JPH0225627B2 - - Google Patents
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- JPH0225627B2 JPH0225627B2 JP60005107A JP510785A JPH0225627B2 JP H0225627 B2 JPH0225627 B2 JP H0225627B2 JP 60005107 A JP60005107 A JP 60005107A JP 510785 A JP510785 A JP 510785A JP H0225627 B2 JPH0225627 B2 JP H0225627B2
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Classifications
-
- A—HUMAN NECESSITIES
- A61—MEDICAL OR VETERINARY SCIENCE; HYGIENE
- A61M—DEVICES FOR INTRODUCING MEDIA INTO, OR ONTO, THE BODY; DEVICES FOR TRANSDUCING BODY MEDIA OR FOR TAKING MEDIA FROM THE BODY; DEVICES FOR PRODUCING OR ENDING SLEEP OR STUPOR
- A61M16/00—Devices for influencing the respiratory system of patients by gas treatment, e.g. mouth-to-mouth respiration; Tracheal tubes
- A61M16/021—Devices for influencing the respiratory system of patients by gas treatment, e.g. mouth-to-mouth respiration; Tracheal tubes operated by electrical means
- A61M16/022—Control means therefor
- A61M16/024—Control means therefor including calculation means, e.g. using a processor
-
- A—HUMAN NECESSITIES
- A61—MEDICAL OR VETERINARY SCIENCE; HYGIENE
- A61M—DEVICES FOR INTRODUCING MEDIA INTO, OR ONTO, THE BODY; DEVICES FOR TRANSDUCING BODY MEDIA OR FOR TAKING MEDIA FROM THE BODY; DEVICES FOR PRODUCING OR ENDING SLEEP OR STUPOR
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- A61M16/22—Carbon dioxide-absorbing devices ; Other means for removing carbon dioxide
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Description
【発明の詳細な説明】
産業上の利用分野
本発明は、医用呼吸装置の閉じた呼吸回路へ吸
気ガスを供給するための装置であつて、当該呼吸
装置では消費される吸気ガスが調整回路によつて
容積駆動装置の設けられた呼吸回路へ供給される
ものである、吸気ガス供給装置に関する。
気ガスを供給するための装置であつて、当該呼吸
装置では消費される吸気ガスが調整回路によつて
容積駆動装置の設けられた呼吸回路へ供給される
ものである、吸気ガス供給装置に関する。
従来技術
