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▶ フィリップス メディツィン システム ボブリンゲン ゲーエムベーハーの特許一覧
(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】
(24)【登録日】2024-02-22
(45)【発行日】2024-03-04
(54)【発明の名称】心臓の一回拍出量を決定するための方法
(51)【国際特許分類】
A61B 5/029 20060101AFI20240226BHJP
【ＦＩ】
A61B5/029
【請求項の数】
17
(21)【出願番号】P 2020560784
(86)(22)【出願日】2019-04-29
(65)【公表番号】
(43)【公表日】2021-09-09
(86)【国際出願番号】 EP2019060845
(87)【国際公開番号】W WO2019211210
(87)【国際公開日】2019-11-07
【審査請求日】2022-04-27
(31)【優先権主張番号】102018110394.8
(32)【優先日】2018-04-30
(33)【優先権主張国・地域又は機関】DE
(73)【特許権者】
【識別番号】519408526
【氏名又は名称】フィリップス メディツィン システム ボブリンゲン ゲーエムベーハー
(74)【代理人】
【識別番号】110001690
【氏名又は名称】弁理士法人Ｍ＆Ｓパートナーズ
(72)【発明者】
【氏名】ファイファー ウーリッヒ
(72)【発明者】
【氏名】レグ ステファン
(72)【発明者】
【氏名】シュトルツェ ベンジャミン
【審査官】磯野 光司
(56)【参考文献】
【文献】特開平１１－３１８８３３（ＪＰ，Ａ）
【文献】特開２０１０－２４６８０１（ＪＰ，Ａ）
【文献】特表２０１３－５１９４１０（ＪＰ，Ａ）
【文献】特表２００７－５１２９２１（ＪＰ，Ａ）
【文献】米国特許出願公開第２０１７／０１８８８５０（ＵＳ，Ａ１）
(58)【調査した分野】(Int.Cl.，ＤＢ名)
Ａ６１Ｂ ５／００－５／３９８
(57)【特許請求の範囲】
【請求項1】
個人の一回拍出量（ＳＶ）を決定するためのプロセッサを有する患者モニタの作動方法であって、ａ１）前記プロセッサが、測定された動脈圧波形の１つ又は複数の特性に基づいて第１の脈拍輪郭一回拍出量（ＰＣＳＶ＿ｕｎｃａｌ）を提供するステップ、
前記プロセッサが、前記個人の身体の除脂肪量及び脂肪量を通じた灌流を記述する少なくとも１つの灌流パラメータ（ＢｉｏＣａｌ）を決定するステップ、及び／又は、前記プロセッサが、前記個人の心臓－肺相互作用を記述する流体反応性パラメータ（ＦＲＰ＿ｎｏｒｍ）に依拠して少なくとも１つの流体反応性パラメータ関数ｆ（ＦＲＰ＿ｎｏｒｍ）を決定するステップ、並びに、
前記プロセッサが、決定された前記灌流パラメータ（ＢｉｏＣａｌ）及び／又は決定された前記流体反応性パラメータ関数ｆ（ＦＲＰ＿ｎｏｒｍ）のうちの少なくとも１つに基づいて前記第１の脈拍輪郭一回拍出量（ＰＣＳＶ＿ｕｎｃａｌ）を調整するステップ、
又は
ａ２）前記プロセッサが、脈拍輪郭分析で導出された脈拍輪郭一回拍出量（ＰＣＳＶ＿ｃｏｎｖ）を提供するステップ、
前記プロセッサが、前記個人の心臓－肺相互作用を記述する流体反応性パラメータ（ＦＲＰ＿ｎｏｒｍ）に依拠して少なくとも１つの流体反応性パラメータ関数ｆ（ＦＲＰ＿ｎｏｒｍ）を決定するステップ、及び、
前記プロセッサが、決定された前記流体反応性パラメータ関数ｆ（ＦＲＰ＿ｎｏｒｍ）に基づいて、前記脈拍輪郭分析で導出された脈拍輪郭一回拍出量（ＰＣＳＶ＿ｃｏｎｖ）を調整するステップと、
ｂ）前記プロセッサが、調整された前記第１の脈拍輪郭一回拍出量（ＰＣＳＶ＿ｕｎｃａｌ）又は調整された前記脈拍輪郭分析で導出された脈拍輪郭一回拍出量（ＰＣＳＶ＿ｃｏｎｖ）として、第２の脈拍輪郭一回拍出量（ＰＣＳＶ＿ｉｍｐ）を提供するステップと、
を有する、患者モニタの作動方法。
【請求項2】
前記プロセッサが前記第１の脈拍輪郭一回拍出量（ＰＣＳＶ＿ｕｎｃａｌ）又は前記脈拍輪郭分析で導出された脈拍輪郭一回拍出量（ＰＣＳＶ＿ｃｏｎｖ）を提供するステップは、動脈圧波形の非侵襲的測定又は侵襲的測定に基づく、請求項１に記載の患者モニタの作動方法。
【請求項3】
前記プロセッサが前記少なくとも１つの流体反応性パラメータ関数ｆ（ＦＲＰ＿ｎｏｒｍ）を決定するステップは、脈圧変動（ＰＰＶ）、平均左心室吐出圧変動ＭＥＰＶ、一回拍出量変動（ＳＶＶ）、収縮期圧変動（ＳＰＶ）、左心室収縮期圧領域変動（ＳＰＡＶ）、フォトプレスチモグラフィ変動性指標（ＰＶＩ）、又はそれらの組み合わせのうちの少なくとも１つに基づく、請求項１又は２に記載の患者モニタの作動方法。
【請求項4】
前記流体反応性パラメータ（ＦＲＰ＿ｎｏｒｍ）は、人工呼吸器を前記個人が着けた場合、流体反応性正規化関数（ｆ＿ＦＲＰ＿ＭＶ）を適用することによって決定されるか、又は、前記流体反応性パラメータ（ＦＲＰ＿ｎｏｒｍ）は、人工呼吸器を前記個人が着けていない自発呼吸の場合、流体反応性正規化関数（ｆ＿ＦＲＰ＿ＳＢ）を適用することによって決定され、前記人工呼吸器を着けた場合と着けていない場合とでは、心臓－肺の相互作用が異なる、
請求項１から３のいずれか一項に記載の患者モニタの作動方法。
【請求項5】
前記流体反応性パラメータ（ＦＲＰ＿ｎｏｒｍ）は、前記個人の呼吸系のコンプライアンス（Ｃｒｓ）を考慮することによって決定され、前記呼吸系のコンプライアンス（Ｃｒｓ）は、肺コンプライアンス（Ｃｌｓ）及び胸壁コンプライアンス（Ｃｃｗ）を含む、請求項１から４のいずれか一項に記載の患者モニタの作動方法。
【請求項6】
前記流体反応性パラメータ（ＦＲＰ＿ｎｏｒｍ）は、ＦＲＰ正規化パラメータ（ＴＶｎｏｒｍ）を用いることによって正規化され、前記ＦＲＰ正規化パラメータ（ＴＶｎｏｒｍ）は、除脂肪量（ＦＦＭ）、予測体重（ＰＢＷ）又は体重（Ｗ）に対して正規化される、請求項１から５のいずれか一項に記載の患者モニタの作動方法。
【請求項7】
人工呼吸器を前記個人が着けた場合、前記流体反応性パラメータ（ＦＲＰ＿ｎｏｒｍ）は、胸壁コンプライアンス（Ｃｃｗ）の増減方向及びレベルに応じて調整される、請求項５又は６に記載の患者モニタの作動方法。
【請求項8】
人工呼吸器を前記個人が着けていない自発呼吸の場合、前記流体反応性パラメータ（ＦＲＰ＿ｎｏｒｍ）は、肺コンプライアンス（Ｃｌｓ）及び呼吸数（ＲＲ）の使用に応じて調整される、請求項５又は６に記載の患者モニタの作動方法。
【請求項9】
前記プロセッサが前記除脂肪量及び脂肪量を通じた前記個人の前記灌流を記述する灌流パラメータ（ＢｉｏＣａｌ）を決定するステップは、前記プロセッサが、除脂肪量関連脈拍輪郭一回拍出量較正係数（ＰＣＳＶ＿ＦＦＭ＿Ｃａｌ）を決定するステップ、及び／又は、
前記プロセッサが、脂肪量関連脈拍輪郭一回拍出量較正係数（ＰＣＳＶ＿ＡＭ＿Ｃａｌ）を決定するステップ、
を有する、請求項１から８のいずれか一項に記載の患者モニタの作動方法。
【請求項10】
前記プロセッサが、前記個人のデモグラフィックパラメータを決定するステップを更に有し、前記デモグラフィックパラメータは、前記除脂肪量（ＦＦＭ）と、
前記脂肪量（ＡＭ）と、
前記個人の身長（ｈ）と、
前記個人の生物学的性別（男性／女性／トランスジェンダー）と、
前記個人の年齢（ｙ）と、
を含む、請求項９に記載の患者モニタの作動方法。
【請求項11】
前記除脂肪量関連脈拍輪郭一回拍出量較正係数（ＰＣＳＶ＿ＦＦＭ＿Ｃａｌ）は、除脂肪量灌流に関係する灌流係数Ｂ＿ＦＦＭを用いることによって決定され、及び／又は前記脂肪量関連脈拍輪郭一回拍出量較正係数（ＰＣＳＶ＿ＡＭ＿Ｃａｌ）は、脂肪量灌流に関係する灌流係数Ｂ＿ＡＭを用いることによって決定される、請求項９又は１０に記載の患者モニタの作動方法。
【請求項12】
前記除脂肪量関連脈拍輪郭一回拍出量較正係数（ＰＣＳＶ＿ＦＦＭ＿Ｃａｌ）及び／又は前記脂肪量関連脈拍輪郭一回拍出量較正係数（ＰＣＳＶ＿ＡＭ＿Ｃａｌ）を決定するために、除脂肪量層厚（ＦＦＭ／Ｈ）及び脂肪量層厚（ＡＭ／Ｈ）が考慮される、請求項９、１０又は１１のいずれか一項に記載の患者モニタの作動方法。
【請求項13】
個人の一回拍出量（ＳＶ）を決定するための患者モニタであって、前記患者モニタは、ａ１）測定された動脈圧波形の１つ又は複数の特性に基づいて第１の脈拍輪郭一回拍出量（ＰＣＳＶ＿ｕｎｃａｌ）を提供すること、
前記個人の身体の除脂肪量及び脂肪量を通じた灌流を記述する少なくとも１つの灌流パラメータ（ＢｉｏＣａｌ）を決定し、及び／又は、前記個人の心臓－肺相互作用を記述する流体反応性パラメータ（ＦＲＰ＿ｎｏｒｍ）に依拠して少なくとも１つの流体反応性パラメータ関数ｆ（ＦＲＰ＿ｎｏｒｍ）を決定すること、並びに、
決定された前記灌流パラメータ（ＢｉｏＣａｌ）及び／又は決定された前記流体反応性パラメータ関数ｆ（ＦＲＰ＿ｎｏｒｍ）の少なくとも１つに基づいて前記第１の脈拍輪郭一回拍出量（ＰＣＳＶ＿ｕｎｃａｌ）を調整すること、
又は、
ａ２）脈拍輪郭分析で導出された脈拍輪郭一回拍出量（ＰＣＳＶ＿ｃｏｎｖ）を提供すること、
前記個人の心臓－肺相互作用を記述する流体反応性パラメータ（ＦＲＰ＿ｎｏｒｍ）に依拠して少なくとも１つの流体反応性パラメータ関数ｆ（ＦＲＰ＿ｎｏｒｍ）を決定すること、及び、
決定された前記流体反応性パラメータ関数ｆ（ＦＲＰ＿ｎｏｒｍ）に基づいて、前記脈拍輪郭分析で導出された脈拍輪郭一回拍出量（ＰＣＳＶ＿ｃｏｎｖ）を調整することと、
ｂ）調整された前記第１の脈拍輪郭一回拍出量（ＰＣＳＶ＿ｕｎｃａｌ）又は調整された前記脈拍輪郭分析で導出された脈拍輪郭一回拍出量（ＰＣＳＶ＿ｃｏｎｖ）として、第２の脈拍輪郭一回拍出量（ＰＣＳＶ＿ｉｍｐ）を提供することとを実行する、
プロセッサを備える、
患者モニタ。
【請求項14】
前記患者モニタの前記プロセッサは更に、請求項２から１２のいずれか一項に記載の方法のステップを実行する、請求項１３に記載の患者モニタ。
【請求項15】
前記第２の脈拍輪郭一回拍出量（ＰＣＳＶ＿ｉｍｐ）を受信し、そこから前記第２の脈拍輪郭一回拍出量（ＰＣＳＶ＿ｉｍｐ）又は関連データを出力する医療デバイスを更に備える、請求項１３又は１４に記載の患者モニタ。
【請求項16】
個人の一回拍出量（ＳＶ）を決定するための装置であって、前記装置は、動脈圧及び波形モニタであって、前記動脈圧及び波形モニタに接続された個人から取得された医療データに基づいて第１の脈拍輪郭一回拍出量（ＰＣＳＶ＿ｕｎｃａｌ）を提供する、動脈圧及び波形モニタと、
前記個人の灌流パラメータ（ＢｉｏＣａｌ）及び／又は心臓－肺相互作用記述パラメータ（ＦＲＰ＿ｎｏｒｍ）を提供するパラメータユニットと、
前記灌流パラメータ（ＢｉｏＣａｌ）に基づいて、及び／又は前記心臓－肺相互作用記述パラメータ（ＦＲＰ＿ｎｏｒｍ）に基づいて、前記第１の脈拍輪郭一回拍出量（ＰＣＳＶ＿ｕｎｃａｌ）を調整して、第２の脈拍輪郭一回拍出量（ＰＣＳＶ＿ｉｍｐ）を提供するコントローラと、
を備える、装置。
【請求項17】
前記第２の脈拍輪郭一回拍出量（ＰＣＳＶ＿ｉｍｐ）を受信し、そこから前記第２の脈拍輪郭一回拍出量（ＰＣＳＶ＿ｉｍｐ）又は関連データを出力する医療デバイスを更に備える、請求項１６に記載の装置。
【発明の詳細な説明】
【技術分野】
【0001】
本発明は、心臓の一回拍出量を決定するための方法に関する。更に、本発明は、心臓の一回拍出量を決定するための装置、及び方法を実行するためのコンピュータ可読媒体に関する。特に、本発明は、侵襲的又は非侵襲的動脈拍輪郭分析に基づく心臓の一回拍出量、いわゆる脈拍輪郭一回拍出量ＰＣＳＶを決定するための方法、装置及びコンピュータ可読媒体に関する。
【背景技術】
【0002】
心臓が経時的にポンピングする血液量として定義される心拍出量は、集中治療室又は救急科において、特に手術中の患者の診断及び管理の双方に重要なパラメータである。心拍出量は、通常、リットル毎分単位で測定される。心拍出量ＣＯは、心臓一回拍出量と呼ばれる、心臓が拍出ごと又は心拍ごとにポンピングする血液量、及び心拍数ＨＲと呼ばれ、脈拍数ＰＲに対応する、所与の時間内の心拍回数に依拠する。
【0003】
従来から、心拍出量、又は一回拍出量も、肺動脈熱希釈法を用いて測定される。肺動脈熱希釈法では、既知の温度の明確に定義された少量の冷液が右心房に注入され、右心室の通過後に肺動脈において、時間依存の血液温度進行が測定される。注入された液体の既知の量、比重量及び比熱容量、並びに血液の比重及び比熱容量を所与として、時間依存の血液温度進行により、スチュワート－ハミルトン方程式を用いた心拍出量の計算が可能になる。（平均）心臓一回拍出量は、心拍出量を心拍数で除算することによって計算される。しかしながら、高度に侵襲的な肺動脈熱希釈法を用いた一回拍出量の決定は、致命的な合併症に起因してリスクが高く、時間がかかり、手術室又は救急科においてむしろ高価で非実用的なものとなる。
【0004】
心拍出量ＣＯを個人間で比較可能にするために、ＣＯは通例、体表面積に対し正規化され、ｌ／ｍｉｎ／ｍ２単位の心係数Ｃｌをもたらす。
【0005】
従来から、心拍出量ＣＯを定量化する複数の方法が存在する。大部分において侵襲性がより低く、非侵襲的に適用されるＣＯ法は、いわゆる脈拍輪郭分析である。ここでは、動脈圧波形の特定の特性を用いて、脈拍輪郭一回拍出量ＰＣＳＶを拍動ごとに推定する。更なる手法は、左心室による血液の吐出に対応する動脈圧波形の部分を識別し、そこからＰＣＳＶを推定することである。ここでは、ＰＣＳＶを決定又は推定するためのアルゴリズムは、数あるパラメータの中でも、吐出段階における圧脈波領域（すなわち、収縮期圧領域）、動脈コンプライアンス、インピーダンス、及び全末梢血管抵抗を考慮に入れることができる。取得されたＰＣＳＶ推定値は、血圧及び時間データのみに基づいているため、個人の患者、例えばサイズ及び条件に対し、ｍｌ血液単位の一回拍出量としてまだ関係付け又は較正されていない。
【0006】
上記で脈拍輪郭一回拍出量（ＰＣＳＶ）の決定について示したように、いかなる侵襲的な動作も行う必要がない。このため、任意の非侵襲的に測定された動脈拍輪郭関連データを用いることができる。緊急手術下であっても、非侵襲的脈拍輪郭は正常に決定され、血圧を決定するために圧力値及び圧力曲線が取得され、特に時間依存性の動脈圧データ又は非侵襲的組織圧脈拍波形が心臓一回拍出量を決定するのに用いられる。
【0007】
しかしながら、本発明は、より非侵襲的に測定された脈拍輪郭にも適用可能である。そのような場合であっても、一回拍出量を決定するための肺動脈熱希釈法と比較して、リスク、時間及びコストに関する改善が達成される。
【0008】
ＷＯ２００９／０１４４２０Ａ１は、動脈圧データの波形を用いて拍動間の一回拍出量を決定するための方法に関する。
【0009】
