JP7437459B2 - 患者に換気を施すための装置および方法 - Google Patents

Description

本発明の主題は、換気装置、視覚化装置を有する換気装置、および患者に換気を施すための方法に関する。換気装置は、患者の少なくとも１つの気道、すなわち肺の一部分または肺に対し流体（特に、少なくとも主として呼吸ガス）を供給し、当該流体をこの気道から排出するのにそれぞれ適している流体供給部を、そして追加的に流体排出部を少なくとも備える。

患者に換気を施すとき、通常、マスクまたはチューブが用いられ、それを介してガスまたはガス混合物、特に酸素と空気が、密閉された気道に外部から低圧で供給される。しかし、代わりに、そのようなガスまたはガス混合物を、細い管腔（カテーテル、カニューレ、またはチューブ）を介して、高圧、高流量で、パルス状に、外部に対して開口した気道に注入してもよい（いわゆるジェット換気）。この方法は、現在、特に上気道の領域の診断および治療術で用いられている（気管内または経気管ジェット換気）。この方法は、病院環境外での緊急事態や、病院内の入院患者にも適用できる。

経気管ジェット換気では、皮膚を通して気管に直接導入されるカテーテル、またはそのように配置されたカニューレによって、患者に酸素または流体が供給される場合がある。これらの方法（経気管／気管内法）は、難しい気道、および、特に、従来の手段では患者に対して換気も挿管も施せない状況（いわゆる「換気不能・挿管不能」の状況）に対処するための現在有効な手順における、欠くことのできない一部である。

さらには、換気（吸気および呼気）も管腔を介してのみ行うことができるガス流反転装置が、ＷＯ２００８／１１３７５２Ａ１、およびＷＯ２０１５／００４２２９Ａ１から知られている。

人工的または機械的換気は、制御された方法か、または補助された自発呼吸の形で行われる。最初のケースでは、換気装置（人工呼吸器）が呼吸パターンを完全に制御するが、二番目のケースでは、患者が少なくとも部分的に自発呼吸を行うことにより、呼吸パターンに大きく影響する。しかし、あらゆる形態の換気に共通する特徴は、換気装置がほぼ吸気段階だけに影響を与えることである。人工呼吸器の観点からは、呼気は受動的に行われ得る。すなわち、肺と胸郭の弾性組織要素に蓄積されたエネルギーが呼気を引き起こす。

様々な換気方法が知られている。通常、すべての換気パラメータが予め定義された体積制御換気が実行される。目標パラメータと制御パラメータは、一回換気量（呼吸量）Ｖ_Ｔである。結果として生じる気道内圧は、設定された量と患者の肺系統の状態に依存する。したがって、調整パラメータは、体積流量、換気頻度、最大吸気圧（ＰＩＰ）、および、呼気終末圧（ＥＥＰ）であり、これには、呼気終末陽圧（ＰＥＥＰ）、呼気終末ゼロ圧（ＺＥＥＰ）、および、呼気終末陰圧（ＮＥＥＰ）が含まれる。以下の説明では、常にＰＥＥＰについて言及している。最大吸気圧（ＰＩＰ）は、換気中に人為的に気道内に発生させる陽圧の最大値を示している。また、この圧力値をなるべく超過することがないように、警告限界値として提供することもできる。呼気終末陽圧（ＰＥＥＰ）は、換気中に人為的に気道内に発生させ、呼気の完了後に存在する陽圧を示している。

圧力制御換気では、例えば換気装置内で、気道内または気道外の圧力上昇が検出されると、最初は高い体積流量が、連続的に低下させられる。よってターゲットパラメータと制御変数は圧力である。したがって、この場合、体積流量の調整ができない。しかしながら、体積流量が検出され、警告限界値が定義されてもよい。

患者の自発呼吸とは対照的に、人工呼吸では、気道の弾力性に逆らって流体が供給される。胸郭内の圧力が上昇するため、ＰＥＥＰおよびＰＩＰは静脈血の心臓へ逆流を減らし、その結果、心拍出量が低下する可能性がある。逆に、鬱血は上大静脈と下大静脈で発生し、それに対応する圧力が上流器官で上昇する。これは、ＰＥＥＰとＰＩＰのレベルに応じて、脳、肝臓、腎臓、およびその他の臓器の損傷や機能障害を引き起こす可能性がある。

これに基づいて、本発明の目的は、改良された換気装置および改良された換気方法を提案することである。特に、換気は、可能な限り個人に合わせた方法で行われることを目指すものである。すなわち、換気が施される患者の特性が十分に考慮されるべきである。さらに、換気は可能な限り負担が少ないものとすべきであり、あらゆる場合において、気道や他の臓器への損傷を防止しなければならない。特に、そのような換気を実施できる換気装置が提案される。

この目的は、請求項１、９、１７、１８、２１、および２２の特徴を有する換気装置によって達成され、また請求項１１、１９、および２３の特徴を有する方法によっても達成される。換気装置および方法の有利な変形および実施形態が、各従属項の主題である。なお、従属項でそれぞれ指定された特徴は、技術的に意味のある方法で互いに組み合わされ、本発明のさらなる実施形態を定義することができる。さらには、請求項で特定された特徴は、明細書において、本発明のさらなる好ましい実施形態を提示して、より正確に描かれ、より詳細に説明される。

患者に換気を施すための（第１の）換気装置であって、患者の少なくとも１つの気道、すなわち肺の一部分または肺に対し流体を供給し、当該流体をこの気道から排出するのにそれぞれ適している流体供給部と流体排出部とを少なくとも備え、制御装置をさらに備える換気装置が提案される。当該制御装置は、当該少なくとも１つの気道の、少なくとも換気プロセスにおいて、すなわち、換気装置を操作することによる、当該少なくとも１つの気道に対する少なくとも一回の流体の供給、および当該少なくとも１つの気道からの少なくとも一回の流体の排出において、気道内の圧力Ｐ［ｃｍＨ_２Ｏまたはミリバール］のプロファイルおよび気道に供給され気道から排出される流体の体積Ｖ［ミリリットル］のプロファイルをＶ＝ｆ_ＺＰ（Ｐ）およびＶ＝ｆ_ＡＰ（Ｐ）に従って、またはＰ＝ｆ_ＺＶ（Ｖ）およびＰ＝ｆ_ＡＶ（Ｖ）に従って設定するように構成されており、換気プロセスは、圧力区間内に実行され、換気プロセスは、制御装置により、
ａ）圧力区間の少なくとも６０％に渡り、特に、少なくとも８０％に渡り、
・流体の供給の際に圧力Ｐ_０にある第１の体積の変化の測定値の絶対値、すなわち、ｄｆ_ＡＰ／ｄ（Ｐ）（Ｐ_０）と、
・流体の排出の際に同じ圧力Ｐ_０（１１）にある第２の体積の変化の測定値の絶対値、すなわち、ｄｆ_ＺＰ／ｄ（Ｐ）（Ｐ_０）との比、
または、
ｂ）体積区間の少なくとも６０％に渡り、特に、少なくとも８０％に渡り、
・流体の供給の際に体積Ｖ_０にある第１の圧力の変化の測定値の絶対値、すなわち、ｄｆ_ＡＶ／ｄ（Ｖ）（Ｖ_０）と、
・流体の排出の際に同じ体積Ｖ_０にある第２の圧力の変化の測定値の絶対値、すなわち、ｄｆ_ＺＶ／ｄ（Ｖ）（Ｖ_０）との比が
最小で０．５、最大で２．０の値をとる。

特に、体積［ミリリットル］は、制御装置を介して決定される。これにより、流体の供給速度または排出速度（すなわち、単位時間あたりのミリリットル単位の体積流量）が測定または監視される。特に、気道内の圧力［ｃｍＨ_２Ｏまたはミリバール］は圧力センサを介して監視され、制御装置はこの圧力値を処理する。

圧力Ｐ_０にある第１の体積の変化の測定値は、例えば、体積圧力図における体積圧力曲線の勾配である。圧力は一方の軸にプロットされ、体積は他方の軸にプロットされる。曲線は、第１の曲線部分、Ｖ＝ｆ_ＺＰ（Ｐ）またはＰ＝ｆ_ＺＶ（Ｖ）、および、第２の曲線部分、Ｖ＝ｆ_ＡＰ（Ｐ）またはＰ＝ｆ_ＡＶ（Ｖ）を有し、第１の曲線部分は、少なくとも１つの気道に流体を供給する際の供給される体積Ｖおよび圧力Ｐのプロファイルを表し、第２の曲線部分は、少なくとも１つの気道から流体を排出する際の排出される体積Ｖおよび圧力Ｐのプロファイルを表す。勾配は、それぞれ、関数Ｖ＝ｆ_ＺＰ（Ｐ）（またはＰ＝ｆ_ＺＶ（Ｖ））およびＶ＝ｆ_ＡＰ（Ｐ）（またはＰ＝ｆ_ＡＶ（Ｖ））の１次導関数、すなわち、ｄｆＡＰ／ｄ（Ｐ）（Ｐ_０）およびｄｆＺＰ／ｄ（Ｐ）（Ｐ_０）によって決定される。よって、制御装置６は、換気プロセスを、圧力区間の少なくとも６０％、特に少なくとも８０％に渡って、圧力Ｐ_０における第１の曲線部分の第１の勾配の絶対値、すなわち、ｄｆ_ＺＰ／ｄ（Ｐ）（Ｐ_０）と、同じ圧力Ｐ_０における第２の曲線部分の第２の勾配の絶対値、すなわち、ｄｆ_ＡＰ／ｄ（Ｐ）（Ｐ_０）との比が、最小で０．５、最大で２．０の値をとるように設定する。よって、式［ｄｆ_ＡＰ／ｄ（Ｐ）（Ｐ_０）］／［ｄｆ_ＺＰ／ｄ（Ｐ）（Ｐ_０）］の結果の値は、最小で０．５、最大で２．０の値をとる。特に、Ｐ_０は、圧力区間内、または圧力区間の６０％または８０％の部分内における、任意の圧力である。上記の記述は、関数Ｐ＝ｆ_ＺＶ（Ｖ）およびＰ＝ｆ_ＡＶ（Ｖ）のプロファイルにも同様に適用される。

絶対値は、代数的符号に関係なく、結果の値、すなわち、変化と勾配の測定値を示している。

特に、制御装置が、患者のコンプライアンスについて、気道における圧力Ｐのプロファイル、および気道に供給され気道から排出される流体の体積Ｖのプロファイルを、Ｖ＝ｆ_ＣＰ（Ｐ）またはＰ＝ｆ_ＣＶ（Ｖ）に従って決定するよう構成されることが提案され、換気プロセスは、
ａ）圧力区間の少なくとも６０％に渡り、特に、少なくとも８０％に渡り、
・ｄｆ_ＡＰ／ｄ（Ｐ）（Ｐ_０）およびｄｆ_ＺＰ／ｄ（Ｐ）（Ｐ_０）のそれぞれと、
・圧力Ｐ_０におけるコンプライアンスの第１の体積の変化の測定値の絶対値、すなわち、ｄｆ_ＣＰ／ｄ（Ｐ）（Ｐ_０）との比、または
ｂ）体積区間の少なくとも６０％に渡り、特に、少なくとも８０％に渡り、
・ｄｆ_ＡＶ／ｄ（Ｖ）（Ｖ_０）およびｄｆ_ＺＶ／ｄ（Ｖ）（Ｖ_０）のぞれぞれと、
・体積Ｖ_０におけるコンプライアンスの第１の圧力の変化の測定値の絶対値、すなわち、ｄｆ_ＣＶ／ｄ（Ｖ）（Ｖ_０）との比が
最小で０．５、最大で２．０の値をとる。

特に、換気プロセスは、圧力区間または体積区間の少なくとも６０％、特に少なくとも８０％に渡って、上記比率が、最小で０．６７、最大で１．５の値をとるように設定可能である。

換気プロセスは、圧力区間または体積区間の少なくとも６０％、特に少なくとも８０％に渡って、上記比率が、１．０より大きいか小さい値、特に、１．１より大きいか０．９より小さい値をとるように設定可能であることが好ましい。

