(57)【要約】  患者の血中ＣＯ２レベルを評価する方法において、少なくとも１個の組織、またはその一部からの、患者身体上における少なくとも１個の血液動態信号を検出するステップと、患者のＣＯ２レベルに関する値を導き出すよう、少なくとも１個の血液動態信号を処理するステップと、および、患者のＣＯ２レベルに対する導き出した値の関係に基づいて、患者のＣＯ２レベルの評価を決定するステップとを有する方法、およびこの方法を実施する装置。【特許請求の範囲】
【請求項１】
患者の血中ＣＯ２レベルを評価する方法において、
（ａ）患者身体上における少なくとも１個の組織、またはその一部からの、少なくとも１個の血液動態信号を検出する検出ステップと、
（ｂ）前記患者の前記血中ＣＯ２レベルに関する値を導き出すよう、前記少なくとも１個の血液動態信号を処理する処理ステップと、および、
（ｃ）前記患者の前記血中ＣＯ２レベルに対する導き出した値の関係に基づいて、前記患者のＣＯ２レベルの評価を決定する評価決定ステップと
を有する方法。
【請求項２】
請求項１に記載の方法において、検出ステップを、非侵襲的に行う方法。
【請求項３】
請求項１に記載の方法において、前記少なくとも１個の組織、またはその一部からの、少なくとも１個の血液動態信号は、１個の組織、またはその一部からの１個の信号を構成するものとした方法。
【請求項４】
請求項１に記載の方法において、前記少なくとも１個の組織、またはその一部からの、少なくとも１個の血液動態信号は、複数の類似組織、またはその一部からの、複数の信号を構成するものとした方法。
【請求項５】
請求項４に記載の方法において、前記複数の信号を、同時に検出する方法。
【請求項６】
請求項４に記載の方法において、前記類似組織は、互いに共通な要素を持たない皮膚領域とした方法。
【請求項７】
請求項１に記載の方法において、前記少なくとも１個の組織、またはその一部からの、少なくとも１個の血液動態信号は、１個の組織、またはその一部からの、複数の信号を構成するものとした方法。
【請求項８】
請求項７に記載の方法において、前記複数の信号を、同時に検出する方法。
【請求項９】
請求項７に記載の方法において、前記１個の組織、またはその一部は、皮膚領域とした方法。
【請求項１０】
請求項１に記載の方法において、前記少なくとも１個の組織、またはその一部からの、少なくとも１個の血液動態信号は、複数の異なる組織、またはその一部からの、複数の信号を構成するものとした方法。
【請求項１１】
請求項１０に記載の方法において、前記複数の信号を、同時に検出する方法。
【請求項１２】
請求項１０に記載の方法において、前記複数の異なる組織は、皮膚、筋肉または脳から選択した、少なくとも１個の組織とした方法。
【請求項１３】
請求項１０に記載の方法において、前記複数の異なる組織は、皮膚、筋肉または脳から選択した、少なくとも２個の組織とした方法。
【請求項１４】
請求項１に記載の方法において、処理ステップは、前記少なくとも１個の信号領域、またはその信号の導関数領域を同定する同定ステップを有し、この同定ステップにより、前記患者のＣＯ２レベルに対し関数的に関係する値を導き出す方法。
【請求項１５】
請求項１４に記載の方法において、領域の同定ステップは、前記少なくとも１個の信号、またはその信号の導関数における、時間導関数またはその組み合わせを分析する分析ステップを有する方法。
【請求項１６】
請求項１４に記載の方法において、時間導関数、またはその組み合わせは、前記領域に対して積分することにより、前記患者のＣＯ２レベルに対し関数的に関係する値を、導き出す方法。
【請求項１７】
請求項１４に記載の方法において、前記患者の前記ＣＯ２レベルに対し関数的に関係する値は、前記患者のＣＯ２レベルに対して線形的に関係するものとした方法。
【請求項１８】
請求項１に記載の方法において、処理ステップは、
（ａ）複数の異なる組織、またはその一部からの、複数の信号に基づく、血液動態パラメータのモデルを定義するステップと、および、
（ｂ）前記モデル内に、少なくとも１個の個別に取得した血液動態パラメータを代入し、これにより、前記患者のＣＯ２レベルに対し関数的に関係する値の導き出すステップと
を有するものとした方法。
【請求項１９】
請求項１に記載の方法において、前記患者の前記ＣＯ２レベルに対し関数的に関係する値が、前記患者のＣＯ２レベルの評価を構成する方法。
【請求項２０】
患者の血中ＣＯ２レベルを評価する装置において、
（ａ）前記患者身体において、少なくとも１個の組織、またはその一部からの、少なくとも１個の血液動態信号を検出する、少なくとも１個の検出器と、および
（ｂ）前記少なくとも１個の血液動態信号に基づいて、前記患者の前記ＣＯ２レベルの評価を導き出す、プロセッサおよびプログラムと
を備える装置。
【請求項２１】
請求項２０に記載の装置において、さらに、少なくとも前記患者の前記血中ＣＯ２レベルの前記評価を行う装置を備える装置。
【請求項２２】
請求項２０に記載の装置において、前記ＣＯ２レベルの前記評価を、連続的に、リアルタイムで行う装置。
【請求項２３】
請求項２０に記載の装置において、前記少なくとも１個の検出器は、非侵襲的検出器とした装置。
【請求項２４】
請求項２０に記載の装置において、前記装置は、前記患者が着用するために、十分に小さくかつ軽量である装置。
【請求項２５】
請求項２０に記載の装置において、前記装置は、十分に携行可能であり、歩行可能な患者が着用する装置。
【請求項２６】
請求項２０に記載の装置において、請求項１〜１９のうちいずれか一つの前記方法を実行するよう構成した装置。
【発明の詳細な説明】
【技術分野】
【０００１】
本発明は、患者の血液中におけるＣＯ２レベルの評価に関する。本発明のいくつかの実施形態は、血液動態パラメータに関連する、１個またはそれ以上の信号の非侵襲的検出に基づくＣＯ２レベルの評価を導き出すことに関する。
【背景技術】
【０００２】
人間および他の生き物の血液中におけるＣＯ２（二酸化炭素）のレベルは、いくつかの重要な生物学的機能、例えば呼吸量および深度の制御、小動脈の筋収縮または拡張を示し、小動脈は一般的に、より血管収縮によってより高い抵抗、血管拡張によってより低い抵抗を生ずる。
【０００３】
明らかに、ＣＯ２レベルを測定および監視する能力は、重要な臨床的価値がある。実際に、様々な方法およびデバイスが、このパラメータ測定用に開発されてきた。既知のデバイスとしては、血液サンプル内のＣＯ２レベルを測定する実験室検査、動脈ラインカテーテルから直接ＣＯ２レベルを検査するデバイス、呼気中のＣＯ２レベル（一般に、血中ＣＯ２レベルと深い相関がある）を測定するカプノグラフまたはカプノメーター、または、加熱した電極を皮膚に取り付けて使用し、組織の局所的な二酸化炭素ガス膨張力を測定する経皮ＣＯ２モニタがある。これらデバイスは、有益な情報をもたらすが、それらは、一般的に、高価であり、使い捨て部材を必要とし、内部動脈センサのようなこれらデバイスのいくつかは、侵襲的である。   
【０００４】
ＣＯ２監視は、呼吸評価用の主パラメータであるが、しかし、特定の臨床状況下、例えば緊急条件ではＣＯ２監視は煩わしい場合がある。例えば、患者の鼻に取り付けたカプノグラフカニューレが外れて、信頼できる値が得られない場合がある。
【０００５】
患者のＣＯ２を測定する方法および装置は、先行技術文献において開示されており、それらのうちいくつかを、以下に例として引用する。
【０００６】
特許文献１（米国特許第６，７４１，８７６号）は、分光法による、ＣＯ２を含む血液成分の測定に関し、特許文献２（米国特許出願第２００７／０１２９６４５号）は、侵襲的に呼吸波形を測定し、そして呼吸波形パラメータからＣＯ２レベルを推定することに関し、特許文献３（米国特許第６，８１９，９５０号）は、２個の位置における非侵襲的に血液吸収を測定し、そしてｐＨパラメータからＣＯ２レベルを推定することに関し、特許文献４（米国特許第７，４０５，０５５号）は、特定の手段による単独のデバイスを用いて、ＣＯ２を含む血液成分を測定することに関し、特許文献５（米国特許出願第２００７／００２７３７５号）は、２個の位置における血流を非侵襲的に測定し、そして測定の平均値からＣＯ２レベルを推定することに関し、特許文献６（米国特許第５，７６６，１２７号）は、ほぼ同一の位置における、血液還流を推定する同時分光測定に関し、特許文献７（米国特許第７，３４１，５６０号）は、複数の光源および単一部位に配置した検出器による血液パラメータの監視に関し、特許文献８（米国特許第６，９４２，６２２号）は、ＣＯ２を含む血液／血液動態パラメータの自律神経系の緊張における影響の監視に関し、特許文献９（米国特許第６，５０１，９７５号）は、血中ガス濃度を導出するため、単独位置からの相互に関連する２種類の血液シグナルに関し、特許文献１０（米国特許第６，８２６，４１９号）は、血中ガス濃度を導出する、単独位置からの相互に関連する２種類の血液シグナルに関し、特許文献１１（米国特許出願第２００４／０２０４６３８号）は、血中成分濃度を導出する、単独位置からの相互に関連する２種類の血液シグナルに関し、特許文献１２（米国特許第７，３５１，２０３号）は、ＣＯ２の監視を含む、単独位置における共変量監視に関し、特許文献１３（米国特許出願第２００５／００７６９０９号）は、ＣＯ２を含む共変量監視に関し、ＣＯ２を導き出すことはしないものに関し、特許文献１４（米国特許出願第２００４／０２３６２４０号）は、ＣＯ２を含む血液パラメータに基づく呼吸状態の監視に関し、ＣＯ２を導き出すことはしないものに関し、特許文献１５（米国特許第７，２２５，０１３号）は、患者の変化を予測するためのＣＯ２信号の使用に関し、特許文献１６（米国特許第７，１９５，０１３号）は、ＣＯ２信号を用いた、自律的機能の調節に関し、特許文献１７（米国特許第６，８９６，６６０号）は、ＣＯ２を、組織内還流の推定のための単独パラメータとして含む、共変量に関する。
【先行技術文献】
【特許文献】
【０００７】
【特許文献１】米国特許第６，７４１，８７６号明細書
【特許文献２】米国特許出願第２００７／０１２９６４５号明細書
【特許文献３】米国特許第６，８１９，９５０号明細書
【特許文献４】米国特許第７，４０５，０５５号明細書
【特許文献５】米国特許出願第２００７／００２７３７５号明細書
【特許文献６】米国特許第５，７６６，１２７号明細書
【特許文献７】米国特許第７，３４１，５６０号明細書
【特許文献８】米国特許第６，９４２，６２２号明細書
【特許文献９】米国特許第６，５０１，９７５号明細書
