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技術 肺の機能する残留容量の決定方法および機能する残留容量の決定のための換気用装置

出願人 マークェットクリティカルケアアクチボラゲット
発明者 アンデルスラルソンロルフカストールステファンブラウアースヴェン-グンナーオルソン
出願日 1994年10月21日 (26年1ヶ月経過) 出願番号 1994-257163
公開日 1995年6月20日 (25年5ヶ月経過) 公開番号 1995-155379
状態 特許登録済
技術分野 生体の呼吸・聴力・形態・血液特性等の測定 治療用噴霧、吸入、呼吸装置
主要キーワード 流れバルブ 気体管 測定信号線 吐き出し管 ガスコネクタ トレースガス 信号ドリフト 吸入フェーズ
関連する未来課題
重要な関連分野

この項目の情報は公開日時点(1995年6月20日)のものです。
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図面 (3)

目的

容易に実行できるFRC測定、これは正確な、そして信頼性の高い結果をもたらすことができる、を提供する。

構成

本発明はの機能する残りの容量、FRC、を測定するための方法および換気用装置に関する。トレースガスガスミキサ(14)において呼吸用気体と混合され、吸い込み管(6)を通して肺(8)の中に供給される。肺(8)内部が前もって決められたトレースガスの濃度に達したとき、トレースガスの供給が停止され、そしてウオッシュアウトフェーズが開始される。ウオッシュアウトフェーズの間には、吐き出されたトレースガスの濃度と吐き出された気体の流量とが測定される。測定値は肺(8)の中のトレースガスの体積を計算するアナライザ(18)に送られる。トレースガスの計算された体積から、機能する残りの容量が求められる。トレースガスはSF6が適切である。

概要

背景

機能する残りの容量は、通常の呼息終わりにおけるおよび気道内に残っている気体体積である。中でも、この気体体積は体に関する酸素貯蔵器として働く。FRCにおける減少は、気道抵抗肺コンプライアンス、吸い込まれる気体の配分および動脈への酸素供給のような、呼吸器の多くの機能に影響を与える。このため、もし患者診断において1ステップで簡単にFRCが測定できるなら好都合である。麻酔処理はFRCを減少させるので、FRCの測定はまた麻酔の間にも有用である。

FRCを測定する1つの方法は、1985年にルンドのルンド大学麻酔および診療生理学部のC.ジョンマーカーによる「六フッ化硫黄ウオッシュアウトによる機能する残りの容量の測定」と題する博士論文内(11−15ページ)に説明されている。不活性の、無毒トレースガスである六フッ化硫黄、SF6がウオッシュインフェーズの間に患者の肺の中に供給される。この気体はガスメータの後に配置された気管管を通して肺に直接的に供給される。ガスメータは肺から吐かれた気体におけるSF6の濃度を測定する。数回の呼吸サイクルの後、平衡状態が生じ、ここでは肺におけるSF6の濃度が、吸い込み気体において供給したSF6の濃度と同じ、すなわちSF6に関する衛生限界値よりも小さい0.5%となる。ウオッシュアウトフェーズにおいては、SF6の処理が停止し、次に開始され、そして肺は次第にSF6を出し尽くす。このウオッシュアウトフェーズの間には、吐き出し気体内におけるSF6の濃度および吐き出し気体の流量が測定される。このウオッシュアウトフェーズは濃度が決められたレベル、例えば0.01%よりも下に低下するまで継続される。肺のウオッシュアウトされたSF6の総体積が次に、濃度および流量に関して測定された値から計算される。吐き出しから吸い込みへの移り変わりにおける気体のある量の再呼吸に関して補正が行われる。ウオッシュインフェーズの終わりにおいて、SF6の濃度によって除算されたSF6の体積として、FRCが次に計算される。この濃度は肺胞内における濃度とみなされる。実際の測定においては、ガスメータは吸入フェーズの間に周期的に零点補正される。原則的にガスメータは装置が患者に接続される前に試験用気体によって校正される。

