JP2019122755A - 測定される最大ｃｏ２値のモニタリングと表示を備えた心肺蘇生のための換気装置 - Google Patents

Abstract

【課題】心肺蘇生中（ＣＰＲ）中の代謝測定を行う人工呼吸器を提供する。【解決手段】心肺蘇生中に患者に、酸素富化であることもないこともある、空気のような呼吸ガスを送るための医療用呼吸補助装置に関し、これは、心肺蘇生中に上記患者に呼吸ガスを送るための呼吸ガスの供給源、例えばマイクロブロアと、ＣＯ２含有量を測定するための手段と、信号処理及び制御手段と、少なくとも１つのグラフィカルユーザインターフェースとを備える。信号処理及び制御手段は、ＣＯ２含有量測定信号を処理することと、所定の時間期間（ｄｔ）中の最大ＣＯ２含有値（Ｖｍａｘ）を選択することと、この最大ＣＯ２含有値（Ｖｍａｘ）を表示するグラフィカルユーザインターフェースにこの最大値（Ｖｍａｘ）を送ることとを行うように構成される。【選択図】図６

Description

本発明は、所定の時間期間中に測定される最大ＣＯ_２含有値の表示を有する、心肺蘇生（ＣＰＲ）を受けている患者、すなわち、胸部の圧迫と弛緩を交互に行うことを伴う心臓マッサージが行われる心拍停止状態の患者、に呼吸ガスを送るための呼吸補助装置、すなわち医療用人工呼吸器に関する。

機械的換気のための医療装置は、呼吸補助装置又は医療用人工呼吸器とも呼ばれ、現在、呼吸困難を患っている特定の患者に、呼吸ガス、例えば酸素富化空気又は酸素非富化空気、を送るために使用されている。

患者への呼吸ガスの送出は、特にＥＰ−Ａ−３０９３４９８、ＥＰ−Ａ−２９４７３２８、ＥＰ−Ａ−２９８６８５６、ＥＰ−Ａ−２９５４２１３、又はＥＰ−Ａ−２１０２５０４に記載されているように、現在、電動式及び被制御型のマイクロブロアを用いて達成されている。

患者に投与されるガス、特に患者が吐き出すガス、中に存在する気体化合物をモニタすることは知られており、これらのガスは、肺内ガス交換によってもたらされるＣＯ_２、すなわち患者の代謝作用によって作り出され、血流によって肺に運ばれ、その後患者による呼気中に放出されるＣＯ_２、を含む。故に、呼気終末ＣＯ_２（End Tidal CO_２）又は呼気の終わりのＣＯ_２を意味するｅｔＣＯ_２は、吸入が自然であろうと補助されたもの、すなわち機械的換気によって得られたもの、であろうと、個人の呼気中に捕集されるガス中に吐き出されるＣＯ_２分画の測定値に対応する。

機械的換気中、異なる技法が、吐き出されたガスのＣＯ_２分画の分光光度分析を可能にする。これを行うためには、呼気回路に存在するガスが、次のうちのいずれかであり得る：
− 吸い込まれ、その後、呼吸回路から離れた場所にある分析セルによって分析される（このプロシージャは、「サイドストリーム」モニタリングと呼ばれる）、又は、
− 患者の近くで、好ましくは患者に近接した呼吸回路に配設されたＹ字型片において、分析される（このプロシージャは、「メインストリーム」モニタリングと呼ばれる）。

心臓マッサージを用いて、心肺停止状態の人物に対して行われる心肺蘇生（ＣＰＲ）中、換気と肺潅流との比だけでなく細胞代謝によって生成されるＣＯ_２の量にも依存する肺胞気ＣＯ_２は、ファーストレスポンダ、例えば医者、がＣＰＲの有効性を判断するのを可能にするための極めて有益なパラメータである。

理論上、ＣＰＲが効果的になるほど、胸部圧迫によって生成される心拍出量は多くなり、そして、肺に戻されるＣＯ_２の量が多くなる。

肺胞気ＣＯ_２を間接的に反映するｅｔＣＯ_２のモニタリングは、非侵襲的にＣＰＲをモニタするために、すなわち心臓マッサージを行っている最中、すなわち胸部圧迫（ＣＣ）と弛緩を交互に行っている最中に、ファーストレスポンダに情報を提供するために、ますます使用される。

図１は、カプノグラムであり、これは、（秒で表した）時間の経過に伴う患者の呼吸ガス中のＣＯ_２含有量の換気のグラフ表示である。このタイプのカプノグラムは、心拍停止のない状況において換気される患者に見られる。見受けられるように、これは、次の４つの連続した相へと分けられる：
− 第Ｉ相：これは、吸気基線を示し、これは、０で安定していなければならない。
− 第ＩＩ相：これは、カプノグラムの上昇部分であり、最も換気の多い肺胞群を空にすることで、患者の呼気の開始時に、吐き出されるガス中へのＣＯ_２の出現に対応する。実際には、呼気の開始時に吐き出されるガスが、器具による死腔及び解剖学的死腔を理由に、ガス交換に関与しておらず、よってＣＯ_２を欠いていることから、呼気は、この相のわずかに前に開始する。肺が不均質であり、肺胞群が長時定数を有するため、ＣＯ_２の増加は、一層ゆっくりである。
− 第ＩＩＩ相：これは、最も換気の少ない肺胞群から発生するＣＯ_２富化ガスに対応する肺胞プラトー相に対応する。プラトー終端における最大値（ＰｅｔＣＯ_２）は、ｅｔＣＯ_２値に対応する。
− 第ＩＶ相：これは、自発的な又は補助された（すなわち機械的）換気の始まりによって引き起こされる、ＣＯ_２濃度の低下に対応する。

しかしながら、心肺停止状態の患者に対する心肺蘇生（ＣＰＲ）中、カプノグラムは、いくつかの理由、とりわけ次の理由、により大きく異なる：
− 胸部圧迫は、少ない体積のガスの動きを生じさせる。これらの体積は、しかしながら器具による死腔及び解剖学的死腔に近く、２つの換気サイクル間のカプノグラムを乱す。従って、各胸部圧迫（ＣＣ）での最大ＣＯ_２値が変化しなくなるため、振動線が観測されることが多い。
− 換気／潅流比は、呼吸生理学の反映であり、かなり大幅に修正されている。更に、胸部圧迫により動かされた小さいガスセグメントは、センサを数回通過し得る。故に、各胸部圧迫（ＣＣ）中に観測される最大濃度は、実際の肺胞内濃度とは懸け離れていることが多い。
− ＣＰＲ中の末梢気道の開閉という動的挙動が報告されている。この現象は、ガスの交換を、故に、ＣＰＲ中のＣＯ_２濃度の解釈を妥協する。

