JP2003505214A - 振動換気装置内のバイアスフローを低減する装置および方法 - Google Patents

振動換気装置内のバイアスフローを低減する装置および方法

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JP2003505214A JP2001513465A JP2001513465A JP2003505214A JP 2003505214 A JP2003505214 A JP 2003505214A JP 2001513465 A JP2001513465 A JP 2001513465A JP 2001513465 A JP2001513465 A JP 2001513465A JP 2003505214 A JP2003505214 A JP 2003505214A
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ファーマン，ブラッドリー，ピー．
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Abstract

(57)【要約】 現存の振動換気装置と比較して、バイアスフローをより低減する、患者の換気装置および換気方法を提供する。本装置は、オシレータ（１１）と、このオシレータと密閉連結する第一末端を有する振動ライン（１４）を備える。振動ラインにガス供給ライン（８）が連結され、振動ラインの第二末端に患者ライン（２５）が連結される。アウトレットバルブ（５２）は、患者ラインと空気連絡状態にある。

Description

【発明の詳細な説明】
【０００１】 （発明の属する技術分野） 本発明は、主に動物の呼吸を補助する換気装置に関する。特に、本発明は、換気
の装置および方法を提供する。
【０００２】 （関連技術の説明） 動物患者の正常呼吸に障害があって、外部手段による支援が必要な状況が多く存
在する。この状況で呼吸を促進するために、振動換気装置が用いられている。振
動換気装置の形式のうち、高周波振動換気装置が有効である。米国特許第４７１
９９１０号には、高周波振動換気装置が記載されている。ガス源から高周波オシ
レータへとガスの流れが導かれる。この高周波オシレータは、磁石を有する箱体
の中にピストンが空気漏れのないように仕切り板状に取付けられている箱体、こ
の箱体内の仕切り板の第一サイドの空間を、ガス導入手段に接続する引き込み口
、および仕切り板の第一サイドに取付けられたコイルを備える。コイル内の電流
の流れの極性を反転させることが可能な回路構成要素が設けられ、それにより、
仕切り板が囲い内で往復運動するようになっている。仕切り板の第二サイドの空
間を、ガス源と患者の気道に接続するチューブが設けられている。
【０００３】 先行技術において、吸気ガスは、仕切り板の運動により、Ｕ字型チューブを経由
して患者の内外へと移動する。先行技術を説明する目的に関し、このＵ字型チュ
ーブは、一端が遠位にある第一枝部と、一端が遠位にある第二枝部と、これらの
枝部の間のチューブとからなると説明される。枝部の間のチューブには別のチュ
ーブ（「患者ライン」）が連結され、Ｕ字型チューブから患者にガスを送り、か
つ、患者からＵ字型チューブへとガスを送る。患者ラインは気道内チューブを経
由して患者に連結されてもよい。第一枝部の遠位の末端は、仕切り板に密閉連結
され、これによりＵ字型チューブ内のガスは、仕切り板の往復運動に従って振動
する。吸気作用に適当なガス（吸気ガス）は、Ｕ字型チューブ上の、仕切り板と
患者ラインの間の位置において供給される。
【０００４】 吸気ガスは、Ｕ字型チューブの第一枝部を通り、吐出ガスはＵ字型チューブの第
二枝部を通り、第二枝部の遠位の末端から周囲に放出される。呼吸の呼気相の間
に、呼気ガスが第一枝部内に引き戻されるのを防止するには、呼気ガスを第二枝
部内へと移動するために、患者が必要とするよりも大量の吸気ガスが供給される
。患者の必要量を超えて供給される吸気ガスは、本願で「バイアスフロー」と称
する。
【０００５】 吸気ガスをＵ字型チューブの第二枝部へと移動させるには、子供の換気の場合で
、１分当たり約２０リットルの吸気ガス流量が用いられ、年長の子供や大人の換