換気プロセスは、特に、流体の供給の開始時および流体の排出の開始時、ならびに供給の終了時および排出の終了時において、上述の比率がここに存在するように設定される（例えば、これらの点から始まり、各場合の圧力区間または体積区間の３０％または４０％に渡って、これらの比率が圧力区間または体積区間の、計６０％または８０％に渡って存在するように設定される）。

本発明の根底にある概念は、可能な限り低いエネルギー入力、すなわち気道によるエネルギーの吸収（以下、エネルギー損失Ｅとも呼ばれる）が低くなるように、患者に換気を施すことである。患者の気道への低エネルギー入力は、患者の気道や他の臓器への損傷が最小限であることも意味する。

このようなエネルギー入力（エネルギー損失Ｅ）の最小化は、特に、少なくとも１つの気道の内外への流体の供給および排出に関して換気プロセスを完全に制御および監視することにより達成される。したがって、特に、流体供給速度および流体排出速度は、特に、任意の時点において、制御装置によって決定、監視、および制御される。

換気プロセス（すなわち、気道の内外への流体の供給と排出）のこの制御と監視は、特に患者の気道のコンプライアンス曲線に沿って行われ、これは体積圧力図中に表すことができる。このコンプライアンス曲線は、オプションとして、予め定義されたＰＥＥＰまたはＰＩＰから開始する（最小）圧力区間を示し、ここにおいて予め定義された体積の流体が供給および排出される。患者の換気は、流体の供給中および排出中に、特定の換気プロセスの体積圧力曲線がコンプライアンス曲線に可能な限り近づくように行われる必要がある。ただし、エネルギー入力を最小限に抑えるには、他の要因も考慮する必要があることがわかっている。しかし、それらは個別に組み合わせることができ、また、もちろん（単に）それぞれ他の要因と組み合わせることもできる。

本明細書で提案される装置および方法に関して、特に、以下のパラメータ（例えば、経験値、患者データ、気道のコンプライアンス、少なくとも１つの気道の抵抗（例えば、プレチスモグラフィで確認可能）などに基づく）またはパラメータの値の少なくとも１つ、オプションとして複数、さらにはすべてが、装置のオペレータに対して、または、患者の換気が行われる当該方法により提案または予め定義される：ＰＥＥＰ［水柱センチメートル（ｃｍＨ_２Ｏ）、またはミリバール］、ＰＩＰ［水柱センチメートル（ｃｍＨ_２Ｏ）、またはミリバール］、体積流量［ミリリットル／分］、気道から流体を排出する時間に対する流体を供給する時間の比率、すなわちＩ／Ｅ（吸気の期間／呼気の期間）。

特に、１：１のＩ／Ｅ比が提案され、この場合、特に最大２０％のずれが許容され、また、呼気も、より長く、特に最大１：１．５の比率で続いてもよい。さらなるずれは、特に、この比率が患者に当てはまらない場合にのみ生じる（例えば、病気、異常などによる）。

体積圧力図に表される、体積圧力曲線の第１の曲線部分の第１の勾配、および、第２の曲線部分の第２の勾配は、それぞれ同じ圧力Ｐ_０において（圧力Ｐ_０は、圧力区間内にある）、圧力区間がとりうる最大範囲においてほぼ同じ値をとる必要があることがわかった。同じことが体積Ｖ_０にも当てはまり、体積圧力図に表される、体積圧力曲線の第１の曲線部分の第１の勾配、および、第２の曲線部分の第２の勾配は、それぞれ同じ体積Ｖ_０において（体積Ｖ_０は、体積区間内にある）、体積区間がとりうる最大範囲においてほぼ同じ値をとる必要があることがわかった。

一方、制御装置は、流体が少なくとも１つの気道に供給される間、圧力および体積プロファイルを制御および監視する。他方で、流体の気道からの排出もまた、この第１の曲線部分のプロファイルの関数として制御され監視される。特に、典型的には第１の曲線部分と大きく異なる第２の曲線部分を生成する受動呼気はここでは認められていない。これに対し、制御装置が流体の排出をアクティブに監視および制御することも提案され、その場合、第２の曲線部分は第１の曲線部分のプロファイルに近似する。

これらのタイプの換気装置および方法を用いた初期テストでは、このような換気の制御により、少なくとも１つの気道の損傷（人工呼吸器誘発肺損傷（ＶＩＬＩ））が、少なくとも軽減されるか、効果的に防止されることが示された。

特に、患者の少なくとも１つの気道の換気中に、気道のコンプライアンスＣを決定し、決定されたコンプライアンスを考慮して換気を実施することが提案されている。コンプライアンス曲線の少なくとも１つのサブ領域のプロファイルの決定または追加的な推定は、少なくとも１つの気道の内／外へ流体を供給および／または排出し、コンプライアンスの少なくとも１つの値を決定することにより行われる。コンプライアンスＣには以下が適用される：Ｃ＝ΔＶ／ΔＰ［ミリリットル／ミリバールまたはミリリットル／ｃｍＨ_２Ｏ］。

コンプライアンスは、どれだけの流体、すなわち体積ΔＶ［ミリリットル］が少なくとも１つの気道に導入、あるいは気道から除去されるかを示し、その結果、気道内の圧力が圧力差ΔＰ［ミリバール］だけ変化する。制御装置は、コンプライアンス曲線の少なくとも１つのサブ領域の、決定された、または追加的に推定されたプロファイルを考慮して、圧力Ｐ１およびＰ２で圧力区間の位置を決定し、これらの圧力を、換気装置に対し、（例えば、ＰＥＥＰをＰ１、ＰＩＰをＰ２として）、少なくとも１つの換気プロセス、すなわち、吸気および／または呼気が、これらの圧力Ｐ１とＰ２の間で起こり、この換気プロセスのコンプライアンスの絶対値が可能な限り大きくなるように設定する。

必要な呼吸量Ｖ_Ｔ（一回換気量）を患者に供給できる最低圧力を決定することにより、エネルギー入力が最小化される。圧力区間のこれら圧力Ｐ１およびＰ２は、特に、換気が施された患者のそれぞれのコンプライアンスに基づいて決定される。

なお、これに関して、一般に、２種類のコンプライアンスが知られており、一方は静的コンプライアンス、他方は動的コンプライアンスである。静的コンプライアンスを決定するために、圧力Ｐ１から始まる（一定の）体積の流体が気道に供給される。この状態は、その後、圧力Ｐ２が生じるまで維持される。一方、動的コンプライアンスは、連続換気中に決定される。（一定の）体積の流体が供給された後、その時点における圧力Ｐ２が直ちに測定される。したがって、動的コンプライアンスの圧力区間Ｐ１、Ｐ２は、通常、静的コンプライアンスの圧力区間以上である。コンプライアンスは、圧力体積図（または体積圧力図。なぜならコンプライアンスは一般に圧力の変化に応じて変化する比率Ｖ／Ｐであるため）における曲線として表される。

したがって、特に少なくとも１つの換気プロセス（気道の内／外への吸気、すなわち流体の供給、および呼気、すなわち流体の排出）中に、コンプライアンス曲線のプロファイルが、（例えば、経験値に基づいて）決定されるか、または追加的に推定される。特にこれは、所与の体積Ｖ（オプションでＶ_Ｔ）を、決定された、可能な限り小さい圧力間隔で供給することができるコンプライアンス曲線のサブ領域である。

特に、コンプライアンス曲線のプロファイルを決定するために、流体供給部を介して少なくとも１つの気道に、好ましくは最大１００ｍＬ、特に好ましくは最大５０ｍＬの小さな体積ΔＶの流体が供給される。この体積を供給する間および／または好ましくは供給した後、少なくとも１つの気道内の圧力変化ΔＰが測定され、コンプライアンスの値が決定される。次に、経験値、または適切な場合、この患者のコンプライアンスについてすでに決定されている値を考慮して、コンプライアンス曲線のサブ領域のプロファイルが少なくとも推定される。あるいは、さらなる（小さな）体積ΔＶが複数供給され、圧力ΔＰのそれぞれについて変化が決定される。コンプライアンスのこれらの値から、コンプライアンス曲線の少なくともサブ領域のプロファイルを（より高精度で）決定および／または推定することができる。さらに、続く患者の換気のために提供される、コンプライアンス曲線のプロファイルと圧力Ｐ１（特にＰＥＥＰ）およびＰ２（特にＰＩＰ）の圧力区間の好ましい位置を、減少または増加するコンプライアンスの絶対値に基づき決定または推定できる。

Ｖ＝ｆ_ＣＰ（Ｐ）が圧力体積図において適用され、Ｐ＝ｆ_ＣＶ（Ｖ）が体積圧力図において適用される。ここで、Ｖ＝ｆ_ＣＰ（Ｐ）およびＰ＝ｆ_ＣＶ（Ｖ）は、それぞれの図の曲線（すなわち、コンプライアンス）を記述する関数を表す。

特に、以下の変数の少なくとも１つを予め設定または決定できる。すなわち、ＰＥＥＰ、呼吸数、体積流量、Ｉ／Ｅ、少なくとも１つの気道の抵抗である。これにより、最小限のエネルギー入力の基準のもとで、必要な一回換気量Ｖ_Ｔが供給され得る。さらに、換気プロセスを決定および評価した後、これらの変数のいずれかをさらに調整して、設定されたパラメータの下で所定の一回換気量Ｖ_Ｔを供給することができる。

流体供給部および流体排出部は、少なくとも１つの（共有された）圧縮ガスの供給源、または流体（たとえば、患者の換気を確実にするのに適したガスまたはガス混合物）を患者の少なくとも１つの気道に導入し取り除くことができる装置を含む。好ましくは、圧縮ガスの供給源は１つだけ存在するか、または冒頭で述べたようなガス流反転装置などの換気装置を介して呼気も行われる。ここで、流体は管腔を介して気道に供給され、再び同じ管腔を介して排出される。

制御装置は、特に、コンプライアンス曲線の少なくとも１つのサブ領域のプロファイルを決定するか、あるいは追加的に推定するのに適している。コンプライアンス曲線の決定は、換気中少なくとも１つの気道の内外に流体を供給および／または排出し、コンプライアンスの少なくとも１つの値を決定することにより行われる。患者のコンプライアンス曲線のプロファイルは、特に、コンプライアンスの少なくとも１つの値を考慮して推定してもよい。

コンプライアンスは、特に、一定の時間間隔で決定され得るか、一定回数の換気後に繰り返し決定される。

特に、制御装置は、少なくとも１つの圧力センサの測定値を利用し、流体供給部を介して供給され、流体排出部を介して排出される、体積流量を監視する。

特に、各気道における圧力が監視および／または測定され、計算により推定または決定される。したがって、特に、換気中であっても気道内の連続的な圧力測定が可能になるように、圧力センサが気道内に配置されることが好ましい。圧力センサは、気道の外側において流体供給部または流体排出部に配置することもできる。

圧力センサのそのような配置は、コンプライアンス曲線のプロファイルを決定するのに特に有利である。なぜならこの場合、（それぞれ）変化する気道内の圧力ΔＰを、ある体積またはいくつかの部分体積の連続的または段階的な供給中に決定できるからである。

患者の換気中、患者の肺の吸気の間に供給され患者の肺からの呼気の間に排出される流体のアクティブ制御が、換気装置により、連続的に行われる（すなわち任意の時点に生じる）ことが好ましい。アクティブ制御は、換気装置によって供給および排出される流体の圧力を連続的に変化させることを含む。連続的に変化させる圧力は、特に、少なくとも１つの気道内の圧力であり、したがって特に肺内の圧力である。この圧力は、カテーテルなど、気道内に到達する換気装置の端部における測定を介してセンサによって決定される。

連続的な圧力変化により、特に、換気プロセス中に、換気装置を介した肺への、または肺からの、流体供給速度および流体排出速度［ミリリットル／秒］を連続的に制御することになる。特に、肺に存在する流体量（体積Ｖ）は、連続的に変化する。肺に存在する流体量が変化する間、換気装置を介した肺への、または肺からの、流体供給速度および／または流体排出速度は、好ましくは、変化せず、よって本質的に一定である。流体供給速度は、必ずしも流体排出速度に対応する必要はないが、同じ絶対値であってもよい。さらに、流体供給速度は、ある吸気プロセスと次の吸気プロセスとで変化させてもよい。同じことが、特にそれとは独立して、連続する呼気プロセスにおける流体排出速度にも当てはまる。

