(57)【要約】本発明は、筋弛緩剤を患者に投与するシステムに関する。このシステムは、前記筋弛緩剤を患者に送出するように構成された注入ポンプ１０２と、少なくとも１つの受信した入力値に基づいて、前記注入ポンプの動作を制御するように構成されたコントローラ１０１とを含む。さらに、システムは、前記筋弛緩剤が患者に及ぼす影響を継続的に測定し、かつ前記入力値として前記測定された影響を表す値を前記コントローラに供給するように構成された測定手段１０３を含む。本発明によれば、前記少なくとも１つの入力値に基づいて、前記コントローラは、前記注入ポンプを制御するために使用される値として、所定の制御値セットから制御値を選択するように構成される。また、本発明は、筋弛緩剤を患者に投与する方法と、筋弛緩剤を患者に投与するシステムの自動動作をテストするために使用されるようにされたテスト装置とに関する。
2004532055.tif 000002
【特許請求の範囲】
【請求項１】
筋弛緩剤を患者に投与するシステムであって、
前記筋弛緩剤を患者に送出するように構成された注入ポンプと、
少なくとも１つの受信した入力値に基づいて、前記注入ポンプの動作を制御するように構成されたコントローラと、
前記筋弛緩剤が患者に及ぼす影響を継続的に測定し、かつ前記入力値として前記測定された影響を表す値を前記コントローラに供給するように構成された測定手段とを含み、前記少なくとも１つの入力値に基づいて、前記コントローラは、前記注入ポンプを制御するために使用される値として、所定の制御値セットから制御値を選択するように構成され、前記測定手段は、多数の連続電気または磁気パルスにより患者の筋肉を刺激し、その結果生じる筋肉反応パルスを測定し、かつ前記入力値として筋肉反応パルス数を使用するように構成されたことを特徴とする、システム。
【請求項２】
前記所定の制御値セットを保有する１次元以上のアレイを有するメモリを含み、前記コントローラは、前記少なくとも１つの入力値および／または該少なくとも１つの入力値から得られた少なくとも１つの値により、前記アレイを指標付けることにより、前記制御値セットから制御値を選択するように構成されたことを特徴とする、請求項１に記載のシステム。
【請求項３】
前記アレイは、多数の前記制御値の表現として１つ以上の数学関数を含むように構成されたことを特徴とする、請求項２に記載のシステム。
【請求項４】
前記コントローラは、２つ以上前に受信した入力値から得られた少なくとも１つの指標値に基づいて、制御値または該制御値の表現を選択するように構成されたことを特徴とする、請求項１から３のいずれか一項に記載のシステム。
【請求項５】
前記少なくとも１つの指標値は、２つ以上前に受信した入力値の平均値として得られた値を含むことを特徴とする、請求項４に記載のシステム。
【請求項６】
前記測定手段は、前記測定された筋肉反応パルスのうちの２つ以上のパルスを、２つ以上の対応する参照筋肉反応パルスまたは該対応する参照筋肉反応パルスの表現と比較し、かつ直接的な筋肉刺激の影響として測定された筋肉反応パルスと参照筋肉反応パルスとの間の差を決定するように構成されたことを特徴とする、請求項１から５のいずれか一項に記載のシステム。
【請求項７】
前記システムは、直接的な筋肉刺激の前記影響を、患者に送出された前記筋弛緩剤の測定された影響から差し引くように構成されたことを特徴とする、請求項１から６のいずれか一項に記載のシステム。
【請求項８】
前記注入ポンプは、筋弛緩剤を含む容器を取り込み、かつ前記容器から患者に筋弛緩剤を送出するように構成され、さらに、注入ポンプに取り込まれた容器を識別するように構成された識別手段を含むことを特徴とする、請求項１から７のいずれか一項に記載のシステム。
【請求項９】
前記コントローラは、複数の制御値セットを含み、前記コントローラは、注入ポンプに取り込まれた容器の識別に基づいて使用される制御値セットを選択するように構成されたことを特徴とする、請求項８に記載のシステム。
【請求項１０】
前記コントローラは、複数の制御値セットを含み、前記コントローラは、行われた診療行為または行われる予定の診療行為のタイプを表す受信した値に基づいて、使用される制御値セットを選択するように構成され、ある患者特有の特徴に応じることを特徴とする、請求項８または９に記載のシステム。
【請求項１１】
筋弛緩剤を患者に投与する方法であって、
前記筋弛緩剤を患者に送出し、少なくとも１つの受信した入力値に基づいて送出が制御されることと、
前記筋弛緩剤が患者に及ぼす影響を継続的に測定し、前記制御用に前記入力値として前記測定された影響を表す値を供給することとを含み、
前記制御は、所定の制御値セットを使用して実行され、さらに、
前記注入ポンプを制御するために使用される値として、前記制御値セットから制御値を選択することを含み、前記選択は、前記入力値および／または該入力値から得られた値に基づいたものであることを特徴とする、方法。
【請求項１２】
前記制御値の選択は、２つ以上前に受信した入力値から得られた少なくとも１つの指標値に基づいて実行されることを特徴とする、請求項１１に記載の方法。
【請求項１３】
前記少なくとも１つの指標値は、２つ以上前に受信した入力値の平均値として決定されることを特徴とする、請求項１２に記載の方法。
【請求項１４】
筋弛緩剤を患者に投与するシステムの動作をテストするために使用されるように構成されたテスト装置であって、
前記システムから筋弛緩剤を受けるように構成された入力エミュレータと、
前記システムからテスト信号を受信するように構成されたテスト信号受信器と、
前記装置によりシミュレートされた患者の現在の弛緩レベルを表す値を、注入された弛緩剤の量と注入からの経過時間に基づいて、継続的に決定するように構成されたテストコントローラと、
前記受信したテスト信号に応答して、現在の弛緩状態を反映した出力信号を発生するように構成された応答エミュレータとを含むことを特徴とする、テスト装置。
【請求項１５】
前記入力エミュレータは、計量器具または流量測定デバイスであることを特徴とする、請求項１４に記載のテストシステム。
【請求項１６】
前記応答エミュレータは、加速度発生器、力発生器、音発生器、または筋電図記録発生器であることを特徴とする、請求項１４または１５に記載のテストシステム。
【発明の詳細な説明】
【技術分野】
【０００１】
本発明は、筋弛緩剤を患者に投与するシステムであって、前記筋弛緩剤を患者に送出するように構成された注入ポンプと、少なくとも１つの受信した入力値に基づいて、前記注入ポンプの動作を制御するように構成されたコントローラと、前記筋弛緩剤が患者に及ぼす影響を継続的に測定し、かつ前記入力値として前記測定された影響を表す値を前記コントローラに供給するように構成された測定手段とを含むシステムに関する。
【０００２】
さらに、本発明は、筋弛緩剤を患者に投与する方法に関する。
【背景技術】
【０００３】
外科的処置を受ける患者に骨格筋弛緩剤を投与することで、挿管治療を施しやすくし、外科処置部位の筋肉を弛緩させることができる。慣例に従って、手術室で筋弛緩剤が使用される場合、筋弛緩剤は、麻酔医により手作業で患者に注射される。筋弛緩剤が患者に及ぼす影響、すなわち、いわゆる弛緩は、臨床的な観察によってのみ判定されるか、すなわち末梢神経スティミュレータ（ＰＮＳ：ｐｅｒｉｐｈｅｒａｌ  ｎｅｒｖｅ  ｓｔｉｍｕｌａｔｏｒ）を使用することにより主観的に定量化されるか、または神経筋伝達モニタにより客観的に測定できる。臨床的な観察／判定またはモニタデバイスからのデータが、患者が十分に弛緩状態にあるということを示す場合、自動式の人工呼吸器を取り付けやすいように患者に挿管処置を施して、外科的処置が開始されることができる。
【０００４】