気の場合で、１分当たり６０〜８０リットルもの吸気ガス流量が用いられる。こ
のように大量の吸気ガスでは、大抵の運搬や救急車からの得られる供給を早く使
い果たしてしまう。さらに、このような先行技術の装置は、時には吸気ガスと混
合して用いられる治療用ガス（例えば気化性麻酔薬、酸化窒素、揮発性ペルフル
オロカーボン、ヘリウム／酸素混合物など）を大量に必要とするので高くつく。
結局のところ、患者に必要な吸気ガスの量と換気装置に供給される吸気ガスの大
量な容量を鑑みれば、このような先行技術の装置は非効率である。
【０００６】 （本発明の簡単な説明） 本発明の目的は、換気装置と換気方法を提供することにある。この目的は、振動
板などのオシレータと、このオシレータに第一末端が密閉的に繋がる振動ライン
を有する換気装置により達成される。振動ラインには、ガス供給ラインが連結し
、振動ラインの第二末端に患者ラインが連結する。アウトレットラインは患者ラ
インと空気連絡し、アウトレットラインの患者ラインから遠い末端に、アウトレ
ットバルブが連結する。アウトレットバルブは、吸入の間にアウトレットライン
からガスを放出し、吐出の間にアウトレットラインからガスが逃げないようにす
る。
【０００７】 本発明による方法において、上記で説明したような換気装置が提供される。患者
ラインを介して空気連絡状態にある患者が準備され、振動ラインへガスが供給さ
れる。オシレータは振動ラインに近づけられ、アウトレットバルブが開放される
。次いで、オシレータは振動ラインから遠ざけられ、アウトレットバルブが閉鎖
される。
【０００８】 本発明の目的および本質をさらに理解するために、添付の図面に関連する以下の
説明が参照される。
【０００９】 （本発明の詳細な説明） 本願において用いられる言葉の「ガス」は、純粋な気体または複数の気体の混合
物を意味する。したがって、「ガス」という言葉は、Ｏ2 とＮ2 の混合物を意味
してもよいし、さらに治療用のガス類を意味してもよい。
【００１０】 本発明の装置１０は、例えば米国特許第４７１９９１０号及び同第５３０７７９
４号に記載された振動板などのオシレータを有する振動発生器に接続されてもよ
い。図１に示したように、吸気ガス源５が、供給ライン８を通じて本発明の装置
１０に接続されている。装置１０内への吸気ガスの流れは、供給ライン８に接続
するフロー調節器９によって制御することができる。供給ライン８からの吸気ガ
スの流れと、連結ライン１８内への吸気ガスの流れは、本質的には一定流量であ
ることが好ましい。連結ライン１８は振動ライン１４に接続されている。
【００１１】 図１の実施例で示すように、流入チェックバルブ２０は振動ライン１４内にある
。流入チェックバルブ２０の下流の振動ライン１４の一部は、ここにおいて流入
ライン１５と呼ぶ。チェックバルブ２０は、矢印２１の方向にガスが流れるのを
許容し、反対方向にガスが流れるのを阻止する。流入チェックバルブ２０の上流
側の圧力が、流入チェックバルブ２０の下流側の圧力より高い場合、流入チェッ
クバルブ２０は開放し、矢印２１の方向にガスが流れるようにする。流入チェッ
クバルブ２０の上流側の圧力が、流入チェックバルブ２０の下流側の圧力より低
い場合、流入チェックバルブ２０は閉鎖し、流入ライン１５を通ってガスが流れ
るのを効果的に阻止する。
【００１２】 流入チェックバルブ２０のさらに下流、例えば流入ライン１５に沿って、そこに
おけるガスの質を検知するためのＯ2 センサ２４およびＣＯ2 センサ２２が位置
してもよい。例えば加湿器、噴霧器などのさらなる変更器や検知器が設置されて
もよい。流入ライン１５は、もう一方で気管内チューブ（図１に図示しない）に
連結した患者ライン２５に連結して、患者の気道、最終的には患者の肺へガスを
送る。
【００１３】 流入ライン１５は、吐出ライン３０にも連結している。吐出ライン３０には、ポ
ート２８を通ってマノメータなどの圧力検知装置が設置されていてもよい。吐出
ライン３０は洗浄ライン３６を含み、再循環ライン３４に接続する。再循環ライ
ン３４は、振動ライン１４に連結する。再循環ライン３４と洗浄ライン３６の連
結部には、双ポジションバルブ３２が備わり、ガスの流れを再循環ライン３４へ
