(57)【特許請求の範囲】
【請求項１】
呼吸装置と処理ユニットとを備えるシステムであって、
前記処理ユニットが、
第１呼気終末陽圧（ＰＥＥＰ）レベルを、少なくとも前記第１ＰＥＥＰレベルより高い第２ＰＥＥＰレベルに引き上げて、呼気終末肺容量ＥＥＬＶの増加量（ΔＥＥＬＶｕｐ）を判定し、
その後、前記第２ＰＥＥＰレベルを前記第１ＰＥＥＰレベルに引き下げて、呼気終末肺容量ＥＥＬＶの減少量（ΔＥＥＬＶｄｏｗｎ）を判定し、
前記判定した前記呼気終末肺容量ＥＥＬＶの前記増加量（ΔＥＥＬＶｕｐ）及び前記減少量（ΔＥＥＬＶｄｏｗｎ）に基づき、前記第１ＰＥＥＰレベルと前記第２ＰＥＥＰレベルとの間の前記呼気終末肺容量ＥＥＬＶの変化量（ΔＥＥＬＶ）を算出し、
１回呼吸量（ＶＴ）が前記算出した呼気終末肺容量の変化量（ΔＥＥＬＶ）に等しくなるように前記呼吸装置を調整し、
更には、前記呼気終末肺容量ＥＥＬＶの変化量（ΔＥＥＬＶ）に基づき、前記呼吸装置に接続されている肺の経肺圧（ＰＴＰ）に対する機能的残気量（ＦＲＣ）以上の全肺気量に関する肺メカニクスの式として、
吸気終末気道プラトー圧と呼気終末気道内圧との差（ΔＰＡＷ）を変数として含む呼吸器系全体のエラスタンス（ＥＴＯＴ）の算出式ＥＴＯＴ＝ΔＰＡＷ／ＶＴ＝ΔＰＡＷ／ΔＥＥＬＶ、
前記呼気終末気道内圧の変化量（ΔＰＥＥＰ）を変数として含む肺エラスタンス（ＥＬ）の算出式ＥＬ＝ΔＰＥＥＰ／ΔＥＥＬＶ、及び、
胸壁エラスタンス（ＥＣＷ）の算出式ＥＣＷ＝ＥＴＯＴ−ＥＬ＝（ΔＰＡＷ／ΔＥＥＬＶ）−（ΔＰＥＥＰ／ΔＥＥＬＶ）
の少なくとも一つを、計算するように構成されるシステム。
【請求項２】
請求項１記載のシステムであって、前記処理ユニットはさらに、吸気終末経肺圧（ＰＴＰＥＩ）、経肺駆動圧（ΔＰＴＰＥＩ）、１回呼吸量（ＶＴ）、及びＰＥＥＰのうちのいずれか１つを、ＰＴＰＥＩ、ＶＴ、及びＰＥＥＰのうちの他のいずれか２つから、前記肺メカニクスの式を用いて計算するように構成されるシステム。
【請求項３】
請求項１又は請求項２に記載のシステムであって、前記処理ユニットに動作可能に接続される表示ユニットを更に備え、前記処理ユニットは、前記表示ユニット上で、前記肺メカニクスの式のグラフィカルな視覚化を提供するように構成されるシステム。
【請求項４】
請求項３記載のシステムであって、前記グラフィカルな視覚化は、１つ以上のＰＥＥＰレベルのステップ変化を用いて生成された完全肺Ｐ／Ｖカーブである、または、ＰＥＥＰレベルの変化に応じた肺気量の呼吸ごとの変化に関する情報を含む、グラフィカルな視覚化であるシステム。
【請求項５】
請求項２から請求項４のいずれか１項に記載のシステムであって、前記処理ユニットは、呼吸装置におけるベンチレーションパラメータの所望値を設定するように構成され、かつ、ＰＴＰＥＩの値を、請求項２記載のシステムによって計算された前記肺メカニクスの式を用いて計算し、ＶＴ及びＰＥＥＰを前記肺メカニクスの式に基づいて選択するように構成されるシステム。
【請求項６】
請求項１から請求項５のいずれか１項に記載のシステムであって、前記処理ユニットはさらに、臨床ユーザからの第１ベンチレーションパラメータの目標入力に基づいて、接続されている患者のベンチレーションのための前記呼吸装置における少なくとも１つの第２ベンチレーションパラメータを調整するように構成され、更に、第１呼気終末陽圧（ＰＥＥＰ）レベルを少なくとも前記第１ＰＥＥＰレベルより高い第２ＰＥＥＰレベルに引き上げ、その後、前記第２ＰＥＥＰレベルを前記第１ＰＥＥＰレベルに引き下げて、１回呼吸量を呼気終末肺容量の変化量（ΔＥＥＬＶ）に等しくなるように調整するように構成されるシステム。
【請求項７】
請求項１〜請求項５のいずれか一項記載のシステムであって、
前記処理ユニットは、
前記第１ＰＥＥＰレベルと前記第２ＰＥＥＰレベルとの間での呼気終末肺容量の変化量（ΔＥＥＬＶｍｅａｎ）を、（ΔＥＥＬＶｕｐ／ΔＥＥＬＶｄｏｗｎ）／２として計算するように構成されるシステム。
【請求項８】
請求項７記載のシステムであって、臨床決定システムを含み、前記臨床決定システムは、前記呼吸装置のグラフィカルユーザインターフェースを有し、前記グラフィカルユーザインターフェースは、ＰＴＰＥＩ、ＶＴ、及びＰＥＥＰの値の組み合わせを含むグラフィカルな視覚化を含み、ＰＴＰＥＩ値、ＶＴ値、及びＰＥＥＰ値のうちの少なくとも１つは、前記肺メカニクスの式に基づいて計算されるシステム。
【請求項９】
請求項８記載のシステムであって、前記処理ユニットは更に、吸気終末経肺圧（ＰＴＰＥＩ）、経肺駆動圧（ΔＰＴＰＥＩ）、１回呼吸量（ＶＴ）、及びＰＥＥＰのうちのいずれか１つを、ＰＴＰＥＩ、ＶＴ、及びＰＥＥＰのうちの他のいずれか２つから、前記肺メカニクスの式を用いて計算するように構成されるシステム。
【請求項１０】
請求項７から請求項９のいずれか１項に記載のシステムであって、前記処理ユニットに動作可能に接続される表示ユニットを備え、前記処理ユニットは、前記表示ユニット上で、前記肺メカニクスの式のグラフィカルな視覚化を提供するように構成されるシステム。
【請求項１１】
請求項１０記載のシステムであって、前記グラフィカルな視覚化は、１つ以上のＰＥＥＰレベルのステップ変化を用いて生成された完全肺Ｐ／Ｖカーブである、または、ＰＥＥＰレベルの変化に応じた肺気量の呼吸ごとの変化に関する情報を含むグラフィカルな視覚化であるシステム。
【請求項１２】
請求項１から請求項１１のいずれか１項に記載のシステムであって、
前記処理ユニットは、呼吸装置におけるベンチレーションパラメータの所望値を設定するように構成され、更に、ＰＴＰＥＩの値を、請求項１０のシステムによって計算された前記肺メカニクスの式を用いて計算し、ＶＴ及びＰＥＥＰを前記肺メカニクスの式に基づいて選択するように構成されるシステム。
【請求項１３】
請求項１から請求項１２のいずれか１項に記載のシステムであって、
前記処理ユニットは更に、臨床ユーザからの第１ベンチレーションパラメータの目標入力に基づいて、接続されている患者のベンチレーションのための前記呼吸装置における少なくとも１つの第２ベンチレーションパラメータを調整するように構成され、更に、第１呼気終末陽圧（ＰＥＥＰ）レベルを少なくとも前記第１ＰＥＥＰレベルより高い第２ＰＥＥＰレベルに引き上げ、その後、前記第２ＰＥＥＰレベルを前記第１ＰＥＥＰレベルに引き下げて、１回呼吸量を呼気終末肺容量の変化量（ΔＥＥＬＶ）に等しくなるように調整するように構成されるシステム。
【請求項１４】
臨床ユーザからの第１ベンチレーションパラメータの目標入力に基づいて、試験用肺、肺モデル、または人工的な肺のベンチレーションのための呼吸装置における少なくとも１つの第２ベンチレーションパラメータを調整する方法であって、
第１呼気終末陽圧（ＰＥＥＰ）レベルを、少なくとも前記第１ＰＥＥＰレベルより高い第２ＰＥＥＰレベルに引き上げることと、
前記引き上げることに起因する呼気終末肺容量ＥＥＬＶの増加量（ΔＥＥＬＶｕｐ）を判定し、その後、前記第２ＰＥＥＰレベルを前記第１ＰＥＥＰレベルに引き下げることと、
前記引き下げることに起因する呼気終末肺容量ＥＥＬＶの減少量（ΔＥＥＬＶｄｏｗｎ）を判定することと、
前記第１ＰＥＥＰレベルと前記第２ＰＥＥＰレベルとの間での呼気終末肺容量の変化量（ΔＥＥＬＶｍｅａｎ）を、（ΔＥＥＬＶｕｐ／ΔＥＥＬＶｄｏｗｎ）／２として計算することと、
１回呼吸量（ＶＴ）をΔＥＥＬＶｍｅａｎに等しくなるように設定することと、
ΔＥＥＬＶｍｅａｎでの、前記呼吸装置に接続されている試験用肺、肺モデル、または人工的な肺の経肺圧（ＰＴＰ）に対する、前記第１ＰＥＥＰレベルでの呼気終末肺容量と前記第２ＰＥＥＰレベルでの呼気終末肺容量との間の肺気量に関する肺メカニクスの式として、
吸気終末気道プラトー圧と呼気終末気道内圧との差（ΔＰＡＷ）を用いた呼吸器系全体のエラスタンス（ＥＴＯＴ）の算出式ＥＴＯＴ＝ΔＰＡＷ／ＶＴ＝ΔＰＡＷ／ΔＥＥＬＶｍｅａｎ、
前記呼気終末気道内圧の変化量（ΔＰＥＥＰ）を用いた肺エラスタンス（ＥＬ）の算出式ＥＬ＝ΔＰＥＥＰ／ΔＥＥＬＶｍｅａｎ、及び、
胸壁エラスタンス（ＥＣＷ）の算出式ＥＣＷ＝ＥＴＯＴ−ＥＬ＝（ΔＰＡＷ／ΔＥＥＬＶｍｅａｎ）−（ΔＰＥＥＰ／ΔＥＥＬＶｍｅａｎ）
の少なくとも一つを、計算することと、
前記呼吸装置における前記少なくとも１つの第２ベンチレーションパラメータを調整することと、を含み、前記少なくとも１つの第２ベンチレーションパラメータは、前記肺メカニクスの式に基づいた、ＰＴＰＥＩ、ＶＴ、及びＰＥＥＰのうちの少なくとも１つである方法。
【請求項１５】
コンピュータに、臨床ユーザからの第１ベンチレーションパラメータの目標入力に基づいて、接続されている患者のベンチレーションのための呼吸装置における少なくとも１つの第２ベンチレーションパラメータを調整する処理を実行させるための命令を含むコンピュータプログラム製品であって、
