(57)【要約】  患者の肺に第１呼気終末陽圧（ＰＥＥＰ）を適用する間、第１ＰＥＥＰで肺の第１呼気終末肺インピーダンス（ＥＥＬＺ）を測定することと、第２ＰＥＥＰを適用する間、第２ＰＥＥＰで第２ＥＥＬＺを測定することと、第１ＰＥＥＰと第２ＰＥＥＰの間のＥＥＬＺの変化を決定することと、第１ＰＥＥＰで患者の第１電気インピーダンス断層撮影（ＥＩＴ）画像の画素から肺の第１気道コンプライアンスを決定することと、第２ＰＥＥＰで患者の第２ＥＩＴ画像から第２気道コンプライアンスを決定することと、ＥＥＬＺの変化を表す、第１指数を決定することと、コンプライアンスの変化を表す、第２指数を決定することと、第１指数及び第２指数に基づいて、患者の潜在的肺リクルートメント値を決定することと、を含む、患者の潜在的肺リクルートメント値を決定する、システム及び方法である。
2021513443.tif 000002
【特許請求の範囲】
【請求項１】
患者の潜在的肺リクルートメント値を決定する方法であって、前記方法が、
第１呼気終末陽圧を適用する間、肺の少なくとも１つの領域の第１呼気終末肺インピーダンスを測定することと、
第２呼気終末陽圧を適用する間、前記肺の前記少なくとも１つの領域の第２呼気終末肺インピーダンスを測定することと、
前記第１呼気終末陽圧と前記第２呼気終末陽圧で得た前記インピーダンスの測定値の間の、前記肺の前記少なくとも１つの領域の呼気終末肺インピーダンスの変化を決定することと、
前記第１呼気終末陽圧の適用の間に得たインピーダンス測定値から、前記肺の前記少なくとも１つの領域の第１気道コンプライアンスを決定することと、
前記第２呼気終末陽圧で、前記患者の第２電気インピーダンス断層撮影画像の画素から、前記患者の前記少なくとも１つの肺の第２気道コンプライアンスを決定することと、
前記第２呼気終末陽圧の適用の間に得たインピーダンス測定値から、前記肺の前記少なくとも１つの領域の第２気道コンプライアンスを決定することと、を含む、方法。
【請求項２】
前記第１呼気終末陽圧の間に観察された前記第１気道コンプライアンスに基づく、予測を超えるまたは予測を下回る、前記肺の前記少なくとも１つの領域の前記呼気終末肺インピーダンスの変化を表す、第１指数を決定することを更に含む、請求項１に記載の方法。
【請求項３】
前記第１呼気終末陽圧と前記第２呼気終末陽圧の間の圧力差に基づく、及び前記弾性挙動を説明する式に基づく、予測を超えるまたは予測を下回る、前記肺の前記少なくとも１つの領域の前記肺コンプライアンスの変化を表す、第２指数を決定することを更に含む、請求項２に記載の方法。
【請求項４】
前記患者の肺活量、総肺気量、残気量または最大吸気量及び人体計測値からなるリストから選択した予想肺容量によって、前記第１及び前記第２指数を正規化することを更に含む、請求項３に記載の方法。
【請求項５】
前記第１及び第２指数、ならびにコンプライアンス及び呼気終末肺インピーダンスの測定値に重みを割り当てて、前記患者の前記肺の前記少なくとも１つの領域の肺リクルートメントの可能性を決定することを更に含む、請求項３に記載の方法。
【請求項６】
前記第１指数及び前記第２指数に基づいて、前記患者の潜在的肺リクルートメント値を決定することを更に含む、請求項３に記載の方法。
【請求項７】
前記第１指数及び前記第２指数に基づいて、前記患者の潜在的肺リクルートメント値を決定することを更に含む、請求項１に記載の方法。
【請求項８】
前記患者を応答者または非応答者のいずれかとして分類することを更に含む、請求項１に記載の方法。
【請求項９】
第３呼気終末陽圧を適用する間、肺の少なくとも１つの領域の第３呼気終末肺インピーダンスを測定することを更に含み、前記第２呼気終末陽圧が、前記第１呼気終末陽圧に対する圧力の増加を含み、前記第３呼気終末陽圧が、前記第２呼気終末陽圧に対する圧力の減少を含む、請求項１に記載の方法。
【請求項１０】
前記第１気道コンプライアンスを決定することが、電気インピーダンス断層撮影画像の各画素で表されるコンプライアンスを決定することを含む、請求項１に記載の方法。
【請求項１１】
前記電気インピーダンス断層撮影画像の各画素で表される前記コンプライアンスが、呼吸サイクル中に前記少なくとも１つの肺に入る空気量と、プラトー圧と前記第１呼気終末陽圧の間の差の比率として決定される、請求項１０に記載の方法。
【請求項１２】
患者の潜在的肺リクルートメント値を決定するシステムであって、前記システムが、
少なくとも１つのプロセッサと、
前記少なくとも１つのプロセッサによって実行されるとき、前記少なくとも１つのプロセッサに、
患者に適用される一連の呼気終末陽圧に応答して、前記一連の呼気終末陽圧の各呼気終末陽圧で呼気終末肺インピーダンスを測定させ、
前記一連の呼気終末陽圧の第１の呼気終末肺気量と前記一連の呼気終末陽圧の第２の次の呼気終末肺気量の間の、呼気終末肺インピーダンスの変化を表す、第１指数を決定させ、
前記第１の呼気終末肺気量と前記第２の次の呼気終末肺気量の間の、前記患者の前記肺の気道コンプライアンスの変化を表す、第２指数を決定させ、
前記第１指数及び前記第２指数に基づいて、前記患者の潜在的肺リクルートメント値を決定させる、命令を記憶している、少なくとも１つの非一時的なコンピュータ可読記憶媒体と、を含む、システム。
【請求項１３】
前記患者の潜在的肺リクルートメント値を決定することが、前記第１指数及び前記第２指数のそれぞれに相対的な重みを割り当てることを含む、請求項１２に記載のシステム。
【請求項１４】
前記少なくとも１つのプロセッサによって実行されるとき、前記少なくとも１つのプロセッサに、年齢、肥満指数または性別のうちの少なくとも１つに基づいて、前記第１指数及び前記第２指数へ前記相対的な重みを割り当てさせる命令を更に含む、請求項１３に記載のシステム。
【請求項１５】
前記少なくとも１つのプロセッサによって実行されるとき、前記少なくとも１つのプロセッサに、前記肺の気道コンプライアンスの変化を決定させることが、
前記第１の呼気終末肺気量を表す第１電気インピーダンス断層撮影画像の各画素により表される、コンプライアンスを決定することと、
前記第２の次の呼気終末肺気量を表す第２電気インピーダンス断層撮影画像の各画素により表される、コンプライアンスを決定することと、を含む、命令を更に含む、請求項１２に記載のシステム。
【請求項１６】
各画素で表されるコンプライアンスを決定することが、呼吸サイクル中に前記少なくとも１つの肺に入る空気量を、プラトー圧と呼気終末陽圧の間の差で割ることにより決定される、請求項１５に記載のシステム。
【請求項１７】
前記少なくとも１つのプロセッサによって実行されるとき、前記少なくとも１つのプロセッサに、前記患者の前記決定した潜在的肺リクルートメント値が閾値を満たすか、またはそれを超えるかに基づいて、前記患者を応答者または非応答者として分類させる命令を更に含む、請求項１２に記載のシステム。
【請求項１８】
患者の潜在的肺リクルートメント値を決定するシステムであって、前記システムが、
人工呼吸器システムと、
電気インピーダンス断層撮影システムと、
コントローラと、を含み、前記人工呼吸器システム及び前記電気インピーダンス断層撮影システムが、前記コントローラに操作可能に連結され、前記コントローラが、
少なくとも１つのプロセッサと、
前記少なくとも１つのプロセッサによって実行されるとき、前記少なくとも１つのプロセッサに、
前記人工呼吸器システムに、一連の呼気終末陽圧を患者に適用させ、
前記人工呼吸器システムに、前記一連の呼気終末陽圧の各呼気終末陽圧で、呼気終末肺インピーダンスを測定させ、
少なくとも２つの適用された呼気終末陽圧の間の呼気終末肺インピーダンスの変化を表す、第１指数を決定させ、
前記電気インピーダンス断層撮影システムによって作成される電気インピーダンス断層撮影画像の中で表されるインピーダンス測定値に基づいて、前記少なくとも２つの適用された呼気終末陽圧の間の、前記患者の前記肺の全体のコンプライアンスの変化を表す、第２指数を決定させ、
前記第１指数及び前記第２指数に基づいて、前記患者の潜在的肺リクルートメント値を決定させる、命令を記憶している、少なくとも１つの非一時的なコンピュータ可読記憶媒体と、を含む、システム。
【請求項１９】
前記少なくとも１つのプロセッサによって実行されるとき、前記少なくとも１つのプロセッサに、前記患者の前記決定した潜在的肺リクルートメント値が閾値を満たすか、またはそれを超えるかに基づいて、前記患者を応答者または非応答者として分類させる命令を更に含む、請求項１８に記載のシステム。
【請求項２０】
前記患者の潜在的肺リクルートメント値を決定することが、前記患者の前記肺の一部だけの潜在的肺リクルートメント値を決定することを含む、請求項１８に記載のシステム。
【発明の詳細な説明】
【技術分野】
【０００１】
優先権主張
本出願は、米国特許法第１１９条（ｅ）に基づく、２０１８年２月１２日出願の米国仮特許出願第６２／６２９，４６６号の利益を主張し、その開示はこの参照によりその全体が本明細書に組み込まれる。
【０００２】
本開示は、肺胞リクルートメント手技により患者の肺気量をリクルートする可能性を判定するシステム及び方法に関する。特に、本開示は、患者のリクルートメントの可能性を判定する際の電気インピーダンス断層撮影（ＥＩＴ）システムを含み、それを利用するシステム及び方法に関する。
【背景技術】
【０００３】
急性呼吸窮迫症候群（「ＡＲＤＳ」）の処置は、適切な人工呼吸戦略を含む。肺胞リクルートメント手技（「ＡＲＭ」）は、ＡＲＤＳの中程度及び重症例で適用される処置である。ＡＲＭは、前に虚脱した肺胞を開放することを意図する、肺に供給される人工呼吸器圧の一時的かつ制御された増加である。しかし、一部の患者は、ＡＲＭ手技に十分に反応する（本明細書で、「応答者」と称する）が、他の患者はＡＲＭ手技に十分に反応しない（本明細書で「非応答者」と称する）。介護者は、ＡＲＭ手技への患者の応答を評価して、ＡＲＭ手技から利益を得る患者（応答者）だけにそれを使用しなければならない。ＡＲＭ手技は、いくらかの追加の危険（例えば、人工呼吸器誘発性肺損傷（ＶＩＬＩ）及び血行動態障害）も持ち込む可能性がある。患者がＡＲＭ手技に応答するかどうか判定するための従来の方法は、コンピュータ断層撮影法（ＣＴ）及び肺メカニクスを含む。
【０００４】
ＣＴは、肺虚脱の量（例えば、肺重量のグラム及び／または割合で）及び再開放した肺の量を推定する方法として使用できる。しかし、それは静止画像だけを提供し、過剰な放射線の使用を必要とし（少なくとも２つの異なるＰＥＥＰレベルで肺全体を走査する必要がある）、長い呼吸の停止を必要とする（過炭酸症及び血行動態障害の危険性を伴う）。最後に、周知の危険を伴う、ＩＣＵから放射線部門まで患者を輸送する必要がある。
【０００５】
肺メカニクスが、人工呼吸器による呼気陽圧（「ＰＥＥＰ」）治療を使用して患者の応答を判定する方法として使うことができる。患者は、第１ＰＥＥＰでＰＥＥＰ治療を提供される。肺コンプライアンス及び第１呼気終末肺気量（ＥＥＬＶ）は、ＣＴまたは窒素洗い出しなどの補助技術の助けを借りて、患者から測定される。ＰＥＥＰ治療は、第２ＰＥＥＰで患者に提供される。第２ＥＥＬＶを、患者から測定する。測定した第１ＥＥＬＶと第２ＥＥＬＶの違い、及び１つのＰＥＥＰ工程から次まで肺リクルートメントがないと仮定した場合のＥＥＬＶの「予測変化」を算出できる。ＰＥＥＰ治療に対する患者の応答を表す指数は、ＦＲＣの「予測変化」を明らかにした後に、第１ＥＥＬＶと第２ＥＥＬＶの差から算出される。この指数は、量単位で、またはこの「上述の予測」量と機能的残気量（ＦＲＣ）の間の比率として、または更に「上述の予測」量と第１ＰＥＥＰ工程のコンプライアンスの間の比率として、表される。この指数は、高いリクルーターと低いリクルーターを区別するために使用できる。
【発明の概要】
【課題を解決するための手段】
【０００６】
本開示のいくつかの実施形態は、患者の潜在的肺リクルートメント値を判定する方法を含む。前記方法は、患者の少なくとも１つの肺に第１呼気終末陽圧を適用する間、第１呼気終末陽圧で患者の少なくとも１つの肺の第１呼気終末肺インピーダンスを測定することと、患者の少なくとも１つの肺に第２呼気終末陽圧を適用する間、第２呼気終末陽圧で患者の少なくとも１つの肺の第２呼気終末肺インピーダンスを測定することと、呼気終末陽圧と第２呼気終末陽圧の間の呼気終末肺インピーダンスの変化を決定することと、第１呼気終末陽圧で、患者の第１電気インピーダンス断層撮影画像の画素から、患者の少なくとも１つの肺の第１気道コンプライアンスを決定することと、第２呼気終末陽圧で、患者の第２電気インピーダンス断層撮影画像の画素から、患者の少なくとも１つの肺の第２気道コンプライアンスを決定することと、第１気道コンプライアンスまたは第２気道コンプライアンスのうちの少なくとも１つに基づいて、呼気終末肺インピーダンスの変化を表す、第１指数を決定することと、コンプライアンスの変化を表す第２指数を決定することと、第１指数及び第２指数に基づいて、患者の潜在的肺リクルートメント値を決定することと、を含むことができる。
