JPH0659312B2 - 呼吸装置 - Google Patents

呼吸装置

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JPH0659312B2
JPH0659312B2 JP2000744A JP74490A JPH0659312B2 JP H0659312 B2 JPH0659312 B2 JP H0659312B2 JP 2000744 A JP2000744 A JP 2000744A JP 74490 A JP74490 A JP 74490A JP H0659312 B2 JPH0659312 B2 JP H0659312B2
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respiratory
gas
breathing
control unit
reservoir
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ヴオルフガング・ザウアー
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ドレーゲルヴエルク・アクチエンゲゼルシヤフト
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    • A61M16/00—Devices for influencing the respiratory system of patients by gas treatment, e.g. ventilators; Tracheal tubes
    • A61M16/021—Devices for influencing the respiratory system of patients by gas treatment, e.g. ventilators; Tracheal tubes operated by electrical means
    • A61M16/022—Control means therefor
    • A—HUMAN NECESSITIES
    • A61—MEDICAL OR VETERINARY SCIENCE; HYGIENE
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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、呼吸に必要なガス成分が制御ユニットによっ
てフレッシュガス管路を介して調量され、前記フレッシ
ュガス管路には容積可変のリザーバが接続されており、
少なくとも消費された量の呼吸ガスが再び補充され、呼
吸ガス輸送ユニットが呼吸循環路に設けられている呼吸
装置に関し、ここで呼吸循環路は閉じているか、または
半閉に構成されている。
従来の技術 閉じた呼吸循環路を有する呼吸装置は有利には麻酔処置
に使用する。というのはこのような装置構成により、フ
レッシュガス、例えば酸素濃縮呼吸気または麻酔ガスお
よび麻酔剤の消費が最少にされ、麻酔中に呼吸ガス湿度
および呼吸ガス温度を維持することが保証されるからで
ある。呼吸により排気された呼気ガスから二酸化炭素を
除去し、例えば酸素の消費および場合によっては付加的
な麻酔ガスの消費をフレッシュガス供給により補償す
る。そのためには、実際の消費量と場合によっては発生
する漏れ量に相応する量だけのフレッシュガスを供給す
ることが必要である。
これに対し半閉の呼吸循環路を有する呼吸装置では、呼
吸により排気された呼気ガスの一部だけが再び戻し供給
される。そのためフレッシュガスは実際の消費量よりも
格段に多く調量される。これにより排気された呼気ガス
が希薄になる。フレッシュガスと排気された呼気ガスの
