JP2002239006A - 呼吸補助装置およびそれに使用する圧力調節装置 - Google Patents

呼吸補助装置およびそれに使用する圧力調節装置

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Abstract

(57)【要約】 【課題】 呼吸補助を必要とする患者にガスを送る呼吸
補助装置およびそれに使用する圧力調節装置を提供す
る。 【解決手段】 本装置は弁ハウジング内に設置された弁
部材を含み、圧力調節装置を流れるガスが少なくとも一
部で所定レベルに達したときに、弁部材が既知圧力安全
弁と同様に通路口からガスを外部へ流す。本発明は弁部
材と係合しかつ所定レベルに調整するための調整機構、
および所定レベルがファクトリセットされた調整機構へ
のアクセスを永久的に防止する係止機構を含む。

Description

【発明の詳細な説明】
【０００１】
【発明の属する技術分野】本発明はポジティブエンド呼
息圧力（ＰＥＥＰ）装置から患者に供給するガスの圧力
を調節するために、特に限定されないが呼吸補助装置に
関連する圧力調節装置の使用に関する。
【０００２】
【従来の技術】第一呼吸の瞬間に、新生児の肺は陥没し
かつ流体で充満される。かかる肺を開放しかつ開放を維
持するために必要な圧力は、流体が移動しかつ肺が空気
で充満されるまでの通常呼吸の数倍である。大きな圧力
を発生させるために、新生児は強い呼吸筋、および肺胞
内に化学的に呼称される界面活性剤を有する必要があ
る。界面活性剤は肺胞内の流体の表面張力を低下させ、
コースタとコーヒーカップ間に水があるときのように、
肺胞壁が相互に付着することを阻止する。
【０００３】新生児は肺を開いてその状態を維持するこ
とが困難である。その理由は、 ａ）呼吸筋が弱くかつ界面活性剤レベルが低いことにあ
る。これは弱い呼吸筋が肺を開くだけの圧力を生じるこ
とができず、かつ酸素吸入すると、肺胞を開放維持する
作用が界面活性剤中の欠如により直ぐに疲れることを意
味する。
【０００４】ｂ）肺胞を支持するには内部組織構造が未
開発であることによる。
【０００５】ｃ）肺流体の浄化が遅いことにある。早産
児の場合、流体は誕生後であっても肺胞内に分泌し続け
るからである。
【０００６】ｄ）柔らかい胸郭壁、水平肋骨、および扁
平隔壁が深呼吸量を低下させることに寄与するからであ
る。
【０００７】ｅ）酸素化および脱酸素化血液の混合が肺
中の血圧を上昇させ、血管から肺組織への流体移動を高
めることによる。血液酸素レベルの低下は酸素組織を餓
死させかつ更に呼吸筋を弱化させるからである。
【０００８】ｆ）弱い首筋および首脂肪の欠如は上気道
安定性を低下させて、吸気の虚脱を生じさせるからであ
る。
【０００９】ｇ）陥没、損傷した肺胞は界面活性剤の機
能を低下させる蛋白質を分泌させるからである。
【００１０】これを軽減するために、ポジティブエンド
呼息圧力（ＰＥＥＰ）装置を呼吸時に使用することが知
られている。ＰＥＥＰ装置の使用時に、新生児の上気道
および肺は吸息時に開放維持され、呼息は肺胞陥没を停
止させる圧力に対して生じる。肺流体は循環血液へ押し
戻され、肺胞界面活性剤は一定維持され、かつ肺の大き
な領域が血液とのガス交換に関与する。血液酸素化およ
び二酸化炭素除去が改善するときに、より多くの酸素が
成長組織へ送られ、他方より少ない酸素およびエネルギ
ーが呼吸筋により消費される。
【００１１】ＰＥＥＰ治療は、肺破裂（例えば、気胸
症）を鼻から空気を通す新生児の０〜３０％に発生さ
せ、脈管系の空気塞栓症を伴うことで知られている。初
期において、圧力が高くなると、空気が口から漏れると
考えられ、そのために肺破裂の発生は明らかでなかっ
た。おそらく、口からの漏れおよび圧力損失を阻止する
