(57)【要約】      （修正有）【課題】呼吸訓練経験の少ない健康管理者が操作でき、フル装備のＩＣＵ換気装置として熟練した健康管理者が操作できる換気装置の提供。【解決手段】ニードル弁１４６から一体型ベンチュリ管１４８へのガス供給によって、外気が一体型ベンチュリ管１４８から供給ライン１５２へ流入し、呼気時に呼気弁充填ライン１１４に接続される供給ライン１５２は、予め設定されたＣＰＡＰレベルで気嚢１３０に連続的にガスを供給する。このためＣＰＡＰがかけられている間は、患者１２８は、予め設定されたＣＰＡＰレベルまでだけ呼気ができる。マイクロプロセッサの故障または、停電が発生し、換気装置がバックアップモードに切り替わると、ニードル弁１４６は、換気装置がバックアップモードに切り替わる前に最後に入力された設定を維持する。【選択図】図２
2006297088.tif 000002
【特許請求の範囲】
【請求項１】
電子的に駆動される流量制御弁と、
前記電子的に駆動される流量制御弁を制御するマイクロプロセッサと、
第１の空気力的に駆動される制御弁と、
前記空気力的に駆動される弁を制御するための、第１の空気力的に駆動されるタイミングユニットと、
を含み、
前記電子的に駆動される流量制御弁は第１の時間に作動し、
前記第１の空気力的に駆動される制御弁は第２の時間に作動する換気装置。
【請求項２】
前記第１の空気力的に駆動される制御弁に接続された電子的にセットされる流量制御弁、を有する請求項１記載の換気装置。
【請求項３】
前記電子的にセットされる流量制御弁が、前記電子的に駆動される流量制御弁の作動中にセットされる請求項２記載の換気装置。
【請求項４】
前記電子的に駆動される流量制御弁が複数の換気モードを実現するよう作動することを特徴とする請求項１記載の換気装置。
【請求項５】
第２の空気力的に駆動される制御弁と、
前記第２の空気力的に駆動される制御弁を制御するための、第２の空気的に駆動されるタイミングユニットと、
を有する請求項１記載の換気装置。
【請求項６】
主用換気サブシステムと、
複数のモードで作動する供給弁と、
空気力的に作動する弁と、前記空気的に作動する弁を作動させるためのタイミングユニットと、を有するバックアップ用換気サブシステムと、
前記空気力的に作動する弁に接続され、前記空気力的に作動する弁から出力を受け取る流量制御デバイスと、
を有し、
前記供給弁は、第１の作動条件の集合の下で前記主用換気サブシステムに対して供給を行い、
前記供給弁は、第２の作動条件の集合の下で前記バックアップ用換気サブシステムに対して供給を行う換気装置。
【請求項７】
換気流量制御装置と、
前記換気流量制御装置を調節するコントローラと、
を有し、
前記コントローラは、第１のモードで作動することにより、前記換気流量制御装置を調整して、第１の換気モードの集合における換気を実現し、
前記コントローラは、第２のモードで作動することにより、前記換気流量制御装置を調整して、第２の換気モードの集合における換気を実現する換気装置。
【請求項８】
前記第１の換気モードの集合が前記第２の換気モードの集合の部分集合である請求項７記載の換気装置。
【請求項９】
前記第１の換気モードが持続陽圧気道圧を伴う呼吸同期性間欠的強制換気を含む請求項８記載の換気装置。
【請求項１０】
前記第２の換気モードが調節機械換気を含む請求項９記載の換気装置。
【請求項１１】
前記第２の換気モードが、（ａ）呼気終末陽圧を伴う調節機械換気、（ｂ）持続陽圧気道圧、（ｃ）呼吸同期性間欠的強制換気、（ｄ）持続陽圧気道圧を伴う呼吸同期性間欠的強制換気、（ｅ）圧力補助換気、（ｆ）圧力補助換気及び持続陽圧気道圧を伴う呼吸同期性間欠的強制換気、（ｇ）圧力調節換気、及び（ｈ）持続陽圧気道圧を伴う圧力調節換気、からなるグループの中の少なくとも１つを含む、請求項９記載の換気装置。
【請求項１２】
換気装置の作動方法であって、
あるケースにおいては、第１の換気モードの集合の中の１つの換気モードにおいて換気を行い、
第２の換気モードの集合の中の少なくとも１つの換気モードを抑制することにより第１の換気モードの集合を生成し、
別のあるケースにおいては、前記第２の換気モードの集合の中の１つの換気モードで換気を行う方法。
【請求項１３】
前記第１の換気モードが持続陽圧気道圧を伴う呼吸同期性間欠的強制換気を含む請求項１２記載の方法。
【請求項１４】
前記第２の換気モードが調節機械換気を含む請求項１３記載の方法。
【請求項１５】
前記第２の換気モードが、（ａ）呼気終末陽圧を伴う調節機械換気、（ｂ）持続陽圧気道圧、（ｃ）呼吸同期性間欠的強制換気、（ｄ）持続陽圧気道圧を伴う呼吸同期性間欠的強制換気、（ｅ）圧力補助換気、（ｆ）圧力補助換気及び持続陽圧気道圧を伴う呼吸同期性間欠的強制換気、（ｇ）圧力調節換気、及び（ｈ）持続陽圧気道圧を伴う圧力調節換気、からなるグループの中の少なくとも１つを含む、請求項１３記載の方法。
【請求項１６】
患者に対する前記換気装置の非接続状態を検出するステップと、
前記非接続状態が検出され、かつ前記換気装置が持続陽圧気道圧用のモードで作動しているときに、間欠的にガスを噴出させるステップと、
を更に含む請求項１３記載の方法。
【請求項１７】
換気装置の作動方法であって、
換気対象の患者の体長を表すデータを制御装置に入力するステップと、
前記制御装置で、入力された前記データに基づき少なくとも１つの換気パラメータを計算するステップと、
計算した前記少なくとも１つの換気パラメータに従って換気を行うステップと、  を含む方法。
【請求項１８】
前記換気パラメータが、（ａ）一回呼吸量、（ｂ）呼吸数、（ｃ）吸気流量、（ｄ）吸気呼気比，（ｅ）吸気時間、及び（ｆ）１分換気量、からなるグループの中の少なくとも１つを含む、請求項１７記載の方法。
【請求項１９】
入力された前記データに基づき複数の換気パラメータが計算される請求項１７記載の方法。
【請求項２０】
一回呼吸量及び呼吸数を前記換気パラメータとして含む請求の請求項１９記載の方法。
【請求項２１】
一回呼吸量及び吸気流量を前記換気パラメータとして含む請求項１９記載の方法。
【請求項２２】
呼吸数及び吸気流量を前記換気パラメータとして含む請求項１９記載の方法。
【請求項２３】
換気装置の作動方法であって、
換気対象の患者の体長を表すデータを制御装置に入力するステップと、
前記制御装置で、入力された前記データに基づき少なくとも１つの換気アラーム設定を求めるステップと、
前記少なくとも１つの換気アラーム設定に従い、少なくとも一つの換気アラームをセットするステップと、
を含む方法。
【請求項２４】
前記制御装置で、入力された前記データに基づき少なくとも１つの換気パラメータを計算するステップと、
計算した前記少なくとも一つの換気パラメータに従って換気を行うステップと、
を更に含む請求項２３記載の方法。
【請求項２５】
前記換気パラメータが、（ａ）一回呼吸量、（ｂ）呼吸数、及び（ｃ）吸気流量、からなるグループの中の少なくとも１つを含む、請求項２４記載の方法。
【請求項２６】
入力された前記データに基づき複数の換気パラメータが計算される請求項２４記載の方法。
【請求項２７】
（ａ）一回呼吸量及び呼吸数、（ｂ）一回呼吸量及び吸気流量、及び（ｃ）呼吸数及び吸気流量、からなるグループの中の少なくとも１つを前記換気パラメータとして含む請求項２６記載の方法。
【請求項２８】
前記制御装置で、入力された前記データに基づき、少なくとも１つの換気限界値を計算するステップと、
計算した前記少なくとも一つの換気限界値に従って、少なくとも１つの換気パラメータを制限するステップと、
を更に含む請求項２４記載の方法。
【請求項２９】
前記換気限界値が、ＰＳＶ圧力及びＰＣＶ圧力からなるグループの中の少なくとも１つを含む請求項２８記載の方法。
【請求項３０】
前記制御装置で、入力された前記データに基づき、少なくとも１つの換気パラメータを計算するステップと、
計算した前記少なくとも１つの換気パラメータにしたがって換気を行うステップと、
を含む請求項２８記載の方法。
【請求項３１】
前記換気パラメータが、（ａ）一回呼吸量、（ｂ）呼吸数、及び（ｃ）吸気流量、からなるグループの中の少なくとも１つを含む請求項３０記載の方法。
【請求項３２】
入力された前記データに基づき複数の換気パラメータが計算される請求項３０記載の方法。
【請求項３３】
一回呼吸量及び呼吸数を前記換気パラメータとして含む請求項３２記載の方法。
【請求項３４】
一回呼吸量及び吸気流量を前記換気パラメータとして含む請求項３２記載の方法。
【請求項３５】
呼吸数及び吸気流量を前記換気パラメータとして含む請求項３２記載の方法。
【請求項３６】
換気装置の作動方法であって、
吸気圧を第１の上昇率に保ちつつ第１の換気呼吸を提供するステップと、
吸気圧を第２の上昇率に保ちつつ第２の換気呼吸を提供するステップと、
前記第１及び第２の換気呼吸の各々を評価するステップと、
所望の圧力波形を実現できるよう前記上昇率を選択するステップと、
選択した前記上昇率により換気を行うステップと、
を含む方法。
【請求項３７】
換気装置の作動方法であって、
データを入力するための手段を含む制御装置を備えた換気装置を用意し、
前記制御装置に対し、換気対象の患者の体長のみを表すデータを入力し、
前記制御装置にて、入力された前記データに基づき、吸気パラメータの上昇率を含む少なくとも１つの換気パラメータを計算し、
吸気圧を第２の上昇率に保ちつつ第１の換気呼吸を提供し、
吸気圧を第２の上昇率に保ちつつ第２の換気呼吸を提供し、
前記第１及び第２の換気呼吸の各々を評価し、
所望の圧力波形を実現できるよう前記上昇率を選択し、
選択した前記上昇率により換気を行う、