、或いは洗浄ライン３６へ向ける。双ポジションバルブ３２は、通常はガスを洗
浄ライン３６へ流すように設定されている。この双ポジションバルブ３２は、ガ
スが再循環ライン３４を通って流れないように正常に調節されることが望ましい
。
【００１４】 吐出ライン３０内には、洗浄キャニスタ３８、流出ライン４０、及び放出ライン
１６が備わる。さらに第２洗浄器６８が含まれてもよく、これは洗浄キャニスタ
３８が使用されていない場合、例えば洗浄キャニスタ３８を外したり、再充填（
例えば分離のガスの流れ（図示しない）を用いてＣＯ2 を除去する）する際に使
用される。スクラババルブ７０Ａ及び７０Ｂは、洗浄キャニスタ３８または第２
洗浄器６８のいずれか一方が作動するように、一緒に作動することが好ましい。
好ましい態様として、スクラババルブ７０Ａ及び７０Ｂは、２つの分離したバル
ブではなく、スライド型のバルブで、医療分野で通常に使用されるシリンダ状の
外容器と可動式の内シリンダを有し、それぞれに貫通穴を有するものであって、
洗浄キャニスタ３８または第２洗浄器６８のいずれか一方が動作可能にするもの
が挙げられる。
【００１５】 流出ライン４０には、流出チェックバルブ４２が備わり、これは矢印４３の方向
にガスが流れるのを許容し、反対方向にガスが流れるのを防止する。流出チェッ
クバルブ４２の下流は、封鎖バルブ４４を内包する放出ライン１６である。この
封鎖バルブ４４は、通常は開放位置に設定されている。この封鎖バルブ４４が開
放位置にある場合、ガスの流れを許容し、閉鎖位置にある場合、ガスの流れを阻
止する。放出ライン１６は振動ライン１４に連結する。
【００１６】 振動ライン１４の一方の端は患者ライン２５に連結し、もう一方の端はガス漏れ
のないようにオシレータ１１と密閉連結する。このオシレータ１１は、高周波振
動発生装置の振動板であることが好ましい。振動ライン１４に、アウトレットラ
イン５０が連結し、この反対端にアウトレットバルブ５２が連結する。アウトレ
ットバルブ５２は、制御ライン５４を介して供給されるコントロール圧力に反応
して開いたり閉じたりすることができる。アウトレットバルブ５２の閉鎖位置と
開放位置を、図２ａおよび図２ｂにそれぞれ示す。外部のコントロール圧力は、
オシレータ１１を制御する振動発生装置により、制御ライン５４に供給されても
よい。本発明の一つの実施形態において、ライン５４より供給されるコントロー
ル圧力は実質上安定なものであり、振動板１１の動作で発生するライン１４内の
振動圧は、アウトレットバルブ５２を開放させ、閉鎖させる。さらに別の形態と
して、アウトレットバルブ５２の操作は、例えばソレノイドのような他の手段に
より行われてもよい。
【００１７】 オシレータ１１の高周波振動は、患者の気道に出入りするガスの動きを促進する
。このようにして、オシレータ１１が振動ライン１４に接近する場合の吸気相に
おいて、加圧的な循環が発生し、オシレータ１１が振動ライン１４から遠ざかる
場合の呼気相において、減圧的な循環が発生する。加圧的な循環の間、流入チェ
ックバルブ２０の上流側にかかる圧力は上昇し、バルブを開放させ、ガスが矢印
２１の方向に流れるのを許容し、患者ライン２５を経由して最終的に患者の肺の
中へとガスが流れる。同時に、オシレータ１１が装置１０に接近することに起因
して、流出チェックバルブ４２の下流側にかかる圧力が、その上流側よりも高く
なり、その結果、流出チェックバルブ４２の閉鎖を強いることとなり、この際、
放出ライン１６から洗浄キャニスタ３８へのガスの流れを防止する。
【００１８】 呼気相の間（或いは循環の減圧の際）、オシレータ１１は振動ライン１４から遠
ざかり、流入チェックバルブ２０の両側の圧力の差異に起因して、流入チェック
バルブ２０を閉鎖する。吐出ガスが、患者の肺により吐出ライン３０内へ押し出
され、ＣＯ2 洗浄キャニスタ３８に送られる。同時に、流出チェックバルブ４２
の両側の圧力の差異に起因して、流出チェックバルブ４２を開放する。このよう
にしてＣＯ2 洗浄されたガスは、通常開いている封鎖バルブ４４を通過し、振動
ライン１４に戻される。放出ライン１６を経由して振動ライン１４に戻るガスは
、振動ライン１４内のガスと混合する。振動ライン１４内のガスは、流入チェッ
