JPH07265427A - 肺内の空気流量および空気圧を調整する換気装置−呼吸器 - Google Patents

肺内の空気流量および空気圧を調整する換気装置−呼吸器

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Abstract

(57)【要約】 【目的】 最適な換気モードで動作する換気装置−呼吸
器を提供する。 【構成】 圧力ゲージと、記憶装置と、吸気フェーズ中
の空気圧を集計する積分器と、圧力値と気量値との関係
から肺の開放圧力を求めるために記憶装置と接続された
計算装置とを有する。

Description

【発明の詳細な説明】
【０００１】
【産業上の利用分野】本発明は、肺内の空気流量および
空気圧を調整する換気装置−呼吸器に関し、前記装置
は、肺の空気圧を求める圧力ゲージと、肺への空気供給
量を求める気量決定装置とを有している。
【０００２】
【従来の技術】健康な肺において、空気は吸気（吸息）
の間、気道および気管支を通して肺の肺胞に到達する。
ガス交換は肺胞で行われるので血液に酸素が摂取され、
二酸化炭素は同時に肺胞で空気に移送される。呼気（呼
息）の間、二酸化炭素で満たされた空気は肺から抜か
れ、新鮮な空気の導入を可能にする。健康な肺は大きな
コンプライアンス、つまり柔軟性を有するので、肺内の
空気圧が過度に増加することなく、人が呼吸をする度に
比較的大きな空気量を吸入することができる。効果的な
酸素と二酸化炭素の交換は、心臓の負荷および身体への
生命に必要な酸素の供給に対し重要である。ガス交換が
損なわれるようになると、心臓は肺を介してより多くの
血液を送り出さなければならないので、心臓の負荷が増
加する。
【０００３】障害や疾患において、肺機能は生命を脅か
す状態が生じる程度に悪影響を受けることがある。たと
えば、肺胞が虚脱し、肺の毛細血管での肺胞および血液
における空気間の重要なガス交換を損ない、最悪の場合
阻害することがある。または肺のコンプライアンスが低
下し、呼吸の度に不十分な空気量を吸入することがあ
る。損傷した肺を換気装置−呼吸器に接続することが患
者の生命を維持するのに必要なことがある。換気装置−
呼吸器は、肺胞を拡げるのに全く十分な空気圧を肺に与
えることができ、十分な肺の開放と開放の維持は、B.La
chmannによる”Open up the lung and keep the lung o
pen ”Intensive Care Medicine(1992) 18:319-321と表
題付けされた文献に記載されている。肺胞を拡げるため
に比較的高圧の空気を肺に供給しなければならないのに
対し、一度拡げられた肺胞の開放を維持するために、換
気装置−呼吸器による呼吸期間中はずっと低い圧力が必
要になる。同時に強制呼吸において、高圧および／また
は大量の呼吸ガスの下では、特に同時に肺のコンプライ
アンスが不十分であると肺外傷のリスクが増加する（気
圧外傷および／または気量外傷）。
【０００４】この状況での別の側面は、換気装置−呼吸
器を接続された患者から、正常な自発呼吸が開始される
前に所定の時間内に装置を取り外さなければならないこ
とである。高い絶対圧力、大きな圧力変化、および／ま
たは空気／呼吸の大きな気量変化を伴う不必要な重い負
荷が肺にかからないように強制呼吸を実施すると、必要
な取外し時間をかなり短くすることができる。また、肺
に外傷を与えない治療は治癒を促進させ、このことは患
者に対し明らかに好適なものである。より早期の治癒
は、たとえば寝台が非常に高価な集中治療において際立
った経済的利益をもたらす。
【０００５】現代の換気装置−呼吸器は、肺内にある種
の正圧の形態を作り出すことにより肺の開放を完全に維
持する様々な換気原理により動作する。このことは、呼
気終端で肺内に正圧（内在性ＰＥＥＰ）を生じさせるた
めに、たとえば正の終端呼気圧（ＰＥＥＰ）を生成する
換気装置を有することにより、または呼気の相対期間を