【０００７】
本開示の１つ以上の実施形態は、患者の潜在的肺リクルートメント値を判定するシステムを含むことができる。システムは、少なくとも１つのプロセッサと、少なくとも１つのプロセッサによって実行されるとき、少なくとも１つのプロセッサに、患者の肺に適用される一連の呼気終末陽圧に応答して、一連の呼気終末陽圧の各呼気終末陽圧で呼気終末肺インピーダンスを測定させる、一連の呼気終末陽圧の所与の呼気終末肺気量と一連の呼気終末陽圧の次の呼気終末肺気量の間の呼気終末肺インピーダンスの変化を表す第１指数を決定させる、所与の呼気終末肺気量と次の呼気終末肺気量の間の、患者の肺の気道コンプライアンスの変化を表す第２指数を決定させる、第１指数及び第２指数に基づいて、患者の潜在的肺リクルートメント値を決定させる、命令を記憶している、少なくとも１つの非一時的なコンピュータ可読記憶媒体と、を含むことができる。
【０００８】
本開示の１つ以上の実施形態は、患者の潜在的肺リクルートメント値を判定するシステムを含むことができる。システムは、人工呼吸器システム、電気インピーダンス断層撮影システム及びコントローラを含むことができ、ここで、人工呼吸器システム及び電気インピーダンス断層撮影システムはコントローラに操作可能に連結する。コントローラは、少なくとも１つのプロセッサと、少なくとも１つのプロセッサによって実行されるとき、少なくとも１つのプロセッサに、人工呼吸器システムに、一連の呼気終末陽圧を患者の肺に適用させ、人工呼吸器システムに、一連の呼気終末陽圧の各呼気終末陽圧で、呼気終末肺インピーダンスを測定させ、少なくとも２つの適用された呼気終末陽圧の間の呼気終末肺インピーダンスの変化を表す、第１指数を決定させ、電気インピーダンス断層撮影システムによって作成される電気インピーダンス断層撮影画像の中で表されるインピーダンス測定値に基づいて、少なくとも２つの適用された呼気終末陽圧の間の、患者の肺の全体のコンプライアンスの変化を表す、第２指数を決定させ、第１指数及び第２指数に基づいて、患者の潜在的肺リクルートメント値を決定させる、命令を記憶している、少なくとも１つの非一時的なコンピュータ可読記憶媒体と、を含むことができる。
【図面の簡単な説明】
【０００９】
【図１】本開示の１つ以上の実施形態による、患者の対象領域に配置される複数の電極を示す、ＥＩＴシステムの一部の概略図である。
【図２】本開示の１つ以上の実施形態による、電極の平面に沿って患者の胸部の断面を示す、概略図である。
【図３】本開示の一実施形態による、ＥＩＴシステムの概略ブロック図である。
【図４】本開示の１つ以上の実施形態による、患者の肺の潜在的リクルートメント値を決定するシステムの概略図を示す。
【図５】本開示の１つ以上の実施形態による、患者の潜在的リクルートメント値を決定する方法のフローチャートである。
【図６Ａ】本開示の１つ以上の実施形態による、患者の肺に適用される一連のＰＥＥＰを表す、経時的に印加及び／または測定された気道内圧のグラフを示す。
【図６Ｂ】経時的に測定されて、図６Ａの気道内圧に同時に収集されるＥＩＴプレチスモグラフを表しているグラフを示す。
【図７】計算した肺胞圧に対してプロットされる、ＥＩＴプレチスモグラムから算出される患者の肺気量のグラフを示す。
【図８】すべての肺ユニットが膨張の開始時にすでにリクルートするとき、シミュレーションした肺膨張を表す、指数圧力容量曲線を示す。
【図９】図８のシミュレーションした肺膨張のグラフを示す。
【図１０】図８及び図９で表す同じシミュレーションした肺モデルを使用して、印加したＰＥＥＰに対してプロットされる肺の計算した気道コンプライアンスのグラフを示す。
【図１１】複数のコンパートメントを有する肺をモデル化するとき、肺膨張の間にシミュレーションした圧力容量の関係を示す。
【図１２】肺膨張が進行するとき、新しい肺ユニットのリクルートメントの発生の可能性または頻度を定義する機能を示す。
【図１３】２人の異なる個人、通常の肺及び非常に小さなリクルートメント可能な肺組織を有する第１個人と、肺損傷を有し、リクルートメントへの比較的大きな可能性を有する第２個人との比較を表すグラフを示す。
【図１４】２人の異なる個人、通常の肺及び非常に小さなリクルートメント可能な肺組織を有する第１個人と、肺損傷を有し、リクルートメントへの比較的大きな可能性を有する第２個人との比較を表すグラフを示す。
【図１５】同時に収集した３人の患者のＥＩＴ画像を示し、第１指数を画像の左列で表し、第２指数を画像の右列で表す。
【発明を実施するための形態】
【００１０】
以下の詳細な説明で、本明細書の一部を構成する添付の図面を参照し、本開示を実施することができる特定の実施形態を例として示す。これらの実施形態は詳細に記載されて、当業者であれば本開示を実行することができる。ただし、詳細な説明及び特定の例は、本開示の実施形態の例を示すが、単に例示的なものとして提供されており、限定するものではないことは理解すべきである。本開示から、本開示の範囲内の種々の置換、変形、追加の再配置またはそれらの組み合わせを行うことができ、それは当業者であれば明らかであろう。
【００１１】
一般的な慣行に従って、図面に示される種々の機能は、縮尺して描かれてはいない場合がある。本明細書で提示する図は、任意の特定の器具（例えば、装置、システムなど）または方法の実際の図を意図しておらず、単に本開示の種々の実施形態を説明するために使用される図である。したがって様々な機能の寸法を、明確化のために場合により拡大または縮小している。更に、図面のいくつかは、明確にするため単純化されている場合がある。したがって、図面が、所与の装置のすべての構成要素、または特定の方法のすべての動作を表すことができるというわけではない。
【００１２】
本明細書に記載の情報及び信号は、様々な異なる技術及び技法を用いて表されることができる。例えば、記述の全体にわたって参照され得るデータ、命令、コマンド、情報、信号、ビット、シンボル及びチップは、電圧、電流、電磁波、磁場もしくは磁気粒子、光場もしくは光学粒子、または任意のそれらの組み合わせによって表されることができる。いくつかの図面は、提示及び説明の明快さのために、信号を１つの信号として示す場合がある。信号が信号のバスを表し得ることは、当業者であれば理解すべきであり、ここで、バスは様々なビット幅を有することができ、本開示は、１つのデータ信号を含む任意の数のデータ信号で実行され得る。
【００１３】
本明細書に開示する実施形態に関連して記載されている種々の例示の論理ブロック、モジュール及び回路は、汎用プロセッサ、特殊用途プロセッサ、デジタル信号プロセッサ（ＤＳＰ）、特定用途向け集積回路（ＡＳＩＣ）、フィールド・プログラマブル・ゲートアレイ（ＦＰＧＡ）もしくは他のプログラム可能な論理デバイス、別々のゲートもしくはトランジスタ論理、別々のハードウェアコンポーネント、もしくは本明細書に記載の機能を実行するように設計されている、任意のそれらの組み合わせを実装することができる、またはそれで実行できる。汎用プロセッサはマイクロプロセッサでもよいが、あるいはプロセッサは、任意の従来のプロセッサ、コントローラ、マイクロコントローラまたは状態機械でもよい。汎用プロセッサがコンピュータ可読媒体に保存される命令（例えば、ソフトウェアコード）を実行する一方で、汎用プロセッサは特殊用途プロセッサとみなすことができる。プロセッサは、計算装置の組み合わせ（例えば、ＤＳＰ及びマイクロプロセッサ、複数のマイクロプロセッサ、ＤＳＰコアと連動する１つ以上のマイクロプロセッサ、または任意の他のこのような構成の組み合わせ）として実装されることもできる。
【００１４】
そのうえ、実施形態が、フローチャート、流れ図、構造線図またはブロック図として表され得る、プロセスに関して記載され得ることに留意されたい。フローチャートは操作上の行為を逐次プロセスとして記載できるが、これらの行為の多くは、別の順番で、並行して、または実質的に同時に実行できる。そのうえ、行為の順序を再編成できる。プロセスは、方法、機能、手順、サブルーチン、サブプログラムなどに対応できる。更に、本明細書で開示する方法は、ハードウェア、ソフトウェアまたはその両方で実現されることができる。ソフトウェアで実現される場合、機能は、コンピュータ可読媒体上の１つ以上の命令またはコードとして保存され得る、またはそれを送信できる。コンピュータ可読媒体は、１つの場所から別の場所へコンピュータプログラムの移動を容易にする任意の媒体を含む、コンピュータ記憶媒体及び通信媒体の両方を含む。
【００１５】
本明細書で使用する場合、「ａ」「ａｎ」及び「ｔｈｅ」のあとの単数形は、文脈で明らかにそうでないことを明示されない限り、複数形も同様に包含することを意図する。
【００１６】
本明細書で使用する場合、材料、構造、機能、または方法に関連する「あり得る」という用語は、そのようなものが本開示の実施形態の実施での使用が企図されることを示す。そのような用語は、それらの組み合わせで使用可能な他の互換性のある材料、構造、特徴及び方法が除外されるべき、または除外されなければならない、といういかなる意味も回避するための更に限定的な用語「である」の代わりに使用する。
【００１７】
このような限定が明確に述べられない限り、「第１」「第２」などの名称を使用する本明細書の要素へのいかなる参照も、それらの要素の量または順序を制限しないことを理解すべきである。むしろ、これらの名称が、２つ以上の要素または要素のインスタンスの間を区別する便利な方法として、本明細書で使用できる。したがって、第１及び第２要素の参照は、２つの要素だけがそこで使用され得る、またはいくつかの方法で第１要素が第２要素に先行しなければならないことを意味しない。また、特に明記しない限り、一組の構成要素は、１つ以上の構成要素を含むことができる。
【００１８】
本明細書で使用する場合、所与のパラメータ、特性または状態に関連する「実質的に」という用語は、当業者であれば理解できる程度まで、所与のパラメータ、特性または条件がわずかな分散度（例えば、許容される製造公差内）に適合することを意味する。例えば、実質的に適合するパラメータは、適合する少なくとも約９０％、適合する少なくとも約９５％、または適合する少なくとも約９９％であり得る。
【００１９】
本明細書で使用する場合、所与パラメータに関連する「約」という用語は、表示値を含み、前後関係により命令される意味を有する（例えば、それは、製造公差からから生じる変動と同様に、所与のパラメータの測定と関連する誤差の程度を含む）。
【００２０】
本開示の実施形態は、肺胞リクルートメント手技（「ＡＲＭ」）の間、効果的にリクルートする全肺質量（肺胞の総数の割合と同じ）の可能性を計算することへのリクルートメント応答の可能性を決定するように構成される、電気インピーダンス断層撮影（ＥＩＴ）装置を含む。任意の所与のＡＲＭに関して、高いリクルーターを低いリクルーターと区別するために用いる、この割合の閾値（例えば、２０％）を確立できる。本明細書で使用する場合、肺胞、肺柔組織及び／または肺に関連して使用するときの「リクルートする」という用語ならびに任意の派生語は、肺胞が一般的に開放されたままであるように、肺柔組織または肺の一部の中で前に虚脱した肺胞を開放することを指す。
【００２１】
ＥＩＴは、患者の身体の領域周辺（例えば、肺の撮像用に患者の胸部の回り）に配置される電極ベルトを介する位置決め電極を含み、一対の電極を通して電気励起信号を送り、電極ベルトの他の電極により検出される誘導された応答信号を測定する、映像技術である。その結果、ＥＩＴシステムは、推定したインピーダンス値を示す電圧測定値に基づいて、画像を作成することができる。他の映像技術と対照的に、ＥＩＴは非侵襲性であり、モニタリング行為の数及び頻度を制限する可能性がある、特定の曝露の危険性がない（例えば、Ｘ線などの技術による）。その結果、ＥＩＴは、患者の状態を連続的に監視するのに適している、特に患者の呼吸及び血行力学的パラメータを決定して、リアルタイム二次元画像を監視するために、測定値を使用する際に、患者の肺を監視する用途で適している。
【００２２】
