JP3707699B2 - 追加的ガス投与器を有する換気システム - Google Patents

Description

本発明は、患者の換気を行う換気システム（人工呼吸器）であって、換気機に所定の第１ガス混合物を供給する少なくとも１の第１入口を備えた換気機と吸気間隔の間に制御量の前記第１ガス混合物を前記患者に供給する少なくとも１の出口から成り、前記換気システムは更に前記換気機の下流側もしくは上流側に接続され前記患者に所定量の追加的ガスを投与するように配置されたガス投与モジュールを有し、前記ガス投与モジュールは並行に接続され、かつそれぞれが前記患者に所定量の前記追加的ガスを供給するよう閉状態と開状態とに個別に切り換え可能な所定数のバルブ手段を備え、各バルブ手段はスロットルバルブ入口、出口を有したスロットルバルブと制御バルブ入口、出口を有した制御バルブとの直列接続を備え、前記制御バルブは所定周波数に伴い開状態・閉状態に切り換え可能であり、前記スロットルバルブ出口は前記スロットルバルブと前記制御バルブの間に容積Ｖを有する通路があるように前記制御バルブ入口と接続されている。
そのようなシステムは、窒素酸化物を患者に投与するために用いることができる。窒素酸化物（ＮＯ）は、強い血管拡張特性を有するガスである。最近、ＮＯは、成人呼吸促進症候群（ＡＲＤＳ）の患者の肺における酸素交換に有益であることが発見された。ＡＲＤＳとは、処置の仕方が悪かった場合には、酸素の欠乏から死に至る、重い肺の病気である。ＡＲＤＳは、例えば、敗血症（即ち、血流におけるバクテリアまたはその産物）や、多発骨折、有毒ガスの吸引などの後に発生する。全てのＡＲＤＳ患者には、通常のやり方で人工呼吸を施す必要がある。正しく測定されたＮＯを人工呼吸が施されている患者に投与することにより、実質的にこの処置は改良されるものと思われる。産業試作品がいくつか開発されている。しかし、これらの試作品には重大な問題がある。そのような重大な問題を引き起こす要因には、以下のような要因がある。
１．ＮＯは酸素と反応し、ＮＯ₂及び他の有害なＮＯ_x生成物を生成する。このＮＯ_xの生成は、酸素濃度、時間、圧力、温度、相対湿度、の影響を受け、数秒の内に発生する。従って、ＮＯは、通常１００または１０００ｐｐｍの濃度でＮ₂に貯蔵されている。ほとんどの試作品は、ＮＯと、試作品の換気機からの上流酸素とを混合するので、その接触時間は比較的長い。公知の下流システムは、一つ以上のガスシリンダとともに動作する。これらのガスシリンダは、関連する臨床的範囲をカバーするＮＯ膿度において異なる。
２．Ｏ₂にＮＯを追加することによって、大量のＮ₂がＮＯと共に供給されるため、供給される酸素の量が減少する。
上記第１の問題は、換気機からのＮＯ下流を追加することで解決されるものと思われる。しかし、これは、ガスシリンダを変えないことには、現在のデザインでは無理である。上記第２の問題は、Ｎ₂が最大５０００ｐｐｍの範囲内の高いＮＯ濃度によって、ＮＯ／Ｎ₂比率を改良する必要があるものと思われる。しかし、この方法では、患者にＮＯを投与するシステムが、より精度の高いものでなければならないと思われる。先行技術の換気システムには充分な正確さが欠けている。本発明の発明者は、これが以下の問題によるものであることを発見した。即ち、当該ＮＯモジュールは数個の並行バルブ手段を有しており、当該並行バルブ手段のそれぞれは、スロットルバルブと制御バルブの連結によって構成される。当該スロットバルブと制御バルブとの間の、比較的大きな容積を有する通路を、ＮＯが通過する。制御バルブが閉じている時、それでもなお、該通路に流れ込むＮＯが存在し、圧力を増加させるものと思われる。制御バルブが閉じたままであれば、ＮＯガスは、当該通路の圧力が該通路の入口の圧力と等しくなるまで、そのスロットルバルブを流通するものと思われる。しかし、該通路が比較的大きい場合、この干渉作用が中和するまでの時間は比較的長い。実際、制御バルブの最大動作周波数と関連する期間内では、標準化が行われていない。従って、制御バルブが再び開く時、該通路の圧力が充分に定義されていない、従って、ＮＯ投与量が定義されていない、ということが起こりうる。
従って、本発明の第１の目的は、非常に正確な量の追加的ガスを患者の換気機の出力に投与する追加的ガス投与手段を備える、換気システムを提供することである。
第２の目的は、患者に非常に正確な量のＮＯを投与するように構成された換気システムを提供することである。
上記の第１の目的は、上述のように定義された患者の換気を行う換気システムによって実現される。当該換気システムは、容積が非常に小さく選択されるため前記制御バルブが使用中で開いている時なら常に前記通路内の動作圧力は前記スロットルバルブ入口での圧力と等しくなることを特徴とする。
スロットルバルブはどれもオリフィス（ｏｒｉｆｉｃｅ，開口部）を有した出口要素を備えたニードルバルブと前記オリフィスを少なくとも部分的に閉鎖する調整可能軸アッセンブリとから構成してもよい。
ここでいう容積は好ましくは１０ｍｍ³未満、より好ましくは３ｍｍ³未満である。援者の場合、制御バルブの動作周波数が３０Ｈｚまでは、干渉作用が全く見られなかった。
好ましくは、動作周波数は、制御バルブを吸気間隔毎に少なくとも５回切り換えることに相当する。吸気間隔は、例えば０．１〜２．０秒続く。
好ましくは、開状態であるバルブ手段は、所定の低値から所定の高値へ上昇する所定の数学的関係に従って、それぞれのフロー率を許可する。
並行に接続され、所定の低値から所定の高値へ上昇するそのような所定の数学的関係に従ったフロー率をそれぞれ有する複数のバルブ手段を用いることにより、所定の第１ガス混合物に加える追加的ガスの量が非常に正確に制御される。
１つの可能な数学的関係は２値的なフローベンチ（ｆｌｏｗ ｂｅｎｃｈ）に対応する。しかし、他の数学的関係を選択することも出来る。
本発明による換気システムは、特に、ＮＯガス投与に適している。ＮＯを換気機の下流側で所定の第１ガス混合物に加えてもよい。ＮＯを換気機の下流側で所定の第１ガス混合物に加えることにより、ＮＯと酸素間の比較的短い接触が達成され、その結果、有害なＮＯｘ生成物の生成が減少する。
好ましくは、フロー率は所定の第１ガス混合物に追加的ＮＯガスを０．０５〜１００ｐｐｍの範囲内で投与することが出来るように選択される。
当該換気システムの換気機は制御信号を提供する電気出力を備え、ガス投与モジュールは換気機の電気出力手段に結合された、所定量の追加的ガスの患者への供給を自動的に制御する為に前記制御信号を受信する電気入力手段を備えてもよい。電気入力手段は、投与された追加的ガス量を制御するフロー制御信号を受信する第１入力と追加的ガスが患者の吸気間隔の間に投与されるように制御する吸気制御信号を受信する第２の入力とを備えてもよい。
ガス投与モジュールは、第１入力に接続されスイッチにより高値と低値に切り換え可能な利得を有する第１増幅器を有する電子ガス投与モジュールを備えてもよい。ここでいう高値と低値は通常フロー応用と高フロー応用とにそれぞれ対応する。スロットルバルブは新生児への応用もしくは成人への応用に調整可能である。利得スイッチは応用の範囲を拡大する。
別の実施例では、電子ガス投与モジュールは吸気制御信号を受信する第２入力に接続された除算器入力と、選択可能な分割数により分割される前記吸気制御信号に対応する除算器出力信号を提供する除算器出力とを有する除算器を備えてもよい。除算器出力は前記追加的ガスが投与される吸気間隔の時間的セクションを制御するバルブ手段の駆動手段に接続される。このように、患者に通常の換気、すなわち追加的ガスの投与の無い換気に慣れさせるために、予め選択された時間的セクションの間の追加的ガスの投与が可能である。
投与システムは、換気システムに於いて、少量の追加的ガスが呼気の間に投与されるように構成されてもよい。そして、電子ガス投与モジュールは、フローの追加的制御のための呼気制御信号を受け取る第３入力と、タイミング制御から呼気制御信号を受け取る第４入力も備える。
呼気タイミング制御信号が無いことにより、逆吸気タイミング制御信号、第２入力を用いることが出来る。
呼気の追加は、吸気フローに似た入力回路に接続された呼気制御信号、もしくはジャンパによる選択可能値によって、決定される。追加に対する修正は通常のフロー応用および高フロー応用の間にスイッチや第２組のジャンパにより行われる。吸気除算器が使用中の場合は、阻止回路が非供給期間の間は供給を止める。
本発明は、所定量の追加的ガスを患者に投与するガス投与モジュールにも係る。当該ガス投与モジュールは並行に接続され、かつそれぞれが患者に所定量の追加的ガスを供給するよう閉状態と開状態とに個別に切り換え可能な所定数のバルブ手段を備え、各バルブ手段はスロットルバルブ入口、出口を有したスロットルバルブと制御バルブ入口、出口を有した制御バルブとの直列接続を備えることを特徴とし、制御バルブは所定最大周波数未満の周波数に伴い開状態・閉状態に切り換え可能であり、スロットルバルブ出口はスロットルバルブと制御バルブの間に容積Ｖを有する通路があるように制御バルブ入口と接続されており、その容積は１０ｍｍ³未満、好ましくは３ｍｍ³未満である。
好ましくは、本発明による換気システムには、気管ガス注入モジュールが加わる。ＴＧＩを理解するには、以下に説明される人工呼吸の知識が必要となる。人工呼吸とは、通常は患者の気管に差し込まれたチューブを使って、ガス混合物を肺に押し込むプロセスのことである。このチューブはＹ字型コネクタであり、一方の脚が呼気間隔を制御するバルブに接続され、もう一方の脚が上述のように吸気間隔を制御し第１所定ガス混合物を供給する換気機に接続されている。
吸気は、呼気バルブを閉じ、換気機内のガスから患者を切り離す吸気バルブを開くことによって達成される。吸気バルブを開くと、予め設定された容積もしくは予め設定された圧力になるまで、換気機から患者にガスが流れる。吸気バルブが閉じて、所定時間が経過した後、呼気が呼気バルブが開くことにより達成される。
肺内では、酸素が吸気性ガス混合物から抽出され、ＣＯ₂が加わる。ＣＯ₂の除去が人工換気機の重要な機能の１つである。患者の肺内の実質的な容量は、ガス交換領域と確かに通じてはいるが、ガス交換には参与しない。この活動のないスペースの貯蔵所には血液ＣＯ₂、肺胞ＣＯ₂、環境ＣＯ₂間の勾配を減少させるＣＯ₂が蓄えられ、従って、ＣＯ₂除去が減衰する結果となる。
各吸気サイクルの終わった後と、次の吸気サイクルの前にガスが肺に流れることによって、この活動のないスペースのＣＯ₂は洗い流されるが、このようなガスのフローは次の吸気サイクルが始まれば直ちに止まらなければならない。それには、吸気性バルブが閉じれば直ちに始まり、吸気バルブが開けば直ちに止まるガスのフローが必要である。本発明は、そのようなフローを正しく管理するＴＧＩモジュールにも係る。
従って、本発明は、気管ガス注入（ＴＧＩ）モジュールにも係る。気管ガス注入（ＴＧＩ）モジュールは、空気式ＴＧＩモジュールと電子ＴＧＩモジュールとを備える。
空気式ＴＧＩモジュールは、所定の第２ガス混合物を受け付けるＴＧＩ入口と所定量の第２ガス混合物を提供するＴＧＩ出口とを有し、少なくとも１の制御ＴＧＩバルブがＴＧＩ入口とＴＧＩ出口との間に接続され、圧力制限セキュリティバルブが前記少なくとも１の制御ＴＧＩバルブの下流側に接続され、電子ＴＧＩモジュールは前記少なくとも１の制御ＴＧＩバルブに接続され前記少なくとも１の制御ＴＧＩバルブの開閉を制御する電子駆動手段を有する。
安全確保のため、圧力増加の際にＴＧＩモジュールを閉鎖する事が出来る調整可能圧力監視装置を使ってもよい。
このように、患者の肺内の活動しないスペースから、ＣＯ₂を洗い流す簡単な手段が備わっている。圧力制限バルブは、安全と正しく規定された出力圧力を確保する。気管ガス注入の効果は以前から知られているが、発明者が知る限りでは、気管ガス注入を実行する実用的なシステムは開発されていない。
