JP3793299B2 - ベンチレータシステム - Google Patents

Description

【０００１】
【発明の属する技術分野】
本発明は、ガスを吸気中に肺組織へ送り、呼気中に肺組織から導出する人工呼吸装置の処置中に肺組織内の圧力を測定するための、ベンチレータシステムで使用される方法に関する。
【０００２】
本発明はまた、吸気管と、呼気管と、呼気管内の圧力を感知するように配置された呼気圧力計と、患者に接続するため、少なくとも部分的に患者の気管内に竜骨に向き合わせて配置されるように構成されたコネクタ装置とを有するベンチレータシステムに関する。
【０００３】
【従来の技術】
そのようなベンチレータシステムの１つが、ＷＯ−第９１／１９５２６号に記載されており、吸気管及び呼気管を接続したベンチレータを有している。吸気管及び呼気管はＹ字部材によって取り付けられ、このＹ字部材には気管チューブも取り付けられている。気管チューブは、患者の肺に対して呼吸ガスを導入／導出するために患者の気管に挿入するものである。ベンチレータシステムの吸気部分の圧力を感知するための吸気圧力計が、またベンチレータシステムの呼気部分の圧力を感知するための呼気圧力計が、ベンチレータ装置に配置されている。
【０００４】
圧力を、特に患者の肺組織内の圧力、すなわち竜骨（気管との接合部分の主気管支の開口部を分離する隆起部）における圧力を正確に感知することが重要である。主に、呼吸ガスが流れる時に気管チューブ内の圧力が低下する結果、ベンチレータの圧力計は肺内の圧力を測定しない。竜骨における圧力に関する情報を得るためには、この圧力低下を補償しなければならず、この補償量を決定することは困難であろう。圧力の低下は、例えば気管チューブ内の流量に左右される。圧力の低下の補償量を決定するために多くの方法を用いることができる。
【０００５】
米国特許第４，２６５，２３７号は、気管チューブの下部分の圧力を測定するために気管チューブに特別な圧力測定管を挿入するベンチレータシステムを記載している。圧力測定管を竜骨まで挿入した場合、その位置の圧力を正確に測定することができる。しかし、患者の肺や下部気道内で生じた分泌物及び他の物質で圧力測定管が詰まるという問題が、この形式の測定では発生する可能性がある。そのため、この方法は信頼性がかなり低い。
【０００６】
【発明が解決しようとする課題】
本発明の目的は、上記従来システムの問題を解決することにあり、肺の圧力測定を簡単かつ安全に、また正確に実行できるベンチレータシステムを提供することにある。
【０００７】
【課題を解決するための手段】
本発明よればこの目的は、下記構成により達成される。すなわち、本発明の方法は、ガスを個別の第１ガス管を介して肺組織へ送り、個別の第２ガス管を介して肺組織から導出し、それによって肺組織内の圧力を、吸気中に個別の第２ガス管内の圧力の測定によって測定することを特徴としている。
【０００８】
これは、吸気中はすべてのガスが第１ガス管を通って患者の肺へ流れることを意味している。ガスは第２管をまったく流れないので、そこでは圧力低下が生じない。そのため、第２ガス管内の圧力は竜骨における圧力と同じであろう。また、その場合は第２ガス管内のいずれかの地点での測定値が、竜骨における圧力を表すであろう。
【０００９】
ＳＥ−Ｂ−第４３０２１３号は、２つのベンチレータ装置を備えたベンチレータシステムを記載している。一方のベンチレータ装置は、通常のベンチレータとして構成されている、すなわち吸気管及び呼気管が共通の気管チューブに接続されている。第２ベンチレータ装置は、気管チューブの内部に配置された個別の供給管を備えている。原理的には、呼吸ガスを第２ベンチレータから供給管を介して供給し、ガスを患者から気管チューブ及び呼気管を介して導出することができる。しかし、このベンチレータシステムは、竜骨内の圧力を測定するために上記のような圧力測定管を備えている。
