JPH02502430A - 患者に供給される少なくとも２つのガスの管理を行なう装置 - 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】 患者に供給される少なくとも２つのガスの管理を行なう装置 技術分野 本発明は請求項１記載の前提部分にもとづき、患者に供給される少なくとも２つ のガスの管理を行なう装置に関する。

背景技術 このような麻酔用の目的の装置は、米国特許第４．１２７，１２１号明細書に開 示されている。吸収器を有する回路システムは再呼吸を提供し、これによって高 価なガスが節約でき、湿気および熱のロスを最小に押さえることができる。更に 環境衛生上の問題から、麻酔ガスの低減が必要となる。吐出ガスは駆動回路の一 部を構成するベローズに供給され、圧縮して二酸化炭素吸収器を経て患者の回路 波に戻される。患者回路と駆動回路は閉システムを形成している。

上述の特許明細書によれば、１つのガス濃度とシステム内の体積は、いずれも最 小の麻酔ガスの消費量で所望ガス混合物が維持されるよう測定される。この特許 明細書によれば、新鮮ガスが連続的に供給されることが明らかであり、このこと はかなりの量の余剰ガスが患者囲路から弁（図示せず）を介して排圧されること を意味する。

再呼吸は本質的なものであるが、例えば麻酔ガス、ぜんそく処理のために用いら れるヘリウム、麻酔ガスとしてまたコンピュータ断層写真の対象媒体として用い られるキセノン等高価なガスが管理される。同時に、麻酔における呼吸換気装置 も有効である。これは、一方で麻酔士および／または看護婦が自由に他の需要な 仕事を行なうことができ、また他方で吸収器が最良の患者の呼吸パタンを確立す るためには、手動換気器よりすぐれた装置だからである。ぜんそくの処理におい ては、換気器はきわめて重要となっている。

吸収器回路と麻酔回路とを組合せる１つの可能性は、吸収器で容器内に囲まれ麻 酔回路を作動させるベローズを駆動させることである。これは、いわゆるバッグ −イン−ボトル原理と呼ばれ、適切な吸収器内に組込まれている。しかしながら 、このバッグ−イン−ボトル原理は複数の特殊な装置により構成されている。一 方において、その名の通りの方法を行ない、他方において、過剰弁の機能が点検 される。

吸収器回路（駆動回路）と患者回路（受動回路）とを組合せる更に他の可能性は 、これらの間に切換装置を連結することであり、これはガスを２つの回路に明確 に分離する。

吸入中、吸収器のガス（例えば酸素ガス）は切換装置内に供給される。圧力は、 患者回路にその作用によって伝達される。吐出中、ガスは戻る。この最も単純な 形において、切換装置は空容器となるかもしれない。しかしながら、最良の方法 は、切換装置をその正面が吸収器と患者ガスとの間で可能な限り明瞭になるよう 設計する二とである。このことは、切換装置が配管状となることによって達成さ れる。

駆動回路と患者回路との間にガス切換装置を設けた吸入麻酔のための装置は、Ａ 、Ｐ、アダムスとＪ、Ｄ、ヘンビールによる「麻酔薬Ｊ、１９７７年Ｖｏｌ１３ ２、ｐｐ、３４〜４０の「麻酔換気装置の新世代Ｊ（Ａｎｅｗｇｅｎｅｒａｔｉ ｏｎ　ｏｒ　ａｎａｅｓｔｈｅｔｉｃ　ｖｅｎｔｉｌａｔｏｒｓ　）　、に詳述 されている。

ここで述べられたガス切換装置は、波形管状をなしており、麻酔ガスの希釈化を 防止するよう機能する。麻酔および吸入のための新鮮ガスは連続的に供給される とともに、流量計によって制御される。

発明の開示 本発明の目的は、新鮮ガスの供給量を最小とし、患者回路内のガス濃度を単純な 方法で制御することであり、これによって例えば高価な麻酔ガスの節約を改善す ることができる。この目的は請求項】の特徴部分で述べたように、患者回路と駆 動回路とを切換装置を介して連結し、また患者回路内のガス濃度の所望値と実際 値に基づいて回路に供給する新鮮ガス量を計算しかつ供給する制御装置を設ける ことにより達成できる。

