JP5735577B2

JP5735577B2 - 共有システムおよび方法

Info

Publication number: JP5735577B2
Application number: JP2013107435A
Authority: JP
Inventors: フーアーマン，ブラッドリー，ピー．; ダウィー，マーク，エス．
Original assignee: Research Foundation of State University of New York
Current assignee: Research Foundation of State University of New York
Priority date: 2007-08-22
Filing date: 2013-05-21
Publication date: 2015-06-17
Anticipated expiration: 2028-08-22
Also published as: JP2013208453A; KR20100052530A; HK1177436A1; CN102727975B; CA2733809C; JP5624467B2; EP2185228A1; US10112023B2; RU2010110592A; US20140090647A1; EP2210639A3; EP2185228A4; KR101524100B1; WO2009026562A1; IL224671A; IL204076A; BRPI0815682A2; RU2506961C2; CN101808688A; CA2939243A1

Description

［関連出願に関する言及］
本出願は、２００７年８月２２日付けでなされた米国仮特許出願６０／９５７，３８３号および２００７年１２月１７日付けでなされた米国仮特許出願６１／０１４，３１２号に基づく優先権主張を伴っている。これらを参照文献として本明細書に組み込む。

［技術分野］
本発明は、患者のベンチレータに関する。本発明は、患者のベンチレータと関連する１つまたは複数の分離装置を含む。これらは１人または複数の患者に呼吸ガスを供給するために使用される。

ここに用いられる用語「ベンチレータ」は、人工呼吸器、および、様々な高周波ベンチレータを含むベンチレータを集合的に意味するものである。病院内では、患者は、自分で呼吸ができないときにベンチレータの補助を必要とする。ベンチレータは高価な装置であるため、病院は予備用のベンチレータを多く備えていない。パンデミックは、あまり起こらないが、多数の犠牲者を出す出来事である。前世紀に３度のインフルエンザのパンデミックが起こり、過去４００年の間には推定３２度のパンデミックが起こっている。アジアにおける野鳥および家禽の特有のインフルエンザＨ５Ｎ１の突然変異型によって起こるパンデミックでは、ベンチレータを必要とする患者数は、入手可能なベンチレータの供給数を上回る。パンデミック時のベンチレータの不足率を推定するに、３０％〜２００％のベンチレータが必要になる。このような不足の状況下においては、医師は、ある患者に対してはベンチレータの使用を止めて、他の患者にベンチレータを使用するか、または、新たな患者に対するベンチレータの使用を控えるという苦渋の決断を迫られる。このような状況下でベンチレータの使用を止めたり控えたりすることは、たとえ一時的であったとしても、患者の回復が長期に及んだり、患者が害を受けたり、患者の生命が奪われたりすることにつながる。

１つのベンチレータが同時に何人もの患者を救うために使用され、これによって治療を受けられる患者数は増える。しかしながら、既存技術では、相互汚染の問題を防止することはできない。すなわち、複数の患者が既存技術を用いたベンチレータを共有する場合、ある患者が保有する病原菌、バクテリアおよびウイルスによって、別の患者のベンチレータの使用時に周囲環境や設備が汚染され、他の患者が直接感染してしまう。さらに、ベンチレータを共有した既存技術においては、個々の患者に対応した呼吸補助を行うことができない。例えば、一回呼吸量（tidal volume）、ピーク圧力、酸素濃度および呼気最終陽圧（ＰＥＥＰ：positive end-expiratory pressure）のような患者に固有の呼吸必要値を独立して与えるメカニズムが存在しないからである。

２人あるいはそれ以上の患者間の無菌状態での共有が可能な再呼吸回路を使用する従来技術は存在しない。米国特許６，６７５，７９９（以下、「’７９９特許文献」という）には、ベンチレータ、介護者および周囲環境と、患者とを分離した再呼吸装置が開示されている。しかしながら、’７９９特許文献には、１つのベンチレータを使用して同時に１人以上の患者に人工呼吸を行う方法は開示されていない。また、’７９９特許文献には、以下の（１）〜（５）も全く開示されていない。すなわち、
（１）患者の一回呼吸量を、共有されるベンチレータへの供給量以下に減らす方法、
（２）ピーク気道内圧を、共有されるベンチレータの設定値以下に制限する方法、
（３）ベンチレータを共有する個々の患者の酸素濃度を決定する方法、
（４）ＰＥＥＰを、共有されるベンチレータの設定値以上に増加させる方法、および
（５）複数の患者が１つのベンチレータを共有する場合の酸素の節約方法である。これらはいずれも、共有されるベンチレータにおいて個々の患者の設定を行う上で必要になる。これらと比較して、本発明に係る分離装置は、呼吸ガスの供給状態を変えることができ、複数の患者間で共有される１つのベンチレータを使用して患者が受ける呼吸ガスの特性を個々に設定することが可能になる。これは、使い捨ての装置を使用する患者に対する呼吸ガスの供給状態を変えるものであり、高機能を有さない安価なベンチレータを使用して、より明確な圧力、量、酸素濃度の特性を有する呼吸ガスを患者に供給することができる。

