JPH0663140A - ガスの流量の独立監視方法および装置 - Google Patents
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Abstract
(57)【要約】
【目的】 生体の気道における、呼吸ガスのガス流に比
べてガス流が小さい別のガスの流量および場合によって
は濃度の独立した監視方法において、別のガスの流量お
よびガス濃度をガス分析器なしにかつ通例存在するガス
流調整部とは独立して簡単かつ確実に監視すること。 【構成】 別のガスの独立に測定されたガス流を測定さ
れた呼吸ガス流と比較しかつ前以て決められた基準が存
在した場合に警報をトリガするかまたは前記別のガスの
流量を制御する。
べてガス流が小さい別のガスの流量および場合によって
は濃度の独立した監視方法において、別のガスの流量お
よびガス濃度をガス分析器なしにかつ通例存在するガス
流調整部とは独立して簡単かつ確実に監視すること。 【構成】 別のガスの独立に測定されたガス流を測定さ
れた呼吸ガス流と比較しかつ前以て決められた基準が存
在した場合に警報をトリガするかまたは前記別のガスの
流量を制御する。
Description
【０００１】
【産業上の利用分野】本発明は、生体の気道における、
呼吸ガスのガス流に比べてガス流が小さい別のガスの流
量および場合によっては濃度の独立した監視方法および
生体の気道における、呼吸ガスのガス流に比べてガス流
が小さくかつその量が目標値に相応して調整される別の
ガスの流量および場合によっては濃度の独立した監視方
法並びにこれらの方法を実施するための装置に関する。
呼吸ガスのガス流に比べてガス流が小さい別のガスの流
量および場合によっては濃度の独立した監視方法および
生体の気道における、呼吸ガスのガス流に比べてガス流
が小さくかつその量が目標値に相応して調整される別の
ガスの流量および場合によっては濃度の独立した監視方
法並びにこれらの方法を実施するための装置に関する。
【０００２】
【従来の技術】生体の、ベンチレータコントロールされ
るまたはベンチレータ支援される呼吸の際に、例えば、
肺の能力が低い場合に、呼吸ガスに更に、非常に低い濃
度の別のガスを混合することが望ましいことがある。即
ち例えば、１０−１００ｐｐｍの濃度の酸化窒素（Ｎ
Ｏ）の混合が肺胞の血液循環を促進しかつ従って肺にお
けるガス交換を高めることがわかっている。
るまたはベンチレータ支援される呼吸の際に、例えば、
肺の能力が低い場合に、呼吸ガスに更に、非常に低い濃
度の別のガスを混合することが望ましいことがある。即
ち例えば、１０−１００ｐｐｍの濃度の酸化窒素（Ｎ
Ｏ）の混合が肺胞の血液循環を促進しかつ従って肺にお
けるガス交換を高めることがわかっている。
【０００３】更に、同じように小さな濃度の、ガス交換
に関与しない、ＳＦ6のようなガスを、このガスを用い
て例えば肺の容量を測定することができるようにするた
めに、呼吸ガスに混合することが望まれることもある。
に関与しない、ＳＦ6のようなガスを、このガスを用い
て例えば肺の容量を測定することができるようにするた
めに、呼吸ガスに混合することが望まれることもある。
【０００４】これらは、所定の状況下において、非常に
僅かな濃度の付加的なガスを呼吸ガスに混合することが
望まれることがある２つの例にすぎず、呼吸ガスはここ
では広範な意味において、レスピレータ治療または麻酔
の際に使用されるすべてのガスまたは混合ガスを含むも
のである。
僅かな濃度の付加的なガスを呼吸ガスに混合することが
望まれることがある２つの例にすぎず、呼吸ガスはここ
では広範な意味において、レスピレータ治療または麻酔
の際に使用されるすべてのガスまたは混合ガスを含むも
のである。
【０００５】酸化窒素（ＮＯ）の混合の際に殊に、この
ガスが僅かな濃度でも有毒でありかつそれ故にオーダ１
０−１００ｐｐｍにある濃度が注意深く監視されなけれ
ばならないことを、考慮しなければならない。更に、比
較的高い濃度の酸化窒素はＯ2と一緒になると不安定で
ありかつそれ故に安定のためには非常に希薄化されて、
例えば窒素ガス中に１％溶け込んで成ることがある。１
００ｐｐｍという酸化窒素の所望の濃度および窒素ガス
中の１％の希薄化ということで、混合すべき酸化窒素／
窒素混合物は、残りの呼吸ガスの１％になるにすぎな
い。相応のガス流は、呼吸ガスの制御されるガス流に対
する通例のエラー限界値内にありかつ呼吸ガスに比べて
実際には無視できる程度である。
ガスが僅かな濃度でも有毒でありかつそれ故にオーダ１
０−１００ｐｐｍにある濃度が注意深く監視されなけれ
ばならないことを、考慮しなければならない。更に、比
較的高い濃度の酸化窒素はＯ2と一緒になると不安定で
ありかつそれ故に安定のためには非常に希薄化されて、
例えば窒素ガス中に１％溶け込んで成ることがある。１
００ｐｐｍという酸化窒素の所望の濃度および窒素ガス
中の１％の希薄化ということで、混合すべき酸化窒素／
窒素混合物は、残りの呼吸ガスの１％になるにすぎな
い。相応のガス流は、呼吸ガスの制御されるガス流に対
する通例のエラー限界値内にありかつ呼吸ガスに比べて
実際には無視できる程度である。
【０００６】２、３の付加ガスに対して、付加的なガス
分析器を用いて濃度が検出されるが、このことは著しい
付加コストを要することになる。
分析器を用いて濃度が検出されるが、このことは著しい
付加コストを要することになる。
【０００７】
【発明の課題】本発明の課題は、別のガスの流量および
