(57)【要約】  本願発明は、患者（１２）に人工呼吸を施すための人工呼吸装置（１０）であって、−呼吸ガス源構造体（１５、６２）と、−流量変更装置（１６）と、−吸気性呼吸ガス流（ＡＦ）の絶対湿度を量的に高めるために形成されている加湿装置（３８）であって、このために加湿装置（３８）は、液体貯蔵タンク（４０）と出力可変の気化装置（７６）とを備える加湿装置（３８）と、−加湿装置（３８）から患者（１２）へ吸気性呼吸ガス流（ＡＦ）を搬送するための呼吸ガス管構造体（３０）と、−呼吸ガス流（ＡＦ）を量的に検知する流量センサ（４４）と、−呼吸ガスの所与の目標湿度に応じて、かつ、流量センサ（４４）の信号に応じて、気化装置（７６）の運転出力を制御するために形成されている制御装置（１８）と、を含み、呼吸ガス管構造体（３０）はその近位端部（３０ａ）に、患者（１２）に呼吸ガスを送達する患者インターフェース（３１）と呼吸ガス管構造体（３０）とを連結させるための連結構成物（４４ａ）を備える、人工呼吸装置（１０）に関する。本発明に従って意図されているのは、制御装置（１８）は、人工呼吸装置（１０）の運転パラメータに応じて、吸気方向で連結構成物（４４ａ）の下流の呼吸状態の後続状況を算出し、算出結果に応じて気化装置（７６）の運転出力を変えるために形成されていることである。
2021534898.tif 000002
【特許請求の範囲】
【請求項１】
患者（１２）に人工呼吸を施すための人工呼吸装置（１０）であって、
−前記患者（１２）に人工呼吸を施すための吸気性呼吸ガスを準備する呼吸ガス源構造体（１５、６２）と、
−吸気性呼吸ガス流（ＡＦ）を生成し、かつ、量的に変更するために形成されている流量変更装置（１６）と、
−前記吸気性呼吸ガス流（ＡＦ）の絶対湿度を量的に高めるために形成されている加湿装置（３８）であって、このために前記加湿装置（３８）は、液体貯蔵タンク（４０）と出力可変の気化装置（７６）とを備える加湿装置（３８）と、
−前記加湿装置（３８）から前記患者（１２）へ前記吸気性呼吸ガス流（ＡＦ）を搬送するための、運転中に前記患者（１２）により近い近位長手端部（３０ａ）と運転中に前記患者からより遠く離れた遠位長手端部（３０ｂ）とを有する呼吸ガス管構造体（３０）と、
−前記呼吸ガス流（ＡＦ）を量的に検知するために形成されている流量センサ（４４）と、
−呼吸ガスの所与の目標湿度に応じて、かつ、前記流量センサ（４４）の信号に応じて、前記気化装置（７６）の運転出力を制御するために形成されている制御装置（１８）と、
を含み、
前記呼吸ガス管構造体（３０）はその近位端部（３０ａ）に、たとえば気管内チューブ、喉頭マスクあるいはコンビチューブなどのような、前記呼吸ガス管構造体（３０）と前記患者（１２）との間で呼吸ガスを送達する患者インターフェース（３１）と前記呼吸ガス管構造体（３０）とを連結させるための連結構成物（４４ａ）を備える、人工呼吸装置（１０）において、
前記制御装置（１８）は、前記人工呼吸装置（１０）の運転パラメータに応じて、吸気方向で前記連結構成物（４４ａ）の下流の呼吸状態の後続状況を算出し、算出結果に応じて前記気化装置（７６）の運転出力を変えるために形成されていることを特徴とする人工呼吸装置（１０）。
【請求項２】
呼吸状態の後続状況は、前記患者インターフェース（３１）の管壁部の、および／あるいは前記呼吸ガス流（ＡＦ）の後続温度を含むことを特徴とする請求項１に記載の人工呼吸装置（１０）。
【請求項３】
前記人工呼吸装置（１０）は、前記制御装置（１８）によって応答可能なデータ記憶装置（１９）を備え、該データ記憶装置（１９）内では、前記呼吸ガス流（ＡＦ）の運転パラメータ値が、前記患者インターフェース（３１）の管壁部の、および／あるいは前記呼吸ガス流（ＡＦ）の後続温度値と結び付けられていることを特徴とする請求項２に記載の人工呼吸装置（１０）。
【請求項４】
前記制御装置（１８）は、近位温度センサ（４８）によって検知された、前記呼吸ガス管構造体（３０）の前記近位長手端部領域（３０ａ）における前記呼吸ガス流（ＡＦ）の温度と、前記流量センサ（４４）によって検知された前記呼吸ガス流（ＡＦ）の量と、呼吸ガスの所与の目標湿度と、に応じて、後続状況を算出することを特徴とする請求項１から３のいずれか１項に記載の人工呼吸装置（１０）。
【請求項５】
前記制御装置（１８）は、周囲温度センサ（１７）によって検知された周囲温度に応じて、後続状況を算出することを特徴とする請求項１から４のいずれか１項に記載の人工呼吸装置（１０）。
【請求項６】
前記制御装置（１８）は、前記患者インターフェース（３１）の遠位端部（３１ｂ）よりも前記近位端部（３１ａ）に近い算出箇所の後続状況を算出し、好ましくは前記制御装置（１８）は、前記患者インターフェース（３１）の前記近位端部（３１ａ）の後続状況を算出することを特徴とする請求項１から５のいずれか１項に記載の人工呼吸装置（１０）。
【請求項７】
前記制御装置（１８）は、前記連結構成物（４４ａ）と前記患者（１２）の体内への前記患者インターフェース（３１）の挿入箇所（３１ｃ）との間にある、前記患者インターフェース（３１）の一部分の後続状況を算出することを特徴とする請求項１から６のいずれか１項に記載の人工呼吸装置（１０）。
【請求項８】
前記呼吸ガス管構造体（３０）の少なくとも１つの吸気管部分（３６）は、該吸気管部分（３６）を加熱可能な管加熱装置（３７）を備え、前記制御装置は、算出結果に応じて近位温度センサ（４８）近傍の呼吸ガスの温度を変え、かつ、このために前記管加熱装置（３７）の運転出力を変えるために形成されていることを特徴とする請求項１から７のいずれか１項に記載の人工呼吸装置（１０）。
【発明の詳細な説明】
【技術分野】
【０００１】
本願発明は、患者に人工呼吸を施すための人工呼吸装置であって、
−患者に人工呼吸を施すための吸気性呼吸ガスを準備する呼吸ガス源構造体と、
−吸気性呼吸ガス流を生成し、かつ、量的に変更するために形成されている流量変更装置と、
−吸気性呼吸ガス流の絶対湿度を量的に高めるために形成されている加湿装置であって、このために加湿装置は、液体貯蔵タンクと出力可変の気化装置とを備える加湿装置と、
−加湿装置から患者へ吸気性呼吸ガス流を搬送するための、運転中に患者により近い近位長手端部と運転中に患者からより遠く離れた遠位長手端部とを有する呼吸ガス管構造体と、
−呼吸ガス流を量的に検知するために形成されている流量センサと、
−呼吸ガスの所与の目標湿度に応じて、かつ、流量センサの信号に応じて、気化装置の運転出力を制御するために形成されている制御装置と、
を含み、
呼吸ガス管構造体はその近位端部に、たとえば気管内チューブ、喉頭マスクあるいはコンビチューブなどのような、呼吸ガス管構造体と患者との間で呼吸ガスを送達する患者インターフェースと呼吸ガス管構造体とを連結させるための連結構成物を備える、人工呼吸装置に関する。
