JP2012086030A - ガス調整弁を備えた呼吸補助装置と呼吸補助方法 - Google Patents
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Abstract
【解決手段】装置は、加圧呼吸ガスの供給源、遠位端が前記供給源に接続され、近位端が前記患者に接続されているガス送給ダクト、および前記ダクトの内部と外部との間の少なくとも1つの漏れオリフィス531と、制御装置の信号により前記漏れオリフィスの開きを変化させることができる閉塞要素54とを有するガス調整弁50を備える、各サイクルが少なくとも1つの吸気期と少なくとも1つの呼気期により画成される連続サイクルで呼吸する患者のための呼吸補助装置であって、ガス調整弁が前記ダクト内の近位位置に挿入されており、閉塞要素が、呼気期と吸気期の両方において前記漏れオリフィスを通る2方向ガス流れを可能にすることができる。発明は、呼吸補助装置を用いる患者を補助する呼吸補助方法にも関する。
【選択図】図5b
Description
より正確には、本発明は、各呼吸サイクルが少なくとも1つの吸気期と少なくとも1つの呼気期により画成される連続呼吸サイクルで呼吸する患者のための呼吸補助装置に関する。
このような人工呼吸器は加圧呼吸ガスの供給源を備える。それらは、外部加圧ガス供給がそれらを動作させることを必要としないので、自律型と呼ばれる。
異なる種類の各種人工呼吸器が知られている。これらの異なる種類の人工呼吸器は、例えばそのサイズにより分類することができる。
第1の種類の人工呼吸器は非運搬型と呼ばれるものである。この第1の型は図1a〜1dに模式的に示されている。
吸気弁13は、両呼吸期中に患者に送り込まれる加圧ガスの流量を制御することができる。
人工呼吸器のほとんどの動作モードは呼気ガス流および/または呼気圧を監視する必要がある。従って、ガス流および/または圧力を感知するセンサ19を人工呼吸器に設けなければならない。
従って、既に十分に複雑で大きな二方向伝達回路の複雑さがセンサとワイヤとの追加によってさらに増すのを避けるために、センサ19は一般にガス供給源S1の近くに配置される。
吸気弁と呼気弁の両方は、適正に動作するために、特殊でしばしば複雑な制御装置15を必要とする。
この形態は、患者の容易な呼息に逆らう呼吸抵抗を生ずる。
実際、呼気弁14をガス供給源S1に近い呼気ダクト12の末端 (遠位端)に配置し、呼気ダクト12が比較的長いと、患者Pは、吐き出された空気が呼気弁に到達して大気に放出されるまで、彼の呼気を、呼気ダクト12を通して「押し出す」必要があろう。
第2の種類の人工呼吸器は、図2a〜2dに略図で示されているように、運搬型(運搬可能な)人工呼吸器と呼ぶことができる。この種の運搬型人工呼吸器は、内部呼吸ガス供給源S2を含む中央ユニット20を備える。
これらの装置の体積を制限する別の方策は、2本のダクト (吸気ダクトと呼気ダクト) を有する装置とは異なり、供給源S2と患者Pとの間に単一のガス伝達ダクト21を使用することである。
この呼気弁22のこのような近位配置のために、特に呼気期中に、もし呼気弁がダクトの遠位端に位置していたなら呼息のために使用されるダクトの長さにより引き起こされるであろう呼吸抵抗現象を避けることができる。
呼気期中、呼気弁24は、ガス送給ダクト内に呼気正圧(PEP)を確立して、患者の肺における残留過剰圧力をバランスさせるために、開いているか、または部分的に閉じている。
一部の呼吸モードでは、呼気弁は可及的にリアルタイムで動作されなければならないが、それはこの種の呼気弁では、それらに付随する空気圧慣性のためにきわめて困難である。
上) が必要になることがある。
患者が人工呼吸器を確実に使用できるようにするため、人工呼吸器が運搬型であろうとなかろうと、この装置は当然ながら、加圧ガス供給源が無能化 (故障またはその他)した場合を含むあらゆる状況下で患者が呼吸できるようにしなければならない。従って、ガス供給源が無能化しても呼吸補助装置が動作することができるように、満たさなければならない安全基準が存在する。