しかしながら、時間依存性の動脈圧データのみを用いて決定された（平均）心臓一回拍出量（以後、脈拍輪郭一回拍出量（ＰＣＳＶ））は、基準方法、例えば肺動脈及び経肺熱希釈法又は経食道心エコー検査によって決定された（平均）心臓一回拍出量（以後、ＳＶｒｅｆ）と中程度にしか一致及び相関しないことがわかっている。ＰＣＳＶは、ＳＶｒｅｆ方法を用いて最初に又は繰り返し較正することができるが、これは熱希釈法を用いた侵襲的なものであり、常に高価で非常に時間がかかる。このため、そのように較正されたＰＣＳＶの適用は、集中治療室又は救急科における手術中は実用的でない。更に重要なことに、既存の方法のＰＣＳＶの変化は、ＳＶｒｅｆの変化と比較した場合、大きなパーセンテージの誤差を伴って、不良な又は中程度の相関、一致及び合致を示し、そのようなＰＣＳＶ方法がＳＶｒｅｆの変化を追跡することができないことの強力な証拠をもたらす。このため、患者の時間依存性の動脈圧データのみに基づく方法は、特に手術室又は救急科において信頼性がない。
【0010】
更に、患者の性別、年齢、身長、体重及び体表面積ＢＳＡを用いて脈拍輪郭一回拍出量ＰＣＳＶを生物学的に較正又は設定することによるＰＣＳＶの任意の較正は十分でない。ＣＯをＢＳＡに対し正規化する結果、特に、極度の肥満患者における心係数Ｃｌ（ｌ／ｍｉｎ／ｍ２）において過大評価が得られる。更に、未較正のＰＣＳＶ及び脈拍輪郭心拍出量（ＰＣＣＯ）の任意の従来の生物学的設定は、正常な除脂肪量／脂肪量比であるＦＦＭ／ＡＭ比を有する平均身体サイズから、非常に大きな肥満サイズのＢＳＡへのＢＳＡの外挿が、はるかに低いＡＭ灌流を有する肥満者における大幅に低減したＦＦＭ／ＡＭ比を考慮に入れないことによって複雑となる。
【0011】
更に、既知のＰＣＳＶ方法は、ゴールドスタンダードの基準方法と比較した場合、ＳＶの変化を検出する感度が中程度～不良であり、結果として、不良な相関、臨床的に受容不可能なほど大きな一致限界、高いパーセンテージの誤差及び不完全な合致率が得られる。測定が侵襲的であるか又は非侵襲的であるかとは無関係に、高い正確度及び精度でＰＣＳＶを決定するために、大きな改善が必要である。
【発明の概要】
【発明が解決しようとする課題】
【0012】
したがって、本発明の目的は、心臓一回拍出量を高い信頼性で決定するための改善された方法を提供することである。特に、本発明の目的は、任意の脈拍輪郭分析に基づいて心臓一回拍出量の決定を改善するための方法を提供することである。更に、例えば、ＳＶｒｅｆの変化と比較して、ＰＣＳＶの真の変化をより良好に追跡するために、ＰＣＳＶの動的感度を増大させることが目的である。また、本発明の目的は、心拍ごとにＰＣＳＶを計算する任意のＰＣＳＶ決定を改善するための方法を提供し、ＰＣＳＶの真の変化をより良好に追跡するためにＰＣＳＶの動的感度を増大させることである。
【課題を解決するための手段】
【0013】
前記目的は、独立請求項の主題により対処された。有利な実施形態は、従属請求項において開示される。
【0014】
このため、本発明は、更に重要なパラメータを用いることによって、従来の測定されたＰＣＳＶをより精密に「較正」及び／又は計算するという主要な着想に基づく。２つの異なる開始点が存在する。一方は、次元を有さず、個人に対し較正される必要がある未構成ＰＣＳＶ＿ｕｎｃａｌである。他方の開始点は、生物学的特性に関して個人に対し既に生物学的に較正された従来のＰＣＳＶ＿ｃｏｎｖであり、上記で説明したように、例えばＢＳＡの使用によってｍｌ単位で提供されるが、リスクが高く時間がかかる侵襲的測定によって測定された基準ＰＣＳＶと比較して、特にＰＣＳＶの高速変化に関し、依然として精度がより低い。
【0015】
本発明の１つの態様において、代謝的に最も活性の非常に灌流が良好な除脂肪量ＦＦＭと、代謝的に非常に活性が低く、灌流が僅かな脂肪量ＡＭと通る血流を考慮することによって、任意の未較正の脈拍輪郭一回拍出量ＰＣＳＶが改善される。任意の未較正ＰＣＳＶ（以下では第１のＰＣＳＶ又はＰＣＳＶ＿ｕｎｃａｌ）の生物学的較正は、非脂肪量、すなわち除脂肪量ＦＦＭを通る部分と、脂肪量ＡＭを通る部分とで血流を分離することによって達成することができる。このため、双方の血流部分は別個に計算され、加算されなくてはならない。
【0016】
更に、動脈系の硬さの増大又はコンプライアンスの減少、及び心臓性能の衰えに起因して、年齢と共に心拍出量ＣＯが減少し、デモグラフィックの性別に依拠して、男性の場合に通常より高く、この影響も、本発明による第２のＰＣＳＶを提供するために考慮される。
【0017】
本発明の別の態様において、任意の呼吸形態、例えば自発呼吸又は完全に制御された人工呼吸器によって誘発される心臓－肺相互作用を示す流体反応性パラメータＦＲＰを用いて、第１のＰＣＳＶであるＰＣＳＶ＿ｕｎｃａｌ又は従来のＰＣＳＶ＿ｃｏｎｖ（個人から取得された医療データを用いて導出される）のいずれかが改善される。このため、第１の態様と異なり、ＦＲＰの適用が、次元を有しない未較正ＰＣＳＶ＿ｕｎｃａｌと、既に次元を有する従来のＰＣＳＶ＿ｃｏｎｖとの双方に対し可能である。なぜなら、ＰＣＳＶ＿ｃｏｎｖは従来から個人の生物学的特性に対し較正されているためである。
【0018】
流体反応性である各所与の心臓は、血液量供給後の一回拍出量と比較して、血液量供給前により低い一回拍出量を有する。逆もまた同様に、流体反応性である所与の心臓は、血液量損失後の一回拍出量と比較して、血液量損失前により高い一回拍出量を有する。この挙動は、ＰＣＳＶ＿ｕｎｃａｌ又はＰＣＳＶ＿ｃｏｎｖとしてのＰＣＳＶを改善するために用いられる。
【0019】
このため、ＰＣＳＶ計算を改善するための本発明の方法において流体反応性パラメータＦＲＰが考慮され、それによって、基準方法を用いて測定される真の一回拍出量ＳＶｒｅｆの変化を追跡するＰＣＳＶの感度を高める。
【0020】
ＦＲＰを考慮することにより、呼吸モードと独立した正確度の改善が可能になる。呼吸モードは、例えば制御された人工呼吸器であれ、任意の種類の圧支持人工呼吸、気道圧開放人工呼吸、若しくは規則的な自発呼吸であれ、又は任意の他の呼吸若しくは人工呼吸モードであれ、結果として心臓－肺の相互作用をもたらし、好ましくはＦＲＰを高い信頼性で決定するのに十分長い既知の若しくは測定可能な規則的心臓－肺相互作用段階を伴う。このため、ＦＲＰを用いることによって、ＰＣＳＶの精度を高めるために、個人の個々の健康状態が考慮される。
【0021】
本発明のために用いられる流体反応性パラメータＦＲＰは、例えば、脈圧変動ＰＰＶ、平均左心室吐出圧変動ＭＥＰＶ、一回拍出量変動ＳＶＶ、収縮期圧変動ＳＰＶ、収縮期圧領域変動ＳＰＡＶ、若しくはフォトプレスチモグラフィ変動性指標ＰＶＩ、又は適切な感度及び特異性を有する任意の他の流体反応性パラメータ、又は例えばそれらの相対加重平均を有するいくつかのものとの組み合わせによって表すことができる。
【0022】
ＭＥＰＶは、平均左心室吐出圧ＭＥＰの心臓－肺の相互作用によって生じる変動である。
【0023】
ＳＰＡＶは、収縮期中の動脈圧曲線によって取り囲まれる領域である収縮期圧領域Ａｓｙｓの心臓－肺の相互作用によって生じる変動である。この領域は、収縮期の開始時点から、大動脈弁の閉鎖に対応する重複切痕の開始まで定義される。その基準線は、
－ 先行する脈拍の拡張期動脈圧ＤＡＰのレベルにおける水平線として、又は、
－ 先行する脈拍のＤＡＰと、検討中の脈拍のＤＡＰとの間の直線として、
定義される。
－ 先行する脈拍の拡張期動脈圧ＤＡＰのレベルにおける水平線として、又は、
－ 先行する脈拍のＤＡＰと、検討中の脈拍のＤＡＰとの間の直線として、
定義される。
【0024】
本発明によれば、ＦＲＰがいくつかのパラメータの組み合わせである場合、これらは、加重平均を生成する前に構造的回帰分析の式を適用することによって比較可能な範囲に対し調整されなくてはならない。
【0025】
この目的は、個人の一回拍出量ＳＶを決定するための方法であって、測定された動脈圧波形の１つ又は複数の特性に基づいて第１の脈拍輪郭一回拍出量ＰＣＳＶ＿ｕｎｃａｌを提供するか、又は従来の方式で導出された脈拍輪郭一回拍出量ＰＣＳＶ＿ｃｏｎｖを提供するステップと、個人の身体の除脂肪量及び脂肪量を通じた灌流を記述する少なくとも１つの灌流パラメータＢｉｏＣａｌを決定するステップ、及び／又は個人の心臓－肺相互作用を記述する流体反応性パラメータＦＲＰ＿ｎｏｒｍに依拠して少なくとも１つの流体反応性パラメータ関数ｆ（ＦＲＰ＿ｎｏｒｍ）を決定するステップと、灌流パラメータＢｉｏＣａｌ及び／又は流体反応性パラメータ関数ｆ（ＦＲＰ＿ｎｏｒｍ）のうちの少なくとも１つに基づいて、第１の脈拍輪郭一回拍出量ＰＣＳＶ＿ｕｎｃａｌ又は従来の方式で導出された脈拍輪郭一回拍出量ＰＣＳＶ＿ｃｏｎｖを調整して、第２の脈拍輪郭一回拍出量ＰＣＳＶ＿ｉｍｐを提供するステップとを有する、方法によって解決される。
【0026】
このため、目的は、灌流パラメータＢｉｏＣａｌ又は流体反応性パラメータＦＲＰ＿ｎｏｒｍを適用することによって解決することができる。或いは、目的は、ＢｉｏＣａｌパラメータ及びＦＲＰパラメータＦＲＰ＿ｎｏｒｍを適用することによって解決することができる。
【0027】
既に生物学的に較正された従来の方式でＰＣＳＶ＿ｃｏｎｖを導出するとき、目的は、ＦＲＰパラメータＦＲＰ＿ｎｏｒｍを適用することのみによっても解決される。
【0028】
好ましくは、第１の脈拍輪郭一回拍出量ＰＣＳＶ＿ｕｎｃａｌを提供するステップは、動脈圧波形の非侵襲的測定又は侵襲的測定に基づく。ここで、第１の脈拍輪郭一回拍出量ＰＣＳＶ＿ｕｎｃａｌは、次元を有しない動脈圧波形から導出された値である。
【0029】
好ましい実施形態において、最も高い正確度及び精度を達成するために、個人の一回拍出量ＳＶを決定するための方法は、測定された動脈圧波形の１つ又は複数の特性に基づいて第１の脈拍輪郭一回拍出量ＰＣＳＶ＿ｕｎｃａｌを提供するステップと、個人の身体の除脂肪量及び脂肪量を通じた灌流を記述する少なくとも１つの灌流パラメータＢｉｏＣａｌを決定し、個人の心臓－肺相互作用を記述する流体反応性パラメータＦＲＰ＿ｎｏｒｍに依拠して少なくとも１つの流体反応性パラメータ関数ｆ（ＦＲＰ＿ｎｏｒｍ）を決定するステップと、灌流パラメータＢｉｏＣａｌ及び流体反応性パラメータ関数ｆ（ＦＲＰ＿ｎｏｒｍ）に基づいて第１の脈拍輪郭一回拍出量ＰＣＳＶ＿ｕｎｃａｌを調整して、第２の脈拍輪郭一回拍出量ＰＣＳＶ＿ｉｍｐを提供するステップとを有する。
【0030】
好ましくは、少なくとも１つの流体反応性パラメータＦＲＰ＿ｎｏｒｍを決定するステップは、動脈脈圧変動ＰＰＶ、平均左心室吐出圧変動ＭＥＰＶ、一回拍出量変動ＳＶＶ、動脈収縮期圧変動ＳＰＶ、左心室収縮期圧領域変動ＳＰＡＶ、若しくはフォトプレスチモグラフィ変動性指標ＰＶＩ、又は適切な感度及び特異性を有する任意の他の流体反応性パラメータ、又はそれらの組み合わせのうちの少なくとも１つに基づく。
【0031】
好ましくは、流体反応性パラメータＦＲＰ＿ｎｏｒｍは、脈圧変動ＰＰＶ及び収縮期圧変動ＳＰＶの加重平均値に基づいて、又はＭＥＰＶ及びＳＰＡＶに基づいて決定される。最も好ましい解決策において、真のＰＣＳＶ変化の最適な追跡のために、流体反応性パラメータＦＲＰ＿ｎｏｒｍは、心臓－肺の相互作用に対する最も高い感度及び特異性を有するＦＲＰ、例えば脈圧変動ＰＰＶ、平均左心室吐出圧変動ＭＥＰＶ、及び左心室収縮期圧領域変動ＳＰＡＶの加重平均値に基づいて決定される。
【0032】
好ましくは、流体反応性パラメータＦＲＰ＿ｎｏｒｍは、人工呼吸器の場合、流体反応性正規化関数ｆ＿ＦＲＰ＿ＭＶを適用することによって決定されるか、又は、流体反応性パラメータＦＲＰ＿ｎｏｒｍは、自発呼吸の場合、流体反応性正規化関数ｆ＿ＦＲＰ＿ＳＢを適用することによって決定され、それによって、例えば、一回換気量、肺コンプライアンス及び胸壁コンプライアンスのようなパラメータの品質劣化を生じる（ｃｏｎｔａｍｉｎａｔｉｎｇ）変化を無効にし、純粋な標準化された正規化流体反応性パラメータを取得する。
【0033】
好ましくは、流体反応性パラメータＦＲＰ＿ｎｏｒｍは、個人の呼吸系のコンプライアンスＣｒｓを考慮することによって決定され、呼吸系のコンプライアンスＣｒｓは、肺コンプライアンスＣｌｓ及び胸壁コンプライアンスＣｃｗを含む。なぜなら、呼吸系の様々な構成要素が、胸郭内低血圧容量系ＩＢＣＳに対し異なる影響を有するためである。
【0034】
好ましくは、一回換気量ＴＶに対する標準化のために、流体反応性パラメータＦＲＰ＿ｎｏｒｍは、ＦＲＰ正規化パラメータＴＶｎｏｒｍを用いることによって正規化され、ＦＲＰ正規化パラメータＴＶｎｏｒｍは、予測体重ＰＢＷ又は体重Ｗに対しＴＶ正規化されるが、好ましくは、除脂肪量ＦＦＭに対し正規化される。
【0035】
好ましくは、流体反応性パラメータＦＲＰ＿ｎｏｒｍは、胸壁コンプライアンスＣｃｗに関する所定の半定量的情報の使用によって人工呼吸器ＭＶに対し調整される。
【0036】
好ましくは、流体反応性パラメータＦＲＰ＿ｎｏｒｍは、自発呼吸ＳＢについて、ほとんどの場合にＳＢでは知られていないＴＶｎｏｒｍの置き換えのための平均として、肺コンプライアンスＣｌｓ及び呼吸数ＲＲを使用することによって正規化される。
【0037】
好ましくは、個人の身体の除脂肪量及び／又は脂肪量を通じた異なる灌流を記述する灌流パラメータＢｉｏＣａｌを決定するステップは、除脂肪量関連脈拍輪郭一回拍出量較正係数ＰＣＳＶ＿ＦＦＭ＿Ｃａｌを決定することと、脂肪量関連脈拍輪郭一回拍出量較正係数ＰＣＳＶ＿ＡＭ＿Ｃａｌを決定することとのうちの少なくとも１つを含む。
【0038】
好ましくは、本方法は、個人のデモグラフィックパラメータを決定することを更に含み、これは、除脂肪量ＦＦＭを決定することと、個人の脂肪量ＡＭ、身長ｈ、個人の生物学的性別、及び個人の年齢ｙを決定することとを含む。なぜなら、これらのパラメータは安静時ＳＶの絶対レベルに対する最も大きな影響を有するためである。
【0039】
好ましくは、除脂肪量関連脈拍輪郭一回拍出量較正係数ＰＣＳＶ＿ＦＦＭ＿Ｃａｌは、代謝的に最も活性の高い除脂肪量を通じた灌流に関する灌流係数Ｂ＿ＦＦＭを用いることによって決定される。代替的に又は更に、脂肪量脈拍輪郭一回拍出量較正係数ＰＣＳＶ＿ＡＭ＿Ｃａｌは、代謝的に非常に活性が低い脂肪量を通じた灌流に関する灌流係数Ｂ＿ＡＭを用いることによって決定される。
【0040】
好ましくは、除脂肪量関連脈拍輪郭一回拍出量較正係数ＰＣＳＶ＿ＦＦＭ＿Ｃａｌ及び／又は脂肪量脈拍輪郭一回拍出量較正係数ＰＣＳＶ＿ＡＭ＿Ｃａｌを決定するために、除脂肪量層厚及び／又は脂肪量層厚が考慮される。なぜなら、完全に麻酔がかかり、筋弛緩した患者において、ＦＦＭを通じた灌流はＦＦＭ及びＡＭ層厚にも依拠し、ＡＭを通じた灌流はＡＭ層厚にも依拠するためである。
【0041】
好ましくは、動脈圧波形の１つ又は複数の特性を測定又は提供することは、動脈圧波形の一部を識別することを含む。
【0042】
目的は、個人の一回拍出量ＳＶを決定するための装置によっても解決される。この装置は、動脈圧及び波形モニタであって、動脈圧及び波形モニタに接続された個人から取得された医療データに基づいて第１の脈拍輪郭一回拍出量ＰＣＳＶ＿ｕｎｃａｌ又は従来の脈拍輪郭一回拍出量ＰＣＳＶ＿ｃｏｎｖを提供する、動脈圧及び波形モニタと、個人の灌流パラメータＢｉｏＣａｌ及び／又は心臓－肺相互作用記述パラメータＦＲＰ＿ｎｏｒｍを提供するパラメータユニットと、灌流パラメータＢｉｏＣａｌ及び／又は心臓－肺相互作用記述パラメータＦＲＰ＿ｎｏｒｍに基づいて、第１のＰＣＳＶ＿ｕｎｃａｌ又は従来のＰＣＳＶ＿ｃｏｎｖを調整して、第２の脈拍輪郭一回拍出量ＰＣＳＶ＿ｉｍｐを提供するコントローラと、第２のＰＣＳＶ＿ｉｍｐを受信し、そこから第２のＰＣＳＶ＿ｉｍｐ又は関連データを出力する医療デバイスとを備える。