FRCは、試験用気体としてヘリウム、He、または窒素、N2を使用して求めることもできる。

公知の方法および装置においては、呼吸気体換気用装置から供給され、そしてトレースガスは分離された気体源によって供給される。このことは、FRC測定が行われるときには、複数のユニット相互的に接続されなくてはならないことを意味している。トレースガスの分離された供給はまた、トレースガスおよび呼吸用気体が肺の中に供給される以前には完全には混合され得ないということをも意味している。さらに、ガスメータは装置がセットアップされる前に試験用気体で校正される。そのような分裂は、測定が行われる前の校正に影響を与えるに違いない。一般的なIRガスメータが、SF6がトレースガスであるときに、使用されることもある。次に、キュヴェットIR光によって照射され、そして特定の波長における吸収が測定される。このメータ清浄なキュヴェット窓で校正されるが、しかし窓はFRC測定が開始される時にはわずかに汚れているかも知れない。これは測定に影響を与え、そして誤読みとりの原因となる。

概要

容易に実行できるFRC測定、これは正確な、そして信頼性の高い結果をもたらすことができる、を提供する。

本発明は肺の機能する残りの容量、FRC、を測定するための方法および換気用装置に関する。トレースガスはガスミキサ(14)において呼吸用気体と混合され、吸い込み管(6)を通して肺(8)の中に供給される。肺(8)内部が前もって決められたトレースガスの濃度に達したとき、トレースガスの供給が停止され、そしてウオッシュアウトフェーズが開始される。ウオッシュアウトフェーズの間には、吐き出されたトレースガスの濃度と吐き出された気体の流量とが測定される。測定値は肺(8)の中のトレースガスの体積を計算するアナライザ(18)に送られる。トレースガスの計算された体積から、機能する残りの容量が求められる。トレースガスはSF6が適切である。

目的

効果

実績

技術文献被引用数
1件
牽制数
1件

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請求項1

の機能できる残りの容量、FRC、の決定に関連して使用される方法において、ウオッシュインフェーズの間には、前もって決められた濃度のトレースガスを含む呼吸用気体ガスメータを通して肺の中に供給され、肺によって吸い込まれた、そして肺から吐き出された気体におけるトレースガスの濃度がガスメータを用いて測定され、吐き出された気体における測定されたトレースガスの濃度が、吸い込まれた気体における測定された濃度に等しくなった後に、肺へのトレースガスの供給が停止され、ウオッシュアウトフェーズが開始され、測定された濃度が前もって決められたスレッショールド値よりも低くなるまで、吐き出された気体におけるトレースガスの濃度がガスメータによって測定され、ウオッシュアウトフェーズにおける各呼吸サイクル毎に、吐き出された気体の体積が測定され、そしてウオッシュアウトフェーズの間に吐き出されたトレースガスの体積が、気体の測定された濃度および測定された流量とから計算される、ことを特徴とする方法。

請求項2

濃度に関するヌルベルが前もって決められた濃度にセットされるような、請求項第1項に記載の方法。

請求項3

ウオッシュアウトフェーズの間に得られた測定値メモリ内蓄積され、ガスメータの信号ドリフトが測定され、そして体積が計算される前に、測定された信号ドリフトに関して測定値が補正されるような、請求項第1項に記載の方法。

請求項4

吸い込まれた気体におけるトレースガスの濃度がウオッシュアウトフェーズの間に測定され、残りのトレースガスの体積が測定され、そして計算された体積がトレースガスの再呼吸された体積に関して補正されるような、前出いずれか1つの請求項に記載の方法。

請求項5

肺の機能できる残りの容量、FRC、の決定に関連して使用される方法において、ウオッシュインフェーズの間には、前もって決められた濃度のトレースガスを含む呼吸用気体がガスメータを通して肺の中に供給され、ウオッシュインフェーズの間には、吸い込まれた気体におけるトレースガスの濃度が、吐き出された気体におけるトレースガスの濃度と等しくなるまで、肺によって吸い込まれた、そして肺から吐き出された気体におけるトレースガスの濃度がガスメータを用いて測定され、ウオッシュインフェーズにおける各呼吸サイクル毎に、気体の吸い込まれた流量が測定され、ウオッシュアウトフェーズにおける各呼吸サイクル毎に、気体の吐き出された流量が測定され、ウオッシュインフェーズの間に吸い込まれたトレースガスおよび吐き出されたトレースガスそれぞれの体積が、測定された濃度および測定された気体流量とから計算され、そして吐き出されたトレースガスの体積を、吸い込まれたトレースガスの体積から減算することによって、肺の中のトレースガスの体積が計算される、ことを特徴とする肺の機能する残留容量決定方法