【特許文献１０】米国特許第６，８２６，４１９号明細書
【特許文献１１】米国特許出願第２００４／０２０４６３８号明細書
【特許文献１２】米国特許第７，３５１，２０３号明細書
【特許文献１３】米国特許出願第２００５／００７６９０９号明細書
【特許文献１４】米国特許出願第２００４／０２３６２４０号明細書
【特許文献１５】米国特許第７，２２５，０１３号明細書
【特許文献１６】米国特許第７，１９５，０１３号明細書
【特許文献１７】米国特許第６，８９６，６６０号明細書
【発明の概要】
【発明が解決しようとする課題】
【０００８】
一般に、本発明は、患者の１個またはそれ以上の血液動態パラメータに関連する、１個またはそれ以上の検出した信号の処理による、患者の血中ＣＯ２レベルの評価を導き出すことに関する。好適には、信号を、非侵襲的に検出する。
【０００９】
簡潔および明確にするために、限定するものではないが、特定しない限り、血液動態パラメータに関する信号、もしくはその信号の一部、または血液動態パラメータの信号もしくはその信号の一部は、本明細書において「血液動態信号（haemodynamic signal）」または「血液動態波形（haemodynamic waveform）」と交換可能に示す。
【課題を解決するための手段】
【００１０】
したがって、本発明の全般的な態様は、患者身体において、（器官またはその一部のような）少なくとも１個の組織から、少なくとも１個の血液動態信号を検出し、患者のＣＯ２レベルに関する値を導き出すよう、少なくとも１個の血液動態信号を処理（使用）するステップと、ＣＯ２に対する導き出した値の関係に基づいて、患者のＣＯ２レベルの評価を決定するステップとにより、患者のＣＯ２レベルを評価するための方法および装置に関し、いくつかの実施形態において、導き出した値がＣＯ２レベルの評価を構成する。
【００１１】
本発明の１つの様態は、患者身体における１つの位置において、１個の組織からの血液動態信号を検出し、波形を処理し、患者のＣＯ２レベルに対して関数的に関係した値を導き出する方法および装置に関する。本発明のいくつかの実施形態において、患者のＣＯ２レベルは、導き出した値から線形的に決定する。
【００１２】
本発明の別の関係する様態は、複数の組織からの血液動態信号を同時に検出し、信号を処理し、信号間の相互関係に基づいて、患者のＣＯ２レベルに対して関数的に関係する値を導き出す方法および装置に関する。
【００１３】
本発明のいくつかの実施形態において、患者における１つの位置は、複数の下層組織における検出のために使用する。随意的におよび代替的に、複数の位置を下層組織における検出のために使用する。
【００１４】
本発明のいくつかの実施形態において、信号間の相互関係は、異なる身体器官または組織における、血管床の反応の生理学的な差に基因するものとする。多くの血管内のＣＯ２レベル変動は、特定方向における血液動態パラメータの変化に影響するが、交感神経システム活動の変動は、逆方向における、（皮膚に対する筋肉のような）異なる器官の変化、および、（脳のような）他の器官における異なる大きさの変化に影響する。
【００１５】
本発明のいくつかの実施形態において、血液動態パラメータ間の同時相互関係に基づくＣＯ２レベルの評価は、精度および／または再現性および／または患者間の一貫性および／または単独のパラメータに基づく評価に関する較正上の信頼性というような観点から、より良い性能を示すことができるとともに、同時に検出した信号間の相互関係を、自律神経システムの活動を評価するのに使用することができる。
【００１６】
本発明のいくつかの実施形態において、ＣＯ２レベルを、周期的に評価し、随意的に患者のＣＯ２レベルの連続的な監視を行う。
【００１７】
いくつかの実施形態において、検出器は、患者のＣＯ２レベルの評価および／または監視を行う、随意的に患者における他のパラメータの導出または計算のような他の作業を行う、アーカイブ保存し、動向付けし、相関付けし、また他のシステムにリンク付けする、システム（装置）を設けた、他のコンポーネントと接続または統合する。
【００１８】
本発明のいくつかの実施形態において、システムは、プロセッサを有する、またはプロセッサに接続し、取得した信号を処理し、計算を行い、患者のＣＯ２レベルの値を得るためのアルゴリズムを実装するプログラムを有するまたは保存する媒体を、有する、または媒体に接続する。一般に、および随意的に、システムは、信号検出および／またはオペレーションインタフェース、またはあらゆる計画した作業を制御するプログラムを有するまたは保存している媒体を有する、または、その媒体に接続する。
【００１９】
血液動態信号を検出し、取得するのに適した、新しいまたは専用の、または他の装置を、使用することができる。血液動態信号を取得するためのいくつかの検出器は、当技術分野で既知であり、標準（既製の）的なデバイスとし、非侵襲デバイスとする。例えば、脳血管内の流れを検出するための経頭蓋ドップラー超音波プローブ（ＴＤＣ：transcranial Doppler）、または赤外／可視光の容積脈波（ＰＰＧ：Photoplethysmography）プローブ、またはオキシメーターのような非侵襲性の検出器とすることができ、標準装置は、随意的に修変更または調整する。
【００２０】
いくつかの実施形態において、検出した信号を随意的に使用し、既知の方法および／または当技術分野のデバイス、またはその変更物により、または新規の方法および／またはデバイスにより、付加的に、またはＣＯ２評価を補う値として、他の値を得る。例えば、他の血液動態測定である、心拍数、血液酸素飽和度（ＳｐＯ２：blood oxygen saturation）、呼吸深度、呼吸数および変動性、血圧およびその変動、または、心拍数およびその変動性。他の値も、患者容体の評価のためおよび／またはＣＯ２評価の調整または補正のために使用することができる。
【００２１】
本明細書および特許請求の範囲において、以下の用語、および派生語および、その活用語尾は、それぞれ以下のものに限定しないが、以下の特性を示す。
【００２２】
患者−人間および人間でない他の哺乳類。
【００２３】
（患者の）血中のＣＯ２レベル−血中のＣＯ２分圧、または、臨床状態または生理学的状態を示すのに十分近い、その近似値。例えば、カプノメーターの呼吸終期二酸化炭素（ＥｔＣＯ２）と相互に関係する、または内部動脈ＣＯ２アナライザなどによる、血液サンプルの直接測定を伴う。
【００２４】
血液動態（信号、パラメータ）−血管内、または器官もしくは組織またはその一部における血管内の血流に関係する。例えば、血流に対する抵抗、または抵抗（例えば、搏動指数（ＰＩ：pulsatility index）、抵抗力指数（ＲＩ：resistivity index）、拡張期に対するＳ／Ｄ収縮期の比（Ｓ／Ｄ）、血流速度）と相互に関係する数学的な指数、または流れ、または抵抗、または導関数および／またはその組み合わせと相互に関係する他の数学的な指数。
【００２５】
組織−患者身体、またはいくつかの器官もしくはその一部における、１個の組織またはその一部。
【００２６】
（患者における）部位−皮膚または筋肉の一部などにおけるパッチまたは領域、患者身体の内部、または表面における部位。
【００２７】
波形／曲線−信号またはデータの変動または変動の一部（一定信号またはデータとの間隔を排除しない）を示す表現。
【００２８】
信号−いくつかの物理的または生理学的な現象を示す値であり、一般に、一連の数値としてのデジタル形式である。
【００２９】
取得／検出（信号の）−処理するのに適した形式での、検出器（センサ）を介した信号取得であり、一般に、プロセッサに利用できる一連の数値読み取りである。例えば、後にデジタル形式に変換される、センサからのアナログ信号（ＡＤＣ）。
【００３０】
検出器／センサ−生物学的な１個のまたは複数個の信号を取得するのに使用される、デバイスまたは他の装置。特別に特定せず、文脈から明らかでない限り、用語「検出器（detector）」および「センサ（sensor）」は、互換的に使用でき、また、システムにおける基本的なコンポーネントまたはサブユニットに言及するかに関わらず、使用することができる。
【００３１】
文脈に従い、また限定するものではないが、取得した信号またはその一部（例えば、所定の期間）は「信号」を意味する。
【００３２】
文脈に従い、特別に特定しない限り、心サイクル、または、心サイクル信号またはその表現は、「サイクル（cycle）」を意味する。
【００３３】
特別に指示のない限り、用語「抵抗（resistance）」および「コンプライアンス（compliance）」は、本明細書において、血流パラメータと互換的な意味を示す。
【００３４】
本発明のいくつかの実施形態における様態によると、患者のＣＯ２レベルを評価する方法において、
（ａ）患者身体上における少なくとも１個の組織、またはその一部からの、少なくとも１個の血液動態信号を検出する検出ステップと、
（ｂ）患者のＣＯ２レベルに関する値を導き出すよう、少なくとも１個の血液動態信号を処理する処理ステップと、および、
（ｃ）患者のＣＯ２レベルに対する導き出した値の関係に基づいて、患者のＣＯ２レベルの評価を決定するステップを有する方法を提供する。
【００３５】
いくつかの実施形態において、検出ステップを、非侵襲的に行う。
【００３６】
いくつかの実施形態において、少なくとも１個の組織、またはその一部からの、少なくとも１個の血液動態信号は、１個の組織、またはその一部からの１個の信号を構成する。
【００３７】
いくつかの実施形態において、少なくとも１個の組織、またはその一部からの、少なくとも１個の血液動態信号は、複数の類似組織、またはその一部からの、複数の信号を構成する。
【００３８】
いくつかの実施形態において、複数の信号を、ほぼ同時に検出する。
【００３９】
いくつかの実施形態において、類似組織は、互いに共通な要素を持たない皮膚領域とする。
【００４０】
いくつかの実施形態において、少なくとも１個の組織、またはその一部からの、少なくとも１個の血液動態信号は、１個の組織、またはその一部からの、複数の信号を構成する。
【００４１】
いくつかの実施形態において、複数の信号を、ほぼ同時に検出する。
【００４２】
いくつかの実施形態において、１個の組織、またはその一部は、皮膚領域とする。
【００４３】
いくつかの実施形態において、少なくとも１個の組織、またはその一部からの、少なくとも１個の血液動態信号は、複数の異なる組織、またはその一部からの、複数の信号を構成する。