本開示のいくつかの実施形態は、ＡＲＭへの患者の応答を決定する方法、装置及びシステムを含む。本開示の実施形態は、電気インピーダンス断層撮影（ＥＩＴ）によって、またはＥＩＴ及びフロー及び／または圧力センサー（例えば、ガス監視センサーを使用した肺メカニクス）により提供される情報の組み合わせによって実施されることができる。実施形態は、前に虚脱した肺胞の実際のリクルートメントに起因することに対する、すでに通気された肺を伸展させることに起因する要素を良好に考慮することができ、リクルートメントの正確な定量化を提供する。実施形態は、一連の異なるＰＥＥＰレベル以外の任意の特別な操作を必要とせずに、１回換気呼吸の間にも実施され得る。いくつかの実施形態で、ＥＩＴ画像の画素レベルの情報（例えば、画素位置、画素通気変化及びリクルートメント可能性評価手技（「ＲＡＭ」）の間の画素コンプライアンスの変化）は、より正確な及び局所的な定量化を作成するために組み合わせることができる。装置は、ＥＩＴ−断面画像及び／またはＥＩＴ−３Ｄ画像内でリクルートメントの空間位置を決定するように構成されることができる。
【００２３】
本開示のいくつかの実施形態は、「肺リクルートメントの可能性」の値を決定するシステムを含む。システムは、人工呼吸器システム、ＥＩＴシステム及びコントローラを含むことができる。コントローラは、人工呼吸器システムに、肺へ一連のＰＥＥＰを適用させ（または、自動的にＰＥＥＰの手動変化を検出させ）、ＥＩＴシステムに同時に１つ以上の指数を測定させることができる。第１指数は、一連のＰＥＥＰの各ＰＥＥＰに関してＥＩＴ動的画像で表される、各画素または各肺領域のＥＥＬＶの変化を表す。コントローラは、前のＰＥＥＰ工程の間に観察される圧力容量関係に基づいて、「予測を超えた」（例えば、予測値を上回る）ＥＥＬＶの増加を更に自動的に計算できる。第２指数は、画素コンプライアンスの変化、または肺の複数の領域の局所コンプライアンスの変化の計算結果、及び２つのＰＥＥＰ工程の間の圧力差に基づく及び肺の弾力性を説明するアルゴリズムに基づく「予測を超える」画素コンプライアンスの変化の計算結果を表す。２つ以上の指数の重みをつけた構成、またはそれらのうちの１つだけは、その患者の肺リクルートメントへの可能性を決定して、患者を応答者または非応答者として分類するために決定され得る。分類を改善するために、指数は、予測肺気量の式（例えば、ヒト集団試験から及び／または患者の人体計測値から得た肺活量、総肺気量、残気量または最大吸気量）によって正規化されることができる。
【００２４】
図１は、患者１０５の対象領域（例えば、胸部）周辺に配置される複数の電極１１０を示す、ＥＩＴシステム１００の一部の概略図である。従来のＥＩＴシステム１００の電極１１０は、通常、電極ベルト１０３によって適所に物理的に保持される。電極１１０の設置は、通常、患者の頭尾方向軸１０４に対して直角である。電極１１０は、患者１０５の周囲に部分的にだけ配置されるように図１に示されるが、電極１１０は、測定のために利用可能または所望の特定の対象領域に応じて、患者１０５の全体周囲に配置され得る。電極１１０は、電極１１０の動作を制御して、ＥＩＴ画像の再生を実行するように構成されるコンピュータシステム（図示せず）に連結できる。
【００２５】
図２は、電極の平面に沿って患者１０５の胸部の断面を示す、概略図である。電圧は、電極対の間の患者に励起電流を注入するために、一対の電極１１０（＋及び−の記号を有する電極によって示す）に印加することができる。その結果、電圧（例えば、Ｖ１、Ｖ２、Ｖ３…Ｖｎ）は、他の電極により検出され、ＥＩＴシステム１００で測定されることができる。電流注入は、異なる電極対を使用して、円形パターンによる測定サイクルの間実行されて、励起電流を作成できる。
【００２６】
図３は、本開示の一実施形態による、ＥＩＴシステム３００の概略ブロック図である。ＥＩＴシステム３００は、データ処理システム３２０に操作可能に連結する、電極ベルト３１０を含むことができる。電極ベルト３１０及びデータ処理システム３２０は、配線接続（例えば、ケーブル）を介して一緒に連結され得る、及び／または互いにワイヤレスで通信するために通信モジュールを備えていることができる。データ処理システム３２０は、電子ディスプレイ３２４、入力装置３２６及び記憶装置３２８に操作可能に連結する、プロセッサ３２２を含むことができる。電子ディスプレイ３２４は、電極ベルト３１０で連結したＥＩＴ装置の単一要素内に、データ処理システム３２０と共に構成されることができる。いくつかの実施形態で、電子ディスプレイ３２４及びデータ処理システム３２０は、電極ベルト３１０で連結したＥＩＴ装置の別々のユニットでもよい。更に他の実施形態で、ＥＩＴシステム３００は、追加の医療測定及び／または処置を実行するように構成される別のホストシステムの中に一体化されることができ、ここで、電極ベルト３１０は、すでにそれ自体の入力装置、記憶装置及び電子ディスプレイを備えるホストシステムのポートに連結できる。このように、ホストシステムは、その内部にインストールされるＥＩＴ処理ソフトウェアを有することができる。このようなソフトウェアは、現地使用の前にホストシステムに組み込まれることができる、または組み込んだ後にアップデートすることができる。
【００２７】
プロセッサ３２２は、種々の装置の間の通信を調整でき、同様に電流励起、データ収集、データ分析及び／または画像再生を行うために記憶装置３２８のコンピュータ可読媒体に保存した命令を実行できる。例えば、記憶装置３２８は、プロセッサ３２２で使用する有限要素メッシュのライブラリを含んで、画像再生を実行するために、対象領域で患者の身体をモデル化することができる。入力装置３２６は、ＥＩＴシステム３００のオペレータからの入力を受信するために、プロセッサ３２２で使用され得る情報を受信するように構成される、装置（例えばキーボード、タッチスクリーンインターフェース、コンピュータマウス、遠隔制御、モバイル機器または他の装置）を含むことができる。したがって、タッチスクリーンインターフェースのために、ユーザー入力を受信する電子ディスプレイ３２４及び入力装置３２６は、同じ装置の中に集積されることができる。電子ディスプレイ３２４は、データを受信して、オペレータが見るためにプロセッサにより再生されるＥＩＴ画像を出力するように構成されることができる。追加データ（例えば、オペレータに役立つと考えられる数値データ、グラフ、傾向情報及び他の情報）は更に、測定したＥＩＴデータだけ、またはそれに連結した他の機器による他の非ＥＩＴデータと組み合わせてプロセッサ３２２によって作成され得る。このような追加データは、電子ディスプレイ３２４に表示することができる。
【００２８】
ＥＩＴシステム３００は、図に示されない構成要素を含むことができるが、当業者であれば理解するような電極ベルト３１０による通信及び／または電流励起を容易にするために含まれることもできる（例えば、１つ以上のアナログデジタル変換器、信号処理回路、復調器回路、電源などを含む）。
【００２９】
図４は、肺胞リクルートメント手技（「ＡＲＭ」）の間の患者の肺気量（例えば、虚脱した肺柔組織）のリクルートメントの患者の可能性を決定するシステム４００の概略図を表す。例えば、図４は、当患者がＡＲＭの良好な候補であるか（例えば、比較的高いリクルートメントの可能性を有する）またはＡＲＭの不良な候補であるか（例えば、比較的低いリクルートメントの可能性を有する）どうか決定するシステム４００を表す。図４を参照すると、システム４００は、人工呼吸器システム４０２、ＥＩＴシステム４０４、及びシステム４００、具体的には人工呼吸器システム４０２、ＥＩＴシステム４０４を作動させるためのコントローラ４０６を含むことができる。人工呼吸器システム４０２及びＥＩＴシステム４０４は、コントローラ４０６に操作可能に連結する。
【００３０】
いくつかの実施形態では、人工呼吸器システム４０２は、呼吸支援または呼吸補助を患者４１０に提供する、人工呼吸器４０８を含む。例えば、人工呼吸器４０８は医療ガス流を提供でき、それは空気、酸素、窒素及びヘリウムのうちの１つ以上を含むことができる。いくつかの実施形態では、医療ガス流は、添加剤（例えば、エアゾール薬または麻酔薬）を更に含むことができる。人工呼吸器システム４０２は、呼吸回路４１２、吸気岐４１４、患者岐４１６及び患者接続４１８を更に含むことができる。いくつかの実施形態では、人工呼吸器４０８は、吸気岐４１４を通して医療ガス流を呼吸回路４１２に提供でき、それは人工呼吸器４０８の吸気口４２０に接続している。医療ガスは、吸気岐４１４を通って、呼吸回路４１２の患者岐４１６内に流れることができる（例えば、移動する）。したがって、人工呼吸器４０８は、患者接続４１８を通して患者４１０に医療ガスを提供できる。
【００３１】
患者４１０から排出したガスは、患者接続４１８及び患者岐４１６を通して人工呼吸器４０８へ送ることができる。いくつかの実施形態で、排出ガスは、１つ以上の弁（例えば、逆止弁）を介して、呼吸回路４１２の呼気岐４２２に送られることができる。例えば、人工呼吸器システム４０２は、複数の逆止弁を更に含むことができ、それは、患者４１０に向かってまたはそれから離れる適切な経路に沿って所望の方向に医療ガスが流れるのを可能にするためだけに、呼吸回路４１２に沿って種々の位置に配置されることができる。
【００３２】
そのうえ排出したガスは、人工呼吸器４０８の呼気口４２４を通して、人工呼吸器４０８に戻されることができる。
【００３３】
いくつかの実施形態で、呼気口４２４は、呼吸回路４１２の中の圧力を調整するために調節可能である、制御可能な流量弁を含むことができる。流量弁を調整することは背圧を作成することができ、それは、呼気の間に患者４１０に適用されて、呼気終末陽圧（「ＰＥＥＰ」）を作成する。したがって、システム４００は、ＰＥＥＰ治療を患者４１０に提供する、任意の従来のシステムを含むことができる。そのうえ、当業者であれば認識する他のシステム及び構成は、本開示の範囲に属する。
【００３４】
人工呼吸器システム４０２は、１つ以上のガス監視センサー４２６を更に含むことができる。いくつかの実施形態で、１つ以上のガス監視センサー４２６は、呼吸回路４１２の患者接続４１８内に配置されることができる。代替的実施形態で、１つ以上のガス監視センサー４２６は、呼吸回路４１２または人工呼吸器システム４０２の他の任意の構成要素に流体連通していることができる。いくつかの実施形態で、ガス監視センサー４２６は、圧力、フロー及びガス濃度センサーのうちの１つ以上を含むことができる。下に詳細に記載されているように、コントローラ４０６及び人工呼吸器４０８は、人工呼吸器４０８の動作を監視し、最終的にそれを制御して、情報（例えば、ユーザー（例えば、臨床医）へのフィードバック）を提供するために、１つ以上のガス監視センサー４２６を利用できる。いくつかの実施形態で、１つ以上のガスセンサー４２６は、任意の従来のガスセンサーを含むことができる。
【００３５】
ＥＩＴシステム４０４は、図１〜図３に関して上述のＥＩＴシステムのいずれかを含むことができ、上述の実施形態のいずれかに従って作動できる。いくつかの実施形態にて、ＥＩＴシステム４０４は、任意の従来のＥＩＴシステムを含むことができる。更に、上述のとおり、ＥＩＴシステム４０４は、コントローラ４０６に操作可能に連結でき、ＥＩＴシステム４０４により実行される測定に関する情報をコントローラ４０６に提供できる。いくつかの実施形態で、ＥＩＴシステム４０４は、完全に人工呼吸器システム４０２から独立していてもよく、ＥＩＴシステム４０４に操作可能に連結された対応する圧力センサーを介して、ＰＥＥＰが操作の間に変化したことを確定できる。１つ以上の実施形態で、ＥＩＴシステム４０４は、それぞれの電子ディスプレイも有することができ、入力装置は、人工呼吸器システム４０２のディスプレイ及び／または入力装置から分離する。更に、ＥＩＴシステム４０４の電子ディスプレイ及び入力装置は、ＰＥＥＰ及び／または他の換気パラメータに関する情報を入力する（例えば、手動で入力）ために利用できる。
【００３６】
コントローラ４０６は、メモリ４３０及び入力／出力要素４３２に連結するプロセッサ４２８を含むことができる。プロセッサ４２８は、マイクロプロセッサ、フィールド・プログラマブル・ゲートアレイ及び／または他の適切な論理デバイスを含むことができる。メモリ４３０は、データを記憶するように構成される揮発性及び／または不揮発性媒体（例えば、ＲＯＭ、ＲＡＭ、磁気ディスク記憶媒体、光記憶媒体、フラッシュメモリ装置及び／または他の適切な記憶媒体）及び／または他の種類のコンピュータ可読記憶媒体を含むことができる。メモリ４３０は、プロセッサ４２８により実行される、人工呼吸器システム４０２及びＥＩＴシステム４０４を作動させるためのアルゴリズム及び／または命令を保存できる。例えば、コントローラ４０６は、図３に関して上述のデータ処理システム３２０を含むことができる。いくつかの実施形態で、プロセッサ４２８は、コントローラ４０６（例えば、サーバまたはパーソナルコンピュータ）に操作可能に連結した（例えば、インターネットを通じて）コンピュータにデータを送信するために操作可能に連結される。入力／出力要素４３２は、オペレータからの入力を受けて、それに出力を送るように構成される、ディスプレイ、タッチスクリーン、キーボード、マウス及び／または他の適切な種類の入力／出力装置を含むことができる。