特に、時間区間内において、圧力に変化がない状態、特に肺に存在する流体量に変化がない状態が、回避される。圧力に変化がなく、かつ／または、特に肺に存在する流体量に変化がないこのような時間間隔の長さは、好ましくは最大０．５ｓ［秒］、特に最大０．２ｓ、より好ましくは最大０．１ｓであり、特に（唯一）流体の流れが反転する時点（すなわち、流体の供給から排出への移行、およびその逆）に関する。

圧力は、特に患者自身において測定され、特に有利には、換気装置からの、すなわち、流体を患者の気道に輸送する管腔（チューブ／カテーテル）からの流出領域において測定される。代替的に、および／または追加的に、換気装置において圧力が測定される。

特に、換気装置内の圧力は、患者の気道内の圧力に対応しない。特に、気道内の圧力の連続的な変化は、少なくとも断続的に一定な換気装置内の圧力によって設定されてもよい。

気道内の圧力の変化は、特に、流体供給速度または流体排出速度がゼロの時にも測定してもよい。この変化は、特に気道自体の特性に起因する。流体供給速度と流体排出速度は、可能な限り、ゼロになるのを避けるべきである（最大で０．５秒、特に、最大で０．２秒、または０．１秒の時間間隔で、さらに流体の流れが反転する時点でのみ。適切であれば、例えば圧力測定を行うために、２．０秒までのより長い時間間隔。ここで、このように延長した時間間隔は、少なくとも３０秒、特に、少なくとも２分、好ましくは、少なくとも５分間隔でのみ提供される）。この目的のために、流体供給速度および流体排出速度は、特に、換気装置によって（単独で）予め定義され、気道内の圧力が監視される。

特に、正弦波状または鋸歯状の呼吸パターン（時間［秒］に対する圧力［ミリバール］）が設定される。ここで、曲線の勾配（時間に対する圧力）は連続的にゼロに等しくなく、特に最大０．５ｓ［秒］、特に最大０．２ｓ、好ましくは最大０．１ｓの時間間隔の、流体の流れが反転する時点でのみゼロに等しい勾配を有し、特に好ましくはゼロにならない。

特に、呼吸パターンは、好ましくは、換気装置による換気の間常に、患者に対して予め定義されている。すなわち、流体供給速度（吸気流）および流体排出速度（呼気流）は、（患者によってではなく）換気装置（のみ）によって制御され決定される。

特に、流体の供給、および、適切な場合、追加的に、流体の排出は、換気装置のみ、または患者の気道に挿入された少なくとも１つの管腔を介してのみ行われる。

圧力の連続的な変化により、流体の供給と排出が速くなりすぎたり遅くなりすぎたりしないことが確実になり、したがって、気道、特に肺組織が損傷するのを防止するか、あるいは少なくとも最小限に抑えることができる。

さらに、例えば、有利な圧力区間（すなわち、第１の、より高い圧力と第２の、より低い圧力との間）における予め定義可能な換気頻度での気道のコンプライアンスを考慮して、流体の供給および排出が行われてもよい。

コンプライアンスの決定、および換気中のコンプライアンスに関係する換気装置および換気装置の操作方法それぞれに関して、これまでに公開されていないＤＥ１０２０１６１０９５２８．１が参照される。

特に、換気プロセスは、
ａ）流体の供給の際には圧力Ｐ_０にある第１の体積が、流体の排出の際には同じ圧力Ｐ_０にある第２の体積が、圧力区間にある体積区間から、最大３０％、特に最大２０％、より好ましくは最大１０％異なるか、または、
ｂ）流体の供給の際には体積Ｖ_０にある第１の圧力が、流体の排出の際には同じ体積Ｖ_０にある第２の圧力が、体積区間にある圧力区間から、最大３０％、特に最大２０％、より好ましくは最大１０％異なる。

好ましくは、
ａ）換気プロセスは、圧力区間の少なくとも６０％、特に、少なくとも８０％に渡って、流体の供給の際には圧力Ｐ_０にある第１の体積が、流体の排出の際には同じ圧力Ｐ_０にある第２の体積が、圧力区間にある体積区間から少なくとも１％、好ましくは少なくとも３％、異なるように設定可能であるか、または
ｂ）換気プロセスは、体積区間の少なくとも６０％、特に、少なくとも８０％に渡って、流体の供給の際には体積Ｖ_０にある第１の圧力が、流体の排出の際に前記同じ体積Ｖ_０にある第２の圧力が、体積区間にある圧力区間から少なくとも１％、好ましくは少なくとも３％、異なるように設定可能である。

特に、制御装置は、
ａ）圧力区間においてｆ_ＺＰ（Ｐ）およびｆ_ＡＰ（Ｐ）の積分を決定し、圧力区間において∫ｆ_ＺＰ（Ｐ）ｄＰと∫ｆ_ＡＰ（Ｐ）ｄＰとの差を決定するのに適しているか、または
ｂ）体積区間におけるｆ_ＺＶ（Ｖ）およびｆ_ＡＶ（Ｖ）の積分を決定し、体積区間における∫ｆ_ＺＶ（Ｖ）ｄＶと∫ｆ_ＡＶ（Ｖ）ｄＶとの差を決定するのに適している。

特に、圧力区間における積分ｆ_Ｚ（Ｐ）とｆ_Ａ（Ｐ）との差は、気道に吸収されるエネルギーの尺度とみなされる。したがって、気道によって吸収されるエネルギーができるだけ小さくなるように、積分の差を、できるだけ小さくするべきである。

特に、制御装置は、複数の換気プロセスを実行するのに適しており、当該換気プロセスにおいて、
ａ）圧力区間における∫ｆ_ＺＰ（Ｐ）ｄＰと∫ｆ_ＡＰ（Ｐ）ｄＰとの差、または、
ｂ）体積区間における∫ｆ_ＺＶ（Ｖ）ｄＶと∫ｆ_ＡＶ（Ｖ）ｄＶとの差
を制御可能であり、当該差の、所定の患者について設定された臨界差に対する比率が設定可能である。

特に、臨界差は、患者に対し、例えば、経験値または気道のコンプライアンスの決定に基づいて決定してもよい。この臨界差は、換気プロセス中に、少なくとも１つの気道に対し、当該少なくとも１つの気道を損傷（ＶＩＬＩ）することなく供給され得るエネルギーの量を指す。臨界差は、例えば、圧力区間における積分∫ｆ_ＺＰ（Ｐ）ｄＰと∫ｆ_ＡＰ（Ｐ）ｄＰとの差であってもよく、ここで、ｆ_ＺＰ（Ｐ）は、可能な限り高いコンプライアンスでの流体の供給を示し、ｆ_ＡＰ（Ｐ）は、受動呼気（すなわち、肺と胸郭の弾性組織要素に蓄積されたエネルギー（だけ）が呼気を引き起こす）による流体の排出を示している。

特に、第１の曲線部分より下の領域および第２の曲線部分より下の領域は、それぞれ、圧力区間における積分∫ｆ_ＺＰ（Ｐ）ｄＰおよび∫ｆ_ＡＰ（Ｐ）ｄＰによって決まる（同じことが、体積区間における∫ｆ_ＺＶ（Ｖ）ｄＶと∫ｆ_ＡＶ（Ｖ）ｄＶにも当てはまる）。このように、圧力区間における積分ｆ_ＺＰ（Ｐ）ｄＰとｆ_ＡＰ（Ｐ）ｄＰとの差は、第１の曲線部分および第２の曲線部分に囲まれた領域を示している。圧力区間における積分ｆ_ＺＰ（Ｐ）ｄＰとｆ_ＡＰ（Ｐ）ｄＰとの差、すなわち、曲線部分に囲まれた領域は、気道に吸収されるエネルギーの尺度とみなされる。したがって、気道によって吸収されるエネルギーができるだけ小さくなるように、積分、すなわちこの領域の差を、できるだけ小さくするべきである。

さらに、視覚化装置を有する（第２の）換気装置であって、患者に換気を施すのに適している換気装置が提案される。視覚化装置を有する換気装置は、患者の少なくとも１つの気道、すなわち肺の一部分または肺に対し流体を供給し、当該流体をこの気道から排出するのにそれぞれ適している流体供給部と流体排出部とを少なくとも備え、制御装置をさらに備え、当該制御装置は、少なくとも１つの気道の、少なくとも換気プロセスにおいて、すなわち、換気装置を操作することによる、少なくとも１つの気道に対する少なくとも一回の流体の供給、および少なくとも１つの気道からの少なくとも一回の流体の排出において、体積圧力図における少なくとも１つの体積圧力曲線のプロファイルを決定するのに適しており、曲線は、第１の曲線部分、Ｖ＝ｆ_ＺＰ（Ｐ）またはＰ＝ｆ_ＺＶ（Ｖ）、および、第２の曲線部分、Ｖ＝ｆ_ＡＰ（Ｐ）またはＰ＝ｆ_ＡＶ（Ｖ）を有し、第１の曲線部分は、少なくとも１つの気道に流体を供給する際の供給される体積および圧力のプロファイルを表し、第２の曲線部分は、少なくとも１つの気道から流体を排出する際の排出される体積および圧力のプロファイルを表し、換気プロセスは、圧力区間内および体積区間内に実行される。制御装置は領域を決定するのに適しており、体積圧力図におけるこの領域は、１つの換気プロセスの第１の曲線部分および第２の曲線部分に囲まれており、以下のパラメータ、すなわち
ａ）領域のサイズの尺度、または
ｂ）複数の換気プロセスに渡る領域の変化の尺度、または
ｃ）所定の患者について設定された臨界領域に対する上記領域の比率の尺度（すなわち積分の臨界差）、または
ｄ）所定の患者に対して確立された臨界領域に対する上記領域の比率の複数の換気プロセスにわたる変化の尺度（すなわち積分の臨界差）
のうちの少なくとも１つは、前記視覚化装置を介して視覚的に識別可能に表示されてもよい。

特に、さらに、体積圧力図における少なくとも１つの体積圧力曲線のプロファイルが視覚化装置を介して表示可能である。曲線は、第１の曲線部分、Ｖ＝ｆ_ＺＰ（Ｐ）またはＰ＝ｆ_ＺＶ（Ｖ）、および、第２の曲線部分、Ｖ＝ｆ_ＡＰ（Ｐ）またはＰ＝ｆ_ＡＶ（Ｖ）を有し、第１の曲線部分は、少なくとも１つの気道に流体を供給する際の供給される体積および圧力のプロファイルを表し、第２の曲線部分は、少なくとも１つの気道から流体を排出する際の排出される体積および圧力のプロファイルを表す。

特に、視覚化装置は、モニタなどのグラフィカル表示領域を含み、それを介して、上記パラメータを読み出しのために表示してもよい。

特に、上記パラメータは、例えば、「交通信号表示」の一種によって示されてもよい。パラメータの値は、適切な色で表示可能なゾーンに割り当てることができる（たとえば、「非臨界」は緑、「中間領域」は黄色、「臨界」は赤）。

パラメータａ．～ｄ．の少なくとも１つは、少なくとも１つの介入限度に関して表示可能であることが好ましい。「介入限度」は、特に、パラメータの特定の値であり、介入限度に達すると、例えば介入または制御が必要となってもよい。これは特に、パラメータが特定の値に達すると、視覚化装置を介して表示が提供されるため、換気装置の操作者、または制御装置自体にこの状況が通知されるか、または、必要に応じてパラメータを変化させてもよい。

