JP2816309B2 - Ventilator - Google Patents

Ventilator

Info

Publication number
JP2816309B2
JP2816309B2 JP14879594A JP14879594A JP2816309B2 JP 2816309 B2 JP2816309 B2 JP 2816309B2 JP 14879594 A JP14879594 A JP 14879594A JP 14879594 A JP14879594 A JP 14879594A JP 2816309 B2 JP2816309 B2 JP 2816309B2
Authority
JP
Japan
Prior art keywords
compressor
patient
oxygen
gas
air
Prior art date
Legal status (The legal status is an assumption and is not a legal conclusion. Google has not performed a legal analysis and makes no representation as to the accuracy of the status listed.)
Expired - Lifetime
Application number
JP14879594A
Other languages
Japanese (ja)
Other versions
JPH0810331A (en
Inventor
徹也 鈴木
勝之 宮坂
Original Assignee
徹也 鈴木
Priority date (The priority date is an assumption and is not a legal conclusion. Google has not performed a legal analysis and makes no representation as to the accuracy of the date listed.)
Filing date
Publication date
Application filed by 徹也 鈴木 filed Critical 徹也 鈴木
Priority to JP14879594A priority Critical patent/JP2816309B2/en
Publication of JPH0810331A publication Critical patent/JPH0810331A/en
Application granted granted Critical
Publication of JP2816309B2 publication Critical patent/JP2816309B2/en
Anticipated expiration legal-status Critical
Expired - Lifetime legal-status Critical Current

Links

Description

【発明の詳細な説明】DETAILED DESCRIPTION OF THE INVENTION

【0001】[0001]

【産業上の利用分野】本発明は、呼吸維持、呼吸補助に
使用される人工呼吸器に係り、特に、集中治療室で治療
を必要とする重症な呼吸障害患者を除き、中または軽度
の呼吸障害患者を対象とする小形、軽量、3電源(蓄電
池、自動車電源、家庭電源)駆動式の人工呼吸器に関す
るもので、病室、在宅、救急車内等で利用される。
BACKGROUND OF THE INVENTION 1. Field of the Invention The present invention relates to a ventilator used for maintaining and assisting breathing, and more particularly to a moderate or mild respiratory patient except for severe respiratory disorders requiring treatment in an intensive care unit. It relates to a small, lightweight, three-power (rechargeable battery, automobile power, home power) driven respirator for patients with disabilities, and is used in hospital rooms, at home, in ambulances, and the like.

【0002】[0002]

【従来の技術】従来、この種簡易型の人工呼吸器には、
患者に呼吸維持、呼吸補助のガスを供給するガス圧縮送
風手段としてピストン式ポンプが使用されていた。図4
は、従来のガス供給ポンプの構成を示す説明図、図5
は、横軸に時間(sec)、縦軸に患者の気道内圧(P
aw)をとり、吸気時の患者の気道内圧の変化を示す線
図である。
2. Description of the Related Art Conventionally, a simple respirator of this kind includes:
A piston type pump has been used as a gas compression blowing means for supplying a patient with breathing support and breathing assist gas. FIG.
FIG. 5 is an explanatory view showing a configuration of a conventional gas supply pump, and FIG.
Is the time (sec) on the horizontal axis and the airway pressure (P
aw), and is a diagram showing a change in a patient's airway pressure during inspiration.

【0003】図4において、30は、伸縮自在のゴムベ
ローズ、31は吸入弁、32は吐出弁、33はピスト
ン、34は送りねじ、35はモータ、36はロータリエ
ンコーダ、37は、ゴムベローズ30の伸縮位置を制御
するためのセンサー手段を示す。すなわち、従来の人工
呼吸器のガス供給ポンプは、モータ35の回転をピスト
ン33の直線往復運動に変えて、ゴムベローズ30の伸
縮によりガスの吸入、吐出を行うピストン式のポンプが
用いられていた。
In FIG. 4, reference numeral 30 denotes an elastic rubber bellows, 31 denotes a suction valve, 32 denotes a discharge valve, 33 denotes a piston, 34 denotes a feed screw, 35 denotes a motor, 36 denotes a rotary encoder, and 37 denotes a rubber bellows 30. Fig. 2 shows sensor means for controlling the telescopic position of the camera. That is, the gas supply pump of the conventional ventilator uses a piston type pump that changes the rotation of the motor 35 into a linear reciprocating motion of the piston 33 and inhales and discharges gas by expansion and contraction of the rubber bellows 30. .

