(57)【要約】  処置供給システムは、患者に医学的処置又は治療を供給する１以上の医学的治療供給装置３４と、前記供給される医学的治療又は処置の結果、臨床情報、実験室情報、及び健康記録情報を監視する１以上の医療装置１０とを含む。前記医学的処置供給装置は、専用通信プロトコルを持つ。医学的治療供給コントローラ１８は、前記医療装置及び１以上の医学的処置供給装置の間で意味論的に通信する。前記コントローラは、ユーザが前記専用通信プロトコル以外で治療方針を入力するユーザ入力部３２と、処置供給装置制御コマンドを生成し、医療装置１０から処置又は治療結果を受信し、前記受信された処置結果に基づいて前記制御コマンドを適応的に調整する制御プロセッサ２６とを持つ。前記制御プロセッサは、臨床決定支援システム４１にアクセスし、前記受信された処置結果から前記患者の生理的状態を決定し、前記臨床決定支援システムからの入力によって前記治療方針及び前記制御コマンドの１つを調整する。
2013534338.tif 000002
【特許請求の範囲】
【請求項１】
専用通信プロトコルを持つ医学的処置供給装置の動作設定を制御する医学的処置供給コントローラにおいて、
ユーザが前記専用通信プロトコル以外で治療方針を入力するユーザ入力部と、
処置供給装置制御コメントを生成し、治療エポックに最小限に基づいて医療装置から処置結果を受信し、前記受信された処置結果に基づいて前記制御コマンドを適応的に調整する制御プロセッサと、
を有するコントローラ。
【請求項２】
前記制御プロセッサが、臨床決定支援システムにアクセスし、前記受信された処置結果から前記患者の生理的状態を決定し、前記臨床決定支援システムからの入力によって前記治療方針及び前記制御コマンドの一方を調整する、請求項１に記載のコントローラ。
【請求項３】
１以上の医学的処置供給装置と、
１以上の医療装置と、
請求項１及び２のいずれか一項に記載の医学的処置供給コントローラと、
を有する処置供給システム。
【請求項４】
患者に医学的処置を供給する処置供給装置と、
前記供給される医学的処置の結果に関するデータを収集する医療装置と、
前記医学的処置の結果及び前記患者に対する治療方針を含む、前記患者に関する意味論的通信を受信し、前記意味論的通信に基づいて前記処置供給装置の動作設定を適応的に調整するコントローラと、
を有する医学的治療供給システム。
【請求項５】
前記医療装置が、代謝パラメータ、生理的パラメータ、臨床情報、実験室情報、前記患者の現在の生理的状態を示す健康記録情報の少なくとも１つを受信し、前記システムが、
前記患者の現在の生理的状態、臨床情報、実験室情報及び健康記録情報の前記受信された少なくとも１つによって前記治療方針及び前記供給される処置の少なくとも１つを適応させる臨床決定支援システム、
を含む、請求項３及び４のいずれか一項に記載のシステム。
【請求項６】
ユーザが、前記処置供給装置の制御を共有するように前記コントローラに命令を入力するユーザ入力部、
を含む、請求項３ないし５のいずれか一項に記載の装置。
【請求項７】
前記処置供給装置が、点滴又は薬物投与システム、栄養給餌装置、人工呼吸器、ペースメーカ／除細動器、熱制御システム、光治療供給システム、放射線供給システム、撮像システム、家庭モニタリング及び麻酔供給システムの少なくとも１つを含む、請求項３ないし６のいずれか一項に記載の装置。
【請求項８】
前記コントローラが、前記処置供給装置の閉ループ及び部分閉ループ設定を調整する、請求項３ないし７のいずれか一項に記載の装置。
【請求項９】
前記治療方針が、様々な動作設定の関係を含む前記患者に対する医学的治療の前記医療装置の供給に関するデータ、許容可能な範囲及びパラメータ、並びにどのようにして前記選択された動作設定が前記患者の生理的状態の変化とともに変化すべきかの少なくとも１つを含む、請求項３ないし８のいずれか一項に記載の装置。
【請求項１０】
共通の治療に参加している２つの装置が意味論的に通信する、複数の医療装置の間の意味論的通信に対する方法において、
医療装置により、前記患者の代謝又は生理的状態、臨床情報、実験室情報、及び前記医学的治療を受けている患者の健康記録情報の少なくとも１つに対する前記治療の効果を示す結果を収集するステップと、
１以上の医学的処置供給装置により、治療方針によって前記患者に前記医学的治療を供給するステップと、