この点に関して、この安全性の問題に対処するために満たさなければならない圧力損失の規格上の要件が一般にあることを明記しておく。例えば、フランスの規格では供給源と患者との間の最大圧力損失は、成人用の場合で1リットル・秒について6 hPaを超えてはならず、小児用の場合で0.5 リットル・秒について6 hPaを超えてはならないと規定されている。
このような大径のダクトはもちろん装置の小型化を妨げる。
ガス供給源S1が無能化しても、図1cに示すように、吸気期はガス供給源S1の近くで吸気ダクト11に配置された安全逆流停止弁16を通して可能なる。
運搬型人工呼吸器と同じ理由から、圧力損失要件を満たすためにダクトの直径は比較的大きくしなければならない。すなわち、安全弁16を通る安全な吸気を可能にするために、小児用は15 mm以上、成人用は22 mm以上である。
この場合もやはり、このような大きな直径は小型化を阻害する。
また、人工呼吸器により処置される病状および疾患はさまざまであり、従って呼吸補助装置は気圧形式または体積形式のような異なる形式のものとなったり、異なる動作モードに従って動作されるものとなったりしうることにも留意すべきである。
ハイブリッドと呼ぶことのできる一部の装置は、いくつかの動作モードに従って作用することができる。しかし、それらの材料形状、特に付属品(ガス供給源と患者との間のダクトの種類、呼気バルブの有無、有孔マスクの使用、など)は、選択した動作モードに適合させなければならない。そして、同じ1つの装置を装置の調整(そのダクト、付属品などの調整)を必要とせずに多様なモードに従って動作させることが望ましいであろう。
一般的には、本書において上述した制約および欠点に対処することが本発明の目的である。
本発明の一つの形態において、安全性の要件を十分に順守しながらガス供給源と患者との間のダクトの直径が縮小されている。
本発明のさらなる態様は、同じ1つの人工呼吸器装置で、装置の調整を必要とせずに、異なる複数のモードを動作可能にすることである。
特に、本発明は、各サイクルが少なくとも1つの吸気期と少なくとも1つの呼気期により画成される連続サイクルで呼吸する患者のための呼吸補助装置に関し、この呼吸補助装
置は、
・加圧呼吸ガスの供給源、
・遠位端が前記ガス供給源に接続され、近位端が前記患者に接続されている、ガス送給ダクト、
・前記ダクトの内部と外部との間の少なくとも1つの漏れオリフィスと、制御装置の信号により前記漏れオリフィスの開き (開き具合) を変化させることができる閉塞要素とを有するガス調整弁、
を備え、
ガス調整弁が前記ダクト内の近位位置に挿入されており、閉塞要素が、呼気期と吸気期の両方において前記漏れオリフィスを通る2方向 (双方向) のガス流れを可能にすることができるものであることを特徴とする。
−閉塞要素が電気的に制御され、閉塞要素は電磁気的閉塞要素である。
−閉塞要素が、制御装置からの信号の不存在下では漏れオリフィスが少なくとも部分的に開いたままとなるようにする復帰機構を備える。
・電磁気的閉塞要素が、内部にコイルが固定されている金属シースを備え、該コイルが制御装置により制御可能で、可動性磁気要素を包囲しており、金属シースと可動性磁気要素とが磁気赤道を画成している;
・磁気要素が円環状磁石、第1極片および第2極片から構成され、該第1及び第2極片は円環状磁石の両側に同軸に固定された、異なる極性のものであり、そして該第2極片は、漏れオリフィスを閉塞することができる閉塞片を構成している、
・磁気要素が円環状磁石の回転軸に沿って並進可能である;
・電磁気的閉塞要素が制御装置により制御可能な2つの同軸コイルを備えていてもよく、その第1コイルは円環状磁石および第1極片を実質的に包囲し、その第2コイルは円環状磁石および第2極片を実質的に包囲する;
・電磁気的閉塞要素がガス送給ダクトに対して同軸に装着されている。
・電磁気的閉塞要素がコイルにより包囲された電気子を備え、該コイルが制御装置により制御可能であり、かつ該電気子が内部を磁気要素が並進可能な内部円環状空間を構成している;
・磁気要素が漏れオリフィスを閉塞することができる;