ガス濃度をガス分析器なしにかつ通例存在するガス流調
整部とは独立して簡単かつ確実に監視することができる
ようにすることである。本発明の別の課題は、この監視
を使用される別のガスとは独立に行うことである。本発
明の別の課題は、この形式の別のガスを呼吸する生体に
対する安全性を一層高めることである。
ガス濃度をガス分析器なしにかつ通例存在するガス流調
整部とは独立して簡単かつ確実に監視することができる
ようにすることである。本発明の別の課題は、この監視
を使用される別のガスとは独立に行うことである。本発
明の別の課題は、この形式の別のガスを呼吸する生体に
対する安全性を一層高めることである。
【０００８】
【発明の概要】これらの課題は、本発明によれば、請求
項１ないし２１に記載の構成によって解決される。有利
な実施例はその他の請求項に記載されている。
項１ないし２１に記載の構成によって解決される。有利
な実施例はその他の請求項に記載されている。
【０００９】その際本発明は、公知のベンチレータ、例
えば小冊子“Die inovative Loesung fuer fortschritt
liche Respirator-Therapie”（１９９１年）に原理が
記載されているようなサーボベンチレータ３００の基本
概念から出発している。このベンチレータは、それぞれ
のガスに対して別個のガスモジュールを含んでおり、こ
のガスモジュールを用いてそれぞれのガスに対するガス
流を高い精度および非常に短い応答時間で制御すること
ができる。それぞれのモジュールに含まれている、圧力
測定器、流量測定器および電子調整部を備えた弁は例え
ば、ヨーロッパ特許出願第９０１２０８４３．９号明細
書に記載されている。１つのモジュールは例えば、空気
の供給に対して使用することができ、別のモジュールは
純酸素の供給に対して使用することができる。それぞれ
のモジュールにおいて、流量測定器を介してガス流が検
出されかつベンチレータにおいて調節可能な目標流を保
証するために、弁の制御に用いられる。付加的に、サー
ボベンチレータ３００は、呼気のガス流を測定するため
に、呼気導管中に別の流量測定器を有している。この呼
気ガス流測定器は、吸気ガス弁によって調節される全体
の流量をコントロールするために用いることができる。
個々のモジュールの流量測定器が発生する信号を加算す
れば、これら信号の和は、全体の流量に相応しかつ漏れ
が存在しないことを前提とすれば、例えば１呼吸にわた
って平均化されて呼気流に相応しているはずである。
えば小冊子“Die inovative Loesung fuer fortschritt
liche Respirator-Therapie”（１９９１年）に原理が
記載されているようなサーボベンチレータ３００の基本
概念から出発している。このベンチレータは、それぞれ
のガスに対して別個のガスモジュールを含んでおり、こ
のガスモジュールを用いてそれぞれのガスに対するガス
流を高い精度および非常に短い応答時間で制御すること
ができる。それぞれのモジュールに含まれている、圧力
測定器、流量測定器および電子調整部を備えた弁は例え
ば、ヨーロッパ特許出願第９０１２０８４３．９号明細
書に記載されている。１つのモジュールは例えば、空気
の供給に対して使用することができ、別のモジュールは
純酸素の供給に対して使用することができる。それぞれ
のモジュールにおいて、流量測定器を介してガス流が検
出されかつベンチレータにおいて調節可能な目標流を保
証するために、弁の制御に用いられる。付加的に、サー
ボベンチレータ３００は、呼気のガス流を測定するため
に、呼気導管中に別の流量測定器を有している。この呼
気ガス流測定器は、吸気ガス弁によって調節される全体
の流量をコントロールするために用いることができる。
個々のモジュールの流量測定器が発生する信号を加算す
れば、これら信号の和は、全体の流量に相応しかつ漏れ
が存在しないことを前提とすれば、例えば１呼吸にわた
って平均化されて呼気流に相応しているはずである。
【００１０】例えば酸化窒素のような別のガスを供給す
るために、別の弁を設けることができる。状況によって
は、別のガスに対する弁を変形して、極めて小さな量の
ガスでも申し分ない精度で制御することができるように
することが必要である。例えば、弁開口を小さくしかつ
流量測定器の測定領域を変更する必要がある。
るために、別の弁を設けることができる。状況によって
は、別のガスに対する弁を変形して、極めて小さな量の
ガスでも申し分ない精度で制御することができるように
することが必要である。例えば、弁開口を小さくしかつ
流量測定器の測定領域を変更する必要がある。
【００１１】この弁も独自のガス流測定器を備えてい
る。しかしこの弁によって発生されるガス流は呼吸ガス
流に比べて無視することができるので、この弁およびこ
の弁によって発生されるガス流を呼気の全体のガス流に
関してコントロールすることはできない。まず、この弁
のサーボ調整部が申し分ない精度で所望のかつ調節され
たガス流を発生するとしても、安全性の理由からこのこ
とに全面的にそれに頼ることはできない。それ故に本発
明によれば、別のガスのガス濃度の独立した監視が行わ
れるのである。このために、別のガスのガス濃度は、有
利には相応の制御弁の出口の後に直接配置されている付
加的な流量測定器を介して必要に応じて整合された測定
領域で２回測定されるが、この流量測定器の出力信号は
それから調節すべき流量に対する目標値と比較されず、
第１の流量測定器の信号から導出される信号と比較され
