JP2003299736A - 人工呼吸器の異常警報装置 - Google Patents

Abstract

(57)【要約】 【課題】 患者胸郭の動きを直接的に検出し、検知ミス
の発生を皆無とする。患者への装着性、取り扱い性に優
れ、安価な人工呼吸器の異常警報装置を提供する。 【解決手段】 患者の腹の上にバンド２１によりセンサ
２２を配設する。人工呼吸器１２は気管カニューレ１３
より、強制的に、気道内に空気を入れ、出しする。腹部
が上動したとき、突起３５に圧電素子３４が強く押し付
けられる。その下動により、急激にこの圧力が取り除か
れ、圧電変化が生じる。圧電素子の歪みによる電気的分
極が生じて電圧が発生し、電気信号がコントローラ２３
に入力される。例えば、停電、接続管のはずれが発生し
た場合、吸気、呼気が異常となるため、センサ２２によ
る入力信号が停止する。このとき、タイマ２４が作動
し、所定時間の経過でこれを異常と判定する。この状態
をアラーム２５として出力する。

Description

【発明の詳細な説明】

【０００１】

【発明の属する技術分野】この発明は人工呼吸器の脱
落、装着不良、故障などの異常が発生したことを看護
人、介護者に警告するための人工呼吸器の異常警報装置
に関する。

【０００２】

【従来の技術】高齢者、障害者、難病患者などの寝たき
り患者が在宅で療養する機会が年々増加している。ま
た、人工呼吸器を装着した患者が在宅または病院でも増
加している。この人工呼吸器になんらかのトラブルが生
じると、これは患者の生命に大きな危害を与えることと
なる。そこで、このトラブルの発生を報知する人工呼吸
器の異常警報装置が必要となる。従来の人工呼吸器の異
常警報装置としては、以下のものが知られている。例え
ばネルコアピューリタンベネットフランスディベロップ
メント社製の「オニキスプラスＰＳＶ／ＰＣＶベンチレ
ータ」（人工呼吸器）である。この装置にあっては、電
源異常、回路はずれ、回路閉塞、１回の換気量の異常に
基づいてアラームを発生する構成である。なお、この人
工呼吸器は、本体内部にポンプを内蔵し所定圧力で空気
を蛇腹管を介して気管カニューレから、または、鼻マス
クから患者に供給する構成を有している。そして、パネ
ル表示部で患者の換気状態を表示するとともに、吸気，
呼気の圧力を設定し、設定圧力を外れるとアラームモー
ドとなり、上記場合においてのみアラームを発生するこ
ととなる。アラームは警報音発生とともにＬＥＤの点灯
による。また、アラームは、配線等で接続した場合、例
えばナースセンタにおいても発する。

【０００３】

【発明が解決しようとする課題】しかしながら、このよ
うな従来の人工呼吸装置にあっては、異常の検知につい
ては間接検知方式（人工呼吸器の供給圧力低下検知方
式）を採用しているため、以下の欠点があった。すなわ
ち、第１に、限定された原因以外の故障、例えば、停電
故障等による機器の停止、供給配管回路のミスによる空
気供給の低下の場合には圧力検知器が停止又は機能せず
に異常発生時には対応することができなかった。第２
に、気管カニューレが半脱着の状態にあるときは、圧力
低下が少ないため、検知ができずに警報を発することが
できなかった。第３に、気管カニューテル脱落時に先端
が布団等で閉塞された場合に圧力低下が生じず検知がで
きないという理由により、蛇腹管部分の脱落や半脱落状
態の故障については警報を発することができなかった。

【０００４】

【発明の目的】そこで、この発明の目的は、患者の胸郭
の動きを直接的に検出し、検知ミスの発生を皆無とした
人工呼吸器の異常警報装置を提供することである。ま
た、この発明は、患者への装着性、取り扱い性に優れ、
安価な人工呼吸器の異常警報装置を提供することを、そ
の目的としている。