低減することにより達成することができ、両方法は肺胞
の開放を維持する。第３の選択は、呼吸レートを増加さ
せて肺内の空気の余剰状態を保持させ、肺胞の開放を維
持する正圧を作り出すことである。後者の方法は吸気と
呼気との比率に大きく依存する。
【０００６】医者の患者に対する治療方法の選択を困難
にしている考慮すべき別のファクターは、全ての肺に個
性があり治療に対し様々に反応するという事情であり、
このことは肺の開放圧力および肺の開放を維持するのに
必要な圧力に影響を与える。さらに、支配条件に対する
全ての個々の肺の反応は変化する。したがって、適応す
る治療は、疾患または損傷した肺が治癒しつつある場合
は特に重要である。
【０００７】
【発明が解決しようとする課題】本発明の１つの課題
は、前述の問題を解決し、医療スタッフにとって各患者
の要求に最適な換気モードを利用しやすくする冒頭の換
気装置−呼吸器を提供することである。
【０００８】
【課題を解決するための手段】本発明の課題は、換気装
置−呼吸器がさらに、吸気フェーズの少なくとも一期間
中に求められた空気圧および求められた空気量を記憶さ
せるために圧力ゲージに接続された記憶装置および気量
決定装置と、記憶された圧力測定値と気量測定値との関
係から肺の開放圧力を求めるために、記憶装置と接続さ
れた計算装置とを有し、前記開放圧力で肺のいくつかの
肺胞が膨張する本発明による換気装置−呼吸器により達
成される。
【０００９】肺胞が虚脱した肺において、原理的に強制
吸気の開始時には肺の圧力だけが増加する。この状態で
は肺に供給される気量は限界的である。気量は肺胞が拡
げられると増加し、圧力と気量との関係は健康な肺の通
常の関係に次第に似てくる。肺が満たされるとさらに空
気を供給することはできない。吸気が継続されない限り
圧力は増加しない。開放圧力を記憶値に基づき設定する
ことができる。基本的にこの開放圧力を大半の虚脱肺胞
が膨張し、つまり拡げられる圧力と定義することができ
る。この開放圧力の検知により、医者は各患者に対する
治療形態、特に肺に及ぼされる最低圧力を調整すること
ができる。実際の肺の治療を各呼吸の所定の空気供給量
に基づかせることができる。この空気量は、しばしば肺
が保有できる最大気量よりかなり小さいことがある。
【００１０】ここで、換気装置−呼吸器が計算装置に接
続されたディスプレイ装置、たとえばデジタルディスプ
レイまたはモニターを有し、開放圧力を表示できると好
適である。このことにより医者は、所定の開放圧力を直
接入手し、適宜に適応化した呼吸器官の治療を行うこと
ができる。
【００１１】換気装置−呼吸器の改良は、本発明により
制御装置が計算装置と呼気バルブに接続され、計算装置
で求められた開放圧力に依存して呼気バルブを自動調節
し、周囲の圧力より大きな正の終端呼気圧（ＰＥＥＰ）
が、各呼気フェーズの終端で肺内に維持されることによ
り達成される。
【００１２】このことにより、患者が正の終端呼気圧力
を確実に受ける換気装置−呼吸器の自動調節制御が達成
され、前記終端呼気圧力は肺に対する不必要な外傷を防
止するように十分に低く、しかも最適な肺機能が保証さ
れるように十分に高いものである。
【００１３】この関係において、開放圧力の所定のパー
セント、たとえば開放圧力の６０−１００％で肺の最低
の終端圧力を設定すると好適である。
【００１４】換気装置−呼吸器の改善は、本発明により
換気装置−呼吸器が、呼吸サイクル毎の吸気フェーズの
期間中に前に求められた空気量を肺に供給し、記憶装置
が、呼吸サイクル毎の吸気フェーズ終端での肺の圧力を
記憶し、計算装置が、前に求められた空気量が肺に供給
される場合に肺に生じる相対圧力増加分を求め、所定の
数の呼吸サイクルにわたって相対圧力増加分が減少して
いるのか、増加しているのか、または不変であるのかを
決定することにより達成される。
【００１５】一度肺胞が拡げられると患者は、肺が保持
