構成する、肺胞換気量ＶＡ、肺胞死腔量ＶＤ_ａｌｖ、気道死口腔量ＶＤ_ａｗの関係とその時間的変化を明瞭に示すことができ、臨床判断の指標として極めて有用である。 FIG. 7 shows the result of dead space analysis for each breath as a stacked bar graph. The expiratory volume VE, the alveolar ventilation VA, the alveolar dead volume VD _alv , and the airway dead mouth volume VD _aw It is very useful as an index for clinical judgment.

本発明の実施形態から、以下のことが明らかとなった。
（イ）Ｂｏｈｒ式にＥＡＳＴ法を適用して、平均肺胞気濃度ＦＡＣＯ_２と呼吸死腔量ＶＤ_ｒｅｓｐを求め、さらにボリュームカプノグラムに（内接長方形面積極大点＋ＥｑｕａｌＡｒｅａ法）を適用して気道死腔量ＶＤ_ａｗを求めて、ＶＤ_ｒｅｓｐ＝ＶＤ_ａｗ＋ＶＤ_ａｌｖの関係から、従来検知する方法のなかった、肺外要因を含まない本来の肺胞死腔量ＶＤ_ａｌｖを特定することが可能となった。
（ロ）本発明は、患者のＣＯ_２の、１回呼出量ＶＣＯ_２、平均肺胞気濃度ＦＡＣＯ_２、呼気終末濃度ＦＥＴＣＯ_２、混合呼気濃度ＦＥＣＯ_２、呼吸死腔量ＶＤ_ｒｅｓｐ、肺胞換気量ＶＡ、気道死腔量ＶＤ_ａｗ、肺胞死腔量ＶＤ_ａｌｖなどの無侵襲連続モニタリングを可能とするものであり、臨床的有用性は大きい。 From the embodiments of the present invention, the following has become apparent.
(A) Applying the EAST method to the Bohr equation to obtain the average alveolar air concentration FACO ₂ and the respiratory dead space volume VD _resp , and applying the volume capnogram (inscribed rectangular surface positive large point + Equal Area method) The airway dead space amount VD _aw is obtained, and it is possible to specify the original alveolar dead space amount VD _alv that does not include an extrapulmonary factor, which has not been conventionally detected, from the relationship of VD _resp = VD _aw + VD _alv It became.
(B) The present invention relates to a patient's CO ₂ , single-call volume VCO ₂ , mean alveolar air concentration FACO ₂ , end-expiratory concentration FETCO ₂ , mixed exhaled air concentration FECO ₂ , respiratory dead space volume VD _resp , alveolar ventilation volume Non-invasive continuous monitoring of VA, airway dead space volume VD _aw , alveolar dead space volume VD _{alv and the} like is possible, and clinical usefulness is great.

以上、実施形態を用いて本発明を説明したが、本発明の技術的範囲は上記実施形態に記載の範囲には限定されないことは言うまでもない。上記実施形態に、多様な変更または改良を加えることが可能であることが、当業者には明らかである。また、その様な変更または改良を加えた形態も本発明の技術的範囲に含まれ得ることが、特許請求の範囲の記載から明らかである。 As mentioned above, although this invention was demonstrated using embodiment, it cannot be overemphasized that the technical scope of this invention is not limited to the range as described in the said embodiment. It will be apparent to those skilled in the art that various modifications or improvements can be added to the above-described embodiments. Further, it is apparent from the description of the scope of claims that embodiments with such changes or improvements can also be included in the technical scope of the present invention.

１循環式呼吸回路
２ガス供給装置
３制御装置
１１吸気弁
１２コネクタ
１３フローセンサ
１４呼吸ガスセンサ
１５呼気弁
１６ＣＯ_２吸収剤キャニスタ
１７ベンチレータ
３１記憶装置
３２演算装置
３３入力装置
３４表示装置
３５インタフェース（Ｉ／Ｆ）
３６フローセンサ回路
３７呼吸ガスセンサ駆動回路
１００吸入麻酔システム
２００モニタシステム 1 circulating breathing circuit 2 gas supply unit 3 the control device 11 the intake valve 12 connector 13 flow sensor 14 breathing gas sensor 15 exhalation valve 16 CO ₂ absorber canister 17 ventilator 31 storage device 32 calculation device 33 input device 34 display device 35 interface (I / F)
36 Flow sensor circuit 37 Respiratory gas sensor drive circuit 100 Inhalation anesthesia system 200 Monitor system