この種の医用呼吸装置の閉じた呼吸回路へのガ
ス供給装置は、米国特許第4127121号明細書によ
り公知である。
ス供給装置は、米国特許第4127121号明細書によ
り公知である。
上記の装置を使用して患者は、閉じた呼吸回路
において呼吸させられる。必要な酸素および麻酔
ガスは調量装置によつて供給される。これらの調
量装置においては、センサを介して消費量が求め
られ、目標値に対する差が付加的に供給される。
患者の消費量は、臨床的に重要である。しかし患
者による消費量の検出は、吸気系に漏れが無い場
合、あるいは吸気系の漏れが既知の場合にのみ可
能となる。
において呼吸させられる。必要な酸素および麻酔
ガスは調量装置によつて供給される。これらの調
量装置においては、センサを介して消費量が求め
られ、目標値に対する差が付加的に供給される。
患者の消費量は、臨床的に重要である。しかし患
者による消費量の検出は、吸気系に漏れが無い場
合、あるいは吸気系の漏れが既知の場合にのみ可
能となる。
米国特許第4127121号明細書により、患者に対
する酸素と麻酔ガスの監視供給用装置は公知であ
る。この装置は、呼吸気装置と組合わせて使用さ
れる。この吸気装置は、閉じた呼吸回路を有し、
この呼吸回路は、患者接続部、吸気ベロー装置
器、二酸化炭素吸収器、および酸素と麻酔ガスの
量を制御して呼吸回路へ供給する各１つの調量装
置を有している。各調量装置は、センサ、目標値
発信器、比較器および調整器を備えた調整回路の
端部素子である。酸素調整回路は、呼吸回路内に
設けられた酸素センサにより酸素濃度を測定し、
かつ供給酸素量を調整して酸素濃度を目標値に維
持する。麻酔ガス調整回路は、吸気ベロー装置の
ところに設けられた変位量センサにより吸気ベロ
ー装置のピーク時に変位量を測定し、麻酔ガス供
給量を調整して麻酔ガスの配分量を目標値に維持
する。調整回路のガス供給値は表示され、患者の
消費量として示される。
する酸素と麻酔ガスの監視供給用装置は公知であ
る。この装置は、呼吸気装置と組合わせて使用さ
れる。この吸気装置は、閉じた呼吸回路を有し、
この呼吸回路は、患者接続部、吸気ベロー装置
器、二酸化炭素吸収器、および酸素と麻酔ガスの
量を制御して呼吸回路へ供給する各１つの調量装
置を有している。各調量装置は、センサ、目標値
発信器、比較器および調整器を備えた調整回路の
端部素子である。酸素調整回路は、呼吸回路内に
設けられた酸素センサにより酸素濃度を測定し、
かつ供給酸素量を調整して酸素濃度を目標値に維
持する。麻酔ガス調整回路は、吸気ベロー装置の
ところに設けられた変位量センサにより吸気ベロ
ー装置のピーク時に変位量を測定し、麻酔ガス供
給量を調整して麻酔ガスの配分量を目標値に維持
する。調整回路のガス供給値は表示され、患者の
消費量として示される。
発明が解決しようとする問題点
呼吸回路において漏れがある場合は、表示され
た供給値は、患者による消費量と漏れた損失量と
の合計を示しているにすぎない。患者の消費量と
漏れた損失量を区別することは不可能である。ま
た、漏れの生じたことに対する警報は発せられな
い。
た供給値は、患者による消費量と漏れた損失量と
の合計を示しているにすぎない。患者の消費量と
漏れた損失量を区別することは不可能である。ま
た、漏れの生じたことに対する警報は発せられな
い。
本発明の課題は、冒頭で述べた種類の医用呼吸
回路の閉じた呼吸回路への吸気ガス供給装置を改
良して、必要なガスの調量のもとでガス消費量と
漏れ量とを確実に検出できるようにすることであ
る。
回路の閉じた呼吸回路への吸気ガス供給装置を改
良して、必要なガスの調量のもとでガス消費量と
漏れ量とを確実に検出できるようにすることであ
る。
問題点を解決するための手段
上記の課題は本発明によれば次のようにして解
決される。
決される。
すなわち、調整回路が圧力実際値を検出するた
めの圧力検出器と、差動増幅器と、調整器と、調
量装置と、少なくとも２つの目標値に切換えるこ