【背景技術】
【０００２】
同様の人工呼吸装置は、特許文献１から知られている。既知の人工呼吸装置は、呼吸ガス源として周囲空気を利用し、人工呼吸装置内の呼吸ガス流の流れを量的に変更させるために、送風機とバルブとの組み合わせを利用する。気化・加湿装置は、必要な場合に呼吸ガスを加湿するために備わっている。気化・加湿装置内にある貯水タンクは、呼吸ガス流が上を流れ、その際貯水タンクの水面より上にある水蒸気を持っていく。
【０００３】
特許文献１から知られる人工呼吸装置はさらに、加熱可能な呼吸ガス管構造体を含んでいて、呼吸ガス管構造体に熱を加えることによって、呼吸ガス内の湿気が不都合に凝縮するのを防ぐことができる。
【０００４】
既知の人工呼吸装置の加湿装置の下流、ただし呼吸ガス管構造体の加熱区間が始まる手前、つまり呼吸ガス管構造体の遠位端部の領域において、呼吸ガス流を算出するための流量センサと、呼吸ガスの温度を検知するための温度センサと、呼吸ガスの湿度を検知するための湿度センサと、が備わっている。その上、周囲温度と周囲空気湿度とを検知するためのセンサが備わっている。
【０００５】
入出力装置を介して、人工呼吸装置の運転パラメータを、医者あるいは看護スタッフが調節することができる。
【０００６】
既知の人工呼吸装置の制御装置は、詳細には記されないやり方で人工呼吸装置を制御する。制御装置は、検知された周囲温度と検知された周囲空気湿度と検知された呼吸ガス流の温度と検知された呼吸ガス流の湿度とから、さらには呼吸ガス管構造体の運転データと構造上のデータとに応じて、呼吸ガス管構造体の加熱器を運転するための目標温度を算出する。その際目標温度は、呼吸ガス管構造体内の温度が、それぞれの露点温度より高くなるように、選択される。制御装置は、選択された目標温度に応じて、呼吸ガス管構造体の加熱器を制御する。露点温度は、特許文献１の開示に従えば、利用可能な湿度のデータから、つまり呼吸ガス流の検知された温度と検知された相対湿度とから得られる。
【０００７】
当該分野に係る人工呼吸装置は、特許文献２から知られている。これもまた、呼吸ガス源と流量変更装置としての送風機とを有する呼吸ガス管構造体を開示している。特許文献２から知られる人工呼吸装置は同様に、気化・加湿装置を備える。これもまた、運転中に呼吸ガス流が上を流れる貯水タンクを有しており、上を流れている間に呼吸ガス流が加湿される。
【０００８】
既知の人工呼吸装置の呼吸ガス管構造体の、加湿装置から呼吸ガス管構造体の近位長手端部まで延在する部分は、加熱可能である。この部分では、加湿装置により近い呼吸ガス管構造体の長手端部領域において、呼吸ガスの温度と量的な流れとを算出するための流量センサと温度センサとが設けられている。同様に、人工呼吸を施される患者に呼吸ガス管構造体を接続するための患者インターフェースが連結可能な呼吸ガス管構造体の近位長手端部には、近位温度センサが設けられている。
【０００９】
既知の人工呼吸装置の制御装置では、望ましい呼吸ガス温度あるいは人工呼吸装置から送られる呼吸ガスの望ましい湿度レベルを、操作員が調節することができる。制御装置は、両温度センサおよび流量センサとデータ伝達的に接続されており、それでそれらの検知値を受け取る。
【００１０】
データ記憶装置に格納された表、式あるいは特性マップを用いて、制御装置は、必要な呼吸ガス湿度とセンサで算出された呼吸ガス流とセンサで算出された呼吸ガス温度とに応じて、加湿装置の加熱プレートへのエネルギー供給を制御して、それで望ましい呼吸ガス湿度と望ましい呼吸ガス温度の呼吸ガス流を準備する。必要な呼吸ガス湿度は、操作員によって調節される湿度、あるいは、データ記憶装置内に予め格納された湿度のどちらかである。
【００１１】
一般的に知られているように、人工呼吸の際には、適切な湿度の呼吸ガス流を患者に供給することが、特に重要である。供給される呼吸ガスが乾燥しすぎていると、人工呼吸の最中に患者は脱水する。供給される呼吸ガスが湿りすぎていると、呼吸ガスからの水分が凝縮して液体の形状で患者の肺に入る恐れがあり、そうなれば、望ましい代謝性ガス交換が妨げられる。
【００１２】
たとえ、呼吸ガスから凝縮した水が、患者の肺に入らなかったとしても、呼吸ガス管構造体、および／あるいは、たとえば近位流量センサのようなセンサの壁部に蓄積し、センサの測定精度を低下させかねない。
【００１３】
その際決定的なのは、呼吸ガスの絶対湿度よりはむしろ、呼吸ガスの相対湿度である。絶対湿度は、どのくらいの水分量が基準量の空気中に含まれているかを示すものである。相対湿度は、所定の基準量の空気がどのくらいの湿度をさらに受容できるか、たとえば患者から奪うことができるか、あるいは呼吸ガスがその湿度飽和にどの程度近いかの尺度である。湿度がほぼ飽和状態の呼吸ガスでは、呼吸ガス温度のわずかな変化でも、呼吸ガスからの液体の極めて望ましからざる凝縮（専門家の間では、「レインアウト」とも呼ばれる）をもたらしかねない。
【００１４】
人工呼吸装置から人工呼吸を施されるそれぞれの患者への呼吸ガスの送達を患者の需要に即して適合させるために、呼吸ガス管構造体はその近位端部に、呼吸ガス管構造体と患者との間で呼吸ガスを送達する患者インターフェースと呼吸ガス管構造体とを連結させるための連結構成物を備える。このような患者インターフェースは、気管内チューブ、喉頭マスクあるいはコンビチューブなどであってよい。
【００１５】
たとえ呼吸ガス管構造体が部分的にあるいは完全に加熱可能であっても、呼吸ガス管構造体に連結可能な患者インターフェースは通常加熱不可能である。それゆえ患者インターフェースおよび患者インターフェース内の呼吸ガス流の温度は、呼吸ガス管構造体とその中の呼吸ガス流の温度よりも大きく下がる。
【００１６】
患者インターフェースがチューブかマスクかに関係なく、呼吸ガス管構造体の連結構成物に直接的に繋合する患者インターフェースの部分は常に、周囲空気に取り囲まれているであろうし、それで周囲温度によって影響を及ぼされ得るであろう。
【００１７】
上述の人工呼吸装置が冬に、および／あるいは高地で輸送車両あるいは輸送用ヘリコプター内で使用されるような、まさに極限での緊急輸送状況では、周囲温度は患者の体温よりもはるかに低くなりかねず、それゆえ呼吸ガス流の望ましい温度よりもはるかに低くなりかねない。それゆえ、たとえば周囲空気によって冷却された患者インターフェースの壁部は、呼吸ガス流の露点温度を下回るので、患者インターフェースであるいは患者インターフェース内で、呼吸ガスからの液体が凝縮しかねない。患者インターフェースは特に患者の近くに設けられており、かつ、気管チューブの場合にはさらに患者の体内に挿入されているので、患者インターフェースの領域における液体の凝縮は、人工呼吸を施される患者にとって特に危険である。
【００１８】