【０００５】

【課題を解決するための手段】請求項１に記載の発明
は、人工呼吸器を装着した患者の腹部または胸部の往復
動を検出するセンサと、この往復動が所定時間停止した
とき警報を発生するアラーム手段とを備えた人工呼吸器
の異常警報装置である。人工呼吸器を装着した患者は明
確に腹部または胸部の往復動を発し、異常の場合は往復
動を停止する。この点に着目して異常を検知する方式は
今までになかった。患者はベッド等に横臥していても、
また、車椅子等に座していてもよい。アラーム発生まで
の時間は、任意に設定することができる。例えば１０〜
１２０秒とする。センサとしては、圧電素子を使用する
他にも、超音波、赤外線その他を用いた構成とすること
ができる。接触式でも、非接触式でも胸郭の動きを検出
することができるものであればよい。アラーム手段とし
ては、音声による場合（聴覚）、画像、光などの場合
（視覚）、振動などによる場合、およびそれらの組み合
わせによる場合が含まれる。

【０００６】請求項２に記載の発明は、上記センサは、
圧電素子と、この圧電素子から所定間隔離れて対向して
配設され、腹部または胸部の往復動に対応して圧電素子
を押圧する突起とを含む請求項１に記載の人工呼吸器の
異常警報装置である。圧電素子と突起は対向し、相対的
に動かないように相互に独立した状態で取付られ位置し
ている。仰向け横臥した患者の胸郭の拡大・収縮により
その腹部または胸部が上下動を繰り返すとき、その動き
に対応して突起が圧電素子を押圧する。上に動くときに
押圧する構成でもよく、下に動くときに押圧する構成で
もよい。突起の形状は問わない。円錐状、または、角錐
状で先端部が尖った形状が好ましい。患者の腹部又は胸
部は、吸気の時は上方向にゆっくり動き、圧電素子の電
圧発生は少ないが、そのまま押圧されるため圧力が蓄え
られる。呼気の時は下方向に割合的に急激に動くため圧
力が急に解放され、圧力変化が大きいため電圧信号の発
生が大きくなり確実に検知することができる。

【０００７】請求項３に記載の発明は、上記圧電素子お
よび突起は、取り付け部材により患者の腹部または胸部
に取り付けられている請求項２に記載の人工呼吸器の異
常警報装置である。患者の腹部または胸部の往復動を検
出することができる部位に取り付けられている必要があ
る。取り付け部材は、帯紐状でも、面状であってもよ
く、また、ジャケットや寝間着類に相似させてもよい。

【０００８】請求項４に記載の発明は、上記取り付け部
材は、上記圧電素子および突起を保持するポケットと、
このポケットを患者の腹部または胸部に固定する帯状ま
たは紐状の固定部材とを有する請求項３に記載の人工呼
吸器の異常警報装置である。圧電素子と突起はそれぞれ
基板に固着され、それらの間に所定間隔を有して対向配
置されている。これらは、例えば布製のポケットに収容
され、バンドなどの固定部材により患者の腹部または胸
部に固定される。その着脱が容易となる。バンドなどは
布製、プラスチック製、革製など材質は問わない。固定
の方法としては、フック、ホック、面状ファスナー、バ
ックルの使用や、紐で結ぶことなどが用いられる。

【０００９】請求項５に記載の発明は、上記患者の胸郭
の拡大運動に基づいて上記突起は圧電素子を押圧する請
求項１〜請求項４のいずれか１項に記載の人工呼吸器の
異常警報装置である。胸郭が拡大するとき、すなわち腹
部または胸部が上動するとき、突起が圧電素子の押圧と
解放を繰り返すことにより、定期的に電圧を発生する。
この電圧発生により、人工呼吸器装着者の正常呼吸動作
を確認することができる。よって、なんらかの原因によ
り胸郭が拡大・収縮を停止すると、これを人工呼吸器装
着者の呼吸動作異常として検知することができる。胸郭
の拡大収縮により警報を発するための電気信号を生成
し、該電気信号を電気的に増幅して検知精度を調整す
る。電気信号発生が所定時間続くと、または、電気信号
の不発生が所定時間継続すると、あらかじめ設定したタ
イマー回路によりＯＮまたはＯＦＦ信号を出して警報を
発するように構成することができる。