Claims

A flow sensor provided in the breathing circuit for continuously detecting the flow of breathing gas of the patient;
A breathing gas sensor that is provided in the breathing circuit and continuously detects the concentration of the component gas of the breathing gas;
A controller for storing and calculating output data from the flow sensor and the respiratory gas sensor to obtain an image and numerical data, and displaying the data on a breathing and display device,
A control method for a monitor system comprising:
The control device is provided with an XY coordinate on the display device of the control device, and the flow data of the respiratory gas, that is, the ventilation volume, continuously measured by the flow sensor on the XY coordinate for each breath. V and the concentration F of CO ₂ gas, which is one of the component gases of the respiratory gas with continuous inspiration and expiration measured by the respiratory gas sensor, are synchronized with the concentration of continuous inspiration and expiration of CO ₂ gas − Draw a ventilation volume loop, calculate the area surrounded by the loop to obtain the CO ₂ gas excretion amount VCO ₂ , and use this VCO ₂ to obtain an inverse proportional curve V = VCO ₂ / FCO ₂ + (VI−VE) And a point (0, VI-VE) on the concentration-ventilation loop in which the change in the relationship between the concentration F of the CO ₂ gas and the ventilation volume V is drawn in the XY coordinates, Inverse proportional curve A monitor system characterized in that an EAST method (Equal Area Step Technology) is applied to the XY coordinates as a change in a rectangle of an area VCO ₂ whose diagonal line is a straight line connecting any one point above. Control method.

For each breath, the control device
Using the concentration-ventilation loop and the area of the VCO ₂ , the rectangle representing the following relational expressions (1) and (2) is displayed on the XY coordinates, and the CO ₂ gas Determine the mixed breath concentration FECO ₂ , alveolar ventilation VA, respiratory dead space volume VD _resp , alveolar air concentration FACO ₂ ,
Further, a maximum point of a rectangular area inscribed in the concentration-ventilation loop is obtained on the concentration-ventilation loop, and the expiratory phase of the expiratory phase of the concentration-ventilation loop is determined by using the Y coordinate of the maximum point. Applying the Area Area method (Equal Area Method) to the identified phase II as a branch point between phase II and phase III, the airway dead space volume VD _aw is identified,
The following relational expression (3) is applied to the VD _aw to determine the alveolar dead space amount VD _alv ,
The excretion amount VCO ₂ of the CO ₂ gas, the alveolar concentration FACO ₂ , the end-tidal CO ₂ concentration FETCO ₂ specified from the concentration-ventilation loop, the mixed expiration concentration FECO ₂ , the respiratory dead space amount VD _resp 2. The control of the monitor system according to claim 1, wherein the alveolar ventilation VA, the airway dead space amount VD _aw , and the alveolar dead space amount VD _alv are displayed on the XY coordinates. Method.
VE × (FECO ₂ −FICO ₂ ) = VCO ₂ , rewriting FECO ₂ = VCO ₂ / VE + FICO ₂ (1)
VA × (FACO ₂ −FICO ₂ ) = VCO ₂ , when rewritten, FACO ₂ = VCO ₂ / VA + FICO ₂ (2)
(VE in the formula represents the exhalation volume. Normally, FICO ₂ = 0.)
VD _aw + VD _alv = VD _resp , rewriting VD _alv = VD _resp −VD _aw (3)

The control device includes the excretion amount VCO ₂ , the alveolar air concentration FACO ₂ , the end-tidal CO ₂ concentration FETCO ₂ , the mixed exhalation concentration FECO ₂ , and the respiratory dead space amount VD of the CO ₂ gas for each breath. _resp , the alveolar ventilation VA, the airway dead volume VD _aw , and the alveolar dead volume VD _alv , the concentration-ventilation loop, the rectangle of the area VCO ₂ , and the concentration-ventilation loop Are displayed on the same XY coordinates together with a rectangle with a positive surface inscribed therein, and further, the excretion amount VCO ₂ , the alveolar concentration FACO ₂ , the end-tidal CO ₂ concentration FETCO of the CO ₂ gas for each breath _2, the mixed tidal concentrations FECO _2, wherein the respiratory dead腔量_{VD resp,} the alveolar ventilation VA, the airway death腔量_{VD aw,} and the alveolar腔量_{VD alv} Creating a numerical table, the control method of the monitoring system according to claim 2, characterized in that the display in a predetermined area of the display device.