【0004】このガス供給ポンプ方式では、患者の吸気
開始により、呼吸回路内の圧力が低下するのを圧力セン
サー(図示せず)で検知して、モータ35に作動開始信
号を送るものである。しかし、モータ35が回転を始め
て実際に患者に吸気が到達するまでの時間の遅れが大き
く、この間、患者の気道内圧は、図5のMに示すように
陰圧になってしまう。このことは、患者にとって呼吸仕
事の負荷となり、呼吸仕事量を軽減する人工呼吸器の本
来の目的に反しているという問題があった。
[0004] In this gas supply pump system, a pressure sensor (not shown) detects that the pressure in the breathing circuit decreases due to the start of inspiration of the patient, and sends an operation start signal to the motor 35. However, there is a large delay in the time from when the motor 35 starts rotating until the inhalation actually reaches the patient, and during this time, the patient's airway pressure becomes negative as shown by M in FIG . This poses a problem in that the burden of respiratory work is imposed on the patient, which is contrary to the original purpose of the respirator for reducing the amount of respiratory work.

【0005】そこで、この解決策として定常流式の人工
呼吸器が知られている。図6は、従来の定常流式人工呼
吸器の構成を示す系統図である。図6に示す人工呼吸器
では、圧縮機1Aから吐出され空気圧力調節器40を経
た空気と、別置きの酸素供給源(図示せず)から供給さ
れ酸素圧力調節器41を経た酸素とを酸素ブレンダ42
で酸素濃度を調整し、吸気流量調節器43で流量を調整
された定常流が、患者に吸気される。自然呼吸の場合、
患者からの呼気は呼気弁10から排気される。吸気回路
には圧力計13、吸気安全弁14を設け、患者の気道に
及ぼす吸気圧の安全性を確保している。
[0005] To solve this problem, a steady-flow type respirator is known. FIG. 6 is a system diagram showing a configuration of a conventional steady flow type ventilator. In the ventilator shown in FIG. 6, the air discharged from the compressor 1A and passed through the air pressure regulator 40 and the oxygen supplied from a separately provided oxygen supply source (not shown) and passed through the oxygen pressure regulator 41 are combined with oxygen. Brenda 42
The steady flow whose oxygen concentration has been adjusted by and the flow rate has been adjusted by the inspiratory flow regulator 43 is inhaled by the patient. For natural breathing,
The exhalation from the patient is exhausted from the exhalation valve 10. The inspiratory circuit is provided with a pressure gauge 13 and an inspiratory safety valve 14 to ensure the safety of inspiratory pressure exerted on the patient's airway.

【0006】なお、呼気弁10の開閉のため、吸気回路
から分岐した流路が設けられており、三方電磁弁11
A、PEEP(Positive Exprirato
ryEnd Pressure:呼気終末陽圧)弁12
A、PEEP圧力調節弁44が装備されている。
[0006] In order to open and close the exhalation valve 10, a flow path branched from the intake circuit is provided.
A, PEEP (Positive Explorer)
ryEnd Pressure: positive end-expiratory pressure) valve 12
A, PEEP pressure control valve 44 is provided.

【0007】この定常流式人工呼吸器では、呼気弁10
を開放して患者が必要とする呼気流量を常時供給し、患
者に自由に呼吸させる。強制的に患者の肺を加圧する必
要のあるときには、その時間だけ呼気弁10を閉鎖する
ものである。
In this steady flow type ventilator, the exhalation valve 10
To constantly supply the expiratory flow required by the patient and allow the patient to breathe freely. When it is necessary to forcibly pressurize the patient's lungs, the exhalation valve 10 is closed for that time.