第１呼気終末陽圧（ＰＥＥＰ）レベルを、少なくとも前記第１ＰＥＥＰレベルより高い第２ＰＥＥＰレベルに引き上げるように、前記呼吸装置を制御することと、
その後、前記第２ＰＥＥＰレベルを前記第１ＰＥＥＰレベルに引き下げるように、前記呼吸装置を制御することと、
１回呼吸量（ＶＴ）が、前記第１ＰＥＥＰレベルと前記第２ＰＥＥＰレベルとの間の呼気終末肺容量の変化量（ΔＥＥＬＶ）であって、前記第１ＰＥＥＰレベルから前記第２ＰＥＥＰレベルへの引き上げに起因する呼気終末肺容量ＥＥＬＶの増加量（ΔＥＥＬＶｕｐ）と、前記第２ＰＥＥＰレベルから前記第１ＰＥＥＰレベルへの引き下げに起因する呼気終末肺容量ＥＥＬＶの減少量（ΔＥＥＬＶｄｏｗｎ）とに基づく、呼気終末肺容量の変化量（ΔＥＥＬＶ＝（ΔＥＥＬＶｕｐ／ΔＥＥＬＶｄｏｗｎ）／２）に等しくなるように前記呼吸装置を制御することと、
前記呼吸装置に接続されている肺の経肺圧（ＰＴＰ）に対する機能的残気量（ＦＲＣ）以上の全肺気量に関する肺メカニクスの式を、前記呼気終末肺容量の変化量（ΔＥＥＬＶ）に基づいて計算することであって、前記肺メカニクスの式として、
吸気終末気道プラトー圧と呼気終末気道内圧との差（ΔＰＡＷ）を用いた呼吸器系全体のエラスタンス（ＥＴＯＴ）の算出式ＥＴＯＴ＝ΔＰＡＷ／ＶＴ＝ΔＰＡＷ／ΔＥＥＬＶ、
前記呼気終末気道内圧の変化量（ΔＰＥＥＰ）を用いた肺エラスタンス（ＥＬ）の算出式ＥＬ＝ΔＰＥＥＰ／ΔＥＥＬＶ、及び、
胸壁エラスタンス（ＥＣＷ）の算出式ＥＣＷ＝ＥＴＯＴ−ＥＬ＝（ΔＰＡＷ／ΔＥＥＬＶ）−（ΔＰＥＥＰ／ΔＥＥＬＶ）
の少なくとも一つを計算することと、
前記肺メカニクスの式に基づいて、前記呼吸装置を制御し、前記第２ベンチレーションパラメータとして、ＰＴＰＥＩ、ΔＰＴＰ、ＶＴ、及びＰＥＥＰのうちの少なくとも一つを調整することと、
をコンピュータに実行させるためのコンピュータプログラム製品。
【発明の詳細な説明】
【発明の詳細な説明】
【０００１】
［関連出願］
本願は、２０１５年５月２５日に出願された「Ｍｅｔｈｏｄ  Ｓｙｓｔｅｍ  ａｎｄ  Ｓｏｆｔｗａｒｅ  ｆｏｒ  Ｐｒｏｔｅｃｔｉｖｅ  ｖｅｎｔｉｌａｔｉｏｎ」と題されたスウェーデン国特許出願第１５５０６７１−０号明細書の優先権を主張するものであり、これらは、すべての目的のためにその全体が参照により本明細書に組み込まれる。
【０００２】
［発明の分野］
本発明は、広くは呼吸装置の分野に関する。本発明は、より詳細には、ベンチレーションを施されている患者の、肺の弾性特性を判定するための、及び、患者の肺への損傷を防ぐための、高速測定シーケンスを用いて、患者にベンチレーションを行うための方法及びシステムに関し、また好ましくはこのような呼吸装置のユーザインターフェース、特にグラフィカルユーザインターフェース（ｇｒａｐｈｉｃａｌ  ｕｓｅｒ  ｉｎｔｅｒｆａｃｅｓ：ＧＵＩ’ｓ）を有する臨床決定システムに関する。
【０００３】
［発明の背景］
１９５２年にコペンハーゲンで起こったポリオの流行中には、手動制御によるベンチレーションを用いて、適切なガス交換を患者において提供し、酸素レベルを平常値に戻し二酸化炭素を除去することによって、呼吸障害の患者の人命を救助した。それからちょうど１年後に起こったストックホルムでのポリオの流行中には、ベンチレーション治療が大規模に導入され、ポリオ患者の治療だけではなく、他の原因による呼吸障害を有する患者への呼吸治療も行った。機械ベンチレーションのガス交換正常化へのフォーカスは、しばしば１０〜１２ｍｌ／ｋｇ体重を超える大きな１回呼吸量の使用と、それに付随する高い気道内圧をもたらす。１９６７年には、ガス交換を向上させる方法として、呼気終末気道内陽圧（ｐｏｓｉｔｉｖｅ  ｅｎｄ−ｅｘｐｉｒａｔｏｒｙ  ａｉｒｗａｙ  ｐｒｅｓｓｕｒｅ：ＰＥＥＰ）を上げることが取り入れられた。続いて、使用される圧力や１回呼吸量が大きいことによる循環を損なうような影響や肺実質への損傷（気圧性外傷や容量損傷）といった、機械ベンチレーションの副作用があることが認められた。さらに、肺実質への損傷は、他の臓器に二次的な障害を引き起こす可能性もある。
【０００４】
呼吸装置は、ＰＥＥＰと１回呼吸量（ｔｉｄａｌ  ｖｏｌｕｍｅ：ＶＴ）とを調整することにより肺内で所望のガス交換を行うように設定可能である。ＰＥＥＰとＶＴとの組み合わせの中には、肺への損傷を引き起こすのに十分なほど高い吸気終末経肺圧（ｅｎｄ  ｉｎｓｐｉｒａｔｏｒｙ  ｔｒａｎｓｐｕｌｍｏｎａｒｙ  ｐｒｅｓｓｕｒｅ：ＰＴＰＥＩ）を招く可能性があるものもある。ＰＥＥＰ処置中、治療者は、肺組織損傷の危険性と、所望する、あるいは許容可能であるガス交換との間で、妥当な折り合いを探る。不適切に選択されたベンチレータストラテジのせいで、肺組織への損傷やベンチレータによる肺障害（ｖｅｎｔｉｌａｔｏｒ−ｉｎｄｕｃｅｄ  ｌｕｎｇ  ｉｎｊｕｒｙ：ＶＩＬＩ）が生じる可能性もある。肺への損傷の危険性のない所望のガス交換が得られるＰＥＥＰレベルの選択は、多くの場合において難しく、安全かつ効果的なＰＥＥＰレベルを選択する取り組みが数多く用いられてきたが、臨床的な成果が得られたものは限られていた。呼吸療法のためのＰＥＥＰレベルを選択する多くの方法は、ＰＥＥＰ／ＦＩＯ２（ｆｒａｃｔｉｏｎ  ｏｆ  ｉｎｓｐｉｒｅｄ  ｏｘｙｇｅｎ：吸入酸素濃度）表を用いた患者の酸素化に基づいている、もしくは、個々の患者がＰＥＥＰに対してレスポンダであるかノンレスポンダであるかを区別することなく適用されている。呼吸器系の駆動圧、つまり、呼吸周期に関する気道内圧の変動と、急性呼吸窮迫症候群の死亡率との間には直接的相関関係があることが最近示された（Ａｍａｔｏ他「Ｄｒｉｖｉｎｇ  Ｐｒｅｓｓｕｒｅ  ａｎｄ  Ｓｕｒｖｉｖａｌ  ｉｎ  ｔｈｅ  Ａｃｕｔｅ  Ｒｅｓｐｉｒａｔｏｒｙ  Ｄｉｓｔｒｅｓｓ  Ｓｙｎｄｒｏｍｅ」Ｔｈｅ  Ｎｅｗ  Ｅｎｇｌａｎｄ  Ｊｏｕｒｎａｌ  ｏｆ  Ｍｅｄｉｃｉｎｅ  ２０１５年３７２（８）号７４７−７５５）。しかしながら、Ｌｏｒｉｎｇ及びＭａｌｈｏｔｒａが記した付随する論説には、著者らは、分析のために、肺及び胸壁の駆動圧である気道駆動圧ではなく、肺内外駆動圧、つまり肺のみの駆動圧を使用すべきであったと述べられていた（Ｌｏｒｉｎｇ，Ｍａｌｈｏｔｒａ「Ｄｒｉｖｉｎｇ  Ｐｒｅｓｓｕｒｅ  ａｎｄ  Ｒｅｓｐｉｒａｔｏｒｙ  Ｍｅｃｈａｎｉｃｓ  ｉｎ  ＡＲＤＳ」Ｔｈｅ  Ｎｅｗ  Ｅｎｇｌａｎｄ  Ｊｏｕｒｎａｌ  ｏｆ  Ｍｅｄｉｃｉｎｅ  ２０１５年３７２（８）号７７６−７７７）。肺の単独駆動圧ではなく肺と胸壁の合算駆動圧に基づいて分析を行った理由は、肺の駆動圧を分離する従来の方法は食道内圧の測定を必要とするが、それは複雑で科学研究でもまれにしか使用されず、ましてや臨床ではさらに使われないからである。最も一般的なＰＥＥＰ設定方法は、肺メカニクス（例えば肺エラスタンス）を別途測定するよりもむしろ、呼吸器系全体のメカニクス、つまり胸壁と肺を合わせたメカニクス（例えば全体エラスタンス）を測定することに基づいている。したがって、既存の呼吸装置や関連するベンチレーションストラテジの最大の制約は、これらではＶＩＬＩが生じる可能性のあるストラテジを回避する手法、または、所定の最大値または安全な経肺駆動圧（ΔＰＴＰ）を下回る吸気終末経肺圧（ＰＴＰＥＩ）という結果に絶対にならないストラテジを保証する手法���ユーザが得られないことである。既存のベンチレーション用のシステム及び方法の別の難点は、ＰＴＰが、胸腔内圧の代わりとして食道内圧を用いて測定されることである。
【０００５】
ＷＯ  ２０１１／１５７８５５  Ａ１は、すべての目的のために、その全体が参照により本明細書に組み込まれるが、その中の特に７〜１４ページにある式１〜１７及びその記述では、ＰＥＥＰステップ処置後に、呼気終末肺容量の変化（ΔＥＥＬＶ）に対する呼気終末気道内圧の変化（ΔＰＥＥＰ）の比であるΔＰＥＥＰ／ΔＥＥＬＶとして肺エラスタンスを計算した後、推定経肺圧の計算が可能であることを開示している。ＷＯ  ２０１１／１５７８５５では、肺エラスタンスの計算値に基づいたグラフィカル視覚化を備えた臨床適応可能な測定シーケンスシステムは開示されていない。
【０００６】
患者のベンチレーションにおいて、臨床医は、多くの場合、ベンチレーションを施されている患者にとって特に好都合であると思われる治療のための特定のベンチレーションストラテジの維持を探っている。ＷＯ  ２０１４／１２４６８４  Ａ１は、すべての目的のために参照により本明細書に組み込まれるが、その中の特に図３〜９及びそれの相当する記述では、対象インディケーションの、ベンチレーションストラテジの１つ以上のベンチレーション関連パラメータと、ユーザ入力に基づいていてもよい、対象インディケーションに関連するパラメータ（複数のパラメータ）の往復アニメーションとの組み合わせを供給するグラフィカル視覚化ツールを備える、ベンチレーションストラテジツールを有する呼吸装置を開示している。ＷＯ  ２０１４／１２４６８４では、肺エラスタンスの値を計算することや、ＶＩＬＩを防ぐためにこのような値を使用することは開示されていない。
