特許 6789947 多種類のデータを使用して輸液反応性を評価する方法及びシステム

(19)【発行国】日本国特許庁(JP)

(12)【公報種別】特許公報(B2)

(11)【特許番号】6789947

(24)【登録日】2020年11月6日

(45)【発行日】2020年11月25日

(54)【発明の名称】多種類のデータを使用して輸液反応性を評価する方法及びシステム

(51)【国際特許分類】

   A61M 5/172 20060101AFI20201116BHJP

   A61B 5/00 20060101ALI20201116BHJP

   A61M 5/168 20060101ALI20201116BHJP

【ＦＩ】

   A61M5/172 500

   A61B5/00 G

   A61B5/00 102A

   A61M5/168 550

【請求項の数】14

【全頁数】13

(21)【出願番号】特願2017-532179(P2017-532179)

(86)(22)【出願日】2015年12月9日

(65)【公表番号】特表2018-504952(P2018-504952A)

(43)【公表日】2018年2月22日

(86)【国際出願番号】IB2015059456

(87)【国際公開番号】WO2016097935

(87)【国際公開日】20160623

【審査請求日】2018年12月5日

(31)【優先権主張番号】62/092,858

(32)【優先日】2014年12月17日

(33)【優先権主張国】US

(73)【特許権者】

【識別番号】590000248

【氏名又は名称】コーニンクレッカ フィリップス エヌ ヴェ

【氏名又は名称原語表記】ＫＯＮＩＮＫＬＩＪＫＥ ＰＨＩＬＩＰＳ Ｎ．Ｖ．

(74)【代理人】

【識別番号】110001690

【氏名又は名称】特許業務法人Ｍ＆Ｓパートナーズ

(72)【発明者】

【氏名】ポテス クリスチャン

(72)【発明者】

【氏名】コンロイ ブライアン

(72)【発明者】

【氏名】セイヴェル アダム ヤコブ

(72)【発明者】

【氏名】シュウ ミンナン

(72)【発明者】

【氏名】エシェルマン ラリー ジェームス

【審査官】 今関 雅子

(56)【参考文献】

【文献】 米国特許出願公開第２０１４／００７３８９０（ＵＳ，Ａ１）

【文献】 特表２０１４−５１１７１９（ＪＰ，Ａ）

【文献】 米国特許出願公開第２０１１／０２７００９７（ＵＳ，Ａ１）

(58)【調査した分野】（Int.Cl.，ＤＢ名）

Ａ６１Ｂ ５／００−５／０２

Ａ６１Ｍ ５／１７２

(57)【特許請求の範囲】

【請求項1】

少なくとも１つのプロセッサと、
前記少なくとも１つのプロセッサと通信する注入ポンプと、
関連する患者から生理的信号を受信するように動作可能な複数の生理的モニタと
を備え、前記少なくとも１つのプロセッサは、
前記注入ポンプによる輸液の注入を示すタイミング信号を受信する前に前記患者から取得された基準生理的信号から１つ又は複数の動的指標及び／又は特徴を計算し、
前記関連する患者への輸液負荷試験のための輸液を注入する前記注入ポンプから、前記注入ポンプによる前記輸液の注入を示すタイミング信号を受信し、
前記関連する患者から取得された生理的信号を、前記注入ポンプの前記タイミング信号と同期させ、
同期された前記生理的信号から１つ又は複数の動的指標及び／又は特徴を計算し、
同期された前記生理的信号からの前記１つ又は複数の動的指標及び／又は特徴と、前記基準生理的信号からの前記１つ又は複数の動的指標及び／又は特徴とに基づいて、前記患者の前記輸液反応性確率値を算出するようにプログラムされる、
輸液反応性を評価するためのシステム。

【請求項2】

前記少なくとも１つのプロセッサがさらに、前記患者が輸液蘇生に反応しないことを示す前記輸液反応性確率値に応じて、前記注入ポンプの動作を終了するようにプログラムされる、請求項１に記載のシステム。

【請求項3】

前記輸液反応性確率値を算出することは、同期された前記生理的信号からの前記１つ又は複数の動的指標及び／又は特徴と、前記基準生理的信号からの前記１つ又は複数の動的指標及び／又は特徴とを、分類アルゴリズムに入力することをさらに含む、請求項１に記載のシステム。

【請求項4】

前記輸液反応性確率値は、無反応性を示す０と、反応することを示す１との間である、請求項１乃至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つのプロセッサがさらに、算出された前記輸液反応性確率値を、事前に選択された閾値と比較するようにプログラムされ、前記輸液反応性確率値が前記閾値以上であるとき、前記関連する患者は輸液蘇生に反応すると判定する、請求項４に記載のシステム。

【請求項6】

前記複数の生理的モニタはカプノグラフィーモニタを含み、
前記少なくとも１つのプロセッサは、前記カプノグラフィーモニタからの生理的信号に基づいて呼吸サイクルを判定し、同期された前記生理的信号からの前記１つ又は複数の動的指標及び／又は特徴と、前記基準生理的信号からの前記１つ又は複数の動的指標及び／又は特徴とを、前記関連する患者の呼吸サイクルの呼息部分の間に計算するようにプログラムされる、請求項１に記載のシステム。