【0008】[0008]

【発明が解決しようとする課題】上記のように、図4に
示したガス供給ポンプ方式では、装置の応答性が悪く、
吸気開始時、患者の気道内圧は陰圧になり、患者にとっ
て呼吸仕事の負荷となるという問題があった。一方、図
6に示す定常流式人工呼吸器では、酸素を付加する必要
のあるときに、例えば吸気流量30l(リットル)/m
in(分)、酸素濃度100%のときには、常時30l
/minの酸素流量を必要とし、酸素の消費量が大きく
て、在宅等で使用する酸素濃縮器の5〜6l/minの
酸素流量では使用できないという問題があった。
As described above, in the gas supply pump system shown in FIG. 4, the response of the apparatus is poor,
At the start of inspiration, there is a problem that the airway pressure of the patient becomes a negative pressure, which is a burden on the patient for breathing work. On the other hand, in the steady flow type ventilator shown in FIG. 6, when oxygen needs to be added, for example, an inspiratory flow rate of 30 l (liter) / m
in (minute), when oxygen concentration is 100%, always 30 l
/ Min oxygen flow rate is required, the oxygen consumption is large, and there is a problem that the oxygen concentrator used at home or the like cannot be used at an oxygen flow rate of 5 to 6 l / min.

【0009】また、図6に示したように、空気圧力調節
器40、酸素圧力調節器41、酸素ブレンダ42、吸気
流量調節器43等を必要として、小形、軽量、簡易型人
工呼吸器のニーズに反するという問題があった。
Further, as shown in FIG. 6, the need for a small, lightweight, simple ventilator requires an air pressure regulator 40, an oxygen pressure regulator 41, an oxygen blender 42, an intake air flow regulator 43, and the like. There was a problem that was contrary to.

【0010】本発明は、上記従来技術の問題点を解決す
るために為されたもので、本発明の第一の目的は、初期
吸気流量の遅れをなくして患者の呼吸仕事量を軽減し、
酸素消費量が少なく、軽便な酸素濃縮器で酸素が付加で
きる定常流式の人工呼吸器を提供することにある。
SUMMARY OF THE INVENTION The present invention has been made to solve the above-mentioned problems of the prior art, and a first object of the present invention is to eliminate the delay in the initial inspiratory flow rate and reduce the respiratory work of the patient,
It is an object of the present invention to provide a steady-flow type respirator that requires a small amount of oxygen and can add oxygen with a simple oxygen concentrator.

【0011】また、本発明の第二の目的は、従来のこの
種装置の如き複雑な機器構成を必要としない、小形で簡
素化された、三電源駆動可能の人工呼吸器を提供するこ
とにある。
A second object of the present invention is to provide a small and simplified ventilator that can be driven by three power supplies without requiring a complicated device configuration unlike the conventional apparatus of this type. is there.

【0012】[0012]

【課題を解決するための手段】 上記第一の目的を達成
するために、本発明に係る人工呼吸器のもっとも基本的
な構成は、酸素と空気を取り入れ患者の吸気に空気酸素
混合ガスを供給する人工呼吸器において、圧縮機を備
え、この圧縮機に接続して患者に吸気ガスを供給する
流路に、吸気流路から分岐し前記圧縮機の吸込側に至
放出流路を設け、患者の吸入しない余分な吸気ガスを
前記放出流路へ放出させる制御手段を設けたものであ
る。
Means for Solving the Problems In order to achieve the first object, the most basic configuration of the ventilator according to the present invention is to take in oxygen and air and supply air-oxygen mixed gas to the inspiration of a patient. in ventilator that includes a compressor, intake supplying inspiratory gas to the patient connected to the compressor
Care passage, a release passage leading to the suction side of the compressor is branched from the intake passage provided, is provided with a control means to release excess intake gas not breathe the patient to the discharge path.