【０００７】
これまで、現在の患者のベンチレーションが選択されたベンチレーションストラテジに関係する状況の極めて重要な時点になった時に、臨床医に進行中のベンチレーションの状況を明瞭かつ簡単に理解できる方法で提供するフレキシブルなツールは存在していない。ベンチレーションそのものの最中に、このようなツールが患者の進行中のベンチレーションの状況に適応可能であることが特に望ましいと考えられる。また、このツールが、呼吸装置からの遠方から理解可能な臨床医へのフィードバックを提供すれば望ましいであろう。例えば、現在のベンチレーションストラテジの迅速なオーバービューを臨床ユーザに提供することが望まれるだろう。ベンチレーションストラテジにはそれぞれ目標がある。この目標を有する進行中のベンチレーションのコンプライアンスを臨床ユーザが手早く認識できることが望まれており、かつ、ベンチレーションストラテジに関連する臨床決定をより迅速に実行可能になるであろう。例えば、Ｘ線検査中で隔離室にいる患者には、臨床医は不当な負荷がかかるので近づくことができない可能性がある。したがって、このようなツールは、例えば模擬ベンチレーションにおける臨床的なベンチレーションパラメータへの調整の予測結果であっても、臨床医にベンチレーションの現状を所望のストラテジに関連させて供給してくれれば好都合だろう。これにより、臨床医は患者の治療に集中でき、このことが今度はより効果的になる。
【０００８】
例えば臨床医を教育する場合には、このツールが呼吸装置に接続された患者なしで、例えば模擬ベンチレーションにおいて、例えば呼吸装置に接続された試験用肺に基づいて供給可能であれば、好都合であろう。したがって、ベンチレーションを実施し、機器の調整に基づいて所望のベンチレーションストラテジを続行できる、呼吸装置を有しているシステム内に組み込まれた、このようなツールの必要性が存在する。よって、ベンチレーションが施される患者の治療に関する臨床決定が行いやすくなり得る。臨床ユーザから入力された目標に基づき、呼吸装置は、残りのベンチレーションパラメータを自動的に調整することによって、接続されている患者の十分な酸素化を保証する、安全で信頼性の高いベンチレーションを行ってもよい。対応する方法、ソフトウェア、及びシステムが提供される。よって、ベンチレーションが施されている患者の治療を向上させ得る。場合によっては、選択されたベンチレーションストラテジに関して提供可能なより効果的な治療により、治療コストも潜在的に削減可能である。
【０００９】
したがって、進行中のベンチレーションストラテジに対する明瞭かつ簡単に理解できる状況を、その所望する成果と関連して提供する臨床ツールを供給する呼吸システムへの改良は、好都合だろう。この必要性、及び上述した現状技術の制約は、本開示によって対処されており、ここで本発明は、呼吸装置及びベンチレーションの分野における最新の技術からの改良を提供している。
【００１０】
［発明の概要］
したがって、本発明の実施形態は、好ましくは、例えば上記で特定されたような、技術における１つ以上の欠点、不都合、または問題を、添付の請求項に係るシステム、呼吸装置、コンピュータプログラム、及び方法を単独で、または任意の組み合わせで提供することによって、緩和、軽減、または排除しようとするものである。
【００１１】
本発明は添付の独立請求項内で定義され、ここで特定の例示的実施形態は従属請求項内で定義されている。
【００１２】
第１態様において、本開示は、呼吸装置と処理ユニットとを備えるシステムを備え、本システムは、第１呼気終末陽圧ＰＥＥＰレベルを、少なくとも第１ＰＥＥＰレベルより高い第２ＰＥＥＰレベルに引き上げ、呼気終末肺気量ＥＥＬＶの増加量（ΔＥＥＬＶｕｐ）を判定し、その後、第２ＰＥＥＰレベルを第１ＰＥＥＰレベルに引き下げ、ＥＥＬＶの減少量（ΔＥＥＬＶｄｏｗｎ）を判定し、第１ＰＥＥＰレベルと第２ＰＥＥＰレベルとの間での呼気終末肺容量の変化量（ΔＥＥＬＶｍｅａｎ）を、（ΔＥＥＬＶｕｐ／ΔＥＥＬＶｄｏｗｎ）／２として計算し、１回呼吸量をΔＥＥＬＶｍｅａｎに等しくなるように設定し、ΔＥＥＬＶｍｅａｎに等しい１回呼吸量で、機能的残気量（ＦＲＣ）以上の全肺気量を呼吸装置に接続されている肺の経肺圧（ＰＴＰ）と関連付ける肺メカニクスの式を計算するように構成される。
【００１３】
第２態様において、本開示は、肺、試験用肺、肺モデル、または人工肺に接続される呼吸装置内においてベンチレーションパラメータの所望値を設定する方法を含む。本方法は、第１態様に係るシステムによって計算される肺メカニクスの式を用いてＰＴＰＥＩの値を計算し、肺メカニクスの式に基づいてＶＴとＰＥＥＰとを選択する。
【００１４】
第３態様において、本開示は、臨床ユーザからの第１ベンチレーションパラメータの目標入力に基づいて、接続されている肺、試験用肺、肺モデル、または人工肺のベンチレーションのための呼吸装置における少なくとも１つの第２ベンチレーションパラメータを調整する方法を含む。本方法は、
第１呼気終末陽圧ＰＥＥＰレベルを少なくとも第１ＰＥＥＰレベルより高い第２ＰＥＥＰレベルに引き上げることと、
呼気終末肺気量ＥＥＬＶの増加量（ΔＥＥＬＶｕｐ）を判定し、その後、第２ＰＥＥＰレベルを第１ＰＥＥＰレベルに引き下げることと、
ＥＥＬＶの減少量（ΔＥＥＬＶｄｏｗｎ）を判定することと、
第１ＰＥＥＰレベルと第２ＰＥＥＰレベルとの間での呼気終末肺容量の変化量（ΔＥＥＬＶｍｅａｎ）を、（ΔＥＥＬＶｕｐ／ΔＥＥＬＶｄｏｗｎ）／２として計算することと、
１回呼吸量をΔＥＥＬＶｍｅａｎに等しくなるように設定することと、
ΔＥＥＬＶｍｅａｎに等しい１回呼吸量で、機能的残気量（ＦＲＣ）以上の全肺気量を呼吸装置に接続されている肺、試験用肺、肺モデル、または人工肺の経肺圧（ＰＴＰ）と関連付ける肺メカニクスの式を、第１ＰＥＥＰレベルと第２ＰＥＥＰレベルの間でのΔＥＥＬＶｍｅａｎに基づいて計算して、少なくとも１つの第２ベンチレーションパラメータを調整することと、を含み、少なくとも１つの第２ベンチレーションパラメータは、肺メカニクスの式に基づいた、ＰＴＰＥＩ、ＶＴ、及びＰＥＥＰのうちの少なくとも１つである。
【００１５】
第４態様において、本発明は、好ましくはコンピュータ可読媒体上に具体化される、第２態様または第３態様に係る方法を実行するための、コンピュータプログラムである。
【００１６】
本発明のさらなる実施形態は従属請求項で定義され、ここで、本発明の第２以降の態様の特徴は、必要な変更を加えれば第１態様と同様である。
【００１７】
よって、患者の保護ベンチレーション、つまり肺保護ベンチレーションは、正常な肺及び／又は損傷を受けた肺（例えばＡＲＤＳ患者、以下参照）の両方に対して提供される、あるいは実施可能である。臨床医は、患者の治療に集中することができ、よってより効果的になる。治療はより信頼性高く提供され、患者の安全性も増す。
【図面の簡単な説明】
【００１８】
本発明の実施形態が可能であるこれらの及び他の態様、特徴、及び効果は、以下の本発明の実施形態の記載から明らかになり、説明され、添付図面が参照される。
【００１９】
【図１】図１Ａ及び１Ｂは、ＺＥＥＰ／ＦＲＣとベースライン臨床ＰＥＥＰとの間のΔＥＥＬＶを推定するために用いられてもよいＶ／Ｐグラフの例である。
【図２】図２Ａ−２Ｃは、ＰＥＥＰ変化後のＥＥＬＶの呼吸ごとの変化を対数目盛でプロットしたグラフである。
【図３】図３は、ＰＥＥＰ法中の呼吸ごとの気道内圧、食道内圧、及び経肺圧の容量曲線を、ＺＥＥＰから１６ｃｍＨ２Ｏまでについて示すグラフの例である。
【図４】図４Ａ及び４Ｂは、気道内圧とＥＥＬＶの測定値、呼吸ごとのＤＥＥＬＶの測定値のグラフィカル表示である。図４Ｃ及び４Ｄは、低変曲区間及び高変曲区間のＥＥＬＶの呼吸ごとの変化のグラフィカル表示である。
【図５】図５Ａ及び５Ｂはそれぞれ、肺ＡＲＤＳ及び肺外ＡＲＤＳに対応する完全推定肺Ｐ／Ｖカーブのグラフ例である。
【図６】図６Ａは、肺ＡＲＤＳ患者の完全ＰＴＰ／Ｖカーブのグラフである。図６Ｂは、所定の最大レベルを下回る吸気終末ＰＴＰをもたらす、システム提示のＰＥＥＰ及び１回呼吸量の設定を含む、図６Ａと同じグラフである。
【図７】図７Ａは、肺外ＡＲＤＳ患者の完全ＰＴＰ／Ｖカーブのグラフである。図７Ｂは、所定の最大レベルを下回る吸気終末ＰＴＰをもたらす、システム提示のＰＥＥＰ及び１回呼吸量を含む、図７Ａと同じグラフである。
【図８】図８は、制御ユニット３１０を有する呼吸装置３００の模式図である。
【図９】図９は、方法３５０の一例を示すフローチャートである。
【発明を実施するための形態】
【００２０】