前記医療装置及び前記医学的処置供給装置及び前記治療方針の間で意味論的に通信するステップであって、前記意味論的通信が、少なくとも治療エポックに基づく前記患者に対する前記治療方針及び前記医学的治療の結果を含む、当該通信するステップと、
前記意味論的通信に基づいて１以上の前記医学的処置供給装置の１以上の動作設定を調整するステップと、
を有する方法。
【請求項１１】
前記治療方針が前記患者の現在の代謝又は生理的状態と関連付けられるような臨床決定支援システムを使用して、前記医学的治療の結果が前記治療方針の制限及びパラメータ内であるかどうかを決定するように前記収集された結果及び前記治療方針を比較するステップ、
を有する、請求項１０に記載の方法。
【請求項１２】
前記動作設定を調整するステップが、前記医学的処置供給装置の閉ループ及び部分閉ループ設定を自動的に調整するステップを含む、請求項１０及び１１のいずれか一項に記載の方法。
【請求項１３】
前記１以上の医学的処置供給装置の供給結果を収集するステップ、
を含む、請求項１０ないし１２のいずれか一項に記載の方法。
【請求項１４】
前記治療方針が、様々な動作設定の関係を含む前記患者に対する前記医学的治療供給装置の医学的処置の供給に関するデータ、許容可能な範囲及びパラメータ、並びにどのようにして前記選択された動作設定が前記患者の代謝又は生理的状態の変化とともに変化すべきかの少なくとも１つを含む、請求項１０ないし１３のいずれか一項に記載の方法。
【請求項１５】
前記医学的処置供給装置が、点滴又は薬物投与システム、人工呼吸器、ペースメーカ／除細動器、熱制御システム、光治療供給システム、放射線供給システム、撮像システム、家庭モニタリング、及び麻酔供給システムの少なくとも１つを含む、請求項１０ないし１４のいずれか一項に記載の方法。
【請求項１６】
前記医学的治療の結果が前記治療方針の制限及びパラメータの外側である場合にディスプレイにアラームを表示するステップ、
を含む、請求項１０ないし１５のいずれか一項に記載の方法。
【請求項１７】
プロセッサにロードされる場合に、請求項１０ないし１６のいずれか一項に記載の方法を実行するようにモニタリング装置及び１以上の医学的処置供給装置を制御するように前記プロセッサをプログラムするソフトウェアを含むコンピュータ可読媒体。
【発明の詳細な説明】
【技術分野】
【０００１】
本出願は、ソースと受信クライアントとの間の装置データの意味論的通信（semantic communication）に対するシステム及び方法に関する。これは、特に、医学的治療供給又はモニタリングシステムの通信の意味論に応用を見つけ、特にこれらを参照して説明される。
【背景技術】
【０００２】
現在、人工呼吸器、薬物及び栄養投与装置（すなわち給餌又は点滴ポンプ）、ペースメーカ、体温コントローラ、麻酔供給、家庭モニタリング、光治療、及び画像システムゲーティング等のような様々な医療装置は、患者に治療を提供する場合に、様々な専用又はオープン通信スキーマにおいて互いに通信する。これらの装置の多くの製造者は、実際には同じ治療を提供する場合でも彼らの装置を差別化するために、彼らが提供する治療方法及びモードを表すのに異なる命名規則（用語体系）を使用する。加えて、これらの医療装置は、提供の多くの詳細が選択されることを可能にする洗練された制御を持つ。これらの装置が治療を提供する方法及びモードを表す方法の違いは、治療方針と患者機械インタフェースとの間の危険かつ不明瞭な環境を生じる。このため、特に患者の現在の生理的状態を考慮して修正されると、装置の詳細な制御に対して臨床医の意図を伝えることには、困難がある。
【０００３】
このような装置が、閉ループ又は部分閉ループの制御及び安全な連結構成において互いに連結して使用される場合にも、問題が存在する。このような構成において、前記装置は、安全な治療環境及び完全な状況認識を提供するためには同じ意味論（semantics）を理解しなくてはならない。多くの場合、１つの装置から通信されるデータは、他の装置が理解できるオントロジ（ontology）に変換される必要があり、これは、装置間の不明瞭な通信を生じ、危険な治療状態を生じる可能性がある。
【発明の概要】
【発明が解決しようとする課題】
【０００４】
本出願は、上記の及び他の問題を克服する、ソースと受信クライアントとの間の装置データの意味論的通信に対する新しい改良された方法を提供する。
【課題を解決するための手段】
【０００５】