混合からなる余剰ガスは各呼吸の後で弁を介して放出さ
れる。従って余剰ガスは喪失され、コストのかかる後処
理装置例えば吸引装置を介して処理しなければならな
い。余剰ガスの放出はまた麻酔ガスおよび麻酔剤の過剰
の消費につながる。
欧州特許第１２１２５５号明細書から公知の、閉じた呼
吸循環路を有する麻酔呼吸装置は、新鮮な呼吸ガスを調
量するためにコストのかかる制御回路を使用する。この
制御回路では呼吸ガス構成成分が相応のセンサにより検
出され、調量ユニットの制御に使用される。それにより
呼吸中にいつでも呼吸ガスを搬送する循環路の充填状態
が検出され、必要なフレッシュガス量が麻酔ガスと共に
供給される。
しかしこの種の調量はコストがかかり高価である。なぜ
なら、行った測定に従って相応の呼吸ガス量を再び補充
することができるようにするため、呼吸ガス組成中に存
在するガス成分毎に多数の測定センサが必要だからであ
る。閉じた呼吸循環路では各呼吸毎に数１００mlの呼吸
ガスが消費されるだけであるのに呼吸装置全体は遥かに
多くの内容量を有しているので、このような僅かな量の
正確な調量を行うためには呼吸経過中のコンプライアン
ス（機械的たわみ）をできるだけ変化しないように保持
することが必要である。コンプライアンスが大きくなる
と、調量された量のうちの僅かな部分だけが実際に消費
された量に相応し、余剰の部分は呼吸装置により汲み上
がられる。このようなコンプライアンスの変化は公知の
呼吸装置では次のようにして処理している。すなわち、
容積可変のリザーバを全呼吸サイクル中呼吸ガス管路に
常時接続し、これによりリザーバの内容量を消費量に応
じて変化させるのである。容積の変化は他にも次のよう
にして発生する。すなわち、呼吸回路中のエラステック
な部材、例えば呼吸ホースが呼吸圧によりその容積を拡
大することにより発生する。この作用は特に吸気相中に
観察される。従って、消費された呼吸ガスの調量は可変
のコンプライアンスを有する呼吸循環路中で行われる。
発明が解決しようとする課題 本発明の課題は、冒頭に述べた種類の呼吸装置を改善し
て、呼吸ガスの非常に僅かな量の調量も可能とし、その
際に全呼吸系の小さなコンプライアンスが必然的に一定
に留まるようにし、可能な限り僅かな構造的寸法とコス
トのかかる測定センサを僅かしか有しない操作の簡単な
装置を提供するものである。さらに動作に起因するフレ
ッシュガスまたは麻酔剤の喪失は最少化されるものであ
る。
課題を解決するための手段 この課題は次のようにして解決される。すなわち、閉じ
た呼吸循環路の場合、調量ユニットと、充填状態指示器
と、遮断装置とが設けられており、前記容積可変のリザ
ーバは前記調量ユニットの下流側に接続されており、か
つフレッシュガス管路から分岐しており、前記充填状態
指示器の充填状態信号が実際値として制御ユニットに送
出され、所定の目標値と比較され、前記遮断装置はフレ
ッシュガス管路の呼吸循環路への流入口の前のところに
設けられており、かつ前記制御ユニットによって呼気相
の間だけ前記リザーバと呼吸循環路とを接続するように
構成して解決される。半閉の呼吸循環路の場合、圧力測
定装置と、排出弁と、調量ユニットと、遮断装置とが設
けられており、前記圧力測定装置は前記呼吸ガス輸送ユ
ニットに配置されており、かつ呼吸循環路中の呼吸ガス
量に対する充填状態指示器として構成されており、該圧
力測定装置の信号は制御ユニットに送出され、かつ所定
の目標値と比較され、前記容量可変のリザーバは前記調
量ユニットの下流側に接続されており、かつフレッシュ
ガス管路から分岐しており、前記排出弁は呼吸循環路に
配置され、かつ制御ユニットと接続されており、前記遮
断装置はフレッシュガス管路の呼吸循環路への流入口の
前のところに設けられており、かつ前記制御ユニットに
