(57)【特許請求の範囲】
【請求項１】
肺系（４）に呼吸ガスを供給する調整ユニット（２）を具備し、少なくとも１つの呼吸ガスパラメータ（Ｐ，Φ，Ｖ）を測定する測定ユニット（８）を具備し、パラメータ測定値（Ｐ，Φ，Ｖ）を基礎にして最適開放圧力（Ｐ０）を決定する制御ユニット（１４）を具備する、肺系の中の最適開放圧力決定装置において、
前記調整ユニット（２）が、所定吸気パルス（１８，２０，２２：２４）を供給し、前記所定吸気パルス（１８，２０，２２：２４）は、圧力に関して所定の形状を有し、かつ開始圧力（ＰＥＥＰ）より高い終了圧力（ＰＩＰ）を有することを特徴とする肺系の中の最適開放圧力決定装置。
【請求項２】
調整ユニット（２）が呼吸ガスの供給を制御し、これにより呼吸ガス圧力は、線形段階（２４Ａ，２４Ｂ，２４Ｃ）の区間内で開始圧力（ＰＥＥＰ）から終了圧力（ＰＩＰ）に増加することを特徴とする請求項１に記載の肺系の中の最適開放圧力決定装置。
【請求項３】
測定ユニット（８）が、肺系（４）へ流入する呼吸ガス流量（Φ）を測定する流量計（１２）を具備し、制御ユニット（１４）は、呼吸ガス流量（Φ）を基礎にして最適開放圧力（Ｐ０）を決定することを特徴とする請求項１又は請求項２に記載の肺系の中の最適開放圧力決定装置。
【請求項４】
測定ユニット（８）が、肺系（Ｐ）の中又は近傍の呼吸ガスの圧力（Ｐ）を測定する圧力計（１０）を具備し、制御ユニット（１４）は、呼吸ガス流量（Φ）の測定値と圧力測定値（Ｐ）とを基礎にして最適開放圧力（Ｐ０）を決定することを特徴とする請求項３に記載の肺系の中の最適開放圧力決定装置。
【請求項５】
調整ユニット（２）が、連続的に順次に続く互いに同一の所定吸気パルス（１８，２０，２２）の１つの列を供給し、制御ユニット（１４）が、相応するパラメータ値の平均値を計算することを特徴とする請求項１から請求項４のうちのいずれか１つの請求項に記載の肺系の中の最適開放圧力決定装置。
【請求項６】
調整ユニット（２）が、前記吸気パルス列（１８，２０，２２）の１つのシーケンスを供給し、それぞれの前記吸気パルス列は、互いに異なるそれぞれ１つの所定吸気パルスを有し、制御ユニット（１４）は、それぞれの前記吸気パルス列のための暫定開放圧力（Ｐｉｏ）を決定し、前記制御ユニット（１４）は、決定された暫定開放圧力（Ｐｉｏ）を基礎にして開放圧力（Ｐｏ）を決定することを特徴とする請求項５に記載の肺系の中の最適開放圧力決定装置。
【請求項７】
制御ユニット（１４）が、供給ガス気量（Ｖ）と暫定開放圧力（Ｐｉｏ）との間の最適な関係を求めて、最適開放圧力（Ｐｏ）を決定することを特徴とする請求項６に記載の肺系の中の最適開放圧力決定装置。
【請求項８】
血液ガス分析ユニット（１６）が設けられ、前記血液ガス分析ユニット（１６）は制御ユニット（１４）に接続され、これにより前記血液ガス分析ユニット（１６）は、肺系（４）に関連する血液系（４）の中の酸素分圧（ＰａＯ２）を測定し、前記制御ユニット（１４）は、呼吸ガスパラメータ（Ｐ，Φ，Ｖ）測定値及びＰａＯ２測定値を基礎にして最適開放圧力（Ｐｏ）を決定することを特徴とする請求項１から請求項７のうちのいずれか１つの請求項に記載の肺系の中の最適開放圧力決定装置。
【請求項９】
ａ）  開始圧力より高い終了圧力を有し、肺系に供給するための所定吸気パルスを発生するステップと、
ｂ）  少なくとも１つの呼吸ガスパラメータ（Ｐ，Φ，Ｖ）を測定するステップと、
ｃ）  暫定開放圧力（Ｐｉｏ）を決定するステップと、
ｄ）  肺系に関連する血液系から取出された血液標本の中の酸素の分圧（ＰａＯ２）を測定するステップと、
ｅ）  ＰａＯ２測定値を所定閾値と比較するステップと、
ｆ）  ＰａＯ２測定値が閾値より低い場合には新しい所定の吸気パルスを選択してステップａ）〜ｅ）を繰返すステップと、
ｇ）  ＰａＯ２測定値が閾値より高い場合には以前の最後の回に決定された暫定開放圧力（Ｐｉｏ）を最適開放圧力（Ｐｏ）として選択するステップとを特徴とする肺系の中の最適開放圧力決定方法。