ために顎紐が後日気胸症にかかる新生児に使用されてい
た。または、高圧下であっても口漏れが発生しない場合
がある。これは新生児が不可避的に鼻ブリーザであるこ
とによる。
【００１２】かかる副作用を回避するために、最高安全
レベルを越えて圧力が上昇するのを阻止するために安全
装置として圧力安全弁を用いることが望ましいと考えら
れている。従って、ガスの外部への通気を可能にする最
高と考えられる所定レベルの圧力で作動するバネ付勢弁
を使用することが当分野で周知である。このことは、実
質的に最高の安全圧力値で作動することを確実にするた
めに一定の高抵抗バネとするために個別的に試験された
高品質バネの使用を必要とする。かかるバネの製造およ
び試験はそれに応じて価格を高める。従って、かかる高
抵抗バネの使用を必要としない呼吸補助装置用圧力安全
弁を提供することは有益である。
【００１３】例えば、米国特許第４５１５１７９号にお
いて、内部弁室を形成するハウジングを含む圧力安全弁
が記載されている。弁座は弁室内に位置決めされ、かつ
空気調節弁が弁室内で交互に設置され弁閉鎖モードで弁
座と係合する。バネがハウジング内に取り付けられてい
て空気調節弁を付勢して弁座に係合させる。バネ保持具
はハウジング内の孔へネジ留めされ、弁室へ延びてい
る。バネは保持具内に設けられている。空気調節弁に加
えられる所望設定圧力はハウジングに対する保持具のネ
ジ留めにより行なわれ、それによりバネを圧縮する。保
持具をハウジングに対して係止するために、管状係止部
材が保持具の外側へネジ留めされる。所望設定圧力が一
旦得られたときに、係止部材がハウジングに当接するま
で保持具上にねじ込まれる。係止部材はギャップを形成
するために間隔を置いた第一および第二端を含む。締結
具がギャップを横切って第一および第二端へねじ込ま
れ、締結されてギャップを狭め、そして係止部材を保持
具へセットする。この保持は係止部材からハウジングへ
ネジ留めにより係合させる押し詰まった（jamming)ネジ
によりハウジングに対して係止される。バネのより良い
制御のために、選択的保持具が使用される。選択的保持
具は一対の格納式管、この管内に設置されたバネを含
む。一対の管の一方は弁ハウジング長手の孔に取り付け
られたブッシング内にねじ込まれる。他方の管は常平環
により空気調節弁へ連結される。選択的係止部材は放射
状締結具により保持具に固定されてよい。
【００１４】米国特許第５６６４４４７号において、弁
の手動セット位置をこじ開けまたは調節するのを防止す
るためにロックアウト装置、または例えば装置を流れる
流体流を初期セット位置から他の位置へ調整するために
回転自在シャフトを有する他の装置が開示されている。
ロックアウト装置は、駆動軸を有する広範囲の標準的弁
および調節装置に使用可能であり、かつ駆動軸と係合す
る駆動ギアおよびロックアウト装置の概ね円筒状のハン
ドルに取り付けられ、キーを持たない人による弁軸の回
転位置から係合位置への承認されない移動を防止するた
めに、弁の駆動軸に対してハンドルが回転フリーにな
る。係合位置ではハンドルは駆動軸に係止されて弁軸位
置の通常回転運動および設定を可能にする。
【００１５】米国特許第５９５０６２３号において、非
線型付勢手段を有する調整自在圧力制御弁が記載されて
いる。この弁は所定圧力により開放位置へ移動しかつ弁
座で閉鎖位置に付く可動弁部材を有する。回転制御ノブ
は使用により回転し、閉鎖位置へ向かう可動弁部材に対
して作用するバイアスを調整して、弁が開放する圧力を
設定する。回転円筒ドラムは制御ノブと共に回転し、か
つその外部に形成された螺旋溝、および螺旋溝に設置さ
れる一対の固定ピンを有する。円筒ドラムが回転すると