筋弛緩剤の影響が消失または低下し始めた場合、すなわち、患者が弛緩状態でなくなってきている場合、患者に筋弛緩剤がさらに投与されて、十分な外科的な弛緩を確保することができ、そうすることで、処置を継続することができる。外科的な診療行為を行う間中、患者に筋弛緩剤を投与するプロセスが繰り返される。診療行為が終了すると、回復段階の間、患者のモニタリングが継続されなければならない。これは、患者が自発呼吸することができないため、筋弛緩の影響が無くなるまで行う必要がある。外科的な診療行為と回復段階の間、患者は、酸素が適切に供給されるように人工呼吸が施される。患者が十分に回復し、筋肉の機能が元に戻ったことを医師が判定すれば、抜管が行われ、患者は自発呼吸することになる。医師は、臨床的な観察によって、ＰＮＳを使用するか、または神経筋伝達モニタを使用することにより、上述した判定を行うことができることに留意されたい。
【０００５】
麻酔医により手作業で薬物を注射する代わりとして、半自動式注入システムを使用することができる。カーンら（Ｋｅｒｎ  ｅｔ  ａｌ）の米国特許第５，２５６，１５６号に、このようなシステムが開示されている。このシステムは、神経筋剤などを患者に投与するための注入システムであり、データ入力パッドを備えたマイクロコンピュータ制御式の注入ポンプを含む。臨床医が所望の麻痺レベルを入力し、定期的に電気刺激テストを実行して、患者の実際の麻痺レベルを決定する。この情報は、医師によりシステムに入力された後、システムが新しい投薬量を計算し投与する。
【０００６】
コントローラは、入力値を基に、前記注入ポンプの制御に使用される値として、所定の制御値セットから制御値を選択するように構成されることができる。
【０００７】
米国特許第５，８４３，１３４号には、患者の身体的な状態を検出し、対応する測定値を出力するための少なくとも１つのセンサと、測定値から治療制御変数を決定するように構成された評価制御デバイスとを備えた、投薬デバイスが開示されている。このデバイスは、心拍と投薬量に関する関連表を含むアドレス可能な投与量データメモリを含む。
【０００８】
マソンＤ．Ｇ．ら（Ｍａｓｏｎ  Ｄ．Ｇ．ｅｔ  ａｌ）による「Ａｕｔｏｍａｔｅｄ  Ｄｅｌｉｖｅｒｙ  ｏｆ  Ｍｕｓｃｌｅ  Ｒｅｌａｘａｎｔｓ  ｕｓｉｎｇ  Ｆｕｚｚｙ  Ｌｏｇｉｃ  Ｃｏｎｔｒｏｌ（ファジー論理制御を用いた筋弛緩剤の自動送出）」、ＩＥＥＥ  Ｅｎｇｉｎｅｅｒｉｎｇ  ｉｎ  Ｍｅｄｉｃｉｎｅ  ａｎｄ  Ｂｉｏｌｏｇｙ  Ｍａｇａｚｉｎｅ、ＵＳ、ＩＥＥＥ  Ｉｎｃ．Ｎｅｗ  Ｙｏｒｋ、ｖｏｌ．１３、ｎｏ．５、１  Ｎｏｖｅｍｂｅｒ  １９９４、Ｐａｇｅｓ  ６７８−６８６には、患者への筋弛緩剤の送出を制御するように構成されたファジー論理コントローラが記載されている。ファジー論理コントローラは、性能指標参照表を含む。一般に考慮される入力は、所望の参照値との誤差、すなわち、所望の弛緩レベルの測定レベルと弛緩の測定レベルとの差と、この誤差の変化である。出力は、コントローラの出力またはコントローラの出力の変化のいずれかであると見なされる。患者の弛緩レベルの測定は、刺激パルスを患者に与え、その結果得られる筋肉反応パルスレベルを測定することにより行われる。
【０００９】
このようなシステムは有益であるが、神経筋の機能を常にモニタリングし、患者の実際に測定された麻痺レベルを手動で入力する必要があるため、手術室にいる人員に対して過度の労力を課すという欠点をもつシステムもある。また、結果的に得られる１つの反応パルスのみに依存するという欠点をもつシステムでもあり、あらゆる状況において完全に確認を行うのに取り扱いにくいかなり複雑な実行手段が要求される。その結果、外科的処置に実際に要するよりも多くの筋弛緩剤が患者に投与されることがある。また、患者に投与される筋弛緩剤が少なすぎても、外科的状態は最適な状態とは言えない。これらの状況は、患者の快適さの点からも、外科的な観点からも望ましいものではない。さらに、これらの状況は、経済的な観点からも望ましくない。上記に挙げたＫｅｒｎら（Ｋｅｒｎ  ｅｔ  ａｌ）の米国特許第５，２５６，１５６号には、全自動化された神経筋遮断薬送出システムの使用が望ましいことが記載されている。しかしながら、Ｋｅｒｎら（Ｋｅｒｎ  ｅｔ  ａｌ）によると、このようなシステムは、取り扱いが非常に難しく高価であるため、臨床的に有益でない。
【発明の開示】
【発明が解決しようとする課題】
【００１０】
本発明の目的は、従来技術から知られているシステムと比較して、筋弛緩剤を患者に投与するための改良されたシステムを提供することである。
【課題を解決するための手段】
【００１１】
本発明によれば、測定手段が、多数の連続電気または磁気パルスにより患者の筋肉を刺激し、その結果生じる筋肉反応パルスを測定し、入力値として筋肉反応パルス数を使用するように構成された、上述した技術のシステムが記載される。
【００１２】
本発明は、筋弛緩剤を患者に投与するためのシステムまたは自動式の神経筋遮断薬送出システムの構造が、取り扱いにくく高価であるため、臨床的に有益でないという従来技術の欠点を解消するものであり、所定の制御値セットを使用することにより、注入が制御可能であるということに基づいている。これにより、注入ポンプの動作が所定の制御値に関連付けられた動作に制限されるため、本発明によるシステムは高信頼性のものとなり、すなわち、安定した高信頼性のシステムが得られる。さらに、注入ポンプの動作が所定の制御値に関連付けられた動作に制限されるため、結果的に得られる比較的単純なシステムは、所望の動作であることを試すために容易にテストすることができる。これは、システムの所望の動作が確証され文書化されるため、臨床的な使用に関して非常に重要である。
【００１３】
本発明によるシステムは、筋弛緩剤を患者に投与するための従来のシステムと比較して、以下の利点があることが見い出された。達成可能な最適な外科的状態の他に、手動投与の使用や知られている半自動式システムの使用と比較した場合、薬物の影響をより良好に制御することができる。さらに、スタッフにかかる作業負荷が少なくなり、薬物を投与する際に麻酔医が常に注意を払う必要がないため、患者の健康状態により多くの注意を向ける環境が整う。さらに、患者への投薬量を最適なものとすることができ、すなわち、所望の効果を得るのに必要な最少量の薬物を使用することができるため、薬物注入を停止した後、患者の回復時期を最も早期にすることもできる。
【００１４】
さらに、本発明によるシステムが、多数の連続電気または磁気パルスにより患者の筋肉を刺激し、その結果生じる筋肉反応パルスを測定し、前記入力値として筋肉反応パルス数を使用するように構成されるため、患者の弛緩レベルが、簡潔で高信頼性の安全が保証された方法で測定可能である。本発明は、結果的に得られる筋肉反応パルス数が、患者の筋弛緩の良好な兆候であると見い出されていることに基づいている。さらに、この解決方法により、結果的に得られる反応パルス数が入力として使用されてよいため、コントローラとの単純なインタフェースが可能となり、すなわち、注入ポンプの動作は、結果的に得られる反応パルス数を使用して制御されることができる。
【００１５】
本発明の好適な実施形態によれば、システムは、前記所定の制御値セットを保有する１次元以上のアレイを有するメモリを含み、前記コントローラは、前記少なくとも１つの入力値および／またはそれから得られる少なくとも１つの値で、前記アレイを指標付けることにより、前記制御値セットから制御値を選択するように構成される。これにより、アレイのコンテンツが簡単な方法で指標付けできるため、制御値は、注入ポンプを制御するために簡単かつ迅速に引き出され使用することができる。
【００１６】
前記アレイは、多数の前記制御値の表現として１以上の数学的関数を含むように構成されることが好ましい。これにより、多数の制御値が、これにより表される多数の制御値と比較して、より少ない数の数学関数として格納されることができるため、メモリ要求が最小に抑えられる。さらに、連続的な数学関数が使用される場合、２つ以上の離散制御値を用いて補間を行うことなく、２つの離散指標値間の制御値が容易に計算されることができる。