少なくとも１のＴＧＩバルブ手段は、ＴＧＩ入口手段に接続される第１ＴＧＩバルブ手段を備え、電気駆動手段は、第１ＴＧＩバルブ手段に接続される第１電気駆動手段を有し、電子ＴＧＩモジュールと第１電気駆動手段は吸気フロー間隔外で第１ＴＧＩバルブ手段を開くように構成されてもよい。
１つの実施例に於いては、第１ＴＧＩバルブ手段は並行した第１制御ＴＧＩバルブと第２制御ＴＧＩバルブとを備える。
そのようなＴＧＩモジュールは上記のように定義された換気システムに使用してもよいが、従来技術として知られる他の換気システムとの組合せに於いても使用可能である。
なお、ＮＯモジュールとの組合せでＴＧＩモジュールを使用する場合は、ＮＯ膿度がＴＧＩモジュールからのフローに影響されることを考慮しなければならない。
ＮＯモジュールが１００ｐｐｍ以上の投与が可能であるか、もしくはＴＧＩフローが所望のＮＯ値にＮＯを追加するか、このどちらかにしなければならない。
好ましくは、空気式ＴＧＩモジュールはその入口側に於いて、ブレンダ、ニードルバルブ、フローメータの直列接続を介して、空気供給と酸素供給に接続される。フローメータは、患者に適切なＴＧＩフローを設定するために用いられる。
ブレンダは、患者に所望の濃度の酸素を与えるために用いられる。
空気式ＴＧＩモジュールは圧力センサを備える。圧力センサは空気式ＴＧＩモジュール出口圧力を測り、対応するＴＧＩ出口圧力信号をＴＧＩ出口圧力が所定の調整可能な範囲内にない時は常に制御ＴＧＩバルブ手段を閉じるように構成された電子ＴＧＩモジュールに送信する。
通常、患者に所定量のＮＯを投与するＮＯモジュールを備えた換気システムを使用する場合には、ＮＯ、ＮＯ₂、Ｏ₂の濃度が測定される。測定された値は、正しい制御信号を供給するために換気機を手動で調整する際に使われる。しかし、市販の入手可能なＮＯセンサやＮＯ₂センサの動作および応答時間はＯ₂、圧力、換気回路内に常に存在する水蒸気に害される。水蒸気が常に存在するのは、第１に、気道の乾燥を防ぐために常に水蒸気が吸気に加わり、第２に、いずれにしても蒸気は吐き出されたガス内に常に存在するからである。
従って、本発明の更なる目的は、好ましくは上述のように換気システムにおいてガスフロー内のＮＯ、ＮＯ₂、Ｏ₂の濃度を監視する事が可能な追加的システムと組み合わせた測定システムを提供することである。
従って、本発明は、測定システムにも係る。当該測定システムは、測定室、測定室内の少なくとも１のガス成分測定センサ、ガスサンプルを受け付けるサンプルポート、サンプルポートに接続された水分離入口を備えた水分離器から成る。
水分離器は、水分離器を０〜１０℃、好ましくは約８℃の露点温度に冷却する冷却ユニットと、分離された水を排水する水排出手段に接続された第１水分離出口と、乾燥したガスサンプルを提供する測定室に接続された第２水分離出口とを有する。
水分離器が冷却ユニットにより冷却される例えば所定量の水などの冷却液を備え、動作中にガスサンプルが冷却液を介して導かれるように構成されれば、より優れた結果が得られるであろう。
好ましくは、上記のように定義された測定システムは、水分離器内の冷却液のレベルを制御する冷却液レベル制御ユニットも備える。
好ましい実施例に於いては、測定室はＮＯセンサ、Ｏ₂センサ、ＮＯ₂センサ、圧力センサから成る。
上記のように定義された測定システムは、本発明による換気システムに使用してもよいが、その他の換気システムでの使用にも適している。
本発明は、本発明の１つの実施例を示す図を参照しながら、以下に説明されるが、これら図は本発明の範囲を限定するものではない。
図１ａは、一部をブロック図に示した、換気システムの全体図である。
図１ｂは、一部をブロック図に示した、手動換気に適した別の換気システムの図である。
図２は、患者にＮＯを投与するＮＯモジュールの空気式モジュールを示す概略図である。
図３は、患者の肺からＣＯ₂を洗い流す気管ガス注入（ＴＧＩ）モジュールの空気式モジュールを示す概略図である。
図４は、ＮＯ、ＮＯ₂、Ｏ₂を測定する測定モジュールを示す概略図である。
図５ａは、一部をブロック図に示した、ＴＧＩモジュールの電子回路と、制御信号をＴＧＩモジュールの電子回路とＮＯモジュールの電子回路に供給する制御ユニットの電子回路を示す図である。ＮＯモジュールの電子回路は、図５ｂおよび図５ｃに示す。
図６は、本発明に係る水分離器において用いられるレベル検出器を示すブロック図である。
図７は、圧力測定回路を示すブロック図である。
図８は、本発明によるシステム内に発生する圧力およびガス濃度を測定する回路を示すブロック図である。
図９は、本発明によるシステムにおいて用いられるパワーユニット、熱ユニット、アラームユニットを示すブロック図である。
図１０は、冷却回路を示すブロック図である。
図１１は、熱回路を示すブロック図である。
図１２ａは、一部分解された、本発明用として特別に設計された構成要素を示す図である。
図１２ｂは、一部断面図で示した、図１２ａの部品が組み立てられた様子を示す図である。
図１ａは、空気と酸素が供給される換気機２１によって患者の換気を行うために用いられる、空気換気システムを示す。空気は入口２２を通して供給される。酸素は入口２３を通して供給される。換気機２１は、市販され入手可能な種類の機器を用いることができる。換気機２１は、給湿器１８に接続されたチューブ１９を経由して、空気と酸素の混合ガスを患者に向かって出力する。給湿器１８は、チューブ１７を経由してＹ字型コネクタ１４に接続されている。コネクタ１４は、空気と酸素の混合ガスを患者の肺１３に供給する適切な手段と結合される。
肺１３から出る呼気ガスは、コネクタ１４及びチューブ１６を経由して換気機２１に逆向きに流れる。換気機２１は出口チューブ２４に接続されている。出口チューブ２４は、現代的な病院であればどこでも備えられているような不純物除去部３１と中央排出システム２９とのいずれかに接続されている。換気機２１は、出口チューブ２４を経由して呼気ガスを排出する。
当該図に示された換気システムは、ＮＯモジュール９と、気管ガス通気器（ＴＧＩ）モジュール１０とを備える。当該ＮＯモジュール９とＴＧＩモジュール１０とは、以下に詳細に説明される、適切な気圧力学装置と電子工学装置とを備える。
ＮＯモジュール９は、望ましくは柔軟パイプ４を経由して、ガスボトル１に接続されている。当該ガスボトル１は、高濃度のＮＯ及びＮＯ₂を含む。そのようなガスボトルは市販され入手可能である。本発明は、患者へのＮＯの投与と関連して説明されるが、気圧力学装置と電子工学装置もまた、患者に他のどのような種類のガスを投与するのに用いることができる。
本システムにおける高濃度のＮＯのために、一方向性バルブ３を経由して空気を伴う排出が行われる。当該空気は入口２と接続される。
ＮＯモジュール９は、ケーブル２０を経由して、換気機２１から、タイミングとフローに関する制御データを受け取る。
患者への所望のＮＯ供給は、適切なチューブ１２を経由して呼気流チューブ１７に供給される。チューブ１２は、チューブ１７内のコネクタ３０によって、チューブ１７に接続されている。コネクタ３０は、望ましくは、Ｙ字型コネクタ１４から約２０ｃｍ上流に配置されている。コネクタ３０と、コネクタ３０とＹ字型コネクタ１４との距離とは、適用システムの大きさ、使用される換気機の種類、患者の大きさによって変化する。コネクタ３０の最適な位置は、経験的に決定することが可能である。チューブ１２からのＮＯとチューブ１７からのガス流との混合もまた、ＮＯが取り入れられる方法によって変化する。最良の混合がもたらされるのは、チューブ１７内のフローの方向と逆の方向で、ＮＯがコネクタ３０によって取り入れられる時である。とにかく、ＮＯ_x（ｘ≧２）の量は最小に保つ必要がある。
換気機２１は、供給される空気と酸素を同期して、チューブ１７を経由してＮＯを呼気流に供給するために、ＮＯモジュールを制御する。
ＮＯモジュール９は別にしても、本システムは、ＴＧＩモジュール１０を備えるのが望ましい。なお、ＴＧＩモジュールは他の換気システムでも切り離して適用可能である。
ＴＧＩモジュール１０は、ブレンダー７に接続される。ブレンダー７は、空気入口５と酸索入口６とに接続される。さらに、ブレンダー７は、正確にニードルバルブ６０と流量計６１（図３参照）とに接続される。ブレンダー７の流量計６１の出力は、適切なチューブ８を介してＴＧＩモジュール１０に接続される。
ＴＧＩモジュール１０は、換気機２１から、ケーブル２０を経由して適切な制御信号を受け取り、ガス供給と換気サイクルの呼気段階とを同期させる。患者に供給されるガスの量は、流量計６１（図３）によって設定され、酸素濃度はブレンダー７によって設定される。混合ガスは、患者の気道に配置された気管チューブに投与される。このチューブは、追加的内腔を備える。このような種類のチューブは、ＣＯ₂測定内腔を備えるチューブとして、市販され入手可能である。ＴＧＩモジュールからのガス流は、チューブ１１を介して、Ｙ字型コネクタ１４の共通部分を経由して投与される。
なお、換気機２１は、自身がチューブ１９を経由して供給した量のガスよりも多い量のガスを患者から受け取ることができなければならない。これは、ＮＯがコネクタ３０を経由して追加的に供給されており、ＴＧＩガスがチューブ１１を経由して追加的に供給されているからである。
図に示されるシステムは、さらに、ＮＯ測定器２６、Ｏ₂測定器２７、ＮＯ₂測定器２８を含む。
測定器２６、２７、２８は、当該混合ガスのサンプルを受け取る。当該サンプルは、サンプルポート１５を経由して、吸引ポンプ（図示されていない）を介して受け取られる。サンプルポート１５は、市販されているサイドコネクタを有する２２ｍｎＩＳＯコーヌス（ｃｏｎｕｓ）でもよい。サンプルポート１５は、該システムの吸気肢内のＹ字型コネクタ１４に近い位置に配置されてもよい。測定後、このサンプル流は、出口チューブ２５を経由して直接排出システム２９に供給されるか、または、受け取られたサンプルは、出口チューブ２５を経由して不純物除去部３１に供給される。さらに、当該サンプルは、換気機に隣接する呼気肢１６の端部で、システムのサンプルポート（図示されていない）を介して、患者システムに供給されてもよい。この最後の選択肢は、新生児に適用された場合に効果を発揮する。
測定器２６、２７、２８は、それぞれＮＯガス、Ｏ₂ガス、ＮＯ₂ガスを測定し、最小及び最大レベルでこれらのガスを監視する。
この監視は、Ｙ字型コネクタ１４のすぐ下流にあるサンプルポート（図示されていない）を介して、呼気肢１６内のＮＯ及びＮＯ₂を測定することにより、改良することが可能である。Ｙ字型コネクタ１４内のサンプルポート（図示されていない）を介してサンプルを受け取り、これらのガスを測定することにより、さらに洗練された監視を実現することが可能である。そうすれば、吸気と呼気との両方における濃度を測定することができ、患者の摂取量を、これらの濃度の差から計算することができる。この種の監視においては、ＮＯの即時測定が必要である。
図１ａが患者への空気供給、ＮＯ添加、ＴＧＩ添加を自動的に制御する換気機２１を備えた換気システムを示すのに対して、図１ｂは、手動で制御される換気システムを示す。図１ｂにおいて、参照番号１、４、９、１２、２２、２３、３１は図１ａと同様の構成物を示している。従って、その詳細な説明は省略する。
図１ｂの配置において、ブレンダー５００は、空気入口２２から空気を受け取り、酸素入口２３から酸素を受け取る。ブレンダー５００の出口は、流量計５０１に接続されている。流量計５０１は、空気と酸素の混合ガスの所望の流量を設定するために用いられる。流量計５０１は、チューブ５０２を経由して、手動換気部５０６の入口５０５に接続されている。ＮＯモジュール９の出口チューブ１２は、空気と酸素の混合ガスにＮＯを注入するための適切なコネクタ（図示されていない）を介して、チューブ５０２に接続されている。