本発明は患者回路と駆動回路との間が明確に分離されたシステムが固有の平衡状 態をもち、これによって患者回路内のガス濃度が、ガス濃度が低いかまたは高い かによって１つまたは他のガスを供給することにより、より急速に制御できると いう発見に基づいている。二の発見によってのみ、高価な麻酔ガス、例えばキセ ノンガスの消費を、患者回路内における体積変化を測定することなく最小に押さ えることができる。

このような重要な単純性によって、電気的手段により、患者回路内のガス濃度を 効果的に制御することができるとともに、とりわけ長期間の麻酔士の仕事を容品 にすることができ、同時に患者の安全性を確保して高い信頼性あるシステムを提 供することができる。

このように、本発明は新鮮ガスの供給量を少なくすることができると同時に、患 者に対する安全性を確保することができる。もし、何かの理由で、患者への新鮮 ガスの供給量が低下した場合は、所定量の酸素ガスが、駆動回路からガス切換装 置を経て患者側に自動的に供給される。更に、新鮮ガスの供給量は少ないので、 本発明は限定された患者回路から排出される麻酔ガス量を切換装置を通過するだ けの少量とすることができ、これによって効果的に回復作業を行なうことができ る。

切換装置を用いることによる更なる利点は、とりわＣす吸収器と患者回路との間 の連結が単純化され、同時に安価となることであり、更に患者からの多量ガスを 吸収器を介して回復することができることである。更に切換装置は、患者の肺の 体積の変動に対応する緩衝器として作用する。

いわゆる閉回路システムを用いることは以前と比較して容易となりでいる。もし 新鮮ガス流が止まりだ場合、患者側の酸素ガス消費によって、患者側へ正味流量 が切換装置を介して流れる。その後、新鮮ガスは吸収器から流れる酸素ガスによ って、自動的に！換えられる。従来の閉回路システムでは、新鮮ガスは酸素量お よび＄Ａ者回路の体積に対してバランスを連続的に保たなければならない。

本発明の好適実施例は請求項１〜２６により定められる。

本発明は以下の図面により詳述される詳細な説明により明らかとされる。

図面の簡単な説明 第１Ａ図は麻酔ガスバッグを有する従来の閉回路システムを示す図、 第１Ｂ図は「バッグ−イン−ボトル」の変形における同一システムと駆動回路の 吸収器を示す図、第１Ｃ図は明確に分離するための切換装置を有する同一システ ムと駆動回路の吸収器を示す図、第２図は本発明の第１の実施例を示す吸入麻酔 ガス用の装置を示す図、 第３図は￥Ｓ２図と同一の図であって、麻酔ガスの回復のための駆動回路配管の み異なる図、 第４図は同様に第２図と同一の図であって、麻酔ガスの回復のための駆動回路配 管のみ異なる図、第５図乃至第７図は新鮮ガス供給のデータ制御のためのフロー チャートを示す図である。

発明を実施するための最良の形態 第２図に示す実施例によれば、装置１０は２つの回路、すなわち駆動回路２０と 患者回路４０とに区分されている。これら２つの回路は互いに切換装置３０を介 して連通しているが、切換装置３０は２〜３リツトルの内部体積を有している。

この切換装置は２つの回路内のガスの混合を防止するものである。

駆動回路２０は、少なくとも８５％の酸素ガスと、徐々に蓄積される例えばキセ ノン等の残りの麻酔ガスとを含有している。駆動回路２０は、例えばシーメンス −エレマ換気装置９００からなっている。更に駆動回路は、酸素ガスを供給する 配管２１と、必要ならば酸素メータ２２とを備えている。また、駆動回路は戻り 配管５０を備えている。この戻り配管５０は、大気と駆動回路との間に設けられ た二方弁５１を備えている。二の二方弁５１は、麻酔ガスの供給が始まるまでは 大気に対して開となっている。二方弁５１には、湿分によって生じる技術的な困 難性を取除くための水分吸収器５２が接続されている。必要ならば、更に吸収器 ５３が配設され、化学的アタックを防止している。吸収器５３は装置内の金属ま たはプラスチックに対して浸蝕するガス、例えばハロセイン、またはイソフルレ ーンを吸収する。

コンプレッサ５４が、圧力をＯ〜約１〜７ａｔｓ　　（ゲージ圧）まで増加させ るため配設されている。このコンプレッサ５４には、まず中間逆止弁５５が接続 され、更に高圧緩衝器５６が接続されている。高圧緩衝器５６は、全体のシステ ム内の体積増加を吸収するものである。このような体積増加は、患者回路内のガ ス量を突然変化させたい場合に生じる。しかしながら、この緩衝器は弁４６を介 して供給される量より多量の酸素が消費されるので、その低限界の１ａｔｓ　　 （ゲージ圧）で作動する。また、高圧緩衝器５６は、７ａｔｌ（ゲージ圧）で作 動する安全弁５７を有している。