故に、現在、すなわち各胸部圧迫（ＣＣ）中に、測定されるｅｔＣＯ_２は、肺胞気ＣＯ_２がＣＰＲの質及び自発的心臓活動（ＲＳＣＡ）の可能な再開を反映し得るため重要であるとはいえ、この肺胞気ＣＯ_２の信頼性のある近似値を許容しないことは認識されるであろう。

それに起因して繰り返し起きる問題は、これらの要因、特に心拍停止状態の患者に対して行われる換気の影響及び２つの機械サイクル間のＣＯ２信号の変動性、のうちの全て又はいくつかを考慮に入れないＣＯ_２の測定が、このＣＯ_２測定の使用をいくらか信頼できないもの、更には使用できないものにすることである。

ｅｔＣＯ_２のモニタリングを伴う現在の解決策は、機械的であろうが自発的であろうが、呼吸によって作り出されるＣＯ_２変化に適合している。関連する頻度は、１０〜４０ｃ／ｍｉｎ程度である。使用されるアルゴリズム及びメカニズムは、これらの頻度にも、患者の２回の呼吸間のＣＯ_２のわずかな変化にも適合している。

これに関して、ＣＰＲを受けている患者が吐き出すガス中のＣＯ_２含有量をモニタするための方法を提案している文献ＷＯ−Ａ−２０１４／０７２９８１、ＵＳ−Ａ−２０１６／１３３１６０、及びＵＳ−Ａ−２０１２／０１６２７９について言及がなされ得、これらの方法では、人工呼吸器は、例えば、ｅｔＣＯ_２含有量が３０ｍｍＨｇより多いときファーストレスポンダが心臓マッサージを停止しなければならないことを示す。

ここで、心肺蘇生中、胸部圧迫（ＣＣ）の頻度は、１００ｃ／ｍｉｎに近く、動かされるガスの体積は少なく、ガス流量は、多量かつ不規則である。更に、上述した死腔の問題は、胸部圧迫の理由で、死腔をすすぐこと又は浄化することがない場合、ガスの同じ分画がＣＯ_２センサによって数回にわたり分析され得るため、これらの困難さを増加させる。

これらの状況下では、現在の人工呼吸器によって表示されるｅｔＣＯ_２値は、人工呼吸器が、マッサージ頻度、すなわち１００ｃ／ｍｉｎ、でのＣＯ_２の発生を追従しようと試みるため、不適当な頻度でリフレッシュされる。換言すると、現在の人工呼吸器によって表示されるｅｔＣＯ_２値は、分析されるガスの発生源が保証されていないため、患者の代謝に関係しているＣＯ_２濃度を表すものではない。換言すると、測定される値は、肺胞気ＣＯ_２の濃度を反映しないため又は反映が極めて不十分であるため間違っていることが多い。

従って、対処される問題は、改善された呼吸補助装置、すなわち医療用人工呼吸器、を利用可能にすることであり、これを用いて、呼吸補助装置を使用したＣＰＲ中に、例えば、自発的心臓活動（ＲＳＣＡ）の再開の検出のような、ＣＰＲのモニタリングを容易にする関連情報を提供することでＣＰＲ中にファーストレスポンダをより良好に援助するという観点から、信頼性のあるＣＯ_２値、すなわち肺胞気ＣＯ_２を最も良く反映した値、を表示することが可能である。

従って、本発明の解決策は、心肺蘇生（ＣＰＲ）中に患者に酸素のような呼吸ガスを送るための呼吸補助装置、すなわち医療用人工呼吸器、であり、これは：
− 心肺蘇生（ＣＰＲ）中に上記患者に呼吸ガスを送るための呼吸ガスの供給源と、
− 患者によって作り出されるＣＯ_２の濃度の測定を行うため及び信号処理及び制御手段にＣＯ_２含有量測定信号を供給するための、ＣＯ_２含有量を測定するための手段と、
− ＣＯ_２含有量測定手段から発生したＣＯ_２含有量測定信号を処理するように構成された信号処理及び制御手段と、
− 少なくとも１つのグラフィカルユーザインターフェース（ＧＵＩ）とを備え
以下を特徴とする：
−信号処理及び制御手段が、
ａ）所定の時間期間（ｄｔ）中にＣＯ_２含有量測定手段によって行われる測定に対応するＣＯ_２含有量測定信号を処理し、そこから複数のＣＯ_２含有値を抽出することと、
ｂ）所定の時間期間（ｄｔ）中に測定された複数のＣＯ_２含有値から最大ＣＯ_２含有値（Ｖｍａｘ）を選択することと、
ｃ）グラフィカルユーザインターフェースに上記最大ＣＯ_２含有値（Ｖｍａｘ）を送ることとを行うように構成され、
グラフィカルユーザインターフェースが、最大ＣＯ_２含有値（Ｖｍａｘ）を表示するように構成される。