測定部５０４の入口チューブ５０３は、好ましくはチューブ５０２と入口５０５の連結部の近くに配置される適切なコネクタ（図示されていない）を介して、チューブ５０２に接続されている。測定部５０４は、出口チューブ５１０を備えている。また測定部５０４は、入口５０５におけるＮＯ濃度を示すインジケータ（図示されていない）を備えている。動作時には、測定部５０４は、入口５０５で混合ガスのサンプルを受け取り、当該サンプルにおけるＮＯ、Ｏ₂、ＮＯ₂の含有量を測定する。
手動換気部５０６は、マスク５０７に接続されている。マスク５０７は、動作時には、患者５０８の口と鼻の上に置かれることになっている。マスク５０７は、不純物除去部３１に導く出口チューブ５０９を備えている。測定部５０４の出口チューブ５１０もまた、出口チューブ５０９内の適切なコネクタ（図示されていない）によって不純物除去部３１に接続されている。もしくは、出口チューブ５１０は、不純物除去部３１に直接接続されてもよい。
マスク５０７の適用なしで済ますことができることは、評価に値する。マスク５０７の代わりに、患者の気管に直接空気を供給する手段を備えてもよい。そのような手段は、換気機自体が修理される時に生じるリバウンドを回避する。
図２は、ＮＯモジュール９の一部分である空気式のＮＯモジュール９ｐを示す。上記の通り、空気式のＮＯモジュール９ｐは、他のガスに対して用いたり、適用したりしてもよい。ただし、ここでは、ＮＯの供給を具体例によって説明する。
好ましくは、ガスボトル１は主バルブ３２によって圧力調整器３３に接続されている。圧力調整器３３は、好ましくはステンレス鋼製のフレキシブルチューブ４によって、別の圧力調整器３８に接続されている。当該フレキシブルチューブ４は、適切なコネクタ３５及びコネクタ３７を備えている。圧力調整器３３の出口圧力は、別の圧力調整器３８の最大設定を越えて、少なくとも１．５×１０⁵Ｐａであるのが望ましい。
圧力調整器３３は、一方向性バルブ３に接続されている。圧力調整器３３の入口圧力及び出口圧力は、望ましくは、適切な圧力計によって示され、一般的には、参照番号３４によって示される。参照番号２は、当該システムに電気を供給する、病院での医療ガス分配システムを示す。
望ましくは、作業環境におけるＮＯの安全レベルを維持するために、自動閉鎖式の、即座に放出可能なＮＯ及び空気用カプラーを、最小のガス損失でプラグイン、プラグアウトしなければならない。ＮＯ用コネクタの大きさは、空気用コネクタの大きさと異なるのが望ましい。交差接続は、機械的に不可能である。
圧力調整器３８は、ごみがニードル及びバルブシステム４２〜５７に入るのを防ぐために、分子フィルタ３９に接続されている。
フィルタ３９の出口は、入口マニホールド４１に接続されている。入口マニホールド４１は、ニードル及びバルブシステム４２〜５７を供給する。マニホールド４１内の圧力は、圧力信号Ｐ１を供給する圧力変換器４０によって測定される。ニードル及びバルブの集合は、並行に搭載される調節可能なニードルバルブ４２〜４９を含む。図２は、８つのニードルバルブを示す。しかし、バルブ４２−４９の数は、分配濃度に要求される精度によって変化する。
ニードルバルブ４２〜４９の任意の１つは、それぞれ一連の制御バルブ５０〜５７のうちの１つに接続され、これらのバルブは連続して接続される。当該制御バルブ５０〜５７は、例えば電磁バルブである。他の種類、例えば空気式駆動バルブを制御バルブ５０〜５７に用いてもよい。制御バルブ５０〜５７の各々は、通常閉じており、適切な駆動部で開けることが可能である。当該適切な駆動部は、それぞれ参照番号３１０、３１４、３１８、３２２、３２６、３３０、３３４、３３８が付されて図に示されており、以下に図５ｂを参照しつつ説明する。制御バルブ５０〜５７のそれぞれは、主出口マニホールド５８に接続されている。主出口マニホールド５８は、望ましくは自動ロック式の適切な出口コネクタ５９を経由して、チューブ１２に接続されている。
望ましくは、ニードルバルブ４２〜４９の各々を通るフローＦ１〜Ｆ８の量は、制御バルブ５０〜５７が全て開いている時、所定の小さな値から所定の大きな値に上昇する、またはその逆の、所定の数学的関係を有する。当該システムが、２値的なフローベンチとして組み立てられた時に、非常に適切な数学的関係が得られる。当該２値的なフローベンチは、即ち以下のように表される。
Ｆ８＝２×Ｆ７＝４×Ｆ６＝８×Ｆ５＝１６×Ｆ４＝３２×Ｆ３＝６４×Ｆ２＝１２８×Ｆ１ しかし、必要であるならば、他の適当な数学的関係を選択することも可能である。
本発明によると、任意のニードルバルブ４２〜４９とそれに対応する下流制御バルブ５０〜５７の組合せのデザインに、特別な注意が払われている。ＮＯを正確に供給するためには、任意のニードルバルブ４２〜４９の出口と、それに対応する制御バルブ５０〜５７の遮断との間に、最小の、囲まれた圧縮可能な容積が必要である。制御バルブのどれかが閉じるときはいつでも、ニードルバルブの圧降下がゼロになるまで、囲まれた圧縮可能な容積の中の圧力は上がる傾向がある。しかし、常に、いくらかの圧力増加は発生し、その結果、その投薬の精度の望ましくない減少がもたらされる。このため、望ましくは、ニードルバルブ４２〜４９は、対応する制御バルブ５０〜５７の入口（シート）に配置される。
これらバルブの材料は、化学反応を防ぐ必要があるため、供給されるガスの種類に応じて選ばれる。
図１２ａ、１２ｂは、そのような一つのニードルバルブと一つの制御バルブ５０〜５７の組合せによる、一つの可能な実施形態を示している。図１２ａにおいて、参照番号６００は、ＮＯモジュール９本体を示す。当該本体６００は、制御バルブ５０〜５７を備える。その内４つを図に示す。当該制御バルブ５０〜５７の入口には、上記の通り、対応するニードルバルブ４２〜４９が配置されている。図１２ａでは、これらニードルバルブの内の一つ４２を、分解された状態で示す。ニードルバルブ４２は、ウォッシャ６０２と出口要素６１０とを含む。出口要素６１０は、開口部６０３を備える。参照番号６０４は、軸シールを示す。参照番号６０５は、軸アッセンブリを示す。参照番号６０６は、溝付きの皿穴の頭部（ｓｌｏｔｔｅｄ ｃｏｕｎｔｅｒｓｉｎｋ ｈｅａｄ）を示す。皿穴の頭部６０６は、適切なボルト６０７や他の固定手段によって本体６００に固定することができる。参照番号６０８、６０９は、それぞれ、ウォッシャと溝付きの（ネジの）頭部（ｓｌｏｔｔｅｄ ｈｅａｄ）とを示す。溝付きの頭部６０８は、軸アッセンブリ６０５を調整するために備えられる。
ニードルバルブは、所望のフローを設定した後に、例えばロックタイトなどのロック手段（図に示されていない）によってロックされるのが望ましい。マニキュア液によるロックも可能である。
バルブ収納容器６００は、アルミニウム製でもよく、一系列のチャネルから構成される。並行バルブ５０〜５７は、以下に述べるように、電気的制御される。ガス流は、バルブの数によって調整される他、圧力調整器３８（図２）の設定や、バルブシートに配置されたニードル調整器の目盛定め、バルブ開閉のタイミングに基づいて調整される。
図１２ｂは、組み立てられた状態のバルブ４２及びバルブ５０を示す（制御バルブ５０は、どのような種類でも使用可能なので、参照番号のみによって図示されている）。同じ参照番号は図１２ａにおけるのと同じ要素を示す。
図１２ｂは、軸アッセンブリ６０５のニードルの先端によって部分的に閉じられる、開口部６０３を備えた出口要素６１０を示している。開口部６０３に対向して、出口要素６１０は開口部６０１を有する。開口部６０１は、制御バルブ５０によって開閉される。開口部６０３と開口部６０１との間に、出口要素６１０は、所定の容積Ｖを有するスルーホール６１１を有する。
当該スルーホールは、長さ１直径ｄの円柱形であってよい。その場合、Ｖ＝１×ｄ２π／４となる。
連続するバルブ４２、バルブ５０の主な要件は、制御バルブが開かれる時にはいつでも、非常に正確に定義された容積のＮＯが、囲まれた容積Ｖに存在することである。想定される問題は、制御バルブ５０が閉じる時、なお非常に少量のガスが、開口部６０３を経由してスルーホール６１１に流れ、それにより当該スルーホールの圧力を上昇させることである。もちろん、制御バルブ５０が再び開くまでに長時間かかる場合、開口部６０３を通って戻ってくる流れによって、この圧力は消え去ってしまう。しかし、制御バルブ５０が非常に早く開く場合には、スルーホール６１１内の圧力は、正確に定義されない。その結果、ＮＯが不正確に供給される。従って、精度は、制御バルブ５０が開く毎に、スルーホール６１１内の圧力がバルブ４２の入口側での圧力に戻ってしまう程度に、スルーホール６１１の容積Ｖが小さい時にのみ保証される。バルブ４２の入口圧力は、圧力調整器３８によって設定される。換気システムにおける空気へのＮＯの追加に関しては、３０Ｈｚの周波数で制御バルブ５０をスイッチすると有益であることが発見されている。その場合、スルーホール６１１内の内部容積は１０ｍｍ³未満、好ましくは３ｍｍ³未満でなければならない。後者の場合、スルーホール６１１による干渉作用は認められなかった。従って、スルーホール６１１が円柱形の場合、長さ１＝３ｍｍ、直径ｄ＝１ｍｍとなる場合もある。
当業者には、スルーホール６１１の正確な容積は、制御バルブ５０のスイッチの周波数によって変化することが明らかであると思われる。ここに示されるデータは、３０Ｈｚ未満の周波数に関する。
換気機２１の種類、その使用時の容積、必要とされる投与量の範囲によって、ニードルバルブ４２〜４９のニードルの目盛りを決める方法が決定される。何種類かの換気機は、呼気段階においても、多かれ少なかれポジティブな換気流を提供する。また、換気チューブシステムにおけるＮＯ入口の位置は、重要であり、ユーザ次第で変更可能である。さらに、新生児への適用の際は、投与量を少なくし、ニードルバルブ４２〜４９をより低いフローに設定する必要がある。ニードルバルブ４２〜４９のニードルの目盛りを、その適用に応じて正確に決めるために、これらの変数を与える必要がある。
換気における基準調整値は以下の通りである。
大人：バルブ５７＝０．０１９ｌ／ｓ中６０ｐｐｍバルブ５６＝０．０３８ｌ／ｓ中６０ｐｐｍバルブ５５＝０．０７６ｌ／ｓ中６０ｐｐｍバルブ５４＝０．１５２ｌ／ｓ中６０ｐｐｍバルブ５３＝０．３０４ｌ／ｓ中６０ｐｐｍバルブ５２＝０．６０８ｌ／ｓ中６０ｐｐｍバルブ５１＝１．２１６ｌ／ｓ中６０ｐｐｍバルブ５０＝２．４３２ｌ／ｓ中６０ｐｐｍ新生児：バルブ５７＝０．００３８ｌ／ｓ中６０ｐｐｍバルブ５６＝０．００７５ｌ／ｓ中６０ｐｐｍバルブ５５＝０．０１５０ｌ／ｓ中６０ｐｐｍバルブ５４＝０．０３００ｌ／ｓ中６０ｐｐｍバルブ５３＝０．０６００ｌ／ｓ中６０ｐｐｍバルブ５２＝０．１２００ｌ／ｓ中６０ｐｐｍバルブ５１＝０．２４００ｌ／ｓ中６０ｐｐｍバルブ５０＝０．４８００ｌ／ｓ中６０ｐｐｍ 新生児版と大人版の相違は、バルブの数を増やすことで解消できる。図１ｂに示すように、バルブ５０〜５７は、手動換気システムで手動制御されるのが望ましい。
以下、新生児ＴＧＩモジュール１０ｐについて、図３を参照しながら説明する。
なお、新生児ＴＧＩモジュール１０は、ＮＯモジュール９や測定モジュール２６、２７、２８が、あってもなくても使用可能である。新生児ＴＧＩモジュール１０ｐは、チューブ８によって流量計６１に接続されている。当該流量計６１は、ニードルバルブ６０を経由してブレンダー７の出口に接続されている。ニードルバルブ６０は、図１ａを参照しながら説明されたように、空気入口５と酸素入口６とを備えている。流量計６１は所望の範囲に調整可能でなければならず、また、上昇する背面圧力に対して補償されなければならない。望ましくは、全ての接続は、最大８×１０⁵Ｐａの圧力に耐えるように形成される。
新生児ＴＧＩモジュール１０ｐは、２つの並行な、通常に閉じられた制御（例えば電磁）バルブ６２、６３を備える。当該バルブ６２、６３は、それぞれ参照番号２９４と２９８で図示される、適切な駆動部で駆動される。バルブ６２、６３の出口は、一緒にＴＧＩ主マニホールド６７に接続されている。ＴＧＩ主マニホールド６７は、さらに、並行に接続された、即ち閉じられた制御バルブ６４、６５の入口に接続されている。制御バルブ６４、６５は、それぞれ参照番号３０２と３０６で図示される、適切な駆動部で駆動される。