【００１７】
本発明の別の好適な実施形態によれば、前記コントローラは、２つ以上前に受信した入力値から得た少なくとも１つの指標値に基づいて、制御値またはその表現を選択するように構成される。前記少なくとも１つの指標値は、２つ以上前に受信した入力値の平均値として得られる。これにより、測定手段から受信される入力値が１つだけであっても、高分解能の受信入力値が簡単に得られる。例えば、単純な整数のタイプの入力値が測定手段から得られる場合であっても、多数の前に受信した値から得られた値を使用することにより、より高い分解能が得られる。
【００１８】
本発明の好適な実施形態によれば、前記測定手段は、前記測定された筋肉反応パルスのうちの２つ以上のパルスを、２つ以上の対応する参照筋肉反応パルスまたはその表現と比較し、直接的な筋肉刺激の影響としてそれらの間の差を決定するように構成される。これにより、例えば、患者に対する刺激手段の不正確な位置が原因である、筋肉の直接的刺激の可能性が、システムにより検出可能である。
【００１９】
前記システムは、患者に送出される前記筋弛緩剤の測定された影響から、直接的な筋肉刺激の前記影響を取り去るように構成される。これにより、患者に及ぼす筋弛緩剤の影響を正確に決定することができ、その結果として、患者に最適な量の筋弛緩剤が投与されることになる。
【００２０】
さらなる別の好適な実施形態によれば、前記注入ポンプは、筋弛緩剤を含む容器を取り込み、前記容器から患者に筋弛緩剤を送出するように構成され、注入ポンプに取り込まれた容器を識別するように構成された識別手段をさらに含む。これにより、所望の容器、すなわち、所望のタイプの筋弛緩剤を含む容器が注入ポンプに取り込まれ、望ましくない使用を回避することが容易にできるようになる。
【００２１】
前記コントローラが、複数の制御値セットをさらに含み、前記コントローラが、注入ポンプに取り込まれた容器の識別に基づいて使用される制御値セットを選択するように構成される場合、システムの動作は、所与の容器および所与の容器の内容物に応じて最適化されることができる。
【００２２】
前記コントローラは、複数の制御値セットを含み、前記コントローラは、行われた診療行為または行われる予定の診療行為のタイプを表す受信した値に基づいて、使用される制御値セットを選択するように構成され、ある患者特有の特徴に応じることが好ましい。この解決方法は、受信した情報に基づいて安全性をさらにチェックできるため重要である。薬物識別情報および／または患者特有の情報が、システムにさらに受信されたりシステムによりアクセス可能であったりする場合、安全性をさらに高めることができる。
【００２３】
上述したように、本発明は、筋弛緩剤を患者に投与する方法であって、前記筋弛緩剤を患者に送出し、少なくとも１つの受信した入力値に基づいて送出が制御されることと、前記筋弛緩剤が患者に及ぼす影響を継続的に測定し、前記制御用に前記入力値として前記測定された影響を表す値を供給することとを含み、前記制御は、所定の制御値セットを使用して実行され、さらに、前記注入ポンプを制御するために使用される値として、前記制御値セットから制御値を選択することを含み、前記選択は、前記入力値および／またはそれから得られた値に基づいたものである方法に関する。
【００２４】
上述した方法による方法、および請求項１２および１３の好適な実施形態の方法による方法の利点については、対応するシステムの請求項に関してすでに記載しているため、以下に記載しない。
【００２５】
さらに、本発明は、筋弛緩剤を患者に投与するためのシステムの動作をテストするために使用されるように構成されたテスト装置に関する。これは、実際に使用する前に、このようなシステムのテストは、実行し文書化しなければならないため、特に望まれる。したがって、このような面倒な作業を簡易化できるシステムが特に望まれる。
【００２６】
本発明によるテスト装置は、前記システムから筋弛緩剤を受けるように構成された入力エミュレータと、前記システムからテスト信号を受信するように構成されたテスト信号受信器と、前記装置によりシミュレートされた患者の現在の弛緩レベルを表す値を、注入された弛緩剤の量と注入からの経過時間に基づいて、継続的に決定するように構成されたテストコントローラと、前記受信したテスト信号に応答して、現在の弛緩状態を反映した出力信号を発生するように構成された応答エミュレータとを含む。
【００２７】
本発明によるテスト装置により、前臨床の生体外設定において、最も広い可能な範囲の患者の相互作用を評価および確証することができる。以下の詳細な記載において、本発明によるシステムのさらなる利点および好適な実施形態について記載する。
【００２８】
本発明の他の特徴および利点は、添付の図面を参照しながら、好適な実施形態の以下の記載から明らかになるであろう。
【発明を実施するための最良の形態】
【００２９】
図１Ａは、本発明によるシステム、すなわち、筋弛緩剤を患者に投与するためのシステムである。このシステム１００は、注入ポンプ１０２と、コントローラ１０１と、測定手段１０３とを含む。注入ポンプ１０２は、筋弛緩剤を患者に送出するように構成され、測定手段１０３は、筋弛緩剤が患者に及ぼす影響を継続して測定するように構成される。測定手段１０３は、例えば、データチャネル接続を介して、コントローラ１０１に接続され、筋弛緩剤が患者に及ぼす測定された影響を表す値を、コントローラ１０１に送信するように構成される。例えば、データチャネル接続は、ＲＳ−２３２接続として実装さられてよい。コントローラ１０１は、測定手段１０３から受信した値に基づいて、前記注入ポンプ１０２の動作を制御するように構成される。
【００３０】
コントローラ１０１は、所定の制御値セットを保有する第１のメモリ１０５Ａを含み、コントローラは、前記注入ポンプ１０２を制御するために使用される値として、制御値セットから制御値を選択するように構成される。制御値セットから制御値を選択することに関しては以下に記載する。他の好適な実施形態において、システムは、所定の制御値またはその少なくとも一部が配置される第２のメモリ１０５Ｂを含む。図に示すように、コントローラは、第２のメモリに接続されるか、または、必要に応じて第２のメモリに接続されるように構成される。例えば、第２のメモリ１０５Ｂは、ハードディスクドライブ、ＲＡＭ、ＲＯＭ、ＣＤ−ＲＯＭ、または、所定の制御値を保有可能な別のタイプのメモリであってよい。
【００３１】
好適な実施形態において、コントローラおよび第２のメモリ１０５Ｂは、ネットワーク接続を介して接続される。これにより、多数のシステムが同一の第２のメモリを共有できることで、所定の制御値を一元的に格納および更新することができる。さらに、これは、コントローラやコントローラとの直接接続で配置されたローカルメモリのサイズを、例えば、単一の制御値セットを保有できるサイズまで縮小することができるため有益である。一方で、外部メモリは、多数の制御値セットを保有することができ、システムは、実行中、または、筋弛緩剤を患者に投与する前のいずれかに、使用される制御値セットを引き出すように構成することができる。安全面の理由から、これらの２つの解決方法のうち後者の解決方法が有益である場合が多い。
【００３２】
図１Ｂに示すように、本発明によるシステムは、コントローラ１０１が注入ポンプ１０２に接続されている閉ループシステムである。注入ポンプ１０２が患者につながれているとき、コントローラ１０１の制御下において、注入ポンプ１０２を介して患者に筋弛緩剤を送出することができる。測定手段１０３は、前記筋弛緩剤が患者に及ぼす影響を継続的に測定している。また、測定手段１０３は、獲得した測定値の送信先であるコントローラ１０１にも接続される。コントローラ１０１は、受信した測定値を使用して、患者に送出する筋弛緩剤の量を制御する。
