JP2008502945A - 呼吸マネキン - Google Patents

Abstract

自発呼吸を擬態する医療訓練用のマネキン（１）であって、マネキンの胸部または腹部を押し上げる空気式作動装置（３）を有する胴体部を具える。この作動装置（３）は、アキュムレータ（７）から作動装置（３）に空気を導く制御バルブ（５）を介してアキュムレータ（７）に接続されている。アキュムレータ（７）は、外部の空気供給源（８）に一時的に接続されて作動装置（３）による反復動作を得るのに十分な空気圧にアキュムレータ（７）を充填し得るよう構成されている。
【選択図】図１

Description

本発明は医療用模擬患者器具に関し、特に、添付の請求項１のプリアンブルに規定するように、マネキンと呼ばれる訓練用人形の自発呼吸の模擬装置である。

本発明は、医療の教育および訓練に用いる模擬患者（特にマネキンと呼ばれる人形）システムに関する。このマネキンは、多様な疾病の兆候や通常および異常な身体機能を示すものがあり、ユーザに診断と調整検査を行わせるものである。治療を行うにあたり、いわゆる患者の自発呼吸を擬態していることが望まれる。自発呼吸とは、患者が自ら呼吸を開始することをいう。

従来から、模擬自発呼吸の解決法が知られている。これらに共通するのは、呼吸を実現するメカニズムが非常に複雑であることである。このような公知の装置がＧＢ１２９１１９８に開示されている。ここでは、それぞれ気嚢からの空気が供給される多数の小さな空気シリンダによって胸の上昇が実現される。この気嚢は、電気モータに接続されたシャフトで駆動するカム機構により圧縮される。たとえこの機構が複雑な呼吸パターンを実現するものであっても、膨大なスペースを占有する。今日のマネキンは徐々に高度な機能が設けられ、マネキンに新規な装置を入れる空間は少ししかない。このため、本発明の目的の一つは、あまり場所をとらない自発呼吸模擬装置を提供することである。さらに、安価な部品でなる自発呼吸模擬装置を提供することを目的とする。

これは、本発明にかかる添付の請求項１の発明の特性が示す特徴により達成される。

本発明を、添付の図面に示す実施例を参照しながらより詳細に説明する。

本発明の一実施例の概略図を図１に示す。このマネキンは符号１で参照される。このマネキンの胸部プレート（図示せず）の下に、膨張式の気嚢３が配置されている。この気嚢は、ホース４を介して圧力調整器および制御バルブ５に接続されている。圧力調整器および制御バルブ５の一例を、より詳細に以下に説明する。

圧力調整器は、エアホース６でアキュムレータ７に接続されている。このエアホース６からは支流が延びており、エアホース６をポンプ８に接続している。本例では、自転車のポンプを用いているが、原則としてどのようなポンプを用いてもよい。

エアホース６にはまた、安全弁９が設けられている。

この圧力調整器および制御バルブ５について、図２を参照してより詳細に説明する。図２は、気嚢３、アキュムレータ７、エアホース１０、安全弁９が示されている。図２にはポンプ８が示されていない。圧力調整器および制御バルブ５は、圧録制御器５ａと、制御バルブ５ｂとから構成されている。さらに、制御調整器には調節可能な制限装置（restriction）５ｃが接続されている。この制限装置５ｃは、図に示す例ではライン４に設けられている。しかしながら、これはライン５ｄの、圧力調整器５ａと制御バルブ５ｂとの間に設けてもよい。この制限装置の目的は、第１に気嚢３から空気が徐々に抜けるようにすることである。気嚢はまた、ゆっくり満たされる。これが通常の呼吸パターンに相当する。一方、制限装置を排気ガスパイプ１１に設けて、気嚢から排気するときのみ空気を制限するようにしてもよい。

圧力調整器５ａは、制御バルブ５ｂに供給される圧力を気嚢３が許容しうる圧力に制限されるようにする。この圧力は、例えば２バールである。また、圧力調整器５ａを異なる気嚢に適合させてもよい。