できる最大気量と比較して、通常かなり少ない気量で換
気される。しかし、これらの少ない気量での圧力でさえ
も肺の状態に影響される。たとえば、肺が癒されると、
供給されたガスの気量の圧力は呼吸の度に減少する。こ
のことは、新しい肺の状態に適合する新しいＰＥＥＰを
求めるために、新しい開放圧力の決定を実行できること
を意味する。吸気フェーズの終端での圧力は、供給され
た空気量と肺の状態とに依存するので、新しいＰＥＥＰ
を求めるのに開放圧力の完全に新しい評価は必要ない。
代わりに換気装置−呼吸器は、所定のＰＥＥＰ値を伴う
治療の開始時に、供給される空気量により生じる圧力増
加分が再び現れるまで、自動的にＰＥＥＰを減少させる
ことができる。換言すると、換気装置−呼吸器は、絶対
圧力（つまりＰＥＥＰ）を変化させることにより各呼吸
に対する所定の相対圧力−気量曲線の維持に努める。し
たがって、相対圧力−気量曲線は、圧力−気量の特性関
係図において圧力軸に沿って置き換えられる。
【００１６】代替的に、または補足的に、換気装置−呼
吸器を、計算装置が所定の間隔での開放圧力を求めるよ
うに構成することができる。この開放圧力は、前述のよ
うに肺の健康状態に依存して変化する。したがって、圧
力は常に可能な限りの低圧を維持し、肺に対する外傷を
防止する。
【００１７】換気装置−呼吸器を、ディスプレイ装置が
開放圧力に基づく適度なＰＥＥＰを表示するように適切
に構成することができるので、医者は提案された終端圧
力を設定すべきかどうか判断することができる。また、
ディスプレイ装置を、開放圧力の新しい決定値が正当で
あり、または新しいＰＥＥＰが正当であることを示すの
に用いることができる。
【００１８】原理的に、求められる開放圧力は、肺が開
いているまたは拡げられた時の圧力を称するので、他の
換気原理が用いられる場合の所望の終端圧力として利用
することができる。制御装置により、呼気の持続時間、
吸気と呼気との比率等をディスプレイ装置を介して調節
し、提案することができる。
【００１９】測定圧力値と測定気量値との関係から開放
圧力を求めるには多数の方法がある。１つの方法は、計
算装置により、記憶された空気供給量が所定のしきい値
を超えるときの圧力に開放圧力を設定する本発明により
達成される。
【００２０】前述のように、虚脱肺胞を有する肺の圧力
は、肺に供給される空気量が特に増加することなく、肺
胞が膨張し開放し始めるまで増加する。この状態での空
気供給量は、吸気フェーズの間の圧力に関連してより急
峻に増加し始める。空気供給量に対する適切なしきい値
を設定すると、開放圧力を少なくともいくつかの肺胞が
拡げられる圧力に設定することができる。
【００２１】開放圧力を求める本発明の別の方法は、計
算装置により、開放圧力が次のような圧力に設定され
る。すなわち所定の圧力増加分が、所定の空気量値を超
える空気量増加分を引き起こす圧力に開放圧力を設定す
る。
【００２２】前述と同じ理由で、所定の圧力間隔にわた
って観察すると、肺胞が開放し始めるときの気量増加分
は前の増加分より大きい。わずかな圧力増加分が十分な
気量増加分を生成するところでその圧力を求めると、開
放圧力をこの圧力に設定することができる。
【００２３】開放圧力を求める第３の方法は、計算装置
により、吸気フェーズの所定間隔内、たとえば最小値と
最大値の間で圧力の記憶値と気量とに最適に適合する曲
線を設定し、適合する曲線が所定の気量値、たとえば零
の値と交差する圧力に開放圧力を設定する本発明により
達成される。
【００２４】一度損傷した肺が拡げられるとその肺は、
損なわれたコンプライアンスのため肺への与えられた空
気供給量に対しより大きな圧力増加を必要とするとして
も、健康な肺のように動作する。そこで記憶された圧力
値と気量値の間隔内で曲線を適合させることができ、基
本的に曲線は間隔内の記憶値をたどり、最終的に肺が開
放し始める圧力を求めるのに用いることができる。開放
圧力を求めるための気量値との交点の利用は最適なこと