方法。
【請求項３８】
選択した前記上昇率が矩形状の圧力波形を実現する請求項３６又は３７に記載の方法。
【請求項３９】
選択した前記上昇率がリンギングが最小の矩形状の圧力波形を実現する請求項３６又は３７に記載の方法。
【請求項４０】
前記上昇率が、複数の上昇率の評価に基づき適応的に選択される請求項３６又は３７に記載の方法。
【請求項４１】
換気対象の患者の体長を表すデータを制御装置に入力するステップと、
前記制御装置で、入力された前記データに基づき少なくとも１つの換気パラメータを算出するステップと、
計算した前記少なくとも１つの換気パラメータに従って換気を行うステップと、
を更に含む請求項３６記載の方法。
【発明の詳細な説明】
【技術分野】
【０００１】
本発明は換気装置に関する。より特定的には、本発明は、ハイブリッドマイクロプロセッサ制御型換気装置に関する。本発明の換気装置は、最小装備の移動用換気装置としてのベーシックモードと、移動時、緊急時、またはＩＣＵで用いるフル装備換気装置としてのアドバンストモードのいずれかで動作しうる。
【背景技術】
【０００２】
換気は、ガスを肺に出し入れして体内の各器官に酸素を送り、二酸化炭素を排出する生理学的過程である。自発呼吸すなわち補助なしの呼吸では、胸部内に負圧（大気圧より低い圧力）が形成されてガスが肺に入る。自発呼吸中は呼気は受動的である。
【０００３】
医学的処置においては、機械的換気補助によって患者の自発呼吸を代用する必要が頻繁に生じる。これは呼吸不全や患者に麻酔がかけられている場合に必要となる。
【０００４】
機械的換気補助は、ある公知の量のガスを陽圧（大気圧以上の任意の圧力）下で患者の肺に移動させて行う。または、胸腔のまわりに負圧を形成して疑似自発吸気を生じさせて行う。機械的換気補助には負圧（大気圧より低い圧力）がしばしば用いられるが、それよりも陽圧換気のほうがはるかに一般的である。
【０００５】
陽圧換気を行うように設計された移動用換気装置を提供するために様々な試みがなされている。このような試みにおいて次の２つの分類の装置が作製されている。すなわち（１）呼吸訓練をあまり受けていない医療従事者用に設計された最小装備の移動用換気装置で、限られた数の換気モードで動作する装置、および（２）多数の特徴を備え、広範な換気モードで動作し、従って呼吸訓練を十分に受けた医療従事者のみの使用に適した換気装置、である。このような試作については、以下に挙げる等の多数の米国特許に記載がある。
【０００６】
特許文献１（米国特許第５，２１１，１７０号）は、電気的に駆動されるエアコンプレッサによって空気流を生じる携帯型緊急用呼吸器を開示している。エアコンプレッサは、異なる３つのモードのいずれかで動作し、それぞれ異なる３つの空気出力を生成する。
【０００７】
特許文献２（米国特許第４，９４１，４６９号）および関連する特許文献３（米国特許第４，８２３，７８７号）は、電気的に駆動され周期的に動作する往復ポンプによって加圧した空気を患者に与える携帯換気装置を開示している。これら特許の換気装置は多数の換気モードで動作できる。
【０００８】
特許文献４（米国特許第４，９０５，６８８号）は、クロレートキャンドル（chlorate candle）等の固体酸素発生器を使用する、空気力で駆動される携帯式内蔵型換気／蘇生装置を開示する。この換気／蘇生装置は、呼吸訓練をあまり受けていない医療従事者用に設計されているため、特徴および換気モードが限られている。
【０００９】
特許文献５（米国特許第４，６５１，７３１号）は、クロレートキャンドル等の固体酸素発生器を使用する、空気力で駆動される携帯式内蔵型換気／蘇生装置を開示する。この換気／蘇生装置は、調節可能な多数の特徴および各種換気装置モードを備え、十分な呼吸訓練を受けた医療従事者が操作することを意図している。
【００１０】
このような従来の装置には多くの欠点がある。具体的には、最小装備の換気装置は重篤な患者の呼吸を維持することができるが、高性能の換気装置に装備される多くの先進装備は備えていない。このような装置は、移動時に必要が生じるような短時間の換気だけに適しているため、用途が狭い。
【００１１】
これに対して、高性能の換気装置は、一般に費用が高く、大きく、最小装備の換気装置よりも操作に訓練が必要である。このため高性能の換気装置は、航空医学的な搬送、救急室、病院間搬送、および開発途上国や第三世界各国の病院等の様々な環境では非実用的である。
【００１２】
マイクロプロセッサによって制御される、または電気的に駆動されたガス供給を用いる先行技術の装置では、停電によって換気装置が作動不能になる場合がある。または、空気力によって駆動または制御される先行技術の装置は、最新のマイクロプロセッサ技術の使用によって可能となる高度な安全性や特徴の多くを備えていない。
【００１３】
また、このような先行技術の装置では、健康管理者が一回呼吸量（ＶT）、換気呼吸頻度（ｆ）、および吸気流量（Ｖi）等の最初のパラメータを入力しなければならない。これらの値は、通常は患者の体重と年齢から求められる。しかし緊急時には、患者の体重を正確に求めるのが難しく誤ったパラメータが入力されるために、換気装置を誤った、場合によっては危険を伴う設定にしてしまうことがある。先行技術の装置はこのような事態の発生を防止する安全機構を持たない。
【００１４】
【特許文献１】米国特許第５，２１１，１７０号明細書
【特許文献２】米国特許第４，９４１，４６９号明細書
【特許文献３】米国特許第４，８２３，７８７号明細書
【特許文献４】米国特許第４，９０５，６８８号明細書
【特許文献５】米国特許第４，６５１，７３１号明細書
【発明の開示】
【００１５】
本発明は、ハイブリッドマイクロプロセッサ制御型換気装置に関する。
【００１６】
本発明の一実施形態では、換気流量制御装置と、この換気流量制御装置調節用のコントローラと、を備える換気装置が提供される。コントローラは、換気流量制御装置を調節して第１の換気モードの集合の１つで換気を行う第１モードで動作するか、または換気流量制御装置を調節して第２の換気モードの集合の１つで換気を行う第２モードで動作しうる。
【００１７】
本発明の他の実施形態では、換気装置の動作方法が提供される。この方法では、換気を行う患者の体長を表すデータを制御装置に入力し、入力した体長データに基づいて最初の換気パラメータを計算し、計算した最初の換気パラメータに従って換気を行う。
【００１８】
本発明の他の実施形態では、主用換気装置サブシステムと、複数の出力（モード）をもつソレノイドガス供給弁と、バックアップ用換気装置サブシステムと、を備える換気装置が提供される。バックアップ用換気装置は、空気力作動弁と、空気力作動弁に接続され予め選択した間隔で空気力作動弁を開けるタイミングユニットと、空気力作動弁に接続され空気力作動弁からの出力を受ける流量制御装置と、を含む。ソレノイドガス供給弁は、第１の動作条件集合下で主用換気装置サブシステムにガスを供給し、第２の動作条件集合下でバックアップ用換気サブシステムにガスを供給する。
【００１９】
本発明の目的は、「ベーシック」モードと「アドバンスト」モードとを有し、ベーシックモードでは、呼吸訓練経験の少ない健康管理者が操作でき、アドバンストモードではフル装備のＩＣＵ換気装置として熟練した健康管理者が操作できる、安価なフル装備の換気装置ユニットを提供することである。
【００２０】
本発明の他の目的は、患者の体長に基づいて、一回呼吸量（ＶT）と、換気呼吸頻度（ｆ）と、吸気流量（Ｖi）との初期値を自動的に設定する自動換気設定機能を有する換気装置を提供することである。
【００２１】
本発明のさらに他の目的は、パラメータトラッキング（追跡）独立型空気力式バックアップ用換気装置（ＢＵＶ）を組み入れた換気装置を提供することである。換気装置は、停電または主用電子式換気装置の故障時には、自動的に空気力および故障前に設定された換気パラメータだけを用いるバックアップモードで動作する。
【００２２】
本発明のさらに他の目的は、持続陽圧気道圧（ＣＰＡＰ）用の電力独立型制御（electrical power-independent）システムを有する換気装置を提供することである。この制御システムは、ＢＵＶ動作時に、ＣＰＡＰを、停電前または主用電子式換気装置の故障前のレベルに維持する。
【００２３】
本発明のさらに他の目的は、ＢＵＶロックアウトシステムを有する換気装置を提供することである。ロックアウトシステムは、換気装置ユニットの起動時に、事前設定した換気パラメータを用いてＢＵＶの動作を阻止する。
【００２４】
本発明のさらに他の目的は、圧力補助換気（ＰＳＶ）中に、気道圧の上昇率を適応的に設定する機構を有する換気装置を提供する。この機構は、患者の呼吸仕事（work of breathing）を最小にする気道圧の上昇率（上昇速度）を、ＰＳＶモードの始動後すぐに自動的に設定できる。
【００２５】
本発明のさらに他の目的は、換気装置が患者から取り外されている間にガスを節約する機構を有する換気装置を提供することである。
【００２６】
本発明のさらに他の目的は、大気（雰囲気）圧の上昇および下降を自動的に補償する換気装置を提供することである。圧力の変化は、航空医学的な搬送時などの上昇高度での換気装置の使用や、高圧酸素室での換気装置の使用等によって生じうる。
【００２７】
本発明のさらに他の目的は、患者の体長に基づいて換気パラメータの限界値を自動的に設定し、これにより未熟な使用者が患者を危険に陥れるおそれのある換気パラメータ設定をしないようにできる機構を有する換気装置に関する。
【００２８】
本発明のさらに他の目的は、患者の体長に基づいて換気装置のアラームを設定する機構を有する換気装置に関する。