【００３７】
更に図４を参照すると、図５〜図１３に関して下で詳細に記載するように、システム４００は、ＲＡＭの間の患者の肺気量（例えば、虚脱した肺柔組織）のリクルートメント値への可能性を決定する際に、人工呼吸器システム４０２を利用して、患者にＰＥＥＰのレベルを適用できる。ＰＥＥＰは、患者による自発呼気がＰＥＥＰ治療のない呼吸より高い気道内圧を維持するように、患者の呼吸器系の中の基準圧力を増加させる。従来のＰＥＥＰ圧力は最高４０ｃｍＨ２Ｏまで変動するが、より高いＰＥＥＰ圧力も使用できる。高ＰＥＥＰとは、１０ｃｍＨ２Ｏ、更に具体的には１０〜３０ｃｍＨ２Ｏ超で適用されるＰＥＥＰ治療を指す。低ＰＥＥＰとは、１０ｃｍＨ２Ｏ以下のＰＥＥＰ圧力を指し、多くの場合５〜８ｃｍＨ２Ｏで適用される。
【００３８】
いくつかの実施形態で、ＰＥＥＰを患者に適用する効果は、ＰＥＥＰの適用に応答する患者の肺気量を計量することで測定される。ＰＥＥＰ適用の後、患者の肺気量は、呼気終末肺気量（ＥＥＬＶ）として測定され、患者に印加した特定のＰＥＥＰ圧力のために測定される。いくつかの実施形態では、ＥＥＬＶは、ゼロＰＥＥＰ（「ＺＥＥＰ」）で測定される。ＺＥＥＰのＥＥＬＶの測定値は、本明細書では機械的残気量（ＦＲＣ）と称され、それは、自発呼気の終了時に肺に残る空気量の測定値である。いくつかの実施形態で、ＥＥＬＶを測定して及び／または決定するＥＩＴシステム４０４を利用するときに、ＦＲＣは、いくつかの例で、ＦＲＣが特定の計算に影響を及ぼさないようにゼロであるとみなされることができる。上述を考慮すると、ＥＥＬＶは、ＦＲＣプラス印加ＰＥＥＰによって増加する肺気量である。
【００３９】
ＰＥＥＰの適用と関連するＥＥＬＶの増加は、２つの生理的供給源に由来する。容量増加の第１生理的供給源は、肺組織への追加の圧力の適用に起因する。肺組織への追加の圧力を印加することは、肺及びすでに開放された肺胞を拡張させて（例えば、肺内部の圧力のため膨張する）、より多くの肺気量を作成する。肺を膨らませることは、容量損傷（すなわち、通常の肺胞の局所的過剰膨張）の形態で患者に危険をもたらし、それは肺を損傷する。容量損傷は、急性呼吸窮迫症候群（ＡＲＤＳ）と類似する、医学的合併症の患者になり得る。増加した肺気量の第２生理的供給源は、「ポップオープン（ｐｏｐ−ｏｐｅｎ）」として知られる処置の肺胞の「リクルートメント」であり、ここで、１つの肺胞の内部容量は、容量ゼロ（例えば、虚脱）から隣接肺胞（例えば、隣接するユニット）により達成される量まで急激に増加する。当技術分野で周知のように、肺胞は、患者の血液によるガス交換を促進する肺の中の空気嚢である。いくつかの肺胞、特に病気のまたは損傷した肺胞は、肺の中の圧力があまりに低くなるとき、肺胞（例えば、ユニット）が容量ゼロを達成してまたは到達して、虚脱する。ＰＥＥＰを患者に適用する（例えば、ＰＥＥＰ治療を適用する）ことは、肺の中の最小限の気道内圧を維持して、いくつかの例で、肺胞（例えば、虚脱肺胞）に開放したままにすることができる。
【００４０】
肺胞が開放されているとき、肺胞は、いくらかのガス交換を生じ得るだけである。したがって、ＰＥＥＰが不十分なときにいくらかのガス交換を維持するために、すでに開放した肺胞を過換気させて、閉鎖肺胞（例えば、ユニット）の機能の欠如を補償するように、より高い駆動吸気圧の必要性がある。増加した呼吸力によって、残りの開放肺胞により大きな膨張が生じ、それは肺組織への更なる損傷になり得る。対照的に、ＰＥＥＰが十分であるとき、ガス交換は、大部分の肺胞（例えば、ユニット）の間で分けられ、それは、駆動吸気圧、及びいくつかの例で肺損傷を減少させる。したがって、肺胞のリクルートメントはＥＥＬＶも増加させ、それは、複数の肺胞ユニットのポップ−オープンによって作成される余分な容量に対応する。開放した肺胞ユニットによって作成される余分な容量は、一定の圧力の肺の容量増加（または、圧力容量プロットの垂直変位）として知られている。第１プロットがリクルートメントがない場合の肺の膨張を表し、第２プロットが膨張の開始から肺胞（例えば、ユニット）が開放されるときの条件つきの膨張を表す、肺膨張を表す２つの圧力容量プロットのグラフで、２つの曲線の間の垂直距離（図７及び図８を参照）は、リクルートメントによって生じる容量増加を表す。
【００４１】
図５は、潜在的肺リクルートメント値（以下「潜在的リクルートメント値」または「ＰＲＣ」という）を決定する方法５００のフローチャートである。本明細書で使用する場合「潜在的リクルートメント値」という語句は、ＡＲＭの間、効果的にリクルートメント可能であると決定される全肺質量（または、容量）の割合を指すことができる。本明細書に記載されているように、ＰＲＣは、図１〜図４で示すようなＥＩＴシステム４０４及び人工呼吸器システム４０８を用いて決定される。
【００４２】
いくつかの実施形態で、方法は、図５の行為５０５に示すように、一連のＰＥＥＰを患者の肺（例えば、少なくとも１つの肺）に適用することを含むことができる。図６Ａ及び図６Ｂは、図５に記載する行為５０５を参照する。図６Ａは、一連のＰＥＥＰが経時的に患者の肺に適用されて及び／または測定されることを表すグラフ６００を示し、図６Ｂは、経時的に測定したＥＩＴプレチスモグラフを表すグラフ６０２を示す。図６ＢのＥＩＴプレチスモグラフは、肺胞のリクルートメント可能性及び／または肺リクルートメントの可能性を評価するために利用される、上昇及び下降ＰＥＥＰ工程の間に、図６Ａの気道内圧に同時に収集した。特に、以下に詳述するように、プレチスモグラフは、ＥＩＴ画像の中のＥＩＴ画像全体または肺の特定の対象領域の画素の基礎をなすインピーダンスの合計を表す。いくつかの実施形態で、ＰＥＥＰは、患者の気管内チューブの入口に近接する圧力センサーから決定され得る（例えば、測定される、または収集される）。図６Ａ及び図６Ｂのグラフ６００、６０２は、ＥＩＴ画像の中の各画素から構成され得る。いくつかの実施形態で、グラフ６００、６０２は、肺（複数可）の特定の対象領域を表すことができる。他の実施形態にて、グラフ６００、６０２は、肺全体を表すことができる。更に、ＥＩＴ画像の各画素は、画素で表される肺の領域の特定の性質ため、特定のプレチスモグラムになる。
【００４３】
１つ以上の実施形態で、図５〜図６Ｂを一緒に参照すると、一連のＰＥＥＰを患者の肺に適用することは、複数の連続的ＰＥＥＰを患者に適用することを含むことができ、ここで、ＰＥＥＰは前に印加したＰＥＥＰに対して増減する。例えば、図６Ａ及び図６Ｂで示す例で、ＰＥＥＰの量は、４つの工程（例えば、工程１〜４）で増加（例えば、ＰＥＥＰの４つの増加するレベルを適用）し、その後、ＰＥＥＰの量を減少させる４つの工程（すなわち、漸減ＰＥＥＰ）が続いた。以下に詳述するように、少なくとも１工程の漸減ＰＥＥＰを印加することは、因子Ｋの良好な評価を可能にし、それは、患者の将来のＰＥＥＰレベルで、肺の予測したコンプライアンス値または肺の予測した容量値を決定する際に利用される。図６Ａ及び図６Ｂで表される例にて、ＰＥＥＰは、工程１〜工程４を通して約１０ｃｍＨ２Ｏから約３０ｃｍＨ２Ｏに増やされ、それからＰＥＥＰは、工程５〜工程８を通して段階的に１０ｃｍＨ２Ｏに低減させた。一連のＰＥＥＰは、図４及びシステム４００の人工呼吸器システム４０８に関して、上記の方法のいずれかを介して適用されることができる。そのうえ、一連のＰＥＥＰは手動で適用されることができ、コントローラ４０６（図４）またはＥＩＴシステム４０４は自動的にＰＥＥＰの変化を検出する。したがって、一連のＰＥＥＰは、ＰＥＥＰ治療を適用するために当技術分野において周知の任意の従来の方法を介して適用されることができる。
【００４４】
いくつかの実施形態で、一連のＰＥＥＰの第１ＰＥＥＰは、一連のＰＥＥＰの第２ＰＥＥＰと異なってもよい。更に、１つ以上の実施形態で、第２ＰＥＥＰは第１ＰＥＥＰに対して増加したＰＥＥＰでもよく、第３ＰＥＥＰは第２ＰＥＥＰに対して減少したＰＥＥＰでもよい。
【００４５】
１つ以上の実施形態で、方法５００は、図５の行為５１０に示すように、一連のＰＥＥＰの各ＰＥＥＰで患者の肺の呼気終末肺インピーダンス（「ＥＥＬＺ」）を測定することを更に含むことができる。いくつかの実施形態で、所与のＰＥＥＰで患者の肺のＥＥＬＺを測定することは、患者の肺のＥＩＴ画像で表される、インピーダンス値を決定することを含むことができる。更に、ＥＥＬＺは、呼気終末肺（「ＥＥＬＶ」）を表してもよい。例えば、肺のＥＥＬＶは、肺の測定ＥＥＬＺに基づいて（例えば、それから）決定されることができる。本開示を考慮すれば明らかなように、いくつかの実施形態で、行為５１０は、患者の肺のちょうど１領域位（例えば、少なくとも１つの領域、対象領域など）のＥＥＬＺを決定することを含むことができる。いくつかの実施形態では、行為５１０は、図４に関連する、上述の１つ以上のガス監視センサー４２６を介して、一連のＰＥＥＰの所与のＰＥＥＰで患者の肺のＥＥＬＶを直接決定して及び／または測定することを更に含むことができる。例えば、１つ以上のガス監視センサー４２６は、容量測定センサー、フローセンサー、圧力センサー、濃度センサー、またはそれらの任意の組み合わせのうちの１つ以上を含むことができる。更に、ＥＥＬＶは、全身プレチスモグラフィ、ヘリウム希釈法、不活性ガス洗浄技術、または当技術分野において周知の任意の他の従来技術を含む、種々の方法を介して、測定される及び／または決定されることができる。
【００４６】
図５〜図６Ｂを一緒に参照すると、図６Ａ及び図６Ｂで示すように、同じ気道内圧（すなわち、ＰＥＥＰ）である工程１と工程７の間で、呼気終末（すなわち、ＥＥＬＶ）の間、肺に残存するベースライン６０４の空気量は増加した。増加したベースライン空気量は、工程１〜工程７の前後の同じＰＥＥＰレベルの適用にもかかわらず、ベースラインインピーダンス（（ΔＺ）、較正手順に応じて、空気ミリリットルで測定され得る、または表されることができる）の変化で測定される。更に、増加ベースライン空気量は、少なくともいくつかの肺胞が工程１と工程７の間にリクルートされたことを示す。更に、図６Ａ及び図６Ｂに示すように、駆動吸気圧の初期のパルスと同じＰＥＥＰレベルを有するＥＩＴプレチスモグラムに示す、駆動吸気圧のその後のパルス振幅は、患者の肺のコンプライアンス（すなわち、伸びて拡大する肺の能力）が駆動吸気圧のその後のパルスでより高いことを示す。例えば、患者は、駆動吸気圧のその後のパルスでより高い１回換気量を受けて、多くの肺胞ユニットがリクルートされることを示し、吸気圧に応答して吸気の間に拡大している。
【００４７】
いくつかの実施形態で、ＥＥＬＺは、一連のＰＥＥＰの第１ＰＥＥＰに関して決定される及び／または測定されることができ、ＥＥＬＺは、患者に適用される一連のＰＥＥＰの第２ＰＥＥＰに関して決定される及び／または測定されることができる。更に、ＥＥＬＺは、患者に適用される第３、第４、第５、第６、第７、第８または任意の数のその後のＰＥＥＰに関して決定される及び／または測定されることができる。
【００４８】
図５を参照すると、方法５００は、図５の行為５１５に示すように、一連の印加したＰＥＥＰの印加ＰＥＥＰの間のＥＥＬＺの変化を決定する（例えば、計算する）ことを更に含むことができる。例えば、行為５１５は、第１印加ＰＥＥＰとその後の第２印加ＰＥＥＰの間のＥＥＬＺの変化を決定する（例えば、第１ＥＥＬＺと第２ＥＥＬＩの間の差を計算する）ことを含むことができる。いくつかの実施形態で、ＥＥＬＺの変化は、一連の印加ＰＥＥＰの各ＰＥＥＰで作成されるＥＩＴ画像から決定されることができる（図５の行為５２０に関連して詳述される）。ＥＥＬＺの変化は、ＥＥＬＶの変化を表してもよい。例えば、いくつかの実施形態で、方法５００は、ＥＥＬＺの変化に基づいてＥＥＬＶの変化を決定することを更に含むことができる。
【００４９】
ある場合に、第１印加ＰＥＥＰ及び第２印加ＰＥＥＰは、互いに対して即座に連続的でもよい。例えば、第１印加ＰＥＥＰは、図６Ａ及び図６Ｂで示すように工程１で適用されることができ、第２印加ＰＥＥＰは、図６Ａ及び図６Ｂで示すように工程２で適用されることができる。他の実施形態にて、第１印加ＰＥＥＰ及び第２印加ＰＥＥＰは、ＰＥＥＰの少なくとも１つの他の適用によって分離されることができる。いくつかの実施形態で、第１印加ＰＥＥＰ及び第２印加ＰＥＥＰは、少なくとも実質上同じ量の印加圧力でもよい（例えば、図６Ａ及び図６Ｂの工程１及び工程７）。このような場合に、第１印加ＰＥＥＰ及び第２印加ＰＥＥＰは、第１印加ＰＥＥＰと第２印加ＰＥＥＰの間のＰＥＥＰの増加の少なくとも１つの適用を有することができる。
【００５０】
