(57)【要約】【課題】所望の情報を提供する、肺の動員可能な容積を決定するための装置を提供する。【解決手段】制御システムが、空圧ユニット４及び測定システム１８Ａ，１８Ｂ，１８Ｃ，３２に接続可能であり、第１の時点において、空圧ユニット４を調整して、ガス流の流量及び／又は圧力に関して所定のパラメータを有する第１の試験呼吸を発生し、測定システム１８Ａ，１８Ｂ，１８Ｃ，３２によって測定された、第１の試験呼吸中の肺内の容積及び圧力を登録し、第２の時点において、空圧ユニット４を調整して、第１の試験呼吸と同じ第２の試験呼吸を発生し、測定システム１８Ａ，１８Ｂ，１８Ｃ，３２によって測定された、第２の試験呼吸中の肺内の容積及び圧力を登録し、登録された肺内の容積及び圧力を、第１の試験呼吸と第２の試験呼吸とに関して比較し、比較に基づき動員可能な容積を決定する。【選択図】図１
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【特許請求の範囲】
【請求項１】
　肺内の動員可能な容積を決定するための装置（２２）において、
　制御システムが設けられており、該制御システムが、空圧ユニット（４）及び測定システム（１８Ａ，１８Ｂ，１８Ｃ，３２）に接続可能でありかつ以下の方法ステップ、すなわち、
　第１の時点において、空圧ユニット（４）を調整して、ガス流の流量及び／又は圧力に関して所定のパラメータを有する第１の試験呼吸を発生し、
　測定システム（１８Ａ，１８Ｂ，１８Ｃ，３２）によって測定された、第１の試験呼吸中の肺内の容積及び圧力を登録し、
　第２の時点において、空圧ユニット（４）を調整して、第１の試験呼吸と同じ第２の試験呼吸を発生し、
　測定システム（１８Ａ，１８Ｂ，１８Ｃ，３２）によって測定された、第２の試験呼吸中の肺内の容積及び圧力を登録し、
　登録された肺内の容積及び圧力を、第１の試験呼吸と第２の試験呼吸とに関して比較し、
　比較に基づき動員可能な容積を決定する
を行うように適合されていることを特徴とする、肺内の動員可能な容積を決定するための装置（２２）。
【請求項２】
　前記制御システムが、さらに以下の方法ステップ、すなわち、
　ｎ番目の時点において、空圧ユニット（４）を調整して、第１の試験呼吸と同じｎ番目の試験呼吸を発生し、この場合、ｎは３以上の整数であり、
　測定システム（１８Ａ，１８Ｂ，１８Ｃ，３２）によって測定された、ｎ番目の試験呼吸中の肺内の容積及び圧力を登録し、
　登録された肺内の容積及び圧力を、ｎ番目の試験呼吸とそれ以前の試験呼吸とに関して比較し、
　比較に基づき動員可能な容積を決定する
を行うようになっている、請求項１記載の装置。
【発明の詳細な説明】
【技術分野】
【０００１】
　本発明は、肺の動員可能な容積を決定するための装置に関する。
【背景技術】
【０００２】
　肺の機械的換気は、救命及び生命維持手段として頻繁に使用される。これと同時に、機械的換気は、現在の病状を悪化させるばかりか、換気パラメータが決定される場合に十分な運動学的及び物理的考慮が成されないと、肺に損傷をも与えるおそれがある。ある損傷は、患者の救命又は生命維持のプロセスにおいて全く不可避である場合がある。“患者”とは、これより、人間を含む全ての肺呼吸動物を含むものとする。
【０００３】
　肺の１つの固有の特性は、その虚脱する傾向である。健康な肺の場合には、この傾向は、胸と、肺内の自然物質、界面活性剤によって抵抗されている。ある病状において、虚脱する傾向が増大され、肺の一部が、呼気の早期の段階で虚脱し、吸気の遅い段階において膨張する。肺の一部は、完全に硬化し、肺拡張不全となるおそれがある。
【０００４】
　虚脱を回避する１つの方法は、機械換気中に呼気終末陽圧（ＰＥＥＰ）を提供することである。ＰＥＥＰの最良の効果を得るために、肺は、まずできるだけ膨張させられるべきである。このことは、動員呼吸によって行われる。完全に又は部分的に虚脱した肺を膨張させるために、比較的高い圧力が必要とされるおそれがある。
【０００５】
　しかしながら、換気／灌流（肺と血液系との間の交換）の関係は、病気の又は損傷した肺において広範囲に変動するおそれがある。したがって、換気によって交換されることなくガスが肺の一部（特に１つの肺胞又は房状の肺胞）から血液系に吸収されることにより、虚脱が生じるおそれがある。このことは、特に肺の単調な機械換気中に生じるおそれがある。
