(57)【要約】  本発明は、医療用人工呼吸器などの呼吸補助装置（１）であって、心肺蘇生中に心肺停止下の患者に投与されることを意図された呼吸ガスを搬送することができる少なくとも１つの吸気分岐管（２）を有するガス回路（２、１６）と；測定手段（６）であって、前記ガスの流れを示す少なくとも１つのパラメータを測定し、および前記ガスの流れを示す前記少なくとも１つのパラメータを前記ガスの流れを示す少なくとも１つの信号に変換するのに適しかつそれを行うように設計された測定手段（６）と；信号処理および制御手段（５、８）であって、測定手段（６）によって供給されたガスの流れを示す前記少なくとも１つの信号を処理し、およびガスの流れを示す前記少なくとも１つの信号から、心肺停止下の患者に対する心臓マッサージの圧迫および弛緩の段階に関する情報を推論し、かつ検出された段階に応答して電動マイクロブロワ（４０）および呼気弁（１９）を適切に制御するのに適しかつそれを行うように設計された信号処理および制御手段（５、８）とを含む呼吸補助装置（１）に関する。【選択図】図１
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【特許請求の範囲】
【請求項１】
呼吸補助装置（１）であって、
−  ガス供給源（４）またはガス供給デバイス（４１、５５）と、
−  心肺蘇生中に心肺停止状態の患者に投与されることを意図された呼吸ガスを搬送することができる少なくとも１つの吸気分岐管（２）を有するガス回路（２、１６）と、
−  測定手段（６）であって、
ｉ）前記ガスの流れを表す少なくとも１つのパラメータを測定し、
ｉｉ）前記ガスの流れを表す前記少なくとも１つのパラメータを前記ガスの流れを表す少なくとも１つの信号に変換することが可能でありかつそれを行うように設計された測定手段（６）と、
−  信号処理および制御手段（５、８）であって、
ａ）前記ガスの流れを表し、かつ前記測定手段（６）によって供給された前記少なくとも１つの信号を処理し、および
ｂ）前記ガスの流れを表す前記少なくとも１つの信号から、心肺停止状態にある前記患者に対する心臓マッサージの実施に関する情報項目を推論することが可能でありかつそれを行うように設計された信号処理および制御手段（５、８）と
を含む呼吸補助装置（１）において、
−  前記ガス供給源（４）が電動マイクロブロワ（４０）であるか、または前記ガス供給デバイス（４１、５５）が吸気弁（４１）を含み、および
−  前記信号処理および制御手段（５、８）が、
ｉ）前記電動マイクロブロワ（４０）または前記吸気弁（４１）によって供給されるガスの体積または圧力を増大させることによって圧迫段階の検出に応答し、かつ
ｉｉ）前記電動マイクロブロワ（４０）または前記吸気弁（４１）によって供給されるガスの前記体積または前記圧力を低減させることによって弛緩／減圧段階の検出に応答するように前記電動マイクロブロワ（４０）または前記吸気弁（４１）を制御するように構成されていることを特徴とする呼吸補助装置（１）。
【請求項２】
前記信号処理および制御手段（５、８）が電子基板を含み、および前記ガスの流れを表す前記少なくとも１つの信号から、前記患者に対して実施される心臓マッサージ中の胸郭の少なくとも圧迫段階および／または弛緩／減圧段階に関する少なくとも１つの情報項目を推論することが可能でありかつそれを行うように設計されていることを特徴とする、請求項１に記載の装置。
【請求項３】
前記ガス供給源（４）が、前記信号処理および制御手段によって制御される電動マイクロブロワであり、前記電動マイクロブロワが前記ガス回路（２、１６）の前記吸気分岐管（２）と流体連通していることを特徴とする、請求項１または２に記載の装置。
【請求項４】
前記ガス供給デバイス（４１、５５）が、内側ガス導管に配置された吸気弁（４１）を含み、前記吸気弁が前記信号処理および制御手段（５、８）によって制御されることを特徴とする、請求項１または２に記載の装置。
【請求項５】
オペレータによって作動され得る少なくとも１つの選択手段（１１）であって、いくつかの記憶された換気モードの中から１つの心肺蘇生に特化した所与の換気モードの選択を可能にする少なくとも１つの選択手段（１１）を含むことを特徴とする、請求項１〜４のいずれか一項に記載の装置。
【請求項６】
前記測定手段（６）が、前記ガスの流れを表す少なくとも１つのパラメータを測定することが可能でありかつそれを行うように設計され、前記ガスの流れを表す前記パラメータが、前記ガス圧力、前記患者に吹送されるガスの流量、前記患者によって吐き出されるガスの流量、および前記マイクロブロワ（４）の速度の中から選択されることを特徴とする、請求項１〜５のいずれか一項に記載の装置。
【請求項７】
前記ガス回路（２、１６）の少なくとも一部において、前記信号処理手段（５、８）および前記供給デバイス（４１、５５）の前記電動マイクロブロワ（４０）または前記吸気弁（４１）が剛性シェル（９）内に配置されることを特徴とする、請求項１〜６のいずれか一項に記載の装置。
【請求項８】