制御バルブ６２〜６５を駆動する電子回路を、以下に図５ａを参照しながら説明する。
図には２つの並行バルブ６４、６５に連続する２つの並行バルブ６２、６３を示すが、任意の数の並行あるいは直列バルブが実現可能である。最も単純な実施形態では、一つの制御バルブが用いられる。
バルブ６２、６３は、逆吸気流段階によってスイッチされる。言い換えるならば、換気機２１の吸気出口からのフローがある限りはバルブ６２、６３は閉じている。制御バルブ６４、６５は、呼気段階によってスイッチされる。一方の側のバルブ６２、６３の制御用と、他方の側の制御バルブ６４、６５の制御用の電気信号の間には、治療上重要な時間間隔が存在する可能性がある。それぞれの吸気・呼気サイクル毎に一度だけ新生児ＴＧＩモジュール１０ｐがＴＧＩ流を供給するように、スイッチ信号は同期させなければならない。逆吸気流段階によってバルブ６２、６３を制御する目的は、呼気がまだ予想され、バルブ６４、６５が開けられている時に、患者が不意に吸気を強いた場合、ＴＧＩモジュールを阻止することである。吸気においては、ＴＧＩ流は許されない。吸気タイミング信号Ｔｉと、呼気タイミング信号Ｔｅ（これらの信号は図５ａに示されている）の両方を用いることの利点は、市販されている換気システムのどの種類にもＴＧＩモジュール１０が適用可能になることである。該市販換気システムは、タイミング信号Ｔｉ、Ｔｅの両方を用いるか、それらの一方のみを用いるかにおいて、互いに異なる。タイミング信号Ｔｉ、Ｔｅの代わりにフロー信号Ｆを用いることが想像される。なぜなら、後者の信号は、さらに吸気、呼気段階に関する、即ち、バルブの開閉のタイミングに関する情報を含んでいるからである。このことは、ＮＯモジュールについても同様にあてはまる。
新生児ＴＧＩモジュール１０ｐからのＴＧＩ流は、チューブ１１を経由して供給される。
該チューブ１１は、適切なコネクタ６９を経由して、バルブ６４、６５の両方の出口に接続されている。新生児ＴＧＩモジュール１０ｐの出口線内の圧力は、圧力変換器６８によって測定される。その圧力は、参照番号Ｐ２によって示されている。参照番号６６は、患者にかかる圧力を限定するために、新生児ＴＧＩモジュール１０８の出口線に接続されている手動調整可能安全バルブを示す。少なくとも一の制御バルブ６２、６３、６４、６５との組み合わせにより、安全バルブ６６は、ＴＧＩモジュール１０ｐに、安全な、制御されたＴＧＩ流の可能性を与える。
図４は、ＮＯ濃度（２６）、Ｏ₂濃度（２７）、ＮＯ₂濃度（２８）を測定する新生児回路を示す。図４に示す新生児回路は、図２、３に示した上記回路と組み合わせて用いることも、ここに記載されたＮＯ、ＮＯ₂、Ｏ₂への適用以外の、他の種類のガスや応用のためのスタンドアロンの監視システムとして用いることもできる。
図４に示す新生児回路は、サンプルポート１５（図１ａ）とチューブ７１とに接続されるコネクタ７０を備える。該チューブ７１は、水分離器７３に導く。該チューブ７１は、水分離器７３内でチューブ７２に接続されている。水分離器７３は、ペルチエ要素７４を備えている。該ペルチエ要素７４は、チューブ７１を経由して水分離器７３に向かって流れるガスを乾燥させるために、該水分離器を露点温度（例えば８℃）まで冷却する。チューブ７１を経由するガス流は、水分離器７３内の冷却水７５の一部によって導かれるのが望ましい。このため、内部チューブ７２は、流入ガスが冷却水７５を経由してひっぱられるように、冷却水７５中にまで伸展している。
水分離器７３内の温度は、以下に説明する閉ループによって制御される。該閉ループは、温度センサー８６（例えば、サーミスタ）を備える。温度センサー８６は、温度信号Ｔ１を、図１０に示す温度制御回路に供給する。該温度制御回路は、適当な入力電圧をペルチエ要素７４に供給する。
水７５のレベルは、２つの水レベルインジケータによって制御される。２つの水レベルインジケータとは、最大レベルインジケータ７７と、最小レベルインジケータ７８である。これらの水レベルインジケータは、制御（例えば、電磁）排水バルブ８２用の駆動回路８０／８１に、出力信号を供給する。レベルインジケータ７７、７８は、市販の光学要素でもよい。駆動回路８０／８１は、水７５のレベルが、インジケータ７７、７８によって監視される最小レベルと最大レベルとの間になるように、排水バルブ８２を制御する。排水バルブ８２用の駆動回路８０／８１の実施可能形態について、図６を参照しつつ以下に詳細に説明する。
排水バルブ８２の出口は、取り外し可能な容器（図示されていない）と、サポート８３の上に配置されたオープン容器８５とのいずれかに、排水された水を供給する。サポート８３は、調整可能な加熱要素８４を備えている。加熱要素８４は、動作時に、大気中の容器８５に集められた水を蒸発させるために、加熱される。
ガスサンプルは、水７５を通った後、水分離器７３を出、測定室８８の汚染を防ぐために、バクテリアフィルタ８７に入る。測定室８８は、ＮＯ測定モジュール２６、Ｏ₂測定モジュール２７、ＮＯ₂測定モジュール２８を含むＮＯ及びＮＯ₂の測定は、測定室８８に入るガスの相対湿度の影響を受ける。インジケータ７７、７８が表示する最小及び最大のレベルの範囲内に、水分離器７３内の水７５のレベルが入るように調整することにより、測定室８８へ流入するガスの相対湿度を正確に調整することが可能である。
安全上の理由から、測定室８８への湿気の流入を防ぐことが望ましい。従って、図４に示す測定回路は、高アラームレベルを示すレベルインジケータ７６と、低アラームレベルを示すレベルインジケータ７９とを備える。インジケータ７７、７８と同様、レベルインジケータ７６、７９もまた駆動回路８０／８１に接続される。駆動回路８０／８１は排水バルブ８２を制御する。
水分離器７３は、ガス中の湿度や湿気が低く抑えられなければならないような換気システムの、どのような種類のシステムでも使用可能であることが観測されている。
測定室８８内の温度は、温度センサー９２によって測定される。該温度センサー９２は温度信号Ｔ２を温度制御回路に供給する。図１１にその例を示す。図１１に示す制御回路は、適切な制御電圧を、測定室８８内の加熱要素８９に供給し、測定室８８内の温度を実質的に一定の測定レベルに保つ。
測定室８８は、さらに圧力センサー９１を備える。圧力センサー９１は、圧力信号Ｐ３を図８に示す測定回路に供給する。当該圧力信号は、ＮＯ、Ｏ₂、ＮＯ₂に、人工換気の間に増大した圧力を補償するために用いられる。測定室８８は、出口９３を備える。
出口９３は、吸入ポンプ９４に接続されている。吸入ポンプ９４は、Ｔ字型コネクタ９５を経由して２つの毛細血管チューブ９６、９８に排出する。当該２つの毛細血管チューブ９６、９８の内の一つ、例えば９６は、大人の使用に向いており、他方は、例えば９８は、新生児の適用に向いている。毛細血管チューブ９６は、適切なコネクタ９７を経由して当該排気システムに接続されている。他方、毛細血管チューブ９８は、適切なコネクタ９９を経由して、当該排気即ち換気システムに接続されている。なお、コネクタ９７、９９の内いずれか一方のみが同時に排気システムに接続されており、他方はブロックされている。
図４に示す測定回路全体の内部容積が小さければ小さいほど、当該測定回路の機能は良くなる。なぜなら、小さな容積によってガスサンプルと古いガスサンプルとの混合が減少し、内部反応が減少するからである。
必要な監視に従って、応答時間、サンプルフロー、内部容積が最適化される。
サンプルポート１５で採取されるサンプルフローの量は、毛細血管チューブ９６または９８の大きさによって決まる。毛細血管チューブ９６、９８のいずれを選択するかは、患者の肺１３への換気機２１によって与えられる吸気フローの量に基づいて決定される。当該フローは、患者に与えられる容積と関連している。当該患者に与えられる容積は、患者の大きさによって決定される。大人のサンプルフロー出口と、新生児のサンプルフロー出口とは、別々に示される。
以下に、図５ａ、５ｂを参照しつつ、本発明の電子回路を説明する。
図５ａは、共通電子回路部１００ｅ及び電子ＴＧＩモジュール１０ｅを示す。図５ｂは、電子ＮＯモジュール９ｅを示す。共通電子回路部１００ｅは、電子ＴＧＩモジュール１０ｅと電子ＮＯモジュール９ｅとに、制御信号を供給する。制御部１００ｅは、換気機２１から、入力２５１を経由して吸気タイミング信号Ｔｉを受け取り、入力２５０を経由して呼気タイミング信号Ｔｅを受け取る。
吸気タイミング信号Ｔｉは、増幅器２５７に接続されたプロテクタ２５６に供給される。吸気タイミング信号Ｔｉは、換気機２１の付加をできるだけ低く保つために、増幅器２５７において順にバッファリングされ増幅される。プロテクタ２５６は、電子ＴＧＩモジュール１０ｅと電子ＮＯモジュール９ｅとを高電圧から保護する。バッファリングされた吸気タイミング信号Ｔｉは、増幅器２５７の出口に接続されたインジケータ２５８上に表示される。
呼気タイミング信号Ｔｅは、プロテクタ２５４に供給される。プロテクタ２５４の出力は、増幅器２５５に接続されている。そこで、呼気タイミング信号Ｔｅは、バッファリングされ増幅される。プロテクタ２５４は、電子ＴＧＩモジュール１０ｅと電子ＮＯモジュール９ｅとを高電圧から保護する。
増幅器２５５は、換気機２１の付加をできるだけ低く保つために、呼気タイミング信号Ｔｅをバッファリングし増幅する。増幅器２５５は、電子ＴＧＩモジュール１０ｅと電子ＮＯモジュール９ｅとのために、出力信Ｏ２５５をバッファリングする。増幅器２５７は、電子ＴＧＩモジュール１０ｅと電子ＮＯモジュール９ｅとのために、出力信号Ｏ５７を提供する。
ＴＧＩモジュール１０ｅは、インバータ２５９を備える。インバータ２５９は、出力信号Ｏ２５７を受け取り、変換信号をＡＮＤポート２８３の入力に送出する。ＡＮＤポート２８３の他の入力は、図８に示す、Ｐ２測定回路の変換アラーム信号Ｐ２−Ａを受け取る。ＡＮＤポート２８３の出力は、増幅器２９３と増幅器２９７との両方に接続されている。増幅器２９３と増幅器２９７との出力は、それぞれ、駆動部２９４及び２９８に接続されている。図３に示すように、駆動部２９４及び２９８は、それぞれ制御バルブ６２及び６３を駆動する。駆動部２９４及び２９８の状態は、それぞれ、適切なインジケータ２９５及び２９９によって表示することが可能である。
増幅器２９３と増幅器２９７は、ＡＮＤポート２８３からバルブ２９４及び２９８の電子部分に送られる信号をバッファリングする。２９４及び２９８の動作は、インジケータ２９５及び２９９によって表示される。
関連するバルブの電子部分またはその増幅器に機能障害が発生すると、ローカルアラーム回路は、アラームを中央アラーム部２４２と、インジケータ２９６、３００とに発信する。
ＴＧＩモジュール１０ｅは、さらに、２つの入力を備えるＡＮＤポート２８４を備える。ＡＮＤポート２８４の一つの入力は、増幅器２５５の出力に接続されており、出力信号Ｏ２５５を受け取るＡＮＤポート２８４の他の入力は、変換された、圧力アラーム信号Ｐ２−Ａを受け取るＡＮＤポート２８４の出力は、２つの増幅器３０１及び３０５に接続されている。
増幅器３０１及び３０５は、ＡＮＤポート２８４からバルブ３０２及び３０６の電子部分に送られる信号をバッファリングする。バルブ３０２及び３０６の動作は示される。
関連するバルブの電子部分またはその増幅器に機能障害が発生すると、ローカルアラーム回路は、アラームを中央アラーム部２４２と、インジケータ３０４、３０８とに発信する。
ＡＮＤポート２８３及び２８４は、図８に示すＰ２測定回路から、変換されたアクティブ圧力Ｐ２−Ａを受け取る。Ｐ２測定回路は、新生児ＴＧＩモジュール１０（図３）の出力で、圧力Ｐ２を測定する。その機能は、モジュール上の圧力が高すぎるとき、ＴＧＩバルブをブロックすることである。そのような変換されたアクティブ圧力Ｐ２−Ａ信号が存在しない時、制御バルブ６２及び６３の開閉は、逆吸気タイミング信号Ｔｉによって制御される。制御バルブ６４及び６５は、吸気タイミング信号Ｔｅによって制御される。