【００１０】請求項６に記載の発明は、上記アラーム手
段は、固定型端末または携帯型端末において警報を発生
する請求項１〜請求項５のいずれか１項に記載の人工呼
吸器の異常警報装置である。固定型端末としては、ナー
スセンタ、居間などの患者ベッドとは別室の端末（ディ
スプレイ、ブザーなどを含む）がある。また、人工呼吸
器本体にあってもよい。携帯型端末は、例えばポケット
ベル（登録商標）、ＰＨＳ、モバイル、ノートパソコ
ン、携帯電話機などを意味する。これらへの信号の伝達
は、有線、無線を問わない。

【００１１】請求項７に記載の発明は、上記警報は、上
記センサが再び上記腹部または胸部の往復動を検出する
まで継続して発生される請求項１〜請求項６のいずれか
１項に記載の人工呼吸器の異常警報装置である。警報の
解除は、人工呼吸器のリセットだけでなく、患者の胸郭
の拡大・収縮運動の再開により行う。患者の生命の危険
を確実に回避するためである。

【００１２】

【作用】請求項１〜請求項７に記載の発明にあっては、
センサが患者の腹部または胸部の往復動を検知し、この
運動の停止、すなわち往復動を検知しなくなってから所
定時間を経過したとき、アラーム手段が警報を発生す
る。この警報を受けて介護者、看護人が患者への人工呼
吸器の取り付け、作動などの状態を正常に復帰させる。
特に、圧電素子と突起（押圧子）を患者の腹部または胸
部に直接取り付けたため、これらの動きをリアルタイム
で検出することができ、かつ、検知対象の異常を確実に
把握することができる。また、これらをポケットを介し
て取り付けることにより、患者の着衣の着脱などに際し
ても容易に脱着することができる。

【００１３】

【発明の実施の形態】以下、この発明に係る人工呼吸器
の異常警報装置について一実施例を図面を参照して説明
する。図１〜図４には、この発明に係る人工呼吸器の異
常警報装置の一実施例を示している。これらの図に示す
ように、この装置は、人工呼吸器を使用している患者に
対して用いられる。ただし、人工呼吸器を用いていない
患者についてもこの装置は有用である。この実施例で
は、ベッド１１に仰向けに寝ている患者ＣＬは、人工呼
吸器１２、ネルコアピューリタンベネットフランスディ
ベロップメント社製の「オニキスプラスＰＳＶ／ＰＣＶ
ベンチレータ」を使用している。人工呼吸器１２の吸気
用ノズルを気管カニューレ１３に接続している。なお、
この人工呼吸器１２は、ノズルの気管カニューレへの接
続ではなく、例えば鼻マスクにより患者に対して換気を
行う構成とすることもできる。この人工呼吸器は、本体
部１４（内蔵した圧縮機またはポンプ）で発生した空気
を蛇腹管１５を介して気管カニューレから患者に供給す
る。そして、パネル表示部で患者の換気状態を表示する
とともに、アラームモードでは以下の場合においてアラ
ームを発生する。例えば電源の異常、回路はずれ、回路
閉塞、１回の換気量の異常に基づいてアラームを発生す
る。アラームとしてはＬＥＤの点灯、警報音の発生であ
る。