さらに、ベンチレータは、患者の気道内の圧力を増加させることによって、患者の肺に機械的な換気を行う圧縮ガスを供給するように動作する。一般的に、ベンチレータには、圧縮空気および圧縮酸素が用いられる。それらの混合比は患者に応じて変わる。パンデミック用に備蓄された安価なベンチレータでは、供給されるガスの使用効率が低くなる。この効率の低さは、圧縮空気に関しては問題とならない。なぜなら、病院において、機械的なコンプレッサーが現場での加圧ガスの連続的な供給を受けて使用されているように、圧縮空気の不足はパンデミック時でも予想されるものではないからである。しかしながら、圧縮酸素は、一般的に、現場から離れた場所に位置するガス供給源によって生成され、タンク内の圧縮酸素または液状の酸素の状態で病院内に供給される。パンデミック時において、圧縮酸素および液状の酸素の両方が不足することは予想され得る。酸素収集装置（oxygen concentrator）は、患者の自発的な呼吸を促すための酸素を生成するために使用されるが、一般的なベンチレータとともに使用することはできない。なぜなら、一般的なベンチレータは、通常の酸素収集装置によって生成された圧力よりもより高い圧力で、加圧ガスを流入させる必要があるからである。このため、圧縮空気のみを使用して、肺を膨張させ、かつ、患者に酸素を供給する高効率な再呼吸装置に動力を供給することによって、機械的な換気を行うために必要となる酸素の量を減らしたシステムを提供することは、利点となる。予想された圧縮酸素の不足問題を解決するために安価なベンチレータが使用されるとき、または、より高度なベンチレータが不足しているときに、利用可能な酸素を節約する手段が開示されていないことは前述した通りである。酸素を節約するために、再呼吸装置を使用することが必要になる。

多数の犠牲者が出るような出来事において、使い捨ての分離装置を、酸素を節約できる装置に変えるとともに、安価で単純で酸素を浪費するベンチレータを、手頃な値段であるが高度で酸素を節約できる分離装置に変えることは、人命を救うことにつながる。’７９９特許文献には、このことは開示されていない。

本発明は、１人または複数の患者から１つのベンチレータを分離する装置を構成したものである。この装置は、ハウジングと、運動可能な隔壁とを備える。運動可能な隔壁は、ハウジングに連結され、当該隔壁の患者側部分と、当該隔壁の作動側部分とを有する。ベンチレータは、隔壁の作動側部分のハウジングに接続され、隔壁を動かすことができる。分離装置は、作動側部分の吸気圧レギュレータおよび／または患者側部分の排気圧レギュレータを備える。これらのレギュレータは、患者に供給される呼吸ガスの供給状態（圧力および量を含む。ただし、これらに限定されるものではない。）を変えることができる。

本発明は、１つのベンチレータと、２つまたはそれ以上の分離装置とを備えたシステムを構成したものである。ベンチレータおよび分離装置は上述したものと同様のものである。このシステムは、１つのベンチレータを使用する１人の患者の場合よりも多くの呼吸ガスを供給するために使用される。この実施例のシステムにおいて、吸気圧レギュレータおよび／または排気圧レギュレータは、それぞれの患者の必要量に応じて、患者に供給される呼吸ガスの供給状態を決定するために使用される。

本発明は、１つのベンチレータと、少なくとも２つの分離装置とを経由して、少なくとも２人の患者に呼吸ガスを供給するために１つのベンチレータを使用する方法を構成したものである。分離装置は、上述のものと同様のものであり、吸気圧レギュレータおよび／または排気圧レギュレータを備える。これらのレギュレータは、それぞれの患者の必要量に応じて、患者に供給される呼吸ガスの供給状態を決定するために使用される。

本発明は、ベンチレータの動作を向上させる方法を構成したものである。この実施例の方法によれば、上述のものと同一のベンチレータおよび分離装置を使用する。分離装置は、患者に供給される呼吸ガスの供給状態（圧力および量を含む。ただし、これらに限定されるものではない。）を変えることができる吸気圧レギュレータおよび／または排気圧レギュレータを備える。