きに、螺旋溝内に設置された固定ピンは円筒ドラムをそ
の長軸に沿って移動させて、可動弁部材に対して作用す
るバネを圧縮または伸張する。制御ノブの回転運動と円
筒ドラムの長軸運動間には関係がある。
【００１６】
【発明が解決しようとする課題】本発明の課題は上述の
欠点を解消し、または有用な選択をヘルスケア産業に可
能にさせる、呼吸補助装置およびそれに使用する圧力調
節装置を提供することにある。
【００１７】
【課題を解決するための手段】従って、第一形態におい
て、本発明は呼吸補助を必要とする患者にガスを送る呼
吸補助装置に使用するための圧力調節装置から成り、前
記圧力調節装置は、入口、出口、および通路口を含むハ
ウジング手段、前記入口と前記出口間の通路において前
記ハウジング手段内に設置された弁手段、前記手段と係
合しかつ前記入口から前記出口へ流れるガスを圧力所定
レベルに調整できる調整手段、および前記調整手段に係
合できる調整係止手段を含み、前記入口および前記出口
は使用時に導管の１つと流体を介して連絡しもしくは一
体化され、前記入口から前記出口へ流れるガスの圧力は
所定レベルよりも低く、前記弁手段は前記通路口を閉塞
し、かつそれにより前記ガスが前記入口から前記出口へ
流れ、かつ前記ガスは所定レベルよりも高く、前記弁手
段は前記ガスの少なくとも一部が前記通路口へ流れるこ
とを可能にし、前記調整係止手段は、前記調整係止手段
が前記調整手段と係合することにより前記所定レベルが
再調整さることなく永久的に維持されるように構成され
ている、ことを特徴とする。
【００１８】好適には、前記弁手段は弁ハウジング、弁
部材、および拘束手段を含み、前記入口から前記出口へ
流れるガスの圧力が所定レベルより低く、前記拘束手段
が前記弁部材を前記通路口に対して付勢し、それにより
前記通路口を閉塞し、かつ前記ガスの圧力が所定レベル
を越え、前記拘束手段が前記弁部材を、前記ガスの少な
くとも一部が前記通路口へ流れる位置へ付勢する構成で
ある。
【００１９】好適には、前記拘束手段は螺旋バネを含
む。
【００２０】好適には、前記調整手段は少なくとも前記
螺旋バネと係合する回転自在の調整キャップを有しかつ
使用時に前記キャップの回転が前記拘束手段の圧縮を変
化させ、それにより所定レベルを変化させることのでき
る構成である。
【００２１】好適には、前記調整係止手段は外部アクセ
スを防止しかつ前記キャップの更なる回転を阻止できる
係止キャップを含む。
【００２２】第二の形態において、本発明は患者にガス
を供給して患者の呼吸を補助するための呼吸補助装置か
ら成り、前記呼吸補助装置は、ガスを患者に供給できる
ガス供給手段、患者にガス流を配送することのできる複
数のポートを含む配送手段、前記ガス供給手段から前記
搬配送手段へガス流を搬送する吸入ガス搬送手段、およ
び前記吸入ガス搬送手段内にもしくは流体を介して連絡
する状態で設置された圧力調節装置を含み、前記圧力調
節装置が、入口、出口、および通路口を含むハウジング
手段、前記ハウジング手段において前記入口と前記出口
間の通路内に設置された弁手段、前記弁手段と係合しか
つ前記入口から前記出口へ流れるガスの圧力を所定レベ
ルに調整できる調整手段、および前記調整手段に係合で
きる調整係止手段を含み、前記入口および前記出口は使
用時に前記吸入ガス搬送手段と流体を介して連絡しもし
くは一体化され、前記入口から前記出口へ流れるガスの
圧力は所定レベルよりも低く、前記弁手段は前記通路口
を閉塞し、かつそれにより前記ガスが前記入口から前記
出口へ流れ、かつ前記ガスは所定レベルよりも高く、前
記弁手段は前記ガスの少なくとも一部が前記通路口へ流
れることを可能にし、前記調整係止手段は、前記調整係
止手段が前記調整手段と係合することにより前記所定レ