さらに、患者に換気を施すために提供される（第１または第２の）換気装置の（第１の）操作方法が提案され、当該換気装置は、患者の少なくとも１つの気道、すなわち肺の一部分または肺に対し流体を供給し、流体をこの気道から排出するのにそれぞれ適している流体供給部と流体排出部とを少なくとも備え、制御装置をさらに備える。本方法は、少なくとも、
ａ）換気装置を操作することにより、患者の少なくとも１つの気道、すなわち肺の一部分または肺に対する、少なくとも一回の流体の供給、および流体のこの気道から少なくとも一回の排出を含む、換気プロセスを実行するステップであって、換気プロセスが圧力区間内および体積区間内に実行されるステップと、
ｂ）換気プロセスの間、制御装置により、体積圧力図における少なくとも１つの体積圧力曲線のプロファイルを決定または設定するステップであって、曲線は、第１の曲線部分、Ｖ＝ｆ_ＺＰ（Ｐ）またはＰ＝ｆ_ＺＶ（Ｖ）、および、第２の曲線部分、Ｖ＝ｆ_ＡＰ（Ｐ）またはＰ＝ｆ_ＡＶ（Ｖ）を有し、第１の曲線部分は、少なくとも１つの気道に流体を供給する際の供給される体積Ｖおよび圧力Ｐのプロファイルを表し、第２の曲線部分は、少なくとも１つの気道から流体を排出する際の排出される体積Ｖおよび圧力Ｐのプロファイルを表し、制御装置を用いることにより、換気プロセスが、
（１）圧力区間の少なくとも６０％、特に少なくとも８０％に渡って、圧力Ｐ_０における第１の曲線部分の第１の勾配の絶対値、すなわちｄｆ_ＡＰ／ｄ（Ｐ）（Ｐ_０）と、同じ圧力Ｐ_０における第２の曲線部分の第２の勾配の絶対値、すなわちｄｆ_ＡＰ／ｄ（Ｐ）（Ｐ_０）との比が、最小で０．５、最大で２．０、特に、最小で０．６７、最大で１．５の値をとるか、または、
（２）体積区間の少なくとも６０％、特に少なくとも８０％に渡って、体積Ｖ_０における第１の曲線部分の第１の勾配の絶対値、すなわちｄｆ_ＡＶ／ｄ（Ｖ）（Ｖ_０）と、同じ体積Ｐ_０における第２の曲線部分の第２の勾配の絶対値、すなわちｄｆ_ＡＶ／ｄ（Ｖ）（Ｖ_０）との比が、最小で０．５、最大で２．０、特に最小で０．６７、最大で１．５の値をとるようなステップと、を含む。

特に、換気プロセスは、圧力区間の少なくとも６０％、特に少なくとも８０％に渡って、上記比率が、最小で０．７５、最大で１．２５の値をとるように設定可能である。

特に、制御装置は、換気プロセスの間、気道のコンプライアンスについて、圧力体積図における圧力体積曲線のプロファイルを、Ｖ＝ｆ_ＣＰ（Ｐ）またはＰ＝ｆ_ＣＶ（Ｖ）に従って決定し、特に、ステップａ）およびｂ）における換気プロセスは、圧力区間の少なくとも６０％、特に少なくとも８０％に渡って、または体積区間の少なくとも６０％、特に少なくとも８０％に渡って、
・ｄｆ_ＡＰ／ｄ（Ｐ）（Ｐ_０）およびｄｆ_ＺＰ／ｄ（Ｐ）（Ｐ_０）のそれぞれと、
・圧力Ｐ_０（１１）におけるコンプライアンスの第１の体積の変化の測定値の絶対値、すなわち、ｄｆ_Ｃ／ｄ（Ｐ）（Ｐ_０）との比、または
・ｄｆ_ＡＶ／ｄ（Ｖ）（Ｖ_０）およびｄｆ_ＺＶ／ｄ（Ｖ）（Ｖ_０）のぞれぞれと、
・体積Ｖ_０におけるコンプライアンスの第１の圧力の変化の測定値の絶対値、すなわち、ｄｆ_ＣＶ／ｄ（Ｖ）（Ｖ_０）との比が
最小で０．５、最大で２．０、特に最小で０．６７、最大で１．５、より好ましくは最小で０．７５、最大で１．２５の値をとる。

特に、ステップｂ）またはさらなるステップｃ）において、制御装置は、領域の決定または設定を実行し、体積圧力図におけるこの領域は１つの換気プロセスの第１の曲線部分および第２の曲線部分に囲まれている。

少なくとも１つの換気プロセスにおいて、所定の患者について設定された臨界領域（積分の臨界差）に対する上記領域の比率が設定されることが好ましい。

特に、換気装置は視覚化装置を含み、以下のパラメータ、すなわち
ａ）領域のサイズの尺度、または
ｂ）複数の換気プロセスに渡る領域の変化の尺度、または
ｃ）所定の患者について設定された臨界領域に対する領域の比率の尺度（すなわち積分の臨界差）、または
ｄ）所定の患者に対して確立された臨界領域に対する領域の比率の複数の換気プロセスにわたる変化の尺度（すなわち積分の臨界差）
のうち少なくとも１つが、視覚化装置を介して視覚的に識別可能に表示される。

特に、換気プロセスは、
ａ）流体の供給の際には圧力Ｐ_０にある第１の体積が、流体の排出の際には同じ圧力Ｐ_０にある第２の体積が、圧力区間にある体積区間から、最大３０％、特に最大２０％、より好ましくは最大１０％異なるか、または、
ｂ）流体の供給の際には体積Ｖ_０にある第１の圧力が、流体の排出の際には同じ体積Ｖ_０にある第２の圧力が、体積区間にある圧力区間から、最大３０％、特に最大２０％、より好ましくは最大１０％異なる
ように設定可能である。

換気装置および視覚化装置を有する換気装置に関する記述は、提案される方法にも同様に適用可能であり、逆もまた同様である。

特に、（上記）換気装置を操作するための（オプションとして追加的な）（第２の）方法が提案される。本換気装置は、患者に換気を施すために提供される。本方法は、少なくとも以下のステップを含む。

ｉ．換気装置を操作することにより、患者の少なくとも１つの気道、すなわち肺の一部分または肺に対し、流体を供給し、かつ／あるいは、流体をこの気道から排出するステップ。

ｉｉ．ステップｉにおいて、流体を供給および／または排出し、コンプライアンスの少なくとも１つの値を決定することにより、少なくとも１つの気道のコンプライアンス曲線の少なくとも１つのサブ領域のプロファイルを決定または追加的に推定するステップであって、以下がコンプライアンスＣに適用される。

Ｃ＝ΔＶ／ΔＰ［ミリリットル／ミリバール］
ここで、コンプライアンスは、どれだけの流体、すなわち体積ΔＶ［ミリリットル］が少なくとも１つの気道に導入、あるいは気道から除去されるかを示し、その結果、気道内の圧力が圧力差ΔＰ［ミリバール］だけ変化する。

ｉｉｉ．ステップｉｉで決定あるいは追加的に推定されたコンプライアンス曲線の少なくとも１つのサブ領域のプロファイルに沿って圧力Ｐ１およびＰ２で圧力区間の位置を決定するステップであって、コンプライアンスの絶対値は、この圧力区間で実行される換気プロセス、すなわち吸気および／または呼気に対して可能な限り大きいステップ。

ｉｖ．ステップｉｉｉで決定された圧力区間内で、ステップｉｉｉに続く少なくとも１つの換気プロセスにおいて、流体を供給および／または排出するステップ。

特に、ステップｉ～ｉｖを含むこの方法は、ステップａ）およびｂ）を含む方法に関して、追加的に、そしてオプションとして同時にまたは遅れて実施される。気道のコンプライアンスは、特に流体の供給中に決定してもよく、少なくとも１つの換気プロセスのための流体の供給および排出は、本方法のステップａ）およびｂ）に従って行われる。

このように可能な限り低いエネルギー入力で患者に換気を施す方法が提案される。必要な呼吸量Ｖ_Ｔ（一回換気量）を患者に供給できる最低圧力を決定することによっても、エネルギー入力が最小化される。圧力区間のこれら圧力Ｐ１およびＰ２は、例えば、換気が施された患者のそれぞれのコンプライアンスに基づいて決定されてもよい。

特に、ステップｉｉにおいて、少なくとも換気プロセスの吸気または呼気の間に、コンプライアンスの複数の値が決定され、ステップｉｉｉにおいて、続く少なくとも１つの換気プロセスについて、圧力Ｐ１およびＰ２で圧力区間の位置決定可能であり、コンプライスの絶対値は、できるだけ大きくする。特に、制御装置は、コンプライアンスの値を連続的にまたは所定の時間間隔で決定する。各換気プロセスについて、コンプライアンスに対し、好ましくは少なくとも５個、特に好ましくは少なくとも１０個の値が決定される。

ステップｉｉ、ｉｉｉ、およびｉｖは、続く各換気プロセスまたは複数の連続する換気プロセスに対して、圧力区間の位置が圧力Ｐ１およびＰ２で選択的に再決定されるように、連続的に実行されることが好ましい。

好ましい一実施形態によれば、少なくとも、続く換気プロセスについて、ステップｉｉｉで決定された圧力区間の位置、圧力区間そのもの、およびそのように決定されたコンプライアンスの関数として、以下のパラメータのうち少なくとも１つが決定される。

・呼吸量Ｖ_Ｔ（一回換気量）［ミリリットル］、
・圧力Ｐ１（例えば、ＰＥＥＰ）および圧力Ｐ２（例えば、ＰＩＰ）［ミリバール］、
・換気頻度Ｆ［１／秒］
・Ｉ／Ｅ。

有利な一実施形態によれば、吸気中の、少なくとも圧力上昇、すなわちΔＰ／Δｔ［ミリバール／秒］が監視され、制限される。

有利な別の一実施形態によれば、吸気中の、少なくとも圧力降下、すなわちΔＰ／Δｔ［ミリバール／秒］が監視され、制限される。

好ましくは、圧力上昇および圧力降下が、監視され、制限される。

特に、圧力上昇または圧力降下の絶対値が、最大で４０ｍｂａｒ／ｓ［ミリバール／秒］、特に最大で３０ｍｂａｒ／ｓ、好ましくは最大で２０ｍｂａｒ／ｓ、特に好ましくは最大で１０ｍｂａｒ／ｓに制限される。

特に、患者は、吸気中に供給される少なくとも１つの流体の通過のために、最大で３０ｍｍ^２［平方ミリメートル］、特に最大で２０ｍｍ^２の断面を有するカテーテルを使用して換気される。

特に、このような小さな断面（この管腔のみを介した吸気と呼気の場合）では、吸気の間だけでなく、呼気の間も、圧力上昇を制限できる。

特に、抵抗（例えば、流動抵抗など）が流体排出部に提供されてもよく、これにより、呼気における圧力低下が制限および制御される。

提案された換気装置および説明された方法について、特に、換気対象の患者の少なくとも１つの気道に存在するコンプライアンス曲線のサブ領域が最初に決定され、適切な場合、追加で推定される場合も同様である。この目的のために、定義された体積Ｖ（例えば、５０または１００ｍＬ［ミリリットル］、オプションとしてＶ_Ｔも）の輸送中の圧力上昇が測定される。

さらに、ＰＥＥＰレベル（すなわち、Ｐ１およびＰ２のうち低いほうの圧力）が特に続いて決定される。患者がその後換気されるＰＥＥＰレベルを決定するために、複数の換気プロセスが最初に実行されてもよく、それぞれのケースで異なるＰＥＥＰレベルが用いられてもよい。

さらに、ＰＩＰレベル（すなわち、Ｐ１およびＰ２のうち高いほうの圧力）が決定されることが好ましい。患者がその後換気されるＰＩＰレベルを決定するために、複数の換気プロセスが最初に実行されてもよく、それぞれのケースで異なるＰＩＰレベルが用いられてもよい。

また、問題の患者に予想される一回換気量Ｖ_Ｔが設定される。この一回換気量Ｖ_Ｔは、換気中に、例えばＣＯ_２レベルの監視に基づいて、さらに適合させることができる。代替的に、または追加的に、ＣＯ_２レベルは、換気プロセスの頻度または体積流量の影響を受けてもよい。

特に、少なくとも１つの気道およびエネルギー入力に作用するせん断応力が最小化されるように、換気中に、圧力上昇および／または圧力降下が制御および監視される。

特に、換気装置および／または方法は、換気プロセス中のコンプライアンスの絶対値が、確実に、可能な限り大きくなるようにし、または言い換えれば、特に
（１）流体の供給量が最大になる圧力区間で換気が行われること、または
（２）流体の所定の容積Ｖまたは一回換気量Ｖ_Ｔの供給または排出が、可能な限り小さい圧力区間内で行われること
を確実にする。