【0013】また、上記第一の目的を達成するために、
本発明に係る人工呼吸器のより具体的な構成は、酸素と
空気を取り入れ患者の吸気に空気酸素混合ガスを供給す
る吸気回路と、少なくとも呼気弁とを備えた人工呼吸器
において、圧縮機を備え、この圧縮機の吐出口に接続し
て患者にガスを供給する流路に、患者の気道内圧を一定
に保持するための圧力リリーフ弁と、呼吸時に患者の吸
入しない余分な吸気ガスを圧縮機へ戻すためのバイパス
弁とを設け、前記圧力リリーフ弁と前記バイパス弁との
下流側流路を合流して放出流路を形成し、この放出流路
と前記圧縮機の吸込口と外気取入口とが連通する流路を
構成するとともに、前記外気取入口に、酸素混合器を装
備した可変容量リザーバーを接続したものである。
Further, in order to achieve the first object,
A more specific configuration of the ventilator according to the present invention includes an inspiratory circuit that takes in oxygen and air and supplies an air-oxygen mixed gas to the inspiratory air of a patient, and a ventilator including at least an exhalation valve. A pressure relief valve for maintaining a constant airway pressure in the patient in the flow path connected to the discharge port of the compressor and supplying gas to the patient, and compressing excess inspired gas that the patient does not inhale during breathing A bypass valve for returning to the compressor is provided, and a downstream flow path of the pressure relief valve and the bypass valve is joined to form a discharge flow path. A flow path communicating with the inlet is formed, and a variable capacity reservoir equipped with an oxygen mixer is connected to the outside air inlet.

【0014】また、上記第二の目的を達成するために、
本発明に係る人工呼吸器の構成は、上記の人工呼吸器の
構成に加えて、圧縮機をスクロール圧縮機とし、モータ
の回転速度を変化させて所定の吸気ガス流量の定常流を
供給するように制御回路を構成したものである。
In order to achieve the second object,
The configuration of the ventilator according to the present invention is such that, in addition to the configuration of the above-described ventilator, the compressor is a scroll compressor, and the rotation speed of the motor is changed to supply a steady flow of a predetermined intake gas flow rate. Is a control circuit.

【0015】[0015]

【作用】上記技術的手段による働きは次のとおりであ
る。一般に、患者が消費する酸素量は最大5〜6l/m
inなので、患者が吸気しないときに、従来呼気弁を通
過して外部に放出されていたガス流量を、新たに設けた
バイパス流路(放出流路)を介して圧縮機の吸込口に回
収して再循環するとともに、圧縮機吸込側に可変容量リ
ザーバーを設け、リザーバー内に酸素混合器から必要と
する濃度の混合ガスを備蓄して、患者の吸気したガス相
当量を供給する。これによって、酸素消費量を低減する
ことができる。
The function of the above technical means is as follows. In general, the amount of oxygen consumed by the patient is up to 5-6 l / m
Therefore, when the patient does not inhale, the gas flow rate that has been conventionally discharged to the outside through the exhalation valve is recovered to the suction port of the compressor through a newly provided bypass flow path (release flow path). A variable capacity reservoir is provided on the suction side of the compressor, and a mixed gas having a required concentration is stored in the reservoir from the oxygen mixer to supply an amount equivalent to the gas inhaled by the patient. As a result, oxygen consumption can be reduced.

【0016】また、上記新しい酸素供給方法とともに、
圧縮機(スクロール圧縮機)のモータの回転速度を変化
することにより、患者に供給する吸気流量を制御できる
ので、従来技術の空気圧力調節器、酸素圧力調節器、吸
気流量調節器を廃止し、酸素ブレンダーも極めて簡略な
ものと置き換えることができ、装置全体を簡略化するこ
とができる。
Further, together with the new oxygen supply method,
By changing the rotation speed of the motor of the compressor (scroll compressor), the inspiratory flow supplied to the patient can be controlled, so that the conventional air pressure regulator, oxygen pressure regulator, and inspiratory flow regulator are abolished. The oxygen blender can also be replaced with a very simple one, and the entire apparatus can be simplified.

【0017】[0017]

【実施例】以下、本発明の一実施例を図1ないし図3を
参照して説明する。図1は、本発明の一実施例に係る人
工呼吸器の系統図、図2は、本発明に適用するスクロー
ル圧縮機の縦断面図、図3は、図1の人工呼吸器におけ
る強制呼吸時のガス流れを示す系統図である。図1にお
いて、図6と同一符号のものは同等部分を示す。また、
図1,図3は、同一機器を同一符号で示している。
DETAILED DESCRIPTION OF THE PREFERRED EMBODIMENTS One embodiment of the present invention will be described below with reference to FIGS. FIG. 1 is a system diagram of a ventilator according to an embodiment of the present invention, FIG. 2 is a longitudinal sectional view of a scroll compressor applied to the present invention, and FIG. FIG. 3 is a system diagram showing a gas flow of FIG. In FIG. 1, the same reference numerals as those in FIG. 6 indicate the same parts. Also,
1 and 3 show the same devices with the same reference numerals.