高圧緩衝器５６には酸素メータ５８が接続されているが、この酸素メータ５８に は高圧緩衝器近傍の出口弁５９が接続されている。出口弁５９は、所望の値に緩 衝圧力を維持している。ガスボトルと駆動回路との間に設けられた二方弁６０が ボトルに対して開となっている。

この場合、駆動回路内の酸素ガス量は所定値（例えば８５％）より小さくなって おり、ガス量が他の所定値（例えば９５％）に達するまで開状態は維持される。

ガスボトル６２は麻酔ガスの回復を容易にする。二方弁６０とガスボトル６２と の間に、ボトル６２に供給するための高圧コンプレッサ６１が配設されている。

患者回路４０は、吸収４枝４１、吐出４技４２、および患者挿入部材４３とを備 えている。吸収４技４１には、ガス切換装置３０の近傍に、二酸化炭素吸収器４ ４が配設されている。また二酸化炭素吸収器４４の近傍に、麻酔ガスおよび酸素 ガスを供給するためのソレノイド弁４５および４６がそれぞれ配設されている。

ソレノイド弁４５および４６の近傍には、酸素濃度の実際値の変換器である酸素 メータ４７と、効果を検出する酸素メータ４８が配設されている。これらのメー タは患者挿入部材４３内に配設してもよいが、また患者回路内の異なる地点に配 設してもよい。また、ソレノイド弁４５および４６を交互に（ａｌｔｅｒｎａｔ ｅｌｙ　）配置してもよく、また二酸化炭素吸収器４４の近傍に所定間隔をおい て連結してもよい。吸収４枝４１および吐出４枝４２は適当に配設された逆止弁 ４９を有している。

上述した説明によって、駆動回路が４つの機能を果たすことは明らかである。

すなわち、 ａ）　換気装置として機能するとともに、回路技として作用する。

ｂ）　酸素源となる。

Ｃ）　全体システムの体積変化を緩衝する。

ｄ）　キセノンを蓄えるとともに、容量が所定値に達すると、ガス混合物が回復 のため蓄積ボトルに供給される。

この装置の機能の説明は以下の通りであるが、この装置は酸素メータ４７からの 入力信号と、所定！ｊｒＬ変換器８１からの入力信号をライン４７０および８１ ０を介してそれぞれ受入れるマイクロプロセッサ８０によって制御される。マイ クロプロセッサ８０からの出力信号は、ソレノイド弁４５および４６のライン８ ０１および８０２を介して伝達される。

まず第１に、切換装ｆｌｆ３０および患者回路４０からなる回路システムが、ソ レノイド弁６０を介して例えば２〜１０リットル／分酸素ガスで供給される酸素 で充填される。二方弁５１が大気位置にセットされる。所望の酸素濃度がセット され、同時に装置１０の多くの点検が第５図に示すフローチャートに従ってマイ クロプロセッサにより行なわれる。

患者の身体内の麻酔ガスの実際の分散体積の他に、公知の回路体積と患者の想定 した肺体積とを考慮して、マイクロプロセッサが所定酸素量を得るため必要な麻 酔ガスの量を計算するが、これらの体積は互いに混合体積を構成する。低酸素症 を防止するため、この計算は所定の余裕値をもって行なわれる。計算された麻酔 ガスは注入され、余ったガスはガス切換装置３０から排出される。

スタート開始後、ガス供給はソレノイド弁４５および４６を介して、メータ４７ で読み取った酸素濃度に基づいて制御される。第６図に示すように、新鮮ガス供 給を行なう際の間隙を制御するため、ボックス１００内に時間制御装置が設けら れている。この時間間隙はマイクロプロセッサがスタートする際、オペレータに よって選択される。

第６図に示すように、回路システム内のＭ素置の実際の値は、酸素メータ４７に よって定められる。その後、所望酸素濃度と実際の酸素濃度の差がボックス１２ ０１：よって゛計算される。もし、この差が酸素濃度のヒステリシスより小さい 場合、キセノンがボックス１３０〜１５０に基づいて、次のような方法で供給さ れる。もしキセノンが従前の容量で供給される場合は、調節機により５０％増加 させ、酸素ガスが従前の容量で供給される場合は、：Ａ節機により５０％減少さ せる。

