JPH07265428A - 呼吸ガス装置 - Google Patents

呼吸ガス装置

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JPH07265428A
JPH07265428A JP7066540A JP6654095A JPH07265428A JP H07265428 A JPH07265428 A JP H07265428A JP 7066540 A JP7066540 A JP 7066540A JP 6654095 A JP6654095 A JP 6654095A JP H07265428 A JPH07265428 A JP H07265428A
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Abstract

(57)【要約】 【目的】 呼吸量の変更可能な、かつまた患者の自発呼
吸用の起動が可能な呼吸ガス装置を提供する。 【構成】 呼吸ガス装置２が呼吸回路４と、制御ガス装
置８と、圧力伝達ベローズ装置６とを有しており、ベロ
ーズ装置６が第１スペース２０を介して呼吸回路４と、
また、第２スペース２２を介して制御ガス装置８と接続
されている。出口弁２６が呼気段階終期に調整されて第
１と第２のスペース間の圧力差が最小化されると、呼吸
回路４が直ちに応動して、次の吸気段階が開始される。
圧力差の最小化により、患者による自発呼吸の試みに即
時に応動することも可能になる。

Description

【発明の詳細な説明】
【０００１】
【産業上の利用分野】本発明は、呼吸ガス装置、特に麻
酔装置、それも、患者への、かつまた患者からの呼吸ガ
スを送る呼吸回路と、この呼吸回路内の圧力を測定する
圧力計と、呼吸回路内の呼吸ガス流を制御する制御ガス
装置と、圧力伝達ユニットとを有しており、この圧力伝
達ユニットが、制御ガス装置に接続された第２スペース
と、可動体とを有し、この可動体が第２スペースから第
１スペースを分離し、それにより第１スペースの容量
は、第２スペースの容量が減少すると増大し、かつまた
その逆も可能であり、それによって圧力変化が制御ガス
装置と呼吸回路との間に伝達される形式の装置に関する
ものである。
【０００２】
【従来の技術】ＳＥ−Ｂ−４４３ ７２２号明細書には
公知の一呼吸ガス装置が記載されている。この装置は、
麻酔装置であり、患者に接続される呼吸回路と、袋・び
ん装置と、呼吸回路内の呼吸ガス流量を制御する制御ユ
ニットとを有している。袋・びん装置は、容器内に配置
されたベローズから成り、これによりベローズ内部は呼
吸回路に接続され、ベローズと容器壁との間の空間は制
御ユニットに接続されている。吸気段階が始まると、制
御ユニットは制御ガスをベローズと容器との間の空間へ
供給する。この空間内の圧力がベローズ内の圧力を超え
ると、ベローズは圧縮され、呼吸ガスが患者へ送られ
る。吸気段階の後には呼息段階が続く。呼気段階中、呼
吸ガスは、ベローズと容器との間の空間から吐出され
る。これにより、呼吸回路内とベローズ内との相対過剰
圧力が生じる。このため、ベローズは膨張し、呼吸ガス
が患者の肺から流出できる。この過程が各呼吸サイクル
で反復される。
【０００３】この種の麻酔装置の場合、麻酔医は、通
例、呼吸量、すなわち患者が各呼吸時に受取る呼吸ガス
量を予め設定する。この先行技術による麻酔装置の場
合、この設定は、容器内部でのベローズの２つの終位置
間での運動を制限することによって行なわれる。吸気
時、ベローズが圧縮されると、２つの終位置間でのベロ
ーズ容量に相応する量が患者の肺に送入される。このよ
うな呼吸量設定の場合、患者が麻酔位置に接続された後
には、呼吸量の変更は容易ではない。このため、スタッ
フには各患者に適切な設定を確実に行なう大きな要求が
課せられる。誤った呼吸量が設定されても、それを検知