前記ガス回路（２、１６）が、前記剛性シェル（９）内に配置される内側部分（２ａ）と、前記剛性シェル（９）の外側に位置し、かつ前記吸気分岐管（２）の全部または一部を形成する外側部分（２ｂ）とを含むことを特徴とする、請求項１〜７のいずれか一項に記載の装置。
【請求項９】
心肺停止状態にある前記患者に対する前記心臓マッサージの実施に関する少なくとも１つの情報項目を含む情報項目を表示することができるマン−マシンインターフェース（７）をさらに含むことを特徴とする、請求項１〜８のいずれか一項に記載の装置。
【請求項１０】
前記ガス回路（２、１６）が、ガス出口オリフィス（１８）を介して大気と流体連通し、かつ呼気弁（１９）および呼気流量センサ（１７）を有する呼気分岐管（１６）をさらに含むことを特徴とする、請求項１〜９のいずれか一項に記載の装置。
【請求項１１】
前記ガス回路（２、１６）の前記吸気分岐管（２）の前記外側部分（２ｂ）が、呼吸インターフェース（３）、特に呼吸マスクまたは挿管カニューレと流体連通していることを特徴とする、請求項１〜１０のいずれか一項に記載の装置。
【請求項１２】
前記信号処理および制御手段（５、８）が、前記測定手段（１６）および前記呼気流量センサ（１７）から受信された信号に応じて前記電動マイクロブロワ（４）または前記吸気弁および前記呼気弁（１９）を制御するように構成されていることを特徴とする、請求項１〜１１のいずれか一項に記載の装置。
【請求項１３】
前記信号処理および制御手段（５、８）が、前記圧迫段階または弛緩／減圧段階の検出に応答して、前記呼気弁（１９）を通過するガスの流量を制限または停止するように前記呼気弁（１９）を制御するように構成されていることを特徴とする、請求項１〜１２のいずれか一項に記載の装置。
【請求項１４】
前記信号処理および制御手段（５、８）が、少なくとも１つのアルゴリズムを使用する少なくとも１つのマイクロプロセッサを含むことを特徴とする、請求項１〜１３のいずれか一項に記載の装置。
【請求項１５】
心肺蘇生に特化した少なくとも１つの所与の換気モードを含むいくつかの換気モードを記憶するように構成されたデータ記憶手段を含むことを特徴とする、請求項１〜１４のいずれか一項に記載の装置。
【発明の詳細な説明】
【技術分野】
【０００１】
本発明は、心臓マッサージを実施しているときに救急隊員または他の医療従事者、例えば救急医、消防士、または看護師などを補助するために、換気補助、特に換気および監視を提供することができる人工換気装置に関する。
【背景技術】
【０００２】
独力で呼吸することが難しい人または独力で呼吸できない人に呼吸補助、換言すると人工的な換気を提供するために、呼吸補助装置もしくは換気補助装置とも呼ばれる、またはより簡単に医療用人工呼吸器とも呼ばれる人工換気装置を使用することが一般的である。
【０００３】
特に、心臓が停止している間に脳および身体の他の部分に酸素を供給し続けるために、心肺停止中の人を換気することは不可欠である。
【０００４】
しかしながら、心肺停止状態の人に対して心臓マッサージが実施されている間にその人に換気を行うことは問題を含んでおり、なぜなら、この換気は胸部圧迫を中断してはならず、および／または有害な血行力学的効果が生じるほど強くしてはならないからである。
【０００５】
しかしながら、従来の人工呼吸器はこの状況のために設計されておらず、胸部圧迫中に警報を発し、および／または正常に機能しなくなる。
【０００６】
従って、実際には、医療従事者は、時に胸部圧迫を中断しながら、人工呼吸器またはバッグバルブマスク（ＢＶＭ）を介して吹送を行う。
【０００７】
心臓マッサージの連続性および規則性は、心肺停止時の患者の見通しを決定する有効性の要素である。従って、呼吸ガスの吹送を患者に提供するためであっても、心臓マッサージを止めることは決して推奨されない。
【０００８】
加えて、ＢＶＭを介してまたは従来の人工呼吸器によって手動で行われる吹送は、特に大量のガスが投与されるため、ほとんどの場合にあまりにも攻撃的であり、胸部圧迫の効果に直接的かつ認識される悪影響をもたらす。
【０００９】
このため、従来の吹送を回避する装置、特にＣＰＡＰ（持続的気道陽圧）人工呼吸器が、心肺停止の場合に使用されることを目的として提案されている。しかしながら、これらの装置は理想的ではない。なぜなら、それらは心肺停止中の人の十分な換気を保証することができず、圧迫の中断が全ての換気の中断を引き起こし、これは望ましくないからである。
【００１０】
さらに、心臓マッサージ中に機械的換気を行うことができるほとんどの装置は、自律的／自動的な方法でこの換気を保証することができないが、この複雑な臨床状況は非常に使い易いことを要求する。実際、これらの装置は、各吹送中に時に人間の介入を必要とし、これは医療従事者の作業を複雑にし、圧力および／または量が十分に制御されないでガスが投与されることもある。
【００１１】
呼吸ガスの吹送中、生成される圧力および量が正しく制御されない場合、患者に損傷を与える現象、例えば望ましくない胃吹送が生じることがある。
【００１２】
換言すれば、従来の装置では、推奨されるガス量を超えない保護換気を信頼できる単純な方法で行うことができない。
【００１３】