【0018】まず、図1に示す人工呼吸器の機器構成を
説明する。図1において、1は、空気と酸素の混合ガス
を圧縮送風する機能を有する圧縮機で、本発明では、図
2により後述するオイルレスのスクロール圧縮機を適用
している。圧縮機1には、モータ制御基板2、ドライブ
基板3、マイクロコンピュータ等のCPU基板4、入力
処理基板5、設定入力スイッチ基板6を接続して制御回
路が構成されている。7は、患者の気道内圧を一定に保
持するための圧力リリーフ弁、8は、前記圧力リリーフ
弁7を作動させるパルスアクチュエータ、9は、自然呼
吸時に患者の吸入しない余分な吸気ガスを圧縮機へ戻す
ためのバイパス弁、10は呼気弁、11は三方電磁弁、
12はPEEP弁、13は圧力計、14は吸気安全弁で
ある。
First, the equipment configuration of the artificial respirator shown in FIG. 1 will be described. In FIG. 1, reference numeral 1 denotes a compressor having a function of compressing and blowing a mixed gas of air and oxygen. In the present invention, an oilless scroll compressor described later with reference to FIG. 2 is applied. The compressor 1 is connected to a motor control board 2, a drive board 3, a CPU board 4 such as a microcomputer, an input processing board 5, and a setting input switch board 6 to form a control circuit. 7 is a pressure relief valve for keeping the patient's airway pressure constant, 8 is a pulse actuator for actuating the pressure relief valve 7, and 9 is an extra inspired gas which the patient does not inhale during natural breathing is sent to the compressor. A bypass valve for returning, 10 is an exhalation valve, 11 is a three-way solenoid valve,
12 is a PEEP valve, 13 is a pressure gauge, and 14 is an intake safety valve.

【0019】また、15は、圧縮機1の吸込口側に設け
た外気取入口、16は、必要とする濃度の混合ガスを備
蓄して、患者の吸気したガス相当量を供給するための可
変容量リザーバー(以下単にリザーバーという)、17
は酸素混合器、18は、別置きの酸素濃縮器または酸素
供給源(図示せず)から前記酸素混合器17へ酸素を供
給する管路に備えた酸素流量計を示す。
Reference numeral 15 denotes an outside air intake port provided on the suction port side of the compressor 1, and reference numeral 16 denotes a variable for storing a mixed gas having a required concentration and supplying an amount of gas inhaled by a patient. Capacity reservoir (hereinafter simply referred to as reservoir), 17
Denotes an oxygen mixer, and 18 denotes an oxygen flow meter provided on a line for supplying oxygen from a separate oxygen concentrator or an oxygen supply source (not shown) to the oxygen mixer 17.

【0020】さらに、図1において、20は、圧縮機1
の吐出口1aから患者の気道へ至る吸気流路、21は、
患者の気道から呼気弁10へ至る呼気流路、22は、前
記圧力リリーフ弁7と前記バイパス弁9との下流側流路
を合流した放出流路(分岐流路)で、この放出流路22
は、外気取入口15とともに圧縮機吸込流路23に合流
する。23は、圧縮機1の吸込口1bに接続する圧縮機
吸込流路、24は、バイパス弁9および呼気弁10の開
閉のための分岐流路で、この分岐流路24は、吸気流路
20から分岐し、三方電磁弁11、PEEP弁12、バ
イパス弁9および呼気弁10に連通している。
Further, in FIG. 1, reference numeral 20 denotes a compressor 1
The inhalation flow path 21 from the discharge port 1a of the patient to the patient's airway,
An expiratory flow path 22 extending from the patient's airway to the exhalation valve 10 is a discharge flow path (branch flow path) that joins the downstream flow paths of the pressure relief valve 7 and the bypass valve 9.
Joins the compressor suction passage 23 together with the outside air intake 15. Reference numeral 23 denotes a compressor suction flow path connected to the suction port 1b of the compressor 1, reference numeral 24 denotes a branch flow path for opening and closing the bypass valve 9 and the exhalation valve 10, and the branch flow path 24 And communicates with a three-way solenoid valve 11, a PEEP valve 12, a bypass valve 9, and an exhalation valve 10.