・磁気要素が圧縮バネにより拘束されている;
・磁気要素が円環状磁石および磁石ガイドから構成される;
・電磁気的閉塞要素がガス送給ダクトに対して横向きに装着されている。
・ゴム膜が、漏れオリフィスが少なくとも部分的に開いた位置に閉塞要素を保持するように設計されたベローズ(bellows)を有する;
・ベローズは、ガス調整弁内のガス圧が増加した場合には復帰機構の機能を増大させるように設計されている;
・ベローズは、ガス調整弁の壁面側に向けての凸状曲面を有する;
・閉塞要素はダクトから独立した空間内に少なくとも部分的に拘束されている。
具体的には、本発明のこの態様は、制御装置からの信号の不存在下では漏れオリフィス
が少なくとも部分的に開いていることを特徴とする、本発明に係る呼吸補助装置により患者を補助するための呼吸補助方法に関する。
−漏れオリフィスが吸気期中は完全に閉塞され、呼気期中は少なくとも部分的には開いている。
具体的には、それは、呼吸補助装置のガス送給ダクトの近位位置に挿入された、呼吸補助装置用のガス調整弁であって、前記ダクトの内部と外部との間の少なくとも1つの漏れオリフィスと、制御装置の信号により前記漏れオリフィスの開きを変化させることができる閉塞要素とを備え、かつガス調整弁が呼気期と吸気期の両方において内向きと外向きの両方のガス流れを可能にすることができることを特徴とするガス調整弁に関する。
−閉塞要素が、制御装置からの信号の不存在下では漏れオリフィスが少なくとも部分的に開いたままとなるようにする復帰機構を備える。
具体的には、それは、呼吸補助装置用のガス調整弁であって、少なくとも1つの大気に対する漏れオリフィスと、制御装置の信号により前記漏れオリフィスの開きを変化させることができる閉塞要素と、その弁と圧縮気体源との間の通過手段とを備え、閉塞要素が、通過手段を閉じる位置と漏れオリフィスを閉じる位置との間を移動しうることを特徴とするガス調整弁に関する。
具体的には、それは、呼吸補助装置用のガス調整弁であって、少なくとも1つの漏れオリフィスを備えるケーシングと、制御装置からの信号により漏れオリフィスの開きを変化させることができる閉塞要素と、計測手段を制御装置(35)に接続するための処理部分(104)とを備え、処理部分が、取り外し可能でケーシングに接続されるように設計されていることを特徴とするガス調整弁に関する。すなわち、処理部分がケーシングを取り外し可能に把持できるように、ケーシングを取り囲むように設計されたクリップを、処理部分が備えていてもよい。
[装置の全般構造]
まず、本発明に係る装置(人工呼吸器)の全般構造について説明する。図3を参照すると、本発明に係る呼吸補助装置が略図で示されている。
ガス調整弁32はこのガス送給導管内の近位(手前側)位置に挿入される。近位位置とは、ガス調整弁32がガス送給導管の患者Pに連結された端部付近に位置すると理解されるべきである。以下に記載されるように、調整弁は異なった形態に基づいて製造されうる。(そして、調整弁の配置(以下”アクティブバルブ”という。)の節において記載されるように、それはさらに、特定の弁の配置からなっていてもよい。)
ガス供給源Sは好ましくはいくつかの呼吸モードに従って動作することができるものであろう。
別の空気入口33bを、大気を富化するために酸素のような二次呼吸ガスのために設けてもよい。
ガス送給導管は1または2以上のガス送給ダクトから構成されうる。図3に示すように、本発明の呼吸補助装置は、単一のガス送給ダクト31からなるガス送給導管を備えることが好ましい。
ガス送給ダクト31の近位端31pは接続手段36を介して患者Pに接続されている。この接続手段36は、例えば、気管切開に適合した装置またはマスクであってもよい。
より正確には、「連係する」とは、制御装置35がかかるセンサ34を備えているか、或いは接続リンクを介してそれらに接続されていることを意味する。
制御装置35のデータ処理装置は一般にすべて遠位位置、すなわち、ガス供給源Sに配置される。
本発明の第1の実施態様に係る呼吸補助装置は、図4a〜4eに示されているようなガス調整弁を含む。本発明の第1の実施態様に係るガス調整弁40は、ガス送給ダクト31に対して同軸に装着される。
