少なくとも１つの薬剤の注入のための装置
少なくとも２つの薬剤が注入されるようにするための少なくとも２つのアクチュエータ、少なくとも２つのパラメータを測定するための少なくとも１つのセンサ、アクチュエータ（１０，２０）を制御するためのコントローラ（６０）、を含み、コントローラ（６０）が、２つのパラメータの値に従ってアクチュエータを作動させるようにプラグラムされる少なくとも１つの薬剤の注入のための装置（１）であって、コントローラが薬剤の依存性を考慮して設けられる少なくとも１つの薬剤の注入のための装置。
【発明の詳細な説明】
【技術分野】
【０００１】
外科手術を受ける患者の中には、麻酔薬によって血管拡張が誘発され、手術による出血によって血液量減少が誘発されるため、低血圧は、しばしば外科手術中に観察される。持続性低血圧は、臓器血流の低下となり、最終的に臓器不全となる。血圧を正常化するために促進される治療的介入は、それ故期待され、そして、排出量負荷、及び／又は血管作用薬又は／及び強心薬の投与に基づいている。
【背景技術】
【０００２】
ある症例では、麻酔専門医は、血圧を維持するだけでなく、１回排出量を最大にすること（又は安定期に到達するまで１回排出量を増加させること）に関心を持ち得る。実際、慢性疾患状態（例えば、慢性心不全を伴う患者における股関節手術）又は、急性疾患状態（例えば、排血性ショックを伴う患者における腹膜炎手術）のいずれか、又は／及び外科手術それ自体の理由で、ハイリスクの外科手術を受ける患者の中には、輸液によって１回排出量を最大化することは、術後合併症の発生率を減少させ、集中治療室及び病院に滞在する長さを短くする（費用節約策）ということが認められた。
【０００３】
外科手術を受ける患者においては、排出量負荷の利益を得ることができ、そして、血管作用薬又は／及び強心薬からの利益を得る低血圧患者の識別が非常に難しい。例えば、バソプレジック（vasoplegic）状態（血管作動性薬の投与からの利益を得る）は、心拍出量を除いて（心拍出量の計算に必要なパラメータは、外科手術中には通常測定されない）、全身血管抵抗を評価することによって識別可能である。
【発明の概要】
【発明が解決しようとする課題】
【０００４】
血液量減少性の状態は、血液量を評価すること、又は、心臓容積によって識別可能であるが、そのような場合も可能性も外科手術中は通常ない。
【０００５】
ハイリスクな外科手術を受ける患者において、１回排出量を最大化することは、常に事例又は可能性のない１回排出量を測定することを課し、しかも、特殊で、より高価な心拍出量モニタリング技術を要求する。
【０００６】
１回排出量および心拍出量が、外科手術中に測定され、モニタされ得るときでさえ、輸液、及び血液作動薬又は／及び強心薬の投与の自動制御を許容し、全身性低血圧を最小化し、内臓不全の発達を防ぎ、及び外科手術を受ける患者の成果を改善するシステムは存在しない。
【０００７】
薬剤が投与されるべきかどうかのよく知られる決定方法は、１つの専用のパラメータのみを通常使用する。このパラメータの値は、薬剤が投与されるべきかどうかを決定する。念のため、薬剤のより多くの種類が患者に注入されるべきときは、これらのタイプの薬剤に専用のパラメータが測定されるべきであることが決定されるべきである。これらの測定に基づいて、これらのタイプの薬剤が投与されるかどうかが決定されるであろう。従来の装置内で、薬剤が投与されるべきかどうかが、他の測定及び他の薬剤から独自に決定される。
【０００８】
本発明の目的は、従来の装置の不利な点を回避する、薬剤の投与装置を提供することである。
【課題を解決するための手段】
【０００９】
本発明の目的は、少なくとも２つの薬剤が注入されることを生じさせる、少なくとも２つのアクチュエータ、少なくとも２つのパラメータを測定するための少なくとも１つのセンサ、アクチュエータを制御するコントローラであって２つのパラメータの値に従ってアクチュエータを作動させるようにプログラムされ、薬剤の依存性を考慮して設けられるコントローラ、を含む、少なくとも１つの薬剤の注入のための装置によって達成される。この装置は、他の薬剤に依存する薬剤の複雑なシステムを考慮する薬物投与を可能にする。
【００１０】
注入のための装置は、薬剤を患者に投与する装置である。望ましくは、それは容器から薬剤を提供する。望ましくは、注入のための装置は、電気的な少用量ポンプ又は電気的な容積測定注入ポンプである。注入のための装置は、少なくとも２つのポートを伴うバルブに基づくこともまた可能である。
【００１１】
アクチュエータは、ある動作、特に、薬剤を注入及び／又は注射することを作動させる装置である。望ましくは、アクチュエータは、データを入力するインターフェイスを含む。望ましくは、アクチュエータは、インターフェイスを経由してコントローラに接続される。薬剤が注入されることを生じさせるのに適した各装置がアクチュエータとして採用され得る。望ましくは、電気式のシリンジ、より望ましくは、流体又は赤血球の投与のための注入ポンプが使用される。
【００１２】
治療効果を有する各薬物が薬剤として使用され得る。望ましくは、心拍出量に効果を有する薬剤、及び、望ましくは、血圧に効果を有する薬剤が注入される。
【００１３】
少なくとも２つの薬剤が注入される。望ましくは、薬剤は、２つ以上の薬剤の混合物である。より望ましくは、薬剤は単独の薬剤である。望ましくは、２以上の薬剤が注入される。
【００１４】
薬剤の注入のために、患者に薬剤を投与する各方法が使用され得る。望ましくは、薬剤は、筋肉注射で、経皮的に、皮下注射で、又は、気道への噴霧により投与され、最も望ましくは、薬剤は経皮的に注入される。経口で、又は呼吸器系によって薬剤を投与することもまた可能である。
【００１５】
パラメータを測定することが可能な各測定装置がセンサとして使用され得る。望ましくは、パルス酸素濃度測定探査、心電図電極、酸素飽和度センサ、動脈カテーテルに接続される圧力センサ、及び／又は血液テストが、使用される。より望ましくは、動脈圧モニタ、トノメータ、留置ファイバシステム、連続ヘマトクリットモニタ、連続ヘモグロビンモニタ、心電図モニタ、及びパルス酸素濃度測定モニタが使用される。
【００１６】
使用されるパラメータは、望ましくは、収縮期動脈圧、平均動脈圧、拡張期動脈圧、中心静脈圧、パルス酸素濃度プレチスモグラフ波形変動ＰＯＰＶ、ヘモグロビン濃度、ヘマトクリット値、心拍、脈圧変動、収縮期血圧変動、前駆出期変動、及び中心静脈酸素飽和度、又は、中心静脈酸素含有量、のような心臓循環系の状態を示すパラメータである。
【００１７】
望ましくは、１回の心臓の循環の間の平均動脈圧が、平均動脈圧として使用される。望ましくは、赤血球中の金属タンパク質を移送する酸素を含む金属の濃度がヘモグロビンとして測定される。望ましくは、赤血球が占める血液量の比率がヘマトクリットについて測定される。心臓周期は、望ましくは、心房収縮期、心房収縮、心房拡張期の３つの主要な状態を含む。心臓周期の周波数は、望ましくは、心拍数として使用される。脈圧は、望ましくは、心臓の収縮の間の動脈圧の変化である。脈圧変動は、望ましくは、１回の呼吸サイクルの間の血圧の変化である。中心静脈酸素飽和度は、望ましくは、中心静脈に運ばれる酸素の量の相対的測定である。
【００１８】
アクチュエータを制御することが可能な各装置がコントローラとして配置される。望ましくは、チップ又は拡張カード、より望ましくは、計算装置、最も望ましくは、マイクロコントローラ又はプログラマブル論理コントローラが使用される。
【００１９】
少なくとも２つのパラメータが測定される。望ましくは、パラメータは、パラメータの数に従って、いくつかのセンサにより測定される。例えば、２つのパラメータが測定された場合、それらは、望ましくは、２以上のセンサによって測定される。より望ましくは、２以上のパラメータは、１つのセンサによって測定される。望ましくは、測定されるパラメータの数は、注入される薬剤の数よりも多い。
【００２０】
コントローラは、薬剤の依存性を考慮して設けられる。それ故、異なる薬剤の間の複雑な作用関係が、患者への薬剤の注入において考慮される。望ましくは、コントローラは、第１の薬剤の注入を増加させ、特定の期間を越えて同じ作用を有する第２の薬剤を減少させることを決定するために設けられる。より望ましくは、コントローラは、第１の薬剤の注入の後で、特定の期間が経過するまで、第２の注入を止めることを決定するために設けられる。望ましくは、コントローラは、２以上の薬剤を交互に注入することを決定するために設けられる。望ましくは、コントローラは、何回かの交互にわたる期間において、２以上の薬剤を、交互に注入することを決定するために設けられる。望ましくは、コントローラは、薬剤を注入する前に、残りの期間を決定するために設けられる。望ましくは、コントローラは、第１の薬剤の増加の投与量を注入するため、及び、第２の薬剤の減少の投与量を注入するために設けられ、そして、特定の投与量の第１の薬剤の後で、又は、特定のタイムリミットに達した後で、第２の薬剤の投与量を増加すること、及び第１の薬剤の特定の投与量を減少させることを決定する。望ましくは、コントローラは、第１の薬剤によって誘発されたパラメータ変化を止めるために第２の薬剤を注入することを決定するために設けられる。
【００２１】
他の薬剤がその薬剤の治療効果に影響を及ぼすならば、ある薬剤は、もう１つの薬剤に依存する。望ましくは２つの薬剤は、もしそれらが特定のパラメータを互いに増加させ、又は減少させることを増幅しているのであれば、依存していると名付けられる。より望ましくは、特定のパラメータにおいて第１の薬剤が第２の薬剤の効果を減少させる場合に、２つの薬剤は依存していると名付けられる。薬剤は、特定のパラメータの値又は注入される薬剤の投与量についてのみ依存性が存在する場合でも、依存すると名付けられる。
【００２２】
流体、望ましくは、晶質の又はコロイド溶液、血管作用薬、及び強心剤は、血圧（ＳＡＰ及びＭＡＰ）を増加させ、ＨＲを減少させる。流体及び血管作用薬は、ＰＯＰＶ、ＳＰＶ、ＰＰＶ及びＰＥＰＶを増加させ得る。変力薬は、ＰＯＰＶ、ＳＰＶ、ＰＥＰＶ、ＨＲ及びＳｃＶＯ２を増加させ得る。それ故、変力剤、流体及び血管作用剤は、互いに依存する。ドーパミン、ドブタミン及びエピネフリンは、同時に血管に作用し、変力的である。ドーパミンのような、ある陽性的に変力的に作用する薬剤は、血管拡張を誘発し得る。これらの薬剤は、同時に投与され得る。赤血球は、ヘモグロビン及びＳｃＶＯ２を増加させ、ＰＯＰＶ、ＳＰＶ、ＰＰＶ及びＰＥＰＶを減少させる。
【００２３】
もう１つの望ましい実施形態において、パラメータは、以下のグループから選択される：収縮期動脈圧（ＳＡＰ）、平均動脈圧（ＭＡＰ）、パルス酸素濃度プレチスモグラフ波形変動（ＰＯＰＶ）、ヘモグロビン（Ｈｂ）、ヘマトクリット（ｈｔ）、心拍数（ＨＲ）、脈圧変動（ＰＰＶ）、収縮期圧変動（ＳＰＶ）、前駆出期変動（ＰＥＰＶ）及び中心静脈酸素飽和度（ＳｃＶＯ２）。
【００２４】
もう１つの望ましい実施形態において、薬剤は、以下のグループから選択される：流体、赤血球、血管作用剤、及び陽性的に変力的な作用剤。
【００２５】
望ましくは、赤血球、乳酸リンガル液のような晶質溶液、生理食塩水、又はゼラチンのようなコロイド溶液、ハイドロエチルスターチ、アルブミン、又は新鮮凍結血漿が、流体として使用される。血管系において血管収縮又は血管拡張作用を引き起こすことができる、ホルモン、薬剤又は化学薬品血管作用薬のそれぞれが、血管作用剤として使用され得る。望ましくは、ニトロプルシト、フェニレフリン、エフェドリン、又はエピネフリン、より望ましくは、ドーパミン又はノルエピネフリンが使用される。
【００２６】
心筋収縮の力又はエネルギを増加する各薬物が変力剤として使用され得る。望ましくは、カテコールアミン、またはホスホジセステラーゼ、最も望ましくは、カルシウム、又はカルシウム増感剤が変力剤として使用される。望ましくは、ホスホジエステラーゼ抑制剤、またはレボシメンダン（levosimendan）、より望ましくは、ドブタミン、エピネルフィン、又はドーパミンが使用される。
【００２７】
もう１つの望ましい実施形態において、コントローラは、薬剤の最大投与量についての値を含む最大メモリを含むマキシマム装置、注入される薬剤の投与量を決定するための投与量決定装置、万が一、注入される薬剤が最大投与量に達した場合に、薬剤の注入を止める最大ストッパ、を含む。それ故、患者への多すぎる薬物の注入を防止することが可能である。
【００２８】
薬剤の最大投与量又は薬剤の量が既に注入されたかどうかを決定し、この薬剤の注入を止めることができる各装置がマキシマム装置として使用され得る。望ましくは、マイクロコントローラのような計算装置が使用される。
【００２９】
薬剤の最大量のために値を与えることができる全ての装置が最大メモリとして使用され得る。望ましくは、ＲＯＭ、ＲＡＭ又はフラッシュメモリのようなコンピュータメモリが使用される。
【００３０】
薬物の最大投与量は、患者に注入されることが可能な所定の最大の投与量である。最大投与量は、望ましくは、年齢、血圧、動脈圧及び／又は心拍数、より望ましくは、患者に既に投与された薬物において、重量及び／又は患者の性別に依存する。
【００３１】
投与量決定装置は、患者に注入される薬物の投与量を決定することができる装置である。望ましくは、投与量決定装置は、患者に注入される薬剤のそれぞれの投与量を測定するために配置される測定ユニットである。より望ましくは、投与量決定装置は、患者に投与されることが決められた薬剤の投与量を計算するマイクロコントローラのような計算装置である。
【００３２】
最大ストッパは、薬剤の注入を止めるために配置される装置である。望ましくは、最大ストッパは、患者に注入されなければならない薬剤の投与量の決定を止めるコンピュータ装置である。
【００３３】
もう１つの望ましい実施形態において、コントローラは、薬剤及び対応する期待されるパラメータ変化のリストを保存ための効果メモリ及び薬剤の注入を止めるストッパを含む効果制御装置であって、薬剤が注入され、そして少なくとも１つの対応する期待されたパラメータ変化が生じない場合に、ストッパを作動させるようにプログラムされた効果制御装置をさらに含む。それ故、患者は、効果を示さず、又は個々の患者にかなり高い確率で悪影響を与えるという方法で処置がとられることが防止され得る。