とのできる圧力スイツチとを有していて、呼吸回
路に接続されており、 さらに計算器が設けられており、該計算器は
Ａ／Ｄ変換器を介して受信した調整回路のデータ
を処理し、該計算器により圧力スイツチを介して
切換えられた目標値に圧力が達するたび毎に容積
駆動装置は上記計算器により停止され、 調整器から調量装置に送出され、前記目標値を
維持するのに必要な供給総量値E1，E2が、消費
量Ｖおよび漏れ量Ｌを次の連立方程式により算出
するために用いられ、 E1＝Ｖ＋Ｌ（P1−Ｐ） E2＝Ｖ＋Ｌ（P1−Ｐ） ここでＰは周囲の大気圧であるように構成して
解決される。
めの圧力検出器と、差動増幅器と、調整器と、調
量装置と、少なくとも２つの目標値に切換えるこ
とのできる圧力スイツチとを有していて、呼吸回
路に接続されており、 さらに計算器が設けられており、該計算器は
Ａ／Ｄ変換器を介して受信した調整回路のデータ
を処理し、該計算器により圧力スイツチを介して
切換えられた目標値に圧力が達するたび毎に容積
駆動装置は上記計算器により停止され、 調整器から調量装置に送出され、前記目標値を
維持するのに必要な供給総量値E1，E2が、消費
量Ｖおよび漏れ量Ｌを次の連立方程式により算出
するために用いられ、 E1＝Ｖ＋Ｌ（P1−Ｐ） E2＝Ｖ＋Ｌ（P1−Ｐ） ここでＰは周囲の大気圧であるように構成して
解決される。
本発明の対象では、医用呼吸装置の閉じた呼吸
回路に吸気ガスを供給するための装置が設けられ
ている。呼吸装置には、供給吸気ガス総量を調整
する調量装置が設けられており、この調量装置は
調整器によつて制御される。また圧力検出器が閉
じた呼吸回路に接続されていて圧力信号を発生す
る。この圧力信号は差動増幅器の一方の入力側に
供給される。差動増幅器の他方の入力側には、２
つの相互に異なる圧力目標値に相応する信号のい
ずれかが供給される。
回路に吸気ガスを供給するための装置が設けられ
ている。呼吸装置には、供給吸気ガス総量を調整
する調量装置が設けられており、この調量装置は
調整器によつて制御される。また圧力検出器が閉
じた呼吸回路に接続されていて圧力信号を発生す
る。この圧力信号は差動増幅器の一方の入力側に
供給される。差動増幅器の他方の入力側には、２
つの相互に異なる圧力目標値に相応する信号のい
ずれかが供給される。
容積駆動装置が患者に供給する吸気ガスをドラ
イブするために閉じた呼吸回路に接続されてい
る。また２つの設定可能な圧力目標値を切換える
ためのスイツチが設けられている。偏差信号は差
動増幅器から出力される。この信号は選択した目
標圧力値と瞬時の実際圧力値との差に相応する。
この差動増幅器の出力信号と、瞬時圧力値と、調
整器の制御出力信号とは、有利にはＡ／Ｄ変換器
を介して計算器に供給される。この計算器の出力
ポートは前記のスイツチおよび容積駆動装置に接
続されている。計算器は瞬時消費量と閉じた呼吸
回路からの漏れ量とを２つの式から算出するよう
にプログラムされている。この２つの式は、選択
した圧力目標値、増幅器からの偏差信号および調
整器からの制御信号に関連するものである。
イブするために閉じた呼吸回路に接続されてい
る。また２つの設定可能な圧力目標値を切換える
ためのスイツチが設けられている。偏差信号は差
動増幅器から出力される。この信号は選択した目
標圧力値と瞬時の実際圧力値との差に相応する。
この差動増幅器の出力信号と、瞬時圧力値と、調
整器の制御出力信号とは、有利にはＡ／Ｄ変換器
を介して計算器に供給される。この計算器の出力
ポートは前記のスイツチおよび容積駆動装置に接
続されている。計算器は瞬時消費量と閉じた呼吸
回路からの漏れ量とを２つの式から算出するよう
にプログラムされている。この２つの式は、選択
した圧力目標値、増幅器からの偏差信号および調
整器からの制御信号に関連するものである。
実施例
次に本発明の実施例を図面を用いて詳細に説明
する。
する。
図にブロツク図として示されている装置は、機
械的呼吸装置の閉じた呼吸回路に接続される。患