凝縮は、周囲空気によって激しく冷却されている患者インターフェースの壁部で起こり得る。付加的にあるいは選択的に、凝縮は、直接的に呼吸ガス流内で霧を発生させ得る。
【００１９】
患者インターフェースは加熱されていないだけでなく、使い捨て品として通常はセンサも装備されていない。このことは、患者インターフェース内の凝縮を認識して抑制するのを困難なものにしている。
【先行技術文献】
【特許文献】
【００２０】
【特許文献１】米国特許出願公開第２０１３／００７３０１３号明細書
【特許文献２】欧州特許第２１４３４５９号明細書
【発明の概要】
【発明が解決しようとする課題】
【００２１】
それゆえ本願発明の課題は、冒頭に挙げたような人工呼吸装置を発展させることであり、それによって、極限の外的条件下でも患者をできる限り正確かつできる限り安定的に、長時間の人工呼吸で、患者インターフェース内で凝縮することなく適切に加湿された呼吸ガスで呼吸させることができるようにすることである。
【課題を解決するための手段】
【００２２】
本願発明の冒頭に挙げたような人工呼吸装置はこの課題を、患者インターフェース内の呼吸ガス流内の液体の望ましからざる凝縮を回避するための制御装置が、たとえば温度、質量流量あるいは体積流量、および／あるいは相対湿度のような、人工呼吸装置、特に呼吸ガス流の運転パラメータに応じて、吸気方向で連結構成物の下流の呼吸状態の後続状況を算出し、算出結果に応じて気化装置の運転出力を変えるために形成されていることによって、解決する。
【００２３】
患者インターフェース内の凝縮に関して危機的な後続状況が制御装置によって認識されると、気化装置の運転出力が変えられ、通常は低下させられて、患者インターフェース内の凝縮のリスクが軽減あるいは排除すらされる。
【００２４】
たとえば、後続状況の算出にとって重要な人工呼吸装置の運転パラメータは、近位温度センサによって検知されて制御装置に伝送されるような、呼吸ガス管構造体の近位長手端部領域における呼吸ガス流の温度と、周囲温度センサによって検知されて制御装置に伝送されるような、周囲温度と、を含んでよい。付加的あるいは選択的に、流量センサによって算出された呼吸ガス流の量が、後続状況を算出するために援用されてよい。さらなる重要な運転パラメータは、患者インターフェースの種類およびその構成上の形体であってよい。
【００２５】
それゆえ人工呼吸装置は好ましくは、呼吸ガス管構造体の近位長手端部領域における吸気性呼吸ガス流の温度を検知するために形成されて設けられている近位温度センサを備える。
【００２６】
同様に人工呼吸装置は好ましくは、人工呼吸装置の周囲の温度を検知するために形成されている周囲温度センサを備える。
【００２７】
制御装置によって応答可能なデータ記憶装置内には、人工呼吸装置の運転パラメータ１セット―これは、上述の運転パラメータの複数あるいはすべてであってよい―を、患者インターフェース内に呼吸ガス湿気の凝縮が発生したことを知らせる後続パラメータと結び付ける、好適には経験的に算出された少なくとも１つの後続データ相関が記憶されていてよい。
【００２８】
後続パラメータは、患者インターフェース内に凝縮が発生していないことを知らせる第１の値を受け入れるか、あるいは、その逆つまり患者インターフェース内に凝縮が起こっていることを知らせる第２の値を受け入れるかの、バイナリパラメータであってよい。
【００２９】
データ記憶装置に格納された後続データ相関に応じて、たとえば、分析的にあるいは数的な計算で取り扱い可能かつ例示的な、患者インターフェースでの呼吸状態の描写を援用して、後続パラメータは、患者インターフェース内で呼吸ガス流からの液体がおそらくどの程度の確率で凝縮するかを知らせる。
【００３０】
そのような確率値は、代替的あるいは選択的に、データ相関を経験的に確認する際に、現在の呼吸状態に関連する運転パラメータ下で、経験的に調べられた同一パラメータの場合の割合でのみ凝縮が起こったということによって、あるいは、たとえば、データ相関はノードを基にして表の形で定義されているので、現在の呼吸状態を述べるすべての運転パラメータ値のためにデータ相関が存在するのではないということによって、成立させることができる。この場合欠けている値は、存在する値から内挿法によって、および／あるいは外挿法によって求めることができる。その際、運転パラメータと後続パラメータとの相関が複雑な多次元である場合には、後続パラメータの算定において不鮮明さが生じかねず、そのような不鮮明さは、適切に確率として再現あるいは内挿され得る。
【００３１】
それで制御装置は、患者インターフェース内の差し迫った凝縮を回避するために、後続パラメータに応じて、気化装置の運転出力を変えることができ、特に低下させることができる。たとえば、上述の単純なバイナリ後続パラメータの場合には、１つの値は気化装置の運転出力を低下させることができるが、それに対して別の値は低下させることができない。確率値の形をとる既述の後続パラメータ、つまり０から１までのもしくは０％から１００％までの値の場合には、患者インターフェース内の凝縮の閾確率値、たとえば約４０％以上の確率を予め決定しておくことができ、後続パラメータがそれを上回ることによって、制御装置による気化装置の運転出力の低下が結果的にもたらされる。その際、閾確率値があってもなくても、運転出力の低下の大きさは、後続パラメータが患者インターフェース内の凝縮を見込んでいる確率の高さに依存してよい。後続パラメータの確率の高さに対する運転出力の低下の大きさの依存関係は、直線的であっても累進的であってもよいので、運転出力の低下は現在の運転出力から、後続パラメータに従って凝縮確率が高まるにつれて、凝縮確率よりも大きく増加する。
【００３２】
計算で簡単に取り扱いできるが、それにもかかわらず非常に効果的な好ましい使用の場合には、呼吸状態の後続状況あるいは後続パラメータは、患者インターフェースの管壁部の、および／あるいは患者インターフェース内の呼吸ガス流の後続温度を含んでよい。
【００３３】
後続状況を述べるために後続温度を用いる第１の利点はまず、患者インターフェースを構築するために用いられる材料を含む患者インターフェースの構造が既知の場合には、また、たとえば呼吸ガス管構造体の近位長手端部での連結構成物の領域においてセンサで検知された最後の運転状況からの周囲条件と運転条件とが既知の場合には、吸気方向で連結構成物の下流の後続温度を、熱力学的なモデルを基にして高い精度で算定できるということにある。それによって、熱力学的なモデルを基にして患者インターフェース内の後続温度を、特に患者インターフェースにより近い測定技術的に検知されたパラメータから算定できるか、あるいは、経験的に得られた特性マップに基づいて、後続温度を上述のパラメータから選別できるか、あるいは、モデル予測と経験的なデータ相関からの選別との組み合わせを、後続温度の算出のために用いることができる。