よって呼気相の間だけ前記リザーバと呼吸循環路とを接
触するように構成して解決される。
発明の利点は次のとうりである。すなわち、調量ユニッ
トを遮断装置によって呼吸循環路から自動的に切り離す
ことができ、呼吸の呼気相の間だけ必要に応じて、フレ
ッシュガスの充填されたリザーバを呼吸循環路に接続す
るのである。これは先行する消費のため補充しなければ
ならないフレッシュガスを取り出すために行う。リザー
バから取り出されたフレッシュガス量はこの消費量に相
応する。機器の操作者はこの取り出された量から消費量
を検出し、相応してリザーバにフレッシュガスを補充す
ることができる。吸気相では調量ユニットは分離されリ
ザーバは遮断されているので、一定のコンプライアンス
の下で動作することができ、呼気相の間だけリザーバは
呼吸循環路と接続される。従って呼吸装置は吸気行程の
補充のために必要な容積もリザーバから取り出す。その
後、調量ユニットは再び遮断され、呼吸装置によって後
続の吸気相を必要な吸気行程量だけで行うことができ
る。いるリザーバを調量ユニットにより再び補充しなけ
ればならないかを、機器の操作者が容易に識別できるよ
う充填状態指示器を介して内容量を検出すると有利であ
る。
特に簡単かつ容易に操作される実施例は次のようにして
実現される。すなわち、風船状の膨張室をリザーバとし
て分岐管路を介して呼吸ガス管路に接続し、その際分岐
管路にて同様に充填状態指示器としての圧力センサがセ
ンシングするのである。
半閉の呼吸循環路の場合、呼吸循環路中の呼吸ガス量に
対する充填状態指示器としての圧力測定装置を呼吸ガス
輸送ユニットに設け、排出弁を呼吸循環路に設ける。排
出弁により呼吸循環路中の呼吸ガス量が制限される。従
って呼吸循環路へのフレッシュガスの調量はほぼ一定の
呼気ガス容積により行われる。排出弁は吸気相中は閉じ
ており、呼気相において流入するフレッシュガスが、呼
吸または漏れの消費によるガス損失量よりも大きいとき
にのみ開放される。すなわち、この場合は最終呼気圧が
上昇するのである。圧力測定装置により呼吸ガス輸送ユ
ニットにて測定された圧力が上側の所定圧力限界を上回
ると、排出弁が開放される。圧力が下側の所定圧力限界
を下回ると、排出弁は再び閉じられる。圧力限界と調整
されたフレッシュガス流の選択に応じて、排出弁は複数
回の呼吸行程にわたって閉じることもできる。呼吸循環
路が半閉の場合でも閉じた呼吸循環路の利点を利用する
ことができる。すなわち、高いフレッシュガス効率と吸
気ガスの良好な加湿および加熱が得られる。
閉じた呼吸循環路の場合で、調量を手動でなく行い、機
器操作者がリザーバの充填状態の監視から解放されるべ
きである場合、調量ユニット、充填状態指示器、遮断装
置および呼吸装置をその呼吸ガス輸送ユニットと共に共
通の制御ユニットに接続すると有利である。そのように
するとリザーバの内容量が十分である限り、呼吸サイク
ル毎に単にそれぞれ消費された呼吸ガス量の調量、また
は前の実施例と同様に所望の呼吸行程数に応じてその間
の消費された呼吸ガス量の調量を自動的に行うことがで
きる。リザーバの内容量が十分に大きく構成されていれ
ば、比較的に大きな吸気行程が急に必要になったとき、
瞬時に必要な比較的に大きな呼吸ガス需要をリザーバの
内容量から賄うこともできる。調量ユニットが遮断され
ていれば、空になったリザーバを吸気相中に補充するこ
とができる。そしてリザーバの内容量を後続の呼吸行程
に対して再び使用することができる。
半閉の呼吸循環路の場合、有利には調量は一定の値に調
整され、リザーバに蓄積される。吸気相中は遮断装置と
排出弁は閉じられており、呼吸ガス輸送ユニットが呼吸
行程を行う。呼気相は遮断弁の開放により開始され、そ
れに基づきリザーバからのフレッシュガスと呼吸の呼気