本発明に係る装置を示す略図である。本発明の一実施例によるシステムの概略構成を示す図である。本発明の他の実施例によるシステムの概略構成を示す図である。図２の実施例の詳細な概略構成を示す図である。吸気圧レギュレータの一例を示す略図である。本発明の一実施例による装置の圧力測定点を示す略図である。閉じた（閉塞された）構造のスターリングレジスタ（Starling resistor）の概略構成を示す図である。開いた構造のスターリングレジスタの概略構成を示す図である。本発明の他の実施例による呼吸速度計（pneumotachometer）を有する装置の概略構成を示す図である。本発明の他の実施例によるベローズ（bellows）を使用した装置の概略構成を示す図である。ＰＥＥＰバルブの選択的な位置を示した本発明の他の実施例によるハウジングの換気通路および換気部分の詳細を示す図である。本発明による方法を示すフローチャートである。本発明の他の実施例による方法を示すフローチャートである。

以下、本発明の好ましい実施例について図面を参照しながら説明する。
本発明は、１人または複数の患者から１つのベンチレータを分離するための装置を提供するものである。図１は、本発明による分離装置１０を示している。分離装置１０はハウジング１３を備える。ハウジング１３は、運動可能な隔壁１６を取り巻いて配置されている。運動可能な隔壁１６は、ハウジング１３に連結され、運動可能な隔壁１６の患者側部分２２と、運動可能な隔壁１６の作動側部分とを有している。運動可能な隔壁１６は、フレキシブルなバッグの構成を有している。分離装置１０は、作動側部分２５とガスが通過可能に連絡する吸気圧レギュレータ８２を含んでいる。吸気圧レギュレータ８２は、作動側部分２５で許容される呼吸ガスの圧力を調節する。吸気圧レギュレータ８２は、作動側部分２５の圧力を所望の最大圧力（「ピーク圧力」という）に制限する。分離装置１０は、運動可能な隔壁１６の患者側部分２２とガスが通過可能に連絡する排気圧レギュレータ８４を含んでいる。排気圧レギュレータ８４は、呼気動作の間、患者側部分２２のハウジング１３の圧力を調整し、例えば、患者側部分２２のハウジング１３からのガスの流出を制限することによって、ベンチレータのＰＥＥＰと異なる患者側２２のＰＥＥＰを生成するために使用される。これによって、ベンチレータの設定圧力よりも、高い呼気最終圧が維持される。

ハウジング１３はまた、ベンチレータオリフィス２８を備える。ベンチレータオリフィス２８は、作動側部分２５とガスが通過可能に連絡する。作動側部分２５は、ベンチレータ２９と空気が通過可能に連絡する。ハウジング１３はまた、患者吸気オリフィス３１を備える。患者吸気オリフィス３１は、患者側部分２２とガスが通過可能に連絡する。患者側部分２２は、患者と空気が通過可能に連絡する。ハウジング１３は、バイアス流入オリフィス３３を備える。バイアス流入オリフィス３３は、患者側部分２２とガスが通過可能に連絡する。患者側部分２２は、新鮮な吸気ガス源８０と空気が通過可能に連絡する。ハウジング１３はさらに、呼気戻しオリフィス３６を備える。呼気戻しオリフィス３６は、患者側部分２２とガスが通過可能に連絡する。分離装置１０はまた、ＣＯ_２洗浄機５５を備える。ＣＯ_２洗浄機５５は、患者側部分２２とガスが通過可能に連絡し、再呼吸動作の間、患者に戻すガスのＣＯ_２の量を減らす。このような洗浄機５５は、ハウジング１３からの呼吸ガスが吸気動作の間に洗浄機５５を通って患者に流れ、および／または、患者からの呼吸ガスが呼気動作の間に洗浄機５５を通ってハウジング１３に流れるように、配置される。図４は、呼気ライン９６を経由して患者１に接続された洗浄機５５と、吸気ライン９８を経由して患者２に接続された別の洗浄機５５とを示している。

図２は、本発明を呼吸ガスの共有システムとして具体化したものを示している。このようなシステム１５は、１つのベンチレータ２９と、少なくとも２つの分離装置１２とを備える。ベンチレータ２９は、換気通路４２を経由して、分離装置１２のそれぞれの吸気口１６に接続される。分離装置１２は、例えば、’７９９特許文献に開示されているタイプ、または上述のタイプのような、公知の様々なタイプのものである。図３は、４つの分離装置１２を備えた再呼吸ガス共有システムの別の実施例を示したものである。それぞれの分離装置１２に１人の患者が対応付けられている。