【００３４】
望ましくは、それぞれのパラメータ及びその変化を制御するためのさらなる薬剤がない場合に、アラームが与えられる。
【００３５】
期待された効果は、望ましくは、パラメータの変化である。効果の結果は、望ましくは、測定された変化である。望ましくは、期待された効果は、薬物を注入してからの、時間間隔内で増大する。より望ましくは、効果は、薬物が注入されてからの、特定のラグタイムの後に現れるように始まる。パラメータをパラメータの変化と比較し、薬剤の注入が停止されなければならないかどうかを決定することが可能な各装置が、効果制御装置として使用され得る。望ましくは、計算装置が使用される。
【００３６】
例えば、測定されるパラメータの履歴といった効果を保存することが可能な全ての装置が効果メモリとして使用され得る。望ましくは、ＲＡＭ、ＲＯＭ、フラッシュメモリのようなコンピュータメモリが使用される。磁気ディスク又は磁気テープのような磁気記憶装置もまた使用可能である。
【００３７】
対応する期待されたパラメータの変化は、経験に従って特定の患者に起こるパラメータ変化である。望ましくは、対応する期待されたパラメータの変化は、薬剤又は治療の治療効果を示すパラメータ変化である。
【００３８】
薬剤の注入を止めることが可能な各装置がストッパとして使用され得る。望ましくは、計算装置、特に、患者への薬物の注入の決定を停止するマイクロコントローラが使用される。もう１つの望ましい実施形態は、アクチュエータが薬物を提供することを停止する装置である。望ましくは、この装置は、コンピュータプログラム又はプログラマブル論理回路、特に、ＥＥＰＲＯＭに保存されるコンピュータプログラムである。アクチュエータによって既に与えられた患者に薬剤が注入されることを防止する、アクチュエータと患者の間のバルブを備えることもまた可能である。
【００３９】
もう１つの望ましい実施形態において、コントローラは、閾値、特にハイパーエリア、望ましくは、２つのパラメータに関するラインと、実際に測定されたパラメータとの間の距離を決定する距離分析機、及びその距離を薬剤の投与量に変換する変換ユニットを含み、このコントローラは、この薬剤の投与量に従ってアクチュエータを作動するよいうにプログラムされる。
【００４０】
望ましくは、計算装置、特にマイクロコントローラ又はプログラマブル論理コントローラが距離分析機として採用される。
【００４１】
閾、特に閾値は、望ましくは、パラメータについての所定の値、又はパラメータの空間内のハイパーエリアである。２つのパラメータのために、ハイパーエリアは、望ましくはラインである。望ましくは、閾は、経験的なデータに基づく。望ましくは、閾は、異なる治療戦略の範囲を分ける。望ましくは、閾は、薬物を投与するというような処置が始められ又は止められるべきであるパラメータポイントによって定義される。望ましくは、閾値は、測定されたデータが生じるまで、薬剤の投与から経過した時間を示すタイムフレームを伴うパラメータの値を結合するデータに基づく。もう１つの望ましい実施形態において、閾は、患者に悪影響を与えるパラメータポイントの範囲を分ける。望ましくは、閾は、望まれるべき範囲を分ける。望ましくは、この範囲は、作用のない領域である。閾は、望ましくは、特定のパラメータの値に従って変化する。多次元方程式によって閾を表示することが可能である。もし、２つのパラメータに関する閾値が視覚化された場合、これは、例えば、各軸においてパラメータの値を低い順に示し、閾値がラインとして図内に示される、２つの軸が直角な図によって為され得る。閾ラインは、望ましくは、曲線状であり、より望ましくは、薬剤が注入されるべきかどうかを示すためのいくつかの閾ラインが存在する。望ましくは、個々の閾ハイパーエリアが、各治療処置に対して与えられる。望ましくは、薬剤を投与するための、全てのアクチュエータを停止し、及び／又はアラームを与えるための閾ハイパーエリアが与えられる。
【００４２】
パラメータポジションは、１以上のパラメータの値によって定められる。上記の図において、パラメータポジションは、測定された両方のパラメータの値を示す特定のポイントである。
【００４３】
パラメータポジションと閾との間の距離は、望ましくは、最も短い距離、特に、それぞれのパラメータ値の間の二乗平均平方根である。図に示されることで、その距離は、望ましくは、パラメータポジションと最も近い閾ポイントとの間のラインである。もし、閾がライン、エリア、体積等である場合には、その距離は、パラメータポジションと可能な閾ポイントとの間の最も短い距離である。もし、パラメータが、異なる測定ユニットを有する場合、それらは、距離を決定するために任意に加重される。
【００４４】
距離の決定は、望ましくは、パラメータ値の距離を計算することによってなされる。それは、グラフでデータを視覚化すること、及び距離を測ることによってもまたなされ得る。より望ましくは、その距離は、閾ハイパーエリアの方程式から計算される。
【００４５】
パラメータポジションと閾の間の距離を、薬剤の投与量に変換することができる全ての装置が変換ユニットとして使用され得る。望ましくは、計算装置、特に、マイクロコントローラ又はプログラマブル論理コントローラが変換ユニットとして採用される。
【００４６】
薬剤の投与量は、望ましくは、患者に注入されるように決定される薬物の量である。もう１つの望ましい実施形態において、コントローラは、閉ループコントローラである。それ故、既に注入された薬剤の効果は、薬剤が注入されるべきかどうかの決定において考慮される。
【００４７】
閉ループコントローラは、望ましくは、薬剤が注入された間又は／及び注入された後、パラメータの値を制御し、その結果を、薬剤が注入されるべきかどうかを決定するために使用する。パラメータの値の変化に従って、閉ループコントローラは、薬剤の注入の停止し、薬剤の投与量を増加すること、及び／又はもう１つの薬剤を注入すること、を決定するために設けられる。コントローラは、望ましくは、パラメータの値に従って１以上の薬剤の注入を停止することを決定するために設けられる。望ましくは、コントローラは、特定の時間間隔の後に、再び、薬剤が注入されるべきかどうかを決定する。望ましくは、コントローラは、注入される特定の薬剤の総量が注入されるべきかどうかを決定において考慮する。望ましくは、コントローラは、分解のための注入される薬剤の時間を考慮する。より望ましくは、コントローラは、総量に達した後に、薬剤の注入の決定を止める。望ましくは、コントローラは、治療の時間の総量を考慮する。より望ましくは、コントローラは、治療の特定の期間の後に、薬剤の決定を止める。
【００４８】
望ましくは、装置は、患者の体質を示す信号伝送要素を含む。それ故、患者の体質は、医師又は看護師に簡便に伝えられ得る。より望ましくは、装置は、患者のアラーム状態を定める要素を含む。望ましくは、これらの要素は、モニタ上で、色づけされた領域である。より望ましくは、これらの要素は、光学及び／又は音響信号である。
【００４９】
本発明の目的は、少なくとも２つのパラメータを測定すること、少なくとも２つの薬剤を２つのパラメータに従って注入されるようにすること、を含み、薬剤の依存性が考慮される、少なくとも１つの薬剤を注入するための方法によって達成される。
【図面の簡単な説明】
【００５０】
【図１】図１は、本発明による閉ループコントローラシステムの概略図を示す。
【図２】図２は、本発明による閉ループコントローラのオペレーション図を示す 。
【図３】図３は、本発明による閉ループコントローラのもう１つのオペレーション図を示す。
【図４】図４は、本発明によるもう１つの閉ループコントローラシステムの概略図を示す。
【図５】図５は、本発明による閉ループコントローラのもう１つのオペレーション図を示す。
【図６】図６は、本発明による閉ループコントローラのもう１つのオペレーション図を示す。
【図７】図７は、本発明によるコントローラ／制御のための入力パラメータであるパラメータ、及びコントローラがアクチュエータを作動させる場合に、アクチュエータによって注入される薬剤を示す。
【図８】図８は、薬剤が注入されるべきかどうかを決定するためのコントローラによって使用される図を示す。
【図９】薬剤が注入されるべきかどうかを決定するためのコントローラによって使用されるもう１つの図を示す。
【図１０】図１０は、薬剤が注入されるべきかどうかを決定するためのコントローラによって使用されるもう１つの図を示す。
【図１１】図１１は、どの程度の量の薬剤が注入されるべきかを決定するためのコントローラによって使用される図を示す。
【図１２】図１２は、２つの異なる薬剤の注入のための装置の実施形態における概略図を示す。
【発明を実施するための形態】
【００５１】
本発明の望ましい実施形態は、ここで添付の図面に基づいて説明されるであろう。
【００５２】
図１は、閉ループコントローラシステム／動脈圧カフ１３０及び動脈経路１３５に接続される動脈圧モニタ５０から入力パラメータを取得するコントローラ６０、心電図電極１３３にリンクされる心電図モニタ５８、及び、パルス酸素濃度プローブ１３１にリンクされるパルス酸素濃度モニタ１３２、を含む装置１を示す。コントローラ１は、注入ポンプ又は、静脈経路１４１にリンクされる血管作用及び／又は変力剤静脈注入のための電気式シリンジ１４２、及びもう１つの静脈経路にリンクされ、流体バッグ１３９に関係する流体投与のための注入ポンプ１４０に接続される。機械式換気装置１３４が、患者の気道に接続される。
【００５３】
この装置１は、望ましくは、外科手術を受ける多くの患者のために使用され、最も共通の臨床目標は、所定の閾値ＳＡＰｔｖ１（又はＭＡＰｔｖ１）よりも上で、所定閾値ＳＡＰｔｖ２（又はＭＡＰｔｖ２）よりも下の、収縮期動脈圧（ＳＡＰ）（又は平均動脈圧（ＭＡＰ））を維持することである。この装置とともに、多重入力が評価され、多重出力のための閉ループ制御が生成される。
【００５４】
装置の機能は、図２のオペレーション図に示され、そして、以下に記述される。
【００５５】
図２は、本発明における自動閉ループコントローラ６０のオペレーション図を示す。自動コントローラ６０は、以下のように作動する。
【００５６】
最初にＳＡＰ（又はＭＡＰ）が、動脈圧モニタによって測定される。
【００５７】
もし、ＳＡＰ（又はＭＡＰ）が、ＳＡＰｔｖ１及びＳＡＰｔｖ２の間にある場合、何も変化しない。
【００５８】
ＳＡＰ（又はＭＡＰ）が所定の閾値ＳＡＰｔｖ２（又はＭＡＰｔｖ２）の上にあるとき、血管作用又は／及び変力剤投与が減少させられ（又は止められ）又は／及び流体注入率は減少する。
【００５９】
ＳＡＰ（ＭＡＰ）が所定の閾値の下にあるとき、機械的人工換気によって誘発されるパルス酸素濃度プレチモグラフィック波形変動（ＰＯＰＶ）（又は前駆出期変動ＰＥＰＶ、又は、動脈パルス圧変動ＰＰＶ、又は動脈収縮期圧変動ＳＰＶ）が、ＳＡＰ（又はＭＡＰ）を正常化するのに最も適切な治療を選択するために使用される。
【００６０】
ＰＯＰＶは、酸素濃度プレチスモグラフ波形の解析から得られ、ＰＥＰＶは、パルス酸素濃度モニタ５４によって与えられるパルス酸素濃度プレチスモグラフ波形（又は動脈圧モニタ５０によって与えられる動脈圧曲線）及び心電図モニタ５８によって与えられる心電図連続記録の同時解析から得られ、そして、ＰＰＶ又はＳＰＶは、動脈圧曲線の解析によって得られる。これらの全ての信号（ＰＯＰＶ又はＰＥＰＶ又はＳＰＶ）は、自動コントローラ６０の入力信号である。自動コントローラ６０は、外科手術を受けている患者において、流体及び、血管作用又は／及び変力剤の投与をトリガ−し、駆動することができる。
【００６１】
オプションとして、ＰＯＰＶ（ＰＥＰＶ又はＰＰＶ又はＳＰＶ）の計算は、呼吸信号（例えば気道圧又はフロー曲線、又はカプノグラフィック信号、又は胸の電気バイオインピーダンス信号）の付加的及び同時の記録及び解析によって改善される。
【００６２】
全ての場合において、ＳＡＰ（又はＭＡＰ）は、所定のタイムフレーム（ＤＴ）の経過後、再評価され、そして、閉ループコントローラシステムによって同じ自動処理が続く。
【００６３】
もし、ＰＯＰＶ（又はＰＥＰＶ又はＰＰＶ又はＳＰＶ）が、所定の閾値（ＰＯＰＶｔｖ）の上にある場合、流体投与は、開始され、又は、図１に示される、自動コントローラ６０（出力信号）に接続されて制御される注入ポンプ１４０によって自動的に増加する。
【００６４】
オプションとして、ヘモグロビンＨｂの血液量（又は血液ヘマトクリットＨｃｔ）はまた、連続的に（又は半連続的に）モニタされ、そして、注入される流体：赤血球又は他のプロダクト（例えば晶質又はコロイド溶液）の種類を決定する自動コントローラ６０によって付加的な入力信号として使用される。Ｈｂ（又はＨｃｔ）が所定の閾値Ｈｂｔｖ（又はＨｃｔｔｖ）の下にあるとき、赤血球が注入される。Ｈｂ（又はＨｃｔ）が所定の閾値Ｈｂｔｖ（又はＨｃｔｔｖ）の上にあるとき、他のタイプの流体（例えば晶質又はコロイド溶液）が注入される。
【００６５】
もし、ＰＯＰＶ（又はＰＥＰＶ又はＰＰＶ又はＳＰＶ）が、所定の閾値ＰＯＰＶｔｖの下にある場合、血管作用又は／及び変力剤が、図１に示すように、自動コントローラ（出力信号）に接続され制御される電気シリンジ１４２によって、自動的に投与される。安全の理由のため、周期変動特性を伴う血管作用又は／及び変力剤（例えばドーパミン）が投与されるとすぐに、心拍数ＨＲもまた、連続的にモニタされる（入力信号）。もし、ＨＲが、所定の閾値ＨＲｔｖの上にある場合、又は、もし、患者が血管作用剤の投与前に不整脈である場合、血管作用又は／及び変力剤の投与は、自動コントローラシステムによって許可されない。もし、ＨＲがＨＲｔｖを越え、又は患者が血管作用又は／及び変力剤の投与中に不整脈になった場合、血管作用又は／及び変力剤の投与は、止められるか、又は、遅くなる。
【００６６】
図３は、本発明による閉ループコントローラのもう１つのオペレーション図を示す。
【００６７】
最初にＰＰＶが測定される。
【００６８】
ＰＰＶ（又はＳＰＶ又はＰＯＰＶ又はＰＥＰＶ）が、所定の閾値ＰＰＶｔｖ（又はＰＯＰＶｔｖ又はＰＥＰＶｔｖ）の上にあるとき、流体は、自動コントローラ（出力信号）に接続されて制御される注入ポンプ１４０によって自動的に投与される。
【００６９】