このケースに依存して、本発明の呼吸補助装置は、以下の技術的特徴のうちの１つ又は複数を備え得る：
− ＧＵＩは、信号処理及び制御手段によって供給される少なくとも１つのＣＯ_２含有値を表示するように構成される。
− 患者によって作り出されるＣＯ_２。このＣＯ_２は、特にそれが例えばＹ字型片とＣＯ_２センサとの間に閉じ込められたガスである場合、患者の呼気及び／又は次の吸入での再吸入中に観測されることがきる。
− 呼吸ガスの供給源は、ガス導管と流体連通している。
− 呼吸ガスの供給源は、空気源、特にタービン又はコンプレッサとも呼ばれる電動マイクロブロアである。
− ＣＯ_２含有量を測定するための手段は、ガス導管の下流に、ＣＯ_２濃度測定を行うように配設されている。
− ＣＯ_２含有量を測定するための手段は、信号処理及び制御手段に電気的に接続されている。
− 呼吸ガスの供給源は、呼吸ガスが患者に運ばれるガス導管と、すなわち呼吸界面に関する限り、流体連通している。
− 信号処理及び制御手段は、少なくとも１つの電子基板等を備える。
− 信号処理及び制御手段は、少なくとも１つのマイクロプロセッサ、好ましくはマイクロコントローラ、を備える。
− マイクロプロセッサは、少なくとも１つのアルゴリズムを使用する。
− ＣＯ_２含有量を測定するための手段は、ガスの主流に、すなわち「メインストリーム」構成で、配設されている。
− ＣＯ_２含有量を測定するための手段は、カプノメータを備える。
− ＣＯ_２含有量を測定するための手段は、ガス導管から下流に、好ましくはガス導管の下流端に、ＣＯ_２濃度測定を行うように配設されている。
− ガス導管は、患者インターフェースとも呼ばれる呼吸界面と流体連通している。
− 呼吸界面は、気管内挿管チューブ、フェイスマスク、もしくは声門上器具とも呼ばれるラリンジアルマスク、又はガスを投与するのに適した任意の器具である。
− 呼吸界面は、好ましくは気管内挿管チューブ、総称「気管チューブ」、である。
− ＣＯ_２含有量を測定するための手段は、呼吸界面から上流にかつそれのすぐ近くに、すなわち患者の口の近くに、配設されている。
− 第１の実施形態によれば、ＣＯ_２含有量を測定するための手段は、呼吸界面から上流に、好ましくは呼吸界面とガス導管の下流端との間に、特に呼吸界面とガス用の内部通路を備えるＹ字型片との間に、配設されている接合片上に配設されている。
− 好ましくは、ＣＯ_２含有量を測定するための手段は、ガス用の内部通路を備える接合片上に配列されている。
− 第２の実施形態によれば、ＣＯ_２含有量を測定するための手段は、装置に、すなわち装置のフレームワークに、配設されており、呼吸界面から上流にかつそれのすぐ近く位置しているガス採取部位に、ガス採取導管等を介して、接続されている。
− 特に、ＣＯ_２含有量を測定するための手段は、特に呼吸界面とガス導管との間に、典型的には呼吸界面と上記ガス導管の下流端との間に、配設されている接合片によって運ばれるガス採取部位に流体的に接続されている。
− 接合片は、中間取付片、すなわちＹ字型片と、呼吸界面、典型的には気管チューブ又はマスクとの間に流体的に取り付けられている。
− 吸入分岐、呼気分岐、及び呼吸界面は、互いに流体連通している。
− それは、ガスが患者に運ばれることができる吸入分岐を備える患者回路を備える。
− 患者回路は、追加的に、患者が吐き出すガスを放出するための呼気分岐を備える。
− 吸入分岐、呼気分岐、及び患者インターフェースは、中間取付片、特にＹ字型片、に直接的又は間接的に、流体的に及び／又は機械的に接続されている。
− ＣＯ_２含有量を測定するための手段は、ガス回路の呼気分岐の吸気口における又は吸入分岐の排気口におけるＣＯ_２濃度測定を行うように配設されている。
− 呼気分岐は、患者が吐き出すガス、特にＣＯ_２富化ガス、の全て又はいくらかを放出するために、大気と流体的に連通している。
− 吸入分岐及び／又は呼気分岐は、フレキシブルホースを備える。
− 好ましくは、ガス回路の吸入分岐の全体又は一部を形成するガス導管の全体又は一部はフレキシブルホースである。
− 信号処理及び制御手段は、呼吸ガスの供給源を制御するように及び連続した換気サイクルで呼吸ガスを送るように構成される。
− 各換気サイクルは、ガスが低圧（ＬＰ）でマイクロブロアによって運ばれるＬＰ相（Ｄ_ＬＰ）と、ガスが高圧（ＨＰ）でマイクロブロアによって運ばれるＨＰ相（Ｄ_ＨＰ）を備え、ここで、ＨＰ＞ＬＰである。
− マイクロブロアは、０〜２０水柱ｃｍ、好ましくは０〜１５水柱ｃｍ、より好ましくは０〜１０水柱ｃｍ、の低圧（ＬＰ）でガスを運ぶように制御される。
− マイクロブロアは、５〜６０水柱ｃｍ、好ましくは５〜４５ｃ水柱ｃｍ、より好ましくは５〜３０水柱ｃｍ、の高圧（ＨＰ）でガスを運ぶように制御される（ここで、ＨＰ＞ＬＰである）。
− ＬＰ相は、ＨＰ相より長い持続時間を有する。
− ＬＰ相は、２〜１０秒の、典型的には３〜６秒程度の持続時間を有する。
− ＨＰ相は、０．５〜３秒の、典型的には１〜２秒程度の持続時間を有する。
− 所定の時間期間（ｄｔ）は、数秒である。
− 時間期間（ｄｔ）は、２〜１０秒、典型的には３〜６秒程度である。
− 時間期間（ｄｔ）は、各換気サイクルのＬＰ相の持続時間に対応する。
− 換気サイクルの合計の持続時間は、３〜１０秒である。
− 所定の時間期間（ｄｔ）は、連続した胸部圧迫と弛緩、典型的には５〜１２回の胸部圧迫、といういくつかの持続時間を包含する。
− ＣＯ_２含有量を測定するための手段は、連続して測定を行うように構成される。
− ＣＯ_２含有量を測定するための手段は、ＣＯ_２センサを備える。
− ＣＯ_２含有量を測定するための手段は、測定タップが、呼吸界面から上流に配設されている接合片の内部又は内腔と流体連通しているＣＯ_２センサを備える。
− それは、所定の時間期間中に測定された複数のＣＯ_２含有値を記憶するために信号処理及び制御手段と協力する記憶手段を備える。
− 記憶手段は、追加的に、連続した最大ＣＯ_２含有値（Ｖｍａｘ）、すなわち連続した所定の時間期間（ｄｔ）中に測定される値、を記憶するように構成される。
− 記憶手段は、フラッシュメモリ又はハードディスクメモリを備える。
− それは、追加的に、ガス流量を測定するための手段を備え、これらは、患者が吐き出すガスの流量及び／又は患者が吸入するガスの流量の少なくとも１つの測定を、好ましくは連続して、行うように構成される。流量は、胸部圧迫のモニタリングを、さらには、運ばれる及び吐き出されるガスの体積の計算及びモニタリングを可能にする（人工呼吸器及び胸部圧迫）。
− ガスの流量を測定するための手段は、流量センサを備える。
− グラフィカルユーザインターフェース（ＧＵＩ）は、デジタルスクリーン、好ましくはタッチスクリーン、を備える。
− グラフィカルユーザインターフェースは、数値もしくはＧＵＩ上に表示されるグラフ表示又は両方の形式で最大ＣＯ_２含有値（Ｖｍａｘ）を表示するように構成される。
− グラフィカルユーザインターフェースは、グラフ表示の形式でいくつかの連続した最大ＣＯ_２含有値（Ｖｍａｘ）を表示するように構成される。
− グラフィカルユーザインターフェースは、曲線、棒グラフ、等のグラフ表示の形式で１つ又は複数の連続した最大ＣＯ_２含有値（Ｖｍａｘ）を表示するように構成される。
− スクリーンは、異なる機能及び／又はいくつかの表示ゾーン又はウィンドウをアクティブにするいくつかのタッチ制御を備える。
− スクリーンは、カラーディスプレイを有するタイプである。
− 代替的に、スクリーンは、エネルギーを節約するために、白黒ディスプレイを有するタイプであるか、又はカラーディスプレイから白黒ディスプレイへの切替えを可能にする。
− それは、電流の供給源、例えばバッテリ等、好ましくは再充電可能なバッテリ、を備える。
− それは、最大ＣＯ_２含有値が閾値を超えるときにトリガするように構成されたアラーム手段を備える。
− アラーム手段は、音響もしくは視覚アラーム又は両方を備える。
− アラーム手段は、時間ｔにおいて測定されるＣＯ_２の最大値（Ｖｍａｘ）が［ＶｍａｘＣＯ_２］＞ｎ ｘ［ＭｅａｎＣＯ_２］となるときにトリガするようにプログラムされ、ここで、
・ｎは、１．２５〜４、好ましくは１．５〜３、例えば、２程度であり、
・［ＶｍａｘＣＯ_２］は、所定の持続時間ｄｔ中に、例えば２〜１０秒という持続時間ｄｔにわたって、測定される最大ＣＯ_２含有値であり、
・［ＭｅａｎＣＯ_２］は、所定の時間ウィンドウ（ＦＴ）（ＦＴ＞ｘ．ｄｔ、ここでｘ≧２である）におけるいくつかの連続した持続時間ｄｔ、例えば３０秒〜５分又はそれ以上、について決定される最大ＣＯ_２含有値［ＶｍａｘＣＯ_２］の平均値である。
− それは、呼吸ガスの供給源、信号処理及び制御手段、電流の供給源、及び記憶手段を備える強固なフレームワークを備える。
− 強固なフレームワークは、全体的又は部分的にポリマーで形成されている。
− グラフィカルインターフェースは、人工呼吸器のフレームワークを形成する壁のうちの１つに配設されている。
− ＣＯ_２含有量を測定するための手段は、連続した時間期間（ｄｔ）、すなわち互いに間隔が空いている時間期間（ｄｔ）、にわたってＣＯ_２濃度の連続した測定を行うように構成される。
− ＣＯ_２含有量を測定するための手段は、連蔵した換気サイクル中、特に連続した換気サイクルのＬＰ相中に、連続した時間期間（ｄｔ）にわたってＣＯ_２濃度の連続した測定を行うように構成される。