図４は、本発明による他の実施例の呼吸ガス供給システム２０を示している。この図のシステム２０によれば、単一のベンチレータ２９と、上述したような機能を有する２つの分離装置４０とを使用することによって、２人の患者が人工呼吸される。それぞれのハウジング１３は、１つ以上のピースからなる。例えば、患者側部分２２のハウジング１３の部分は１つのピースからなり、作動側部分２５の部分は別のピースからなる。患者側部分２２のハウジング１３の部分は、新鮮ガス源８０からの新鮮ガスが入るようになっている。新鮮ガスは、新鮮ガスコントローラ７８によって制御され、コンディショナー９９によって変更される。コンディショナー９９は、例えば、ベーパライザ（vaporizer）、ネブライザ（nebulizer）、ブレンダ（blender）、ミキサー（mixer）、ヒューミディフィア（humidifier）またはこれらの装置の組み合わせからなる。図４は、複数の患者が再呼吸回路に接続され、再呼吸回路が逆止弁６６、６３と、ＣＯ_２洗浄機とを備えた状態を示している。

ベンチレータ２９は、その動作中に、以下（１）および（２）のいずれかに設定される。すなわち、（１）ピーク圧力、および、所望の呼気最終圧（「プレッシャーモード」という）、（２）所望の１回呼吸量、および、呼気最終圧（「ボリュームモード」という）である。分離装置４０は、プレッシャーモードの動作中に、ベンチレータ２９のピーク圧力、および、呼気最終圧の入力を受ける。これにより、患者は、肺に対応する大きさに決定された１回呼吸量の供給を受ける。１つ以上の分離装置４０（すなわち１人以上の患者）が、プレッシャーモードの状態でベンチレータ２９と接続されると、特定の患者は、患者の肺に対応する大きさに決定された１回呼吸量の供給を受ける。しかしながら、このような場合、患者に供給された１回呼吸量は、次のような場合の患者にはふさわしくない。例えば、ピーク圧力が特定の患者に対してかなり低い１回呼吸量を生じさせる場合である。この場合、十分な酸素を当該患者に供給できなくなるか、または、当該患者から十分な二酸化炭素を除去することができなくなる。このような状況を避けるため、ピーク圧力は、安全とされる上限制限値（例えば、水の３５〜５０ｃｍ）を超えないように与えられて、人工呼吸の間、硬くなった肺に対して適切な人工呼吸を行うことが可能な圧力として選択される。

特定の分離装置１０に供給されるピーク圧力は、吸気圧レギュレータ８２（図１）の使用によってベンチレータ２９のピーク圧力以下に下げられる。吸気圧レギュレータ８２は、換気通路４２を部分的または完全に閉じることができる。換気通路４２は、ベンチレータ２９と分離装置１０とを接続する経路である。図５は、フレキシブルなチューブ８８に対して動作する換気通路閉鎖キャリパー（ventilator path occlusion caliper）８６を使用した吸気圧レギュレータ８２を図示している。大きさ調整可能な信号が、例えば圧力トランスデューサによって吸気圧レギュレータ８２に入力される。例えば、分離装置１０の圧力よりも低いベンチレータ２９の圧力の低下に対応した信号によって、吸気圧レギュレータ８２が再び開かれる。この圧力の低下は、例えば、下流の圧力トランスデューサ４５によって測定される。ベンチレータ２９の圧力（分離装置の圧力よりも低い圧力）の低下は、吸気圧レギュレータ８２がチューブ８８を閉じたときに、予め設定されたベンチレータ２９の呼吸サイクルの開始時に生じる。

本発明のシステム２０によれば、ベンチレータ２９は、呼吸サイクルの設定を行うとともに、１つまたは複数の分離装置４０を介して１人または複数の患者の肺の換気を機械的に行うタイミング装置として機能する。この理由により、ベンチレータ２９は、高価で高度な装置である必要はない。なぜなら、分離装置４０は、例えば、患者の１回呼吸量、ピーク気道圧力およびＰＥＥＰのような患者特有のパラメータを制御するからである。それ故、ベンチレータ２９が、機械的なベンチレータ、アンビューバッグ（ambu bag）のような手動式のベンチレータ、または、一定の正（陽）の気道圧力を連続的に供給する持続気道陽圧（「ＣＰＡＰ」という）装置であってもよい。