【0021】次に、本実施例に採用したスクロール圧縮
機の概要を図2を参照して説明する。近年、スクロール
圧縮機は、冷凍空調機器等の冷凍サイクルにおける冷媒
ガスの圧縮にひろく使用されている。しかし、人工呼吸
器における空気酸素混合ガス供給のごとく、気道内圧が
低く(Max.0.1kg/cm2程度)て流量の比較
的大きい(20〜100l/min程度)条件で、スク
ロール圧縮機を適用した例はない。本発明では、簡易型
の定常流式人工呼吸器のガス圧縮送風手段として、図2
に示す40w程度の小形軽量で、かつ無注油式のスクロ
ール圧縮機とその制御回路を採用した。
Next, the outline of the scroll compressor used in the present embodiment will be described with reference to FIG. In recent years, scroll compressors have been widely used for compressing refrigerant gas in refrigeration cycles of refrigeration and air conditioning equipment and the like. However, as in the case of supplying air-oxygen mixed gas in a ventilator, the scroll compressor is operated under the condition that the airway pressure is low (Max. About 0.1 kg / cm 2 ) and the flow rate is relatively large (about 20 to 100 l / min). There is no application example. In the present invention, as a gas compressed air blowing means of a simple type steady flow type ventilator, FIG.
And a small, lightweight, oil-free scroll compressor of about 40 watts and its control circuit.

【0022】図2に示すスクロール圧縮機は、モータ1
01とポンプ部(圧縮機構部)110とが一体に結合さ
れているもので、モータ側のハウジング104と固定ス
クロール113とがねじ118で締結されている。図2
において、111は旋回スクロール、112は、旋回ス
クロールの端板(鏡板に相当)面に直立する渦巻状ラッ
プ、113は固定スクロール、114は、固定スクロー
ルの天板(鏡板に相当)面に直立する渦巻状ラップであ
る。これらラップ112,114はインボリュート曲線
で構成され、互いにラップ部が噛み合うよう組み合わせ
られている。115は、各ラップの先端部に設けたガス
漏れ防止用のパッキンである。
The scroll compressor shown in FIG.
01 and a pump section (compression mechanism section) 110 are integrally connected, and a motor side housing 104 and a fixed scroll 113 are fastened with screws 118. FIG.
, 111 is a orbiting scroll, 112 is a spiral wrap standing upright on an end plate (corresponding to a mirror plate) surface of the orbiting scroll, 113 is a fixed scroll, and 114 is a vertical plate on a top plate (corresponding to a mirror plate) surface of the fixed scroll. It is a spiral wrap. These wraps 112 and 114 are formed by an involute curve, and are combined so that the wrap portions mesh with each other. Reference numeral 115 denotes a gas leakage preventing packing provided at the tip of each wrap.

【0023】102は、モータ101の駆動力を伝える
回転軸、102aは、その偏心部(以下単に偏心軸とい
う)である。旋回スクロール111のボス部が前記偏心
軸102aにベアリング103を介して回動可能に取付
けられている。116は中空円板状のスライドプレイ
ト、117は、スライドプレイト116の旋回スクロー
ル111側に一対設けたx軸スライドベアリングで、こ
れらは、図示しないy軸スライドベアリング(スライド
プレイト116のモータ101側に一対設けてある)と
ともに、偏心軸102aの回転時に旋回スクロール11
1の自転を抑制し、偏心寸法を半径とする円軌道上を公
転させ、固定スクロール113に対し旋回スクロール1
11を旋回運動させる手段を構成するものである。
Reference numeral 102 denotes a rotating shaft for transmitting the driving force of the motor 101, and reference numeral 102a denotes an eccentric portion thereof (hereinafter, simply referred to as an eccentric shaft). A boss portion of the orbiting scroll 111 is rotatably attached to the eccentric shaft 102 a via a bearing 103. Numeral 116 denotes a hollow disk-shaped slide plate, and 117 denotes a pair of x-axis slide bearings provided on the orbiting scroll 111 side of the slide plate 116. These are y-axis slide bearings (not shown) provided on the motor 101 side of the slide plate 116. And the orbiting scroll 11 when the eccentric shaft 102a rotates.
1 to revolve on a circular orbit having an eccentric dimension as a radius.
11 constitutes a means for rotating the rotating motion of the motor 11.