る。即ち、付加的な流量測定器の信号、従って別のガス
のガス流は実際に得られた呼吸ガス流と比較され、その
際呼吸ガス流値は、別のガス流が小さいはずの分に相当
する係数だけ低減される。例えば、別のガス流が呼吸ガ
ス流の１％に相応するようになっているとき、第１の流
量測定器の出力信号は係数１００だけ、すなわち１／１
００に低減されるかまたは付加的な流量測定器の出力信
号が係数１００だけ増大される。選択的に、別のおよび
／または付加的な流量測定器の測定領域を相応に変更す
ることもできる。その後信号は比較される。前以て決め
られた値を越える偏差があると、警報がトリガされるか
または別のガス流の流量は制御される。本発明の実施例
において、別のガスの供給は停止、即ち別の弁は閉鎖さ
れる。呼吸ガスが複数の成分、例えば空気および酸素か
ら成っているとき、比較値として２つの流量測定器の和
が使用される。
る。しかしこの弁によって発生されるガス流は呼吸ガス
流に比べて無視することができるので、この弁およびこ
の弁によって発生されるガス流を呼気の全体のガス流に
関してコントロールすることはできない。まず、この弁
のサーボ調整部が申し分ない精度で所望のかつ調節され
たガス流を発生するとしても、安全性の理由からこのこ
とに全面的にそれに頼ることはできない。それ故に本発
明によれば、別のガスのガス濃度の独立した監視が行わ
れるのである。このために、別のガスのガス濃度は、有
利には相応の制御弁の出口の後に直接配置されている付
加的な流量測定器を介して必要に応じて整合された測定
領域で２回測定されるが、この流量測定器の出力信号は
それから調節すべき流量に対する目標値と比較されず、
第１の流量測定器の信号から導出される信号と比較され
る。即ち、付加的な流量測定器の信号、従って別のガス
のガス流は実際に得られた呼吸ガス流と比較され、その
際呼吸ガス流値は、別のガス流が小さいはずの分に相当
する係数だけ低減される。例えば、別のガス流が呼吸ガ
ス流の１％に相応するようになっているとき、第１の流
量測定器の出力信号は係数１００だけ、すなわち１／１
００に低減されるかまたは付加的な流量測定器の出力信
号が係数１００だけ増大される。選択的に、別のおよび
／または付加的な流量測定器の測定領域を相応に変更す
ることもできる。その後信号は比較される。前以て決め
られた値を越える偏差があると、警報がトリガされるか
または別のガス流の流量は制御される。本発明の実施例
において、別のガスの供給は停止、即ち別の弁は閉鎖さ
れる。呼吸ガスが複数の成分、例えば空気および酸素か
ら成っているとき、比較値として２つの流量測定器の和
が使用される。
【００１２】酸化窒素の供給の際に、酸素の作用下にお
いて呼吸ガス中にＮＯ2が形成されることを妨げるため
に、別のガスの、呼吸ガスとの混合は、患者の出来るだ
け近傍または患者の気道においてようやく行われるよう
にすべきである。その際混合ガスにおける濃度測定は実
際には不可能である。しかし本発明の方法および装置に
よって有利にも、濃度測定および監視が可能である。
いて呼吸ガス中にＮＯ2が形成されることを妨げるため
に、別のガスの、呼吸ガスとの混合は、患者の出来るだ
け近傍または患者の気道においてようやく行われるよう
にすべきである。その際混合ガスにおける濃度測定は実
際には不可能である。しかし本発明の方法および装置に
よって有利にも、濃度測定および監視が可能である。
【００１３】本発明の実施例において、第１の弁の制
御、ひいては呼吸ガス流の制御に対する目標値が第１の
ポテンショメータにも供給されかつこのポテンショメー
タによって調節可能な信号が別の弁に対する目標値を形
成するようになっている。従って別の弁に対する目標値
は、全体の流量に対する目標値が受動的に分圧されるこ
とによって形成される。この場合はハードウェア解決法
である。本発明の範囲内において、別の弁に対する目標
値の導出を、全体のガス流に対する目標値からソフトウ
ェアにて行うことも可能である。
御、ひいては呼吸ガス流の制御に対する目標値が第１の
ポテンショメータにも供給されかつこのポテンショメー
タによって調節可能な信号が別の弁に対する目標値を形
成するようになっている。従って別の弁に対する目標値
は、全体の流量に対する目標値が受動的に分圧されるこ
とによって形成される。この場合はハードウェア解決法
である。本発明の範囲内において、別の弁に対する目標
値の導出を、全体のガス流に対する目標値からソフトウ
ェアにて行うことも可能である。
【００１４】ダブルポテンショメータを設け、一方のポ
テンショメータを既述のように別の弁に対する目標値の
調節のために用いかつ他方のポテンショメータに呼吸ガ
スに対する１つまたは複数の流量測定器の出力信号を供
給し、かつ第１のポテンショメータにおける場合と同様
にそこで取り出される信号は呼吸ガス流から取り出され
る信号、ひいては別のガスの濃度の独立した監視に対す
る比較量を成すようにすれば、本発明の特別有利でかつ
簡単な実施例が得られる。
テンショメータを既述のように別の弁に対する目標値の
調節のために用いかつ他方のポテンショメータに呼吸ガ
スに対する１つまたは複数の流量測定器の出力信号を供
給し、かつ第１のポテンショメータにおける場合と同様
にそこで取り出される信号は呼吸ガス流から取り出され
る信号、ひいては別のガスの濃度の独立した監視に対す
る比較量を成すようにすれば、本発明の特別有利でかつ
簡単な実施例が得られる。
【００１５】付加的な流量測定器を別の弁の出口に設け