［発明の詳細な説明］
本発明は、１つには、例えば肺への損傷を防ぐために、呼気終末陽圧（ｐｏｓｉｔｉｖｅ  ｅｎｄ−ｅｘｐｉｒａｔｏｒｙ  ｐｒｅｓｓｕｒｅ：ＰＥＥＰ）と１回呼吸量（ｔｉｄａｌ  ｖｏｌｕｍｅ：ＶＴ）の選択された組み合わせが、所定の制限値より高い吸気終末経肺圧（ｅｎｄ  ｉｎｓｐｉｒａｔｏｒｙ  ｔｒａｎｓｐｕｌｍｏｎａｒｙ  ｐｒｅｓｓｕｒｅ：ＰＴＰＥＩ）や、有害だと考えられる経肺駆動圧（ΔＰＴＰ）を招くことになるかどうかを、呼吸装置システム及び／又はこのようなシステムのユーザが迅速に判定できる手法で、患者のＰＴＰ対ボリューム（容量）曲線（Ｐ／Ｖカーブ）を取得可能であるという発見に基づいている。発明者は、１つ以上のＰＥＥＰステップを用いて完全な肺Ｐ／Ｖカーブを得る方法を発見し、さらにそれを呼吸ごとに得る方法を発見した。
【００２１】
次に、添付図面を参照して、本発明の特定の実施形態を説明する。しかし、本発明は、数多くの異なる形態で実施されてもよく、本明細書で説明される実施形態に限定されるものとして解釈すべきではない。むしろ、これらの実施形態は、本開示が十分かつ完璧であり、本発明の範囲を当業者に完全に伝えるように提供されている。添付図面で図示されている実施形態の詳細な説明で使用されている用語は、本発明を限定する意図はない。図面において、同様の数字は同様の要素を指している。
【００２２】
以下の記述では、呼吸装置、特に加圧ガス源に接続して使用される人工呼吸器（ベンチレータ）に適用可能な実施形態を説明している。しかし、本発明はこの用途に限定されるのではなく、例えばファン駆動呼吸装置を含む他の数多くの呼吸装置に適用されてもよいことは理解されよう。記載される実施形態は、集中治療用人工呼吸器の形式の呼吸装置である。しかし、他の実施形態は、本発明から逸脱することなく、呼吸装置に接続された麻酔気化器や呼吸環路等を備えていてもよい。本発明は、成人／小児患者または新生児患者を含む全ての患者群に適している。
【００２３】
呼吸装置の一例は、例えば図１と関連するＷＯ  ２０１１／１５７８５５に見ることができ、すべての目的のために、その全体は、参照により本明細書に組み込まれる。
【００２４】
呼気終末肺容量の変化量ΔＥＥＬＶの判定
ＰＥＥＰ漸増法は「ＰＥＥＰ誘発による」肺膨張をもたらす。ＰＥＥＰ増加に続くＥＥＬＶの増加は、２つのＰＥＥＰレベルの間の絶対肺気量（ＥＥＬＶ）の差として計算可能であり、ここで各ＰＥＥＰレベルにおけるＥＥＬＶは、希釈法または任意の絶対肺気量判定方法によって判定されるが、このような測定法は、不正確で遅いので、本発明の目的には適していない。ＥＥＬＶの変化はまた、電気インピーダンストモグラフィ（Ｅｌｅｃｔｒｉｃａｌ  Ｉｍｐｅｄａｎｃｅ  Ｔｏｍｏｇｒａｐｈｙ：ＥＩＴ）により記録可能であるが、このような測定には、ベンチレータ肺活量計によるＥＩＴ信号の慎重な較正が必要である。したがって、ΔＥＥＬＶを高速かつ正確に測定するためには、ベンチレータ呼吸気流計／肺活量計によるΔＥＥＬＶの直接測定が好まれる。
【００２５】
肺エラスタンス（ｅｌａｓｔａｎｃｅ：ＥＬ）及び経肺圧（ｔｒａｎｓｐｕｌｍｏｎａｒｙ  ｐｒｅｓｓｕｒｅ：ＰＴＰ）の判定
ＥＬ及びＰＴＰを判定するための従来方法は、胸腔内圧の代わりに食道内圧測定を用いることによって行われており、ここでＰＴＰは、呼気気道内圧と呼気食道内圧との差である。食道内圧の測定は時間がかかり、また、大気圧に対する絶対値または値の解釈に関する統一見解がない。その結果、食道内圧における呼気変動のみが使用されている。また、呼気食道内圧の測定は、いくつかの障害をもたらす。測定値は測定カテーテルのバルーンの充填とカテーテルの位置に影響されやすい。他のいくつかの因子も測定結果に有害な影響を与えるので、全て合わさると精度が低くなる。したがって、ＰＥＥＰ法中の患者個人の食道内圧の測定値を肺Ｐ／Ｖカーブの計算に使用することはできるが、あまり好まれない。
【００２６】
呼吸器系全体のエラスタンス（Ｔｏｔａｌ  ｒｅｓｐｉｒａｔｏｒｙ  ｓｙｓｔｅｍ  ｅｌａｓｔａｎｃｅ：ＥＴＯＴ）は、吸気終末気道プラトー圧と呼気終末気道内圧の差（ΔＰＡＷ）を１回呼吸量（ＶＴ）で割った値ΔＰＡＷ／ＶＴである。胸壁エラスタンス（ｃｈｅｓｔ  ｗａｌｌ  ｅｌａｓｔａｎｃｅ：ＥＣＷ）は、吸気終末食道プラトー圧と呼気終末食道内圧の差（ΔＰＥＳ）を１回呼吸量（ＶＴ）で割った値ΔＰＥＳ／ＶＴである。肺エラスタンス（ＥＬ）は、呼吸器系全体のエラスタンスと胸壁エラスタンスの差ＥＴＯＴ−ＥＣＷである。１呼吸当たりの経肺圧変化量（ΔＰＴＰ）は、ＥＬｘＶＴとして計算される。呼気終末肺容量の変化に等しい１回呼吸量（ＶＴ＝ΔＥＥＬＶ）のΔＰＴＰは、ＥＬｘΔＥＥＬＶとして計算される。
【００２７】
機能的残気量（ｆｕｎｃｔｉｏｎａｌ  ｒｅｓｉｄｕａｌ  ｃａｐａｃｉｔｙ：ＦＲＣ）でのゼロ呼気終末気道内圧（ＺＥＥＰ）であるＺＥＥＰ／ＦＲＣから最高ＰＥＥＰレベルの吸気終末までの、肺バロメトリ（Ｌｕｎｇ  Ｂａｒｏｍｅｔｒｙ）による完全肺Ｐ／Ｖカーブの決定
肺バロメトリの基本的な概念は、肺エラスタンスＥＬはＰＥＥＰの変化量を対応する呼気終末肺容量の変化量で割った値ΔＰＥＥＰ／ΔＥＥＬＶに等しいということであり、これを本明細書では「肺バロメトリ」と称する。したがって、ΔＥＥＬＶの判定は、肺バロメトリに関わる方法に特有であり、パラメータの判定はこれに基づいて行われ、また、さらなる処理データもその結果から生成される。気道内圧測定値は非常に正確であり、最近のベンチレータは、設定されたＰＥＥＰレベルを一定に保つ。ＰＥＥＰの変化後のΔＥＥＬＶは、２つの定常状態におけるＰＥＥＰ／ＥＥＬＶレベルの間の吸気及び呼気の各１回呼吸量（ＶＴｉ−ｅ）の差の累積によって判定可能である。ＰＥＥＰの変化後のΔＥＥＬＶの変化は低速プロセスであり、その持続時間は数分から１時間である。ＰＥＥＰレベルを変化させると吸気及び呼気の各１回呼吸量の間のオフセットがわずかに変化するために、測定精度が妨げられる。オフセットの変化は多くの場合数ｍｌ程度であり、１分未満の期間でＶＴｉ−ｅの差の累積を決定するならば問題にならない。しかし、１〜２分以上の持続期間の測定値を使用すると（例えば図４Ｂ）、２０回／分という全く正常な呼吸頻度の場合、呼吸周期あたり２ｍｌという小さなオフセットの変化が容認できないΔＥＥＬＶの誤差を招いてしまう。本発明の発明者は、ＰＥＥＰの減少時と比較して、ＰＥＥＰの増加時には、新たなＰＥＥＰ／ＥＥＬＶの平衡状態の増加がかなり低速であることに気づいた。ΔＥＥＬＶを適切に判定できずに数分間続いたＰＥＥＰ増加の後でさえ、ＰＥＥＰが減少してベースラインへと確実に戻るまでのΔＥＥＬＶは、２分以内にほぼ完了する。よって、ＰＥＥＰの減少の前にＰＥＥＰの増加が長期間続いた後も、ＰＥＥＰ減少過程中はΔＥＥＬＶの計算にベースラインでのＶＴｉ−ｅのオフセットを加えることができるので、２つのＰＥＥＰレベルの間のΔＥＥＬＶは高精度で判定可能である。肺バロメトリによるＥＬの判定は、ＰＥＥＰの変化と、その結果生じるΔＥＥＬＶの肺活量測定による判定と、しか要求されない。これは非常に単純かつ精密な方法であり、ＰＥＥＰ法中の肺Ｐ／Ｖカーブの決定には、食道での測定を用いるよりもはるかに適している。
【００２８】
ＰＥＥＰを変化させる際、胸壁エラスタンスは線形で一定であるが、肺エラスタンスは通常は非線形であり、肺Ｐ／Ｖカーブ上に、上側の変曲点と下側の変曲点の両方を含んでいる。その結果、呼吸器系全体のＰ／Ｖカーブ、つまり肺及び胸壁のＰ／Ｖカーブの総和は、肺Ｐ／Ｖカーブと同じ非線形性を示す。よって、同じ肺気量範囲に対する呼吸器系全体のエラスタンスと肺エラスタンスを判定することはあまり重要ではない、つまり、胸壁エラスタンスの適切な計算のためには、２つのＰＥＥＰレベルの間のΔＥＥＬＶは、低ＰＥＥＰレベルからの１回呼吸量に等しくなければならず、これが、完全肺Ｐ／Ｖカーブ、及び経肺駆動圧ΔＰＴＰの呼吸ごとの連続計算を確立するために使用される。よって、肺エラスタンス測定シーケンスを開始する、つまり、ＰＥＥＰを増加させてΔＥＥＬＶを判定する際には、ある気道駆動圧（ΔＰＡＷ）の約７０％というデフォルト値の分だけＰＥＥＰを増加させる方がよい。その理由は、いくつかの研究のデータ（Ｇａｔｔｉｎｏｎｉ他ＡＪＲＣＣＭ（１９９８）、Ｐｅｌｏｓｉ他ＡＪＲＣＣＭ（１９９５）、Ｌｕｎｄｉｎ他ＡＡＳ（２０１４）、Ｇａｍｅｒｏ他ＭＡ（２０１４））に基づくと、経肺駆動圧は平均して気道駆動圧の約７０％であるからである。しかし、個々の患者では、経肺駆動圧は、気道駆動圧の４０％から９０％の間でばらつく可能性がある。その結果、ＰＥＥＰを増加させると、ΔＥＥＬＶ値が１回呼吸量と等しくなくなることもある。ＰＥＥＰを減少させてベースラインまで戻した後、１回呼吸量はΔＥＥＬＶに等しくなるように調整され、この１回呼吸量（＝ΔＥＥＬＶ）に対する呼吸器系全体のエラスタンスが決定される。