【００２９】
本発明のこれ以外の目的および利点については、以下の実施形態の説明中に記載するが、その一部は説明から明らかであるか、または本発明を実施する際に理解できると考える。本発明の目的および利点は、特許請求の範囲で具体的に指摘する組み合わせによって達成できる。
【発明を実施するための最良の形態】
【００３０】
以下、図面を参照するが、図中、同一番号は同じ構成要素を示すものとする。図１は、本発明の好適な実施形態に係る、一般に参照番号３０で示す換気装置のブロック図である。換気装置は、空気系統３２と、電気系統３４と、ユーザインタフェース系統３６と、電源系統３８と、を含む。各系統について以下に説明する。
【００３１】
図２は、図１の換気装置の空気系統３２を示す。空気系統３２は、主用換気装置サブシステムと、バックアップ用換気装置サブシステムと、を含む。各サブシステムについて以下に説明する。
【００３２】
動作時には、一方向チェック弁４２の入口でガス供給装置４０から空気系統３２にガスが供給される。ガスは空気、純粋酸素、またはこれらの混合物でもよい。ガス供給装置４０は、最低、ガスをシステム（空気系統）中に送り込むのに十分なだけの圧力でガスを送り、システムの空気系部分を作動させて患者にガスを供給する。チェック弁４２は、ガス流を空気系統３２へ入れるだけで、ガス供給装置４０へは戻らないようにする。
【００３３】
所望の他のガスを供給するためには、本明細書に記載する換気装置を変形してもよい。このような変形は、換気装置設計分野の当業者であれば、本明細書の説明から容易に理解できると考える。
【００３４】
ガス供給はチェック弁４２を通り、入力された供給圧を調節して安定レベルに下げる精密調節器４４に入る。調節器４４は、病院環境の各場所ごとに入力供給が異なるため必要である。図２の実施形態では、調節器４４は、調節器から出るガス圧を約４０ポンド／平方インチ・ゲージ（ｐｓｉｇ）に調節するよう動作する。
【００３５】
調節されたガス供給は、その後、ガス圧とガス流量とを安定化するプレナム（plenum）４６を通過する。圧力および流量の変動は換気装置３０の動作に影響し、患者に悪影響を与えうる。プレナム４６の容積は、圧力のばらつきを減衰し、予想ピーク流量需要に応えるだけのガス容量を確保できる程度に大きく選択しなければならないが、ただし必要空間を減じられる程度に小さくなければならない。図２の実施形態では、プレナム４６の容積は約１リットルである。
【００３６】
プレナム４６には圧力変換器４８が接続できるように栓を設ける。圧力変換器は、プレナム４６中の圧力を示す図１２の換気制御ボード２２２への入力信号を生成する。プレナム４６中の圧力が低すぎると、図１２の換気制御ボード２２２上のマイクロプロセッサがユーザインタフェース制御ボード２１８に信号を送り、アラーム２３８を鳴らしてユーザにプレナム４６上流で問題が発生したことを知らせる。同様に、圧力が高すぎる場合もアラームが鳴る。
【００３７】
プレナム４６は２本の別個の出力ライン５０，５２を有する。各出力ライン５０，５２にはガスが連続して供給される。第１の出力ライン５０はＢＵＶ動作、ＣＰＡＰ動作用にガスを供給し、気道圧検知用のガスを供給する。これらの各特徴については以下に詳述する。プレナム４６の第２の出力ライン５２は、ガスをソレノイド駆動の３方向弁５４に送る。
【００３８】
電圧がかけられると、３方向弁５４はガスを出力ライン５６に送り、出力ライン５６は比例流量制御弁（ＰＦＣＶ）５８および３方向ソレノイド駆動弁６０に入力を与える。３方向弁５４が駆動されない場合は、ガスは第２の出力ライン６２に供給される。第２の出力ライン６２は、図２の点線で囲み一般的に参照番号６６で示すＢＵＶサブシステムのセレクタ弁６４、スイッチ７０および７２用のガス供給ライン６８、ならびにデマンド弁７４にガスを供給する。
【００３９】
ＰＦＣＶ５８は、図１２の換気装置制御ボード２２２上のマイクロプロセッサによって制御される。ＰＦＣＶ５８はTechnocraft Inc., Palm Bay, Florida設計のものである。
【００４０】
ガスはＰＦＣＶ５８から一方向弁７６を通って一次ガス出力ライン７８へ流れる。一次ガス出力ライン７８は患者呼吸回路８０へガスを与える。弁７６はＢＵＶの動作中にガス流がＰＦＣＶ５８に戻らないようにする。
【００４１】
一次ガス出力ライン７８のタップ（栓）によって、ソレノイド駆動３方向弁８２を接続できる。圧力センサ８４は弁８２の常開出力に接続される。センサ８４は、図１２の換気装置制御ボード２２２へ入力信号を送る。この入力信号は、このサイトにおける圧力を求めるのに使用される。
【００４２】
弁８２は圧力センサ８４のドリフトの補償に使用される。図２の空気系統の実施形態では、圧力センサ８４は、毎回、換気装置を使用する前、および動作中に定期的に、大気圧を０に合わせて較正される。
【００４３】
マイクロプロセッサの故障時または停電の場合は、３方向弁５４には電圧がかけられないため、通常の開状態に戻り、出力ライン６２にガスを供給する。その後、換気はＢＵＶモードで行われる。
【００４４】
ＢＵＶモードでは、出力ライン６２はセレクタ弁６４にガスを送る。セレクタ弁６４は、主用換気装置モード動作の間に設定されており、成人用タイマユニット８６または小児用タイマユニット８８にガスを送る。
【００４５】
セレクタ弁６４の設定は次のように行われる。主用電子式換気時に、換気装置の動作が成人への換気に設定されていれば、ソレノイド駆動３方向弁９０が一時的に駆動される。その後、出力ライン５０から弁９０を通ってセレクタ弁６４にガスが送られる。このガス供給により、セレクタ弁６４は出力ライン６２を成人用タイマ８６に接続する。
【００４６】
一方、換気装置が小児患者の換気に設定されている場合は、ソレノイド駆動３方向弁９２が一時的に駆動される。ガスは出力ライン５０から弁９２を通ってセレクタ弁６４に送られる。このガス供給により、セレクタ弁６４は出力ライン６２を小児用タイマ８８に接続する。
【００４７】
セレクタ弁は、弁９０，９２の一方を一時的に駆動して設定されると、弁９２，９０の他方を駆動してリセットされるまで、その設定位置にとどまる。好適な実施形態では、セレクタ弁６４はCLIPPARD 302セレクタ弁である。
【００４８】
成人用タイマユニット８６および小児用タイマユニット８８は、空気力で駆動されるタイマである。バックアップモードでは、セレクタ弁６４から供給されるガスは成人用タイマユニット８６または小児用タイマユニット８８のいずれかを駆動する。
【００４９】
成人に換気を行う場合、タイマユニット８６で決定される間隔で、ガスが供給されて弁７０を開く。弁７０が開くと、ガスは、出力ライン６２から続く供給ライン６８から弁７０を通ってチェック弁９４に流れ、そこから供給ライン９６へ送られる。
【００５０】
または、バックアップ換気時に小児患者に換気を行う場合は、小児用タイマ８８は選定された間隔で弁７２にガスを送り、ガスは供給ライン６８からチェック弁９８に流れ、そこから供給ライン９６へ流れる。
【００５１】
ガス供給ライン９６は、ガスをニードル弁１００および弁６０に送る。ニードル弁１００は、バックアップ用換気装置出力ライン１０２へのガス流量を決定し、そこから一次ガス出力ライン７８を通って呼吸回路８０へ続く。ニードル弁１００は主換気モード中に調節され、その後、もし換気装置がバックアップ換気モードで動作させられると、バックアップ換気モード動作以前の一番最後の設定を維持する。
【００５２】
ニードル弁１００の調節は次のように行う。換気装置が主換気モードで動作する場合、図１２の換気装置制御ボード２２２中のマイクロプロセッサで制御されるステッパモータ１０４がニードル弁１００を調節する。ニードル弁１００の初期設定は、患者の体長を用いて一回呼吸量を求めるアルゴリズムに基づく。このアルゴリズムについては以下に詳述する。
【００５３】
デマンド弁７４には、患者デマンド弁インタフェース１０８が設けられる。換気装置が主換気モードで動作中は、供給ライン１１０に与えられるガスがデマンド弁７４を閉位置に維持し、デマンド弁７４の動作を阻止する。バックアップモードでは、供給ライン５６，１１０を介してガスが供給されないため、デマンド弁７４は動作できる。
【００５４】
バックアップモードで動作中、患者のガス需要が、換気装置が与える量を上回ることがある。患者の需要がバックアップ用換気装置サブシステム６６から供給されるガスの量を上回ると、デマンド弁７４が開き、ガスが出力ライン６２から別個の供給ライン１０６を通って患者まで、直接流れるようにする。
【００５５】
次に、呼気弁充填サブシステムの動作を、まずバックアップ換気モードの動作時、続いて主換気モードの動作時について説明する。
【００５６】
上記のように、バックアップモードで作動中は、ガスは選択された間隔で供給ライン９６に供給され、ソレノイド駆動３方向弁６０常開ポートに供給される。ガスが供給ライン９６に供給されると、ガスは弁６０を通って迂回弁１１２へ進む。これにより、迂回弁１１２が、呼気弁充填ライン１１４を迂回弁供給ライン１１６に接続する。好適な実施形態では、迂回弁１１２はCLIPPARD 305弁である。
【００５７】
バックアップ用換気装置サブシステム６６によって供給ライン９６に供給されたガスは、ニードル弁１１８によって減圧され、精密調節器１２０によって調節される。通常の換気動作では、回路中にチェック弁１２２が設けられ、ガスが供給ライン９６に戻るのを防止する。ガスはニードル弁１２４によって再度、減圧され、迂回弁供給ライン１１６を通って迂回弁１１２に送られ、ここで迂回させられて呼気弁充填ライン１１４に進む。
【００５８】
