JPH02274264A - 呼吸装置 - Google Patents

Abstract

(57)【要約】本公報は電子出願前の出願データであるた
め要約のデータは記録されません。

Description

【発明の詳細な説明】 産業上の利用分野 本発明は、閉じた（クローズ）ないし半閉（ハーフクロ
ーズ）の呼吸循環路を有する呼吸装置であって、呼吸に
必要なガス成分が制御装置によりフレッシュガス管路を
介して調量可能であり、それにより少なくとも消費され
た量の呼吸ガスを再び補充することのできる呼吸装置に
関する。

従来の技術 閉じた呼吸循環路を有する固有装置は有利には麻酔処置
に使用する。というのはこのような装置構成により、フ
レッシュガス、例えば酸素濃縮呼吸気または麻酔ガスお
よび麻酔剤の最小可能消費が実現され、麻酔中に呼吸ガ
ス湿度および呼吸ガス温度を維持することが保証される
からである。呼吸から排気された呼吸ガスは二酸化炭素
が除去され、例えば酸素の消費および場合によっては付
加的な麻酔ガスの消費がフレッシュガス供給により補償
される。そのためには、実際の消費量と場合によっては
発生する漏れ量に相応する量だけのフレッシュガスを供
給することが必要である。

これに対し半閉の呼吸循環路を有する呼吸装置では、呼
吸から排気された呼吸ガスの一部のみが再び戻し供給さ
れる。このためフレッシュガス流は実際の消費量よりも
格段に高く調整される。これは排気された呼吸ガスの希
薄化に作用する。７レツシユガスと排気された呼吸ガス
の混合からなる余剰ガスは各呼吸後毎に弁を介して放出
される。従って余剰ガスは喪失され、コストのかかる後
処理装置例えば吸引装置を介して処理しなければならな
い。余剰ガスの放出はまた麻酔ガスおよび麻酔剤の過剰
の消費につながる。

欧州特許第１２１２５５号明細書から公知の、閉じた呼
吸循環路を有する麻酔呼吸装置は、新鮮な呼吸ガスを調
量するためにコストのかかる制御回路を使用する。この
制御回路では呼吸ガス構成成分が相応のセンサにより検
出され、調量ユニットの制御に使用される。それにより
呼吸中にいつでも呼吸ガスを搬送する循環路の充填状態
が検出され、必要なフレッシュガス量が麻酔ガスと共に
供給される。

しかしこの種の調量はコストがかかり高価である。なぜ
なら、行った測定に従って相応の呼吸ガス量を再び補充
することができるようにするため、呼吸ガス組成中に存
在するガス成分毎に測定センサが必要だからである。閉
じた呼吸循環路では呼吸列毎に数１００ｍ１の呼吸ガス
が消費されるだけであるのに全呼吸装置は遥かに多くの
内容量を有しているので、このような僅かな量の正確な
調量を行うためには呼吸経過中のコンプライアンス（し
なやかさ）ができるだけ僅かしか変化しないことが必要
である。コンプライアンスが大きくなると、調量された
僅かな量のみが実際に消費された量に相応することとな
り、余剰は呼吸が通常通り汲み上げることとなる。この
ようなコンプライアンス変化は公知の呼吸装置では次の
ようにして処理している。すなわち、容積可変のリザー
バを全呼吸サイクル中呼吸ガス管路に常時接続し、それ
によりリザーバの内容量を消費量に応じて変化するので
ある。別の容積変化が次のようにして発生する。すなわ
ち、呼吸回路中のエラステツタな部材、例えば呼吸ホー
スが呼吸圧によりその容積を拡大することで発生する。

この作用は特に吸気相中に観察される。従って、消費さ
れた呼吸ガスの調量は呼吸循環路中で可変のコンプライ
アンスにより行われる。

発明が解決しようとする課題 本発明の課題は、冒頭に述べた種類の呼吸装置を改善し
て、呼吸ガスの非常に僅かな量の調量も可能とし、その
際に全呼吸系の必然的に同じに留まる僅かなコンプライ
アンスを維持し、可能な限り僅かな構造的寸法とコスト
のかかる測定センサを僅かしか有しない簡単操作の装置
を提供するものである。作動に起因するフレッシュガス
または麻酔剤の喪失は最少化されるものである。