する警告システムが欠けているからである。加えて、ベ
ローズに両終位置を占める時間を与えるには、吸気と呼
気の段階をいずれも十分に長くせねばならない。
【０００４】この先行技術による麻酔装置の別の欠点
は、患者が自発呼吸できない点である。つまり、呼吸は
すべて患者に対し強制的に行なわれる。特に、患者が意
識を失うさい、もしくは意識を回復するさいには、概し
て自発呼吸しようとする。強制呼吸が、この自発呼吸と
同時に行なわれない場合、患者には著しい苦痛が与えら
れる。
【０００５】こうした問題は、部分的には、別の先行技
術による麻酔装置、すなわちサーボ麻酔サークル９８５
により解決されている。この装置はジーメンスエレマＡ
Ｂ，ＡＧ０７９１ ０．５，１９９１年７月発行の操作
マニュアルＰ．１：６〜１：７に記載されている。この
麻酔装置も、呼吸回路と、圧力伝達ベローズと、制御装
置とを有している。しかしながら、呼吸量の調整は、既
述の麻酔装置と全く異なる。すなわち、ベローズの運動
を制限するのではなく、ベローズと容器との間の空間へ
の制御ガス流量を調整することにより、呼吸量を制御す
るのである。この空間には、予め設定された吸気持続時
間の間、制御ガスが送られる。この流量と吸気持続時間
により、患者へ強制される呼吸量が決定される。
【０００６】この公知装置の場合、自発呼吸を試みるさ
いには患者自らも吸気段階を起動できる。
【０００７】しかしながら、この公知装置では、既述の
問題術すべてが解決されるわけではない。既述の先行技
術による麻酔装置は双方とも、ベローズと容器との間の
空間が、吸気段階の開始時に十分な制御ガスを充填し
て、前記空間内の圧力をベローズ内の圧力まで昇圧せね
ばならない。この段階に達するまで、ベローズは圧縮さ
れることができない。したがって、実際の吸気開始には
間に合わない。このことは、吸気段階が患者の吸気の試
みにより命令又は起動されるか否かには無関係である。
【０００８】制御ガスが、後者の公知麻酔装置の場合に
は、予め設定された吸気持続時間にわたり加えられるだ
けなので、呼吸量が変化すれば、最悪の場合には、目標
呼吸量を下回ることになる。
【０００９】
【発明が解決しようとする課題】本発明の１つの目的
は、冒頭に述べた種類の呼吸ガス装置の場合に、前述の
欠点を除去することにある。
【００１０】
【課題を解決するための手段】この目的は、本発明によ
れば次のようにすることにより解決された。すなわち、
呼吸ガス装置が、第２スペースと制御装置との圧力を測
定する付加圧力計を備え、前記制御装置が圧力計と付加
圧力計とに接続され、これによって制御ガス装置が測定
ガス圧に応じて制御され、その結果、第２スペースと呼
吸回路との間の圧力差が呼吸完了後に最小化されるよう
にしたのである。
【００１１】呼気段階の最終期の圧力差調整により、第
２スペースには、患者に強制される呼吸ガスの、次の吸
気段階開始時に駆動ガスを充填する必要がなくなる。し
たがって、新しい制御ガスが第２スペースに供給される
と、患者への呼吸ガス流量に即時に反応する。このこと
によって、また、複数の他の利点が得られる。先行技術
のこの種の呼吸ガス装置、すなわち圧力伝達ユニットで
は、少数の操作モードしか可能ではない。原則として、
可能なのは、呼吸ガス設定呼吸量を患者に放出する流量
の制御及び維持のみである。これらの操作モードに加え
て、圧力伝達ユニットなしで操作される通気・人口呼吸
器と関連して、複数の他のモードも公知である。これら
公知操作モードのうちの２つが、圧力制御と圧力維持で
ある。この２つの操作モードは、先行技術の麻酔装置
（もしくは、圧力伝達ユニットを利用する何らかの呼吸
装置）では利用できない。しかし、本発明による呼吸ガ
ス装置は、先行技術による装置に勝る機能を有している
ため、通気・人工呼吸器技術全体において公知のあらゆ
る操作モードが利用可能である。これは、圧力伝達ユニ