請求項6

肺の機能する残りの容量、FRC、を決めるためのアナライザ(18)と、肺(8)に呼吸用気体を供給するための、そして肺から呼吸用気体を運び去るための換気ユニット(4)と、ウオッシュインフェーズの間には、肺(8)が前もって決められたトレースガスの濃度を含むようになるまで、呼吸サイクルの複数回の吸い込みフェーズの間に肺(8)に、トレースガスを供給するための気体源(14)と、ウオッシュインフェーズおよびウオッシュアウトフェーズの間に、ウオッシュアウトフェーズの間には測定された濃度が前もって決められたスレッショールド値よりも低くなるまで、呼吸サイクルの複数回の吐き出しフェーズにおいて、トレースガスの濃度を測定するためのガスメータ26と、そしてウオッシュアウトフェーズの間の吐き出された流量を測定するためのフローメータ(30)とを含み、肺に残っているトレースガスの体積、FRC、を決めるために、ウオッシュアウトフェーズの間に濃度および流量に関して測定された値がアナライザ(18)に送られる、換気用装置(2)において、気体源(14)が、肺(8)の中に供給される前に呼吸用気体とトレースガスとがその中で混合される換気ユニット(4)に接続され、呼吸用気体およびトレースガスがガスメータ(26)を通過する、ことを特徴とする機能する残留容量の決定のための換気用装置。

請求項7

アナライザ(18)が、ウオッシュアウトフェーズの間に、その中にトレースガスの濃度および吐き出された気体の流量とに関する測定値が蓄積されるメモリ(38)を含むような、請求項第6項に記載の換気用装置。

技術分野

0001

本発明はの機能する残りの容量(FRC)の決定のための方法及び装置に関する。

背景技術

0002

機能する残りの容量は、通常の呼息終わりにおける肺および気道内に残っている気体体積である。中でも、この気体体積は体に関する酸素貯蔵器として働く。FRCにおける減少は、気道抵抗肺コンプライアンス、吸い込まれる気体の配分および動脈への酸素供給のような、呼吸器の多くの機能に影響を与える。このため、もし患者診断において1ステップで簡単にFRCが測定できるなら好都合である。麻酔処理はFRCを減少させるので、FRCの測定はまた麻酔の間にも有用である。

0003

FRCを測定する1つの方法は、1985年にルンドのルンド大学麻酔および診療生理学部のC.ジョンマーカーによる「六フッ化硫黄ウオッシュアウトによる機能する残りの容量の測定」と題する博士論文内(11−15ページ)に説明されている。不活性の、無毒トレースガスである六フッ化硫黄、SF6がウオッシュインフェーズの間に患者の肺の中に供給される。この気体はガスメータの後に配置された気管管を通して肺に直接的に供給される。ガスメータは肺から吐かれた気体におけるSF6の濃度を測定する。数回の呼吸サイクルの後、平衡状態が生じ、ここでは肺におけるSF6の濃度が、吸い込み気体において供給したSF6の濃度と同じ、すなわちSF6に関する衛生限界値よりも小さい0.5%となる。ウオッシュアウトフェーズにおいては、SF6の処理が停止し、次に開始され、そして肺は次第にSF6を出し尽くす。このウオッシュアウトフェーズの間には、吐き出し気体内におけるSF6の濃度および吐き出し気体の流量が測定される。このウオッシュアウトフェーズは濃度が決められたレベル、例えば0.01%よりも下に低下するまで継続される。肺のウオッシュアウトされたSF6の総体積が次に、濃度および流量に関して測定された値から計算される。吐き出しから吸い込みへの移り変わりにおける気体のある量の再呼吸に関して補正が行われる。ウオッシュインフェーズの終わりにおいて、SF6の濃度によって除算されたSF6の体積として、FRCが次に計算される。この濃度は肺胞内における濃度とみなされる。実際の測定においては、ガスメータは吸入フェーズの間に周期的に零点補正される。原則的にガスメータは装置が患者に接続される前に試験用気体によって校正される。