オプションとして、血液中のヘモグロビンＨｂ（又は血液中のヘマトクリットＨｃｔ）はまた、連続的に（又は半連続的に）モニタされ、そして、注入される流体：赤血球又は他の注入物（例えば晶質又はコロイド溶液）の種類を決定するための自動コントローラによって付加的な入力信号として使用される。Ｈｂ（又はＨｔ）が所定の閾値Ｈｂｔｖ（又はＨｃｔｔｖ）の下にあるとき、赤血球が注入される。Ｈｂ（又はＨｃｔ）が、所定の閾値Ｈｂｔｖ（又はＨｃｔｔｖ）の上にあるとき、他の種類の流体（例えば晶質又はコロイド溶液）が注入される。
【００７０】
もし、ＰＰＶ（又はＳＰＶ又はＰＥＰＶ又はＰＰＶ）が所定の閾値ＰＰＶｔｖの下にある場合、ＳＡＰが測定され、そして、最も適切な処置がＳＡＰ（またはＭＡＰ）に従う。もし、ＳＡＰ（又はＭＡＰ）が所定の閾値ＳＡＰｔｖ１（又はＭＡＰｔｖ１）の下にある場合、血管作用又は／及び陽性的に変力な作用剤が、自動コントローラ（出力信号）に接続され制御される電気シリンジ１４２によって自動的に投与される。安全の理由のために、周期変動特性を伴う血管作用又は／及び陽性的に変力な作用剤（例えばドーパミン）が投与されるとすぐに、心拍数ＨＲもまた、連続的にモニタされる（入力信号）。もし、ＨＲが所定の閾値ＨＲｔｖの上にある場合、又は、血管作用又は／及び陽性的に変力な作用剤の投与前に患者が不整脈である場合、血管作用又は／及び陽性的に変力な作用剤の投与は、自動コントローラシステムによって許可されない。もし、ＨＲがＨＲｔｖを越えた場合、又は、患者が、血管作用又は／及び陽性的に変力な作用剤の投与中に不整脈になった場合、血管作用又は／及び陽性的に変力な作用剤の投与は、自動コントローラシステムによって停止され、又は遅くなる。
【００７１】
もし、ＳＡＰ（又はＭＡＰ）が所定の閾値ＳＡＰｔｖ２（又はＭＡＰｔｖ２）の上にある場合、血管作用又は／及び陽性的に変力な作用剤の投与は、減少し（又は停止し）、又は／及び流体注入率は減少する。
【００７２】
もし、ＳＡＰ（ＭＡＰ）が、ＳＡＰｔｖ１とＳＡＰｔｖ２の間にある場合、何も変化しない。全ての場合において、ＰＰＶ（又はＳＰＶ又はＰＯＰＶ又はＰＥＰＶ）は、所定のタイムフレーム（ＤＴ）の後に、再評価され、閉ループコントローラシステムによって同じ自動処理が続く。
【００７３】
外科手術（主にハイリスクの外科手術）を受ける患者において、臨床目標は、血圧を所定の範囲（例えば上記のようにＳＡＰｔｖ１とＳＡＰｔｖ２の間）内に維持するだけでなく、流体負荷手段によって、１回排出量を最大化する（又は１回排出量が安定期の値に達するまで増加させる）ことであり得る。
【００７４】
心拍出量及び１回排出量が測定されず、又はモニタされないとき、臨床目的「１回排出量を最大化すること」を、臨床目的「ＰＰＶを最小化すること」（又は入力信号としてＳＰＶ又はＰＯＰＶ又はＰＥＰＶ（図１））に置き換えることが可能である。ＰＰＶ（又はＳＰＶ又はＰＯＰＶ又はＰＥＰＶ）が低いとき、機械式の吸気誘導変化は、心前負荷において、１回排出量における重大な変動を誘導せず、それは患者が心前負荷における変化に敏感にならないということである。
【００７５】
一方、もし、ＰＰＶ（又はＳＰＶ又はＰＯＶ又はＰＥＰＶ）が高いとき、心前負荷において、機械式の吸気誘導変化が１回排出量における重大な変動を誘導し、患者が心前負荷における変化に敏感になり、そしてそれ故、さらなる流体の投与に応じて１回排出量をより多く増加することになる。それ故、ＰＰＶ（又はＳＰＶ又はＰＯＰＶ又はＰＥＰＶ）は、流体投与が、１回排出量をさらに増加することができるか否かを知るためのツールとして使用され得る。もしそうでなければ、患者は、自分が流体を受けることによって到達可能な最大排出量に到達している。
それ故、「ＰＰＶを最大化すること」（「１回排出量を最大化すること」のための代理として）が、外科手術処理の間に、臨床目的として選ばれたとき、図３に示されるアルゴリズムが、閉ループコントローラシステムによって適用され得る。
【００７６】
図４は、閉ループコントローラシステム６０を伴う装置１のもう１つの実施形態を示す。この装置１は、図１に示される装置１と比較して、４つの付加的な特徴を含む。ここで、閉ループコントローラシステム６０は、中心静脈経路１３６にリンクされる中心静脈酸素飽和度モニタ１３７からの入力を取得する。閉ループコントローラシステム６０は、血管作用剤静脈注入１０のための電気シリンジ、及び陽性的に変力な作用剤静脈注入１３８に接続される。
【００７７】
前のアルゴリズムに記載されるように、流体投与（１回排出量が安定期の値に達したこと、又は流体注入によって「最大化」したことを意味する）の使用によって、ＰＰＶが最小化されたときに、この実施形態が適用される。この場合において、麻酔専門医は、陽性的に変力な作用剤の使用によって、１回排出量が増加することに興味をもつ。この場合において、臨床目的は、酸素運搬又は中心静脈酸素飽和度（ＳｃｖＯ２）又は中心静脈酸素含有量（ＣｖＯ２）の所定の閾値に到達することである。それ故、ＳｃＶＯ２又はＣｖＯ２は、連続的又は半連続的にモニタされる。ＳｃＶＯ２又はＣｖＯ２は、閉ループ自動コントローラシステムのための付加的な信号入力として使用される。
【００７８】
このシステムの機能は、図５に示される図によって記載される。
【００７９】
図５は、本発明による閉ループコントローラのオペレーション図を示す。このオペレーション図は、図３におけるループの制御と同様に、装置１のループの制御を示す。図３と比較して、図５は、図３において示されるアルゴリズムにおいて実行される付加的なループを示す。このアルゴリズムは、図４に示すシステムとともに使用される。
【００８０】
目標とされるＰＰＶ（又はＳＰＶ又はＰＯＰＶ又はＰＥＰＶ）及びＳＡＰ（又はＭＡＰ）に到達するとすぐに、図３に示される前のアルゴリズムにより、ＳｃｖＯ２又はＣｖＯ２の測定が、図５におけるアルゴリズムに加えられた閉ループコントローラシステムによって解析される。
【００８１】
ＳｃｖＯ２又はＣｖＯ２が、所定の閾値（ＳｃｖＯ２ｔｖ又はＣｖＯ２ｔｖ）の下にある場合、陽性的に変力な作用剤の注入が、始まり、又は増加する（出力信号）。安全の理由のために、周期変動特性を伴う陽性的に変力な作用剤（例えばドーパミン又はエピネフリン）が投与され、心拍数ＨＲもまた連続的にモニタされる（入力信号）。もし、ＨＲが、所定の閾値ＨＲｔｖの上にある場合、又は、患者が変力な作用剤の投与の前に不整脈である場合、陽性的に変力な作用剤の投与は、自動コントローラシステムによって許可されない（出力信号）。もし、ＨＲがＨＲｔｖを越え、又は、患者が陽性的に変力な作用剤の投与中に不整脈になった場合、陽性的に変力な作用剤の投与は、自動コントローラによって停止し又は遅くなる（出力信号）。
【００８２】
もし、ＳｃｖＯ２又はＣｖＯ２が、所定の閾値ＳｃｖＯ２ｔｖ又はＣｖＯ２ｔｖの上にある場合、何も変化しない。
【００８３】
全ての場合において、ＰＰＶ（又はＳＰＶ又はＰＯＰＶ又はＰＥＰＶ）が、所定のタイムフレーム（ＤＴ）の後に、再評価され、そして、閉ループコントローラシステムによって同じ処理が続く。
【００８４】
図６は、本発明による閉ループコントローラのもう１つのオペレーション図を示す。
【００８５】
最初にＳＡＰ（又はＭＡＰ）が測定される。
【００８６】
ＳＡＰ（又はＭＡＰ）が、所定の閾値ＳＡＰｔｖ１（又はＭＡＰｔｖ１）の下にあるとき、全身血管抵抗ＳＶＲが、ＳＡＰ（又はＭＡＰ）を正常化するのに最も適切な治療を選択するために使用される。ＳＶＲは、以下のように、ＭＡＰとＣＯの同時測定から得られる：ＳＶＲ＝ｆ（ＭＡＰ、ＣＯ）。オプションとして、ＳＶＲの計算は、以下のように、中心静脈圧ＣＶＰの付加的で同時の記録及び解析によって改善される：ＳＶＲ＝ｆ（ＭＡＰ、ＣＶＰ、ＣＯ）。
【００８７】
この場合において、自動コントローラは、以下のように動作する。もし、ＳＶＲが、所定の閾値（ＳＶＲｔｖ）の上にある場合、流体注入は、自動コントローラに接続されて制御される注入ポンプ１４０によって自動的に増加する。オプションとして、血液中のヘモグロビンＨｂの量（又は血液中のヘマトクリットＨｔの量）もまた、連続的（又は半連続的）にモニタされ、注入される流体：赤血球または他の種類の流体（たとえば晶質又はコロイド溶液）の種類を決定するための自動コントローラによって、入力信号として使用される。Ｈｂ（又はＨｃｔ）が所定の閾値Ｈｂｔｖ（又はＨｃｔｔｖ）の下にあるとき、赤血球が注入される。Ｈｂ（又はＨｃｔ）が所定の閾値Ｈｂｔｖ（又はＨｃｔｔｖ）の上にあるとき、他のタイプの流体（例えば晶質又はコロイド溶液）が注入される。
【００８８】
ＳＶＲが所定の閾値ＳＶＲｔｖの下にある場合、血管作用剤が、自動コントローラ（出力信号）に接続され制御される電気シリンジ１４２によって自動的に投与される。安全の理由のため、周期変動特性を伴う血管作用剤（例えばドーパミン）が投与されるとすぐに、心拍数ＨＲもまた、連続的にモニタされる（入力信号）。もし、ＨＲが所定の閾値ＨＲｔｖの上にある場合、又は、患者が、血管作用剤の投与前に、不整脈である場合、血管作用剤の投与は、自動コントローラシステムによって許可されない。もし、ＨＲがＨＲｔｖを越え、又は、患者が血管作用剤の投与中に不整脈になった場合には、血管作用剤の投与は停止され、または遅くなる。
【００８９】
ＳＡＰ（又はＭＡＰ）が、所定の閾値ＳＡＰｔｖ２（又はＭＡＰｔｖ２）の上にある場合、血管作用剤の投与は、減少（又は停止）し、又は／及び流体注入率が減少する。
【００９０】
ＳＡＰ（又はＭＡＰ）が、ＳＡＰｔｖ１とＳＡＰｔｖ２の間にある場合、何も変化しない。ＳＡＰ（又はＭＡＰ）が、所定のタイムフレーム（ＤＴ）の後に再評価され、閉ループコントローラシステムによって、同じ処理が続く。
【００９１】
外科的な処置（例えば、パルス輪郭分析又は食道ドップラー又は二酸化炭素ＣＯ２分圧再呼吸法又は電気バイオインピーダンス法）の間、１回排出量ＳＶ又は心拍出量ＣＯが測定されモニタされるこのアルゴリズムは、流体及び血管作用剤の投与を開始し、駆動するための自動コントローラシステムによって使用される。
【００９２】
このアルゴリズムは、所定の閾値ＳＡＰｔｖ１（又はＭＡＰｔｖ１）の上で、かつ、所定の閾値ＳＡＰｔｖ２（又はＭＡＰｔｖ２）の下にある、収縮期動脈圧（ＳＡＰ）（又は平均動脈圧ＭＡＰ）を維持することが臨床目的である場合に使用される。
【００９３】
流体及び血管作用剤の投与を開始し、駆動する入力信号としてのＳＶＲの使用の代わりは、図２の記載において記述されるように、ＰＯＰＶ又はＰＥＰＶ又はＰＰＶ又はＳＰＶを使用することである。もし、外科的処理の間に、心拍ごとに、ＳＶが測定され、モニタされた場合、１回排出量の変動ＳＶＶはまた、図２の記載で記述されるアルゴリズムによる、ＰＯＰＶ又はＰＥＰＶ又はＰＰＶ又はＳＰＶの代わりに使用され得る。
【００９４】
代わりに、連続的に測定されるＳＶ（又はＣＯ）は、コントローラの入力信号として使用され、そして、コントローラは、例えば、ＳＶが、外科的な処置の間にＳＶが大きく落ちる（例えば少なくとも１０％で）のと同様に、流体投与中（２分の期間を越える、２５０ｍｌのコロイド溶液の注入中）に、大きく増加しない（例えば１０％以上で）というように、ＳＶが安定期に到達するまで、自動的に流体を搬送することができる。オプションとして、ＣＯモニタ（ＣＯを正確に測定すること）の代わりに、ＣＯの変化を追跡できる（例えばＣＯにおける減少又は増加を検出できる）モニタが使用され得る。もう１つのオプションとして、血液中のヘモグロビンＨｂ（又は血液中のヘマトクリットＨｃｔ）の量は、また、連続的に（又は半連続的に）モニタされ、注入される流体：赤血球又は他のプロダクト（例えば晶質又はコロイド溶液）の種類を決定するための自動コントローラによって付加的な入力信号として使用される。Ｈｂ（又はＨｔ）が所定の閾値Ｈｂｔｖ（又はＨｃｔｔｖ）の下にあるとき、赤血球が注入される。Ｈｂ（又はＨｔ）が所定の閾値Ｈｂｔｖ（又はＨｃｔｔｖ）の上にあるとき、他の種類の流体（例えば晶質又はコロイド溶液）が注入される。
【００９５】
ＳＶの入力信号としての用法の代替は、図３の記載に記述されるように、ＰＯＰＶ、ＰＥＰＶ、ＰＰＶ又はＳＰＶを使用することである。もし、ＳＶが外科的な処置の間に、心拍ごとに測定され、モニタされた場合、１回排出量変動ＳＶＶはまた、図３の記載に記述されるアルゴリズムによる、ＰＯＰＶ、ＰＥＰＶ、ＰＰＶ又はＳＰＶの代わりに、使用され得る。
【００９６】
このアルゴリズムは、特にハイリスクな外科手術を受ける患者において、「１回排出量を最大化すること」のために使用され得る。
【００９７】
動脈酸素濃度飽和度ＳａＯ２及びＨｂは、測定及びモニタされ、ＤＯ２が計算され得る：ＤＯ２＝ｆ（ＣＯ、ＳａＯ２、Ｈｂ）。もし、患者が中心静脈経路につながれている場合、ＳｃｖＯ２が計算され得る。この状況において、ＤＯ２又は、ＳｃｖＯ２又はＣｖＯ２は、以下の閉ループコントローラシステムのための付加的な信号入力として使用され得る。
【００９８】
ＳＶが流体とともに安定期に達するとすぐに、ＤＯ２（またはＳｃｖＯ２又はＣｖＯ２）の値は、閉ループコントローラシステムによって分析される。
【００９９】
もし、ＤＯ２が、所定の閾値（ＤＯ２ｔｖ）の下にある場合、変力剤注入が開示され、又は増加される（出力信号）。安全の理由のため、周期変動特性を伴う変力剤（例えばドブタミン又はエピネフリン）が投与されるとすぐに、心拍数ＨＲもまた、連続的にモニタされる（入力信号）。もし、ＨＲが、所定の閾値ＨＲｔｖの上にある場合、又は、患者が、変力剤の投与前に不整脈である場合、陽性的に変力な作用剤の投与は、自動コントローラシステムによって許可されない（出力信号）。もし、ＨＲがＨＲｔｖを越えた場合、又は、患者が、陽性的に変力な作用剤の投与中に不整脈になった場合、陽性的に変力な作用剤の投与は、自動コントローラによって中止され、又は遅くなる（出力信号）。
【０１００】
もし、ＤＯ２（又はＳｃｖＯ２又はＣｖＯ２）が、所定の閾値ＤＯ２ｔｖの上にある場合、何も変化しない。
【０１０１】
全ての場合において、ＤＯ２（又はＳｃｖＯ２又はＣｖＯ２）が、閉ループコントローラシステムによって、所定のタイムフレーム（ＤＴ）の後に再評価され、同じ自動処理が続く。
【０１０２】
