JP2014061071A - モニタシステムの制御方法及びモニタシステム - Google Patents

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。

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。

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（Ｓｉｎｇｌｅ Ｂｒｅａｔｈ ＣＯ_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。

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。

特開平９−２４０９９号公報 特開２０１１−４５５９２号公報

Ｙ．Ｔａｎｇ，ｅｔ ａｌ．，"Ａ Ｎｅｗ Ｅｑｕａｌ Ａｒｅａ Ｍｅｔｈｏｄ to Ｃａｌｃｕｌａｔｅ ａｎｄ Ｒｅｐｒｅｓｅｎｔ Ｐｈｙｓｉｏｌｏｇｉｃ， Ａｎａｔｏｍｉｃａｌ， 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。

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。

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。

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。

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（Ｅｑｕａｌ Ａｒｅａ Ｓｔｅｐ Ｔｅｃｈｎｏｌｏｇｙ）法と呼ぶ。

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Ｅｑｕａｌ Ａｒｅａ法（Ｅｑｕａｌ Ａｒｅａ Ｍｅｔｈｏｄ）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）

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Ｅｑｕａｌ Ａｒｅａ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。

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。

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。

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。

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Ｅｑｕａｌ Ａｒｅａ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）

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。

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。

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。 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。 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。 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。 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Ｅｑｕａｌ Ａｒｅａ法の適用を説明する図である。 本発明の実施例に係る、表示装置の表示の１例である。 本発明の実施例に係る、表示装置の表示の１例である。

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。

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。

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。

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。

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。

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。

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。

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。

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。

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。

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。

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、Ｅｑｕａｌ Ａｒｅａ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。

Ｃ．ＢｏｈｒはＢｏｈｒ式として知られる（４）の関係式を提案した（Ｃ．Ｂｏｈｒ，”Ｕｅｂｅｒ ｄｉｅ ｌｕｎｇａｔｍｕｎｇ”，Ｓｋａｎｄ Ａｒｃｈ Ｐｈｙｓｉｏｌ，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。

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。

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）。

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。

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。

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、Ｅｑｕａｌ Ａｒｅａ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。

Ｅｑｕａｌ Ａｒｅａ法（Ｅｑｕａｌ Ａｒｅａ Ｍｅｔｈｏｄ）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. Ｃｕｍｍｉｎｇ ａｎｄ Ｊ. Ｂｒｅｗ, “ＴＨＥ ＣＯＮＣＥＰＴ ＯＦ ＤＥＡＤＳＰＡＣＥ ＷＩＴＨ ＳＰＥＣＩＡＬ ＲＥＦＥＲＥＮＣＥ ＴＯ ＴＨＥ ＳＩＮＧＬＥ ＢＲＥＡＴＨ ＴＥＳＴ ＦＯＲ ＣＡＲＢＯＮ ＤＩＯＸＩＤＥ”, Ｂｒ. Ｊ. Ａｎａｅｓｔｈ.， ｖｏｌ．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。

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、Ｅｑｕａｌ Ａｒｅａ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。

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。

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。

図１の吸入麻酔システム１００としてＣａｎｏｐｕｓ Ｆ３（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ＩＲＭＡ ＯＲ（ＰＨＡＳＥＩＮ ＡＧ製商品名）を使用した。このＩＲＭＡ ＯＲ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Ｅｑｕａｌ Ａｒｅａ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。

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。

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。

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。

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＋Ｅｑｕａｌ Ａｒｅａ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。

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。

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
１６ ＣＯ_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

Claims (6)