0004

FRCは、試験用気体としてヘリウム、He、または窒素、N2を使用して求めることもできる。

0005

公知の方法および装置においては、呼吸気体換気用装置から供給され、そしてトレースガスは分離された気体源によって供給される。このことは、FRC測定が行われるときには、複数のユニット相互的に接続されなくてはならないことを意味している。トレースガスの分離された供給はまた、トレースガスおよび呼吸用気体が肺の中に供給される以前には完全には混合され得ないということをも意味している。さらに、ガスメータは装置がセットアップされる前に試験用気体で校正される。そのような分裂は、測定が行われる前の校正に影響を与えるに違いない。一般的なIRガスメータが、SF6がトレースガスであるときに、使用されることもある。次に、キュヴェットIR光によって照射され、そして特定の波長における吸収が測定される。このメータ清浄なキュヴェット窓で校正されるが、しかし窓はFRC測定が開始される時にはわずかに汚れているかも知れない。これは測定に影響を与え、そして誤読みとりの原因となる。

0006

本発明の1つの目的は、容易に実行できるFRC測定、これは正確な、そして信頼性の高い結果をもたらすことができる、による方法を提供することである。

0007

本発明の別の目的は、容易にその方法を実行できる、そして換気ユニットになんらの付加的なユニットを接続する必要なしにFRCを計算できる、そして結果に影響を与えかねないキュヴェット窓他を汚すことのない、換気用装置を提供することである。

0008

そのような方法の1つは、ウオッシュインフェーズの間には前もって決められた濃度のトレースガスを含む呼吸用気体がガスメータを通して肺に供給され、肺によって吸入される、そして肺から吐き出される気体におけるトレースガスの濃度がガスメータによって測定され、肺の中へのトレースガスの供給は、吐き出される気体において測定されたトレースガスの濃度が吸入された気体において測定されたトレースガスの濃度に等しくなった後に停止され、ウオッシュアウトフェーズが開始され、測定された濃度が前もって決められたスレッショールド値よりも低下するまで吐き出された気体におけるトレースガスの濃度がガスメータによって測定され、ウオッシュアウトフェーズにおける呼吸サイクル毎に吐き出される気体の体積が測定され、そして吐き出されるトレースガスの体積が測定された濃度と測定された気体の流量とから計算されるような、本発明によって達成できる。

0009

呼吸用気体と混合されたトレースガスを供給することは、肺へのトレースガスの均一な配分を可能とする。しかし、このことはトレースガスがこのときにもまたメータを通過しているので、ガスメータはウオッシュインフェーズの間は零点調節が不可能であることを意味している。これはこの方法の1つの不都合点のように見えるかも知れないが、しかしこれはFRC計算における1つの利点として使用されることができる。何のSF6も供給されていないときには、0%のSF6に関する測定信号が得られる。次にトレースガスの正確な濃度が呼吸用気体に加えられて、そしてトレースガスの濃度がウオッシュインの間の吸入および吐き出しの両方で測定されるとき、ガスメータはウオッシュアウトフェーズが開始される前にトレースガスの公知の、正確な濃度で校正されることが可能である。もし試験用気体を用いた校正が以前に既に実施されているならば、ガスメータは次に、時間的に測定点により近い時点で校正される。さらに、校正は実際の測定用条件下で実施される。校正が早く実行されていればそれだけ、例えばキュヴェット汚染等の影響は少ない。

0010

濃度のヌルレベルの決定においては、レベルが前もって決められた濃度にセットされると好都合である。ガスメータからの測定信号だけが電圧レベルを表示させ、そしてこの電圧に関するヌルレベルはどのような望ましい点にも、例えば前もって決められた濃度にも、セットすることができる。