【００１０】
本発明によって達成される方法の１つの好都合な改良点は、肺組織内の圧力が、呼気中に個別の第１ガス管内の圧力を測定することによって測定されることにある。
【００１１】
吸気の場合と同様に、呼気中に吐き出されるすべてのガスが第２ガス管を流れる。その時、第１ガス管にガスがまったく流れないので、その管では圧力低下がない。第１ガス管内の圧力を測定しても、竜骨における圧力が得られる。各吸気時に新しいガスが第１ガス管を流れるので、この管に分泌物等が詰まることはない。
【００１２】
コネクタ装置に、吸気管に接続された第１ガス管と、呼気管に接続された第２ガス管とを設けて、ガスが一方向だけに流れるようにそれらのガス管を配置しており、患者の肺の圧力が吸気中に呼気圧力メータによって測定されるように上記形式のベンチレータシステムを構成することによって、本発明によるベンチレータシステムが達成される。
【００１３】
本発明の他の好都合な実施例が、従属請求項に記載されている。
【００１４】
【発明の実施の形態】
以下、添付図面を参照して本発明の実施形態を説明する。
【００１５】
図１は、患者の気管２の下部分を示している。それは竜骨４に開いており、そこから肺まで主気管支６Ａ、６Ｂが続いている。気管チューブ８が気管２内にあって、カフ１０で固定されている。カフ１０は膨張可能で、ガスが気管チューブ８の周囲を通って気管を通過しないようにする。気管チューブ８には、吸気中に呼吸ガスを患者の肺へ供給する第１ガス管１２と、呼気中に呼吸ガスを患者の肺から導出する第２ガス管１４とが設けられている。
【００１６】
ここでは、第１ガス管１２が吸気管１６に接続されている。吸気管１６は、吸気管１６へ送られる呼吸ガスの供給量を調節する吸気弁１８に接続されている。吸気弁１８から送られる呼吸ガスの流量を測定するために流量計２０が配置されており、また吸気管１６内の圧力を測定するために吸気圧力計２２が配置されている。
【００１７】
同様にして、第２ガス管１４は呼気管２４に接続され、これは呼気弁２６に接続されている。呼気弁２６は、呼気の終了段階において患者の肺から流出するガスの流量及び呼気管２４内の圧力の両方を調節する。ここでは、呼吸ガスの流量を測定するために第２流量計２８が呼気管２４内に配置されており、また呼気管２４内の圧力を測定するために呼気圧力計３０が配置されている。
【００１８】
吸気弁１８、第１流量計２０、吸気圧力計２２、呼気弁２６、第２流量計２８及び呼気圧力計３０はすべてベンチレータ装置（図示せず）内に配置することができる。１つのそのようなベンチレータとして、例えばスエーデン国、ソルナのシーメンス・エルマ（Ｓｉｅｍｅｎｓ−Ｅｌｅｍａ）ＡＢのサーボ・ベンチレータ（Ｓｅｒｖｏ Ｖｅｎｔｉｌａｔｏｒ）３００がある。ベンチレータ装置は、上記書類のＷＯ第９１／１９５２６号に従ったベンチレータ装置（シーメンス・エルマＡＢのサーボ・ベンチレータ９００Ｃ）でもよい。
【００１９】
本発明の独特の特徴は、患者へ送られるガス及び患者から送り出されるガスが完全に分離したガス管１２、１４を流れ、特に、竜骨における圧力が吸気中に呼気圧力計３０で、またはその逆で測定されることにある。このことで、竜骨４における圧力を以前よりもはるかに正確に測定することができる。さらに、気管チューブ内の圧力低下等の補償量を決定するための計算プログラムがまったく必要ない。吸気中に、呼吸ガスが吸気管１６及び第１ガス管１２を介して供給される時、第２ガス管１４及び呼気管２４にはまったくガスが流れない。その時、呼気管２４及び第２ガス管１４内に圧力低下がないため、呼気圧力計３０は竜骨４における圧力を測定する。
【００２０】
第２ガス管１４内に、そこに生じる圧力低下が無視できる程度である限り、少量を流すことができる。ガス流が第１ガス管１２に供給され、圧力を第２ガス管１２で測定する時、どのような圧力低下も非常に正確に測定することができる。