【００３４】
後続状況を述べるために後続温度を用いる第２の利点は、呼吸ガス流からの液体の凝縮を予測するのに、後続温度だけで足り得るということにある。呼吸ガス流の絶対湿度が分かれば、それが直接的な測定によるものであろうと、呼吸ガス流の相対湿度および温度の測定によるものであろうと、呼吸ガス流の露点温度が分かるか、あるいは、格納された露点曲線もしくは露点データから算出可能である。算出された後続温度が、それぞれの呼吸ガス流に対して算出された露点温度より低ければ、患者インターフェース内の呼吸ガス内の湿気の凝縮つまり望ましからざる「レインアウト」の確率が極めて高い。
【００３５】
好適には人工呼吸装置は、吸気性呼吸ガス流の少なくとも１つの相対湿度を表示する、吸気性呼吸ガス流の湿度状態値を検知するために形成されている湿度センサ構造体を備える。好ましくは湿度センサ構造体は、湿度状態値の検知箇所で呼吸ガス温度を検知するためにも形成されているので、制御装置は湿度状態値の検知箇所で、たとえばデータ記憶装置に格納された露点データを基にして、呼吸ガス流の絶対湿度、および／あるいは露点温度を算出できる。選択的にあるいは付加的に、湿度センサ構造体は、呼吸ガスの絶対湿度を湿度状態値として直接検知するために形成されていてよい。
【００３６】
上で既に示唆されたように、人工呼吸装置は、患者インターフェース内の後続温度を予測するために、制御装置によって応答可能なデータ記憶装置を備え、当該データ記憶装置内では、人工呼吸装置によって測定技術的に検知可能な、たとえば周囲温度のような運転パラメータ値、および／あるいは呼吸ガス管構造体内で検知可能な呼吸ガス流の運転パラメータ値が、患者インターフェースの管壁部の、および／あるいは呼吸ガス流の、後続温度値と結び付けられている。完璧かつ明確にするためだけに付け加えておくが、測定技術的に検知された運転パラメータ値から内挿法によってあるいは外挿法によって求められた値は、本願の主旨においては測定技術的に検知されものとみなされる。
【００３７】
上述のデータ記憶装置に格納されたデータ相関によって、それが経験的に算出されたデータ表あるいはデータ特性マップとしてであれ、分析的あるいは数的な算定モデルとしてであれ、制御装置は、近位温度センサによって検知された、呼吸ガス管構造体の近位長手端部領域における呼吸ガス流の温度と、流量センサによって検知された呼吸ガス流の量と、呼吸ガスの所与の目標湿度と、に応じて、高い精度で後続状況を算出できる。それで、既知のあるいは測定技術的に検知可能なパラメータ値の判定可能な数によって、患者インターフェース内の望ましからざる凝縮の確率を、高い精度で非常に迅速に予測できる。
【００３８】
制御装置が、周囲温度センサによって検知された周囲温度に応じて後続状況を算出すれば、患者インターフェース内の呼吸ガス内の湿気の望ましからざる凝縮を、特に正確に予測できる。外部から患者インターフェースの少なくとも１つの部分に作用する周囲温度は、患者インターフェース内を流れる呼吸ガスの温度と、ひいては患者インターフェース内で起こり得る凝縮と、に大きな影響を及ぼす要因である。
【００３９】
より下流でつまり患者のより近くで、患者インターフェース内の呼吸ガス内の凝縮が起こり、ひいては患者インターフェース内の液体が危惧されれば、患者にとってますます不都合な影響を及ぼしかねないので、本願発明の有利な一発展形態に従えば、制御装置は、患者インターフェースの遠位端部よりも近位端部に近い算出箇所の後続状況を算出することが意図されており、好ましくは制御装置は、患者インターフェースの近位端部の後続状況を算出する。
【００４０】
付加的にあるいは選択的に、制御装置は、連結構成物と患者の体内への患者インターフェースの挿入箇所との間にある、患者インターフェースの一部分の後続状況を算出してよい。そうであればまさに、周囲の影響にひいては極端な運転状況において呼吸ガス流の望ましい温度から大きく離れかねない周囲温度に直接晒されている、患者インターフェースの部分の後続状況、特に後続温度が算出される。
【００４１】
付加的に、呼吸ガス管構造体の吸気管部分が、管加熱構造体によって加熱可能であれば、制御装置は、算出結果に応じて管加熱構造体の運転出力を変え、特に上げることができる。短時間だけわずかに暖かすぎる呼吸ガスかあるいは液相を有する呼吸ガスのどちらが患者に供給されるかを検討して、呼吸ガス温度を上げるというオプションを優先すべきである。
【００４２】
好ましくは連結構成物は、呼吸ガス管構造体のＹ管部分の近位長手端部に形成されており、Ｙ管部分の両遠位長手端部には、吸気ホースと呼気ホースがそれぞれ１つずつ繋合されている。
【００４３】
流量センサは、人工呼吸装置の駆動ハウジング内に受容されている遠位流量センサであってよい。付加的にあるいは選択的に、流量センサは、呼吸ガス管構造体の近位長手端部に好適には交換可能に設けられている近位流量センサであってよい。近位流量センサは、連結構成物と患者インターフェースとの間に設けられていてよい。そのような近位流量センサは、それが差圧流量センサとして形成されていれば、測定精度が高いが低コストである。近位流量センサは、連結構成物の一部であってよく、患者インターフェースを連結するためにも形成されていてよい。
【００４４】
連結構成物は、少なくとも吸気性呼吸ガス流を好適には呼気性呼吸ガス流も量的に検知するために、呼吸ガス管構造体の長手端部に備わっている近位流量センサに形成されていてよい。
【００４５】
気化装置は好適には、液体貯蔵タンクを加熱して気化させる加熱装置を備える。制御装置は好適には、上述の算出結果が、患者インターフェース内の液体の凝縮が確実であること、あるいはその確率が高いこと、あるいは予め規定された確率閾値を越えることを、あるいは後続温度が予め規定された後続温度閾値を越えることを知らせると、加熱装置の加熱出力を下げるように形成されている。
【００４６】
選択的にあるいは付加的に、気化装置は超音波噴霧器を備えてよい。このような状況下では、算出結果に応じて制御装置によって変更可能な運転出力は、超音波噴霧器の運転出力である。噴霧器出力を下げるための条件は、加熱出力を下げるための上述の条件である。
【００４７】
本願の主旨における記載されたパラメータのセンサによる算出と、記載されたパラメータと異なる数値の直接的な算出とは、この異なる数値が、既知の相関、たとえば較正相関に基づいて、記載されたパラメータを表示する場合、同等である。
【００４８】
本願において、「湿度（Feuchtigkeit）」と「湿気（Feuchte）」とは同義で使われている。
【００４９】