加えて、心臓マッサージ中、胸郭の圧迫は、実体はあるが不十分な肺換気を生じ、後者は機械的な換気によって補う必要がある。胸部圧迫が中断されると、患者による循環活動の自発的再開後または例えば電気ショック後、換気量は急激に減少するが、患者の酸素要求量は増加する。補充的な換気が必要であり、この酸素不足を改善するために換気モードを変更するための複雑な操作が必要となる。
【００１４】
その後、この換気の変更が行われ、患者が適切に換気されると、新たな心肺停止が起こり得る。この場合、胸部圧迫が再開されるため、心肺蘇生（ＣＰＲ）に最も適した換気モードを回復させるために再び換気デバイスの制御器を手動で変更する必要がある。
【００１５】
人が医療チームによる管理中に連続して数回の心肺停止を受ける可能性があることを考えると、最適な換気の提供は複雑になる。なぜなら、心肺停止が発生するたびに、装置を調整するのに医療チームによる介入が必要となるからである。しかしながら、緊急時には、これらの調整に費やされる時間はより重要な処置にとってマイナスになる。時間の不足により、これらの調整は忘れられたり、無視されたり、放置されたりする可能性があり、これは明らかな安全上の理由から容認できない。
【００１６】
一般に、心臓マッサージ中に使用することができる既知の機械式換気装置の大部分は、この状況に適合した特定のモードを有していない。それらは吸気トリガを装備されているのみであり、呼気トリガは多くの場合に誤って作動し、胸骨圧迫によってもたらされる心臓の血流速を損なう自己トリガおよびサイクルを引き起こす。さらに、それらのうちのいくつかは陽性呼気圧力（ＰＥＰ）を調節する可能性を有さない。しかしながら、これは不可欠である。
【００１７】
最後に、これらの従来の装置が装備している多くの音響的および／または視覚的アラーム、例えば、圧力、量または頻度に関するアラームも同じく誤って作動する。なぜなら、それらは「従来の」使用向けに開発され、トリガおよびアラームは機械によって測定された圧力信号および流量信号を使用し、それらの信号は、それ自体が心臓マッサージによって大いに中断されるからである。
【発明の概要】
【発明が解決しようとする課題】
【００１８】
従って、取り組まれる問題は、上述の問題および欠点の全てまたはいくつかを解決するための人工換気装置、すなわち医療用人工呼吸器とも呼ばれる呼吸補助装置、特に心肺停止状態の人に対する心臓マッサージの実施、特に圧迫段階および減圧段階を検出するための医療用人工呼吸器を提供することであり、これは、肺を含む気道を介して散逸されるエネルギーを制限することにより、胸部圧迫により生じる最大の機械的エネルギーを心臓に供給することを目的としている。人工呼吸器はまた、胸部圧迫を重ね合わせることができる２つの圧力レベルで気圧換気を行うことができなければならない。
【課題を解決するための手段】
【００１９】
従って、本発明の解決策は、医療用人工呼吸器とも呼ばれる呼吸補助装置であって、
−  ガス供給源またはガス供給デバイスと、
−  心肺蘇生中に心肺停止状態の患者に投与されることを意図された呼吸ガスを搬送することができる少なくとも１つの吸気分岐管を有するガス回路と、
−  測定手段であって、
ｉ）前記ガスの流れを表す少なくとも１つのパラメータを測定し、
ｉｉ）前記ガスの流れを表す前記少なくとも１つのパラメータを前記ガスの流れを表す少なくとも１つの信号に変換することが可能でありかつそれを行うように設計された測定手段と、
−  信号処理および制御手段であって、
ａ）ガスの流れを表し、かつ測定手段によって供給された前記少なくとも１つの信号を処理し、および
ｂ）ガスの流れを表す前記少なくとも１つの信号から、心肺停止状態にある患者に対する心臓マッサージの実施に関する情報項目を推論することが可能でありかつそれを行うように設計された信号処理および制御手段と
を含む呼吸補助装置において、
−  ガス供給源が電動マイクロブロワであるか、またはガス供給デバイスが吸気弁を含み、および
−  信号処理および制御手段が、
ｉ）電動マイクロブロワまたは吸気弁によって供給されるガスの体積または圧力を増大させることによって圧迫段階の検出に応答し、かつ
ｉｉ）電動マイクロブロワまたは吸気弁によって供給されるガスの体積または圧力を低減させることによって弛緩／減圧段階の検出に応答するように電動マイクロブロワまたは吸気弁を制御するように構成されていることを特徴とする呼吸補助装置に関する。
【００２０】
状況に応じて、本発明の装置は、以下の技術的特徴のうちの１つまたは複数を含むことができる。
−  信号処理および制御手段は、前記信号処理および制御手段によって制御されるアクチュエータ、すなわち典型的にはガス供給源、例えばマイクロブロワ、またはソレノイド弁の１つに基準信号を送信することが可能でありかつそれを行うように設計されている。
−  信号処理および制御手段は、ガスの流れを表す前記少なくとも１つの信号から、患者に対して実施される心臓マッサージ中の胸郭の少なくとも圧迫段階および／または弛緩／減圧段階に関する少なくとも１つの情報項目を推論することが可能でありかつそれを行うように設計されている。