一態様によると、医学的治療供給コントローラが、提供される。前記コントローラは、異機種又は専用通信プロトコルを持つ医学的治療供給装置の動作設定を制御する。前記コントローラは、ユーザが専用通信プロトコル以外で治療方針を入力するユーザ入力部を含む。前記コントローラは、治療供給装置制御コマンドを生成し、他の医療装置又は患者モニタから処置結果を受信し、前記受信された処置結果に基づいて前記制御コマンドを適応的に調整する制御プロセッサをも持つ。前記制御プロセッサは、医療装置若しくはモニタ、又は他のユニットのいずれかであってもよい。
【０００６】
他の態様によると、前記制御プロセッサは、更に、臨床決定支援システムにアクセスする。前記制御プロセッサは、前記受信された処置結果から前記患者の生理的状態を決定し、前記臨床決定支援システムからの入力によって前記治療方針及び前記制御コマンドの少なくとも一方を調整する。
【０００７】
他の態様によると、患者に医学的処置を供給する少なくとも１つの処置供給装置と、前記供給された医学的処置の結果を監視する少なくとも１つの装置と、少なくとも１つの医学的治療供給コントローラとを含む処置供給システムが、提供される。
【０００８】
他の態様によると、共通の治療に参加している少なくとも２つの装置が意味論的に通信する、複数の医療装置の間の意味論的通信の方法が、提供される。供給された医学的治療又は処置を受けている患者の医学的処置の結果は、モニタリング装置を用いて集められる。前記結果は、前記患者の生理的状態に対する前記治療の効果を示す。１以上の医学的処置供給装置は、治療方針によって前記患者に医学的治療を供給し、前記モニタリング装置及び医学的処置供給装置並びに前記治療方針の間で意味論的に通信し、前記意味論的通信は、前記患者に対する前記治療方針及び前記医学的治療の結果を含む。前記１以上の医学的処置供給装置の１以上の動作設定は、意味論的通信に基づいて調整される。
【０００９】
１つの利点は、患者装置インタフェースの詳細な制御に対する臨床医の治療方針の明確な伝達にある。
【００１０】
他の利点は、治療の供給中に患者装置インタフェースと治療方針との間の安全かつ一義的な環境を提供することにある。
【００１１】
他の利点は、複数の患者装置インタフェースの間の装置データの一義的な通信にある。
【００１２】
本発明の更に他の利点は、以下の詳細な説明を読み、理解すると当業者に理解される。
【００１３】
本発明は、様々な構成要素及び構成要素の組み合わせ、並びに様々なステップ及びステップの組み合わせの形を取りうる。図面は、好適な実施例を説明する目的のみであり、本発明を限定すると解釈されるべきではない。
【図面の簡単な説明】
【００１４】
【図１】医学的処置供給システムを図示する。
【図２Ａ】人工呼吸器に対する意味論的通信の例を示す。
【図２Ｂ】人工呼吸器に対する意味論的通信の例を示す。
【図２Ｃ】人工呼吸器に対する意味論的通信の例を示す。
【図２Ｄ】人工呼吸器に対する意味論的通信の例を示す。
【図３】システムの動作を示すフローチャートである。
【図４】システムの動作を示すフローチャートである。
【図５】人工呼吸器フィードバックコントローラを示す。
【発明を実施するための形態】
【００１５】
意味論的通信に対するシステム及び方法の本開示は、人工呼吸器インタフェースに特に適用可能であるものとして説明されるが、本開示が、点滴又は薬物又は栄養投与システム、ペーサ／除細動器、熱制御システム、及び麻酔供給システム等のような、一連の設定、駆動関数（driving function）、並びに治療装置からの装置及び／又は患者結果を持つ医学的治療供給装置又は医療モニタリング装置に適用されることができると理解されるべきである。
【００１６】
好適な実施例において、期待される装置設定及び観測された患者結果の関係が共通の基底関数（base functions）（プリミティブ（primitives））、これらの間の関係、及び前記プリミティブに関する伝達関数（transfer functions）に基づくように様々な医療装置の間で通信することができる意味論的通信に対するシステム及び方法が、示される。前記意味論的通信は、患者の呼吸のような各治療エポック（epoch）又はイベントが暗示的（implicit）又は明示的（explicit）プリミティブ並びにプリミティブ及び実際の供給された結果の意図された関係を記述する伝達関数の配列に分解されることを可能にする。前記プリミティブ及び様々な医療装置の間の伝達関数の意味論理解を容易化するために、前記プリミティブ及び伝達関数は、調和された命名基準又は特定の医療装置製造者基準に基づいて命名又はタグ付けされる。