【００４４】
いくつかの実施形態において、複数の信号を、同時に検出する。
【００４５】
いくつかの実施形態において、複数の異なる組織は、皮膚、筋肉または脳から選択した、少なくとも１個の組織とする。
【００４６】
いくつかの実施形態において、複数の異なる組織は、皮膚、筋肉または脳から選択した、少なくとも２個の組織とする。
【００４７】
いくつかの実施形態において、処理は、少なくとも１個の信号、または信号の導関数における、領域を同定する同定ステップを有し、この同定ステップにより、患者のＣＯ２レベルに対し関数的に関係する値を導き出す。
【００４８】
いくつかの実施形態において、領域の同定ステップは、少なくとも１個の信号、またはその信号の導関数における、時間導関数、またはその組み合わせを分析する分析ステップを有する。
【００４９】
いくつかの実施形態において、時間導関数、またはその組み合わせは、領域に対して積分することにより、患者のＣＯ２レベルに対し関数的に関係する値を導き出す。
【００５０】
いくつかの実施形態において、患者のＣＯ２レベルに対し関数的に関係する値は、患者のＣＯ２レベルに対して線形的に関係する。
【００５１】
いくつかの実施形態において、処理ステップは、
（ａ）複数の異なる組織、またはその一部からの、複数の信号に基づく、血液動態パラメータのモデルを定義するステップと、および、
（ｂ）モデル内に、少なくとも１個の個別に取得した血液動態パラメータを代入と、これにより、患者のＣＯ２レベルに対し関数的に関係する値の導き出すステップを有する。
【００５２】
いくつかの実施形態において、患者のＣＯ２レベルに対し関数的に関係する値は、患者のＣＯ２レベルの評価を構成する。
【００５３】
本発明のいくつかの実施形態における様態によると、患者のＣＯ２レベルを評価する装置において、
（ａ）患者身体において、少なくとも１個の組織、またはその一部からの、少なくとも１個の血液動態信号を検出する、少なくとも１個の検出器と、および
（ｂ）少なくとも１個の血液動態信号に基づいて、患者のＣＯ２レベルの評価を導き出す、プロセッサおよびプログラムと
を備える装置を提供する。
【００５４】
いくつかの実施形態において、装置は、さらに、少なくとも患者のＣＯ２レベルの評価を行う、１個の装置を備える。
【００５５】
いくつかの実施形態において、ＣＯ２レベルの評価を、連続的に、リアルタイムで行う。
【００５６】
いくつかの実施形態において、少なくとも１個の検出器は、患者に対して非侵襲的な検出器とする。
【００５７】
いくつかの実施形態において、装置は、患者が着用するために、十分に小さくかつ軽量のものとする。いくつかの実施形態において、装置は、十分に携行可能であり、歩行可能な患者が着用するものとする。
【００５８】
いくつかの実施形態において、装置は、上記の方法を実装するよう構成する。
【００５９】
いくつかの非限定的な、本発明の実施例を、以下の図において説明する。
同一の、または、複製の、または、対応する、または、類似の構造、または、１つ以上の図において現れる部位は、一般に、同一の参照数字にて標識され、任意に、追加的な文字、または、類似の対象または対象の変化を区別するための文字を伴い、繰り返し標識、および／または、記載されないかもしれない。
【００６０】
図に示されたコンポーネントの寸法および特性は、表記の便宜上、明確にするため、選択され、必ずしも、原寸に比例して、正しい透視法で示されていない。便宜上、明確にするため、いくつかの要素または構造を、示さない、あるいは、部分的にしか示さない、および／または、異なる視点で示す、または、異なる視点から示す。
【図面の簡単な説明】
【００６１】
【図１】皮膚血管脈動の変動波形のグラフである。
【図２】本発明の実施例により、血液動態波形からＣＯ２レベルを導き出すための段階を概略的に説明するフローチャートである。
【図３】本発明の実施例により、血液動態波形からＣＯ２レベルを導き出すための段階を説明するフローチャートである。
【図４】本発明の実施例により、図１などの波形から導き出した、整列させ、重ね合わせ、また正規化した心サイクルを示す図である。
【図５】本発明の実施例により、図１に示すような波形を整列させ、重ね合わせ、正規化した心サイクルの第１時間導関数を示す図である。
【図６】本発明の実施例により、図１に示すような波形を正規化した心サイクルの第１時間導関数の代表例を示す図である。
【図７】本発明の実施例により、評価したＣＯ２レベル、カプノグラフからのＥｔＣＯ２、カプノグラフからの呼吸量の、相関する波形のグラフである。
【図８】本発明の実施例により、評価したＣＯ２レベルとカプノグラフからのＥｔＣＯ２の間の、統計に基づく相関グラフである。
【図９】本発明の実施例により、評価したＣＯ２レベルとカプノグラフからのＥｔＣＯ２の間の、ブランド‐アルトマン一致分析のグラフである。
【図１０】本発明の実施例による、皮膚抵抗および筋肉抵抗に対してＣＯ２レベルが相関する状態を示す概略図である。
【図１１】本発明の実施例による、複数の血液動態シグナルからＣＯ２レベルを導き出すための段階を概略的に説明するフローチャートである。
【図１２】本発明の実施例による、ＣＯ２評価システムの概略図である。
【図１３】本発明の実施例による、患者のＣＯ２レベルの評価に含まれる、ユーザー操作のための段階を説明するフローチャートである。
【発明を実施するための形態】
【００６２】
以下の記載は、１つまたはそれ以上の非限定的な、本発明の実施例に関する。本発明は、記載した実施例または図により、限定されず、様々な方法または形態または変更例で行うことができる。本明細書において使用した専門用語は、特定しない限り、限定するものではないと理解されるべきである。
【００６３】
本明細書において使用した非限定的なセクション表題は、単に便宜上であり、本発明の範囲を限定するものと解釈するべきではない。
【００６４】
単独シグナル
図１は、検出器（例えば、ＰＰＧ）により、特定の組織（例えば、皮膚）で取得した、血流現象における変動の波形１０２のグラフ１００であり、この波形は、一般に患者の他の血液動態信号を示す。
【００６５】
横軸１１２は、時間スケール（秒）を意味し、縦軸１１４は、脈動現象のスケール、例えば検出器における電圧または電流を示す。
【００６６】
波形１０２は、（おそらく、若干の遅延を伴って）心サイクル（鼓動）に追従し、上側部分１０４（最大値）および下側部分１０６（最小値）を有する、波形１０２における極点の包絡線（エンベロープ）で示されるように、呼吸によって変調される。
【００６７】
図２は、本発明の実施例により、波形１０２のような血液動態波形からＣＯ２レベルを導き出す段階を概略的に説明するフローチャート２００である。
【００６８】
波形１０２のような血液動態信号は、例えば皮膚上のＰＰＧプローブにより取得する（ステップ２０２）。いくつかの実施例において、信号を限定された時間的期間にわたり、後処理のためにメモリに記憶する。
【００６９】
取得した信号を分析し、個別の心サイクルを切り分ける（ステップ２０４）。複数の心サイクルは、できれば共通スケールに正規化した後、組み合わせ（例えば、平均化することにより）、信号における１個の代表的なサイクル、または複数のサイクルを示すことができる。
【００７０】
代表的なサイクルとして、心サイクル、または、組み合わされたサイクルを、処理し（ステップ２０６）、ＣＯ２レベルを得る。本発明のいくつかの実施例において、心サイクルの形状特性を決定し、処理し、ＣＯ２レベルに対し関数的に関係する値を導き出し、ＣＯ２レベルを、適切な式を適用することにより得る。一般に、関数は線形的な式であり、この式において、係数を任意にプリセットする、または予め定義する、または較正手順により取得する。
【００７１】
以下に、本発明の実施例による、血液動態波形からＣＯ２レベルを導き出すための段階を示すフローチャート３００である図３について説明する。
【００７２】
信号取得
数回の一連の連続した心サイクルの時間的期間にわたり信号を取得する（ステップ３０２）が、この期間は必ずしも呼吸サイクル（一般的に約６秒）を含まない。いくつかの実施例において、心サイクルは、例えば山および／または谷を大まかに検出することによって、または心拍数を推定もしくは測定することによって、または先行する取得に基づく推定のような他の方法によって、区別される。いくつかの実施例において、取得期間は、約６秒またはそれ以上の秒数（例えば、８または１２秒）である。
【００７３】
本発明のいくつかの実施例において、信号または信号の一部を、スムージングなどにより（例えば、ローパスフィルタにより）前処理し（ステップ３０４）、予期されるものに対するノイズまたは他の高い周波数（例えば、スパイク）を除去する。一般に、当技術分野で既知の、他の信号調整、例えば指数的フィルタを使用する。
【００７４】
サイクル分離
信号は、例えば、識別最大値（ピーク）および最小値（バレー）領域もしくはポイント、および／または、最小増減率を同定することによって、および／または当技術分野の信号分析アルゴリズムを使用することによって、分析し、またサイクルを同定および分離する（ステップ３０６）。
【００７５】
分離したサイクルまたはサイクルのサブセットを、スケーリングすることによって共通スケールとなるよう正規化し（ステップ３０８）、このスケーリングは、ピークが共通値（例えば、「１」）を共有し、またバレーが共通仮想時刻（例えば、ｔ＝０）を共有し、また随意的に、全てのサイクルが、例えばｔ＝０のような共通仮想時刻でスタートするように行う。随意に、「サイクル」幅は、共通または近似共通幅を共有するよう調整して、例えば、変動する心拍数を補償する。
【００７６】
例えば、図１の波形１０２につき説明すると、極点エンベロープ（１０４および１０６）は、１つの関数もしくは一連の関数、例えば１つのスプライン関数もしくは複数のスプライン関数、および／または多項式もしくは複数の多項式（例えば、３次またはそれ以上）により、随意的に、１回の呼吸サイクル（または複数のサイクル）全体、および心拍動信号に対するその影響を考慮して、評価または近似化する。いくつかの場合において、十分な近似化は、極点を結んだ一連の線である。
【００７７】
それぞれのサイクルに対して、それぞれの下側エンベロープ１０６を差し引き、結果として得られる最大値により、結果を導き出し、０〜１の範囲におけるサイクルを得る。
【００７８】