−  信号処理および制御手段は、ガスの流れを表す前記少なくとも１つの信号から、患者に対して実施される心臓マッサージ中の胸郭の圧迫段階および／または弛緩／減圧段階の交番に関する情報項目を推論することが可能でありかつそれを行うように設計されている。
−  信号処理および制御手段は電子カードを含む。
−  ガス供給源は、電気モータを備えた、タービンまたはコンプレッサとも呼ばれる電動マイクロブロワを含む。
−  ガス供給源は、信号処理および制御手段によって制御される電動マイクロブロワであり、前記電動マイクロブロワはガス回路の吸気分岐管と流体連通している。
−  あるいは、ガス供給デバイスは、ガス供給導管に配置された吸気弁を含み、前記吸気弁は信号処理および制御手段によって制御される。この場合、ガス供給源は装置の外部にあるが、制御される吸気弁が配置された前記ガス供給導管と流体連通しており、例えば病院建物内のガス管を介してガスが供給される壁ソケットであり、それは、例えば可撓性導管を介して本発明の装置に流体的に接続される。
−  それは、いくつかの記憶された換気モードの中から心肺蘇生に特化した所与の換気モードを選択することができる選択手段を含む。このモードを選択することにより、心肺蘇生中の換気に特有の処置および規則の監視を開始することができる。このモードの開始はまた、ユーザによって事前に登録された所定の設定で換気を開始することを可能にする。
−  測定手段は、ガス圧力、患者に吹送されるガスの流量、患者によって吐き出されるガスの流量、およびマイクロブロワの速度の中から選択される、ガスの流れを表す少なくとも１つのパラメータを測定することが可能でありかつそれを行うように設計されている。
−  ガス回路の少なくとも一部において、信号処理手段および供給デバイスの電動マイクロブロワまたは吸気弁は、剛性シェル、すなわち、装置のカバーまたはカウリングを形成する外囲容器内に配置される。
−  ガス回路は、剛性シェル内に配置される内側部分と、剛性シェルの外側に位置し、かつ吸気分岐管の全部または一部を形成する外側部分とを含む。
−  それは、心肺停止状態にある患者に対する心臓マッサージの実施に関する少なくとも１つの情報項目を含む情報項目を表示することができるマン−マシンインターフェースをさらに含む。
−  ガス回路は、ガス出口オリフィスを介して大気と流体連通し、かつ呼気弁および呼気流量センサを有する呼気分岐管をさらに含む。
−  呼気流量センサは、好ましくは熱線センサである。
−  ガス回路の吸気分岐管の外側部分は、呼吸インターフェース、特に呼吸マスクまたは挿管カニューレと流体連通している。
−  呼気流量センサは、呼気弁と、大気と連通するガス出口オリフィスとの間に配置される。
−  代わりに、呼気流量センサは、呼気弁と、患者にガスを供給する呼吸インターフェースとの間に配置される。
−  信号処理および制御手段は、測定手段および呼気流量センサから受信された信号に応じて電動マイクロブロワまたは吸気弁および呼気弁を制御するように構成されている。
−  信号処理および制御手段は、圧迫段階の検出に応答して、電動マイクロブロワまたは吸気弁によって供給されるガスの体積または圧力を増大させるようにガス供給源の電動マイクロブロワまたは吸気弁を制御するように構成され、すなわち設計されかつそれを行うことが可能であり、これは、患者の呼吸器系に含まれる空気の体積の排出を遅らせることにより、患者の胸部圧迫によって生じる圧力ピークを増幅させることを目的としている。
−  信号処理および制御手段は、患者の胸郭を平衡位置に受動的に戻すのを補助するように、弛緩／減圧段階の検出に応答して、電動マイクロブロワまたは吸気弁によって供給されるガスの体積または圧力を低減させるようにガス供給源の電動マイクロブロワまたは吸気弁を制御するように構成され、すなわち設計されかつそれを行うことが可能である。
−  信号処理および制御手段は、圧迫段階または弛緩／減圧段階の検出に応答して、呼気弁を通過するガスの流量を制限または停止するように呼気弁を制御するように構成される。
−  信号処理および制御手段は、少なくとも１つのアルゴリズムを使用する少なくとも１つのマイクロプロセッサを含む。
−  それは、データ記憶手段、すなわちメモリ手段をさらに含む。
−  データ記憶手段は、１つまたは複数のメモリ、特にフラッシュメモリ等を含む。
−  データ記憶手段は、心肺蘇生に特化した少なくとも１つの所与の換気モードを含むいくつかの換気モードを記憶するように構成される。
−  測定手段は、ガス圧力、患者に吹送されるガスの流量、患者によって吐き出されるガスの流量、およびマイクロブロワの速度から選択される、ガスの流れを表す少なくとも１つのパラメータを測定するように設計されかつそれを行うことが可能である。
−  ガス回路の内側部分は、ガス供給源によって送達されるガスが供給されるように、ガス供給源、特にマイクロブロワと流体連通している。
−  測定手段は、剛性シェルの内側または外側に位置するガス回路上に配置され、そこで所望の測定を実施する。