【0024】上記構成のスクロール圧縮機は、モータ1
01の駆動によって、固定スクロール113の一部に設
けた吸込口1bからガスがポンプ内部に吸入され、互い
に噛み合う旋回スクロールラップ112、固定スクロー
ルラップ114が形成する圧縮室119で順次圧縮され
て、固定スクロール113の天板中央部に開口した吐出
口1aに導かれ、図1に示す吸気流路20に送出され
る。
The scroll compressor having the above-described structure includes a motor 1
By the driving of the motor 01, gas is sucked into the inside of the pump from the suction port 1b provided in a part of the fixed scroll 113, and is sequentially compressed in the compression chamber 119 formed by the orbiting scroll wrap 112 and the fixed scroll wrap 114 that mesh with each other. The scroll 113 is guided to the discharge port 1a opened at the center of the top plate, and is sent to the intake passage 20 shown in FIG.

【0025】次に、本実施例の人工呼吸器の作用を説明
する。酸素混合器17に必要酸素濃度%を設定して、別
置きの、例えば在宅治療用の酸素濃縮器から前記酸素混
合器17へ酸素を供給すると、前記酸素混合器17はベ
ンチュリー効果により必要な外気を取り入れてリザーバ
ー16が膨らみ、酸素と空気の混合ガスが前記リザーバ
ー16に備蓄される。リザーバー16が満杯になったと
き余分なガスは放出弁19から外気に放出される。
Next, the operation of the artificial respirator of this embodiment will be described. When the required oxygen concentration% is set in the oxygen mixer 17 and oxygen is supplied to the oxygen mixer 17 from a separate oxygen concentrator for home treatment, for example, the oxygen mixer 17 is provided with a required outside air by the Venturi effect. , The reservoir 16 expands, and a mixed gas of oxygen and air is stored in the reservoir 16. When the reservoir 16 becomes full, excess gas is discharged from the discharge valve 19 to the outside air.

【0026】患者に必要な吸気流量、吸気圧力等を設定
入力スイッチ基板6に設定する。患者に必要な吸気流量
は、入力処理基板5を経てCPU基板4に入力され、C
PU基板4から指令電圧がドライブ基板3を経てモータ
制御基板2に伝送される。そこで、スクロール圧縮機1
(以下単に圧縮機という)は、設定された流量圧送に見
合う回転速度で運転を始め、上述のようにポンプ部11
0内で圧縮されたガスは吸気ガス流として吸気流路20
に送出される。このとき、モータ101に内蔵されたホ
ール素子(図示せず)の回転速度に応じたパルス信号を
モータ制御基板2にフィードバックして設定された吸気
流量相当の回転速度を保持し、吸気ガスの定常流を患者
に供給する。
The inspiratory flow rate, inspiratory pressure and the like necessary for the patient are set on the setting input switch board 6. The inspiratory flow required for the patient is input to the CPU board 4 via the input processing board 5,
A command voltage is transmitted from the PU board 4 to the motor control board 2 via the drive board 3. Therefore, scroll compressor 1
(Hereinafter simply referred to as a compressor) starts to operate at a rotation speed commensurate with the set flow rate pumping.
The gas compressed in the intake passage 20 serves as an intake gas flow.
Sent to At this time, a pulse signal corresponding to the rotation speed of a Hall element (not shown) built in the motor 101 is fed back to the motor control board 2 to maintain the rotation speed corresponding to the set intake flow rate, and the steady state of the intake gas is maintained. Supply the flow to the patient.

【0027】自然呼吸のときは、図1に示すように、分
岐流路24にある三方電磁弁11はOFFであり、バイ
パス弁9および呼気弁10は外気に開放されて開の状態
となる。すなわち、バイパス弁9および呼気弁10の弁
体に係るバルーンが平らに萎んでいる。
During spontaneous breathing, as shown in FIG. 1, the three-way solenoid valve 11 in the branch flow path 24 is OFF, and the bypass valve 9 and the exhalation valve 10 are opened to the outside air and open. That is, the balloons relating to the valve bodies of the bypass valve 9 and the exhalation valve 10 are flattened.