【請求項１０】
前記ステップｂ）が、
ｂ１）  肺系に流れる呼吸ガス流量（Φ）を測定するサブステップと、
ｂ２）  肺系の中又は近傍の呼吸ガス圧力（Ｐ）を測定するサブステップと、
を有し、前記ステップｃ）が、
ｃ１）  呼吸ガス流量測定値（Φ）の中の屈曲点又は屈曲領域（３０）を識別するサブステップと、
ｃ２）  識別された前記屈曲点又は前記屈曲領域（３０）を呼吸ガス圧力測定値（Ｐ）に相関させるサブステップと、
ｃ３）  識別された前記屈曲点又は前記屈曲領域に関連する最高圧力を暫定開放圧力（Ｐio）として決定するサブステップと、
ｃ４）  決定された暫定開放圧力以上の開始圧力を有し、肺系に供給するためのいくつかの吸気パルスを発生するサブステップとを有することを特徴とする請求項９に記載の肺系の中の最適開放圧力決定方法。
【発明の詳細な説明】
【０００１】
【発明の属する技術分野】
本発明は、第１の発明では、肺系に呼吸ガスを供給する調整ユニットを具備し、少なくとも１つの呼吸ガスパラメータを測定する測定ユニットを具備し、パラメータ測定値を基礎にして最適開放圧力の決定制御ユニットを具備する、肺系の中の最適開放圧力決定装置に関し、第２の発明では、肺系の中の最適開放圧力決定方法に関する。
【０００２】
【従来の技術】
健康な肺では空気は呼吸中に気道及び気管支を通過して肺の中の肺胞に到達する。ガス換気は肺胞の中で行われ、その際、血液は酸化され、同時に二酸化炭素は肺胞の中の空気の中に移動する。呼気の間、二酸化炭素を受取った吸気は、肺胞から呼気され、これにより新鮮な空気が次の吸気の間に流入することが可能となる。健康な肺は大きいコンプライアンスを有するので、比較的大きい空気の気量が、その都度の呼吸毎に吸気され、その際、肺の中の空気の気圧は過度に増加しない。
【０００３】
傷害又は疾患により肺の機能は、生命を脅かす状態が発生する程度まで劣化することがある。例えば肺胞はつぶれることもあり、このつぶれることにより、肺胞の中の空気と、肺の毛細管の中の血液の中の空気との間の本質的なガス交換が劣化ないし阻止されることもある。肺は不全拡張領域を有することもあり、これによりコンプライアンスは低減し、この低減は、不充分な空気気量しかその都度の呼吸毎に吸気されない程になることもある。
【０００４】
この場合、損傷された肺からベンチレータ／呼吸器への接続が、患者の生命を維持するために必要であることもあり、この接続は、損傷された肺が充分に回復するまで継続される。ベンチレータ／呼吸器は、呼吸ガスを肺に充分に高い圧力で供給する、すなわち充分に高い圧力とは、つぶれた肺胞を開放すなわち開いて、充分なガス交換を提供する程度に高い圧力のことである。呼吸ガスは通常、通常の空気から成り、この空気は酸素が濃厚化されていることもある。肺の開放の成功度が高い程、呼吸ガスの中の酸素の濃厚化の必要度は低下する。
【０００５】
つぶれた肺を開放するために必要な高い圧力は、ラプラースの法則Ｐ＝２γ／ｒにより求められ、なおＰは、肺胞を安定化するために必要な圧力であり、γは空気と液体との間の界面における表面張力であり、ｒは肺胞半径である。つぶれた肺は非常に小さい半径を有し、この場合、前述の式の中の圧力は高くなる。一方、開いている肺は、（比較的）大きい半径を有し、この場合、開放状態を維持するために必要な圧力は低い。健康な肺では肺胞は、自然の界面活性剤の層を有する。自然の界面活性剤は、その表面張力を変化させる能力を有し、これにより、健康な肺が、微細な肺胞さえ低い圧力で開放状態に維持することが容易になる。例えばＡＲＤＳ（急性呼吸窮迫症候群）等を有する疾患又は傷害肺では肺胞は、界面活性剤を欠乏することがあり、これにより肺胞の中の表面張力は一定になる。このような界面活性剤の欠乏は、自然発生的又は強制的な過剰換気の持続時間が長いとその最中に発生することもある。
【０００６】