このアルゴリズムは、流体投与の使用によってＳＶが最大化されたとき（又は安定期の値に達したとき）に使用され、そして、麻酔専門医は、陽性的に変力な作用剤を使用することによってＳＶを増加させることに関心を持つ。この場合において、臨床目的は、酸素運搬（ＤＯ２）又は中心静脈酸素濃度飽和度（ＳｃＶＯ２）の所定の閾値に達することである。
【０１０３】
図７は、本発明によるコントローラ／制御のための入力パラメータであるパラメータ、及び、コントローラがアクチュエータを作動させた場合に、アクチュエータによって注入される薬剤、を示す。パラメータは、ＳｃＶＯ２、ＳＡＰ、ＰＰＶ、ＨＲ、及びヘモグロビンであり、薬剤は、流体、赤血球、血管作用剤、及び陽性的に変力な作用剤である。コントローラは、測定されたパラメータに基づいてどの薬剤が施されるべきかを決定するイベント及びルールを使用する。
【０１０４】
図８、９、及び１０は、薬剤が注入されるべきかどうかを決定するコントローラによって使用される図である。ブール論理を伴う判断ツリーアルゴリズムの他に、特性要因図が使用され得る。それによっていくつかの動作が、測定され又は計算されたパラメータの多次元空間の全てのポイントで割り当てられる。これは、数学的に、ｎ次元（ｎ＝パラメータの数）を伴うｍ方程式（ｍ＝動作の数）によって記述される。図８の処置は、図６と同様であり、図９は図５と同様である。
【０１０５】
図８は、２つの直角な軸を伴う図である。これらの軸は、ＰＰＶの値及びＳＡＰの値を示し、ベクトル空間を測る。このベクトル空間において、４つの領域が示される。
【０１０６】
ＳＡＰの低い値、又は、ＳＡＰｔｖ１の値の下にあるＳＡＰの値を示す領域において、２つの領域は、ＰＰＶの値に従って示される。所定の閾値ＰＰＶｔｖの下にある値について、血管作用剤を増加するように指示する領域が測られる。ＰＰＶｔｖの上にある値について、流体を増加するように指示する領域が測られる。
【０１０７】
閾値ＳＡＰｔｖ１とＳＡＰｔｖ２の間にあるＳＡＰの値を示す領域は、いかなる動作をも行わないように指示する。
【０１０８】
ＳＡＰｔｖ２の上にあるＳＡＰの値を示す領域は、血管作用剤及び／又は流体を減少させるように指示する。これは、ＰＰＶの全ての値に適用する。
【０１０９】
図９は、図８と同様で、ＰＰＶｔｖの下にあるＰＰＶの値のためのものである。ＰＰＶｔｖの上にあるＰＰＶの値について、流体を増加するように指示する領域が示される。これは、ＳＡＰの全ての値に適用する。
【０１１０】
図１０は、湾曲した閾ライン１２２、１２３、１２４を伴う図１２０を示す。この図１２０は、２つの薬剤の注入を示す領域１２１を示す。これらの領域１２1
は、オーバラップする２つの動作領域によって生じ、１以上の薬剤の注入を増加させ、又は減少させるように指示する。判断ツリーで促されることが不可能である処置は、例えば図１０における曲線をなす特性要因図で実現される。
【０１１１】
マップは、動作のない領域とともに定義される。これは、２つの分かれた、投与量のための、オーパラップしていないマップによって実現される。これは、患者の生理的な機能を特定の生理的なポイントに強制することを必要とせずに、特定の範囲を対象とするという事実による。
【０１１２】
その表示又はもう１つの処置の反対の表示における、様々な処置（介入）の効果の影響が組み込まれる。例えば、血管作用剤の投与量は、ＰＰＶ、ＰＥＰＶ、ＰＯＰＶ、ＳＰＶ、又はＳＶＶにおける影響を有し得る。それ故、図１０において、流体の投与量は、領域１２１を参照し、血管作用剤が投与された場合に、減少され得る。また、徐々に変化する動作及びオーパラップしている範囲において有利性が存在する。
【０１１３】
望ましくは、動作は、完全な投与量率の代わりに、薬剤の投与量の増加／減少のような異なるタイプである。それによって、患者の生理的な反応とともに、制御ループが確立される。
【０１１４】
図１１は、注入されるべき薬剤がどの程度かを決定するコントローラによって使用される図を示す。図１１において、境界線及びパラメータポジションが示される。パラメータポジションは、測定されたＳＡＰ及びＰＰＶによって定められる。境界線と現在のポジションとの間の距離は、投与量を計算するために使用される。その距離は、測定された値と閾値との間の最も小さな違いの可能性である。もし、いくつかの値が測定され、閾値が与えられた場合、離散距離関数又はユークリッド距離関数のような距離の関数が数学的に使用される。もし、２以上のパラメータが使用された場合、ｎ次元空間内のハイパーエリアは、境界線の代わりに使用され得る。さらに、投与量は、最小及び最大投与量の値に対して制限される。
【０１１５】
この方法はまた、もう１つの体積反応性パラメータ（ＳＰＶ、ＰＥＰＶ、ＰＯＰＶ、ＳＶＶのような）又は、もう１つの血圧関係のパラメータ（ＭＡＰのような）を使用するとによって適用され得る。
【０１１６】
記載されるコントローラは、統合コントローラと同様に作動する。ある場合には、この方法と同様に、比例コントローラタイプに適応するように、より適切なものにすることができる。これは、例えば、絶対的な投与量率を特性要因図内に割り当てることによって行われる。
【０１１７】
望ましくは、いくつかの進歩した制御処理が、記述されたコントローラに加えられる。適用される薬剤のために、許容可能な最大投与量がチェックされる。装置は、薬剤の所定の量を適用し、そして、モニタされるパラメータが期待される目標範囲に移動しない場合には、処理を停止する。これは、パラメータがしばしば間接的に悪影響を受けるという事実による。生理学的知識は、統計的／実験的な観察に基づく。個々の患者は、生理的な異常又は病気のために、異なる方法で、処置に対して反応し得る。
【０１１８】
図１２は、２つの異なる薬剤の注入のための装置の実施形態における概略図を示す。装置１は、コントローラ６０に接続される、血管作用剤２０を伴う第１の電気シリンジ又は注入ポンプ１０及び流体４０を伴う第２の電気シリンジ又は注入ポンプ３０を含む。コントローラ６０は、フラッシュメモリ７０、変換ユニット８１に接続されるマイクロコントローラ８０、クォーツ時計又はマイクロコントローラの内部装置８５、フラッシュメモリ９１、投与量決定装置９２及び最大ストッパ９３を含むマキシマム装置９０、フラッシュメモリ１０１及びストッパ１０２を含む効果制御装置１００、リストメモリ／フラッシュメモリ１１１、検出装置又はインラインフローセンサ１１２、決定装置又はマイクロコントローラ１１３及び１１４を伴うパラメータ装置１１０、を含む。コントローラ６０は、動脈圧モニタ５０、パルス酸素濃度モニタ５４及び心電図モニタ５８に接続される。
【０１１９】
装置１は、動脈圧モニタ５０、パルス酸素濃度モニタ５４及び／又は心電図モニタ５８によって測定される第１及び第２のパラメータに従う血管作用剤２０又は流体４０を注入する。血管作用薬２０又は流体４０を注入するための判断は、薬剤２０，４０が注入されなければならない第１及び第２のパラメータの全ての組み合わせを示す、フラッシュメモリ７０に保存される図１２０に基づく。図には、血管作用薬と同様に流体を注入することを計画する領域１２１がある。閾ライン１２２，１２３及び１２４は、閾を要求に適合させるために湾曲している。薬剤２０，４０を注入しないことを示す「作用なし」の領域もまた存在する。
【０１２０】
図１１に基づいて、距離を値に変換する変換ユニット８１に接続されるマイクロコントローラ又は距離分析器８０は、注入される薬剤の投与量を計算する。
【０１２１】
クォーツ時計８５は、装置が、上記の薬剤の注入を考慮するそれぞれの計算を達成するように導くタイムスライスを与える。ここで、クォーツ時計はまた、動脈圧モニタ５０、パルス酸素濃度モニタ５４及び／又は心電図モニタ５８が、測定を実行するように導き、それ故、測定は、連続的に行われない。
【０１２２】
マキシマム装置９０は、最大値を決定し、最大値に達した場合に、薬剤の注入を停止するために設けられる。フラッシュメモリ９１は、薬剤のリスト及び個々の患者に許容される最大投与量を保存し、投与量決定装置９２は、どの程度の量の薬剤が患者に誘導されるのかを決定し、最大ストッパ９３は、薬剤を誘導するための第１の電気シリンジ１０及び第２の電気シリンジ３０を決定するためのコントローラ６０を停止することによって患者に対する薬剤の注入を停止させる。
【０１２３】
効果制御装置１００は、期待される効果が生じるかどうかを制御する。フラッシュメモリ１０１は、特定の患者について期待される効果のリストを含む。ストッパ１０２は、 薬剤を誘導するための第１の電気シリンジ１０及び第２の電気シリンジ３０を決定するためのコントローラ６０を停止することによって患者に対する薬剤の注入を停止する。
【０１２４】
パラメータ装置１１０は、特定のパラメータ、例えば、心拍数が、測定されるべきかどうかを決定し、そして、パルス酸素濃度モニタ５４をそのようにトリガーする。リストメモリ１１１は、薬剤が注入され及び／又はパラメータが測定された場合に、心拍数が測定されるべきかどうかの情報を伴う、薬剤及びパラメータの条件のリストを含む。検出装置１１２は、心拍数を測定するためのリストによって示される条件が生じたかどうかを検出する。決定装置１１３は、心拍数が測定されるべきかどうか、及びトリガ１１４がパルス酸素濃度モニタ５４又は心拍数を測定するための心電図モニタ５８をトリガ−するかどうかを決定する。
【符号の説明】
【０１２５】
１…装置、１０…血管作用剤静脈注入のための電気シリンジ、２０…血管作用剤、３０…第２電気シリンジ、４０…流体、５０…動脈圧モニタ、５４…パルス酸素濃度モニタ、５８…心電図モニタ、６０…コントローラ、７０…ダイアグラムメモリ／フラッシュメモリ、８０…距離分析器／マイクロコントローラ、８１…変換ユニット、８５…タイミング装置／クォーツ時計、９０…マキシマム装置、９１…マキシマメモリ／フラッシュメモリ、９２…投与量決定装置、９３…最大ストッパ、１００…効果制御装置、１０１…効果メモリ／フラッシュメモリ、１０２…ストッパ、１１０…パラメータ装置、１１１…リストメモリ、１１２…検出装置、１１３…決定装置、１１４…トリガ、１２０…図、１２１…領域、１２２…閾ライン、１２３…閾ライン、１２４…閾ライン、１２５…距離、１２６…閾値、１２７…パラメータポジション、１３０…動脈圧カフ、１３１…パルス酸素濃度プローブ、１３２…パルス酸素濃度モニタ、１３３…心電図電極、１３４…機械式呼吸器、１３５…動脈経路、１３６…中心静脈経路、１３７…中心静脈酸素濃度飽和度モニタ、１３８…変力剤静脈注入のための電気シリンジ、１３９…流体バッグ、１４０…流体投与のための注入ポンプ、１４１…静脈経路、１４２…血管作用及び／又は変力剤静脈注入のための電気シリンジ
【技術分野】
【０００１】
外科手術を受ける患者の中には、麻酔薬によって血管拡張が誘発され、手術による出血によって血液量減少が誘発されるため、低血圧は、しばしば外科手術中に観察される。持続性低血圧は、臓器血流の低下となり、最終的に臓器不全となる。血圧を正常化するために促進される治療的介入は、それ故期待され、そして、排出量負荷、及び／又は血管作用薬又は／及び強心薬の投与に基づいている。
【背景技術】
【０００２】
ある症例では、麻酔専門医は、血圧を維持するだけでなく、１回排出量を最大にすること（又は安定期に到達するまで１回排出量を増加させること）に関心を持ち得る。実際、慢性疾患状態（例えば、慢性心不全を伴う患者における股関節手術）又は、急性疾患状態（例えば、排血性ショックを伴う患者における腹膜炎手術）のいずれか、又は／及び外科手術それ自体の理由で、ハイリスクの外科手術を受ける患者の中には、輸液によって１回排出量を最大化することは、術後合併症の発生率を減少させ、集中治療室及び病院に滞在する長さを短くする（費用節約策）ということが認められた。
【０００３】
外科手術を受ける患者においては、排出量負荷の利益を得ることができ、そして、血管作用薬又は／及び強心薬からの利益を得る低血圧患者の識別が非常に難しい。例えば、バソプレジック（vasoplegic）状態（血管作動性薬の投与からの利益を得る）は、心拍出量を除いて（心拍出量の計算に必要なパラメータは、外科手術中には通常測定されない）、全身血管抵抗を評価することによって識別可能である。
【発明の概要】
【発明が解決しようとする課題】
【０００４】
血液量減少性の状態は、血液量を評価すること、又は、心臓容積によって識別可能であるが、そのような場合も可能性も外科手術中は通常ない。
【０００５】
ハイリスクな外科手術を受ける患者において、１回排出量を最大化することは、常に事例又は可能性のない１回排出量を測定することを課し、しかも、特殊で、より高価な心拍出量モニタリング技術を要求する。
【０００６】
１回排出量および心拍出量が、外科手術中に測定され、モニタされ得るときでさえ、輸液、及び血液作動薬又は／及び強心薬の投与の自動制御を許容し、全身性低血圧を最小化し、内臓不全の発達を防ぎ、及び外科手術を受ける患者の成果を改善するシステムは存在しない。
【０００７】
薬剤が投与されるべきかどうかのよく知られる決定方法は、１つの専用のパラメータのみを通常使用する。このパラメータの値は、薬剤が投与されるべきかどうかを決定する。念のため、薬剤のより多くの種類が患者に注入されるべきときは、これらのタイプの薬剤に専用のパラメータが測定されるべきであることが決定されるべきである。これらの測定に基づいて、これらのタイプの薬剤が投与されるかどうかが決定されるであろう。従来の装置内で、薬剤が投与されるべきかどうかが、他の測定及び他の薬剤から独自に決定される。
【０００８】
本発明の目的は、従来の装置の不利な点を回避する、薬剤の投与装置を提供することである。
【課題を解決するための手段】
【０００９】
本発明の目的は、少なくとも２つの薬剤が注入されることを生じさせる、少なくとも２つのアクチュエータ、少なくとも２つのパラメータを測定するための少なくとも１つのセンサ、アクチュエータを制御するコントローラであって２つのパラメータの値に従ってアクチュエータを作動させるようにプログラムされ、薬剤の依存性を考慮して設けられるコントローラ、を含む、少なくとも１つの薬剤の注入のための装置によって達成される。この装置は、他の薬剤に依存する薬剤の複雑なシステムを考慮する薬物投与を可能にする。
【００１０】