データ相関の経験的な算出は確かに手間がかかる。なぜなら、実験室において上述の影響パラメータを、その期待される運転値領域の枠内でコントロールして変動させて、目的パラメータに対するその影響に関して検知しなくてはならないからである。しかしながらこのような手間をかける必要があるのは、構造が同じ人工呼吸装置に対してたった一度だけである。そうであれば、人工呼吸装置の構造上の１つの形体に対してそのようにして算出されたデータ相関は、構造が同じ複数の人工呼吸装置に対して用いることができる。そうであれば、すでに算出されたデータ相関が、具体的な人工呼吸装置に当てはまるかどうかを、抜き取り検査で検査すれば十分である。
【００５０】
流量センサは、近位温度センサが温度を検知するように、少なくとも吸気性呼吸ガス流の量を、呼吸ガス管構造体の近位長手端部領域において検知できるので、呼吸ガスの加湿は、できる限り患者近くにあるパラメータを基にして行われる。
【００５１】
望ましい呼吸状態を定義するために、人工呼吸装置は、呼吸ガス管構造体の近位長手端部領域における呼吸ガス流の少なくとも１つの目標温度を入力するための、および／あるいは呼吸ガスの少なくとも１つの目標湿度を入力するための、および／あるいは少なくとも１つの目標呼吸ガス流を入力するための入力装置を備えてよい。上述のパラメータのうちのいくつかだけが入力装置で入力可能であってもよく、他方で、上述の別のパラメータは、経験的に算出されたデータ相関を基にして、入力された、および／あるいはさらなるパラメータに応じて算出されている。
【００５２】
たとえば人工呼吸装置は、その操作を簡単にするために、呼吸ガス管構造体の近位長手端部領域における呼吸ガス流の目標温度を入力するための入力装置を備えてよく、さらに、制御装置によって応答可能なデータ記憶装置を備えてよく、当該データ記憶装置内には、呼吸ガス管構造体の近位長手端部領域における呼吸ガス流の温度値と割り当てられた呼吸ガスの目標湿度値との間の相関、好適には経験的に算出された相関が記憶されている。そうであれば、制御装置が、割り当てられた呼吸ガスの目標湿度を決定できるようにするために、近位呼吸ガス流温度だけを入力すれば十分である。
【００５３】
呼吸ガス管構造体の壁部での液体の望ましからざる蓄積を回避するために、呼吸ガス管構造体の少なくとも１つの吸気管部分は、管加熱装置を備えてよい。この管加熱装置によって、吸気管部分を加熱できる。それによって、吸気管部分の壁部の温度が、管部分内を流れる呼吸ガスの温度よりも下がるのを防ぐことができる。そうであれば制御装置は、呼吸ガス管構造体の近位長手端部領域における呼吸ガス流の所与の目標温度に応じて、管加熱装置の運転出力を制御するために形成されていてよい。その上、管加熱装置に供給されるエネルギーもしくは出力を算出する際に、制御装置は、検知された周囲温度を考慮してよい。これによって、管部分を加熱するための制御系が著しく簡略化される。なぜなら、通常呼吸ガス管構造体は、その外側が周囲温度の周囲空気によって加熱されているからである。管部分の加熱時に周囲温度を考慮すれば、吸気管部分の加熱される壁部での望ましからざる温度変動を回避できる。それで、加熱される管部分の温度を、より恒常的に維持できる。
【００５４】
呼吸ガス源構造体は、呼吸ガス源として、周囲空気あるいはガスが所定のガス貯蔵タンクから吸入され得る際に通る吸入開口部を備えてよい。付加的にあるいは選択的に、呼吸ガス源構造体は、呼吸ガス源としてガス貯蔵タンクを備えてよく、たとえば貯蔵タンク容器として、あるいは、しばしば診療所において行われているように、人工呼吸装置を局所的に設置されたガス貯蔵タンクと接続する、供給管と繋合するための繋合構成物として備えてよい。異なるガスを呼吸ガスに混ぜる可能性を準備するために、呼吸ガス源構造体は、上述のような個々の呼吸ガス源を複数備えてよい。その際、混ぜられる異なるガスは、準備と圧力緩和とに基づいて、異なる温度、および／あるいは異なる湿度であってよい。湿度センサ構造体が実際に患者に供給される呼吸ガスの湿度を検知するのを確実にするために、湿度センサ構造体は好適には、呼吸ガス流の吸気方向で呼吸ガス源構造体の下流に設けられている。上述の理由から、特に好ましくは、吸気方向で加湿装置の下流では、呼吸ガス成分は、加湿装置から出てきた呼吸ガス流にもはや供給されない。
【００５５】
気化装置に供給されるエネルギーもしくは出力を検知しかつ制御するために、制御装置は、気化装置と信号伝達的に接続されていてよい。付加的にあるいは選択的に、制御装置は信号伝達的に、気化装置のエネルギー供給器と接続されていてよい。たとえば制御装置は、気化装置に供給される電流とその際印加される電圧とを検知するために、直接形成されていてよい。エネルギー、特に電気エネルギーを検知するために制御装置を直接形成することがあまりに手間がかかりすぎるということであれば、制御装置は、気化装置に供給されるエネルギーを検知するために形成されている少なくとも１つのエネルギーセンサと、信号伝達的に接続されていてよい。そうであれば、気化装置に目下供給されるエネルギー、および／あるいは出力は、信号伝達的な接続を介して制御装置に伝達される信号から、制御装置によって算出可能となり得る。その際エネルギーの算出と出力の算出とは、出力が、時間に関連したエネルギー検知であるということで異なるに過ぎない。
【００５６】
本願発明は、添付の図に基づいて、以下においてより詳細に説明される。図に示されるのは、以下である。
【図面の簡単な説明】
【００５７】
【図１】患者に人工呼吸を施すために整備された本発明に係る人工呼吸装置の概略図である。
【図２】図１の人工呼吸装置の吸気性呼吸ガス管分岐の簡略化された概略図である。
【発明を実施するための形態】
【００５８】
図１において、人工呼吸装置の本発明に係る一実施形態が、全般的に符号１０を付されている。人工呼吸装置１０は、表わされた例においては、人間の患者１２に人工呼吸を施すために使われる。
【００５９】
人工呼吸装置１０はハウジング１４を備え、当該ハウジング１４内には吸入開口部１５が形成されており、ハウジング材料が不透明なため外部から認識できないが、流量変更装置１６と制御装置１８とが受容されている。吸入開口部１５によって、流量変更装置１６は、人工呼吸装置の外部周囲Ｕからの周囲空気を吸入でき、かつ、フィルタを通すそれ自体既知の洗浄の後に、呼吸ガスとして患者１２に供給できる。それゆえ吸入開口部１５は、本願の主旨においては呼吸ガス源構造体である。
【００６０】
吸入開口部１５内には、周囲Ｕの空気の温度を測定し、制御装置１８に伝達する周囲温度センサ１７がある。
【００６１】
流量変更装置１６は、それ自体既知のやり方で構成されており、ポンプと圧縮機と送風機５２と圧力容器と減圧バルブ５４（図２参照）などが備わっていてよい。さらに人工呼吸装置１０は、それ自体既知のやり方で吸気バルブ２０と呼気バルブ２２とを備える。
【００６２】