肺を開放し、肺を開放状態に維持することの重要性は、Ｂ  Ｌａｃｈｍａｎｎ著の論文”肺を開放し肺を開放状態に維持する”（Ｉｎｔｅｎｓｉｖｅ  Ｃａｒｅ  Ｍｅｄｉｃｉｎｅ誌（１９９２），１８：３１９ー３２１）に記載されている。この論文は、呼吸ガスを比較的高い圧力で肺に供給して、肺胞を強制的に開放する必要性を強調している。肺を適切に開放するには数分かかることもあり、一旦肺が適切に開放されると、大幅に低い圧力を使用して肺を開放状態に維持する。同時に、強制的呼吸における肺外傷のリスクが、呼吸ガスの圧力が大きい場合（圧力障害）及び／又は気量が大きい場合（気量障害）に増加し、この増加はとりわけ、肺コンプライアンスが小さいと顕著である。過剰圧力に関連する別のリスクは、毛細管が、肺の中に発生する力のみにより損傷されたり、毛細管が圧縮されて血液が毛細管を貫流できず（過剰拡張）、これにより重要なガス交換が阻止されることにある。
【０００７】
スウェーデン特許出願第５０１５６０号明細書に開示されているベンチレータ／呼吸器は、患者に供給される呼吸ガスの圧力測定値と気量測定値との間の関係を基礎にして肺の開放圧力を決定できる。基本的にベンチレータは、吸気フェーズの間にわたり呼吸ガスを一定流量で供給する。これにより肺に印加される圧力が測定され、肺に流入する呼吸ガスの気量が計算される。肺胞がつぶれている限り圧力は急速に増加し、これに対して気量は緩慢にしか増加しない。肺胞が開放されると、肺に流入する気量は、圧力に対してより急速に増加し始める。次いで開放圧力が、屈曲点を識別することにより決定される、すなわちこの屈曲点において気量の増加は、より急速になる。
【０００８】
この決定方法は、患者の治療方法を決定するために使用できる開放圧力を提供するが、しかし、最適開放圧力を決定するのに必要な感度は幾分低い。例えば圧力・気量線図においてより高い圧力において別の屈曲点又は屈曲領域が存在することもあり、このような屈曲点又は屈曲領域は、肺胞の中のより小さい部分領域が開放されると発生する。
【０００９】
これらの”より高い”屈曲点又は領域は、圧力・気量線図の中で直ちに識別することは不可能である、何故ならば圧力・気量関係は、別の不規則性も示すからである。更にこの方法は、すべてのつぶれた肺胞が適切に開放されることを保証しない。
【００１０】
【発明が解決しようとする課題】
本発明の課題は、前述の問題を解決する冒頭に記載の形式の装置を提供することにある。
【００１１】
本発明の別の課題は、肺の少なくとも１つの充分な部分を開放する最適開放圧力を得る方法を提供することにある。
【００１２】
【課題を解決するための手段】
上記課題は本発明により、第１の発明では、調整ユニットが、所定吸気パルスを供給し、所定吸気パルスは、開始圧力より高い終了圧力を有することにより解決され、第２の発明では、ａ）  開始圧力より高い終了圧力を有する所定吸気パルスを肺系に供給するステップと、ｂ）  少なくとも１つの呼吸ガスパラメータを測定するステップと、ｃ）  暫定開放圧力を決定するステップと、ｄ）  肺系に関連する血液系から取出された血液標本の中の酸素の分圧を測定するステップと、ｅ）  分圧測定値を所定閾値と比較するステップと、分圧測定値が閾値より低い場合には新しい所定の吸気パルスを選択してステップａ）〜ｅ）を繰返すステップと、ｇ）  分圧測定値が閾値より高い場合には以前の最後の回に決定された開放圧力を最適開放圧力として選択するステップとにより解決される。
【００１３】