【００２１】
同様にして、呼気中はすべてのガスが第２ガス管１４及び呼気管２４を流れる。その時は、第１ガス管１２及び吸気管１６にはまったくガスが流れないため、これらの管での圧力低下はゼロである。その時、吸気圧力計２２は竜骨４における圧力を測定する。
【００２２】
図２Ａ、図２Ｂ及び図２Ｃに気管チューブの断面で示されているように、第１ガス管１２及び第２ガス管１４を備えた気管チューブ８は、様々な方法で構成することができる。図１の場合と同様に、図２Ａは、第２ガス管１４の内部に配置された第１ガス管１２を示している。第１ガス管１２は、第２ガス管１４の横にそれに平行に配置したり（図２Ｂ）、第２ガス管１４内に統合する（図２Ｃ）こともできる。２つの個別ガス管１２、１４を備えた気管チューブ８の別の実施例も簡単に達成することができる。
【００２３】
個別ガス管１２、１４を用いた実施例では、自発的呼吸での圧力始動を簡単にすることができる。圧力計２２、３０は竜骨４における圧力を測定するので、患者による自発的吸気の試みはすべて、竜骨４における圧力低下として検出される。その時に、吸気を直ちに患者に供給することができる。同様に、患者による自発的呼気の試みはすべて、竜骨４における圧力増加として迅速に検出され、その時に呼気を以前よりも簡単に開始することができる。
【００２４】
気管は通常は死腔を形成している、すなわち吸気の開始時にガスが再度吸い込まれる。挿管処置をした患者では気管チューブ全体が死腔となる。呼吸ガスを個別に供給及び除去することの別の利点は、システムが死腔を最小限に抑えることにある。
【００２５】
管１２、１４、１６、２４のいずれにもガスが流れない吸気及び呼気ポーズ中のそれぞれの圧力読取り値を比較すれば、圧力計２２、３０を簡単に互いにチェックすることができる。
【００２６】
場合によっては、圧力測定値ではなく流量測定値に、またはその組み合わせに基づいて吸気を開始することが望ましい。その場合、一般的に連続的な基本ガス流が吸気管１６を介して供給される。患者が吸い込もうとする時に流れが影響を受けて、流れが十分な程度の影響を受けた時、吸気が開始される。本ベンチレータシステムの圧力測定値に対して基本流が与える影響を最小限に抑えるため、本システムは図３に関する記載で詳細に説明されているように構成されている。
【００２７】
図３は、呼吸曲線３２を示す流量対時間のグラフである。図３において、呼吸曲線３２は、第１吸気３４Ａ、第１呼気３４Ｂ、第２吸気３４Ｃ及び第２呼気３４Ｄの２回の呼吸に渡っている。吸気流量及び呼気流量のピーク値が１００％に設定されている。それらは呼吸サイクル毎に測定することができる。第２流量計は、呼気中の流量を測定する。流量が流量のピーク値の所定百分率まで低下した時、弱い基本呼吸ガス流が吸気弁から送り込まれる。本例では、現在の呼気３４Ｂ中の流量のピーク値の１０％を所定百分率として使用した。これにより、患者は流量測定値に基づいた吸気を開始することができる。点３８で示されているように、測定流量が患者による所定の吸気努力の存在を示した時、ベンチレータシステムが作動して吸気を供給する。
【００２８】
供給される基本流量は小さく、従って第２ガス管１４内の圧力の低下も小さいため、呼気圧力計３０で得られる圧力読取り値を、例えばＰＥＥＰの比較的正確な決定に使用することができる。吸気圧力計２２で測定された圧力と呼気圧力計３０で測定された圧力との間の加重値を用いて正確度を高めることができる。
【００２９】
呼気の後半で供給される妥当量の呼吸ガスはさらなる利点をもたらす。呼気の終了時では肺の脱気がわずかであり、供給された少量の追加ガス流がガス管１２、１４の下方で呼気ガスの一部を捕らえる。このように、死腔の量がさらに減少し、ＣＯ２が肺から流し出される。呼気ＣＯ２の濃度の測定が行われる呼吸では、この流れを除去することができる。
【００３０】