【００２９】
ベースラインＰＥＥＰレベルが、ＰＥＥＰをさらに増加させることが臨床的に不可能であるほど高い場合、測定シーケンスを逆順で行うことができる、つまり、まずＰＥＥＰを１分間減少させてから、次にベースラインレベルまで増加させる。
【００３０】
ΔＥＥＬＶがとても低く、またはとても高く、１回呼吸量をそのレベルまで減少または増加させることが臨床的に実現可能ではない場合、より高い、またはより低いΔＰＥＥＰを有する新たな測定シーケンスを実施すべきである。
【００３１】
呼吸器系全体のエラスタンスはΔＰＡＷ／ＶＴ＝ΔＥＥＬＶで求められ、肺エラスタンスはΔＰＥＥＰ／ΔＥＥＬＶで求められる。対応する胸壁エラスタンスは（ΔＰＡＷ／ＶＴ＝ΔＥＥＬＶ）−（ΔＰＥＥＰ／ΔＥＥＬＶ）で求められる。
【００３２】
呼吸器系全体のエラスタンス（ＥＴＯＴ）は、吸気終末気道プラトー圧と呼気終末気道内圧（ΔＰＡＷ）の差を１回呼吸量（ＶＴ）で割った値ΔＰＡＷ／ＶＴである。胸壁エラスタンス（ＥＣＷ）は、呼吸器系全体のエラスタンスと肺エラスタンスの差ＥＴＯＴ−ＥＬであり、ここでＥＴＯＴは、ΔＥＥＬＶに等しい１回呼吸量を用いて求められる。肺エラスタンス（ＥＬ）は、呼気終末気道内圧（ΔＰＥＥＰ）の変化量の、対応する呼気終末肺容量の変化量（ΔＥＥＬＶ）に対する比ΔＰＥＥＰ／ΔＥＥＬＶである。呼気終末肺容量の変化量（ＶＴ＝ΔＥＥＬＶ）に等しい１回呼吸量のΔＰＴＰは、呼気終末気道内圧の変化量（ΔＰＥＥＰ）に等しいという定義によるものである。
【００３３】
基本測定アルゴリズム−例
定常状態臨床ＰＥＥＰレベルから開始。
ＰＥＥＰをΔＰＡＷの７０％分だけ増加させる。ＰＥＥＰの増加は７０％程度が好ましいが、７０％より大きくても小さくてもよく、例えば３０％，４０％，５０％，６０％，８０％，９０％，または１００％であってもよい。
ＥＥＬＶの増加量（ΔＥＥＬＶｕｐ）を、約１分間、例えば３０，４０，４５，５０，５５，６０，６５，７０，または７５秒の吸気と呼気の各１回呼吸量の差の累積として求める。ＰＥＥＰを増加させた約２分、例えば９０，１００，１１０，１２０，１３０，１４０，または１５０秒で、ベースラインＰＥＥＰへと戻す。
ＥＥＬＶの減少（ΔＥＥＬＶｄｏｗｎ）を、約１分間の吸気と呼気の各１回呼吸量の差の累積として求める。
平均ΔＥＥＬＶを（ΔＥＥＬＶｕｐ＋ΔＥＥＬＶｄｏｗｎ）／２で計算する。
１回呼吸量を平均ΔＥＥＬＶに設定する。
呼吸器系全体のエラスタンスＥＴＯＴをΔＰＡＷ／ＶＴ＝平均ΔＥＥＬＶで求める。
肺エラスタンス（ＥＬ）をΔＰＥＥＰ／ΔＥＥＬＶｍｅａｎで計算する。
胸壁エラスタンス（ＥＣＷ）を、呼吸器系全体のエラスタンスと肺エラスタンスとの差ＥＣＷ＝ＥＴＯＴ−ＥＬとして計算する。
比ＥＬ／ＥＴＯＴを計算して、より高いＰＥＥＰレベルでのＥＴＯＴに対するＥＬの比を（ＥＴＯＴＨＰ−ＥＣＷＢＬ）／ＥＴＯＴＨＰとして計算する。
【００３４】
例−基本的な肺バロメトリを用いたＰＴＰの判定
胸壁複合体は、制御されたベンチレーションでは水圧式の実体として反応するので、胸壁エラスタンスは線形である。胸壁複合体は、弾性膨張可能な構造としてではなく、むしろＰＥＥＰの変化時に変位する重りのようにふるまうので、胸壁エラスタンスは、ＰＥＥＰの変化時は大部分において一定である。容積制御ベンチレーション中には、吸気流量は一定であり、管の近位端と肺胞との間の圧力降下は一定であるとみなすことができる。つまり、ピーク気道内圧と吸気終末ポーズ中に測定されたプラトー気道内圧との差（ＰＡＷｐｅａｋ−ｐｌａｔｅａｕ）も、吸気開始時には既に存在している。その結果、肺胞の駆動圧（ＰＡＬＶ）は、瞬間ＰＡＷ−ＰＡＷｐｅａｋ−ｐｌａｔｅａｕとして計算可能であり、経肺駆動圧は、吸気中には瞬間ＰＡＬＶ−瞬間１回呼吸量×胸壁エラスタンスとして継続的に計算可能である。
【００３５】
ベースラインでの呼気終末ＰＴＰ（ＰＴＰＥＥＢＬ）、臨床ＰＥＥＰ、及びゼロのベースライン肺気量は、呼気終末気道内圧（ＰＥＥＰ）に等しい。つまり、ＰＴＰＥＥＢＬ＝ＰＡＷＥＥＢＬである。
より高いＰＥＥＰレベルでの呼気終末ＰＴＰ（ＰＴＰＥＥＨＰ）、及び、ΔＥＥＬＶｍｅａｎに等しいベースラインより上の肺気量は、より高いＰＥＥＰレベルでのＰＥＥＰに等しい。つまり、ＰＴＰＥＥＨＰ＝ＰＡＷＥＥＨＰである。
ベースラインＰＥＥＰでの吸気終末ＰＴＰ、及び、ＶＴＢＬに等しいベースラインＥＥＬＶより上の肺気量は、ＰＴＰＥＩＢＬ＝ＰＴＰＥＥＢＬ＋ΔＰＡＷｘＶＴＢＬ−ＥＣＷＢＬｘＶＴＢＬである。
より高いＰＥＥＰレベルでの吸気終末ＰＴＰ、及び、ΔＥＥＬＶｍｅａｎ＋ＶＴＨＰに等しいベースラインより上の肺気量は、ＰＴＰＥＩＨＰ＝ＰＴＰＥＥＨＰ＋ΔＰＡＷＶＴＨＰ−ＥＣＷＢＬｘＶＴＨＰである。ＰＥＥＰの変化時、ＥＣＷは、大部分が一定のままである。
【００３６】
例−ＺＥＥＰ／ＦＲＣとベースラインＥＥＬＶの間でのΔＥＥＬＶの推定
ベースライン及びより高いＰＥＥＰレベルにおける呼気終末及び吸気終末でのＰＴＰのデータが、対応するＥＥＬＶデータに対してプロットされる。最もフィットする二次及び三次多項式曲線が描かれている。各最適曲線の式をゼロＰＴＰについて解くことによって、この曲線がゼロＰＴＰにおいて容量軸と交差する平均量が得られる。この推定量ΔＥＥＬＶ０−ＢＬを前のＥＥＬＶ値すべてに加えるが、これは、ＥＥＬＶＢＬがΔＥＥＬＶ０−ＢＬに等しく、ベースライン肺気量での吸気終末肺気量がΔＥＥＬＶ０−ＢＬ＋ＶＴＢＬであることを意味している。高いＰＥＥＰレベルでのＥＥＬＶは、ΔＥＥＬＶ０−ＢＬ＋ΔＥＥＬＶＢＬ−ＨＰであり、高いＰＥＥＰレベルでの吸気終末肺気量は、ΔＥＥＬＶ０−ＢＬ＋ΔＥＥＬＶＢＬ−ＨＰ＋ＶＴＨＰである。
【００３７】
拡張肺バロメトリでの測定アルゴリズム−例
拡張アルゴリズムは、連続する２つのＰＥＥＰステップＨＰ１及びＨＰ２を含み、これもまたベースライン臨床ＰＥＥＰから始まるが、ここでより高い肺気量及びＰＴＰに到達している。
第１の増加したＰＥＥＰレベル（ＰＥＥＰＨＰ１）が、１分間だけ維持され、ΔＥＥＬＶＢＬ−ＨＰ１ｕｐが、基本アルゴリズムで説明したように求められる。第２のＰＥＥＰステップのサイズは、高いＰＥＥＰレベルとベースラインＰＥＥＰレベルとの吸気終末プラトー気道内圧差ＰＡＷＥＩＨＰ１−ＰＡＷＥＥＢＬとして予測される。ΔＥＥＬＶＨＰ１−ＨＰ２ｕｐが、基本アルゴリズムで説明したように求められる。
第２の増加したＰＥＥＰレベル（ＰＥＥＰＨＰ２）が、ＰＥＥＰがＨＰ１に戻る前に、１分間維持される。ΔＥＥＬＶＨＰ１−ＨＰ２ｄｏｗｎ及び平均ΔＥＥＬＶＨＰ１−ＨＰ２ｕｐ−ｄｏｗｎが、基本アルゴリズムで説明したように求められる。
ＰＥＥＰＨＰ１とＰＥＥＰＨＰ２との間のＥＬは、ＨＰ２とＨＰ１とのＰＥＥＰ差をＨＰ２とＨＰ１との間のＥＥＬＶの平均変化量で割った値ΔＰＥＥＰＨＰ１−ＨＰ２／ΔＥＥＬＶＨＰ１−ＨＰ２で求められる。
ＨＰ２でのＥＴＯＴがΔＰＡＷＨＰ２／ＶＴＨＰ２で計算される。
ＨＰ２でのＥＣＷがＥＴＯＴＨＰ２−ＥＬＨＰ２で計算される。
ＰＥＥＰをＨＰ２からＨＰ１に降下させた１分後、ＰＥＥＰをベースラインＰＥＥＰレベルまで降下させる。ＰＥＥＰ降下後の最初の１分間に、ΔＥＥＬＶＢＬ−ＨＰ１ｄｏｗｎ及び平均ΔＥＥＬＶＢＬ−ＨＰ１が、基本アルゴリズムで説明したように求められる。
１回呼吸量が平均ΔＥＥＬＶＢＬ−ＨＰ１に設定される。
ＥＴＯＴが、ΔＰＡＷＢＬ／ＶＴ＝平均ΔＥＥＬＶＢＬ−ＨＰ１として求められる。
ＥＬがΔＰＥＥＰ／ΔＥＥＬＶｍｅａｎＢＬ−ＨＰ１として計算される。
ＥＣＷがＥＣＷＢＬ＝ＥＴＯＴＢＬ−ＥＬＢＬを用いて計算される。
ベースラインでのＥＴＯＴに対するＥＬの比、つまりＥＬＢＬ／ＥＴＯＴＢＬが計算される。
ＰＥＥＰＨＰ１でのＥＴＯＴに対するＥＬの比、つまりＥＬＨＰＩ／ＥＴＯＴＢＰ１が計算される。
ＰＥＥＰＨＰ２でのＥＴＯＴに対するＥＬの比、つまり（ＥＴＯＴＨＰ２−ＥＣＷＨＰ１）／ＥＴＯＴＨＰ２が計算される。
【００３８】
例−拡張肺バロメトリによる経肺圧
ＥＣＷが、ＰＥＥＰの変化時、基本的に一定なままであると仮定する。
ベースラインでの呼気終末ＰＴＰ（ＰＴＰＥＥＢＬ）、臨床ＰＥＥＰ、及びゼロのベースライン肺気量は、呼気終末気道内圧（ＰＥＥＰ）に等しく、ＰＴＰＥＥＢＬ＝ＰＡＷＥＥＢＬである。
より高いＰＥＥＰレベルでの呼気終末ＰＴＰ（ＰＴＰＥＥＨＰ１）、及び、ΔＥＥＬＶｍｅａｎＢＬ−ＨＰ１に等しいベースラインより上の肺気量は、ＰＥＥＰＨＰ１でのＰＥＥＰに等しく、ＰＴＰＥＥＨＰ１＝ＰＡＷＥＥＨＰ１である。
最も高いＰＥＥＰレベルでの呼気終末ＰＴＰ（ＰＴＰＥＥＨＰ２）、及び、ΔＥＥＬＶｍｅａｎＢＬ−ＨＰ１＋ΔＥＥＬＶｍｅａｎＨＰ１−ＨＰ２に等しいベースラインより上の肺気量は、ＰＥＥＰＨＰ２でのＰＥＥＰに等しく、ＰＴＰＥＥＨＰ２＝ＰＡＷＥＥＨＰ２である。