ット内での呼吸回路と第２スペースとの間の圧力差が、
既述の形式で調整されるからである。
【００１２】呼気後の圧力差を最小化する１つの効果的
な形式は、本発明によれば、次のようにすることにより
達せられる。すなわち、制御ガス装置が調節可能な出口
弁を有するようにし、この出口弁を介してガスが第２ス
ペースから放出され、制御装置が、呼気段階の終期に出
口弁を制御することにより第２スペースと呼吸回路との
圧力を等化するようにするのである。
【００１３】本発明の一改良点は、呼吸回路を、呼吸ガ
スの再呼吸用のガス流閉循環路とすることによって達せ
られる。
【００１４】麻酔装置と接続される呼吸回路用には、多
くの原理が公知である。最も経済的な呼吸回路は、再呼
吸循環路である。再呼吸循環路の場合、患者が吐出した
呼吸ガスの大部分は、直ちに次の吸気に再利用される。
二酸化炭素はフィルタにより除去され、一定量の新しい
ガスがガス源から補給され、酸素及び麻酔剤の吸入分が
補償される。
【００１５】これと関連して有利な措置は、圧力逃がし
弁を、患者の調節可能の最大呼吸圧で呼吸回路からガス
を放出するために、呼吸回路内に組込んでおくことであ
る。
【００１６】麻酔時には、呼吸回路内に３ｃｍのＨ2Ｏ
の過圧を、通常、受容可能である。圧力がこれ以上増大
すると、圧力逃がし弁が開かれ、過剰圧力が逃がされ
る。前記最大過圧とは異なる最大過圧が適する患者も存
在する。
【００１７】更に、可動体が、先行技術におけるよう
に、円筒形容器内部に配置されたベローズから成るよう
にし、それによりベローズ内部に第１スペースが形成さ
れ、ベローズと容器との間に第２スペースが形成される
ようにするのが有利である。
【００１８】呼吸ガス装置は、更に本発明により次のよ
うにすることにより改善される。すなわち、レベルセン
サを容器内に配置し、ベローズがその最大膨張位置から
所定間隔だけ離れた時にセンサ信号を発するようにする
のである。
【００１９】このようにすることにより、出口弁の調整
によって、呼気段階開始時に完全に開弁するようにさ
れ、可能な最大限度まで呼気が容易にされる。呼吸段階
の終りにベローズがその終位置に近づくと、センサが制
御装置へ信号を送り、制御装置が直ちに出口弁の調整を
開始し、第１スペースと第２スペースとの圧力差を最小
化する。
【００２０】自発呼吸用の効果的な起動機能は、呼吸ガ
ス装置に組込んでおくのが有利である。したがって、呼
吸回路は吸気ラインと呼気ラインを有するようにし、圧
力計は呼気ライン内に、また流量計は、呼気ラインに配
置し、制御装置に接続しておき、呼気ライン内のガス流
量が測定されるようする。制御装置は、圧力計、付加圧
力計、流量計からの測定値にもとづき、患者が吸気を試
みている否かを検出し、制御ガス装置を制御して吸気段
階を開始させる。
【００２１】
【実施例】以下で本発明による呼吸ガス装置を図示の一
実施例につき説明する。
【００２２】呼吸ガス装置２は、呼吸回路４と、圧力伝
達ベローズ装置６と、制御ガス装置８とを有している。
呼吸回路４は、また、呼吸ガスから二酸化炭素を除去す
るＣＯ2 吸着剤１０と、患者に呼吸ガスを送る吸気ライ
ン１２と、患者から呼気を流す呼気ライン１４とから成
っている。第１圧力計１５は呼気ライン１４に配置さ
れ、呼吸回路４内の圧力を測定する。
【００２３】圧力伝達ベローズ装置６は、容器１８内に
配置されたベローズ１６を有し、これにより、呼吸回路
４に接続された第１スペース２０がベローズ１６内に形
成され、かつまた、制御ガス装置８に接続された第２ス
ペース２２がベローズ１６と容器１８との間に形成され
る。圧力は、ベローズ１６が容器１８内で膨張したり収
縮したりする場合に、第１スペース２０と第２スペース
２２との間を伝達される。第１スペース２０は呼吸回路
４に接続されており、第１圧力計１５は、間接的に第１
スペース２０内の圧力をも測定する。
【００２４】制御ガス装置８は、第２スペース２２へ制