【請求項7】

前記少なくとも１つのプロセッサは、算出された前記輸液反応性確率値が前記関連する患者が輸液蘇生に反応しないことを示すのに応答して、警告を生成するようにプログラムされる、請求項１乃至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、前記生理的信号と同期され前記関連する患者の呼吸サイクルの呼息部分の間だけに輸液を注入する急速注入ポンプである、請求項６に記載のシステム。

【請求項9】

前記複数の生理的モニタが、カプノグラフィーモニタ、動脈血圧（ＡＢＰ）モニタ、心電図（ＥＣＧ）モニタ、プレチスモグラフ（ＰＰＧ）モニタ、の１つ又は複数を含む、請求項１乃至８のいずれか一項に記載のシステム。

【請求項10】

前記動的指標が、脈圧変動（ＰＰＶ）、一回拍出量変動（ＳＶＶ）、収縮期圧変動（ＳＰＶ）、ＲＲ変動（ＲＲＶ）、及び脈波変動指標（ＰＶＩ）、の少なくとも１つを含む、請求項１乃至９のいずれか一項に記載のシステム。

【請求項11】

前記特徴が、ボリューム測定カプノグラフィー、カプノグラフィーから導出される呼吸終末ＣＯ_２、及びＡＢＰから導出される心拍出量、の少なくとも１つを含む、請求項１０に記載のシステム。

【請求項12】

前記輸液負荷試験が１００ｍｌの膠質を１分以上注入する少量輸液負荷試験である、請求項１乃至１１のいずれか一項に記載のシステム。

【請求項13】

コンピュータ及びディスプレイを制御して、
注入ポンプによる輸液の注入を示すタイミング信号を受信する前に関連する患者から取得された基準生理的信号から１つ又は複数の動的指標及び／又は特徴を計算し、
前記関連する患者の複数の生理的モニタから複数の生理的信号を受信し、
前記関連する患者への輸液負荷試験のための前記輸液を注入する前記注入ポンプから、前記注入ポンプによる前記輸液の注入を示すタイミング信号を受信し、
前記タイミング信号を受信された前記生理的信号と同期させて、同期された生理的信号を生成し、
同期された前記生理的信号から１つ又は複数の動的指標及び／又は特徴を計算し、
同期された前記生理的信号からの前記１つ又は複数の動的指標及び／又は特徴と、前記基準生理的信号からの前記１つ又は複数の動的指標及び／又は特徴とに基づいて、前記患者の前記輸液反応性確率値を算出するために実行可能な命令を記憶した、
コンピュータ媒体。

【請求項14】

注入ポンプによる輸液の注入を示すタイミング信号を受信する前に関連する患者から取得された基準生理的信号から１つ又は複数の動的指標及び／又は特徴を計算し、
前記関連する患者の複数の生理的モニタから複数の生理的信号を受信し、
前記関連する患者への輸液負荷試験のための輸液を注入する注入ポンプから、前記注入ポンプによる前記輸液の注入を示すタイミング信号を受信し、
前記タイミング信号を受信された前記生理的信号と同期させて、同期された生理的信号を生成し、
同期された前記生理的信号から１つ又は複数の動的指標及び／又は特徴を計算し、
同期された前記生理的信号からの前記１つ又は複数の動的指標及び／又は特徴と、前記基準生理的信号からの前記１つ又は複数の動的指標及び／又は特徴とに基づいて、前記患者の前記輸液反応性確率値を算出するようにプログラムされたプロセッサを備える、
輸液蘇生に対する関連する患者の反応性を評価するためのシステム。

【発明の詳細な説明】

【技術分野】

【0001】

本願は、概して医療技術に関する。本願は、病院、救急センター、救急治療及び／又は外傷治療、輸液蘇生等で使用するための医療的な監視、患者の治療等に関連して特定の用途を見出せる。ただし、本願は他の使用事例においても用途をもち、必ずしも上記の用途に限定されないことを理解されたい。

【背景技術】

【0002】

輸液蘇生は、血流力学的に不安定であると認識された重篤患者を治療する最初の段階である。不幸なことに、手術室（ＯＲ）、集中治療室（ＩＣＵ）、又は救急部門（ＥＤ）にある重篤患者のうち、輸液蘇生に良好に反応するのは５０％に過ぎない。さらに、良好に反応しない患者は治療自体によって害を受けることがあり、その結果、肺浮腫や組織浮腫などの他の臨床問題を生ずることもある。患者が輸液蘇生に反応するかどうかを確かめる予測手段の一つは、輸液負荷試験又は少量輸液負荷試験の前後の心拍出量の変化を測定することによる。そのような輸液負荷試験は、少量の静脈内輸液を短時間与えることからなる技術である（輸液ボーラスとしても知られる）。それにより、臨床医は、さらに多くの輸液で一回拍出量を増大させるために使用できる前負荷予備能が患者にあるかどうかを評価することができる。

【0003】

自発呼吸している正常な人では、動脈血圧（ＡＢＰ：ａｒｔｅｒｉａｌ ｂｌｏｏｄ ｐｒｅｓｓｕｒｅ）、心電図記録（ＥＣＧ：ｅｌｅｃｔｒｏｃａｒｄｉｏｇｒａｐｈｙ）のＲピーク、又はプレチスモグラフィー（ＰＰＧ：ｐｌｅｔｈｙｓｍｏｇｒａｐｈｙ）の振幅は、吸息中に低下し、呼息中に増大する。収縮期血圧の正常な低下は１０ｍｍＨｇ未満である。吸息中の血圧の低下が１０ｍｍＨｇを超えるとき、その現象は奇脈と呼ばれる。この現象の逆、すなわち、収縮期血圧、Ｒピーク、又はＰＰＧ振幅が吸息中に増大し、呼息中に低下することは、陽圧呼吸の間（例えば機械的に換気している患者）に報告されている。