注入のための装置は、薬剤を患者に投与する装置である。望ましくは、それは容器から薬剤を提供する。望ましくは、注入のための装置は、電気的な少用量ポンプ又は電気的な容積測定注入ポンプである。注入のための装置は、少なくとも２つのポートを伴うバルブに基づくこともまた可能である。
【００１１】
アクチュエータは、ある動作、特に、薬剤を注入及び／又は注射することを作動させる装置である。望ましくは、アクチュエータは、データを入力するインターフェイスを含む。望ましくは、アクチュエータは、インターフェイスを経由してコントローラに接続される。薬剤が注入されることを生じさせるのに適した各装置がアクチュエータとして採用され得る。望ましくは、電気式のシリンジ、より望ましくは、流体又は赤血球の投与のための注入ポンプが使用される。
【００１２】
治療効果を有する各薬物が薬剤として使用され得る。望ましくは、心拍出量に効果を有する薬剤、及び、望ましくは、血圧に効果を有する薬剤が注入される。
【００１３】
少なくとも２つの薬剤が注入される。望ましくは、薬剤は、２つ以上の薬剤の混合物である。より望ましくは、薬剤は単独の薬剤である。望ましくは、２以上の薬剤が注入される。
【００１４】
薬剤の注入のために、患者に薬剤を投与する各方法が使用され得る。望ましくは、薬剤は、筋肉注射で、経皮的に、皮下注射で、又は、気道への噴霧により投与され、最も望ましくは、薬剤は経皮的に注入される。経口で、又は呼吸器系によって薬剤を投与することもまた可能である。
【００１５】
パラメータを測定することが可能な各測定装置がセンサとして使用され得る。望ましくは、パルス酸素濃度測定探査、心電図電極、酸素飽和度センサ、動脈カテーテルに接続される圧力センサ、及び／又は血液テストが、使用される。より望ましくは、動脈圧モニタ、トノメータ、留置ファイバシステム、連続ヘマトクリットモニタ、連続ヘモグロビンモニタ、心電図モニタ、及びパルス酸素濃度測定モニタが使用される。
【００１６】
使用されるパラメータは、望ましくは、収縮期動脈圧、平均動脈圧、拡張期動脈圧、中心静脈圧、パルス酸素濃度プレチスモグラフ波形変動ＰＯＰＶ、ヘモグロビン濃度、ヘマトクリット値、心拍、脈圧変動、収縮期血圧変動、前駆出期変動、及び中心静脈酸素飽和度、又は、中心静脈酸素含有量、のような心臓循環系の状態を示すパラメータである。
【００１７】
望ましくは、１回の心臓の循環の間の平均動脈圧が、平均動脈圧として使用される。望ましくは、赤血球中の金属タンパク質を移送する酸素を含む金属の濃度がヘモグロビンとして測定される。望ましくは、赤血球が占める血液量の比率がヘマトクリットについて測定される。心臓周期は、望ましくは、心房収縮期、心房収縮、心房拡張期の３つの主要な状態を含む。心臓周期の周波数は、望ましくは、心拍数として使用される。脈圧は、望ましくは、心臓の収縮の間の動脈圧の変化である。脈圧変動は、望ましくは、１回の呼吸サイクルの間の血圧の変化である。中心静脈酸素飽和度は、望ましくは、中心静脈に運ばれる酸素の量の相対的測定である。
【００１８】
アクチュエータを制御することが可能な各装置がコントローラとして配置される。望ましくは、チップ又は拡張カード、より望ましくは、計算装置、最も望ましくは、マイクロコントローラ又はプログラマブル論理コントローラが使用される。
【００１９】
少なくとも２つのパラメータが測定される。望ましくは、パラメータは、パラメータの数に従って、いくつかのセンサにより測定される。例えば、２つのパラメータが測定された場合、それらは、望ましくは、２以上のセンサによって測定される。より望ましくは、２以上のパラメータは、１つのセンサによって測定される。望ましくは、測定されるパラメータの数は、注入される薬剤の数よりも多い。
【００２０】
コントローラは、薬剤の依存性を考慮して設けられる。それ故、異なる薬剤の間の複雑な作用関係が、患者への薬剤の注入において考慮される。望ましくは、コントローラは、第１の薬剤の注入を増加させ、特定の期間を越えて同じ作用を有する第２の薬剤を減少させることを決定するために設けられる。より望ましくは、コントローラは、第１の薬剤の注入の後で、特定の期間が経過するまで、第２の注入を止めることを決定するために設けられる。望ましくは、コントローラは、２以上の薬剤を交互に注入することを決定するために設けられる。望ましくは、コントローラは、何回かの交互にわたる期間において、２以上の薬剤を、交互に注入することを決定するために設けられる。望ましくは、コントローラは、薬剤を注入する前に、残りの期間を決定するために設けられる。望ましくは、コントローラは、第１の薬剤の増加の投与量を注入するため、及び、第２の薬剤の減少の投与量を注入するために設けられ、そして、特定の投与量の第１の薬剤の後で、又は、特定のタイムリミットに達した後で、第２の薬剤の投与量を増加すること、及び第１の薬剤の特定の投与量を減少させることを決定する。望ましくは、コントローラは、第１の薬剤によって誘発されたパラメータ変化を止めるために第２の薬剤を注入することを決定するために設けられる。
【００２１】
他の薬剤がその薬剤の治療効果に影響を及ぼすならば、ある薬剤は、もう１つの薬剤に依存する。望ましくは２つの薬剤は、もしそれらが特定のパラメータを互いに増加させ、又は減少させることを増幅しているのであれば、依存していると名付けられる。より望ましくは、特定のパラメータにおいて第１の薬剤が第２の薬剤の効果を減少させる場合に、２つの薬剤は依存していると名付けられる。薬剤は、特定のパラメータの値又は注入される薬剤の投与量についてのみ依存性が存在する場合でも、依存すると名付けられる。
【００２２】
流体、望ましくは、晶質の又はコロイド溶液、血管作用薬、及び強心剤は、血圧（ＳＡＰ及びＭＡＰ）を増加させ、ＨＲを減少させる。流体及び血管作用薬は、ＰＯＰＶ、ＳＰＶ、ＰＰＶ及びＰＥＰＶを増加させ得る。変力薬は、ＰＯＰＶ、ＳＰＶ、ＰＥＰＶ、ＨＲ及びＳｃＶＯ２を増加させ得る。それ故、変力剤、流体及び血管作用剤は、互いに依存する。ドーパミン、ドブタミン及びエピネフリンは、同時に血管に作用し、変力的である。ドーパミンのような、ある陽性的に変力的に作用する薬剤は、血管拡張を誘発し得る。これらの薬剤は、同時に投与され得る。赤血球は、ヘモグロビン及びＳｃＶＯ２を増加させ、ＰＯＰＶ、ＳＰＶ、ＰＰＶ及びＰＥＰＶを減少させる。
【００２３】
もう１つの望ましい実施形態において、パラメータは、以下のグループから選択される：収縮期動脈圧（ＳＡＰ）、平均動脈圧（ＭＡＰ）、パルス酸素濃度プレチスモグラフ波形変動（ＰＯＰＶ）、ヘモグロビン（Ｈｂ）、ヘマトクリット（ｈｔ）、心拍数（ＨＲ）、脈圧変動（ＰＰＶ）、収縮期圧変動（ＳＰＶ）、前駆出期変動（ＰＥＰＶ）及び中心静脈酸素飽和度（ＳｃＶＯ２）。
【００２４】
もう１つの望ましい実施形態において、薬剤は、以下のグループから選択される：流体、赤血球、血管作用剤、及び陽性的に変力的な作用剤。
【００２５】
望ましくは、赤血球、乳酸リンガル液のような晶質溶液、生理食塩水、又はゼラチンのようなコロイド溶液、ハイドロエチルスターチ、アルブミン、又は新鮮凍結血漿が、流体として使用される。血管系において血管収縮又は血管拡張作用を引き起こすことができる、ホルモン、薬剤又は化学薬品血管作用薬のそれぞれが、血管作用剤として使用され得る。望ましくは、ニトロプルシト、フェニレフリン、エフェドリン、又はエピネフリン、より望ましくは、ドーパミン又はノルエピネフリンが使用される。
【００２６】
心筋収縮の力又はエネルギを増加する各薬物が変力剤として使用され得る。望ましくは、カテコールアミン、またはホスホジセステラーゼ、最も望ましくは、カルシウム、又はカルシウム増感剤が変力剤として使用される。望ましくは、ホスホジエステラーゼ抑制剤、またはレボシメンダン（levosimendan）、より望ましくは、ドブタミン、エピネルフィン、又はドーパミンが使用される。
【００２７】
もう１つの望ましい実施形態において、コントローラは、薬剤の最大投与量についての値を含む最大メモリを含むマキシマム装置、注入される薬剤の投与量を決定するための投与量決定装置、万が一、注入される薬剤が最大投与量に達した場合に、薬剤の注入を止める最大ストッパ、を含む。それ故、患者への多すぎる薬物の注入を防止することが可能である。
【００２８】
薬剤の最大投与量又は薬剤の量が既に注入されたかどうかを決定し、この薬剤の注入を止めることができる各装置がマキシマム装置として使用され得る。望ましくは、マイクロコントローラのような計算装置が使用される。
【００２９】
薬剤の最大量のために値を与えることができる全ての装置が最大メモリとして使用され得る。望ましくは、ＲＯＭ、ＲＡＭ又はフラッシュメモリのようなコンピュータメモリが使用される。
【００３０】
薬物の最大投与量は、患者に注入されることが可能な所定の最大の投与量である。最大投与量は、望ましくは、年齢、血圧、動脈圧及び／又は心拍数、より望ましくは、患者に既に投与された薬物において、重量及び／又は患者の性別に依存する。
【００３１】
投与量決定装置は、患者に注入される薬物の投与量を決定することができる装置である。望ましくは、投与量決定装置は、患者に注入される薬剤のそれぞれの投与量を測定するために配置される測定ユニットである。より望ましくは、投与量決定装置は、患者に投与されることが決められた薬剤の投与量を計算するマイクロコントローラのような計算装置である。
【００３２】
最大ストッパは、薬剤の注入を止めるために配置される装置である。望ましくは、最大ストッパは、患者に注入されなければならない薬剤の投与量の決定を止めるコンピュータ装置である。
【００３３】
もう１つの望ましい実施形態において、コントローラは、薬剤及び対応する期待されるパラメータ変化のリストを保存ための効果メモリ及び薬剤の注入を止めるストッパを含む効果制御装置であって、薬剤が注入され、そして少なくとも１つの対応する期待されたパラメータ変化が生じない場合に、ストッパを作動させるようにプログラムされた効果制御装置をさらに含む。それ故、患者は、効果を示さず、又は個々の患者にかなり高い確率で悪影響を与えるという方法で処置がとられることが防止され得る。
【００３４】
望ましくは、それぞれのパラメータ及びその変化を制御するためのさらなる薬剤がない場合に、アラームが与えられる。
【００３５】
期待された効果は、望ましくは、パラメータの変化である。効果の結果は、望ましくは、測定された変化である。望ましくは、期待された効果は、薬物を注入してからの、時間間隔内で増大する。より望ましくは、効果は、薬物が注入されてからの、特定のラグタイムの後に現れるように始まる。パラメータをパラメータの変化と比較し、薬剤の注入が停止されなければならないかどうかを決定することが可能な各装置が、効果制御装置として使用され得る。望ましくは、計算装置が使用される。
【００３６】
例えば、測定されるパラメータの履歴といった効果を保存することが可能な全ての装置が効果メモリとして使用され得る。望ましくは、ＲＡＭ、ＲＯＭ、フラッシュメモリのようなコンピュータメモリが使用される。磁気ディスク又は磁気テープのような磁気記憶装置もまた使用可能である。
【００３７】
対応する期待されたパラメータの変化は、経験に従って特定の患者に起こるパラメータ変化である。望ましくは、対応する期待されたパラメータの変化は、薬剤又は治療の治療効果を示すパラメータ変化である。
【００３８】
薬剤の注入を止めることが可能な各装置がストッパとして使用され得る。望ましくは、計算装置、特に、患者への薬物の注入の決定を停止するマイクロコントローラが使用される。もう１つの望ましい実施形態は、アクチュエータが薬物を提供することを停止する装置である。望ましくは、この装置は、コンピュータプログラム又はプログラマブル論理回路、特に、ＥＥＰＲＯＭに保存されるコンピュータプログラムである。アクチュエータによって既に与えられた患者に薬剤が注入されることを防止する、アクチュエータと患者の間のバルブを備えることもまた可能である。
【００３９】
もう１つの望ましい実施形態において、コントローラは、閾値、特にハイパーエリア、望ましくは、２つのパラメータに関するラインと、実際に測定されたパラメータとの間の距離を決定する距離分析機、及びその距離を薬剤の投与量に変換する変換ユニットを含み、このコントローラは、この薬剤の投与量に従ってアクチュエータを作動するよいうにプログラムされる。
【００４０】
望ましくは、計算装置、特にマイクロコントローラ又はプログラマブル論理コントローラが距離分析機として採用される。
【００４１】
閾、特に閾値は、望ましくは、パラメータについての所定の値、又はパラメータの空間内のハイパーエリアである。２つのパラメータのために、ハイパーエリアは、望ましくはラインである。望ましくは、閾は、経験的なデータに基づく。望ましくは、閾は、異なる治療戦略の範囲を分ける。望ましくは、閾は、薬物を投与するというような処置が始められ又は止められるべきであるパラメータポイントによって定義される。望ましくは、閾値は、測定されたデータが生じるまで、薬剤の投与から経過した時間を示すタイムフレームを伴うパラメータの値を結合するデータに基づく。もう１つの望ましい実施形態において、閾は、患者に悪影響を与えるパラメータポイントの範囲を分ける。望ましくは、閾は、望まれるべき範囲を分ける。望ましくは、この範囲は、作用のない領域である。閾は、望ましくは、特定のパラメータの値に従って変化する。多次元方程式によって閾を表示することが可能である。もし、２つのパラメータに関する閾値が視覚化された場合、これは、例えば、各軸においてパラメータの値を低い順に示し、閾値がラインとして図内に示される、２つの軸が直角な図によって為され得る。閾ラインは、望ましくは、曲線状であり、より望ましくは、薬剤が注入されるべきかどうかを示すためのいくつかの閾ラインが存在する。望ましくは、個々の閾ハイパーエリアが、各治療処置に対して与えられる。望ましくは、薬剤を投与するための、全てのアクチュエータを停止し、及び／又はアラームを与えるための閾ハイパーエリアが与えられる。
【００４２】
パラメータポジションは、１以上のパラメータの値によって定められる。上記の図において、パラメータポジションは、測定された両方のパラメータの値を示す特定のポイントである。
【００４３】