【００１４】この異常警報装置は、図２に示すように、
患者ＣＬの腹部（着衣の上）に布製バンド２１により取
り付けられたセンサ２２と、このセンサ２２からの電気
信号を入力するコントローラ２３と、コントローラ２３
に内蔵されたタイマ２４とを含んで構成されている。こ
のコントローラ２３は、Ｉ／Ｏ，ＣＰＵ，ＲＯＭ，ＲＡ
Ｍ，外部記憶装置などを含んで構成することができる。
この装置にあっては、コントローラ２３の演算部におい
てセンサ２２からの信号に基づいてタイマ２４を作動さ
せ、所定条件が満たされた場合はアラーム２５をＯＮと
する。アラーム２５としては、ナースコール２６などを
例示することができる。この他、携帯端末（携帯電話な
ど）に対して警告音、ＬＥＤ点灯、端末の発振などをア
ラームとして構成することもできる。

【００１５】図３，図４には、センサ２２と取り付け部
材２１の具体的構造を例示する。これらの図に示すよう
に、布製の所定長さの帯からなる取り付けバンド２１に
はその中央部の裏面にポケット３１が形成されており、
このポケット３１内に一対の基板３２，３３が収納され
ている。下側の基板３２の中央部には円形の圧電素子
（ピエゾ素子：チタン酸バリウムなどからなる公知の素
子を使用する）３４が固着されているのに対して、これ
と対向する上側の基板３３の裏面中央部には円錐状の突
起３５が配置されている。これらの基板３２，３３はい
ずれも同一サイズでプラスチック製の矩形板で所定の厚
さを有するものとする。圧電素子３４にはコードが接続
されており、その先端のプラグが上記コントローラ２３
のコネクタに着脱される。３６はコード係止用のテープ
である。なお、取り付けバンド２１の患者着衣適切位置
への係止、固定は、例えば両面テープ、面状ファスナ
（商品名：マジックテープ（登録商標））、止めピン
（いわゆる安全ピン）などにより行うことができる。

【００１６】上述の構成に係る異常警報装置にあって
は、患者のパジャマの胸または腹の上の部位に上記バン
ド２１によりセンサ２２を配設する。そして、人工呼吸
器１２より蛇腹管１５を介して気管カニューレ１３よ
り、強制的に、気道内に空気を入れたり、出したりす
る。その結果、胸郭の拡大・収縮により腹部、胸部が大
きく上下動する。この上下往復動をセンサ２２が検出す
る。すなわち、腹部が上動したとき、突起３５に対して
圧電素子３４が強く押し付けられる。このとき、突起３
５の先端が尖っているので、これに集中した強い力で圧
電素子３４を押圧する。そして、胸部の下動により、急
激にこの圧力が取り除かれ、圧電変化が生じる。圧電素
子の歪みによる電気的分極が生じて電圧が発生し、この
電気信号がコントローラ２３に入力される。

【００１７】ところで、何らかの異常が人工呼吸器１２
について発生した場合、例えば、停電、接続管のはずれ
その他が発生した場合、吸気、呼気が異常となるため、
センサ２２による入力信号が停止する。このとき、タイ
マ２４が作動し、所定時間の経過でこれを異常と判定す
る。そして、この状態をアラーム２５として出力する。
例えばナースコールの緊急状態表示ランプを点灯した
り、携帯電話への緊急通報を行う。このように所定リズ
ムで生じていた入力信号の入力異常が発生すると、アラ
ームを発生するため、入力のリズムの乱れについてもこ
れを異常と判断することとなる。その結果、人工呼吸器
の作動自体は正常であっても、その取り付け部位での何
らかの異常（バンドが外れた場合など）をも迅速に検出
することができ、患者の生命の安全を確保することがで
きる。

【００１８】図５にはこの発明に係る人工呼吸器の異常
警報装置の他の実施例を示している。この実施例では、
ポケットに替えてバンド全体を袋状に構成した例であ
る。バンド２１の上側４１が長く（取り付け状態で）、
下側４２がこれより短くしたものである。突起３５の基
板３３は上側布４１の内面に、圧電素子３４の基板３２
は下側布４２の内面に対向して所定間隔（接する状態
で）を有して配置されている。胸郭の拡大により下側が
上昇して上側は動かないため、突起３５により圧電素子
３４への押圧が発生する構成である。その他の構成は上
記実施例と同様となるので説明は省略する。