【０００６】
　したがって、動員後又は処置中にどのように処置肺が発展するかに関する情報を医師に提供する情報を収集することが望ましい。容積に関連した発展に関する情報は、特に関心のあるものである。部分的に虚脱した肺は、例えば、新たな動員呼吸を必要とする。
【発明の開示】
【発明が解決しようとする課題】
【０００７】
　本発明の課題は、所望の情報を提供する、肺の動員可能な容積を決定するための装置を提供することである。
【課題を解決するための手段】
【０００８】
　前記課題は、装置が、請求項１の特徴部から明らかなとおりに設計されていることにより、本発明に基づき解決された。
【０００９】
　この装置の有利な改良及び実施形態は、請求項１に係る従属請求項から明らかである。
【発明を実施するための最良の形態】
【００１０】
　装置は、患者へのガス流を生ぜしめるための空圧ユニットに接続されることができる。空圧ユニットは、原理的に、この目的のために製造された公知のレスピレータ／ベンチレータによって形成されていることができる。最も単純な形式では、空圧ユニットは、ガス源からのガスを調整するための弁を有していてよい。ガス源は、高圧ネットワーク、圧縮機、ファン又はその他のガス源から成っていてよい。空圧ユニットは、もちろん、装置に一体的に組み込まれていてよい。
【００１１】
　容積及び圧力を決定するための測定システムが、１つの実施形態において、空圧有ニットからのガス流のための流量計及び圧力計を含んでいてよい。肺における肺の個々のガス圧に対する、肺へのガス容積の評価及び計算が、チューブ等における圧力降下を補償するために、公知の数学的方程式に基づき行うことができる。より進歩した計測システムにおいては、流量計及び圧力計は、肺に直接接続されて、例えば気管チューブの下端部に配置されていることができる。複数の計測システムが知られている。
【００１２】
　既存のレスピレータ／ベンチレータが空圧ユニットを形成している場合、レスピレータ／ベンチレータにおける流量／容積／圧力のための既存のメータを、計測システムとして使用することができる。
【００１３】
　制御システムは、装置の最も重要な部分を形成している。既存のレスピレータ／ベンチレータが使用される場合、その制御及び調整システムの一部を、制御システムの一部として使用することができる。
【００１４】
　本発明による制御システムのための本質的な機能は、肺内の動員可能な容積を、特定の時間間隔で決定し、ある処置中の動員可能な容積の変化の傾向を決定することである。時間間隔を、一定の時間間隔として決定するか、又は特定の呼吸数又はその他の適切なパラメータに関連させることができる。
【００１５】
　簡単に言えば、動員可能な容積とは、同じ呼吸パラメータを使用して、種々異なる時間に得られる２つの圧力／容積曲線の差として定義される。通常は、肺の部分は、動員操作の後に再び虚脱し始めるので、動員可能な容積は、概して換気される容積の損失であると考えられる。しかしながら、これとは逆のことが生じる場合もある。すなわち、処置が、前もって虚脱していた領域の膨張につながる。後者の場合、装置の決定によって負の動員可能な容積が得られる。
【００１６】
　以下に、本発明による装置の実施形態を図面を参照にしてさらに詳細に説明する。
【実施例】
【００１７】
　図１にはベンチレータシステム２が示されている。ベンチレータシステム２は空圧ユニット４を有しており、この空圧ユニット４はガス入口６Ａ，６Ｂを介してガスを受け取り、呼吸ガスを混合及び調整する。
【００１８】
　呼吸ガスは、吸気チューブ８及び患者コネクタ１０を介して患者１２へ送られる。呼吸ガスは、患者１２から呼気チューブ１４を介して送出される。
【００１９】
　制御ユニット１６は空圧ユニット４を制御する。第１の圧力計１８Ａと、流量計１８Ｂと、第２の圧力計１８Ｃとから成る計測システムは、制御ユニット１６に、呼吸ガスの圧力及び流量に関する計測データを提供する。流量から、容積を公知の形式で計算することができる。
【００２０】