ベルの再調整が永久的に阻止されて維持されるように構
成されている、ことを特徴とする。
【００２３】好適には、前記ガス供給手段、前記吸入ガ
ス搬送手段および前記配送手段内にもしくはそれらと流
体を介して連絡する状態で設置された加湿手段を更に含
み、それにより前記ガスを加湿する。
【００２４】第三形態において、本発明は患者に供給す
るガスの圧力を調節して患者の呼吸を補助するための装
置を製造する方法から成り、前記呼吸補助装置製造方法
は、前記ガスの圧力を所定圧にするために弁を設置する
工程、前記所定圧を所望圧に調整する工程、および前記
所定圧を永久的に維持するためにその調整に更にアクセ
スするのを阻止する工程を含む。
【００２５】
【発明の実施の形態】本発明は最高安全レベルで正圧通
気装置に接続された患者に供給されるガスの圧力調節手
段を提供する。調整自在圧力安全弁を提供することによ
り高価なバネの使用を回避することができる。それ以上
の調整を阻止するために調整は製造時に行なわれ、かつ
その機構は再調整に使用できない。
【００２６】図１を参照すると、典型的用途が示されて
いる。加湿ポジティブエンド呼息圧（PEEP)システムが
示され、ここでは患者１１９は吸入管もしくは吸気管１
２１に接続された鼻マスク（または鼻カニューレ）から
加湿加圧ガスを受けている。ただし、本発明はＰＥＥＰ
ガスの配送に限定されることなく他のタイプのガス配送
システムに利用でき、かつ必ずしも加湿を含まない。吸
気管１２１は所定量の水１１５を含む加湿室１１０の出
口１１２に連結されている。吸気管１２１は、吸気管１
２１に沿って一定した加湿プロフィルを確保しかつ従っ
て吸気管１２１内の加湿ガスの凝縮を低下させるため
に、吸気管１２１の壁を加熱する加熱手段または加熱器
線１１８を含んでよい。加湿室１１０内の所定量の水１
１５が加熱されるときに、水蒸気が発生して水面上の加
湿室１１０内を充満し、かつ加湿室１１０の出口１１２
から流出すると共にガス供給手段１１８から供給される
ガス流（例えば、空気流）が入口１１６から加湿室１１
０へ侵入する。
【００２７】加湿ガスは吸気管１２１から患者１１９の
顔に取り付けられたマスク１２８（もしくは鼻カニュー
レ）へ流れる。そこで、過剰ガスは吐出管もしくは呼気
管１３０から平均圧力レベルを調節する所定柱の水１４
０へ流れる。
【００２８】圧力調節装置本発明の好適形態において、
圧力調節装置１３４は入口１３８および出口１４０を備
えたマニフォールドハウジング１３６を含む。この好適
形態において、圧力調節装置１３４は送風機１１８と加
湿器１１４との間で呼吸回路内に設置される。
【００２９】圧力調節装置１３４は取付ブラケット１６
２により支持されるかまたは加湿器１１４の入口１１６
へ直接接続されてよい。圧力調節装置１３４の入口１３
８は不正確に連結されるのを回避するために意図的に出
口１４０と異なる寸法になっている。同様に、酸素ポー
ト６４、およびセンサポート１６６が設けられ、これら
は不使用時には閉塞される。
【００３０】マニフォールドハウジング１３６は入口１
３８から出口１４０にわたる中空内部キャビティを含
む。同様に、通路口１４４はこの中空キャビティ１４２
と流体で連絡し、かつ弁プランジャ１４６の弁座として
作用する面取り面を周辺のまわりに含む。通路口１４４
の外側に弁ハウジング１４８が設けられ、この弁ハウジ
ングは使用時に実質的に弁プランジャ１４６を収容す
る。弁プランジャ１４６を弁ハウジング１４８内で適所
に保持するために、調整キャップ１５０が弁プランジャ
１４６の上部上に嵌合しかつ弁ハウジング１４８と係合
する。
【００３１】調整キャップ１５０の弁ハウジング１４８
上の螺旋ネジ１７０のまわりでの回転は螺旋弁バネ１５
２を更に圧縮または拡張し、弁プランジャ１４６上に保