ガスの一部が拡張された呼吸輸送ユニットの室に達す
る。排出弁は、制御ユニットに入力される上側圧力限界
を上回っている限り呼気相の終時に開放する。圧力測定
ユニットにより測定された圧力が所定の限界内に留まれ
ば排出弁は閉じられ、動作に起因するフレッシュガスま
たは麻酔剤の損失はそれにより最少化される。さらに、
制御ユニットによりフレッシュガス調量を呼吸循環路内
で制御することもできる。
実施例 本発明の実施例を図面に基づき、以下詳細に説明する。
第１図では、所属の呼吸ガス輸送ユニット２を有する呼
吸装置１が閉じた呼吸循環路３に接続されている。輸送
ユニット２は例えばシリンダとその中を摺動するピスト
ンとから構成することができる。呼吸循環路３は呼吸ガ
スの輸送を、吸気相中は図示していない患者へ吸気矢印
４の方向で行い、また呼気相中は患者から輸送ユニット
２へ呼気矢印５の方向へ戻す。呼吸ガスの循環路は輸送
ユニットにより保持され、方向弁６により矢印４、５に
よって示された循環路に維持される。呼吸循環路３には
呼吸ガスを清浄するための二酸化炭素吸収器７がある。
フレッシュガス管路８を介して呼吸循環路３に、呼吸サ
イクル中に消費され、またはリーケージにより漏れた呼
吸ガスを補充することができる。そのためにフレッシュ
ガス管路８には調量ユニット９と電気的に制御可能な遮
断装置１０１が結合されている。遮断装置は遮断弁１０
１として構成することができる。調量ユニット９と遮断
弁１０１との間のフレッシュガス管路８に分岐管１１が
設けられており、この分岐管にはその容積が可変である
風船がリザーバ１２として接続されている。分岐管１１
には充填状態指示器１３として構成された圧力センサが
接続されており、その圧力信号は信号線路１４を介して
制御ユニット１５に供給される。同じ制御ユニット１５
に輸送ユニット２への制御線路１６、並びに遮断弁１０
１の制御部１０への弁信号線路１７が接続されている。
同様にフレッシュガス管路８は制御ユニット１５から始
まって更に調量ユニット９に至る。従って、制御ユニッ
ト１５は同様に、フレッシュガス供給を、図示しないま
たは制御ユニット内に集積されたフレッシュガス源によ
り制御することができる。
呼吸装置１を呼吸循環路３および第１図に示した所属の
部材と共に動作させるために、輸送ユニット２のピスト
ンはちょうど吸気矢印４に従い吸気行程を実行すると仮
定する。その際弁１０１は制御ユニット１５により閉じ
られており、リザーバ１２にはフレッシュガスが充填さ
れている。圧力センサ１３はリザーバ１２の相応の内圧
に応答し、内圧を測定信号として制御ユニット１５に送
出する。吸気行程の終了後、輸送ユニット２は制御線路
１６を介して制御ユニット１５に呼気矢印５に従う呼気
行程への反転を通報する。その結果、呼吸循環路３から
の呼気は、ピストンの戻り運動により拡大した輸送ユニ
ットのシリンダへ逆流する。同時に弁１０１は弁信号線
路１７を介して開放され、その結果輸送ユニット２の戻
り運動するピストンは、呼気行程中の行程容量が呼吸循
環路３から完全に賄われないと付加的にフレッシュガス
をリザーバ１２から呼吸循環路３へ吸い込むこととな
る。すなわちフレッシュガスがリザーバ１２から吸い込
まれる場合は、図示しない患者が呼吸ガスを消費した
か、または付加的に漏れが発生し、漏れにより先行する
吸気行程での呼吸ガスが外気へ失われてしまったのであ
る。呼気行程が終了した後、この状態は再び呼吸装置１
から制御ユニット１５に通報され、これに基づき吸気行
程への反転が行われ、同時に遮断弁１０１が閉鎖され
る。フレッシュガス管路の閉鎖された状態では、一部ま
たは完全に空のリザーバ１２に調量ユニット９を介して
フレッシュガスが充填される。すなわち、充填状態指示
器１３により、制御ユニット１５により監視されている
リザーバ内の所定の圧力が検出されるまで充填される。