正規化の前または後に、サイクルを分析して、異常値を排除（無視、または廃棄）し（ステップ３１０）、異常値としては、予期および／または予定義した、または決定された（例えば、学習した）制約、および／またはサイクルの大多数における一般形状に合致しないサイクル、例えばアーチファクト、または患者の状態または動作により変形した形状がある。いくつかの実施例において、排除はメジアンフィルタ、またはサイクル特性に基づいて行い、サイクル特性としては、変動の面積、または高さ、または幅、または変化率、とし、または排除は、当技術分野における他の方法に基づいて行う。
【００７９】
排除サイクルを無視したことにより、本発明のいくつかの実施例において、サイクルを使用して、その時間的期間（タイムスパン）を有する代表的な１個のサイクル、または複数のサイクルを得る。例えば、典型的なサイクル、または類似のサイクルを選択する、またはサイクルの組み合わせを、代表的なサイクル（以下参照）として使用する。
【００８０】
図４は、図１に示す波形１０２のような波形から導き出した、整列し、正規化した心サイクル４０２を示す。縦軸４１４において、サイクルのピークを１のレベルにセットし、ベースを０のレベルにセットし、またサイクルを、互いに、また時間スケール４１２に対して、時間に対する第１導関数（時間導関数）の最大点、またはサイクルのピークをｔ＝０にセットするように、整列または重ね合わせる。随意的または代替的に、いくつかの実施例において、サイクルのピーク、または、導関数の最大点を、共通の任意な仮想時間に、整列させる。
【００８１】
本発明のいくつかの実施例において、共通スケールおよび時間（および、随意的に、ほぼ共通する幅）を有する、整列させたサイクルを合計し、またサイクルの個数で割り算し、代表的なサイクル（単純平均）を得る。随意的にまたは付加的に加重平均を行い、例えば、面積差などにより、サイクルの大多数から、および／または単純平均から逸脱するサイクルには、随意的に差に関数的に関連して、差がより少なく逸脱するサイクルに比べて、低い重みを付与して、加重平均を行う。随意的にまたは代替的に、他の方法を使用して、例えばサイクル相互間に最も大きな相関を有するサイクルを選定することにより、代表的な１個のサイクルまたは複数のサイクルを得る。
【００８２】
本発明のいくつかの実施例において、正規化したサイクルの集合、または代替的に１個以上の代表的なサイクルを、さらに処理する。
【００８３】
説明を簡潔および分かり易くするため、以下に説明するサイクルに関して、特定しない、または文脈から明らかでない限り、正規化したサイクルの集合、または１個以上の代表的サイクルを意味する。
【００８４】
形状分析
いくつかの実施例において、サイクルの第１時間導関数（「導関数」）を取ることにより、サイクルの形状を、さらに分析する。
【００８５】
図５は、整列させ、また重ね合わせた、図１の波形１０２のような波形の正規化した心サイクルの第１時間導関数５０２を示す。振幅スケール５１４に関して、導関数の最大点（ピーク）を、時間スケール５１２における仮想時間ｔ＝０に整列させる。
【００８６】
一般に、以下の表１にリストするように、（また、図５に対応する参照符号を示す）いくつかのゾーンは、導関数形状で識別される。
【００８７】
【表１】
2011521702.tif 000002
【００８８】
いくつかの実施例において、さらなる分析の前に、導関数を、以下に限定するものではないが、以下のステップを有して前処理する。すなわち、
・サイクルの大多数における予期したおよび／または、一般的形状に合致しない導関数信号のような、異常値を排除（無視または廃棄）する（ステップ３１６）。いくつかの実施例において、排除は、予定義または決定した（例えば、前回または他の測定から学習した）一連の制約セットに合致しない、導関数信号５０２における面積、または高さ、または幅のような特性を、メジアンフィルタに基づいて行う。随意的に、いくつかの実施例において、排除は、例えば、第１（全体）最大値（１）または第３最小値（６）のような、表１にリストした、導関数５０２の点における時間の値および／または分離に基づいて行う。例えば、分離が、予期した分離の３０％大きいまたは小さい場合がある。随意的にまたは付加的に、排除は、当技術分野における他の方法に基づいて行うことができる。単独の代表的なサイクルの場合、このステップは重要ではない。
・例えば、導関数特性などによるノイズを除去する、または呼吸の残留効果を除去するための、ローパスフィルタなどによって、保持した（排除されなかった）導関数を平滑化する。
【００８９】
導関数５０２の形状、または選択した典型的な導関数形状を、組み合わせて（例えば、平均化、加重平均化、メジアン選択により）、（単独の導関数形状を前もって得て、その導関数を採用してない限り、）１つの代表的な導関数形状を形成する（ステップ３１８）。信号における変動およびあり得る歪みに対する感度を低減するため、いくつかの実施例において、導関数５０２を、典型的な呼吸サイクル（たとえば、３０または６０秒などの、数回の呼吸サイクル）よりも有意に長い時間的期間内で、またはいくつかの取得したもの中から、選択する。
【００９０】
図６は、図１の波形１０２（以下、「形状Ｄ」とも称する）のような波形の正規化した心サイクルの代表的な第１時間導関数を示す。図は、相対振幅スケール６１４、および時間軸スケール６１２（図５における時間スケール５１２と類似する）に関するもので、最大値（図５におけるＴ）を１００％として取る。図６は、補助線および特性（例えば、「ｐ１」、「ｗ」）も示し、これらは以下の図６についての説明を一層分かり易くするためのものである。
【００９１】
代表的な第１時間導関数形状Ｄをさらに分析し、以下のような形状Ｄにおけるキーポイントおよび特性を得る。
・形状Ｄにおける（時間的に見ての）初期の上昇および下降が、ピーク（１００％）の５０％であるポイント、すなわちｐ１およびｐ２を決定する。随意的にまたは代替的に、５０％レベルを使用する代わりに、上昇または下降の変曲点レベル、またはその組み合わせを使用する（例えば、平均化、または変曲点間の時間的距離による）。
・ポイントｐ１とｐ２との間における時間的距離（以下「ｗｉｄ」は図６における「ｗ」に対応する）を計算する。
・点ｐ２における初期時間的降下に対する接線６０４を決定する。
・接線６０４と時間軸６１２との交点を決定し、交点ｐ３を得る。
・ストライプハッチングした領域６０６および６０６ａとして示すように、形状Ｄと、ｐ３およびｐ２＋ｗｉｄ（時間的）における時間軸６１２との間で積分（全体的に「６０６」と称する）を計算する。形状Ｄは、正規化した心サイクルの代表的な第１導関数であるので、積分６０６は、対応する（図４における、１個または組み合わせの曲線における、時間軸４１２上に対応する、）ポイントｐ３とｐ３＋ｗｉｄとの間における、正規化したサイクル間の差に対応する。
【００９２】
上記した手順の背景にある、考えられる原理は、サイクルから正規化した値を計算することであり、この値は、ポイントｐ３に代表される「予期される最大点」からの、心サイクル信号の減衰を表す。
【００９３】
予想外に、積分６０６の値（以下、「面積Ｄ」とも呼ぶ）が、少なくとも近似的なＣＯ２レベルを追随する（また、血液動態パラメータまたは指数と見なすことができる）ということが分かった。
【００９４】
ＣＯ２評価導出
本発明のいくつかの実施例において、ＣＯ２レベル（「ＣＯ２Ｌ」）を、少なくともカプノグラフに対する近似相関において、以下のように、面積Ｄから導き出す（ステップ３２２）。
【００９５】
ＣＯ２Ｌを得るための関数的表現は、次のように表現される。
ＣＯ２Ｌ ＝ Ｍ×面積Ｄ＋Ｎ    （１）
【００９６】
いくつかの実施例において、近似は、係数「Ｍ」をＭ＝８０のように設定することにより、十分に（臨床的に見て）達成される。随意的にまたは付加的に、前回測定または血液サンプルのような他のものを参照することにより、係数「Ｍ」を決定または調整することによって、随意的に他の値を使用する。
【００９７】
いくつかの実施例において、係数「Ｎ」は、カプノグラフなどを参照して、または血液サンプルまたは内部動脈ＣＯ２アナライザによる、ＣＯ２Ｌの較正により、導き出すことができる。随意的にまたは代替的に、ＣＯ２Ｌは、信号（例えば、図４における信号４０２、または図５における信号５０３）により監視および評価することができる患者の標準生理学および／または容体を仮定して、較正する。同一の検出装置または補助検出装置を使用することにより、得ることもできる、標準生理学および／または容体は、例えば標準呼吸（例えば、約６秒／サイクル）、標準心拍数（例えば、６０‐７０拍／秒）、または標準ＳｐＯ２、またはその組み合わせである。標準状態内にあるＣＯ２Ｌが、約３８ｍｍＨｇであると仮定すると、係数「Ｎ」は、以下のようにして、式（１）から得られる。すなわち、
Ｎ ＝ ＣＯ２Ｌ−Ｍ×面積Ｄ    （２）
である。
【００９８】
本発明のいくつかの実施例において、係数「Ｎ」を、周期的に、または患者容体の認識された（検出された）変化に応じて、調整または決定し、またいくつかの予め決定したＣＯ２Ｌの値を、上記の式（２）内に使用することができる。
【００９９】
本発明のいくつかの実施例において、１個またはそれ異常の係数「Ｍ」および「Ｎ」を、検出した信号（例えば、波形１０２）を、典型的または代表的な、対応する検出した信号と比較および／または相関させることにより、または形状Ｄを、標準的または典型的な患者における、ＣＯ２信号の典型的または代表的な導関数と比較および／または相関させることにより、得ることができる。以下のテンプレートおよび制約を使用した説明も参照されたい。
【０１００】
本発明のいくつかの実施例において、ＣＯ２レベルに対する、より良い精度および／または感度は、非線形式、または他の方法（例えば、ファジー理論）により得ることができ、また式（例えば、多項式または指数関数）のパラメータ、または、方法のセッティングは、式（１）〜（２）につき説明したのと同様に、較正および調整する。いくつかの実施例において、上記の式（１）〜（２）のように線形的に導き出したＣＯ２レベルが、一見非現実的なほど高いおよび／または低い場合、非線形的計算の方が、線形的計算よりも、有益である。
【０１０１】
実験結果例
図７は、本発明の実施例による、ｍｍＨｇ単位のＣＯ２レベルの縦軸７１４、および、秒単位の仮想時間における横軸７１２を有する、ＣＯ２レベル７０２、カプノグラフ７０４からのＥｔＣＯ２、および、カプノグラフ７０６からの呼吸数の、相互に関係した波形のグラフである。