クバルブ２０がオシレータ１１の動作により閉鎖している場合、アウトレットバ
ルブ５２に向かって流れる。図２ａ及び２ｂで、アウトレットバルブ５２の空気
バージョンの開放位置および閉鎖位置を図示した。制御ライン５４により供給さ
れたコントロール圧力が振動ライン１４内の圧力を超える場合（図２ａ）、アウ
トレットバルブ５２は閉鎖位置にあり、振動ライン１４からのガスが装置１０か
ら漏れるのを防止する。制御ライン５４により供給されたコントロール圧力が振
動ライン１４内の圧力より低い場合（図２ｂ）、アウトレットバルブ５２は開放
位置にあり、振動ライン１４からのガスが装置１０から漏れる。図１〜５で示す
実施例において、アウトレットバルブ５２は、呼気相（すなわち、オシレータ１
１が装置１０から遠ざかる動作に起因して振動ライン１４内の圧力が減少する場
合）でほとんど閉鎖することがなく、また吸気相（すなわち、オシレータ１１が
装置１０から接近する動作に起因して振動ライン１４内の圧力が上昇する場合）
でほとんど開くことがないのが好ましい。
【００１９】 本発明の装置１０内のＣＯ2 洗浄キャニスタ３８は、他の位置で用いられてもよ
い。例えば、図３ａ及び３ｂで示すように、洗浄キャニスタ３８は患者ライン２
５の末端で流入ライン１５から遠い位置に配置されてもよく、患者ライン２５と
気管内チューブ６０の間に配置されるのが好ましい。図３ａで示すように、適当
なチェックバルブ２０、４２および返還ライン６７が一体に組み込まれ、洗浄キ
ャニスタ３８を通過する流れが確実に一方向となるようにしてもよい。図３ａ及
び３ｂで示すように、洗浄キャニスタ３８の置き換えの便宜を図るためのバイパ
スライン６６を設けてもよい。本発明の好適な実施形態において、第２洗浄キャ
ニスタ６８がバイパスライン６６に設けられる。第２洗浄キャニスタ６８は、洗
浄キャニスタ３８を有する本願のいずれの実施形態中に組み込まれてもよい。で
きる。図３ａ及び３ｂで示された装置は、現行のベンチレータ循環器と共に用い
られてもよい。
【００２０】 洗浄キャニスタ３８は、ＣＯ2 等の不要なガスを除去する物質を含有する。例え
ば、洗浄キャニスタ３８は水酸化ナトリウム、水酸化カルシウム、水酸化バリウ
ムを含有することができる。水酸化ナトリウムと水酸化カルシウムをシリカと混
合したものは、Ｓｏｄａ ｌｉｍｅ（商標）として市販されている。他の市販の
ＣＯ2 洗浄剤として、水酸化バリウムと水酸化カルシウムを含有するＢａｒａｌ
ｙｍｅ（商標）がある。洗浄キャニスタ３８のＣＯ2 洗浄性能が一旦低下した場
合は交換することができる。洗浄キャニスタ３８を交換するには、双ポジション
バルブ３２を吐出ライン３０からのガスを再循環ライン３４へと導くように設定
し、この際封鎖バルブ４４は閉鎖位置に設定する。洗浄キャニスタ３８の交換後
に、双ポジションバルブ３２および封鎖バルブ４４を元の通常位置に再設定する
。
【００２１】 図４ａ及び４ｂは、本発明のさらに別の二つの実施形態を示す。図４ａに示すよ
うに、洗浄キャニスタ３８は、振動ライン１４内のＣＯ2 とＯ2 センサ（２２、
２４）の上流に配置されてもよいし、或いは図４ｂで示すように、センサ２２、
２４の下流に配置されてもよい。図４ａ及び４ｂで示す実施例において、吸気ガ
スの流れを患者ライン２５へ導くため、或いは呼気ガスの流れを洗浄キャニスタ
３８に導くために、チェックバルブ類を必要としない。通常、ガスは洗浄キャニ
スタ３８内を両方向に通過して移動する。洗浄キャニスタ３８を交換するために
、二つのブロックバルブ６２、６４を一時的に調節して、ガスがバイパスライン
６６を通るようにしてもよい。
【００２２】 図５は、本発明の他の実施例を示し、ここでは振動ライン１４内に洗浄器が位置
し、ガスが洗浄キャニスタ３８を通って患者ライン２５へ流れるようになってい
る。患者ライン２５からの流れは吐出ライン３０を通過し振動ライン１４へと移
動する。チェックバルブ４２は、バイパスライン６６に位置し、前記の流れが吐
出ライン３０を確実に一方向で通過するようにしている。洗浄キャニスタ３８を
通る流れが確実に一方向となるために、追加のチェックバルブ２０が振動ライン
１４内に含まれてもよい。
【００２３】 図６で示す本発明の他の実施例において、吐出ガスからＣＯ2 を除去する代わり