この時点で制御ユニット１５によりフレッシュガス供給
が調量ユニット９を介して止められ、充填されたリザー
バ１２は輸送ユニット２の後続の呼気行程中に取り出す
ことができる。
第２図には半閉の呼吸循環路３１を有する呼吸装置１が
示されている。第１図と同じ部分には同じ参照番号が付
してある。輸送ユニット２には圧力測定装置１８が接続
されている。圧力測定装置は呼吸循環路３１内の呼吸ガ
ス量に対する充填状態指示器として用いる。さらに電気
的に制御可能な排出弁２０が設けられており、この弁は
制御部１９と信号線路２１を介して制御ユニット１５に
接続されている。圧力測定装置１８は信号線路２２を介
して制御ユニット１５と接続されている。
呼吸装置１を呼吸循環路３１および第２図に図示した部
材と共に動作させるために、輸送ユニット２はちょうど
吸気矢印４に従い吸気行程を実行すると仮定する。調量
ユニット９は例えば４Ｌ／ｍｉｎの一定のフレッシュガ
ス流に調整されているものとする。遮断弁１０１は閉じ
られる。その結果フレッシュガスはリザーバ１２に流入
する。半閉の呼吸循環路３１内の排出弁１９は同様に閉
じられている。従って、吸気行程中に輸送ユニット２の
ピストンは呼吸ガスを患者に輸送する。
呼気相の開始時に（呼気矢印５）遮断弁１０１は開放さ
れる。輸送ユニット２の戻り運動するピストンにより呼
吸ガスはリザーバ１２および呼吸循環路３１から輸送ユ
ニットに流入する。圧力測定装置１８により呼吸循環路
３１の輸送ユニット２における圧力が常時測定され、制
御ユニット１５にて同様に所定の上側圧力限界値と比較
される。圧力がこの上側圧力限界（例えば１ｍｂａｒ）
を上回ると排出弁が開放され、呼吸ガスの一部が外気に
放出される。制御ユニット１５にて同様に設定された下
側圧力限界（例えば０．５ｍｂａｒ）に達すると、排出
弁２０が閉鎖される。引き続き新たな吸気行程が実行さ
れる。圧力測定装置１８により測定された圧力が上側圧
力限界内に留まれば、排出弁２０は閉鎖されたままとな
る。調量ユニット９にて調整されたフレッシュガス量に
応じて、排出弁２０は複数回の呼吸行程にわたっても閉
じたままとすることができる。すなわちこれは流入する
フレッシュガス量が患者により摂取されたガス量および
漏れ量とほぼ同じ場合である。排出弁２０を必要に応じ
て開放することにより、動作に起因するフレッシュガス
または麻酔剤の喪失を最少化することができる。また半
閉の呼吸循環路３１でも完全に閉じた呼吸循環路３（排
出弁がない）の利点が維持される。すなわち、良好なフ
レッシュガス効率とそれに関連した吸気ガスの良好な加
湿と加熱が得られる。
本発明はフレッシュガスによる呼吸にのみ限定するもの
ではなく、フレッシュガスに複数の揮発性の麻酔剤を添
加することができ、麻酔剤は付加的な酸素ガスと共に同
じようにして呼吸循環路３、３１に調量することができ
る。
発明の効果 本発明により、呼吸ガスの非常に少量の調量が可能であ
り、その際に必然的に呼吸装置のコンプライアンスが一
定に維持され、さらに構造的寸法が小さく、コストのか
かる測定センサを僅かしか有しない操作の簡単な呼吸装
置が得られる。
【図面の簡単な説明】
第１図は閉じた呼吸循環路を有する呼吸装置のブロック
図、第２図は半閉の呼吸循環路を有する呼吸装置のブロ
ック図である。 １……呼吸装置、２……呼吸ガス輸送ユニット、３，３
１……呼吸循環路、８……フレッシュガス管路、９……
調量ユニット、１０，１０１……遮断装置、１２……リ
ザーバ、１５……制御ユニット
フロントページの続き (56)参考文献 特開 昭55−68371（ＪＰ，Ａ) 特開 昭60−160967（ＪＰ，Ａ) 特開 昭53−59293（ＪＰ，Ａ) 特開 昭59−197259（ＪＰ，Ａ) 特公 昭40−23439（ＪＰ，Ｂ１)