供給される体積は次の式により計算される。

絶対値ｉｎ（所望酸素濃度／現在の酸素濃度）×（呼吸量＋残量子回路システム の体＠）　Ｘ　（ｊｌａ１節機による増加ｉｔ）、ここで供給体積は最大で呼吸 量の１０倍が認められる。この供給体積は、もしこの体積が非常に小さくない（ 約１０ｍ１）場合は、ソレノイド弁を介して供給される。

しかしながら、上述の差が酸素濃度のヒステリシスより大きい場合、酸素ガスは 次のように供給される。酸素ガスが従前の容量で供給される場合は、調節機は５ ０９６増加させ、キセノンが従前の容量で供給される場合は、調節機は５℃％減 少させる。

供給される体積は、上述の式に基づいて計算される。

もし体積が非常に小さくない（約１０．ｍｌ）場合は、酸素体積が供給される。

酸素体積は回路システムにボックス１６０〜２００で述べたように供給される。

調節機の増加量の調整については、第７図のボックス３１０〜３４０により説明 する。

駆動回路の戻り回路５０において、水分が吸収器５２で分離された後麻酔ガスが 計算される。そして不純ガス、例えばハロセインガスが吸収器５３で分離される 。戻りガスの圧力はコンプレッサ５４で増加され、このガスは高圧コンプレッサ ６１を介して蓄積ボトル６２に供給される。この場合、麻酔ガス量は所定値を越 える。駆動回路の換気機能が維持されない程度に高圧緩衝器５６の出口弁圧力が 低下した場合、酸素ガスが配管２１から供給される。蓄積ボトル６２が充填され ると、このボトルは回復装置内で麻酔ガスを回復させるために用いられる。

第３図は駆動回路の戻り配管５０における麻酔ガス回復のための他の実施例を示 す。

本実施例では、１つのコンプレッサのみが必要となっている。そしてコンプレッ サ５０２は、ボトル６２および高圧緩衝器５６の両方へ供給する。このコンプレ ッサは、２つの吸収器５２および５３を介してガスを推進する吸引効果を有する 。低圧緩衝器５０１はベローズからなっている（約１〜２リツトル）。

更なる麻酔ガスを回復させるための他の実施例を第４図に示す。麻酔ガス（例え ばキセノン）の量が非常に低くなると、ガスはゼオライトフィルタ内で処理され 、これによって温度が低下し圧力が上昇する。駆動回路２０からの出力ガスは出 口配管７０を介して排出され、二の（イソフルレイン型）が、それぞれの物質に 対応する吸収器７１．７２．７３内で清浄化される。

残ガス、例えばキセノン混合物を含む酸素ガスは、コンプレッサ７４で圧縮され 、冷却ｉｆｆ！ｉ’７５で冷却され、その後ゼオライトフィルタ７６に入り、こ こでキセノンが捕獲される。追加酸素ガスが選択的に処理の最後で供給され、ゼ オライト容器内の混合ガスが酸化キセノンとなる。その後、フィルタはキセノン を回復させるため処理される。

ガス切換装置は、上述の代わりに配管形のような単純形状としてもよい。ガス切 換装置は、また並列または直列に連結された複数の配管から構成してもよい。ま た、ガス切換装置内には波形の折曲がったおよび／または積層材等で充填しても よい。またガス切換装置内に、ボール、ベレットを充填してもよい。更に他にも 、多孔材料、ファイバ、金属剤くず等を充填してもよい。

産業上の利用可能性 本実施例は吸収器麻酔用の本発明を示している。同様の方法で、本発明は例えば 対象媒体としてキセノンが用いられるコンビニータ断層写真に用いることができ る。

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Claims (1)