ベースラインＰＥＥＰにおける吸気終末ＰＴＰ、及び、ＶＴＢＬに等しいベースラインＥＥＬＶより上の肺気量は、ＰＴＰＥＩＢＬ＝ＰＴＰＥＥＢＬ＋ΔＰＡＷＶＴＢＬ−ＥＣＷＢＬｘＶＴＢＬである。
ＰＥＥＰＨＰＩでの吸気終末ＰＴＰ、及び、ΔＥＥＬＶｍｅａｎ＋ＶＴＨＰに等しいベースラインより上の肺気量は、ＰＴＰＥＩＨＰ１＝ＰＴＰＥＥＨＰ１＋ΔＰＡＷＶＴＨＰ１−ＥＣＷＨＰ１ｘＶＴＨＰ１である。
ＰＥＥＰＨＰ１での吸気終末ＰＴＰ、及び、ΔＥＥＬＶｍｅａｎ＋ＶＴＨＰに等しいベースラインより上の肺気量は、ＰＴＰＥＩＨＰ２＝ＰＴＰＥＥＨＰ２＋ΔＰＡＷＶＴＨＰ２−ＥＣＷＨＰ２ｘＶＴＨＰ２である。
【００３９】
例−拡張肺バロメトリによるＺＥＥＰ／ＦＲＣとベースラインＥＥＬＶの間でのΔＥＥＬＶの推定
低ＰＥＥＰレベルとゼロＰＥＥＰでの機能的残気量（ｆｕｎｃｔｉｏｎａｌ  ｒｅｓｉｄｕａｌ  ｖｏｌｕｍｅ：ＦＲＣ）との間の肺気量は、例えば吸引過程中、呼吸システムの短い中断期間と同等の期間である５〜１０呼吸数の間に、ＰＥＥＰが少し減少して０ｃｍＨ２Ｏになることによって判定できる。このことが臨床的に安全な過程であるとみなされない場合、この量は、低ＰＥＥＰ／ＥＥＬＶレベルとＺＥＥＰ／ＦＲＣとの間への１つの肺Ｐ／Ｖカーブの外挿により推定可能である。図１は、ベースラインでのＰＥＥＰとＺＥＥＰ／ＦＲＣの間のＥＥＬＶを、ＰＥＥＰをゼロまで降下しなくても判定できる方法を示している。ベースライン、ＰＥＥＰＨＰ１、及びＰＥＥＰＨＰ２における呼気終末及び吸気終末でのＰＴＰのデータが、対応するＥＥＬＶデータに対してプロットされる。最もフィットする二次及び三次多項式曲線が描かれる。各最適曲線の式をゼロＰＴＰについて解くことによって、この曲線がゼロＰＴＰにおいて容量軸と交差する平均量が得られる。この推定量ΔＥＥＬＶ０−ＢＬを前のＥＥＬＶ値すべてに加えるが、これは、ＥＥＬＶＢＬがΔＥＥＬＶ０−ＢＬに等しく、ベースライン肺気量での吸気終末肺気量がΔＥＥＬＶ０−ＢＬ＋ＶＴＢＬであることを意味している。ＰＥＥＰＨＰ１でのＥＥＬＶは、ΔＥＥＬＶ０−ＢＬ＋ΔＥＥＬＶＢＬ−ＨＰであり、高いＰＥＥＰレベルでの吸気終末肺気量はΔＥＥＬＶ０−ＢＬ＋ΔＥＥＬＶＢＬ−ＨＰ１＋ＶＴＨＰ１である。ＰＥＥＰＨＰ２での呼気終末肺容量ＥＥＬＶＨＰ２は、ΔＥＥＬＶ０−ＢＬ＋ΔＥＥＬＶＢＬＨＰ１＋ΔＥＥＬＶＨＰ１−ＨＰ２であり、高いＰＥＥＰレベルでの吸気終末肺気量は、ΔＥＥＬＶ０−ＢＬ＋ΔＥＥＬＶＢＬ−ＨＰ２＋ＶＴＨＰ２である。図１Ａ及び１Ｂは、ＺＥＥＰとベースラインでの臨床ＰＥＥＰとの間のΔＥＥＬＶの推定を示すグラフである。図１Ａは、二次多項式曲線の、ＰＥＥＰ法のＰＴＰ／Ｖ点についての最適曲線式を示している。図１Ｂは、三次多項式曲線の、ＰＥＥＰ法のＰＴＰ／Ｖ点についての最適曲線式を示している。この曲線とｙ軸との切片の値の平均が使用されている。図１Ａ及び１Ｂの場合、この値の平均値は（３０１＋１８０）／２＝２４０ｍｌである。
【００４０】
例−変曲点／区間の識別
ＰＥＥＰ増加後の新たなＰ／Ｖの平衡状態の確立には複数回の呼吸が関わり、ここで肺気量の増分は、新たな定常状態が確立されるまで呼吸ごとに減っていく。各呼吸の容量増分（ＤＥＥＬＶ）を、容量の対数目盛でグラフ化した場合、２つのＰＥＥＰレベルの間の肺気量に対して、肺エラスタンスの上方に向かう凸形（肺エラスタンスの増加）または凹形（肺エラスタンスの減少）または直線勾配が識別可能である。図２Ａ〜２Ｃは、それぞれ、異なる２つのＰＥＥＰレベルの間の減少ＥＬ、増加ＥＬ、及び一定ＥＬに相当する、ｌｏｇＥＥＬＶ対呼吸のグラフ例である。
【００４１】
２つのＰＥＥＰレベルの吸気終末肺気量（ＥＩＬＶ）の間の容量範囲における非線形性の識別
呼吸ごとの吸気終末プラトー気道内圧（ＰＡＷＥＩ）を用いて、増加ＥＬを、ＰＥＥＰ後の最初の呼吸を増加させた後の増加ＰＡＷＥＩに反映させる。ＰＡＷＥＩが減少した場合、ＥＬは減少する。ＰＡＷＥＩが一定の場合、ＥＬは、最大容量レベルにおいて一定である。図３は、２つのＰＥＥＰレベルにおけるＥＩＬＶ間の容量範囲で非線形性を識別するのに使用可能なグラフ種の例を示している。ＰＥＥＰ法中の呼吸ごとの気道内圧、食道内圧、及び経肺圧の内圧容量曲線を、ＺＥＥＰから１６ｃｍＨ２Ｏまでについて示している。ＰＡＷＥＩの経過を丸で囲んでいる。ＰＥＥＰが４ｃｍＨ２Ｏから８ｃｍＨ２Ｏに変化する間、ＰＡＷＥＩは呼吸ごとに減少し、減少ＥＬを示している。ＰＥＥＰが８ｃｍＨ２Ｏから１２ｃｍＨ２Ｏに変化する間、ＰＡＷＥＩは大部分が一定であり、不変ＥＬを示している。ＰＥＥＰが１２ｃｍＨ２Ｏから１６ｃｍＨ２Ｏに変化する間、ＰＡＷＥＩは呼吸ごとに増加し、増加ＥＬを示している（過膨張）。
【００４２】
例−肺バロメトリによる測定表示
測定手順を始めようとする際には、測定表示が画面上に現れる。
ベースライン気道内圧及び１回呼吸量が提示され、定常状態が判定される。ＰＥＥＰが増加するときに、非線形性、つまり、２つのＰＥＥＰレベルの間のＥＬの増加または減少を識別するために、ＥＥＬＶの呼吸ごとの増分が対数目盛で示される（例えば図２Ａ〜２Ｃ）。さらに、ＥＥＬＶの増分の累積が呼吸ごとに表示されてもよく、ΔＥＥＬＶｕｐの結果が表示される（図４Ｃ）。図４Ａ及び４Ｂは、ＥＬが７０ｍｌ／ｃｍＨ２Ｏ、ＰＥＥＰ＝５ｃｍＨ２ＯでのΔＰＴＰ／ΔＰＡＷが０．７７、ＰＥＥＰ＝１５ｃｍＨ２ＯでのΔＰＴＰ／ΔＰＡＷが０．６５、ΔＰＥＥＰｕｐ及びΔＰＥＥＰｄｏｗｎがそれぞれ１０ｃｍＨ２Ｏ、ΔＥＥＬＶｕｐが６８０ｍｌ、ΔＥＥＬＶｄｏｗｎが７２０ｍｌである、このような表示の実例を示す。
【００４３】
ＰＡＷＥＩが更に、吸気終末肺気量レベルで増加ＥＬか減少ＥＬかを識別するために、呼吸ごとに拡大目盛で表示されてもよい。ＰＥＥＰが降下され約２分後、ΔＥＥＬＶｄｏｗｎ、及びΔＥＥＬＶｕｐとΔＥＥＬＶｄｏｗｎとの平均が示され、ＥＬ（ΔＰＥＥＰ／ΔＥＥＬＶｍｅａｎ）が表示されてもよい。ベースラインＰＥＥＰレベル及びより高いＰＥＥＰレベルに対するΔＰＴＰ／ΔＰＡＷの比が表示されてもよい。
【００４４】
例−決定支援及び監視表示
呼吸器系全体のエラスタンス（ＥＬ／ＥＴＯＴ）に対する肺エラスタンスの比は、ＰＥＥＰ増加が、より好適な肺メカニクス（よりコンプライアントな肺）をもたらすかどうか、つまり、患者がＰＥＥＰレスポンダであるかどうかの指標である。ＰＥＥＰレスポンスがポジティブであることは、胸壁が呼吸器系エラスタンスに大きな影響を与える患者である可能性が高い。よって、ＥＬ／ＥＴＯＴが低い（０．４〜０．８）ほど、肺メカニクスが向上する可能性が高く（肺エラスタンスの低下）、また、ＥＬ／ＥＴＯＴが高い（＞０．８）ほど、ＰＥＥＰにレスポンスがある可能性が低い。ＥＬ／ＥＴＯＴ比は、（ΔＰＥＥＰ／ΔＥＥＬＶ）／（ΔＰＡＷ／ＶＴ＝ΔＥＥＬＶ）として、あるいは、（ＰＥＥＰ増加後の）最初の呼気の呼気終末量の増加比（ＶＦｉｒｓｔｅｘｐ）をΔＥＥＬＶで割った値として、つまりＥＬ＝ΔＰＥＥＰ／ΔＥＥＬＶ及びＥＴＯＴ＝ΔＰＥＥＰ／ＶＦｉｒｓｔｅｘｐとして判定可能である。
【００４５】
ＥＬ／ＥＴＯＴ比は、全呼吸器系（気道）の駆動圧に対する経肺駆動圧の比（ΔＰＴＰ／ΔＰＡＷ）に等しい。ΔＰＴＰ／ΔＰＡＷ比が低い（０．４〜０．８）ほど、肺が胸壁によってより保護される、つまり、より多くの気道駆動圧が胸壁によって「緩和」され、また、ΔＰＴＰ／ΔＰＡＷが高い（＞０．８）ほど、肺が気道駆動圧により多くさらされる。ＰＴＰＥＥがＰＥＥＰに等しい、推定ＺＥＥＰ／ＦＲＣを有する完全な肺ＶＬ／ＰＴＰ（またはＰＴＰ／ＶＬ）カーブが表示されてもよい。図５Ａ及び５Ｂは、それぞれ、肺の急性呼吸窮迫症候群（ａｃｕｔｅ  ｒｅｓｐｉｒａｔｏｒｙ  ｄｉｓｔｒｅｓｓ  ｓｙｎｄｒｏｍｅ：ＡＲＤＳ）及び肺外ＡＲＤＳに相当する完全な推定肺Ｐ／Ｖカーブのグラフ例である。これらのカーブは、１つのＰＥＥＰ増加−減少サイクルから、より好ましくは、ＰＥＥＰを２段階で増加させた後にＰＥＥＰを２段階で減少させる拡張ＰＥＥＰサイクルから、生成されてもよい。肺Ｐ／Ｖカーブの最もフィットする式を用いて、決定支援が実現可能である。
【００４６】
例−肺ＡＲＤＳ
以下の例は、図６Ａ及び６Ｂに示されている、肺ＡＲＤＳの完全推定肺Ｐ／Ｖカーブに対応する。最も適合する肺Ｐ／Ｖカーブの式（ｙ＝０．０ｘ３＋０．８ｘ２＋３４）、及び、ＰＥＥＰ（ＰＡＷＥＥ）を変化させると呼気終末ＰＴＰは等しく変化するということを用いて、この表示は、決定支援をすぐに利用できるようにする情報を与えている。この肺ＡＲＤＳの場合、ＰＥＥＰ１２での有害な吸気終末ＰＴＰレベルが２７であることが認識できる。対応する呼気終末及び吸気終末の各肺気量レベル（ＦＲＣより高い）は、５２５ｍｌ及び１１２５ｍｌである。酸素化が不十分な場合、示されているＰＥＥＰレベルの１５ｃｍＨ２Ｏへの増加は、ＥＥＬＶの５２５ｍｌから６９０ｍｌへの増加に伴っており、その結果酸素化が向上するが、同時に１回呼吸量が６００ｍｌから３５０ｍｌに減少し、その結果、吸気終末肺気量が１０４０ｍｌになり、吸気終末ＰＴＰが上側の変曲点をわずかに下回る２４ｃｍＨ２Ｏに低下する可能性もある。