本発明は、患者に換気を施すための、および／または、換気装置、特に上述の換気装置を操作するための、さらなる（第３の）方法に関する。換気装置は、患者に換気を施すために提供される。

この（第３の）方法は、患者の換気も対象としており、患者の気道へのエネルギー入力を可能な限り低くすることができる。本方法によると、患者の換気中、換気装置によって、患者の肺の吸気の間に供給され患者の肺からの呼気の間に排出される流体が、アクティブに、かつ連続的に制御される（すなわち任意の時点に行われる）。アクティブ制御には、換気装置による供給および排出流体の連続的な圧力変化が含まれる。連続的に変化させる圧力は、特に気道内、したがって肺内の圧力である。この圧力は、カテーテルなど、気道内に到達する換気装置の端部における測定を介してセンサによって決定される。

連続的な圧力変化により、特に、換気プロセス中に、換気装置を介した肺への、または肺からの、流体供給速度および流体排出速度［ミリリットル／秒］を連続的に制御することになる。特に、肺に存在する流体量Ｖは、連続的に変化する。肺に存在する流体量が変化する間、換気装置を介した肺への、または肺からの、流体供給速度および／または流体排出速度は、好ましくは、変化せず、よって本質的に一定である。流体供給速度は、必ずしも流体排出速度に対応する必要はないが、同じ大きさであってもよい。さらに、流体供給速度は、ある吸気プロセスと次の吸気プロセスとで変えてもよい。同じことが、特にそれとは独立して、連続する呼気プロセスにおける流体排出速度にも当てはまる。

特に、時間区間内において、圧力に変化がない状態、特に肺に存在する流体量に変化がない状態が、回避される。圧力に変化がなく、かつ／または、特に肺に存在する流体量に変化がないこのような時間間隔の長さは、好ましくは最大０．５ｓ［秒］、特に最大０．２ｓ、より好ましくは最大０．１ｓであり、特に（唯一）流体の流れが反転する時点（すなわち、流体の供給から排出への移行、およびその逆）に関する。

本発明はさらに、患者に換気を施すための（第３の）換気装置に関する。換気装置は、患者の少なくとも１つの気道、すなわち肺の一部分または肺に対し流体を供給し、当該流体をこの気道から排出するのにそれぞれ適している流体供給部と流体排出部とを少なくとも備え、制御装置をさらに備え、当該制御装置は、少なくとも１つの気道の、少なくとも換気プロセスにおいて、すなわち、換気装置を操作することによる、少なくとも１つの気道に対する少なくとも一回の流体の供給および少なくとも１つの気道からの少なくとも一回の流体の排出において、気道内の圧力Ｐのプロファイルおよび気道に供給され気道から排出される流体の体積ＶのプロファイルをＶ＝ｆ_ＺＰ（Ｐ）およびＶ＝ｆ_ＡＰ（Ｐ）に従って、またはＰ＝ｆ_ＺＶ（Ｖ）およびＰ＝ｆ_ＡＶ（Ｖ）に従って設定するように構成されている。換気プロセスは、圧力区間内および体積区間内に実行され、制御装置を用いることにより、換気プロセスは、流体を供給している間、および流体を排出している間、体積流量Ｆ（ｔ）［Ｌ／ｍｉｎ］（オプションとして、時間とともに変化する）が、換気プロセスの期間の少なくとも８０％、好ましくは９０％の間、換気プロセスにおける平均体積流量ＦＤに関して、最大で５０％、特に、最大で２５％、変化するように設定可能である。

体積流量Ｆ（ｔ）は特に、時間に渡って変化しもよく、特に（好ましくは）一定の体積流量Ｆ（ｔ）（絶対値に基づく）が設定されるべきである。平均体積流量ＦＤは、供給された流体および排出された流体の合計（すなわち、常に正の値）を換気プロセスの継続時間で割ることにより決定される。体積流量Ｆ（ｔ）を設定および制御するために、平均体積流量を、以前の換気プロセスに基づいて、またはプリセットパラメータ（例えば、頻度および一回換気量）に基づいて決定してもよい。

本発明の範囲において、特に体積流量Ｆ（ｔ）の差も、気道によって吸収されるエネルギーに影響を与えることが見いだされた。

本発明はさらに、患者に換気を施すための（第４の）換気装置に関する。視覚化装置を有する換気装置は、患者の少なくとも１つの気道、すなわち肺の一部分または肺に対し流体を供給し、当該流体をこの気道から排出するのにそれぞれ適している流体供給部と流体排出部とを少なくとも備え、制御装置をさらに備え、当該制御装置は、少なくとも１つの気道の、少なくとも換気プロセスにおいて、すなわち、換気装置を操作することによる、少なくとも１つの気道に対する少なくとも一回の流体の供給および少なくとも１つの気道からの少なくとも一回の流体の排出において、流体の体積流量Ｆ（ｔ）［Ｌ／ｍｉｎ］を決定し設定するのに適している。換気プロセスは、圧力区間内および体積区間内に実行され、制御装置は、患者の気道の気道抵抗Ｒを想定すると、Ｒ_１＝Ｒ［パスカル／（ｍ³／ｓ）²］およびＲ_２＝Ｒ［パスカル／（ｍ³／ｓ）］（単位はそれぞれ［パスカル／（立方メートル／秒）²］および［パスカル／（立方メートル／秒）］）としたとき、ＰＷ（ｔ）＝Ｒ_１＊（Ｆ（ｔ））³＋Ｒ_２＊（Ｆ（ｔ））²に従って気道の力損失ＰＷ（ｔ）［ワット］を決定するのに適しており、以下のパラメータ、すなわち
ａ）力損失ＰＷ（ｔ）、または
ｂ）ある時間間隔におけるエネルギー損失Ｅ［ジュール］、具体的にはＰＷ（ｔ）ｄｔの積分、すなわち、∫ＰＷ（ｔ）ｄｔ、または
ｃ）所定の患者について設定された臨界力損失に対する力損失ＰＷ（ｔ）の比率の尺度、または
ｄ）所定の患者について設定された臨界エネルギー損失に対するエネルギー損失Ｅの比率の尺度
のうちの少なくとも１つは、視覚化装置を介して視覚的に識別可能に表示されてもよい。

本明細書で述べるエネルギー損失は、冒頭で述べたような、気道へのエネルギー入力に言及するものである。エネルギー損失を最小化することを目的とする。上述のとおり、気道抵抗Ｒは、例えば、プレチスモグラフィにより決定される。

特に、視覚化装置は、モニタなどのグラフィカル表示領域を含み、それを介して、上記パラメータを読み出しのために表示してもよい。

特に、上記パラメータは、例えば、「交通信号表示」の一種によって示されてもよい。パラメータの値は、適切な色で表示可能なゾーンに割り当てることができる（たとえば、「非臨界」は緑、「中間領域」は黄色、「臨界」は赤）。

パラメータａ．～ｄ．の少なくとも１つは、少なくとも１つの介入限度に関して表示可能であることが好ましい。「介入限度」は、特に、パラメータの特定の値であり、介入限度に達すると、例えば介入または制御が必要となってもよい。これは特に、パラメータが特定の値に達すると、視覚化装置を介して表示が提供されるため、換気装置の操作者、または制御装置自体にこの状況が通知されるか、または、必要に応じてパラメータを変化させてもよい。

本発明は、換気装置を操作するための（第４の）方法に関する。換気装置は、患者に換気を施すために提供され、換気装置は、患者の少なくとも１つの気道、すなわち肺の一部分または肺に対し流体を供給し、流体をこの気道から排出するのにそれぞれ適している流体供給部と流体排出部とを少なくとも備え、制御装置をさらに備える。本方法は、少なくとも以下のステップを含む。

ａ）換気装置を操作することにより、患者の少なくとも１つの気道、すなわち肺の一部分または肺に対する、少なくとも一回の流体の供給、および流体のこの気道から少なくとも一回の排出を含む、換気プロセスを実行するステップであって、換気プロセスが圧力区間内および体積区間内に実行されるステップと、
ｂ）気道内の圧力Ｐのプロファイルおよび気道に供給され気道から排出される流体の体積ＶのプロファイルをＶ＝ｆ_ＺＰ（Ｐ）およびＶ＝ｆ_ＡＰ（Ｐ）に従って、あるいはＰ＝ｆ_ＺＶ（Ｖ）およびＰ＝ｆ_ＡＶ（Ｖ）に従って決定あるいは設定するステップであって、制御装置を用いることにより、換気プロセスは、流体を供給している間、および流体を排出している間、体積流量Ｆ（ｔ）［Ｌ／ｍｉｎ］が、換気プロセスの期間の少なくとも８０％、好ましくは９０％の間、換気プロセスにおける平均体積流量ＦＤに関して、最大で５０％、特に、最大で２５％、変化するように設定可能である。

特に、換気装置は視覚化装置を含み、以下のパラメータ、すなわち
ａ．力損失ＰＷ（ｔ）、または
ｂ．ある時間間隔におけるエネルギー損失Ｅ［ジュール］、具体的にはＰＷ（ｔ）ｄｔの積分、すなわち、∫ＰＷ（ｔ）ｄｔ、または
ｃ．所定の患者について設定された臨界力損失に対する力損失ＰＷ（ｔ）の比率の尺度、または
ｄ．所定の患者について設定された臨界エネルギー損失に対するエネルギー損失Ｅの比率の尺度
のうちの少なくとも１つは、視覚化装置を介して視覚的に識別可能に表示される。

本発明はさらに、患者に換気を施すための（第５の）換気装置に関する。換気装置は、患者の少なくとも１つの気道、すなわち肺の一部分または肺に対し流体を供給し、当該流体をこの気道から排出するのにそれぞれ適している流体供給部と流体排出部とを少なくとも備え、さらに、制御装置を備え、当該制御装置は、少なくとも１つの気道の、少なくとも、換気プロセスにおいて、すなわち、換気装置を操作することによる、少なくとも１つの気道に対する少なくとも一回の流体の供給、および少なくとも１つの気道からの少なくとも一回の流体の排出において、気道内の圧力Ｐのプロファイルおよび気道に供給され気道から排出される流体の体積ＶのプロファイルをＶ＝ｆ_ＺＰ（Ｐ）およびＶ＝ｆ_ＡＰ（Ｐ）に従って、またはＰ＝ｆ_ＺＶ（Ｖ）およびＰ＝ｆ_ＡＶ（Ｖ）に従って設定するように構成されており、換気プロセスは、圧力区間内および体積区間内に実行される。制御装置を用いることにより、換気プロセスを、流体の供給中、および流体の排出中における圧力Ｐ［ｃｍＨ_２Ｏ］および体積Ｖ［ｍＬ］のプロファイルの速度の二乗（ｓ（ｔ））²、すなわち、（ｓ（ｔ））²＝（ｄＰ／ｄｔ）²＋（ｄＶ／ｄｔ）²が、換気プロセスにおいて、少なくとも換気プロセスの８０％、好ましくは９０％の期間において、速度の平均二乗ｓＤ²に対して最大３００％、好ましくは最大２００％変化するように設定可能である。

本発明の範囲において、力損失Ｐ（ｔ）が、流体の供給中、および流体の排出中において、圧力Ｐ［ｃｍＨ_２Ｏ］と体積Ｖ［ｍＬ］のプロファイルの速度の二乗（ｓ（ｔ））²に比例することが見いだされた。

そのため、この場合、速度の二乗（ｓ（ｔ））²は、特に、換気装置の制御を介して、算出可能であり、決定される。

速度の二乗（ｓ（ｔ））²は特に時間に渡って変化してもよい。しかし、（好ましくは）一定の速度ｓ（ｔ）が具体的に設定されるべきである。速度の平均二乗ｓＤ²は、ｓＤ²＝（ΔＰ／ｔ）²＋（ΔＶ／ｔ）²に従って決定され、ここで、ΔＰは、換気プロセスの圧力区間であり、ΔＶは、換気プロセスの体積区間であり、ｔは、換気プロセスの期間である。所定の時間において換気プロセスを設定および制御するために、速度の平均二乗を、以前の換気プロセスに基づいて、またはプリセットパラメータ（例えば、体積流量、ＰＥＥＰ、ＰＩＰ、およびＶ_Ｔおよび頻度）に基づいて決定してもよい。