【０１０２】
図７において見られるように、評価したＣＯ２レベル７０２は、近似的にＥｔＣＯ２レベル７０４に対応し、最大偏差は、約８ｍｍＨｇ以下である。
【０１０３】
図８は、本発明の実施例による、ｍｍＨｇ単位のＣＯ２レベル評価の縦軸８１４、および、ｍｍＨｇ単位のカプノグラフＥｔＣＯ２の横軸８１２を有する、評価したＣＯ２レベルとカプノグラフからのＥｔＣＯ２ との間における統計的符合性を示すグラフである。
【０１０４】
図９は、本発明の実施例による、評価したＣＯ２レベルとカプノグラフからのＥｔＣＯ２ との間における、ブランド‐アルトマン（Bland-Altman）相関を示すグラフである。
【０１０５】
上述した線形的に導き出したＣＯ２と、カプノグラフからのＣＯ２ との間における平均的な差は、臨床的に十分小さい正バイアスである、０．２９であり、差の標準偏差は、３．０９である。ブランド‐アルトマンのプロットを解釈するにあたり、データポイントの大多数が、図９で実際示すように、０ラインの上側および下側の２ＳｔＤを意味するライン間に位置するということが予期される。
【０１０６】
断りのない限り、図３については、これ以上説明しない。
【０１０７】
強化
本発明のいくつかの実施例において、導き出したＣＯ２Ｌは、筋肉センサにおけるＰＰＧ、呼吸数、呼吸深度、心拍数の変動、または心拍数のような、他の測定と相互に関係しており、ＣＯ２Ｌ導出を、較正および／または調整する。
【０１０８】
本発明のいくつかの実施例において、面積Ｄに基づいてＣＯ２Ｌレベルを得るための、上述した方法、またはその趣旨での類似の方法を、他の１個の類似組織、または複数の類似組織（例えば、他の皮膚領域／パッチ）に同時に適用し、付加的に同時にＣＯ２Ｌ値を得ることができる。従って、複数の面積Ｄ値および／またはＣＯ２Ｌ値を操作し（例えば、加算、または平均化し）、単独の組織に関して、より忠実に患者のＣＯ２評価を得ることができる。いくつかの実施例において、異なるセンサを、同一組織（例えば、指先端部のような、特定の皮膚パッチ、または、領域）に対して、同時に適用することができ、信号および／または導き出した値を、相関関数もしくは平均化または加重平均のような他の方法により、操作または組み合わせ、１個のセンサもりも、より忠実にＣＯ２評価を得る。
【０１０９】
面積Ｄを使用することは、信号または導関数または他のその導出の分析に基づく、ＣＯ２レベルに関する量の取得の例であり、もしかすると、生理学的活動と相関して、他の方法を、ＣＯ２レベルに関する量を得るのに使用できるということに留意されたい。
【０１１０】
複数の信号
本発明のいくつかの実施例において、ＣＯ２の評価の精度を向上させるために、特に、いくつかの特定の生理学的または臨床的状態下において、複数の組織を、同時に血液動態パラメータに関する複数の信号を検出し、信号（または、その導関数）間の相関を、患者におけるＣＯ２レベルの評価を導き出すのに使用する。
【０１１１】
信号間の相関係は、自律神経システム活動のような、他の因子への反応に対する、異なる身体器官における血管床の反応の、生理学的な差に基づく。ＣＯ２レベルの変化は、多くの血管内の、同一方向の変動が原因であるが、交感神経システム活動の変動は、反対方向および異なる大きさにおける、異なる器官（例えば、皮膚に対する筋肉）の変動、および他の器官（例えば、脳）における異なる大きさの変動をもたらす。
【０１１２】
考えられるメカニズム
異なる組織における、異なる血液動態挙動に対する、考えられる説明は、動脈の直径が、以下の刺激のうちいくつかに反応して変化するということである。
神経系刺激−例えば、エピネフリンのような、多くの外的および内的変化に反応する、自律神経システム（交感神経および副交感神経系）の活動。
化学物質による刺激−特に、ＣＯ２、および乳酸、アンジオテンシン、酸素および一酸化窒素を含む、他のいくつかの化学物質に関する血中レベル変動に対する反応。
【０１１３】
いくつかの刺激は、系統的（自律神経活性化、血中ＣＯ２レベル、血圧変化、または、内分泌制御）であるとともに、他の刺激は局部的であり、運動を含む様々な要因により、またはさらなる下流域効果、または局部的神経反射、および補助内分泌制御を生ずることがある。
【０１１４】
一般に、血液動態変化は、刺激のタイプに特有のものではなく、それらは、総合的に血管の収縮／拡張をもたらし、それにより、血流に対する抵抗を増大／低下して血圧を変化させ、および／または血流を減少／増加させる。複雑な相互作用が、刺激間で起こり得る。例えば、ＣＯ２レベルは上昇するが、ＣＯ２レベルが特定の閾値を越えて上昇しているということも、脳幹内の血管運動神経中枢に作用し、交感神経システムを活性化している可能性があり、このことが、次いで、血管拡張に作用し、（皮膚などにおける）血管を収縮させる、または、さらに、（筋肉などにおいて）それを拡張させる可能性があるにもかかわらず、血管は拡張する。交感神経活動も、心臓に作用し、心拍数、１回拍出量および心拍出量を増加させ、増加した血流は、動脈における血流波形に影響し得る。
【０１１５】
上述のような、刺激（例えば、自律神経システムおよびＣＯ２レベル）に対する異なる反応の認識に基づいて、本発明のいくつかの実施例において、異なる血管における同時変化を処理し、数学的方程式に基づいて血中ＣＯ２レベルを評価する。
【０１１６】
簡潔にまた分かり易くするために、以下の説明は、特定の相互関係、または状況に対して有効な、線形的関数での、例を提供する。しかし、例えば上述のような複雑な相互作用に関しては、全体の挙動は、非線形式のような、より複雑な関数で、説明すべきであることを理解されたい。
【０１１７】
本発明のいくつかの実施例は、臨床的患者監視における多くの場合にわたり、患者が安静にしている必要があるという理解に基づく。したがって、血流に対する大きな影響は、ＣＯ２および自律神経機能が原因であるのに対し、他の要因は、いずれかの無視できる影響であると推定される、または、同一方向または大きさにおいて、血管システムに影響し、信号および導き出したＣＯ２の評価は、有害に影響しないということが予期される。例えば、ＣＯ２上昇は、（特定の状況における肺動脈を除く、）多くの身体動脈における、血管拡張をもたらすが、交感神経システムの刺激による活性化は、筋肉動脈における血管拡張と同時に、皮膚、腎臓、および、他の器官に対する血管の収縮を引き起こすが、脳血管に対してあまり影響しない。以下の表２は、上記の変化の簡略表現を要約する。
【０１１８】
【表２】
2011521702.tif 000003
【０１１９】
表２は、単に、生理学的影響の簡略表現を示すにすぎないということに注意すべきである。例えば、ＣＯ２レベルが、周知の閾値レベルを上回る、または、下回る場合、反射性交感神経活動が生じる可能性がある。しかし、この交感神経活動は、表に記載されるのと同一方向に作用するかもしれないのに対し、ＣＯ２レベルの変化は、ＣＯ２が原因で作用を継続するかもしれない。したがって、いくつかの器官における血管に対して、交感神経反射は、ＣＯ２の影響を低減し得るとともに、他の場合において、同一の反射は、ＣＯ２効果を強化するかもしれない。
【０１２０】
上述した、いくつかの変化は、即時的であり、したがって、組織の自動調節メカニズムにより補正されるということにも注意すべきである。補正メカニズムは、所期の流れ変化が、直ちに補正され、交感神経活性の変化後、ごく短時間のうちに、流れが、平常に戻ることができるということを意味する。しかし、補償変化は、全体の抵抗、および、局所血管系のコンプライアンスの変化、本明細書において記載される方法により、測定され、計算されるような、血液動態指数という形で表される変化を含む。上記の急激な変動は、１回もしくは２、３回の心拍、または呼吸サイクルの持続期間に関係する。
【０１２１】
例示的な任意のユニット
簡潔にまた分かり易くするために、自律神経システムに対する影響を、以下、その（交感神経および副交感神経の）活動の組み合わせた合計として言及する。最大動脈拡張（平滑筋の緊張）は、−１０という値を受け取るのに対し、最大収縮は、＋１０という値を受け取る。自律神経システムにおける各々の系は、０〜１０の数を受け取る。以下の表３は、ＣＯ２効果が存在せず、動脈緊張が自律神経系の緊張に等しい、論理的な生理学における、交感神経および副交感神経活動の異なる組み合わせの結果として、−１０〜＋１０のスケールにおいて、動脈の平滑筋の緊張を示す。
【０１２２】
【表３】
2011521702.tif 000004
【０１２３】
血管直径／抵抗における、自律神経活動に対するスケールを、＋１０（骨格筋動脈における完全拡張）〜−１０（骨格筋動脈における完全収縮）の間で任意に定義することにより、同様に、血管に対するＣＯ２の効果を、本明細書において、＋１０（ＣＯ２レベルが最大の場合における完全な拡張効果）〜−１０（ＣＯ２レベルが最小の場合における完全な収縮効果）の、類似のスケールを用いて定義する。
【０１２４】
ＣＯ２導出の概説
図１１は、本発明の実施例による、複数の血液動態信号からＣＯ２レベルを導き出すための段階を概略的に説明するフローチャート１１００である。
【０１２５】
皮膚、筋肉または脳のような、複数の組織からの血液動態信号を取得する（ステップ１１０２）。
【０１２６】
ＰＩ、ＲＩ、ＶまたはＳ／Ｄのような、組織の血液動態信号を、信号から導き出す（ステップ１１０４）。血液動態パラメータも、例えば、上述の面積Ｄに関して説明したように導き出すことができる、または他の血液動態パラメータも同様に導き出すことができる。異なる組織に対して、同一または異なる血液動態パラメータを、使用することができ、ならびに異なるパラメータの組み合わせも使用することができる。
【０１２７】
組織の抵抗を、当技術分野で既知の方法などにより、血液動態パラメータから導き出する（ステップ１１０６）。
【０１２８】
導き出した組織の抵抗を、ＣＯ２要素および自律神経システム要素を含む、抵抗（相互作用モデル）に影響する組織に関する要素の、方程式に代入する（ステップ１１０８）。
【０１２９】
例示的モデル
両方の要素、すなわち、自律神経およびＣＯ２レベルが、血管に対してどのように作用し、血流に対する血管の全抵抗に影響するかを説明する、例示的、明確のため簡略化した、非限定的な数学的モデルを、以下の式（式（３）〜（５））で説明する。他の、より複雑なモデルを、使用することもあり得ることに注意すべきである。
RES(筋肉)＝F(A(筋肉)×CO２＋B(筋肉)×Aut＋C(筋肉)×Oth＋D(筋肉))  (3)