A flow sensor provided in the breathing circuit for continuously detecting the flow of breathing gas of the patient;
A breathing gas sensor that is provided in the breathing circuit and continuously detects the concentration of the component gas of the breathing gas;
A controller for storing and calculating output data from the flow sensor and the respiratory gas sensor to obtain an image and numerical data, and displaying the data on a breathing and display device,
With
The display device of the control device has the inspiration measured by the flow sensor for each breath on the XY coordinate, the flow data of the breathing gas for continuous breathing, that is, the ventilation volume V, and the inspiration measured by the breathing gas sensor. Obtained from the CO ₂ gas inspiration, the exhalation continuous concentration-ventilation loop obtained by synchronizing the CO ₂ gas concentration F, which is one of the constituent gases of the exhalation continuous, and the area surrounded by the loop the CO ₂ is calculated on the basis of excretion VCO ₂ of _{_{gas, V = VCO 2 / FCO 2}} + displays a (VI-VE) become inversely proportional curve, and further, the density F of the CO ₂ gas A straight line connecting a point (0, VI-VE) on the concentration-ventilation loop drawn on the XY coordinates and an arbitrary point on the inversely proportional curve is a change in the relationship of the ventilation volume V. Diagonal area VC A monitor system characterized in that an EAST method is applied to the XY coordinates as a change in the rectangle of O ₂ .

The display device of the control device, for each breath on the XY coordinates,
Using the concentration-ventilation loop and the VCO ₂ that is the area, the rectangle of the area VCO ₂ representing the following relational expressions (1) and (2) is drawn on the XY coordinates by the EAST method. mixed tidal concentrations FECO ₂ of the CO ₂ gas is determined by, alveolar ventilation VA, respiratory dead腔量_{VD resp,} and the alveolar concentration FACO _2,
A maximum point of a rectangular area inscribed in the concentration-ventilation loop is obtained on the concentration-ventilation loop, and the phase II of the expiratory phase of the concentration-ventilation loop is determined by using the Y coordinate of the maximum point. The airway dead space amount VD _aw determined by applying the Equal Area method to the identified phase II, and the following relational expression (3) is applied to the VD _aw The alveolar dead space volume VD _alv ,
5. The monitor system according to claim 4, wherein the monitoring system is displayed together with the concentration-ventilation loop, a rectangle of the area VCO ₂ , and a rectangle with a positive surface area inscribed in the concentration-ventilation loop.
VE × (FECO ₂ −FICO ₂ ) = VCO ₂ , rewriting FECO ₂ = VCO ₂ / VE + FICO ₂ (1)
VA × (FACO ₂ −FICO ₂ ) = VCO ₂ , when rewritten, FACO ₂ = VCO ₂ / VA + FICO ₂ (2)
(VE in the formula represents the exhalation volume. Normally, FICO ₂ = 0.)
VD _aw + VD _alv = VD _resp , rewriting VD _alv = VD _resp −VD _aw (3)

The display device of the control device includes the excretion amount VCO ₂ , the alveolar concentration FACO ₂ , the end-tidal CO ₂ concentration FETCO ₂ , the mixed expiration concentration FECO ₂ , and the respiration of the CO ₂ gas for each breath. Dead volume VD _resp , alveolar ventilation VA, airway dead volume VD _aw , alveolar dead volume VD _alv , the concentration-ventilation loop, rectangle of area VCO ₂ , and concentration - rectangular with the area maximum inscribed in ventilation loop, and displayed on the same said X-Y coordinates, yet the CO ₂ gas, the excretion VCO _2, the alveolar concentration FACO _2, the end tidal CO ₂ concentration FETCO _2, the mixed tidal concentrations FECO _2, wherein the respiratory dead腔量_{VD resp,} the alveolar ventilation VA, the airway death腔量_{VD aw,} and the alveolar腔量VD Monitoring system according to claim 5, characterized in that the display numbers of _lv in a predetermined area.