制御バルブ５ｂは２ウェイバルブであり、第１の位置で圧力調整器５ａから気嚢３へと空気を通す。第２の位置では、気嚢から排気ガスパイプ１１へと空気を通す。排気ガスパイプの終端には、消音器１２が設けられている。

制御バルブは、ソレノイド５ｅに接続された対のワイヤ１３を介して、図示しないプロセッサにより操作される。

図３は、本発明の実際の実施例を示す図である。気嚢３は、縁に沿って溶接または接着された２枚のフォイル片により構成されている。エアホース４の第１の部分４ａは、気嚢３に恒久的に接続されている。これが簡易カプリング１４によりエアホース４の第２の部分４ｂに接続されている。エアホースの部分４ｂには、制限装置５ｃが設けられている。さらに、制御バルブ５ｂも見受けられる。制御バルブにはソレノイド５ｅが設けられ、対のワイヤ１３でプロセッサ（図示せず）に接続されている。排気ダクトは制御バルブ５ｂを通って進み、制御バルブ５ｂの箱の上に消音器１２が設けられている。

さらに、圧力調整器５ａには、調整器の圧力を調整するハンドル５ｆが設けられている。さらに、エアライン６上には安全弁９が設けられ、これはＴ型ピース６ａによりライン６に接続されている。実際の安全弁９ｂは、中間ピース９ｃによりＴ型ピースに接続されている。

さらに、ライン６はアキュムレータ７に延びている。これはＰＥＴまたはポリビニルのボトルとすることができる。原則としてミネラルウォーターのペットボトルを用いるが、実際にこの目的用の特別のボトルを作成すると、スペースを有効利用できるような形状とすることができる。

ライン６上にはさらにＴ型ピース１５が設けられ、ライン６をライン１０に連結している。ライン１０の終端には簡易カプリング１６が設けられ、ポンプと接続できるようになっている。この簡易カプリングは、自転車や自動車のタイヤに見られるようなタイプと同じ、一体型の逆止弁を用いたものであってよい。

気嚢３を除くすべての要素は、マネキンの大腿部、脹ら脛、臀部の既にいくつかの部材が配置されている部位に配置することができる。簡易カプリング１６もまたマネキンのいずれかの部位、例えばマネキンの残りの連結部がまとめられる部位に配置することができる。

この装置の目的を、図１−３を参照して詳細に説明する。まず、ポンプ８によりアキュムレータ７に圧力をかける。この圧力は典型例では１８−１９バールである。圧力がこれを越えると、安全弁９により余剰の圧力が解放される。この安全弁には笛を設けて、余剰圧力を開放する際に音声信号を発するようにしてもよい。アキュムレータで完全な圧力が得られたら、ポンプ８は脱着してよい。

プロセッサ（図示せず）は、特定の生理的条件を満たすと自発呼吸を開始するか、任意に呼吸を開始するように設定できる。このプロセッサは、手動で支配してもよく、従って指導者の意志により自発呼吸を開始することができる。

自発呼吸の開始時、制御バルブ５ｂが開いて空気が流れる。空気はアキュムレータからライン６へと流れ、圧力調整器５ａと制御バルブ５ｂを通って気嚢３へと流れる。これにより、気嚢３が膨張し、胸部プレート（図示せず）が持ち上がり、マネキン１の胸部が上昇する。この膨張は呼吸音を伴ってもよく、これはマネキン内部の音声発生部あるいは上述した「呼吸流路」のデザインにより発生させることができる。気嚢３の膨張時に、制限装置５ｃが気嚢に流れる空気量を制限し、これにより気嚢が完全に膨張するまである程度の時間がかかる。この気嚢が膨張するまでの経過時間は、制限装置５ｃを調整することにより調節可能である。

気嚢３を収縮させる場合、制御バルブ５ｂは図２に示す位置に反転される。気嚢３は、気嚢３の上に設けられた胸部プレート（図示せず）とともに圧縮される。これにより気嚢３から空気が流出し、制御バルブ５ｂに戻り排気ガスパイプ１１から開放される。したがって、充填と復帰に１本のラインのみを用いることになる。これによりライン配線が容易となる。空気を制御バルブに戻す代わりに、膨張時に供給される空気量より少ない量を放出する漏出孔を設けて空気を気嚢３の近くで放出してもよい。