ると、構造上有利である。これにより、ガス流の変化が
導管中を伝搬する時間的な遅延が出来るだけ僅かに維持
される。これにより、別の弁のガス流を常時、呼吸ガス
のガス流と比較しかつこれにより濃度を常時監視する可
能性が得られる。しかしここでも時間的な遅延および短
時間の変動は完全に排除することができないので、本発
明の実施例において、２つの信号を別個に積分器を介し
て積分しかつこれにより時間的な変動を補償するように
している。積分器の出力信号を、１つのコンパレータを
介して相互に比較することができ、または有利には２つ
のコンパレータを介して比較することもでき、その場合
例えば呼吸ガス流の実際値から導出される信号が、許容
濃度に対する上側および下側の限界値を表しかつ一方の
限界値が一方のコンパレータにおける比較値を形成しか
つ他方の限界値が他方のコンパレータにおける比較値を
形成するように、増幅される。
ると、構造上有利である。これにより、ガス流の変化が
導管中を伝搬する時間的な遅延が出来るだけ僅かに維持
される。これにより、別の弁のガス流を常時、呼吸ガス
のガス流と比較しかつこれにより濃度を常時監視する可
能性が得られる。しかしここでも時間的な遅延および短
時間の変動は完全に排除することができないので、本発
明の実施例において、２つの信号を別個に積分器を介し
て積分しかつこれにより時間的な変動を補償するように
している。積分器の出力信号を、１つのコンパレータを
介して相互に比較することができ、または有利には２つ
のコンパレータを介して比較することもでき、その場合
例えば呼吸ガス流の実際値から導出される信号が、許容
濃度に対する上側および下側の限界値を表しかつ一方の
限界値が一方のコンパレータにおける比較値を形成しか
つ他方の限界値が他方のコンパレータにおける比較値を
形成するように、増幅される。
【００１６】警報のトリガに対して付加的に、限界値を
上回った際に、例えば別の弁を完全に閉鎖して、殊に酸
化窒素のようなガスの過度の濃度を防止するようにする
ことも勿論できる。
上回った際に、例えば別の弁を完全に閉鎖して、殊に酸
化窒素のようなガスの過度の濃度を防止するようにする
ことも勿論できる。
【００１７】別の構成および利点は、その他の請求項か
ら明らかである。
ら明らかである。
【００１８】
【実施例】次に本発明を図示の実施例につき図面を用い
て詳細に説明する。
て詳細に説明する。
【００１９】図１において、呼吸ガス流、別のガス流の
制御部、並びにこの別のガス流の独立した付加的な監視
部がブロック図にて略示されている。呼吸ガス流に対す
る目標値は、線１を介して呼吸ガス流を制御するための
１つまたは複数の弁２に供給される。この実施例におい
て、呼吸ガスは、それぞれ別個の弁を介して制御され
る、空気および酸素から形成されているものと仮定して
いる。２つの弁から供給される呼吸ガス流は、共通の導
管３を介して図示されていない患者に供給される。更に
別のガス、この場合は例えば１％のＮＯと９９％のＮ2
とから成る混合ガスの制御のための弁４が設けられてい
る。この別の弁４によって制御されるガス流は、導管５
を介して患者に通じている導管３に供給される。略示さ
れているブロック図には示されていないのだが、弁２，
４はすべて、発生された流量を測定することができる流
量測定器を備えている。別の弁４から患者用導管３に通
じる導管５に、付加的な流量測定器６が設けられてい
る。更に、ダブルポテンショメータ７ａ，７ｂが設けら
れており、このポテンショメータを介して、酸化窒素の
濃度を制御しかつこの濃度の監視用目標値を発生するた
めの、別の弁４に対する目標値を取り出すことができ
る。このためにポテンショメータ７ａに、例えば線１か
ら取り出すことができる、呼吸ガス流に対する目標値が
線８を介して供給される。ポテンショメータ７ｂには、
弁２に属する、図示されていない流量測定器の出力信号
が線９を介して供給される。呼吸ガスは空気および酸素
から成っておりかつそれぞれ別個の弁を介して制御され
るので、線９に現れる信号は、２つの流量測定器から到
来する信号の和である。
制御部、並びにこの別のガス流の独立した付加的な監視
部がブロック図にて略示されている。呼吸ガス流に対す
る目標値は、線１を介して呼吸ガス流を制御するための
１つまたは複数の弁２に供給される。この実施例におい
て、呼吸ガスは、それぞれ別個の弁を介して制御され
る、空気および酸素から形成されているものと仮定して
いる。２つの弁から供給される呼吸ガス流は、共通の導
管３を介して図示されていない患者に供給される。更に
別のガス、この場合は例えば１％のＮＯと９９％のＮ2
とから成る混合ガスの制御のための弁４が設けられてい
る。この別の弁４によって制御されるガス流は、導管５
を介して患者に通じている導管３に供給される。略示さ
れているブロック図には示されていないのだが、弁２，
４はすべて、発生された流量を測定することができる流
量測定器を備えている。別の弁４から患者用導管３に通
じる導管５に、付加的な流量測定器６が設けられてい
る。更に、ダブルポテンショメータ７ａ，７ｂが設けら
れており、このポテンショメータを介して、酸化窒素の
濃度を制御しかつこの濃度の監視用目標値を発生するた
めの、別の弁４に対する目標値を取り出すことができ
る。このためにポテンショメータ７ａに、例えば線１か
ら取り出すことができる、呼吸ガス流に対する目標値が
線８を介して供給される。ポテンショメータ７ｂには、
弁２に属する、図示されていない流量測定器の出力信号
が線９を介して供給される。呼吸ガスは空気および酸素