持力を付与する。従って、製造および試験時の調整キャ
ップ１５０の回転によりに弁が開放する圧力は所望値に
調整できる。調整キャップ１５０は、また、弁プランジ
ャ１４６のシャフトを収容しかつ案内するためにガイド
チャンネル１５１を含む。通路口の出口１６９は過剰圧
ガスを外部へ送るために弁ハウジング１４８上に設けら
れる。使用時に、通路口１４４の出口は２つのキャップ
により案内され、弁作用を妨害するものが確実に侵入し
ないようにされる。
【００３２】バネ１５２が所望レベルに一旦調整される
と、調整自在キャップ１５０の上部上の所定位置に係止
キャップ１５４を取り付けることによりバネは所定位置
に係止される。係止キャップ１５４は調整キャップ１５
０の上部上を摺動しかつ複数の係止キー１５８により調
整キャップ１５０と係合する。係止キー１５８は調整キ
ャップ１５０の外周上に形成されている。更に、係止キ
ャップ１５４は所定位置に係止し、かつ係止キャップの
最下部および係止クリップ１６１と係合する係止リップ
１５９によって弁ハウジング１４８上に永久的に保持さ
れる。係止キャップ１５４の内周上の所定の係止キー１
５７は内周の全長に延在して調整キャップ１５０のキー
１５８および弁ハウジング１４８の外周上のキーと係合
していかなる回転も阻止する。
【００３３】この形態において、調整キャップ１５０は
それ以上の回転および外部アクセスから防止される。製
造およびテスト時に所望圧力に一旦調整されると、弁は
その圧力に永久的にセットされかつ一旦所定位置に係止
されると調整できない。調整キャップ１５０は、例えば
『取り外し禁止』と表示され、かつ係止クリップ１６１
はその除去が弁を破壊するように意図的に弱められてよ
い。これは比較的広範囲のバネが所望圧力を得るために
調整できるので高抵抗バネを装備する必要性を解消す
る。
【図面の簡単な説明】
【図１】呼吸補助を提供する典型的形態を示すブロック
線図である。
【図２】本発明の好適形態による蓋を有する圧力調節装
置の分解図である。
【図３】本発明の好適形態による圧力調節装置の分解断
面図である。
【符号の説明】
１１４…加湿器 １２１…吸気管（吸入管） １３０…呼息管（排出管） １３４…圧力調節装置 １３８…入口 １４０…出口 １４４…通路口 １４６…弁プランジャ １４８…弁ハウジング １５０…調整（自在）キャップ １５２…バネ １５４…係止キャップ １５９…係止リップ １６１…係止クリップ
───────────────────────────────────────────────────── フロントページの続き Ｆターム(参考） 2E185 AA07 BA09 CA08 CB07 CB09 CB15 CC06 CC19 DA02

Claims (8)

    【特許請求の範囲】
  1. 【請求項１】 呼吸補助を必要とする患者にガスを送る
    呼吸補助装置に使用するための圧力調節装置であって、 入口、出口、および通路口を含むハウジング手段、 前記ハウジング手段において前記入口と前記出口間の通
    路内に設置された弁手段、 前記弁手段と係合しかつ前記入口から前記出口へ流れる
    ガスの圧力を所定レベルに調整できる調整手段、および
    前記調整手段に係合できる調整係止手段を含み、 前記入口および前記出口は使用時に導管の１つと流体を
    介して連絡しまたは一体化され、 前記入口から前記出口へ流れるガスの圧力は所定レベル
    よりも低く、前記弁手段は前記通路口を閉塞し、かつそ
    れにより前記ガスが前記入口から前記出口へ流れ、かつ
    前記ガスは所定レベルよりも高く、前記弁手段は前記ガ
    スの少なくとも一部が前記通路口へ流れることを可能に