0011

ガスメータの信号ドリフトに関して測定を補正するために、ウオッシュアウトフェーズの間の測定電圧メモリ蓄積されているならば、ガスメータの信号ドリフトが測定され、そして測定値が、体積が計算される前の測定された信号ドリフトに関して補正されることが好都合である。信号ドリフトは、吸い込み気体におけるSF6の濃度が0%であるときの、ウオッシュアウトフェーズにおける吸い込みの間に測定することができる。複数回の呼吸の間の測定信号の差異は主として信号ドリフトによるものである。

0012

これが終了する前にウオッシュイン/ウオッシュアウト曲線数学的に適用されるならば、FRCはさらに迅速に計算されることができる。

0013

再呼吸気体の補正のために、吸い込み気体中のトレースガスがウオッシュアウトフェーズの間に測定されるならば、再呼吸されるトレースガスの体積が求められ、そして計算された体積がトレースガスの再呼吸体積に関して補正されることが好都合である。再呼吸気体の、評価された体積ではなく真の体積が、計算される。これは少なくとも2つの異なる方法で実行することができる。1つの方法は、再呼吸された体積を評価することであり、この体積は各呼吸サイクルにおいて一定と考えられるので、再呼吸気体中のトレースガスの濃度を測定し、そして再呼吸気体の体積を計算することによって得られる。第2の方法は再呼吸気体の流量とトレースガスの濃度とを測定し、そして再呼吸トレースガスの体積を計算することである。この第2の方法はより正確な値を提供する。

0014

別の方法は、前もって決められた濃度のトレースガスを含む呼吸用気体が、ウオッシュインフェーズの間にガスメータを通して肺に供給され、吸い込まれる気体中のトレースガスの濃度が吐き出される気体中のトレースガスの濃度と等しくなるまで、肺によって吸い込まれ、そして肺から吐き出される気体中のトレースガスの濃度が、ウオッシュインフェーズの間にガスメータによって測定され、ウオッシュインフェーズの間の各呼吸サイクルに関して、吸い込まれる気体の流量が測定され、ウオッシュインフェーズにおける各呼吸サイクルに関して、吐き出される気体の流量が測定され、ウオッシュインフェーズにおいてそれぞれ、吸い込まれ、そして吐き出される、トレースガスの体積が、測定された濃度および気体流量から計算され、そして、肺から吐き出されるトレースガスの体積を、吸い込まれるトレースガスの体積から減算することによって、肺の中のトレースガスの体積が求められる、ような本発明によって達成される。

0015

ウオッシュインフェーズにおけるトレースガス体積の決定は、肺の中の残りのトレースガスの体積の計算を、そしてそのためにFRCを、簡単にさせる。校正のための測定点は、トレースガスが加えられる前(0%)に、そして平衡が開発(前もって決められた濃度)されたときに達成される。信号ドリフトはトレースガスの供給が停止(0%)した後に行われる測定によって求めることができる。再呼吸されたトレースガスの体積は、最初の方法と同様に求めることが可能である。どちらの方法によっても、再呼吸されるトレースガスの体積の決定は、もしチェックバルブが患者への、そして患者からのガス線内に設けられていれば、簡単化される。このチェックバルブは単に1つの方向にだけ気体を流すことができる。

0016

これら2つの方法とも、意識のある、自発的に呼吸している患者にも、そしてその呼吸が換気用装置によって十分に管理されている意識のない患者にも、両方に使用することが可能である。

0017

ある瞬間には、正の終了呼息圧、すなわちPEEP、が用いられる。ウオッシュインまたはウオッシュアウトの間のPEEPにおける変化は、ウオッシュイン/ウオッシュアウト曲線に関する時定数を変化させることができる。これはPEEPをセッティングするための、そしてFRCを計算するための有用な情報を提供する。