呼吸ガスを一定流量で肺系に供給し、これにより生じる気量及び圧力を測定する代りに、すなわちスウェーデン特許出願第５０１５６０号明細書に開示されているこのような方法の代りに、所定の圧力特性を有する吸気パルスが肺系に供給される。とりわけ、所定吸気パルスは、開始圧力より高い終了圧力を有する。これにより、肺系に向かって圧力がより制御されて増加し、これは肺系とってより好ましい、何故ならば肺の中に突然過剰圧力が発生するリスクが、基本的に完全に除去されるからである。制御された圧力変数を呼吸パラメータ測定値に相関させるほうが、より容易である。更に、開放圧力を求めるので、吸気パルスの適切な形状を選択して、最適開放圧力決定の感度を高めることができる。例えば吸気パルスを選択する際にこの選択は圧力が、吸気フェーズの開始において急速に増加し、推定最適開放圧力の近傍では緩慢に増加するように行うことも可能である。これにより発生する、この近傍での呼吸ガスパラメータ測定値における反応を、より徹底的に評価できる。
【００１４】
本発明の有利な実施の形態は、その他の請求項に記載されている。
【００１５】
本発明の１つの有利な実施の形態では、開始圧力から終了圧力までの線形段階で圧力が増加する吸気パルスが利用される。例えば９秒の持続時間を有する吸気パルスが与えられ、最適開放圧力が約４０ｃｍＨ2Ｏであるとする。この場合、吸気パルスは、圧力を０ｃｍＨ2Ｏから３０ｃｍＨ2Ｏまで２秒で高める第１の線形圧力段階と、圧力を３０ｃｍＨ2Ｏから５０ｃｍＨ2Ｏまで残りの７秒で高める第２の線形圧力段階とから成ることもある。第２の線形圧力段階はより平たい、又、完全につぶれた肺の最適開放圧力は３０〜５０ｃｍＨ2Ｏの領域内にあると推定されるので吸気パルスの後半部分の間の緩慢な増加が、最適開放圧力を得る可能性を高める。別の圧力及びタイミング値を利用することも勿論でき、このような利用は個別ケースに依存する。とりわけ、圧力段階の数、それらのそれぞれの持続時間及び圧力は、非常に多数の可能性の中から選択できる。
【００１６】
本発明の別の１つの有利な実施例では呼吸ガス流量が、測定ユニットの中の流量計により測定され、制御ユニットが、呼吸ガス流量を基礎にして最適開放圧力を決定する。流量曲線が記録されて、印加圧力に相関されると、流量曲線は屈曲点又は屈曲領域を示し、このような屈曲点又は屈曲領域では流量の増加が、肺胞開放の後に生じる。開放肺胞の数量は流量増加の大きさに反映される。すなわち、肺胞の大部分が同時に開放されると大きい流量増加が検出され、少数の肺胞しか開放されないと流量増加は小さい。圧力ガスが吸気パルスの間に増加するといくつかの屈曲領域が生じることがある。これは、すべての肺胞が同時に開放されるのではない事実に起因する。肺胞の寸法が互いに異なり、肺の中の異なる部分領域の中の圧力分布が互いに異なることにより、肺の中の異なる領域が異なる圧力で開放される。しかし流量は、例えば供給気量に比してより有効な手段である。少数の肺胞が開放されただけでも、流量測定値の変化は検出可能である。印加圧力は、調整ユニットから直接に得るか、又は圧力計を肺系の中又は近傍に配置して圧力を現場で測定することにより得ることもできる。
【００１７】
１つの列の連続的に順次に続く互いに同一の吸気パルスを供給し、次いで、相応するパラメータ測定値の平均値を計算すると有利である。肺系の反応は、１つの呼吸周期から次の呼吸周期に移行しても急激に変化せず、これにより最適開放圧力決定が改善される。
【００１８】
本発明の別の１つの有利な実施の形態では調整ユニットが、このような吸気列の１つのシーケンスを供給する。それぞれの列は、互いに異なる形状の１つの吸気パルスを有し、制御ユニットが、それぞれの列に対して暫定開放圧力を決定できる。次いで最適開放圧力は、暫定開放圧力から決定される。最適開放圧力は例えば、供給ガス気量を暫定開放圧力に相関させることにより決定できる。例えばそれぞれの暫定開放圧力を、吸気パルスの開始から暫定開放圧力までの時間区間の中の供給ガス気量により除算することにより得られる商は、最小化できる。すなわち、できるだけ大きい気量を、できるだけ低い圧力で供給すべきである。
【００１９】
これに関連して、吸気パルスの１つの列のために決定された第１の暫定開放圧力を使用して、吸気パルスの後続の列の圧力を決定すると有利である。例えば、１０〜３０ｃｍＨ2Ｏの圧力ランプを有する吸気パルスの１つの供給列の中で２５ｃｍＨ2Ｏの暫定開放圧力が決定される。この場合、吸気パルスの次の列は２２〜３５ｃｍＨ2Ｏの圧力ランプを有する。