本発明はまた、心拍停止状態の患者に対して行われる心肺蘇生（ＣＰＲ）をモニタするための方法に関し、この方法では：
− 心肺蘇生（ＣＰＲ）中に呼吸ガスを患者に運ぶために、マイクロブロアのような、呼吸ガスの供給源を備える呼吸補助装置が使用され、
− 上記患者によって作り出されるＣＯ_２の濃度の測定は、例えば、カプノメータを用いて行われ、
− ＣＯ_２含有量測定信号は、例えばマイクロプロセッサのような信号処理及び制御手段によって処理され、
− 所定の時間期間（ｄｔ）中に測定される複数のＣＯ_２含有値が決定され、
− 最大ＣＯ_２含有値（Ｖｍａｘ）は、複数のＣＯ_２含有値から選択され、
− 最大ＣＯ_２含有値（Ｖｍａｘ）は、所定の時間期間（ｄｔ）中、ＧＵＩ上に表示される。

本発明は、ここで、非限定的な例として与えられる以下に続く発明を実施するための形態から、及び、添付の図を参照して、より良く理解されるであろう。

換気されておりかつ心拍停止状態にない患者の呼吸ガス中のＣＯ_２含有量の換気のグラフ表示。 ＣＰＲ中に心肺停止状態の患者を換気するために図６の装置によって使用されることができる２つの圧力レベルを有する換気サイクルを示す図。 ＣＰＲ中の心肺停止状態の患者のケースにおいて呼吸回路の終わりに機械によって観測される圧力変動を例示する図。 自発的心臓活動の再開の前後に図６の装置のカプノメータによって測定されるＣＯ_２の量を示す図。 ＣＰＲ中に実施される換気サイクル中のＣＯ_２含有量ピークを示す図。 本発明に係る、ＣＰＲのための呼吸補助装置の実施形態を示す図。

図６は、心肺蘇生（ＣＰＲ）中に患者Ｐ、すなわち心拍停止状態にあり、ファーストレスポンダが心臓マッサージ、すなわち交互の胸部圧迫（ＣＣ）と弛緩（Ｒｅ）、すなわち圧迫なし、を行っている人物、に、呼吸ガス、典型的に空気又は酸素富化空気、を運ぶために使用される、本発明に係る呼吸補助装置又は医療用人工呼吸器の実施形態の略図である。

この装置又は人工呼吸器は、心肺蘇生中に上記患者Ｐに、呼吸ガス、典型的に加圧空気、を運ぶためのガス導管２と流体連通している、電動マイクロブロアのような呼吸ガスの供給源１を備える。

呼吸ガスの供給源１は、信号処理及び制御手段５、特にマイクロプロセッサ６を有する電子基板等、によって、管理されている、すなわち制御されている。信号処理及び制御手段５は、呼吸ガスの供給源１が１つ又は複数の所定の換気モードに従ってガスを運ぶようにそれを制御する。