制御装置１８は普通、コンピュータあるいはマイクロプロセッサとして実現されている。制御装置は、人工呼吸装置１０の運転に必要なデータを記憶し、必要な場合に呼び出すことができるようにするために、図１において符号１９が付されているデータ記憶装置を含んでいる。データ記憶装置１９は、ネットワーク形成すれば、ハウジング１４の外部でも読むことができ、データ伝達接続によって制御装置１８と接続されていてよい。データ伝達接続は、ケーブルリンクであるいは無線リンクで形成されていてよい。しかしながら、データ伝達接続の障害が、人工呼吸装置１０の運転に影響をもたらしかねないことを防ぐために、データ記憶装置１９は好ましくは制御装置１８内に組み込まれているか、あるいは少なくとも制御装置１８と同じハウジング１４内に受容されている。
【００６３】
データを人工呼吸装置１０もしくはより正確には制御装置１８に入力するために、人工呼吸装置１０は、図１で表わされている例ではキーボードで表示されている入力装置２４を備える。下でさらに説明されるように、キーボードは制御装置１８の唯一のデータ入力部ではない。実際に制御装置１８は、様々なデータ入力部を介して、たとえばネットワーク回線や無線リンクを介して、あるいはさらに下で詳細に言及されるセンサ接続部２６を介して、データを受け取ることができる。
【００６４】
データを担当臨床医に出力するために、人工呼吸装置１０は、表わされている例ではディスプレイである出力機器２８を備えてよい。
【００６５】
人工呼吸を施すために、患者１２は、人工呼吸装置１０より正確にはハウジング１４内の流量変更装置１６と、呼吸ガス管構造体３０を介して接続されている。患者１２はこのために、患者インターフェース３１である気管内チューブによって挿管されている。患者インターフェース３１の近位長手端部３１ａは、吸気性呼吸ガス流ＡＦを、患者１２の肺に送る。近位長手端部３１ａを通って、呼気性呼吸ガス流も呼吸ガス管構造体内に流入する。
【００６６】
患者インターフェース３１の遠位長手端部３１ｂは、呼吸ガス管構造体３０と接続するために形成されている。箇所３１ｃから吸気方向で下流へ向かって近位長手端部３１ａまで、患者インターフェースは、患者１２の体に取り囲まれている。これは逆推論で、患者インターフェース３１は、その遠位長手端部３１ｂから箇所３１ｃまで外部周囲Ｕに晒されており、外部周囲Ｕと主に対流性に熱伝達接続されていることを意味している。
【００６７】
呼吸ガス管構造体３０は、新鮮な呼吸ガスを流量変更装置１６から患者１２の肺に送ることができる吸気ホース３２を備える。吸気ホース３２は中断されていてよく、第１の吸気ホース３４と第２の吸気ホース３６とを備えてよく、これらの間に、患者１２に供給される吸気性呼吸ガス流を意図的に加湿し場合によっては温度調節もするための加湿装置３８が備わっていてよい。加湿装置３８は、加湿用の水、あるいは、たとえば炎症を抑えるためのあるいは気道を広げるための薬剤を、加湿装置３８に供給できる外部の液体貯蔵タンク４０と接続されていてよい。本願の人工呼吸装置１０を麻酔呼吸装置として使用する場合には、コントロールされた揮発性麻酔薬が、人工呼吸装置１０を介して患者１２に送られてよい。加湿装置３８は、新鮮な呼吸ガスが患者１２に、場合によっては薬剤エアロゾルを添加した上で所定の湿度と所定の温度とで供給されるようにする。
【００６８】
第２の吸気ホース３６は、本願の例では、管加熱装置３７によって電気で加熱可能である。管加熱装置３７は、制御装置１８によって運転制御可能である。前述とは異なって、第１の吸気ホース３４も加熱可能であってよく、および／あるいは少なくとも１つのホース３４および／あるいは３６は、電気式管加熱装置３７とは別の管加熱装置によって、たとえば熱交換媒体の循環によって加熱可能であってよい。
【００６９】
呼吸ガス管構造体３０は、すでに言及した吸気バルブ２０および呼気バルブ２２の他に、さらに、代謝された呼吸ガスを患者１２の肺から外部周囲Ｕへ放出する呼気ホース４２を備える。
【００７０】
呼吸ガス管構造体３０の遠位長手端部３０ｂでは、吸気ホース３２が吸気バルブ２０と連結されており、呼気ホース４２が呼気バルブ２２と連結されている。両バルブのうち好適にはそれぞれ１つだけが、ガス流を通すために開放されている。バルブ２０、２２の操作制御は同様に、制御装置１８によって行われる。
【００７１】
一呼吸サイクル中、まずは吸気フェーズの間は、呼気バルブ２２は閉鎖されていて吸気バルブ２０は開放されているので、新鮮な吸気性呼吸ガスがハウジング１４から患者１２へと送られ得る。流量変更装置１６によって呼吸ガスの圧力を意図的に上昇させることで、新鮮な呼吸ガスの流れが引き起こされる。圧力上昇によって新鮮な呼吸ガスは患者１２の肺に流れ込み、そこで肺に近い身体領域つまり、特に胸郭を、肺に近い身体部分の個々の伸縮性に対して膨張させる。これによって、患者１２の肺の内部におけるガス圧も高まる。
【００７２】
吸気フェーズの終わりには、吸気バルブ２０が閉鎖され、呼気バルブ２２が開放される。呼気フェーズが始まる。吸気フェーズの終わりまでに上昇した患者１２の肺内にある呼吸ガスのガス圧によって、この呼吸ガスは、呼気バルブ２２の開放後に外部周囲Ｕに流れ、流出時間が進むにつれて、患者１２の肺内のガス圧が低下する。肺１２内のガス圧が、人工呼吸装置１０で調節された呼吸終末陽圧（ＰＥＥＰ）つまり大気圧よりもわずかに高い圧力に達すると、呼気バルブ２２の閉鎖とともに呼気フェーズが終了し、さらなる呼吸サイクルへと続く。
【００７３】
吸気フェーズの間、患者１２には、いわゆる１回換気量つまり１呼吸ごとの呼吸ガス量が供給される。１回換気量に１分ごとの呼吸サイクルの数をかけると、つまり呼吸周波数をかけると、ここで行われている人工呼吸の分時換気量が出る。
【００７４】
好ましくは人工呼吸装置１０、特に制御装置１８は、人工呼吸装置１０の呼吸運転を特徴付ける呼吸運転パラメータを、呼吸運転の間繰り返し更新もしくは算出するために形成されていて、各時点での呼吸運転が、それぞれ人工呼吸を施される患者１２にできる限り最適に適応されるのを確実にする。特に有利には、１つあるいは複数の呼吸運転パラメータは呼吸周波数で決定されるので、各呼吸サイクルにとって最新のひいては患者１２に最適に適合された呼吸運転パラメータを準備することができる。
【００７５】
このために人工呼吸装置１０は、患者の状態、および／あるいは人工呼吸装置１０の運転を監視する１つあるいは複数のセンサとデータ伝達的に接続されていてよい。考えられ得る一連のセンサの単なる例として、図１において、呼吸ガス管構造体３０内を占める呼吸ガス流を量的に検知する近位流量センサ４４が挙げられている。好適には差圧センサとして形成された近位流量センサ４４は、センサ線構造体４６を用いて、制御装置１８のデータ入力部２６と連結されていてよい。センサ線構造体４６は、電気式信号伝達線を含んでよいが、必ずしもその必要はない。センサ線構造体４６は同様に、流れ方向で流量センサ４４の両側に占めるガス圧をデータ入力部２６に伝達するホース線を備えてよく、その数は、図２だけに表わされている圧力センサ２７によって決まる。