【００２０】
本発明の別の１つの有利な実施の形態では血液ガス分析ユニットが、肺系に関連する血液系に接続され、これにより血液ガス分析ユニットは、血液系の中の酸素の分圧（ＰａＯ2）を測定できる。この場合、制御ユニットは、呼吸ガスパラメータ測定値とＰａＯ2測定値とを基礎にして最適開放圧力を決定できる。基本的に、ＰａＯ2は、肺が充分に開放されている場合には所定閾値より大きくなければならない。血液系が肺の状態の変化に応答するには生理的応答時間が必要であるので同一の吸気パルスを患者に数回供給しなければならない、何故ならばこれにより血液系は応答できるからである。
【００２１】
この目的のために血液ガスを利用する場合、まず初めに前述のように暫定開放圧力を決定し、次いで通常の方形の圧力パルスの１つの列を患者に供給すると有利である。方形パルスは、開放された肺のための有効吸気時間を増加するために利用される。開放圧力より低い開始圧力を有し開放圧力より高い終了圧力を有する圧力ランプは、圧力が開放圧力に到達するまで肺を開放せず、肺は、吸気パルスの残留パルス幅区間の間だけ開放されている。すなわち有効吸気時間は、設定吸気時間より短い。肺が最終的には開放されるにもかかわらず残留有効吸気時間は、良好なガス交換を提供するためには不充分であることがある。
【００２２】
これらの方形パルスのピーク圧力は、決定された暫定開放圧力を関連付けされなければならない、例えば同一の振幅、１０％大きい振幅等である。１分又は数分後、血液系は、（ガス交換が改善された場合には）このガス交換の改善に反応し、ＰａＯ2が測定可能である。ＰａＯ2が閾値を超える場合には肺は充分に開放されており、決定された暫定開放圧力は最適開放圧力である。閾値に到達しない場合には暫定開放圧力は最適でないか、又は肺の損傷の程度が、ＰａＯ2が閾値に到達不可能である程高い。後者の場合、最適開放圧力を得るための前述の決定方法が好適である。注意すべき点は、過剰拡張及び外傷を回避することである。
【００２３】
本実施の形態では、ＰａＯ2を使用して最適開放圧力を決定するのは、ＰａＯ2が所定閾値を越える第１の決定開放圧力を最適開放圧力として選択することにより行うか、又は、いくつかの暫定開放圧力が決定された場合、ＰａＯ2測定値が所定閾値を越える暫定最低開放圧力を最適開放圧力として選択することにより行う。
【００２４】
肺系の中の最適開放圧力の決定方法は、
ａ）  開始圧力より高い終了圧力を有する所定吸気パルスを肺系に供給するステップと、
ｂ）  少なくとも１つの呼吸ガスパラメータ（Ｐ，Φ，Ｖ）を測定するステップと、
ｃ）  暫定開放圧力（Ｐio）を決定するステップと、
ｄ）  肺系に関連する血液系から取出された血液標本の中の酸素の分圧（ＰａＯ2）を測定するステップと、
ｅ）  ＰａＯ2測定値を所定閾値と比較するステップと、
ｆ）  ＰａＯ2測定値が閾値より低い場合には新しい所定の吸気パルスを選択してステップａ）〜ｅ）を繰返すステップと、
ｇ）  ＰａＯ2測定値が閾値より高い場合には以前の最後の回に決定された暫定開放圧力（Ｐio）を最適開放圧力（Ｐo）として選択するステップとを用いることにより実現される。
【００２５】
酸素分圧は、肺が充分に開放された時点、すなわちつぶれた肺胞の大部分が開放されている時点を決定するための重要な前提条件として使用される。１つの特定の吸気パルスのための決定された開放圧力は、これにより生じるＰａＯ2に関連付けできる。これにより最適開放圧力は、ＰａＯ2が所定閾値より大きくなる開放圧力として定められる。
【００２６】
本発明の方法の改善はステップｂ）を、
ｂ１）  肺系に流れる呼吸ガス流量（Φ）を測定するサブステップと、
ｂ２）  肺系の中又は近傍の呼吸ガス圧力（Ｐ）を測定するサブステップと、