課題を解決するための手段 この課題は次のようにして解決される。すなわち、閉じ
た呼吸循環路の場合、調量ユニ・ントに後置接続されて
いるリザーバがフレッシュガス管路から分岐し、充填・
状態指示器が設けられており、該指示器の充填状態信号
が実際値として取り出し可能であり、設定された目標値
と比較可能であり、呼吸循環路へのフレッシュガス管路
の開口部に遮断装置を設けるように構成して解決される
。半閉の呼吸循環路の場合、呼吸循環路内の呼吸ガスに
対する呼吸ガス指示器としての圧力測定装置が呼吸ガス
輸送ユニットに設けられており、該指示器の信号が制御
ユニットに送出可能であり、設定された目標値と比較可
能であるように構成して解決される。さらに、呼吸循環
路中に制御ユニットと接続可能な排出弁を設ける。

発明の利点は実質的に次のとうりである。すなわち、閉
じた呼吸循環路を有する呼吸装置の場合、調量ユニット
は遮断装置により呼吸循環路から自動的に切り離すこと
ができ、呼吸の排気サイクル中に必要に応じて、フレッ
シュガスの充填されたリザーバから、先行する消費のた
め補充しなければならない７レツシユガス量を取り出す
ために前記調量ユニットを呼吸循環路に接続することが
できるのである。リザーバから取り出されたフレッシュ
ガス量はこの消費量に相応する。機器の操作者はこの取
り出された量から消費量を検出し、相応してリザーバに
フレッシュガスを補充することができる。吸気サイクル
では調量ユニットは分離されリザーバは遮断されており
、吸気サイクルは常に同じに留まるコンプライアンスに
より行うことができ、単に排気中にリザーバが呼吸循環
路と接続される。その結果呼吸装置は排気空気のみなら
ず呼吸行程の補充のために必要な消費された容量もリザ
ーバから取り出す。それにより調量ユニットは再び遮断
され、後続の吸気を呼吸装置によりそれに所属する必要
な吸気行程量だけ行うことができる。いつリザーバを調
量ユニットにより再び補充しなければならないかを、機
器の操作者が容易に識別できるよう充填状態指示器を介
して内容量を検出すると有利である。

特に簡単かつ容易に操作される実施例は次のようにして
実現される。すなわち、風船状の膨張室をリザーバとし
て分岐管路を介して呼吸ガス管路に接続し、その際分岐
管路にて同様に充填状態指示器としての圧力センサがセ
ンシングするのである。

半閉の呼吸循環路の場合、呼吸循環路中の呼吸ガス量に
対する充填状態指示器としての圧力測定装置を呼吸ガス
輸送ユニットに設け、排出弁を呼吸循環路に設けると有
利である。排出弁により呼吸循環路中の呼吸ガス量が制
限され、“空気の混入（Ａｕｆｐｕｍｐｅｎ）”　が阻
止される。従ってフレッシュガスの調量は呼吸循環路へ
ほぼ一定の排気ガス容量により行われる。排出弁は吸気
相中は閉じており、排気相において流入するフレッシュ
ガス流が、呼吸または漏れの消費によるガス損失量より
も大きいときにのみ開放される。すなわち、この場合最
終排気圧力が上昇する。圧力測定装置により呼吸ガス輸
送ユニットにて測定された圧力が上側の前以て選択した
圧力限界を上回ると、排出弁が開放される。

圧力が下側の前以て選択した圧力限界を下回ると、排出
弁は再び閉じられる。圧力限界と調整されたフレ７シユ
ガス流の選択に応じて、排出弁は複数回の呼吸行程にわ
たって閉じることもできる。半閉の呼吸循環路の場合で
も有効に半閉の呼吸循環路の利点を利用することができ
る。すなわち、高フレッシュガス効率と吸気ガスの良好
な加湿および加熱が得られる。高く調整したフレッシュ
ガス流の場合、排出弁は一息毎に開放される。