【0004】

呼吸サイクルに伴うＡＢＰ、ＥＣＧ、又はＰＰＧの変動から導出される動的指標、すなわち、脈圧変動（ＰＰＶ：ｐｕｌｓｅ ｐｒｅｓｓｕｒｅ ｖａｒｉａｂｉｌｉｔｙ）、一回拍出量変動（ＳＶＶ：ｓｔｒｏｋｅ ｖｏｌｕｍｅ ｖａｒｉａｂｉｌｉｔｙ）、収縮期圧変動（ＳＰＶ：ｓｙｓｔｏｌｉｃ ｐｒｅｓｓｕｒｅ ｖａｒｉａｂｉｌｉｔｙ）、ＲＲ変動（ＲＲＶ）、及び脈波変動（ＰＶＩ：ｐｌｅｔｈ ｖａｒｉａｂｉｌｉｔｙ）（ｈｔｔｐ：／／ｗｗｗ．ｍａｓｉｍｏ．ｃｏｍ／ｐｖｉ／）は、機械的に換気している患者の輸液反応性の非常に良好な予測となることが示されている（すなわち輸液投与後に一回拍出量が１０〜１５％増大することを予測する）。不都合なことに、これらの動的指標は、自発呼吸している患者の輸液反応性の予測においては正確でなく、この理由は主として、呼吸サイクルに伴うＡＢＰ、ＥＣＧ、又はＰＰＧの変動がそれほど顕著でないためである（すなわち信号対ノイズ比が非常に低い）。そのような動的指標を使用して、機械的に換気されている患者の輸液反応性を評価する場合、患者は輸液負荷試験を受ける必要がないことは言及に値する。

【発明の概要】

【発明が解決しようとする課題】

【0005】

本願は、上記で参照した課題を克服する、新しく、改良された方法及びシステムを提供する。

【課題を解決するための手段】

【0006】

一態様によると、少なくとも１つのプロセッサと、少なくとも１つのプロセッサと通信する注入ポンプと、関連する患者から生理的信号を受信するように動作可能な複数の生理的モニタとを備えた、輸液反応性を評価するためのシステムが開示される。少なくとも１つのプロセッサは、輸液負荷試験中に関連する患者から取得された生理的信号を、輸液負荷試験を投与している注入ポンプのタイミング信号と同期させ、同期された生理的信号から１つ又は複数の動的指標及び／又は特徴を計算し、同期された生理的信号からの１つ又は複数の動的指標及び／又は特徴を使用して患者の輸液反応性確率値を判定する、ようにプログラムされる。

【0007】

別の態様によると、輸液反応性の評価方法が開示され、この方法は、関連する患者の複数の生理的モニタから複数の生理的信号を受信するステップと、関連する患者に投与される輸液負荷試験との関連で、関連する注入ポンプによる輸液の注入に対応する注入ポンプタイミング信号を受信するステップと、タイミング信号を受信された生理的信号と同期させて、同期された生理的信号を生成するステップと、同期された輸液負荷試験生理的信号から複数の動的指標及び／又は特徴の少なくとも１つを計算するステップと、関連する患者の輸液蘇生に対する反応性を示す輸液反応性確率値を計算するステップとを含む。

【0008】

開示される他の特定の態様によると、すぐ上の段落の方法を行うようにコンピュータ及びディスプレイを制御するために実行可能な命令を記憶したコンピュータ媒体と、すぐ上の段落の方法を行うようにプログラムされたプロセッサを備える、輸液蘇生に対する関連する患者の反応性を評価するためのシステムとが開示される。

【0009】

利点の１つは、患者に投与される輸液のボリューム及び速度の関数として一回拍出量の変動を追跡するための計画的な手段をもたらすことにある。

【0010】

別の利点は、機械的に換気されていない患者の輸液反応性を評価することにある。

【0011】

別の利点は、反応しない患者に対する輸液の投入量を最小にすることにある。

【0012】

ここに開示される実施形態のさらに他の利点は、以下の詳細な説明を読み、理解すると、当業者によって認識されよう。

【0013】

ここに開示される実施形態は、様々なコンポーネント及びコンポーネントの構成、並びに様々なステップ及びステップの構成の形態を取る。図面は、好ましい実施形態を説明することのみを目的とし、ここに開示される実施形態を制限すると解釈すべきではない。