通常、呼気タイミング信号Ｔｅが高い時、吸気タイミング信号Ｔｉは低い。しかし、患者が、呼気タイミング信号Ｔｅがまだ高いにも関わらず無理に呼気をしようとすると、信号Ｔｉは直接高状態にスイッチされる。これにより、バルブ６２及び６３のブロックが確実に行われ、吸気段階では許されないＴＧＩガス流を防ぐことができる。従って、安全な測定が可能となる。
図５ｂ及び５ｃは、電子ＮＯモジュール９ｅを示す。電子ＮＯモジュール９ｅは、３つの入力２５２、３５４、２６５を備える。入力２５２は、換気機２１からフロー信号Ｆを受け取る。
入力３５４は、制御部１００ｅから出力信Ｏ２５７を受け取る。入力２６５は、制御部１００ｅから出力信号Ｏ２５５を受け取る。
出力信号Ｏ２５５は、除算器Ｃ２に供給される。除算器Ｃ２は入力信号を受け取って、例えば、１、２、４、８、１６で除算することができる。除算器Ｃ２の２及び４の除算出力はＡＮＤポートＣ３、Ｃ４、Ｃ５に接続されている。除算個Ｃ２の８の除算出力は、ＡＮＤポートＣ４、Ｃ５に接続されている。除算器Ｃ２の１６の除算出力は、ＡＮＤポートＣ５に接続されている。除算器Ｃ２の１の除算出力は、スイッチ２６３ｂを経由して直接ＡＮＤポートＣ６に接続されている。ＡＮＤポートＣ３、Ｃ４、Ｃ５の出力は、スイッチ２６３ｂを経由してＡＮＤポートＣ６に接続されている。ＡＮＤポートＣ６の出力は、出力信号ＯＣ６を供給する。
オートシンクロナイザＣ１は、同期信号ＯＣ１を除算器Ｃ２に供給する。
電子ＮＯモジュール９ｅは、除算器２６２を備える。除算器２６２の入力は入力３５４に接続されている。除算器２６２は、それぞれの吸気段階の期間内に、または２回目、４回目、８回目、１６回目のいずれかの吸気段階の期問内に、出力信号を出力する。これらの除算係数は例であり、他の係数を用いてもよい。当該除算係数はスイッチ２６３によって手動で選択してもよい。除算器２６２を備える理由は、患者へのＮＯ供給を漸次減少させ、患者に通常の空気の吸気及び呼気に慣れさせ、病院での患者の処置を終了させる可能性をもたらすためである。
除算器２６２は、同期信号ＯＣ１をオートシンクロナイザＣ１から受け取り、除算器Ｃ２と同期する。
呼気におけるＮＯ補償をアクティブな期間のみに限定するために、１で割ることにより全ての呼吸の呼気を、２で割ることにより１番目の呼気ストロークを、４で割ることにより３番目の呼気ストロークを、８で割ることにより７番目の呼気ストロークを、１６で割ることにより１５番目の呼気ストロークを、アクティブにする必要がある。これは、ＡＮＤポートＣ３、Ｃ４、Ｃ５、Ｃ６によって実現される。スイッチ２６３ｂは、スイッチ２６３と結合される。
除算器２６２の出力は、二状態スイッチ２６４に接続されている。第１状態では、コネクタ２６４は除算器２６２の出力に接続されている。スイッチ２６４の第２状態では、それは所定の電圧を受け取る。その後でシステムは、定常流システムとして動作する。定常流システムは、手動による換気に便利である。除算器２６２の出力は、ＡＮＤポート２８５〜２８８の入力とＯＲポート２８９〜２９２の入力とに接続されている。ＡＮＤポート２８５〜２８８の出力は、それぞれ増幅器３０９、３１３、３１７、３２１に接続されている。
増幅器３０９、３１３、３１７、３２１は、適切な出力信号をそれぞれ駆動部３１０、３１４、３１８、３２２に供給する。駆動部３１０、３１４、３１８、３２２は、それぞれ制御バルブ５０、５１、５２、５３（図２）を駆動する。増幅器３０９、３１３、３１７、３２１は、ＡＮＤポート２８５、２８６、２８７、２８８からバルブ３１０、３１４、３１８、３２２の電子部分に送られる信号をそれぞれバッファリングする。バルブ３１０、３１４、３１８、３２２の動作は３１１、３１５、３１９、３２３によって表示される。
関連するバルブの電子部分またはその増幅器に機能障害が発生すると、ローカルアラーム回路は、アラームを中央アラーム部２４２と、インジケータ３１２、３１６、３２０、３２４とに発信する。
増幅器３２５、３２９、３３３、３３７は、ＯＲポート２８９、２９０、２９１、２９２からバルブ３２６、３３０、３３４、３３８の電子部分に送られる信号をそれぞれバッファリングする。バルブ３２６、３３０、３３４、３３８の動作は３２７、３３１、３３５、３３９によって表示される。
関連するバルブの電子部分またはその増幅器に機能障害が発生すると、ローカルアラーム回路は、アラームを中央アラーム部２４２と、インジケータ３２８、３３２、３３６、３４０とに発信する。
図５ｂを見ると分かるようにＡＮＤポートＣ６の出力信号ＯＣ６は、それぞれスイッチ２６８ｂ、２６８ｃ、２６８ｄ、２６８ｅを介して、ＯＲポート２８９〜２９２に供給される。これらのスイッチは、同時に入力２６５にスイッチされることもできるし、それぞれジャンパーＪ９、Ｊ１Ｏ、Ｊ１１、Ｊ１２にスイッチされることもできる。これらのジャンパーは、手動で高（＋）電圧と低（−）電圧とのいずれかに設定することができる。図５ｂにおいては、ジャンパーＪ９及びＪ１０は低電圧に、ジャンパ-Ｊ１１及びＪ１２は高電圧に設定されている。従って、呼気間隔で、即ちＯ２５５＝高及びＯ２５７＝低で、駆動部３３４、３３８はアクティブになり、バルブ５６、５７を開ける。これにより、高い供給圧力が補償される。これについては、後で説明する。
電子ＮＯモジュール９ｅは、入力２５２を経由して換気機２１からフロー信号Ｆを受け取る。フロー信号Ｆは、プロテクター２６７に導かれる。プロテクター２６７の出力は、増幅器２６９に接続されている。増幅器２６９は、適切な目盛り決め手段２７０によって目盛り決めされることができる。増幅器２６９は、換気機２１の付加をできるだけ低く保つために、フロー信号Ｆをバッファリングし増幅する。増幅器２６９は、さらに、スイッチ２６８ａに接続された入力を備えている。スイッチ２６８ａは、当該増幅器２６９の入力を、低利得をもたらす低電圧と高利得をもたらす高電圧とのいずれかに接続する。スイッチ２６８ａは通常のフロー適用または高いフロー適用で用いられる。後者の場合、異なるフロー範囲を必要とする。しかし、実質的にこの範囲内で異なってもよい。従って、もっと多くのバルブを適用することが必要となる。しかし、その代わりに、スイッチ２６８ａによる利得の適応が適用されている。同じ量の添加物を得るためには、利得が低くなればなるほど、高い圧力が必要となる。
高圧力での呼気において同じ数のバルブが開いているなら、添加物濃度は上昇する。このため、高利得適用に用いられるバルブの数を選択できるように、構成物Ｊ９〜Ｊ１２及び２６８ｂ〜２６８ｅが備えられている。別の選択肢として、機械バルブ４２〜４９の数を増やし、所定の範囲内におけるより多くのフローレベルに対応できるようにしたなら、スイッチ２６８ａを省略することもできる。
スイッチ２６８ａは、スイッチ２６８ｂ〜２６８ｅと同時にスイッチすることが可能である。増幅器２６９がスイッチ２６８ａを介して高利得に接続される時、ＯＲポート２８９〜２９２は、それぞれジャンパーＪ９〜Ｊ１２に接続される。増幅器２６９がスイッチ２６８ａを介して低利得に接続される時、ＯＲポート２８９〜２９２は信号ＯＣ６に接続される。信号ＯＣ６は、呼気タイミング信号Ｔｅから得られる。従って、後者の場合、バルブ５４〜５７は呼気間隔の間中開いたままである。その時、バルブ５０〜５３は閉じる。しかし、増幅器２６９がその高利得入力に接続される時には、バルブ５６、５７のみが呼気間隔の間中開いたままとなる。なぜなら、ジャンパーＪ１１、Ｊ１２のみが高電圧状態にあるからである。従って、呼気間隔における高利得状態に対する補償が実現される。図５ｂは、４つのバルブ（即ち、５４〜５７）もまた呼気信号Ｔｅによって制御されることを示している。しかし、この数は必要に応じて増減可能である。
増幅器２６９は、アナログからデジタルへの（Ａ／Ｄ）変換器２７１にアナログ出力信号を供給する。増幅器２６９は、例えば、患者へのガス供給が３０ｐｐｍとなるように目盛り決めされる。その場合、ニードルバルブは、定常容積換気、換気ガス容積６００ｍｌ、毎分１２呼吸、実際の吸気流２５％、ニードルバルブへの圧力１０⁵Ｐａとなるように目盛り決めされる。
Ａ／Ｄ変換器２７１は、８ビット有してもよい。ビット数は、バルブ５０〜５７の数と同じである。変換器２７１の変換速度は、タイミング回路２７２を経由して、タイミング調整手段２７３によって設定されてもよい。タイミング回路２７２の出力は、Ａ／Ｄ変換器２７１の適切な入力に接続される。変換速度は最大バルブ速度を越えないようにしてもよい。バルブ速度とは、-バルブが開閉状態をスイッチするのに要する速度であり、好ましくは、それぞれの実際の吸気期間において少なくとも１０の信号に対応する。
Ａ／Ｄ変換器２７１のそれぞれのビットの出力は、マルチプレクサ３５３の対応する入力に接続される。マルチプレクサ３５３は、さらに追加的入力を備える。これらの入力はそれぞれジャンパーＪ１〜Ｊ８に接続される。当該ジャンパーは低電圧か高電圧かのいずれかに設定する。マルチプレクサ３５３は入力３５４に接続された入力を有し、入力信号Ｏ２５７を受け取る。従って、マルチプレクサ３５３は、入力信号Ｏ２５７がアクティブである時のみ、即ち吸気間隔の間のみ、アクティブである。その後、マルチプレクサ３５３は吸気流信号を運ぶ。呼気段階の間中、マルチプレクサ３５３はジャンパーＪ１〜Ｊ８からの選択された電圧を運ぶ。これによって、制御バルブ５０〜５７を使用して、呼気の間ガス流にいくらかのＮＯを与えられる可能性が生じる。これは、その機能を備える換気機に用いられる。マルチプレクサ３５３は、Ａ／Ｄ変換器２７１の出力と同数の出力を備える。マルチプレクサ３５３の出力はそれぞれ、別のマルチプレクサ２７４の入力に接続される。
マルチプレクサ２７４は、さらにプリセットカウンタ２７５に接続される。プリセットカウンタ２７５は、手動で、スイッチ２７６で逆に数えるように、スイッチ２７７で通常に数えるように操作可能である。カウンタ２７５は、始動時に自動的にリセットされるようにしてもよいし、スイッチ２７８によって手動でリセットされるようにしてもよい。カウンタ２７５の出力は、マルチプレクサ２７４だけでなく、デジタルからアナログ（Ｄ／Ａ）変換器２７９にも供給してもよい。Ｄ／Ａ変換器２７９の出力は、増幅器２８０に接続される。増幅器２８０は、適切な目盛り決め手段２８１によって目盛り決めされてもよい。目盛り決めは、添加物の必要濃度に従って行われる。当該濃度は、増幅器２８０の出力に接続されたディスプレー２８２に表示される。スイッチ３５０は、マルチプレクサ２７４に接続され、マルチプレクサ２７４によってその出力にスイッチされる入力信号を選択する。スイッチ３５０が手動モードに設定されている時には、マルチプレクサ２７４は、カウンタ２７５の出力信号を送信する。それにより、添加物が固定的に選択される（定常流）。自動モードでは、マルチプレクサ２７４は、マルチプレクサ３５３の出力信号を送信する。それにより、添加物は、換気機２１からのフロー信号Ｆに従って変化する。
選択されたマルチプレクサ２７４の出力信号は、ＡＮＤポート２８５〜２８８及び３５５〜３５８の入力に送られる。
従って、通常、電子ＮＯモジュール９ｅは、入力２５２に存在する入力流信号Ｆと、吸気タイミング信号Ｔｅから得られる入力信号Ｏ２５７と、呼気信号Ｔｅから得られる入力信号Ｏ２５５と、を用いて制御バルブ５０〜５７（図２）の開閉を制御する。
図６〜１１は、電子測定、加熱、冷却、電力、及びアラームのそれぞれの回路を示す。
図６は、水分離器７３（図４）内の水７５のレベルを制御する電子回路を示す。当該回路は、電子部品８０を備える。電子部品８０は、レベルインジケータ７６〜７９から信号を受け取り、出力信号を排水バルブ８２用の駆動回路８１と、駆動回路１４６とに供給することができる。駆動回路１４６は、レベルインジケータ７６が高アラームレベル（図９も参照）の状況を表示する時にはいつでもサンプルボンプ９４（図４）を妨害する。この場合、線１２５のアラーム信号もまた存在する。これはアラームインジケータ１２５ａに表示される。