パラメータポジションと閾との間の距離は、望ましくは、最も短い距離、特に、それぞれのパラメータ値の間の二乗平均平方根である。図に示されることで、その距離は、望ましくは、パラメータポジションと最も近い閾ポイントとの間のラインである。もし、閾がライン、エリア、体積等である場合には、その距離は、パラメータポジションと可能な閾ポイントとの間の最も短い距離である。もし、パラメータが、異なる測定ユニットを有する場合、それらは、距離を決定するために任意に加重される。
【００４４】
距離の決定は、望ましくは、パラメータ値の距離を計算することによってなされる。それは、グラフでデータを視覚化すること、及び距離を測ることによってもまたなされ得る。より望ましくは、その距離は、閾ハイパーエリアの方程式から計算される。
【００４５】
パラメータポジションと閾の間の距離を、薬剤の投与量に変換することができる全ての装置が変換ユニットとして使用され得る。望ましくは、計算装置、特に、マイクロコントローラ又はプログラマブル論理コントローラが変換ユニットとして採用される。
【００４６】
薬剤の投与量は、望ましくは、患者に注入されるように決定される薬物の量である。もう１つの望ましい実施形態において、コントローラは、閉ループコントローラである。それ故、既に注入された薬剤の効果は、薬剤が注入されるべきかどうかの決定において考慮される。
【００４７】
閉ループコントローラは、望ましくは、薬剤が注入された間又は／及び注入された後、パラメータの値を制御し、その結果を、薬剤が注入されるべきかどうかを決定するために使用する。パラメータの値の変化に従って、閉ループコントローラは、薬剤の注入の停止し、薬剤の投与量を増加すること、及び／又はもう１つの薬剤を注入すること、を決定するために設けられる。コントローラは、望ましくは、パラメータの値に従って１以上の薬剤の注入を停止することを決定するために設けられる。望ましくは、コントローラは、特定の時間間隔の後に、再び、薬剤が注入されるべきかどうかを決定する。望ましくは、コントローラは、注入される特定の薬剤の総量が注入されるべきかどうかを決定において考慮する。望ましくは、コントローラは、分解のための注入される薬剤の時間を考慮する。より望ましくは、コントローラは、総量に達した後に、薬剤の注入の決定を止める。望ましくは、コントローラは、治療の時間の総量を考慮する。より望ましくは、コントローラは、治療の特定の期間の後に、薬剤の決定を止める。
【００４８】
望ましくは、装置は、患者の体質を示す信号伝送要素を含む。それ故、患者の体質は、医師又は看護師に簡便に伝えられ得る。より望ましくは、装置は、患者のアラーム状態を定める要素を含む。望ましくは、これらの要素は、モニタ上で、色づけされた領域である。より望ましくは、これらの要素は、光学及び／又は音響信号である。
【００４９】
本発明の目的は、少なくとも２つのパラメータを測定すること、少なくとも２つの薬剤を２つのパラメータに従って注入されるようにすること、を含み、薬剤の依存性が考慮される、少なくとも１つの薬剤を注入するための方法によって達成される。
【図面の簡単な説明】
【００５０】
【図１】図１は、本発明による閉ループコントローラシステムの概略図を示す。
【図２】図２は、本発明による閉ループコントローラのオペレーション図を示す 。
【図３】図３は、本発明による閉ループコントローラのもう１つのオペレーション図を示す。
【図４】図４は、本発明によるもう１つの閉ループコントローラシステムの概略図を示す。
【図５】図５は、本発明による閉ループコントローラのもう１つのオペレーション図を示す。
【図６】図６は、本発明による閉ループコントローラのもう１つのオペレーション図を示す。
【図７】図７は、本発明によるコントローラ／制御のための入力パラメータであるパラメータ、及びコントローラがアクチュエータを作動させる場合に、アクチュエータによって注入される薬剤を示す。
【図８】図８は、薬剤が注入されるべきかどうかを決定するためのコントローラによって使用される図を示す。
【図９】薬剤が注入されるべきかどうかを決定するためのコントローラによって使用されるもう１つの図を示す。
【図１０】図１０は、薬剤が注入されるべきかどうかを決定するためのコントローラによって使用されるもう１つの図を示す。
【図１１】図１１は、どの程度の量の薬剤が注入されるべきかを決定するためのコントローラによって使用される図を示す。
【図１２】図１２は、２つの異なる薬剤の注入のための装置の実施形態における概略図を示す。
【発明を実施するための形態】
【００５１】
本発明の望ましい実施形態は、ここで添付の図面に基づいて説明されるであろう。
【００５２】
図１は、閉ループコントローラシステム／動脈圧カフ１３０及び動脈経路１３５に接続される動脈圧モニタ５０から入力パラメータを取得するコントローラ６０、心電図電極１３３にリンクされる心電図モニタ５８、及び、パルス酸素濃度プローブ１３１にリンクされるパルス酸素濃度モニタ１３２、を含む装置１を示す。コントローラ１は、注入ポンプ又は、静脈経路１４１にリンクされる血管作用及び／又は変力剤静脈注入のための電気式シリンジ１４２、及びもう１つの静脈経路にリンクされ、流体バッグ１３９に関係する流体投与のための注入ポンプ１４０に接続される。機械式換気装置１３４が、患者の気道に接続される。
【００５３】
この装置１は、望ましくは、外科手術を受ける多くの患者のために使用され、最も共通の臨床目標は、所定の閾値ＳＡＰｔｖ１（又はＭＡＰｔｖ１）よりも上で、所定閾値ＳＡＰｔｖ２（又はＭＡＰｔｖ２）よりも下の、収縮期動脈圧（ＳＡＰ）（又は平均動脈圧（ＭＡＰ））を維持することである。この装置とともに、多重入力が評価され、多重出力のための閉ループ制御が生成される。
【００５４】
装置の機能は、図２のオペレーション図に示され、そして、以下に記述される。
【００５５】
図２は、本発明における自動閉ループコントローラ６０のオペレーション図を示す。自動コントローラ６０は、以下のように作動する。
【００５６】
最初にＳＡＰ（又はＭＡＰ）が、動脈圧モニタによって測定される。
【００５７】
もし、ＳＡＰ（又はＭＡＰ）が、ＳＡＰｔｖ１及びＳＡＰｔｖ２の間にある場合、何も変化しない。
【００５８】
ＳＡＰ（又はＭＡＰ）が所定の閾値ＳＡＰｔｖ２（又はＭＡＰｔｖ２）の上にあるとき、血管作用又は／及び変力剤投与が減少させられ（又は止められ）又は／及び流体注入率は減少する。
【００５９】
ＳＡＰ（ＭＡＰ）が所定の閾値の下にあるとき、機械的人工換気によって誘発されるパルス酸素濃度プレチモグラフィック波形変動（ＰＯＰＶ）（又は前駆出期変動ＰＥＰＶ、又は、動脈パルス圧変動ＰＰＶ、又は動脈収縮期圧変動ＳＰＶ）が、ＳＡＰ（又はＭＡＰ）を正常化するのに最も適切な治療を選択するために使用される。
【００６０】
ＰＯＰＶは、酸素濃度プレチスモグラフ波形の解析から得られ、ＰＥＰＶは、パルス酸素濃度モニタ５４によって与えられるパルス酸素濃度プレチスモグラフ波形（又は動脈圧モニタ５０によって与えられる動脈圧曲線）及び心電図モニタ５８によって与えられる心電図連続記録の同時解析から得られ、そして、ＰＰＶ又はＳＰＶは、動脈圧曲線の解析によって得られる。これらの全ての信号（ＰＯＰＶ又はＰＥＰＶ又はＳＰＶ）は、自動コントローラ６０の入力信号である。自動コントローラ６０は、外科手術を受けている患者において、流体及び、血管作用又は／及び変力剤の投与をトリガ−し、駆動することができる。
【００６１】
オプションとして、ＰＯＰＶ（ＰＥＰＶ又はＰＰＶ又はＳＰＶ）の計算は、呼吸信号（例えば気道圧又はフロー曲線、又はカプノグラフィック信号、又は胸の電気バイオインピーダンス信号）の付加的及び同時の記録及び解析によって改善される。
【００６２】
全ての場合において、ＳＡＰ（又はＭＡＰ）は、所定のタイムフレーム（ＤＴ）の経過後、再評価され、そして、閉ループコントローラシステムによって同じ自動処理が続く。
【００６３】
もし、ＰＯＰＶ（又はＰＥＰＶ又はＰＰＶ又はＳＰＶ）が、所定の閾値（ＰＯＰＶｔｖ）の上にある場合、流体投与は、開始され、又は、図１に示される、自動コントローラ６０（出力信号）に接続されて制御される注入ポンプ１４０によって自動的に増加する。
【００６４】
オプションとして、ヘモグロビンＨｂの血液量（又は血液ヘマトクリットＨｃｔ）はまた、連続的に（又は半連続的に）モニタされ、そして、注入される流体：赤血球又は他のプロダクト（例えば晶質又はコロイド溶液）の種類を決定する自動コントローラ６０によって付加的な入力信号として使用される。Ｈｂ（又はＨｃｔ）が所定の閾値Ｈｂｔｖ（又はＨｃｔｔｖ）の下にあるとき、赤血球が注入される。Ｈｂ（又はＨｃｔ）が所定の閾値Ｈｂｔｖ（又はＨｃｔｔｖ）の上にあるとき、他のタイプの流体（例えば晶質又はコロイド溶液）が注入される。
【００６５】
もし、ＰＯＰＶ（又はＰＥＰＶ又はＰＰＶ又はＳＰＶ）が、所定の閾値ＰＯＰＶｔｖの下にある場合、血管作用又は／及び変力剤が、図１に示すように、自動コントローラ（出力信号）に接続され制御される電気シリンジ１４２によって、自動的に投与される。安全の理由のため、周期変動特性を伴う血管作用又は／及び変力剤（例えばドーパミン）が投与されるとすぐに、心拍数ＨＲもまた、連続的にモニタされる（入力信号）。もし、ＨＲが、所定の閾値ＨＲｔｖの上にある場合、又は、もし、患者が血管作用剤の投与前に不整脈である場合、血管作用又は／及び変力剤の投与は、自動コントローラシステムによって許可されない。もし、ＨＲがＨＲｔｖを越え、又は患者が血管作用又は／及び変力剤の投与中に不整脈になった場合、血管作用又は／及び変力剤の投与は、止められるか、又は、遅くなる。
【００６６】
図３は、本発明による閉ループコントローラのもう１つのオペレーション図を示す。
【００６７】
最初にＰＰＶが測定される。
【００６８】
ＰＰＶ（又はＳＰＶ又はＰＯＰＶ又はＰＥＰＶ）が、所定の閾値ＰＰＶｔｖ（又はＰＯＰＶｔｖ又はＰＥＰＶｔｖ）の上にあるとき、流体は、自動コントローラ（出力信号）に接続されて制御される注入ポンプ１４０によって自動的に投与される。
【００６９】
オプションとして、血液中のヘモグロビンＨｂ（又は血液中のヘマトクリットＨｃｔ）はまた、連続的に（又は半連続的に）モニタされ、そして、注入される流体：赤血球又は他の注入物（例えば晶質又はコロイド溶液）の種類を決定するための自動コントローラによって付加的な入力信号として使用される。Ｈｂ（又はＨｔ）が所定の閾値Ｈｂｔｖ（又はＨｃｔｔｖ）の下にあるとき、赤血球が注入される。Ｈｂ（又はＨｃｔ）が、所定の閾値Ｈｂｔｖ（又はＨｃｔｔｖ）の上にあるとき、他の種類の流体（例えば晶質又はコロイド溶液）が注入される。
【００７０】
もし、ＰＰＶ（又はＳＰＶ又はＰＥＰＶ又はＰＰＶ）が所定の閾値ＰＰＶｔｖの下にある場合、ＳＡＰが測定され、そして、最も適切な処置がＳＡＰ（またはＭＡＰ）に従う。もし、ＳＡＰ（又はＭＡＰ）が所定の閾値ＳＡＰｔｖ１（又はＭＡＰｔｖ１）の下にある場合、血管作用又は／及び陽性的に変力な作用剤が、自動コントローラ（出力信号）に接続され制御される電気シリンジ１４２によって自動的に投与される。安全の理由のために、周期変動特性を伴う血管作用又は／及び陽性的に変力な作用剤（例えばドーパミン）が投与されるとすぐに、心拍数ＨＲもまた、連続的にモニタされる（入力信号）。もし、ＨＲが所定の閾値ＨＲｔｖの上にある場合、又は、血管作用又は／及び陽性的に変力な作用剤の投与前に患者が不整脈である場合、血管作用又は／及び陽性的に変力な作用剤の投与は、自動コントローラシステムによって許可されない。もし、ＨＲがＨＲｔｖを越えた場合、又は、患者が、血管作用又は／及び陽性的に変力な作用剤の投与中に不整脈になった場合、血管作用又は／及び陽性的に変力な作用剤の投与は、自動コントローラシステムによって停止され、又は遅くなる。
【００７１】
もし、ＳＡＰ（又はＭＡＰ）が所定の閾値ＳＡＰｔｖ２（又はＭＡＰｔｖ２）の上にある場合、血管作用又は／及び陽性的に変力な作用剤の投与は、減少し（又は停止し）、又は／及び流体注入率は減少する。
【００７２】
もし、ＳＡＰ（ＭＡＰ）が、ＳＡＰｔｖ１とＳＡＰｔｖ２の間にある場合、何も変化しない。全ての場合において、ＰＰＶ（又はＳＰＶ又はＰＯＰＶ又はＰＥＰＶ）は、所定のタイムフレーム（ＤＴ）の後に、再評価され、閉ループコントローラシステムによって同じ自動処理が続く。
【００７３】
外科手術（主にハイリスクの外科手術）を受ける患者において、臨床目標は、血圧を所定の範囲（例えば上記のようにＳＡＰｔｖ１とＳＡＰｔｖ２の間）内に維持するだけでなく、流体負荷手段によって、１回排出量を最大化する（又は１回排出量が安定期の値に達するまで増加させる）ことであり得る。
【００７４】
心拍出量及び１回排出量が測定されず、又はモニタされないとき、臨床目的「１回排出量を最大化すること」を、臨床目的「ＰＰＶを最小化すること」（又は入力信号としてＳＰＶ又はＰＯＰＶ又はＰＥＰＶ（図１））に置き換えることが可能である。ＰＰＶ（又はＳＰＶ又はＰＯＰＶ又はＰＥＰＶ）が低いとき、機械式の吸気誘導変化は、心前負荷において、１回排出量における重大な変動を誘導せず、それは患者が心前負荷における変化に敏感にならないということである。
【００７５】
一方、もし、ＰＰＶ（又はＳＰＶ又はＰＯＶ又はＰＥＰＶ）が高いとき、心前負荷において、機械式の吸気誘導変化が１回排出量における重大な変動を誘導し、患者が心前負荷における変化に敏感になり、そしてそれ故、さらなる流体の投与に応じて１回排出量をより多く増加することになる。それ故、ＰＰＶ（又はＳＰＶ又はＰＯＰＶ又はＰＥＰＶ）は、流体投与が、１回排出量をさらに増加することができるか否かを知るためのツールとして使用され得る。もしそうでなければ、患者は、自分が流体を受けることによって到達可能な最大排出量に到達している。
それ故、「ＰＰＶを最大化すること」（「１回排出量を最大化すること」のための代理として）が、外科手術処理の間に、臨床目的として選ばれたとき、図３に示されるアルゴリズムが、閉ループコントローラシステムによって適用され得る。
【００７６】
図４は、閉ループコントローラシステム６０を伴う装置１のもう１つの実施形態を示す。この装置１は、図１に示される装置１と比較して、４つの付加的な特徴を含む。ここで、閉ループコントローラシステム６０は、中心静脈経路１３６にリンクされる中心静脈酸素飽和度モニタ１３７からの入力を取得する。閉ループコントローラシステム６０は、血管作用剤静脈注入１０のための電気シリンジ、及び陽性的に変力な作用剤静脈注入１３８に接続される。