者の肺２を介して閉じた呼吸回路１は、CO2吸収
器３を有している。呼吸気の流れは、公知のよう
に容積駆動装置４としての吸気ベロー装置を用い
て形成される。呼吸気の流れ方向は、逆止弁５に
よつて決められる。使用される吸気ガス、即ち、
酸および麻酔ガスは、調量装置６を介して成分に
応じて調量して供給される。
械的呼吸装置の閉じた呼吸回路に接続される。患
者の肺２を介して閉じた呼吸回路１は、CO2吸収
器３を有している。呼吸気の流れは、公知のよう
に容積駆動装置４としての吸気ベロー装置を用い
て形成される。呼吸気の流れ方向は、逆止弁５に
よつて決められる。使用される吸気ガス、即ち、
酸および麻酔ガスは、調量装置６を介して成分に
応じて調量して供給される。
調量装置６は調整回路７の端部素子を形成して
いる。調整回路７は、呼吸回路の圧力を制御変数
として使用する。調整回路７はそのために、圧力
実際値信号を検出するための圧力検出器８を介し
て呼吸回路１と接続されている。調整回路７は、
差動増幅器９を有しており、この差動増幅器９に
は調整器１０が後置接続されている。この調整器
１０は、調量装置６を制御する。
いる。調整回路７は、呼吸回路の圧力を制御変数
として使用する。調整回路７はそのために、圧力
実際値信号を検出するための圧力検出器８を介し
て呼吸回路１と接続されている。調整回路７は、
差動増幅器９を有しており、この差動増幅器９に
は調整器１０が後置接続されている。この調整器
１０は、調量装置６を制御する。
圧力実際値（圧力検出器８の出力）、調整偏差
信号値P1−ＰまたはP2−Ｐ（差動増幅器９の出
力）、および調量される総供給量信号E1またはE2
（調整器１０の出力）は、Ａ／Ｄ変換器１１にお
いてデイジタル信号へ変換されかつ計算器１２に
供給される。差動増幅器９に前置接続された圧力
スイツチ１３は、設定調整可能な圧力目標値P1
およびP2を選択するためのものであり、これら
の圧力目標値は、呼吸回路に対して設定される。
これらの圧力目標値へは、調量装置６によつて閉
じた呼吸回路１への供給量Ｅを制御することによ
り達せられる。
信号値P1−ＰまたはP2−Ｐ（差動増幅器９の出
力）、および調量される総供給量信号E1またはE2
（調整器１０の出力）は、Ａ／Ｄ変換器１１にお
いてデイジタル信号へ変換されかつ計算器１２に
供給される。差動増幅器９に前置接続された圧力
スイツチ１３は、設定調整可能な圧力目標値P1
およびP2を選択するためのものであり、これら
の圧力目標値は、呼吸回路に対して設定される。
これらの圧力目標値へは、調量装置６によつて閉
じた呼吸回路１への供給量Ｅを制御することによ
り達せられる。
呼吸回路がその必要な圧力値に達すると、計算
器１２は、圧力スイツチ１３の切換のための信号
を送出し、同時に容積駆動装置４は停止される。
患者の消費量Ｖは、ここで選定される圧力領域に
おいては事実上圧力に依存しない、即ち圧力P1
およびP2のいずれでも、患者の消費量Ｖは一定
であると仮定すれば、呼吸回路１における漏れ量
Ｌに関して次の式が成立つ。
器１２は、圧力スイツチ１３の切換のための信号
を送出し、同時に容積駆動装置４は停止される。
患者の消費量Ｖは、ここで選定される圧力領域に
おいては事実上圧力に依存しない、即ち圧力P1
およびP2のいずれでも、患者の消費量Ｖは一定
であると仮定すれば、呼吸回路１における漏れ量
Ｌに関して次の式が成立つ。
E1＝Ｖ＋Ｌ（P1−Ｐ）
E2＝Ｖ＋Ｌ（P1−Ｐ）
これらの式から漏れ量Ｌと患者の消費量Ｖを算
出できる。ここでＰは周囲の大気圧である。
出できる。ここでＰは周囲の大気圧である。
すなわち、患者の消費量Ｖは一定であり、漏れ
量Ｌは呼吸回路１内の圧力Ｐ，P1，P2に比例し、
消費量Ｖと漏れ量の和である総供給量E1，E2は
調量装置６において既知であるから、上記の連立
方程式を計算器１２によつて解くことができる。
量Ｌは呼吸回路１内の圧力Ｐ，P1，P2に比例し、