１つ以上の実施形態で、方法５００は、図５の行為５２０に示すように、印加した一連のＰＥＥＰの各印加ＰＥＥＰで患者の肺（例えば、肺の少なくとも１つの領域）の気道コンプライアンス（または、圧力容量関係）を決定することを更に含むことができる。いくつかの実施形態で、行為５２０は、一連の印加ＰＥＥＰの各印加ＰＥＥＰで、患者の肺の少なくとも一部のＥＩＴ画像を得ることを含むことができる。例えば、行為５２０は、図１〜図３に関連して上述の方法のいずれかを介してＥＩＴ画像を作成する（例えば、再生する）ことと、図１〜図４に関連して上述のＥＩＴシステムのいずれかを利用することと、を含むことができる。
【００５１】
いくつかの実施形態で、行為５２０は、画素レベルで画素上の患者の肺の気道コンプライアンスを測定することを含むことができる。例えば、行為５２０は、各生成されたＥＩＴ画像の各画素により示されるインピーダンスに少なくとも部分的に基づく、各生成されたＥＩＴ画像の各画素により示される気道コンプライアンスを決定することを含むことができる。
【００５２】
図５〜図６Ｂを一緒に参照すると、ＥＩＴプレチスモグラフは、時間に対してプロットされるＥＩＴ画像の所与の対象領域（または、ＥＩＴ画像全体）（フレーム）の中の、すべての画素の合計に由来する波形を含む。特に、ＥＩＴプレチスモグラフは、対象領域に入るまたはそれから出る空気量を表す（１回換気呼吸の振動（ΔＺＶＴ）と称される）。ＥＩＴプレチスモグラフの１回換気呼吸の振動（ΔＺＶＴ）は、コンピュータ断層撮影により推定される肺気量の変化に相関する。そのうえ、ＥＥＬＶの決定された変化（行為５１０及び行為５１５）は、生成されたＥＩＴ画像で示される呼気終末肺インピーダンス（ＥＥＬＺ）の変化に相関する。したがって、生成されたＥＩＴ画像は、例えば、位置変化、またはＰＥＥＰ調整及び／または変化によって生じる肺通気（ΔＥＥＬＺを介して）における変化を示す。
【００５３】
上述を考慮すると、ＥＩＴ画像は、画素によるインピーダンス画素の１回換気呼吸の変化の表示である。すなわち、ＥＩＴ画像は、画素単位のΔＺ（例えば、ΔＺＶＴ）のカラーマップを表す。したがって、ＥＩＴ画像に基づいて、所与のＰＥＥＰの所与の方向（例えば、腹側から背側方向）の換気分布を決定できる。更に、画素単位のΔＺに基づいて、各ＰＥＥＰ工程で、コンプライアンスは、肺（ΔＺ）に入る空気量、及びプラトー圧（Ｐｐｌａｔｅａｕ）と印加ＰＥＥＰ（例えば、肺の弾性圧）の違いから計算されることができる。例えば、プラトー圧（Ｐｐｌａｔｅａｕ）及び印加ＰＥＥＰが、ゼロフローで吸気及び呼気の肺胞圧と置換されることができるので、各ＥＩＴ画像画素のコンプライアンスを、
【００５４】
【数１】
2021513443.tif 000003
【００５５】
と推定することができる。
【００５６】
各画素の決定されたコンプライアンスに基づいて、所与のＥＩＴ画像の各画素の決定されたコンプライアンスの合計は、画像の全体のコンプライアンスを生じさせる（例えば、所与のＰＥＥＰで患者の肺全体のコンプライアンス）。同様に、ＥＩＴ画像の対象領域の中の各画素の決定されたコンプライアンスの合計は、対象領域の全体のコンプライアンスを生じさせる。
【００５７】
更に、方法５００は、図５の行為５２５に示すように、行為５２０で決定される気道コンプライアンス及び／または全体のコンプライアンスに基づいて、患者の肺のＥＥＬＺの変化を表す第１指数を計算することを含むことができる。例えば、行為５２５は、第１の所与の印加ＰＥＥＰの間に観察される第１気道コンプライアンス（圧力容量関係）に基づく、「予測を超える」または「予測を下回る」患者の肺の少なくとも１つの領域のＥＥＬＺの変化を表す、第１指数（例えば、値及び／または連続変数）を計算することを含むことができる。例えば、第１指数は、ＥＥＬＺの変化が、所与の肺胞圧のＥＥＬＺの予測した変化に対してどのくらい超えているかまたはどれくらいそれを下回っているかを少なくとも部分的に表してもよい。第１指数、ＥＥＬＺの変化、及びＥＥＬＺの変化を決定するための手順は、例えば図７〜図９に関連して以下に詳述されている。
【００５８】
そのうえ、方法５００は、行為５３０に示すように、気道コンプライアンス及び／または全体のコンプライアンスの変化（例えば、肺コンプライアンスの変化）を決定することを含むことができる。例えば、行為５３０は、患者の肺の気道コンプライアンスの変化を決定すること及び／または患者の肺の対象領域の気道コンプライアンスの変化を決定することを含むことができる。例えば、行為５３０は、第１印加ＰＥＥＰとその後の第２印加ＰＥＥＰの間の気道コンプライアンス（または画素コンプライアンス）の変化を決定することを含むことができる（例えば、第１の決定した気道コンプライアンスと第２の決定した気道コンプライアンスの間の差を計算する）。
【００５９】
更に、方法５００は、図５Ａの行為５３０ａに示すように、患者の肺（例えば、患者の肺の少なくとも１つの領域）の気道コンプライアンスの決定された変化を表す、第２指数（例えば、値）を計算することを含むことができる。そのうえ、行為５３０ａは、第１印加ＰＥＥＰとその後の第２印加ＰＥＥＰの圧力差に基づく及び弾性肺挙動を説明するアルゴリズムに基づく、「予測を超える」または「予測を下回る」第２指数を計算することを含むことができる（例えば、図７〜図１４に関連する下記の式のいずれか）。例えば、第２指数は、コンプライアンスの変化が、所与の肺胞圧のコンプライアンスの予測した変化に対してどのくらい下回っているかまたはどれくらいそれを超えているかを少なくとも部分的に表してもよい。第２指数、コンプライアンスの変化、及びコンプライアンスの変化を決定するための手順は、例えば図１０に関連して以下に詳述されている。
【００６０】
ある場合に、第１印加ＰＥＥＰ及び第２印加ＰＥＥＰは、互いに対して即座に連続的でもよい。例えば、第１印加ＰＥＥＰは、図６Ａ及び図６Ｂで示すように工程１で適用されることができ、第２印加ＰＥＥＰは、図６Ａ及び図６Ｂで示すように工程２で適用されることができる。他の実施形態にて、第１印加ＰＥＥＰ及び第２印加ＰＥＥＰは、ＰＥＥＰの少なくとも１つの他の適用によって分離されることができる。
【００６１】
更に、方法５００は、図５の行為５３５に示すように、一連のＰＥＥＰを適用すること（すなわち、ＰＥＥＰ治療）により、リクルートされる肺胞の量（例えば、肺の容量）を決定することを含むことができる。更に、図７〜図１５に関して詳述されるように、図５の行為５３５は、図５の行為５４０に示すように、ＥＥＬＺの決定された変化及びコンプライアンスの決定された変化を表す、第１ならびに第２指数（例えば、第１及び第２指数を構成する値及び／または連続変数）を正規化することと、図５の行為５４５に示すように、ＥＥＬＺの決定された変化、ならびにコンプライアンスならびにコンプライアンス及びＥＥＬＩの測定値の決定された変化を表す、第１指数ならびに第２指数に対して重要性を適用すること（例えば、重みを加えること）ことと、を含むことができる。第１指数及び第２指数に重要性を適用することは、図１５に関連して下で詳述する。いくつかの実施形態で、図５の行為５４０及び行為５４５は、行為５３５から独立していてもよい。更に、いくつかの実施形態で、行為５３５は任意でもよくて、すべての実施形態で必要とされなくてもよい。
【００６２】
図７は、決定された（例えば、計算した）肺胞圧力（ｘ軸）に対してプロットされる、ＥＩＴプレチスモグラフ（例えば、図６Ｂのプレチスモグラフ）から決定される患者の肺気量（ｙ軸）のグラフを示す。図５及び図７を一緒に参照すると、各分割線は、印加ＰＥＥＰの各工程の呼気終末の瞬間及び吸気終末の瞬間を表す位置を接続して（例えば、その間に伸長して）、ならびに所与の印加ＰＥＥＰで、呼気終末圧力容量を吸気終末圧力容量に連結する患者の肺の気道コンプライアンス（ΔＶ／ΔＰ）を表す。図７の例の一例の印加ＰＥＥＰは、図６Ｂに対応する。実線７０１（工程０に対応する）は、２０ｃｍＨ２Ｏの吸気肺胞圧によるＰＥＥＰ＝１０ｃｍＨ２Ｏの瞬間を表す。破線７０２は、高圧への実線７０１の外挿を表す。破線７０２は、例えば、線形外挿法、下に凹を有する指数関数外挿法などを介して外挿されてもよい。破線７０２は、所与の肺胞圧の予測された肺気量を表す。矢印７０３は、肺胞リクルートメントによって生じる肺の中の「予測を超える」ＥＥＬＶ（及び、その結果のＥＥＬＺ）増加を表す。更に、同じ印加ＰＥＥＰの工程の間（例えば、工程１と工程７、それは１５ｃｍＨ２０の同じＰＥＥＰを有する）の垂直距離（矢印７０３により示される）は、この対応する圧力で肺リクルートした容量（容量増加）と比例している。いくつかの実施形態で、図７で示すような追加のプロット及び／または曲線は、患者の肺の少なくとも１つの対象領域に関して（例えば、肺のちょうど１つの対象領域に関して）、または個々に所与の印加ＰＥＥＰについて作成したＥＩＴ画像の各画素に関してプロットされることができ、ここで、ｙ軸は対象領域または画素の容量変化である。図７にて、ｙ軸の起点はゼロであり、第１ＰＥＥＰ工程の所与の個人の機械的残気量を表す。
【００６３】
いくつかの実施形態で、患者の肺の容量は、従来の較正方法を介してＥＩＴ画像の捕捉したＥＩＴ信号をミリメートルの容量に変換することによって決定されることができる。
【００６４】
しかし、更に図５及び図７を一緒に参照すると、患者の肺のリクルートした容量を決定する従来の方法とは異なり、本明細書に記載のシステム及び方法は、同程度の数の肺胞が印加ＰＥＥＰの量に応じて異なる垂直距離によって表される（例えば、容量の差）ことができる出来事を説明する。例えば、同じ数のリクルートした肺胞は、比較的高い印加ＰＥＥＰで比較的大きい垂直距離（例えば、印加ＰＥＥＰの間の容量の変化）によって、及び比較的低い印加ＰＥＥＰの比較的小さい垂直距離（例えば、印加ＰＥＥＰの間の容量の変化）により示されることができる。例えば、第１ＰＥＥＰＡで及び第２ＰＥＥＰＢで多くのリクルートした肺胞のグラフを示す図８を参照すると、ＰＥＥＰＢがＰＥＥＰＡより大きいので、垂直距離（例えば、印加ＰＥＥＰの間の容量増加）はＰＥＥＰＢで大きい。特に、図８は、すべての肺胞（例えば、ユニット）が膨張の開始時にすでにリクルートされるとき、シミュレーションした肺膨張を表す、指数圧力容量曲線を示す。単純化のために、表した肺は２つのユニットだけを含む。破線８０１は、１つの肺ユニットが肺膨張を開始した後にリクルートされた事例を表し、実線８０２は、２つの肺ユニットが肺膨張を開始した後にリクルートされた事例を表す。陰影のついた領域８０５は、ＰＥＥＰＡ（約１０ｃｍＨ２Ｏ）による第１工程及びＰＥＥＰＢ（約２０ｃｍＨ２Ｏ）による第２工程の間の、肺胞圧の１回換気呼吸の振動を表す。
【００６５】
特定のＰＥＥＰ工程で気道コンプライアンスを計算するために、陰影のついた領域の中の指数関数の部分の傾きを測定する。矢印８０３は、リクルートした１つのユニットで膨張を開始して、続いてリクルートした別のユニットを有する患者の「予測を超えた」容量増加を表す。リクルートメントが生じないとき、「予測した容量」は、高圧で指数曲線により予測される容量であり（次のＰＥＥＰ工程）、それは、ＰＥＥＰ工程が十分に近いときに気道コンプライアンスの同じ傾きの線によって近似され得る。図８に示すように、容量増加は高圧で大きく、その後、本開示の実施形態のうちの１つに従って計算できる（及び、それを説明できる）関係が続く。特に、方法５００は、例えば、印加ＰＥＥＰを一次関数または指数関数に合わせることによって、ＰＥＥＰの値を調整することを含むことができる。例えば、方法５００は、印加ＰＥＥＰを、
【００６６】
【数２】
2021513443.tif 000004
【００６７】
の関数に合わせることを含むことができ、ここで、Ｖｏｌｕｍｅｇａｉｎは、ＰＥＥＰ＝Ｂで観察される容量増加を表し（例えば、工程１と工程７の間で）、ＦＶＣ（ｐｒｅｄｉｃｔｅｄ）は、患者の個々の人体計測値（例えば、性別、身長、体重及び人種）を考慮した後に従来の肺機能試験の式及び方法を介して得られた予測した努力肺活量を表し、Ｋは、本明細書の図８〜図１０に関連して記載される定数であり、膨張の間、肺及び胸壁の特定の過剰な弾性挙動を定義する。Ｋ値は、漸減ＰＥＥＰ工程の間、固定できる（例えば０．０６）、または同じ個人について測定することができる。
【００６８】
そのうえ、図５の方法５００（例えば、行為５３５）は、患者の肺の決定されたリクルートメント量を、リクルートした肺質量及び／またはユニットの割合に変換することを含むことができる。特に、方法５００は、ＰＥＥＰ＝Ｂを適用する各工程について、ＣＰ（画素コンプライアンス）の加重合計を推定することによって、同じＰＥＥＰを適用している工程の間の気道コンプライアンスの変化を決定することを含むことができる。ＣＰの加重合計を推定することにて、ＣＺＥＥＰ（ＺＥＥＰの気道コンプライアンス）が、患者のサイズの機能であると推定され、それは、下の式
【００６９】
【数３】
2021513443.tif 000005
【００７０】