−  それは、いくつかの測定手段を含み、そのうちのいくつかはガス回路の内側部分に配置され、他のものはガス回路の外側部分に配置される。
−  測定手段は１つまたは複数のセンサを含む。
−  測定手段は、ガス回路内、好ましくはガス回路の吸気分岐管内の測定を行うように構成されたセンサを含む。
−  それは、心肺停止状態にある患者に対する心臓マッサージの実施に関する少なくとも１つの情報項目を含む情報項目を表示することができる、すなわちそれを行うように設計されたマン−マシンインターフェースをさらに含む。
−  マン−マシンインターフェースはディスプレイ画面を含む。
−  ガス回路の吸気分岐管は、呼吸インターフェース、特に呼吸マスクまたは挿管カニューレと流体連通している。
−  ガス回路の吸気分岐管は、可撓性チューブまたは導管を含む。
−  ガス供給源は、空気（約２１体積％のＯ２）または酸素富化空気（＞２１体積％のＯ２）の供給源である。
−  信号処理手段は、好ましくは電子基板上に配置された少なくとも１つのマイクロプロセッサを含む。
−  信号処理手段は、少なくとも１つのマイクロコントローラ、好ましくは少なくとも１つのアルゴリズムを使用する少なくとも１つのマイクロコントローラを含む。
−  シェルは、ユーザによる装置の移動を容易にするための少なくとも１つの運搬用ハンドルを含む。
−  シェルは、換気装置を支持体、例えば緊急車両内のバー、またはベッドもしくはストレッチャーの段に固定することを可能にする少なくとも１つの固定デバイスを含む。
−  それは、電流供給手段、例えば１つもしくは複数のバッテリまたは同様のもの、あるいは幹線給電部への１つまたは複数のケーブルおよび１つまたは複数の接続手段を含む。
−  それは、調節および選択手段、たとえば、プッシュボタン、作動キー、スライドまたは同様のものをさらに含み、それにより、医療従事者は、例えば人工呼吸器に心臓マッサージの実施を知らせるために、心臓マッサージの検出を人工呼吸器に確認するために、使用される呼吸インターフェースの種類（マスク、挿管チューブ等）を人工呼吸器に知らせるために、人工呼吸器によって自動的に提案される１つまたは複数の機械的換気パラメータを変更するために、または他の目的のために人工呼吸器に作用することが可能になる。
【００２１】
一般的に言えば、心肺蘇生に特化した換気モードに関して、これは、好ましくは換気の最小圧力、例えば５ｃｍＨ２Ｏに関連付けられる体積測定または気圧測定モードであり得る。
【００２２】
有利には、ＰＨ＞ＰＢであり、例えば５ｃｍＨ２Ｏのオーダーの低圧および１５ｃｍＨ２Ｏのオーダーの高圧である、低圧レベル（ＰＢ）および高圧レベル（ＰＨ）を含む２つの圧力レベルでの交互の調節を保証するのは気圧測定モードである。
【００２３】
心肺蘇生に特化した換気モードは、様々な段階中に人の介入をほとんどまたは全く必要としない環境において、介入の開始から終了までの患者の換気を保証することができる。
【００２４】
心肺蘇生に特化したこの換気モードに加えて、本発明の呼吸補助装置は、他の従来換気モード、例えば体積換気（ＶＡＣ）、気圧換気（ＶＰＣ、ＶＳＡＩ、ＣＰＡＰ、Ｄｕｏレベル等）および／または断続的な換気（ＶＡＣＩ、ＰＶＡＣＩ）のうちの１つまたは複数を有する。
【００２５】
換気に基づいて血液循環を改善するために、本発明の装置は、心臓に伝達される圧力を増幅するために、呼吸器系に含まれる空気体積の排出を遅らせることによってエネルギーの散逸を制限するように、胸部圧迫の時間中に呼気弁の開放およびマイクロブロアの加速度を変調するように構成されている。
【００２６】
減圧時間または胸郭の上昇中、本発明の装置は、胸郭を平衡位置に受動的に戻すのを補助し、その結果、胸腔内圧は負のままであり、従って静脈還流および心臓への注入を可能にするようにマイクロブロワの速度を調節するように構成される。
【００２７】
陽圧と陰圧との交互発生による、例えば毎分１００回の頻度での圧迫および減圧段階の連続により、ポンプ効果によって心臓流量を生成することが可能になる。換言すれば、マイクロブロワの速度を胸部圧迫のリズムおよび呼気弁の開放に対して変調することにより、本発明による装置は、例えばＣＰＡＰまたはＰＡＣのような１つまたは２つの圧力レベルで一定の圧力を調節しようとする装置とは対照的に、胸部圧迫によって発生する圧力変動の増幅器として作用する。
【００２８】
実際には、本装置は、従来の圧力モードとは対照的に、心臓マッサージの頻度に対する変調、マイクロブロワの速度の変調、および呼気弁の開放の変調を提供する。
【００２９】
実際、ＣＰＡＰまたは従来の圧力モードでは、外乱、特にＣＰＲの胸部圧迫にかかわらず、圧力を可能な限り一定に保つことが原則である。しかしながら、この従来のアプローチは、ＣＰＲの有効性にとって重要である胸部圧迫によって生じる圧力の最適化を可能にしない。
【００３０】
最後に、胸部圧迫のみでは不十分である換気を補うために、本発明の装置は、選択された頻度で動作する（制御された圧力下にあるような）圧力サイクルの追加により、人工呼吸器によって行われる換気を改善／増大させることを可能にするように構成されている。これらのサイクルにおいて胸部圧迫は可能なままであり、これにより、本発明の装置は、圧力モードまたは体積モードに従って機能する従来の装置と区別される。