に、吐出ガスが装置１００から単に逃げられるようにしてもよい。装置１００は
、連結ライン１８を通って吸気ガス源５に連結される。吸気ガスは振動ライン１
４に進入し、流入バルブ２０を経由して矢印２１の向きで患者ライン２５に向か
って移動する。ＣＯ2 センサ２２およびＯ2 センサ２４、ならびに圧力検知ポー
ト２８は、患者ライン２５の付近に位置してもよい。吐出ガスは吐出ライン３０
により、別のタイプのアルトレットバルブ５２に導かれる。図６、図７ａおよび
図７ｂに示したアルトレットバルブ５２は、振動ライン１４と吐出ライン３０の
間の圧力差異に基づいて作動する。この加圧サイクルの間、振動ライン１４内の
圧力が上昇することにより、アルトレットバルブ５２は吐出ライン３０の末端１
３２を閉鎖する。しかしながら、減圧相の間では、アウトレットライン５０内の
圧力により、アルトレットバルブ５２は末端１３２を開き、ガスを周囲に逃がす
。加圧サイクルの最小部分でアルトレットバルブ５２は閉鎖し、吐出ライン３０
と周囲空気の繋がりはなくて、減圧サイクルの最小部分でアルトレットバルブ５
２は開放し、吐出ライン３０と周囲空気の繋がりが生じることが好ましい。
【００２４】 図７ａ及び図７ｂは、図６で示したアウトレットバルブ５２の好適な実施形態を
示す。図７ａ及び図７ｂのアウトレットバルブ５２は、振動ライン１４内に露出
した第一可撓性膜３００と、アウトレットライン５０の末端１３２を選択的に閉
鎖するために位置する第二可撓性膜３０３を有する。これらの可撓性膜３００及
び３０３は、圧力連絡ライン３０６で連結している。圧力連絡ライン３０６は、
ガス又は液体で満たされている。圧力連絡ライン３０６内の圧力がアウトレット
ライン５０の圧力を超える場合、アウトレットライン５０の末端１３２は第二可
撓性膜３０３により閉鎖される。アウトレットライン５０内の圧力が圧力連絡ラ
イン３０６内の圧力を超える場合、アウトレットライン５０の末端１３２からガ
スを逃がす。第一可撓性膜３００に起因して、振動ライン１４内の圧力が圧力連
絡ライン３０６内の圧力を変動させることが認識されるであろう。
【００２５】 好ましい実施形態において、制御圧力ライン３０９が圧力連絡ライン３０６に連
結している。制御圧力ライン３０９が設けられた場合、圧力連絡ライン３０６内
の圧力は変動され、したがって、アウトレットライン５０の末端１３２を開放す
るのに必要なアウトレットライン５０内の圧力が変動することとなる。
【００２６】 本発明の概念を説明するために、図１における装置１０に関して、数学的関係を
発展させた。下記の表１〜１０で、これらの数学的関係に対応するデータを列挙
した。
【００２７】 表中、 ＶＯ2 は、患者により消費された酸素の流量、 ＶＩは、装置１０に供給された吸気ガスの流量、 ＦｉＯ2 は、吸気ガス中の酸素モル比率、 ＦｍＯ2 は、流入チェックバルブ２０を通過する混合ガス中の酸素モル比率、 ＦｉＯ2 ＝１−ＦｉＮ2 、ここで、ＦｉＮ2 は吸気ガス中の窒素モル比率、 ＦｍＯ2 ＝１−ＦｍＮ2 、ここで、ＦｍＮ2 はアウトレットバルブ５２から逃げ
る混合ガス中の窒素のモル比率、 ＶＩ＝Ｋ＋ＶＯ2 、ここで、Ｋはアウトレットバルブ５２からの流出量、 ＶＩ×ＦｉＮ2 ＝Ｋ×ＦｍＮ2 、 ＶＩ（１−ＦｉＯ2 ）＝Ｋ（１−ＦｍＯ2 ）、 （ＶＩ÷Ｋ）（１−ＦｉＯ2 ）＝１−ＦｍＯ2 、 ＦｍＯ2 ＝１−（（ＶＩ÷Ｋ）（１−ＦｉＯ2 ））、 となる。
【００２８】
【表１】
【００２９】
【表２】
【００３０】
【表３】
【００３１】
【表４】
【００３２】
【表５】
【００３３】
【表６】
【００３４】
【表７】
【００３５】
【表８】
【００３６】
【表９】
【００３７】
【表１０】
【００３８】 表１〜９は、酸素消費率５ｍｌ／ｋｇ／ｍｉｎを呈する種々の吸気ガス流量（Ｖ
Ｉ）におけるＦｍＯ2 を示す。ＶＩ／ＶＯ2 列中のアステリスク印は、ＦｍＯ2
に対応するＦｉＯ2 の１０％の範囲内にＦｍＯ2 が達するのに必要な吸気ガスの
最小流量を意味する。表１に対応する吸気ガスは、空気（２１％酸素）である。
表１で示されるように、吸気ガス流量が５０ｍｌ／ｋｇ／ｍｉｎの場合、混合ガ