【図面の簡単な説明】

【0014】

【図1】輸液蘇生に対する患者の反応を評価するように構成された監視機器を備えた患者モニタを含む医療環境を図式的に示す図である。

【図2】輸液反応性を評価する際に使用する、患者から取得された基準生理的信号及び輸液負荷試験生理的信号を示す図である。

【図3】輸液反応性を評価する際に使用する、患者から取得された輸液負荷試験生理的信号の動的指標及び／又は特徴を示す図である。

【図4】輸液反応性を評価する方法を示す図である。

【発明を実施するための形態】

【0015】

図１を参照すると、ベッド１２に横たわっている患者１０を描いた輸液反応評価システム１００が示されており、これは、病院、緊急治療室、集中治療室（ＩＣＵ）、心疾患集中治療室（ＣＣＵ）等で典型的な状況である。患者の状態によっては、患者１０が歩行可能である、車椅子に乗っている、椅子に座っている等の可能性も想定される。患者は、種々の医療監視装置によって監視されており、図示する実施形態では、それらの装置には、ＥＣＧ電極を備えた心電図（ＥＣＧ）機器１４、例えば完全に非侵襲的な脈拍計や最小侵襲動脈ラインである血圧モニタ１６、プレチスモグラフ（ＰＰＧ）１８、及びカプノグラフ（ｃａｐｎｏｇｒａｐｈ）２０が含まれる。図の血圧モニタ１６は手首を利用するものであるが、上腕又は患者１０のその他の部位に置かれる血圧モニタも想定される。動脈ラインを使用して血圧を測定する場合は、任意で、動脈ラインを静脈内輸液送達ライン等に組み込むこともある。ＥＣＧ１４、動脈血圧（ＡＢＰ）モニタ１６、ＰＰＧ１８、及びカプノグラフ２０はさらに、ＥＣＧ、血圧信号、臓器又は身体内のボリュームの変化（血液又は空気）、及び呼吸ガス中のＣＯ_２圧を生成し、任意でそれらに信号処理を行うための関連する電子機器を備える。

【0016】

輸液反応評価システム１００は、図１に示すように静注（ＩＶ）コンポーネントを含み、これは、輸液２６、注入ポンプ２４、及び患者１０の体内に輸液２６を移動するためのライン２２を備える。注入ポンプ２４は、コンピュータシステム２８を介してプログラム可能、遠隔からプログラム可能、ユーザ入力コンポーネント２５（タッチ画面／キーパッド／タッチパッド等）を介してプログラム可能等である急速注入ポンプとして実施される。実施形態によっては、注入ポンプ２４は、あらかじめ決められた時間間隔中に、選択された量の輸液２６を患者１０に投与するようにプログラムされ、これは、例えば、少量輸液負荷試験とも呼ばれる輸液負荷試験である。このような状況で使用される輸液負荷試験は、患者１０が輸液蘇生に反応するか否かを評価することを可能にする。本明細書で言及される輸液負荷試験は、輸液の一般的な供給とは対照的に、限られた時間間隔中に患者１０に注入される限られた量の輸液２６に相当する。システム１００はさらに、Ｉ／Ｏインターフェース３８を介して注入ポンプ２４、各種電極１４、モニタ１６、プレチスモグラフ１８、及びカプノグラフ２０と通信するコンピュータシステム２８を含む。一実施形態によると、Ｉ／Ｏインターフェース３８は、適切な通信リンクを介して、各種の患者監視コンポーネント１４、１６、１８、２０、コンピュータネットワーク（図示せず）、外部の表示装置（図示せず）、又は他の適切な入力若しくは出力電子装置、の１つ又は複数と通信する。システム１００はさらに、例えば酸素濃度計、体温計、グルコースモニタ等の追加的な生理的監視装置を含む場合もある。

【0017】

コンピュータシステム２８は、システム１００の動作を統括し、システム１００から遠隔に位置することもある。コンピュータシステム２８は、少なくとも１つのプロセッサ３２及び少なくとも１つのプログラムメモリ３０を備える。プログラムメモリ３０は、プロセッサ実行可能命令を含み、この命令は、プロセッサ３２によって実行されると、生理的信号の解析及び処理、輸液反応の分類、警告の生成等を含むコンピュータシステム２８の動作を統括する。プロセッサ３２は、プログラムメモリ３０に記憶されたプロセッサ実行可能命令を実行する。

【0018】

コンピュータシステム２８はさらに、カプノグラフィーの監視４０、ＡＢＰの監視４２、ＥＣＧの監視４４、及びＰＰＧの監視４６を提供する電子機器を備える。図１には示さないが、コンピュータシステム２８は、任意で、適切な生理的入力信号に基づく呼吸数など、選択された他の生理的パラメータを監視する電子機器を提供してもよい。コンピュータシステム２８はプロセッサ３２を含み、プロセッサ３２は、コンピュータシステム２８の動作を制御し、生理的信号の処理を容易にし、命令を実行し、計算を行い、様々な入力の比較及び記憶を容易にする等の動作を行うことができる。

【0019】

コンピュータシステム２８はさらに、生理的信号、検査結果、患者情報、生命兆候、グラフィックユーザインターフェース、通知等の１つ又は複数の表示情報を表示するように構成され、プロセッサ３２と通信する表示装置３４と、ユーザ入力情報及びコマンドの選択をプロセッサ３２に通信するための、テキスト入力用のキーボード又はタッチ画面若しくは書き込み可能画面、及び／又はマウス、トラックボール等のカーソル制御装置等のユーザ入力装置３６とを含む。一実施形態では、表示装置３４は、統合された多機能患者モニタとして実施され、それらの電子機器は、単体の多機能患者モニタ（図示せず）の中に具現化され、結果として得られる処理後のＥＣＧ、ＡＢＰ、ＰＰＧ、及び／又はカプノグラフィー信号の総合的な表示を行う。表示装置３４は、ＥＣＧトレース、血圧（ＢＰ）データ、呼吸データ等の測定された生理的パラメータを表示する。ディスプレイは、それらのパラメータを、現在の数値や、時間の関数としてパラメータ値を示すトレースによるなど、様々な形で表示することができる。