ｃ１）  呼吸ガス流量パラメータ測定値（Φ）の中の屈曲点又は屈曲領域（３０）を識別するサブステップと、
ｃ２）  識別された前記屈曲点又は前記屈曲領域（３０）を呼吸ガス圧力パラメータ測定値（Ｐ）に相関させるサブステップと、
ｃ３）  識別された前記屈曲点又は前記屈曲領域に関連する最高圧力を暫定開放圧力（Ｐio）として決定するサブステップと、
ｃ４）  決定された暫定開放圧力以上の開始圧力を有するいくつかの吸気パルスを供給するサブステップとに分割することにより得られる。
【００２７】
【実施の形態】
次に本発明を実施の形態に基づき図を用いて詳細に説明する。
【００２８】
本発明の装置の素子が図１に概略的に示されている。注意すべき点は、機能ブロックが必ずしも別個の物理的装置を示さないことである。機能ブロックは数個の装置から成ることもあり、機能ブロックのうちのいくつかは、１つの装置の中に含まれていることもある。調整ユニット２は、ガス供給系６を介して患者４に接続されている。調整ユニット２は呼吸ガスを患者に供給でき、患者４から呼気ガスを除去できる。調整ユニット２は基本的に、任意の公知の構造のベンチレータ／呼吸器であり、例えばＳｅｒｖｏ  Ｖｅｎｔｉｌａｔｏｒ  ３００（スウェーデンのＳｉｅｍｅｎｓ−Ｅｌｍａ  ＡＢ社製)等がある。測定ユニット８は、圧力計１０及び流量計１２を有し、測定ユニット８はガス供給系６に接続され、これにより測定ユニット８は、呼吸ガス流量及び圧力を測定することができる。測定値制御ユニット１４に供給され、制御ユニット１４は開放圧力を計算し、この計算は、呼吸ガス流量測定値と圧力値とを基礎にして行われる。制御ユニット１４は調整ユニット２に信号を送ることができ、この信号伝送は例えば、最適な開放圧力が決定された時に行われる。
【００２９】
血液ガス分析ユニット１６は、患者４にも接続されており、これにより血液ガス分析ユニット１６は、患者の血液系の中の酸素の分圧（ＰａＯ2）を測定する。血液ガス分析ユニットで、この種類の分析に適するものは、米国特許第４８４１９７４号明細書及び米国特許第５２２５０６３号明細書に開示されている。
【００３０】
血液ガス分析ユニット１６と患者４の血液系との間の相互接続は、いくつかの方法で実現可能である。例えば血液標本を血液系から取出し、患者の外部にある分析プローブの中で分析することも可能であり、又はプローブを患者４の血液系の中に挿入し、これにより血液ガスの生体内測定を行うことも可能である。測定は、異なる時間区間で行うことが可能である。ＰａＯ2の測定を行う目的は、患者４の肺の最適開放圧力を決定する際の重要なパラメータを得ることにある。
【００３１】
調整ユニット２は、圧力に関して任意の形状の吸気パルスを供給できる。すなわち調整ユニット２は、所定のように変化する制御されている圧力を有する吸気パルスを供給できる。吸気パルス１８はＰＥＥＰレベルの開始圧力とＰＩＰレベルの終了圧力とを有する。ＰＥＥＰは正の呼気終了圧力を意味し、大気圧に関してであり、従って零以上の任意の数値になる。通常、ＰＥＥＰは、最適開放圧力を決める場合には２０ｃｍＨ2Ｏより低い。ＰＩＰはピーク吸気圧力を意味し、この用途においてはＰＩＰ圧力は、最適開放圧力を決定するためには３０〜６０ｃｍＨ2Ｏである。しかしＰＥＥＰもＰＩＰも、つぶれた肺を開放するために必要な場合には前述の制限の外部の圧力から選択することが可能である。
【００３２】
吸気パルス１８はｔiの持続時間を有し、この持続時間は吸気時間である。本用途においては５〜１０秒の吸気時間が使用される。しかし圧力の場合と同様、より短い吸気時間又はより長い吸気時間も、必要な場合には使用可能である。吸気時間ｔiの次には呼気時間ｔeとなり、次いで第２の吸気パルス２０が供給される。図２に示されているようにいくつかの同一の吸気パルス１８，２０，２２が、開放圧力を決定する場合には１つの列で供給可能である。いくつかの同一の吸気パルス１８，２０，２２を供給する場合、呼吸ガス流量測定値は平均化される。算出された流量平均値は、開放圧力を決定する際に使用される。