特に高価でないモデルのベンチレータ２９は、人工呼吸機能を行うのに大量のガスを使用する。そして、これらの装置はガス漏れが生じ易い。ベンチレータに与えられるガスの一部はリークまたは他の効率の悪さによって失われる。それ故、ベンチレータに与えられるガスは患者に十分に供給されない。ベンチレータが酸素補充されたガスの供給を受けるとき、そのリークはこの補充酸素の使用効率を悪化させ、酸素源は不足する。本発明のシステム２０では、ベンチレータ２９は、１つまたは複数の分離装置４０内の隔壁１６を動かすために、コンプレッサーからの室内空気を使用する。これにより、１つまたは複数の分離装置４０を使用せずに患者に直接人工呼吸を行う元来非効率なベンチレータ２９を使用するときに必要となる圧縮空気および圧縮酸素の両方を、当該ベンチレータ２９に供給する必要がなくなる。１つまたは複数の分離装置４０内の隔壁１６を動かすために、ベンチレータ２９内の加圧空気を使用する場合、それぞれの患者に必要な酸素の量は、酸素が効率的に使用される分離装置４０のそれぞれに補充酸素を直接に供給することによって、まかなわれる。新鮮ガス源８０は、液状酸素タンク、圧縮ガスシリンダーまたは酸素収集装置からの酸素を供給するシステムを含んでいる。新鮮ガスの流速は、それぞれの分離装置４０に対して独立に選ばれる。新鮮ガスの流速が選ばれた後、換気通路閉鎖キャリパー８６が閉じられ、肺の中が最適なピーク圧力になる。このため、閉鎖キャリパー８６は、ベンチレータ２９が吸気ガスを患者に供給している間、開かれたままとなる。ベンチレータ２９が例えばピーク圧力のような所定の圧力に達したときに、閉鎖キャリパー８６は閉じられる。そして、新鮮ガス流は、１回呼吸量がベンチレータ２９によって設定された量以上になるように増やされる。

コンディショナー９９は、例えばブレンダからなる。ブレンダは、酸素および空気を混合し、患者側部分２２の分離装置４０の部分に供給されるガスの酸素濃度を与える。再呼吸回路は、患者側部分２２の分離装置４０の部分に入る新鮮ガスをより効率よく利用するために使用される。再呼吸回路を使用したシステム２０では、新鮮ガス流速を遅くすることによって、他に必要とされるわずかな酸素の使用を減らすことができる。

呼気最終圧を制御するために、吸気圧レギュレータ８２に対する信号は、排気圧レギュレータ８４（図１および図６を参照)を制御してガス排気ライン７２（図１および図２を参照）を閉じるために使用され、また、吸気動作の間、排気ガスが患者側部分２２の分離装置１０、４０の部分から放出されるのを防止するために使用される。あるいは、患者側部分２２の分離装置１０、４０の部分からのガスの放出を制限するために、スターリングレジスタが使用される。このスターリングレジスタは、分離装置１０、４０内部の圧力がベンチレータ回路の圧力を超えるように接続される。これにより、排気を患者側部分２２の分離装置１０、４０の部分から分離することができる。図７Ａおよび７Ｂは、それぞれ、閉じられた構造、および、開かれた構造のスターリングレジスタ４６を示している。レジスタ入口４７からレジスタ出口４８に流れるガス流は、制御ライン４９の圧力によって制御される。スターリングレジスタ４６のレジスタ入口４７は、使用時に、患者側部分２２の分離装置１０、４０の部分に接続される。レジスタ出口４８は、ガス排出ライン７２に接続される。制御ライン４９は、人工呼吸通路４２に接続される。人工呼吸経路４２は、ハウジング１３と吸気圧レギュレータの間に形成されている。手動調整可能なＰＥＥＰバルブ８９は、スターリングレジスタまたはキャリパーの前後のいずれかに位置している。ＰＥＥＰバルブ８９は、患者のＰＥＥＰをベンチレータ２９の設定値以上に変更する必要があるとき、ベンチレータ２９の設定値を越えるようにＰＥＥＰを増加させるために使用される。これは、さらに、次の吸気動作前に、作動側部分２５の分離装置１０、４０の部分の排出を促進し、供給された１回呼吸量の整合性を確実なものにすることができるという利点を有する。

図６に示すような実施例では、隔壁１６の患者側部分２２の圧力Ｐ３と、隔壁１６の作動側部分２５の圧力Ｐ２の間の特定の圧力差が測定される。換気通路４２を閉じることによって、ベンチレータ２９から分離装置５０に流入するガスを減少させるために、閾値が使用される。これによって、患者の１回呼吸量および吸気最終圧が設定される。例えば２つの端部を有するロープ３４のような位置付勢手段（position biaser）によって、この圧力差が生じる。２つの端部のうちの第１端部は、運動可能な隔壁１６に接続され、２つの端部のうちの第２端部は、ハウジング１３に接続される。隔壁の両側で圧力差を生じさせることに加えて、位置付勢手段は、運動可能な隔壁１６を元の形状および位置に戻す復元力を生じる。別の例としては、運動可能な隔壁１６の両側の圧力差および復元力は、運動可能な隔壁１６またはその取り付け時の弾性特性によって決定される。例えば、運動可能な隔壁１６がラテックスのような弾性材料からなるような場合である。運動可能な隔壁１６の両側の圧力差は、新鮮ガスコントローラ７８または吸気圧レギュレータ８２を制御するために使用される。このような復元力によって生成された圧力差は、一般的に、運動可能な隔壁１６の変位量に比例する。したがって、圧力差は１回呼吸量に対応した測定量となる。ベンチレータ２９におけるその後の圧力減少（Ｐ１）は、ベンチレータの流出サイクルの開始に伴って起こる。そして、圧力減少（Ｐ１）は、吸気圧レギュレータ８２の両側で圧力差を生じさせる。吸気圧レギュレータ８２は、当該レギュレータ８２を再び開くための信号を伝えるために使用される。