【００１７】
例えば、臨床医が、人工呼吸器からの治療の供給を高いレベルで制御したいと望む場合、前記臨床医は、患者に供給された酸素量、流速、及び圧力等を選択する。前記臨床医は、ガスフロー、体積及び圧力のような様々なプリミティブ、どのようにして前記選択されたプリミティブが互いに関連すべきか、許容可能な範囲、オーバータイム、並びにどのようにして前記選択されたプリミティブが前記患者の生理的状態の変化とともに変化すべきか等に関する命令文（statement）を入力する。前記命令文、プリミティブ及び前記患者の生理的状態の測定の組み合わせから、伝達関数が生成される。人工呼吸器の例において、前記伝達関数は、前記医学的治療の意図と各呼吸における酸素の実際の供給との間の差でありうる。開いた、部分的な及び閉じたフィードバックループは、前記命令文及びプリミティブの使用により、他の心臓血管又は生理的パラメータを許容可能な制限内に維持しながら、前記患者に対する酸素の供給、又は前記患者からのＣＯ２除去を、前記臨床医により設定された制限及びパラメータ内に維持するために、人工呼吸器の動作パラメータを修正する。
【００１８】
意味論的通信に対するこのようなシステム及び方法は、図１に示される医学的処置供給システムにおいて特に有利である。図１を参照すると、患者（図示されない）は、前記患者の生理的パラメータを測定し、それを示す生理的データ、臨床情報、実験室情報、薬物投与、履歴生理的情報、及び他の健康記録情報を生成する様々な医療装置１０とインタラクトする。これらの医療装置及び情報装置１０は、内部又は表面ＥＣＧ電極を持つ心電図（ＥＣＧ）機器、点滴流体又は薬物又は栄養ポンプ、胸腔内圧、血圧、腹圧、及び心拍出量センサ、ＳｐＯ２センサ、ＳＯ２及びＳａＯ２センサ、ｐＨセンサ、ＰａＯ２センサ、ＦＩＯ２センサ、ＥＴＣＯ２センサ、脈拍センサ、体温計、呼吸センサ、呼気ガスセンサ、及び他の治療測定等を含みうる。前記医療モニタリング装置は、人工呼吸器時間、流量計、抵抗及び弾性コンプライアンスセンサ、換気治療の場合に患者気道内圧、流量及び抵抗を測定する気体混合物及び圧力センサをも含みうる。
【００１９】
他の治療応用は、使用時に他の医療及び情報装置を持つ。例えば、心臓ペーシングが考慮している治療応用である場合、前記エポックは、各心拍である。意図される治療は、心拍出量、駆出率、前負荷、又は呼吸困難若しくは息切れの患者評価のような他の入力に関することができる。治療プリミティブは、ペースパルスインパルス持続時間、タイミング、流れ、及び波形特性等であることができる。プリミティブは、各ＥＣＧリードに関する間隔及びセグメント測定値、最大及び最小ＳＴ位置、伝導ベクトル、心拍間平均及び波パターン形態、並びに全体的な心拍間圧力波タイミング、形態、及び血流であることができる。
【００２０】
この意味論的アプローチに対して適用されることができる他の治療応用は、熱調節及び治療的低体温である。この場合、治療エポックは、治療的低体温に対する理由に基づく持続時間として規定される。この応用において、前記プリミティブは、中核体温、冷却軌道、目標温度、期待される持続時間、並びに少数の例を挙げると乳酸塩、Ｏ２消費、及びＥＥＧ活動のような代謝的及び生理的フィードバックを含む。
【００２１】
他の医療装置１０は、患者に関連付けられることができ、上述の医療装置１０の全てが、いかなる所定の時間において患者に関連付けらなければならないわけではない。２つの医療装置１０のみが図示されているが、より多くの医療モニタリング装置又は健康記録実験結果、薬物投与又は他の臨床情報及び装置が、考えられる。ここで使用されるように、医療モニタリング装置は、患者の健康、又は処置供給装置ステータス等を示すデータソースを示す。医療装置１０から信号を受信し、オプションとしてこのような信号に信号処理を実行するセンサは、図示された実施例において、多機能患者モニタ装置１２として実現されるか、又は部分的に若しくは全体的に１以上の治療装置１０とともに配置されたオンボード電子装置等として実現されうる。医療装置１０及び患者モニタ１２が単一の装置として実現されることもできることも理解されるべきである。患者モニタ１２は、例えば、歩行可能患者着用モニタリングシステムの送信器等のように、患者とともに移動するモニタであることができる。