【００３３】
開放圧力を決定する方法は図４に示されており、図４には圧力軸と流量軸とを有する線図が示されている。曲線２６は、圧力測定値に対する流量測定値を示す（又は圧力に対する流量平均値を示す）。曲線２６において第１の屈曲領域２８は、流量の突然増加として検出される。この屈曲領域２８は、患者４の肺系の中の多数のつぶれた肺胞の開放を表す。第２の屈曲領域３０は、第１の屈曲領域２８に比して大幅に小さいが、しかしなおも、いくつかの肺胞の開放を表す。肺のできるだけ大きい部分を開放することが好ましいので、第２の屈曲領域３０の圧力上限値が、開放圧力Ｐ0として選択される。
【００３４】
開放圧力が決定されると、次いでいくつかの吸気パルス、すなわち所定開放圧力以上の開始圧力を有するいくつかの吸気パルスが、患者に供給される。これらのパルスは方形でもよく、これらのパルスを供給する目的は、肺が充分に開放するかどうか試験することにある。次いでＰａＯ2が測定され、ＰａＯ2測定値が、所定閾値を越えない場合、図４の所定開放圧力Ｐ0は充分高くない、すなわち肺を充分に開放することを達成するには充分高くない。この場合、１つの異なる吸気パルス又は一連の吸気パルスが、患者４に供給される。新吸気パルスは例えば、より高いＰＥＥＰを有することもあり、より高いＰＩＰを有することもあり、ＰＥＥＰとＰＩＰの双方を有することもある。これらの値は、前に決定された開放圧力を基礎にして選択できる。
【００３５】
次の１つ又は複数の吸気パルスが有する吸気時間と呼気時間との間の関係も、前述のものとは異なってよい。呼気時間ｔeに対して変化する吸気時間ｔiは、固有ＰＥＥＰを形成するのに使用できる。別の呼吸周波数も、固有ＰＥＥＰを形成するために使用できる。これらのすべてのファクタは、異なる肺に対して異なる仕方で相互作用し、従って、すべてのつぶれた肺を開放することを保証する１つの特別の吸気パルスを得ることは不可能である。
【００３６】
吸気パルスの第２の列、すなわちより高いＰＥＥＰ及びより高いＰＩＰの双方を有する吸気パルスの第２の列により、ＰａＯ2測定値は所定閾値を越える。この場合、ＰａＯ2測定値が意味するのは、肺が充分に開放したことであり、従ってこの吸気パルスのための所定開放圧力Ｐ0が、この特定の時間におけるこの特定の患者のための最適開放圧力であることである。肺のつぶれ及び肺収縮の原因に依存して、吸気パルスに対する個別の応答は、肺の状態が改善するにつれて異なることもある。
【００３７】
最適な開放圧力を決定する別の方法は、複数の吸気パルスの１つの列を供給することにあり、この場合、すべての吸気パルスは、選択されたＰＥＥＰ、ＰＩＰ、ｔe又は周波数に関して異なる。これらのすべての吸気パルスに対して、暫定開放圧力は、図４に示されているように決定される。次いで関係が、決定された暫定開放圧力と、それぞれの呼吸における決定された暫定開放圧力に到達するまでに供給された気量とを基礎にして計算される。すなわち図４の線図における曲線２６が、零からＰ0まで積分される。最適開放圧力を選択するためには、暫定開放圧力が、計算された気量により除算されて得られる商を最小化しなければならない。最小化が意味するのは、大きい気量が低い圧力で供給されることである。圧力と気量との間の別の数学的関係を用いて、最適開放圧力を決定することもできる。例えば気量の２乗値を、前述の商において使用して、低い圧力で充分な気量を供給する重要性を高めることもできる。
【００３８】