である。気量に対する適値は零である。気量値は、肺に
供給される気量を称し、常に空気残気量を保有する肺の
空気量でないことに再度注意すべきである。曲線が記憶
値に最大限適合する間隔は、たとえば最小値と最大値と
で決定されることは前に説明した。当然その間隔は、最
小圧力とピーク圧力、またはそれらのどのような組合せ
でも決定することができる。間隔の限界値を、医者（手
動）またはプログラムされた条件に基づく制御装置のど
ちらでも設定することができる。後者の場合、たとえば
小さな圧力変化に対する気量変化を用い得ることがあ
り、つまり間隔を、圧力増加分に対する気量増加分が所
定の限界値より大であるような間隔で設定することがで
きる曲線を記憶値に適合させる１つの好適な方法は最小
二乗法である。
【００２５】計算装置を直線性の曲線と非直線性の曲線
のどちらにも適するように構成することができる。
【００２６】要すると、肺に対する様々な疾患および損
傷で大半の肺胞が虚脱することがある。それ自体が肺を
損傷させ、回復を阻害するおそれのある比較的高い正圧
が肺胞を拡げるのに必要である。呼吸サイクル全体を通
して肺胞の開放を維持するために、呼気フェーズの終端
で正圧がしばしば適用される。本発明による換気装置に
より、肺に対する開放圧力（５８、６６）を肺に供給さ
れた空気圧および空気量に対する測定値から求めること
ができる。換気装置は、前記測定値を記憶し、圧力に対
する測定値と気量に対する測定値との関係から開放圧力
（５８、６６）を求める。求められた開放圧力（５８、
６６）を、医者は呼吸フェーズに対する適切な終端呼気
圧力（ＰＥＥＰ）を設定するのに利用することができ、
または換気装置内の制御装置により適切な終端呼気圧力
を自動的に設定するのに利用することができる。
【００２７】
【実施例】次に本発明による換気装置−呼吸器を添付図
面を参照して詳細に説明する。
【００２８】図１は本発明による換気装置−呼吸器の１
つの実施例を示す。図１の換気装置２は３つのガス連結
部４Ａ、４Ｂ、４Ｃを有し、前記連結部を介して呼吸ガ
スを換気装置２に供給することができる。各ガス連結部
４Ａ、４Ｂ、４Ｃは吸気バルブ６Ａ、６Ｂ、６Ｃを具備
し、各ガスの流量を調整する。１つまたは複数のガス連
結部４Ａ、４Ｂ、４Ｃを呼吸ガス供給中に作動させるこ
とができ、呼吸ガスはたとえば空気および酸素にするこ
とができる。吸気バルブ６Ａ、６Ｂ、６Ｃは、制御線路
８Ａ、８Ｂ、８Ｃを介して調節装置１０により制御され
る。３つの流量計１２Ａ、１２Ｂ、１２Ｃが各ガス連結
部４Ａ、４Ｂ、４Ｃに接続されているので、各ガス連結
部４Ａ、４Ｂ、４Ｃを介する流量は、可能な限り正確に
制御される。各ガス流量に対し求められた値は、測定信
号線路１４Ａ、１４Ｂ、１４Ｃを介して調節装置１０に
送出される。用いられる吸入ガスの成分はミキシングチ
ャンバ１６で混合されて送出される。ガスは吸気の間、
換気装置２から吸気チューブ２２を介して患者の肺に到
達する。第１圧力ゲージ１８は吸気側の空気圧を測定
し、この情報を第１圧力信号線路２０を介して調節装置
１０に送出する。
【００２９】呼気の間患者の肺から呼息されたガスは、
呼気チューブ２４を介して換気装置２に還流され、換気
装置２内で呼気側の圧力は第２圧力ゲージ２６により測
定され、その情報は第２圧力信号線路２８を介して調節
装置１０に送出される。呼気側の呼気流量も第４流量計
３０で測定され、この測定信号は測定信号線路３２を介
して調節装置１０に送出される。換気装置２は制御線路
３６を介して調節装置１０により制御される呼気バルブ
３４を具備し、呼気を制御し呼気の終端で肺内の正圧、
つまりＰＥＥＰを作り出す。調節装置１０は、医者によ
り選択される操作モードに基づいて患者の吸気と呼気を
制御する。ディスプレイ装置３８を用いて、情報たとえ
ば設定値および実測値は、１つまたは複数の表示と棒グ
ラフ、またはモニタ上に示される。また、以下に説明す