レベルインジケータ７９が低アラームレベルの状況を検出した時には、アラーム信号が線１２６に存在する。これはアラームインジケータ１２６ａに表示される。これらのインジケータ１２５ａおよび１２６ｂは、異なる色を有してもよい。電子部品８０は、主に、当業者に公知のレベルスイッチ及び駆動部によって構成される。従って詳しい説明は省略する。アラームは、中央アラーム部２４２供給される。
測定室８８のセンサ-２６、２７、２８のそれぞれは、圧力Ｐ３の影響を受ける。この圧力Ｐ３は、あらゆる状況に応じて変化するため、当該システムは、これらの変化を、積分によって求められる平均圧力値によって補償するように設計される。圧力９３は圧力変換器９１によって測定される。そして、最小の一呼吸換気サイクルを除く調整可能な期間について平均値が求められる。図２に示す空気式のＮＯ回路の入ロマニホールド４１の中の圧力Ｐ１は、変換機４０によって測定される。変換機４０は、市販の、０〜１０⁵Ｐａの範囲が測定可能な変換機でよい。図７は、当該測定回路を示す。変換器４０の出力は、やはり市販されているものでよい数理的増幅器１９７に送られる。数理的増幅器１９７のゼロポイントは、適切な設定手段１９６によって、大気状態に対応して、設定される。数理的増幅器１９７の高い目盛り決めポイントは、適切な目盛り決め手段１９５によって、例えば４×１０⁵Ｐａに設定される。増幅器１９７の出力信号は、別な増幅器１９９に供給される。増幅器１９９は、当該出力信号を増幅及びバッファリングし、出力信号ｏｕｔ−ＰＮ０を出力２００から供給する。
増幅器１９７のアナログ出力信号１９８は、ディスプレー２０１に供給される。ディスプレー２０１は市販タイプでよく、受け取った信号をアナログからデジタルに変換し、数値を表示する。
図８に示すように、圧力変換機４０は、入力１９４を経由して、参照電圧Ｖｒｅｆ３とともに供給される。
図８は、さらに測定室８８内の圧力Ｐ３、ＮＯガス流、ＮＯ₂ガス流、Ｏ₂ガス流、新生児ＴＧＩモジュール１０ｐの出口マニホールドに存在する圧力Ｐ２を測定する電子システムを示している。
新生児ＴＧＩモジュール１０ｐ（図３）の出口線６９内の圧力Ｐ２は、変換機６８によって決定される。変換機６８は、市販タイプの０〜１０⁵Ｐａの範囲の圧力が測定可能な変換機でよい。変換機６８の出力信号は、やはり市販タイプでよい数理的増幅器２０５に供給される。数理的増幅器２０５のゼロポイントは、適切な設定手段２０４によって、大気状態に対応して、設定される。その高い目盛り決めポイントは、適切な目盛り決め手段２０３によって、好ましくは１０４Ｐａに設定される。増幅器２０５の出力信号２０６は別な増幅器２０７に供給される。増幅器２０７は、当該出力信号２０６を増幅及びバッファリングし、出力信号ｏｕｔ−ＰＴＧＩを出力２０８から供給する。出力信号２０６は、アラーム回路２１０にも送られる。アラーム回路２１０は、低レベル設定手段２１２と、高レベル設定手段２１１に接続される。低レベル設定手段２１２と高レベル設定手段２１１は、それぞれ低レベルアラームと高レベルアラームを決定する。信号２０６が高いレベルを越えた時にはいつでも、アラーム回路２１０は、高アラームレベル信号を線１３４の中に生成する。これは、インジケータ手段１３４ａによって表示される。信号２０６が低いレベル未満である時にはいつでも、対応するアラーム信号Ｐ２−Ａが低レベル信号線１３５の中に存在する。これは、インジケータ１３５ａによって表示される。もちろん、インジケータ１３４ａ、１３５ａは別々の色であってもよい。インジケータ１３４ａ、１３５ａは、異なる音を生成する可聴のアラームによって代替されてもよい。アラーム線１３４および１３５は、中央アラーム回路に発信される。
当該回路は、ディスプレー２１９を備える。ディスプレー２１９は、信号２０６、高レベルアラーム設定線２１７、低レベルアラーム設定線２１８に接続されてもよい。このうち高レベルアラーム設定線２１７及び低レベルアラーム設定線２１８は、スイッチ２０９によってアラーム回路２１０から出力される。スイッチ２０９は、手動操作可能な、位置が固定されていないバネ搭載スイッチでよい。従って、ディスプレー２１９は、増幅器２０５の出力信号２０６の値とアラーム設定の高レベルまたは低レベルとのいずれかを表示することができる。
圧力変換器６８は、入力２０２経由で参照電圧Ｖｒｅｆ３を受け取る。
タイマー２１３は、無呼吸期間信号２１５をアラーム回路２１０に供給し、患者の呼吸の通常停止期間の間、アクティブアラーム信号を防ぐために設けられる。無呼吸期間は、タイマー２１３に接続された適切な設定手段２１４によって設定してもよい。
圧力Ｐ３は、変換機９１によって測定される。変換機９１は、市販タイプの０〜１０⁵Ｐａの範囲の圧力が測定可能な変換機でよい。変換機９３の出力信号は、数理的増幅器１５０に供給される。圧力変換機９１は、入力１４９経由で参照電圧Ｖｒｅｆ３を受け取る。
数理的増幅器１５０のゼロポイントは、適切な設定手段１４８によって、大気状態に対応して、設定される。その高い目盛り決めポイントは、適切な目盛り決め手段１４７によって、６×１０３Ｐａに設定される。目盛り決め処理のために、増幅器１５０は、出力信号ＭＰ３を出力１５１から供給する。目盛り決め出力値は、例えば１ｍＶ／Ｐａである。増幅器１５０は、入力１２７を経由して、タイマー２１３からタイミング信号を受け取る。入力１２７上の入力信号は、出力１５１における平均出力信号ＭＰ３を確立する。
ＮＯガス流はＮＯセンサー２６によって測定される。ＮＯセンサー２６は、入力１５２を経由して参照電圧Ｖｒｅｆ１を受け取る。
ＮＯセンサー２６は、低レベル出力信号を、高感度安定数理的増幅器１５５に供給する。増幅器１５５のゼロポイントは適切な設定手段１５４によって設定される。また、高設定ポイントは、適切な目盛り決め手段１５３によって設定される。ゼロポイントは、周囲のガスについて設定される。また、高設定ポイントは、目盛り決めされた混合ガスに設定される。圧力信号ＭＰ３は、増幅器１５５の入力にも供給される。
さらに、増幅器１５５は、Ｏ₂測定回路から入力信号１８３を受け取る。さらに、増幅器１５５の出力は、使用中のセルの特定の圧力依存性によって変化する。市販されていない種類のセンサーも数種類ある。もしも非常に正確な測定が実施されるなら、ＮＯセンサーは、他のセンサー２７及び９１の影響を受ける恐れがある。その影響に関しては、修正を要する。ＮＯガスの影響は小さいと思われる。
増幅器１５５は、出力信号１５６を更なる増幅器１５７に提供する。増幅器１５７は信号１５６を増幅およびバッファリングし、出力信号ｏｕｔ−ＮＯを出力１５８から送出する。
出力信号１５６はアラーム回路１６０にも送られる。アラーム回路１６０は、適した設定手段１６２による低レベル設定、適した設定手段１６１による高レベル設定を有する。アラーム回路１６０は、出力信号ＮＯ−Ａを供給する。アラーム出力信号ＮＯ−Ａが所定値を越える度に、線１２８にインジケータ１２８ａによって表示された対応するアラーム信号が存在する。アラーム出力信号ＮＯ−Ａが所定低値より低くなる度に、線１２９にインジケータ１２９ａによって表示される低レベルアラーム信号が存在する。好ましくは、インジケータ１２８ａと１２９ａは異なる色である。あるいは、異なるアラーム音が用いられる。
アラーム回路１６０は、また２つの出力１６３，１６４も備える。出力１６３には高レベルアラーム設定信号が存在し、出力１６４には低レベルアラーム設定信号が存在する。ディスプレイ１６５が備えられ、その入力は、これらの出力にそれぞれの信号を指示するために、増幅器１５５の出力信号１５６、もしくはアラーム回路１６０の出力１６３又は１６４に接続されてもよい。ディスプレイ１６５は、アナログ入力信号をデジタル信号に変換し、それを数値として表示する。スイッチ１５９は三接点バネ付スイッチであって、手動で動作可能である。アラーム線ＮＯ−Ａは、中央アラーム回路に送られる。
ＮＯ₂ガス流は、入力１６６を介して基準電圧Ｖｒｅｆ１を備えるＮＯ₂センサ２８により、測定される。センサ１２８からの出力は低レベル信号であり、高感度で、安定した数理的な増幅器１６９に送られる。増幅器１６９のゼロポイント設定は、適切な設定手段１６８によって行われ、高設定は適切な検量手段１６７によって行われる。ゼロ設定は環境ガスに対して、高設定は検量されたガス混合物に対して成される。増幅器１６９はまた、ＮＯ測定回路の圧力信号ＭＰ３および出力信号１５６、Ｏ₂測定回路の出力信号１８４も供給される。さらに、増幅器１６９の出力は、使用中のＮＯ₂センサの特定の圧力に依存する。ＮＯ₂センサは、数種類が市販されており、入手可能である。非常に正確にＮＯ₂を測定しても、補正が必要となるセンサ２６、２７、９１によって、センサ２８は影響を受ける可能性がある。
増幅器１６９の出力信号１７０は、増幅器１７１に送られる。増幅器１７１は信号１７０を増幅およびバッファリングし、出力信号ｏｕｔ−ＮＯ₂を出力１７２から送出する。
出力信号１７０はアラーム回路１７４にも送られる。アラーム回路１７４は、それぞれが高アラームレベル設定、低アラームレベル設定を行うのに適した設定手段１７５、１７６を備える。アラーム回路１７４は、アラーム出力信号ＮＯ₂−Ａを供給するための出力を備える。アラーム出力信号ＮＯ₂−Ａが所定値を越える度に、線１３０にインジケータ１３０ａによって表示された対応する高レベル信号が存在する。アラーム出力信号ＮＯ₂−Ａが所定低値より低くなる度に、線１３１にインジケータ１３１ａによって表示されるアラーム信号が存在する。もちろん、異なるアラーム音が用いられる。
アラーム回路１７４は、それぞれが高レベルアラーム設定信号、低レベルアラーム設定信号を提供する２つの出力１７７，１７８を更に備える。ディスプレイ１７９は入力を備え、その入力は、増幅器１６９の出力信号１７０に接続されるか、もしくはアラーム回路１７４の出力１７７、１７８のどちらかに接続されてもよい。ディスプレイ１７９は、アナログ入力信号をデジタル信号に変換し、数値を表示する。スイッチ１７３は三接点バネ付スイッチであって、例えば、出力１７７，１７８での高レベルアラーム設定信号と低レベルアラーム設定信号の設定を監視するために用いられてもよい。高レベルアラーム設定信号と低レベルアラーム設定信号は、それぞれ設定手段１７５，１７６によって設定される。アラーム線ＮＯ₂−Ａは、中央アラーム回路に送られる。
Ｏ₂ガス流は、入力１８０を介して基準電圧Ｖｒｅｆ２を備えるＯ₂センサ２７により、測定される。センサからの出力は低レベル信号であり、高感度で、安定した数理的な増幅器１８３に送られる。増幅器１８３には、適切な設定手段１８２によって行われる環境ガスのゼロ設定と、適切な検量手段１８１によって行われる検量されたガス混合物に対しての高設定との２点の検量がある。増幅器１８３は、ＮＯ測定回路及びＮＯ₂流測定回路に送り返される出力信号１８４を提供する。出力信号１８４は、増幅器１８５にも送られる。増幅器１８５は信号１８４を増幅およびバッファリングし、出力信号ｏｕｔ−Ｏ₂を出力１８６から送出する。増幅器１８３はまた、入力信号として圧力信ＭＰ３も受け取る。更に、増幅器１８３の出力信号１８４は使用中のＯ₂センサに依存する。Ｏ₂センサは、数種類が市販されており、入手可能である。非常に正確にＯ２を測定しても、補正が必要となるセンサ２６、２８、９１によって、Ｏ₂センサ２７は影響を受ける可能性がある。
増幅器１８３の出力信号１８４はアラーム回路１８８にも送られる。アラーム回路１８８は、それぞれが適した設定手段１９０，１８９による低アラーム設定、高アラーム設定を有する。アラーム回路１８８は、アラーム出力信号Ｏ₂−Ａを提供するための出力を備える。アラーム出力信号Ｏ₂−Ａが所定高値を越える度に、線１３２に、適切なインジケータ１３２ａによって表示された対応する高レベルアラーム信号が存在する。アラーム出力信号Ｏ₂−Ａが所定低値より低くなる度に、線１３３にインジケータ１３３ａによって表示された対応する低レベルアラーム信号が存在する。もちろん、インジケータ１３２ａ，１３３ａには異なる色が用いられてもよい。あるいは、異なるアラーム音が用いられてもよい。