    し、 前記調整係止手段は、前記調整係止手段が前記調整手段
    と係合することにより前記所定レベルが再調整されずに
    永久的に維持されるように構成されている、ことを特徴
    とする圧力調節装置。
  2. 【請求項２】 前記弁手段は弁ハウジング、弁部材、お
    よび拘束手段を含み、前記入口から前記出口へ流れるガ
    スの圧力は所定レベルより低く、前記拘束手段は前記弁
    部材を前記通路口に対して付勢し、それにより前記通路
    口を閉塞し、かつ前記ガスの圧力は所定レベルを越え、
    前記拘束手段は前記弁部材を、前記ガスの少なくとも一
    部が前記通路口へ流れる位置へ付勢する構成である、請
    求項１に記載の圧力調節装置。
  3. 【請求項３】 前記拘束手段は螺旋バネを含む、請求項
    ２に記載の圧力調節装置。
  4. 【請求項４】 前記調整手段は少なくとも前記螺旋バネ
    と係合する回転自在の調整キャップを含みかつ使用時に
    前記キャップの回転が前記拘束手段の圧縮を変化させ、
    それにより所定レベルを変化させることのできる構成で
    ある、請求項３に記載の圧力調節装置。
  5. 【請求項５】 前記調整係止手段は外部アクセスを防止
    しかつ前記調整キャップの更なる回転を阻止できる係止
    キャップを含む、請求項４に記載の圧力調節装置。
  6. 【請求項６】 患者にガスを供給して患者の呼吸を補助
    するための呼吸補助装置であって、 ガスを患者に供給できるガス供給手段、 患者にガス流を配送することのできる複数のポートを含
    む配送手段、 前記ガス供給手段から前記ガス配送手段へガス流を搬送
    する吸入ガス搬送手段、および前記吸入ガス搬送手段内
    にもしくは流体を介して連絡する状態で設置された圧力
    調節装置を含み、 前記圧力調節装置が、 入口、出口、および通路口を含むハウジング手段、 前記ハウジング手段において前記入口と前記出口間の通
    路内に設置された弁手段、 前記弁手段と係合しかつ前記入口から前記出口へ流れる
    ガスの圧力を所定レベルに調整できる調整手段、および
    前記調整手段に係合できる調整係止手段を含み、 前記入口および前記出口は使用時に前記吸入ガス搬送手
    段と流体を介して連絡しもしくは一体化され、 前記入口から前記出口へ流れるガスの圧力は所定レベル
    よりも低く、前記弁手段は前記通路口を閉塞し、かつそ
    れにより前記ガスが前記入口から前記出口へ流れ、かつ
    前記ガスは所定レベルよりも高く、前記弁手段は前記ガ
    スの少なくとも一部が前記通路口へ流れることを可能に
    し、 前記調整係止手段は、前記調整係止手段が前記調整手段
    と係合することにより前記所定レベルの再調整が永久的
    に阻止されて維持されるように構成されている、ことを
    特徴とする呼吸器補助装置。
  7. 【請求項７】 前記ガス供給手段、前記吸入ガス搬送手
    段および前記配送手段内にもしくはそれらと流体を介し
    て連絡する状態で設置された加湿手段を更に含み、それ
    により前記ガスを加湿する、請求項６に記載の呼吸器補
    助装置。
  8. 【請求項８】 患者に供給するガスの圧力を調節して患
    者の呼吸を補助するための装置を製造する方法であっ
    て、 前記ガスの圧力を所定圧にするために弁を設置する工
    程、 前記所定圧を所望圧に調整する工程、および前記所定圧
    を永久的に維持するためにその調整に更にアクセスする
    のを阻止する工程を含む、呼吸補助装置製造方法。
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