るようにディスプレイ装置３８を推奨ＰＥＥＰを表示す
るのに用いることができる。
【００３０】図２は調節装置１０を示すブロック図であ
る。換気装置２内の吸気部および呼気部で測定された圧
力は、記憶装置４０に記憶される。吸気部からの流量測
定値は、信号線路１４Ａ、１４Ｂ、１４Ｃを介して第１
積分器４２に送出され、第１積分器４２で吸入の度に患
者に供給されたガスの気量が計算される。積分は吸気開
始から連続的に実行され、いかなる瞬間においても所定
の瞬間までの供給された全気量および気量変化を求める
ことができる。同様に、呼気側の流量測定値は第２積分
器４４で積分され、供給された空気量に対する値は記憶
装置４０に送出される。肺内のほとんどの肺胞が開放さ
れる開放圧力を計算装置４６で圧力および気量に対し記
憶された値から求めることができる。開放圧力を求める
関数および理論を図３−図５の説明と関連付けて以下に
説明する。全ての測定値はさらに調節装置１０の制御装
置４８に送出される。制御装置４８は換気装置２の全て
の機能を制御する。図に示すように制御装置４８は、制
御線路８Ａ、８Ｂ、８Ｃを介して吸気バルブ６Ａ、６
Ｂ、６Ｃ、および制御線路３６を介して呼気バルブ３４
を特に制御する。記憶装置４０、計算装置４６、および
制御装置４８は、データバスを用いて図に示すように相
互に通信することができる。また１つの信号線路が計算
装置４６からディスプレイ装置３８まで記されており、
開放圧力設定値を表示する。他の設定値や計算されたパ
ラメータもディスプレイ装置３８上に表示させることが
できる。
【００３１】図３に、健康な肺に対する第１呼吸曲線５
０、および多数の肺胞が虚脱し損傷または疾患のある肺
に対する第２呼吸曲線５２を示す。健康な肺では圧力お
よび供給された気量は、曲線５０Ａによる吸気の間に変
化する。曲線５０Ｂは、呼気の間の圧力および抜かれる
気量を示す。疾患のある肺と比較した相違は非常に明白
である。吸気の間の疾患のある肺の圧力、つまり曲線５
２Ａは、供給される気量のいかなる相応の増加も伴わず
に上昇する。これは所定の圧力が肺胞の開放を開始させ
るのに必要であるからである。必要な圧力は決して一定
でなく患者から患者へと各患者で変化する。開放圧力に
影響するファクターは、たとえば虚脱した肺胞のパーセ
ンテージ、虚脱した肺胞の大きさ、および肺のコンプラ
イアンスである。必要な開放圧力に達すると、吸気曲線
５２Ａは健康な肺に対する曲線と基本的に相似である
が、呼気曲線５２Ｂは健康な肺に対するものより長く続
いている。肺胞が開放している場合でも、肺のコンプラ
イアンスは吸気曲線５２Ａに強い影響を与える。不十分
なコンプライアンスは、大きなコンプライアンスを有す
る肺の場合より、気量増加に対しより大きな圧力増加を
伴う平坦な曲線を惹起する。
【００３２】肺胞の各呼気の後の虚脱を放置すると、吸
気の度に肺胞を拡げる必要が生じることとなる。このこ
とは肺に各吸気時の不必要な高い終端圧力、および各呼
吸サイクル中の大きな圧力変動を強いることがある。さ
らに、過剰な空気量が肺に供給されることがある。これ
ら全ての要因は肺を損傷させ、回復を長引かせる。さら
に、患者からの換気装置の取外しがより困難になる。
【００３３】したがって所定の空気量が肺に供給される
場合、肺のピーク圧力および圧力変動を同時に最小に抑
えながら肺胞の開放状態を保持する必要がある。
【００３４】図４に、少なくともいくつかの肺胞が拡げ
られる開放圧力を得る２つの方法を示す。本明細書にお
いて用語”開放圧力”は、全肺胞を確実に拡げるのに必
要な圧力を意味しない。本発明に関し適用される”開放
圧力”は、本発明に従って規定するとむしろ疾患または
損傷した肺の外傷のない治療を可能とし、治癒の経過を
容易にし、または取外しの時間を低減させる圧力であ
る。この開放圧力に基づき、医者は、たとえば呼気フェ
ーズの期間中に適切な終端圧力、つまりＰＥＥＰを設定
することができる。この終端圧力は、次の吸気が始まる