【００２２】
医療装置１０は、生成された生理的データを身体結合ネットワーク、ジグビー、ブルートゥース、有線又は無線ネットワーク等を介して患者モニタ１２のコントローラ１４に送信する。患者モニタ１２は、医療装置１０により測定された生理的データに対する収集点として機能し、メモリ１６において前記データに対する一時記憶を提供する。前記収集された生理的データは、患者モニタ１２内のコントローラ１４に同時に送信され、患者モニタ１２は、前記生理的データを人工呼吸器コントローラ１８に意味論的通信で送信し、人工呼吸器コントローラ１８において、前記生理的データは、表示及び記憶される。前記意味論的通信は、医学的治療の意図に関する情報及び供給された治療の結果に関する情報を含む。前記意味論的通信は、暗示的又は明示的プリミティブ並びにプリミティブ及び前記生理的データのような供給された結果の意図された関係を記述する伝達関数の配列をも含む。
【００２３】
オプションとして、コントローラ１４により制御される通信ユニット２０は、前記生理的データを前記意味論的通信において人工呼吸器コントローラ１８まで送信する。患者モニタ１２のコントローラ１４は、患者モニタディスプレイ２２において医療モニタリング装置１０の各々から受信された測定された生理的データを表示するようにディスプレイ２２をも制御する。患者モニタ１２は、臨床オペレータ又はシステム管理者のようなユーザが、ディスプレイ１８に表示されたデータを見る、操作する、及び／又はインタラクトすることを可能にする入力装置２４をも含む。入力装置２４は、別の構成要素であることができ、又はタッチスクリーンモニタのようなディスプレイ１８に一体化されることができる。コントローラ１４は、プロセッサ若しくはコンピュータ、又はソフトウェア等を含みうる。
【００２４】
人工呼吸器コントローラ１８の制御プロセッサ２６は、患者モニタ１２から前記意味論的通信を受信し、前記生理的データをメモリ２８に記憶する。制御プロセッサ２６は、前記患者から受信された前記生理的データ及び患者モニタ１２から受信された前記意味論的通信をディスプレイ３０に表示するように人工呼吸器コントローラ１８のディスプレイ３０をも制御する。前記制御プロセッサは、前記生理的データを臨床決定システム（ＣＤＳ）に転送する。人工呼吸器コントローラ１８は、臨床医が一般的用語を使用して人工呼吸器３４に対して前記患者の医学的治療の様々な人工呼吸器設定及び方針又は意図を入力することを可能にする入力装置３２をも含む。前記人工呼吸器設定は、患者に供給される酸素量、流速、圧力、開ループ設定、閉ループ設定、及び部分閉ループ設定等を含む。前記人工呼吸器設定は、持続的気道陽圧、及び同期された間欠強制又は機械換気等を含む人工呼吸器動作の異なるモードをも含む。前記臨床医は、入力装置３２を使用して、流れ、量、及び圧力、どのようにして前記選択されたプリミティブが互いに関係すべきか、許容可能な範囲、及びどのようにして前記選択されたプリミティブが前記患者の生理的状態の変化とともに変化すべきか等のような、様々なプリミティブに関する、前記装置に対してネイティブな命令文を入力してもよい。前記入力装置は、管理人のような前記ユーザが、ディスプレイ３０に表示されたデータを見る、操作する及び／又はインタフェースすることをも可能にする。入力装置３２は、別の構成要素であることができるか、又はタッチスクリーンモニタのようにディスプレイ３０に一体化されることができる。入力の一例は、"ＳｐＯ２＞ｘ％を維持しながら、Ｆｉｏ２／ＳｐＯ２関数Ｆ（ＦｉＯ２／ＳｐＯ２（ｔ））＝何々、及びＦ（ＦｉＯ２／ＰＳＶ（ｔ））＝何々によってＦｉＯ２  ８５％及びＰＳＶ  ２７ｃｍＨ２Ｏの最大値に対してＦｉｏ２を０．３５まで、ＰＳＶを５ｃｍＨ２Ｏまで最小化する"を含む。
【００２５】
入力された人工呼吸器設定及び医学的治療の意図は、人工呼吸器コントローラ１８内の制御プロセッサ２６に同時に送信され、制御プロセッサ２６は、前記人工呼吸器設定及び前記医学的治療の意図を意味論的通信において専用通信プロトコルを持つ人工呼吸器３４内のコントローラ３６に送信する。前記制御プロセッサは、前記モニタからの一般的（又は専用）入力及び入力３２からの一般的方針を、前記人工呼吸器又は他の処置供給装置に対する適切な制御コマンドに適応させる。別の機能として示されているが、これらの機能が、共通のプロセッサ又はコントローラにより実行されることができると理解されるべきである。