【００３３】
以下においてコントローラユニットとも呼ぶコントローラ１０１は、受信した入力値に基づいて、前記注入ポンプ１０２の動作を制御するように構成される。図示した例において、コントローラユニット１０１は、測定手段１０３から、患者の弛緩状態に関する情報を受信し、所定の所望レベルまたはターゲットレベルの値を含む制御アレイに受信した情報を入力する。実際の弛緩レベルおよび特定の選択した制御値に基づいて、コントローラ１０１は、ターゲット状態に到達するように、さらに投与する際に使用する弛緩剤の量を決定する。その後、コントローラユニット１０１は、ポンプ１０２に対して、患者に注入する弛緩剤の量の維持、増量、または減量の命令を出す。この決定は、以下に記載する制御アルゴリズムを用いることにより実行される。
【００３４】
以下において神経筋伝達モニタ１０３、または単にモニタ１０３とも呼ばれる測定手段１０３は、患者の弛緩レベルを測定し、その測定された影響を１つ以上の入力値としてコントローラ１０１に送信する。本発明の好適な実施形態において、小さな電気刺激パルスを患者に適用し、適用された刺激の結果として生じる筋肉反応を測定することにより、測定が実行される。また、他の方法で、例えば、筋肉を制御する神経を引き出すように磁気的に励起することにより、患者に刺激が与えられてよいことに留意されたい。
【００３５】
測定手段１０３は、小さな電気インパルス（刺激）を患者に適用するための手段と、電気的刺激の結果として生じる筋肉反応を測定するように構成された、加速度変換器などの測定手段とを含む。母指内転筋は、通常、定期的な神経筋伝達モニタリングに対して使用され、この場合、筋肉反応により親指の動きが発生し、加速度変換器が、親指の加速度を測定する。患者の弛緩を測定するために、他の筋肉が使用可能であり、例えば、眼輪筋、皺眉筋、または足の短指屈筋などの筋肉が使用されてよいことに留意されたい。
【００３６】
筋肉反応の大きさは、患者の弛緩状態に比例する。筋肉反応の大きさは、筋肉反応（等尺性）からの力（ＭＭＧ）、発生した加速度（ＡＭＧ）、誘発筋肉電位（ＥＭＧ）、または収縮から誘発された音響筋肉信号（筋音描写）のいずれかの測定により定量化することができる。モニタ１０３は、測定された弛緩データをシステムのコントローラ１０１に送信する。
【００３７】
神経筋伝達モニタ１０３は、実際の応用に対応できる適応性を備えた、すでに市販されているデバイス（例えば、ＮＶ  Ｏｒｇａｎｏｎ社製のＴＯＦ−Ｗａｔｃｈ（登録商標）ＳＸ）から得られることができる。このマイクロプロセッサ制御式モニタは、非常に高い開回路刺激である刺激（電流）、マイクロプロセッサモニタリングなどの監視回路などに対して、必要な冗長保護を設けるように構成される。モニタ１０３は、測定された弛緩データをシステムのコントローラユニット１０１に送信する。
【００３８】
注入ポンプ１０２は、注射器ポンプであってよく、すなわち、通常の注射器を動かしたり押したりするための機構を含むポンプ、いわゆる容積ポンプであってよい。容積ポンプは、蠕動ポンプとも呼ばれるローラ機構か、または薬剤を含む可撓性チューブを動かす機械的フィンガのセット、いわゆる膜ポンプのいずれかとして構成することができる。
【００３９】
使用されるポンプ１０２は、システムにより注入される薬物を識別できる適応性を備えた、市販されている標準的なポンプから得られてよい。システムの他の構成要素と同様に、ポンプ１０２は、マイクロプロセッサ制御式のものであってよく、閉塞、適所にある薬物容器、空に近い状態の検出、薬物容器の識別などに対して要求された冗長性を有して構成されることができる。システムのコントローラユニット１０１は、ポンプ１０２を介して薬物の注入の命令／制御を行うことになる。
【００４０】
コントローラユニット１０１は、モニタ１０３から患者の弛緩状態に関する情報を受信し、受信した値を、所望の弛緩レベルの値を含む制御アレイに入力する。実際の弛緩レベルと、特定の選択された制御アレイからの所望のレベル、すなわち、ターゲットレベルとに基づいて、コントローラ１０１は、制御アルゴリズムを使用することにより、ターゲット弛緩状態に到達するためのさらなる投与量を決定する。その後、コントローラユニット１０１は、ポンプ１０２に対して、患者に注入する弛緩剤の量の維持、増量、または減量の命令を出す。
【００４１】
また、システムのコントローラユニットは、生じうる可能性のある誤差により、実質的に患者に過剰／過少投与しないように、さまざまな安全機構を含むことができる。システムの他の構成要素に関して、コントローラに冗長機構が組み込まれることができる。
【００４２】
最後に、コントローラユニット１０１は、ユーザに対する制御インタフェースも含み、使用中に記録されるすべての事象およびデータの記録を実行する。これは、図１Ｂに示されており、同図において、システムは、患者１１０と接触する医者などのユーザ１０９により使用されてよいユーザインタフェースも含む。図示したように、ユーザインタフェースは、ユーザ１０９が関連情報を入力可能なものであってよいキーボード１０７などの入力手段と、システム情報、例えば、患者の弛緩の情報をユーザ１０９に提示可能なディスプレイなどの出力手段とを含むことができる。例えば、安全面の理由から、ユーザ１０９は、調整を調節または停止も可能であることができる。
【００４３】
測定手段は、単一または多数の連続する電気または磁気パルスにより筋肉を刺激するように構成されて、その結果得られる筋肉反応パルスを測定し、コントローラへの入力値として反応パルスの値および／または筋肉反応パルスの数を使用する。一実施形態において、刺激は、一定の速度で繰り返される多数のパルスを含むが、別の実施形態において、刺激は、可変の速度で繰り返される多数のパルスを含む。
【００４４】
上述したように、コントローラまたはコントローラユニット１０１は、少なくとも１つの受信した入力値に基づいて、前記注入ポンプ１０２の動作を制御するように構成される。１つまたは複数の入力値は、測定手段１０３から受信され、システムの動作を制御するときに使用される制御値を引き出すために使用される。制御値は、第１のメモリ１０５Ａまたは第２のメモリ１０５Ｂから引き出される。
【００４５】
本発明の別の好適な実施形態によれば、コントローラ１０１は、最後および／または２つ以上前に受信した入力値から得られた指標値に基づいて、好ましくは、最後および２つ以上前に受信した入力値の組み合わせから得られた指標値のセットから、制御値を選択するように構成される。前記指標値は、２つ以上前に受信した入力値の平均値から得られることが好ましい。これにより、測定手段から入力値を１つしか受信していない場合でも、簡単に高分解能の受信入力値が得られる。例えば、測定手段から受信した入力値が単純な整数タイプのものであっても、最後の値および多数の前に受信した値から得られた値の組み合わせを使用することにより、より高い分解能が得られる。指標値は、他の方法でも同様に、例えば、指数平均、勾配（傾き）、より高次の導関数でも、前に受信した入力値から得ることができることに留意されたい。
【００４６】
図２は、本発明によるシステムの注入ポンプ部分をより詳細に示す。前述したように、筋弛緩剤を患者に送るように構成されている注入ポンプ１０２が、マイクロプロセッサなどのコントローラ１０１に接続され制御される。図示したように、患者に供給される薬物を含む薬物容器２０１が、この目的にあわせて開発された注入ポンプ１０２に取り付けられることができる。これにより、使用される薬物の取替えを、必要に応じて、容易かつ迅速に行うことができる。図には単一の薬物容器しか示していないが、必要であれば、本発明によるシステムに、より多数の容器が接続されることができる。