【0020】

メモリ３０に記憶されたプロセッサ実行可能命令の基準信号モジュール４８は、輸液負荷試験中に輸液２６を投与する前に、患者１０のモニタ４０、４２、４４、及び４６からの生理的信号の受信を制御する。下記でより詳細に説明するように、図２は、モニタ４０、４２、４４、４６を介して受信される基準生理的信号３９、４１、４３、４５の図示を提供する。プロセッサ実行可能命令の基準特徴計算部５２は、呼吸サイクルに伴うＡＢＰ、ＥＣＧ、又はＰＰＧの変動から、動的指標、すなわち脈圧変動（ＰＰＶ）、一回拍出量変動（ＳＶＶ）及び収縮期圧変動（ＳＰＶ）の、基準生理的信号４８からの導出、すなわち計算を容易にする。一実施形態によると、動的指標は以下のように計算される。

【0021】

【数1】

【0022】

【数2】

、及び

【0023】

【数3】

【0024】

追加的な動的指標及び／又は特徴としては、ＲＲ変動（ＲＲＶ）、及び脈波変動指標（ＰＶＩ）が挙げられる。ＲＲＶは、心拍間の時間間隔の変動に対応し、すなわち拍動から拍動までの間隔の変動によって測定される。Ｒ−Ｒ変動（ＲＲＶ）は、連続したＲの間隔を利用するものであり、ここでＲはＱＲＳ群のピークであり、ＲＲＶは、ＥＣＧ波の連続したＱＲＳ群のピークからピークまでに相当する。脈波変動指標（ＰＶＩ）は、輸液反応性を予測するための脈波酸素測定プレチスモグラフ波形振幅の呼吸変動に関連する測定値である。

【0025】

基準特徴計算部５２はさらに、基準生理的信号４８から、様々な特徴、例えば、ボリューム測定カプノグラフィー、カプノグラフィーから導出される呼吸終末ＣＯ２、ＡＢＰから導出される心拍出量等を計算する。生理的信号は、呼吸サイクルである吸気（吸息）８２及び呼気（呼息）８０中に変動する。例えば、自発呼吸している患者では、呼吸サイクルの呼気（呼息）８０中に血圧が上がるのに対し、呼吸サイクルの吸気（吸息）８２中には血圧が下がる。したがって、基準特徴計算部５２は、呼吸サイクルの吸息部分８２の間及び呼吸サイクルの呼息部分８０の間の動的指標及び／又は特徴を計算するように適切に構成される。一実施形態では、利用される動的指標及び／又は特徴は、サイクルの吸息部分８２又は呼吸サイクルの呼息部分８０だけに関係する。

【0026】

メモリ３０に記憶されたプロセッサ実行可能命令の輸液負荷試験生理的信号モジュール５０は、患者１０が輸液蘇生に反応するかどうかを評価するための輸液負荷試験中に、ＩＶコンポーネントから輸液２６の投与が開始された後に取られる、モニタ４０、４２、４４、４６からの生理的信号の受信を制御する。プロセッサ実行可能命令の注入ポンプタイミング信号モジュール５４は、ポンプ２４による患者１０への自動化された輸液投与に相当する輸液負荷試験中に、注入ポンプ２４からの出力を受信する。プロセッサ実行可能命令の同期ユニット５６は、患者１０に提供される輸液２６の量を所与の時間における対応する生理的信号と相関させて示すために、注入ポンプ２４のタイミング信号５４を輸液負荷試験生理的信号５０と同期させる。

【0027】

プロセッサ実行可能命令の輸液負荷試験特徴計算部５８は、呼吸サイクルに伴うＡＢＰ、ＥＣＧ、又はＰＰＧの変動から、動的指標、例えばＰＰＶ、ＳＶＶ、ＳＰＶ、ＲＲＶ及びＰＶＩの、同期された輸液負荷試験生理的信号５０からの導出、すなわち計算を容易にする。輸液負荷試験特徴計算部５８はさらに、同期ユニット５６を介して出力される同期された生理的信号５０から、様々な特徴、例えば、ボリューム測定カプノグラフィー、カプノグラフィーから導出される呼吸終末ＣＯ２、ＡＢＰから導出される心拍出量等を計算することができる。輸液負荷試験特徴計算部５８は、輸液負荷試験の投与中に発生する呼吸サイクルの吸息部分８２の間及び呼吸サイクルの呼息部分８０の間の動的指標及び／又は特徴を計算するように適切に構成される。一実施形態では、利用される動的指標及び／又は特徴は、輸液負荷試験の投与中のサイクルの吸息部分８２又は呼吸サイクルの呼息部分８０のみに関係する。すなわち、動的指標及び／又は特徴５２及び５８は、関係する患者１０の呼吸サイクルの吸息部分８２を反映したそれぞれの生理的信号４８及び５０を使用して計算される。患者１０の呼吸サイクルは、カプノグラフィーモニタ４０の動作に従って判定される。