空気のリークは、患者内で起こるか、または、例えば気管内チューブの周りの気道接続部分で起こる。患者側部分２２の圧力Ｐ３は、換気通路４２が閉じられている間、患者側部分２２または患者側部分との接続部分周辺での空気のリークに応じて変化するので、リーク検出のために使用される。再呼吸回路を使用しているときに、空気のリークによる患者側部分２２の圧力損失を防止するために、補償用の新鮮ガスの流入が必要となる。患者側部分２２の圧力Ｐ３は、検出されて所望の値を比較される。換気通路４２が閉じられて圧力Ｐ３が所望の値よりも低い場合、空気のリークは起こっている。このとき、新鮮ガス流は、新鮮ガス流入コントローラ７８の信号によって増加する。このメカニズムは、機械的な人工呼吸の新たなモードを生成する。そのモードは、「リーク補償、圧力調整、流量制御」がベストであるモードを意味する。

隔壁１６の患者側部分２２の圧力Ｐ３は、検出されてベンチレータ２９の圧力Ｐ１と比較される。これにより、例えば、スターリングレジスタを構成する排気圧レギュレータ８４を経由する排気経路の閉鎖および再開の時間が制御される。例えば、排気圧レギュレータ８４が閉じられると、圧力Ｐ３が圧力Ｐ１以下または圧力Ｐ１と等しくなった後、圧力Ｐ１よりも大きくなるような変化が測定される。その後、ベンチレータの呼気動作のサイクルが起こり、作動信号が排気圧レギュレータ８４に送られ、排気圧レギュレータ８４が開口する。

他の機能として、新鮮ガス流入機能、および／または、ベンチレータ遮断アラーム機能がある。これらの機能は、圧力Ｐ１、Ｐ２およびＰ３に応じて、あるいはこれらの圧力の他の関連付けられた圧力に応じて実現される。例えば、Ｐ１、Ｐ２およびＰ３のうちのいずれかの圧力が０psig（1psig＝703.07 kgf/m²）を下回るか上回るべき期間に０psigのままであったら、アラームが鳴って、ベンチレータは遮断されるか切断される。位置付勢手段３４を使用する時、歪みゲージが使用される。歪みゲージは、圧力差よりもむしろ位置付勢手段３４のロープの張力に基づいてこれらの機能を生じさせる。図１０は、換気通路４２およびハウジング１３を図示したものであり、圧力トランスデューサ８７、４３、４１がそれぞれ、Ｐ１、Ｐ３、および、Ｐ２とＰ３の間の圧力差を測定するために配置されている一例を図示したものである。

図８は、呼吸速度計８５を備えた本発明の分離装置９０を図示したものである。呼吸速度計８５は、作動側領域２５と空気が通過可能に連絡しており、吸気圧レギュレータ８２とベンチレータ２９の間に接続される。このような実施例において、呼吸速度計８５は、吸気動作の間に１回呼吸量を測定する。また、所望の１回呼吸量が供給されたときに、呼吸速度計８５によって、吸気圧レギュレータが通路を閉鎖するように制御される。コントローラ回路４４は、呼吸速度計８５および吸気圧レギュレータ８２に接続される。コントローラ回路４４は、呼吸速度計２５からの信号を受けて、吸気圧レギュレータ８２の調整量を制御する。呼吸速度計８５は、患者吸気オリフィス３１と患者側部分２２の間、または、患者とＣＯ_２洗浄機の間の、患者の吸気ライン内に配置される。この呼吸速度計８５は、患者の吸気動作および呼気動作における１回呼吸量を測定するために使用される。吸気動作および呼気動作における１回呼吸量の差は、システムにおいてリークが生じていることを意味し、および／または、新鮮ガスの流入を調節するために新鮮ガスコントローラ７８が制御されることを意味する。