【００１９】図６には、さらに他の実施例を示す。この
実施例では、バンドを上側、下側ともに緩く患者着衣に
取り付けるが、センサに対して布団５０などを上から搭
載する。この結果、布団５０の重みで上側の動きが拘束
され、胸郭の拡大収縮に対して下側のみが動き、圧電素
子に電圧が発生する。その他の構成は上記実施例と同様
となるので説明は省略する。

【００２０】

【発明の効果】この発明によれば、患者の胸郭の動きを
直接検知することができ、予定外の機器の故障などにつ
いてもすべてに対応することができる。また、圧電素子
により動きを検知するため、その誤作動が少なくなる。
また、取り付け部材により患者の身体への着脱が容易で
あり、装着においても患者に負担をかけることがない。
さらに、センサを含んで装置自体を簡単な構造として、
安価な方法で、人工呼吸器の異常を確実に検知すること
ができる。さらにまた、圧電素子が圧力を検知しない場
合、すなわち電気信号を発生しない場合を異常と判定す
る構成としたため、生命維持に関して重大な事故などの
発生を最大限に防止することができる。

【図面の簡単な説明】

【図１】この発明の一実施例に係る人工呼吸器の異常警
報装置を示すその模式図である。

【図２】この発明の一実施例に係る人工呼吸器の異常警
報装置の概略構成を示すそのブロック図である。

【図３】この発明の一実施例に係る人工呼吸器の異常警
報装置のセンサ部分を示すその斜視図である。

【図４】この発明の一実施例に係る人工呼吸器の異常警
報装置のセンサを示すその正面図である。

【図５】この発明の他の実施例に係る人工呼吸器の異常
警報装置のセンサ部分を示すその正面図である。

【図６】この発明の別の実施例に係る人工呼吸器の異常
警報装置のセンサ部分を示すその正面図である。

【符号の説明】

１２ 人工呼吸器、 ２１ 取り付けバンド、 ２２ センサ、 ２５ アラーム（アラーム手段）。

Claims (7)

【特許請求の範囲】
1. 【請求項１】 人工呼吸器を装着した患者の腹部または
   胸部の往復動を検出するセンサと、 この往復動が所定時間停止したとき警報を発生するアラ
   ーム手段とを備えた人工呼吸器の異常警報装置。
2. 【請求項２】 上記センサは、圧電素子と、この圧電素
   子から所定間隔離れて対向して配設され、腹部または胸
   部の往復動に対応して圧電素子を押圧する突起とを含む
   請求項１に記載の人工呼吸器の異常警報装置。
3. 【請求項３】 上記圧電素子および突起は、取り付け部
   材により患者の腹部または胸部に取り付けられている請
   求項２に記載の人工呼吸器の異常警報装置。
4. 【請求項４】 上記取り付け部材は、圧電素子および突
   起を保持するポケットと、このポケットを患者の腹部ま
   たは胸部に固定する帯状または紐状の固定部材とを有す
   る請求項３に記載の人工呼吸器の異常警報装置。
5. 【請求項５】 上記患者の胸郭の拡大運動に基づいて上
   記突起は圧電素子を押圧する請求項１〜請求項４のいず
   れか１項に記載の人工呼吸器の異常警報装置。
6. 【請求項６】 上記アラーム手段は、固定型端末または
   携帯型端末において警報を発生する請求項１〜請求項５
   のいずれか１項に記載の人工呼吸器の異常警報装置。
7. 【請求項７】 上記警報は、上記センサが再び上記腹部
   または胸部の往復動を検出するまで継続して発生される
   請求項１〜請求項６のいずれか１項に記載の人工呼吸器
   の異常警報装置。