御ガスを供給する制御ガスユニット２４と、第２スペー
ス２２から排出される制御ガスの通過する出口弁２６
と、制御ガスユニット２４及び出口弁２６の双方を制御
する制御装置２８と、制御ガス装置８内の圧力を測定
し、したがって間接的に第２スペース２２内の圧力を測
定する第２圧力計３０とを有している。
【００２５】圧力計１５，３０は制御装置２８に接続さ
れており、制御装置２８は、とりわけ、第１スペース２
０と第２スペース２２との圧力差にもとづいて出口弁２
６を調整する。
【００２６】呼吸ガス装置２は、以下の原則により操作
される。吸気を患者に強制せねばならない場合、制御装
置２８が出口弁２６を完全に閉弁し、制御ガスユニット
２４を調整して、所定制御ガス流量が、所定吸気持続時
間にわたり第２スペース２２へ送られるようにする。最
大膨張位置に在るベローズ１６が、これにより圧縮さ
れ、呼吸ガスが第１スペース２０から流出する。
【００２７】呼吸回路４内では、呼吸ガス流の方向が、
吸気ライン１２内に配置された第１逆止め弁３２と、呼
気ライン１４内に配置された第２逆止め弁３４とにより
制御される。呼吸ガスは、したがって、ＣＯ2吸着剤１
０を介して呼気ライン１２へ入り、患者に達する。
【００２８】吸気段階の終期に制御ガスユニット２４が
第２スペース２２への制御ガス供給を停止すると、圧力
平衡が第１スペース２０と第２スペース２２との間に生
じる。ベローズ１６は圧縮されて、特定呼吸量（制御ガ
スの所定流量と吸気持続時間による）が呼吸回路４と患
者の肺とに強制吸気させる。圧力平衡が発生すると、呼
吸ガスは、吸気ライン１２を通過するのを止める。
【００２９】原則として、吸気ガス装置２の制御が行な
われることにより、圧力平衡状態が、短時間、すなわち
吸気の休止の間だけ維持される。
【００３０】吸気の休止期の利用、不利用とは無関係
に、呼気段階は、出口弁２６が制御装置２８により開弁
されることにより開始される。出口弁２６は、ほぼ完全
に開弁され、それにより呼気が容易にされる。第２スペ
ース２２内の制御ガスは、その場合、出口弁２６を通っ
て流出し始め、ガス排気ユニット３６へ達する。
【００３１】第２スペース２２内の圧力が降下すること
により、いまや呼吸回路４と第１スペース２０とに相対
過圧が生じるため、ベローズ１６が膨張し始める。患者
へ供給される呼吸ガスは、いまや第２逆止め弁３４を通
過して呼気ライン１４へ流れ、ベローズ１６に充填され
る。
【００３２】容器１８に配置された位置センサ３８は、
ベローズ１６が呼気段階終期にその最大膨張位置に接近
し始めると、それを検知する。位置センサ３８は、制御
装置２８に接続されている。制御装置２８は、ベローズ
１６がその終位置に近いことを示す信号を位置センサ３
８が発すると、出口弁２６の調整を開始する。出口弁２
６の調整は、圧力計１５，３０により測定された圧力に
もとづいて行なわれ、第１スペース２０と第２スペース
２２との圧力差の最小化が目的である。かくして、呼気
段階終期には既に両スペース２０，２２内には等圧が支
配することになる。
【００３３】両スペース２０，２２間の圧力差が最小化
されると、呼吸ガスは、次の呼吸段階に制御ガスが再び
第２スペース２２に供給されると直ちに、患者に供給さ
れる。これは、第２スペース２２内に極く僅かの過圧が
生じても、ベローズ１６は収縮し始め、それにより呼吸
ガスが押出されるためである。言いかえると、呼吸回路
４は、制御ガスが第２スペース２２から供給又は排出さ
れると、直ちに応動するということである。
【００３４】この点が、公知呼吸ガス装置との大きな相
違点である。公知の装置の場合、第２スペースに先ずガ
スを充填して、第１スペース内に等圧が支配するように
し、然る後に呼吸回路が応動を開始するのである。
【００３５】圧力勾配が最小化されることで、また、強
制吸気へと迅速に反応すること以外の効果も得られる。