から成っておりかつそれぞれ別個の弁を介して制御され
るので、線９に現れる信号は、２つの流量測定器から到
来する信号の和である。
【００２０】更に、別の流量測定器の信号は、それが別
のガスのガス流を調整するために使用される前に、前以
て決められる係数、この場合係数１００、すなわち１０
０倍に増幅されるようになっている。この増幅に代わっ
て、この別の流量測定器の測定領域を相応に変化するこ
ともできる。即ち、この弁によって調整されるガス流
は、ダブルポテンショメータ７ａ，７ｂが、取り出され
る目標値が本来の目標値に相応するように調節されてい
るとき、最大で呼吸ガス流の１％である。ポテンショメ
ータ７ａ，７ｂが別様に調節されている場合、別の弁に
よって制御されるガス流は、１％のほんの一部分にしか
ならない。
のガスのガス流を調整するために使用される前に、前以
て決められる係数、この場合係数１００、すなわち１０
０倍に増幅されるようになっている。この増幅に代わっ
て、この別の流量測定器の測定領域を相応に変化するこ
ともできる。即ち、この弁によって調整されるガス流
は、ダブルポテンショメータ７ａ，７ｂが、取り出され
る目標値が本来の目標値に相応するように調節されてい
るとき、最大で呼吸ガス流の１％である。ポテンショメ
ータ７ａ，７ｂが別様に調節されている場合、別の弁に
よって制御されるガス流は、１％のほんの一部分にしか
ならない。
【００２１】この例におけるように、僅かな濃度の酸化
窒素を呼吸ガスに混入しようとし、かつこの濃度を１０
および１００ｐｐｍの間のオーダに保持しようとし、か
つ更に酸化窒素は極めて希薄な状態においてのみ窒素ガ
ス中において安定しているので、１％の酸化窒素および
９９％の窒素ガスが選択されるとき、全体の呼吸ガス流
の１％である別の弁４を介する呼吸ガス流は、濃度１０
０ｐｐｍの酸化窒素に相応する。ポテンショメータ７ａ
を介して比較的小さな電圧が取り出されかつこの弁４に
対して比較的小さな目標値が予め与えられると、比較的
低い濃度を実現することができる。例えばＮＯのような
別のガスは、流量を一層容易に調整することができるよ
うにするために、出来るだけ希薄化すべきである。しか
し同時にこの希薄化は常に、患者への酸素の供給が保証
されている程度に小さくあるべきである。別のガスの流
量が比較的大きい場合、酸素流または酸素濃度は整合さ
れなければならない。
窒素を呼吸ガスに混入しようとし、かつこの濃度を１０
および１００ｐｐｍの間のオーダに保持しようとし、か
つ更に酸化窒素は極めて希薄な状態においてのみ窒素ガ
ス中において安定しているので、１％の酸化窒素および
９９％の窒素ガスが選択されるとき、全体の呼吸ガス流
の１％である別の弁４を介する呼吸ガス流は、濃度１０
０ｐｐｍの酸化窒素に相応する。ポテンショメータ７ａ
を介して比較的小さな電圧が取り出されかつこの弁４に
対して比較的小さな目標値が予め与えられると、比較的
低い濃度を実現することができる。例えばＮＯのような
別のガスは、流量を一層容易に調整することができるよ
うにするために、出来るだけ希薄化すべきである。しか
し同時にこの希薄化は常に、患者への酸素の供給が保証
されている程度に小さくあるべきである。別のガスの流
量が比較的大きい場合、酸素流または酸素濃度は整合さ
れなければならない。
【００２２】別の弁４の調整それ自体で既に、申し分な
い精度で、この濃度の調節を考慮する。しかしこの濃度
が実際に実現されるという保証はない。例えばこの弁４
またはこの弁における別の流量測定器の調整におけるエ
ラーによって、別のガス流、ひいては濃度を誤って設定
される可能性があり、しかもこのことは通例、監視する
ことができない。供給される酸素窒素量および窒素量は
呼吸ガスに比べて無視できる程小さいので、例えば、こ
の供給されたガス量を呼息ガス量の測定に関して監視す
ることはできない。
い精度で、この濃度の調節を考慮する。しかしこの濃度
が実際に実現されるという保証はない。例えばこの弁４
またはこの弁における別の流量測定器の調整におけるエ
ラーによって、別のガス流、ひいては濃度を誤って設定
される可能性があり、しかもこのことは通例、監視する
ことができない。供給される酸素窒素量および窒素量は
呼吸ガスに比べて無視できる程小さいので、例えば、こ
の供給されたガス量を呼息ガス量の測定に関して監視す
ることはできない。
【００２３】ダブルポテンショメータ７ａ，７ｂの第２
のポテンショメータ７ｂに、呼吸ガス供給に対する流量
測定器の全体の信号が供給されかつそこから、第１のポ
テンショメータ７ａにおける目標値と同じ比において取
り出される。更に、付加的な流量測定器６の出力信号
は、別の流量測定器の信号と同じ係数だけ、即ちこの場
合は係数１００にて増幅される。即ち、第２のポテンシ
ョメータ７ｂから取り出される、従って呼吸ガス流の実
際値から導出された信号、および付加的な流量測定器６
によって発生される信号は、係数１００の増幅の後、装
置が申し分なく機能しているとき、同じ大きさであるは
ずである。これら信号相互の偏差は、障害を示唆してい
る。第１図において２つの信号は線１０、１１を介して
監視装置１２に供給され、そこで種々の方法で、２つの
信号の比較が行われかつ必要に応じて警報をトリガする
ことができる。付加的に、別のガスの濃度を測定しかつ
指示部１３に供給することができる。最も簡単な場合、
２つの信号は相互に直接比較されかつ前以て決められた
値に関する偏差を警報のトリガに対する基準として使用