図９において、本発明の別の実施例が示されている。この実施例による分離装置３０では、運動可能な隔壁１６は、ダイヤフラム（diaphragm）２３およびベローズ２４から構成される。位置測定器２６は、ダイヤフラム２３上に配置される。位置測定器２６は、吸気圧レギュレータ８２、排気圧レギュレータ８４、新鮮ガス流入を行う新鮮ガスコントローラ７８、および／またはベンチレータ遮断アラームを開いたり閉じたりするためのトリガー信号を生成するために使用される。位置測定器２６は歪みゲージからなる。歪みゲージは、ロープに取り付けられ、または、運動可能な隔壁１６とハウジング１３の間に取り付けられている。あるいは、図９に示すように、位置測定器２６は光学的または磁気的な装置からなり、エミッター９２とレシーバ９４とを有する。エミッター９２は、運動可能な隔壁１６に取り付けられる。レシーバ９４は、エミッター９２の位置を検出することができる。

本発明は、少なくとも２人の患者間で１つのベンチレータを共有する方法を構成したものである。図１１は、方法の一例を示している。本発明の方法によれば、ベンチレータを準備するステップ１００と、第１の分離装置を準備するステップ１１０と、第２の分離装置を準備するステップ１２０と、ベンチレータを使用して第１および第２の分離装置のそれぞれに呼吸サイクルを生じさせるステップ１３０と、第１の分離装置を使用して第１の患者の肺に機械的な人工呼吸を行わせるとともに、第２の分離装置を使用して第２の患者の肺に機械的な人工呼吸を行わせるステップ１４０とを備える。第１および第２の分離装置は、例えば’７９９特許文献に開示されたタイプや、上述したタイプのような、公知の様々なタイプからなる。第１および第２の分離装置は、それぞれ、吸気圧レギュレータおよび／または呼気圧レギュレータを備えていてもよいし備えていなくてもよい。吸気口および／または排気圧レギュレータは、供給状態を変更するために使用される。供給状態としては、例えば、呼吸サイクルを生じさせるベンチレータから供給されたガスの特性に応じて、機械的な人工呼吸によって患者の肺に供給される、ガスの圧力および量の状態を意味する。

図１２は、本発明に係る実施例に対応したベンチレータの動作状態を変更した方法を示したものである。本発明の方法によれば、ベンチレータを準備するステップ２００と、吸気圧レギュレータおよび排気圧レギュレータを含む分離装置を準備するステップ２１０と、分離装置を使用してベンチレータを作動させるステップ２２０と、分離装置を使用して、患者の肺に機械的な人工呼吸を行うステップ２３０とを備える。吸気圧レギュレータおよび／または排気圧レギュレータは、供給状態を変化させるように動作する。供給状態とは、例えば、呼吸サイクルを生じさせるベンチレータから供給されたガスの特性から、機械的な人工呼吸によって患者の肺に供給されたガスの圧力および量の状態を意味する。

本発明のシステムおよび方法によれば、１つのベンチレータを１人または複数の患者に無菌状態で人工呼吸を行うために使用してもよい。さらに、１回呼吸量、酸素濃度およびＰＥＥＰを個々に調節することができる分離装置を準備して、高価でないベンチレータを１人または複数の患者に無菌状態で人工呼吸を行うために使用してもよい。本システムによれば、感染者からベンチレータを分離することができるとともに、ベンチレータを取り外したり取り付けたりする呼吸療法士への感染の危険性を減らすことができる。このシステムによれば、使用される酸素量を減らすことが可能になり、例えば、大量の感染者を出すような酸素供給不足の場合においても、有益となる。

本発明を、１つまたはそれ以上の特定の実施例に基づいて説明してきたが、本発明の構成はこれらの実施例に限定されるものではなく、本願明細書の範囲に記載された構成の範囲内でそれら以外の実施例を案出することも可能である。