【００３１】
本発明の範囲内において、「手段」という用語は、「デバイス」という用語と厳密に均等であるとみなされることに留意されたい。従って、「測定手段」は「測定デバイス」と均等であり、「ディスプレイ手段」は「ディスプレイデバイス」と均等であり、「処理手段」は「処理デバイス」と均等であり、「データ記憶手段」は「データ記憶デバイス」と均等である等である。
【００３２】
次に、添付の図面を参照して本発明をより詳細に説明する。
【図面の簡単な説明】
【００３３】
【図１】本発明による呼吸補助装置の第１の実施形態を示し、ここで、ガス供給源はマイクロブロワである。
【図２】本発明による呼吸補助装置の第２の実施形態を示し、ここで、ガス供給源は制御弁を含む供給デバイスである。
【図３】本発明による呼吸補助装置を用いて得られた胸腔内圧を示すグラフである。
【発明を実施するための形態】
【００３４】
図１は、本発明による換気補助装置または医療用人工呼吸器１の第１の実施形態の概略図である。
【００３５】
人工呼吸器１は、ここではタービンとも呼ばれる電動マイクロブロワ４０であるガス供給源４を含み、ガス供給源４は、呼吸補助ガス流、典型的には空気流または酸素富化空気流を、呼吸マスクまたは挿管カニューレまたはプローブなどの患者インターフェース３を介して人工呼吸器１を患者２０の気道と流体接続する１つまたは複数の通路、導管またはガスラインを含む、患者回路とも呼ばれる換気回路２の吸気分岐管２内に送達する。
【００３６】
あるいは、図２の第２の実施形態に示すように、ガス供給源４は、ガス管５０からガスが供給される吸気弁４１を含むことができ、ガス管５０自体はガスリザーバ５１、例えば病院のガス管網、シリンダーまたは外部ガスコンプレッサから供給される。ガス管５０は、人工呼吸器１の内部にあり吸気弁４１が配置されている内側ガス導管５２と流体連通している。
【００３７】
呼吸ガスは、典型的には約４絶対バールのオーダーの数絶対バール圧の空気または酸素である。この吸気弁は、装置１の信号処理および制御手段５、８によって制御される。
【００３８】
１つまたは複数のセンサなどの測定手段６が設けられ、測定手段６は、ガス圧力、人工呼吸器によって吹送されるガスの流量、患者２０によって吐き出されるガスの流量、およびマイクロブロワ４０の回転速度の中から選択される、ガスの流れを表す少なくとも１つのパラメータを測定可能でありかつ測定し、前記少なくとも１つの測定パラメータを表す少なくとも１つの信号を送達するように設計されている。
【００３９】
例えば、ガスの流れを表すパラメータは換気ガス回路２内のガス圧であり、測定手段６は、換気回路２の全部または一部に行き渡るガス圧の測定を可能にするようにその圧力タッピングが前記換気回路２内に配置されている圧力センサを含む。
【００４０】
図１の第１の実施形態では、測定手段６として機能する圧力タッピングは、人工呼吸器１のシェル９の外側に配置される。しかしながら、それを人工呼吸器１内に配置することもできる。さらに、図２の実施形態では、測定手段６として機能する圧力タッピングは、人工呼吸器１のシェル９内に示されている。
【００４１】
ガスの流れを表す１つまたは複数のパラメータが測定されると、対応する１つまたは複数の信号が信号処理および制御手段５、８に送信され、それらによって分析され、次いで、制御手段５、８は以下を推論し得る：
−  心臓マッサージが患者２０に対して実施されている過程にあり、特に、進行中の段階が胸郭の圧迫段階または弛緩段階であるかどうかを決定できること、
−  機械的換気サイクルの過程においておよび胸郭の弛緩段階中、人工呼吸器１によって患者２０に吹送されるガスの体積。吹送されるガスの体積は、所定の時間、例えば１分にわたり一緒に添加することができる。当然のことながら、添加は１分より長く、または逆に１分よりも短く行うことができる。
−  機械的換気サイクルの経過においておよび胸郭の弛緩段階中、患者２０によって吐き出されるガスの体積。ここでも、吐き出されるガスの体積は、所与の時間、例えば１分にわたり一緒に添加することができる。当然のことながら、添加は１分より長く、または逆に１分よりも短く行うことができる。
【００４２】
ガスの流れを表す１つまたは複数の信号は、測定手段６により、適切なリンク、すなわちケーブルなどの電気的リンクを介して信号処理および制御手段５、８に送信される。
【００４３】
さらに、信号処理および制御手段５、８は、以下を行うことが可能でありかつそれを行うように設計される。
ｉ）ガスの流れを表すパラメータに対応する信号を処理すること、例えば、心臓マッサージの過程における胸郭の圧迫または弛緩の段階を表す１つまたは複数の閾値を超える１つまたは複数の正または負の変動を検出すること。これらの閾値は、記憶メモリ１２、例えばフラッシュメモリに記録される。これらの閾値は、数値、値の表、曲線等とすることができる。
ｉｉ）ガスの流れを表すパラメータに対応する信号において、胸部圧迫中および機械によって生成されたサイクル中に人工呼吸器１によって生成されたガス流量を積分すること。