基本流を加える時を決定する際に、流量のピーク値の１０％以外の限界値にすることも可能である。
【００３１】
図４は、本発明によるベンチレータシステムの変更実施例を示している。同一の部材には、図１と同じ参照番号が付けられている。従って、それらについて再度説明する必要はない。図４のベンチレータシステムと図１のベンチレータシステムとの主な違いは、図４のベンチレータでは、単一のガス通路だけを備えた個別の気管チューブ４０が患者の気管２に挿入されて、呼気中に呼気ガスを導出するようにしていることにある。吸気中に患者に供給されるガスは、気管切開コネクタ４２を介して患者の気道２へ送られる。この場合、気管チューブ４０を比較的短くすることができ、原理的には患者の声帯を通ってそれを傷つけることを回避することもできる。
【図面の簡単な説明】
【図１】本発明による、患者に接続されたベンチレータシステムの最も重要な部材を概略的に示す図
【図２】本発明によるベンチレータシステムの気管チューブの様々な構造を示す図
【図３】呼吸曲線を示す図
【図４】本発明によるベンチレータシステムの別の構成を示す図
【符号の説明】
８ 気管チューブ
１２ 第１ガス管
１４ 第２ガス管
１６ 吸気管
２４ 呼気管
３０ 呼気圧力計

Claims (8)

1. 吸気管（１６）と、呼気管（２４）と、呼気管（２４）内の圧力を感知するように配置された呼気圧力計（３０）と、患者に接続するため、少なくとも部分的に患者の気管内に竜骨に向き合わせて配置されるように構成されたコネクタ装置（８、１２、１４；４０、４２）とを有するベンチレータシステムであって、コネクタ装置（８、１２、１４；４０、４２）は、吸気管（１６）に接続された第１ガス管（１２；４２）と、呼気管（２４）に接続された第２ガス管（１４；４０）とを有しており、前記ガス管（１２、１４；４０、４２）は、ガスがそれらを一方向だけに流れるように構成されており、患者の肺の圧力は吸気中に呼気圧力計（３０）によって測定されるようにしたことを特徴とするベンチレータシステム。
2. 吸気管（１６）内の圧力を測定するように配置された吸気圧力計（２２）が、吸気管（１６）内の圧力を測定するように配置されており、これによって肺内の圧力が、呼気中に吸気圧力計（２２）によって測定されるようにしたことを特徴とする請求項３記載のベンチレータシステム。
3. 第１ガス管（１２、４２）は、第２ガス管（１４；４０）よりも断面が小さいことを特徴とする請求項３または４記載のベンチレータシステム。
4. コネクタ装置（８）は気管チューブであることを特徴とする請求項３ないし５のいずれか１つに記載のベンチレータシステム。
5. 第１ガス管（１２）は、第２ガス管（１４）の内部に配置されていることを特徴とする請求項６記載のベンチレータシステム。
6. 第１ガス管（１２）は、第２ガス管（１４）の横に平行に配置されていることを特徴とする請求項６記載のベンチレータシステム。
7. 第１ガス管（４２）は気管切開コネクタで構成され、第２ガス管（４０）は気管チューブで構成されていることを特徴とする請求項３ないし５のいずれか１つに記載のベンチレータシステム。
8. 吸気管（１６）に接続されて所定流量のガスを吸気管（１６）を介して供給する弁装置（１８）と、吸気管（１６）内のガスの流量を測定するように配置された第１流量計（２０）と、呼気管（２４）内のガスの流量を測定するように配置された第２流量計（２８）とが設けられており、前記弁装置（１８）は、呼気段階の少なくとも後半において第２流量計（２８）によって測定された流量が閾値より低くなった時、所定の連続ガス流を供給するように構成されており、前記閾値は、呼気段階中に第２流量計（２８）によって測定された流量のピーク値の所定の百分率であることを特徴とする先行請求項のいずれか１つに記載のベンチレータシステム。

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