この3つの部分は、一体のケーシングを形成するように同軸に一体接続されている。各部分は、できあがったケーシングが1つの流路を構成し、その流路を通って加圧ガスがガス供給源Sから患者Pに向かう方向とその逆方向とに循環することができるように形成され
ている。
近位部分43には、ガス調整弁40の内部と外部との間に漏れオリフィスを形成するように開口431が設けられている。従って、ガスはガス送給導管から大気の方に、そして逆方向に漏出しうる。この開口は可及的に広い、すなわち、開口が近位部分43の円周の大部分に及んでいることが好ましい。
閉塞要素44は、内部にコイル442が固定される、好ましくは軟鉄製の金属円環状シース441を備える。この集成部品は近位部分43の周辺に固定され、ケーシングの中央部分42により包囲される。
本発明に係る呼吸補助装置の別の実施態様は、図5a〜5eに示されているようなガス調整
弁を含む。この第2の実施態様のガス調整弁50は、本発明の第1の実施態様に係るガス調整弁40に非常に似ている。
本発明に係る呼吸補助装置の第3の実施態様は、図6a〜6eに示したようなガス調整弁を含む。本発明の第3の実施態様に係るガス調整弁60は、ガス送給ダクト31に対して横方向に装着される。
ケーシング61のダクト616とハウジング613の第1帯域6131との間に第1の開口614が設けられている。
従って、第1および第2の開口(614, 615)は漏れオリフィス617を画成している。ガスはこの漏れオリフィス617を通ってガス送給導管から大気へ、そして逆方向へ循環することができる。
閉塞要素62は好ましくは電磁気的閉塞要素である。
中心の同軸円筒形部分6225が、下部ディスク6222と上部ディスク6223との間で、電気子622の中に設けられている。この中心同軸円筒形部分6225は、直径が上部ディスクの円形穴と同一であり、一端は上部ディスク6223に固定されている。
この形態において、電気子622の外周および中心同軸円筒形部分(6224, 6225)が円環状空間6227を画成する。
この形態は、従って、円環状空間6227内で、コイル621と金属質電気子622の中心同軸円筒形部分6225との間にエアギャップ (空隙) を作り出す。それは電気子622の上部ディスク6223により一端が閉じられている。
磁石ガイド623は、下部ディスク6231とより大直径の上部ディスク6232とから構成される回転体であり、上部ディスク6232はその中心に円形穴を有し、この円形穴の直径は上部ディスクの直径と同じである。下部および上部のディスク(6231, 6232)は、直径が下部ディスク6231の直径と同一である外周同軸円筒形部分6233により同軸に連結されている。より小直径の中心同軸円筒形部分6234が、上部と下部のディスク(6232, 6231)の間で下部ディスク6231上に設けられている。
円環状磁石624の外径は、電気子622の外周同軸円筒形部分6224の内径にほぼ一致する。磁石ガイド623の上部ディスク6232の円形開口の直径は、電気子622の中心同軸円筒形部分6225の外径にほぼ一致する。磁石ガイド623の中心同軸円筒形部分6234の外径は、電気子622の中心ディスク6226の円形穴の直径とほぼ一致する。従って、磁気要素を、電気子622の外周および中心の同軸円筒形部分(6224, 6225)により画成される円環状空間6227の内部に同軸に挿入することができる。
閉塞要素62は、さらに電気子622の中心同軸円筒形部分6225の内径にほぼ一致する外径
を持つバネ626を含んでいる。このバネは電気子622の中心同軸円筒形部分6225の内部に挿入される。バネ626は好ましくは圧縮バネである。
保護要素625はゴム膜でよい。この膜は中心ディスク6251から構成される回転体であり、この中心ディスク6251は比較的大きな外周円形ミゾ6252を有する。
ここで、本発明に係る呼吸補助装置の第4の実施態様を説明する。
本実施態様において、制御弁は―他の全ての実施態様と同様に―患者の近くの近位位置にある。