【0028】

プロセッサ実行可能命令の分類ユニット６０は、分類アルゴリズム６４、例えば確率的分類モデルを用い、そのアルゴリズムに、輸液負荷試験特徴及び／又は指標５８並びに基準特徴及び／又は指標５２が入力されて、輸液反応性確率値６６を生成する。一実施形態によると、分類アルゴリズム６４の適用は、基準５２及び輸液負荷試験５８から得られた特徴及び／又は指標を、ロジスティック回帰アルゴリズムへの入力として使用することに相当する。分類アルゴリズム６４は、以前の輸液負荷試験中に開発若しくは訓練されたものであるか、又は年齢、体重、身長、性別、人種、又は他の医学的に関連するデータに基づく、事前に選択された医学的入力である。上述したように、特徴には、動的指標（ＳＶＶ、ＳＰＶ、ＰＰＶ、ＲＲＶ、ＰＶＩ）、ボリューム測定カプノグラフィー、呼吸終末ＣＯ_２、心拍出量等が含まれる。先に述べたように、動的指標及び／又は他の特徴は、輸液負荷試験が投与されている患者１０の呼吸サイクルの吸息部分又は呼息部分のみの間に収集された生理的信号に対応する場合もある。輸液反応性確率値６４は、患者１０が輸液蘇生に良好に反応する見込みを示すスコアを表す。一実施形態によると、確率値６４は、０（すなわち患者１０が反応しない）から、１（すなわち患者１０が輸液に反応する）までの幅を取る。

【0029】

プロセッサ実行可能命令の比較ユニット６６は、輸液反応性確率値６４と閾値反応値６８の比較を容易にする。閾値反応値６８は、それ以上であると患者１０が輸液蘇生に反応し、それより低いと患者１０が輸液蘇生に反応しない閾値に相当する。図１の輸液蘇生評価システム１００は、比較ユニット６６の結果に関するいくつかの例示的な出力を提供する。図１に示すように、輸液反応性確率値６４が所定の閾値６８を下回ると判定されると、プロセッサ実行可能命令は、音声警告信号７０、視覚警告信号７２、注入ポンプ２４への制御信号７４（輸液負荷試験の停止）等を含んでいる。警告信号７０は、例えばスピーカ７８などの適切な聴覚装置を利用するのに対し、警告信号７２は、表示装置３４を利用して、輸液蘇生に対する患者１０の無効性又は無反応性の視覚的表現、例えば、明滅する図像、点滅する光、又は多数の他の適切な視覚的に記述する装置又は標識を提供する。注入ポンプ２４に出力される制御信号７４は、患者１０への輸液２６の注入を直ちに中断するようにポンプ２４に指示する。これは、上述のように、そのような輸液注入は、反応しない患者１０にとって害になる可能性があるためである。或いは、そのような信号７４は、患者１０の無反応性に関する適切な聴覚的及び／又は視覚的合図を医師、看護師等に対して発するのを開始するものとポンプ２４によって解釈されてもよい。患者１０の輸液反応性確率値６４が閾値６６を満たすか又は超える場合、システム１００のプロセッサ実行可能命令は、輸液蘇生に対する患者１０の反応性の視覚的通知７６を含んでいる。非制限的な例として、表示装置３４は、患者が輸液蘇生に肯定的に反応することを反映した図像又は他の標識を生成する。

【0030】

コンピュータシステム２８は、コンピュータサーバ、ワークステーション、パーソナルコンピュータ、携帯電話、タブレットコンピュータ、ページャ、それらの組み合わせ、又は例示的方法を行うための命令を実行することが可能な他のコンピューティング装置を含む。

【0031】

例示的な一実施形態によると、コンピュータシステム２８は、関連するユーザ、ネットワーク接続された装置、ネットワーク接続された記憶装置、遠隔装置等と対話するように構成された、ハードウェア、ソフトウェア、及び／又はそれらの任意の適切な組み合わせを備える。

【0032】

メモリ３０は、ランダムアクセスメモリ（ＲＡＭ）、読出し専用メモリ（ＲＯＭ）、磁気ディスク若しくはテープ、光ディスク、フラッシュメモリ、又はホログラフィックメモリなど、任意種類の非一時的なコンピュータ可読媒体を表す。一実施形態では、メモリ３０は、ランダムアクセスメモリと読出し専用メモリとの組み合わせからなる。実施形態によっては、プロセッサ３２とメモリ３０とが１つのチップ内で組み合わせられる。Ｉ／Ｏインターフェース３８は、コンピュータシステム２８がコンピュータネットワークを介して他の装置と通信することを可能にし、変調器／復調器（モデム）を備える。メモリ３０は、本方法で処理されたデータ並びに例示的方法を行うための命令を記憶する。

【0033】

プロセッサ３２は、シングルコアプロセッサ、デュアルコアプロセッサ（又はより一般的には複数コアプロセッサ）、デジタルプロセッサなどにより様々に具現化することができ、数学コプロセッサ及び／又はグラフィックコプロセッサ、デジタルコントローラ等と協働することができる。プロセッサ３２は、コンピュータシステム２８の動作を制御することに加えて、図４に概説される方法を行うためのメモリ３０に記憶された命令及びユニットを実行する。