好ましくは、信号処理及び制御手段５は、心拍停止状態でない患者の換気に対応する「通常の」換気モードか、又は心拍停止状態にあり、かつ、ファーストレスポンダがＣＰＲを開始する又は行う患者の換気に対応する「ＣＰＲ」換気モードに従ってガスを運ぶために、呼吸ガスの供給源１を制御することを可能にする。

例えば、ＣＰＲを対象とした換気モードに従って、呼吸ガスの供給源１は、図２に例示されるように、ＢｉＰＡＰタイプの又はいくつかの圧力レベル、特に低圧レベル、例えば約０ｃｍＨ_２Ｏ〜１５ｃｍＨ_２Ｏの低圧（ＬＰ）と、高圧レベル、例えば約７ｃｍＨ_２Ｏ〜４０ｃｍＨ_２Ｏの高圧（ＨＰ）とを備える２つの圧力レベル、を備える換気サイクルにおいて、呼吸ガス、典型的には空気、を運ぶように制御される。

ガスは、ファーストレスポンダによって行われるＣＰＲの間中ずっと、すなわちファーストレスポンダが胸部圧迫と弛緩を行う間、図２に例示されるように、交互にこれらの２つの圧力レベル（ＬＰ、ＨＰ）で運ばれる。マイクロブロア１による低圧（ＬＰ）でのガスの送出の持続時間（Ｄ_ＬＰ）は、２〜１０秒、典型的には３〜６秒程度、であるのに対して、高圧（ＨＰ）でのガスの送出の持続時間（Ｄ_ＨＰ）は、３秒未満、例えば、０．５〜１．５秒程度である。

人工呼吸器のマイクロブロア１は、２つの圧力レベル、すなわち高圧レベル（すなわちＨＰ）と低圧レベル（すなわちＬＰ）とを発生させる。胸部圧迫（ＣＣ）と弛緩（Ｒｅ）の相を交互に行う心臓マッサージは、圧力ピークを発生させ、これらは、人工呼吸器の圧力サイクルに重ねられる。これは、患者インターフェースにおいて、図３に例示されるような圧力曲線に帰着し、そこでは、高いプラトー（すなわちＨＰ）及び低いプラトー（すなわちＬＰ）における圧力ピークが、ファーストレスポンダによって行われるＣＣの圧力を受けて胸部が凹むため、増加した圧力での胸部圧迫（ＣＣ）と、ＣＣがないときに胸部が再度膨らむため、低圧力での弛緩（Ｒｅ）とを反映する。

図２及び図３から分かるように、本発明のコンテキストでは、所定の時間期間（ｄｔ）、その間に複数のＣＯ_２含有値が測定され、そこから最大ＣＯ_２含有値（Ｖｍａｘ）が抽出される、は、低圧力（ＬＰ）でのガスの送出の持続時間（Ｄ_ＬＰ）、すなわち２〜１０秒、典型的には３〜６秒、に対応する。

マイクロブロア１によって送られるガスは、患者回路２ａ、２ｂの吸入分岐２ａの全体又は一部を形成するガス導管２を通して運ばれる。呼吸ガス、一般に空気、は、ガス分配インターフェース３、例えばここでは単に気管チューブと呼ばれる気管内挿管チューブ、を介して患者に送られる。しかしながら、他のインターフェース、特にフェイスマスク又はラリンジアルマスク、が使用され得る。

ガス導管２は、呼吸ガスの供給源１、このケースではマイクロブロア、から発生するガスを後者に供給するように、気管チューブのようなガス分配インターフェース３と流体連通している。ガス導管２は、実際、中間取付片８、ここではＹ字型片、を経由して気管チューブ３に取り付けられるであろう。このＹ字型の中間取付片８は、ガス用の内部通路を備える。

中間取付片８、すなわちＹ字型片、は同様に、患者Ｐが吐き出すＣＯ_２富化ガスを捕集し運ぶこと及びそれらを大気に（９において）放出することができるように、患者回路２ａ、２ｂの呼気分岐２ｂに取り付けられている。

ＣＯ_２センサ又はカプノメータと呼ばれる、ＣＯ_２含有量を測定するための手段４もまた本発明に従って提供され、この手段は、患者Ｐが吐き出すガス中のＣＯ_２の濃度の測定を行うように及びＣＯ_２含有量測定信号を信号処理及び制御手段５に運ぶように設計されており、ここで、これらの測定信号は、特に１つ又は複数の計算アルゴリズム等によって処理されることができる。

図６の実施形態では、ＣＯ_２センサは、メインストリーム構成で患者Ｐの口の近くに、すなわち呼吸界面３から上流にかつそれのすぐ近く、好ましくは中間取付片８、すなわちＹ字型片、と呼吸界面３、すなわち気管チューブ、との間、例えば接合片１８上に（図６参照）、配設されている。

別の実施形態（図示せず）によれば、ＣＯ_２センサは、「サイドストリーム」構成で配設されることができる。このケースでは、ＣＯ_２センサ４は、呼吸補助装置のフレームワークに位置しており、管類等のようなガス採取ラインを介して、呼吸界面３から上流にかつそれのすぐ近くに位置するガス採取部位に、例えば接合片１８上で、接続されている。このガス採取ラインは、そこからのガスの試料を捕集し、次いでそれを装置のフレームワークに位置しているＣＯ_２センサに運ぶことができるように、接合片１８の内腔と流体的に連通する。

全てのケースにおいて、接合片１８は、ガス用の内部通路を備え、これにより、ガスはそれを通過することができる。

好ましくは、ＣＯ_２センサは、接合片１８を流れるガス中のＣＯ_２の濃度の連続した測定を行い、このガスは、ガス交換が行われる患者Ｐの肺を通過する間、ＣＯ_２富化である。

次いで、ＣＯ_２含有量測定信号が、電気接続等、特にワイヤ等、で、ＣＯ_２センサによって信号処理及び制御手段５に送られる。

ＣＯ_２含有量、特に肺胞気ＣＯ_２含有量を間接的に反映するｅｔＣＯ_２、のモニタリングは、実際、ＣＰＲ中、特に自発的心臓活動（ＲＳＣＡ）の再開を検出するために非常に重要である。これは、自発的心臓活動（ＲＳＣＡ）の再開、故に心拍出量の顕著な増加、が、血液によって肺に運ばれ、かつ、肺胞毛細血管膜を通して移行するＣＯ_２の量の急増を引き起こすためであり、このＣＯ_２は、次に、患者が吐き出すガス流で再度見つけられる。