ｉｉｉ）ガスの流れを表すパラメータに対応する信号と、胸部圧迫中および人工呼吸器１によって生成されたサイクル中に人工呼吸器１によって生成されたガス流量を時間に関して積分すること。
ｉｖ）ガスの流れを表すパラメータに対応する信号と、胸部圧迫中および人工呼吸器１によって生成されたサイクル中に患者２０によって吐き出されるガス流量を時間に関して積分すること。
【００４４】
これを行うために、信号処理手段５、８は、以下で詳細に説明するように、特に１つまたは複数の処理アルゴリズムでプログラムされたマイクロプロセッサ８を含むことが好ましい。
【００４５】
人工呼吸器１およびその構成要素は、機能するための動力を必要とし、１つまたは複数の充電式または非充電式バッテリから、緊急車両が備えている電源から、または幹線給電部から、従って約２３０Ｖほどの大きさであり得る電圧で電力を直接または間接的に供給される。必要に応じて、供給電圧をより低い値の使用電圧に低減するように設計された電流変換器を組み込むことができる。
【００４６】
加えて、ディスプレイ画面などのマン−マシンインターフェース７は、信号処理および制御手段５、８によって計算された情報項目を表示することを可能にし、従ってユーザがそれらの情報項目を見ることを可能にする。
【００４７】
また、調整または選択手段１１、例えばプッシュボタンまたは回転ノブ、スライド、作動もしくは選択キーまたは同様のものが提供され、それらは、医療従事者が人工呼吸器１に心臓マッサージの実施を知らせること、および／または心臓マッサージの実施からなされた検出を人工呼吸器１に確認すること、および患者とのインターフェースの種類、例えばマスク、挿管チューブ等を人工呼吸器に知らせることを可能にする。
【００４８】
従って、いくつかの記憶された換気モードの中から心肺蘇生に特化した所与の換気モードを選択することができるように、オペレータによって作動され得る少なくとも１つの調整または選択手段１１が設けられる。
【００４９】
これらの調整または選択手段１１はまた、必要に応じて、人工呼吸器１によって自動的に提案された機械的換気パラメータを修正することを可能にし、または対象の実施形態に応じて、人工呼吸器１に使用されるガスの性質の変化、例えば空気から空気／酸素混合物への移動、または空気／酸素混合物の酸素含有量の変化を知らせることができることを可能にする。
【００５０】
図１および図２から分かるように、ガス回路２、信号処理手段８およびガス供給源４の少なくとも一部は、装置１の外囲容器を形成するカウリングまたは剛性シェル９内に配置される。このシェル９は、マン−マシンインターフェース７、１つまたは複数のメモリ１２、調整および選択手段１１等などの他の構成要素を含むかまたはさらに支持する。
【００５１】
ガス回路２、１６は、それ自体で吸気分岐管２を含むか、または例えばＹ字形のピースによって互いに接続された吸気分岐管２および呼気分岐管１６を含む。
【００５２】
吸気分岐管２は、実際には、２つの別個の部分、すなわち剛性シェル９内に配置された内側部分２ａ、例えばガス導管と、剛性シェル９の外側に位置し、例えば可撓性ホースを含む外側部分２ｂとを含む。
【００５３】
ガス回路２の内側部分２ａは、ガス供給源４、典型的には、任意選択的に酸素を豊富に含む空気が前記内側部分２ａに供給されるように、周囲大気と連通する空気取入口または入口４ａを有する電動マイクロブロワと流体連通している。
【００５４】
電動マイクロブロワ４は、制御手段５、例えば、マイクロコントローラなどのマイクロプロセッサを備えた電子基板により、１つまたは複数のアルゴリズムを使用して制御される。
【００５５】
信号処理および制御手段５、８は、実際には、特に患者２０へのガスの送達と心臓マッサージとの間の同期を可能にするように、信号処理手段５、８によって送信された信号に応じて電動マイクロブロワ４を制御するように構成されている。
【００５６】
換言すると、信号処理および制御手段５、８は、特に患者２０へのガスの送達と心臓マッサージとの間の同期を可能にするように、信号処理手段５、８によって送信された信号に応じて呼気弁１９を制御するように構成されている。
【００５７】
さらに、剛性シェル９の外側に位置するガス回路２の外側部分２ｂは、それ自体がその上流側端部でガス回路２の内側部分２ａと流体連通し、下流側端部で呼吸インターフェース３と流体連通し、それによりガス供給源４と患者２０との間の流体の連続性を保証し、呼吸ガス、例えばタービンから到着する空気が前記患者の気道に到達することを可能にする。
【００５８】
ここで、典型的には１つまたは複数のセンサである測定手段６は、剛性シェル９の外側に位置するガス回路２、１６の吸気分岐管２の外側部分２ｂに配置され、所望の測定、例えば前記外側部分２ｂ内の圧力および／または流量の測定を実施する。この場合、測定手段６と処理手段５との間のリンクと、従って測定信号の伝達とは、例えば有線接続によって行われる。
【００５９】