本発明はさらに、患者に換気を施すための（第６の）換気装置に関する。視覚化装置を有する換気装置は、患者の少なくとも１つの気道、すなわち肺の一部分または肺に対し流体を供給し、当該流体をこの気道から排出するのにそれぞれ適している流体供給部と流体排出部とを少なくとも備え、制御装置をさらに備え、当該制御装置は、少なくとも１つの気道の、少なくとも換気プロセスにおいて、すなわち、換気装置を操作することによる、少なくとも１つの気道に対する少なくとも一回の流体の供給および少なくとも１つの気道からの少なくとも一回の流体の排出において、体積圧力図における少なくとも１つの体積圧力曲線のプロファイルを決定するのに適しており、曲線は、第１の曲線部分Ｖ＝ｆ_ＺＰ（Ｐ）またはＰ＝ｆ_ＺＶ（Ｖ）、および、第２の曲線部分、Ｖ＝ｆ_ＡＰ（Ｐ）またはＰ＝ｆ_ＡＶ（Ｖ）を有し、第１の曲線部分は、少なくとも１つの気道に流体を供給する際の供給される体積Ｖおよび圧力Ｐのプロファイルを表し、第２の曲線部分は、少なくとも１つの気道から流体を排出する際の排出される体積Ｖおよび圧力Ｐのプロファイルを表し、換気プロセスは、圧力区間内および体積区間内に実行される。制御装置は、流体の供給中、および流体の排出中における、圧力Ｐ［ｃｍＨ_２Ｏ］および体積Ｖ［ｍＬ］のプロファイルの速度の二乗（ｓ（ｔ））²、すなわち、（ｓ（ｔ））²＝（ｄＰ／ｄｔ）²＋（ｄＶ／ｄｔ）²を決定するのに適している。以下のパラメータ、すなわち
ａ）速度ｓ（ｔ）の二乗、すなわち（ｓ（ｔ））²、または
ｂ）ある時間間隔における（ｓ（ｔ））²ｄｔの積分、すなわち、∫（ｓ（ｔ））²ｄｔ、または
ｃ）所定の患者について設定された臨界速度の二乗に対する速度の二乗（ｓ（ｔ））²の比率の尺度、または
ｄ）（ｓ（ｔ））²ｄｔの積分の、所定の患者について設定されたこの変数に対する比率の尺度
のうち少なくとも１つが視覚化装置を介して視覚的に識別可能に表示されてもよい。

特に、視覚化装置は、モニタなどのグラフィカル表示領域を含み、それを介して、上記パラメータを読み出しのために表示してもよい。

特に、上記パラメータは、例えば、「交通信号表示」の一種によって示されてもよい。パラメータの値は、適切な色で表示可能なゾーンに割り当てることができる（たとえば、「非臨界」は緑、「中間領域」は黄色、「臨界」は赤）。

パラメータａ．～ｄ．の少なくとも１つは、少なくとも１つの介入限度に関して表示可能であることが好ましい。「介入限度」は、特に、パラメータの特定の値であり、介入限度に達すると、たとえば介入または制御が必要となってもよい。これは特に、パラメータが特定の値に達すると、視覚化装置を介して表示が提供されるため、換気装置の操作者、または制御装置自体にこの状況が通知されるか、または、必要に応じてパラメータを変化させてもよい。

本発明は、換気装置を操作するための（第５の）方法に関する。換気装置は、患者に換気を施すために提供され、換気装置は、患者の少なくとも１つの気道、すなわち肺の一部分または肺に対し流体を供給し、流体をこの気道から排出するのにそれぞれ適している流体供給部と流体排出部とを少なくとも備え、制御装置をさらに備える。本方法は、少なくとも以下のステップを含む。

ａ）換気装置を操作することにより、前記患者の少なくとも１つの気道、すなわち肺の一部分または肺に対する、少なくとも一回の流体の供給、および流体のこの気道から少なくとも一回の排出を含む、換気プロセスを実行するステップであって、換気プロセスが圧力区間内および体積区間内に実行されるステップと、
ｂ）換気プロセスの間、制御装置により、体積圧力図における少なくとも１つの体積圧力曲線のプロファイルを決定または設定するステップであって、曲線は、第１の曲線部分、Ｖ＝ｆ_ＺＰ（Ｐ）またはＰ＝ｆ_ＺＶ（Ｖ）、および、第２の曲線部分、Ｖ＝ｆ_ＡＰ（Ｐ）またはＰ＝ｆ_ＡＶ（Ｖ）を有し、第１の曲線部分は、少なくとも１つの気道に流体を供給する際の供給される体積Ｖおよび圧力Ｐのプロファイルを表し、第２の曲線部分は、少なくとも１つの気道から流体を排出する際の排出される体積Ｖおよび圧力Ｐのプロファイルを表し、制御装置を用いることにより、換気プロセスを、流体の供給中、および流体の排出中における圧力Ｐ［ｃｍＨ_２Ｏ］および体積Ｖ［ｍＬ］のプロファイルの速度の二乗（ｓ（ｔ））²、すなわち、（ｓ（ｔ））²＝（ｄＰ／ｄｔ）²＋（ｄＶ／ｄｔ）²が、換気プロセスにおいて、少なくとも換気プロセスの８０％、好ましくは９０％の期間において、速度ｓＤ²の平均二乗に対して最大３００％、好ましくは最大２００％変化するように設定可能である。

特に、換気装置は視覚化装置を含み、以下のパラメータ、すなわち
ａ）速度ｓ（ｔ）の二乗、すなわち（ｓ（ｔ））²、または
ｂ）ある時間間隔における（ｓ（ｔ））²ｄｔの積分、すなわち、∫（ｓ（ｔ））²ｄｔ、または
ｃ）所定の患者について設定された臨界速度の二乗（３３）に対する前記速度の二乗の比率の尺度、または
ｄ）（ｓ（ｔ））²ｄｔの積分の、所定の患者について設定されたこの変数（３４）に対する比率の尺度
のうち少なくとも１つが、視覚化装置を介して視覚的に識別可能に表示される。

（すべての、すなわち第１から第６の）換気装置、および（すべての、すなわち第１から第５の）方法に関する記載は、それぞれの場合において、本発明の他の主題のそれぞれに転用可能である。特に、換気装置と方法では、記載されたパラメータと条件を、互いに組み合わせることができる。特に、記載されたパラメータと条件の少なくとも１つまたはいくつか（またはすべて）が、換気プロセス（または複数の連続換気プロセスにまたがる換気方法）の（連結）基準を形成する。したがって、特に、換気プロセスは、異なる換気装置または方法について説明したすべての実施形態に対応するように実行されるべきである。

なお、制御装置は換気装置とは独立した請求項として記載することもできることは明らかである。制御装置は、特に換気プロセスを調整するために用いられる。制御装置により、換気プロセスを制御するためにどの変数が使用され、それによりどのパラメータ（最大／最小圧力、最大／最小体積流量、第１および第２の曲線部分の勾配、領域、領域の差など）が監視されるかが確立される。

注意事項として、本明細書で用いられる序数（「第１の」、「第２の」、「第３の」など）は、主に複数の類似オブジェクト、変数、またはプロセスを区別するため（だけ）に用いられる。すなわち、特に、これらのオブジェクト、変数、またはプロセスの相互依存関係、および／または順序は、必ずしも特定されない。依存関係および／または順序が必要な場合、これは本明細書に明示的に示されているか、または具体的に説明した実施形態の研究の当業者にとって、すぐに分かることである。

以下、本発明および技術分野を、図面を参照して、より詳細に説明する。なお、図面は本発明の特に好ましい１つの実施形態を示すが、本発明はそれに限定されない。図中、同一の構成要素は同じ参照番号で示されている。

図中、それぞれの場合において概略的に、以下が示される。
図１は、換気装置と患者を示している。 図２は、コンプライアンス曲線のプロファイルを示している。 図３は、体積圧力図における換気プロセスの第１の図である。 図４は、体積圧力図における換気プロセスの第２の図である。 図５は、時間に対して体積流量がプロットされた第１の図を示している。 図６は、時間に対して体積流量がプロットされた第２の図を示している。 図７は、時間に対して速度の二乗がプロットされた第３の図を示している。 図８は、時間に対して速度の二乗がプロットされた第４の図を示している。 図１は、換気装置１と、少なくとも１つの気道５、すなわち肺を有する患者とを示している。換気装置１は、それぞれ患者の気道５、すなわち肺の一部分または肺に対し流体４を供給し、当該流体４をこの気道５から排出するのに適した、流体供給部２と流体排出部３とを備える。換気装置１は、制御装置６をさらに備え、制御装置６は、患者の少なくとも１つの気道５の換気において、すなわち、換気装置１を操作して流体４を当該少なくとも１つの気道５に供給し、かつ／あるいは、当該少なくとも１つの気道５から流体４を排出する間に、気道５内の圧力Ｐ ７のプロファイルおよび気道５に供給され気道５から排出される流体４の体積Ｖ ８のプロファイルをＶ＝ｆ_ＺＰ（Ｐ）およびＶ＝ｆ_ＡＰ（Ｐ）に従って設定するのに適している。換気装置１は、流体４が流れることができる管腔断面４１を有する、管腔のカテーテル４０を介して患者の気道５に接続される。換気はこのように、例えば、単一の管腔を介して、特にガス流反転装置を用いて行われる。

換気装置１は、視覚化装置１７を有する。ここで、以下のパラメータのうち少なくとも１つが、視覚化装置１７を介して視覚的に識別可能に表示されてもよい：領域２０のサイズの尺度；または、複数の換気プロセスにわたる領域２０の変化の尺度；または、所定の患者について設定された臨界領域２１に対する領域２０の比率の尺度；または、所定の患者について設定された臨界領域２１に対する領域２０の比率の複数の換気プロセスにわたる変化の尺度。

圧力センサ３９が気道５内のカテーテル４０上に配置されている。気道５は、コンプライアンスＣ ２５を有する。

図２は、圧力容積図におけるコンプライアンス曲線３５のプロファイルを示している。圧力７は水平軸にプロットされ、体積８は垂直軸にプロットされている。コンプライアンス曲線３５のプロファイルは、患者ごとに個別に決定される。また、換気中にプロファイル７も変化する場合がある。

コンプライアンス２５の少なくとも１つの値は、最初に本方法の範囲内で、すなわち、換気装置１によって決定され、コンプライアンスＣ ２５に以下が適用される：Ｃ＝Δ体積Ｖ ８／ΔＰ ７、単位はミリリットル／ミリバール。ここに示されているコンプライアンス曲線３５のサブ領域では、コンプライアンス２５の絶対値が最大となっている。コンプライアンス曲線２５のプロファイルを決定または推定することにより、一回換気量Ｖ_Ｔ ３８の流体４が少なくとも１つの気道５に供給され得る、圧力Ｐ１ ３６とＰ２ ３７の圧力区間９の位置がここで決定されてもよい。これらの圧力Ｐ１ ３６およびＰ２ ３７が、換気装置１に設定され、少なくとも１つの換気プロセス、すなわち、吸気および／または呼気が、これらの圧力Ｐ１ ３６とＰ２ ３７との間において、それぞれ一回換気量Ｖ_Ｔ ３８で行われる。