信号処理及び制御手段５（特にマイクロプロセッサ６）は、次を行うように構成される：
ａ）所定の時間期間（ｄｔ）、例えば数秒、中に、ＣＯ_２含有量測定手段４、典型的にカプノメータ又はＣＯ_２センサ、によって行われる測定に対応するＣＯ_２含有量測定信号を処理して、それから複数のＣＯ_２含有値を抽出することと、
ｂ）上記所定の時間期間（ｄｔ）中に測定された複数のＣＯ_２含有値から最大ＣＯ_２含有値（Ｖｍａｘ）を選択することと、
ｃ）グラフィカルユーザインターフェース７すなわちＧＵＩにこの最大ＣＯ_２含有値（Ｖｍａｘ）を送信すること。

再充電可能なバッテリ等のような電流の供給源１０は、直接的又は間接的に、信号処理及び制御手段５、マイクロブロア１、ＧＵＩ７、又は装置の任意の他の要素、特に記憶メモリ１１、に電流を供給する。電流の供給源１０は、好ましくは、人工呼吸器のフレームワークに配設されている。

一般に、本発明の医療用人工呼吸器は、患者Ｐによって作り出されるＣＯ_２の濃度の連続した測定を可能にし、ここで、測定は、ガスの経路上で、患者Ｐの口の近くに、好ましくはここでは図６のＹ字型片８と気管チューブ３との間、すなわちＹ字型片８とチューブ３との間に流体的に取り付けられている接合片１８に配設されているカプノメータ４によって実行される。

望まれる場合、人工呼吸器は、追加的に、１つ又は複数の流量センサ（図示せず）を使用して、吐き出される及び吸入されるガス流量の連続した測定の並行した実行を可能にする。

本発明によれば、ＧＵＩとしては、信号処理及び制御手段５によって供給される最大ＣＯ_２含有値を表示するように構成され、この値は、心拍停止状態の患者Ｐに対して心臓マッサージ（すなわちＣＰＲ）を実行するファーストレスポンダによって行われるいくつかの連続した胸部圧迫と弛緩に対応する所定の持続時間の間に測定されるいくつかのＣＯ_２濃度値から選択される。

なぜなら、肺胞気ＣＯ_２含有量を最も良く反映し、故にＣＰＲ中の患者Ｐにおける血流の状態を示す良好な指示を与えるＣＯ_２濃度値が、最大値（Ｖｍａｘ）又はピーク値とも呼ばれる最大ＣＯ_２値であるためであり、図５に例示されるように、これは、ガス中のＣＯ_２含有量の発生を示し、ＣＰＲが行われているいくつかの連続した持続時間（ｄｔ）、例えば、３〜６秒の持続時間、についてのいくつかのｅｔＣＯ_２測定値を例示する。ここでは、ガスのＣＯ_２含有量が所定の時間インターバルｄｔ中一定ではないこと、及び、従って各インターバルｄｔにわたる最大ＣＯ_２含有値（Ｖｍａｘ）、すなわちピーク値、が必ず存在することは分かるであろう。

故に、本発明のコンテキストでは、人工呼吸器は、故に、各時間期間ｄｔ、典型的に３〜７秒、中のＣＯ_２の全てのピーク値を（１１において）記憶し、図５において例示されるように、所定の時間期間にわたって測定される複数のピーク（ＥｔＣＯ２_＿１，ＥｔＣＯ２_＿２，ＥｔＣＯ２_＿３，…，ＥｔＣＯ２_＿ｘ）から最大ＣＯ_２含有値（Ｖｍａｘ）を決定する。

ＣＰＲ中、患者によって作り出され、カプノメータ４の測定タップを通過するガス中のＣＯ_２含有量は、胸部圧迫（ＣＣ）の有無に依存して変動する。

故に、人工呼吸器のマイクロブロア１による空気の送気の後で、かつ、胸部圧迫が開始されていない限り、呼吸界面３までは導管２を通過するガス流の中にＣＯ_２は検出されず、次にこの呼吸界面３は、この空気を患者Ｐの肺に分配する。

数回の胸部圧迫（ＣＣ）がファーストレスポンダによって行われた後、胸部圧迫（ＣＴ）と弛緩（Ｒｅ）を交互に行うことは、患者Ｐの呼気相を「再現」することで患者Ｐの肺を出入りする空気の動きを発生させるため、カプノメータ４によってＹ字型片８においてＣＯ_２が検出される。次に、吐き出されたＣＯ_２富化空気は、Ｙ字型片８及びカプノメータ４（図６参照）において再度見つけられ、ＣＯ_２濃度の測定が、カプノメータ４によって行われることができる。対応する測定信号は、各時間インターバルｄｔにわって最大ＣＯ_２含有値（Ｖｍａｘ）を決定するために、それらが上で説明した方法で処理される信号処理及び制御手段５に送られる。

最大ＣＯ_２値（Ｖｍａｘ）は、肺胞気ＣＯ_２を最も良く表すものである。実際、Ｙ字型片８及びカプノメータ４に存在するＣＯ_２は、連続した及び反復される胸部圧迫により、少しずつ「運ばれ（washed out）」、そして、胸部圧迫が患者回路の呼気分岐２ｂを介してＣＯ_２富化ガスを（９において）大気に放出させるため、この最大値に到達した後、減少する傾向にある。故に、連続した胸部圧迫（ＣＣ）は、異なるレベルのＣＯ_２を生成し、最も代表的なものは、図５に例示されるような、ピーク値又は最大値（Ｖｍａｘ）である。

本発明のコンテキストでは、故に、人工呼吸器は、２つの換気サイクル間の、すなわち連続した持続時間ｄｔ中の、全ての最大ＣＯ_２含有値（Ｖｍａｘ）を（１１において）記憶し、測定された複数の最大値から最大ＣＯ_２含有値（Ｖｍａｘ）を決定し、ＧＵＩ７のスクリーン上にこの最大値（Ｖｍａｘ）を表示する。