による、予測された努力肺活量に関連する場合があり、ここで、ＣＢは、ＰＥＥＰ＝Ｂで、比較的少ない１回換気呼吸量（例えば、最小の可能性がある１回換気呼吸量）を使用して測定する、気道コンプライアンス（呼吸器系の）を表し、ＣＺＥＥＰは、ゼロ呼気終末気道内圧（ＺＥＥＰ）で、比較的少ない１回換気呼吸量（例えば、最小の１回換気呼吸量）を使用して測定する、気道コンプライアンス（呼吸器系の）を表し、Ｋは、本明細書の図８〜図１０に関連して本明細書に記載される定数であり、膨張の間、肺及び胸壁の特定の過剰な弾性挙動を定義する。Ｋ値は、漸減ＰＥＥＰ工程の間、固定できる（例えば０．０６）、または同じ個人について測定することができる。
【００７１】
ＣＺＥＥＰ更に、任意のＰＥＥＰレベル＝Ａで、気道コンプライアンス（ＣＡ）を計量することによって、ＰＥＥＰ＝Ｂで予想される気道コンプライアンスＣＢは、下で示される式
【００７２】
【数４】
2021513443.tif 000006
【００７３】
を使用して予測可能であり、それは上記の式３及び／または式４から得られる。
【００７４】
図９は、印加ＰＥＥＰに対してプロットされる、肺の容量を含むシミュレーションした肺膨張のグラフを示す。図９は、破線の膨張線９０１及び実線の膨張線９０２を表す式を更に含み、ここで、Ｖは、特定の肺胞圧ｐとしての肺気量を表し、Ｖｍａｘは、無限の肺胞圧での漸近最大肺気量を表し、Ｋ値は、膨張の間、肺及び胸壁の過剰な弾性挙動を定義する定数である。膨張の線形モデルとは異なり、肺及び胸部の弾性は、示した指数関数及びＫ値に従い、高圧で低減する。示した指数関数は、Ｋｎｕｄｓｏｎ  ＲＪ，Ｋａｌｔｅｎｂｏｒｎ  ＷＴ．Ｅｖａｌｕａｔｉｏｎ  ｏｆ  ｌｕｎｇ  ｅｌａｓｔｉｃ  ｒｅｃｏｉｌ  ｂｙ  ｅｘｐｏｎｅｎｔｉａｌ  ｃｕｒｖｅ  ａｎａｌｙｓｉｓ．Ｒｅｓｐｉｒ  Ｐｈｙｓｉｏｌ．１９８１Ｏｃｔ；４６（１）：２９−４２に示すように、ヒトの生理的研究で確認されており、その開示はその全体が参照により本明細書に組み込まれる。しかし、図９の指数関数は、肺プラス胸壁の挙動を一緒に表すように調整される。そのうえ、グラフの起点の肺気量は、ゼロ−ＰＥＥＰの機械的残気量（ＦＲＣ）であるとみなされる。
【００７５】
グラフの起点が肺の残気量であるとみなされるとき、Ｖｍａｘが総肺気量（「ＴＬＣ」）にまたは肺活量（「ＦＶＣ」）に近似されることができるので、図５〜図９に関連する上述の方法は、従来の方法より優れている利点を提供する。当技術分野で周知のように、ＦＶＣは、ヒト個体群から得られて、患者からの人体計測情報（例えば、年齢、身長、性別、体重及び／または人種）を使用する、従来の式を介して予測することができる。したがって、患者の予測ＦＶＣを知ることによって、ＦＶＣが、一連のＰＥＥＰ工程の間、観察した「予測を超える」容量増加と比較することができる。観察した容量増加を無限の肺胞圧に外挿した（同じ指数関数を使用して）後に、方法５００は、この漸近容量増加と漸近Ｖｍａｘの間の比率を計算することを含むことができ、それは、ＰＥＥＰＡからＰＥＥＰＢまでリクルートした肺ユニットの割合を表す。
【００７６】
図１０は、図８及び図９に関連して表され記載されているように、２つのユニットだけによる同じシミュレーションされた肺モデルを利用する、印加ＰＥＥＰに対してプロットされる計算した肺コンプライアンスのグラフを示す。図１０で、気道コンプライアンスは、図８及び図９に関連して、上述の肺及び胸壁膨張を説明している指数関数の導関数を表す。上述に対して、一定の圧力（ＰＥＥＰ）のコンプライアンスは、以下の式
【００７７】
【数５】
2021513443.tif 000007
【００７８】
に従って計算することができ、ここで、ＣＢは、ＰＥＥＰ＝Ｂで、比較的少ない１回換気呼吸量（例えば、最小の可能性がある１回換気呼吸量）を使用して測定する、気道コンプライアンス（呼吸器系の）を表し、ＣＺＥＥＰは、ゼロ呼気終末気道内圧（ＺＥＥＰ）で、比較的少ない１回換気呼吸量（例えば、最小の可能性がある１回換気呼吸量）を使用して測定する、気道コンプライアンス（呼吸器系の）を表し、Ｋは、図８〜図１０に関連して本明細書に記載される定数であり、膨張の間、肺及び胸壁の特定の過剰な弾性挙動を定義する。Ｋ値は、漸減ＰＥＥＰ工程の間、固定できる（例えば０．０６）、または同じ個人について測定することができる。
【００７９】
図１０に関して記載されている方法は、従来の方法より優れている。それは、定数Ｋが決定され、ＰＥＥＰ＝０でコンプライアンスＣＺＥＥＰが測定された後、コンプライアンスの観察された変化が「予想を超える」（すなわち、予測コンプライアンスを超える）かまたは「予測を下回る」（すなわち、予測コンプライアンスを下回る）かについての判定を可能にする、他の任意の圧力の予想コンプライアンスが予測され得るからである。そのうえ、気道コンプライアンスの減少は、ＰＥＥＰの増加から予想されなければならない。しかし、コンプライアンスの確定した変化が「予想を超える」（すなわち、減少が予想に満たない）場合、コンプライアンスの変化は肺リクルートメントを示す。反対に、コンプライアンスの確定した変化が「予想を下回る」場合、コンプライアンスの変化は非リクルートメントを示す。
【００８０】
更に、任意のＰＥＥＰレベル＝Ａで、気道コンプライアンス（ＣＡ）を測定することによって、ＰＥＥＰ＝Ｂでの予想気道コンプライアンスＣＢは、下の式
【００８１】
【数６】
2021513443.tif 000008
【００８２】
を使用して予測可能であり、それは上述の式から得られる。
【００８３】
更に、上述の指数関係を考慮すると、予測ＦＶＣは、以下の式
【００８４】
【数７】
2021513443.tif 000009
【００８５】
によれば、ＺＥＥＰでの予測気道コンプライアンスに関連し、ＦＶＣｐｒｅｄｉｃｔｅｄは、予測努力肺活量であり、ＣＺＥＥＰは、ＰＥＥＰ＝０のときの予測気道コンプライアンスであり、Ｋは、図８〜図１０に関連して本明細書に記載される定数であり、膨張の間、肺及び胸壁の特定の過剰な弾性挙動を定義する。Ｋ値は、漸減ＰＥＥＰ工程の間、固定できる（例えば０．０６）、または同じ個人について測定することができる。
【００８６】
上述の式を利用して、コンプライアンス（例えば、観察されたコンプライアンス）は、特定のＰＥＥＰで測定されることができ、ＰＥＥＰ＝０で予測されることができ、ＦＶＣに関連した従来の方程式を利用してゼロＰＥＥＰ（ＣＺＥＥＰ）で予測されたコンプライアンスに関連することができる。
【００８７】
更に図５、図９及び図１０を一緒に参照すると、通常の通気した柔組織（比較的多数の肺胞）が、図９で示した式による指数的膨張に従うと推定することにより、因数Ｋを得ることができる。更に、図９に示す式により表される曲線に沿って、両方の曲線に沿った第１ＰＥＥＰ（例えば、１０ｃｍＨ２Ｏ）及び両方の曲線に沿った第２ＰＥＥＰ（例えば、２０ｃｍＨ２Ｏ）を与えられるとすると、第２ＰＥＥＰでの第１曲線のコンプライアンスで割った、第１ＰＥＥＰでの第１曲線のコンプライアンスが、第２ＰＥＥＰでの第２曲線のコンプライアンスで割った、第１ＰＥＥＰでの第２曲線のコンプライアンスに常に等しい（例えば、第１曲線のＣ１０／Ｃ２０は、第２曲線のＣ１０／Ｃ２０に等しい）と推定される。
【００８８】
以上のことから、正常に通気された柔組織の肺コンプライアンスは、図１０に示す式に従ってＰＥＥＰレベルを増加させると共に、指数的低減に従うように示されることができる。更に、ＣＰ＝ＣＺＥＥＰ＊ｅ−ｋｐは、図１０で不変性であることを示す。そのうえ、因子Ｋは、開放すると、柔組織が、図９及び図１０で示す式に従うと仮定することによって得られる。更に、虚脱した肺組織は、指数的膨張から除外されるいくつかの肺単位を表す。虚脱肺組織は閉じるままであり、潜在的Ｖｍａｘの減少を引き起こす（図９）。例えば、肺のユニットの半分が４０ｃｍＨ２ＯのＰＥＥＰで閉じる場合、肺膨張は、Ｖ＝Ｖｍａｘ／２＊（１−ｅ−ｋｐ）として予測されることができる。
【００８９】
図１１は、各コンパートメントが単純なモデル（例えば、図８〜図１０に関連する上述のモデル）のように挙動する、複数のコンパートメントを有する肺をモデル化すると共に、肺膨張の間、シミュレーションした圧力容量関係を示す。しかし、図１１に示すシミュレーションした圧力容量関係は、気道内圧がゼロであるときに起点で閉じているユニット（例えば、すべてのユニット）に基づく。図１１に示すように、各コンパートメントが指数的膨張に従う場合であっても（リクルートされると）、各ユニットのリクルートメントが、図８の矢印８０３で示されるように連続的かつ小さい「容量増加」をもたらすので、異なる気道内圧の肺ユニットの連続的リクルートメントは、全部の肺膨張についてＳ字形圧力容量関係を生じる（濃い太線）。したがって、通常、Ｓ字形圧力容量関係を示す肺の患者においてでさえ、容量を計算するために本明細書に記載されているモデル及び式は、正確なままである。本開示に記載の操作を実行するとき、ＰＥＥＰＡの間の気道コンプライアンスは、セグメント１１０１の傾きで表されることができて、ＰＥＥＰＢの間の気道コンプライアンスはセグメント１１０２の傾きで表される。そのうえ、リクルートメントが発生しなかった場合、セグメント１１０２の傾きはＰＥＥＰＢでの予測コンプライアンスを表す。示すように、セグメント１１０２の理論的な傾き（予測したもの）と比較して、セグメント１１０３の急な傾きは、新しい肺ユニットの比較的大きな量のリクルートメントがあったことを示す。
【００９０】
図１２は、患者の肺の非リクルートメントの発生の可能性または頻度を定義する機能を示す。この例において、閾値の開放圧力が設定されて、肺全体で４０ｃｍＨ２Ｏとして単純化される。例えば、プラトー圧が４０ｃｍＨ２Ｏに達しない場合、１回換気呼吸のリクルートメントはない。上述の簡略化したものは、低い１回換気呼吸容量に適用するとき、正確なままである。特に、図１２は、図１１に示すＳ字形曲線の導関数を数学的に表す。
【００９１】
図１１のＳ字形曲線は、指数曲線の構成を表し、ここで、印加ＰＥＥＰが、柔組織の閾値閉鎖圧力を超えるとき、肺サイズは徐々に大きくなる（すなわち、上の指数曲線へ徐々に移動する（例えば、飛ぶ））。更に、図１１のＳ字形曲線は、４０ｃｍＨ２Ｏを超えたリクルートメント手技が生じた後、現在の印加ＰＥＥＰが適用されると仮定する。超低圧（約０）または超高圧（約２０ｃｍＨ２Ｏ、ただしピークの可能性は１０ｃｍＨ２Ｏで生じる）での非リクルートメントの低い可能性によって、１０ｃｍＨ２Ｏで最大勾配を有する非リクルートメント曲線のＳ状形状が生じる。１０ｃｍＨ２Ｏの最大勾配は、比較的大きな非リクルートメントがこの１０ｃｍＨ２Ｏ周辺で予想されることを示す。
【００９２】
図５〜図１２を参照すると参照すると、印加ＰＥＥＰがリクルートメント手技の前後で同じ値に保たれる場合、コンプライアンスの１％の増大（すなわち、予測値の１％）が、通気した肺組織（例えば、リクルートした肺の容量）の質量％で増加と比例していることを、上述は証明する。更に、上述は、換気した肺の質量％が、換気した肺ユニットの％数と比例しており、換気した肺単位の％数が呼吸器系のコンプライアンスと比例していることを示す。
【００９３】
いくつかの実施形態で、一連のＰＥＥＰを患者の肺に適用することによりリクルートされる質量％または多くのユニットは、図５〜図１２に関連する上述の式で決定される。更に、いくつかの実施形態で、第１及び第２指数は、図５〜図１２に関連する上述の式を介して、少なくとも部分的に決定されることができる。例えば、呼気終末肺気量の変化及び気道コンプライアンス（例えば、第１及び第２指数）の変化に基づく、上述の計算は、一連のＰＥＥＰの適用の間、肺の特定の割合がリクルートされたことを示すことができる。例えば、リクルートした割合は、０と５％、５％と１０％、１０％と２０％の間、または２０％以上であり得る。
【００９４】
リクルートした割合は、虚脱した肺柔組織が、比較的低い閾値の開放圧力を提示しているかを示す。例えば、リクルートした割合は、虚脱した肺柔組織が５０ｃｍＨ２Ｏ未満の閾値の開放圧力を提示することを示すことができる。５０ｃｍＨ２Ｏ未満の閾値の開放圧力を有することは、リクルートメント手技の後の利点（例えば、駆動圧、肺シャント及び死腔の比較的大きな減少）と比較したとき、リクルートメント手技の代価（例えば、血行動態障害及び気圧損傷の危険度）が比較的低いことを示唆する。
【００９５】
上述のように、いくつかの実施形態で、行為５３５は、図５の行為５４５に示すように、ＥＥＬＺの決定された変化、ならびにコンプライアンスならびにコンプライアンス及びＥＥＬＩの測定値の決定された変化を表す値（第１及び第２指数）に対して重要性を適用することを含むことができる。第１指数及び第２指数に重要性を適用することは、図１５に関連して下で詳述する。
【００９６】