0018

換気用装置は、肺の機能する残りの容量、FRC、を決めるためのアナライザと、肺に/から呼吸用気体を供給しそして運び去るための換気用ユニットと、ウオッシュインフェーズの間に、肺が前もって決められたトレースガスの濃度を含むようになるまで、数回の呼吸サイクルに関する吸い込みフェーズにおいて、肺にトレースガスを供給するための気体源と、ウオッシュインフェーズおよびウオッシュアウトフェーズの間に、ウオッシュアウトフェーズの間に測定された濃度が前もって決められたスレッショールド値よりも下になるまで、数回の呼吸サイクルに関する吐き出しフェーズにおいて、トレースガスの濃度を測定するためのガスメータと、そしてウオッシュアウトフェーズの間に、吐き出された気体の流量を測定するためのフローメータと、を含み、ここにおいて、肺に残留しているトレースガスの体積を、そしてFRCを求めるために、ウオッシュアウトフェーズの間の濃度と流量に関して測定された値がアナライザに送られるような、換気用装置において、気体源が換気用ユニットに接続されており、呼吸用気体とトレースガスとが肺に供給される前に混合されて、呼吸用気体とトレースガスの両方がガスメータを通過することを特徴とする、本発明によって達成される。

0019

換気用装置の改善は、アナライザが、その中に吐き出される気体のトレースガスの濃度および流量に関する測定値がウオッシュアウトフェーズの間に蓄積されるメモリを含むような、本発明によって達成される。

0020

本発明は図を参照しながらさらに詳細に説明される。

0021

図1の換気用装置2は、吸い込み管6を通して1組の肺8に混合気体を供給し、そして吐き出し管10を通して肺8から気体を運び去りことができる換気用装置を含んでいる。4つの任意の圧力が加えられたガスが、4つのガスコネクタ12A,12B,12C,12Dを通して換気用装置4に接続されることができ、そして混合された呼吸用気体が肺8に送られる前にガスミキサー14内で混合されることができる。各ガスコネクタ12A,12B,12C,12Dには流れバルブ16A,16B,16C,16Dが設けられており、これらはガスミキサー14へのそれぞれの気体の流入を規制し、これによって異なる気体の正確な比を有する混合気体が得られる。バルブ16A,16B,16C,16Dは、4つの制御信号線20A,20B,20C,20Dを通してバルブ16A,16B,16C,16Dに制御信号伝送する制御および分析装置18によって制御される。ガスミキサー14から吸い込み管6への気体流は吸い込みバルブ22によって制御され、その結果望ましいフロープロフィールが発生される。吸い込みバルブ22はまた制御信号線24を通して吸い込みバルブ22に制御信号を送る制御および分析装置18によって制御されている。

0022

バルブ16A,16B,16C,16Dは望ましいフロープロフィールによって呼吸用気体の流れを制御することが十分にできると言うことに注目すべきである。例えばシーメンスエレマABのサーボ換気装置300が計算用ユニットに設けられ、そして示された実施例におけるようにFRC計算を実行する。

0023

肺の機能する残りの容量の測定においては、SF6のようなトレースガスの、前もって決められた濃度を有する混合体が供給される。トレースガスは不活性でなくてはならず、そして体によって吸収されてはならない。この方法によって、数回の呼吸サイクルの後には、肺は前もって決められたトレースガスの濃度を含むようになる。トレースガスの供給が停止され、そしてトレースガスが肺からウオッシュアウトされるまで肺から吐き出される気体におけるトレースガスの濃度が測定されるときには、肺の機能する残りの容量が計算できる。

0024

混合された気体は吸い込み用管6を通して肺8に供給され、そしてトレースガスの濃度を測定し、測定信号線28を通して制御および分析装置18に測定信号を送るガスメータ26を通過する。ウオッシュインフェーズ、即ちトレースガスが肺に供給されているとき、の間には、ガスメータ26は吸い込みおよび吐き出しの両方の間の濃度を測定している。トレースガスの濃度が吸い込みおよび吐き出しの両方の間で同じになったとき、平衡の状態が存在し、ここにおいては肺はトレースガスの前もって決められた濃度を含んでいる。ガスメータ26は、0%(トレースガスが加えられる前)に関する測定信号および前もって決められた濃度に関する測定信号が知られているので、校正されている。これは、トレースガスが肺に供給される前にガスメータが校正されるよりも、ウオッシュアウトフェーズの間においては、より正確な測定を得ることができる。