【0043】
本発明の上記の及び他の目的、特徴及び利点は、添付の図面と併せて以下の詳細な説明を読むとより明らかとなる。
【図面の簡単な説明】
【0044】
【図1】灌流パラメータＢｉｏＣａｌによって第１の脈拍輪郭一回拍出量ＰＣＳＶ＿ｕｎｃａｌを改善し、第２の脈拍輪郭一回拍出量ＰＣＳＶ＿ｉｍｐを出力するための第１の方法のフローチャートを示す。
【図1a】第１の脈拍輪郭一回拍出量ＰＣＳＶ＿ｕｎｃａｌを決定するためのフローチャートを示す。
【図1b】第１の脈拍輪郭一回拍出量ＰＣＳＶ＿ｕｎｃａｌを決定するための動脈圧波形の一部を示す。
【図2】第１の脈拍輪郭一回拍出量を改善するための第１の方法の一部として灌流パラメータＢｉｏＣａｌを決定するためのフローチャートを示す。
【図3】脂肪量の層厚ＡＭ／Ｈ及び除脂肪量の層厚ＦＦＭ／Ｈに依拠した脂肪量ＡＭ及び除脂肪量ＦＦＭの灌流のためのモデルを示す。
【図4】様々なレベルの筋緊張について、除脂肪量の灌流係数Ｂ＿ＦＦＭと、除脂肪量の層厚ＦＦＭ／Ｈとの間の関係の例を示す。
【図5】様々なレベルの筋緊張について、低減関数ＡＭ＿Ｂ＿ＦＦＭ＿Ｒｅｄと、脂肪量の層厚ＡＭ／Ｈとの間の関係の例を示す。
【図6】個人の様々な筋緊張度に依拠した、Ｂ＿ＦＦＭ及び低減関数ＡＭ＿Ｂ＿ＦＦＭ＿Ｒｅｄに対する半定量的効果を示す。
【図7】脂肪量灌流係数Ｂ＿ＡＭと、脂肪量の層厚ＡＭ／Ｈとの間の関係の例を示す。
【図8】流体反応性パラメータ関数ｆ（ＦＲＰ＿ｎｏｒｍ）によって脈拍輪郭一回拍出量ＰＣＳＶを改善するための第２の方法のフローチャートを示す。
【図9】ＦＲパラメータＦＲＰを決定するためのフローチャートを示す。
【図10】第１の脈拍輪郭一回拍出量を改善するための第２の方法の一部として人工呼吸器ＭＶにおいて適用される流体反応性パラメータ関数ｆ（ＦＲＰ＿ｎｏｒｍ）を決定するためのフローチャートを示す。
【図11】肺及びＰＣＳＶに影響を及ぼす要素の概略図を示す。
【図12】人工呼吸器ＭＶ中の心臓－肺の相互作用ＨＬＩに対する胸壁のコンプライアンスＣｃｗの影響を示す。
【図13】胸壁コンプライアンスのレベルに応じた、ＦＦＰ正規化関数ｆ＿ＦＲＰ＿ＭＶの調整の半定量的方向及び度合いを示す。
【図14】第１の脈拍輪郭一回拍出量を改善するための第２の方法の一部としての、自発呼吸ＳＢにおいて適用される流体反応性パラメータ関数ｆ（ＦＲＰ＿ｎｏｒｍ）を決定するためのフローチャートを示す。
【図15】代表的な流体反応性パラメータＦＲＰとしての脈圧変動ＰＰＶ対呼吸数ＲＲの関係、及びボランティアから取得された測定値のデータセットからの測定値対に基づく近似関数ｆ＿ＦＲＰ（ＲＲ）を示す。
【図17】一回換気量ＴＶのレベルに依拠したＦＲＰ正規化関数ｆ＿ＦＲＰ＿ＳＢの調整の半定量的方向及び度合いを示す。
【図18】自発呼吸ＳＢ中の心臓－肺の相互作用ＨＬＩに対する肺系統のコンプライアンスＣｌｓの影響の概略図を示す。
【図19】肺系統のコンプライアンスＣｌｓのレベルに依拠したＦＲＰ正規化関数ｆ＿ＦＲＰ＿ＳＢの調整の半定量的方向及び度合いを示す。
【図20】肺のコンプライアンスＣｌｓの、肺のデフォルトコンプライアンスＣｌｓ０に対する関係、及び一回換気量ＴＶに依拠したＦＲＰ正規化関数ｆ＿ＦＲＰ＿ＳＢ＿ＲＲの例を示す。
【図21】患者から取得された測定値のデータセットからの測定値対に基づく当てはめ関数ｌｎ＿ｆｉｔ＿ｆｃｔの結果として得られる流体反応性パラメータ関数ｆ（ＦＲＰ＿ｎｏｒｍ）の形態の例を示す。
【図22】流体反応性パラメータ関数ｆ（ＦＲＰ＿ｎｏｒｍ）を適用することなく、従来の生物学的較正パラメータＢＳＡＣａｌを用いることによってＰＣＳＶ＿ｕｎｃａｌを提供するための、Ｗｅｓｓｅｌｉｎｇアルゴリズムに基づいてＰＣＳＶ（ここでは、ＰＣＳＶ＝ＰＣＳＶ＿ｃｏｎｖ）を決定するための方法の結果対基準ＳＶｒｅｆを示す回帰図を示す。
【図23】流体反応性パラメータ関数ｆ（ＦＲＰ＿ｎｏｒｍ）を適用することなく、従来の生物学的較正パラメータＢＳＡＣａｌを用いることによってＰＣＳＶ＿ｕｎｃａｌを提供するための、代替的なアルゴリズムに基づいてＰＣＳＶ（ここでは、ＰＣＳＶ＝ＰＣＳＶ＿ｃｏｎｖ）を決定するための方法の結果対基準ＳＶｒｅｆを示す回帰図を示す。
【図24】流体反応性パラメータ関数ｆ（ＦＲＰ＿ｎｏｒｍ）を適用することなく、従来の生物学的較正パラメータＢＳＡＣａｌを用いることによってＰＣＳＶ＿ｕｎｃａｌを提供するための、Ｗｅｓｓｅｌｉｎｇアルゴリズムに基づいて対応する初期ＰＣＳＶに関係付けられたＰＣＳＶ（ここでは、ＰＣＳＶ＝ＰＣＳＶ＿ｃｏｎｖ）変化ΔＰＣＳＶを決定するための方法の結果、対、対応する初期ＳＶｒｅｆに関係付けられたＳＶｒｅｆ変化ΔＳＶｒｅｆを示す回帰図を示す。
【図25】流体反応性パラメータ関数ｆ（ＦＲＰ＿ｎｏｒｍ）を適用することなく、生物学的較正ＢＳＡＣａｌを用いることによってＰＣＳＶ＿ｕｎｃａｌを提供するための、代替的なアルゴリズムに基づいて対応する初期ＰＣＳＶに関係付けられたＰＣＳＶ（ここでは、ＰＣＳＶ＝ＰＣＳＶ＿ｃｏｎｖ）変化ΔＰＣＳＶを決定するための方法の結果、対、対応する初期ＳＶｒｅｆに関係付けられた基準ＳＶｒｅｆ変化ΔＳＶｒｅｆを示す回帰図を示す。
【図26】流体反応性パラメータ関数ｆ（ＦＲＰ＿ｎｏｒｍ）を適用することなく、本発明の灌流パラメータＢｉｏＣａｌを用いることによって第１のＰＣＳＶ＿ｕｎｃａｌを提供するための、Ｗｅｓｓｅｌｉｎｇアルゴリズムに基づいてＰＣＳＶ（ここでは、ＰＣＳＶ＝ＰＣＳＶ＿ｉｍｐ）を決定するための本発明による方法の結果対基準ＳＶｒｅｆを示す回帰図を示す。
【図27】流体反応性パラメータ関数ｆ（ＦＲＰ＿ｎｏｒｍ）を適用することなく、本発明の灌流パラメータＢｉｏＣａｌを用いることによって第１のＰＣＳＶ＿ｕｎｃａｌを提供するための、代替的なアルゴリズムに基づいてＰＣＳＶ（ここでは、ＰＣＳＶ＝ＰＣＳＶ＿ｉｍｐ）を決定するための本発明による方法の結果対基準ＳＶｒｅｆを示す回帰図を示す。
【図28】流体反応性パラメータ関数ｆ（ＦＲＰ＿ｎｏｒｍ）を適用することなく、灌流パラメータＢｉｏＣａｌを用いることによってＰＣＳＶ＿ｕｎｃａｌを提供するための、Ｗｅｓｓｅｌｉｎｇアルゴリズムに基づいて対応する初期ＰＣＳＶに関係付けられたＰＣＳＶ（ここでは、ＰＣＳＶ＝ＰＣＳＶ＿ｉｍｐ）変化ΔＰＣＳＶを決定するための本発明による方法の結果、対、対応する初期ＳＶｒｅｆに関係付けられたＳＶｒｅｆ変化ΔＳＶｒｅｆを示す回帰図を示す。
【図29】流体反応性パラメータ関数ｆ（ＦＲＰ＿ｎｏｒｍ）を適用することなく、灌流パラメータＢｉｏＣａｌを用いることによってＰＣＳＶ＿ｕｎｃａｌを提供するための、代替的なアルゴリズムに基づいて対応する初期ＰＣＳＶに関係付けられたＰＣＳＶ（ここでは、ＰＣＳＶ＝ＰＣＳＶ＿ｉｍｐ）変化ΔＰＣＳＶを決定するための本発明による方法の結果、対、対応する初期ＳＶｒｅｆに関係付けられたＳＶｒｅｆ変化ΔＳＶｒｅｆを示す回帰図を示す。
【図30】灌流パラメータＢｉｏＣａｌを用い、流体反応性パラメータ関数ｆ（ＦＲＰ＿ｎｏｒｍ）を適用することによって第１のＰＣＳＶ＿ｕｎｃａｌを提供するための、Ｗｅｓｓｅｌｉｎｇアルゴリズムに基づいてＰＣＳＶ（ここでは、ＰＣＳＶ＝ＰＣＳＶ＿ｉｍｐ）を決定するための本発明による方法の結果対基準ＳＶｒｅｆを示す回帰図を示す。
【図31】本発明の灌流パラメータＢｉｏＣａｌを用い、流体反応性パラメータ関数ｆ（ＦＲＰ＿ｎｏｒｍ）を提供することによって第１のＰＣＳＶ＿ｕｎｃａｌを提供するための、代替的なアルゴリズムに基づいてＰＣＳＶ（ここでは、ＰＣＳＶ＝ＰＣＳＶ＿ｉｍｐ）を決定するための本発明による方法の結果対基準ＳＶｒｅｆを示す回帰図を示す。
【図32】本発明の灌流パラメータＢｉｏＣａｌを用い、流体反応性パラメータ関数ｆ（ＦＲＰ＿ｎｏｒｍ）を適用することによってＰＣＳＶ＿ｕｎｃａｌを提供するための、Ｗｅｓｓｅｌｉｎｇアルゴリズムに基づいて対応する初期ＰＣＳＶに関係付けられたＰＣＳＶ（ここでは、ＰＣＳＶ＝ＰＣＳＶ＿ｉｍｐ）変化ΔＰＣＳＶを決定するための本発明による方法の結果、対、対応する初期ＳＶｒｅｆに関係付けられたＳＶｒｅｆ変化ΔＳＶｒｅｆを示す回帰図を示す。
【図33】本発明の灌流パラメータＢｉｏＣａｌを用い、流体反応性パラメータ関数ｆ（ＦＲＰ＿ｎｏｒｍ）を適用することによってＰＣＳＶ＿ｕｎｃａｌを提供するための、代替的なアルゴリズムに基づいて対応する初期ＰＣＳＶに関係付けられたＰＣＳＶ（ここでは、ＰＣＳＶ＝ＰＣＳＶ＿ｉｍｐ）変化ΔＰＣＳＶを決定するための本発明による方法の結果、対、対応する初期ＳＶｒｅｆに関係付けられたＳＶｒｅｆ変化ΔＳＶｒｅｆを示す回帰図を示す。
【図34】各々が基準一回拍出量ＳＶｒｅｆに関係付けられた、本発明及び従来のＰＣＳＶに従って決定される第２のＰＣＳＶの相対誤差を示す。
【図35】本発明による装置を示す。
【発明を実施するための形態】
【0045】
図１は、第１の実施形態による本発明の方法のための大まかな概略図を提供する。第１の実施形態において、任意の未較正脈拍輪郭一回拍出量ＰＣＳＶ＿ｕｎｃａｌの灌流パラメータＢｉｏＣａｌに基づく生物学的較正が、除脂肪量ＦＦＭ及び脂肪量ＡＭへの血流の分割を検討することによって行われる。
【0046】
図１に示すフローチャートによれば、ステップＳ１００において、第１のＰＣＳＶとも呼ばれる未較正脈拍輪郭一回拍出量ＰＣＳＶ＿ｕｎｃａｌが提供される。次のステップＳ２００において、灌流パラメータＢｉｏＣａｌが決定される。これについては、以下で更に詳細に説明される。灌流パラメータＢｉｏＣａｌを決定した後、ステップＳ２８０において、この灌流パラメータＢｉｏＣａｌは第１のＰＣＳＶ＿ｕｎｃａｌに適用され、ステップＳ２９０において第２のＰＣＳＶ＿ｉｍｐが提供される。
【0047】
図１ａは、第１のＰＣＳＶ＿ｕｎｃａｌを提供するための例示的なフローチャートを提供する。ステップＳ７０において、動脈圧波形の１つ又は複数の特性の決定又は測定が行われる。これは、侵襲的に又は非侵襲的に行うことができる。このため、そのような決定及び／又は測定の結果は、個人の血圧曲線のパラメータであり、これらのパラメータは、ステップＳ８０において、そのような血圧曲線の一部を識別することを可能にする。このため、振幅、曲線によって取り囲まれた領域等のような値を検討して、ステップＳ８５において第１のＰＣＳＶ＿ｕｎｃａｌを決定し、ステップＳ９０においてこれを出力することができる。ＰＣＳＶ＿ｕｎｃａｌを提供するための方法は、この技術分野において既知である。そのようなＰＣＳＶ＿ｕｎｃａｌを提供するための既知の例は、Ｗｅｓｓｅｌｉｎｇアルゴリズム（Ｃｈｅｎ他、Ｃｏｍｐｕｔ Ｃａｒｄｉｏｌ．２００９ Ｊａｎ １．Ｔｈｅ Ｅｆｆｅｃｔ ｏｆ Ｓｉｇｎａｌ Ｑｕａｌｉｔｙ ｏｎ Ｓｉｘ Ｃａｒｄｉａｃ Ｏｕｔｐｕｔ ＥｓｔｉｍａｔｏｒにおけるＷｅｓｓｅｌｉｎｇアルゴリズム）である。しかしながら、他のアルゴリズムを用いてＰＣＳＶ＿ｕｎｃａｌを提供することもできる。
【0048】
そのようなＰＣＳＶ＿ｕｎｃａｌを提供するための例が図１ｂに示される。図１ｂは、例えば、高忠実度の振動測定による油圧式血圧測定用カフの使用によって、又は流体カラム及び圧力変換器を用いた直接血圧測定によって侵襲的に測定される血圧曲線の一部分を示す。単純な例示的方式において、第１のＰＣＳＶ＿ｕｎｃａｌは、血圧、脈圧、斜線で示される収縮期圧領域Ａｓｙｓ、並びに大動脈コンプライアンス及び動脈インピーダンス等の他のパラメータを用いることによって決定される。収縮期圧領域Ａｓｙｓは、収縮期（すなわち、左心室の吐出段階）中の動脈圧曲線によって取り囲まれた領域であり、収縮期の開始時から、収縮期動脈圧ＳＡＰと共にピークを迎え、大動脈弁の閉鎖に対応する重複切痕の開始までと定義される。その基準値は、
－ （図１ｂにおけるような）先行する脈拍の拡張期動脈圧ＤＡＰのレベルにおける水平線として、又は、
－ 先行する脈拍のＤＡＰと、検討中の脈拍のＤＡＰとの間の直線として、
定義される。
－ （図１ｂにおけるような）先行する脈拍の拡張期動脈圧ＤＡＰのレベルにおける水平線として、又は、
－ 先行する脈拍のＤＡＰと、検討中の脈拍のＤＡＰとの間の直線として、
定義される。
【0049】
平均左心室吐出圧ＭＥＰは、収縮期中の動脈圧曲線の平均値である。ＭＥＰは、図１ｂにおいて水平線として示される。
【0050】
上記で示したように、個人の一回拍出量は、除脂肪量ＦＦＭ及び脂肪量ＡＭで構成される体重Ｗ、身長Ｈ、年齢並びに性別のような個人のバイオメトリック／デモグラフィックパラメータに依拠する。
【0051】
このため、ＳＶを決定するために集計式を用いるアルゴリズムにおける一回拍出量ＳＶの第１の主要決定因子は、個人のバイオメトリック／デモグラフィックパラメータである。
【0052】
個人のＳＶの第２の主要決定因子は血行動態ステータスである。このため、測定された動脈圧脈拍波形の脈拍輪郭評価の結果として、動的入力パラメータが得られ、そこから未較正ＰＣＳＶ（ＰＣＳＶ＿ｕｎｃａｌ）が計算される。
【0053】
本発明による第１の実施形態において、ＢｉｏＣａｌは、個人のバイオメトリック／デモグラフィック入力パラメータに従って、絶対ＰＣＳＶ値に対し任意の所与のＰＣＳＶ＿ｕｎｃａｌをスケーリングするための較正関数を提供する。
【0054】
図２において、灌流パラメータＢｉｏＣａｌを決定するための詳細なフローチャートが与えられる。本発明の第１の実施形態に示されるように、除脂肪量と脂肪量との分離が行われる。このため、ステップＳ２０５及びＳ２５５において、除脂肪量ＦＦＭ及び脂肪量ＡＭがそれぞれ決定される。
【0055】
除脂肪量ＦＦＭ及び脂肪量ＡＭの決定については、以下でより詳細に説明する。
【0056】
ＦＦＭ（ｋｇ）及びＡＭ（ｋｇ）は、式１に従って個人の体重Ｗ（ｋｇ）の２つの部分を表す。
（１）Ｗ（ｋｇ）＝ＦＦＭ（ｋｇ）＋ＡＭ（ｋｇ）
（１）Ｗ（ｋｇ）＝ＦＦＭ（ｋｇ）＋ＡＭ（ｋｇ）
【0057】
ＦＦＭは、大きな酸素消費を有する代謝的に高活性の身体の質量であり、したがって、ＳＶのはるかに大きな部分を占める。ＡＭは、低酸素消費の代謝的に非常に低活性の組織の質量であり、ＳＶのはるかに小さな部分を占める。
【0058】
ＦＦＭ（ｋｇ）及びＡＭ（ｋｇ）の推定のために、Ｙｕ他、ＢＭＣ Ｐｈａｒｍａｃｏｌ Ｔｏｘｉｃｏｌ．２０１３ Ｏｃｔ １４．Ｌｅａｎ ｂｏｄｙ ｍａｓｓ：ｔｈｅ ｄｅｖｅｌｏｐｍｅｎｔ ａｎｄ ｖａｌｉｄａｔｉｏｎ ｏｆ ｐｒｅｄｉｃｔｉｏｎ ｅｑｕａｔｉｏｎｓ ｉｎ ｈｅａｌｔｈｙ ａｄｕｌｔｓにおけるＹｕ、Ｈｅｉｔｍａｎｎ及びＪａｎｍａｈａｓａｔｉａｎの式が用いられ、以下に平均化される。
（２）
女性の場合、ＦＦＭ（ｋｇ）＝（５６．１２８ｋｇ＋（１．３０１６＋９２７０／（８７８０＋２４４ｍ２／ｋｇ・ＢＭＩ（ｋｇ／ｍ２）））・Ｗ（ｋｇ）－２．２２６８ｍ２・ＢＭＩ（ｋｇ／ｍ２）－０．１１３４ｋｇ／ｙ・ａｇｅ（ｙ））／３