【００４７】
また、注入ポンプは、例えば、注入液などを患者の静脈に供給する注入セットを介して、注入ポンプを患者に接続する供給手段を含む。図示したように、注入ポンプ１０２に取り込まれた薬物容器２０１の識別が、システムの識別手段２０２を使用することにより実行される。識別手段２０２は、注入ポンプ１０２に取り込まれた薬物容器を識別し、それにより、薬物容器２０２の内容物を識別するように構成される。好適な実施形態において、識別は、薬物容器２０１に取り付けられた薬物ＩＤタグ２０４を使用して実行される。薬物ＩＤ２０４タグは、薬物容器２０１にある筋弛緩剤に関連する情報を含む。例えば、薬物ＩＤタグ２０４は、薬物の種類、製造日、製造時間、使用期限日、使用期限時間、および／または濃度情報などの情報を含むことができる。
【００４８】
識別は、さまざまな方法で実行されてよく、システムに配置される識別手段２０２により読取りや受信が可能な識別情報を、薬物容器２０１が保有することができる。ＩＤタグ２０４は、識別情報を保有するバーコードを含むことができ、その結果、システムは、識別手段２０２としてバーコードリーダを含むことができる。また、識別は、他のタイプのＩＤタグ２０４および他のタイプの識別手段２０２を使用することにより実行されてもよい。また、情報手段２０２は、例えば、磁気ストライプの読取り、接触読取り、メモリの電子読取り、電気接触読取り磁気ラベル、空間読取り可能な（ラベルに対して接触不要）ＲＦＩＤ（無線周波数識別：Ｒａｄｉｏ  Ｆｒｅｑｕｅｎｃｙ  Ｉｄｅｎｔｉｆｉｃａｔｉｏｎ）、コイル付きチップ（磁気作動）またはアンテナ（静電作動）、および／または機械符号および機械読取りなど、他のタイプのＩＤタグ２０４から識別情報を読み取りまたは受信するように構成されることができる。以下の記載から明らかになるように、薬物容器２０１を識別できることは、本発明による主要な目的である。例えば、実行した薬物識別に基づいて、制御値アレイが、複数の制御値アレイから選択されてよい。また、制御値アレイは、薬物識別と患者に関する情報との組み合わせに基づいて選択されてもよい。
【００４９】
図３Ａは、所定の制御値セットを保有する１次元のアレイまたは表の一例である。システムは、アレイの制御値へのアクセス権を有し、薬物送出の制御を実行するために制御値を使用する。したがって、アレイは、コントローラのメモリおよび／または別のアクセス可能なメモリに配置されることができる。アレイの制御値は、指標値を使用することにより、例えば、患者の状態または弛緩を反映した入力値や、そこから指標値として得られた値を使用することにより引き出されることができる。
【００５０】
図３Ｂは、所定の制御値セットを保有する２次元アレイの一例である。アレイまたは表の参照を実行するために、２つの指標値が使用されることができる。例えば、表の行を示す第１の入力項目として、第１の指標値が使用されることができ、例えば、表の列を示す第２の入力項目として、第２の指標値が使用されることができる。以下により詳細に記載するように、指標値、例えば、患者の弛緩状態を反映した値またはそれから得られる値として、異なる値が使用されることができる。
【００５１】
図３Ｃは、所定の制御値セットを保有する３次元アレイを示す。図によれば、アレイは、使用される制御値を選択するときに、３つの指標値を使用できる３次元のものであってよい。同様に、より高次のアレイも使用されることができる。より高次のアレイを使用することにより、有用な制御値を選択するとき、さまざまなパラメータを使用することができるようになるが、好適な実施形態において、ほとんどの場合、簡易性の理由から２次元または３次元が最適であることが分かっている。
【００５２】
所与の時間期間における患者の弛緩状態を反映する１つ以上の入力値、またはそれから得られた１つ以上の値と、所望の弛緩レベルを達成または維持するために注入ポンプに供給される制御値との間の関係は非常に複雑である。この関係は、使用される入力値およびそれから得られる値により規定されたｎ次元空間において、制御値の表面を特定する複雑な数学式により記述できる。数学的な関係が非常に複雑なものであるため、制御値を規定するためにアレイが使用される。
【００５３】
調整システムの複雑性により、制御値の決定は、計算能力依存性が高くなる。したがって、筋弛緩剤を患者に投与する際に使用されるアレイは予め決定され、すなわち、制御値の計算は、システムを使用する前に実行される。例えば、システムの製造業者が計算を実行することができ、これは、この段階での計算時間が、システムの使用中の計算時間より重要度が低いためである。システムを使用する前に計算または少なくとも計算の主要部分を実行することにより、調整は、良好な調整を得るのに十分に迅速に実行できる場合がある。さらに、制御値を予め決定することにより、可能性のあるあらゆる状況における挙動をテストできるため、安定した安全なシステムが得られる。
【００５４】
アレイにおいて使用される制御値を決定するために、多くのさまざまな人に対して、薬物動態学／薬力学患者モデル、すなわち、ＰＫ／ＰＤモデルを記述する多数のデータセットが使用される。従来技術において知られているものであるＰＫ／ＰＤモデルは、人体に供給された所与の薬物での所与の人体の影響（モデルの薬物動態学部分）と、所与の薬物濃度に所与の人体が反応する様子（モデルの薬力学部分）とを記述する。例えば、薬物動態学部分は、供給された薬物量がどの程度迅速に人体内で分配（循環）され排出されるかを記述するのに対して、薬力学部分は、所与の患者に対する作用部位での所与の薬物濃度に関係する影響（時間の経過に伴う弛緩）を記述する。
【００５５】
所与のターゲット弛緩値に基づいて、多数の要求に従って、制御値が計算されかつ選択される。この要求は、多数の決定に従って選択されなければならない。これらの決定は、例えば、以下のトピックに関係するものであることができる。すなわち、（１）調整時間（高速／低速調整）、（２）所望の弛緩レベルに到達する前に許容可能な過剰投与量、（３）正常な状態でない患者に関しても良好な性能であること、（４）測定のアーチファクト（ノイズ）に対する耐性、である。選択したものに応じて、計算により、システムを制御する際にアレイが使用される。さらに、安定した制御システムが得られるように、例えば、所与の弛緩レベルに到達したとき、使用される制御値により、より深いまたはより浅い弛緩レベルに到達できないように、制御値が選択される。
【００５６】
好適な実施形態において、制御値アレイが多数の離散制御値を含むが、必要であれば、他の表現も使用されてよいことに留意されたい。例えば、実用できる程度に簡潔な所定の数学関数を含むアレイも使用されてよい。
【００５７】
図４は、本発明による方法または制御アルゴリズム、すなわち、筋弛緩剤を患者に投与する方法を示す。患者に送出される筋弛緩剤の量は、継続的に制御され、筋弛緩剤は、慣例に従って注入ポンプを使用することにより患者に送出される。しかしながら、例えば、吸入、経皮送出など、使用する薬物がこのような解決方法に適合できるものであれば、他の方法でも送出されてよいことに留意されたい。患者に及ぼす供給された筋弛緩剤の測定される影響は継続的に測定され、送出を制御するために使用される入力値として、測定された影響を表す値が供給される。制御は、所定の制御値セットを使用して実行され、制御値セットからの制御値が、前記注入ポンプを制御するために使用される値として選択される。以下から明らかになるように、選択は、前記入力値および／またはそれから得られた値に基づいたものである。
【００５８】