0025

吐き出しの間には、気体が吐き出し管10を通して通過するとき、気体はフローメータ30を通過し、これは吐き出された気体流量を測定し、そして測定信号線32を通して測定信号を制御および分析装置18に送る。吐き出された気体もまた吐き出しバルブ34を通り、これは吐き出し気体流を規制し、そして正の終呼圧を規制する。吐き出しバルブ34は制御および分析装置18によって制御されており、これは制御信号線36を通して吐き出しバルブ34に制御信号を送る。

0026

ウオッシュアウトフェーズの間には、吐き出される流れにおけるトレースガスの吐き出された流量および濃度の両方が測定されるので、肺の中にあったトレースガスの体積が測定される。平衡状態の間に肺の中にあるトレースガスの濃度は既に知られているので、肺の体積もまた計算することができる。

0027

一般的にガスメータは信号ドリフトを表すので、いくらかの補正の実行が必要である。本発明においては、この補正は、信号ドリフトに関する値が計算されるのと同時に、ウオッシュアウトフェーズの間の測定値がメモリ38内に蓄積されることによって達成される。この値は、ウオッシュアウトフェーズの間の吸い込みにおける測定信号を記録する事によって計算される。この信号は各呼吸サイクルまたは間隔、即ち5回の呼吸サイクル、に関して記録されることができる。ウオッシュアウトの間には何のトレースガスも供給されないので濃度は0%である。測定信号における何らかの変化は、このために信号ドリフトによるものと考えられる。次にトレースガスの体積の計算が、計算された信号ドリフトに関する補正を用いて行われる。逆に、ウオッシュアウトフェーズが進むときに、吸い込みにおいてはガスメータ26は零点とされることが可能である。ウオッシュアウトフェーズの開始においては、トレースガスの濃度は高いため、僅かなガスメータ26のドリフトは最終結果には大きな影響を与えることはない。その後、吸い込みの間のトレースガスの濃度が0%となる。このとき零点補正が可能である。

0028

しかし、ウオッシュアウトフェーズの開始時点においては吸い込み管6にはまだいくらかのトレースガスが含まれているという事実および、ガスメータ14および吸い込み管6がトレースガスを排除する前に数回の呼吸サイクルが生じるという事実が考慮されねばならない。考慮されるべき別の事実としては、気体の1部は再呼吸されるので、各吸い込みの開始においてはいくらかの残りのトレースガスが肺8の中に戻ると言うことである。

0029

これらの問題は比較的簡単に克服することができる。ウオッシュアウトフェーズのいくつかの呼吸サイクルの後に吸い込み管6がトレースガスを排除したときにトレースガスは各吸い込みのオンセットにおいてのみ存在する。吸い込みの終わりにおいて信号を測定することにより、または吸い込みの終わりにおいてガスメータ26を零点とすることによって、すべての再呼吸された気体が肺8の中にあり、そして新しい呼吸ガス(0%のトレースガスを含む)のみがガスメータ26を通過する。

0030

別の可能性は、校正された濃度レベルにおいてヌルレベルをセットすることである。ガスメータ26は濃度に相応する電圧信号を発生するので、ヌルはどのような望ましいレベルにおいてもセットすることが可能である。

0031

しかし、さらに重要なことは、再呼吸された気体の体積が機能する残りの容量の計算に影響を与えるということである。こうして、計算された値はこの再呼吸された気体体積に関して補正されるべきである。各吸い込みにおける再呼吸された気体の体積は、比較的に一定しており、そして評価することが可能である。再呼吸された体積は、例えばYピースのサイズ、チューブの直径等のような、用いられる装置に依存するものである。吐き出される気体におけるトレースガスの濃度は各呼吸サイクルに関して知られているので、再呼吸されたトレースガスの体積は計算することができる。逆に、トレースガスの濃度および気体流量は、吸い込みの間に測定することが可能であり、そして再呼吸されたトレースガスの体積はこの方法によって計算することが可能である。この後者の方法はさらに正確な計算を提供できる。