することができる。監視装置１２の出力信号は、弁４を
制御するための別の線１８を介して、障害が存在する際
に弁４が閉鎖されるように、使用することができる。
のポテンショメータ７ｂに、呼吸ガス供給に対する流量
測定器の全体の信号が供給されかつそこから、第１のポ
テンショメータ７ａにおける目標値と同じ比において取
り出される。更に、付加的な流量測定器６の出力信号
は、別の流量測定器の信号と同じ係数だけ、即ちこの場
合は係数１００にて増幅される。即ち、第２のポテンシ
ョメータ７ｂから取り出される、従って呼吸ガス流の実
際値から導出された信号、および付加的な流量測定器６
によって発生される信号は、係数１００の増幅の後、装
置が申し分なく機能しているとき、同じ大きさであるは
ずである。これら信号相互の偏差は、障害を示唆してい
る。第１図において２つの信号は線１０、１１を介して
監視装置１２に供給され、そこで種々の方法で、２つの
信号の比較が行われかつ必要に応じて警報をトリガする
ことができる。付加的に、別のガスの濃度を測定しかつ
指示部１３に供給することができる。最も簡単な場合、
２つの信号は相互に直接比較されかつ前以て決められた
値に関する偏差を警報のトリガに対する基準として使用
することができる。監視装置１２の出力信号は、弁４を
制御するための別の線１８を介して、障害が存在する際
に弁４が閉鎖されるように、使用することができる。
【００２４】しかし有利には、以下の図を用いて詳細に
説明するような監視が提案される。
説明するような監視が提案される。
【００２５】図２において、監視装置１２の第１実施例
がブロックにて示されている。これは実質的に、線１０
を介して付加的な流量測定器６の出力信号が供給される
コンパレータ１４から成っている。ポテンショメータ７
ｂから取り出される、別のガスの流量の独立した監視に
対する目標値を表している信号は、線１１を介してまず
増幅器１５に達しかつそこから線１６を介してコンパレ
ータ１４に供給される。流量調整が正しい場合、線１０
ないし１１に生じる信号は同じ大きさである。増幅器１
５において目標値は僅かに係数１・ｘで増幅されかつ従
って別のガスの流量に対する実際値の許容変動に対する
限界値が形成される。実際値がこの限界値を上回ると、
コンパレータの出力線１７に信号が発生され、それは警
報をトリガするために使用することができる。
がブロックにて示されている。これは実質的に、線１０
を介して付加的な流量測定器６の出力信号が供給される
コンパレータ１４から成っている。ポテンショメータ７
ｂから取り出される、別のガスの流量の独立した監視に
対する目標値を表している信号は、線１１を介してまず
増幅器１５に達しかつそこから線１６を介してコンパレ
ータ１４に供給される。流量調整が正しい場合、線１０
ないし１１に生じる信号は同じ大きさである。増幅器１
５において目標値は僅かに係数１・ｘで増幅されかつ従
って別のガスの流量に対する実際値の許容変動に対する
限界値が形成される。実際値がこの限界値を上回ると、
コンパレータの出力線１７に信号が発生され、それは警
報をトリガするために使用することができる。
【００２６】線１７における信号を更にフィルタリング
することもでき、そうした場合はエラー信号が所定の時
間間隔にわたって発生したときにようやく障害が指示さ
れる。
することもでき、そうした場合はエラー信号が所定の時
間間隔にわたって発生したときにようやく障害が指示さ
れる。
【００２７】図３には、実際値および目標値が、それら
が（目標値についてはここでも増幅器２２を介した後
に）コンパレータ２３において比較される前に、まず積
分器２０ないし２１に供給される実施例が示されてい
る。積分は例えば、１呼吸にわたってまたは吸気フェー
ズのみにわたって行うことができる。これによって、流
量測定器の種々異なった配置および導管中のガスの慣性
によって惹き起こされる、ガス流の測定における時間的
に僅かなずれは簡単に補償される。
が（目標値についてはここでも増幅器２２を介した後
に）コンパレータ２３において比較される前に、まず積
分器２０ないし２１に供給される実施例が示されてい
る。積分は例えば、１呼吸にわたってまたは吸気フェー
ズのみにわたって行うことができる。これによって、流
量測定器の種々異なった配置および導管中のガスの慣性
によって惹き起こされる、ガス流の測定における時間的
に僅かなずれは簡単に補償される。
【００２８】図４に示されている実施例では、ポテンシ
ョメータ７ｂから取り出されかつ積分器において積分さ
れる値は、異なった増幅度を有する２つの増幅器に供給
される。即ち一方の増幅器は例えば係数１・ｘで増幅し
かつ他方の増幅器は係数０・ｘで増幅する。これらの異
なった増幅度によって、実際値を上回るかまたは下回る
と障害報知が行われる、上側および下側の限界値が形成
される。
ョメータ７ｂから取り出されかつ積分器において積分さ
れる値は、異なった増幅度を有する２つの増幅器に供給
される。即ち一方の増幅器は例えば係数１・ｘで増幅し
かつ他方の増幅器は係数０・ｘで増幅する。これらの異
なった増幅度によって、実際値を上回るかまたは下回る
と障害報知が行われる、上側および下側の限界値が形成
される。
【００２９】このために２つの増幅器２２および２４の
出力信号はそれぞれ、積分器２１の出力信号も供給され
るコンパレータ２３または２５に供給される。コンパレ
ータ２３は上側の限界値との比較のために用いられ、コ
ンパレータ２５は下側の限界値との比較のために用いら
れる。