閉じた呼吸循環路の場合で、調量を手動でなく行い、機
器操作者がリザーバの充填状態の監視から解放されるべ
きである場合、調量ユニット、充填状態指示器、遮断装
置および呼吸装置をその輸送ユニットと共に共通の制御
ユニットに接続すると有利である。そのようにするとリ
ザーバの内容量が十分である限り、呼吸サイクル毎に単
にそれぞれ消費されｔ；呼吸ガス量の調量、または前の
実施例と同様に所望の呼吸行程数に応じてその間の消費
された呼吸ガス量の調量を自動的に行うことができる。

リザーバの内容量が十分に大きく構成されていれば、比
較的に大きな呼吸行程が急に必要になったとき、瞬時に
必要な比較的に大きな呼吸ガス磐要をリザーバの内容量
から賄うこともできる。遮断された調量ユニットでは、
空になったリザーバを吸気サイクル中に補充することが
できる。そしてリザーバの内容量を後続の呼吸行程に対
して再び使用することができる。

半閉の呼吸循環路の場合、有利には一定の値への調量が
調整され、リザーバに蓄積される。

吸気サイクル中は遮断弁と排出弁は閉じられており、呼
吸ガス輸送ユニットが呼吸行程を行う。排気相は遮断弁
の開放により開始され、それに基づきリザーバからの７
レツシユガスと呼吸の排気ガスの一部が拡張された呼吸
輸送ユニットの室に達する。排出弁は、制御ユニットに
入力される上側圧力限界を上回わる限り排気相の経時に
開放する。圧力測定ユニットにより測定された圧力が削
具て選択された限界内に留まれば排出弁は閉じられ、動
作に起因するフレッシュガスまたは麻酔剤の損失はそれ
により最少化される。さらに、制御ユニットによりフレ
ッシュガス調量を呼吸循環路内で制御することもできる
。

実施例 本発明の実施例を図面に基づき、以下詳細に説明する。

第１図では、所属の輸送ユニット２を有する呼吸装置１
が閉じた呼吸循環路３に接続されている。輸送ユニット
２は例えばシリンダとその中を摺動するピストンとから
構成することができる。呼吸循環路３は呼吸ガスの輸送
を、吸気中は図示していない患者へ（吸気矢印４）行い
また排気中は患者から輸送ユニット２へ戻す（排気矢印
５）。呼吸ガスの循環路は輸送ユニットにより保持され
、方向弁６により矢印４．５によって示された循環路に
維持される。呼吸循環路３には呼吸ガスを清浄するため
の二酸化炭素吸収器７がある。フレッシュガス管路８を
介して呼吸循環路３に、呼吸サイクル中に消費され、ま
たはり一ケージにより漏れた呼吸ガスを補充することが
できる。そのためにフレッシュガス管路８には調量ユニ
ット９と電気的に制御可能な遮断弁１０１が結合されて
いる。調量ユニット９と弁１０１との間の７レツシユガ
ス管路８ラインに分岐管１１が設けられており、この分
岐管にはその内容量が可変である風船がリザーバ１２と
して接続されている。分岐管ｌｌには充填状態指示器１
３として構成された圧力センサが接続されており、その
圧力信号は信号線路１４を介して制御および調整ユニッ
ト１５に供給される。同じ制御ユニット１５に輸送ユニ
ット２への制御線路１６、並びに遮断弁ｌＯ１の制御部
ｌＯへの弁信号線路１７が接続されている。同様にフレ
ッシュガス管路８は制御ユニット１５から始まって更に
調量ユニット９に至る。従って、制御ユニット１５は同
様に、フレッシュガス供給を、図示しないまたは制御ユ
ニット内に集積されたフレッシュガス源により制御する
ことができる。