ス（吸気ガスと洗浄された吐出ガスの混合物）中のＯ2 比率が、約０．１２とな
る。従って、ＦｉＯ2 に対するＦｍＯ2 の比率は、約０．５８となる。混合ガス
（ＦｍＯ2 ）中の酸素比率が、ＦｉＯ2 の約１０％の範囲内となるには、吸気ガ
ス流量が２００ｍｌ／ｋｇ／ｍｉｎであることが必要である。
【００３９】 表２〜９では、０．３（３０％酸素）から１．０（純粋酸素）までのＦｉＯ2 値
に必要な吸気ガス流量を説明する。吸気ガス中の酸素パーセントが高くなると、
同じＦｍＯ2 ／ＦｉＯ2 比率に達するのに必要な吸気ガス流量は低くなる。例え
ば、ＦｉＯ2 の１０％の範囲内のＦｍＯ2 値に到達するには、２１％酸素（空気
）を含有するガスの場合で、２００ｍｌ／ｍｉｎの吸気ガス流量が必要であるが
、８０％酸素を含有する吸気ガスの場合では、その１０分の１の吸気ガス流量（
２０ｍｌ／ｋｇ／ｍｉｎ）でよい（表７）。表１０では、吸気ガス中の種々の酸
素濃度において、ＦｉＯ2 の１０％の範囲内（１０％許容レベル）のＦｍＯ2 値
に達する時の吸気ガス流量の構成を示す。表１０で示されるように、望ましい濃
度の酸素を患者ライン２５へ送るには、ＦｉＯ2 を一定に維持しながら吸気ガス
の流れを調節するか、或いは吸気ガス流量を一定に維持しながらＦｉＯ2 を調節
すればよい。
【００４０】 上記の表の中のデータは、本発明の装置を用いることにより、吸気ガス流量を６
〜２００ｍｌ／ｋｇ／ｍｉｎまで減らすことが可能となることを説明する。この
ことは、一般に入手可能な高周波振動換気装置が約１０００〜２０００ｍｌ／ｋ
ｇ／ｍｉｎの吸気ガス流量を必要とするのと対照的である。
【００４１】 図８は、本発明による方法の工程を示す。この方法において、上記で説明した装
置１０のような換気装置を準備する（ステップ２００）。さらに、患者ラインに
連結した患者を提供し（ステップ２０３）、ガス供給ラインを通して振動ライン
にガスを供給する（ステップ２０６）。オシレータを振動ラインに接近させ、ア
ウトレットバルブを開放する（ステップ２０９）。引き続いて、オシレータを振
動ラインから遠ざけて、アウトレットバルブを閉鎖する（ステップ２１２）。振
動ラインに供給されるガスは、一定の流速で供給されることが好ましい。
【００４２】 本発明の装置および方法は、一般に入手可能な高周波振動換気装置と比べて、よ
り有効である。なぜなら、本発明は、バイアスフローの必要性を実質的に低減す
るからである。バイアスフローを減らすことにより、より小さな換気システムの
実現が可能となる。今ここで、本発明の装置および方法により、安全な換気に必
要なバイアスフローの容量を減らせられることが明白となった。本発明の装置を
用いることにより、換気装置に送る吸気ガスの体積を、２００００〜８００００
ｍｌ／ｍｉｎから、たった２０〜８００ｍｌ／ｍｉｎまで低減できることが考え
られる。
【００４３】 本発明についての別の効果は、長引く振動換気に関連して、平均肺体積が失われ
るのを押し止められることにある。このことは、このような機械的換気の形態が
有すると考えられる問題である。吸気ガスの流れを減らすことで、この問題が増
強する可能性があると、広く一般的に考えられている。この問題に対する一つの
方策は、平均肺体積の損失傾向を押し止め、そして肺の拡張を保護することであ
り、これは、吸気ガスの一部または全部の流れを、気管内チューブに適用した小
さなチャネルに向け直して、バイアスフローの一部または全部を気管に直接送る
ことができるようにすることに関与する。（現行の）高い吸気ガス流量は潜在的
に危険であるが、本発明で意図されるような低い吸気ガス流量では安全と考えら
れている。さらに、吸気ガスの流れの一部又は全部を、（肺寄りの）遠位の気管
に向け直すことは、慣例的な高さの吸気ガス流量を用いて振動を実行する場合に
おいても、大きな効果があると認識されている。吸気ガスの一部又は全部を気管
へ向け直すと、サイクルの吸気相の間に吸気ガスを肺内に留めて、さらに呼気相
の間の低い圧力において、装置１０にこのガスを放出する。このことは、拡張不
全肺又は回復不十分の肺の拡張を支援するのに用いられるであろう。
【００４４】 本発明の好適な実施例を本願中に記載し図で示したが、本発明は上記の好適な実