RES(皮膚)＝F(A(皮膚)×CO２＋B(皮膚)×Aut＋C(皮膚)×Oth＋D(皮膚))  (4)
RES(脳)＝F(A(脳)×CO２＋B(脳)×Aut＋C(脳)×Oth＋D(脳))            (5)
【０１３０】
ここにおいて、
Ｆは、引数の関数、
Ａ（器官）は、（モデルにおいて「ＣＯ２」と表記される）ＣＯ２レベルと、対応する器官の効果との間の関係を説明する係数、
Ｂ（器官）は、自律神経活動レベル（「Ａｕｔ」）と、対応する器官の効果との間の関係を説明する係数、
Ｃ（器官）は、ＣＯ２および自律神経活動に加えての、他の付加的な要素または刺激レベル（「Ｏｔｈ」）と、対応する器官に対するその効果との間の関係を説明する係数である。Ｃ（器官）は、特定の要素に関する特定係数により、置き換えることができる。
Ｄ（器官）は、外的効果がない場合の、対応する器官における、血管の本質的な特性に関する一定要素である。
【０１３１】
簡潔にまた分かり易くするため、「筋肉（muscle）」は、「ｍｃｌ」という形に省略し、「脳（brain）」は、「ｂｒｎ」という形に省略する。
【０１３２】
少なくとも、近似化のために、関数「Ｆ」が、１つであると見なし、すなわち、式（３）〜（５）は、線形式である。
【０１３３】
方程式および係数を、生理学的パラメータにおける異なる範囲において、別に定義することができる。例えば、Ａ（器官）は、０〜３０ｍｍＨｇの範囲における値Ａ１ を有し、３０〜４５ｍｍＨｇの範囲における値Ａ２ を有し、また４５ｍｍＨｇ以上における、値Ａ３を有することができるが、さらに特定の範囲内で、一連の一定係数を適用することができる。
【０１３４】
本発明のいくつかの実施例における、考えられる基礎的前提は、自律神経機能およびＣＯ２レベルに加えて、他の要素の効果を、監視状態下で、少なくとも近似的に、一定に維持する。患者は、通常、安静状態に維持する、またはそのようにする必要があり、また多くの他の要素が、物理的活動または局所循環活動により、変化するとき、前提は、最も臨床的状態下で、有効である可能性がある。（ＣＯ２および自律神経活動に加えて、）他の効果が、同一の大きさおよび方向で変化する、または無視できる大きさであり、効果が、式（３）〜（５）において相殺されるということも想定される。より複雑な状況における、他の要素の存在は、この方法の使用を妨げない。例えば、運動中に監視が行われる場合、方程式は、Ｃ１（器官に対する、運動の局部的効果）、Ｃ２（運動の系統的効果）などの要素を含む。方程式の解は、様々な位置に対して、より多くの検出器を適用することにより、得ることができる。
【０１３５】
以下の表４は、上記の式（３）〜（５）のモデルにおいて使用される係数に対する、仮説値を例示する。随意的にまたは代替的に、他の値、スケールまたは係数を使用することができる。
【０１３６】
【表４】
2011521702.tif 000005
【０１３７】
表４は、異なるタイプの器官における、異なる効果を例示し、すなわち、３つ記載された「Ａ」係数（ＣＯ２要素）は、同一方向および大きさ（−１）であるのに対し、「Ｂ」係数（自律神経システム）は、筋肉に関してＡと同一で、皮膚に関してＡと逆で、脳に関して無視できる。
【０１３８】
負の係数は、抵抗が、拡張に対して反比例するという事実を意味し、収縮を引き起こす要素（筋肉における、高ＣＯ２、交感神経活動）が、血管直径を増大させ、それにより流れを増大させ、抵抗を減少させ、逆も同様に、血管の収縮を引き起こす要素（他の器官における、低ＣＯ２、交感神経活動）が、血管直径を減少させ、それにより、流れを減少させ、抵抗を増大させるというのが、妥当な解釈である。
【０１３９】
血管の抵抗は、当技術分野における装置および方法により、測定および評価することのできる、他の血液動態パラメータに関係する。例えば、最大値、最小値、平均、およびその組み合わせなどの、ＰＩ（搏動指数）、ＲＩ（抵抗力指数）、Ｓ／Ｄ（拡張期に対する収縮期の比）またはＶ（血流速度）、または、上述の面積Ｄのような他の値。
【０１４０】
一般に、抵抗は、以下のように概略的に表現することができる。
抵抗＝ｇ（ＰＩ，ＲＩ，Ｖ，面積Ｄ）            （６）
【０１４１】
ここにおいて、「ｇ」は、１個または複数の血液動態パラメータの関数である。
【０１４２】
例えば、
ＲＥＳ（器官）＝ｋ（器官）×ＲＩ              （７）
ここにおいて、表記は、上記の式（３）〜（５）のモデルにおけるものである。
【０１４３】
したがって、いくつかの位置（組織）上で、同時に、血液動態パラメータ（同一パラメータ、または異なるパラメータ、またはその組み合わせ）を測定する（取得する）ことにより、相対的な抵抗を、式（７）などにより計算することができ、この場合、係数は、２個以上の器官または組織に対する、較正または相関関数によって、得る。
【０１４４】
器官（例えば、筋肉、皮膚、脳）における抵抗に対して独立した値を有し、解くことができ、ＣＯ２および自律神経活動要素におけるそれぞれの寄与を計算することのできる方程式から、独立した値を、上記の式（３）〜（５）に代入し、それにより、ＣＯ２レベルの評価を導き出す。
【０１４５】
独立して得られたＲＥＳ値、および、表４からの係数を、上記の式（３）〜（５）に代入し、以下を得る。
RES(筋肉)＝(-1)×CO２＋(-1)×Aut＋C(筋肉)×Oth＋D(筋肉))  (8)
RES(皮膚)＝(-1)×CO２＋(+1)×Aut＋C(皮膚)×Oth＋D(皮膚))  (9)
RES(脳)＝(-1)×CO２＋0×Aut＋C(脳)×Oth＋D(脳))          (10)
【０１４６】
以下の表５は、上記の表３に記載されるような、異なる状況が、（ＣＯ２および自律神経システムに加えて、）他の要素の効果が、上記のように、実質的に、互いに相殺され、係数「Ｃ」および「Ｄ」が、方程式（８）〜（９）に加わることを仮定して、式（３）〜（５）の数学的モデルおよびそれぞれの代入方程式（８）〜（９）に、どのように影響するかという、仮説分析を示す。
【０１４７】
【表５】
2011521702.tif 000006
【０１４８】
表３における値に基づいて、表５は、異なる器官における、抵抗値の範囲に対して、任意のサンプル値を提供する。筋肉および皮膚において、抵抗は、最小抵抗に対する（−２０）（完全拡張）から最大抵抗に対する（＋２０）（完全収縮）の間で変化する。脳において、抵抗は、最小抵抗に対する（−１０）（完全拡張）から最大抵抗に対する（＋１０）（最大収縮）の間で変化する。
【０１４９】
上記の表５に記載された、任意の例示的な状況および結果に基づいて、筋肉および皮膚抵抗パラメータ、および、対応するＣＯ２レベル、および、自律神経活動レベルを示す、以下の表６において例示されるように、ＣＯ２レベルを、ＲＥＳ値から、方程式（８）〜（９）を用いて、推定することができる。
【０１５０】
表６において、脳の値および／または他の値を使用することは、筋肉および皮膚だけを使用することよりも、良い正確性を促進するということに注意すべきであるが、筋肉および皮膚の値のみを、例示する。
【０１５１】
【表６】
2011521702.tif 000007
【０１５２】
表６から分かるように、皮膚および筋肉抵抗パレメータの代表的な組み合わせは、代表的なＣＯ２および自律神経活動レベルと、相関し、ＣＯ２レベルの計算を可能にする。
【０１５３】
表６に基づき、図１０は、本発明の実施例による、皮膚抵抗および筋肉抵抗に対してＣＯ２レベルが相関する様子を描いた図を概略的に示し、そこにおいて、縦軸スケール１０１４は、筋肉抵抗を示し、横軸スケール１０１２は、皮膚抵抗を示し、そこにおいて、両方のスケールは、上記の任意の定時的な値において、（−２０）と（＋２０）との間の範囲である。ライン１００２は、高レベルのＣＯ２（６０ｍｍＨｇ）を示し、ライン１００４は、中（標準）レベルのＣＯ２（４０ｍｍＨｇ）を示し、またライン１００６は、低レベルのＣＯ２（２０ｍｍＨｇ）を示す。
【０１５４】
図１０から分かるように、皮膚血管抵抗が中範囲（０）にある場合、筋肉血管抵抗は、そこから直接計算することができるＣＯ２に反比例する。最小の皮膚血管抵抗（完全拡張，（−２０））は、不安定な自律神経活動を伴った高ＣＯ２レベル、すなわち、最大の、副交感神経および非交感神経活動に起因する。最大の皮膚血管抵抗（最大収縮，（＋２０））は、不安定な自律神経活動を伴った低ＣＯ２レベル、すなわち、最大の、交感神経および非副交感神経活動に起因する。
【０１５５】
皮膚血管系が、（中範囲の（＋１０）と比較して、）部分的に収縮する場合、部分的に収縮した筋肉血管系（＋１０）は、不安定な自律神経活動を伴った低ＣＯ２レベル、すなわち、最大の、交感神経および非副交感神経活動に起因する。部分的に拡張した筋肉血管系（−１０）は、安定した自律神経活動を伴った標準ＣＯ２に起因する。部分的に収縮した筋肉血管系（＋１０）は、標準ＣＯ２に起因し、部分的に拡張した筋肉血管系（−１０）は、高ＣＯ２に起因する。他のデータに基づく、他のＣＯ２レベルおよび／または抵抗レベルを、使用することができる。
【０１５６】
式（３）〜（５）において用いられる、筋肉、皮膚および脳のような、３つの器官を使用することは、例として使用され、（例えば、血液サンプリングのような、他の方法に関する）ＣＯ２評価の高い忠実性のために、複数の器官を使用する、または（例えば、緊急時において）簡潔さまたは利便性と、ＣＯ２評価の忠実性を引き換えにして、器官または他の器官の、サブセットまたは大きなセットを使用することができる。
【０１５７】
特別な場合
いくつかの場合において、ＣＯ２要素の効果は、自律神経システムの効果、ならびに他の要素に比べて、以下のようにはるかに大きい。すなわち、 
Ａ（器官）>> Ｂ（器官）                    （11）
Ａ（器官）>> Ｃ（器官）                    （12）
【０１５８】
したがって、方程式（３）〜（５）は、１個の器官における１個の式により示すことができ、例えば、皮膚に関しては、以下の通りである。
ＲＥＳ（皮膚）＝Ａ(皮膚)×ＣＯ２ ＋Ｄ        (14)
【０１５９】
（７）のような、独立した抵抗測定方程式の代入は、以下のように、ＣＯ２レベルの評価を提供する。
Ａ（皮膚）＝ｋ(皮膚)＊ＲＩ                  (15)
【０１６０】
ここにおいて、「ＲＩ」は、抵抗指数（または他の血液動態測定基準）であり、また比例定数「ｋ」は、計算するまたは決定することができる。