呼吸袋Ｒｔを呼吸循環路３および第１図に示した所属の
部材と共に動作させるために、輸送ユニット２のピスト
ンはちょうど吸気矢印に従い吸気行程を実行すると仮定
する。その陳弁ｌＯ１は制御ユニット１５により閉じら
れておりリザーバ１２にはフレッシュガスが充填されて
いる。圧力センサ１３は風船１２の相応の内圧に応答し
、内圧を測定信号として制御ユニット１５に送出する。

吸気行程の終了後、輸送ユニット２は制御線路１６を介
して制御ユニット１５に排気矢印５に従う排気行程への
反転を通報する。その結果、呼吸循環路３からの呼吸排
気は、ピストンの戻り運動により拡大した輸送ユニット
の容量へ逆流する。同時に弁ｌｏｔは弁信号線路１７を
介して開放され、その結果輸送ユニット２の戻り運動す
るピストンは、排気行程中の行程容量が完全に呼吸循環
路３から賄われ得ない限り付加的にフレッシュガスをリ
ザーバ１２から呼吸循環路３へ吸い込む。すなわちこの
場合、図示しない患者が呼吸ガスを消費するか、または
付加的に漏れが発生し、漏れにより先行する吸気行程で
の呼吸ガスが外気へ失われてしまったのである。排気行
程が終了した後、この状態は再び呼吸装置ｌから制御ユ
ニット１５に通報され、これに基づき吸気行程への反転
が行われ、同時に遮断弁１０１が閉鎖される。フレッシ
ュガス管路の閉鎖された状態では一部または完全に空の
りザーバ１２に調量ユニット９を介してフレッシュガス
が充填される。すなわち、充填状態指示器１３により、
制御ユニット１５により監視されているリザーバ内の所
定の圧力が検出されるまで充填される。この時点で制御
ユニット１５によりフレッシュガス供給が調量ユニット
９を介して止められ、充填された風船１２は輸送ユニッ
ト２の後続の排気行程中に取り出すことができる。

第２図には半閉の呼吸循環路３１を有する呼吸装置ｌが
示されている。第１図と同じ部分には同じ参照番号が付
しである。輸送ユニット２には圧力測定装置１８が接続
されている。圧力測定装置は呼吸循環路３１内の呼吸ガ
ス量に対する充填状態指示器として用いる。さらに電気
的に制御可能な排出弁２０が設けられており、この弁は
制御部１９と信号線路２１を介して制御ユニット１５に
接続されている。圧力測定装置１８は信号線路２２を介
して制御ユニット１５と接続されている。

呼吸装置Ｉを呼吸循環路３１および第２図に図示した部
材と共に動作させるために、輸送ユニット２はちょうど
吸気矢印４に従い吸気行程を実行すると仮定する。調量
ユニット９は例えば４Ｌ／ｍｉｎの一定の７レツンユガ
ス流に調整されているものとする。遮断弁１０１は閉じ
られる。その結果フレッシュガスはりザーバ１２に流入
する。半閉の呼吸循環路３１内の排出弁１９は同様に閉
じられている。従って、吸気行程中に輸送ユニット２の
ピストンは呼吸ガスを患者に輸送する。

排気相の開始時に（排気矢印５）遮断弁１０１は開放さ
れる。輸送ユニット２の戻り運動するピストンにより呼
吸ガスはリザーバ１２および呼吸循環路３１から輸送ユ
ニットに流入する。圧力測定装置１８により呼吸循環路
３１の輸送ユニット２における圧力が常時測定され、制
御ユニット１５にて同様に所定の上側圧力限界値と比較
される。圧力がこの上側圧力限界（例えばｌ　ｍ　ｂ　
ａ　ｒ　）を上回ると排出弁が開放され、呼吸ガスの一
部が外気に放出される。制御ユニッ１−１５にて同様に
設定された下側圧力限界（例えば３．５ｍｂａｒ）　　
に達すると、排出弁２０が閉鎖される。引き続き新たな
吸気行程が実行される。圧力測定装置１８により測定さ
れｊ；圧力が上側圧力限界内に留まれば、排出弁２０は
閉鎖されたままとなる。調量ユニット９にて調整された
フレッシュガス量に応じて、排出弁２０は複数界の呼吸
行程にわたっても閉じたままとすることができる。すな
わち、流入するフレッシュガス量が患者により摂取され
たガス量および漏れ量とほぼ同じ場合である。排出弁２
０を必要に応じて開放することにより、動作に起因する
フレッシュガスまたは麻酔剤の喪失を最少化することが
できる。また半閉の呼吸循環路３１でも完全に閉じた呼
吸循環路３（排出弁がない）の利点が維持される。すな
わち、良好なフレッシュガス効率とそれに関連した吸気
ガスの良好な加湿と加熱が得られる。