消費量Ｖと漏れ量の和である総供給量E1，E2は
調量装置６において既知であるから、上記の連立
方程式を計算器１２によつて解くことができる。
計算器１２は調整回路７を次のように制御す
る。すなわち、計算器が圧力スイツチ１３を交互
に所定の目標値P1とP2に切換え、それにより圧
力スイツチ１３に接続された差動増幅器９の反転
入力側に異なる入力信号が供給され、差動増幅器
９の出力が調整器１０に供給されるように制御す
る。新たな圧力設定目標値P1ないしP2により、
調量装置６は設定目標値P1ないしP2に達するよ
う閉じた呼吸回路１内へ吸気ガスを導入する。呼
吸回路１内の圧力は圧力検出器８により検出さ
れ、差動増幅器９の非反転入力側に供給される。
差動増幅器９の出力により、設定目標値P1ない
しP2に達したことが確認されると、直ちに容積
駆動装置４が停止される。
る。すなわち、計算器が圧力スイツチ１３を交互
に所定の目標値P1とP2に切換え、それにより圧
力スイツチ１３に接続された差動増幅器９の反転
入力側に異なる入力信号が供給され、差動増幅器
９の出力が調整器１０に供給されるように制御す
る。新たな圧力設定目標値P1ないしP2により、
調量装置６は設定目標値P1ないしP2に達するよ
う閉じた呼吸回路１内へ吸気ガスを導入する。呼
吸回路１内の圧力は圧力検出器８により検出さ
れ、差動増幅器９の非反転入力側に供給される。
差動増幅器９の出力により、設定目標値P1ない
しP2に達したことが確認されると、直ちに容積
駆動装置４が停止される。
前にも述べたように連立方程式
E1＝Ｖ＋Ｌ（P1−Ｐ）
E2＝Ｖ＋Ｌ（P1−Ｐ）
から、検出器１２は消費量Ｖと漏れ量Ｌを算出
し、消費指示装置１４および漏れ量指示装置１５
に表示する。
し、消費指示装置１４および漏れ量指示装置１５
に表示する。
ここでP1とP2は呼吸回路に対する圧力目標値
であり、Ｐは単に周囲の大気圧である。周囲の大
気圧に対して遮蔽されなければならない閉じた呼
吸回路の駆動では、漏れの算出が重要であり、こ
の漏れは周囲の大気圧に対して生じるのである。
であり、Ｐは単に周囲の大気圧である。周囲の大
気圧に対して遮蔽されなければならない閉じた呼
吸回路の駆動では、漏れの算出が重要であり、こ
の漏れは周囲の大気圧に対して生じるのである。
容積駆動装置の停止は所定の呼吸相の存在と結
び付ける必要はなく、呼吸サイクルの任意の時点
で行うことができる。すなわち、呼吸相中にP1
からP2へ、またはその逆に切換えることができ
る。例えばP1＝Ｐ（大気圧）ならば、呼吸回路中
にてこの設定目標値を識別した際に計算器は、
E1に対する消費量を検出し、P1よりも大きいP2
に切換える。それによりE2とＶ＝E1から、P2−
Ｐ≠０であるので漏れ量Ｌが求められる。
び付ける必要はなく、呼吸サイクルの任意の時点
で行うことができる。すなわち、呼吸相中にP1
からP2へ、またはその逆に切換えることができ
る。例えばP1＝Ｐ（大気圧）ならば、呼吸回路中
にてこの設定目標値を識別した際に計算器は、
E1に対する消費量を検出し、P1よりも大きいP2
に切換える。それによりE2とＶ＝E1から、P2−
Ｐ≠０であるので漏れ量Ｌが求められる。
P1とP2が通常の呼吸サイクル中に発生するよ
うな設定目標値であつても目標の計算が行われ
る。例えばP1は吸気フエーズでの圧力上昇部分
の圧力、P2はピーク圧力とすることができる。
圧力P1に達した際容積駆動装置は停止され、式
E1＝Ｖ＋Ｌ（P1−Ｐ）が検出される。ピーク圧力
P2に達した際（容積駆動装置はまた停止され
る）、式E2＝Ｖ＋Ｌ（P2−Ｐ）が検出され、Ｖと
Ｌが算出される。
うな設定目標値であつても目標の計算が行われ
る。例えばP1は吸気フエーズでの圧力上昇部分
の圧力、P2はピーク圧力とすることができる。
圧力P1に達した際容積駆動装置は停止され、式
E1＝Ｖ＋Ｌ（P1−Ｐ）が検出される。ピーク圧力
P2に達した際（容積駆動装置はまた停止され
る）、式E2＝Ｖ＋Ｌ（P2−Ｐ）が検出され、Ｖと