オプションとして、制御プロセッサ２６により制御される通信ユニット３８は、前記人工呼吸器設定及び前記医学的治療の意図を意味論的通信において人工呼吸器３４に送信する。人工呼吸器３４の制御プロセッサ３６は、前記人工呼吸器設定及び前記医学的治療の意図によってガスソース４０から患者の気道に供給されるガスの流れ及び圧力を制御するように空気圧システム３８を制御する。人工呼吸器３４及び患者モニタ１２が、部分的に又は完全に単一の装置に実現されることができることも理解されるべきである。人工呼吸器３４は、例えば、前記患者の生理的パラメータの１以上を測定し、前記生理的データを意味論的通信において人工呼吸器コントローラ１８等に送信する人工呼吸器３４であってもよい。
【００２６】
人工呼吸器コントローラ１８の制御プロセッサ２６は、前記医学的治療の意図及び前記供給された医療行為の結果を比較して、前記供給された治療からの結果が前記医学的治療の意図のパラメータ及び制限内であるかどうか決定する。前記供給された医学的治療の結果が、前記医学的治療の意図のパラメータ及び制限内ではない場合、人工呼吸器コントローラ１８の制御プロセッサ２６は、前記供給された医学的治療の結果が前記医学的治療の意図のパラメータ及び制限内であるために、人工呼吸器３４の閉ループ及び部分閉ループ設定を調整する。制御設定は、前記コントローラが、フィードバック値のより最適なセットが治療意図の命令文により規定される制約内で達成されることができると決定する場合に変更されてもよい（これは、例えば、所定の又は可変の時間期間において最小陽圧で最大流速を達成する、"最適化"と一般に称される）。制御プロセッサ２６は、人工呼吸器コントローラ１８又は患者モニタ１２に対して内側、又は両方の装置に対して外側であってもよい臨床決定支援システム（ＣＤＳ）４１にもアクセスする。前記ＣＤＳは、現在の患者の生理的又は臨床的状態を持つ患者に対する最良の医療行為によって、又は臨床履歴、実験室情報、薬物投与及び他の健康記録情報のような新しい情報を得ると、前記治療方針又は前記人工呼吸器制御コマンドを適応させる。このようにして、前記患者の生理的状態が時間に対して改良又は悪化すると、前記治療は、適応又は発達する。制御プロセッサ２６は、前記供給された医学的治療からの結果が前記医学的治療の意図のパラメータ及び制限内ではない場合に、臨床医の介入が必要とされることを示すようにアラーム状態を表示するように人工呼吸器コントローラ１８のディスプレイ３０を制御する。
【００２７】
オプションとして、人工呼吸器コントローラ１８のフィードバックコントローラ４２は、前記医学的治療の意図及び前記供給された医学的処置の結果を比較して、前記供給された医学的治療の結果が前記医学的治療の意図のパラメータ及び制限内であるかどうか決定する。フィードバックコントローラ４２は、人工呼吸器３４の閉ループ及び部分閉ループ設定を調節し、及び／又は前記供給された医学的治療の結果が前記医学的治療の意図のパラメータ及び制限内ではない場合に、臨床医の介入が必要とされることを示すようにアラーム状態を表示するように人工呼吸器コントローラ１８のディスプレイ３０を制御する。
【００２８】
人工呼吸器コントローラ１８の制御プロセッサ２６は、プロセッサ４４、例えば以下に更に詳細に記載される動作を実行する意味論的通信及び人工呼吸器制御ソフトウェアを実行するマイクロプロセッサ又は他のソフトウェア制御装置をも含む。典型的には、前記意味論的通信及び人工呼吸器制御ソフトウェアは、前記プロセッサによる実行に対して他の有形メモリ又はコンピュータ可読媒体２８に記憶及び保持される。コンピュータ可読媒体２８のタイプは、ハードディスクドライブ、ＣＤ−ＲＯＭ、ＤＶＤ−ＲＯＭ等のようなメモリを含む。前記プロセッサの他の実装も考えられる。ディスプレイコントローラ、特定用途向け集積回路（ＡＳＩＣ）及びマイクロコントローラは、前記プロセッサの機能を提供するように実現されうる他のタイプの構成要素の実例である。実施例は、プロセッサ、ハードウェア又はこれらの組み合わせによる実行に対してソフトウェアを使用して実現されうる。
【００２９】