まで肺胞の開放を維持する。
【００３５】２つの説明されるモードを図示するため
に、多数の測定ポイント５４が圧力−気量の図にマーク
されている。マークした測定ポイント５４は、全ての可
能な測定ポイントを示していないが、２つのモードを明
白に図示できる数を選択してある。記憶装置４０による
測定値の記憶を、たとえば相対的に高速のサンプリング
レートでサンプリングすることにより実行することがで
き、マークしたポイント数より多い多数の測定ポイント
を供給し、当然最も適切な開放圧力を検出する可能性を
向上させる。少なくとも２００の測定ポイントが曲線と
の良好な適合度を得るのに適している。
【００３６】第１モードは、少量の空気量を肺に供給す
るだけで肺胞を拡げることができるという事実に基づい
ている。したがって閾値５６が圧力−気量特性関係図に
挿入されている。供給された気量に対する測定値がこの
閾値に達した場合、相応する圧力を開放圧力５８と定め
る。
【００３７】第２モードは、１つの特性曲線を少なくと
もいくつかの測定値に適合させることにより開放圧力に
到達する。その最小気量６０およびピーク気量６２は、
図４の圧力−気量の図に示されており、２つの気量制限
値間の測定値だけが曲線６４に適合している。この場
合、曲線６４を設定間隔に対する最小二乗法により求め
た。ここで、気量軸の零のラインとの適合曲線６４の交
点は、開放圧力６６を示す。
【００３８】求められた開放圧力５８、６６を、ＰＥＥ
Ｐ圧力を設定するのに用いることができる。図５に、与
えられた換気装置の操作モードに伴って、ＰＥＥＰの選
択がどのように肺の機能的残気（容）量（ＦＲＣ）に影
響するかを示す。第１柱６８は、ＰＥＥＰ圧力を求めた
開放圧力の１００％に設定した場合に得られる。第２柱
７０は、ＰＥＥＰを求めた開放圧力の７５％に設定した
場合に得られる機能的残気（容）量を示す。第３柱７２
は、求めた開放圧力の５０％のＰＥＥＰに対するＦＲＣ
を示す。第４柱７４は、２５％のＰＥＥＰに対するＦＲ
Ｃを示し、第５柱は、０％でのＦＲＣを示す。また、異
なるＰＥＥＰ圧力での類似の差異を、肺からの血中（動
脈血）の二酸化炭素（Ｃｏ2 ）および酸素（Ｏ2 ）の分
圧、および他の肺のパラメータに対し示すことができ
る。
【００３９】図６に、２つの別々の換気モードに対する
異なる終端呼気圧力でのＣｏ2 分圧の差異を示す。図の
左方の４つの柱７８、８０、８２、８４は、終端呼気圧
力０、４、８、および１５センチメートルの水柱（ｃｍ
Ｈ2Ｏ ）（大気圧に関して正圧）に対する間欠正圧換
気（ＩＰＰＶ）を対象とする操作モードの結果を示す。
右方の４つの柱８６、８８、９０、９２は、同一の終端
圧力での圧力調整空気量制御（ＰＲＶＣ）を対象とする
操作モードに対する結果を示す。ここで測定は健康な肺
に関して実施された。これは、前述の曲線適合方法によ
り計算された開放圧力が約４ｃｍ Ｈ2Ｏ 、つまり柱８
０、８８であったことを意味している。過剰なＰＥＥＰ
の作用は、双方の換気モードに対して明白である。疾患
／損傷した肺に対しても同様の結果が現れた。
【００４０】肺の開放維持も患者の心臓の負荷の低減に
寄与する。より効果的に動作する肺は、血液と肺胞内の
空気とのガス交換を向上させる。肺を介して流れる血液
量は、より非効率な肺の場合ほど大きいものである必要
はない。肺の灌流に対する低減された要求は当然心臓の
負荷を低減するので、（より非効率な肺の場合ほど）多
くの血液を送り出す必要はない。このことは、集中治療
等における患者にとって特に重要である。より効果的な
ガス交換の別の結果は、患者に供給される空気の組成を
変えることができることである。特に酸素成分を低減す
ることができる。
【００４１】開放圧力を求めるために他の処置を用いる
ことができる。たとえば、非直線曲線を選択した間隔内
で測定値に適合させることができる。さらに、曲線を吸
気サイクルの全ての測定値に適合させることができ、開
