| 研究課題/領域番号 |
16560355
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| 研究種目 |
基盤研究(C)
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| 配分区分 | 補助金 |
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| 応募区分 | 一般 |
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| 研究分野 |
システム工学
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| 研究機関 | 九州大学 |
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研究代表者 |
金江 春植 九州大学, 大学院システム情報科学研究院, 助手 (90274555)
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| 研究分担者 |
和田 清 九州大学, 大学院システム情報科学研究院, 教授 (60125127)
楊 子江 九州大学, 大学院システム情報科学研究院, 助教授 (30243984)
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| 研究期間 (年度) |
2004 – 2006
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| 研究課題ステータス |
完了 (2006年度)
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| 配分額 *注記 |
3,400千円 (直接経費: 3,400千円)
2006年度: 900千円 (直接経費: 900千円)
2005年度: 1,100千円 (直接経費: 1,100千円)
2004年度: 1,400千円 (直接経費: 1,400千円)
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| キーワード | 呼吸モデル(2)(3)(5)(6) / エラスタンス / システム同定 / パラメータ推定 / 人工呼吸 / 呼吸気圧上限値 / 意思決定 / 呼吸モデル / 設定 / ファジイクラスタリング / 非線形 / 動的システム |
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| 研究概要 |
人工呼吸は呼吸停止や重度呼吸疾患に対する一般的な救急措置である。患者の肺の特性は年齢・性別・体質などによって大きく異なり、患者に適した換気条件をセットするためにそれぞれの患者の肺の特性を知る必要があり、その上で、それぞれの特性に応じて人工呼吸器の気圧限界値などの設定を設定しなければならない。
本研究では、人工呼吸時に測定される気圧(P)、容量(V)、流量(F)等の測定値に基づき、患者の肺のエラスタンス特性をオンラインで推定し、それに基づいて人工呼吸の気圧上限値を適切に決定できるような人工呼吸の医療支援システムの開発を行い、そのシステムを構成する基本技法となる(A)呼吸モデルの構造決定法;(B)呼吸モデルのパラメータとエラスタンス特性の推定法;(C)呼吸気圧上限値の決定法を開発し、それぞれの理論成果について臨床実験データを用いて検証を行った。次に、各基本技法について簡単に説明する。
A.呼吸の数理モデルの構造について
肺のエラスタンス特性や気道のレジスタンスを表す表現形式によって、多項式表現モデルとRBFネットワーク表現モデルを提案した。これらの呼吸システムの数理モデルの構築と後記のパラメータ推定法の確立により、体内に特別にセンサーを設置することなく、人工呼吸器からの気圧、流量、気量の測定値より、肺のエラスタンスや気道のレジスタンスの特性を知り、適切に気圧上限値を決定することが可能になった。
B.呼吸モデルのパラメータとエラスタンス特性の推定について
連続時間モデルの同定に有効と知られている数値積分法を適用して、同定モデルを導出し、提案モデルのパラメータの推定に適したアルゴリズムを開発した。さらに、パラメータの推定結果をエラスタンスの表現式に代入することにより患者の肺のエラスタンス特性が求まる。
C.人工呼吸における気圧上限値の決定法について
前記推定手法で得られたP-V曲線を回転変換し、最大値を求めた後に、逆変換して呼吸の気圧上限値を求める決定法を提案した。この手法は曲率を直接計算する方法よりも計算が簡単で、しかも観測雑音に強い特徴を持つ。
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