JPH04307070A - 吸気装置 - Google Patents

吸気装置

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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】
【０００１】
【産業上の利用分野】本発明は、人間または動物の呼吸
路に接続するための吸気管および呼気管と、吸気管内に
配設され吸気管を通るガス流量を調整可能な第１の弁と
、呼気管内に配設され呼気管を通るガス流量を調整可能
な第２の弁と、吸気相と呼気相とを有する呼吸サイクル
を生成可能であり調整可能なバイパスガス流量が生成さ
れるように呼気相の期間中第１の弁が開き続けるように
両弁を操作する制御装置と、呼気圧を決定するための少
なくとも１つの圧力計と、呼気相の期間中に呼気管内圧
力が予め定め得る値以下に下回った際には新たな吸気相
を惹き起こすトリガー装置とを備えた吸気装置に関する
。
【０００２】
【従来の技術】呼気管内の圧力のための調整可能なトリ
ガー感度を有する吸気装置は例えば刊行物“サーボ式通
風機９００Ｄの使用説明書”（第２ドイツ版、１９８８
年１０月発行）により公知である。吸気装置は呼気管内
で圧力を測定する。例えば患者が試みられた吸入により
対応する低圧を生成することによって、呼気管内圧力が
調整されたトリガー感度を下回ると、吸気装置は呼気相
から吸気相へ自動的に切換わる。多くの場合、呼気相の
期間中は、例えば肺拡張不全が発生するのを予防するた
めに、正の呼気終末性圧力つまりＰＥＥＰで活動する。 ＰＥＥＰ調整範囲は例えば０〜５０ｍｂａｒである。ト
リガー感度はＰＥＥＰレベルに依存する。例えば、＋１
０ｍｂａｒのＰＥＥＰレベルが選定され、そして−２ｍ
ｂａｒのトリガー感度が選定された場合、このことは、
呼吸をトリガーするために、患者がＰＥＥＰレベルの設
定と比較して２ｍｂａｒの低圧を生成しなければならな
いことを意味している。
【０００３】トリガー感度は回転ダイヤルを用いて固定
値に調整することができる。この調整は場合によっては
困難なことがある。トリガー感度があまりにも小さいと
、即ちＰＥＥＰレベルに対する間隔があまりにも僅かに
選ばれると、呼気管内の圧力変動は新たな呼吸を惹き起
こすのに充分な大きさになり得る。このことは勿論回避
されなければならない。他方、トリガー感度があまりに
も大きいと、即ちトリガーレベルとＰＥＥＰレベルとの
間隔があまりにも大きいと、吸入を試みる際に呼気管内
に必要な低圧を生成するために、患者は相当大きな力を
消費しなければならない。勿論このことも同様に不所望
なことである。特に、呼気相の期間中にも同様に吸気管
からのガス流量つまり所謂バイパスガス流量によって、
患者は、呼気管内に圧力減少を来すことなく、このガス
量を最初にもう１回吸入することができる。
【０００４】バイパスガス流量の使用は例えば米国特許
第４０１１１６号明細書によって公知である。同様に、
バイパスガス流による吸気装置の駆動は刊行物“ピュリ
タン・ベネット（Ｐｕｒｉｔａｎ　　Ｂｅｎｎｅｔｔ）
”のオプション５０（２０５３５Ａ１０−８６）に記載
されている。このオプションは“フローバイ”と称され
ている。そこでは新たな呼吸の冒頭で述べた圧力依存型
トリガリングに対して、ガス流量依存型トリガリングが
説明されている。２つのガス流量センサを用い吸気管内
ガス流量と呼気管内ガス流量とが測定され、それらから
正味ガス流量が決定される。この正味ガス流量は患者ガ
ス流量、即ち、吸入する際に患者によって取り入れられ
るかまたは吐出す際に患者から放出されるガス流量に一
致する。呼吸相の期間中、即ち、患者が吸入と吐出しと
を行う場合には、正味ガス流量はゼロである。
【０００５】患者が吸入を開始すると、バイパスガス流
の一部は患者の肺内に到達し、吐出しガス流はそれに応
じて減少する。正味ガス流量または患者ガス流量はそれ
によって負になる。この値が調整可能な感度値に達する
と、新たな呼吸が惹き起こされる。信頼性の理由からそ
の他になお所謂バックアップとして圧力依存型トリガリ
ングが行われる。これらの並列的に行われる両トリガー
方法は調整および取扱を複雑にする。
【０００６】
【発明が解決しようとする課題】本発明は、冒頭で述べ
た種類の吸気装置において、呼気相の期間中の新たな呼
吸の惹き起こしを改善することを課題とする。
【０００７】
【課題を解決するための手段】このような課題を解決す