この最大値（Ｖｍａｘ）は、所定の時間インターバルｄｔ中、単一の数値として表示されることができる。いくつかの連続した時間インターバル（ｄｔ）にわたって連続して測定されるいくつかの最大値（Ｖｍａｘ）を表示することも可能である。更に、有益である又は望ましいとみなされる場合、時間の経過に伴ういくつかの連続した時間インターバル（ｄｔ）にわたって、例えば最後の２〜５分にわたって、連続して測定されるいくつかの最大値（Ｖｍａｘ）を示すグラフ表示、例えば曲線、棒グラフ、等、のグラフ表示で、値を表示することも可能である。

一定の換気レベルでは、ＣＰＲが効率的になるほど、肺胞毛細血管膜を通して作り出されて移行されるＣＯ_２の量が増え、故にカプノメータ４において検出されることができるＣＯ_２の量が増えるため患者の循環と代謝の状態を反映する指示のおかげで、これらのＣＯ_２測定値から計算されるデータは、ファーストレスポンダがＣＰＲをより良好に「制御」することを可能にする。

故に、自発的心臓活動（ＲＳＣＡ）の再開のケースでは、循環が唐突に回復し、従って、肺胞気ＣＯ_２の量が並行して増加し、これは、図４に示されるように、２倍より多くの、カプノメータ４によって検出されるＣＯ_２の量の大幅な増加を誘発する。実際、ＣＰＲ中はｅｔＣＯ_２が常に２５ＫＰａを下回るのに対して、自発的心臓活動（ＲＳＣＡ）の再開の場合にはｅｔＣＯ_２が唐突に増加して５０ＫＰａに至ることが、図４から分かるであろう。これは、ファーストレスポンダによって早急に検出されることができ、このファーストレスポンダは、次に、効率的なＲＳＣＡのケースにおいて心臓マッサージを停止するために、心臓の鼓動の分析を実行することができる。

別の言い方をすれば、本発明のコンテキストでは、所定の時間期間（ｄｔ）中ＧＵＩ７が最大ｅｔＣＯ_２値を表示するということは、この最大ＣＯ_２値（Ｖｍａｘ）が肺胞気ＣＯ_２を厳密に反映するため、ファーストレスポンダがＲＳＣＡの発生をより良好に検出することを可能にする。

実際、本発明のコンテキストにおいて実行されたテストで、（圧迫の力、頻度、等が）不均一に実行されたとしても心臓マッサージ自体が胸部圧迫ごとにカプノメータにおけるＣＯ_２含有量を不可避的に激しくばらつかせるため、全てのＣＯ_２測定値を連続して表示することは効率的ではないことが分かっている。これは、動的挙動又は末梢気道の開閉によって、及び、２つの機械サイクル間の連続した胸部圧迫中の死腔の洗浄の影響によって説明される。従って、全てのＣＯ_２測定値を表示すると、ファーストレスポンダは間違いをし得るか又は過度の量の情報に「飲み込まれ」得、その後、ファーストレスポンダは、時折、自発的心臓活動の再開が不自然な結果であったとしてもそれが存在すると信じ得るか、又は逆に、ファーストレスポンダは、患者の自発的心臓活動（ＲＳＣＡ）の再開に気づかず、患者がＲＳＣＡ相にあるときにマッサージを継続し得る。全てのケースにおいて、予測的理由での又は治療方針の選択のための単一の瞬間値の使用は、瞬間的な、すなわち各胸部圧迫（ＣＣ）でのｅｔＣｏ２値の振動する性質により危険を伴う。

本発明のコンテキストでは、典型的には数秒の所定の時間期間（ｄｔ）中の最高ＣＯ_２含有値（Ｖｍａｘ）だけを表示することでこれらの問題が完全に克服され得ることが実地試験で示されている。

加えて、各胸部圧迫で測定されるＣＯ_２含有量が胸部圧迫ごと大いに変化し得ることが分かっている。これは、解剖学的死腔及び器具による死腔だけでなく、患者の気道の開度にもよるものである。従って、これらの要因を考慮すると、最大ＣＯ_２含有値（Ｖｍａｘ）は、肺胞気ＣＯ_２のより良好な反映であると思われ、故に、それは、（それが唐突に増加する場合には）ＲＳＣＡの又は（それが唐突に減少する場合には）新たな心拍停止の良好な指示であり、このことは、早急にかつより関連性のある方法でファーストレスポンダに知らせる。

故に、ファーストレスポンダが、表示されたＣＯ_２値の激しい増加に気づくと、ファーストレスポンダは、このことから、図４に例示されるように、患者がＲＳＣＡ相にあると結論付けることができ、その後、例えば、心臓の鼓動の分析を実行するために心臓マッサージを停止することに決めることができる。

有利に、本発明の人工呼吸器はまた、測定された最大ＣＯ_２値が、予め決められた又は継続して計算される所定の値を超えるとき又は逆に下回るとき、ファーストレスポンダ等に警告するように設計及びプログラムされたアラーム手段を含むことができる。

特に、例えば、時間ｔにおいて、測定される最大ＣＯ_２含有量が閾値より大きいときにトリガする音響及び／又は視覚アラームが提供される：［ＶｍａｘＣＯ_２］＞１．５×［ＭｅａｎＣＯ_２］であり、ここで、
− ［ＶｍａｘＣＯ_２］は、所定の持続時間ｄｔ中に、例えば２〜１０秒という持続時間ｄｔにわたって測定される最大ＣＯ_２含有値であり、
− ［ＭｅａｎＣＯ_２］は、所定の時間ウィンドウ（ＦＴ）（ＦＴ＞ｘ．ｄｔ、ここでｘ≧２である）におけるいくつかの連続した持続時間ｄｔ、例えば３０秒〜５分又はそれ以上、の間に決定される最大ＣＯ_２含有値［ＶｍａｘＣＯ_２］の平均値である。

同様に、万一ＣＯ_２濃度が唐突に所定の最小値を下回る、これは患者の新たな心拍停止の、過換気の、又は患者と機械との間のガス回路の閉塞、例えば、湾曲又は押しつぶされており、ガスが通過することができない可撓性導管、のサインであり得る、場合には、アラームがトリガすることができる。

一般に、本発明は、心肺蘇生（ＣＰＲ）中の使用に適した医療用人工呼吸器に関し、これは、マイクロブロアのような、呼吸ガスの供給源１と、カプノメータのような、ＣＯ_２含有量を測定するための手段４と、ＣＯ_２含有量測定手段４から発生したＣＯ_２含有量測定信号を受け取り処理する信号処理及び制御手段５と、所定の時間期間（ｄｔ）中に測定される少なくとも１つの最大ＣＯ_２含有値（Ｖｍａｘ）を表示するように構成されたＧＵＩ７と、ここで、上記最大ＣＯ_２含有値（Ｖｍａｘ）は、上記所定の時間期間（ｄｔ）中に測定される複数のＣＯ_２含有値から選択される、を備える。