図３は、体積圧力図における換気プロセスの第１の図である。圧力７は水平軸にプロットされ、体積８は垂直軸にプロットされる。図示されている体積圧力曲線は気道５内の圧力Ｐ ７のプロファイルを示し、一方、気道５内の体積Ｖ ８は、一回換気量Ｖ_Ｔ ３８の分だけ、すなわち一方で流体４の供給体積Ｖ ８の分だけ、他方で流体４の供給体積Ｖ ８の分だけ、変化する。曲線は、第１の曲線部分１８ Ｖ＝ｆ_ＺＰ（Ｐ）（最低圧力７および最小体積８から最高圧力７および最大体積８まで伸びる下部曲線）、および第２の曲線部分１９ Ｖ＝ｆ_ＡＰ（Ｐ）（最高圧力７および最大体積８から最低圧力７および最小体積８まで、第１曲線部分１８の隣を伸びる上部曲線）を有し、ここで、第１の曲線部分１８は、流体４を少なくとも１つの気道５に供給する際の供給体積Ｖ ８（一回換気量Ｖ_Ｔ ３８）および圧力Ｐ ７のプロファイルを表し、第２の曲線部分１９は、当該少なくとも１つの気道５から流体４を排出する際の排出体積Ｖ ８（一回換気量Ｖ_Ｔ ３８）および圧力Ｐ ７のプロファイルを表す。

圧力Ｐ_０ １１にある第１の体積１２の変化の測定値は、例えば、体積圧力図における体積圧力曲線、ここでは第１の曲線部分１８の、第１の勾配２３である。勾配（第１の勾配２３および第２の勾配２４）は、それぞれ、関数Ｖ＝ｆ_ＺＰ（Ｐ）およびＶ＝ｆ_ＡＰ（Ｐ）の１次導関数、すなわち、ｄｆ_ＡＰ／ｄ（Ｐ）（Ｐ_０）およびｄｆ_ＺＰ／ｄ（Ｐ）（Ｐ_０）によって決定される。

体積圧力図に表される、体積圧力曲線の第１の曲線部分１８の圧力Ｐ_０ １１における第１の勾配２３、および、第２の曲線部分１９の第２の勾配２４（すなわち、流体４を排出しながら同じ圧力Ｐ_０ １１にある第２の体積１３の変化の測定値の絶対値）は、それぞれ同じ圧力Ｐ_０ １１において（圧力Ｐ_０ １１は、圧力区間９内にある）、圧力区間９がとりうる最大範囲においてほぼ同じ値をとる必要があることがわかった。

制御装置６は、一方で、流体４が少なくとも１つの気道５に供給される間、圧力プロファイルおよび体積プロファイルを制御および監視する。他方で、流体４の気道５からの排出もまた、この第１の曲線部分１８のプロファイルの関数としてここで制御され監視される。特に、典型的には第１の曲線部分１８と大きく異なる第２の曲線部分１９を生成する受動呼気（図３参照）はなく、よってここでは大きな領域２０の存在が認められる。これに対し、制御装置６が流体４の排出を能動的に監視および制御することも提案され、その場合、第２の曲線部分１９は第１の曲線部分１８のプロファイルに近似する（図４参照）。

これらのタイプの換気装置および方法を用いた初期テストでは、このような換気の制御により、少なくとも１つの気道５の損傷（人工呼吸器誘発肺損傷（ＶＩＬＩ））が、少なくとも軽減されるか、効果的に防止されることが示された。

制御装置６は、圧力区間９において積分ｆ_ＺＰ（Ｐ）およびｆ_ＡＰ（Ｐ）を決定するのに適しており、また圧力区間９において∫ｆ_ＺＰ（Ｐ）ｄＰと∫ｆ_ＡＰ（Ｐ）ｄＰとの差を決定するのに適している。

制御装置６は、圧力区間９における∫ｆ_ＺＰ（Ｐ）ｄＰと∫ｆ_ＡＰ（Ｐ）ｄＰとの差が制御可能な、複数の換気プロセスを実行するのに適しており、ここで、当該差の、所定の患者について設定された臨界差に対する比率が設定されてもよい。

第１の曲線部分１８より下の領域および第２の曲線部分１９より下の領域は、それぞれ、圧力区間９におけるｆ_ＺＰ（Ｐ）およびｆ_ＡＰ（Ｐ）の積分、すなわち、∫ｆ_ＺＰ（Ｐ）ｄＰおよび∫ｆ_ＡＰ（Ｐ）ｄＰによって決まる。このように、圧力区間９における積分ｆ_ＺＰ（Ｐ）とｆ_ＡＰ（Ｐ）との差は、第１の曲線部分１８および第２の曲線部分１９に囲まれた領域２０を示している。圧力区間９における積分ｆ_ＺＰ（Ｐ）とｆ_ＡＰ（Ｐ）との差、すなわち、曲線部分１８および１９に囲まれた領域２０は、気道５に吸収されるエネルギーＥの尺度とみなされる。したがって、気道５によって吸収されるエネルギーＥができるだけ小さくなるように、積分の差、すなわち、この領域２０を、できるだけ小さくするべきである。図４は、このように設定された換気プロセスを示している。

特に、臨界差、すなわち、臨界領域２１は、患者に対し、例えば、経験値または気道５のコンプライアンス２５の決定に基づいて決定してもよい。この臨界差または臨界領域２１は、換気プロセス中に、上記少なくとも１つの気道５に対し、当該少なくとも１つの気道５を損傷（ＶＩＬＩ）することなく供給され得るエネルギーＥの量を指す。臨界差は、例えば、圧力区間９におけるｆ_ＺＰ（Ｐ）とｆ_ＡＰ（Ｐ）の積分の差であってもよく、ここで、ｆ_ＺＰ（Ｐ）、すなわち、図３における第１の曲線部分１８は、可能な限り高いコンプライアンス２５での流体４の供給を示し、ｆ_ＡＰ（Ｐ）、すなわち、図３における第２の曲線部分１９は、受動呼気（すなわち、肺と胸郭の弾性組織要素に蓄積されたエネルギー（だけ）が呼気を引き起こす）による流体４の排出を示している。したがって、図３における臨界差は、曲線部分１８と１９の間の臨界領域２１である。

図４は、容積圧力図における換気プロセスの第２の図である。図３についての記載を参照する。

制御装置６は、少なくとも１つの気道５の、少なくとも、示された１つの換気プロセスにおいて、すなわち、換気装置１を操作することによる、当該少なくとも１つの気道５に対する少なくとも一回の流体４の供給、および当該少なくとも１つの気道５からの少なくとも一回の流体４の排出において、気道５内の圧力Ｐ ７のプロファイルおよび気道５に供給され気道５から排出される流体４の体積Ｖ ８のプロファイルをＶ＝ｆ_ＺＰ（Ｐ）およびＶ＝ｆ_ＡＰ（Ｐ）に従って設定するように構成されている。換気プロセスは、圧力区間９内に行われる。制御装置６を用いることにより、換気プロセスは、圧力区間９の少なくとも６０％に渡って、流体４の供給の際に圧力Ｐ_０ １１にある第１の体積１２の変化の測定値の絶対値、すなわち、ｄｆ_ＡＰ／ｄ（Ｐ）（Ｐ_０）（圧力Ｐ_０ １１における第１の曲線部分１８の第１の勾配２３）と、流体４の排出の際に圧力Ｐ_０ １１にある第２の体積１３の変化の測定値の絶対値、すなわち、ｄｆ_ＺＰ／ｄ（Ｐ）（Ｐ_０）（圧力Ｐ_０ １１における第２の曲線部分１９の第２の勾配２４）との比が、最小で０．５、最大で２．０の値をとるように設定可能である。

同じことが各体積Ｖ_０ １４（ここでは示さない）にも同様に適用され、体積区間１０の少なくとも６０％に渡って、流体４の供給の際に体積Ｖ_０ １４にある第１の圧力１５の変化の測定値の絶対値、すなわち、ｄｆ_ＡＶ／ｄ（Ｖ）（Ｖ_０）と、流体４の排出の際に同じ体積Ｖ_０ １４にある第２の圧力１６の変化の測定値の絶対値、すなわち、ｄｆ_ＺＶ／ｄ（Ｖ）（Ｖ_０）との比が、最小で０．５、最大で２．０の値をとる。

ここでは、制御装置６を用いることにより、換気プロセスは、圧力区間９の少なくとも一部分に渡って、圧力Ｐ_０ １１における第１の曲線部分１８の第１の勾配の絶対値、すなわち、ｄｆ_ＡＰ／ｄ（Ｐ）（Ｐ_０）と、同じ圧力Ｐ_０ １１における第２の曲線部分１９の第２の勾配２４の絶対値、すなわち、ｄｆ_ＺＰ／ｄ（Ｐ）（Ｐ_０）との比が、最小で０．５、最大で２．０の値をとるように設定される。よって、式［ｄｆ_ＡＰ／ｄ（Ｐ）（Ｐ_０）］／［ｄｆ_ＺＰ／ｄ（Ｐ）（Ｐ_０）］の結果の絶対値は、最小で０．５、最大で２．０の値をとる。したがって、圧力Ｐ_０ １１は、圧力区間９内、または圧力区間９の一部内における、任意の圧力７である。

換気プロセスは、ここではさらに、流体４の供給の際に圧力Ｐ_０ １１にある第１の体積１２と、流体４の排出の際に同じ圧力Ｐ_０ １１にある第２の体積１３とが、圧力区間９において供給された、または排出された体積８の最大２０％異なるように設定される。

換気プロセスは、ここではさらに、流体４の供給の際に圧力Ｐ_０ １１にある第１の体積１２と、流体４の排出の際に同じ圧力Ｐ_０ １１にある第２の体積１３とが、圧力区間において供給された、または排出された体積８（ここでは一回換気量Ｖ_Ｔ３８）（の全体）の少なくとも１％異なるように設定される。

例えば、以下のパラメータのうち少なくとも１つまたは幾つかが、視覚化装置１７を介して視覚的に識別可能に表示されてもよい：領域２０のサイズの測定値；または、複数の換気プロセスにわたる領域２０の変化の測定値；または、所定の患者に対して確立された臨界領域２１に対する領域２０の比率の測定値（すなわち積分の臨界差）；または、所定の患者に対して確立された臨界領域２１に対する領域２０の比率の複数の換気プロセスにわたる変化の測定値（すなわち積分の臨界差）。さらに、視覚化装置１７を用いることにより、また、例えば、図３または図４の体積圧力図における換気プロセスの表示に基づき、曲線部分１８および１９の勾配２３および２４は、制御装置６により、または換気装置１の操作者により、設定されたり変更されたりしてもよい。

図４はまた、制御装置６が、患者のコンプライアンス２５について、気道５における圧力Ｐ ７のプロファイル、および気道５に供給され気道５から排出される流体４の体積Ｖ ８のプロファイルを、Ｖ＝ｆ_ＣＰ（Ｐ）またはＰ＝ｆ_ＣＶ（Ｖ）に従って決定するよう構成されていることを示している。第１の曲線部分１８はここではコンプライアンス２５に対応する。換気プロセスは、制御装置６により、圧力区間９の少なくとも６０％に渡って、ｄｆ_ＡＰ／ｄ（Ｐ）（Ｐ_０）（ここでは第２の曲線部分１９の第２の勾配２４）およびｄｆ_ＺＰ／ｄ（Ｐ）（Ｐ_０）（ここでは第１の曲線部分１８の第１の勾配２３）のそれぞれと、Ｐ_０ １１におけるコンプライアンス２５の第１の体積１２の変化の測定値の絶対値、すなわち、ｄｆ_ＣＰ／ｄ（Ｐ）（Ｐ_０）との比が、最小で０．５、最大で２．０の値をとるように設定可能である。

図５は、時間４４に渡って体積流量２６を示す第１の図である。図６は、時間４４に渡って体積流量２６を示す第２の図である。以下の議論において、図５および図６について合わせて説明する。