ガスが供給ライン１１６から呼気弁充填ライン１１４に送られる間、呼気弁１２６は閉状態のままであり、これにより主用供給ライン７８のガス流が患者に届く。
【００５９】
次に呼気弁１２６の動作を説明する。吸気時には、ＰＦＣＶ５８はガス流を一次ガス供給ライン７８を通じて患者１２８に送る。ガスが患者１２８に送られている間、呼気弁充填ライン１１４にもガスが送られ、気嚢（ブラダ：bladder）１３０を膨張させて呼気弁１２６の呼気ポート１３２を遮断する。
【００６０】
ＢＵＶモードでは、供給ライン９６に与えられるガスは、患者１２８にガスを供給し、かつ迂回弁１１２を駆動して呼気充填ライン１１４にガスを送る。これら２つの機能は空気力的に接続されている。
【００６１】
主換気モードでは、換気装置制御ボード２２２のマイクロプロセッサは比例流量制御弁５８とソレノイド駆動弁６０との両方を制御する。マイクロプロセッサは、ガスが一次ガス供給ライン７８に供給されている間は、弁６０を駆動して呼気ポート１３２を閉じる。
【００６２】
呼気が必要とされる場合は、換気装置制御ボード２２２のマイクロプロセッサが弁６０をオフするため、またはバックアップ用換気装置サブシステム６６が供給ライン９６へのガス供給を停止するため、呼気弁充填ライン１１４へのガス供給が停止する。呼気弁充填ライン１１４へのガス供給が停止すると、気嚢１３０が収縮し、患者１２８は呼気ポート１３２から呼気を行うことができる。
【００６３】
供給ライン９６へのガス供給が停止すると、迂回弁１１２が切り換わり、供給ライン１１６を呼気弁充填ライン１１４から切断する。迂回弁１１２の切り換えを迅速に行うためにクイックリリース弁１３４が設けられる。クイックリリース弁１３４の入力供給ライン１３６側の圧力が出力供給ライン１３８側の圧力より高い間は、弁１３４は閉じたままである。入力供給ライン１３６側の圧力が出力供給ライン側の圧力をわずかに下回るようになる、つまり供給ライン９６上のガス流が停止すると、クイックリリース弁１３４が開き、供給ライン１３８に迅速にガスを送り込み、迂回弁１１２を切り換える。
【００６４】
主換気モード動作の間、弁６０には供給ライン５６を介してガスが与えられる。図１２の換気装置制御ボード２２２のマイクロプロセッサが弁６０を駆動すると、迂回弁１１２にガスが流れ込み、回路はバックアップモード動作について上記で説明したのと同じように動作する。このとき供給ライン１１６に与えられるガスは、ニードル弁１４０を通過する。ＢＵＶ動作の間、供給ライン５６にガスが戻らないようにチェック弁１４２が設けられる。
【００６５】
呼気弁充填ライン１１４上のタップに接続されるオリフィス１４４は、外気中へシャント（分流）されている。オリフィス１４４は、呼気弁充填ライン１１４中の圧力が大気圧を上回る場合は、ガスを放出し続けて圧力を下げる。
【００６６】
自発換気時は、肺は肺を覆っている流体のために呼気が行われても完全には収縮しない。しかし、怪我や病気のために患者がこのコーティングを生成できなくなる場合があり、このため持続陽圧気道圧（ＣＰＡＰ）を与えて肺が完全に収縮してしまうのを防止する必要または要請が生じる。
【００６７】
本発明の換気装置では、主換気モード動作時およびバックアップ換気モード動作時に、呼気弁充填ライン１１４上にＣＰＡＰがかけられる。ＣＰＡＰを望む場合、出力供給ライン５０にガスが供給され、ニードル弁１４６を通って一体型ベンチュリ管（イジェクタまたはジェットポンプとも呼ばれる）１４８に送られる。主換気モード時には、図１２の換気装置制御ボード２２２のマイクロプロセッサによって制御されるステッパモータ１５０が、ニードル弁１４６を調節して、一体型ベンチュリ管１４８へのガス供給の制御を行う。
【００６８】
ニードル弁１４６から一体型ベンチュリ管１４８へのガス供給によって、外気が一体型ベンチュリ管１４８から供給ライン１５２へ流入する。呼気時に呼気弁充填ライン１１４に接続される供給ライン１５２は、予め設定されたＣＰＡＰレベルで気嚢１３０に連続的にガスを供給する。このためＣＰＡＰがかけられている間は、患者１２８は予め設定されたＣＰＡＰレベルまでだけ呼気ができる。
【００６９】
マイクロプロセッサの故障または停電が発生し、換気装置がバックアップモードに切り替わると、ニードル弁１４６は、換気装置がバックアップモードに切り替わる前に最後に入力された設定を維持する。
【００７０】
空気系統にはまた、気道圧検知ライン１５４が設けられる。圧力検知ライン１５４はタップ１５６で呼吸回路８０に接続される。圧力検知ライン１５４はまた、３方向ソレノイド駆動弁１５８に接続できるタップを含む。ソレノイド駆動の３方向弁１５８の共通出力に接続される圧力センサ１６０は、患者の気道圧を求めるのに使用される。
【００７１】
弁１５８は圧力センサ１６０のドリフトの補償のために使用される。図２の空気系統の実施形態では、圧力センサ１６０は、換気装置の毎回使用時前、および動作中に定期的に、大気圧を０に合わせて較正される。
【００７２】
本発明の換気装置は、ＣＰＡＰ動作時、ＰＣＶ動作時、またはＰＳＶ動作時のうちの少なくともいずれかにおける、呼吸回路８０切断時のガス損失を防止するガス節約機能を備える。この機能は、ガス供給に限りがある移動時の換気装置動作時に特に有用である。気道吸引時などに呼吸回路８０が換気装置から切断される場合、換気装置はガス流量を増大してＣＰＡＰ圧を維持しようとするので、大量のガスの無駄が生じうる。
【００７３】
本発明の換気装置では、患者から装置がはずされ、これによって気道圧が低下すると、この圧力変化が圧力変換器１６０によって検知され、換気装置制御ボードのマイクロプロセッサに通知される。この圧力変化に応じて、マイクロプロセッサはユーザインタフェースボード２１８にアラーム２３８を鳴らさせ、ソレノイド駆動弁６０およびＰＦＣＶ５８を作動させて、短期間のガスバースト（噴出）を生じさせ、いずれかのバーストを行っている間に圧力上昇が起こるまでこれを続行する。この機能により、移動中に使用する圧縮ガスシリンダの寿命を大幅に延長することができる。
【００７４】
気道圧検知ライン１５４には、供給ライン５０からニードル弁１６２を通って小流量のガスが与えられる。このパージ流量は、気道圧検知ライン１５４を閉塞しないようにしておくために与えられる。
【００７５】
図２の空気系統の好適な実施形態では、ＰＦＣＶ５８は９つの換気モードの１つでガス供給を出力するよう動作しうる。かかる換気モードについて図３〜図１１を参照して説明する。
【００７６】
図３に示す第１の換気モードは、調節機械換気（ＣＭＶ）である。ＣＭＶモードでは、換気装置は、患者側の自発努力とは無関係に、事前選定された換気レート（呼吸数）、一回呼吸量（tidal volume）、および吸気流量で動作する。形成されるピーク膨張圧１６４は、コンプライアンスに反比例し、抵抗に正比例して変化する。
【００７７】
図４に示す第２の換気モードは、呼気終末陽圧を用いる調節機械換気（ＣＭＶ−ＰＥＥＰ）である。ＣＭＶ−ＰＥＥＰモードでは、換気装置は、ピーク膨張圧１６６で陽圧呼吸を生じさせ、その後、気道圧は事前に選定した陽圧プラトー１６８まで下がるが気道圧は０には復帰しない。
【００７８】
図５に示す第３の換気モードは、持続陽圧気道圧（ＣＰＡＰ）である。ＣＰＡＰモードでは、陽圧気道圧１７０は、自発換気中連続的に維持される。このモードでは、患者は機械的換気補助を受けない。
【００７９】
図６に示す第４の換気モードは、呼吸同期性間欠的強制換気（ＳＩＭＶ）である。ＳＩＭＶモードでは、患者は所望通りに自発的に呼吸でき、機械的膨張は事前に選定された間隔で行われる。ＳＩＭＶレートは換気レートである。ＳＩＭＶ呼吸１７２同士の間に、患者は換気装置のＰＦＣＶ５８から自発的に吸気１７４および呼気１７６を行う。
【００８０】
図７に示す第５の換気モードは、持続陽圧気道圧を用いる呼吸同期性間欠的強制換気（ＳＩＭＶ−ＣＰＡＰ）である。ＳＩＭＶ−ＣＰＡＰモードでは、患者は事前に選定したＣＰＡＰレベル１７８で所望通りに自発呼吸できる。ＳＩＭＶ呼吸１８０同士の間に、患者は換気装置のＰＦＣＶ５８から自発的に吸気１８２および呼気１８４を行う。このモードでは、ＳＩＭＶ呼吸１８０は事前に設定した間隔で行われる。
【００８１】
図８に示す第６の換気モードは、圧力補助換気（ＰＳＶ）である。ＰＳＶモードでは、換気装置は患者によって「オン」１８６にされ、事前選定した陽圧目標値になるまで吸気フェーズを続ける。患者の努力が続く間は、事前選定した気道圧は一定値１８８に維持され、この間、換気装置からのガス流量１９０は変化する。患者の吸気流量が初期ピーク機械吸気流量の所定割合１９２まで下がると、吸気サイクルは「オフ」にされる。換気装置の流量はこのようなサイクルで変化し、その後、受動呼気が発生する。ＰＳＶでは、ピーク吸気流量、流量波形、一回呼吸量、および気道圧の曲線は、患者の呼吸パターンによって変化する。一回呼吸量は、ＰＳＶレベル、患者の吸気努力、トータルコンプライアンス、およびトータル抵抗から決定される。
【００８２】
図９に示す第７の換気モードは、持続陽圧気道圧および圧力補助換気を用いる呼吸同期性間欠的強制換気（ＳＩＭＶ−ＣＰＡＰ−ＰＳＶ）である。ＳＩＭＶ−ＣＰＡＰ−ＰＳＶモードでは、事前設定した定期的な間隔でＳＩＭＶ呼吸１９４が与えられる。ＳＩＭＶ呼吸１９４同士の間の自発的に開始される呼吸の際に、患者はＰＳＶ１９６，１９８を受ける。ＳＩＭＶ呼吸およびＰＳＶ呼吸の呼気時に、気道圧は事前選定したＣＰＡＰレベル２００まで下がる。
【００８３】