男性の場合、ＦＦＭ（ｋｇ）＝（６６．０６８ｋｇ＋（１．４１３８＋９２７０／（６６８０＋２１６ｍ２／ｋｇ・ＢＭＩ（ｋｇ／ｍ２）））・Ｗ（ｋｇ）－２．２２６８ｍ２・ＢＭＩ（ｋｇ／ｍ２）－０．１１３４ｋｇ／ｙａｇｅ（ｙ））／３
（３）ＡＭ（ｋｇ）＝Ｗ（ｋｇ）－ＦＦＭ（ｋｇ）
（２）
女性の場合、ＦＦＭ（ｋｇ）＝（５６．１２８ｋｇ＋（１．３０１６＋９２７０／（８７８０＋２４４ｍ２／ｋｇ・ＢＭＩ（ｋｇ／ｍ２）））・Ｗ（ｋｇ）－２．２２６８ｍ２・ＢＭＩ（ｋｇ／ｍ２）－０．１１３４ｋｇ／ｙ・ａｇｅ（ｙ））／３
男性の場合、ＦＦＭ（ｋｇ）＝（６６．０６８ｋｇ＋（１．４１３８＋９２７０／（６６８０＋２１６ｍ２／ｋｇ・ＢＭＩ（ｋｇ／ｍ２）））・Ｗ（ｋｇ）－２．２２６８ｍ２・ＢＭＩ（ｋｇ／ｍ２）－０．１１３４ｋｇ／ｙａｇｅ（ｙ））／３
（３）ＡＭ（ｋｇ）＝Ｗ（ｋｇ）－ＦＦＭ（ｋｇ）
【0059】
式（２）は、ＦＦＭの予測の例であり、更に改善された予測式と置き換えることができる。
【0060】
青少年、小児及び幼児の場合、他の適切なＦＦＭ及びＡＭ推定式が用いられ、平均化される。
【0061】
そのようなＦＦＭ及びＡＭ推定が、正常なステータスにおける対応する状態に関係し、概して、１）ＦＦＭの含水量が一定であり、２）ＡＭがほとんど又は全く水を含まないことを仮定する。このため、患者の臨床状態において適用されるとき、例えば全身性浮腫又は滲出によって変造される場合がある実際の重量ではなく、最新の既知の未発症体重のみがそのような式に入力される場合がある。
【0062】
ＦＦＭ及びＡＭの決定に基づいて、一回拍出量ＳＶ（ｍｌ）と、ＦＦＭ及びＡＭとの間の関係を以下に得ることができる。
（４）ＳＶ（ｍｌ）～Ｂ＿ＦＦＭ（ｍｌ／ｋｇ）・ＦＦＭ（ｋｇ）＋Ｂ＿ＡＭ（ｍｌ／ｋｇ）・ＡＭ（ｋｇ）＋．．．＋Ｂ＿Ｃｏｎｓｔ（ｍｌ）
ここで、Ｂ＿ＦＦＭは、ＦＦＭ灌流に関係付けられた灌流係数であり、Ｂ＿ＡＭは、ＡＭ灌流に関係付けられた灌流係数であり、Ｂ＿Ｃｏｎｓｔは、ＳＶに対する他の影響を計上する。灌流係数Ｂ＿ＦＦＭ及びＢ＿ＡＭは、それぞれステップＳ２１５及びＳ２６５において決定される。
（４）ＳＶ（ｍｌ）～Ｂ＿ＦＦＭ（ｍｌ／ｋｇ）・ＦＦＭ（ｋｇ）＋Ｂ＿ＡＭ（ｍｌ／ｋｇ）・ＡＭ（ｋｇ）＋．．．＋Ｂ＿Ｃｏｎｓｔ（ｍｌ）
ここで、Ｂ＿ＦＦＭは、ＦＦＭ灌流に関係付けられた灌流係数であり、Ｂ＿ＡＭは、ＡＭ灌流に関係付けられた灌流係数であり、Ｂ＿Ｃｏｎｓｔは、ＳＶに対する他の影響を計上する。灌流係数Ｂ＿ＦＦＭ及びＢ＿ＡＭは、それぞれステップＳ２１５及びＳ２６５において決定される。
【0063】
Ｃｏｌｌｉｓ他、Ｃｉｒｃｕｌａｔｉｏｎ．２００１ Ｆｅｂ １３；１０３（６）．Ｒｅｌａｔｉｏｎｓ ｏｆ ｓｔｒｏｋｅ ｖｏｌｕｍｅ ａｎｄ ｃａｒｄｉａｃ ｏｕｔｐｕｔ ｔｏ ｂｏｄｙ ｃｏｍｐｏｓｉｔｉｏｎ：ｔｈｅ ｓｔｒｏｎｇ ｈｅａｒｔ ｓｔｕｄｙ、及びＣｏｒｄｅｎ他、Ｊ Ｃａｒｄｉｏｖａｓｃ Ｍａｇｎ Ｒｅｓｏｎ．２０１６ Ｍａｙ ３１；１８（ｌ）：３２．Ｒｅｌａｔｉｏｎｓｈｉｐ ｂｅｔｗｅｅｎ ｂｏｄｙ ｃｏｍｐｏｓｉｔｉｏｎ ａｎｄ ｌｅｆｔ ｖｅｎｔｒｉｃｕｌａｒ ｇｅｏｍｅｔｒｙ ｕｓｉｎｇ ｔｈｒｅｅ ｄｉｍｅｎｓｉｏｎａｌ ｃａｒｄｉｏｖａｓｃｕｌａｒ ｍａｇｎｅｔｉｃ ｒｅｓｏｎａｎｃｅにおいて、女性の場合と男性の場合とでＢ＿ＦＦＭ及びＢ＿ＡＭに違いがあることがわかっている。
【0064】
異なるが一定の灌流係数Ｂ＿ＦＦＭ及びＢ＿ＡＭを適用することは、ＦＦＭの質量あたりの血流ＦＦＭ＿ｐｅｒｆ（ｍｌ／ｍｉｎ／０．１ｋｇ）及びＡＭの質量あたりの血流ＡＭ＿ｐｅｒｆ（ｍｌ／ｍｉｎ／０．１ｋｇ）における差を考慮するが、ＦＦＭ及びＡＭの関係と独立したＦＦＭ及びＡＭ部分の灌流挙動を仮定する。しかしながら、Ｂ＿ＦＦＭ及びＢ＿ＡＭは一定でない（図４及び図７）。
【0065】
ＡＭ（ｋｇ）と呼ばれる、ＡＭを通じた血流ＡＭ＿ｐｅｒｆ（ｍｌ／ｍｉｎ／０．１ｋｇ）及び灌流係数Ｂ＿ＡＭは、体重におけるＡＭの占有率ＡＭ％＝ＡＭ（ｋｇ）／Ｗ（ｋｇ）に大きく依拠し、灌流係数Ｂ＿ＡＭが個々に適合されなくてはならないことを示す。しかしながら、ＡＭ％に対する灌流係数Ｂ＿ＡＭの依存性は、ＡＭの絶対レベルの情報を含まないため、Ｂ＿ＡＭの変動性を説明するのに十分ではない。
【0066】
このため、本発明によれば、個人の身長にわたるＡＭ及びＦＦＭの分布を用いて、灌流係数Ｂ＿ＡＭ及びＢ＿ＦＦＭに対する影響を決定する単純なモデルが提供される。
【0067】
単純化モデルにおいて、ＡＭ及びＦＦＭは、図３に示すように２つの対応する層として表される。ＦＦＭ層厚は、ステップＳ２１０において、ＦＦＭ／Ｈによって推定される。ステップ２６０において、ＡＭ層厚はＡＭ／Ｈによって推定される。
【0068】
ＦＦＭ／Ｈ、ＡＭ／Ｈ及び他のバイオメトリック／デモグラフィックパラメータの正常値が以下の表に与えられる。
【0069】
【表1】
【0070】
図３に示すモデルは、これらの検討に基づき、灌流係数Ｂ＿ＦＦＭ及びＢ＿ＡＭの挙動を記述するために適切な灌流関数が開発された。
【0071】
図３において、白色部分は脂肪量ＡＭであり、灰色部分は除脂肪量ＦＦＭである。図３に示すように、ＡＭ（白色）及びＦＦＭ（灰色）灌流は、層厚ＡＭ／Ｈ及びＦＦＭ／Ｈに依拠し、ここでＨ＝身長である。斜線の密度は灌流レベルを示し、密な斜線＝高灌流（図３の左側）、広い斜線＝低灌流（図３の右側）である。薄いＦＦＭ層の場合に容易に認識することができるように、ＦＦＭを通じた灌流は、厚いＦＦＭ層の場合よりも高い。しかしまた、薄いＡＭ層の場合のＡＭ及びＦＦＭを通じた灌流は、厚いＡＭ層の場合よりも高い。
【0072】
筋緊張が低いか又はない患者、例えば、意識不明であるか又は麻酔をかけられた、神経筋遮断患者において、筋肉は、構造的支持機能が欠如している。したがって、ＦＦＭ層の重量が灌流係数Ｂ＿ＦＦＭに重力的に影響を及ぼす。なぜなら、この重量がＦＦＭの大きな部分、すなわち、筋肉、腹腔内臓器等を圧迫するためである。このため、灌流係数Ｂ＿ＦＦＭは、ＦＦＭ／Ｈの層厚の増大と共に減少する。
【0073】
また、灌流係数Ｂ＿ＦＦＭは、脂肪量ＡＭの層厚ＡＭ／Ｈの増大と共に低減されることが認識された。
【0074】
筋緊張のない患者において、ＡＭ層厚は、ＡＭ層の増大と共に灌流係数Ｂ＿ＦＦＭを重力的に低減させる。なぜなら、皮下脂肪層の増大は、ＦＦＭの大きな部分を更に圧迫するためである。
【0075】
更に、灌流係数Ｂ＿ＡＭは、脂肪組織における支持構造の欠如に起因して、ＡＭ／Ｈの増大と共に重力的に減少することがわかった。更に、灌流係数Ｂ＿ＡＭは、ＦＦＭ／Ｈの層厚によって影響を受けない。
【0076】
このため、図４に示す関数Ｂ＿ＦＦＭ（ＦＦＭ／Ｈ）は、ＦＦＭ／Ｈの増大と共に減少し、好ましくは、非線形関数、例えば、逆正接関数、シグモイド関数又は対数関数であり、好ましくは以下によって記述される。
（５）Ｂ＿ＦＦＭ（ＦＦＭ／Ｈ）（ｍｌ／ｋｇ）＝ａ＿ＦＦＭ（ｍｌ／ｋｇ）・ａｒｃｔａｎ［（ＦＦＭ／Ｈ（ｋｇ／ｍ）－ｂ＿ＦＦＭ（ｋｇ／ｍ））・ｃ＿ＦＦＭ（ｍ／ｋｇ）］＋ｄ＿ＦＦＭ（ｍｌ／ｋｇ）
ここで、ａ＿ＦＦＭ、ｂ＿ＦＦＭ、ｃ＿ＦＦＭ及びｄ＿ＦＦＭは、個々のＦＦＭ関連較正係数及び定数であり、Ｂ＿ＦＦＭは０．２．．．０．７ｍｌ／ｋｇの範囲内にある。
（５）Ｂ＿ＦＦＭ（ＦＦＭ／Ｈ）（ｍｌ／ｋｇ）＝ａ＿ＦＦＭ（ｍｌ／ｋｇ）・ａｒｃｔａｎ［（ＦＦＭ／Ｈ（ｋｇ／ｍ）－ｂ＿ＦＦＭ（ｋｇ／ｍ））・ｃ＿ＦＦＭ（ｍ／ｋｇ）］＋ｄ＿ＦＦＭ（ｍｌ／ｋｇ）
ここで、ａ＿ＦＦＭ、ｂ＿ＦＦＭ、ｃ＿ＦＦＭ及びｄ＿ＦＦＭは、個々のＦＦＭ関連較正係数及び定数であり、Ｂ＿ＦＦＭは０．２．．．０．７ｍｌ／ｋｇの範囲内にある。
【0077】
ＦＦＭ／Ｈの増大と共に非線形に減少するＢ＿ＦＦＭを示す、異なるレベルの筋緊張についてのＢ＿ＦＦＭとＦＦＭ／Ｈとの間の関係を示すＢ＿ＦＦＭ（ＦＦＭ／Ｈ）の例示的な経過が図４に示される。
【0078】
図２におけるフローチャートによれば、ＦＦＭ及びＡＭの層厚は、それぞれステップＳ２１０及びＳ２６０において決定される必要がある。この決定は、図３に与えられるモデルを用いて行われる。これらの層厚ＦＦＭ／Ｈ及びＡＭ／Ｈに基づいて、それぞれの灌流係数Ｂ＿ＦＦＭ及びＢ＿ＡＭがそれぞれステップＳ２１５及びＳ２６５において決定される。
【0079】
次のステップＳ２２０において、灌流係数Ｂ＿ＦＦＭは、低減関数ＡＭ＿Ｂ＿ＦＦＭ＿Ｒｅｄ（ＡＭ／Ｈ）を適用することによって調整される。低減関数は減衰関数と置き換えることもできる。以下において、低減関数の適用のみが説明される。低減関数ＡＭ＿Ｂ＿ＦＦＭ＿Ｒｅｄは、灌流係数Ｂ＿ＦＦＭに対するＡＭの厚みの影響を記述する。低減関数ＡＭ＿Ｂ＿ＦＦＭ＿Ｒｅｄは、ＡＭ／Ｈの増大と共に増大し、好ましくは、非線形関数、例えば、逆正接関数、シグモイド関数又は対数関数であり、筋緊張の異なるレベルについて図５に例示的に示される。
【0080】
低減関数ＡＭ＿Ｂ＿ＦＦＭ＿Ｒｅｄは、ＡＭ／Ｈの増大と共に増大し、好ましくは、式６に記述される非線形関数、例えば、逆正接関数、シグモイド関数又は対数関数である。
（６）ＡＭ＿Ｂ＿ＦＦＭ＿Ｒｅｄ（ＡＭ／Ｈ）（ｍｌ／ｋｇ）＝ａ＿ａｔｔ（ｍｌ／ｋｇ）・ａｒｃｔａｎ［（ＡＭ／Ｈ（ｋｇ／ｍ）－ｂ＿ａｔｔ（ｋｇ／ｍ））・ｃ＿ａｔｔ（ｍ／ｋｇ）］＋ｄ＿ａｔｔ（ｍｌ／ｋｇ）、
ここで、ａ＿ａｔｔ、ｂ＿ａｔｔ、ｃ＿ａｔｔ及びｄ＿ａｔｔは、個々のＡＭ関連較正係数及び定数であり、ＡＭ＿Ｂ＿ＦＦＭ＿Ｒｅｄは０．．．０．２ｍｌ／ｋｇの範囲内にある。
（６）ＡＭ＿Ｂ＿ＦＦＭ＿Ｒｅｄ（ＡＭ／Ｈ）（ｍｌ／ｋｇ）＝ａ＿ａｔｔ（ｍｌ／ｋｇ）・ａｒｃｔａｎ［（ＡＭ／Ｈ（ｋｇ／ｍ）－ｂ＿ａｔｔ（ｋｇ／ｍ））・ｃ＿ａｔｔ（ｍ／ｋｇ）］＋ｄ＿ａｔｔ（ｍｌ／ｋｇ）、
ここで、ａ＿ａｔｔ、ｂ＿ａｔｔ、ｃ＿ａｔｔ及びｄ＿ａｔｔは、個々のＡＭ関連較正係数及び定数であり、ＡＭ＿Ｂ＿ＦＦＭ＿Ｒｅｄは０．．．０．２ｍｌ／ｋｇの範囲内にある。
【0081】
図２のステップＳ２２０に戻ると、補正された灌流係数、Ｂ＿ＦＦＭ＿ｃｏｒｒは、式７に記述される、予備Ｂ＿ＦＦＭ（ＦＦＭ／Ｈ）及びＡＭ＿Ｂ＿ＦＦＭ＿Ｒｅｄ（ＡＭ／Ｈ）の差である。
（７）Ｂ＿ＦＦＭ＿ｃｏｒｒ（ＦＦＭ／Ｈ，ＡＭ／Ｈ）（ｍｌ／ｋｇ）＝Ｂ＿ＦＦＭ（ＦＦＭ／Ｈ）（ｍｌ／ｋｇ）－ＡＭ＿Ｂ＿ＦＦＭ＿Ｒｅｄ（ＡＭ／Ｈ）（ｍｌ／ｋｇ）
（７）Ｂ＿ＦＦＭ＿ｃｏｒｒ（ＦＦＭ／Ｈ，ＡＭ／Ｈ）（ｍｌ／ｋｇ）＝Ｂ＿ＦＦＭ（ＦＦＭ／Ｈ）（ｍｌ／ｋｇ）－ＡＭ＿Ｂ＿ＦＦＭ＿Ｒｅｄ（ＡＭ／Ｈ）（ｍｌ／ｋｇ）
【0082】
このため、意識レベル、麻酔レベル及び／又は筋弛緩レベルに依拠して、灌流係数Ｂ＿ＦＦＭ（ＦＦＭ／Ｈ）及び低減関数ＡＭ＿Ｂ＿ＦＦＭ＿Ｒｅｄ（ＡＭ／Ｈ）が適合されなくてはならないことがわかった。
【0083】
図６は、Ｂ＿ＦＦＭ及び低減関数ＡＭ＿Ｂ＿ＦＦＭ＿Ｒｅｄに対する半定量的影響を示す。これは、個人の様々な筋緊張度に依拠する。筋緊張がない状態（例えば、完全に麻酔がかかり、筋弛緩した患者）において、Ｂ＿ＦＦＭ及びＡＭ＿Ｂ＿ＦＦＭ＿Ｒｅｄに対するＦＦＭ及びＡＭ層厚の影響は、図４及び図５に示すように最も顕著である。通常の安静時の筋緊張において、上述した影響は最も顕著でなく、筋緊張低減状態（例えば、意識のない患者）において、影響は中程度に顕著である。
【0084】
しかし、関数Ｂ＿ＡＭ（ＡＭ／Ｈ）も、ＡＭ／Ｈの増大と共に減少し、好ましくは、非線形関数、例えば、逆正接関数、シグモイド関数又は対数関数である。これは、式８によって与えられる。
（８）Ｂ＿ＡＭ（ＡＭ／Ｈ）（ｍｌ／ｋｇ）＝ａ＿ＡＭ（ｍｌ／ｋｇ）・ａｒｃｔａｎ［（ＡＭ／Ｈ（ｋｇ／ｍ）－ｂ＿ＡＭ（ｋｇ／ｍ））・ｃ＿ＡＭ（ｍ／ｋｇ）］＋ｄ＿ＡＭ（ｍｌ／ｋｇ）
ここで、ａ＿ＡＭ、ｂ＿ＡＭ、ｃ＿ＡＭ及びｄ＿ＡＭは、個々のＡＭ関連較正係数及び定数であり、Ｂ＿ＡＭは０．．．０．４ｍｌ／ｋｇの範囲内にある。
（８）Ｂ＿ＡＭ（ＡＭ／Ｈ）（ｍｌ／ｋｇ）＝ａ＿ＡＭ（ｍｌ／ｋｇ）・ａｒｃｔａｎ［（ＡＭ／Ｈ（ｋｇ／ｍ）－ｂ＿ＡＭ（ｋｇ／ｍ））・ｃ＿ＡＭ（ｍ／ｋｇ）］＋ｄ＿ＡＭ（ｍｌ／ｋｇ）
ここで、ａ＿ＡＭ、ｂ＿ＡＭ、ｃ＿ＡＭ及びｄ＿ＡＭは、個々のＡＭ関連較正係数及び定数であり、Ｂ＿ＡＭは０．．．０．４ｍｌ／ｋｇの範囲内にある。
【0085】
脂肪量ＡＭの灌流係数Ｂ＿ＡＭが、ＡＭの層厚ＡＭ／Ｈの増大と共に減少することを示す、Ｂ＿ＡＭ（ＡＭ／Ｈ）の例示的な経過が図７に与えられる。
【0086】
代替的に、灌流係数Ｂ＿ＡＭ（ＡＭ／Ｈ）は、ＡＭ／Ｈの増大と共に減少するＡＭ灌流を記述する類似の挙動を有する関数と置き換えることができる。灌流係数Ｂ＿ＦＦＭ（ＦＦＭ／Ｈ）は、ＦＦＭ／Ｈの増大と共に減少し、更にＡＭ／Ｈの増大と共に減少するＦＦＭ灌流を記述する類似の挙動を有する関数と置き換えることができる。
【0087】
更に代替的に、ＡＭ／Ｈは、ＡＭと体表面積との比ＡＭ／ＢＳＡ又はＡＭ／Ｈ２と置き換えられ、ＦＦＭ／Ｈは、ＦＦＭと体表面積との比ＦＦＭ／ＢＳＡ又はＦＦＭ／Ｈ２と置き換えられる。
【0088】
集中治療室に搬送された未特定の又は未知の救急患者について起こる場合があるように、未発症体重及び／又は年齢が未知であることに起因して、ＦＦＭ及びＡＭの区別が可能でない場合、この関係の近似は、Ｗ／Ｈ、Ｗ／ＢＳＡ、Ｗ／Ｈ２、ＰＢＷ／Ｈ、ＰＢＷ／ＢＳＡ又はＰＢＷ／Ｈ２により達成され、ＰＢＷは、個人の予測体重である。
【0089】
図２のステップＳ２２５及びＳ２７５に戻ると、個人の静的脈拍輪郭一回拍出量、除脂肪量ＦＦＭ及び脂肪量ＡＭに関係付けられたＰＣＳＶ較正係数は、それぞれ灌流係数Ｂ＿ＦＦＭ＿ｃｏｒｒ及びＢ＿ＡＭ＿ｃｏｒｒの使用によって決定される。
（９）ＰＣＳＶ＿ＦＦＭ＿Ｃａｌ（ｍｌ）＝Ｂ＿ＦＦＭ＿ｃｏｒｒ（ｍｌ／ｋｇ）・ＦＦＭ（ｋｇ）、
（１０）ＰＣＳＶ＿ＡＭ＿Ｃａｌ（ｍｌ）＝Ｂ＿ＡＭ（ｍｌ／ｋｇ）・ＡＭ（ｋｇ）
（９）ＰＣＳＶ＿ＦＦＭ＿Ｃａｌ（ｍｌ）＝Ｂ＿ＦＦＭ＿ｃｏｒｒ（ｍｌ／ｋｇ）・ＦＦＭ（ｋｇ）、
（１０）ＰＣＳＶ＿ＡＭ＿Ｃａｌ（ｍｌ）＝Ｂ＿ＡＭ（ｍｌ／ｋｇ）・ＡＭ（ｋｇ）
【0090】
個人の第２のＰＣＳＶ＿ｉｍｐを得るために、第１のＰＣＳＶ＿ｕｎｃａｌは、個人の静的脈拍輪郭一回拍出量、ＰＣＳＶ較正係数ＰＣＳＶ＿ＦＦＭ＿Ｃａｌ、ＰＣＳＶ＿ＡＭ＿Ｃａｌを用いることによって較正される。
（１１）ＰＣＳＶ（ｍｌ）＝ＰＣＳＶ＿ｕｎｃａｌ・（ＰＣＳＶ＿ＦＦＭ＿Ｃａｌ（ｍｌ）＋ＰＣＳＶ＿ＡＭ＿Ｃａｌ（ｍｌ））・Ｐ＿Ｃａｌ
ここで、ＰＣＳＶ＿ｕｎｃａｌ及びＰ＿Ｃａｌは次元を有しない。
（１１）ＰＣＳＶ（ｍｌ）＝ＰＣＳＶ＿ｕｎｃａｌ・（ＰＣＳＶ＿ＦＦＭ＿Ｃａｌ（ｍｌ）＋ＰＣＳＶ＿ＡＭ＿Ｃａｌ（ｍｌ））・Ｐ＿Ｃａｌ
ここで、ＰＣＳＶ＿ｕｎｃａｌ及びＰ＿Ｃａｌは次元を有しない。
【0091】
更に、図２のステップＳ２３０に示すように、追加の静的なデモグラフィック較正係数Ｐ＿Ｃａｌが適用される。
【0092】
第１のＰＣＳＶ＿ｕｎｃａｌは、心前負荷（すなわち、胸郭内血液量）及び性能（すなわち、収縮性）、大動脈コンプライアンス、動脈インピーダンス及び圧力（すなわち、心後負荷）等の動的影響に依拠した個人の実際の血行動態状態を反映する。
【0093】
Ｐ＿Ｃａｌは、ＳＶのレベルに影響を与える、ＦＦＭ及びＡＭに加えて個人のバイオメトリック／デモグラフィック特性に依拠する較正係数である。
【0094】