出力信号はそれぞれ、積分器２１の出力信号も供給され
るコンパレータ２３または２５に供給される。コンパレ
ータ２３は上側の限界値との比較のために用いられ、コ
ンパレータ２５は下側の限界値との比較のために用いら
れる。
【００３０】本発明の範囲内において、監視装置の部分
をソフトウェァによって実現することもできる。即ち例
えば、図１の線８、９および１０における信号をデジタ
ル化しかつマイクロプロセッサに供給し、マイクロプロ
セッサがそこから弁４に対する目標値を導出しかつ別の
ガス流の独立した監視を行うようにすることができる。
増幅器、コンパレータおよび積分器も、マイクロプロセ
ッサの部分であってよい。更に、マイクロプロセッサを
用いて呼吸ガスおよび別のガス、例えばＮＯに対するガ
ス流値から濃度が計算されかつディスプレイに指示され
る。
をソフトウェァによって実現することもできる。即ち例
えば、図１の線８、９および１０における信号をデジタ
ル化しかつマイクロプロセッサに供給し、マイクロプロ
セッサがそこから弁４に対する目標値を導出しかつ別の
ガス流の独立した監視を行うようにすることができる。
増幅器、コンパレータおよび積分器も、マイクロプロセ
ッサの部分であってよい。更に、マイクロプロセッサを
用いて呼吸ガスおよび別のガス、例えばＮＯに対するガ
ス流値から濃度が計算されかつディスプレイに指示され
る。
【図１】小さなガス流を有する別のガスの流量を監視す
るための装置のブロック線図である。
るための装置のブロック線図である。
【図２】障害信号を発生するための信号処理の実施例を
示す線図である。
示す線図である。
【図３】障害信号を発生するための信号処理の別の実施
例を示す線図である。
例を示す線図である。
【図４】障害信号を発生するための信号処理の更に別の
実施例を示す線図である。
実施例を示す線図である。
２ 第１の弁、 ４ 別の弁、 ６ 流量測定器、 ７
ａ，７ｂ ポテンショメータ、 １２ 監視装置、 １
３ 指示部、 ２０、２１ 積分器、 １４，２３，２
５ コンパレータ
ａ，７ｂ ポテンショメータ、 １２ 監視装置、 １
３ 指示部、 ２０、２１ 積分器、 １４，２３，２
５ コンパレータ
───────────────────────────────────────────────────── フロントページの続き (72)発明者 アンデルス ラルソン スウェーデン国 ケヴリンゲ ポッペルヴ ェーゲン 12
Claims (22)
- 【請求項１】 生体の気道における、呼吸ガスのガス流
に比べてガス流が小さい別のガスの流量および場合によ
っては濃度の独立した監視方法において、前記別のガス
の独立に測定されたガス流を測定された呼吸ガス流と比
較しかつ前以て決められた基準が存在した場合に警報を
トリガするかまたは前記別のガスの流量を制御すること
を特徴とするガスの流量の独立監視方法。 - 【請求項２】 呼吸ガス流を自発呼吸によって発生する
請求項１記載のガスの流量の独立監視方法。 - 【請求項３】 呼吸ガス流の制御または支援のためのベ
ンチレータが設けられている請求項１記載のガスの流量
の独立監視方法。 - 【請求項４】 呼吸ガス流を測定するための第１の流量
測定器および別のガスのガス流を測定するための付加的
な流量測定器（６）が設けられておりかつ前記付加的な
流量測定器（６）の出力信号は監視装置（１２）に供給
され、該監視装置は、前記付加的な流量測定器（６）の
信号を、場合によっては前以て決められた係数で増幅し
た後に、前記第１の流量測定器の信号、ひいては呼吸ガ
ス流の実際値から導出される、前記別のガス流の目標値
に相応する信号と比較しかつこのようにして発生された
信号相互に、前以て決められた値を上回る偏差があると
少なくとも警報をトリガすることを特徴とする請求項１
から３までのいずれか１項記載の方法を実施するための
ガスの流量の独立監視装置。 - 【請求項５】 第１の流量測定器を有する、呼吸ガスに
対する少なくとも１つの第１の調整可能な弁（２）を備
え、前記第１の流量測定器の出力信号は前記呼吸ガス流
の実際量に相応し、かつ前記気道への別のガスの供給に
対する別の弁（４）および別の流量測定器を備え、該別
の流量測定器の出力信号は該別のガスの流量の実際量に
相応する、生体の気道に対する呼吸ガスの流量の制御部
を有する、請求項４記載の装置において、前記別の弁
（４）の出口と前記２つの弁（２，４）のガス流が結合
される個所との間に、付加的な流量測定器（６）が設け
られており、該付加的な流量測定器の、前記別のガスの
実際値に相応する出力信号は監視装置（１２）において
前記第１の流量測定器の信号から導出される信号と比較
され、かつ前記監視装置（１２）は前記信号相互間の偏
差が前以て決められた値を上回った際に少なくとも警報
をトリガすることを特徴とするガスの流量の独立監視装
置。 - 【請求項６】 ベンチレータの一部またはベンチレータ
に対する付加部分である請求項４または５記載のガスの
流量の独立監視装置。 - 【請求項７】 付加的な流量測定器（６）は、別の弁
（４）の出口に直接配置されている請求項４から６まで
のいずれか１項記載のガスの流量の独立監視装置。 - 【請求項８】 前記信号間の偏差が前以て決められた値
を上回った際に別の弁（４）が閉鎖される請求項４から
７までのいずれか１項記載のガスの流量の独立監視装
置。 - 【請求項９】 別のガスのガス流は、第１の弁（２）に
よって調節可能なガス流のエラー限界値より小さい請求
項４から８までのいずれか１項記載のガスの流量の独立
