在宅酸素療法を可能にする自動酸素流量調整装置の開発のための基盤研究

开发可实现家庭氧疗的自动氧气流量控制装置的基础研究

• 批准号: 21K16143
• 负责人: 山本 章裕
• 金额: $ 2.58万
• 依托单位: Tottori University
• 依托单位国家: 日本
• 项目类别: Grant-in-Aid for Early-Career Scientists
• 财政年份: 2021
• 资助国家: 日本
• 起止时间: 2021-04-01 至 2024-03-31
• 项目状态: 已结题
• 来源: https://kaken.nii.ac.jp/en/grant/KAKENHI-PROJECT-21K16143/
• 关键词: 在宅酸素療法; 慢性Ⅱ型呼吸不全; 自動酸素流量調整装置; 慢性閉塞性肺疾患; 酸素飽和度; 経皮的二酸化炭素分圧

在宅酸素療法は慢性呼吸不全患者の生命予後を改善させる重要な治療法である．動脈血二酸化炭素分圧（PaCO2）が，45 Torr以上の慢性Ⅱ型呼吸不全は慢性的に高PaCO2血症を伴い，患者の一部は延髄にある中枢化学受容器がPaCO2上昇に対して反応低下する馴化を生じている．この場合，低酸素状態で末梢化学受容器の頸動脈体を介して換気増大させている場合もあるため，急速な酸素吸入量増加は換気低下を生じCO2ナルコーシスの危険性を増すことがある．しかし，低酸素血症を治療することは必要であるため酸素流量の処方が難しい．慢性Ⅱ型呼吸不全患者に対する吸入酸素量決定は，動脈血ガス分析を複数回行い，臨床的に安全と思われる吸入酸素量を安静時，労作時，就寝時などに分けて注意深く決定している．しかし，侵襲的であり決定が曖昧な点もあった．経皮的二酸化炭素分圧測定装置（TOSCA）は非侵襲的にPaO2の情報としてパルスオキシメータの酸素飽和度（SpO2），PaCO2の情報としてPtcCO2連続測定が可能である．本年度は， SpO2とPtcCO2を非侵襲的に連続測定して，これらの２つの測定値をもとに2系統のフィードバックを利用した自動酸素流量決定システムを確立した．具体的には，１つめのループとして，目標SpO2を設定して（例：93%）その値より低ければ酸素濃縮器からの吸入酸素流量を増加させる．上限SpO2を設定して（例：97%）それより高値ならば吸入酸素流量を減少させる．２つめのループとして，PtcCO2が測定開始時（酸素吸入なし，あるいは0.25L/分の酸素吸入）の基線値より10 Torr上昇すると吸入酸素流量を減じる．これらのアルゴリズムを組み込んだ．ノートPC，経皮的二酸化炭素分圧測定装置（TOSCA），酸素濃縮器を連動させることは可能となっている．

家庭氧疗法是一种重要的治疗方法，可改善慢性呼吸衰竭患者的预后。慢性II型呼吸衰竭，具有45托尔或更高的动脉血液二氧化碳部分压力（PACO2）与高甲状腺肿长期相关，有些患者经历了培养，其中髓质中的中央化学感受器在延髓中的中央化学感受器对PACO2升高的反应减少了。在这种情况下，通过缺氧的外周化学感受器的颈动脉可以增加通风，因此吸入氧气的迅速增加会导致通风下降和二氧化碳毒性的风险增加。但是，由于有必要治疗低氧血症，因此很难开出氧气流量。慢性II型呼吸衰竭患者的吸入氧气量是通过进行多种动脉血液分析并仔细确定吸入的氧气的量来确定的，该氧气被认为在临床上安全，分为休息，劳累和就寝时间。但是，有些要点是侵入性的，决定是模棱两可的。经皮二氧化碳部分压力测量装置（TOSCA）可以非侵入性地执行PTCCO2连续测量作为脉搏血氧仪的PAO2（SPO2）的信息，以及有关PACO2的信息。今年，我们建立了一个自动氧气流量确定系统，该系统通过不可侵入性地测量SPO2和PTCCO2，并基于这两个测量值，使用了两个反馈系统。具体而言，作为第一个循环，设置了目标SPO2（例如，为93％），如果它低于该值，则会增加从氧气浓缩器中吸入的氧气流速。设置SPO2的上限（例如97％），如果高于该限度，则降低了吸入的氧气流速。作为第二个循环，当PTCCO2从测量开始时的基线值升高10 TOR（无氧吸入或氧气吸入为0.25L/min）时，吸入的氧气流速降低。这些算法已合并。可以将笔记本电脑，二氧化碳二氧化碳部分压力测量装置（TOSCA）和氧气集中器连接起来。