施例に限られない。本発明は、本発明の本質と範囲から逸脱することなく種々の
変更が可能であり、前述の記載は限定された意味で解釈されることなく、一例と
して解釈されることを意図する。さらに、本発明は請求の範囲にのみ規定される
ことを意図する。
【図面の簡単な説明】
【図１】 図１は、本発明の装置の一実施例の模式断面図であり、本装置の主要な構成要素
とＣＯ2 洗浄器を利用する態様を説明するものである。
【図２ａ】 図２ａは本発明のアウトレットバルブの閉鎖状態を表した模式断面図である。
【図２ｂ】 図２ｂは本発明のアウトレットバルブの開放状態を表した模式断面図である。
【図３ａ】 図３ａは、本発明の他の実施例の模式断面図である。
【図３ｂ】 図３ｂは、本発明の他の実施例の模式断面図である。
【図４ａ】 図４ａは、ＣＯ2 洗浄器を有する本発明のさらに別の実施例の模式断面図である
。
【図４ｂ】 図４ｂは、ＣＯ2 洗浄器を有する本発明のさらに別の実施例の模式断面図である
。
【図５】 図５は、本発明のさらに別の実施例の模式断面図である。
【図６】 図６は、ＣＯ2 洗浄器を有しない本発明のさらに別の実施例の模式断面図である
。
【図７ａ】 図７ａは、本発明の別のアウトレットバルブの閉鎖状態を示す模式断面図である
。
【図７ｂ】 図７ｂは、本発明の別のアウトレットバルブの開放状態を示す模式断面図である
。
【図８】 図８は、本発明の方法の工程を表したフローチャートである。
【手続補正書】
【提出日】平成１４年４月２２日（２００２．４．２２）
【手続補正１】
【補正対象書類名】明細書
【補正対象項目名】特許請求の範囲
【補正方法】変更
【補正の内容】
【特許請求の範囲】
───────────────────────────────────────────────────── フロントページの続き (81)指定国 ＥＰ(ＡＴ，ＢＥ，ＣＨ，ＣＹ， ＤＥ，ＤＫ，ＥＳ，ＦＩ，ＦＲ，ＧＢ，ＧＲ，ＩＥ，Ｉ Ｔ，ＬＵ，ＭＣ，ＮＬ，ＰＴ，ＳＥ)，ＯＡ(ＢＦ，ＢＪ ，ＣＦ，ＣＧ，ＣＩ，ＣＭ，ＧＡ，ＧＮ，ＧＷ，ＭＬ， ＭＲ，ＮＥ，ＳＮ，ＴＤ，ＴＧ)，ＡＰ(ＧＨ，ＧＭ，Ｋ Ｅ，ＬＳ，ＭＷ，ＭＺ，ＳＤ，ＳＬ，ＳＺ，ＴＺ，ＵＧ ，ＺＷ)，ＥＡ(ＡＭ，ＡＺ，ＢＹ，ＫＧ，ＫＺ，ＭＤ， ＲＵ，ＴＪ，ＴＭ)，ＡＥ，ＡＧ，ＡＬ，ＡＭ，ＡＴ， ＡＵ，ＡＺ，ＢＡ，ＢＢ，ＢＧ，ＢＲ，ＢＹ，ＢＺ，Ｃ Ａ，ＣＨ，ＣＮ，ＣＲ，ＣＵ，ＣＺ，ＤＥ，ＤＫ，ＤＭ ，ＤＺ，ＥＥ，ＥＳ，ＦＩ，ＧＢ，ＧＤ，ＧＥ，ＧＨ， ＧＭ，ＨＲ，ＨＵ，ＩＤ，ＩＬ，ＩＮ，ＩＳ，ＪＰ，Ｋ Ｅ，ＫＧ，ＫＰ，ＫＲ，ＫＺ，ＬＣ，ＬＫ，ＬＲ，ＬＳ ，ＬＴ，ＬＵ，ＬＶ，ＭＡ，ＭＤ，ＭＧ，ＭＫ，ＭＮ， ＭＷ，ＭＸ，ＭＺ，ＮＯ，ＮＺ，ＰＬ，ＰＴ，ＲＯ，Ｒ Ｕ，ＳＤ，ＳＥ，ＳＧ，ＳＩ，ＳＫ，ＳＬ，ＴＪ，ＴＭ ，ＴＲ，ＴＴ，ＴＺ，ＵＡ，ＵＧ，ＵＺ，ＶＮ，ＹＵ， ＺＡ，ＺＷ (72)発明者 ダウィー，マーク，エス． アメリカ合衆国、ニューヨーク州 14222、 バッファロー、ウエスト フェリー スト リート 725

Claims (24)

    【特許請求の範囲】
  1. 【請求項１】 オシレータ、 該オシレータに第一末端が密閉連結された、第一末端と第二末端を有する振動ラ
    イン、 該振動ラインに第一箇所で連結され、さらにガス供給源に連結されたガス供給ラ
    イン、 前記振動ラインの前記第二末端に連結された患者ライン、 該患者ラインと空気連絡するアウトレットバルブ、並びに 前記患者ラインと空気連絡するＣＯ2 洗浄器、 を備える換気装置。
  2. 【請求項２】 前記振動ライン内の、前記第一箇所と振動ラインの前記第二末端
    の間の位置にチェックバルブをさらに備える、請求項１に記載の装置。
  3. 【請求項３】 前記患者ラインに連結された入口を有する吐出ラインをさらに備
    える、請求項１に記載の装置。
  4. 【請求項４】 前記振動ライン内の、前記第一箇所と振動ラインの前記第二末端
    の間の位置に第一チェックバルブを、 前記吐出ライン内に第二チェックバルブをさらに備え、 この際に前記吐出ラインの出口が、前記オシレータと前記第一箇所の間で前記振
    動ラインに連結されている、請求項３に記載の装置。
  5. 【請求項５】 前記アウトレットバルブが前記振動ラインに連結された、請求項