るために、本発明においは、患者ガス流量を決定するた
めの少なくとも１つの流量計が設けられ、呼気管内圧力
の予め定め得る値が決定された患者ガス流量に依存して
変えられる。
【０００８】トリガーが圧力に感応して行われるかまた
は吸気装置を通る正味ガス流量に依存して行われる従来
の方法に対して、本発明によれば、トリガーを信頼でき
かつ容易に使用可能にする、両トリガー方法の巧みなコ
ンビネーションが提案される。コンビネーションにおい
ては、圧力依存型トリガーの場合にはトリガー感度は患
者ガス流量または換言すれば吸気装置を通る正味ガス流
量によって変えられる。正味ガス流量が負となる場合に
、トリガー感度が小さくなること、即ち新たな呼吸を惹
き起こすために必要な低圧が僅少となることは有利であ
る。
【０００９】本発明の有利な構成によれば、吸気管内お
よび呼気管内に流量計が設けられ、また、それらから正
味流量を検出する手段が設けられる。また、本発明の枠
内で、単一の流量計を呼吸路に密接して配置するかまた
は呼気管および吸気管から患者に至る少なくとも共通な
結合導管内に配置し、この流量計が導管を通る流量およ
び流れ方向を発信するようにすることも可能である。
【００１０】本発明の他の構成によれば、全てのバイパ
スガス流が患者によって吸入される場合、従って呼気流
量が零である場合に得られるトリガーレベルの最大変化
量は正味ガス流量ゼロに対する調整されたトリガーレベ
ルよりも大きい。この場合には、圧力は正確である、即
ち（ＰＥＥＰ−ＰＥＸＳＰ）＝０であると仮定すると、
外見上は圧力依存型トリガーからガス流量依存型トリガ
ーになる。予め調整された圧力依存型トリガー感度は、
どんな患者ガス流量または正味ガス流量の際に新たな呼
吸の惹を起こすかを決定する。患者による吸入の強さに
応じてＰＥＥＰレベルに対するトリガー感度が変えられ
、そして、トリガーレベルとＰＥＥＰレベルとが同一で
ある、換言すれば、トリガーレベルと呼気管内圧力とが
同一である場合にトリガーが惹き起こされる。患者がバ
イパスガス流の吸入によってトリガーを惹き起こすこと
ができ、呼気管内に低圧が生成される程吸入努力が大き
いことを必要としないことは利点である。他方では、患
者による吐出しの期間中、トリガーレベル、従って感度
が低下し、それゆえ特に呼気相の開始時の圧力変動は悪
いトリガーを惹き起こすようなことはない。
【００１１】トリガー感度が開始時に可能な正の変化よ
りも大きく設定されると、圧力依存型トリガーだけが常
に行われるが、しかしなからこの場合にもこのトリガー
は流量によって変わる感度を有する。
【００１２】
【実施例】次に本発明の実施例を図面に基づいて詳細に
説明する。
【００１３】図１の上側部分には例えば冒頭で述べた刊
行物“ピュリタン・ベネット”のオプション１０により
公知であるような通風機１が一点鎖線にて示されている
。本発明にとって重要な部分のみが概略的に示されてい
る。
【００１４】ガスはガス供給部２から吸気管３を介して
患者へ案内されている導管４へ送給される。吸気管３内
には流量計５とガス流量調節弁（例えばソレノイド弁）
６とが配設されている。
【００１５】共通導管４には呼気管７が結合されており
、この呼気管７には別の流量計８と、調節弁９と、圧力
計１０とが接続されている。
【００１６】さらに、図１には制御装置２０がブロック
にて示されており、この制御装置２０によって公知のよ
うに吸気装置の全ての機能が制御され、かつこの制御装
置２０において所望の限界値パラメータを調整すること
ができる。このために少なくとも流量計５、８と圧力計
１０とによって検出された値が電気信号として導線２１
、２２、２３を介して制御装置２０へ与えられる。他の
導線２４、２５を介して調節弁６、９が制御される。 制御装置はアナログ的に構成することができる。同様に
、入力信号をディジタル化しマイクロプロセッサを用い
て処理することも可能である。図１の実施例には新たな
呼吸を惹き起こすためのアナログトリガー装置１００が
示されている。同様にこの場合にも本発明の枠内で、ト
リガー感度またはＰＥＥＰのような個々の測定値および
パラメータをディジタル化し、トリガーをマイクロプロ
セッサによって検知するようにすることも可能である。
【００１７】導線３１、３２を介して流量計５、８の出
力信号が調整可能な増幅率を有する第１の増幅器３０へ
与えられる。即ち、導線３１を介してΦＩＮＳＰに関す
る値が与えられ、導線３２を介して−ΦＥＸＳＰに関す