1. 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、
   前記呼吸回路に設けられ前記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、
   前記フローセンサ及び前記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、当該データを毎呼吸、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であって、
   前記制御装置は、当該制御装置の表示装置にＸ−Ｙ座標を設け、１呼吸毎に当該Ｘ−Ｙ座標上に前記フローセンサによって測定した吸気、呼気連続の前記呼吸ガスのフローデータすなわち換気量Ｖと、前記呼吸ガスセンサによって測定した吸気、呼気連続の前記呼吸ガスの前記成分ガスの１つであるＣＯ_２ガスの濃度Ｆとを同期させて、前記ＣＯ_２ガスの吸気、呼気連続した濃度−換気量ループを描き、当該ループが囲む面積を計算して前記ＣＯ_２ガスの排泄量ＶＣＯ_２を求め、当該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、前記ＣＯ_２ガスの濃度Ｆと前記換気量Ｖの関係の変化を、前記Ｘ−Ｙ座標に描いた前記濃度−換気量ループ上の点（０，ＶＩ−ＶＥ）と、前記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、ＥＡＳＴ法（Ｅｑｕａｌ Ａｒｅａ Ｓｔｅｐ Ｔｅｃｈｎｏｌｏｇｙ）を適用して前記Ｘ−Ｙ座標に表現することを特徴とするモニタシステムの制御方法。
2. 前記制御装置は、１呼吸毎に、
   前記濃度−換気量ループと、その面積である前記ＶＣＯ_２を用いて、以下の関係式（１）、（２）を表す前記長方形を前記Ｘ−Ｙ座標に表示して、前記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、
   さらに、前記濃度−換気量ループ上で、該濃度−換気量ループに内接する長方形の面積の極大点を求め、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、特定された第ＩＩ相にＥｑｕａｌ Ａｒｅａ法（Ｅｑｕａｌ Ａｒｅａ Ｍｅｔｈｏｄ）を適用して、気道死腔量ＶＤ_ａｗを特定し、
   該ＶＤ_ａｗに以下の関係式（３）を適用して肺胞死腔量ＶＤ_ａｌｖを求めて、
   前記ＣＯ_２ガスの前記排泄量ＶＣＯ_２、前記肺胞気濃度ＦＡＣＯ_２、前記濃度−換気量ループから特定される呼気終末ＣＯ_２濃度ＦＥＴＣＯ_２、前記混合呼気濃度ＦＥＣＯ_２、前記呼吸死腔量ＶＤ_ｒｅｓｐ、前記肺胞換気量ＶＡ、前記気道死腔量ＶＤ_ａｗ、及び前記肺胞死腔量ＶＤ_ａｌｖ、を前記Ｘ−Ｙ座標に表示することを特徴とする請求項１に記載のモニタシステムの制御方法。
   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ＦＩＣＯ_２＝０である。）
   ＶＤ_ａｗ＋ＶＤ_ａｌｖ＝ＶＤ_ｒｅｓｐ、書き換えると
   ＶＤ_ａｌｖ＝ＶＤ_ｒｅｓｐ−ＶＤ_ａｗ （３）
3. 前記制御装置は、１呼吸毎の前記ＣＯ_２ガスの、前記排泄量ＶＣＯ_２、前記肺胞気濃度ＦＡＣＯ_２、前記呼気終末ＣＯ_２濃度ＦＥＴＣＯ_２、前記混合呼気濃度ＦＥＣＯ_２、前記呼吸死腔量ＶＤ_ｒｅｓｐ、前記肺胞換気量ＶＡ、前記気道死腔量ＶＤ_ａｗ、及び前記肺胞死腔量ＶＤ_ａｌｖ、を、前記濃度−換気量ループ、前記面積ＶＣＯ_２の長方形、及び前記濃度−換気量ループに内接する面積極大の長方形とともに同一の前記Ｘ−Ｙ座標に表示し、さらに１呼吸毎の前記ＣＯ_２ガスの、前記排泄量ＶＣＯ_２、前記肺胞気濃度ＦＡＣＯ_２、前記呼気終末ＣＯ_２濃度ＦＥＴＣＯ_２、前記混合呼気濃度ＦＥＣＯ_２、前記呼吸死腔量ＶＤ_ｒｅｓｐ、前記肺胞換気量ＶＡ、前記気道死腔量ＶＤ_ａｗ、及び前記肺胞死腔量ＶＤ_ａｌｖ、の数値表を作成して、前記表示装置の所定の領域に表示することを特徴とする請求項２に記載のモニタシステムの制御方法。