図３は別の種類の吸気パルス２４を示し、この場合、圧力増加が、いくつかの線形圧力段階に分割され、この場合には３つの線形圧力段階に分割される。第１の圧力段階２４Ａは、時間区間ｔ１にわたり開始圧力ＰＥＥＰから圧力Ｐ１に圧力を高め、第２の圧力段階２４Ｂは、時間区間ｔ2にわたりＰ１からＰ２に圧力を高め、第３の圧力段２４Ｃは、時間区間ｔ3にわたりＰ２からＰＩＰに圧力を高める。圧力レベルＰ１及びＰ２は好適には、圧力Ｐ２が、最適圧力のための推定値より僅かに低いか、又は以前の最後の回に決定された暫定開放圧力より僅かに低いように選択される。時間区間ｔ１，ｔ２，ｔ３は好適には、第３の圧力段階２４Ｃが少なくとも、吸気時間ｔｉ全体の１／３より大きい部分を占めるように選択される。吸気パルス２４のこの構成に起因して、第３の圧力段階２４Ｃの間の圧力増加の峻度は、図２の吸気パルス１８における峻度に類似のランプ勾配より低い。Ｐ２を適切に選択することにより開放圧力を、第３の圧力段階２４Ｃの中に入れることができ、ひいては流量・圧力線図における曲線を、流量の微細な変化におり敏感にすることができる。
【００３９】
図５は最適開放圧力を決定する方法のフローチャートを示し、この方法は図１の装置により実行できる。フローチャートは、最適開放圧力を得るのに必要なステップを示しているにすぎない。第１のブロック３２では吸気パルスが患者に供給される。次いでブロック３４で呼吸ガス流量及び呼吸ガス圧力が測定される。ブロック３２及び３４に示されているステップは、同一の吸気パルスを数回にわたり供給する場合に繰返すことができ、その際、呼吸ガス流量測定値の平均値が算出される。ブロック３６に示されている次のステップで暫定開放圧力が、図４の方法で決定される。ブロック３８では、決定された暫定開放圧力以上のＰＩＰを有する複数の方形吸気パルスの１つの列が供給される。ブロック４０でＰａＯ2が測定され、ブロック４２で測定値が所定閾値と比較される。ＰａＯ2がこの閾値より小さい場合、ブロック４２でノーが出力され、ブロック４６で新形状の吸気パルスが選択される。ブロック３２に示されているように新吸気パルスが供給され、暫定開放圧力を決定することが繰返され、更にＰａＯ2の測定が繰返される。
【００４０】
ＰａＯ2測定値が前述の閾値を越える場合、ブロック４２でイエスが出力され、ブロック４４で、以前の最後の回に決定された暫定開放圧力が、肺系の最適開放圧力として選択される。
【００４１】
最適圧力を決定するためにＰａＯ2を測定する代りに、吸気パルスのいくつかの列を供給することも可能である。それぞれの列に対して暫定開放圧力Ｐioと、暫定開放圧力に到達するまで供給された気量Ｖとが決定され又は求められ、これらの値の商Ｐio／Ｖが計算されて記憶される。すべてのこれらの列が供給されると、算出された複数の商が互いに比較され、最小商値Ｐioが最適開放圧力として選択される。
【図面の簡単な説明】
【図１】本発明の装置を概略的に示す機能ブロック回路図である。
【図２】開放圧力を決定するために本発明の装置により供給される第１の吸気パルスを示す線図である。
【図３】開放圧力を決定するために本発明の装置により供給される第２の吸気パルスを示す線図である。
【図４】開放圧力を決定する方法を示す流量−圧力線図である。
【図５】最適開放圧力を決定する方法を示すフローチャートである。
【符号の説明】
２  調整ユニット
４  患者
６  ガス供給系
８  測定ユニット
１０  圧力計
１２  流量計
１４  制御ユニット
１８，２０，２２  吸気パルス
２６  曲線
２８  第１の屈曲領域
３０  第２の屈曲領域
【図１】
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【図２】
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【図３】
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【図４】
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【図５】
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