0032

図2においては、本発明による両方の方法を実行するために構成された装置38が示されている。装置38はこの特定の実施例においては自発的に呼吸する患者に関して用いることを意図している。装置38は、吸い込みにおいて患者がこれを通して空気を吸い込む開かれた吸い込み管40を有している。空気は、吸い込み管40を通る吸い込まれた空気が漏れないように保持する第1チェックバルブ42を通過する。次に空気は1組の肺44の中に入り込む。肺44からは、吐き出しにおいて空気は吐き出し管46を通して周囲の空気の中に出される。吐き出し管46の中には、吐き出し管46からの気体の再呼吸を防止する第2チェックバルブ48が存在する。こうして、チェックバルブ42,44は肺44への/からの空気を制御する。

0033

吸い込み管40においては、自発的な、吸い込まれる流量を測定するために第1フローメータ50が設けられている。測定信号は制御および分析装置52に送られる。測定された流量を基にして、制御および分析装置52は気体源54からのトレースガスの供給を制御する。トレースガスは気体管56を通して吸い込み管40に供給される。これによってトレースガスの特定の濃度が肺44に供給される。ガスメータ58はウオッシュインフェーズの間の吸い込みおよび吐き出しの両方のトレースガスの濃度を測定し、そして測定信号を制御および分析装置52に送る。吐き出し管46においては、第2フローメータ60が自発的な、吐き出される流量を測定するために設けられる。測定信号は制御および分析装置52に送られる。

0034

この瞬間において、吸い込まれ、そして吐き出される空気の両方の流量および、吸い込まれ、そして吐き出される空気の中におけるトレースガスの濃度とが両方とも測定される。ウオッシュインフェーズの間には、供給されるトレースガスの体積および運び出されるトレースガスの体積の両方がこうして計算されることが可能である。それらの体積の間の差異は肺44の中におけるトレースガスの体積である。この体積はこうして、ウオッシュアウトフェーズの間に決められる代わりに、直接的に決められることが可能である。FRCはこうして、従来技術による方法よりもさらに迅速に計算される。

0035

チェックバルブ42,48は、トレースガスが吸い込み管40内に拡散するのを防ぎ、そして吐き出し管46からの気体の再呼吸を防ぐので、再呼吸されるトレースガスの体積は最小である。

0036

ガスメータ58は図1における換気用装置2と同様の方法で校正されることが可能である。ウオッシュインフェーズの間の信号ドリフトは、測定の前および後の0%濃度のトレースガスにおいて行われる測定によって求めることができる。

0037

説明された装置の組み合わせは、基本的に十分に可能なものである。こうして、図1における換気用装置2には、吸い込み管6の近くにフローメータを設けることが可能であり、そしてウオッシュインフェーズの間にFRCが求められる。さらに、図1における換気用装置2は、患者の支持されたそして制御された機械的な換気と同様に自発的に呼吸している患者に関しても使用することが可能である。患者の制御された機械的な換気においては、吸い込みバルブ22を通しての吸い込み流は正確に制御できるので、その結果この流量は常に知られており(セットされた流量から0.1%以内の偏り)、そしてウオッシュインの間のFRCを求める際にはフローメータは不必要である。換気用装置2には、吸い込みおよび吐き出し管6,10内においてチェックバルブを設けることもできる。前に説明したように図2における装置38は図1の説明におけると同様の方法でウオッシュアウトの間にFRCを求めることも可能である。

発明の効果

0038

容易に実行できるFRC測定、これは正確な、そして信頼性の高い結果をもたらすことができる、が可能となる。

図面の簡単な説明

0039

図1本発明による換気用装置の1つの実施例を示す図である。
図2本発明による方法を実行できる別の装置を示す図である。

--

0040

2換気用装置
4換気ユニット
6 吸い込み管
8肺
10気体管
12ガスコネクタ
14トレースガスミキサ
16バルブ
18 制御および分析装置
20制御信号線
22 吸い込みバルブ
23測定信号線
24 制御信号線
26ガスメータ
28 測定信号線
30フローメータ
32 測定信号線
34 吐き出しバルブ
36 制御信号線
38 装置
40 吸い込み管
42チェックバルブ
44 肺
46吐き出し管
48 チェックバルブ
50 フローメータ
52 制御および分析装置
54気体源
56 気体管
58 ガスメータ
60 フローメータ

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