圧力伝達ベローズ装置６なしに患者に通気する場合、圧
力伝達ベローズ装置６が呼吸ガス装置に備えられている
場合には利用できない処置、たとえば圧力制御モード又
は圧力維持モードが利用できる。圧力制御モードでは、
患者の肺は、強制的な設定呼吸ガス圧を全吸気段階全期
にわたって受けることになる。圧力維持モードでは、患
者が吸気段階を起動する度に、（別の）設定呼吸ガス圧
が患者に与えられる。これは、麻酔後に意識を回復しつ
つある患者にとって適切なモードである。
【００３６】呼気段階の終期に第１と第２のスペース２
０，２２間の圧力差が最小化される結果、本発明による
呼吸ガス装置２は、どの公知モードでも操作可能であ
る。呼吸回路４が、制御ガス装置８に迅速に応動するか
らである。特に、この装置２は、通気・人工呼吸器技術
において用いられる公知モードのいずれによっても操作
可能である。前記操作モードに加えて、この呼吸ガス装
置２は、特に流量制御モード、流維持モード、圧力調整
流量制御モード（ＰＲＶＣ）に適している。
【００３７】呼吸ガス装置２は、したがって、また自発
呼吸を試みようとする患者の補助に使用することもでき
るように構成されている。患者による吸気の試みは、そ
の場合、制御ガス装置８による吸気段階の起動を生じさ
せる。吸気の試みを確認するために、制御装置２８は、
呼気ライン１４内に配置された流量計４０に接続されて
いる。呼気の間、ガス流は流量計４０を通過する。患者
が吸気を試みると、第２逆止め弁３４は呼気ライン１４
内のガス流をブロックし、流量計４０はガス流の不在を
検知する。それにより吸気が実施される。後述のよう
に、新鮮ガスが連続供給されると、患者が吸気を試みる
と、呼気ライン１４を通るガス流の減少を検出する。制
御装置は、患者が吸気を試みるか否かについて、より信
頼のおける検知が可能となるように、圧力計１５，３０
により測定された圧力を利用することもできる。
【００３８】患者は酸素を消費し、ある場合には、麻酔
ガスをも消費するので、呼吸回路４内には新気を補給す
る必要がある。この補給は、新鮮ガス源４２から行なわ
れる。新鮮ガスは新鮮ガスライン４４を介して吸気ライ
ン１２へ送られる。呼吸回路４で過剰正圧が生じるのを
防止するため、呼気ライン１４内には圧力逃がし弁４６
が設けられている。圧力逃がし弁４６は、大気圧を上回
る調節可能の過圧時に、有利には３ｃｍＨ2Ｏ の過圧時
に開弁し、余剰ガスを出口弁２６から吐出するように構
成されている。この余剰ガスの放出は、主として呼気段
階中に行なわれる。ガスは、また別個の排出ユニットへ
放出することもできる。その場合には、すべてのガスに
対し１つ排気ユニットが必要となるだけであるから、圧
力差の最小化が容易となる。
【００３９】図示の実施例の場合、呼吸回路４は戻し呼
吸循環路を有するように示されている。この循環路で
は、呼吸ガスは、二酸化炭素を除去された後、直ちに再
使用される。呼吸回路４は、また、圧力伝達ベローズ装
置を利用するいくつかの他の公知呼吸循環形式、たとえ
ばベイン（Ｂａｉｎ）・システムから成るようにするこ
ともできる。このシステムでは、ＣＯ2 吸着剤は用いら
れず、新鮮ガス流量を多くして二酸化炭素の過剰な再呼
吸が防止される。
【００４０】制御ガス装置８は、一体化された装置、又
は数個のユニットを接続した形式から成るようにするこ
とができる。
【図面の簡単な説明】
【図１】本発明による呼吸ガス装置の一実施例の回路
図。
【符号の説明】
２ 呼吸ガス装置 ４ 呼吸回路 ６ 圧力伝達ベローズ装置 ８ 制御ガス装置 １０ ＣＯ2 吸着剤 １２ 吸気ライン １４ 呼気ライン １５ 第１圧力計 １６ ベローズ １８ 容器 ２０ 第１スペース ２２ 第２スペース ２４ 制御ガスユニット ２６ 出口弁 ２８ 制御装置 ３０ 第２圧力計 ３２ 第１逆止め弁 ３４ 第２逆止め弁 ３６ ガス排出ユニット ３８ 位置センサ ４０ 計量計 ４２ 新鮮ガス源 ４４ 新鮮ガスライン ４６ 圧力逃がし弁

