(57)【特許請求の範囲】
【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（２２）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）の圧力を測定する付加圧力計（３０）と、制御装置（２８）とが備えられ、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（２２）と呼吸回路（４）との間の圧力差が、呼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。
【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（２６）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（２２）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。
【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。
【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。
【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。
【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。
【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（２８）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（４０）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。
【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気段階が続く。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ＡＢ，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スペースの圧力を測定する付加圧力計３０と、制御装置２８とを備え、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気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ために、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。呼気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２０と第２スペース２２との圧力差にもとづいて出口弁２６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１０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。この時、ベローズ１６は十分圧縮されていて、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れている。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。患者へ供給された呼吸ガスは、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３８が発すると、出口弁２６の調整を開始する。出口弁２６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２０，２２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２８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
【図１】
0003542658.tif 000002