放圧力を設定された曲線の導関数から求めることができ
る。さらに、適合する曲線の最小気量と最大気量の制限
値を変化させることができる。その間隔を最小圧力とピ
ーク圧力の形態で、またはそれらの組合せとして設定す
ることができる。開放圧力を求めるための異なるモード
の別の考えられる組合せは、先ず曲線を全ての測定値に
適合させ、導関数がある値を保持する領域を描き、この
領域内で新しい曲線を適合させる。その新しい曲線を図
４の説明と関連して前に説明したように用いることがで
きる。
【００４２】圧力を肺に適合させるために、換気装置２
に適切なＰＥＥＰを自動的に設定し、前述の方法で開放
圧力を定期間隔で求めることもできる。
【００４３】肺は通常、最大肺気（容）量より小さい空
気量で換気される。このことは図７に示されており、開
放圧力を求めるための評価曲線９４、および患者に対す
る治療曲線９６が圧力−気量の図に挿入されている。換
気装置２により圧力が記憶され、空気量が測定されるの
で、ＰＥＥＰの自動自己調整を、開放圧力の決定の反復
の要なくプログラムすることができる。このことは、医
者が各呼吸で患者の受け取るべき空気量、たとえば０．
５リッターを決定した後で、換気装置２が選択された空
気量により生じる圧力増加分を計算してこの圧力増加分
を一定に維持しようとする場合に達成することができ
る。一般に吸気の間の圧力増加は肺の状態にのみ依存す
る。肺が癒されると、治療曲線９６は圧力軸に沿って圧
縮される。終端呼気圧力が低減される場合、治療曲線９
６はその本来の形をとり戻す。原理的に圧力軸上の終端
呼気圧力の位置はシフトする。したがって換気装置が自
動的にＰＥＥＰ値を低減させ、治療曲線９６が本来の形
を維持できると好適である。
【００４４】また、吸気と呼気との比率を求めるために
本来のＰＥＥＰを止め、または持続させる場合、設定さ
れた開放圧力を他の適切な制御パラメータ、たとえば呼
気持続時間を求めるのに使用し、呼気の終端での相応の
ＰＥＥＰを達成することができる。最も際立った点は、
本発明による換気装置−呼吸器により、患者に可能な最
良の呼吸器官疾患の看護を提供する医者の能力を増大さ
せるパラメータが達成される。
【００４５】
【発明の効果】本発明により最適な換気モードで動作す
る換気装置−呼吸器を提供することができる。
【図面の簡単な説明】
【図１】本発明による換気装置−呼吸器の構成図であ
る。
【図２】本発明による換気装置の制御調節システムの一
部のブロック図である。
【図３】健康な肺と疾患のある肺との差異を示す圧力−
気量の線図である。
【図４】本発明により開放圧力を求めることのできる２
つの方法を示す図である。
【図５】肺の機能的残気量に関連する種々の終端圧力間
の差異を示す図である。
【図６】２つの換気原理に対する種々のＰＥＥＰでの血
中のＣｏ2 分圧の変動を示す図である。
【図７】開放圧力を求めるための治療曲線と評価曲線を
示す線図である。
【符号の説明】
１０ 調節装置 １２ 流量計 １８ 第１圧力ゲージ ２６ 第２圧力ゲージ ３０ 流量計 ３４ 呼気バルブ ３８ ディスプレイ装置 ４０ 記憶装置 ４２ 第１積分器 ４４ 第２積分器 ４６ 計算装置 ４８ 制御装置 ５８ 開放圧力 ６４ 適合曲線 ６６ 開放圧力

Claims (13)

    【特許請求の範囲】
  1. 【請求項１】肺の空気圧を求める圧力ゲージ（２６）
    と、肺への空気供給量を求める空気量決定装置（１２
    Ａ、１２Ｂ、１２Ｃ、４２）とを有する肺内の空気流量
    および空気圧を調整する換気装置−呼吸器（２）におい
    て、吸気フェーズの少なくとも一期間中に求められた空
    気圧および求められた空気量を記憶させるために圧力ゲ
    ージ（２６）に接続された記憶装置（４０）および空気
    量決定装置（１２Ａ、１２Ｂ、１２Ｃ、４２）と、記憶
    された圧力測定値と気量測定値との関係から肺の開放圧