静的なバイオメトリック／デモグラフィック較正係数Ｐ＿Ｃａｌは、例えば、式１２に示すような様々なバイオメトリック／デモグラフィックパラメータの和又は積とすることができる。
（１２）Ｐ＿Ｃａｌ＝Ｈ（ｍ）・ｃｏｅｆｆ＿Ｈ（ｌ／ｍ）＋ａｇｅ（ｙｒｓ）・ｃｏｅｆｆ＿ａｇｅ（ｌ／ｙｒｓ）＋ｃｏｎｓｔ＿ｇｅｎｄｅｒ
ここで、ｃｏｅｆｆ＿Ｈは、個人の身長を指し、ｃｏｅｆｆ＿ａｇｅは個人の年齢（動脈系のコンプライアンス）を指し、ｃｏｎｓｔ＿ｇｅｎｄｅｒは次元を有さず、個人の生物学的性別を指す。
（１２）Ｐ＿Ｃａｌ＝Ｈ（ｍ）・ｃｏｅｆｆ＿Ｈ（ｌ／ｍ）＋ａｇｅ（ｙｒｓ）・ｃｏｅｆｆ＿ａｇｅ（ｌ／ｙｒｓ）＋ｃｏｎｓｔ＿ｇｅｎｄｅｒ
ここで、ｃｏｅｆｆ＿Ｈは、個人の身長を指し、ｃｏｅｆｆ＿ａｇｅは個人の年齢（動脈系のコンプライアンス）を指し、ｃｏｎｓｔ＿ｇｅｎｄｅｒは次元を有さず、個人の生物学的性別を指す。
【0095】
トランスジェンダーの場合、個人の体格に関する半定量的入力情報が必要である。この評価は、例えば、範囲０．０～１．０内の値とすることができ、例えば０．７であり、ここで、
及び
である。
【数1】
【数2】
【0096】
静的なバイオメトリック／デモグラフィック較正係数Ｐ＿Ｃａｌは、入力データＨ、年齢及び性別によって考慮されていないＰＣＳＶレベルに影響を与える追加のパラメータを指す次元を有しない追加の定数によって精緻化することができる。
（１３）Ｐ＿Ｃａｌ＝Ｈ（ｍ）・ｃｏｅｆｆ＿Ｈ（ｌ／ｍ）＋ａｇｅ（ｙｒｓ）・ｃｏｅｆｆ＿ａｇｅ（ｌ／ｙｒｓ）＋ｃｏｎｓｔ＿ｇｅｎｄｅｒ＋ｃｏｎｓｔ＿ＢＣ
（１３）Ｐ＿Ｃａｌ＝Ｈ（ｍ）・ｃｏｅｆｆ＿Ｈ（ｌ／ｍ）＋ａｇｅ（ｙｒｓ）・ｃｏｅｆｆ＿ａｇｅ（ｌ／ｙｒｓ）＋ｃｏｎｓｔ＿ｇｅｎｄｅｒ＋ｃｏｎｓｔ＿ＢＣ
【0097】
ＰＣＳＶ計算は、上述したＰＣＳＶ較正手順において検討されていない、ＰＣＳＶに影響を与える追加のパラメータを指す追加の補正定数ｃｏｎｓｔ＿ＢＣによって更に精緻化することもできる。
【0098】
このため、ＰＣＳＶ＿ＦＦＭ＿Ｃａｌ及びＰＣＳＶ＿ＡＭ＿Ｃａｌ並びにデモグラフィック較正係数Ｐ＿Ｃａｌに基づいて、ステップＳ２４０において灌流パラメータＢｉｏＣａｌが決定され、これが第１のＰＣＳＶ＿ｕｎｃａｌに適用される。
【0099】
このとき、第２のＰＣＳＶ＿ｉｍｐは以下となる。
（１４）ＰＣＳＶ＿ｉｍｐ（ｍｌ）＝ＰＣＳＶ＿ｕｎｃａｌ・［（ＰＣＳＶ＿ＦＦＭ＿Ｃａｌ（ｍｌ）＋ＰＣＳＶ＿ＡＭ＿Ｃａｌ（ｍｌ）＋ｃｏｎｓｔ＿ｃｏｒｒ（ｍｌ））・Ｐ＿Ｃａｌ］
ＢｉｏＣａｌ（ｍｌ）＝（ＰＣＳＶ＿ＦＦＭ＿Ｃａｌ（ｍｌ）＋ＰＣＳＶ＿ＡＭ＿Ｃａｌ（ｍｌ）＋ｃｏｎｓｔ＿ｃｏｒｒ（ｍｌ））・Ｐ＿Ｃａｌ
ＰＣＳＶ＿ｉｍｐ（ｍｌ）＝ＰＣＳＶ＿ｕｎｃａｌ・ＢｉｏＣａｌ（ｍｌ）
（１４）ＰＣＳＶ＿ｉｍｐ（ｍｌ）＝ＰＣＳＶ＿ｕｎｃａｌ・［（ＰＣＳＶ＿ＦＦＭ＿Ｃａｌ（ｍｌ）＋ＰＣＳＶ＿ＡＭ＿Ｃａｌ（ｍｌ）＋ｃｏｎｓｔ＿ｃｏｒｒ（ｍｌ））・Ｐ＿Ｃａｌ］
ＢｉｏＣａｌ（ｍｌ）＝（ＰＣＳＶ＿ＦＦＭ＿Ｃａｌ（ｍｌ）＋ＰＣＳＶ＿ＡＭ＿Ｃａｌ（ｍｌ）＋ｃｏｎｓｔ＿ｃｏｒｒ（ｍｌ））・Ｐ＿Ｃａｌ
ＰＣＳＶ＿ｉｍｐ（ｍｌ）＝ＰＣＳＶ＿ｕｎｃａｌ・ＢｉｏＣａｌ（ｍｌ）
【0100】
較正定数ＰＣＳＶ＿ＦＦＭ＿Ｃａｌ、ＰＣＳＶ＿ＡＭ＿Ｃａｌ及びＰ＿Ｃａｌをもたらす静的入力パラメータの関数の係数及び定数は、評価母集団において決定される。
【0101】
この評価母集団において、式（１４）に関するこれらの係数及び定数は、（１４）から計算されたＰＣＳＶの回帰及び相関分析の相関係数、傾き及び切片、対、経肺動脈熱希釈により測定された同時のゴールドスタンダードの一回拍出量ＳＶｒｅｆを（手動で、及びＭｉｃｒｏｓｏｆｔ Ｅｘｃｅｌソルバを適用することによって）最適化することによって得られた。
【0102】
図８において、本発明の第２の実施形態を記述するフローチャートが提供される。本発明の第２の実施形態において、流体反応性パラメータＦＲＰが脈拍輪郭一回拍出量の変化をより良好に追跡するのに用いられる。このため、心臓が前負荷量変化に反応する場合に脈拍輪郭一回拍出量アルゴリズムの感度を改善する、一回拍出量における流体反応性ＦＲの影響を反映するＰＣＳＶ改善関数が開発される。
【0103】
図８は、流体反応性パラメータ、特に、正規化された流体反応性パラメータＦＲＰ＿ｎｏｒｍ、及びこの流体反応性パラメータＦＲＰ＿ｎｏｒｍに基づいて導出された流体反応性パラメータ関数ｆ（ＦＲＰ＿ｎｏｒｍ）を用いることによって、ステップＳ３９０において第２のＰＣＳＶ＿ｉｍｐを提供するための一般的な手順を示す。第２のＰＣＳＶ＿ｉｍｐは、本発明の方法又は装置に基づいて改善されたＰＣＳＶである。
【0104】
図１～図７に関して説明した本発明の第１の実施形態における第１のステップＳ１００に類似した第１のステップＳ１００において、第１の脈拍輪郭一回拍出量ＰＣＳＶ＿ｕｎｃａｌが提供される。この手順は、第１の脈拍輪郭一回拍出量ＰＣＳＶ＿ｕｎｃａｌに適用することもできるし、異なる方法を用いることによって取得することができる従来のＰＣＳＶ結果ＰＣＳＶ＿ｃｏｎｖに適用することもできる。ＰＣＳＶ＿ｕｎｃａｌは、血圧から導出されたデータに基づいた、次元を有しない（単位のない）値である一方で、従来の脈拍輪郭一回拍出量（ＰＣＳＶ＿ｃｏｎｖ）は、ｍｌ単位で測定され、個人から取得された医療データに基づいて、その個人から取得された医療データを考慮に含める。
【0105】
第１の脈拍輪郭一回拍出量ＰＣＳＶ＿ｕｎｃａｌを提供するために、侵襲的及び／又は非侵襲的測定を用いることによって取得され得る動脈圧波形を提供することのみが必要とされるか、又は第１の脈拍輪郭一回拍出量ＰＣＳＶ＿ｕｎｃａｌは、非侵襲的組織圧脈拍波形、及び動脈圧波形の再構築に基づいて取得することができる。この動脈圧波形に基づいて、例えば、図１ｂに関して説明された方法によって、第１の脈拍輪郭一回拍出量ＰＣＳＶ＿ｕｎｃａｌが導出される。しかしながら、第１の脈拍輪郭一回拍出量ＰＣＳＶ＿ｕｎｃａｌを提供するためのいくつかの他の方法が可能である。本発明の場合、第１の脈拍輪郭一回拍出量ＰＣＳＶ＿ｕｎｃａｌがどのように取得されるかは重要でない。上記で説明したように、本発明の本質は、従来の取得される第１の脈拍輪郭一回拍出量ＰＣＳＶ＿ｕｎｃａｌの精度を改善する方法を提供することである。
【0106】
上記で説明したように、心臓－肺の相互作用ＨＬＩは、区別される必要がある異なる状況の間に生じる。なぜなら、ＨＬＩに影響を与えるパラメータはこれらの状況において異なるためである。ＨＬＩは、自発呼吸ＳＢ及び人工呼吸器ＭＶの間に生じる。ＭＶは、完全に制御された人工呼吸器ＣＭＶ又は自発呼吸補助ＡＳＢ、及びＳＢとＣＭＶとの間の任意の他の人工呼吸形態に分離することができる。
【0107】
第１に、人工呼吸器中の流体反応性パラメータが論考される。ＭＶにおいて、外部ポンプ（すなわち、人工呼吸器装置）が空気又は任意の他の換気ガス混合物を呼吸の軌道内に押し入れ、これにより肺を陽圧で膨張させる。肺の膨張により、胸郭の拡大及び横隔膜の尾側移動が生じる。同時に、ＭＶ吸気において、拡大する肺は、主に大静脈、右心房、右心室、肺循環及び左心房から構成される胸郭内低血圧容量系ＩＢＣＳを圧迫する。この圧迫により、右心室前負荷及び一回拍出量の静脈灌流の低減が生じ、これは、肺及び左心を通過した後、再び大動脈及び動脈系において、減少した一回拍出量、又はこれに対応して減少した収縮期圧及び脈圧として検出される。
【0108】
ＭＶにおけるＨＬＩをどのように利用することができるかを理解するために、肺を、ＩＢＣＳの相対的充満及び心臓前負荷の適切性の推定のための試験ツールであると仮定することが役立つ。相対的充満は、半定量的な段階的情報、例えば、心血管充満が適切であるか、過度に多いか、又は過度に少ないか、又は非常に過度に少ないかのみが取得されることを意味する。それによって、流体反応性パラメータＦＲＰは、通例、吸気及び呼気で構成される換気サイクルの少なくとも１つの呼吸にわたるパーセンテージ変動として計算される。
【0109】
異なるＦＲＰ、例えば脈圧変動ＰＰＶ、平均左心室吐出圧変動ＭＥＰＶ、一回拍出量変動ＳＶＶ、収縮期圧変動ＳＰＶ、収縮期圧領域変動ＳＰＡＶ又は任意の他の適切なＦＰＲを単独で又は組み合わせて用いることができる。後者の場合、例えば、組み合わされたＦＲＰを生成する前に、回帰分析式を適用する、例えば加重平均を計算することによって、異なるＦＲＰを、比較可能なレベル及び範囲に調整することが必要である。
【0110】
ＳＰＶの値範囲をＰＰＶに当てはめるように均一にする関数について示される例は、以下である。
（１５）ＰＰＶ＊（％）＝ｃｏｅｆｆ・ＳＰＶ（％）＋ｃｏｎｓｔ
これに対し、ｃｏｅｆｆ及びｃｏｎｓｔは、回帰分析から導出され、次元を有しない。ＰＰＶ及びＰＰＶ＊は、加重平均として組み合わされＦＲＰにされる。
（１６）ＦＲＰ（％）＝（ＰＰＶ（％）＋ｗ・ＰＰＶ＊（％））／（１＋ｗ）
ここで、ｗは次元のない重み付け係数である。
（１５）ＰＰＶ＊（％）＝ｃｏｅｆｆ・ＳＰＶ（％）＋ｃｏｎｓｔ
これに対し、ｃｏｅｆｆ及びｃｏｎｓｔは、回帰分析から導出され、次元を有しない。ＰＰＶ及びＰＰＶ＊は、加重平均として組み合わされＦＲＰにされる。
（１６）ＦＲＰ（％）＝（ＰＰＶ（％）＋ｗ・ＰＰＶ＊（％））／（１＋ｗ）
ここで、ｗは次元のない重み付け係数である。
【0111】
ＭＥＰＶの値範囲をＰＰＶに当てはめるように均一にする関数について示される例は、以下である。
（１７）ＰＰＶ１＊（％）＝ｃｏｅｆｆ＿ＭＥＰＶ・ＭＥＰＶ（％）＋ｃｏｎｓｔ＿ＭＥＰＶ
ここで、ｃｏｅｆｆ＿ＭＥＰＶ、ｃｏｎｓｔ＿ＭＥＰＶは、回帰分析から導出され、次元を有しない。
（１７）ＰＰＶ１＊（％）＝ｃｏｅｆｆ＿ＭＥＰＶ・ＭＥＰＶ（％）＋ｃｏｎｓｔ＿ＭＥＰＶ
ここで、ｃｏｅｆｆ＿ＭＥＰＶ、ｃｏｎｓｔ＿ＭＥＰＶは、回帰分析から導出され、次元を有しない。
【0112】
ＳＰＡＶの値範囲をＰＰＶに当てはめるように均一にする関数について示される例は、以下である。
（１８）ＰＰＶ２＊（％）＝ｃｏｅｆｆ＿ＳＰＡＶ・ＳＰＡＶ（％）＋ｃｏｎｓｔ＿ＳＰＡＶ
ここで、ｃｏｅｆｆ＿ＳＰＡＶ、ｃｏｎｓｔ＿ＳＰＡＶは、回帰分析から導出され、次元を有しない。
（１８）ＰＰＶ２＊（％）＝ｃｏｅｆｆ＿ＳＰＡＶ・ＳＰＡＶ（％）＋ｃｏｎｓｔ＿ＳＰＡＶ
ここで、ｃｏｅｆｆ＿ＳＰＡＶ、ｃｏｎｓｔ＿ＳＰＡＶは、回帰分析から導出され、次元を有しない。
【0113】
ＰＰＶ、ＰＰＶ１＊及びＰＰＶ２＊は、加重平均として組み合わされＦＲＰにされる。
（１９）ＦＲＰ（％）＝（ＰＰＶ（％）＋ｗ１・ＰＰＶ１＊（％）＋ｗ２＊ＰＰＶ２＊（％））／（１＋ｗ１＋ｗ２）
ここで、ｗ１及びｗ２は次元のない重み付け係数である。
（１９）ＦＲＰ（％）＝（ＰＰＶ（％）＋ｗ１・ＰＰＶ１＊（％）＋ｗ２＊ＰＰＶ２＊（％））／（１＋ｗ１＋ｗ２）
ここで、ｗ１及びｗ２は次元のない重み付け係数である。
【0114】
ＦＲＰの絶対レベルは、血行動態充満ステータスのみでなく、肺であるＦＲ試験ツールの有効性、並びに試験が行われる力及び条件にも依拠する。
【0115】
例えばＭＶにおける変化していないＩＢＣＳを所与として、より大きな一回換気量の結果としてより高いＦＲＰ値が得られるのと比較して、より小さな一回換気量の結果としてより低いＦＲＰ値が得られる。一回換気量が変化するときに観測可能なＦＲＰの変化は、ＩＢＣＳにおける経壁圧を低減し、これによりその容積を低下させる胸郭内圧力ＩＴＰの付随変化によって直接引き起こされる。
【0116】
このため、ＦＲＰの正規化が行われ、それによって、一回換気量における変化のようなＩＢＣＳの充満ステータス以外のパラメータの変化を無効にする。
【0117】
式（１６）又は式（１９）において導出されたＦＲＰの値は、％単位で与えられる組み合わされたＦＲＰと呼ばれる。これは、図９のステップＳ３０８における出力であり、これについては後に詳細に説明される。この組み合わされたＦＲＰ値は、正規化される必要があり、正規化されたＦＲＰであるＦＲＰ＿ｎｏｒｍをもたらす。ここで、ＭＶとＳＢとは区別されなくてはならない。これについては以下において説明される。
【0118】
ＭＶ及びＳＢについて正規化された流体反応性パラメータＦＲＰ＿ｎｏｒｍを得ると、この正規化されたＦＲＰ＿ｎｏｒｍを用いて、ステップＳ３００において流体反応性パラメータ関数ｆ（ＦＲＰ＿ｎｏｒｍ）が生成又は決定される。このため、最初に、流体反応性パラメータＦＲＰ＿ｎｏｒｍが決定されなくてはならない。
【0119】
ＭＶにおいて、流体反応性パラメータＦＲＰ＿ｎｏｒｍは、式２０に基づいて計算される。
（２０）ＦＲＰ＿ｎｏｒｍ（％）＝ＦＲＰ（％）・ｆ＿ＦＲＰ＿ＭＶ
（２０）ＦＲＰ＿ｎｏｒｍ（％）＝ＦＲＰ（％）・ｆ＿ＦＲＰ＿ＭＶ
【0120】
ＳＢにおいて、式２１が用いられる。
（２１）ＦＲＰ＿ｎｏｒｍ（％）＝ＦＲＰ（％）・ｆ＿ＦＲＰ＿ＳＢ
（２１）ＦＲＰ＿ｎｏｒｍ（％）＝ＦＲＰ（％）・ｆ＿ＦＲＰ＿ＳＢ
【0121】
ｆ＿ＦＲＰ＿ＭＶ及びｆ＿ＦＲＰ＿ＳＢは、以下で説明される正規化関数を表す。
【0122】
式（２０）及び式（２１）において、ＦＲＰは、図９のステップＳ３０８における組み合わされた流体反応性パラメータ出力であるか、又はステップＳ３０４における単一の流体反応性パラメータ出力である。このＦＲＰの決定は、以下で図９に基づいて説明されることになる。
【0123】
ステップＳ３０２において、少なくとも１つのＦＲＰが決定される。以下の血圧関連データは、少なくとも１つのＦＲＰ：脈圧変動（ＰＰＶ）、平均左心室吐出圧変動（ＭＥＰＶ）、一回拍出量変動（ＳＶＶ）、収縮期圧変動（ＳＰＶ）、収縮期圧領域変動（ＳＰＡＶ）、フォトプレスチモグラフィ変動性指標（ＰＶＩ）、又は適切な感度及び特異性を有する任意のＦＲＰを決定するために用いることができる。
【0124】
上述したＦＲＰのうちの１つのみが決定される場合、ステップＳ３０３において、ステップＳ３０４において（％）単位での単一のＦＲＰを出力することを決める。少なくとも２つのＦＲＰが決定される場合、ステップ３０５において、それらのうちの１つがガイドＦＲＰとして選択される。少なくとも２つのＦＲＰのうちの他のものが調整されなくてはならないため、ステップＳ３０６において他のＦＲＰの調整が行われる。このため、少なくとも１つの他のＦＲＰが、ガイドＦＲＰの比較可能なレベル及び／又は範囲まで調整される。回帰分析を用いることによって調整が行われ、ここで、式１５、式１７及び式１８に示すように、係数及び定数を用いて、異なるＦＲＰのレベルをガイドＦＲＰに対し調整する。
【0125】
ステップＳ３０６において少なくとも１つの他のＦＲＰをガイドＦＲＰに対し調整した後、ステップＳ３０７において、組み合わされたＦＲＰが生成される。組み合わされたＦＲＰの次元は％である。図８のステップＳ３００において、単一の又は組み合わされたＦＲＰがＦＲＰ＿ｎｏｒｍの決定のために用いられる。上記で示したように、図１０のステップＳ３１６において、組み合わされた又は単一のＦＲＰは、ＦＲＰ正規化関数によって正規化される。
【0126】
以下において、単一の又は組み合わされたＦＲＰの正規化が人工呼吸器について説明される。これについては、上述した式１７を参照されたい。このため、ＦＲＰを正規化してＦＲＰ＿ｎｏｒｍを導出するために、正規化関数ｆ＿ＦＲＰ＿ＭＶが展開される。