ステップ４０１において、患者への筋弛緩剤の投与の制御を開始した後、ステップ４０３において、弛緩状態が測定される。ステップ４０３における測定は、従来技術による多数の方法において、例えば、患者へ小さな電気的刺激を与え、電気的刺激の結果として生じる筋肉反応を測定することにより実行されることができる。ステップ４０３において実行される測定の前に、ステップ４０２において、患者への筋弛緩剤の最初の所定の注入が実行されることができるが、安全面から、ステップ４０３において弛緩を決定する前に、通常、最初の注入が実行されないことに留意されたい。ステップ４０４において、使用される注入速度が決定され、ステップ４０５において、注入が開始される。継続的に注入することにより、薬物の送出をゆっくりと変化させることができることに留意されたい。
【００５９】
別の好適な実施形態において、ステップ４０５において、非継続的な薬物の送出が実行され、すなわち、所与の時間期間においてのみ所与の量が注入される。この解決方法により、弛緩をより迅速に変化させることができ、このような変化は、状況によっては有用なものである。ステップ４０６において、例えば、調整を終了するように要求するユーザから入力を受ける結果として、調整が停止されるべきかが決定される。停止されるべきでない場合、ステップ４０３において制御が継続され、上述したように、弛緩状態が決定される。ステップ４０６とステップ４０３との間に遅延が挿入されることが好ましく、これにより、患者に影響を与えた後、患者に及ぼす影響を有するように薬物を投入できることに留意されたい。調整プロセスを停止する場合、ステップ４０７において、調整が停止される。ステップ４０６は、ポーリングが実行された結果として調整が停止されてよいことを示す。例えば、ユーザがストップボタンを押す結果として、停止コマンドが中断コマンドとして始動されることが有用な場合がある。
【００６０】
図に示すように、ステップ４０４における注入速度の決定は、以下のように実行されてよい。ステップ４０３において獲得される弛緩状態の情報または結果は、ステップ４０８において入力値として受信され、その値は、ステップ４１０において第１の指標値として使用される。また、ステップ４０３において獲得された弛緩状態の情報または結果は、ステップ４０９において、入力値として受信される。ステップ４０９において、最後および多数の前に受信した入力値から指標値が得られ、得られた指標値は、ステップ４１０において、第２の指標値として使用される。好適な実施形態において、指標は、２つ以上前に受信した入力値の平均値として、例えば、２分間などの所与の時間間隔にわたった平均値として得られる。指標値が、他の方法でも、例えば、指数平均、勾配（傾き）、多数の前に受信した入力値に基づいたより高次の導関数で、前に受信した入力値から得ることができることに留意されたい。
【００６１】
ステップ４１０において、ステップ４０８および４０９からの指標値を使用することにより、参照表または制御値アレイから１つ以上の制御値が引き出される。引き出された制御値に基づいて、ステップ４１５において、注入速度が決定され、ステップ４０５において、注入が調整される。同様に、ステップ４１５において、筋弛緩剤の量が決定されることができ、筋弛緩剤が非継続的に送出されれば、ステップ４０５において、決定された量が注入されることができる。
【００６２】
図から分かるように、制御表参照は、２つの指標値を使用して表またはアレイから実行され、すなわち、図３Ｂに示すように、２次元の表が使用されることができる。このような実施は、制御アルゴリズムとして有用であり、あらゆる状況下において非常に簡潔で高度に予測可能なものとなる。これは、システム制御性能の確認および確証に関して必須のものである。
【００６３】
参照表を指標付ける際、多数の指標値が使用され、使用される指標値は、多数の受信した入力値、例えば、最後および／または１つ以上前に受信した入力値、および／または多数の受信した入力値から得られた多数の指標値であることが好ましい。１つ以上の入力値（好ましくは、最後に受信した入力値を含む）と、１つ以上の入力値から得られた１つ以上との値の両方を、使用することは有用であり、それにより、ある時点で検出した弛緩を反映した情報と、時間の経過とともに展開する弛緩の状態を反映した情報とを使用することができるようになる。これにより、簡単な方法で、所望の弛緩状態になるように滑らかに調整することができる。例えば、現在の弛緩状態を反映した第１の指標値と、所与の時間期間にわたって弛緩状態を反映した多数の前に受信した値の平均値として決定された第２の指標値とにより指標付けされた、制御値を保有する２次元アレイを使用することは、その簡潔性から、すなわち、制御中に計算要求度が低いことから、有用であることが分かっている。
【００６４】
患者の弛緩状態を決定する際に刺激パルスを使用することは、非常に有益であることが分かっている。好適な実施形態において、患者には、所定数の刺激パルス、例えば、１から１０以上の数のパルスが与えられ、刺激の結果として生じる患者からの反応パルスの数が測定される。したがって、測定された反応パルスの数が患者の弛緩状態を反映することが分かっているため、この実施形態において、測定数が入力値として使用され、すなわち、制御値の選択は、反応パルスの測定された数に基づいている。この解決方法は、その簡潔性と堅牢性との両方により有用であることが分かっている。整数、すなわち、測定された反応パルス数を使用して制御値アレイを指標付けする場合、調整の分解能は制限され、すなわち、刺激パルス数により与えられる制御値の最大数が、単一の入力値を使用することにより選択されてしまう。したがって、本発明によれば、制御値アレイを指標付ける際、２つ以上の入力値を使用することが有用であることが分かっている。実際、１つ以上の入力値から得られた１つ以上の指標値を使用することは、この解決方法により分解能をより高くすることができるため、非常に有益であることが分かっている。例えば、平均値を使用することが非常に有益であることが分かっている。上述したように、多数の入力値から得られる１つ以上の値と組み合わせて、１つ以上の入力値が使用されることが有用な場合がある。
【００６５】
本発明の好適な実施形態によれば、制御方法は、また、処理およびチェックステップ（ステップ４２０）を含む。ステップ４２０は、ステップ４１１から４１４を含む。ステップ４１１において、アレイから受信した多数の制御値を使用して、直線補間などの補間が実行される。これは、指標値として使用される値が、可能な入力値に対応しない場合に有用である。例えば、制御値アレイが、例えば、１から５の間にある整数値を使用して指標付けされ、指標値として使用される値が実数の値、例えば、２．４の値であれば、使用される制御値は、補間を使用することにより得ることができる。例えば、制御値２と３に関連付けられた制御値に対応する制御値は、アレイから引き出され、指標値２．４に対応する制御値は、補間、例えば、直線補間により得られる。言い換えれば、アレイの制御値は、ｎ次元空間における制御値の表面上の点と見なすことができ、この場合、ｎは、使用される制御値アレイの次元である。したがって、ステップ４１１における補間は、表面上の知られている多数の制御点に基づいた表面上の点の推定値と見なすことができる。
【００６６】
図示した実施形態において、ステップ４１１の後に、容量／時間制限チェックが実行されるステップ４１２が続く。ステップ４１２において、特定の患者に過剰の筋弛緩剤が与えられていないことが確認され、例えば、所定の時間期間中に患者に送出される薬物量が所与の限度を超えていないことが確認される。この限度は、体重や他の関連情報などの患者の情報を使用することによりシステムにより決定される。例えば、この限度は、システムの初期化中に決定される。
【００６７】