図１０に示す第８の換気モードは、圧力調節換気（ＰＣＶ）である。ＰＣＶモードでは、換気装置は、患者による起動、または時間が来たことによる始動、のうちのいずれか早いほうのタイミングで「オン」２０２にされ、事前選定した陽圧限界２０４まで吸気状態を続ける。患者の努力が続行する間は、事前選定した気道圧は一定２０４に維持され、この時、換気装置からのガス流量は変化する。事前選定した吸気時間２０８が経過すると、吸気サイクルは「オフ」２０６にされる。換気装置はこのようなタイムサイクルで動作し、その後、受動呼気が発生する。ＰＣＶでは、ピーク吸気流量、流量波形、一回呼吸量、および気道圧の曲線は、患者の呼吸パターンによって変化する。一回呼吸量は、ＰＣＶレベル、患者の吸気努力、トータルコンプライアンス、およびトータル抵抗から決定される。
【００８４】
図１１に示す第９の換気モードは、持続陽圧気道圧を用いる圧力調節換気（ＰＣＶ−ＣＰＡＰ）である。ＰＣＶ−ＣＰＡＰモードでは、上述したＰＣＶモードで陽圧呼吸２１０，２１２が与えられる。ＰＣＶ呼吸の呼気の間、気道圧は事前選定したＣＰＡＰレベル２１４まで下がる。
【００８５】
図１の実施形態の換気装置では、最小限の機能を有する移動時用換気装置として作動するように、上述のモードのうちのいくつかを不能化することができる。特に、基本モードでは、換気装置はＳＩＭＶ−ＣＰＡＰモードでのみ作動する。このモードで設定されるＣＰＡＰの上限は、通常許容可能なＣＰＡＰレべルよりもかなり低い。図１の換気装置の実施形態では、ＣＰＡＰレベルは、陽圧が０ないし５水柱センチメートル（ｃｍＨ2Ｏ）の範囲にあるように調整することができる。
【００８６】
アドバンストモードでは、上述の９つのモードの各々で換気を行うことができる。アドバンストモードでのＣＰＡＰの上限は、ベーシックモードで許容される上限よりもかなり高く設定することができる。図１の換気装置の実施形態では、陽圧が０ないし３０ｃｍＨ2Ｏの範囲にあるようにＣＰＡＰを調整することができる。
【００８７】
図１の実施形態の換気装置の図１２の電気系統２１６は、ユーザインタフェースシステムと、電源システムと、換気制御システムとからなる。
【００８８】
ユーザインタフェースシステムは、ユーザインタフェース制御ボード２１８と、ＬＣＤドライバを含むユーザインタフェース表示ボード２２０と、数字およびグラフィックＬＣＤ表示装置２３６と、アラームインジケータ２３８と、スイッチ２４０と、多目的ダイヤルとを含む。
【００８９】
電源システムは電源を含み、バッテリ充電器ボード２２４は、換気装置の電子制御系および電気制御式空気系が必要とするすべての電力をライン２２６を介して供給する。電源は、バッテリー２２８から、またはＡＣもしくはＤＣ外部電源２３０から供給される。電源システムは、世界中で利用される広範囲のＡＣ電源で作動できる必要がある。
【００９０】
換気装置制御ボード２２２は、換気装置の作動ロジックすべてを制御する。したがって、換気装置制御ボード２２２は、比例流量制御弁５８と、ソレノイド駆動弁５４、６０、８２、９０、９２および１５８（図１２では包括的に２４２で示される）と、圧力変換器４８、８４および１６０（図１２では包括的に２４４で示される）との作動と、バックアップ用換気装置６６の設定と、を制御する。
【００９１】
換気装置の電気系システム２１６は、ウォッチドッグ（監視）／リセットライン２３２、２３４を介して、電源および充電器ボード２２４と通信して、一般的なウォッチドッグ制御回路を実現する。電源ボード２２４はマイクロプロセッサを含み、このマイクロプロセッサは、電力供給レベルをモニタし、ユーザインタフェース制御ボード２１８と換気装置制御ボード２２２とがウォッチドッグタイマを適切にリセットしていることを確認する。電力供給が許容範囲を超えた場合、または換気装置制御ボード２２２もしくはユーザインタフェース制御ボード２１８のいずれかがタイムアウトインターバルまでにウォッチドッグをリセットしていない場合、電源および充電器ボード２２４のマイクロプロセッサは、電気系統２１６への電力を遮断し、バックアップ換気モードに切り替える。
【００９２】
図１３の電源サブシステム３８は電源モニタ２４８を含み、この電源モニタ２４８は、バッテリー２２８の電圧、電流、および温度と、５ボルト電源２５０、＋１２ボルト電源２５２、および−１２ボルト電源２５４の電圧とをモニタし、バッテリー２２８またはＤＣ出力２５０、２５２、２５４のいずれかが正常許容範囲から外れると、状態インジケータ（指示信号）を生成する。
【００９３】
バッテリー充電器２５６は、バッテリー２２８の充電を行うと同時に、換気装置を作動させる。バッテリー充電器２５６はまた、バッテリー２２８をモニタするモニタを含み、バッテリーの残留容量を示す信号をマイクロプロセッサ２５８に与える。
【００９４】
電源および充電器ボード２２４は、電源サブシステム３８にサービスする際に用いられるデバッグポート２６０を含む。
【００９５】
図１４のユーザインタフェース系統３６は、マイクロプロセッサ２６２と、ＥＰＲＯＭ２６４と、ＲＡＭ２６６と、キーボードロジックデバイス２６８と、光学ポテンショメータロジックデバイス２７０と、マイクロスーパバイザ２７２と、デバッグ端末２７４と、多目的ダイヤル２７６とを含む。
【００９６】
ユーザインタフェース制御ボード２１８のマイクロプロセッサは、シリアル・マルチプロセッサ通信ライン２４６を介して換気装置制御ボード２２２と通信する。たとえば、巡回冗長符号等を用いて、各制御ボードにおいて受信情報のエラー検出を行う。不良なデータブロックの再送信を扱うのには単純なＡＣＫ／ＮＡＫプロトコルを用いることができる。
【００９７】
図１２のユーザインタフェース表示ボード２２０は、現在の換気装置の設定、メッセージ、アラームの表示を制御し、ユーザーがこれらの設定を変更することを可能にする。図１の実施形態では、一回呼吸量、レート（呼吸数）、流量、感度、ＣＰＡＰ、ＰＳＶ／ＰＣＶ、体長、ＰＩＰ、高圧アラーム、低圧アラームに対して、それぞれ個別に数字ＬＣＤ表示２３６が設けられる。吸気時間と吸気呼気（Ｉ：Ｅ）比とに対しては、共通の表示装置が用いられる。
【００９８】
図１の実施形態の換気装置に設けられる可聴アラームは、無呼吸、高圧、低圧、切断、圧力変換不良、およびＩ：Ｅ比に対する警告のアラームを含む。
【００９９】
図１２のユーザインタフェース制御ボード２１８は、ユーザインタフェース系統サブシステム３６にサービスするのに用いられるデバッグ端子２７４を含む。
【０１００】
ユーザインタフェース制御ボード２１８はまた、患者の体長に基づいて一回呼吸量、レート、流量、およびＩ：Ｅ比の初期パラメータを設定するためのアルゴリズムを含む。さらに、ユーザインタフェース制御ボード２１８は、患者の体長に基づいて、換気パラメータ限界値、ＰＳＶ体積限界値、およびアラームを自動的に設定する。
【０１０１】
従来から、換気装置における一回呼吸量の設定は、患者の除脂肪体重（lean body weight）に基づいている。一般的な状況では、一回呼吸量は、除脂肪体重の１キログラム（ｋｇ）あたり体積１０ミリリットル（ｍＬ）の割合で計算される。
【０１０２】
一回呼吸量を適切に設定するためには、機械換気の前に患者の体重を測定しなくてはならない。しかし、臨床の実務において、特に緊急事態で、患者の体重を測定することは困難、または不可能であるため、これらの状況では、除脂肪体重を推定しなくてはならない。体重が容易に測定できる場合でも、一回呼吸量は患者の全体重ではなく除脂肪体重に基づくため、除脂肪体重を推定することが要求される。除脂肪体重の推定における誤差は、膨張不足(hypoventilation)または過剰膨張(hyperventilation)につながるおそれがあり、後者は気圧性肺障害（pulmonary barotrauma）を起こしやすい。
【０１０３】
同様に、換気レートも、ある面では、臨床医の技量に基づいて主観的に推定される。一分換気量（minute ventilation)は一回呼吸量と換気レートとを乗じたものに等しいため、換気レートの設定が不適切であれば、換気レートの不適切な選択、ひいては一分換気量の不適切な選択につながる可能性があり、換気不足または過剰換気となるおそれがある。さらにこれは呼吸性酸塩基障害(respiratory acid-base disturbances)や生理学的機能不全につながり得る。
【０１０４】
呼吸不全の患者を治療した経験の少ない未熟な臨床医は、換気装置を不適切に設定するリスクが高く、上述の問題につながってしまう。これに対するより安全な手法は、特に未熟な臨床医が換気装置を用いる場合には、一回呼吸量と換気速度とを客観的な基準に基づいて設定することである。
【０１０５】
機械換気を受ける麻酔した無呼吸の患者についての研究において、体長および体表面積が、一回呼吸量の予測因子として、除脂肪体重に匹敵することがわかった。さらに、体長および体表面積は、除脂肪体重よりも優れた換気レートの予測因子となることがわかった。
【０１０６】
図１５において、体長の関数として、対象とした９５人の患者の理想的な一回呼吸量の設定を表すデータ点２７８をプロットしたものが示される。これらのデータ点から多項式回帰分析を行って、このデータに最もよく適合する多項式回帰直線２８０を得た。この分析結果を以下の表１に示す。
【０１０７】
【表１】
2006297088.tif 000003
【０１０８】
このデータから、体長に基づいて一回呼吸量を推定するための以下のような多項式を得た（Ｘ＝体長（センチメートル））。
【０１０９】
一回呼吸量（Ｌ）＝０．２１＋０．００３７Ｘ＋０．００００１０８Ｘ2
【０１１０】