【0127】
最初に、正規化の必要性が説明される。肺をＩＢＣＳの充満ステータスのための試験ツールとみなすとき、呼吸系の様々な構成要素がＩＢＣＳに対し異なる影響を有するため、標準化が必要である。このため、呼吸系全体及びその構成要素が検討される必要があり、その各々は、個人の健康な状態と疾患状態とで著しく変化する。
【0128】
１つの重要な要素は、呼吸系のコンプライアンスＣｒｓである。呼吸系全体の静的コンプライアンスＣｒｓは、肺コンプライアンスＣｌｓ自体及び胸壁コンプライアンスＣｃｗを含む。
【0129】
Ｇｒｉｎｎａｎ他２００５［２］によれば、式（２２）を所与として、以下の関係が適用可能である。
（２２）Ｃｒｓ（ｍｌ／ｃｍＨ２Ｏ）＝Ｃｃｗ（ｍｌ／ｃｍＨ２Ｏ）・Ｃｌｓ（ｍｌ／ｃｍＨ２Ｏ）／（Ｃｃｗ（ｍｌ／ｃｍＨ２Ｏ）＋Ｃｌｓ（ｍｌ／ｃｍＨ２Ｏ））
（２２）Ｃｒｓ（ｍｌ／ｃｍＨ２Ｏ）＝Ｃｃｗ（ｍｌ／ｃｍＨ２Ｏ）・Ｃｌｓ（ｍｌ／ｃｍＨ２Ｏ）／（Ｃｃｗ（ｍｌ／ｃｍＨ２Ｏ）＋Ｃｌｓ（ｍｌ／ｃｍＨ２Ｏ））
【0130】
正常な成人の肺のＣｒｓは、７０～１００ｍｌ／ｃｍＨ２Ｏであり、急性の重度なＡＲＤＳ（成人呼吸窮迫症候群）及び慢性肺線維症では、更には２５ｍｌ／ｃｍＨ２Ｏまで減少する場合がある。
【0131】
Ｃｃｗは、胸壁、すなわち、１つの実体とみなされる胸郭及び横隔膜のコンプライアンスを表す。Ｃｃｗは、例えば、腹腔内圧の上昇及びそれにより硬くなった横隔膜に起因した腹部を発端とした敗血症において減少する場合があり、同じことは、例えば、ベヒテレフ病における、胸郭を硬化させる任意の疾患で発生する。逆もまた同様に、Ｃｃｗは、手術中の開腹に起因して増大する場合がある。低減したＣｃｗは、肺の同じ膨張レベルを達成するのにより高い機械的吸気圧を必要とし、このため、正常なＣｃｗを有する胸壁と比較して、より高いレベルにＩＴＰを増大させる。逆もまた同様に、これはＣｃｗの増大を有する胸壁にも当てはまる。
【0132】
【0133】
手術室における通常の臨床業務において、人工呼吸器装置は、所与の状況に対する目標一回換気量、ピーク吸気圧制限、終末呼気陽圧及び換気速度を有するＣＭＶに設定される。通例、例えば標準化された一回換気量を用いて標準化された試験手順を行うことは実際的でないか又は更には不可能である。このため、個人間で比較可能な正規化されたＦＲＰ＿ｎｏｒｍを取得するために、結果として得られるＦＲＰ値は、ＩＢＣＳのレベルとは別に、ＦＲＰに影響を与えるパラメータを補償／除去することによって正規化される必要がある。
【0134】
機械的に人工呼吸された個人において、ＦＲＰの変化は、人工呼吸器によって適用されるそれぞれの一回換気量ＴＶによって生じる胸郭内圧力変化であるＩＴＰ変化によって誘発される。ＩＢＣＳが一定の場合、より大きなＴＶの結果として大きなＦＲＰ値が得られるのに対し、より小さなＴＶの結果としてより小さなＦＲＰ値が得られる。
【0135】
正常なＣｃｗを有する正常な胸郭を有する他の点では完全に同一の患者と比較した、低いＣｃｗを有する硬い胸郭を有する患者における同じＴＶを用いると、結果として、ＩＴＰのより高い変化及びＦＲＰのより高い値が得られる。
【0136】
このため、ＦＲＰは一回換気量ＴＶに基づいて正規化され、ＴＶも個人間で比較可能になるように正規化されなくてはならない。
【0137】
通常の臨床業務において、ＴＶは、ＮＩＨ－ＮＨＬＢＩ ＡＲＤＳネットワークによって定義されるような予測体重ＰＢＷに正規化され、ＰＢＷは、式（２３）及び（２４）に従って計算する。
（２３）男性、ＰＢＷ（ｋｇ）＝５０ｋｇ＋２．３ｋｇ／ｉｎ（ｈｅｉｇｈｔ（ｉｎ）－６０ｉｎ）；
（２４）女性、ＰＢＷ（ｋｇ）＝４５．５ｋｇ＋２．３ｋｇ／ｉｎ（ｈｅｉｇｈｔ（ｉｎ）－６０ｉｎ）
（２３）男性、ＰＢＷ（ｋｇ）＝５０ｋｇ＋２．３ｋｇ／ｉｎ（ｈｅｉｇｈｔ（ｉｎ）－６０ｉｎ）；
（２４）女性、ＰＢＷ（ｋｇ）＝４５．５ｋｇ＋２．３ｋｇ／ｉｎ（ｈｅｉｇｈｔ（ｉｎ）－６０ｉｎ）
【0138】
この正規化は、性別及び４８インチ～８４インチ（１２３ｃｍ～２１３ｃｍ）に制限された身長のみを考慮に入れるが、体重及び年齢を考慮に入れず、したがって非常に大まかである。式（２３）及び（２４）のみに基づくＰＢＷに対するＴＶの正規化は、幼児及び子供におけるＰＢＷの推定のためのアルゴリズムを提供していない。更に、身長とＰＢＷとの間の線形関係を仮定するが、これはほとんどのバイオメトリック関係にとってかなり一般的でない。
【0139】
このため、ＴＶを身体の代謝的に最も活性の高い区画に関係付けることが提案される。この区画は、非脂肪又は除脂肪体重ＦＦＭとして知られる。ＦＦＭは、酸素取り込み量、心拍出量、左心室質量、及び肺機能の変数、例えば、総肺容量ＴＬＣと最も相関する。ＴＬＣは、最大肺容量と密に関係付けられる。
【0140】
ｋｇ単位でのＦＦＭの予測推定が第１の実施形態において式（２）及び式（３）で上記に説明され、ここでも適用される。他の適切なアルゴリズムを用いるＦＦＭの推定も、子供及び幼児に適用される。
【0141】
要約すると、単一の又は組み合わされたＦＲＰを正規化するために用いられるＦＲＰ正規化関数が以下に基づいて計算される。
（２５）ｆ＿ＦＲＰ＿ＭＶ＝ＴＶｎｏｒｍ０（ｍｌ／ｋｇ）／ＴＶｎｏｒｍ（ｍｌ／ｋｇ）
（２５）ｆ＿ＦＲＰ＿ＭＶ＝ＴＶｎｏｒｍ０（ｍｌ／ｋｇ）／ＴＶｎｏｒｍ（ｍｌ／ｋｇ）
【0142】
このため、ＦＲＰ正規化関数は、例えば成人において８ｍｌ／ｋｇＦＦＭのデフォルト値ＴＶｎｏｒｍ０に対するＴＶｎｏｒｍの関係を用いて正規化されるのに対し、ＴＶｎｏｒｍは、以下の式に基づいてＴＶ及びＦＦＭに基づいて計算される。
（２６）ＴＶｎｏｒｍ（ｍｌ／ｋｇ）＝ＴＶ（ｍｌ）／ＦＦＭ（ｋｇ）
（２６）ＴＶｎｏｒｍ（ｍｌ／ｋｇ）＝ＴＶ（ｍｌ）／ＦＦＭ（ｋｇ）
【0143】
正規化された一回換気量ＴＶｎｏｒｍが図１０におけるステップＳ３１０において提供される。ＴＶは人工呼吸のために用いられる人工呼吸器から読み出される。ＴＶｎｏｒｍ＝ＴＶｎｏｒｍ０である場合、ＦＲＰ＿ｎｏｒｍはＦＲＰに等しい。ステップＳ３１２において、ＦＲＰ正規化関数は、正規化されたＴＶｎｏｒｍに基づいて決定される。
【0144】
追加の係数ｃｏｅｆｆ＿ＭＶ及び定数ｃｏｎｓｔ＿ＭＶを用いたＦＲＰ正規化関数の正規化の精緻化は、式２５に与えられるように可能である。
（２７）ｆ＿ＦＲＰ＿ＭＶ＝ＴＶｎｏｒｍ０（ｍｌ／ｋｇ）／ＴＶｎｏｒｍ（ｍｌ／ｋｇ）・ｃｏｅｆｆ＿ＭＶ＋ｃｏｎｓｔ＿ＭＶ
例えば、ここで、ＰＰＶ及びＳＰＶが組み合わされたＦＲＰとして用いられるとき、成人において、ＴＶｎｏｒｍ０＝６．．１２ｍｌ／ｋｇＦＦＭ、ｃｏｅｆｆ＿ＭＶ＝０．５．．２、及びｃｏｎｓｔ＿ＭＶ＝－１．．１である。
（２７）ｆ＿ＦＲＰ＿ＭＶ＝ＴＶｎｏｒｍ０（ｍｌ／ｋｇ）／ＴＶｎｏｒｍ（ｍｌ／ｋｇ）・ｃｏｅｆｆ＿ＭＶ＋ｃｏｎｓｔ＿ＭＶ
例えば、ここで、ＰＰＶ及びＳＰＶが組み合わされたＦＲＰとして用いられるとき、成人において、ＴＶｎｏｒｍ０＝６．．１２ｍｌ／ｋｇＦＦＭ、ｃｏｅｆｆ＿ＭＶ＝０．５．．２、及びｃｏｎｓｔ＿ＭＶ＝－１．．１である。
【0145】
ＴＶｎｏｒｍに対するＦＲＰの正規化は、既に、Ｃｌｓの様々な条件を補償する。なぜなら、ＩＴＰに対する定数ＴＶｎｏｒｍを有するＭＶの影響は、任意のＣｌｓについて同じであるためである。
【0146】
上記で説明したように、呼吸系は胸壁を更に含む。このため、ステップＳ３１４において行われるように、胸壁コンプライアンスＣｃｗの様々な条件にｆ＿ＦＲＰ＿ＭＶを適応させることが必要とされる。ここで、Ｃｃｗが正常であるか、増大しているか又は減少しているか、及びＣｃｗがどの程度増大又は減少しているかの情報を与える入力データが必要とされる。程度の好ましい等級は以下の通りである。
（ａ）中程度の増大（↑）
（ｂ）正常（－）
（ｃ）中程度の減少（↓）
（ｄ）大きな減少（↓↓）
（ｅ）非常に大きな減少（↓↓↓）
ただし、これらに限定されない。
（ａ）中程度の増大（↑）
（ｂ）正常（－）
（ｃ）中程度の減少（↓）
（ｄ）大きな減少（↓↓）
（ｅ）非常に大きな減少（↓↓↓）
ただし、これらに限定されない。
【0147】
Ｃｃｗの増大は、例えば、腹部が開かれた状況（中程度の増大）又は胸部が開かれた状況（より大きな～大きな増大）において観測される場合がある。しかしながら、後者の条件は、等級付けが難しい。なぜなら、胸部が部分的に開かれるか、又は完全に開かれるかで条件が大きく異なり、双方の肺が大気圧に自由に露出される場合、最も大きな等級となるためである。このため、そのような状況の等級付けは、実用上の問題に起因して考慮に入れられない。
【0148】
ＭＶにおけるＨＬＩに対するＣｃｗの影響を示す図１２が更に参照される。ここで、高／低ＨＬＩが、垂直方向の点線間の大きな／小さな距離として表示される。
【0149】
このため、ＦＲＰ正規化関数ｆ＿ＦＲＰ＿ＭＶは、Ｃｃｗの方向及びレベルに応じて調整される。図１３に概略的に示されるように、増大したＣｃｗは、ｆ＿ＦＲＰ＿ＭＶがより高いレベルに調整されることを必要とし、逆もまた同様である。調整のレベルは、定量的ステップにおいて行うことができ、個人の胸壁の健康状態及び物理的特性に基づいて医師又は医療スタッフによって入力される。
【0150】
異なるＴＶｎｏｒｍ及びＣｃｗについてＦＲＰを保証する全ての上述した標準化方法は、陽圧人工呼吸の任意のモードにおいて一般的に機能する。
【0151】
ステップＳ３１４において、ＦＲＰ正規化関数ｆ＿ＦＲＰ＿ＭＶを相応して調整することによって胸壁のコンプライアンスＣｃｗの様々な条件を検討した後、ステップＳ３１６においてＦＲＰ正規化関数ｆ＿ＦＲＰ＿ＭＶが単一の又は組み合わされたＦＲＰに適用され、正規化されたＦＲＰ＿ｎｏｒｍが達成される。
【0152】
ステップＳ３１８において、正規化されたＦＲＰ＿ｎｏｒｍを用いて、流体反応性パラメータ関数ｆ（ＦＲＰ＿ｎｏｒｍ）を展開する。これは、線形若しくは非線形関数であるか、又はこれらの組み合わせであり、小さなＦＲＰ＿ｎｏｒｍ値においてＰＣＳＶ値を増大させ、大きなＦＲＰ＿ｎｏｒｍ値においてＰＣＳＶ値を減少させる。例示的なｆ（ＦＲＰ＿ｎｏｒｍ）が図２１に示される。
【0153】
流体反応性パラメータ関数ｆ（ＦＲＰ＿ｎｏｒｍ）の可能な線形形態は以下の通りである。
（２８）ｆ（ＦＲＰ＿ｎｏｒｍ）＝ａ・ＦＲＰ＿ｎｏｒｍ（％）＋ｄ
ここで、ａ及びｄは次元を有さず、ａ＜０である。
（２８）ｆ（ＦＲＰ＿ｎｏｒｍ）＝ａ・ＦＲＰ＿ｎｏｒｍ（％）＋ｄ
ここで、ａ及びｄは次元を有さず、ａ＜０である。
【0154】
流体反応性パラメータ関数ｆ（ＦＲＰ＿ｎｏｒｍ）の可能な基本的非線形形態は以下の通りである。
（２９）ｆ（ＦＲＰ＿ｎｏｒｍ）＝ａ・ｌｎ（ＦＲＰ＿ｎｏｒｍ（％））＋ｄ
ここで、ａ及びｄは次元を有さず、ａ＜０であり、好ましくは追加の調整係数によって以下に精緻化することができる。
（３０）ｆ（ＦＲＰ＿ｎｏｒｍ）＝ａ・ｌｎ（ＦＲＰ＿ｎｏｒｍ（％）・ｂ－ｃ）＋ｄ
ここで、ａ＜０であり、次元調整係数ａ、ｂ、ｃ及びｄは、臨床研究に基づいて導出される。
（２９）ｆ（ＦＲＰ＿ｎｏｒｍ）＝ａ・ｌｎ（ＦＲＰ＿ｎｏｒｍ（％））＋ｄ
ここで、ａ及びｄは次元を有さず、ａ＜０であり、好ましくは追加の調整係数によって以下に精緻化することができる。
（３０）ｆ（ＦＲＰ＿ｎｏｒｍ）＝ａ・ｌｎ（ＦＲＰ＿ｎｏｒｍ（％）・ｂ－ｃ）＋ｄ
ここで、ａ＜０であり、次元調整係数ａ、ｂ、ｃ及びｄは、臨床研究に基づいて導出される。
【0155】
ステップＳ３２０において、最終的な流体反応性パラメータ関数ｆ（ＦＲＰ＿ｎｏｒｍ）が出力され、図８のステップＳ３５０において、流体反応性パラメータ関数ｆ（ＦＲＰ＿ｎｏｒｍ）に基づいて第１のＰＣＳＶ＿ｕｎｃａｌを改善するために用いられる。ステップＳ３９０において、第２のＰＣＳＶ＿ｉｍｐが、例えば医療デバイス３３０のディスプレイ上に出力されるか、又は医療デバイス３３０に接続されるか若しくは含まれる自動供給装置若しくは注入ポンプを制御するために用いられる。
【0156】
第２のＰＣＳＶ＿ｉｍｐを計算するための基礎を成す式２９は以下の通りである。
（３１）ＰＣＳＶ＿ｉｍｐ（ｍｌ）＝ＰＣＳＶ（ｍｌ）・ｆ（ＦＲＰ＿ｎｏｒｍ）
（３１）ＰＣＳＶ＿ｉｍｐ（ｍｌ）＝ＰＣＳＶ（ｍｌ）・ｆ（ＦＲＰ＿ｎｏｒｍ）
【0157】
【0158】
自発呼吸において、吸気は、肋間呼吸筋及び横隔膜が収縮し、胸郭の容量を増大させ、これにより負の胸郭内圧ＩＴＰ及び肺内の負圧を引き起こすことに起因して生じる。これにより、空気又は任意の他の換気ガス混合物が肺内に流れる。なぜなら、個人の周囲の大気圧が肺の気流内の圧力よりも高いためである。同時に、吸気時の負のＩＴＰに起因して、胸郭外区画からＩＢＣＳ（例えば、大静脈、右心房）への静脈血流が増大し、これにより、右心室前負荷が増大し、このため右心室一回拍出量が増大する。
【0159】
増大した右心室一回拍出量は、拍動ごとに肺を通って進み、左心室拡張末期容積及び一回拍出量を増大させる。増大した左心室一回拍出量は、例えば収縮期圧及び脈圧における付随する上昇によって大動脈及び動脈系において検出される。正常な呼気において、このＨＬＩ機構は逆になり、呼吸筋及び横隔膜が弛緩し、正常な呼吸において、胸郭の容積は、吸気筋の弛緩時の弾性反跳に主に起因して受動的に減少する。ＩＴＰ及びその後の遠位気道圧が正になり、これによって、より低い大気圧に向けた呼気が生じる。強制された呼気において、他の内肋間筋及び腹筋が収縮し、実質的により高い正のＩＴＰが生じる。
【0160】
正常な呼気及び強制された呼気の双方がＩＴＰの増大を引き起こし、ＩＢＣＳの圧迫は、静脈還流、右心室前負荷及び一回拍出量の低減を引き起こし、これも、例えば収縮期圧及び脈圧の減少によって大動脈及び動脈系において検出される。
【0161】
これらの全ての条件が流体反応性パラメータに影響を与えるため、正規化が必要とされる。
【0162】
人工呼吸中の状況に類似して、肺は、健常な肺及び疾患状態の肺における異なる静的肺コンプライアンスＣｌｓを考慮に入れることなくそれ自体を試験ツールとして標準化することができない。
【0163】
低減したＣｌｓを有する硬い肺（線維症等）は、正常なＣｌｓを有する肺と比較して、同じ膨張レベルを達成するために、より負のＩＴＰを必要とする。自発吸気中のより負のＩＴＰにより、より高い静脈還流、より高い一回拍出量、及び最終的により大きなＦＲＰ値が生じる。
【0164】
ＭＶにおける条件と異なり、ＩＴＰに対する、したがってＦＲＰに対するＣｃｗの影響は無視できる＝ＳＢにおいて適用されないとみなすことができる。
【0165】
通例、ＩＴＰ変化も、一回換気量も、患者又は個人にストレスを引き起こすことなくＳＢにおいて測定することができない。しかしながら、一回換気量により誘発されたＦＲＰ変化も正規化される必要があり、静的肺コンプライアンスが考慮に入れられる必要がある。同じレベルの物理的活性及び環境条件において肺胞換気量は経時的に一定のままである。ＲＲの任意の増大の結果として一回換気量が低下し、呼吸数ＲＲの減少の結果として一回換気量が高くなる。この場合、呼吸数ＲＲ又は対応する変数がＦＲＰ正規化のために用いられる。なぜなら、これはＴＶに関係付けられ、したがってＦＲＰに関係付けられるためである。自発呼吸する成人個人のＲＲは、正常条件及び最も病的な条件下で６．．４０／ｍｉｎの範囲で変動する。ＩＢＣＳが一定の場合、より大きなＲＲの結果としてより低いＴＶが得られ、このためより小さなＦＲＰ値が得られるのに対し、より低いＲＲの結果としてより大きなＴＶが得られ、このためより大きなＦＲＰ値が得られる。