Claims (4)

    【特許請求の範囲】
  1. 【請求項１】呼吸に必要なガス成分が制御ユニット（１
    ５）によってフレッシュガス管路（８）を介して調量さ
    れ、 前記フレッシュガス管路（８）には容積可変のリザーバ
    （１２）が接続されており、 少なくとも消費された量の呼吸ガスが再び補充され、 呼吸ガス輸送ユニット（２）が呼吸循環路（３）に設け
    られている、閉じた呼吸循環路（３）は有する呼吸装置
    において、 調量ユニット（９）と、充填状態指示器（１３）と、遮
    断装置（１０、１０１）とが設けられており、 前記容積可変のリザーバ（１２）は前記調量ユニット
    （９）の下流側に接続されており、かつフレッシュガス
    管路（８）から分岐しており、 前記充填状態指示器（１３）の充填状態信号が実際値と
    して制御ユニット（１５）に送出され、所定の目標値と
    比較され、 前記遮断装置（１０，１０１）はフレッシュガス管路
    （８）の呼吸循環路（３）への流入口の前のところに設
    けられており、かつ前記制御ユニット（１５）によって
    呼気相の間だけ前記リザーバ（１２）と呼吸循環路
    （３）とを接続することを特徴とする呼吸装置。
  2. 【請求項２】前記充填状態指示器は圧力センサ（１３）
    であり、該圧力センサはリザーバとしての風船状膨張室
    （１２）の分岐管（１１）に接続されている請求項１記
    載の呼吸装置。
  3. 【請求項３】呼吸に必要なガス成分が制御ユニット（１
    ５）によってフレッシュガス管路（８）を介して調量さ
    れ、 前記フレッシュガス管路（８）には容積可変のリザーバ
    （１２）が接続されており、 少なくとも消費された量の呼吸ガスが再び補充され、 呼吸ガス輸送ユニット（２）が呼吸循環路（３１）に設
    けられている、半閉の呼吸循環路（３）を有する呼吸装
    置において、 圧力測定装置（１８）と、排出弁（２０）と、調量ユニ
    ット（９）と、遮断装置（１０、１０１）とが設けられ
    ており、 前記圧力測定装置（１８）は前記呼吸ガス輸送ユニット
    （２）に配置されており、かつ呼吸循環路（３１）中の
    呼吸ガス量に対する充填状態指示器として構成されてお
    り、 該圧力測定装置（１８）の信号は制御ユニット（１５）
    に送出され、かつ所定の目標値と比較され、 前記容積可変のリザーバ（１２）は前記調量ユニット
    （９）の下流側に接続されており、かつフレッシュガス
    管路（８）から分岐しており、 前記排出弁（２０）は呼吸循環路（３１）に配置され、
    かつ制御ユニット（１５）と接続されており、 前記遮断装置（１０、１０１）はフレツシュガス管路
    （８）の呼吸循環路（３１）への流入口の前のところに
    設けられており、かつ前記制御ユニット（１５）によっ
    て呼気相の間だけ前記リザーバ（１２）と呼吸循環路
    （３１）とを接続することを特徴とする呼吸装置。
  4. 【請求項４】調量ユニット（９）、遮断装置（１０、１
    ０１、１９、２０）、充填状態指示器（１３、１８）お
    よび呼吸ガス輸送ユニット（２）を有する呼吸装置
    （１）は共通の制御ユニット（１５）に接続されている
    請求項１から３までのいずれか１項記載の呼吸装置。
JP2000744A 1989-01-07 1990-01-08 呼吸装置 Expired - Lifetime JPH0659312B2 (ja)

Applications Claiming Priority (2)

Application Number Priority Date Filing Date Title
DE3900276.4 1989-01-07
DE3900276A DE3900276A1 (de) 1989-01-07 1989-01-07 Beatmungsgeraet mit atemkreislauf und gesteuerter frischgaszufuhr

Publications (2)

Publication Number Publication Date
JPH02274264A JPH02274264A (ja) 1990-11-08
JPH0659312B2 true JPH0659312B2 (ja) 1994-08-10

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ID=6371653

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Application Number Title Priority Date Filing Date
JP2000744A Expired - Lifetime JPH0659312B2 (ja) 1989-01-07 1990-01-08 呼吸装置

Country Status (5)

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US (1) US5119810A (ja)
JP (1) JPH0659312B2 (ja)
DE (1) DE3900276A1 (ja)
GB (2) GB2226763B (ja)
SE (1) SE506133C2 (ja)

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