    １に記載の装置。
  6. 【請求項６】 前記アウトレットバルブが、前記オシレータと前記第一箇所の間
    で前記振動ラインに連結された、請求項５に記載の装置。
  7. 【請求項７】 前記アウトレットバルブが、前記オシレータと前記吐出ラインの
    出口の間で前記振動ラインに連結された、請求項５に記載の装置。
  8. 【請求項８】 前記ＣＯ2 洗浄器が前記振動ラインの第二末端に連結された、請
    求項１に記載の装置。
  9. 【請求項９】 前記ＣＯ2 洗浄器が前記患者ラインにさらに連結された、請求項
    ８に記載の装置。
  10. 【請求項１０】 前記アウトレットバルブが患者ラインに連結された、請求項８
    に記載の装置。
  11. 【請求項１１】 前記アウトレットバルブが前記振動ラインに連結された、請求
    項８に記載の装置。
  12. 【請求項１２】 前記アウトレットバルブが、前記ＣＯ2 洗浄器と前記第一箇所
    の間で前記振動ラインに連結された、請求項１１に記載の装置。
  13. 【請求項１３】 前記オシレータが前記振動ラインに接近すると、前記アウトレ
    ットバルブがガスを暫くの間放出するようにした、請求項１に記載の装置。
  14. 【請求項１４】 前記オシレータが前記振動ラインから遠ざかると、前記アウト
    レットバルブを暫くの間閉鎖するようにした、請求項１に記載の装置。
  15. 【請求項１５】 前記ＣＯ2 洗浄器の入口に連結されたバイパスラインをさらに
    備える、請求項１に記載の装置。
  16. 【請求項１６】 前記バイパスラインが前記ＣＯ2 洗浄器の出口にさらに連結さ
    れた、請求項１５に記載の装置。
  17. 【請求項１７】 前記バイパスラインが前記振動ラインにさらに連結された、請
    求項１５に記載の装置。
  18. 【請求項１８】 オシレータ、 該オシレータに第一末端が密閉連結された、第一末端と第二末端を有する振動ラ
    イン、 該振動ラインに第一箇所で連結され、さらにガス供給源に連結されたガス供給ラ
    イン、 前記振動ラインの前記第二末端に連結された患者ライン、 該患者ラインに連結された吐出ライン、並びに 該吐出ライン内に位置し、呼気期間にガスを前記吐出ラインから放出できて、さ
    らに吸気期間に閉鎖できるアウトレットバルブを備える換気装置。
  19. 【請求項１９】 前記振動ライン内の、前記第一箇所と振動ラインの前記第二末
    端の間の位置にチェックバルブをさらに備える、請求項１８に記載の装置。
  20. 【請求項２０】 前記アウトレットバルブが、前記振動ライン内に露出する第一
    可撓性膜、前記吐出ラインの端を選択的に閉鎖するように位置付けられた第二可
    撓性膜、ならびに該第一可撓性膜と該第二可撓性膜の間の圧力連絡ラインを有す
    る作動器を備える、請求項１８に記載の装置。
  21. 【請求項２１】 前記圧力連絡ラインに連結された圧力制御ラインをさらに備え
    る、請求項２０に記載の装置。
  22. 【請求項２２】 オシレータ、該オシレータに第一末端が密閉連結された、第一
    末端と第二末端を有する振動ラインであって、該振動ラインの第一箇所に連結さ
    れ、ガス供給源に連結されたガス供給ラインをさらに有する振動ライン、該振動
    ラインの前記第二末端に連結された患者ライン、該患者ラインと空気連絡するア
    ウトレットバルブ、ならびにＣＯ2 洗浄器を有する換気装置を準備し、 前記患者ラインに患者を位置させ、 前記ガス供給ラインを用いて前記振動ラインにガスを供給し、 前記オシレータを前記振動ラインに接近させ、さらに 前記アウトレットバルブを開放することを特徴とする換気方法。
  23. 【請求項２３】 前記オシレータを前記振動ラインから遠ざけて、前記アウトレ
    ットバルブを閉鎖することをさらに含む、請求項２２に記載の方法。
  24. 【請求項２４】 前記振動ラインにほぼ一定流量のガスが供給される、請求項２
    ２に記載の方法。
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