る値が与えられる。増幅器３０の出力導線４１にはそれ
ゆえ量ｋ（ΦＥＸＳＰ−ΦＩＮＳＰ）に応じた信号が現
れる。なお、ｋは調整可能な増幅率である。増幅器４０
においては、この信号値に導線４２を介して増幅器４０
へ与えられる調整可能なトリガーレベルＴが加算される
。次の差動増幅器５０においてはＰＥＥＰに相当する信
号と増幅器４０の出力端で導線４３へ与えられる信号と
の差が形成される。ＰＥＥＰに相当する信号は導線５１
を介して差動増幅器５０の正の入力端へ与えられ、一方
増幅器４０の出力信号は差動増幅器５０の負の入力端へ
与えられる。それゆえ、差動増幅器５０の出力導線６１
にはガス流量に依存するトリガーレベルに応じた信号が
現れる。この信号は差動増幅器６０において導線６２を
介してこの差動増幅器６０へ与えられる呼気管側圧力計
１０の出力信号と比較される。呼気圧力が可変トリガー
レベルと同一である場合には、ダイオード６３および導
線６４を介してトリガー信号が制御装置２０へ与えられ
、制御装置２０はそれによって呼気弁を閉じ、吸気弁を
調整された吸気形態に応じて開き、それにより新たな呼
吸が開始される。
【００１８】各導線に配設されている抵抗は正確な増幅
と正確な動作点とを調整するためだけに使われ、従って
詳細な説明は省略する。
【００１９】この評価回路はこのようにして次の値を検
出する。 ＰＥＥＰ＋Ｔ＋ｋ（ΦＥＸＳＰ−ΦＩＮＳＰ）−ＰＥＸ
ＳＰこの値が０よりも小さい場合には、新たな呼吸がト
リガーされる。増幅率ｋは、全バイパスガスが患者によ
って吸入される場合に値ｋ（ΦＥＸＳＰ−ΦＩＮＳＰ）
が可変トリガーレベルＴ（Φ）を所定量だけ増大させる
ように選定される。この所定量はＰＥＥＰとΦＥＸＳＰ
＝ΦＩＮＳＰに対するＴとの間隔よりも大きくなるよう
に選定することができる。
【００２０】図２には種々のガス流量に関する時間−圧
力特性が示されている。その場合、水平の時間軸として
示されているＰＥＥＰが基本となる。このＰＥＥＰは０
ｍｂａｒかまたは０と数ｍｂａｒとの間の調整可能な値
に固定され得る。トリガー感度Ｔ（Φ）はＰＥＥＰレベ
ルに依存する。このトリガー感度Ｔ（Φ）はその都度Ｐ
ＥＥＰレベルに対して相対的に示されている。例えば−
２ｍｂａｒのトリガー感度は、例えば図２の左側に示さ
れているように、ＰＥＥＰレベルよりも２ｍｂａｒ低い
トリガーレベルの低下に相当する。トリガーレベルはこ
の領域Ａに関しては一定である。ガス流量による影響は
ここでは現れていない。というのは、吸気流量は呼気流
量と同一であり、それゆえ正味ガス流量は０となると見
做されるからである。この一定のトリガーレベルは領域
Ｂ、Ｃにおいても破線で示されている。このレベルは公
知の純圧力依存型トリガーに適用される。トリガーレベ
ルはその場合には手動にて所定の値に調整される。
【００２１】図２の中央領域Ｂには、患者への正味ガス
流量が呈される場合、即ち、患者が自発的に吸入を開始
する場合のトリガーレベルが示されている。この図から
分かるように、トリガーレベルはこの吸入の大きさに応
じてＰＥＥＰレベルに接近し、破線で示されているよう
に理論上は上回ってしまう。最大値は呼気流量がゼロで
ある場合、即ち全バイパスガスが患者によって吸入され
る場合に現れる。正確な圧力特性においては呼気相の少
なくとも終了時には呼気管内圧力はＰＥＥＰに一致する
ので、トリガーレベルＴ（Φ）がＰＥＥＰレベルに到達
すると、新たな呼吸がトリガーされる。この領域におい
てはガス流量依存型トリガーが呈される。患者がＰＥＥ
Ｐよりも低圧を生成することは必要ない。新たな呼吸を
自発的に惹き起こすことはそれゆえ患者にとっては可成
り容易となり、純圧力依存型トリガーによる場合よりも
著しく早く開始することが可能となる。純圧力依存型ト
リガーにおいては、患者は先ず全バイパスガスを吸入し
、呼気管内圧力がＰＥＥＰレベル以下でかつこのレベル
とは異なっているトリガーレベルまで低下する前に、よ
り多くのガスを吸入するために努力しなければならない
。
【００２２】この図２の領域Ｃには、吸気流量が呼気流
量よりも小さい、即ち、患者が吐出している場合のトリ
ガーレベルが示されている。トリガーレベルはＰＥＥＰ
レベルから大幅に離れている。トリガー感度はそれによ
り減少する。これによって、呼気相の開始時における圧
力変動により新たな呼吸が不用意にトリガーされるのが
確実に阻止される。
【００２３】正味ガス流量ゼロに相当する調整可能なト