同様に、図１６には、体長の関数として、対象とした９５人の患者の理想的な換気レート（呼吸数）を表すデータ点２８２をプロットしたものが示される。多項式回帰分析から得られる、このデータに最もよく適合する多項式回帰直線２８４を決定するのに用いたデータを、以下の表２に示す。
【０１１１】
【表２】
2006297088.tif 000004
【０１１２】
このデータから、体長に基づいて換気速度を推定するための以下のような多項式を得た（Ｘ＝体長（センチメートル））。
【０１１３】
レート（呼吸／分）＝４０．５９−０．３６Ｘ＋０．０００９９６Ｘ2
【０１１４】
体長、体表面積、および体重の各々から一回呼吸量と換気レートを十分に推測する生理学的予測可能性を求めるのに、相関予測分析法を用いた。ｒ2の値が０．６４ないし０．８１の範囲にある場合に良好な生理学的予測可能性が見られた。
【０１１５】
体長の関数としての一回呼吸量と換気レートのｒ2の値は、それぞれ０．７１と０．７４であった。体表面積の関数としての一回呼吸量と換気レートのｒ2の値は、それぞれ０．７４と０．７１であった。体重の関数としての一回呼吸量と換気レートのｒ2の値は、それぞれ０．７３および０．６２であった。
【０１１６】
ｒ2の計算より、一回呼吸量を決定するために体長または体表面積を用いることによって、体重を用いてこれを決定するのに匹敵する結果が得られることがわかった。ｒ2の値は、体長と体表面積とが、体重よりも優れた換気レートの予測因子となることを示している。
【０１１７】
本発明の換気装置においては、一回呼吸量と換気レートの初期設定を計算するのに体長を用いているが、これは、体長は体表面積よりも簡単に求められる点で明らかに利点があるからである。
【０１１８】
基本モードで作動している際には、体長を求め、それをオペレータが図１２のスイッチ２４０を介して入力する。この情報は、体長から一回呼吸量と換気レートを計算するための多項式を表すアルゴリズムがプログラミングされたソフトウェアに与えられ、このソフトウエアはその情報を用いて一回呼吸量と換気レートの初期設定値を決定する。
【０１１９】
体長をマニュアルで入力する場合について本発明を説明しているが、本発明によって、この情報を自動的に決定および入力するための機構を有する換気装置を実現することも可能である。たとえば、患者の体長を測定するのに、超音波測定装置やレーザー、電子ポテンショメータに接続される内蔵テープリール等を用いてもよい。
【０１２０】
体長に基づいた一回呼吸量および換気レートの設定に加えて、諸々の換気パラメータの限界値も患者の体長に基づくものである。従来の換気装置では、未熟なユーザーが、ＰＳＶおよびＰＣＶモードの圧力レベル等の換気パラメータをその患者に対しては高すぎる値に設定する可能性があった。患者の体長に基づいて換気パラメータの限界値を決定するアルゴリズムを組み入れることによって、これらの潜在的に危険な状況を回避することができる。同様に、図１の実施形態の換気装置において、換気装置制御ボード２２２には患者の体長に基づいて換気アラームを設定するためのアルゴリズムがプログラミングされている。
【０１２１】
機械換気を行う際には、換気パラメータが適切であることが不可欠である。本発明の換気装置には、不適切な換気パラメータを用いて図２のバックアップ用換気装置サブシステム６６が作動するのを防止するためのロックアウト機構が設けられる。
【０１２２】
不適切な設定を用いた換気装置の作動は、ガス供給装置および電源から切断されている状態の後、電源が接続される前にガス供給装置が換気装置に接続された場合に起こり得る。この状況で、前の患者に対する使用の際に設定されたバックアップ用換気装置のパラメータが残っていれば、バックアップ用換気装置はこれらのパラメータを用いて作動することとなる。
【０１２３】
バックアップ用換気装置のロックアウト機構を用いれば、ユーザーが換気装置をオフにすると、換気装置制御ボードのマイクロプロセッサがステッパモータ１０４を作動させて、ニードル弁１００を遮断する。換気装置が移動され、電源が接続される前にガス供給装置がその換気装置に接続されると、バックアップ用換気装置は作動はするが、ガスをバックアップ用換気装置出力ライン１０２に供給することができない。
【０１２４】
さらに、停電になってバックアップ用換気装置の作動が起こった後、換気装置が、電源を復旧させる前に切断される可能性もある。この場合、主用およびバックアップ用換気装置の設定は、前の患者のもののままである。
【０１２５】
この状況では、ロックアウト機構は、換気装置をバックアップモードから主換気モードに切り替える前にたどらなくてはならない確認シーケンスの形態で実現される。このロックアウト機構により、ユーザーは、換気装置が主換気モードに戻るよう切り替えられる前に、停電前と同じ患者に接続されていることを確認するよう求められる。
【０１２６】
電源が復旧され、換気装置がオンにされると、図１２のＬＣＤ表示装置２３６と可聴アラーム２３８とにより、ユーザーは、換気装置が停電前と同じ患者に接続されていることを確証する情報をスイッチ２４０を介して入力するよう促される。この情報は換気装置制御ボード２２２のマイクロプロセッサに伝送され、このデータを用いて、換気装置が主換気モードに戻るように切り替えられ得るかどうかが判定される。
【０１２７】
換気装置制御ボード２２２のマイクロプロセッサが、入力された情報から、換気装置がもう同じ患者には接続されていないと判断すると、主換気モードは不能化されたままとなり、流れをゼロにすることによってＢＵＶが不能化され、換気装置制御ボード２２２のマイクロプロセッサは、ユーザーに、新しい体長をインタフェース制御ボード２１８に入力するよう指示する。
【０１２８】
本発明の換気装置に含まれる改良点は、圧力補助換気中の上昇率（上昇速度：rate of rise)を適応的に設定できることである。圧力補助換気中の患者の呼吸仕事（work of breathing:ＷＯＢ）と圧力上昇率との相関が確認されている。
【０１２９】
ＷＯＢは圧力の上昇に反して変化し、上昇率が高くなるほどＷＯＢは低くなり、逆に、上昇率が低いほど、ＷＯＢは高くなることがわかった。
【０１３０】
吸気圧の上昇率が図１７の低い上昇率２８６から図１８の中間上昇率２８８へと増すにつれて、ＷＯＢの減少が見られる。同様に、圧力の上昇率が図１９の矩形状波２９０の上昇率に近づくと、換気装置の出力は、吸気圧によりよく一致し、その結果、ＷＯＢが減少する。
【０１３１】
最適な圧力上昇率、従って最小のＷＯＢに達するのは、上昇率が患者の肺の力学的構造（pulmonary mechanics)に一致するときであることがわかった。本発明の好ましい実施形態の換気装置ユニットは、ＰＳＶモードが起動されたときに上昇率を適応的に設定することで、この発見を利用するものである。
【０１３２】
換気装置は５つの異なる圧力上昇率を評価し、リンギングが最小の矩形圧力波形となるような上昇率を選択する。
【０１３３】
ここに包含されるもののいずれに関しても、本発明を５つの上昇率の使用に限定するものではないことを理解されたい。本発明による換気装置ユニットにおいていかなる数の上昇率を用いることもできると考えられる。
【０１３４】
図１の好ましい実施形態には、周囲の圧力における変化を検出するための、一体型の気圧変換器が含まれる。周囲に大きな圧力の変化が起こると、換気装置制御ボード２２２のマイクロプロセッサは、これを補償するべく、ＰＦＣＶ弁５８の開口を広げたり、狭めたりし、それによって、選択された一回呼吸量を適切に維持し、周囲の圧力による変化を補う。これは、たとえば、ルックアップテーブルやアルゴリズムを使用することによって行われる。
【０１３５】
図１の換気装置の制御ソフトウエアについて、図２０ａ〜２０ｅを参照して説明する。
【０１３６】
図２０ａにおいて、本システムの制御は、換気装置の初期化２９２による動力（電力）供給開始（power up）により開始される。換気装置の初期化２９２において、圧力変換器４８、８４、１６０は指示値を０に初期化され、ＢＵＶニードル弁１００は閉じられ、ＣＰＡＰは０にセットされ、患者の体長が入力され、その体長に基づき換気装置のパラメータがセットされる。
【０１３７】
初期化２９２に続き、換気装置は呼気初期化（exhale initialization）２９４を実行する。このステップで、図２の一次ガス供給ライン７８へのガスの流れが遮断され、呼気弁１２６が開かれる。呼気初期化２９４において、ピーク吸気圧と一回呼吸量とを含む呼吸パラメータがリセットされる。潜在的無呼吸症状の発現を識別するために用いられる無呼吸タイマカウンタは、呼吸初期化２９４においてリセットされる。アラーム条件の存在を確認するテストも、呼気初期化２９４において行われる。
【０１３８】
呼気初期化２９４に続き、ユーザインタフェースボードに対し、新たな入力を求めてポーリング２９６が行われる。新たな入力があれば、入力ルーチン２９８が実行され、その入力ルーチンにおいて、換気装置のパラメータがその新たな入力に基づきセットされる。新たな入力が行われた場合、あるいは新たな入力が存在しない場合には、無呼吸タイマカウンタのインクリメント３００が行われ、その無呼吸タイマカウンタのカウント値と予め選定された無呼吸限界との比較３０２が行われる。
【０１３９】
無呼吸タイマカウンタのカウント値が無呼吸限界を超えた場合は、３０４で、無呼吸アラームが鳴り、無呼吸バックアップ換気が開始される。無呼吸バックアップ換気の間は、患者が自発呼吸を始めるか、換気装置のパラメータがリセットされるまで、強制的なＩＭＶ呼吸が行われる。
【０１４０】
無呼吸タイマカウンタが無呼吸限界を超えていない場合は、換気装置は、３０６で患者の自発呼吸を存在を確認する。このあと、ＰＣＶ、ＳＩＭＶ、ＣＰＡＰ及びＰＳＶの４つの換気タイプについての判断を行う１組の条件ステップが行われる。