【００４７】
例−肺外ＡＲＤＳ
以下の例は、図７Ａ及び７Ｂに示されている、肺ＡＲＤＳの完全な推定肺Ｐ／Ｖカーブに相当する。最も適合する肺Ｐ／Ｖカーブの式（ｙ＝−０．０ｘ３＋２．５ｘ２＋３６）、及び、ＰＥＥＰ（ＰＡＷＥＥ）を変化させると呼気終末ＰＴＰは等しく変化するということを用いて、この表示は、決定支援をすぐに利用できるようにする情報を与えている。この肺外ＡＲＤＳの場合、ＰＥＥＰ１２でのＰＴＰＥＩレベルが１８ｃｍＨ２Ｏであることが認識できる。対応する呼気終末及び吸気終末の各肺気量レベル（ＦＲＣより高い）は、４００ｍｌ及び９７５ｍｌである。酸素化が不十分な場合、示されているＰＥＥＰレベルの１６ｃｍＨ２Ｏへの増加は、ＥＥＬＶの４００ｍｌから７７５ｍｌへの増加を伴っており、同時に１回呼吸量が５７５ｍｌから４２５ｍｌに減少し、その結果、吸気終末肺気量が１２００ｍｌになるが、吸気終末ＰＴＰは以前よりも１．５ｃｍＨ２Ｏしか高くならない、つまり１９．５ｃｍＨ２Ｏである可能性があり、これはリスクの可能性があるレベル（所定の最大ＰＴＰ）である２４ｃｍＨ２Ｏをはるかに下回っている。所定の最大ＰＴＰは、ユーザ（例えば臨床医や呼吸器治療者）によって設定されたように、２４ｃｍＨ２Ｏより高くても低くてもよい。
【００４８】
例−測定シーケンス及び完全な肺Ｐ／Ｖ計算手順
ＰＥＥＰをベースライン臨床値から増加させ、ＥＥＬＶの増加量ΔＥＥＬＶｕｐを判定する。
ＰＥＥＰをベースラインレベルまで減少させ、ＥＥＬＶの減少量ΔＥＥＬＶｄｏｗｎを判定する。
平均ΔＥＥＬＶｕｐ  ａｎｄ  ｄｏｗｎ、ΔＥＥＬＶｍｅａｎを計算する。
１回呼吸量をΔＥＥＬＶｍｅａｎに等しい値に設定する。
呼吸器系エラスタンスＥＴＯＴをＰＡＷＥＩｐｌａｔｅａｕ／ＶＴ＝ΔＥＥＬＶｍｅａｎで求める。
肺エラスタンスＥＬをΔＰＥＥＰ／ΔＥＥＬＶｍｅａｎとして求める。
胸壁エラスタンスＥＣＷをＥＴＯＴ−ＥＬとして求める。
ベースラインＰＥＥＰでのＰＴＰＥＩを、ベースラインＰＡＷＥＩＢＬ−ＥＣＷｘＶＴとして求める。
増加させたＰＥＥＰでのＰＴＰＥＩをＰＡＷＥＩＨＰ１−ＥＣＷｘＶＴとして求める。
ＰＥＥＰＢＬ，ＰＥＥＰＨＰ１，ＰＴＰＥＩＢＬ及びＰＴＰＨＰ１を対応する肺気量に対してプロットする。
ＰＴＰ／Ｖ点の最適曲線の式（二次及び／又は三次多項式）を判定する。
この式を決定支援（下記参照）に使用する。
【００４９】
完全肺Ｐ／Ｖカーブの確立及びカーブの非線形性、つまり下側及び上側の各変曲点の定量化をさらに向上させるために、低ＰＥＥＰレベルでの呼気終末から高ＰＥＥＰレベルでの吸気終末までの肺Ｐ／Ｖカーブは、上述した呼吸ごとの経肺駆動圧の計算から類推して判定可能である（３ａ参照）。低ＰＥＥＰレベルの肺Ｐ／Ｖカーブは、１回呼吸量がΔＥＥＬＶに等しい場合に計算された胸壁エラスタンス値を用いて、測定シーケンスの終わりではΔＥＥＬＶに等しい１回呼吸量の気道Ｐ／Ｖカーブから計算される。高ＰＥＥＰレベルの肺Ｐ／Ｖカーブも、１回呼吸量がΔＥＥＬＶに等しい場合に計算された胸壁エラスタンス値を用いて、同様に計算される。
【００５０】
低ＰＥＥＰレベル及び高ＰＥＥＰレベルの肺Ｐ／Ｖカーブは、高ＰＥＥＰレベルの呼気終末及び低ＰＥＥＰレベルの吸気終末において、共通の経肺圧／容量点を有している。この２つの肺Ｐ／Ｖカーブは、低ＰＥＥＰでの呼気終末から高ＰＥＥＰレベルでの吸気終末までの単一の肺Ｐ／Ｖカーブを形成する。
【００５１】
この単独の肺Ｐ／Ｖカーブ（ＳＬＰＶＣ）は、ＦＲＣ／ＺＥＥＰから始まる外挿肺気量または測定肺気量を伴って、ベンチレータの画面上に表示可能である。当初イノベーションは、呼気終末気道内圧が呼気終末の経肺圧に等しいという知見に基づいているので、現在の１回呼吸の肺Ｐ／Ｖカーブ、経肺駆動圧／容量は、正確な肺気量範囲においてＳＬＰＶＣ上に連続して表示可能である。ＰＥＥＰまたは１回呼吸量の変化はＳＬＰＶＣに沿って生じるので、このような変化が１回呼吸の肺Ｐ／Ｖカーブ及び経肺駆動圧に与える影響を予測し、臨床医への決定支援として使用することができる。
【００５２】
ＰＥＥＰの選択に関する更なる決定支援がＥＬ／ＥＴＯＴ比によって提供され、ここでは比が０．４〜０．８の間にあると、ＰＥＥＰ増加への応答がポジティブであること（肺メカニクスの向上、つまりコンプライアントな肺組織）が期待できることを示している。
【００５３】
また、ΔＰＴＰ／ΔＰＡＷ比は、肺組織を直接ターゲットとしている気道内圧の割合を表しており、この比＞０．８では、肺組織への損傷のリスクが高いことを示している。
【００５４】
呼吸器系メカニクスの経時変化は、１回呼吸の肺Ｐ／ＶカーブがＳＬＰＶＣから変位する結果となり、新たな測定シーケンスを（パルス形状による心拍出量測定の較正手順と同様に）実行すべきであることを臨床医に知らせる。
【００５５】
本明細書に記載されているシステム及び方法は、コンピュータプログラムまたは複数のコンピュータプログラムによって実施されてもよく、コンピュータプログラムは、単独のコンピュータシステム内で、または複数のコンピュータシステムにわたって、アクティブ及び非アクティブの両方の状態で、種々の形態で存在していてもよい。例えば、ソースコード、オブジェクトコード、実行コード、または他のフォーマットの、方法ステップのうちのいくつかを実行するプログラム命令で構成される、ソフトウェアプログラム（複数のソフトウェアプログラム）として存在していてもよい。上述のいずれもコンピュータ可読媒体上で具体化されてもよく、これには、圧縮形式または非圧縮方式のストレージデバイス及び信号が含まれる。「コンピュータ」の語は、汎用中央演算処理装置（ｃｅｎｔｒａｌ  ｐｒｏｃｅｓｓｉｎｇ  ｕｎｉｔ：ＣＰＵ）、特定用途プロセッサ、またはマイクロコントローラ等のプロセッサを備えた任意の電子デバイスを指す。コンピュータは、データを受信し（入力）、受信データに対して所定の動作のシーケンスを実行し、情報形式の結果、または所定の動作によって生じる信号（出力）を生成することが可能である。
【００５６】
本システムは、例えば呼吸装置３００と処理ユニット３１０を有している。処理ユニット３１０は、例えば、第１呼気終末陽圧ＰＥＥＰレベルを、少なくとも第１ＰＥＥＰレベルより高い第２ＰＥＥＰレベルに引き上げ、その後、第２ＰＥＥＰレベルを第１ＰＥＥＰレベルに引き下げるように構成される。処理ユニット３１０は、例えばさらに、１回呼吸量を呼気終末肺容量の変化量に等しくなるように調整して、機能的残気量（ＦＲＣ）以上の全肺気量を呼吸装置に接続されている肺の経肺圧（ＰＴＰ）と関連付ける肺メカニクスの式を、第１ＰＥＥＰレベルと第２ＰＥＥＰレベルとの間の呼気終末肺容量の変化量（ΔＥＥＬＶ）に基づいて計算するように構成される。
【００５７】
処理ユニットは例えばさらに、吸気終末経肺圧（ＰＴＰＥＩ）、経肺駆動圧（ΔＰＴＰＥＩ）、１回呼吸量（ＶＴ）、及びＰＥＥＰのうちのいずれか１つを、ＰＴＰＥＩ、ＶＴ、及びＰＥＥＰのうちの他のいずれか２つから、肺メカニクスの式を用いて計算するように構成される。
【００５８】
代替として、または追加として、本システムはさらに、処理ユニットに動作可能なように接続される表示ユニットを備え得る。処理ユニットは、表示ユニット上で、上述の肺メカニクスの式のグラフィカルな視覚化を行うように構成可能である。
【００５９】
代替として、または追加として、グラフィカルな視覚化は、１つ以上のＰＥＥＰレベルのステップ変化を用いて生成された完全肺Ｐ／Ｖカーブである。
【００６０】
代替として、または追加として、本システムは、ＰＥＥＰレベルの変化に応じた肺気量の呼吸ごとの変化に関する情報を含む、グラフィカルな視覚化を含む。
【００６１】
代替として、または追加として、制御ユニットは、呼吸装置内でベンチレーションパラメータの所望値を設定するように構成されており、かつ、ＰＴＰＥＩの値を、本明細書に記載されているように計算された肺メカニクスの式を用いて計算し、ＶＴとＰＥＥＰとを肺メカニクスの式に基づいて選択するように構成される。
【００６２】
代替として、または追加として、制御ユニットは、臨床ユーザからの第１ベンチレーションパラメータの目標入力に基づいて、接続されている患者のベンチレーションのための呼吸装置における少なくとも１つの第２ベンチレーションパラメータを調整するように構成され、更には、第１呼気終末陽圧ＰＥＥＰレベルを少なくとも第１ＰＥＥＰレベルより高い第２ＰＥＥＰレベルに引き上げ、その後、第２ＰＥＥＰレベルを第１ＰＥＥＰレベルに引き下げて、１回呼吸量を呼気終末肺容量の変化量（ΔＥＥＬＶ）に等しくなるように調整するように構成される。
【００６３】