Ｌが算出される。
しかしP1をピーク圧力、P2は排気相の下降縁
からの圧力値とすることもできる。
からの圧力値とすることもできる。
ピーク圧力P1に達した際にE1に対する第１の
式が検出され、排気圧力P2に達した際にE2に対
する第２の式が検出される。
式が検出され、排気圧力P2に達した際にE2に対
する第２の式が検出される。
また２つの圧力値P1とP2はそれぞれ、吸気フ
エーズと排気フエーズから選択することもでき
る。
エーズと排気フエーズから選択することもでき
る。
発明の効果
本発明によれば、患者に供給されるガス量のう
ち患者によつて消費された量と漏れ量とを確実に
知ることができる。したがつてそれにより漏れが
すぐなくなるように処置できガス消費量を最小に
できる。また場合によつては過度に少ないまたは
過度に多いガスが供給されて患者に過大な負担が
加わることも防止できる。
ち患者によつて消費された量と漏れ量とを確実に
知ることができる。したがつてそれにより漏れが
すぐなくなるように処置できガス消費量を最小に
できる。また場合によつては過度に少ないまたは
過度に多いガスが供給されて患者に過大な負担が
加わることも防止できる。
本発明によれば、調整回路は、既に空気、酸素
および麻酔ガスが成分として混合されている呼吸
ガスの場合でも、漏れ制御のために用いることが
できる。また、個々のガス、例えば酸素−麻酔ガ
スに対して別個の調整回路を用いて、それぞれの
ガスの１つを同様にして漏れの監視のために用い
ることできる。
および麻酔ガスが成分として混合されている呼吸
ガスの場合でも、漏れ制御のために用いることが
できる。また、個々のガス、例えば酸素−麻酔ガ
スに対して別個の調整回路を用いて、それぞれの
ガスの１つを同様にして漏れの監視のために用い
ることできる。
図は本発明の実施例を示す図である。
１……呼吸回路、２……患者の肺、３……CO2
吸収器、４……容積駆動装置、５……逆止弁、６
……調量装置、７……調整回路、８……圧力検出
器、９……差動増幅器、１０……調整器、１１…
…Ａ／Ｄ変換器、１２……計算器、１３……圧力
スイツチ、１４……消費量指示装置、１５……漏
れ量指示装置。
吸収器、４……容積駆動装置、５……逆止弁、６
……調量装置、７……調整回路、８……圧力検出
器、９……差動増幅器、１０……調整器、１１…
…Ａ／Ｄ変換器、１２……計算器、１３……圧力
スイツチ、１４……消費量指示装置、１５……漏
れ量指示装置。
Claims (1)
- 【特許請求の範囲】 １ 医用呼吸装置の閉じた呼吸回路１へ吸気ガス
を供給するための装置であつて、当該呼吸装置で
は消費される吸気ガスが調整回路７によつて容積
駆動装置４の設けられた呼吸回路１へ供給される
ものである、吸気ガス供給装置において、 調整回路７は、圧力実際値を検出するための圧
力検出器１８と、差動増幅器９と、調整器１０
と、調量装置６と、少なくとも２つの目標値P1，
P2に切換えることのできる圧力スイツチ１３と
を有していて、呼吸回路１に接続されており、 さらに計算器１２が設けられており、該計算器
１２はＡ／Ｄ変換器１１を介して受信した調整回
路７のデータを処理し、該計算器により圧力スイ
ツチ１３を介して切換えられた目標値P1，P2に
圧力が達するたび毎に容積駆動装置４は上記計算
器により停止され、 調整器１０から調量装置６に送出され、前記目
標値を維持するのに必要な供給総量値E1，E2が、
消費量Ｖおよび漏れ量Ｌを次の連立方程式により
算出するために用いられ、 E1＝Ｖ＋Ｌ（P1−Ｐ） E2＝Ｖ＋Ｌ（P1−Ｐ） ここでＰは周囲の大気圧であることを特徴とす
る吸気ガス供給装置。 ２ 調整回路７が酸素供給を調整する、特許請求
の範囲第１項記載の吸気ガス供給装置。 ３ 調整回路７が麻酔ガス供給を調整する、特許
請求の範囲第１項記載の吸気ガス供給装置。
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