【0034】

本明細書で使用される場合、用語「ソフトウェア」は、そのソフトウェアの目的である作業を行うようにコンピュータ又は他のデジタルシステムを構成するために、コンピュータ又は他のデジタルシステムによって実行可能なあらゆる命令の集合又はセットを包含することが意図される。本明細書でさらに使用される場合、用語「ソフトウェア」は、ＲＡＭ、ハードディスク、光ディスク等の記憶媒体に記憶されたそのような命令も包含することが意図され、また、ＲＯＭ等に記憶されたソフトウェアである、いわゆる「ファームウェア」を包含することが意図される。そのようなソフトウェアは、様々なやり方で編成され、ライブラリとして編成されたソフトウェアコンポーネント、遠隔サーバ等に記憶されたインターネットベースのプログラム、ソースコード、解釈コード、オブジェクトコード、直接実行可能コード等を含む。そのソフトウェアが、システムレベルのコード、又はサーバ若しくは他の場所に存在する他のソフトウェアに対するコールを呼び出して、特定の機能を行わせることが想定される。

【0035】

次いで図２に移ると、一例示的実施形態による、システム１００の機能の説明例２００が示されている。図２に示すように、患者１０への輸液負荷試験を開始する前には、基準生理的信号５０が左側に示されている。説明例２００で使用される基準生理的信号４８には、カプノグラフィー信号３９（カプノグラフィーモニタ４０を介する）、ＡＢＰ信号４０（ＡＢＰモニタ４２を介する）、ＥＣＧ信号４３（ＥＣＧモニタ４４を介する）、及びＰＰＧ信号４５（ＰＰＧモニタ４６を介する）が含まれる。これらの信号４８は、メモリ３０に記憶され、上述のような動的指標及び／又は特徴５２を生成するために使用される。注入ポンプ２４が輸液の計画的な投与、すなわち輸液負荷試験を開始すると、患者１０に関して生理的信号５０が収集され、その生理的信号５０がポンプ２４の動作と時間同期される。図示されるように、呼息期８０と吸息期８２（網掛け部分）とは互いから区別することができ、患者から収集される信号４８、５０に影響する。呼吸サイクルの呼息８０及び吸息８２期は、カプノグラフィー信号３７から識別されるか、又はＡＢＰ信号３９、ＥＣＧ信号４１、若しくはＰＰＧ信号４３から推定される。

【0036】

図３は、収集された生理的信号（４８、５０）と、それらの信号から導出された対応する動的指標３０２を示す。図示されるように、ＳＶＶ、ＳＰＶ、及びＰＰＶはＡＢＰ信号３９から導出される。ＲＲＶは、上述したように、受信されたＥＣＧ信号４１から導出される。ＰＶＩは、上述したように、ＰＰＧ信号４３から導出される。動的指標３０２は、ＡＢＰ信号３９、ＥＣＧ信号４１、又はＰＰＧ信号４３の呼吸変動を利用して輸液反応性を評価する。これらの動的指標３０２を、特徴５２、５８と共に、分類ユニット６０を介して利用して輸液反応性確率値６４を計算する。

【0037】

次いで図４に移ると、一実施形態による輸液反応性を評価する方法の実施の一例を説明するフローチャートが示されている。この方法論は４００で開始し、ここで、基準生理的信号４８が、各種電極１４、モニタ１６、プレチスモグラフ１８、及びカプノグラフ２０からＩ／Ｏインターフェース３８を介して、カプノグラフィーモニタ４０、ＡＢＰモニタ４２、ＥＣＧモニタ４４、及びＰＰＧモニタ４６によって受信される。次いで、４０２で、基準特徴及び指標５２、例えば、ＳＶＶ、ＳＰＶ、ＰＰＶ、ＲＲＶ、ＰＶＩ、ボリューム測定カプノグラフィー、カプノグラフィーから導出される呼吸終末ＣＯ２、ＡＢＰから導出される心拍出量が、プロセッサ３２又はコンピュータシステム２８に関連付けられた他の適切なコンポーネントを介して計算される。

【0038】

４０４で、輸液２６の投与の事前に設定された量、速度、及び持続時間に従って、輸液負荷試験が、注入ポンプ２４により、輸液２６の注入を介して患者１０に開始される。一実施形態によると、輸液負荷試験の一例は、１００ｍｌの膠質を１分以上注入することに相当する「少量輸液負荷試験」である。使用される輸液の種類、患者１０の見かけの状態、医師の経験、又は他の要因に応じて、本明細書に述べられるシステム及び方法に従って、他の少量負荷試験又は輸液負荷試験を利用することも可能である。一般的な輸液負荷試験の一例は、５００ｍＬの輸液を１０〜３０分にわたって投与する。

【0039】

４０６で、輸液負荷試験中の患者１０の生理的信号５０が、モニタ４０、４２、４４、及び４６により、上述の入力装置１４、１６、１８、２０から受信される。４０８で、輸液負荷試験中にタイミング信号５４が注入ポンプ２４から受信される。４１０で、輸液負荷試験生理的信号５０が、同期ユニット５６又はコンピュータシステム２８の他の適切なコンポーネントを介して、注入ポンプタイミング信号５４と同期される。次いで、４１２で、輸液負荷試験特徴及び指標５２、例えば、ＳＶＶ、ＳＰＶ、ＰＰＶ、ＲＲＶ、ＰＶＩ、ボリューム測定カプノグラフィー、カプノグラフィーから導出される呼吸終末ＣＯ２、ＡＢＰから導出される心拍出量が、プロセッサ３２又はコンピュータシステム２８に関連付けられた他の適切なコンポーネントを介して計算される。一実施形態によれば、各種の動的指標及び／又は特徴５２及び５８は、患者の呼吸サイクルの呼息期又は呼息部分８０の間に計算される。そのような実施形態では、呼吸サイクルの呼息部分８０は、図２〜図３に示すように、ＡＢＰモニタ４２、ＥＣＧモニタ４４、ＰＰＧモニタ４６による解析並びに上記で説明した計算のための変動をより多く提供する。