・(例えば、弁の内部要素の内壁同士間の)ガスの漏れを避けつつ、同時に、弁の主たる構成要素がダクトの長軸の周りに並ぶ、同軸の形状を可能とすることについて特に高い性能を提供すること。(なお、この形式の形状は、弁の大きさを減らし、それゆえ、能力を増加させる傾向がある。)
・このような弁の特定の形状において可動部品は慣性が少なく、すばやくかつ正確な移動が促進されるので、弁の制御―具体的にはリアルタイム制御―について優れた性能を可能とすること。
・さらに、それが有する複数の機能の中の一つとして、弁の可動部品の基準位置に滑らかに復帰させる機能を有する弾性膜を使用することにより、弁の円滑な動作を可能とすること。
これらの二つの部分は、集積ケーシングを形作るように同軸に接続される。各部分は、できあがったケーシングが1つの流路を構成し、その流路を通って加圧ガスがガス供給源Sから患者Pに向かう方向とその逆方向とに循環することができるように形成されている。
近位部分93は、ガス調整弁90の内側と外側との間で漏れオリフィスを形成するように、開口931を備える。したがって、ガスは、ガス送給導管から大気に向かう方向とその逆方向とに漏出しうる。この開口は可及的に広い、すなわち、開口が近位部分43の円周の大部分に及んでいることが好ましい。
図9に示される例において、閉塞要素92は、遠位部分91内に同軸に固定される金属製の電気子922を含む。この電気子922は軟鉄製でよい。
円環状磁石924および円環状金属片923の両方はいずれも内部円筒部分9221の外径と同じ内径を有する。円環状磁石924および円環状金属片923の両方は、電気子922の内部円筒部分9221の周囲にあり、固定されている。
可動コイル921は好ましくは、その回転軸が電気子922の回転軸に一致する回転体である。可動コイル921は、その中心に円形穴を有する下部ディスク9211と、その中心に円形穴を有する上部ディスク9212とからなる。下部ディスク9211の円形穴の直径および上部ディスク9212の円形穴の円形穴の直径はともに、円環状磁石924の外径と同じである。上部ディスク9212の外径は電気子922の外部円筒部分9222の内径と同じであって、上部ディスク9212は環状空間9225内を並進可能にされている。下部ディスク9211の外径は電気子922の外部円筒部分9222の内径よりも大きく、下部ディスク9211が電気子922に対して突き当たってコイル921の並進を制限することができるようにされている。
上部ディスク9212は、その円形穴の周りに複数の突出部分9214を備える。各突出部9214は、実質的に平坦であり、円筒部分9213の延長となるように円筒部分9213と同じ曲率の曲面をなしている。各突出部9214はさらに、その近位端に突起9215を有し、この突起9215が可動コイル921を閉塞片(925,926,927)に連結させている。
膜925は相対的に弾性を有し、コイル921が近位部分に向かって並進したときに近位部分93の漏れオリフィス931を閉塞するように構成されている。膜925は環状部分9251を有する回転体であってもよく、その環状部分9251は、相対的に大きな周辺部にある、円形であって近位側を向いている溝9252を有していてもよい。環状部分9251の周辺端部は近位部分93と電気子922の外部円筒部分9222との間で加圧された状態に保持されている。
起9256を有するベローズ9255を備える。この環状突起9256によって、膜925の内側の端部が電気子922上に円環状要素926とともにある状態を保持することが可能になる。
さらに、弾性を有していることに加え、膜925、具体的にはベローズ9255が特定の形状を有していることは、膜925が、コイル921にとって、復帰手段、すなわち復帰機構として作用することを示唆する。具体的には、後述するように、膜925は、コイル921が適切に動作しない場合において、漏れオリフィス931が閉塞されることを防ぐ。
本発明の変形例、特に、図9に示される上記の弁の発展例について説明する。本変形例は、個別のモジュールからなるモジュール組立体としての弁の集成部品の詳細な形状を示唆するので、本発明の独立した、それゆえ第5の実施態様として示される。