前記意味論的通信は、プリミティブ、命令文、イベントサマリ及びイベントタグの配列を含む。前記プリミティブは、各治療エポックに対する駆動関数、前記治療エポックに対する最適化関数、及び前記治療エポックに対する容認された関数を識別することにより構築される。前記命令文は、一覧表（enumeration）を持つ暗示的若しくは明示的命令文、又は前記治療エポックに関する条件付き命令文を含む各基底関数から構築される。前記命令文は、前記プリミティブに関する伝達関数情報をも含む。前記イベントサマリは、各々、意図された及び供給された又は結果として生じる構成要素を含む。前記イベントサマリは、前記プリミティブ及び命令文から生成される。前記イベントタグは、調和された命名規則又は製造者の公表のいずれかに基づくイベントタイプタグを含む。
【００３０】
図２Ａ−２Ｄを参照すると、前記意味論的通信は、患者呼吸のような報告される各イベント（呼吸ＩＤ）をユニークに参照するイベントタグ１００と、前記医学的治療を供給する医療装置の動作モード１０２とを含む。ここで使用されるように、動作モードは、持続的気道陽圧及び同期された間欠機械換気等を含む、前記医学的治療装置が供給する異なる方法、パターン又はモードを示す。前記意味論的通信は、医学的治療の意図１０４及び供給された医学的治療の結果１０６をも含む。医学的治療の意図１０４は、前記人工呼吸器に対して前記患者に供給される酸素量、流速、圧力、及び医学的治療装置設定等のような、前記医学的治療装置に関するデータを含む。医学的治療の意図１０４は、どのようにして前記選択されたプリミティブが互いに関連すべきか、許容可能な範囲、及びどのようにして前記選択されたプリミティブが前記患者の生理的状態の変化とともに変化すべきか等のような、前記患者に関するデータをも含む。供給された医学的治療の結果１０６は、前記人工呼吸器の出力圧力、流れ及び量のような、前記医学的治療装置の供給結果並びに前記患者の生理的状態に関するデータを含む。
【００３１】
生理的応用、モード、変数及び制御ループ等の計算を容易化するために、伝達関数として、例えば、圧力、流れ及び体積の間の時間的関係を表す偏微分方程式のラプラス変換の成分として、規定されることができる。例えば、目的の呼吸形状は、大人、小児、又は新生児特性のような、人口統計及び／又は疾病率タイプ又は属性、又は肺機能、生理系応答、及び患者努力のような際立ったパラメータに基づくＣＯＰＤ（慢性閉塞性肺疾患）プロファイルに基づいて規定されうる。
【００３２】
図２Ａ及び２Ｃは、ＣＰＡＰモードにおいて持続的気道陽圧を提供する人工呼吸器に対する意味論的通信の例を示す。この例において、駆動関数は、気道内圧である。前記駆動関数は、この例において最適化関数又は機械ガスフローにより供給される。結果として生じる関数は、患者呼気体積である。前記意味論的通信は、前記患者が各呼吸を開始することをも示す（すなわち、供給された圧力又は体積に基づく機械式循環は存在しない）。
【００３３】
図２Ｂ及び２Ｄは、同期された間欠機械換気を提供する人工呼吸器に対する意味論的通信の例を示す。これらの例において、前記人工呼吸器は、所定の流れパターンで最大許容圧力に対して特定数の体積循環呼吸毎分を供給するようにプログラムされる。機械式呼吸が意図されない場合、前記患者は、基本的なＣＰＡＰであるかのように、すなわち、患者が開始した呼吸であるかのように、呼吸することを可能にされる。条件付き及び／又は文脈依存命令文は、"自動チューブ補正（ＡＴＣ）"のような構成変化に順応するのに必要とされるように含められうる。
【００３４】
図３は、処置供給システムの動作を示す。ステップ２００において、前記医学的治療の治療方針又は意図が、臨床医により入力される。ステップ２０２において、前記治療方針は、臨床医により命令され、監視制御部に送信される。ステップ２０４において、前記治療方針は、前記監視制御部により確認される。ステップ２０６において、前記監視制御部は、前記治療方針に対する前記医学的治療装置の設定を開始する。ステップ２０８において、動作設定が、前記治療方針に対して前記医学的治療装置に入力される。前記動作設定は、ステップ２１０において前記医学的治療を供給する際に前記医学的治療装置を支援するのに使用される。ステップ２１２において、肺機能及び生理系は、前記供給される医学的治療の結果を決定するように監視される。前記医学的治療装置の動作設定は、この場合、ステップ２１４において前記治療方針のパラメータ及び制限内で前記医学的治療を供給するために前記医学的治療の供給結果に基づいて調整される。ステップ２１６において、前記医学的治療の供給結果が前記治療方針の前記パラメータ及び制限の外側である場合に生成される観測アラームは、前記監視制御部に送信される。
【００３５】