【0166】
ＳＢ中、単一の又は組み合わされたＦＲＰを正規化するための正規化関数ｆ＿ＦＲＰ＿ＳＢは、ＦＲＰのＲＲ依存性及びＣｌｓ依存性をなくす任意の線形又は非線形関数である。所与のＲＲ及び肺コンプライアンスＣｌｓにおける個人の任意の測定されたＦＲＰ値（その例が上記で与えられる）が、正規化関数ｆ＿ＦＲＰ＿ＳＢを適用することによってＲＲ及びＣｌｓに対し正規化される。
【0167】
このため、一回換気量ＴＶが利用可能であるか否かに依拠して（利用可能であるのは稀なケースである）、ＦＲＰ正規化関数ｆ＿ＦＲＰ＿ＳＢを決定するための様々な方式を用いることができる。ＦＲＰ正規化関数ｆ＿ＦＲＰ＿ＳＢは、上記で式１８に示したような正規化されたＦＲＰ＿ｎｏｒｍを達成するために、単一の又は組み合わされたＦＲＰに適用される。図１４を参照すると、ステップＳ４１０において、一回換気量ＴＶが利用可能であるか否かがチェックされる。一回換気量ＴＶが利用可能でない場合、ステップＳ４２０において、近似関数ｆ＿ＦＲＰ（ＲＲ）に基づいてＦＲＰ正規化関数ｆ＿ＦＲＰ＿ＳＢが決定される。ＴＶがＦＲＰ正規化関数において利用可能である場合、ステップＳ４３０において、ｆ＿ＦＲＰ＿ＳＢは、一回換気量に基づいて決定される。
【0168】
最初に、ＲＲに基づくＦＲＰ正規化関数ｆ＿ＦＲＰ＿ＳＢ＿ＲＲの決定が詳細に説明される。
【0169】
ＦＲＰ正規化関数ｆ＿ＦＲＰ＿ＳＢ＿ＲＲの基本形態は以下のように表すことができる。
（３２）ｆ＿ＦＲＰ＿ＳＢ＿ＲＲ＝ＲＲ（ｌ／ｍｉｎ）／ＲＲ０（ｌ／ｍｉｎ）
（３２）ｆ＿ＦＲＰ＿ＳＢ＿ＲＲ＝ＲＲ（ｌ／ｍｉｎ）／ＲＲ０（ｌ／ｍｉｎ）
【0170】
ｆ＿ＦＲＰ＿ＳＢ＿ＲＲは、ＲＲが例えば１２／ｍｉｎのデフォルト値ＲＲ０よりも大きい場合、ＦＲＰ値を増大させ、ＲＲがＲＲ０よりも小さい場合、ＦＲＰを減少させなくてはならない。
【0171】
ｆ＿ＦＲＰ＿ＳＢ＿ＲＲのＲＲ依存性は、健常な正常血液量の個人の同時ＲＲ測定を用いたＦＲＰ測定の統計的分析から取得することができる。
【0172】
Ｆ＿ＦＲＰ＿ＳＢ＿ＲＲは以下の形態をとることができる。
（３３）ｆ＿ＦＲＰ＿ＳＢ＿ＲＲ＝ｆＦＲＰ（ＲＲ０）／ｆ＿ＦＲＰ（ＲＲ）
ここで、ｆ＿ＦＲＰ（ＲＲ）は呼吸数補正関数であり、好ましくは指数関数であり、好ましくは以下の形態をとる。
例えば、ａ＝５．．．２０％、ｂ＝０．０２．．．０．１０ｍｉｎの成人について、
（３４）ｆ＿ＦＲＰ（ＲＲ）＝ａ・ｅｘｐ（－ｂ（ｍｉｎ）・ＲＲ（ｌ／ｍｉｎ））
（３３）ｆ＿ＦＲＰ＿ＳＢ＿ＲＲ＝ｆＦＲＰ（ＲＲ０）／ｆ＿ＦＲＰ（ＲＲ）
ここで、ｆ＿ＦＲＰ（ＲＲ）は呼吸数補正関数であり、好ましくは指数関数であり、好ましくは以下の形態をとる。
例えば、ａ＝５．．．２０％、ｂ＝０．０２．．．０．１０ｍｉｎの成人について、
（３４）ｆ＿ＦＲＰ（ＲＲ）＝ａ・ｅｘｐ（－ｂ（ｍｉｎ）・ＲＲ（ｌ／ｍｉｎ））
【0173】
呼吸数補正関数ｆ＿ＦＲＰ（ＲＲ）の例が図１５に提供され、ＲＲが増大するにつれ、ＰＰＶが減少することを示す。
【0174】
図１５は、メトロノームの拍に従って毎分６回～３０回（合計ｎ＝１７０の測定値）呼吸するように要求された２０人の成人の健常な正常血液量の（＝正常循環血液量の）ボランティアにおける調査結果を示す。非侵襲的ＰＰＶがＦＲＰとして測定された。四角はＰＰＶの平均（±標準偏差）を表す。示される曲線は、これらのデータ点に基づく指数近似関数ｆ＿ＦＲＰ（ＲＲ）である。
【0175】
更に、図１５は、デフォルト値ＴＶｎｏｒｍ０と比較して、関数ｆ＿ＦＲＰ（ＲＲ）がＴＶｎｏｒｍの増大と共に増大し、ＴＶｎｏｒｍの減少と共に減少することを示す。
【0176】
図１６は、式（３３）及び式（３４）を用いて、デフォルト肺コンプライアンスＣｌｓ０において図１５のｆ＿ＦＲＰ（ＲＲ）（図１６の一点短鎖線）から導出された成人の場合のＦＲＰ正規化関数ｆ＿ＦＲＰ＿ＳＢ＿ＲＲ（実線）の例を示す。
【0177】
ＦＲＰ正規化関数ｆ＿ＦＲＰ＿ＳＢ＿ＲＲは、ＦＲＰをＲＲ０＝１２／ｍｉｎにおける値、ここではＦＲＰ＿ｎｏｒｍ＝７．６１％に固定することによって、ＦＲＰに対するＲＲの影響をなくす。ＲＲ０におけるｆ＿ＦＲＰ＿ＳＢ＿ＲＲの値は１であり、このため、ＲＲ＝ＲＲ０におけるＦＲＰ値は未変更のままである。ｆ＿ＦＲＰ＿ＳＢ＿ＲＲとの乗算により、ＲＲ０よりも小さいＲＲ値において測定されたＦＲＰは減少し、ＲＲ０よりも大きなＲＲ値において測定されたＦＲＰは増大する。
【0178】
いくつかの病的条件により、ＴＶの増大又は減少が引き起こされることに留意されたい。ＴＶの増大により、呼吸により誘発されたＩＴＰ変化の増大が生じる。その後、患者の未変化血液量においてＦＲＰが増大する。この病的に随伴したＦＲＰの増大は補正されなくてはならない。
【0179】
ＦＲＰ補正を更に改善するために、ＴＶが減少又は増大するか、及びどのレベルまで減少又は増大するかの推定を与える入力データが必要とされる。
【0180】
医師又は医療スタッフによって入力される必要があるＴＶの好ましい定量化レベルは以下の通りである。
（ａ）中程度の減少（↓）
（ｂ）正常（－）
（ｃ）中程度の増大（↑）
（ｄ）大きな増大（↑↑）
（ｅ）非常に大きな増大（↑↑↑）
ただし、これらに限定されない。
（ａ）中程度の減少（↓）
（ｂ）正常（－）
（ｃ）中程度の増大（↑）
（ｄ）大きな増大（↑↑）
（ｅ）非常に大きな増大（↑↑↑）
ただし、これらに限定されない。
【0181】
入力値に基づいて、ＦＲＰ正規化関数ｆ＿ＦＲＰ＿ＳＢ＿ＲＲが、ＴＶの方向及びレベルに応じて調整される。増大したＴＶは、ｆ＿ＦＲＰ＿ＳＢ＿ＲＲがより低いレベルに調整されることを必要とするのに対し、減少した一回換気量は、ｆ＿ＦＲＰ＿ＳＢ＿ＲＲをより高いレベルに調整することを必要とする。これらのレベルの例示のために、図１７を参照されたい。
【0182】
ここで、一回換気量ＴＶが利用可能である場合のＦＲＰ正規化関数のステップＳ４３０における決定が説明される。
【0183】
ＴＶが利用可能である場合、ＦＲＰは正規化することができ、ここで、ＴＶｎｏｒｍは、関数ｆ＿ＦＲＰ＿ＳＢ＿ＴＶの適用によってＭＶと同様にしてＦＦＭに対し正規化される。
（３５）ＦＲＰ＿ｎｏｒｍ（％）＝ＦＲＰ（％）・ｆ＿ＦＲＰ＿ＳＢ＿ＴＶ
（３５）ＦＲＰ＿ｎｏｒｍ（％）＝ＦＲＰ（％）・ｆ＿ＦＲＰ＿ＳＢ＿ＴＶ
【0184】
ＦＲＰは、例えば成人の場合８ｍｌ／ｋｇＦＦＭのデフォルト値ＴＶｎｏｒｍ０に対するＴＶｎｏｒｍの関係を用いて正規化することができる。
（３６）ｆ＿ＦＲＰ＿ＳＢ＿ＴＶ＝ＴＶｎｏｒｍ０（ｍｌ／ｋｇ）／ＴＶｎｏｒｍ（ｍｌ／ｋｇ）
（３６）ｆ＿ＦＲＰ＿ＳＢ＿ＴＶ＝ＴＶｎｏｒｍ０（ｍｌ／ｋｇ）／ＴＶｎｏｒｍ（ｍｌ／ｋｇ）
【0185】
好ましくは、追加の次元のない係数ｃｏｅｆｆ＿ＭＶ及び次元のない定数ｃｏｎｓｔ＿ＭＶを用いた正規化アルゴリズムの正規化が可能である。
（３７）ｆ＿ＦＲＰ＿ＳＢ＿ＴＶ＝ＴＶｎｏｒｍ０（ｍｌ／ｋｇ）／ＴＶｎｏｒｍ（ｍｌ／ｋｇ）・ｃｏｅｆｆ＿ＳＢ＿ＴＶ＋ｃｏｎｓｔ＿ＳＢ＿ＴＶ
（３７）ｆ＿ＦＲＰ＿ＳＢ＿ＴＶ＝ＴＶｎｏｒｍ０（ｍｌ／ｋｇ）／ＴＶｎｏｒｍ（ｍｌ／ｋｇ）・ｃｏｅｆｆ＿ＳＢ＿ＴＶ＋ｃｏｎｓｔ＿ＳＢ＿ＴＶ
【0186】
更に、ＲＲ（ｆ＿ＦＲＰ＿ＳＢ＿ＲＲ）に依存することができるか又はＴＶｎｏｒｍ（ｆ＿ＦＲＰ＿ＳＢ＿ＴＶ）に依存することができるＦＲＰ正規化関数ｆ＿ＦＲＰ＿ＳＢの、静的肺コンプライアンスＣｌｓの異なる条件に対する適合は、Ｃｌｓが正常であるか否か、又はＣｌｓが増大しているか否か及びどの程度増大しているかの情報を与える入力データを更に必要とする。これはステップＳ４４０において行われる。
【0187】
医師又は医療スタッフによって入力される、入力データの度合いの好ましい等級付けは以下の通りである。
（ａ）正常（－）
（ｂ）中程度の減少（↓）
（ｃ）大きな減少（↓↓）
（ｄ）非常に大きな減少（↓↓↓）
ただし、これらに限定されない。
（ａ）正常（－）
（ｂ）中程度の減少（↓）
（ｃ）大きな減少（↓↓）
（ｄ）非常に大きな減少（↓↓↓）
ただし、これらに限定されない。
【0188】
更に、ＳＢ中のＨＬＩに対するＣｌｓの影響の異なる状況を示す図１８及び図１９を参照されたい。より低いＣｌｓはより暗い肺として表示され、高い／低いＨＬＩは、垂直方向の点線間の大きな／小さな距離として表示される。このため、左側に示される肺は正常なＣｌｓを有するのに対し、右側に示される肺は大幅に低減したＣｌｓを有する。
【0189】
ＦＲＰ正規化関数ｆ＿ＦＲＰ＿ＳＢは、Ｃｌｓの方向及びレベルに依拠して調整される必要がある。このため、減少したＣｌｓは、ｆ＿ＦＲＰ＿ＳＢがより低いレベルに調整されることを必要とする。大幅に低減したＣｌｓは、ｆ＿ＦＲＰ＿ＳＢを大幅に低下させることを必要とする。
【0190】
式（３３）及び式（３４）を用いたＣｌｓ＝Ｃｌｓ０及びＣｌｓ／Ｃｌｓ０＝０．５におけるＦＲＰ正規化関数ｆ＿ＦＲＰ＿ＳＢ＿ＲＲの例を示す図２０を更に参照されたい。ＲＲ０におけるｆ＿ＦＲＰ＿ＳＢ＿ＲＲの値は、関係Ｃｌｓ／Ｃｌｓ０に等しい。
【0191】
ＦＲＰ正規化関数ｆ＿ＦＲＰ＿ＳＢを調整した後、ステップＳ４５０において、調整されたｆ＿ＦＲＰ＿ＳＢが単一の又は組み合わされたＦＲＰに適用される。ここで、ＳＢのための正規化されたＦＲＰ＿ｎｏｒｍが達成される。
【0192】
ＭＶと同様に、ステップＳ４６０において調整係数ａ、ｂ、ｃ及びｄがＦＲＰ＿ｎｏｒｍに適用され、最終的にＦＲＰ関数ｆ（ＦＲＰ＿ｎｏｒｍ）が受信される。ステップＳ４７０において、このＦＲＰ関数ｆ（ＦＲＰ＿ｎｏｒｍ）が出力され、式２９において定義されるように、ＰＣＳＶ＿ｕｎｃａｌに適用されて、最終的にＰＣＳＶ＿ｉｍｐが得られる。これはここでも以下のように提供される。
（２９）ＰＣＳＶ＿ｉｍｐ（ｍｌ）＝ＰＣＳＶ（ｍｌ）・ｆ（ＦＲＰ＿ｎｏｒｍ）
（２９）ＰＣＳＶ＿ｉｍｐ（ｍｌ）＝ＰＣＳＶ（ｍｌ）・ｆ（ＦＲＰ＿ｎｏｒｍ）
【0193】
第２の実施形態を要約すると、流体反応性の個人の心臓の一回拍出量は、血行動態充満状態に依拠する。より大きなＦＲＰによって示されるより低い充満状態の結果として、より低い一回拍出量が得られ、逆もまた同様である。したがって、ＰＣＳＶ計算は、実際のＦＲＰ値を考慮に入れることによって改善される。ＩＢＣＳのレベルは別として、このＰＣＳＶの改善に影響を与えるパラメータを補償／除去するために、本発明は、ＭＶにおけるＴＶｎｏｒｍ及びＣｃｗ、又はＳＢにおけるＲＲ、ＴＶｎｏｒｍ及びＣｌｓを用いて正規化された、正規化ＦＲＰ＿ｎｏｒｍを用いることを提案する。
【0194】
【0195】
図２１を参照すると、ＦＲＰ＿ｎｏｒｍからのＳＶｔｄ＿ＦＦＭ＿ｎｏｒｍ（ｍｌ／ｋｇＦＦＭ）の依存性に対する対数当てはめ関数ｌｎ＿ｆｉｔ＿ｆｃｔから結果として得られるｆ（ＦＲＰ＿ｎｏｒｍ）の可能な形態の例が示される。ここで、ＳＶｔｄ＿ＦＦＭ＿ｎｏｒｍは、ＦＦＭに対し正規化されたＳＶｔｄのＦＦＭ部分である。
【0196】
対数当てはめ関数ｌｎ＿ｆｉｔ＿ｆｃｔは、ＦＲＰ＿ｎｏｒｍ変化＞５％を有する２２人の成人患者のデータの統計的解析に基づく。
【0197】
ｆ（ＦＲＰ＿ｎｏｒｍ）は、ＦＲＰ＿ｎｏｒｍのデフォルト値におけるｌｎ＿ｆｉｔ＿ｆｃｔの値に対する正規化によってｌｎ＿ｆｉｔ＿ｆｃｔから導出される（ここで、ＦＲＰ＿ｎｏｒｍ０＝１３．２％において１．２ｍｌ／ｋｇＦＦＭ）。
【0198】
更に、ｆ（ＦＲＰ＿ｎｏｒｍ）と所与のＰＣＳＶとの任意の乗算により、ＦＲＰ＿ｎｏｒｍ＜ＦＲＰ＿ｎｏｒｍ０においてＰＣＳＶが増大し、ＦＲＰ＿ｎｏｒｍ＞ＦＲＰ＿ｎｏｒｍ０においてＰＣＳＶが減少する。このため、これは正規化されたＦＲＰ値に基づく増幅関数又は減衰関数である。
【0199】
それにも関わらず、本発明の方法は、ＰＣＳＶの導出された値の高い精度をもたらし、結果として、手術中の医師又は医療スタッフのより信頼性の高い診断、及びより良好でおそらく人命救助となる反応が得られる。
【0200】
【0201】
図２２～図３３において、３７人の患者における経肺熱希釈法測定からの生物学的に較正された非侵襲的ＰＣＳＶ計算対同時に行われた対応するＳＶｒｅｆの例を示す異なる回帰図が示される。ＰＣＳＶ値は、正確度の違いを示すために、従来の方式及び／又は本発明の方法による測定及び決定に基づく。ここで、ＳＤは標準偏差を表し、ｒはピアソン相関係数を表し、ＣＲは一致率を表し、ＰＥはパーセンテージ誤差を表し、ｐｔｓは患者を表し、ｎは測定数を表す。
【0202】
図２２は、ＰＣＳＶ＿ｕｎｃａｌを提供するための従来のアルゴリズム（Ｃｈｅｎ他、Ｃｏｍｐｕｔ Ｃａｒｄｉｏｌ．２００９ Ｊａｎ １．Ｔｈｅ Ｅｆｆｅｃｔ ｏｆ Ｓｉｇｎａｌ Ｑｕａｌｉｔｙ ｏｎ Ｓｉｘ Ｃａｒｄｉａｃ Ｏｕｔｐｕｔ ＥｓｔｉｍａｔｏｒｓにおけるＷｅｓｓｅｌｉｎｇアルゴリズム）に基づいてＰＣＳＶを決定するための方法の結果を示す回帰図を示す。Ｗｅｓｓｅｌｉｎｇアルゴリズムは、次元を有しないＰＣＳＶ＿ｕｎｃａｌを提供するためのアルゴリズムであり、このため、個人の生物学的特性に基づいて個人に対し較正される必要がある。ＰＣＳＶ＿ｕｎｃａｌｉの従来の生物学的較正は、上記のＢＳＡに基づいて行われる。更に、ＦＲＰに基づくＰＣＳＶ調整が適用されない。ＰＣＳＶ対ＳＶｒｅｆの低い正確度及び精度は、図２２において、高いＳＤ値及びＰＥ値、並びに低い相関係数によって示されて認識可能である。
【0203】
図２３は、ＰＣＳＶ＿ｕｎｃａｌを提供するための代替的なアルゴリズムに基づいてＰＣＳＶを決定するための方法の結果を示す回帰図を示す。ここでも、ＢＳＡに基づく従来の生物学的較正パラメータＢＳＡＣａｌが適用され、ＦＲＰに基づくＰＣＳＶ調整は適用されなかった。このため、図２３において、ＰＣＳＶ＿ｕｎｃａｌを導出するためのアルゴリズムのみが異なる。図１ｂを参照して上記で説明したように、一般的に、ＰＣＳＶ＿ｕｎｃａｌは次元を有さず、侵襲的に又は非侵襲的に取得することができる任意の動脈圧波形から導出される。このように導出されたパラメータに基づいて、個人の血圧曲線が識別され、ＰＣＳＶ＿ｕｎｃａｌを形成するためにいくつかの異なるパラメータが考慮される。図２２と比較して、代替的なＰＣＳＶ＿ｕｎｃａｌアルゴリズムは、従来のアルゴリズムよりも高い正確度及び精度をもたらすことを観察することができる。これは、異なるアルゴリズムを用いて、開始値ＰＣＳＶ＿ｕｎｃａｌを導出することができることを示し、これは本発明に必要とされる。
【0204】
図２４及び図２５は共に、ＰＣＳＶの変化ΔＰＣＳＶ対基準熱希釈法ＳＶｒｅｆの変化ΔＳＶｒｅｆを示す回帰図（４象限プロット）であり、共に、図２２及び図２３におけるものと同じＰＣＳＶ＿ｕｎｃａｌアルゴリズムに基づいて、対応する初期ＰＣＳＶ値及び初期ＳＶｒｅｆ値に関係付けられている。
【0205】