ステップ４１３において、使用される制御値に体重と濃度の適合が実行され、すなわち、制御値は、例えば、患者と薬物の情報を使用することにより、所与の状況に従って調整される。好適な実施形態において、制御値、ひいては患者に供給される薬物量は、患者の体重に従って調節される。これにより、体重の重い患者にはより多量の薬物が与えられることができ、すなわち、体重の軽い患者と比較して、より大きな制御値が使用される。制御値は、使用される薬物の濃度に従って調節されることが有用である。これにより、同じ制御アレイが、使用される所与の薬物が第１および第２の濃度をそれぞれ有する２つの状況において使用されてよい。したがって、２つの状況において引き出される制御値は、第１の濃度が第２の濃度と異なる場合、異なるように調節することができる。これは、異なる状況において、同じ制御値アレイを使用することが可能な結果としてメモリ要求が低減するため、特に重要である。また、適合は、必要であれば、他の患者および／または薬物関連情報に基づいたものであってもよい。制御値の調節は、異なる方法で、例えば、線形調節として実行されてよい。所与の薬物を使用する際に特定の患者の所望の弛緩を獲得するために、他の調節方法が使用されてよいことに留意されたい。有利には、ステップ４１３における適応は、薬物の容器から受け取った薬物識別情報を使用して実行され、すなわち、種類、濃度などの薬物情報は、薬物の容器から受け取られてよい。
【００６８】
最後に、ステップ４１４において、限界チェックが実行される。このチェックは、患者に供給される薬物量が、任意の時間および任意の状況において、特定の限度を超えていないことを確認する追加的な安全性チェックとして実行される。前のステップに関連して上述したように、薬物識別情報は、このステップにおいて使用されてもよい。これにより、使用される限度は、薬物の容器からの情報に基づいたものとすることができる。好適な実施形態によれば、システムの安全性を高めるために、使用される値、例えば、薬物の容器の情報から得られるか引き出される値が、システムに予め格納された値と比較される。使用される値と予め格納された値との差が許容範囲外のものであれば、アラームが発せられ、薬物の送出が進行中であれば、送出が中断されてよい。
【００６９】
以下にさらに詳細に記載するように、薬物識別情報は、初期化段階において、すなわち、実際の薬物送出を開始する前にシステムを初期化する際に、引き出されることが有用である。これにより、引き出された薬物識別が正常でないことが分かれば、手順が開始されないことが確保される。
【００７０】
ステップ４１１から４１５において実行される処理およびチェックステップは、これにより実行される患者への筋弛緩剤の送出制御が、非常に高信頼性であり、高信頼性を確保しながらも単純な方法で実行されるということを兼ね備えていることが分かっているため有用であることに留意されたい。しかしながら、強調すべきことは、制御が他の方法でも実行されることができることである。例えば、ステップ４１２の容量／時間制限テストは、ステップ４１４においても実行されることができる。さらに、必要であれば、制御アルゴリズムに、より多くのステップまたはより少ないステップが含まれることができる。
【００７１】
図５は、本発明による筋弛緩剤を送出するように構成されたシステムの制御と、このようなシステムの初期化の一例である。ステップ５０１において、例えば、システムを始動させる際、または新たな患者にシステムを使用する前に、システムの制御が開始される。ステップ５０２において、システムが初期化される。初期化は、例えば、キーボード１０７などの入力パッドを介して、患者特有の情報をシステムに入力すること、例えば、図２を参照して記載したように、識別手段２０２を使用することにより、薬物識別情報を引き出すこととを含むことができる。さらに、システムによりアクセス可能な制御値の複数の制御アレイから、制御値アレイが選択されることができ、すなわち、アレイは、例えば、メモリ１０５Ａおよび／またはメモリ１０５Ｂに配置されることができる。ステップ５０２における初期化中、アレイの選択は、薬物識別情報、ユーザ特有情報、および／または行われる診療行為のタイプを使用することにより実行される。これに基づいた選択は、例えば、選択が、薬物識別情報および／または何らかの患者情報に基づいている場合、表の参照により、システムにより自動的に実行されることができるのに対して、選択は、例えば、選択が行われる診療行為のタイプまたは異常および／または重体の状態を示す患者情報に基づいている場合、キーボードなどの入力手段を介して、ユーザにより手動で実行されることができる。このような状況では、アラームが発せられることができる。例えば、使用される薬物を実際の患者に使用することができない場合、アラームが発せられることができる。このようなテストは、例えば、薬物および患者のタイプなどの許容できない組み合わせを規定する表において表参照を実行することにより、システムの初期化中に実行されることができる。さらに、好適な実施形態において、ステップ４１４における限界チェックと組み合わせて使用される限界値が、薬物識別情報および／またはユーザ特有情報を使用して設定される。ステップ４１３において実行される体重と濃度の適合の代替として、初期化ステップ５０２中に、このような適合またはその一部が実行されることができることに留意されたい。
【００７２】
前記測定手段は、筋肉を直接刺激する可能性を検出するように構成されることが好ましく、この直接刺激は、例えば、刺激手段が患者の最適な位置にないことが原因となって起こることがある。正常な神経筋伝達路を回避する直接的な筋肉刺激は、診療室での使用中に現れることが多い状況である。直接的な刺激が存在する場合、これにより、筋弛緩レベルが実際より低く評価され、患者に対して過剰投与することになりかねない。直接的な刺激の可能性を検出可能であり、それをユーザに警告可能なシステムにより、筋弛緩剤を使用する際の安全性が高められることになる。一般に使用されている単一の刺激パルスの代わりに、多数の連続的な電気または磁気刺激パルスを使用した後、これらのパルスの比率、フェードなどを分析することにより、直接的な刺激の可能性を検出および警告することができるようになる。このような検出は、測定された応答を、所与の弛緩レベルで直接的な刺激がない場合に有効または正常である対応する応答と比較することにより、実行することができる。これにより、直接的な刺激の可能性が検出され、システムのユーザに合図で知らせることができる。
【００７３】
図７に示すように、弛緩状態の上述した測定（図４のステップ４０３）は、直接的な筋肉刺激の影響を考慮に入れるようにして実行されることが好ましい。以下に記載するように、直接的な刺激の影響は、多数の連続電気パルスにより筋肉が刺激されるときに決定されることができる。さらに、図７に示すように、検出された情報は、筋肉の測定された弛緩を補正することにより、実際の弛緩を反映したより高信頼性の結果を得るために使用されることができる。本発明によるシステムは、上述した方法を実行するように構成される。
【００７４】
図７に示す例において、この方法は、患者の筋肉が、多数の連続電気または磁気パルスにより刺激される第１のステップ４０３ａを含む。その結果得られた筋肉反応パルスは、上述したように測定される。ステップ４０３ｂにおいて、２つ以上の測定された筋肉反応パルス、その表現、またはそれから得られた情報が、参照筋肉反応パルスの対応する情報、すなわち、直接的な刺激が起こっていない場合の筋肉反応パルスを反映した情報と比較される。参照情報、すなわち、患者に一定の刺激を与える場合、１つ以上の、いわゆる正常な応答を反映した情報が、ステップ４０３ｃにおいて引き出される。
【００７５】
図示した実施形態において、システムを使用する前に正常な応答が決定され、システムのメモリに、正常な応答を反映した情報が格納される。直接的な刺激が存在しない場合の正常な応答を決定するために、多数の異なる人に対して、薬物動態学／薬力学患者モデル、すなわち、ＰＫ／ＰＤモデルを記述する多数のデータセットが使用される。従来技術において知られているＰＫ／ＰＤモデルは、人体に供給された所与の薬物での所与の人体の影響（モデルの薬物動態学部分）と、所与の薬物濃度に所与の人体が反応する様子（モデルの薬力学部分）とを記述する。