制御装置６は、上述のように、気道５内の圧力Ｐ ７のプロファイルと、気道５に供給され気道５から排出される流体４の体積Ｖ ８のプロファイルとを、Ｖ＝ｆ_ＺＰ（Ｐ）およびＶ＝ｆ_ＡＰ（Ｐ）に従って、またはＰ＝ｆ_ＺＶ（Ｖ）およびＰ＝ｆ_ＡＶ（Ｖ）に従って設定するように構成され、換気プロセスは、圧力区間９内および体積区間１０内に実行される。図５は、図３による換気プロセスの体積流量Ｆ（ｔ） ２６を示している。図６は、図４による換気プロセスの体積流量Ｆ（ｔ） ２６を示している。制御装置６を用いることにより、換気プロセスは、流体４を供給している間、および流体４を排出している間、体積流量Ｆ（ｔ） ２６［Ｌ／ｍｉｎ］（ここでは異なる代数記号で示されているため、ゼロ線に対して０Ｌ／ｍｉｎとして示されている）が、換気プロセスの期間の少なくとも８０％の間、換気プロセスにおける平均体積流量ＦＤ ４２に関して、最大で５０％変化するように設定可能（図６参照）である。体積流量Ｆ（ｔ） ２６は時間４４に渡って変化し、特に（好ましくは）一定の体積流量Ｆ（ｔ） ２６（絶対値に基づく）が設定されるべきであることは明らかである。平均体積流量ＦＤ ４３は、供給された流体４および排出された流体４の合計（すなわち、常に正の値）を換気プロセスの継続時間（すなわち、図の原点と垂直線との間の時間４３）で割ることにより決定される。体積流量Ｆ（ｔ） ２６を設定および制御するために、平均体積流量ＦＤ ４３を、以前の換気プロセスに基づいて、またはプリセットパラメータ（例えば、頻度および一回換気量３８）に基づいて決定してもよい。

図７は、時間４４に渡る速度の二乗を示す第３の図である。図８は、時間４４に渡る速度の二乗を示す第４の図である。以下の議論において、図７および図８について合わせて説明する。

制御装置６は、上述のように、気道５内の圧力Ｐ ７のプロファイルと、気道５に供給され気道５から排出される流体４の体積Ｖ ８のプロファイルとを、Ｖ＝ｆ_ＺＰ（Ｐ）およびＶ＝ｆ_ＡＰ（Ｐ）に従って、またはＰ＝ｆ_ＺＶ（Ｖ）およびＰ＝ｆ_ＡＶ（Ｖ）に従って設定するように構成され、換気プロセスは、圧力区間９内および体積区間１０内に実行される。図７は、図３による換気プロセスの速度の二乗３２、すなわち（ｓ（ｔ））²を示している。図８は、図４による換気プロセスの速度の二乗３２、すなわち（ｓ（ｔ））²を示している。制御装置６を用いることにより、換気プロセスを、流体４の供給中、および流体４の排出中における圧力Ｐ ７および体積Ｖ ８のプロファイルの速度の二乗（ｓ（ｔ））² ３２、すなわち、（ｓ（ｔ））²＝（ｄＰ／ｄｔ）²＋（ｄＶ／ｄｔ）²が、換気プロセスにおいて、少なくとも換気プロセスの８０％の期間において、速度の平均二乗ｓＤ² ４３に対して最大３００％変化するように設定可能である。図７では、単一の最大値が存在し、図８では、速度の二乗３２がより均一なプロファイルを有することが明らかである。ここでは単位は示していない。しかしながら、本明細書に記載の換気技術では、換気プロセス（時間４４）中に力損失２８の大幅な低減、およびそれによるエネルギー損失２９の大幅な低減が達成できることがわかった。力損失ＰＷ（ｔ） ２８は、速度の二乗（ｓ（ｔ））² ３２のプロファイルに対応する。

１ 換気装置
２ 流体供給部
３ 流体排出部
４ 流体
５ 気道
６ 制御装置
７ 圧力Ｐ
８ 体積Ｖ
９ 圧力区間
１０ 体積区間
１１ 圧力Ｐ_０
１２ 第１の体積
１３ 第２の体積
１４ 体積Ｖ_０
１５ 第１の圧力
１６ 第２の圧力
１７ 視覚化装置
１８ 第１の曲線部分
１９ 第２の曲線部分
２０ 領域
２１ 臨界領域
２２ 介入限度
２３ 第１の勾配
２４ 第２の勾配
２５ コンプライアンスＣ
２６ 体積流量Ｆ（ｔ）
２７ 気道抵抗
２８ 力損失ＰＷ（ｔ）
２９ エネルギー損失Ｅ
３０ 臨界力損失
３１ 臨界エネルギー損失
３２ 速度の二乗（ｓ（ｔ））²
３３ 臨界速度の二乗
３４ 変数
３５ コンプライアンス曲線
３６ 圧力Ｐ１
３７ 圧力Ｐ２
３８ 一回換気量Ｖ_Ｔ
３９ 圧力センサ
４０ カテーテル
４１ 断面
４２ 平均体積流量
４３ 速度の平均二乗
４４ 時間 ｔ

Claims (8)

1. 患者に換気を施すための換気装置（１）であって、患者の少なくとも１つの気道（５）、すなわち肺の一部分または肺に対し、流体（４）を供給し、当該流体（４）をこの気道（５）から排出するのにそれぞれ適している流体供給部（２）と流体排出部（３）とを少なくとも備え、制御装置（６）をさらに備え、当該制御装置（６）は、前記少なくとも１つの気道（５）の、少なくとも換気プロセスにおいて、すなわち、前記換気装置（１）を操作することによる、前記少なくとも１つの気道（５）に対する少なくとも一回の前記流体（４）の供給、および当該少なくとも１つの気道（５）からの少なくとも一回の前記流体（４）の排出において、前記気道（５）内の圧力Ｐ（７）［ｃｍＨ_２Ｏ］および前記気道（５）に単位時間当たりに供給され前記気道（５）から単位時間当たりに排出される前記流体（４）の体積Ｖ（８）［ｍＬ］をＶ＝ｆ_ＺＰ（Ｐ）およびＶ＝ｆ_ＡＰ（Ｐ）に従って、またはＰ＝ｆ_ＺＶ（Ｖ）およびＰ＝ｆ_ＡＶ（Ｖ）に従って設定するように構成されており、前記換気プロセスは、少なくとも圧力区間（９）内および体積区間（１０）内で実行され、前記換気プロセスは、前記制御装置（６）により、
   ａ）前記圧力区間（９）の少なくとも６０％に渡って、
   ・前記流体（４）の供給の際に圧力Ｐ_０（１１）にある第１の体積（１２）の変化の測定値の絶対値、すなわち、ｄｆ_ＡＰ／ｄ（Ｐ）（Ｐ_０）と、
   ・前記流体（４）の排出の際に前記同じ圧力Ｐ_０（１１）にある第２の体積（１３）の変化の測定値の絶対値、すなわち、ｄｆ_ＺＰ／ｄ（Ｐ）（Ｐ_０）との比、
   または、
   ｂ）前記体積区間（１０）の少なくとも６０％に渡って、
   ・前記流体（４）の供給の際に体積Ｖ_０（１４）にある第１の圧力（１５）の変化の測定値の絶対値、すなわち、ｄｆ_ＡＶ／ｄ（Ｖ）（Ｖ_０）と、
   ・前記流体（４）の排出の際に前記同じ体積Ｖ_０（１４）にある第２の圧力（１６）の変化の測定値の絶対値、すなわち、ｄｆ_ＺＶ／ｄ（Ｖ）（Ｖ_０）との比が
   最小で０．５、最大で２．０の値をとるように設定可能である
   ことを特徴とする換気装置。
2. 請求項１に記載の換気装置（１）であって、前記制御装置が、患者のコンプライアンス（２５）について、前記気道（５）における前記圧力Ｐ（７）および前記気道（５）に供給され前記気道（５）から排出される前記流体（４）の体積Ｖ（８）を、Ｖ＝ｆ_ＣＰ（Ｐ）またはＰ＝ｆ_ＣＶ（Ｖ）に従って決定するよう構成されており、前記換気プロセスは、
   ａ）前記圧力区間（９）の少なくとも６０％に渡って、
   ・ｄｆ_ＡＰ／ｄ（Ｐ）（Ｐ_０）およびｄｆ_ＺＰ／ｄ（Ｐ）（Ｐ_０）のそれぞれと、
   ・前記コンプライアンス（２５）における、圧力Ｐ_０（１１）にある前記第１の体積（１２）の変化の測定値の絶対値、すなわち、ｄｆ_ＣＰ／ｄ（Ｐ）（Ｐ_０）との比、または
   ｂ）前記体積区間（１０）の少なくとも６０％に渡って、
   ・ｄｆ_ＡＶ／ｄ（Ｖ）（Ｖ_０）およびｄｆ_ＺＶ／ｄ（Ｖ）（Ｖ_０）のぞれぞれと、
   ・前記コンプライアンス（２５）における、体積Ｖ_０（１４）にある前記第１の圧力（１５）の変化の測定値の絶対値、すなわち、ｄｆ_ＣＶ／ｄ（Ｖ）（Ｖ_０）との比が
   最小で０．５、最大で２．０の値をとるように設定可能である
   ことを特徴とする換気装置。
3. 請求項１又は２に記載の換気装置（１）であって、前記換気プロセスは、前記圧力区間（９）の少なくとも６０％、または前記体積区間（１０）の６０％に渡って、前記比が、最小で０．６７、最大で１．５の値をとるように設定可能である
   ことを特徴とする換気装置。
4. 請求項３に記載の換気装置（１）であって、前記換気プロセスは、前記圧力区間（９）の少なくとも６０％、または前記体積区間（１０）の６０％に渡って、前記比が、１．０より大きいか小さい値をとるように設定可能である
   ことを特徴とする換気装置。
5. 請求項１から４のいずれか１項に記載の換気装置（１）であって、前記換気プロセスは、
   ａ）前記流体（４）の供給の際には前記圧力Ｐ０（１１）にある第１の体積（１２）と、前記流体（４）の排出の際には前記同じ圧力Ｐ０（１１）にある第２の体積（１３）とが、前記圧力区間（９）にある前記体積区間（１０）の最大３０％異なるか、または、
   ｂ）前記流体（４）の供給の際には前記体積Ｖ０（１４）にある第１の圧力（１５）と、前記流体（４）の排出の際には前記同じ体積Ｖ０（１４）にある第２の圧力（１６）とが、前記体積区間（１０）にある前記圧力区間（９）の最大３０％異なる
   ことを特徴とする換気装置。
6. 請求項５に記載の換気装置（１）であって、
   ａ）前記換気プロセスは、前記圧力区間（９）の少なくとも６０％に渡って、前記流体（４）の供給の際には前記圧力Ｐ_０（１１）にある第１の体積（１２）と、前記流体（４）の排出の際には前記同じ圧力Ｐ_０（１１）にある第２の体積（１３）とが、前記圧力区間（９）にある前記体積区間（１０）の少なくとも１％異なるように設定可能であるか、または
   ｂ）前記換気プロセスは、前記体積区間（１０）の少なくとも６０％に渡って、前記流体（４）の供給の際には前記体積Ｖ_０（１４）にある第１の圧力（１５）と、前記流体（４）の排出の際には前記同じ体積Ｖ_０（１４）にある第２の圧力（１６）とが、前記体積区間（１０）にある前記圧力区間（９）の少なくとも１％異なるように設定可能である
   ことを特徴とする換気装置。
7. 請求項１から６のいずれか１項に記載の換気装置（１）であって、前記制御装置（６）は、
   ａ）前記圧力区間（９）においてｆ_ＺＰ（Ｐ）およびｆ_ＡＰ（Ｐ）を積分し、前記圧力区間（９）において∫ｆ_ＺＰ（Ｐ）ｄＰと∫ｆ_ＡＰ（Ｐ）ｄＰとの差を求めるのに適しているか、または
   ｂ）前記体積区間（１０）におけるｆ_ＺＶ（Ｖ）およびｆ_ＡＶ（Ｖ）を積分し、前記体積区間（１０）における∫ｆ_ＺＶ（Ｖ）ｄＶと∫ｆ_ＡＶ（Ｖ）ｄＶとの差を求めるのに適している
   ことを特徴とする換気装置。
8. 請求項７に記載の換気装置（１）であって、前記制御装置（６）は複数の換気プロセスを実行するのに適しており、当該換気プロセスにおいて、
   ａ）前記圧力区間（９）における∫ｆ_ＺＰ（Ｐ）ｄＰと∫ｆ_ＡＰ（Ｐ）ｄＰとの差、または、
   ｂ）前記体積区間（１０）における∫ｆ_ＺＶ（Ｖ）ｄＶと∫ｆ_ＡＶ（Ｖ）ｄＶとの差
   を制御可能であり、当該差の、所定の患者について設定された臨界差に対する比率が設定可能である
   ことを特徴とする換気装置。

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