【００７６】
より正確には、呼吸ガス管構造体３０は好ましい実施例において、その近位長手端部領域３０ａに、別個に形成されたＹ管部分４７を備え、当該Ｙ管部分４７は、その遠位端部領域で第２の吸気ホース３６および呼気ホース４２と接続されており、その近位端部領域で近位流量センサ４４と接続されている。
【００７７】
近位流量センサ４４は、その近位端部領域に連結構成物４４ａを備え、当該連結構成物４４ａによって、チューブの代わりにマスクでもよい患者インターフェース３１が、近位流量センサ４４と、それゆえ呼吸ガス管構造体３０と、連結可能である。
【００７８】
第２の吸気ホース３６は、その近位長手端部領域に近位温度センサ４８を備え、当該近位温度センサ４８は、第２の吸気ホース３６内の呼吸ガス流ＡＦの温度をできる限り患者１２の近くで測定し、制御装置１８に伝達する。
【００７９】
完璧を期するためだけに指摘しておくが、本発明に係る人工呼吸装置１０は、可動式の人工呼吸装置１０として、回動可能な架台５０の上に受容されていてよい。
【００８０】
図２において、図１の人工呼吸装置１０の吸気性呼吸ガス管分岐の簡略化された概略図が示されている。
【００８１】
流量変更装置１６は、送風機５２と、吸気方向で送風機５２の下流にある減圧バルブ５４と、を含む。送風機５２だけが備わっていてもよい。制御装置１８は、送風機５２と減圧バルブ５４とを、ライン５６もしくは５８を介して運転制御できる。
【００８２】
送風機５２は、吸入開口部１５を通して外部周囲Ｕから周囲空気を吸入できる。付加的にあるいは選択的に、バルブ６０を介して、貯蔵タンク容器６２からのガス、たとえば純粋な酸素が呼吸ガスとして、用いられてよく、あるいは吸入された周囲空気に混合されてよい。それゆえ、表わされた実施例においては、吸入開口部１５と貯蔵タンク容器６２とは一緒に、呼吸ガス源構造体を形成する。
【００８３】
吸入された周囲空気は、人工呼吸装置１０において、表わされていないフィルタ内でそれ自体既知のやり方で洗浄される。
【００８４】
吸気方向で流量変更装置１６の下流には、ライン６４を介して制御装置１８によって開閉制御可能な吸気バルブ２０がある。
【００８５】
吸気方向でさらに下流では、第１の吸気ホース３４が吸気バルブ２０に繋合している。
【００８６】
人工呼吸装置１０は、吸気方向で加湿装置３８の上流に、狭義で湿度センサ構造体６６を含み、当該湿度センサ構造体６６は、表わされた経済的に好ましい場合では、吸気性呼吸ガス流ＡＦの相対湿度を算出するためのセンサ６８と、センサ６８による湿度検知の領域内で呼吸ガス温度を算出するための温度センサ７０と、を含む。代替的に、湿度センサ構造体６６は、呼吸ガスの絶対湿度を検知するためのセンサ１つだけを含んでよいが、コストの理由から好ましくない。
【００８７】
湿度センサ構造体６６は、加湿装置３８の上流の呼吸ガスの相対湿度と温度とによって、呼吸ガス源１５、６２の下流の、しかし人工呼吸装置１０による加湿処置導入前の呼吸ガスの相対湿度と温度とを検知する。湿度センサ構造体６６は、図１で示された加湿装置３８のハウジング内に、しかし加湿装置３８の上流に設けられていてよく、当該加湿装置３８は、加熱プレートの形体をした熱による気化装置７６を介して、液体を気化するための熱エネルギーを供給可能な液体貯蔵タンク７４を有する加湿チャンバ７２によって形成されている。
【００８８】
センサ６８と７０の検知値とは、ライン７８と８０とを通じて、制御装置１８に伝達可能である。
【００８９】
制御装置１８は、そのようにして得た加湿装置３８に達する前の呼吸ガスの相対湿度および温度の検知値から、呼吸ガスの絶対湿度を算出でき、呼吸ガスの望ましい目標湿度と比較できる。
【００９０】
呼吸ガスの目標湿度は、たとえば近位温度センサ４８の信号からの、場合によっては近位流量センサ４４によって検知された近位呼吸ガス流の、データ記憶装置１９に格納されたデータ相関からもたらされ得る。代替的に、呼吸ガスの望ましい目標湿度は、入力装置２４を介して手動でも入力できる。
【００９１】
呼吸ガスの目標湿度から、さらにはライン８２を介して制御装置１８に伝達される近位温度センサ４８の信号と、湿度センサ構造体６６および近位流量センサ４４の信号とに応じて、制御装置１８は、加熱プレートの形体をした気化装置７６に供給される運転出力を算出する。ライン８４を介して制御装置１８は、算出された運転出力に従って、気化装置７６のエネルギー供給装置８６を制御する。ライン８４を介して制御装置１８は、気化装置７６に送られた運転出力の情報を、たとえば気化装置７６に印加される電圧や気化装置７６に流れ込む電流の大きさの形で受け取る。エネルギー供給装置８６は、たとえばパルス幅変調によって、可変の出力を気化装置７６に送ることができる。パルス幅変調の際には、気化装置７６に印加される電圧は、時間的に平均値の電圧である。
【００９２】
気化装置７６によって、液体は液体貯蔵タンク７４から気化され、液体貯蔵タンク７４の上を流れる呼吸ガス流ＡＦに運ばれる。
【００９３】
周囲Ｕへの気化装置７６の熱損失を考慮するために、制御装置１８は、周囲温度センサ１７によって算出される周囲温度も考慮に入れて、エネルギー供給装置８６を介して気化装置７６に供給される時間ごとのエネルギーを算出する。
【００９４】
呼吸ガスの目標湿度に応じて、さらには近位呼吸ガス温度と、湿度センサ構造体６６によって間接的に検知される絶対湿度と、近位流量センサ４４によって検知される近位呼吸ガス流と、に応じて、さらには周囲温度に応じて気化装置７６に供給される運転出力を算出するために、データ記憶装置１９には、コントロールされた条件下で予め実験室において構造が同じ人工呼吸装置１０のためにパラメータ変動によって決定された、対応するデータ相関が格納されている。
【００９５】
それゆえ、上述のパラメータに応じて制御装置１８によって制御された気化装置７６の運転によって、吸気性呼吸ガス流ＡＦは、目標湿度含有量を有して加湿装置３８を出て行くことになる。それから吸気性呼吸ガス流は、管加熱装置３７によって加熱可能な第２の吸気ホース３６に入る。管加熱装置３７の運転は、近位温度センサ４８によって検知された温度に応じて、制御装置１８によってライン８８を用いて制御可能であって、近位温度センサ４８によって検知された近位呼吸ガス温度が、加湿された吸気性呼吸ガス流ＡＦの露点温度よりも高くなるようにする。
【００９６】