図４は、潜在呼吸パターンの２つの例を示す図である。横軸が時間を示し、気嚢の充填度（すなわち圧力）を縦軸で示す。

上部に、時間ｔ_ｉ間に空気が導入される曲線１７を示す。時間ｔ_ｕ間に再び空気が開放される。その後休止時間ｔ_ｐがあり、その後新たなサイクルが開始する。

下部に、別の呼吸パターンを曲線１８で示す。ここでは、空気は時間ｔ_ｉの間導入される。その後空気は気嚢内に時間ｔ_ｈだけ保持される。時間ｔ_ｕ間に再び空気が開放される。その後休止時間ｔ_ｐがあり、その後新たなサイクルが開始する。期間ｔ_ｈでは、制御バルブ５ｂはエアホース５ｄからエアホース４に開かれ、圧力は圧力調整器で設定した圧力に維持される。

もちろん、他の呼吸パターンを指定することもできる。制御バルブ５ｂが一方または他方の方向に開いている時間を調整することにより、例えば過呼吸や虫の息を擬態させることができる。制御バルブ５ｂはさらに、気嚢３への空気供給と気嚢３からの空気の戻りが双方とも閉じられた第３の位置を設定してもよく、これにより気嚢３に圧力調整器５ａが許容する最大量より少ない空気量を保持させ、虫の息を擬態させることが可能になる。図示しない別のプログラムを有するプロセッサを設けて制御バルブ５ｂを操作し、異なる呼吸パターンとしてもよい。

図１は、本発明の実施例の原理を示す概略図である。 図２は、図１の実施例の回路図である。 図３は、構成要素およびこれらの間の流路を示す図である。 図４は、潜在的呼吸パターンの例を示す図である。

Claims (10)

1. 自発呼吸を擬態する医療訓練用のマネキンにおいて、マネキンの胸部または腹部を上昇させる少なくとも１の空気式作動装置を有する胴体部を具え、前記作動装置が、アキュムレータから前記作動装置内へ空気を導入するよう設計された制御バルブを介してアキュムレータに接続されており、前記アキュムレータが、外部の空気供給源に一時的に接続されて前記作動装置による反復動作を得るのに十分な空気圧に前記アキュムレータを充填し得るよう構成されていることを特徴とするマネキン。
2. 請求項１に記載の器具において、前記作動装置が気嚢であることを特徴とする器具。
3. 請求項１または２に記載の器具において、前記アキュムレータと作動装置間の連絡路に設けられた圧力調節器を具えることを特徴とする器具。
4. 請求項１乃至３のいずれかに記載の器具において、前記アキュムレータの充填時に過度の圧力を開放するよう構成された圧力弁を具えることを特徴とする器具。
5. 請求項１乃至４のいずれかに記載の器具において、前記制御バルブは前記作動装置に、前記作動装置の充填ラインとリターンラインの双方の役割を果たす単一のラインのみで接続されていることを特徴とする器具。
6. 請求項１乃至５のいずれかに記載の器具において、例えば自転車用ポンプといった外部空気供給源と接続するためのカプリングを具えることを特徴とする器具。
7. 請求項１乃至６のいずれかに記載の器具において、前記アキュムレータは、例えばＰＥＴまたはポリビニルでなるプラスチックボトルであることを特徴とする器具。
8. 請求項１乃至７のいずれかに記載の器具において、前記制御バルブは、訓練器具内のプロセッサにより制御されるよう構成された２ウェイバルブであることを特徴とする器具。
9. 請求項１乃至８のいずれかに記載の器具において、前記作動装置から解放される空気の流量を制限するよう構成された制限装置を具え、これにより呼気にある程度の時間がかかることを特徴とする器具。
10. 請求項９に記載の器具において、前記制限装置が前記アキュムレータと作動装置の間に配置されており、これにより前記作動装置に供給される空気の流量も制限されることを特徴とする器具。

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