【０１４１】
３０６において自発呼吸が確認され、かつ３０８においてＰＣＶモードがオンであった場合は、図２０ｂのＰＣＶ初期化３２０が行われる。逆に、３０６で自発呼吸が確認され、かつ３０８でＰＣＶモードがオフであり、かつ３１６でＳＩＭＶ呼吸が行われていない場合は、図２０ｃのＳＩＭＶ初期化３５２が行われる。
【０１４２】
同様に、３０６で自発呼吸が確認されず、かつ３１０において呼吸を施すべき時間になっており、かつ３１２においてまだ呼吸が施されておらず、かつ３１４でＰＣＶモードがオンの場合は、図２０ｂのＰＣＶ初期化３２０が行われる。３０６で自発呼吸が確認されず、かつ３１０において呼吸を施すべき時間になっており、かつ３１２においてまだ呼吸が施されておらず、かつ３１４でＰＣＶモードがオフの場合は、図２０ｃのＳＩＭＶ初期化３５２が行われる。一方、３１０で呼吸を施すべき時間ではないと判定されるか、３１２で呼吸が既に施されたと判定された場合は、制御の流れは、新たな入力のチェック２９６に戻る。
【０１４３】
３０６で自発呼吸が確認され、かつ３０８でＰＣＶモードがオフであり、かつ３１６でＳＩＭＶ呼吸が既に施されており、かつ３１８でＰＳＶモードがオフの場合は、図２０ｄのＣＰＡＰ初期化３６４が行われる。逆に、３０６で自発呼吸が確認され、かつ３０８でＰＣＶモードがオフであり、かつ３１６でＳＩＭＶ呼吸が既に施されており、かつ３１８でＰＳＶモードがオンの場合は、図２０ｅのＰＳＶ初期化３７８が行われる。
【０１４４】
図２０ｂのＰＣＶ初期化３２０において、図２の呼気弁１２６が閉じられ、初期流量がセットされる。加えて、ＰＣＶ換気の間は圧力が調節されなければならないので、所望の圧力を維持するために必要な流量が、比例積分微分（ＰＩＤ）コントローラにより求められ、セットされる。圧力調節は以上のようにしてなされる。なぜなら、圧力は直接的に調整することができない代わりに、流量を変化させることにより調整されるからである。
【０１４５】
ＰＣＶ初期化ステップ３２０に続き、ＰＣＶ上昇率（ＰＣＶ rate of rise）の選択３２２が行われる。適切なＰＣＶ上昇率を選択する間、現在の圧力上昇率を維持するよう、流量がＰＩＤコントローラに基づき調整される。更に、最大初期流量が計算される。
【０１４６】
それから、圧力検知ライン１５４のチェック３２４が行われ、そのラインに圧力があるかどうか調べられる。このチェックで、圧力フィードバックがなかった場合は、非接続状態と識別され、アラームが駆動され、換気装置はガス節約モードの動作３２６を開始する。ガス節約モードの動作３２６においては、圧力が検知されるまで、前記検知ライン内の圧力のモニタ３２８が行われる。圧力検知ライン１５４内の圧力が検出され、かつ換気装置がガス節約モードで作動している場合は、呼気初期化２９４が実行される。
【０１４７】
ＰＣＶ上昇率ステップ３２２に続き、３２４で圧力検知ライン１５４内で圧力が検出された場合は、呼吸時間（breath time）が吸気時間（inhalation time）を超えたか否かの判定３３０を行う条件ステップが実行される。３３０で呼吸時間が吸気時間を超えた場合は、呼気初期化２９４が実行される。３３０で呼吸時間が吸気時間を超えなかった場合は、その圧力がピーク吸気圧（ＰＩＰ：peak inspiratory pressure）を超えたか否かの判定３３２を行う次の条件ステップが実行される。
【０１４８】
ＰＩＰアラームは、換気装置がＰＣＶモードで作動している間、高圧用アラームとして動作する。３３２で前記圧力がＰＩＰアラームレベルを超えた場合、呼気初期化２９４が実行される。ＰＩＰアラームレベルを超えなかった場合は、一回呼吸量が最大許容一回呼吸量を超えたか否かの判定３３４のための条件ステップが実行される。もし一回呼吸量が最大許容一回呼吸量を超えた場合は、呼気初期化２９４が実行される。
【０１４９】
最大許容一回呼吸量を超えなかった場合は、圧力検知ライン１５４内の圧力がＰＣＶレベルの９０％を超えたか否かの判定３３６のための条件ステップが実行される。その圧力がＰＣＶレベルの９０％を超えなかった場合は、ＰＣＶ上昇率ステップ３２２に戻る。３３６で圧力検知ライン１５４の圧力がＰＣＶレベルの９０％を超えた場合は、ＰＣＶ換気３３８が実行される。
【０１５０】
ＰＣＶ換気３３８においては、ＰＣＶレベルを維持するために、ＰＩＤを用いて流量が調節される。ＰＣＶ換気においては、圧力検知ライン１５４が圧力フィードバック３４０のためにチェックされる。ここで圧力が検出されなかった場合は、非接続状態が検出され、換気装置はガス節約モード動作３４２を開始する。ガス節約モードで動作中の間も、圧力検知ライン内の圧力のモニタ３４４が行われる。ここで圧力検知ライン１５４内の圧力が検出されない間は、換気装置はガス節約モード３４２を維持する。圧力検知ライン１５４内に圧力が検出されると、呼気初期化２９４が実行される。
【０１５１】
ＰＣＶ換気３３８において、３４０で圧力検知ライン１５４内に圧力が検知された場合は、ＰＣＶ換気をいつ終了するかを決定するための条件ループが実行される。通常の状態では、ＰＣＶ換気は、予め設定された時間の間持続し、その結果、前記条件ループの一部として、呼吸時間（breath time）がモニタされ、呼吸時間が吸気時間を超えたかの判定３４６が行われる。吸気時間を超えた場合には、呼気初期化２９４が行われる。
【０１５２】
吸気時間を超えなかった場合は、３４８で、圧力検知ラインの圧力が、高圧用ＰＩＰアラームを超えないよう、モニタされる。ＰＩＰアラームを超えた場合は、呼気初期化２９４が行われる。その圧力がＰＩＰアラームを超えなかった場合は、３５０で、一回呼吸量が、最大許容一回呼吸量を超えないよう、チェックされる。最大許容一回呼吸量を超えた場合は、呼気初期化２９４が実行される。最大一回呼吸量を超えなかった場合は、ＰＣＶ換気３３８が続行される。
【０１５３】
最初の６回のＰＣＶ呼吸の間、５つの異なる上昇率が利用され、各上昇率において２回呼吸が行われる。最初の１０回のＰＣＶ呼吸ののちに、ＰＣＶ波形が目標波形と比較される。１０回目のＰＣＶ呼吸に続き、これまでの１０個のＰＣＶオーバーシュート値から、最良の上昇率が決定される。この上昇率は、その後の更なるＰＣＶ換気の間に用いられる。
【０１５４】
図２０ｃのＳＩＭＶ初期化３５２においては、呼気弁１２６が閉じられ、流量が一定値にセットされる。その後、３５４でＳＩＭＶ呼吸が施される。ＳＩＭＶ呼吸においては、圧力検知ライン１５４の圧力のチェック３５６が行われる。ここで、圧力がなかった場合は、３５８でアラームが起動され、換気装置はＳＩＭＶ換気を続行する。
【０１５５】
ＳＩＭＶ換気３５４の間、３６０で、ＳＩＭＶ時間を超えないよう、換気時間がチェックされる。さらに、３６２で、限界値を超えないよう、圧力検知ラインの圧力がチェックされる。換気時間がＳＩＭＶ時間を超えるか、圧力検知ラインの圧力が前記限界値を超えるかすると、呼気初期化２９４が実行される。
【０１５６】
図２０ｄのＣＰＡＰ初期化３６４においては、無呼吸アラームがリセットされ、ＰＩＤコントローラが初期化され、初期流量がセットされる。ＣＰＡＰ換気の間、呼気弁１２６は、ＣＰＡＰレベルまで加圧される。そして、呼気弁１２６からのガスの散逸を最小化するために、ＣＰＡＰ初期化３６４において、目標圧力がＣＰＡＰ設定値から０．５水柱センチメートル分低い値にセットされる。
【０１５７】
ＣＰＡＰ初期化ステップ３６４に続き、３６６でＣＰＡＰが行われる。ＣＰＡＰ３６６の間、流量が、ＣＰＡＰ圧力を維持するよう、断続的に繰り返し調整される。ＣＰＡＰ換気３６６の間、圧力検知ライン１５４の圧力のモニタ３６８も行われる。圧力検知ライン１５４内の圧力が検出されなかった場合、非接続状態と識別され、３７０で換気装置はガス節約モードで動作し始める。
【０１５８】
換気装置は、３７２で圧力検知ライン１５４内の圧力が検出されるまで、ガス節約モード３７０の動作を続ける。圧力が検出されると、呼気初期化２９４が行われる。
【０１５９】
ＣＰＡＰ換気３６６の間、３６６で圧力検知ライン１５４内の圧力が検出されると、３７４でその圧力がＣＰＡＰ圧力を超えるか否か、３サイクルの間モニタされる。３サイクルの間圧力がＣＰＡＰ圧力を超えず、かつ３７６の判定で最大ＣＰＡＰ時間を超えていなければ、ＣＰＡＰ３６６が続行される。一方、３７４において圧力が３サイクルの間ＣＰＡＰ圧力を超えるか、３７６で最大ＣＰＡＰ時間を超えるかすると、呼気初期化２９４が実行される。
【０１６０】
図２０ｅのＰＳＶ初期化３７８の間、呼気弁１２６は閉じられ、初期流量がセットされ、ＰＩＤ値が計算される。ＰＳＶ初期化３７８に続き、３８０でＰＳＶ上昇率が制御される。適切なＰＳＶ上昇率を選択する間、流量は、ＰＩＤに基づきその圧力上昇率を維持するように調整される。更に最大初期流量も計算される。
【０１６１】
圧力検知ラインが、その後、３８２で、そのライン内に圧力があるか否かを判定するためにチェックされる。ここで圧力フィードバックがなければ、非接続状態と認識され、換気装置はガス節約モード動作３８４を開始する。３８４のガス節約モードの動作の間、３８６で、圧力が検出されるまで、検知ライン内の圧力がモニタされる。圧力検知ライン１５４で圧力が検出され、かつ換気装置がガス節約モード動作３８４を行っている場合は、呼気初期化２９４が実行される。
【０１６２】