図10aから10dは、第5の実施態様に係るガス調整弁100を示しており、この弁は、呼気弁90の閉塞要素と同様であるがモジュールケーシングに囲まれた閉塞要素を有する。
また、同様に、これらの二つの部分は集積ケーシングを形作るように同軸に接続される。各部分は、できあがったケーシングが1つの流路を構成し、その流路を通って加圧ガスがガス供給源Sから患者Pに向かう方向とその逆方向とに循環することができるように形成されている。
このガス調整弁が小型化される利点を有するだけでなく、モジュール配置は保守の観点でもまた非常に有利である。
とは特に有利である。すなわち、オートクレーブ処理が可能な構成要素としての処理手段1044を有することは、費用のかかることである。さらに、接続部、具体的には処理手段1044と制御装置35との間の接続部は、オートクレーブ処理には持ちこたえられないであろう。
ここでは、図11aから11fを参照して、本発明に従って使用しうる弁の配置を説明する。
この弁の配置は特に、上記のそして一般的には図3に示される呼吸補助装置用の調整弁に使用しうるものである。
非常に小型の呼吸補助装置110の一例が図11fに示されており、そこには次のようなものが示されている:
・患者に圧縮大気を送るための送風機111(実際は圧縮送風機であるが、一般には「送風機」と称される。)(なお、送風機は酸素のような二次的なガスのための入口を備えている場合もある。)、
・その第一の端部1121で送風機の吹き出し口1110を封じるように取り付けられる弁筐体112、
・弁筐体の内部に配置され、患者に直接取り付けられうる出口1131(すなわち、患者は出口1131から直接呼吸を行う。)を有する弁113。
これらの要素は、弁筐体112の軸A周りに並ぶように同軸に配置されている。(なお、弁筐体112は典型的には自らが送風機の出口と並んでいる。)
図11aの説明図において、これらの要素は、弁の近位側端(弁筐体の反対側)から遠位側端(弁筐体に近い側)へと、次のようなものである:
・中空の弁本体1132上の出口1131、
○弁本体1132は軸Aに沿って並んだ二つの状態のコイル11321および11322を有する。
・プラスチックなどの材料で作られ、軽量であって(これは、このシリンダーは容易に動く必要があるためである。)、弁本体の中央空洞部に係合されるように構成されたシリンダー1134、
・鉄などの材料でできており、コイルを有する弁本体1132の外径に相当する内径を有する、もう一つのシリンダー1135、
・二つの鉄のシリンダー11361および11362によって軸方向に囲まれた永久磁石11360で作られた組立体1136であって、これら三つのものが一片をなす単独の組立体1136を形成する。これらの全ての構成部品は中央に軸方向の穴を有しているので、この組立体は中空であって、リング状の一般的形状を有している、
・Oリング1137、
、穴の個数は適宜構成されればよい(例えば、二つ、三つ、またはさらに多くの穴が、通常はその中心部の周辺部の周囲に配置される―あるいは、単独の穴でもよい。)、
○フローパスリングの中心部の外径は、組立体の内径に対応し、これらの二つの要素が軸Aに沿って相対的に移動することを可能とするゆとりを持っている、
○そして、組立体1136の遠位端は、フローパスリングの穴11380に適合した幅を有している、
■さらに詳細には、ひとたびこれらの要素が一体に組み立てられれば、弁本体の内壁とフローパスリングの中心部の外壁との間にあって穴11380に対応するリング形状を有する内部の経路11350を画成するように(図11b参照)、フローパスリング1138は弁本体の遠位端内に封じられるように組み立てられる、
■そして、組立体1136の幅は経路11350の幅と同じであり、組立体が経路内で軸方向に摺動することを可能とするゆとりを持っている、
・例えば熱線センサ(hot wire sensor)のようなガス流れおよび/または圧力を検知するためのセンサ11385。この装置が組み立てられたときに軸A上に配置されるように、フローパスリングの中心部11381の近位端に取り付けられた軸方向アームに、このセンサは配置される。