方法５００は、図５の行為５５０で示すように、正規化及び／または重みをつけた第１及び第２指数に基づいて、患者の潜在的肺リクルートメント値を決定することを更に含むことができる。更に、行為５５０は、閾値を決定して、閾値に基づく非応答者（例えば、リクルートメント手技に良好に応答しない個人）のうちの応答者（例えば、リクルートメント手技に応答する個人）として患者を分類することを含むことができる。図１３及び図１４は、図５に関連して参照されて、潜在的肺リクルートメント値を決定する手順及び方法を記載する。図１３及び図１４は、２人の異なる個人、通常の肺及びＰＥＥＰ＝１０ｃｍＨ２Ｏ、ならびに非常に小さなリクルートメント可能な肺組織（すなわち、手技を始めるとき、肺虚脱はない）を有する第１個人と、肺損傷を有し、リクルートメントの比較的大きな可能性を有する第２個人との比較を表すグラフを示す。グラフは、図７に関連する上述の方法の少なくとも一部を利用して決定された。
【００９７】
図１３及び図１４の上の図で、ＰＥＥＰ工程の操作の間の圧力容量関係が表され、ここで、肺気量は、作成したＥＩＴプレチスモグラム（例えば、図６Ａ及び図６Ｂに関連する上述のＥＩＴプレチスモグラム）から計算される。容量は、計算した肺胞圧に対してプロットされる。各線は、印加ＰＥＥＰの各工程の呼気終末の瞬間と吸気終末の瞬間を表す位置を接続して（例えば、その間に伸長して）、及び所与の印加ＰＥＥＰで、呼気終末圧力容量を吸気終末圧力容量に連結する患者の肺の気道コンプライアンス（ΔＶ／ΔＰ）を表す。一連のＰＥＥＰ工程は、ＰＥＥＰＡ＝１２ｃｍＨ２Ｏ〜ＰＥＥＰＢ＝４０ｃｍＨ２Ｏの範囲の異なるセグメントで表される。各セグメントの傾きは、各ＰＥＥＰ工程での気道コンプライアンスを表す。セグメントは、図１３の最小限の垂直変位（すなわち、指数的肺膨張による、「予想を超える」容量増加がない）を示すが、セグメントは図１４に大きな垂直変位を示す。
【００９８】
そのうえ、セグメントの傾きは、図１３の圧力を増加させながら著しく低下するが、傾きは、図１４で互いに類似している。上述は、第１ケースで、傾きが指数的減衰に従って低下するが、第２ケースの高圧力で、傾きが「予測を超えた」ままだったことを示す。したがって、肺リクルートメントの第１指数及び第２指数は整合がとれており、それは、図１３の非応答者及び図１４の応答者を示す。図１３及び図１４のそれぞれの下の図は、ＰＥＥＰ工程の間の本開示の１つ以上の実施形態による、肺リクルートメントの指数の変化を示す（ｘ軸に示される）。水平の実線は、１００％として割り当てられる、患者からの身体計測データによる予測ＦＶＣを表す。
【００９９】
更に図１３及び図１４を参照すると、各新規なＰＥＥＰレベルで、「予測を超える」容量増加（例えば、第１指数）が計算され（上の階段状線１３０２ａ、１３０２ｂ）、及び連続ＰＥＥＰの後、この容量増加がＦＶＣに接近する場合、指数は１００％に達する。同時に、気道コンプライアンス（観察した）（例えば、第２指数）（下の階段状線１３０３ａ、１３０３ｂ）は、ＥＩＴを介して得られたデータを利用して各ＰＥＥＰで決定されて、そうして、ＺＥＥＰで「予測コンプライアンス」に関連し、それは本明細書に記載の実施形態による予測ＦＶＣに由来する。指数が１００％に達するとき、それは、所与のＰＥＥＰ工程で、肺が、同じ人体計測的値を有する通常の肺の患者で観察され及び同じＰＥＥＰレベルの影響下になければならない、同じ気道コンプライアンスを証明することを示す。そのうえ、階段の下方の濃い部分１３０４ａ、１３０４ｂは、本開示の１つ以上の実施形態による、２つの指数（例えば、第１指数及び第２指数）の加重合計を表す。手技の最初及び最後の工程で見つかる割合を、右上の数字で示す。加重合計は、２つ（または、それ以上）の指数の計算の間に生じ得る測定誤差を最小化するために利用される。
【０１００】
図５〜図１４を一緒に参照すると、患者の肺の決定したリクルートされた割合は、個人で予想され得る生理学的用量反応挙動（図１３で表される）のレベルを示す。特に、肺リクルートメントへの比較的良好な可能性を有する個人に関して、低レベルのＰＥＥＰ（すなわち、最大限の肺リクルートメントを成し遂げるために利用される圧力より低い圧力）で、肺の計測可能な量は、一連のＰＥＥＰを適用することによりリクルートされる。あるいは、肺リクルートメントへの比較的不良な可能性を有する個人に関して、低レベルのＰＥＥＰで、一連のＰＥＥＰを適用することによりリクルートされる、肺の計測可能な量はほとんど何もない。
【０１０１】
決定した指数（例えば、第１指数及び第２指数）が連続変数であり得るので、及び決定した指数の加重合計及び／または平均（図１５に関連して以下で詳述される）により、２つの分類１）応答者及び２）非応答者の閾値は、少なくとも以下の実施形態を含むことができる。
【０１０２】
いくつかの実施形態は、閾値の複数のレベルが、その感度及び特異性に基づく閾値の２つの結果ならびにそれに伴う動作を使用して試験される、受信者操作特性曲線（「ＲＯＣ」）に基づいて閾値を決定することを含む。例えば、陽性結果（応答者を示す）は、ａ）１００以上の酸素化の増加（吸気ガスで使用される酸素分画によって分けられる、Ｐ／Ｆ比率、または血液中で測定した酸素分圧により表される）、ｂ）患者の生存、ｃ）胸郭のＸ線撮影での両側の改善、またはｄ）２５％以上の肺コンプライアンスの改善、であり得る。いくつかの実施形態では、閾値は、組み合わせた指数（彼／彼女の人体計測特性に基づく患者の予測される最大値に関連する）の少なくとも２０％の増加（パーセントポイント）を含むことができる。
【０１０３】
１つ以上の実施形態は、５ｃｍＨ２Ｏ以上だけ患者の駆動吸気圧を低減させるために必要なリクルートメントの量を計算した後に、患者の最初のデータに基づいて閾値を決定することを含む。例えば、閾値は、３ｃｍＨ２Ｏの駆動圧の有望な低減に基づくことができる。例えば、閾値は、以下の式
【０１０４】
【数８】
2021513443.tif 000010
【０１０５】
を介して決定されることができ、ΔΔＰは、意図した減少駆動吸気圧（例えば、５ｃｍＨ２Ｏ）であり、ＣＢは、ＲＡＭ処理（工程０）の開始時に観察されるコンプライアンスであり、ＶＴは、リクルートメントの後で使用される１回換気呼吸量（例えば、６ｍＬ／ｋｇ）であり、ＣＰＲＥＤは、ヒト集団の身体計測データ及び公開された式からのＦＶＣを決定した後、上述の方法を介して得られたベースライン（または、リクルートメントの後）で使用される、ＰＥＥＰによる通常の肺の予測コンプライアンスである。非限定的な例として、一般的なＡＲＤＳ患者において、観察されたＣＢ＝２０ｍＬ／ｃｍＨ２Ｏ、ＶＴ＝４００ｍｌ、ベースラインＰＥＥＰ＝１０ｃｍＨ２Ｏ、ＣＰＲＥＤ＝５４ｍＬ／ｃｍＨ２Ｏ、及び駆動圧の標的低減５ｃｍＨ２Ｏである場合、非応答者から応答者を分離する閾値（例えば、リクルートメント可能性指数の閾値）は１２％である。上述は、ＲＡＭの間である場合、１２％を超える増加が、組み合わせた指数（リクルートメント可能性指数（すなわち、第１及び第２指数の加重合計））で観察され、患者は、患者の駆動圧を５ｃｍＨ２Ｏだけ減らす、比較的良好な可能性を有する応答者と考えられる。
【０１０６】
いくつかの実施形態で、行為５５０は、ＡＲＭの間に効果的にリクルートされ得る、患者の肺の対象領域部分（例えば、肺の一部だけ）の潜在的リクルートメント値を決定することを含むことができる。例えば、そこから導き出せるＥＩＴシステム及びコンプライアンス値を利用して、潜在的リクルートメント値は、対象領域（例えば、肺の一部だけ）について決定されることができる。いくつかの実施形態で、対象領域は、患者の体軸面または患者の矢状面であり得る。
【０１０７】
図１５は、同時に収集した３人の患者のＥＩＴ画像を示し、第１指数を画像の左列で表し、第２指数を画像の右列で表す。患者の肺リクルートメント値を決定する際に、２つ以上指数を利用することは、有利である。例えば、２つ以上指数を利用することは、指数が独立した測定値から生じると仮定している実験誤差を減少させる。その結果、種々の指数の中の処理を平均化することにより、いかなる誤差も弱まる。そのうえ、１つの指数が、いくつかのまたはすべての肺胞ユニット（例えば、背側の肺領域に位置する従属するユニット）のリクルートメント可能性を良好に表し、別の指数が、他の肺胞ユニット（例えば、腹側の肺領域に位置する独立ユニット）のリクルートメント可能性を良好に表す、という可能性がある。本開示で示されるように、第１指数は、ポップオープンした肺胞ユニットの容量増加（すなわち、上述の圧力容量プロットの垂直変位）に関連することができ、前肺領域の中のリクルートメントにより影響を受けやすい場合があり、第２指数は、複数のＰＥＥＰ工程の間の画素−気道コンプライアンス及び画素−気道コンプライアンス変化に関連することができ、後肺領域のリクルートメントにより影響を受けやすい場合がある。
【０１０８】
更に図１５を参照すると、明るい陰影で示される領域（すなわち、大きなリクルートメント）は、右列と比較して上方へ位置が移動する。図１５の画像は、第２指数が、肺の背側ゾーンのリクルートメントを良好に表すことを示す。その結果、第１指数及び第２指数の構成（例えば、組み合わせ）は、従来の方法と比較して、リクルートメントのより正確な検出（例えば、高感度）を提供する。
【０１０９】
図５に関連して上述のとおり、いくつかの実施形態で、行為５５０は、第１指数及び第２指数のそれぞれに相対的な重みを割り当てることを含むことができる。いくつかの実施形態では、相対的な重みは、特定の患者集団全体で固定できる、または個別に推定されることができる。上述のように、相対的な重みは、高いＰＥＥＰレベルで、肺気量の増加がコンプライアンスの増加と比較して不均衡に高い、周知の現象を補正するのに役立つ。
【０１１０】
１つ以上の実施形態で、第１指数及び第２指数が互いと関連して利用されて、誤差を低下させるときに、第１指数及び第２指数のそれぞれは、バランスのとれた重み（例えば、それぞれ５０％）を割り当てられることができる。追加の実施形態で、第１及び第２指数の重要性は、第１及び第２の指数を決定する際に利用した測定値の信頼性に従って割り当てられることができる。例えば、第１及び第２指数の重要性は、対応する指数の変動係数に対して逆であり得る。更なる実施形態で、第１及び第２指数の重要性は、ＥＩＴ画像の画素全体のプログレッシブバランスとして割り当てられることができ、ここで、背側領域にある画素は第２指数について高い重要性を有し（例えば、７５％）、腹側領域の画素は第１指数について高い重要性を有する（例えば、７５％）。上述の記載で、第１及び第２指数の重みは、画素の空間的位置に基づいて各画素に割り当てられることができる。
【０１１１】
図１〜図１５を一緒に参照すると、本明細書に記載のシステム及び方法は、患者の肺のリクルートメントの可能性を決定する、従来のシステム及び方法より優れている利点を提供できる。例えば、ＥＩＴ画像により提供される少なくともデータにより、本開示のシステム及び方法は、一連のＰＥＥＰを適用した場合、患者の肺のリクルートした割合を決定するときに、すでに通気された肺の伸展と前に虚脱したものの実際のリクルートメントの間を更に正確に区別できる。その結果、本開示のシステム及び方法は、従来のシステム及び方法と比較して潜在的肺リクルートメント値のより正確な定量化を提供できる。そのうえ、従来のシステム及び方法とは異なり、本開示のシステム及び方法は、ＥＩＴを介して、ガス監視センサーを利用する肺メカニクスにより、またはそれらの任意の組み合わせにより実施され得る。更に、本開示のシステム及び方法は、一連の異なるＰＥＥＰレベルの適用を越えて、任意の追加の必要な手技の範囲内の１回換気呼吸の間、実施されることができる。
【０１１２】
更に、従来のシステム及び方法とは異なり、本開示のシステム及び方法は、潜在的肺リクルートメント値を決定するのを補助する、ＥＩＴ画像の画素レベルでの情報を利用する。特に、本開示のシステム及び方法は、画素位置（例えば、画素により示される肺の中の位置）、画像の間の画素通気の変化、及び一連の異なるＰＥＥＰレベルの適用の間の画素コンプライアンスの変化を利用する。その結果、本開示のシステム及び方法は、潜在的肺リクルートメント値のより正確な定量化を提供できる。特に、本開示のシステム及び方法は、リクルートメントが達成可能である患者の肺の中の位置を表す、ＥＩＴ−断面画像またはＥＩＴ−３Ｄ画像の中の空間的位置を提供できる。そのうえ、本開示のシステム及び方法は、画素レベルで、リクルートメントの可能性を推定できる。
【０１１３】
更に、本開示のシステム及び方法がＥＩＴを利用するので、システム及び方法のうちの少なくとも一部は、ベッドサイドに実装され、連続的に使用され、リアルタイムかつ非侵襲的に実装されることができる。更に、コンピュータ断層撮影とは異なり、ＥＩＴは、放射線の使用を必要としない。そのうえ、肺メカニクスとは異なり、ＥＩＴは、ＥＥＬＶの変化の局所情報及び評価を提供する。