本発明はフレッシュガスによる呼吸にのみ限定するもの
ではなく、フレッシュガスに複数の連発性の麻酔剤を添
加することができ、麻酔剤は付加的な酸素ガスと共に同
じようにして呼吸循環路３．３１に調量することができ
る。

発明の効果 本発明により、呼吸ガスの非常に僅かな量の調量も可能
とし、その際に全呼吸系の必然的に同じに留まる僅かな
コンプライアンスを維持し、可能な限り僅かな構造的寸
法であり、コストのかかる測定センサを僅かしか有しな
い簡単操作の装置が得られる。

【図面の簡単な説明】

第１図は閉じた呼吸循環路を有する呼吸装置のブロック
図、第２図は半閉の呼吸循環路を宵する呼吸装置のブロ
ック図である。 １・・・呼吸装置、２・・・輸送ユニット、３．３１・
・・呼吸循環路、８・・・フレッシュガス管路、９・・
・調量ユニット、１０．１０１・・・遮断装置、１２リ
ザーバ、 ５・・・制御ユニッ

Claims (1)

1. 【特許請求の範囲】 １、閉じた呼吸循環路を有する呼吸装置であって、呼吸
   に必要なガス成分が制御装置によりフレッシュガス管路
   を介して調量可能であり、該フレッシュガス管路にはそ
   の容積が可変のリザーバが接続されており、それにより
   少なくとも消費された量の呼吸ガスを再び補充すること
   のできる呼吸装置において、調量ユニット（９）に後置
   接続されたリザーバ（１２）がフレッシュガス管路（８
   ）から分岐しており、充填状態指示器（１３）が設けら
   れており、該指示器の充填状態信号が実際値として制御
   ユニット（１５）に送出可能であり、かつ所定の目標値
   と比較可能であり、フレッシュガス管路（８）の呼吸循
   環路（３）への流入口の前のところには遮断装置（１０
   、１０１）が設けられていることを特徴とする呼吸装置
   。 ２、充填状態指示器は圧力センサ（１３）であり、該圧
   力センサはリザーバとしての風船状膨張室（１２）の分
   岐管（１１）に接続されている請求項１記載の呼吸装置
   。 ３、呼吸循環路と該呼吸循環路中の呼吸ガス輸送ユニッ
   トとを有する呼吸装置であって、該呼吸循環路では呼吸
   に必要なガス成分が制御ユニットによりフレッシュガス
   管路を介して調量可能であり、該フレッシュガス管路に
   はその容積が可変であるリザーバが接続されており、そ
   れにより少なくとも消費された量の呼吸ガスが再び充填
   可能である呼吸装置において、 半閉の呼吸循環路（３１）の場合に、呼吸ガス輸送ユニ
   ット（２）には、呼吸循環路（３１）中の呼吸ガス量に
   対する充填状態指示器としての圧力測定装置（１８）が
   設けられており、該指示器の信号は制御ユニット（１５
   ）に送出可能であり、かつ所定の目標値と比較可能であ
   り、呼吸循環路（３１）中には制御ユニット（１５）と
   接続可能な排出弁（２０）が設けられていることを特徴
   とする呼吸装置。 ４、調量ユニット（９）、遮断装置（１０、１０１、１
   ９、２０）、充填状態指示器（１３、１８）および呼吸
   ガス輸送ユニット（２）を有する呼吸装置（１）は共通
   の制御ユニット（１５）に接続されている請求項１から
   ３までのいずれか１項記載の呼吸装置。