アラーム回路１８８は、それぞれが設定手段１８９，１９０によって設定される高レベルアラーム設定信号、低レベルアラーム設定信号を提供する２つの出力１９１，１９２を更に備える。
回路は更にディスプレイ１９３から成る。ディスプレイ１９３の入力は、三接点スイッチ１８７を介して、増幅器１８３の出力信号１８４に接続されるか、もしくはアラーム回路１８８の出力信号１９１，１９２のどちらかに接続されてもよい。三接点スイッチ１８７は、バネ付きスイッチであってもよい。
ディスプレイ１９３は、アナログ入力信号をデジタル信号に変換し、数値を表示する。このように、ディスプレイ１９３は測定されたＯ₂ガス流の数値、あるいは設定手段１８９，１９０による高レベルアラーム設定及び低レベルアラーム設定を表示する。Ｏ₂−Ａ信号は中央アラーム回路に送られる。
圧力、温度、２１％の酸素含有量、０％のＮＯ及びＮＯ₂の含有量に関しては、Ｏ₂、ＮＯ、ＮＯ₂回路の低設定を、周囲の条件に従って調整しなければならない。
ＮＯ回路とＮＯ₂回路の高設定は、６０〜８０ｐｐｍとＮＯとＮ₂において６〜８ｐｐｍのＮＯ₂との保証されたガス混合物に従って、調整しなければならない。
Ｏ₂回路の高設定は、１００％のＯ₂、０％のＮＯおよびＮＯ₂の含有量が保証されたガス混合物に従って、調整しなければならない。保証された検量ガス混合物はチューブに排出され、そこから測定システムが必要なサンプルを取る。
図９には、いくつかの基準電圧と、加熱要素８４（図４参照）とアラーム回路の入力電圧とを提供するエネルギー供給回路の一例を示す。
図９に示すパワー供給は１００ａ、１００ｂ、１００ｃの３つの端子からなり、端子１００ｂはアース１０１に接地される。参照番号１０３、１０４は同相でニュートラル線にあるヒューズを表す。参照番号１０５は、１００〜２４０Ｖ ＡＣの本線の電圧を２４Ｖ ＤＣに変換する、市販の入手可能なパワー変換器を表す。本線の電圧はまた、ｏｎ／ｏｆｆスイッチ１０６を介して、サンプル測定ボンプ９４に接続されている。スイッチ１０６とサンプル測定ボンプ９４（図４参照）との間には、レベル電子部品８０（図６参照）により制御される駆動部１４６が電磁的に駆動するスイッチが、更に備えられる。指示ランプ１０７はサンプル測定ポンプに９４に接続され、ポンプ９４が使用中であるときには点灯する。
パワー変換器１０５は、常に本線に接続されており、冷却換気機１０８、バッテリパック１０９、パワーアラーム回路１２１ａ、システムアラーム回路２４２、スイッチ１１１のために、線１２３に２４Ｖ ＤＣを供給する。本線の中断、または患者の移動、あるいはその両方の場合に備えて、バッテリパックが含まれている。電源が入ると、指示ランプ１１０が点灯する。作動中のスイッチ１１１が閉じると、線１２４が線１２３に接続され、作動用パワーが電圧調節器１１３，１１４，１１５，１１６，１１７，１１８に提供され、そして、これら電圧調節器はそれぞれ＋Ｖ１，＋Ｖ２，Ｖｅｆ１，Ｖｒｅｆ２，Ｖｒｅｆ３，Ｖｒｅｆ４を供給する。
線１２３の電圧はアラーム回路１２１ａに監視される。アラーム回路１２１ａは、電圧が適切な設定手段１２１ｂに設定される所定の設定レベルより低くなると、低電圧アラーム信号Ｖ−Ａを出力線１２２に提供する。アラーム状態は、インジケータ１２１ｃにより表示され、中央アラーム回路に送られる。アラーム設定は、電圧が作動範囲に戻れば消える。
線１２４は、加熱要素８４（図４参照）に入力電圧を提供する電圧調節器１２０に接続される。電圧調節器１２０は、適切な設定手段１１９により設定される。必要であれば、電圧調節器１２０を、容器８５（不図示）に集められた水内で閉ループと温度センサによって、調整されてもよい。線１２３は、図９の右部分で概略だけ示されるアラーム回路２４２にも接続される。アラーム回路２４２は、線１２２，１２５，１２６，１２８−１３９のいずれかから、入力信号を受け取る。これら線は、それぞれアラーム回路１２１ａ、レベル電子部品８０（図６）、ＮＯアラーム回路１６０、ＮＯ₂アラーム回路１７４、Ｏ₂アラーム回路１８８、Ｐ２アラーム回路２１０（図８）、Ｔ１アラーム回路２２６（図１０）、Ｔ２アラーム回路２３７（図１１）の出力アラーム線である。
アラーム回路２４２は大音響スピーカ１４３、もしくは音声アラーム信号を発する他の適切な音声手段に接続され、またアラーム状態を表示するインジケータ１４４に接続される。アラーム回路２４２は、さらに、アラーム抑制回路１４２から入力信号を受け取る。抑制時間は、適切な設定手段１４１により設定される。アラームの抑制は、アラーム抑制回路１４２に接続されたスイッチ１４０を切り換えることにより始められる。アラーム制御は、設定手段１４１に設定された、例えば３分間続くものであってよい。
アラーム回路２４２は、アラーム信号を増幅器２９３，２９７，３０１，３０５（図５ａ），３０９，３１３，３１７，３２１，３２５，３２９，３３３，３３７（図５ｂ）から受け取るための入力を備えてもよい。
図１０に、測定室８８においてＮＯ，ＮＯ₂，Ｏ₂の濃度を測定するのに理想的な乾燥条件を設けるために水分離器７３内の露点温度を８℃に保つよう、ペルチエ要素７４に電圧を供給する電気回路を示す。水分離器７３内の実際の温度は、温度センサ８６によって測られる。このセンサは、市販の入手可能なＰｔ１００サーミスターであってもよい。温度センサ８６の出力信号は、増幅器２２２によって増幅され、そのゼロポイント設定は適切な設定手段２２１により、また高設定は適切な調整手段２２０によって行われる。ゼロ設定ポイントは低環境温度にて調整され、高設定ポイントは約４０℃に調整される。増幅器２２２は、温度センサ８６の出力信号を、設定手段２２５により設定された所定の所望温度と比較する。ペルチエ要素７４への出力電圧ＶＨｅａｔ−は、出力２２３を介して供給される。出力２２３にて利用可能な電圧は、水分離器７３を冷却する。調整手順により、同じ出力値が信号ＭＰ２として、更なる線２２４にても利用可能である。信号ＭＰ２の値は、アラーム回路２２６のアラームレベル設定をチェックする場合にも使われる。アラーム回路２２６は、それぞれが適切な設定手段２２８，２２７により設定される低設定、高設定を有する。アラーム回路２２６は、アラーム出力信号Ｔ−Ａ１を提供する。アラーム出力信号Ｔ−Ａ１が所定高値を越えると、線１３６にインジケータ１３６ａによって表示されるアラーム信号が存在する。アラーム出力信号Ｔ−Ａ１が所定低値より低くなると、線１３７にインジケータ１３７ａによって表示されるアラーム信号が存在する。アラーム回路２２６は、更に、信号ＭＰ３とＭＰ４をそれぞれ提供する更なる出力２２９，２３０も備える。これらの信号は、高レベルアラーム設定２２７と低レベルアラーム設定２２８にそれぞれ対応する。アラームは、中央アラームユニットに送られる。
図１１は、測定室８８（図４）内の加熱要素８９に電圧ＶＨｅａｔ＋２を供給する電圧調整器を示す。加熱要素８９は、ＢＴＰＤ条件を設けるために測定室８８の温度を約３７℃に一定に保つように、加熱される。測定室８８内の実際の温度は、温度センサ９２によって測られる。このセンサは、市販の入手可能なＰｔ１００サーミスターであってもよい。温度センサ９２の出力信号は、増幅器２２３によって増幅される。増幅器２２３は、温度センサ９２の出力信号を、設定手段２３６により設定された所定の所望温度と比較する。増幅器２３３は、設定手段２３２により低環境温度にて調整され、調整手段２３１により高設定ポイントに設定される。高設定ポイントは、約４０℃に調整される。
増幅器２３３は、加熱要素８９のために、出力電圧Ｖｈｅａｔ＋２を出力２３４に提供する。調整手順により、同じ出力値が信号ＭＰ５として、出力２３５にても利用可能である。信号ＭＰ５の値は、アラーム回路２３７にも送られる。アラーム回路２３７は、それぞれが設定手段２３９，２３８により決定される低設定ポイント、高設定ポイントを有する。
アラーム回路２３７は、アラーム出力信号Ｔ−Ａ２を提供する。アラーム出力信号Ｔ−Ａ２が所定値を越えると、線１３８にインジケータ１３８ａによって表示されるアラーム信号が存在する。アラーム出力信号Ｔ−Ａ１が所定値より低くなると、線１３９にインジケータ１３９ａによって表示されるアラーム信号が存在する。アラーム回路２３７は、更に、信号ＭＰ６とＭＰ７をそれぞれ提供する更なる出力２４０，２４１も備える。これらの信号は、高レベルアラーム設定２３８と低レベルアラーム設定２３９にそれぞれ対応する。これら出力２４０，２４１は、例えば、設定中にアラーム回路２３７の設定ポイントを表示させる際に使用可能である。アラームは、中央アラームユニットに接続される。
圧力Ｐ１（図７）、圧力Ｐ２、ＮＯ、ＮＯ₂、Ｏ₂の含有量（図８）を測定する測定回路は、それぞれのディスプレイ２０１，２１９，１６５，１７９，１９３に視覚的表示を提供する。
これら表示は、換気機２１により供給される適切な制御信号Ｆ、Ｔｉ、Ｔｅに従って手動で調整する際に、病院関係者が用いる。しかし、出力信号ｏｕｔ ＰＮ０，ｏｕｔ Ｐ，ｏｕｔ ＮＯ，ｏｕｔ ＮＯ₂，ｏｕｔ Ｏ₂が、制御信号Ｆ、Ｔｉ、Ｔｅに従って自動調整するために、換気機２１に接続された適切な電子フィードバック回路（不図示）に送信されてもよい。
図示され、説明された電子回路は、適切なソフトを搭載した汎用コンピュータ、もしくは例えばシングルチップ要素として実現されたような、適切にプログラムされた専用プロセッサにて代用可能であることは、当業者にとって明らかであろう。
上記では、「呼気流を有する循環換気システム」のカテゴリーに属する換気システムが説明された。今日では、循環換気システムは、高性能な換気装置に使われている。このようなタイプの換気システムの呼気流は、出来る限り正確に患者を監視する為に用いられる。病院に於いては、出来るだけ少ない麻酔薬で患者を治療する傾向が出始めているため、患者と換気装置などの機械との同期がますます必要となるだろう。同期は、好ましくは、上記で説明された吸気タイミング信号Ｔｉ、呼気タイミング信号Ｔｅ、フロー信号Ｆを使って制御される。あるいは、フロー信号は吸気および呼気フェーズについて関連したすべてのタイミングデータからも構成されるので、フロー信号のみがＮＯ（あるいは、その他のガス）の追加を制御する際に使用可能である。後者の場合、フロー信号Ｆからこれらのデータを導き出すための手段が備わってなければならない。患者に投与されるＮＯの量は、呼気フェーズに依存して、最も効果的であるべきである。
呼気流を有する循環換気システム以外にも、上記で説明されたＮＯユニットが利用可能な換気システムが３種類ある。１つが、図１ｂに示した手動換気システムである。後２つのシステムは、それぞれ「連続流換気システム」、「循環換気システム」である。図示はしないが、当業者にとっては公知であるので、以下に簡単に説明だけを記載する。
「連続流換気システム」は、子供に換気を行う場合に主に用いられる。吸気は、吸気フェーズにある時に、出力バルブを所定分だけ閉じることにより、達成される。患者は、予め設定された最小バルブを介して息を吐く。ＮＯは吸気フェーズの間は絶えず追加され、ＮＯ濃度は患者に近い所からサンプルを取って測定される。吐き出されたガスとサンプルで取られたガスは、両方とも排出されるのが望ましい。ここで、患者が吸入する新鮮な空気流に絶えずＮＯ流を供給するために、ＮＯユニットが使われる。手動換気システムのように、使用されるバルブ５０〜５７の数は、手動で制御される。追加されるＮＯ濃度は、圧力調節器３３，３８（図２）により調節される。バルブ５０〜５７を手動制御する代わりに、利用可能であれば、フロー信号Ｆを使うことが可能である。あるいは、また、吸気タイミング信号Ｔｉも使用可能であるが、そうすると、呼気フェーズの間には使えるＮＯガスが発生しない。