【００７６】
上述したように、測定された応答および正常な応答は、ステップ４０３ｂにおいて比較され、それらの差は、測定された応答が、正常な状態の応答に対応するかが決定されるステップ４０３ｄにおいて使用される。対応すれば、さらなるステップを実行する必要がないため、測定された応答は、前記コントローラの入力として使用されることができ、すなわち、測定された応答は、筋弛緩の測定値として使用されることができる。一方で、異常な状態が生じれば、すなわち、測定された応答および正常な応答が、異なる弛緩レベルを反映することが分かれば、システムのユーザに警告が発せられる（ステップ４０３ｅ）。ステップ４０３ｆにおいて、直接的な刺激の影響が決定される。決定は、例えば、多数の連続刺激パルスに対して測定された比率、フェードなどを、直接的な刺激がない同じ筋肉弛緩レベルに対して存在する応答と比較することにより計算されることができる。ステップ４０３ｇに関連して記載しているように、測定された応答は、直接的な刺激の影響がない正確な筋弛緩レベルをより正確に表す値に補正することができ、補正された値は、前記コントローラの入力として使用することができる。
【００７７】
ステップ４０３ｇにおいて、応答は、直接的な筋肉刺激の前記影響を、患者に送出された前記筋弛緩剤の測定された影響から差し引くことにより補正される。本発明によるシステムは、以下のようにして補正を実行するように構成されることができる。その結果得られる測定されたパルス数は、直接的な刺激が存在しない場合の筋弛緩レベルをより正確に表す値に補正される。
【００７８】
図６は、本発明による筋弛緩剤を患者に自動投与するシステムをテストするためのテストシステム６００を示す。以下、患者シミュレータまたは人工患者（ＡＰ：ａｒｔｉｆｉｃｉａｌ  ｐａｔｉｅｎｔ）とも呼ばれるテストシステム６００は、筋弛緩剤の注入に対する物理的な患者の応答と、神経筋伝達モニタの使用とをエミュレートする。
【００７９】
この人工患者は、実際の患者のインタフェースに対応するインタフェースを含む。以下に記載するように、人工患者の主要ユニットは、秤、いわゆる時間の経過とともに注入された筋弛緩剤の量を測定する流量測定デバイスと、システムにより電気刺激を測定し、かつ皮膚（電極）接触をエミュレートする可変皮膚抵抗と、システムの皮膚温度センサとのインタフェースとなるように患者の皮膚温度をエミュレートする定温器と、加速度発生器、力発生器、音発生器、または患者の筋肉の収縮または反応から得られる筋肉信号をエミュレートする筋電図記録発生器とである。筋肉信号は、目的にあわせて開発された薬物動態学／薬力学患者モデルからなるソフトウェアによる測定値から計算されることになる。
【００８０】
患者シミュレータ６００は、テストコントローラ６０２と、計量器具または流量測定デバイスなどの入力エミュレータ６０３と、皮膚温度エミュレータ６０４と、加速度発生器、力発生器、音発生器、または筋電図記録発生器などの応答エミュレータ６０５と、可変皮膚抵抗エミュレータ６０６とを含む。患者シミュレータ６００は、本発明による、筋弛緩剤を患者に投与するシステムと相互作用するように構成される。したがって、入力エミュレータ６０３は、注入ポンプ１０２の出力に連結されるように構成されるのに対して、皮膚温度エミュレータ６０４、応答エミュレータ６０５、および可変皮膚抵抗エミュレータ６０６は、測定手段１０３に連結されるように構成される。
【００８１】
皮膚抵抗エミュレータ６０６に電気刺激が適用される場合、人工患者は、モニタされる実際の患者に通常適用される同じ種類の変換器により測定可能な、応答エミュレータ６０５の動き／反応（筋肉の収縮／反応）をエミュレート／発生することになる。ＡＰが注入により筋弛緩剤を受ければ、すなわち、入力エミュレータ６０３により筋弛緩剤が受け入れられれば、ＡＰは、刺激に対して応答することになり、その応答は、与えられる刺激、設定された皮膚温度／体温、注入される薬物量、および注入からの時間に応じることになる。さらに、ＡＰは、重要な要因であり、筋肉収縮の応答に影響を及ぼす患者の表面温度をエミュレートする。言い換えれば、ＡＰは、実際の患者のように作動する。
【００８２】
先行技術の前臨床／臨床テストと比較すると、異常な状態および安定性を含むより多くのテストケースが、通常は不可能である方法で、ＡＰの手段によりシミュレートおよびテストすることができる。さらに、ＡＰをテストで使用する場合、適切に文書化された確証記録を得ることができる。これは、従来技術によるシステムと比較した場合、システムの安全性および効力を確証する際の主な改良点である。ＡＰの制御および記録機構は、システムのパイロットおよび０シリーズを最初にテストした後に、実際の患者にこれらをテストして、システムの安全性および効力を示すために有用である。さらに、ＡＰは、例えば、実際の患者にシステムを使用する前に、筋弛緩剤を患者に投与するシステムを最適に動作させる方法を、ユーザに訓練および教育するために使用されることが有用である。
【００８３】
人工患者で実行される評価により、特に、臨床試験の間に行うのは不可能な方法で、システムの安全性および危険な分析作用を確証することができる。
【００８４】
本発明によるテストシステムにより、前臨床生体外設定において最も広範囲の患者の相互作用を評価および確証することができるようになる。
【００８５】
本願において本発明の好適な実施形態を図示および記載してきたが、当業者であれば、本願明細書に詳細に記載した形態に修正および改良を加えてよいことは明らかであろう。したがって、本発明は、本願明細書に詳細に開示した形態に制限されるものではない。例えば、システムは、外科的処置に関して使用される他の器具に含まれることができる。
【図面の簡単な説明】
【００８６】
【図１Ａ】本発明によるシステムである。
【図１Ｂ】本発明による閉ループシステムを示す。
【図２】本発明によるシステムの注入ポンプ部分をより詳細に示す。
【図３Ａ】所定の制御値セットを保有する１次元アレイの一例である。
【図３Ｂ】所定の制御値セットを保有する２次元アレイの一例である。
【図３Ｃ】所定の制御値セットを保有する３次元アレイを示す。
【図４】患者への筋弛緩剤の送出の好適な制御を示す。
【図５】筋弛緩剤の送出の好適な制御とその初期化を示す。
【図６】本発明によるテストシステムである。
【図７】直接的な筋肉刺激の測定結果の決定および補正の一例である。
【図１Ａ】
2004532055.tif 000003
【図１Ｂ】
2004532055.tif 000004
【図２】
2004532055.tif 000005
【図３Ａ】
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【図３Ｂ】
2004532055.tif 000007
【図３Ｃ】
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【図４】
2004532055.tif 000009
【図５】
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【図６】
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【図７】
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【国際公開パンフレット】
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【国際調査報告】
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