監視装置。 - 【請求項１０】 別のガスのガス流は、それが、簡単に
調整されることができるようにするために十分大きく、
かつ同時に、例えばＯ2濃度に余り影響を与えないよう
にするために十分に小さく、調節される請求項４から９
までのいずれか１項記載のガスの流量の独立監視装置。 - 【請求項１１】 第１の弁の制御に対する第１の目標値
の調節のための手段が設けられておりかつ別の弁の制御
に対する別の目標値は前記第１の目標値から導出される
請求項５から１０までのいずれか１項記載のガスの流量
の独立監視装置。 - 【請求項１２】 第１の目標値は第１のポテンショメー
タ（７ａ）に供給されかつそこから取り出される、ひい
ては前記第１の目標値の部分に相応する信号が別の目標
値を形成する請求項１１記載のガスの流量の独立監視装
置。 - 【請求項１３】 別の流量測定器の出力信号は、それが
流量調整のために使用される前に、前以て決められた係
数で増幅される請求項５から１２までのいずれか１項記
載のガスの流量の独立監視装置。 - 【請求項１４】 別のおよび／または付加的な流量測定
器（６）の測定領域は、測定すべき小さなガス流に相応
して変化される請求項４から１３までのいずれか１項記
載のガスの流量の独立監視装置。 - 【請求項１５】 第１の流量測定器の出力信号は第２の
ポテンショメータ（７ｂ）に供給されかつそこで取り出
される信号は、前記第１の流量測定器の信号から導出さ
れる信号を形成する請求項１１から１４までのいずれか
１項記載のガスの流量の独立監視装置。 - 【請求項１６】 第１および第２のポテンショメータ
（７ａ，７ｂ）に対して同一のタップを有するダブルポ
テンショメータが使用される請求項１２から１５までの
いずれか１項記載のガスの流量の独立監視装置。 - 【請求項１７】 付加的な流量測定器（６）の出力信号
は、それが導出された信号と比較される前に、前以て決
められた係数で増幅される請求項４から１６までのいず
れか１項記載のガスの流量の独立監視装置。 - 【請求項１８】 第１の流量測定器の出力信号から導出
される信号は第１の積分器（２０）に供給されかつ付加
的な流量測定器（６）の増幅された信号は第２の積分器
（２１）に供給されかつ前記２つの積分器（２０，２
１）の出力信号は監視装置における少なくとも１つのコ
ンパレータ（２３，２５）に供給され、該コンパレータ
は前記積分器（２０，２１）の出力信号に前以て決めら
れた偏差があると少なくとも警報をトリガする請求項４
から１７までのいずれか１項記載のガスの流量の独立監
視装置。 - 【請求項１９】 ２つのコンパレータ（２３，２５）が
設けられており、該コンパレータにおいて積分器（２
０，２１）の２つの信号が少なくとも部分的に異なって
増幅されて、別のガスの許容ガス流に対するウィンドウ
が形成されかつ該ウィンドウの上側または下側の限界値
を越えた際に少なくとも警報がトリガされるように、供
給される請求項１８記載のガスの流量の独立監視装置。 - 【請求項２０】 別のガスのガス流は指示部（１３）を
介して表示可能である請求項４から１９までのいずれか
１項記載のガスの流量の独立監視装置。 - 【請求項２１】 生体の気道における、呼吸ガスのガス
流に比べてガス流が小さくかつその量が目標値に相応し
て調整される別のガスの流量および場合によっては濃度
の独立した監視方法において、別のガスの独立に測定さ
れたガス流を呼吸ガス流の目標値と比較しかつ前以て決
められた基準が存在した場合に警報をトリガするかまた
は前記別のガスの流量を制御することを特徴とするガス
の流量の独立監視方法。 - 【請求項２２】 呼吸ガス流を制御するための第１の調
整可能な弁（２）を備えた、請求項２１記載の方法を実
施するための装置において、前記第１の弁（２）の制御
に対する第１の目標値を調節するための手段並びに付加
的な流量測定器（６）が設けられておりかつ別のガスの
実際値に相応する、前記付加的な流量測定器（６）の出
力信号が目標値または該目標値から導出される信号とと
もに監視装置（１２）に供給され、該監視装置は前記信
号相互間の偏差が前以て決められた値を上回った際に警
報をトリガしおよび／または前記別のガスの流量を制御
することを特徴とするガスの流量の独立監視装置。
Applications Claiming Priority (2)
| Application Number | Priority Date | Filing Date | Title |
|---|---|---|---|
| EP92108636A EP0570612B1 (de) | 1992-05-21 | 1992-05-21 | Verfahren und Vorrichtung zur Steuerung und unabhängigen Überwachung eines sehr kleinen Glasflusses |
| DE92108636.9 | 1992-05-21 |
Publications (2)
| Publication Number | Publication Date |
|---|---|
| JPH0663140A true JPH0663140A (ja) | 1994-03-08 |
| JP3524562B2 JP3524562B2 (ja) | 2004-05-10 |
Family
ID=8209644
Family Applications (1)
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