本発明に係る呼吸補助装置又は医療用人工呼吸器は、いくつかの圧迫レベルを有する換気サイクルにしたがって、胸部圧迫と弛緩を交互に行うことを伴う心臓マッサージを受けている心肺停止状態の人物（すなわち患者）に加圧空気のような呼吸ガスが供給されるコンテキストで、上記人物に対する心肺蘇生（ＣＰＲ）中の使用に特に適している。ファーストレスポンダによる、例えば医師、看護師、又は消防士等によるその移送を容易にするために、本発明の人工呼吸器は、好ましくはそれを運ぶためのバッグに配設されている。

これに関して、ＣＰＲを受けている患者が吐き出すガス中のＣＯ２含有量をモニタするための方法を提案している文献ＷＯ−Ａ−２０１４／０７２９８１、ＵＳ−Ａ−２０１６／１３３１６０、及びＵＳ−Ａ−２０１２／０１６２７９について言及がなされ得、これらの方法では、人工呼吸器は、例えば、ｅｔＣＯ２含有量が３０ｍｍＨｇより多いときファーストレスポンダが心臓マッサージを停止しなければならないことを示す。
他の先行技術文献は、次のとおり。
ＷＯ−Ａ−２０１２／１１４２８６、ＷＯ−Ａ−２０１０／０５２６０８

Claims (14)

1. 心肺蘇生（ＣＰＲ）中に患者に呼吸ガスを送るための呼吸補助装置であって、
   −心肺蘇生（ＣＰＲ）中に前記患者に呼吸ガスを送るための呼吸ガスの供給源（１）と、
   −前記患者によって作り出されるＣＯ_２の濃度の測定を行うため及び信号処理及び制御手段（５）にＣＯ_２含有量測定信号を供給するための、ＣＯ_２含有量測定手段（４）と、
   −前記ＣＯ_２含有量測定手段（４）から発生した前記ＣＯ_２含有量測定信号を処理するように構成された信号処理及び制御手段（５）と、
   −少なくとも１つのグラフィカルユーザインターフェース（７）と
   を備え、
   −前記信号処理及び制御手段（５）が、
   ａ）所定の時間期間（ｄｔ）中に前記ＣＯ_２含有量測定手段（４）によって行われる測定に対応する前記ＣＯ_２含有量測定信号を処理し、そこから複数のＣＯ_２含有値を抽出することと、
   ｂ）前記所定の時間期間（ｄｔ）中に測定された前記複数のＣＯ_２含有値から最大ＣＯ_２含有値（Ｖｍａｘ）を選択することと、
   ｃ）前記グラフィカルユーザインターフェース（７）に前記最大ＣＯ_２含有値（Ｖｍａｘ）を送ることとを行うように構成され、
   前記グラフィカルユーザインターフェース（７）が、前記最大ＣＯ_２含有値（Ｖｍａｘ）を表示するように構成されることを特徴とする、呼吸補助装置。
2. 前記信号処理及び制御手段（５）が少なくとも１つのマイクロプロセッサを備えることを特徴とする、請求項１に記載の装置。
3. 前記ＣＯ_２含有量測定手段（４）がカプノメータを備えることを特徴とする、請求項１又は２に記載の装置。
4. ガス導管（２）が、呼吸界面（３）、好ましくは気管内挿管チューブ、フェイスマスク、又はラリンジアルマスクと流体連通していることを特徴とする、請求項１乃至３のうちのいずれか一項に記載の装置。
5. 前記ＣＯ_２含有量測定手段（４）が、
   呼吸界面（３）から上流にかつ前記呼吸界面（３）のすぐ近く（１８）、又は
   前記呼吸界面（３）から上流にかつ前記呼吸界面（３）のすぐ近く（１８）に位置するガス採取部位（１８）に接続されている装置、
   のいずれかに配設されていることを特徴とする、請求項１乃至４のうちのいずれか一項に記載の装置。
6. 前記所定の時間期間（ｄｔ）が、２〜１０秒、典型的には３〜６秒程度、であることを特徴とする、請求項１乃至５のうちのいずれか一項に記載の装置。
7. 前記ＣＯ_２含有量測定手段（４）が連続的に測定を行うように構成されることを特徴とする、請求項１乃至６のうちのいずれか一項に記載の装置。
8. 前記所定の時間期間中に測定された前記複数のＣＯ_２含有値を記憶するために前記信号処理及び制御手段（５）と協同する記憶手段（８）を備えることを特徴とする、請求項１乃至７のうちのいずれか一項に記載の装置。
9. 最大ＣＯ_２含有値が閾値を超えるときトリガするように構成されたアラーム手段を備えること、ここで前記アラーム手段は好ましくは音響又は視覚アラームを備える、を特徴とする、請求項１乃至８のうちのいずれか一項に記載の装置。
10. 前記グラフィカルユーザインターフェース（ＧＵＩ）がデジタルスクリーン、好ましくはタッチスクリーン、を備えることを特徴とする、請求項１乃至９のうちのいずれか一項に記載の装置。
11. 前記信号処理及び制御手段（５）が、呼吸ガスの前記供給源（１）を制御するように及び連続した換気サイクルで前記呼吸ガスを送るように構成されることを特徴とする、請求項１乃至１０のうちのいずれか一項に記載の装置。
12. 呼吸ガスの前記供給源（１）が電動マイクロブロアを備えることを特徴とする、請求項１乃至１１のうちのいずれか一項に記載の装置。
13. 前記グラフィカルユーザインターフェース（７）が数値及び／又はグラフ表示の形式で前記最大ＣＯ_２含有値（Ｖｍａｘ）を表示するように構成されることを特徴とする、請求項１乃至１２のうちのいずれか一項に記載の装置。
14. 前記ＣＯ_２含有量測定手段（４）が、連続した時間期間（ｄｔ）にわたって前記ＣＯ_２濃度の連続した測定を行うように構成されることを特徴とする、請求項１乃至１３のうちのいずれか一項に記載の装置。