【０１６１】
したがって、特定の場合において、多重信号法を、単独信号法に減らし、簡略化することができる。
【０１６２】
検出器
標準または専用のセンサを使用して、患者から血液動態のまたは関連する信号を取得することができる。以下は、いくつかの実行可能な例である。
【０１６３】
脳血管内の流れを経頭蓋的に検出するための、１ＭＨｚまたは２ＭＨｚのＰＷ  ＴＣＤプローブ。
【０１６４】
内頸動脈内の流れを検出するための、２ＭＨｚまたは４ＭＨｚのＰＷプローブ。
【０１６５】
骨格筋に供給している動脈を含む、末梢動脈内の流れを検出するための、４ＭＨｚまたは８ＭＨｚのＰＷ／ＣＷプローブ。
【０１６６】
赤外線もしくは近赤外線（ＮＩＲ：Near Infra-Red）、または皮膚血管系内（５６０ｎＭ‐緑、または、６６０ｎＭ‐赤）および／または筋肉血管系内（８８０ｎＭ‐赤外線）の流れを検出するための可視光を用いた容積脈波（ＰＰＧ：Photoplethysmography）プローブ。
【０１６７】
皮膚および脳の両方における、（酸素飽和度などに対する）変化を測定する、ＮＩＲデバイス。
【０１６８】
通常、様々な器官における短期の血流変化を反映する、流体変化を検出するための、皮膚、筋肉および脳に適合できる生体インピーダンス電極。
【０１６９】
通常、皮膚血流の評価のため、また、筋肉または脳のような組織に直接取り付けるときに使用される、レーザードップラープローブ。
【０１７０】
ＣＯ２／Ｏ２範囲の極値における計算精度に関する補助的情報を提供できる、パルス酸素測定センサ（ＰＰＧの特別なタイプ）または酸素飽和度（ＳＰＯ２）センサ。ＳｐＯ２の計算前に、これらデバイスにより生成される生のプレチスモグラフ波形も、上記の方法を使用することにより、一般的なＣＯ２の評価のため使用することができる。
【０１７１】
脳組織の血流信号を非侵襲的に測定するため専用の、パルス酸素測定センサおよび／または生体インピーダンスセンサ。
【０１７２】
代表的な動脈に対して、非侵襲的に皮膚上に（または、侵襲的方法により）取り付けるとき、血圧の変化を導き出するために使用する、トノメトリックセンサ。
【０１７３】
ＥＣＧは、血液動態信号ではないが、やはり心拍数に関する情報をもたらすことができ、この情報を使用して、自律神経活動レベルに関する方程式の一部とすることができる。
【０１７４】
血液動態信号、または関連する信号を検出および取得するのに適した、他の新しい、または専用の装置、を、随意的に若干の変更または調整を伴って、好適には非侵襲的センサとして使用することができる。
【０１７５】
システム（装置）
本発明のいくつかの実施例において、１個の検出器または複数の検出器を、電子機器および／または電気的機器および／または機械的機器および／または他のコンポーネント（例えば、熱により色を変化させるような化学物質）に接続または統合し、患者のＣＯ２レベルの評価および／または監視のためのシステムを、上述のような方法のうち１つまたはそれ以上、または変更した方法、および／またはその一部を実施することにより、設けることができる。
【０１７６】
本発明のいくつかの実施例において、システムは、追加的な作業、例えば患者における他のパラメータ（例えば、心拍数、呼吸数）の導出および計算、患者または他の患者における過去の測定値のアーカイブ保存、動向付けおよび相関付け、または他のシステムとのリンク付けを行う。
【０１７７】
本発明のいくつかの実施例において、システムは、１個またはそれ以上のプロセッサを有する、または１個またはそれ以上のプロセッサに接続する。いくつかの実施例において、システムは、１個またはそれ以上のアルゴリズム、および／または手順を実装する１個または複数個のプログラムを、随意的に補助データとともに保存する媒体、および随意的にデータを保存する媒体を、有する、または統合する、またはリンク付けする。プロセッサおよびプログラムを使って、システムにより実行するタスクとしては、取得した信号の取得および処理、患者のＣＯ２レベル値を得るための計算を実行する、および随意的に、他のタスク、例えばシステムのコンポーネント（例えば、センサ）の較正または制御、および管理、またはユーザー（オペレータ）との相互作用（対話）、または患者における他の若干のパラメータ取得を行う。
【０１７８】
一般に、いくつかの実施例において、システムは、連続的に動作し、リアルタイムでＣＯ２レベル（少なくとも、近似的に患者の呼吸数に関係する）を監視する。
【０１７９】
本発明のいくつかの実施例において、システムは、内蔵の（または、通信回線を介して利用可能な）ディスプレイおよび／またはプリンタを有し、ＣＯ２レベル、または、他のパラメータ、および、随意的に、取得した信号波形、または調整済み信号波形（例えば、システムチェックのための）の読み出しを行う。随意的にまたは代替的に、システムは、ボタン、またはスタイダ、および／またはインジケータ（例えば、ＬＥＤ）、および／またはグラフィカル・インタフェースなどの素子を備えた、ユーザーインタフェースを有する。ユーザーインタフェースを使用して、較正、制御（例えば、オン／オフ）、または動作モード設定のような、タスクを行う。随意的に、システムは、ブザー、または他のアラーム装置（例えば、バイブレーション）を備え、生理学的状況および／またはシステム誤動作、または接触不良、または患者に対するセンサの接続を知らせる。
【０１８０】
本発明のいくつかの実施例において、システムは、例えば、限界またはゾーン表示を読み出すコンポーネント、またはアラームブザーのようなコンポーネントを有し、患者に対してフィードバックを提供し、随意的に、患者が、呼吸および／またはＣＯ２レベルを管理するのを支援する。
【０１８１】
本発明のいくつかの実施例において、システムは、人工呼吸器のような、（リンケージまたはフィードバックを、他のデバイスに提供するための）コンポーネントを有し、随意的に、第２デバイスが、呼吸および／またはＣＯ２レベルを管理するのを支援する。いくつかの実施例において、リンケージは、通信リンク（例えば、ケーブルまたはワイヤレス）により行う、またはリンケージを、職員に第２デバイスを起動するように注意喚起する、可視および／または可聴表示とすることができる。
【０１８２】
本発明のいくつかの実施例において、システムは、携行可能なシステムとし、随意的に、患者（例えば、歩行可能な患者）が、例えば、ベルトまたは手首に着用できるよう、十分に小さく、かつ軽量である、随意的に、電池で動作するものとすることができる。
【０１８３】
皮膚もしくは皮膚に近接して取り付ける電極または他の外部センサは、上述のシステムに関連して使用することができ、例えば、緊急時または歩行中の状況において、患者を監視するのに効果的な方法を提供することができることに留意されたい。
【０１８４】
一般に、本明細書において、適切な電源を使用して、システムを動作させることが想定される。
【０１８５】
図１２は、本発明の実施例による、ＣＯ２評価用のシステム１２００を、概略的に示し、矢印でそのコンポーネント間の主な制御リンケージを示す。
【０１８６】
システム１２００はセンサ１２０２を有する、またはセンサ１２０２に接続し、このセンサ１２０２は、監視している患者に取り付ける（ステップ１３０４）。随意的に、システム１２００は、参照符合１２０２ａおよび１２０２ｂで示し、破線で輪郭を示した、付加的なセンサ（総称的にセンサ１２０２と称する）を有するまたは付加的なセンサに接続し、これら付加的なセンサは、患者における、他の組織または器官に取り付ける。一般に、また好適には、センサ１２０２を、患者の皮膚、または皮膚に近接して取り付ける（非侵襲的検出）とともに、いくつかの実施例において、１個またはそれ以上のセンサ１２０２を、皮下または静脈もしくは動脈に使用する。
【０１８７】
システム動作は、ユーザーインタフェース１２０８の制御下にある、メモリ１２１０内に保存した、１個または複数個のプログラムおよびデータに基づいて、１個のプロセッサ（または、複数個のプロセッサ）１２０６により実行する。メモリ１２１０は、一般に、読み取り専用メモリおよび／または読み取り／書き込みメモリを備える。センサ１２０２の出力を、プロセッサ（または、他のポート）の入力ポートを介して、さらに処理される生データを保存するためのバッファ１２０４内に、収集する（取得する）。随意的に、バッファ１２０４を、メモリ１２１０内、またはプロセッサ１２０６のモジュール内に構成する。システム１２００は、随意的にブザー１２１４を備え、このブザー１２１４は、他の任意なアラーム装置または機構とすることもできる。
【０１８８】
動作の概説
図１３は、本発明の実施例による、患者のＣＯ２レベル評価に含まれる、ユーザー操作の段階を説明するフローチャート１３００である。以下に、非限定的な例として、図１２のシステム１２００を参照して説明する。
【０１８９】
１個または、複数個のセンサ１２０２を使用するための、患者における、適切な１個または、複数個の組織を位置決めし（ステップ１３０２）、また随意的に準備する、例えば使用すべき皮膚におけるパッチまたは領域を、位置決めし、洗浄する。
【０１９０】
１個のセンサ（または、複数のセンサ）１２０２を、患者に取り付け、随意的に、例えばバックルまたはフックアンドループ対などのファスナを備えた、弾性バンドまたはストラップにより、機械的に取り付け、十分および適切に接触が確保されるようにする。
【０１９１】
ユーザーインタフェース１２０８を使用することにより（または、接続するセンサ１２０２上におけるデフォルト動作として）、システム１２００は、許容性を検証した、信号取得を開始する（ステップ１３０６）。例えば、より低い値および／または許容下限値を有する信号をディスプレイ１２１２に示すことにより、信号を、視覚的に検証し、信号が限界の外側にある場合、または信号がノイズを含み、不規則である場合、センサおよび／または患者に対するセンサの接触状態を、確かめる必要がある。随意的にまたは付加的に、いくつかの実施例において、バッファ１２０４内に保存された信号を、プロセッサ１２０６により、メモリ１２１０内に保存された適切な信号（例えば、典型的なテンプレートおよび／または上限および下側テンプレート）における、１個または複数個のテンプレートと比較する、および／または信号の質を、規則性およびノイズに対して評価し、プロセッサ１２０６は、容認できない信号の場合、オペレータに、ディスプレイ１２１２および／またはブザー１２１４により、危険を知らせる。
【０１９２】