・固定部分であって、以下のものを備える:
○コイルを有する弁本体、
○鉄のシリンダー1135によって囲まれたそのコイル、
○アームとセンサ11381とを有するフローパスリング1138であって、弁本体が弁筐体112内に取り付けられたときに、送風機からのおよび送風機へのいかなる空気も穴11380を必ず通過するように、そのフローパスリングは弁本体の遠位端に取り付けられている、
■このフローパスリング1138はさらに、空気を円滑に送風機から穴11380へと向かわせるための遠位偏向体を有する、
○(上記のごとく、経路11350を封止するように、その内部を軸方向に摺動するよう構成されている)組立体1136、
○シリンダー1134、
○バネ1133、
■可動部分が固定部分の近位端側に向けて移動してしまったことでバネが圧縮されたときに固定部分の遠位端側に向けて可動部分を押して、弁本体の内側の肩部11323に対して突き当たるように、このバネは設計されている。
本に係る呼吸補助装置は、ガス供給源Sおよび/または制御装置35が無能化(例、万一の故障)した場合でも動作させることができる。
装置の正常動作は、ガス供給源Sと制御装置35が両方とも正常に動作する場合に対応する。
その結果、患者Pが吸息すると、ガス供給源Sから来る加圧ガスGsが患者Pに送り込まれる。すなわち、ガス調整弁の漏れオリフィス(71; 81)は閉じているので、加圧ガスGsは患者Pまでガス送給ダクト内を循環することができる。
この場合、磁気要素がガス調整弁(40; 50)の近位部分(43; 53)内を並進してガス調整弁(40; 50)の近位部分(43; 53)内に設けたアバットメントに突き当たるように、制御装置35が閉塞要素(44; 54)のコイル(442; 542)を動作させる。
この場合、磁気要素はこれがハウジング613の環状リッジ6228に突き当たるまで並進するように、制御装置35が閉塞要素62のコイル621を動作させる。
漏れオリフィス(71; 81)の開きをガス調整弁の閉塞要素(72; 82)により制御することは、PEPを制御する方策でもある。すなわち、PEPは患者の肺内の残留過剰圧力をバランスさせるための方策であるので、ガス送給ダクト内のPEPは患者Pが正確に呼息するのにも重要である。
図4eおよび5eは、呼気期中の本発明の第1および第2の実施態様に係るガス調整弁(40;
50)を示す。
すなわち、この図は完全に開いた漏れオリフィスを示している。実際、閉塞要素62の磁気要素は、制御装置35によって、コイル621を通って電気子622に突き当たるまで並進するように動作してきたものである。
ガス供給源Sが無能化した場合、例えばこれが故障した場合であっても、患者Pは呼吸が可能でなければならない。本発明に係るガス調整弁は、このような場合に患者が正常に呼吸できるようにする。
実際、呼気期中、ガス供給源から来る加圧ガスはPEPを制御する役割しか持たない。しかし、制御装置により、閉塞要素の制御を通して漏れオリフィスの開きの非常に正確なリアルタイム制御が可能である。従って、ガス供給源から来る加圧ガスがなくなると、漏れオリフィスの開きを適正に動作させることによって釣り合いをとることができる。
制御装置が無能化した場合、例えば、制御装置が故障した場合には、閉塞要素をもはや制御することができない。従って、制御装置からの信号が存在しない場合には漏れオリフィスが開いたままとなるようにガス調整弁内に復帰機構が設けられている。
しかし、漏れオリフィスの開き具合が制御できないので、PEPを制御することがもはや不可能となる。
状磁石73が磁気赤道ME上に位置する場合には、漏れオリフィス71が広く開くような形状であることが好ましい。
図6dおよび6eに示すように、バネ626は圧縮バネである。この圧縮バネ626は、制御装置がコイル621を制御している時には圧縮されていて、磁気要素が第1の開口614の円形突出部に突き当たるようになっている、すなわち、漏れオリフィスは閉じている場合 (図6dに示されるように) である。