ＰＳＶ上昇率ステップ３８０に続き、３８２で圧力検知ライン１５４内の圧力が検出されると、３８８で、呼吸時間が最大吸気時間を超えたか否かを判定する条件ステップが実行される。３８８で呼吸時間が最大吸気時間を超えた場合は、呼気初期化２９４が実行される。３８８で呼吸時間が最大吸気時間を超えなかった場合は、３９０で、その圧力がピーク吸気圧（ＰＩＰ）を超えたか否かの判定のための条件ステップが実行される。
【０１６３】
ＰＩＰアラームは、換気装置がＰＳＶモードで動作している間、高圧用アラームとして機能する。３９０で、その圧力がＰＩＰアラームを超えた場合は、呼気初期化２９２が実行される。ＰＩＰアラームを超えなかった場合は、３９２で、一回呼吸量が最大許容一回呼吸量を超えたかを判定するための次の条件ステップが実行される。そして、最大許容一回呼吸量を超えた場合は、呼気初期化２９４が実行される。
【０１６４】
最大許容一回呼吸量を超えなかった場合は、３９４で、圧力検知ライン１５４内の圧力がＰＳＶレベルの９０％を超えたかどうかを判定する次の条件ステップが実行される。その圧力がＰＳＶレベルの９０％を超えなかった場合は、制御はＰＳＶ上昇率ステップ３８０に戻る。３９４で圧力検知ライン１５４内の圧力がＰＳＶレベルの９０％を超えると、ＰＳＶ換気３９６が行われる。
【０１６５】
ＰＳＶ換気３９６の間、ＰＩＤを利用して、流量が、ＰＳＶレベルを維持するように調整される。各ＰＳＶ呼吸のあと、圧力フィードバック３９８のために圧力検知ライン１５４がチェックされる。圧力が検知されなかった場合は、非接続状況が検出され、４００において換気装置はガス節約モード動作を開始する。ガス節約モード動作４００の間、４０２で圧力検知ラインの圧力がモニタされる。圧力検知ライン内で圧力が検出されない間は、換気装置はガス節約モード４００を続行する。４０２で圧力検知ライン１５４内に圧力が検出されると、呼気初期化２９４が実行される。
【０１６６】
ＰＳＶ換気３９６の間、圧力検知ライン１５４内に圧力が検知されると、いつＰＳＶ換気を中止するかを決定するための条件ループが実行される。普通の状態では、予め設定された圧力までＰＳＶ換気が続行される。そして、前記条件ループの一部として、４０４で、流量がモニタされ、最大流量の２５％未満になったか否かが判定される。流量が最大流量の２５％未満に落ち込んだ場合は、呼気初期化２９４が実行される。
【０１６７】
４０４で、流量が最大流量の２５％未満まで落ち込んでいない場合は、４０６で、呼吸時間が最大吸気時間を超えないよう、呼吸時間がチェックされる。呼吸時間が最大吸気時間を超えた場合は、呼気初期化２９４が実行される。４０６で呼吸時間が最大吸気時間を超えなかった場合は、４０８で、圧力検知ラインの圧力が、高圧用ＰＩＰアラームを超えないよう、モニタされる。圧力がＰＩＰアラームを超えると、呼気初期化２９４が実行される。
【０１６８】
圧力がＰＩＰアラームを超えなかった場合は、４１０で、一回呼吸量が、最大許容一回呼吸量を超えないよう、チェックされる。最大許容一回呼吸量を超えると、呼気初期化２９４が実行される。最大許容一回呼吸量を超えなかった場合は、ＰＳＶ換気４００が続行される。
【０１６９】
最初の１０回のＰＳＶ呼吸の間、５つの異なる上昇率が用意されており、各上昇率において２回呼吸が行われる。最初の１０回のＰＳＶ呼吸のあと、ＰＳＶ波形が目標波形と比較される。１０回目のＰＳＶ呼吸に続き、圧力プロファイルから最良の上昇率が決定される。この上昇率は、その後の更なるＰＳＶ換気の間用いられる。
【０１７０】
以上では輸送時用の換気装置を例にとって説明したが、以上に説明した各特徴点は、他の換気装置に組み込んだ場合にも同様に有用であることは明らかであろう。上記記載及び図面は、本発明の目的や特徴、メリットを達成するための好適な実施例の一例に過ぎず、本発明がそれら記載等に限定されることを意図するものではない。以下の請求の範囲に含まれる本発明の如何なる変形例も、本発明の一部をなすものである。
【０１７１】
また、１つの側面では、換気装置の作動方法であって、換気対象の患者の体長を表すデータを制御装置に入力するステップと、前記制御装置で、入力された前記データに基づき少なくとも１つの換気限界値を計算するステップと、計算した前記少なくとも１つの換気限界値に従って、少なくとも１つの換気パラメータを制限するステップと、を含む方法、を提供することもできる。
【０１７２】
本発明の参考となる第１の態様では、前記換気限界値が、（ａ）ＰＳＶ圧力、（ｂ）ＰＣＶ圧力、（ｃ）ピーク吸気圧力、（ｄ）呼吸数、（ｅ）一回呼吸量、（ｆ）呼気吸気比、及び（ｇ）吸気時間、からなるグループの中の少なくとも１つを含む。
【０１７３】
第２の態様では、前記制御装置で、入力された前記データに基づき少なくとも１つの換気パラメータを計算するステップと、計算した前記少なくとも１つの換気パラメータに従って換気を行うステップと、を更に含む。
【０１７４】
第３の態様では、前記第２の態様において、前記換気限界値が、ＰＳＶ圧力及びＰＣＶ圧力からなるグループの中の少なくとも１つを含む。
【０１７５】
第４の態様では、前記第２の態様において、前記換気パラメータが一回呼吸量である。
【０１７６】
第５の態様では、前記第２の態様において、前記換気パラメータが呼吸数である。
【０１７７】
第６の態様では、前記第２の態様において、前記換気パラメータが吸気流量である。
【０１７８】
第７の態様では、前記第２の態様において、入力された前記データに基づき複数の換気パラメータが計算される。
【０１７９】
第８の態様では、前記第７の態様において、（ａ）一回呼吸量及び呼吸数、（ｂ）一回呼吸量及び吸気流量、及び（ｃ）呼吸数及び吸気流量、からなるグループの中の少なくとも１つを前記換気パラメータとして含む。
【図面の簡単な説明】
【０１８０】
【図１】本発明の好適な実施形態に従う換気装置のブロック図である。
【図２】図１の換気装置の空気系統を示す概略図である。
【図３】図１の換気装置の調節機械呼吸（ＣＭＶ）モードでの気道圧と時間との関係を示すグラフである。
【図４】図１の換気装置の呼気終末陽圧を用いる調節機械換気（ＣＭＶ−ＰＥＥＰ）モードでの気道圧と時間との関係を示すグラフである。
【図５】図１の換気装置の持続陽圧気道圧（ＣＰＡＰ）モードでの気道圧と時間との関係を示すグラフである。
【図６】図１の換気装置の呼吸同期性間欠的強制換気（ＳＩＭＶ）モードでの気道圧と時間との関係を示すグラフである。
【図７】図１の換気装置の持続陽圧気道圧を用いる呼吸同期性間欠的強制換気（ＳＩＭＶ−ＣＰＡＰ）モードでの気道圧と時間との関係を示すグラフである。
【図８】図１の換気装置の圧力補助換気（ＰＳＶ）モードでの気道圧と流量と一回呼吸量との関係を示すグラフである。
【図９】図１の換気装置の持続陽圧気道圧および圧力補助換気を用いる呼吸同期性間欠的強制換気（ＳＩＭＶ−ＣＰＡＰ−ＰＳＶ）モードでの気道圧と時間との関係を示すグラフである。
【図１０】図１の換気装置の圧力調節換気（ＰＣＶ）モードでの気道圧と時間との関係を示すグラフである。
【図１１】図１の換気装置の持続陽圧気道圧および圧力調節換気を用いる呼吸同期性間欠的強制換気（ＳＩＭＶ−ＣＰＡＰ−ＰＣＶ）モードでの気道圧と時間との関係を示すグラフである。
【図１２】図１の換気装置の電気系統を示すブロック図である。
【図１３】図１の換気装置の電源系統を示すブロック図である。
【図１４】図１の換気装置のユーザインタフェース系統を示すブロック図である。
【図１５】一回呼吸量と体長との関係を示すグラフである。
【図１６】呼吸頻度と体長との関係を示すグラフである。
【図１７】図１の換気装置のＰＳＶ時の緩やかな圧力上昇を示すグラフである。
【図１８】図１の換気装置のＰＳＶ時の中間的な圧力上昇を示すグラフである。
【図１９】図１の換気装置の急速な圧力上昇を示すグラフである。
【図２０ａ】図１の換気装置の動作を示すフローチャートである。
【図２０ｂ】図１の換気装置の動作を示すフローチャートである。
【図２０ｃ】図１の換気装置の動作を示すフローチャートである。
【図２０ｄ】図１の換気装置の動作を示すフローチャートである。
【図２０ｅ】図１の換気装置の動作を示すフローチャートである。
【符号の説明】
【０１８１】
３０  換気装置、３２  空気系統、３４  電気系統、３６  ユーザインタフェース系統、３８  電源系統。
【図１】
2006297088.tif 000005
【図２】
2006297088.tif 000006
【図３】
2006297088.tif 000007
【図４】
2006297088.tif 000008
【図５】
2006297088.tif 000009
【図６】
2006297088.tif 000010
【図７】
2006297088.tif 000011
【図８】
2006297088.tif 000012
【図９】
2006297088.tif 000013
【図１０】
2006297088.tif 000014
【図１１】
2006297088.tif 000015
【図１２】
2006297088.tif 000016
【図１３】
2006297088.tif 000017
【図１４】
2006297088.tif 000018
【図１５】
2006297088.tif 000019
【図１６】
2006297088.tif 000020
【図１７】
2006297088.tif 000021
【図１８】
2006297088.tif 000022
【図１９】
2006297088.tif 000023
【図２０ａ】
2006297088.tif 000024
【図２０ｂ】
2006297088.tif 000025
【図２０ｃ】
2006297088.tif 000026
【図２０ｄ】
2006297088.tif 000027
【図２０ｅ】
2006297088.tif 000028