【００７７】
前のアルゴリズムに記載されるように、流体投与（１回排出量が安定期の値に達したこと、又は流体注入によって「最大化」したことを意味する）の使用によって、ＰＰＶが最小化されたときに、この実施形態が適用される。この場合において、麻酔専門医は、陽性的に変力な作用剤の使用によって、１回排出量が増加することに興味をもつ。この場合において、臨床目的は、酸素運搬又は中心静脈酸素飽和度（ＳｃｖＯ２）又は中心静脈酸素含有量（ＣｖＯ２）の所定の閾値に到達することである。それ故、ＳｃＶＯ２又はＣｖＯ２は、連続的又は半連続的にモニタされる。ＳｃＶＯ２又はＣｖＯ２は、閉ループ自動コントローラシステムのための付加的な信号入力として使用される。
【００７８】
このシステムの機能は、図５に示される図によって記載される。
【００７９】
図５は、本発明による閉ループコントローラのオペレーション図を示す。このオペレーション図は、図３におけるループの制御と同様に、装置１のループの制御を示す。図３と比較して、図５は、図３において示されるアルゴリズムにおいて実行される付加的なループを示す。このアルゴリズムは、図４に示すシステムとともに使用される。
【００８０】
目標とされるＰＰＶ（又はＳＰＶ又はＰＯＰＶ又はＰＥＰＶ）及びＳＡＰ（又はＭＡＰ）に到達するとすぐに、図３に示される前のアルゴリズムにより、ＳｃｖＯ２又はＣｖＯ２の測定が、図５におけるアルゴリズムに加えられた閉ループコントローラシステムによって解析される。
【００８１】
ＳｃｖＯ２又はＣｖＯ２が、所定の閾値（ＳｃｖＯ２ｔｖ又はＣｖＯ２ｔｖ）の下にある場合、陽性的に変力な作用剤の注入が、始まり、又は増加する（出力信号）。安全の理由のために、周期変動特性を伴う陽性的に変力な作用剤（例えばドーパミン又はエピネフリン）が投与され、心拍数ＨＲもまた連続的にモニタされる（入力信号）。もし、ＨＲが、所定の閾値ＨＲｔｖの上にある場合、又は、患者が変力な作用剤の投与の前に不整脈である場合、陽性的に変力な作用剤の投与は、自動コントローラシステムによって許可されない（出力信号）。もし、ＨＲがＨＲｔｖを越え、又は、患者が陽性的に変力な作用剤の投与中に不整脈になった場合、陽性的に変力な作用剤の投与は、自動コントローラによって停止し又は遅くなる（出力信号）。
【００８２】
もし、ＳｃｖＯ２又はＣｖＯ２が、所定の閾値ＳｃｖＯ２ｔｖ又はＣｖＯ２ｔｖの上にある場合、何も変化しない。
【００８３】
全ての場合において、ＰＰＶ（又はＳＰＶ又はＰＯＰＶ又はＰＥＰＶ）が、所定のタイムフレーム（ＤＴ）の後に、再評価され、そして、閉ループコントローラシステムによって同じ処理が続く。
【００８４】
図６は、本発明による閉ループコントローラのもう１つのオペレーション図を示す。
【００８５】
最初にＳＡＰ（又はＭＡＰ）が測定される。
【００８６】
ＳＡＰ（又はＭＡＰ）が、所定の閾値ＳＡＰｔｖ１（又はＭＡＰｔｖ１）の下にあるとき、全身血管抵抗ＳＶＲが、ＳＡＰ（又はＭＡＰ）を正常化するのに最も適切な治療を選択するために使用される。ＳＶＲは、以下のように、ＭＡＰとＣＯの同時測定から得られる：ＳＶＲ＝ｆ（ＭＡＰ、ＣＯ）。オプションとして、ＳＶＲの計算は、以下のように、中心静脈圧ＣＶＰの付加的で同時の記録及び解析によって改善される：ＳＶＲ＝ｆ（ＭＡＰ、ＣＶＰ、ＣＯ）。
【００８７】
この場合において、自動コントローラは、以下のように動作する。もし、ＳＶＲが、所定の閾値（ＳＶＲｔｖ）の上にある場合、流体注入は、自動コントローラに接続されて制御される注入ポンプ１４０によって自動的に増加する。オプションとして、血液中のヘモグロビンＨｂの量（又は血液中のヘマトクリットＨｔの量）もまた、連続的（又は半連続的）にモニタされ、注入される流体：赤血球または他の種類の流体（たとえば晶質又はコロイド溶液）の種類を決定するための自動コントローラによって、入力信号として使用される。Ｈｂ（又はＨｃｔ）が所定の閾値Ｈｂｔｖ（又はＨｃｔｔｖ）の下にあるとき、赤血球が注入される。Ｈｂ（又はＨｃｔ）が所定の閾値Ｈｂｔｖ（又はＨｃｔｔｖ）の上にあるとき、他のタイプの流体（例えば晶質又はコロイド溶液）が注入される。
【００８８】
ＳＶＲが所定の閾値ＳＶＲｔｖの下にある場合、血管作用剤が、自動コントローラ（出力信号）に接続され制御される電気シリンジ１４２によって自動的に投与される。安全の理由のため、周期変動特性を伴う血管作用剤（例えばドーパミン）が投与されるとすぐに、心拍数ＨＲもまた、連続的にモニタされる（入力信号）。もし、ＨＲが所定の閾値ＨＲｔｖの上にある場合、又は、患者が、血管作用剤の投与前に、不整脈である場合、血管作用剤の投与は、自動コントローラシステムによって許可されない。もし、ＨＲがＨＲｔｖを越え、又は、患者が血管作用剤の投与中に不整脈になった場合には、血管作用剤の投与は停止され、または遅くなる。
【００８９】
ＳＡＰ（又はＭＡＰ）が、所定の閾値ＳＡＰｔｖ２（又はＭＡＰｔｖ２）の上にある場合、血管作用剤の投与は、減少（又は停止）し、又は／及び流体注入率が減少する。
【００９０】
ＳＡＰ（又はＭＡＰ）が、ＳＡＰｔｖ１とＳＡＰｔｖ２の間にある場合、何も変化しない。ＳＡＰ（又はＭＡＰ）が、所定のタイムフレーム（ＤＴ）の後に再評価され、閉ループコントローラシステムによって、同じ処理が続く。
【００９１】
外科的な処置（例えば、パルス輪郭分析又は食道ドップラー又は二酸化炭素ＣＯ２分圧再呼吸法又は電気バイオインピーダンス法）の間、１回排出量ＳＶ又は心拍出量ＣＯが測定されモニタされるこのアルゴリズムは、流体及び血管作用剤の投与を開始し、駆動するための自動コントローラシステムによって使用される。
【００９２】
このアルゴリズムは、所定の閾値ＳＡＰｔｖ１（又はＭＡＰｔｖ１）の上で、かつ、所定の閾値ＳＡＰｔｖ２（又はＭＡＰｔｖ２）の下にある、収縮期動脈圧（ＳＡＰ）（又は平均動脈圧ＭＡＰ）を維持することが臨床目的である場合に使用される。
【００９３】
流体及び血管作用剤の投与を開始し、駆動する入力信号としてのＳＶＲの使用の代わりは、図２の記載において記述されるように、ＰＯＰＶ又はＰＥＰＶ又はＰＰＶ又はＳＰＶを使用することである。もし、外科的処理の間に、心拍ごとに、ＳＶが測定され、モニタされた場合、１回排出量の変動ＳＶＶはまた、図２の記載で記述されるアルゴリズムによる、ＰＯＰＶ又はＰＥＰＶ又はＰＰＶ又はＳＰＶの代わりに使用され得る。
【００９４】
代わりに、連続的に測定されるＳＶ（又はＣＯ）は、コントローラの入力信号として使用され、そして、コントローラは、例えば、ＳＶが、外科的な処置の間にＳＶが大きく落ちる（例えば少なくとも１０％で）のと同様に、流体投与中（２分の期間を越える、２５０ｍｌのコロイド溶液の注入中）に、大きく増加しない（例えば１０％以上で）というように、ＳＶが安定期に到達するまで、自動的に流体を搬送することができる。オプションとして、ＣＯモニタ（ＣＯを正確に測定すること）の代わりに、ＣＯの変化を追跡できる（例えばＣＯにおける減少又は増加を検出できる）モニタが使用され得る。もう１つのオプションとして、血液中のヘモグロビンＨｂ（又は血液中のヘマトクリットＨｃｔ）の量は、また、連続的に（又は半連続的に）モニタされ、注入される流体：赤血球又は他のプロダクト（例えば晶質又はコロイド溶液）の種類を決定するための自動コントローラによって付加的な入力信号として使用される。Ｈｂ（又はＨｔ）が所定の閾値Ｈｂｔｖ（又はＨｃｔｔｖ）の下にあるとき、赤血球が注入される。Ｈｂ（又はＨｔ）が所定の閾値Ｈｂｔｖ（又はＨｃｔｔｖ）の上にあるとき、他の種類の流体（例えば晶質又はコロイド溶液）が注入される。
【００９５】
ＳＶの入力信号としての用法の代替は、図３の記載に記述されるように、ＰＯＰＶ、ＰＥＰＶ、ＰＰＶ又はＳＰＶを使用することである。もし、ＳＶが外科的な処置の間に、心拍ごとに測定され、モニタされた場合、１回排出量変動ＳＶＶはまた、図３の記載に記述されるアルゴリズムによる、ＰＯＰＶ、ＰＥＰＶ、ＰＰＶ又はＳＰＶの代わりに、使用され得る。
【００９６】
このアルゴリズムは、特にハイリスクな外科手術を受ける患者において、「１回排出量を最大化すること」のために使用され得る。
【００９７】
動脈酸素濃度飽和度ＳａＯ２及びＨｂは、測定及びモニタされ、ＤＯ２が計算され得る：ＤＯ２＝ｆ（ＣＯ、ＳａＯ２、Ｈｂ）。もし、患者が中心静脈経路につながれている場合、ＳｃｖＯ２が計算され得る。この状況において、ＤＯ２又は、ＳｃｖＯ２又はＣｖＯ２は、以下の閉ループコントローラシステムのための付加的な信号入力として使用され得る。
【００９８】
ＳＶが流体とともに安定期に達するとすぐに、ＤＯ２（またはＳｃｖＯ２又はＣｖＯ２）の値は、閉ループコントローラシステムによって分析される。
【００９９】
もし、ＤＯ２が、所定の閾値（ＤＯ２ｔｖ）の下にある場合、変力剤注入が開示され、又は増加される（出力信号）。安全の理由のため、周期変動特性を伴う変力剤（例えばドブタミン又はエピネフリン）が投与されるとすぐに、心拍数ＨＲもまた、連続的にモニタされる（入力信号）。もし、ＨＲが、所定の閾値ＨＲｔｖの上にある場合、又は、患者が、変力剤の投与前に不整脈である場合、陽性的に変力な作用剤の投与は、自動コントローラシステムによって許可されない（出力信号）。もし、ＨＲがＨＲｔｖを越えた場合、又は、患者が、陽性的に変力な作用剤の投与中に不整脈になった場合、陽性的に変力な作用剤の投与は、自動コントローラによって中止され、又は遅くなる（出力信号）。
【０１００】
もし、ＤＯ２（又はＳｃｖＯ２又はＣｖＯ２）が、所定の閾値ＤＯ２ｔｖの上にある場合、何も変化しない。
【０１０１】
全ての場合において、ＤＯ２（又はＳｃｖＯ２又はＣｖＯ２）が、閉ループコントローラシステムによって、所定のタイムフレーム（ＤＴ）の後に再評価され、同じ自動処理が続く。
【０１０２】
このアルゴリズムは、流体投与の使用によってＳＶが最大化されたとき（又は安定期の値に達したとき）に使用され、そして、麻酔専門医は、陽性的に変力な作用剤を使用することによってＳＶを増加させることに関心を持つ。この場合において、臨床目的は、酸素運搬（ＤＯ２）又は中心静脈酸素濃度飽和度（ＳｃＶＯ２）の所定の閾値に達することである。
【０１０３】
図７は、本発明によるコントローラ／制御のための入力パラメータであるパラメータ、及び、コントローラがアクチュエータを作動させた場合に、アクチュエータによって注入される薬剤、を示す。パラメータは、ＳｃＶＯ２、ＳＡＰ、ＰＰＶ、ＨＲ、及びヘモグロビンであり、薬剤は、流体、赤血球、血管作用剤、及び陽性的に変力な作用剤である。コントローラは、測定されたパラメータに基づいてどの薬剤が施されるべきかを決定するイベント及びルールを使用する。
【０１０４】
図８、９、及び１０は、薬剤が注入されるべきかどうかを決定するコントローラによって使用される図である。ブール論理を伴う判断ツリーアルゴリズムの他に、特性要因図が使用され得る。それによっていくつかの動作が、測定され又は計算されたパラメータの多次元空間の全てのポイントで割り当てられる。これは、数学的に、ｎ次元（ｎ＝パラメータの数）を伴うｍ方程式（ｍ＝動作の数）によって記述される。図８の処置は、図６と同様であり、図９は図５と同様である。
【０１０５】
図８は、２つの直角な軸を伴う図である。これらの軸は、ＰＰＶの値及びＳＡＰの値を示し、ベクトル空間を測る。このベクトル空間において、４つの領域が示される。
【０１０６】
ＳＡＰの低い値、又は、ＳＡＰｔｖ１の値の下にあるＳＡＰの値を示す領域において、２つの領域は、ＰＰＶの値に従って示される。所定の閾値ＰＰＶｔｖの下にある値について、血管作用剤を増加するように指示する領域が測られる。ＰＰＶｔｖの上にある値について、流体を増加するように指示する領域が測られる。
【０１０７】
閾値ＳＡＰｔｖ１とＳＡＰｔｖ２の間にあるＳＡＰの値を示す領域は、いかなる動作をも行わないように指示する。
【０１０８】
ＳＡＰｔｖ２の上にあるＳＡＰの値を示す領域は、血管作用剤及び／又は流体を減少させるように指示する。これは、ＰＰＶの全ての値に適用する。
【０１０９】
図９は、図８と同様で、ＰＰＶｔｖの下にあるＰＰＶの値のためのものである。ＰＰＶｔｖの上にあるＰＰＶの値について、流体を増加するように指示する領域が示される。これは、ＳＡＰの全ての値に適用する。
【０１１０】
図１０は、湾曲した閾ライン１２２、１２３、１２４を伴う図１２０を示す。この図１２０は、２つの薬剤の注入を示す領域１２１を示す。これらの領域１２1
は、オーバラップする２つの動作領域によって生じ、１以上の薬剤の注入を増加させ、又は減少させるように指示する。判断ツリーで促されることが不可能である処置は、例えば図１０における曲線をなす特性要因図で実現される。
【０１１１】
マップは、動作のない領域とともに定義される。これは、２つの分かれた、投与量のための、オーパラップしていないマップによって実現される。これは、患者の生理的な機能を特定の生理的なポイントに強制することを必要とせずに、特定の範囲を対象とするという事実による。
【０１１２】
その表示又はもう１つの処置の反対の表示における、様々な処置（介入）の効果の影響が組み込まれる。例えば、血管作用剤の投与量は、ＰＰＶ、ＰＥＰＶ、ＰＯＰＶ、ＳＰＶ、又はＳＶＶにおける影響を有し得る。それ故、図１０において、流体の投与量は、領域１２１を参照し、血管作用剤が投与された場合に、減少され得る。また、徐々に変化する動作及びオーパラップしている範囲において有利性が存在する。
【０１１３】
望ましくは、動作は、完全な投与量率の代わりに、薬剤の投与量の増加／減少のような異なるタイプである。それによって、患者の生理的な反応とともに、制御ループが確立される。
【０１１４】
図１１は、注入されるべき薬剤がどの程度かを決定するコントローラによって使用される図を示す。図１１において、境界線及びパラメータポジションが示される。パラメータポジションは、測定されたＳＡＰ及びＰＰＶによって定められる。境界線と現在のポジションとの間の距離は、投与量を計算するために使用される。その距離は、測定された値と閾値との間の最も小さな違いの可能性である。もし、いくつかの値が測定され、閾値が与えられた場合、離散距離関数又はユークリッド距離関数のような距離の関数が数学的に使用される。もし、２以上のパラメータが使用された場合、ｎ次元空間内のハイパーエリアは、境界線の代わりに使用され得る。さらに、投与量は、最小及び最大投与量の値に対して制限される。