【0040】

次いで、４１４で、分類アルゴリズム６２が、分類ユニット６０又はコンピュータシステム２８に関連付けられた他の適切なコンポーネントにより、基準特徴及び／又は動的指標５２、並びに輸液負荷試験特徴及び／又は動的指標５８を入力として利用される。上記で述べたように、分類アルゴリズム６２は、呼吸サイクルの呼息８０又は吸息８２部分の間の患者１０の様々な特徴及び／又は動的指標５２、５８を利用する論理回帰アルゴリズムである。次いで、４１６で、患者１０が輸液蘇生に反応している又は反応していない確率を表す輸液反応性確率値６４が計算される。輸液反応性確率値６４は０と１との間の値を表し、ここで、０に近い値は、患者１０が輸液蘇生に反応しない見込みが高い、又は輸液蘇生に否定的に反応するであろうことを意味し、一方、１に近い値は、患者１０が輸液蘇生に良好に反応している、又は反応するであろうことを意味する。

【0041】

次いで、４１８で、輸液負荷試験を受けている患者１０に対して計算された輸液反応性確率値６４が、所定の閾値反応値６８と比較される。上記で述べたように、閾値反応値６８は０と１との間で選択され、閾値６８以上の輸液反応性確率値６４は、輸液蘇生に良好に反応するであろう患者１０を意味し、閾値６８未満の確率値６４は、輸液蘇生に否定的に反応するであろう患者１０、又は反応しない患者１０を意味する。閾値６８は、投与される輸液２６、傷害又は患者状態の見かけの種類、負荷試験のために割り当てられた時間量、主治医の判断、又は患者１０のＩＶ維持に関する多数の他の医学的考慮事項に応じて選択される。

【0042】

したがって、４２０で、輸液反応性確率値６４が事前に選択された閾値６８より大きいか、又は小さいかが判定される。４２０で肯定の判定がなされると、動作は４２６に進み、ここで、患者１０の輸液蘇生に対する良好な反応の見込みに関して、表示装置３４又は他の適切な通知機構を介して視覚的通知７６が生成される。４２０で輸液反応性確率値６４が閾値６８未満であると判定されると、動作は４２２に進む。４２２で、警告、例えば音声警告信号７０、視覚的警告信号７２が生成されて、患者１０が輸液蘇生に反応しない見込みが高い、又は輸液負荷試験に否定的に反応していることを、担当者に通知する。次いで、輸液負荷試験がまだ投与されている場合には、４２４で、注入ポンプ２４に通信される制御信号７４を介して終了される。一実施形態によると、主治医又は他の看護者は、輸液負荷試験を終了する代わりに、警告７０、７２に応答して注入ポンプ２４の注入速度を調整する。

【0043】

本明細書で使用される場合、メモリは、非一時的コンピュータ可読媒体、磁気ディスク又は他の磁気記憶媒体、光ディスク又は他の光学記憶媒体、ランダムアクセスメモリ（ＲＡＭ）、読出し専用メモリ（ＲＯＭ）、他の電子メモリ装置若しくはチップ又は動作的に相互接続されたチップのセット、記憶された命令がインターネット／イントラネット又はローカルエリアネットワークを介してそこから取り出されるインターネット／イントラネットサーバ等、の１つ又は複数を含む。さらに、本明細書で使用される場合、プロセッサは、マイクロプロセッサ、マイクロコントローラ、グラフィック処理ユニット（ＧＰＵ）、特定用途集積回路（ＡＳＩＣ）、ＦＰＧＡ等、の１つ又は複数を含み、コントローラは、（１）プロセッサ及びメモリであって、プロセッサは、コントローラの機能を実現するメモリ上のコンピュータ実行可能命令を実行する、プロセッサ及びメモリ、又は（２）アナログ及び／若しくはデジタルハードウェアを含み、ユーザ入力装置は、マウス、キーボード、タッチ画面ディスプレイ、１つ又は複数のボタン、１つ又は複数のスイッチ、１つ又は複数のトグルスイッチ、音声認識エンジン等、の１つ又は複数を含み、データベースは、１つ又は複数のメモリを含み、表示装置は、ＬＣＤディスプレイ、ＬＥＤディスプレイ、プラズマディスプレイ、投影ディスプレイ、タッチ画面ディスプレイ等、の１つ又は複数を含む。

【0044】

本発明について好ましい実施形態を参照して説明した。上述の詳細な説明を読み、理解すると、変更及び改変が他者に想到され得る。本発明は、添付の特許請求の範囲又はその均等物の範囲内にある限り、すべてのそのような変更及び改変を包含すると解釈されることが意図される。

【図1】

【図2】

【図3】

【図4】