任意選択的に、シェル９はまた、いくつかの緊急事態において不可欠であるように、ユーザによる装置１の移動を容易にする少なくとも１つの運搬ハンドル１３、および／または換気装置１を支持体、例えば、緊急車両内のバー、またはベッドもしくはストレッチャーの段に固定することを可能にする固定デバイス１４を含むことができる。
【００６０】
さらに、呼気分岐管１６は、信号処理および制御手段５、８に電気的に接続された呼気流量センサ１７、例えば熱線センサと、信号処理および制御手段５、８によって制御される呼気弁１７とを含む。その下流側端部で、呼気分岐管１６は、ガス出口オリフィス１８を介して大気と連通する一方、その上流側端部は、Ｙ字形ピースを介して吸気分岐管２または患者インターフェース３に直接接続される。
【００６１】
図３は、本発明による呼吸補助装置を用いて得られた胸腔内圧を示すグラフである。
【００６２】
心臓マッサージは、圧迫段階Ｃおよび弛緩段階Ｒ（すなわち減圧）の交互および連続として考えることができ、その間、胸腔内圧（ＰＩＴ）は図３の曲線によって示されるように最大値と最小値との間で時間（Ｔ）にわたって変化する。
【００６３】
より正確には、本発明の呼吸補助装置を用いて得られる胸腔内圧ＰＩＴ１は、従来の換気装置によって引き起こされる胸腔内圧ＰＩＴ２に基づいて算出される圧力変動ＤＰ２（曲線Ｃ２）よりも大きい圧力変動ＤＰ１（曲線Ｃ１）を可能にする。
【００６４】
信号処理および制御手段５、８によって決定された胸郭圧迫段階Ｃ中、人工呼吸器は、これらの同じ信号処理および制御手段５および８により、図１および図２の電動マイクロブロワ４０または吸気弁４１および呼気弁１９を制御し、呼吸器系に含まれる空気量の放出を遅らせ、従って、この圧迫段階Ｃ中に胸腔内圧３を最大にするようにする。
【００６５】
さらに、信号処理および制御手段５、８によって決定される胸郭の減圧／弛緩段階Ｒ中、人工呼吸器は、これらの同じ信号処理および制御手段５および８により、図１および２の電動マイクロブロワ４０または吸気弁４１および呼気弁１９を制御し、呼吸器系へのガスの送達を制限し、従って胸郭の平衡位置への受動的な戻りを促し、この減圧／弛緩段階Ｒ中に負の胸腔内圧３が生じるようにする。
【００６６】
心臓マッサージ中、本発明の装置は、このようにして２つの圧力レベル間で、すなわち低圧レベル（ＰＢ）と高圧レベル（ＰＨ）との間でＰＢ＜ＰＨである気圧換気を行う。心臓マッサージは、低圧の適用中および高圧の適用中の両方で継続する。特に胸郭の圧迫段階Ｃおよび弛緩段階Ｒ中のアクチュエータ、すなわち電動式マイクロブロワ４０または吸気弁４１および呼気弁１９の特定の制御は、低圧レベルＰＢおよび高圧レベルＰＨの両方で実施される。
【００６７】
従って、気圧モードは、例えば５ｃｍＨ２Ｏのオーダーの低圧ＰＢおよび１５ｃｍＨ２Ｏのオーダーの高圧ＰＨを有する２つの圧力レベルＰＨおよびＰＢ間の交互圧力の調節を確実にする。
【００６８】
心肺蘇生に特化したこの換気モードは、介入の開始時から、および異なる段階中に人の介入をほとんどまたはまったく必要としない環境において、心肺停止の患者を換気することを可能にする。
【００６９】
全体的に、本発明によれば、信号処理および制御手段５、８は、心肺蘇生（ＣＰＲ）中の心臓マッサージの検出された段階に応じて、電動マイクロブロワ４０または吸気弁４１によって供給されるガスの体積または圧力を調節するように、電動マイクロブロワ４０または対象の実施形態に依存して吸気弁４１を制御するように構成されている、すなわち設計されかつそのように制御することが可能である。
【００７０】
従って、圧迫段階の検出に応答して、本発明の装置の信号処理および制御手段５、８は、電動マイクロブロワ４０または吸気弁４１によって供給されるガスの体積または圧力の増大を得るように電動マイクロブロワ４０または吸気弁４１を駆動する一方、弛緩／減圧段階の検出に応答して、前記信号処理および制御手段５、８は、電動マイクロブロワ４０または吸気弁４１によって供給されるガスの体積または圧力を低減するように電動マイクロブロワ４０または吸気弁４１を駆動する。
【００７１】
心肺停止の患者に対する心臓マッサージの実施中に行われる胸部圧迫および減圧段階の検出により、このような制御は、胸部圧迫によって発生する最大機械的エネルギーを心臓に供給する一方で、特に、心臓マッサージの検出された段階に応じて電動マイクロブロワ４０または吸気弁４１によって供給されるガスの体積および／または圧力を慎重に調整することにより、肺を含む気道を介して散逸されるエネルギーを制限することを可能にする。
【００７２】
本発明による呼吸補助装置は、心肺停止中で心臓マッサージを受けている人の換気に関連して使用することができる。
【図１】
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【図２】
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【図３】
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【国際調査報告】
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