    力(５８、６６)を求めるために記憶装置（４０）と接続
    された計算装置（４６）とを有し、前記開放圧力（５
    ８、６６）で肺のいくつかの肺胞が膨張することを特徴
    とする肺内の空気流量および空気圧を調整する換気装置
    −呼吸器。
  2. 【請求項２】開放圧力（５８、６６）を表示するために
    計算装置（４６）に接続されたディスプレイ装置（３
    ８）、たとえばデジタルディスプレイまたはモニターを
    有することを特徴とする請求項１記載の換気装置−呼吸
    器。
  3. 【請求項３】制御装置（４８）は計算装置（４６）と呼
    気バルブ（３４）に接続され、計算装置（４６）で求め
    られた開放圧力（５８、６６）に依存して呼気バルブ
    （３４）を自動調節し、周囲の圧力より大きな正の終端
    呼気圧力（ＰＥＥＰ）が、呼気フェーズの終端で肺内に
    維持されることを特徴とする請求項１または２記載の換
    気装置−呼吸器。
  4. 【請求項４】制御装置（４８）は、開放圧力の所定のパ
    ーセント、たとえば開放圧力（５８、６６）の６０−１
    ００％で肺の最低の終端圧力を設定することを特徴とす
    る請求項３記載の換気装置−呼吸器。
  5. 【請求項５】換気装置−呼吸器が、呼吸サイクル毎の吸
    気フェーズの期間中に前に求められた空気量を肺に供給
    し、記憶装置(４０)が、呼吸サイクル毎の吸気フェーズ
    終端での肺の圧力を記憶し、計算装置（４６）が、前に
    求められた空気量が肺に供給される場合に肺に生じる相
    対圧力増加分を求め、所定の数の呼吸サイクルにわたっ
    て相対圧力増加分が減少しているのか、増加しているの
    か、または不変であるのかを決定することを特徴とする
    請求項３または４記載の換気装置−呼吸器。
  6. 【請求項６】制御装置（４８）は、正の終端呼気圧力を
    変化させることにより、求められた圧力増加分を維持す
    るように努めることを特徴とする請求項５記載の換気装
    置−呼吸器。
  7. 【請求項７】計算装置（４６）は、所定の間隔での開放
    圧力（５８、６６）を求めることを特徴とする請求項１
    から６までのいずれか１項記載の換気装置−呼吸器。
  8. 【請求項８】計算装置（４６）は、記憶された空気供給
    量が所定のしきい値（５６）を超えるときの圧力に開放
    圧力（５８）を設定することを特徴とする請求項１から
    ７までのいずれか１項記載の換気装置−呼吸器。
  9. 【請求項９】計算装置（４６）は、所定の圧力増加分
    が、所定の気量値を超える気量増加分を引き起こす圧力
    に開放圧力を設定することを特徴とする請求項１から７
    までのいずれか１項記載の換気装置−呼吸器。
  10. 【請求項１０】計算装置（４６）は、吸気フェーズの所
    定間隔内、たとえば最小値（６０）と最大値（６２）の
    間で空気圧の記憶値と空気量とに最適に適合する曲線を
    設定し、適合する曲線が所定の気量値、たとえば零の値
    と交差する圧力に開放圧力（６６）を設定することを特
    徴とする請求項１から７までのいずれか１項記載の換気
    装置−呼吸器。
  11. 【請求項１１】計算装置（４６）は、選択された間隔で
    最小二乗法により適合曲線（６４）を設定することを特
    徴とする請求項１０記載の換気装置−呼吸器。
  12. 【請求項１２】計算装置は、直線性の曲線（６４）に適
    することを特徴とする請求項１０または１１記載の換気
    装置−呼吸器。
  13. 【請求項１３】計算装置は、非直線性の曲線（６４）に
    適することを特徴とする請求項１０または１１記載の換
    気装置−呼吸器。
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