図２４は、ＰＣＳＶ＿ｕｎｃａｌを導出するための従来のアルゴリズムに基づくΔＰＣＳＶ値及びΔＳＶｒｅｆ値の回帰図を示す。更に、ＢＳＡＣａｌが適用されるが、ＦＲＰは考慮されない。
【0206】
図２５は、ＰＣＳＶ＿ｕｎｃａｌを導出するための代替的なアルゴリズムに基づいたΔＰＣＳＶ値及びΔＳＶｒｅｆ値の回帰図を示す。更に、ＢＳＡＣａｌが適用されるが、ＦＲＰは考慮されない。図２４と比較して、ＰＣＳＶ＿ｕｎｃａｌを導出するための代替的なアルゴリズムを適用することにより、既にΔＰＣＳＶ対ΔＳＶｒｅｆの正確度及び精度が改善されており、これは、より低いＳＤ値及びＰＥ値、並びにより高い相関係数及びＣＲによって示される。
【0207】
図２６は、ＰＣＳＶ＿ｕｎｃａｌを提供するために従来のＷｅｓｓｅｌｉｎｇアルゴリズムに基づいてＰＣＳＶを決定するための方法の結果を示す回帰図を示す。ＰＣＳＶ＿ｕｎｃａｌの生物学的較正は、本発明の灌流パラメータＢｉｏＣａｌに基づいて行われる。ここでも、ＦＲＰに基づくＰＣＳＶ調整は適用されない。ＰＣＳＶ対ＳＶｒｅｆの正確度及び精度は、図２２と比較して大幅に改善され、これはより低いＳＤ値及びＰＥ値、並びにより高い相関係数によって示される。図２２～図２６で適用される唯一の変更、すなわち、ＢＳＡＣａｌではなく灌流パラメータＢｉｏＣａｌの適用により、ＰＣＳＶの決定が改善する。
【0208】
図２７は、ＰＣＳＶ＿ｕｎｃａｌを提供するための代替的なアルゴリズムに基づいてＰＣＳＶを決定するための方法の結果を示す回帰図を示す。ＰＣＳＶ＿ｕｎｃａｌの生物学的較正は、本発明の灌流パラメータＢｉｏＣａｌに基づいて行われる。ここでもまた、ＦＲＰに基づくＰＣＳＶ調整は適用されない。ＰＣＳＶ対ＳＶｒｅｆの正確度及び精度は、図２３及び図２６と比較して大幅に改善され、これは、より低いＳＤ値及びＰＥ値、並びにより高い相関係数によって示される。図２３～図２７で適用される唯一の変更、すなわち、ＢＳＡＣａｌではなく灌流パラメータＢｉｏＣａｌの適用により、ＰＣＳＶの決定が改善する。
【0209】
図２８及び図２９は共に、ＰＣＳＶの変化ΔＰＣＳＶ対基準熱希釈法ＳＶｒｅｆの変化ΔＳＶｒｅｆを示す回帰図（４象限プロット）であり、共に、図２６及び図２７におけるものと同じＰＣＳＶ＿ｕｎｃａｌアルゴリズムに基づいて、対応する初期ＰＣＳＶ値及び初期ＳＶｒｅｆ値に関係付けられている。
【0210】
図２８は、ＰＣＳＶ＿ｕｎｃａｌを導出するための従来のアルゴリズムに基づくΔＰＣＳＶ値及びΔＳＶｒｅｆ値の回帰図を示す。更に、本発明の灌流パラメータＢｉｏＣａｌが適用されるが、ＦＲＰは考慮されない。図２４と比較して、ΔＰＣＳＶ対ΔＳＶｒｅｆの正確度及び精度が大幅に改善されており、これは、より低いＳＤ値及びＰＥ値、並びにより高い相関係数及びＣＲによって示される。図２４～図２８で適用される唯一の変更、すなわち、ＢＳＡＣａｌではなく本発明の灌流パラメータＢｉｏＣａｌの適用により、ＰＣＳＶの真の変化を追跡する能力が既に改善している。
【0211】
図２９は、ＰＣＳＶ＿ｕｎｃａｌを導出するための代替的なアルゴリズムに基づくΔＰＣＳＶ値及びΔＳＶｒｅｆ値の回帰図を示す。更に、ＢＳＡＣａｌが適用される一方で、ＦＲＰは考慮されない。ΔＰＣＳＶ対ΔＳＶｒｅｆの正確度及び精度は、図２５と比較して大幅に改善され、これは、より低いＳＤ値及びＰＥ値、並びにより高い相関係数及びＣＲによって示される。図２５～図２９で適用される唯一の変更、すなわち、ＢＳＡＣａｌではなく本発明の灌流パラメータＢｉｏＣａｌの適用により、ＰＣＳＶの真の変化を追跡する能力が既に改善している。
【0212】
【0213】
図３０は、ＰＣＳＶ＿ｕｎｃａｌを提供するための従来のＷｅｓｓｅｌｉｎｇアルゴリズムに基づいてＰＣＳＶを決定するための方法の結果を示す回帰図を示す。ＰＣＳＶ＿ｕｎｃａｌの生物学的較正は、本発明の灌流パラメータＢｉｏＣａｌに基づいて行われる。更に、真の変化をより良好に追跡するためのｆ（ＦＲＰ＿ｎｏｒｍ）に基づくＰＣＳＶ調整が適用された。ＰＣＳＶ対ＳＶｒｅｆの正確度及び精度が図２６と比較して僅かに改善され、これは、より低いＳＤ値及びＰＥ値、並びにより高い相関係数によって示される。図２６～図３０で適用される唯一の変更、すなわち、ｆ（ＦＲＰ＿ｎｏｒｍ）の適用により、ＰＣＳＶの決定が更に改善する。
【0214】
図３１は、ＰＣＳＶ＿ｕｎｃａｌを提供するための代替的なアルゴリズムに基づいてＰＣＳＶを決定するための方法の結果を示す回帰図を示す。ＰＣＳＶ＿ｕｎｃａｌの生物学的較正は、本発明の灌流パラメータＢｉｏＣａｌに基づいて行われる。更に、ＰＣＳＶの真の変化をより良好に追跡するためのｆ（ＦＲＰ＿ｎｏｒｍ）に基づくＰＣＳＶ調整が適用された。ＰＣＳＶ対ＳＶｒｅｆの正確度及び精度が図２７と比較して僅かに改善され、図３０と比較して大幅に改善され、これは、より低いＳＤ値及びＰＥ値、並びにより高い相関係数によって示される。図２７～図３１で適用される唯一の変更、すなわち、ｆ（ＦＲＰ＿ｎｏｒｍ）の適用により、ＰＣＳＶの決定が更に改善し、図２２、図２３、図２６、図２７、図３０と比較して最も良好な正確度及び精度がもたらされる。
【0215】
図３２及び図３３は共に、ＰＣＳＶの変化ΔＰＣＳＶ対基準熱希釈法ＳＶｒｅｆの変化ΔＳＶｒｅｆを示す回帰図（４象限プロット）であり、共に、図３０及び図３１におけるものと同じＰＣＳＶ＿ｕｎｃａｌアルゴリズムに基づいて、対応する初期ＰＣＳＶ値及び初期ＳＶｒｅｆ値に関係付けられている。
【0216】
図３２は、ＰＣＳＶ＿ｕｎｃａｌを導出するための従来のアルゴリズム（Ｗｅｓｓｅｌｉｎｇ）に基づくΔＰＣＳＶ値及びΔＳＶｒｅｆ値の回帰図を示す。更に、灌流パラメータＢｉｏＣａｌが適用される。真の変化をより良好に追跡するために、ｆ（ＦＲＰ＿ｎｏｒｍ）に基づくＰＣＳＶ調整が適用された。図２８と比較して、ΔＰＣＳＶ対ΔＳＶｒｅｆの正確度及び精度が大幅に改善されており、これは、より低いＳＤ値及びＰＥ値、並びにより高い相関係数及びＣＲによって示される。図２８～図３２で適用される唯一の変更、すなわち、ｆ（ＦＲＰ＿ｎｏｒｍ）の適用により、ＰＣＳＶの真の変化を追跡する能力が更に改善する。
【0217】
図３３は、ＰＣＳＶ＿ｕｎｃａｌを導出するための代替的なアルゴリズムに基づくΔＰＣＳＶ値及びΔＳＶｒｅｆ値の回帰図を示す。更に、本発明の灌流パラメータＢｉｏＣａｌが適用された。真の変化をより良好に追跡するためのｆ（ＦＲＰ＿ｎｏｒｍ）に基づくＰＣＳＶ調整が適用された。ΔＰＣＳＶ対ΔＳＶｒｅｆの正確度及び精度が図２９及び図３２と比較して僅かに改善され、これは、より低いＳＤ値及びＰＥ値、並びにより高い相関係数及びＣＲによって示される。図２９～図３３で適用される唯一の変更、すなわち、ｆ（ＦＲＰ＿ｎｏｒｍ）の適用により、ＰＣＳＶの真の変化を追跡する能力が更に改善し、図２４、図２５、図２８、図２９、図３２と比較して最も良好な正確度及び精度がもたらされる。
【0218】
このため、図３１及び図３３に示す結果を任意の比較可能な他の回帰図と比較するとき、本発明の灌流パラメータＢｉｏＣａｌの適用及び個人の心臓－肺相互作用を記述する本発明のｆ（ＦＲＰ＿ｎｏｒｍ）の適用により、個人の診断及び管理の基礎として用いられる第２のＰＣＳＶ＿ｉｍｐの精度が劇的に改善されることが明らかである。
【0219】
図３４は、各々が基準一回拍出量ＳＶｒｅｆに関連する、本発明に従って決定された第２のＰＣＳＶ＿ｉｍｐ及び従来のＰＣＳＶ＿ｃｏｎｖの相対的誤差を示す。４つの異なる例示的な患者の測定が示される。ＢｉｏＣａｌ及びｆ（ＦＲＰ＿ｎｏｒｍ）を適用してＰＣＳＶ＿ｕｎｃａｌを導出するための代替的なアルゴリズムを用いて、本発明に基づいて決定されるＰＣＳＶ＿ｉｍｐの相対誤差が（ＰＣＳＶ＿ｉｍｐ－ＳＶｒｅｆ）／ＳＶｒｅｆとして計算されるのに対し、ＢｉｏＣａｌ及びｆ（ＦＲＰ＿ｎｏｒｍ）を適用することなくＰＣＳＶ＿ｕｎｃａｌを導出するための代替的なアルゴリズムに基づいて決定されるＰＣＳＶ＿ｃｏｎｖのための相対誤差が（ＰＣＳＶ＿ｃｏｎｖ－ＳＶｒｅｆ）／ＳＶｒｅｆとして計算される。容易に認識することができるように、本発明によるＰＣＳＶ＿ｉｍｐのための破線は、最新技術のＰＣＳＶのための点線よりも０％線に近い。これは、４人全員の異なる患者について当てはまる。
【0220】
図３５は、本発明の実施形態による概略的な装置を示す。装置は、実質的に、動脈圧及び波形測定並びに血圧及び波形処理デバイス、すなわち動脈圧及び波形モニタの機能を実行する患者モニタ３１０と、導出又は処理されたＰＣＳＶ＿ｕｎｃａｌを調整するためのコントローラ３２０と、医療デバイス３３０とを備える。更に、灌流パラメータＢｉｏＣａｌ及び／又はＦＲＰ＿ｎｏｒｍパラメータを提供するパラメータユニット３４０が存在する。このパラメータユニット３４０は、コントローラ３２０内に一体化することができるか、又は単一のユニットとして実現することができる。患者３５０は動脈圧及び波形モニタ３１０に接続される。図３５に示されるユニット、すなわちコントローラ３２０及びパラメータユニット３４０は、患者モニタ３１０等の単一のデバイスの機能部分として実施され得ることが当業者に理解されよう。
【0221】
単純な形態において、血圧測定用カフ又は非侵襲的血圧測定装置（図示せず）は、患者３５０に接続されて、侵襲的又は非侵襲的に測定された血圧に基づいて、患者の複数の動脈圧及び対応する波形を提供する。
【0222】
図１ｂに示すように、測定された血圧及び結果として得られた波形に基づいて、脈圧波の所定の部分が患者モニタ３１０によって抽出される。図１ｂに示される血圧曲線は、図３５には示されていない血圧測定用カフ又は侵襲的血圧測定装置の使用によって測定される血圧波形から抽出される。血圧波形は、患者モニタ３１０（モニタの対応するプロセッサ）によって受信され、フィルタリング、較正又は線形化によって、図１ｂに示される血圧曲線を抽出するように処理することができる。この抽出された血圧曲線に基づいて、領域Ａｓｙｓが決定され、これは収縮期圧領域Ａｓｙｓと呼ばれる。領域Ａｓｙｓは、収縮期中、血圧曲線によって取り囲まれる。この領域Ａｓｙｓは、灌流パラメータに基づいて、及び／又は流体反応性パラメータＦＲＰ＿ｎｏｒｍに基づいて第１のＰＣＳＶ＿ｕｎｃａｌを調整するための本発明の機能ユニット（又は装置）によって実行される本発明の方法を用いることによって改善される第１のＰＣＳＶ＿ｕｎｃａｌのための値として用いられる。
【0223】
第２のＰＣＳＶ＿ｉｍｐは、コントローラ３２０によって出力され、医療デバイス３３０に提供される。医療デバイス３３０は、その最も単純な形態において、ｍｌ及び／又はｍｌ／ｋｇＦＦＭ及び／又はｍｌ／ｍ２ＢＳＡ単位で第２のＰＣＳＶ＿ｉｍｐを示すディスプレイ（例えば、ディスプレイ）とすることができる。
【0224】
更に進化した実施形態において、第２のＰＣＳＶ＿ｉｍｐを、自動流体供給装置及び／又は注入ポンプを制御するために用いることが可能である。自動流体供給装置及び／又は注入ポンプは医療デバイス３３０に含まれるか又は結合される場合があり、ここでは詳細に示されない。
【0225】
第２のＰＣＳＶ＿ｉｍｐに基づいて例えば注入ポンプを制御することによって、集中治療室内にいる場合がある患者をより高い信頼性で処置することができる。
【0226】
更に、第２のＰＣＳＶ＿ｉｍｐは、医師又は医療スタッフによって、患者のより正確な診断及び治療管理を提供するために用いられる。
【0227】
灌流のためのパラメータＢｉｏＣａｌ又は流体反応性のためのパラメータＦＲＰ＿ｎｏｒｍは、予め取得された（そして例えば医療データベースに記憶された）、又は上記でより詳細に説明された、第１のＰＣＳＶ＿ｕｎｃａｌの調整プロセス中に取得される、患者３５０の特性の測定値に基づいて導出される。
【0228】
したがって、患者モニタは、以下の機能を実行するように構成されたプロセッサを含めることによって個人３５０の一回拍出量（ＳＶ）を決定することを可能にすることができる。
（１）測定された動脈圧波形の受信した１つ又は複数の特性に基づいて第１の脈拍輪郭一回拍出量（ＰＣＳＶ＿ｕｎｃａｌ）を提供するか、又は従来の方式で導出された脈拍輪郭一回拍出量（ＰＣＳＶ＿ｃｏｎｖ）を提供する。
これは、血圧測定用カフ又は侵襲的血圧測定装置から圧力波形を受信し、上述した分析を行うことによって達成することができる。
（２）個人の身体の除脂肪量及び脂肪量を通じた灌流を記述する少なくとも１つの灌流パラメータ（ＢｉｏＣａｌ）を決定し、かつ／又は、
－ 個人の心臓－肺相互作用を記述する流体反応性パラメータ（ＦＲＰ＿ｎｏｒｍ）に依拠して少なくとも１つの流体反応性パラメータ関数ｆ（ＦＲＰ＿ｎｏｒｍ）を決定する。
（１）測定された動脈圧波形の受信した１つ又は複数の特性に基づいて第１の脈拍輪郭一回拍出量（ＰＣＳＶ＿ｕｎｃａｌ）を提供するか、又は従来の方式で導出された脈拍輪郭一回拍出量（ＰＣＳＶ＿ｃｏｎｖ）を提供する。
これは、血圧測定用カフ又は侵襲的血圧測定装置から圧力波形を受信し、上述した分析を行うことによって達成することができる。
（２）個人の身体の除脂肪量及び脂肪量を通じた灌流を記述する少なくとも１つの灌流パラメータ（ＢｉｏＣａｌ）を決定し、かつ／又は、
－ 個人の心臓－肺相互作用を記述する流体反応性パラメータ（ＦＲＰ＿ｎｏｒｍ）に依拠して少なくとも１つの流体反応性パラメータ関数ｆ（ＦＲＰ＿ｎｏｒｍ）を決定する。
【0229】
この段階において、この分析に必要とされる適切な患者医療データは、患者モニタ（例えばパラメータユニット３４０を介してそのプロセッサ）によって医療データベースから索出され、かつ／又は第１のＰＣＳＶ＿ｕｎｃａｌを調整するプロセス中に医師によって手動で入力される。
（３）灌流パラメータ（ＢｉｏＣａｌ）及び／又は流体反応性パラメータ関数ｆ（ＦＲＰ＿ｎｏｒｍ）の少なくとも１つに基づいて第１の脈拍輪郭一回拍出量（ＰＣＳＶ＿ｕｎｃａｌ）を調整する、又は、
－ 流体反応性パラメータ関数ｆ（ＦＲＰ＿ｎｏｒｍ）に基づいて、従来の方式で導出された脈拍輪郭一回拍出量（ＰＣＳＶ＿ｃｏｎｖ）を調整して、第２の脈拍輪郭一回拍出量（ＰＣＳＶ＿ｉｍｐ）を提供する。
（３）灌流パラメータ（ＢｉｏＣａｌ）及び／又は流体反応性パラメータ関数ｆ（ＦＲＰ＿ｎｏｒｍ）の少なくとも１つに基づいて第１の脈拍輪郭一回拍出量（ＰＣＳＶ＿ｕｎｃａｌ）を調整する、又は、
－ 流体反応性パラメータ関数ｆ（ＦＲＰ＿ｎｏｒｍ）に基づいて、従来の方式で導出された脈拍輪郭一回拍出量（ＰＣＳＶ＿ｃｏｎｖ）を調整して、第２の脈拍輪郭一回拍出量（ＰＣＳＶ＿ｉｍｐ）を提供する。
【0230】
この第２の脈拍輪郭一回拍出量（ＰＣＳＶ＿ｉｍｐ）は、患者モニタのディスプレイ上に表示することができ、ＰＣＳＶ＿ｉｍｐは、患者に治療を提供／制御するように構成された他の医療デバイスに更に入力することができる。
【0231】
【図1】
【図1a】
【図1b】
【図2】
【図3】
【図4】
【図5】
【図6】
【図7】
【図8】
【図9】
【図10】
【図11】
【図12】
【図13】
【図14】
【図15】
【図16】
【図17】
【図18】
【図19】
【図20】
【図21】
【図22】
【図23】
【図24】
【図25】
【図26】
【図27】
【図28】
【図29】
【図30】
【図31】
【図32】
【図33】
【図34】
【図35】