適切な信号を取得することにより、システム１２００は、必要に応じて（例えば、システム１２００は、既に較正されている場合がある、または自動較正の可能性がある）、較正する（ステップ１３０８）。較正は、例えば、カプノグラフ、または血液サンプルＣＯ２評価、もしくは内部動脈ＣＯ２アナライザのために使用しているキットなどの、他の情報源からＣＯ２レベルを取得することにより、実行することができる。随意的にまたは代替的に、較正は、プロセッサ１２０６により実行することができ、随意的に、メモリ１２１０内のデータに対して、マッチングまたは収束手順を用いて、妥当なＣＯ２値に到達する。
【０１９３】
信号が容認でき、システム１２００が較正されている場合、システム１２００は、一般に、ユーザーインタフェース１２０８により、監視を始める（ステップ１３１０）。随意的に、ユーザーインタフェース１２０８により、連続的評価、周期的評価、何を表示するか、他のパラメータを取得および表示するか否か、などのような、動作モードを設定する。
【０１９４】
任意に、ユーザーインタフェース１２０８を使用することにより、動作限界が、決まり、システム１２００は、限界を超えた場合、ブザー１２１４および／またはディスプレイ１２１２上のディスプレイ通知を作動させる。
【０１９５】
いくつかの実施例において、システム１２００は、取得した信号を許容性検証のために（上記参照）管理し、および、不十分な信号品質の場合は、システム１２００は、ブザー１２１４および／またはディスプレイ１２１２上のディスプレイ通知を作動させる。
【０１９６】
利点
考えられるおよび／または可能生のある、ＣＯ２レベルを、特に、非侵襲的に、およびさらに特に、携行可能な軽い装置で、監視する利点は、迅速かつ簡単な動作であり、このことは緊急の場合、またはホルタ・レコーダのように、長期間のＣＯ２の監視において重要である。
【０１９７】
他の考えられる利点は、動脈ＣＯ２と、直接、相互に関係しているＣＯ２レベルの評価、および、非侵襲的方法におけるＣＯ２レベルの評価である。カプノグラフを用いた電流測定は、肺内のＣＯ２値を反映する、呼気終末ＣＯ２値を測定し、呼吸に一時停止（無呼吸）があった場合、例えば、カプノグラフは、ＣＯ２値を測定することができない。それに対して、上記のような方法および装置を使用することにより、心臓および血管活動に基づくＣＯ２および評価を、連続して行うことができる。
【０１９８】
凡例
以下の、非限定的な用語の特性は、特定されず、文脈において示されておらず、文脈から明らかでない限り、明細書および請求項において、適用可能であり、ここにおいて、用語は、変化、派生語、屈折語尾、および、その同根語も、意味する。
【０１９９】
用語「プロセッサ（processor）」または「コンピュータ（computer）」は、当技術分野における通常の文脈を越えて、提供された、または組み込まれたプログラムを実行する、および／またはアクセスする、および／またはデータ保存装置を制御する、いかなる決定論的な装置、および／または入力および出力ポートのような他の装置をも、意味する。
【０２００】
用語「ソフトウェア（software）」，「プログラム（program）」，「ソフトウェア手順（software procedure）」（「手順（procedure）」）または「ソフトウェアコード（software code）」（「コード（code）」）は、互換的に使用し、１個またはそれ以上の命令もしくは指示または一般に、アルゴリズムおよび／または他のプロセスまたは方法を表す、一連のオペレーションを行うための電気回路を意味する。プログラムは、プロセッサまたは他の電子回路のような装置により利用可能な、および、実行可能な媒体（例えば、ＲＡＭ，ＲＯＭ，ディスクなど）内、または媒体上に保存する。
【０２０１】
プロセッサおよびプログラムは、同一装置で構成し、随意的に少なくとも部分的に電子ゲートのアレイ（例えば、フィールド・プログラマブル・ゲート・アレイ，特定用途向け集積回路）として構成し、このアレイは、プロセッサまたは他の電子回路を有する、または、プロセッサまたは他の電子回路にリンク付けし、プログラムした動作シーケンスを行うように設計することができる。
【０２０２】
用語「約（about）」，「近接する（close）」，「近似的な（approximate）」，「事実上（practically）」および「同等の（comparable）」は、悪影響がない効果、または参照した用語、または実施例もしくはオペレーション、または本発明の範囲に関する効果、を生み出している、それぞれの関係、または測定または数量または分量または次数を、意味する。
【０２０３】
用語「実質的な（substantial）」，「多数の（considerable）」，「重要な（significant）」，「かなりの（appreciable）」（または、その類義語）は、ほとんど、または、すべての参照した存在を含む、または、十分に大きい、または近いまたは効果的なまたは参照した存在と比較してまたは、参照した主題に対して、重要である、測定、または範囲または数量または次数を、意味する。
【０２０４】
用語「無視できる（negligible）」，「わずかな（slight）」および「ほんのわずかな（insignificant）」（または、その類義語）は、十分に小さい、それぞれの関係または測定値または数量または分量または次数を意味し、参照した用語に関する、および、本発明の範囲における、実際の結果を有する。
【０２０５】
用語「類似の（similar）」，「似た（resemble）」，「同様の（like）」および接尾語「〜のような（-like）」は、参照した対象に見える、または、参照した対象に由来するような、または、近似的に参照した対象のようである、形状および／または構造および／または動作を意味する。
【０２０６】
用語「一定の（constant）」，「均一の（uniform）」，「連続した（continuous）」，「同時の（simultaneous）」および他の一見明確な用語も、近いまたは近似の、それぞれの用語を意味する。
【０２０７】
用語「縦の（vertical）」，「直交する（perpendicular）」，「平行な（parallel）」，「反対の（opposite）」，「真っすぐの（straight）」および他の角度および幾何学的関係も、近似的な、しかし機能的な、および／または実際の、それぞれの関係を意味する。
【０２０８】
用語「好適な（preferred）」，「好適には（preferably）」，「典型的な（typical）」，「一般に（typically）」は、本発明、または、その実施例の範囲を制限しない。
【０２０９】
用語「有する（comprises）」，「有している（comprising）」，「含む（includes）」，「含んでいる（including）」，「有している（having）」およびそれらの活用語尾および同根語は、「含んでいるが、それに限定しない」という意味である。
【０２１０】
用語「あり得る（may）」は、含まれているおよび／または使用されるおよび／または実装されるか否かの選択において、さらに、その選択が、本発明の一部を構成している、選択を意味する。
【０２１１】
文脈から明らかでない限り、単数形での、対象に対する言及（例えば、「１個のもの（a thing）」、または、「そのもの（the thing）」）は、複数形（例えば、「その複数のもの（the things）」）を排除しない。
【０２１２】
本発明を、例示として、本発明の範囲を制限するまたは他の実施例を排除することを意図せず、実施例につき、説明してきた。記載した実施例は、様々な特性を有し、その全てが、本発明の全ての実施例において、必ずしも必要とされるわけではない。本発明のいくつかの実施例は、若干の特徴だけまたは考え得る特徴の組み合わせを利用する。代替的にまたは付加的に、単独のユニットとして記載したまたは示した、本発明の一部は、記載または示した機能に呼応して、または、そうでなければ、記載または示した機能を実行するために、動作する、２個以上の個別の存在に属すことができる。代替的にまたは付加的に、２個以上の個別の物理的な存在として記載または示した、本発明の一部を、記載／示した機能を実行するための単一の存在に組み込むことができる。１つ以上の実施例に関する変更を、他の実施例に対する、全ての考えうる組み合わせにおいて、組み込むことができる。
【０２１３】
値の範囲を列挙する場合、それは、すなわち、便宜上、または、簡潔のためであり、その範囲内における、全ての考えうる小領域、ならびに、個別の数値を含む。いかなる数値も、特定されない限り、実施例、または、方法を可能にしている、実際に近い値も含み、積分値は、少数値を排除しない。小領域値および実際に近い値を、特に開示された値と見なすべきである。
【０２１４】
明細書および請求項において、特に特定されない限り、動作、または、段階またはステップを、いくつかの順序で、列挙する場合、順序は、いかなる実際の方法においても、変更することができる。
【０２１５】
以下に続く、特許請求の範囲における用語は、本明細書において、特徴付けした、または記載した通りに限定するものではないと、解釈すべきである。
【図１】
2011521702.tif 000008
【図２】
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【図３】
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【図４】
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【図５】
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【図６】
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【図７】
2011521702.tif 000014
【図８】
2011521702.tif 000015
【図９】
2011521702.tif 000016
【図１０】
2011521702.tif 000017
【図１１】
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【図１２】
2011521702.tif 000019
【図１３】
2011521702.tif 000020
【国際調査報告】
2011521702.tif 000021