方法３５０は、呼吸装置内におけるベンチレーションパラメータの所望値の設定３７０の例として開示されている。本方法は、本明細書に記載されているように計算される肺メカニクスの式３６０を用いて行うＰＴＰＥＩの値の計算３６５と、肺メカニクスの式に基づくＶＴ及びＰＥＥＰの選択とを含む。
【００６４】
代替として、または追加として、一つの方法が、臨床ユーザからの第１ベンチレーションパラメータの目標入力に基づいて、接続されている患者のベンチレーションのための呼吸装置における少なくとも１つの第２ベンチレーションパラメータを自動的に調整する例として開示される。本方法は、例えば、第１呼気終末陽圧ＰＥＥＰレベルを少なくとも第１ＰＥＥＰレベルより高い第２ＰＥＥＰレベルに引き上げ、その後、第２ＰＥＥＰレベルを第１ＰＥＥＰレベルに引き下げて、１回呼吸量を呼気終末肺容量の変化量（ΔＥＥＬＶ）に等しくなるように調整することを含む。代替として、または追加として、本方法は、１回呼吸量を呼気終末肺容量の変化量に等しくなるように調整して、機能的残気量（ＦＲＣ）以上の全肺気量を呼吸装置に接続されている肺の経肺圧（ＰＴＰ）と関連付ける肺メカニクスの式を、第１ＰＥＥＰレベルと第２ＰＥＥＰレベルとの間の呼気終末肺容量の変化量（ΔＥＥＬＶ）に基づいて計算すること、及び、ＰＴＰＥＩ、ΔＰＴＰ、ＶＴ、及びＰＥＥＰのうちの少なくとも１つを、肺メカニクスの式に基づいて調整することを含む。
【００６５】
代替として、または追加として、本方法は、ＰＥＥＰレベルの第１ＰＥＥＰレベルから第２ＰＥＥＰレベルへの変化に応じてＥＥＬＶの呼吸ごとの変化を計算すること、及び、そしてそこから、肺が、第１ＰＥＥＰレベルと第２ＰＥＥＰレベルとの間で増加エラスタンス、減少エラスタンス、または一定エラスタンスを示すかどうかを判定することを含む。
【００６６】
代替として、または追加として、ソフトウェアまたはコンピュータプログラムが提供される。これは、コンピュータ可読媒体上において具体化されていることが好ましい。ソフトウェアまたはコンピュータプログラムは、本明細書に記載されている方法を行うコードセグメントまたは命令を含む。ソフトウェアまたはコンピュータプログラムは、例えば呼吸装置の本明細書に記載されている、処理ユニットまたは制御ユニット上で実行されることが好ましい。
【００６７】
代替として、または追加として、本明細書に記載されているシステムのグラフィカルユーザインターフェースが、例として開示される。グラフィカルユーザインターフェースは、ＰＴＰＥＩ、ＶＴ、及びＰＥＥＰの値の組み合わせを含むグラフィカルな視覚化を含み、ＰＴＰＥＩ値、ＶＴ値、及びＰＥＥＰ値のうちの少なくとも１つは、本明細書に記載される肺メカニクスの式に基づいて計算される。
【００６８】
本明細書に記載される肺メカニクスの式は、肺メカニクスと胸壁メカニクスの式を含む。
【００６９】
代替として、または追加として、本システムは、第１呼気終末陽圧ＰＥＥＰレベルを、少なくとも第１ＰＥＥＰレベルより高い第２ＰＥＥＰレベルに引き上げ、呼気終末肺気量ＥＥＬＶの増加量（ΔＥＥＬＶｕｐ）を判定し、その後、第２ＰＥＥＰレベルを第１ＰＥＥＰレベルに引き下げるように構成される呼吸装置と処理ユニットとを有している。処理ユニットは、ＥＥＬＶの減少量（ΔＥＥＬＶｄｏｗｎ）を判定し、第１ＰＥＥＰレベルと第２ＰＥＥＰレベルとの間での呼気終末肺容量の変化量（ΔＥＥＬＶｍｅａｎ）を、（ΔＥＥＬＶｕｐ／ΔＥＥＬＶｄｏｗｎ）／２として計算するように構成される。処理ユニットはさらに、１回呼吸量をΔＥＥＬＶｍｅａｎに等しくなるように設定し、上述の各例で説明したように、ΔＥＥＬＶｍｅａｎに等しい１回呼吸量での、呼吸装置に接続されている肺の経肺圧（ＰＴＰ）に対する、第１ＰＥＥＰレベルでの呼気終末肺容量と第２ＰＥＥＰレベルでの呼気終末肺容量との間の肺気量に関する肺メカニクスと胸壁メカニクスの式を計算するように構成される。
【００７０】
代替として、または追加として、本システムは臨床決定システムを含む。この臨床決定システムは、例えば臨床決定支援システム（ｃｌｉｎｉｃａｌ  ｄｅｃｉｓｉｏｎ  ｓｕｐｐｏｒｔ  ｓｙｓｔｅｍ：ＣＤＳＳ）である。ＣＤＳＳは、ヘルスケア提供者が臨床決定を行うのを支援するデータ分析を提供するデバイスまたはアプリケーションとして知られている。本開示は、これまで知られていない特有のＣＤＳＳを提示する。臨床決定システムは、例えば、呼吸装置のグラフィカルユーザインターフェースを有し、このグラフィカルユーザインターフェースは、ＰＴＰＥＩ、ＶＴ、及びＰＥＥＰの値の組み合わせを含むグラフィカルな視覚化を含み、ここで、ＰＴＰＥＩ値、ＶＴ値、及びＰＥＥＰ値のうちの少なくとも１つは、肺メカニクスと胸壁メカニクスの式に基づいて計算される。
【００７１】
代替として、または追加として、処理ユニットはさらに、吸気終末経肺圧（ＰＴＰＥＩ）、経肺駆動圧（ΔＰＴＰＥＩ）、１回呼吸量（ＶＴ）、及びＰＥＥＰのうちのいずれか１つを、ＰＴＰＥＩ、ＶＴ、及びＰＥＥＰのうちの他のいずれか２つから、肺メカニクスの式を用いて計算するように構成される。
【００７２】
代替として、または追加として、本システムは、処理ユニットに動作可能なように接続される表示ユニットを有し、処理ユニットは、表示ユニット上で、肺メカニクスの式のグラフィカルな視覚化を行うように構成される。
【００７３】
グラフィカルな視覚化は、上述の各例で説明したように、及び、図で示したように、１つ以上のＰＥＥＰレベルのステップ変化を用いて生成された完全肺Ｐ／Ｖカーブであってもよい。
【００７４】
本システムは、代替として、または追加として、ＰＥＥＰレベルの変化に応じた肺気量の呼吸ごとの変化に関する情報を含む、グラフィカルな視覚化を含んでいてもよい。
【００７５】
代替として、または追加として、処理ユニットまたは制御ユニットは、呼吸装置内でベンチレーションパラメータの所望値を設定するように構成され、かつ、ＰＴＰＥＩの値を、上述の肺メカニクスの式を用いて計算するように構成される。処理ユニットは、代替として、または追加として、ＶＴ及びＰＥＥＰを、肺メカニクス及び胸壁メカニクスの式に基づいて選択するように構成される。
【００７６】
代替として、または追加として、処理ユニットまたは制御ユニット（本明細書では交換可能に使用される表現である）は、臨床ユーザからの第１ベンチレーションパラメータの目標入力に基づいて、接続されている患者のベンチレーションのための呼吸装置における少なくとも１つの第２ベンチレーションパラメータを調整するように構成される。制御ユニットは例えば、第１呼気終末陽圧ＰＥＥＰレベルを少なくとも第１ＰＥＥＰレベルより高い第２ＰＥＥＰレベルに引き上げ、その後、第２ＰＥＥＰレベルを第１ＰＥＥＰレベルに引き下げて、１回呼吸量を呼気終末肺容量の変化量（ΔＥＥＬＶ）に等しくなるように調整するように構成される。
【００７７】
代替として、または追加として、本方法は、臨床ユーザからの第１ベンチレーションパラメータの目標入力に基づいて、接続されている肺、試験用肺、肺モデル、または人工肺のベンチレーションのための呼吸装置における少なくとも１つの第２ベンチレーションパラメータを調整するように提供される。本方法は、好ましくは、第１呼気終末陽圧ＰＥＥＰレベルを少なくとも第１ＰＥＥＰレベルより高い第２ＰＥＥＰレベルに引き上げ、呼気終末肺気量ＥＥＬＶの増加量（ΔＥＥＬＶｕｐ）を判定し、その後、第２ＰＥＥＰレベルを第１ＰＥＥＰレベルに引き下げる。本方法はまた、好ましくは、ＥＥＬＶの減少量（ΔＥＥＬＶｄｏｗｎ）を判定し、第１ＰＥＥＰレベルと第２ＰＥＥＰレベルとの間での呼気終末肺容量の変化量（ΔＥＥＬＶｍｅａｎ）を、Δ第２ＰＥＥＰレベルａとして計算する。本方法はさらに、１回呼吸量をΔＥＥＬＶｍｅａｎに等しくなるように設定することができる。本方法は、ΔＥＥＬＶｍｅａｎでの、呼吸装置に接続されている肺、試験用肺、肺モデル、または人工肺の経肺圧（ＰＴＰ）に対する、第１ＰＥＥＰレベルでの呼気終末肺容量と第２ＰＥＥＰレベルでの呼気終末肺容量との間の肺気量に関する肺メカニクスと胸壁メカニクスの式を計算することと、少なくとも１つの第２ベンチレーションパラメータを調整することと、を含むことができ、少なくとも１つの第２ベンチレーションパラメータは、肺メカニクスの式に基づいた、ＰＴＰＥＩ、ＶＴ、及びＰＥＥＰのうちの少なくとも１つである。
【図１】
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【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】
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【図８】
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【図９】
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