図４は、前記処置供給システムの動作を示す。ステップ３００において、前記医学的治療の治療方針又は意図が、臨床医により入力される。ステップ３０２において、前記治療方針は、前記治療方針に対する適切な医学的治療を推薦する治療アドバイザに送信される。ステップ３０４において、前記医学的治療は、監視制御部に送信される。ステップ３０６において、前記監視制御部は、前記医学的治療に対する前記医学的治療装置の設定を調整する。ステップ３０８において、肺機能及び生理系は、前記供給される医学的治療の結果を決定するように監視される。観測アラームは、ステップ３１０において、前記医学的治療の供給結果が前記治療方針のパラメータ及び制限の外側である場合に生成される。前記観測アラームは、前記治療アドバイザ、前記監視制御部、並びに部分閉ループ及び閉ループ設定に送信される。ステップ３１２において、前記部分閉ループ設定は、前記治療方針のパラメータ及び制限内で前記医学的治療を供給するために前記医学的治療の供給結果に基づいて調整される。ステップ３１４において、前記閉ループ設定は、呼吸ごとに及び長期間にわたり前記治療方針のパラメータ及び制限内で前記医学的治療を供給するために前記医学的治療の供給結果に基づいて調整され、例えば、エントロピが、追跡及び制御されることができる。
【００３６】
図５を参照すると、各治療エポックは、結合及び最適化されるが互いに独立である複数のフィードバックパスを持ちうる。ここで、部分吸入気酸素濃度、ピーク吸気圧、プラトー圧、ピーク終末呼気圧、臨床情報、実験室情報、薬物投与、履歴生理的及び他の健康記録情報等を含む複数のデータ入力４００は、人工呼吸器フィードバックコントローラ４０２に入力される。データ入力４００は、データ入力４０２及び前記治療の意図に基づいて適切な医学的治療を提供するために前記人工呼吸器の動作設定を最適化するように人工呼吸器最適化ループ４０４により使用される。人工呼吸器最適化ループ４０４は、部分吸入気酸素濃度及び呼気終末二酸化炭素濃度等を含む複数のデータ出力４０６を酸素供給最適化ループ４０８に出力し、酸素供給最適化ループ４０８は、データ入力４０２に基づいて適切な医学的治療を提供するために前記人工呼吸器の酸素供給を最適化する。例えば、決定木を持ち、前記患者の向上する又は悪化する生理的状態を適切な発展処置レベルにマッピングする臨床決定システム４０３が、含まれる。換気最適化ループ４０４は、一回換気量をも出力する。一回換気量４１０は、前記人工呼吸器の分時拍出量と組み合わせられ、データ出力４０６に沿って酸素供給最適化ループ４０８に入力される。前記供給された医学的治療の結果として生じる前記患者のｐＨ、酸素飽和レベル、ＣＯ２の分圧、部分吸入気酸素濃度、呼気終末二酸化炭素濃度等を含む複数の生理的パラメータ４１４は、換気最適化ループ４０４に入力され、換気最適化ループ４０４は、生理的パラメータ４１４に基づいて適切な医学的治療を提供するために前記人工呼吸器の動作設定を最適化する。
【００３７】
本発明は、好適な実施例を参照して説明されている。修正例及び変更例は、先行する詳細な説明を読み、理解すると他者が思いつきうる。本発明は、添付の請求項及び同等物の範囲に入る限りすべてのこのような修正例及び変更例を含むと解釈されると意図される。
【図１】
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【図２Ａ】
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【図２Ｂ】
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【図２Ｃ】
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【図２Ｄ】
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【図３】
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【図４】
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【図５】
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【国際調査報告】
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