【０１１５】
この方法はまた、もう１つの体積反応性パラメータ（ＳＰＶ、ＰＥＰＶ、ＰＯＰＶ、ＳＶＶのような）又は、もう１つの血圧関係のパラメータ（ＭＡＰのような）を使用するとによって適用され得る。
【０１１６】
記載されるコントローラは、統合コントローラと同様に作動する。ある場合には、この方法と同様に、比例コントローラタイプに適応するように、より適切なものにすることができる。これは、例えば、絶対的な投与量率を特性要因図内に割り当てることによって行われる。
【０１１７】
望ましくは、いくつかの進歩した制御処理が、記述されたコントローラに加えられる。適用される薬剤のために、許容可能な最大投与量がチェックされる。装置は、薬剤の所定の量を適用し、そして、モニタされるパラメータが期待される目標範囲に移動しない場合には、処理を停止する。これは、パラメータがしばしば間接的に悪影響を受けるという事実による。生理学的知識は、統計的／実験的な観察に基づく。個々の患者は、生理的な異常又は病気のために、異なる方法で、処置に対して反応し得る。
【０１１８】
図１２は、２つの異なる薬剤の注入のための装置の実施形態における概略図を示す。装置１は、コントローラ６０に接続される、血管作用剤２０を伴う第１の電気シリンジ又は注入ポンプ１０及び流体４０を伴う第２の電気シリンジ又は注入ポンプ３０を含む。コントローラ６０は、フラッシュメモリ７０、変換ユニット８１に接続されるマイクロコントローラ８０、クォーツ時計又はマイクロコントローラの内部装置８５、フラッシュメモリ９１、投与量決定装置９２及び最大ストッパ９３を含むマキシマム装置９０、フラッシュメモリ１０１及びストッパ１０２を含む効果制御装置１００、リストメモリ／フラッシュメモリ１１１、検出装置又はインラインフローセンサ１１２、決定装置又はマイクロコントローラ１１３及び１１４を伴うパラメータ装置１１０、を含む。コントローラ６０は、動脈圧モニタ５０、パルス酸素濃度モニタ５４及び心電図モニタ５８に接続される。
【０１１９】
装置１は、動脈圧モニタ５０、パルス酸素濃度モニタ５４及び／又は心電図モニタ５８によって測定される第１及び第２のパラメータに従う血管作用剤２０又は流体４０を注入する。血管作用薬２０又は流体４０を注入するための判断は、薬剤２０，４０が注入されなければならない第１及び第２のパラメータの全ての組み合わせを示す、フラッシュメモリ７０に保存される図１２０に基づく。図には、血管作用薬と同様に流体を注入することを計画する領域１２１がある。閾ライン１２２，１２３及び１２４は、閾を要求に適合させるために湾曲している。薬剤２０，４０を注入しないことを示す「作用なし」の領域もまた存在する。
【０１２０】
図１１に基づいて、距離を値に変換する変換ユニット８１に接続されるマイクロコントローラ又は距離分析器８０は、注入される薬剤の投与量を計算する。
【０１２１】
クォーツ時計８５は、装置が、上記の薬剤の注入を考慮するそれぞれの計算を達成するように導くタイムスライスを与える。ここで、クォーツ時計はまた、動脈圧モニタ５０、パルス酸素濃度モニタ５４及び／又は心電図モニタ５８が、測定を実行するように導き、それ故、測定は、連続的に行われない。
【０１２２】
マキシマム装置９０は、最大値を決定し、最大値に達した場合に、薬剤の注入を停止するために設けられる。フラッシュメモリ９１は、薬剤のリスト及び個々の患者に許容される最大投与量を保存し、投与量決定装置９２は、どの程度の量の薬剤が患者に誘導されるのかを決定し、最大ストッパ９３は、薬剤を誘導するための第１の電気シリンジ１０及び第２の電気シリンジ３０を決定するためのコントローラ６０を停止することによって患者に対する薬剤の注入を停止させる。
【０１２３】
効果制御装置１００は、期待される効果が生じるかどうかを制御する。フラッシュメモリ１０１は、特定の患者について期待される効果のリストを含む。ストッパ１０２は、 薬剤を誘導するための第１の電気シリンジ１０及び第２の電気シリンジ３０を決定するためのコントローラ６０を停止することによって患者に対する薬剤の注入を停止する。
【０１２４】
パラメータ装置１１０は、特定のパラメータ、例えば、心拍数が、測定されるべきかどうかを決定し、そして、パルス酸素濃度モニタ５４をそのようにトリガーする。リストメモリ１１１は、薬剤が注入され及び／又はパラメータが測定された場合に、心拍数が測定されるべきかどうかの情報を伴う、薬剤及びパラメータの条件のリストを含む。検出装置１１２は、心拍数を測定するためのリストによって示される条件が生じたかどうかを検出する。決定装置１１３は、心拍数が測定されるべきかどうか、及びトリガ１１４がパルス酸素濃度モニタ５４又は心拍数を測定するための心電図モニタ５８をトリガ−するかどうかを決定する。
【符号の説明】
【０１２５】
１…装置、１０…血管作用剤静脈注入のための電気シリンジ、２０…血管作用剤、３０…第２電気シリンジ、４０…流体、５０…動脈圧モニタ、５４…パルス酸素濃度モニタ、５８…心電図モニタ、６０…コントローラ、７０…ダイアグラムメモリ／フラッシュメモリ、８０…距離分析器／マイクロコントローラ、８１…変換ユニット、８５…タイミング装置／クォーツ時計、９０…マキシマム装置、９１…マキシマメモリ／フラッシュメモリ、９２…投与量決定装置、９３…最大ストッパ、１００…効果制御装置、１０１…効果メモリ／フラッシュメモリ、１０２…ストッパ、１１０…パラメータ装置、１１１…リストメモリ、１１２…検出装置、１１３…決定装置、１１４…トリガ、１２０…図、１２１…領域、１２２…閾ライン、１２３…閾ライン、１２４…閾ライン、１２５…距離、１２６…閾値、１２７…パラメータポジション、１３０…動脈圧カフ、１３１…パルス酸素濃度プローブ、１３２…パルス酸素濃度モニタ、１３３…心電図電極、１３４…機械式呼吸器、１３５…動脈経路、１３６…中心静脈経路、１３７…中心静脈酸素濃度飽和度モニタ、１３８…変力剤静脈注入のための電気シリンジ、１３９…流体バッグ、１４０…流体投与のための注入ポンプ、１４１…静脈経路、１４２…血管作用及び／又は変力剤静脈注入のための電気シリンジ
【特許請求の範囲】
【請求項１】
少なくとも２つの薬剤（２０，４０）が注入されるようにするための少なくとも２つのアクチュエータ（１０，２０）、
少なくとも２つのパラメータを測定するための少なくとも１つのセンサ（５０，５４）、
アクチュエータ（１０，２０）を制御するためのコントローラ（６０）、を含み、
コントローラ（６０）が、２つのパラメータの値に従ってアクチュエータを作動させるようにプラグラムされる少なくとも１つの薬剤の注入のための装置（１）であって、
コントローラが薬剤の依存性を考慮して設けられる少なくとも１つの薬剤の注入のための装置。
【請求項２】
パラメータは、収縮期動脈圧（ＳＡＰ）、平均動脈圧（ＭＡＰ）、パルス酸素濃度プレチスモグラフ波形変動（ＰＯＰＶ）、ヘモグロビン（Ｈｂ）、ヘマトクリット（ｈｃｔ）、心拍数（ＨＲ）、脈圧変動（ＰＰＶ）、収縮期圧変動（ＳＰＶ）、前駆出期変動（ＰＥＰＶ）及び中心静脈酸素飽和度（ＳｃＶＯ２）のグループから選択される請求項１に記載の装置。
【請求項３】
薬剤は、流体、赤血球、血管作用剤、及び陽性的に変力的な作用剤、のグループから選択される請求項１又は２に記載の装置。
【請求項４】
コントローラ（６０）は、
薬剤（２０，４０）の最大投与量についての値を含む最大メモリ（９１）、
注入される薬剤（２０，４０）の投与量を決定するための投与量決定装置（９２）、及び
注入された薬剤が最大投与量に達した場合に、薬剤（２０，４０）の注入を停止するための最大ストッパ（９３）、
を含むマキシマム装置（９０）をさらに含む請求項１から３のいずれか１項に記載の装置。
【請求項５】
コントローラ（６０）は、
薬剤（２０，４０）のリスト及び対応する期待されるパラメータ変化を保存するための効果メモリ（１０１）、
及び、薬剤（２０，４０）の注入を停止するためのストッパ（１０２）、
を含む効果制御装置（１００）をさらに含み、
効果制御装置（１００）は、薬剤（２０，４０）が注入され、そして、少なくとも１つの対応する期待されるパラメータ変化が生じない場合に、ストッパ（１０２）を作動するようにプログラムされる請求項１から４のいずれか１項に記載の装置。
【請求項６】
コントローラ（６０）は、
閾値（１２６）と、実際に測定されるパラメータによって定められるパラメータポジション（１２７）との間の距離を決定する距離分析器（８０）、
及び、距離を薬剤（２０，４０）の投与量に変換するための変換ユニット（８１）、
を備え、かつ、コントローラ（６０）が薬剤（２０，４０）のこの投与量によりアクチュエータ（１０，３０）を作動させるようにプログラムされる請求項１から５のいずれか１項に記載の装置。
【請求項７】
コントローラ（６０）が閉ループコントローラである請求項１から６のいずれか１項に記載の装置。
【請求項８】
少なくとも２つのパラメータを測定すること、
少なくとも２つの薬剤（２０，４０）を２つのパラメータの値に従って注入されるようにすること、を含む少なくとも１つの薬剤の注入のための方法であって、
薬剤の依存性が考慮される少なくとも１つ薬剤の注入のための方法。
【請求項１】
少なくとも２つの薬剤（２０，４０）が注入されるようにするための少なくとも２つのアクチュエータ（１０，２０）、
少なくとも２つのパラメータを測定するための少なくとも１つのセンサ（５０，５４）、
アクチュエータ（１０，２０）を制御するためのコントローラ（６０）、を含み、
コントローラ（６０）が、２つのパラメータの値に従ってアクチュエータを作動させるようにプラグラムされる少なくとも１つの薬剤の注入のための装置（１）であって、
コントローラが薬剤の依存性を考慮して設けられる少なくとも１つの薬剤の注入のための装置。
【請求項２】
パラメータは、収縮期動脈圧（ＳＡＰ）、平均動脈圧（ＭＡＰ）、パルス酸素濃度プレチスモグラフ波形変動（ＰＯＰＶ）、ヘモグロビン（Ｈｂ）、ヘマトクリット（ｈｃｔ）、心拍数（ＨＲ）、脈圧変動（ＰＰＶ）、収縮期圧変動（ＳＰＶ）、前駆出期変動（ＰＥＰＶ）及び中心静脈酸素飽和度（ＳｃＶＯ２）のグループから選択される請求項１に記載の装置。
【請求項３】
薬剤は、流体、赤血球、血管作用剤、及び陽性的に変力的な作用剤、のグループから選択される請求項１又は２に記載の装置。
【請求項４】
コントローラ（６０）は、
薬剤（２０，４０）の最大投与量についての値を含む最大メモリ（９１）、
注入される薬剤（２０，４０）の投与量を決定するための投与量決定装置（９２）、及び
注入された薬剤が最大投与量に達した場合に、薬剤（２０，４０）の注入を停止するための最大ストッパ（９３）、
を含むマキシマム装置（９０）をさらに含む請求項１から３のいずれか１項に記載の装置。
【請求項５】
コントローラ（６０）は、
薬剤（２０，４０）のリスト及び対応する期待されるパラメータ変化を保存するための効果メモリ（１０１）、
及び、薬剤（２０，４０）の注入を停止するためのストッパ（１０２）、
を含む効果制御装置（１００）をさらに含み、
効果制御装置（１００）は、薬剤（２０，４０）が注入され、そして、少なくとも１つの対応する期待されるパラメータ変化が生じない場合に、ストッパ（１０２）を作動するようにプログラムされる請求項１から４のいずれか１項に記載の装置。
【請求項６】
コントローラ（６０）は、
閾値（１２６）と、実際に測定されるパラメータによって定められるパラメータポジション（１２７）との間の距離を決定する距離分析器（８０）、
及び、距離を薬剤（２０，４０）の投与量に変換するための変換ユニット（８１）、
を備え、かつ、コントローラ（６０）が薬剤（２０，４０）のこの投与量によりアクチュエータ（１０，３０）を作動させるようにプログラムされる請求項１から５のいずれか１項に記載の装置。
【請求項７】
コントローラ（６０）が閉ループコントローラである請求項１から６のいずれか１項に記載の装置。
【請求項８】
少なくとも２つのパラメータを測定すること、
少なくとも２つの薬剤（２０，４０）を２つのパラメータの値に従って注入されるようにすること、を含む少なくとも１つの薬剤の注入のための方法であって、
薬剤の依存性が考慮される少なくとも１つ薬剤の注入のための方法。
【図１】
【図２】
【図３】
【図４】
【図５】
【図６】
【図７】
【図８】
【図９】
【図１０】
【図１１】
【図１２】
【図２】
【図３】
【図４】
【図５】
【図６】
【図７】
【図８】
【図９】
【図１０】
【図１１】
【図１２】
【公表番号】特表２０１０−５１９９３９（Ｐ２０１０−５１９９３９Ａ）
【公表日】平成２２年６月１０日（２０１０．６．１０）
【国際特許分類】
【出願番号】特願２００９−５５１１４０（Ｐ２００９−５５１１４０）
【出願日】平成２０年２月２９日（２００８．２．２９）
【国際出願番号】ＰＣＴ／ＥＰ２００８／００１６２４
【国際公開番号】ＷＯ２００８／１０７１２７
【国際公開日】平成２０年９月１２日（２００８．９．１２）
【出願人】（５０９２４５８２１）ユーピー マネジメント ゲーエムベーハー (7)
【氏名又は名称原語表記】ＵＰ ＭＡＮＡＧＥＭＥＮＴ ＧＭＢＨ
【住所又は居所原語表記】Ｎｅｕｍａｒｋｔｅｒ Ｓｔｒ． ４１ ８１６７３ Ｍｕｎｃｈｅｎ （ＤＥ）
【Ｆターム（参考）】
【公表日】平成２２年６月１０日（２０１０．６．１０）
【国際特許分類】
【出願日】平成２０年２月２９日（２００８．２．２９）
【国際出願番号】ＰＣＴ／ＥＰ２００８／００１６２４
【国際公開番号】ＷＯ２００８／１０７１２７
【国際公開日】平成２０年９月１２日（２００８．９．１２）
【出願人】（５０９２４５８２１）ユーピー マネジメント ゲーエムベーハー (7)
【氏名又は名称原語表記】ＵＰ ＭＡＮＡＧＥＭＥＮＴ ＧＭＢＨ
【住所又は居所原語表記】Ｎｅｕｍａｒｋｔｅｒ Ｓｔｒ． ４１ ８１６７３ Ｍｕｎｃｈｅｎ （ＤＥ）
【Ｆターム（参考）】
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