露点温度は、呼吸ガスが加湿装置３８を通過した後に目標湿度になるという想定から、近位温度センサ４８によって検知された近位呼吸ガス温度を基にして、さらにはデータ記憶装置１９に格納された露点温度曲線を基にして、算出できる。それによって、露点温度曲線から目標温度がもたらされるが、近位温度センサ４８近傍ではこの目標温度を下回ってはならず、好適にはある程度の安全距離を置いてもこの目標温度を下回ってはならない。
【００９７】
データ記憶装置１９に露点温度曲線が格納されているというのは、必ずしも、連続微分可能曲線が格納されているという意味ではない。十分に多数のノードによる近似の露点温度曲線を、たとえば表として格納すれば十分である。同様に露点温度のために、既知の絶対湿度からあるいは相対湿度と割り当てられた温度との既知の一組の値から露点温度を算出できる近似の数学関数が格納されていてよい。
【００９８】
十分に加湿されているが加湿され過ぎていない呼吸ガスを患者に規則通りに供給することの問題は、患者インターフェース３１にある。患者インターフェース３１は、第２の吸気ホース３６のように加湿可能ではなく、患者インターフェース３１内の呼吸の状態を検知できるいかなるセンサも備わっていない。これは、使い捨てインターフェースとしての患者インターフェース３１の通常の特徴に因るものである。
【００９９】
それゆえ、たとえば緊急使用時のように周囲温度が非常に低い場合には、少なくとも、患者インターフェース３１の遠位長手端部３１ｂと患者インターフェース３１が患者１２に挿入される箇所３１ｃとの間の外部周囲Ｕに晒される部分は、周囲温度に大きく影響される。その際患者インターフェース３１はこの部分で、周囲温度によって激しく冷却されかねず、その結果不都合にも患者インターフェース３１内で「レインアウト」が生じることになる。吸気性呼吸ガス流ＡＦからの液体の望ましからざるこのような凝縮は通常、周囲空気によって冷却された患者インターフェース３１の管壁部で最も起こりやすいあろう。しかしながら、患者インターフェース３１内の呼吸ガス流ＡＦが周囲温度の影響下で冷却されて、呼吸ガス流ＡＦ内で霧が発生してしまうことも考えられる。
【０１００】
患者インターフェース３１内の液体のそのような望ましからざる凝縮を回避するために、制御装置１８は、利用できるセンサによって制御装置１８に伝えられた、人工呼吸装置と、特に吸気性呼吸ガス流ＡＦの運転パラメータから、吸気方向で連結構成物４４ａの下流の患者インターフェース３１内で周囲温度の影響下でもたらされる呼吸状態の後続状況を算出し、算出されたこの後続状況から、患者インターフェース３１内で凝縮が予期され得るかどうかを決定するために、形成されている。
【０１０１】
このためにデータ記憶装置１９には、経験的に算出されたデータ相関か、あるいは分析的にまたは数的に解決可能な方程式系のどちらかが、人工呼吸装置１０および周囲Ｕの運転データに応じて運転中の患者インターフェース３１の熱的状況のモデル記述として格納されていてよい。
【０１０２】
特に迅速に算出可能で簡単な計算モデルにおいて、患者インターフェース３１の後続状況は患者インターフェース３１の後続温度であり、当該後続温度は、用いられている材料を含む患者インターフェース３１の構造上の形体をさらに考慮し、周囲温度センサ１７によって測定された周囲温度を考慮した上で、たとえば温度センサ４８近傍の近位呼吸ガス温度から算出可能である。その上後続温度を算出するために、近位流量センサ４４によって検知された吸気性呼吸ガス流ＡＦと、望まれる場合にはさらに、同様に近位流量センサ４４によって検知された呼気性呼吸ガス流とが、援用されてよい。
【０１０３】
それで、経験的に算出されたデータ相関に基づいて、および／あるいは熱力学的なモデルに基づいて算出された患者インターフェース３１の後続温度が、吸気方向で遠位長手端部３１ｂの上流にある一地点において露点温度を下回る場合には、人工呼吸装置１０を上述のように制御することで吸気性呼吸ガス流ＡＦの露点温度を自由にできる制御装置１８は、患者インターフェース３１内のすぐ差し迫った凝縮の危険から脱することができる。患者の安全のために好ましくは、露点温度が直接援用されるのではなく、所定の安全幅だけ高くなった露点温度である閾値温度が援用される。
【０１０４】
制御装置１８がこのようなやり方で、患者インターフェース３１内の凝縮が確実にあるいは高い確率であるいは所定の限界値確率以上で起こることを算出する場合に備えて、制御装置１８は、気化装置７６に供給される運転出力を下げるために形成されている。その際、算出結果に基づく凝縮の危険が大きいほど、たとえば患者インターフェース３１の後続温度が閾値温度あるいは露点温度を量的により大きく上回るほど、気化装置７６の運転出力の低下量はより大きくなるように選択される。
【０１０５】
付加的に制御装置１８は、呼吸ガス管構造体３０の近位長手端部３０ａに向かう途中の吸気性呼吸ガス流ＡＦの温度を上げるために、管加熱装置３７の運転出力も上げることができる。しかしながら、本願の制御装置１８は、加熱不可能な吸気ホースにとっても、患者インターフェース３１内の呼吸ガスの凝縮を防ぐことができるはずなので、いかなる場合でも気化装置７６の運転出力の低下が実施されている。
【符号の説明】
【０１０６】
１０  人工呼吸装置
１２  患者
１４  ハウジング
１５  吸入開口部
１６  流量変更装置
１７  周囲温度センサ
１８  制御装置
１９  データ記憶装置
２０  吸気バルブ
２２  呼気バルブ
２４  入力装置
２６  センサ接続部
２７  圧力センサ
２８  出力機器
３０  呼吸ガス管構造体
３０ａ  呼吸ガス管構造体の近位長手端部
３０ｂ  呼吸ガス管構造体の遠位長手端部
３１  患者インターフェース
３１ａ  患者インターフェースの近位長手端部
３１ｂ  患者インターフェースの遠位長手端部
３１ｃ  挿入箇所
３２  吸気ホース
３４  第１の吸気ホース
３６  第２の吸気ホース
３７  管加熱装置
３８  加湿装置
４０  液体貯蔵タンク
４２  呼気ホース
４４  近位流量センサ
４４ａ  連結構成物
４６  センサ線構造体
４７  Ｙ管部分
４８  近位温度センサ
５０  架台
５２  送風機
５４  減圧バルブ
５６  ライン
５８  ライン
６０  バルブ
６２  貯蔵タンク容器
６４  ライン
６６  湿度センサ構造体
６８  センサ
７０  温度センサ
７２  加湿チャンバ
７４  液体貯蔵タンク
７６  気化装置
７８  ライン
８０  ライン
８２  ライン
８４  ライン
８６  エネルギー供給装置
８８  ライン
ＡＦ  吸気性呼吸ガス流
Ｕ  外部周囲
【図１】
2021534898.tif 000003
【図２】
2021534898.tif 000004
【国際調査報告】
2021534898.tif 000005
2021534898.tif 000006
2021534898.tif 000007
2021534898.tif 000008