1. 【特許請求の範囲】 １．再呼吸のための回路システムからなる患者回路（４０）と、駆動回路（２０ ）と、新鮮ガスを供給するための排出手段（４５，４６）と、二酸化炭素吸収器 （４４）と、１つのガスのガス濃度のための実際値変換器（４７）と、所望ガス 濃度を指示するための所望値変′ 換器（４８）と、前記ガス濃度を維持するための制御装置（８０）とを備えた患 者に供給される少なくとも２つのガスの管理を行なう装置において、前記患者回 路と前記駆動回路は明確に分離されるとともに、ガス切換装置（３０）を介して 互いに連結され、前記制御装置（８０）はガス体積と前記患者回路に供給される ガス種類とを定める計算手段を備え、これにより所望値の濃度を得るよう構成し たことを特徴とする装置。 ２．ガス体積は所望値濃度が新鮮ガスの最小供給によって得られるようガス体積 が定められることを特徴とする請求項１記載の装置。 ３．ガス体積は脈動によって前記患者回路（４０）に供給されることを特徴とす る請求項１または２のいずれか記載の装置。 ４．ガス脈動は大きな間隔、例えば１分間間隔で前記患者回路（４９）に供給さ れることを特徴とする請求項３記載の装置。 ５．新鮮ガスは異なるガスについて異なる時間に供給されることを特徴とする請 求項１乃至４のいずれか記載の装置。 ６．制御装置内に、前記患者回路内へのガス供給および／またはガス濃度を計算 および／または点検するコンピユータが設けられていることを特徴とする請求項 １乃至５のいずれか記載の装置。 ７．ガスの１つがキセノンであることを特徴とする請求項１乃至６のいずれか記 載の装置。 ８．前記ガス切換装置（３２）は管状容器からなることを特徴とする請求項１乃 至７のいずれか記載の装置。 ９．前記容器は複数の直列または並列に連連結された配管からなることを特徴と する請求項５記載の装置。 １０．容器または配管には、波形、折曲形、および／または積層形材料が充填さ れていることを特徴とする請求項８または９のいずれか記載の装置。 １１．容器または配管は内部にメッシュを有していることを特徴とする請求項８ 乃至１０のいずれか記載の装置。 １２．前記計算手段は、ガス濃度の所望値および実際値の差に基づいてガス種類 およびガス体積を定めることを特徴とする請求項１乃至１１のいずれか記載の装 置。 １３．前記計算手段は、供給されるガス体積を、ガス濃度の所望値および実際値 の間の割当の対数関数に比例して定めることを特徴とする請求項１乃至１２のい ずれか記載の装置。 １４．前記計算手段は供給されるガス体積を、範対値１ｎ（所望ガス濃度／現ガ ス濃度）×（混合体積）×（調節機による増加量）に基づいて定めることを特徴 とする請求項１２または１３のいずれか記載の装置。 １５．前記計算手段は混合体積の試験値を定めるとともに、計算された体積が追 加された後に測定されたガス濃度に対応して調節機による増加量の関数と変更さ せて前記試験値を調整することを特徴とする請求項１４記載の装置。 １６．前記計算手段はマイクロプロセッサ（８０）からなっていることを特徴と する請求項１２乃至１５のいずれか記載の装置。 １７．吐出中に前記切換装置（３０）の駆動回路側を通過する吐出ガスは戻り配 管（５０）を介して駆動回路に戻ることを特徴とする請求項１乃至１６のいずれ か記載の装置。 １８．前記配管は吐出ガスを圧縮するコンプレッサ（５４）を備えていることを 特徴とする請求項１乃至１７のいずれか記載の装置。 １９．前記配管は少なくとも１種類のガス用のガス濃度メータ（５８）を備えて いることを特徴とする請求項１乃至１８のいずれか記載の装置。 ２０．前記配管は、ガス濃度が所定レベルに達した場合にガスを受入れる蓄積ボ トルに連結されていることを特徴とする請求項１６に記載の装置。 ２１．前記駆動回路（３０）は駆動回路に酸素ガスを充填するための酸素ガス配 管（２１）を備え、前記酸素ガス配管（２１）は所望時に作用することを特徴と する請求項１乃至２０のいずれか記載の装置。 ２２．前記配管（５０）は体積変化を平均化させる緩衝器（５６）を備えている ことを特徴とする請求項１４乃至１８のいずれか記載の装置。 ２３．患者に供給される１種類のガスが麻酔ガスであって、吐出中に切換装置の 駆動回路側を通過する吐出ガスが、回復配管（７０）から麻酔ガス用吸収器（７ ５）に供給されることを特徴とする請求項１乃至１６のいずれか記載の装置。 ２４．麻酔ガスはキセノンであって、前記吸収器容器はゼオライト（７６）であ ることを特徴とする請求項２３記載の装置。 ２５．前記吸収器の圧力および温度はキセノン吸収のために最良に調整されてい ることを特徴とする請求項２４記載の装置。 ２６．前記吸収器は、ガスが交互に供給される少なくとも２つの装置からなるこ とを特徴とする請求項２２乃至２４記載の装置。