　原則的に、これらの全ての部材は慣用的なベンチレータ２０から成ることができる。
【００２１】
　動員可能な容積を決定するための装置２２は、ベンチレータ２０に接続されることができる。装置２２の機能は、キャリヤにおけるコンピュータプログラムから成ることができ、このキャリヤは、プログラムを、以下に開示される方法ステップを実行するために制御ユニット１６に伝送することが明らかである。
【００２２】
　本発明による装置２２の主たる目的は、肺の動員可能な容積を決定することである。原則的に、これは、所定の時間間隔内に同じ試験呼吸が提供されるように行われる。試験呼吸の間、肺における呼吸容積及び圧力の変化が決定される。このことは、直接測定又は測定値に基づく計算によって行うことができる。次いで、異なる試験呼吸の間の容積変化及び圧力変化が、所定の圧力インターバル内の容積差と比較される。
【００２３】
　図２には、このことが、圧力及び容積を示す図に示されている。第１の曲線２４は、第１の試験呼吸における容積−圧力関係を例示している。第２の曲線２６は、より遅い時点における、第２の試験呼吸中の容積−圧力関係を示している。選択された圧力値Ｐ０及びＰ１の間において、第２の曲線が第１の曲線２４の下方に位置していることが分かる。つまり、それぞれの与えられた圧力値について、より小さな容積が肺に進入した。
【００２４】
　選択された圧力値Ｐ０とＰ１との間の容積差の平均値は、複数の時点の間でどのように肺が変化したかの測定を形成する。この差は、（少なくとも部分的に）、肺における肺胞の虚脱によって生ぜしめられる。したがって、比較は、虚脱によって損失された容積の大きさの測定を提供し、再び動員可能であると考えることができる。
【００２５】
　また、比較は、処置の進歩のための測定を提供する。第２の圧力値Ｐ１における容積差は、肺において何が起こっているかの情報をも提供する。差が第２の圧力値Ｐ１に近付くに従って減少している場合は、これは、肺のある程度の動員が、第２の試験呼吸の終末に向かって生じていることを示している。
【００２６】
　第２の曲線２４と第２の曲線２６との間の領域は、複数の測定の間の時間中に肺のどのくらいの部分が虚脱したかの測定をも提供する。つまり、領域が過大な場合には、処置は変更を必要とする。つまり、面積は、どのくらい大きな動員可能な容積が存在するかの測定でもある。
【００２７】
　第３の曲線２８は第３の時点における状況を表示している。比較から、幾らかの継続する虚脱を決定することができ、これは、試験呼吸中に全く動員が存在しないということである。しかしながら、第２の曲線２６と第３の曲線２８との間の領域における差は、第１の曲線２４と第２の曲線２６との間の対応する差よりも小さい（同じことが容積差にも当てはまる）。
【００２８】
　肺の継続する動員が生じることにより容積が増大されることを示すために、第４の曲線３０も示されている。
【００２９】
　このような増大は、以前は動員されていなかった領域が動員可能となることによって又は、動員可能な領域が、改良された弾性及び換気を得ることによって、肺において大きな改良が生じる。
【００３０】
　流量／容積及び圧力は、有利にはできるだけ肺の近くで決定されるべきである。このことは図１に、患者１２における患者コネクタの下方に設けられた、気管支配置に適合した圧力及び流量計３２によって示されている。この場合、圧力及び流量計３２は、装置２２に直接に接続されて示されている。
【図面の簡単な説明】
【００３１】
【図１】ベンチレータに接続された、本発明による装置の実施形態を示す図である。
【００３２】
【図２】曲線を用いて、装置の関数を示す図である。
【符号の説明】
【００３３】
　２　ベンチレータシステム、　４　空圧ユニット、　６Ａ，６Ｂ　ガス入口、　８　吸気チューブ、　１０　患者コネクタ、　１２　患者、　１４　呼気チューブ、　１６　制御ユニット、　１８Ａ　第１の圧力計、　１８Ｂ　流量計、　１８Ｃ　第２の圧力計、　２０　ベンチレータ、　２２　装置、　３２　圧力及び流量計
【図１】
2004113798.tif 000003
【図２】
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