4. 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、
   前記呼吸回路に設けられ前記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、
   前記フローセンサ及び前記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、当該データを毎呼吸、表示装置に表示する制御装置と、
   を備え、
   前記制御装置の前記表示装置は、Ｘ−Ｙ座標上に１呼吸毎に、前記フローセンサによって測定した吸気、呼気連続の前記呼吸ガスのフローデータすなわち換気量Ｖと、前記呼吸ガスセンサによって測定した吸気、呼気連続の前記成分ガスの１つであるＣＯ_２ガスの濃度Ｆとを同期させて得られる、前記ＣＯ_２ガスの吸気、呼気連続した濃度−換気量ループと、当該ループが囲む面積から求めた前記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、前記ＣＯ_２ガスの濃度Ｆと前記換気量Ｖの関係の変化を、前記Ｘ−Ｙ座標に描いた前記濃度−換気量ループ上の点（０，ＶＩ−ＶＥ）と、前記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、ＥＡＳＴ法を適用して前記Ｘ−Ｙ座標に表現することを特徴とするモニタシステム。
5. 前記制御装置の前記表示装置は、前記Ｘ−Ｙ座標上に１呼吸毎に、
   前記濃度−換気量ループと、その面積である前記ＶＣＯ_２を用いて、ＥＡＳＴ法により、以下の関係式（１）、（２）を表す前記面積ＶＣＯ_２の長方形を前記Ｘ−Ｙ座標に描出することによって求められる前記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、
   前記濃度−換気量ループ上で、該濃度−換気量ループに内接する長方形の面積の極大点を求め、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、特定された第ＩＩ相にＥｑｕａｌ Ａｒｅａ法を適用して特定される気道死腔量ＶＤ_ａｗと、該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、前記濃度−換気量ループ、前記面積ＶＣＯ_２の長方形、及び前記濃度−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ことを特徴とする請求項４に記載のモニタシステム。
   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ＦＩＣＯ_２＝０である。）
   ＶＤ_ａｗ＋ＶＤ_ａｌｖ＝ＶＤ_ｒｅｓｐ、書き換えると
   ＶＤ_ａｌｖ＝ＶＤ_ｒｅｓｐ−ＶＤ_ａｗ （３）
6. 前記制御装置の前記表示装置は、１呼吸毎の前記ＣＯ_２ガスの、前記排泄量ＶＣＯ_２、前記肺胞気濃度ＦＡＣＯ_２、前記呼気終末ＣＯ_２濃度ＦＥＴＣＯ_２、前記混合呼気濃度ＦＥＣＯ_２、前記呼吸死腔量ＶＤ_ｒｅｓｐ、前記肺胞換気量ＶＡ、前記気道死腔量ＶＤ_ａｗ、及び前記肺胞死腔量ＶＤ_ａｌｖ、を、前記濃度−換気量ループ、前記面積ＶＣＯ_２の長方形、及び前記濃度−換気量ループに内接する面積極大の長方形とともに、同一の前記Ｘ−Ｙ座標に表示し、さらに前記ＣＯ_２ガスの、前記排泄量ＶＣＯ_２、前記肺胞気濃度ＦＡＣＯ_２、前記呼気終末ＣＯ_２濃度ＦＥＴＣＯ_２、前記混合呼気濃度ＦＥＣＯ_２、前記呼吸死腔量ＶＤ_ｒｅｓｐ、前記肺胞換気量ＶＡ、前記気道死腔量ＶＤ_ａｗ、及び前記肺胞死腔量ＶＤ_ａｌｖの数値を所定の領域に表示することを特徴とする請求項５に記載のモニタシステム。