Claims

ベンチレータの共有システムであって、
１つのベンチレータと、
少なくとも２つの分離装置と、を備え、
前記分離装置は、少なくとも２人の患者にガスを供給するとともに、前記患者からのガスが前記ベンチレータに到達するのを防止し、
前記分離装置のそれぞれは、
前記ベンチレータと空気が通過可能に連絡しており、
運動可能な隔壁と、
前記運動可能な隔壁の周りに配置されたハウジングと、を備え、
前記運動可能な隔壁が、当該運動可能な隔壁の第１の側の患者側部分と、当該運動可能な隔壁の第２の側の作動側部分とを有し、前記ハウジングが、前記ベンチレータに接続された入口を有し、前記ハウジングの前記入口は前記運動可能な隔壁の前記作動側部分とガスが通過可能に連絡しており、
さらに、
前記運動可能な隔壁の前記作動側部分とガスが通過可能に連絡する吸気圧レギュレータと、
前記運動可能な隔壁の前記患者側部分とガスが通過可能に連絡し、呼気の最終陽圧を制御可能な排気圧レギュレータと、を備えていることを特徴とするシステム。
前記分離装置の少なくとも１つは、前記運動可能な隔壁の前記患者側部分とガスが通過可能に連絡するＣＯ _２洗浄機をさらに備えたことを特徴とする請求項１に記載のシステム。
前記運動可能な隔壁は、フレキシブルなバッグであることを特徴とする請求項１に記載のシステム。
前記運動可能な隔壁は、弾性材料からなることを特徴とする請求項１に記載のシステム。
前記運動可能な隔壁は、ベローズおよびダイヤフラムを備えたことを特徴とする請求項１に記載のシステム。
前記分離装置の少なくとも１つは、前記運動可能な隔壁の位置を検出可能な位置センサーをさらに備えたことを特徴とする請求項１に記載のシステム。
呼吸ガスのガス量を測定する呼吸速度計をさらに備え、
前記呼吸速度計は、前記ハウジングの前記入口と前記ベンチレータとの間に接続されていることを特徴とする請求項１に記載のシステム。
コントローラ回路をさらに備え、
前記コントローラ回路は、前記呼吸速度計と連絡するとともに、前記吸気圧レギュレータと連絡し、前記呼吸速度計のガス量の測定に使用可能で、前記吸気圧レギュレータの特性を制限する圧力を制御するものであることを特徴とする請求項７に記載のシステム。
前記吸気圧レギュレータは、
前記呼吸速度計と前記ハウジングの前記入口との間に接続されたフレキシブルなチューブと、
前記フレキシブルなチューブを異なる閉鎖状態で閉じることが可能なキャリパーと、を備え、
前記コントローラ回路は、前記呼吸速度計のガス量測定を行うために使用されるとともに、前記キャリパーによって前記フレキシブルなチューブの閉じる度合いを制御するものであることを特徴とする請求項８に記載のシステム。
前記ハウジングは、新鮮ガス源からの新鮮ガスが導入されるオリフィスを有し、
前記新鮮ガスが導入される前記オリフィスは、前記運動可能な隔壁の前記患者側部分とガスが通過可能に連絡していることを特徴とする請求項１に記載のシステム。
前記ハウジングの前記患者側部分からのびる排気ラインをさらに備えたことを特徴とする請求項１に記載のシステム。
前記吸気圧レギュレータは、フレキシブルなチューブおよびキャリパーを備えたことを特徴とする請求項１に記載のシステム。
前記排気圧レギュレータは、フレキシブルなチューブおよびキャリパーを備えたことを特徴とする請求項１に記載のシステム。
前記排気圧レギュレータは、スターリングレジスタを備えたことを特徴とする請求項１に記載のシステム。
前記分離装置の少なくとも１つは、第１の端部および第２の端部を有するロープをさらに備え、
前記第１の端部が前記運動可能な隔壁に接続され、前記第２の端部が前記ハウジングに接続されていることを特徴とする請求項１に記載のシステム。
前記分離装置の少なくとも１つは、調整可能なＰＥＥＰバルブをさらに備えたことを特徴とする請求項１に記載のシステム。
前記分離装置の少なくとも１つの前記ハウジングは、患者オリフィスをさらに備え、
前記患者オリフィスが、前記運動可能な隔壁の前記患者側部分とガスが通過可能に連絡し、前記患者とガスが通過可能に連絡していることを特徴とする請求項１に記載のシステム。
前記分離装置の少なくとも１つは、前記患者オリフィスに接続された呼吸速度計をさらに備え、
前記呼吸速度計は、前記ハウジングに流入、および／または、前記ハウジングから流出するガスの量を測定するものであることを特徴とする請求項１７に記載のシステム。
単一のベンチレータの作動方法であって、
ベンチレータを準備し、
前記ベンチレータに接続された入口を有する第１の分離装置を準備し、
前記ベンチレータに接続された入口を有する第２の分離装置を準備し、
前記ベンチレータを使用して前記第１の分離装置および前記第２の分離装置のそれぞれに呼吸サイクルを生じさせ、
前記第１の分離装置および前記第２の分離装置のそれぞれは、運動可能な隔壁をさらに備え、
前記運動可能な隔壁は、前記分離装置の作動側部分内のガスと前記分離装置の患者側部分内のガスを分離するためのものであり、
前記入口は前記分離装置の作動側にあり、
前記第１の分離装置および前記第２の分離装置のそれぞれは、前記作動側部分に吸気圧レギュレータをさらに備えたことを特徴とする方法。
前記第１の分離装置および前記第２の分離装置のそれぞれは、前記患者側部分に排気圧レギュレータをさらに備えたことを特徴とする請求項１９に記載の方法。