リガー感度は、全バイパスガス流量の最大吸入の際でも
トリガーレベルの増大がＰＥＥＰレベルへ到達するには
充分ではないように、高められ得る。この場合には確か
にガス流量感応型トリガーはもはや可能ではないが、し
かしながらトリガーレベルは必要な低圧のために高めら
れ、それにより圧力依存型トリガーは著しく高感度とな
る。
【図面の簡単な説明】
【図１】本発明による吸気装置の一実施例の構成配置図
である。
【図２】種々異なった患者ガス流量に依存するトリガー
レベルの特性線図である。
【符号の説明】 １　　通風機 ２　　ガス供給部 ３　　吸気管 ４　　導管 ５、８　　流量計 ６、９　　調節弁 ７　　呼気管 １０　　圧力計 ２０　　制御装置 ２１、２２、２３、２４、２５、３１、３２　　導線４
１、４２、４３、５１、６２、６４　　導線３０、４０
　　増幅器 ６１　　出力導線 ６３　　ダイオード １００　　トリガー装置

Claims (9)

    【特許請求の範囲】
  1. 【請求項１】　　人間または動物の呼吸路に接続するた
    めの吸気管（３）および呼気管（７）と、吸気管（３）
    内に配設され吸気管（３）を通るガス流量を調整可能な
    第１の弁（６）と、呼気管（７）内に配設され呼気管（
    ７）を通るガス流量を調整可能な第２の弁（９）と、吸
    気相と呼気相とを有する呼吸サイクルを生成可能であり
    調整可能なバイパスガス流量が生成されるように呼気相
    の期間中第１の弁（６）が開き続けるように両弁を操作
    する制御装置（２０）と、呼気圧を決定するための少な
    くとも１つの圧力計（１０）と、呼気相の期間中に呼気
    管内圧力が予め定め得る値以下に下回った際には新たな
    吸気相を惹き起こすトリガー装置（１００）とを備えた
    吸気装置において、患者ガス流量を決定するための少な
    くとも１つの流量計（５、８）が設けられ、呼気管内圧
    力の予め定め得る値が決定された患者ガス流量に依存し
    て変えられることを特徴とする吸気装置。
  2. 【請求項２】　　予め定め得る値は、患者ガス流量が患
    者によってなくされるかまたはその逆になる場合には、
    さらに負になることを特徴とする請求項１記載の吸気装
    置。
  3. 【請求項３】　　予め定め得る値はトリガー感度を考慮
    することを特徴とする請求項１または２記載の吸気装置
    。
  4. 【請求項４】　　予め定め得る値の正の最大変化量は、
    ΦＥＸＳＰ＝ΦＩＮＳＰの場合のトリガー感度の値より
    も大きいかまたは等しいことを特徴とする請求項１ない
    し３の１つに記載の吸気装置。
  5. 【請求項５】　　流量計（５、８）は測定された流量に
    応じて電気信号を発生し、圧力計（１０）は呼気管内の
    現在圧力に相当する電気信号を発生し、予め定め得る値
    は同様に電気信号として与えられることを特徴とする請
    求項１ないし４の１つに記載の吸気装置。
  6. 【請求項６】　　全ての電気信号は電圧であることを特
    徴とする請求項５記載の吸気装置。
  7. 【請求項７】　　ガス流量に相当する電気信号は第１の
    増幅器（３０）へ与えられ、この第１の増幅器（３０）
    の出力信号はトリガー感度用の電気信号と共に第２の増
    幅器（４０）へ与えられ、この第２の増幅器（４０）の
    出力信号は第１の差動増幅器（６０）の一方の入力端へ
    与えられ、この第１の差動増幅器（６０）の他方の入力
    端には呼気管内圧力に相当する電気信号が印加されるこ
    とを特徴とする請求項５または６記載の吸気装置。
  8. 【請求項８】　　第２の増幅器（４０）と第１の差動増
    幅器（６０）との間には第２の差動増幅器（５０）が接
    続され、この第２の差動増幅器（５０）の他方の入力端
    にはＰＥＥＰに相当する電気信号が印加されることを特
    徴とする請求項７記載の吸気装置。
  9. 【請求項９】　　第１の増幅器（３０）の増幅率（ｋ）
    は調整可能であることを特徴とする請求項７または８記
    載の吸気装置。
JP35304991A 1990-12-20 1991-12-18 吸気装置 Expired - Fee Related JP3220201B2 (ja)

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