この場合、患者Pはガス調整弁に設けた復帰機構のために呼吸が可能となる。実際、上に見たように、ガス供給源Sは、制御装置が無能化した場合に本呼吸補助装置を動作させる解決策を与えない。
読者は、ここに記載した新規な情報と利点を超えずに多くの変更をなしうることを理解したであろう。従って、このようなすべての変更が特許請求の範囲に記載した呼吸補助装置および方法の範囲内に包含される。
Claims (19)
- 呼吸補助装置に使用するガス調整弁であって、
患者に近い位置において当該呼吸補助装置のガス送給ダクト内に設けられるようにしたガス調整弁であり、
同軸的に接合された近位部分と遠位部分とを有し、使用中の患者へガス源から圧力ガスを供給し循環させることができるようにした流路を構成するケーシング;
前記近位部分に形成された、大気への漏れオリフィス;
前記漏れオリフィスの開きを変化させることができる閉塞片に接続された可動要素を有する閉塞要素;および
制御器による制御に応答して動くようにした閉塞要素からなり、
前記可動要素が前記流路を取り囲んでおり、使用中、流路内の圧力ガスの供給から封止・分離されるように構成されている。 - 前記閉塞片が弾性膜である、請求項1記載のガス調整弁。
- 前記弾性膜がゴム製またはシリコーン製である、請求項2記載のガス調整弁。
- 前記弾性膜が前記可動要素を流路から封止する、請求項2または3記載のガス調整弁。
- 前記閉塞要素が電磁閉塞要素である、請求項1〜4のいずれか1項に記載のガス調整弁。
- 前記閉塞要素が、さらに、磁気要素を含み、前記可動要素がコイルであって、該コイルが前記磁気要素を取り囲んでいる、請求項5記載のガス調整弁。
- 前記閉塞要素が、前記遠位部分内に同軸的に固定されている金属電機子からなる、請求項1〜6のいずれか1項に記載のガス調整弁。
- 前記電機子が、環状部分によって一緒に結合された内側円筒状部分と外側円筒状部分とから構成され、該内側円筒状部分が、外側円筒状部分よりも小さい直径を有する、請求項7記載のガス調整弁。
- 前記可動部分が、前記電機子の外側円筒状部分内に配置され、それを並進可能である、請求項8記載のガス調整弁。
- 磁気要素が前記内側円筒状部分に固定されており、前記可動要素の移動を制御するような外形状を有する、請求項8または9記載のガス調整弁。
- 前記電機子の内側円筒部分が圧力ガスの流路の一部を構成する、請求項の8記載のガス調整弁。
- 前記外側円筒状部分の前記近位端が、閉塞片に接続するようになっている環状突起を含む、請求項8または9記載のガス調整弁。
- 前記閉塞片が、前記膜を変形させて漏れオリフィスの開きを変える押付要素を含む、請求項2〜12のいずれか1項記載のガス調整弁。
- さらに、ガス流路における流れおよび/または圧力を検知する少なくとも1つのセンサを備え、該センサが制御器に連係している、請求項1〜13のいずれか1項記載のガス調整弁。
- 前記遠位部分が前記少なくとも1のセンサを収容するようにした外部チャンバーを含む、請求項の14記載のガス調整弁。
- 前記センサを制御器に接続するように構成した処理モジュールをさらに備えた請求項14または15記載のガス調整弁。
- 前記処理モジュールは、前記ケーシングに取外し可能に接続されている、請求項16記載のガス調整弁。
- 前記処理モジュールは、当該処理モジュールを前記ケーシングに取外し可能に結合するためのクリップを備えている、請求項17記載のガス調整弁。
- 各サイクルが少なくとも1つの吸気期と少なくとも1つの呼気期により画成される連続サイクルで呼吸する患者のための呼吸補助装置であって、
呼吸用加圧ガスのガス源;
患者への接続手段;
前記ガス源に接続した遠位端部と、前記患者への接続手段に接続されるようにした近位端部とを備えたガス送給ダクト;
当該装置の作動を制御するための制御器;および
ガス送給ダクトの近位端部の近くにおいて該ガス送給ダクトに配置された、請求項1〜18のいずれか1項に記載されたガス調整弁、
を備えた呼吸補助装置。
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