【０１１４】
本開示の１つ以上の実施形態は、電気インピーダンス断層撮影（ＥＩＴ）システムを使用して、患者の潜在的肺リクルートメント値を決定する方法を含むことができる。前記方法は、患者の肺に第１呼気終末陽圧を印加することと、第１呼気終末陽圧で、患者の肺の領域で第１呼気終末肺気量を表す、肺の前記少なくとも１つの領域の第１呼気終末肺インピーダンスを測定することと、患者の肺に第２呼気終末陽圧を印加することと、第２呼気終末陽圧で、患者の肺の領域で第２呼気終末肺気量を表す、肺の前記少なくとも１つの領域の第２呼気終末肺インピーダンスを測定することと、第１呼気終末陽圧と第２呼気終末陽圧の間の、肺の領域の呼気終末肺気量の変化を表す、肺の前記少なくとも１つの領域の呼気終末肺インピーダンスの変化を決定することと、第１呼気終末陽圧で得た、患者のＥＩＴ画像の対応する領域からの患者の肺の少なくとも１つの領域の第１気道コンプライアンス（または、圧力容量関係）を決定することと、第１呼気終末陽圧の間に観察された前記第１気道コンプライアンス（圧力容量関係）に基づく、「予測を超える」または「予測を下回る」肺の少なくとも１つの領域の呼気終末肺インピーダンスの変化を表す、指数を計算することと、第２呼気終末陽圧の１回換気呼吸の間に得た、患者のＥＩＴ画像の対応する領域からの患者の肺の少なくとも１つの領域の第２気道コンプライアンス（または、圧力容量関係）を決定することと、少なくとも２つの呼気終末陽圧の間の圧力差に基づく、及び弾性挙動を説明する式に基づく、「予測を超える」または「予測を下回る」肺の少なくとも１つの領域の肺コンプライアンスの変化を表す、指数を計算することと、ヒト集団試験から及び／または患者の人体計測値から得た肺活量、総肺気量、残気量または最大吸気量のような予測した肺気量によって、指数を正規化することと、指数、ならびにコンプライアンス及び呼気終末肺インピーダンスの測定値に重みを割り当てて、患者の肺の少なくとも１つの領域の肺リクルートメントの可能性を決定することと、患者を応答者または非応答者として分類することと、を含むことができる。
【０１１５】
本開示の実施形態は、以下の実施形態を更に含む。
【０１１６】
実施形態１。患者の潜在的肺リクルートメント値を決定する方法であって、前記方法が、第１呼気終末陽圧を印加する間、肺の少なくとも１つの領域の第１呼気終末肺インピーダンスを測定することと、第２呼気終末陽圧を印加する間、前記肺の前記少なくとも１つの領域の第２呼気終末肺インピーダンスを測定することと、前記第１呼気終末陽圧と前記第２呼気終末陽圧で得た前記インピーダンスの測定値の間の、前記肺の前記少なくとも１つの領域の呼気終末肺インピーダンスの変化を決定することと、前記第１呼気終末陽圧の適用の間に得たインピーダンス測定値から、前記肺の前記少なくとも１つの領域の第１気道コンプライアンスを決定することと、前記第２呼気終末陽圧で、前記患者の第２電気インピーダンス断層撮影画像の画素から、前記患者の前記少なくとも１つの肺の第２気道コンプライアンスを決定することと、前記第２呼気終末陽圧の適用の間に得たインピーダンス測定値から、前記肺の前記少なくとも１つの領域の第２気道コンプライアンスを決定することと、を含む、前記方法。
【０１１７】
実施形態２。前記第１呼気終末陽圧の間に観察された前記第１気道コンプライアンスに基づく、予測を超えるまたは予測を下回る、前記肺の前記少なくとも１つの領域の前記呼気終末肺インピーダンスの変化を表す、第１指数を決定することを更に含む、実施形態１の方法。
【０１１８】
実施形態３。前記第１呼気終末陽圧と前記第２呼気終末陽圧の間の圧力差に基づく、及び前記弾性挙動を説明する式に基づく、予測を超えるまたは予測を下回る、前記肺の前記少なくとも１つの領域の前記肺コンプライアンスの変化を表す、第２指数を決定することを更に含む、実施形態１及び２の方法。
【０１１９】
実施形態４。前記患者の肺活量、総肺気量、残気量または最大吸気量及び人体計測値からなるリストから選択した予想肺容量によって、前記第１及び前記第２指数を正規化することを更に含む、実施形態１〜３の方法。
【０１２０】
実施形態５。前記第１及び第２指数、ならびにコンプライアンス及び呼気終末肺インピーダンスの測定値に重みを割り当てて、前記患者の前記肺の前記少なくとも１つの領域の肺リクルートメントの可能性を決定することを更に含む、実施形態３及び４の方法。
【０１２１】
実施形態６。前記第１指数及び前記第２指数に基づいて、前記患者の潜在的肺リクルートメント値を決定することを更に含む、実施形態３〜５の方法。
【０１２２】
実施形態７。前記第１指数及び前記第２指数に基づいて、前記患者の潜在的肺リクルートメント値を決定することを更に含む、実施形態１〜６の方法。
【０１２３】
実施形態８。前記患者を応答者または非応答者のいずれかとして分類することを更に含む、実施形態１〜７の方法。
【０１２４】
実施形態９。第３呼気終末陽圧を印加する間、肺の少なくとも１つの領域の第３呼気終末肺インピーダンスを測定することを更に含み、ここで、前記第２呼気終末陽圧が、前記第１呼気終末陽圧に対する圧力の増加を含み、前記第３呼気終末陽圧が、前記第２呼気終末陽圧に対する圧力の減少を含む、実施形態１〜８の方法。
【０１２５】
実施形態１０。前記第１気道コンプライアンスを決定することが、電気インピーダンス断層撮影画像の各画素で表されるコンプライアンスを決定することを含む、実施形態１〜９の方法。
【０１２６】
実施形態１１。前記電気インピーダンス断層撮影画像の各画素で表される前記コンプライアンスが、呼吸サイクル中に前記少なくとも１つの肺に入る空気量と、プラトー圧と前記第１呼気終末陽圧の間の差の比率として決定される、実施形態１０の方法。
【０１２７】
実施形態１２。患者の潜在的肺リクルートメント値を決定するシステムであって、前記システムが、少なくとも１つのプロセッサと、前記少なくとも１つのプロセッサによって実行されるとき、前記少なくとも１つのプロセッサに、患者に印加される一連の呼気終末陽圧に応答して、前記一連の呼気終末陽圧の各呼気終末陽圧で呼気終末肺インピーダンスを測定させ、前記一連の呼気終末陽圧の所与の呼気終末肺気量と前記一連の呼気終末陽圧の次の呼気終末肺気量の間の、呼気終末肺インピーダンスの変化を表す、第１指数を決定させ、前記所与の呼気終末肺気量と前記次の呼気終末肺気量の間の、前記患者の前記肺の気道コンプライアンスの変化を表す、第２指数を決定させ、前記第１指数及び前記第２指数に基づいて、前記患者の潜在的肺リクルートメント値を決定させる、命令を記憶している、少なくとも１つの非一時的なコンピュータ可読記憶媒体と、を含む、前記システム。
【０１２８】
実施形態１３。前記患者の潜在的肺リクルートメント値を決定することが、前記第１指数及び前記第２指数のそれぞれに相対的な重みを割り当てることを含む、実施形態１２のシステム。
【０１２９】
実施形態１４。前記少なくとも１つのプロセッサによって実行されるとき、前記少なくとも１つのプロセッサに、年齢、肥満指数または性別のうちの少なくとも１つに基づいて、前記第１指数及び前記第２指数へ前記相対的な重みを割り当てさせる命令を更に含む、実施形態１３のシステム。
【０１３０】
実施形態１５。前記少なくとも１つのプロセッサによって実行されるとき、前記少なくとも１つのプロセッサに、前記所与の呼気終末肺気量を表す第１電気インピーダンス断層撮影画像の各画素により表される、コンプライアンスを決定することと、前記次の呼気終末肺気量を表す第２電気インピーダンス断層撮影画像の各画素により表される、コンプライアンスを決定することと、を含む、前記肺の気道コンプライアンスの変化を決定させる、命令を更に含む、実施形態１２〜１４のシステム。
【０１３１】
実施形態１６。各画素で表されるコンプライアンスを決定することが、呼吸サイクル中に前記少なくとも１つの肺に入る空気量を、プラトー圧と呼気終末陽圧の間の差で割ることにより決定される、実施形態１５のシステム。
【０１３２】
実施形態１７。前記少なくとも１つのプロセッサによって実行されるとき、前記患者の前記決定した潜在的肺リクルートメント値が閾値を満たすか、またはそれを超えるかに基づいて、前記少なくとも１つのプロセッサに、前記患者を応答者または非応答者として分類させる命令を更に含む、実施形態１２〜１６のシステム。
【０１３３】
実施形態１８。患者の潜在的肺リクルートメント値を決定するシステムであって、前記システムが、人工呼吸器システム、電気インピーダンス断層撮影システム及びコントローラを含み、ここで、前記人工呼吸器システム及び前記電気インピーダンス断層撮影システムが、前記コントローラに操作可能に連結しており、前記コントローラが、少なくとも１つのプロセッサと、前記少なくとも１つのプロセッサによって実行されるとき、前記少なくとも１つのプロセッサに、前記人工呼吸器システムに、一連の呼気終末陽圧を患者の肺に印加させ、前記人工呼吸器システムに、前記一連の呼気終末陽圧の各呼気終末陽圧で、呼気終末肺インピーダンスを測定させ、少なくとも２つの印加した前記呼気終末陽圧の間の呼気終末肺インピーダンスの変化を表す、第１指数を決定させ、前記電気インピーダンス断層撮影システムによって作成される電気インピーダンス断層撮影画像の中で表されるインピーダンス測定値に基づいて、前記少なくとも２つの印加した呼気終末陽圧の間の、前記患者の前記肺の全体のコンプライアンスの変化を表す、第２指数を決定させ、前記第１指数及び前記第２指数に基づいて、前記患者の潜在的肺リクルートメント値を決定させる、命令を記憶している、少なくとも１つの非一時的なコンピュータ可読記憶媒体と、を含む、前記システム。
【０１３４】
実施形態１９。前記少なくとも１つのプロセッサによって実行されるとき、前記患者の前記決定した潜在的肺リクルートメント値が閾値を満たすか、またはそれを超えるかに基づいて、前記少なくとも１つのプロセッサに、前記患者を応答者または非応答者として分類させる命令を更に含む、実施形態１８のシステム。
【０１３５】
実施形態２０。前記患者の潜在的肺リクルートメント値を決定することが、前記患者の前記肺の対象領域の潜在的肺リクルートメント値を決定することを含む、実施形態１８及び１９の方法。
【０１３６】
本開示が、特定の例示の実施形態に関連して本明細書で記載される一方で、当業者であれば、それがそれほど制限されないことを理解かつ評価するであろう。むしろ、例示の実施形態への多くの追加、削除及び変更は、その法的等価物を含む、以下に特許請求されるように本開示の趣旨を逸脱しない範囲でなされることができる。そのうえ、一実施形態からの特徴は別の実施形態の特徴と組み合わされると共に、更に本開示の範囲内に包含されることができる。更に、本開示の実施形態は、異なる及び種々の検出器の種類及び構成による有用性を有する。
【符号の説明】
【０１３７】
１００  ＥＩＴシステム
１０３  電極ベルト
１０４  頭尾方向軸
１０５  患者
１１０  電極
３００  ＥＩＴシステム
３１０  電極ベルト
３２０  データ処理システム
３２２  プロセッサ
３２４  電子ディスプレイ
３２６  入力装置
３２８  記憶装置
４００  システム
４０２  人工呼吸器システム
４０４  ＥＩＴシステム
４０６  コントローラ
４０８  人工呼吸器
４１０  患者
４１２  呼吸回路
４１４  吸気岐
４１６  患者岐
４１８  患者接続
４２０  吸気口
４２２  呼気岐
４２４  呼気口
４２６  ガス監視センサー
４２８  プロセッサ
４３０  メモリ
４３２  入力／出力要素
【図１】
2021513443.tif 000011
【図２】
2021513443.tif 000012
【図３】
2021513443.tif 000013
【図４】
2021513443.tif 000014
【図５】
2021513443.tif 000015
【図６Ａ】
2021513443.tif 000016
【図６Ｂ】
2021513443.tif 000017
【図７】
2021513443.tif 000018
【図８】
2021513443.tif 000019
【図９】
2021513443.tif 000020
【図１０】
2021513443.tif 000021
【図１１】
2021513443.tif 000022
【図１２】
2021513443.tif 000023
【図１３】
2021513443.tif 000024
【図１４】
2021513443.tif 000025
【図１５】
2021513443.tif 000026
【国際調査報告】
2021513443.tif 000027
2021513443.tif 000028
2021513443.tif 000029
2021513443.tif 000030
2021513443.tif 000031