フロー信号と吸気タイミング信号の組合せも使用可能である。
「循環換気システム」には、吸気フェーズの間に患者に投与されるガス流があり、このガス流は呼気フェーズでは中断される。このようなシステムは、広く使われている。吸気フェーズでは、ＮＯは患者には追加されない。Ｎ濃度測定に必要なガスサンプルは、患者に近い所から取られる。ここでも、必要な濃度は、バルブ５０〜５７と圧力調節器３３，３８を手動で調整することによって設定できる。しかしながら、これは好ましくない。何故なら、そのようにすると、投与量が、吸気フェーズの終わりよりも初めにおいて、高くなってしまう。同期的なＮＯの追加が好ましい。同期は、換気機２１からの利用可能なタイム信号を使うことにより、達成される。圧力と、システムにより閉じられたり、開かれたりするバルブ５０〜５７は手動で設定される。利用可能であれば、吸気タイミング信号が同期を制御してもよい。また、利用可能であれば、フロー信号がバルブの開閉を制御してもよい。
あるいは、フロー信号だけを使って、同期及びバルブの開閉両方を制御することも可能である。ここでも、吐き出されたガスと測定システム用にサンプルで取られたガスは、両方とも排出されるのが望ましい。
以上のように、本発明によるシステムが、例えば、血管収縮により引き起こされる血流内に閉塞がある器官に向けて、動脈血管に直接ＮＯを投与するシステムなど他のシステムにも使用してもよいことを説明した。この例の場合には、ＮＯをＣＯ₂など物理的に残らないガスに混合しなければならない。更に、人工肺だけ、あるいは血液濾過など別の治療法と組合せて人工肺を使うシステムに於いても、使用可能である。その場合には、人工肺の酸素入口内の上述のＮＯモジュールにより、ＮＯが追加される。

Claims (25)

1. 患者の換気を行う換気システムであって、換気機（２１）に所定の第１ガス混合物を供給する少なくとも１の第１入口（２２，２３；５０５）と、吸気間隔の間にある制御量の前記第１ガス混合物を前記患者に供給する少なくとも１の出口とを備えた換気機（２１；５０６）から成り、
   前記換気システムは、更に前記換気機（２１；５０６）の下流側もしくは上流側に接続され前記患者に所定量の追加的ガスを投与するように配置されたガス投与モジュール（９）を有し、
   前記ガス投与モジュール（９）は、並行に接続されかつそれぞれが前記患者に所定量の前記追加的ガスを供給するよう閉状態と開状態とに個別に切り換え可能な所定数のバルブ手段（４２／５０，４３／５１，４４／５２，４５／５３，４６／５４，４７／５５，４８／５６，４９／５７）を備え、
   前記各バルブ手段は、スロットルバルブ入口、出口を有したスロットルバルブ（４２，４３，４４，４５，４６，４７，４８，４９）と制御バルブ入口、出口を有した制御バルブ（５０，５１，５２，５３，５４，５５，５６，５７）との直列接続を備え、
   前記制御バルブは所定周波数に伴い開状態・閉状態に切り換え可能であり、
   前記スロットルバルブ出口は、前記スロットルバルブと前記制御バルブの間に容積Ｖを有する通路（６１１）があるように前記制御バルブ入口と接続されており、
   前記容積は非常に小さく選択されるので前記制御バルブが開いている時なら常に前記通路内の動作圧力は前記スロットルバルブ入口での圧力に戻る。
2. 請求項１による換気システムにおいて、
   前記スロットルバルブはいずれも、
   オリフィス（６０３）を有する出口要素（６１０）を備えたニードルバルブと、
   前記オリフィス（６０３）を少なくとも部分的に閉鎖する調整可能軸アッセンブリ（６０５）とから構成される。
3. 請求項１もしくは請求項２による換気システムにおいて、前記容積（Ｖ）は１０ｍｍ³未満である。
4. 請求項３による換気システムにおいて、前記容積（Ｖ）は３ｍｍ³未満である。
5. 前述のいずれかの請求項による換気システムにおいて、前記周波数は吸気間隔毎に前記制御バルブを少なくとも５回切り換えることに相当する。
6. 前述のいずれかの請求項による換気システムにおいて、開状態である前記バルブ手段は、所定の低値から所定の高値へ上昇する所定の数学的関係に従って、それぞれのフロー率（Ｆ１，...，Ｆ８）を許可する。
7. 請求項６による換気システムにおいて、前記数学的関係は２値的なフローベンチに対応する。
8. 前述のいずれかの請求項による換気システムにおいて、前記追加的ガスはＮＯガスである。
9. 請求項６による換気システムにおいて、
   前記追加的ガスはＮＯガスであり、
   前記フロー率（Ｆ１，...，Ｆ８）は前記所定の第１ガス混合物に追加的ＮＯガスを０．０５〜１００ｐｐｍの範囲内で投与することが出来るように選択される。
10. 前述のいずれかの請求項による換気システムにおいて、前記制御バルブはどれも電磁気バルブ（５０，...，５７）である。
11. 前述のいずれかの請求項による換気システムにおいて、
    前記換気機（２１）は、制御信号（Ｆ，Ｔｉ，Ｔｅ）を提供する電気換気機出力を備え、
    前記ガス投与モジュール（９）は、前記電気換気出力手段に結合され、前記所定量の前記追加的ガスの前記患者への供給を自動的に制御する為に前記制御信号（Ｆ，Ｔｉ，Ｔｅ）を受信する電気入力手段（２５２，３５４，２６５）を備える。
12. 請求項１１による換気システムにおいて、
    前記電気入力手段は、
    投与された追加的ガス量を制御するフロー制御信号（Ｆ）を受信する第１入力（２５２）と、
    前記追加的ガスが少なくとも前記患者の吸気間隔の間に投与されるように制御する吸気制御信号（Ｏ２５７）を受信する第２の入力（３５４）とを少なくとも備える。
13. 請求項１２による換気システムにおいて、
    前記ガス投与モジュール（９）は、前記第１入力（２５２）に接続されスイッチ（２６８ａ）により高値と低値に切り換え可能な利得を有する第１増幅器（２６９）を有する電気ガス投与モジュール（９ｅ）を備え、
    前記高値と前記低値は通常フロー応用時と高フロー応用時とにそれぞれ対応する。
14. 請求項１３による換気システムにおいて、
    前記電子ガス投与モジュール（９ｅ）は、
    前記吸気制御信号（Ｏ２５７）を受信する前記第２入力（３５４）に接続された除算器入力と、
    選択可能な分割数により分割される前記吸気制御信号に対応する除算器出力信号を提供する除算器出力とを有する除算器を備え、
    前記除算器出力は前記追加的ガスが投与される吸気間隔の時間的セクションを制御する前記バルブ手段（４２／５０，４３／５１，４４／５２，４５／５３，４６／５４，４７／５５，４８／５６，４９／５７）の駆動手段に接続される。
15. 請求項１３と請求項１４のいずれかの換気システムにおいて、
    前記電子ガス投与モジュール（９ｅ）は、
    呼気制御信号（Ｏ２５５）を受信する第３入力（２６５）と、
    更なる除算器（Ｃ２）を介して前記第３入力（２６５）に接続可能、もしくは前記スイッチ（２６８ａ）と同時に切り換わる切り換え手段（２６８ｂ，...，２６８ｅ）により所定電圧に接続可能な論理手段（２８９−２９２）とを備え、
    前記論理手段（２８９−２９２）は前記第３入力に接続された場合は呼気間隔の間に前もって選択された数の前記バルブ手段を開けるように構成され、前記所定電圧に接続された場合は呼気間隔の間に前記前もって選択された数の内いくつかの前記バルブ手段を閉じるように構成される。
16. 前述のいずれかの請求項による換気システムは、ＴＧＩ（気管ガス注入）モジュール（１０）からなり、
    前記ＴＧＩ（気管ガス注入）モジュール（１０）は、空気式ＴＧＩモジュール（１０ｐ）と電子ＴＧＩモジュール（１０ｅ）とを備え、
    前記空気式ＴＧＩモジュール（１０ｐ）は、
    所定の第２ガス混合物を受け付けるＴＧＩ入口と所定量の前記第２ガス混合物を提供するＴＧＩ出口とを有し、
    少なくとも１の制御ＴＧＩバルブ（６２，６３）が前記ＴＧＩ入口と前記ＴＧＩ出口との間に接続され、
    圧力制限セキュリティバルブ（６６）が前記少なくとも１の制御ＴＧＩバルブの下流側に接続され、
    前記電子ＴＧＩモジュール（１０ｅ）は、
    前記少なくとも１の制御ＴＧＩバルブに接続され前記少なくとも１の制御ＴＧＩバルブの開閉を制御する電子駆動手段（２９４，２９８，３０２，３０６）を有する。
17. 請求項１６によるＴＧＩモジュールにおいて、
    前記少なくとも１のＴＧＩバルブ手段は、
    ＴＧＩ入口に接続される第１ＴＧＩバルブ手段（６２，６３）と、
    前記第１ＴＧＩバルブ手段（６２，６３）の下流側に接続される第２ＴＧＩバルブ手段（６４，６５）とを備え、
    前記電気駆動手段は、
    前記第１ＴＧＩバルブ手段に接続される第１電気駆動手段（２９４，２９８）と、
    前記第２ＴＧＩバルブ手段（６４，６５）に接続される第２電気駆動手段（３０２，３０６）とを有し、
    前記電子ＴＧＩモジュール（１０ｅ）と前記第１電気駆動手段と前記第２電気駆動手段は、吸息フロー間隔外で前記第１ＴＧＩバルブ手段（６２，６３）を開き、逆吸息フロー間隔外で前記第２のＴＧＩバルブ手段（６４，６５）を開くように構成される。
18. 請求項１６もしくは請求項１７によるＴＧＩモジュールにおいて、
    前記第１ＴＧＩバルブ手段は並行した第１制御ＴＧＩバルブ（６２）と第２制御ＴＧＩバルブ（６３）とを備え、
    前記第２ＴＧＩバルブ手段は並行した第３制御ＴＧＩバルブ（６４）と第４制御ＴＧＩバルブ（６５）とを備える。
19. 請求項１６から請求項１８のいずれかによる換気システムにおいて、前記ＴＧＩ入口はブレンダ（７）、ニードルバルブ（６０）、流量計（６１）の直列接続を介して、空気供給（５）と酸素供給（６）に接続される。
20. 請求項１６から請求項１９のいずれかによる換気システムにおいて、
    前記空気式ＴＧＩモジュール（１０ｐ）は圧力センサ（６８）を備え、前記圧力センサは空気式ＴＧＩモジュール出口圧力（Ｐ２）を測り、対応するＴＧＩ出口圧力信号を前記ＴＧＩ出口圧力が所定の調整可能な範囲内にない時は常に前記少なくとも１の制御ＴＧＩバルブ手段を閉じるように構成された前記電子ＴＧＩモジュール（１０ｅ）に送信する。
21. 前述のいずれかの請求項による換気システムは、測定システムから成り、
    前記測定システムは、
    測定室（８８）、前記測定室（８８）内に少なくとも１のガス成分測定センサ（２６，２７，２８）、ガスサンプルを受け付けるサンプルポート（１５）、前記サンプルポート（１５）に接続された水分離入口を備えた水分離器（７３）から成り、
    前記水分離器は、
    前記水分離器を０〜１０℃、好ましくは約８℃の露点温度に冷却する冷却ユニット（７４，８６，２２２）と、
    分離された水を排水する水排出手段（８２，８３，８４，８５）に接続された第１水分離出口と、
    乾燥したガスサンプルを提供する前記測定室に接続された第２水分離出口とを有する。
22. 請求項２１による換気システムにおいて、
    前記水分離器（７３）は、
    前記冷却ユニット（７４，８６，２２２）により冷却される例えば所定量の水などの冷却液（７５）を提供し、前記水分離器（７３）は動作中に前記ガスサンプルが前記冷却液を介して導かれるように構成される。
23. 請求項２２による換気システムは、更に前記水分離器（７３）内の前記冷却液のレベルを制御する冷却液レベル制御ユニット（７６−８２）を備える。
24. 請求項２１から請求項２３のいずれかによる換気システムにおいて、前記測定室（８８）はＮＯセンサ（２６）、Ｏ₂センサ（２７）、ＮＯ₂センサ（２８）、圧力センサ（９１）から成る。
25. 請求項２３から請求項２４による換気システムにおいて、前記サンプルポート（１５）は前記ガス投与モジュール（９）の下流側に接続される。

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