Claims (7)

    【特許請求の範囲】
  1. 【請求項１】 呼吸ガス装置（２）であって、患者へ
    の、かつまた患者からの呼吸ガスを送る呼吸回路（４）
    と、呼吸回路（４）内の圧力を測定する圧力計（１５）
    と、呼吸回路（４）内の呼吸ガス流を制御する制御ガス
    装置（８）と、圧力伝達ユニット（６）とを有してお
    り、前記圧力伝達ユニット（６）が、制御ガス装置
    （８）に接続された第２スペース（２２）と、可動体
    （１６）とを有し、この可動体（１６）が第２スペース
    （２２）から第１スペース（２０）を分離し、それによ
    り第１スペース（２０）の容量は、第２スペース（２
    ２）の容量が減少すると、増大し、かつまたその逆も可
    能であり、それによって圧力変化が制御ガス装置（８）
    と呼吸回路（４）との間に伝達される形式のものにおい
    て、第２スペース（２２）と制御装置（２８）との圧力
    を測定する付加圧力計（３０）が備えられ、前記制御装
    置（２８）が圧力計（１５）と付加圧力計（３０）とに
    接続され、これによって、制御ガス装置（８）が測定ガ
    ス圧に応じて制御され、その結果、第２スペース（２
    ２）と呼吸回路（４）との間の圧力差が、吸気完了後に
    最小化されることを特徴とする呼吸ガス装置。
  2. 【請求項２】 制御ガス装置（８）が、第２スペース
    （２２）からガスを放出させる調節可能の出口弁（２
    ６）を有し、制御装置（２８）が、呼気の終了段階で出
    口弁（２６）を制御し、それにより第２スペース（２
    ２）と呼吸回路（４）との間の圧力を等化することを特
    徴とする、請求項１記載の装置。
  3. 【請求項３】 呼吸回路（４）が、呼吸ガスの再呼吸用
    ガス流閉回路であることを特徴とする、請求項１又は２
    記載の装置。
  4. 【請求項４】 呼吸回路（４）へ新しい呼吸ガスを供給
    する新鮮ガス源（４２）が備えられ、かつまた患者の調
    節可能な最大呼吸圧で呼吸回路（４）から吐出ガスを逃
    がす圧力逃がし弁（４６）が呼吸回路（４）内に配置さ
    れていることを特徴とする、請求項３記載の装置。
  5. 【請求項５】 可動体が、円筒容器（１８）内に配置さ
    れたベローズ（１６）を有しており、これにより、ベロ
    ーズ（１６）の内部には第１スペース（２０）が形成さ
    れ、ベローズ（１６）と容器（１８）との間のスペース
    が第２スペースを形成することを特徴とする、請求項１
    から４までのいずれか１項に記載の装置。
  6. 【請求項６】 ベローズ（１６）がその最大拡張位置か
    ら所定距離のところに来ると、センサ信号を発するレベ
    ルセンサ（３８）が容器（１８）に備えられていること
    を特徴とする、請求項５記載の装置。
  7. 【請求項７】 呼吸回路（４）が吸気ライン（１２）と
    呼気ライン（１４）とを有しており、圧力計（１５）が
    呼気ライン（１４）内に配置され、流量計（４０）が、
    呼気ライン（１４）内に配置され、かつ制御装置（２
    ８）に接続されており、これにより呼気ライン（１４）
    内のガス流量が測定され、更に、制御装置（２８）が、
    圧力計（１５）と、付加圧力計（３０）と、流量計（４
    ０）とからの測定値にもとづいて、患者が吸気を試みて
    いるか否かを検知し、制御ガス装置（８）を制御し、吸
    気段階を開始させることを特徴とする、請求項１から６
    までのいずれか１項に記載の装置。
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