【0028】圧縮機1の吐出口1aを出た吸気ガス流
は、バイパス弁9を通過して、バイパス弁9と圧力リリ
ーフ弁7との下流側流路を合流して形成される放出流路
22を経て、圧縮機吸込流路23から圧縮機1の吸込口
1bに吸入され循環する。患者が吸入すれば、抵抗なく
患者に吸気ガスが供給され、余分なガスは、バイパス弁
9を通過して圧縮機1に循環する。また、患者が吸入し
たガス相当量は、前記リザーバー16から外気取入口1
5を経て補給される。
The intake gas flow exiting the discharge port 1a of the compressor 1 passes through the bypass valve 9, and is formed by merging the downstream flow path of the bypass valve 9 and the pressure relief valve 7. 22, the air is sucked from the compressor suction passage 23 into the suction port 1 b of the compressor 1 and circulated. When the patient inhales, the inspired gas is supplied to the patient without resistance, and the excess gas circulates to the compressor 1 through the bypass valve 9. Further, the gas equivalent amount inhaled by the patient is supplied from the reservoir 16 to the outside air inlet 1.
Replenished after 5.

【0029】強制呼吸のときには、設定された毎分の呼
吸回数の周期で設定された吸気時間、三方電磁弁11は
ONになる。例えば、呼吸回数が15回/分とすると、
4秒間隔で三方電磁弁11はON,OFFを繰り返すこ
とになる。また、吸気時間は、一般に、吸っている時間
を1とすると吐き出す時間は2の割合と言われるが、患
者によって決められるものである。
At the time of forced breathing, the three-way solenoid valve 11 is turned on for a set inspiration time in a cycle of the set number of breaths per minute. For example, if the respiratory frequency is 15 times / minute,
The three-way solenoid valve 11 repeats ON and OFF at intervals of 4 seconds. In general, the inhalation time is said to be a ratio of 2 when the inhaling time is 1 when the inhaling time is 1, but is determined by the patient.

【0030】さて、強制呼吸になったときの吸気ガスの
流れを図3に示す。三方電磁弁11がONになると、吸
気流路20のガスの一部は分岐流路24を経て呼気弁1
0およびバイパス弁9に至り、弁体に係るバルーンが膨
らみ呼気弁10およびバイパス弁9を閉じる。圧力リリ
ーフ弁7は、設定された吸気圧力にばねで押される。圧
縮機1を出た吸気ガスは吸気流路20を経て患者に達
し、患者の肺を膨らませて加圧する。気道内圧が上昇し
て設定圧力に到達すれば、圧力リリーフ弁7から余分な
ガスが該弁下流に放出され、放出流路22を経て圧縮機
1の吸込口1bに循環するとともに、患者に流れたガス
相当量が外気取込口15を経てリザーバー16から補充
される。
FIG. 3 shows the flow of the inspired gas at the time of forced breathing. When the three-way solenoid valve 11 is turned on, a part of the gas in the intake flow path 20 passes through the branch flow path 24 and
0 and the bypass valve 9, the balloon relating to the valve body inflates and closes the exhalation valve 10 and the bypass valve 9. The pressure relief valve 7 is pushed by a spring to the set intake pressure. The inspired gas exiting the compressor 1 reaches the patient via the inspiratory flow path 20 and inflates and pressurizes the patient's lungs. When the airway pressure rises and reaches the set pressure, excess gas is released downstream from the pressure relief valve 7 and circulates through the discharge passage 22 to the suction port 1b of the compressor 1 and flows to the patient. The gas equivalent amount is replenished from the reservoir 16 through the outside air intake 15.

【0031】設定された吸気時間が終わり三方電磁弁1
1がOFFになると、呼気弁10およびバイパス弁9の
バルーンのガスをPEEP弁12から抜き、呼気弁10
およびバイパス弁9が開放される。そこで、患者肺内の
ガスは肺の弾性により呼気弁10から外部に排出され
る。圧縮機1を出たガスは図1に示すようにバイパス弁
9を通過し、放出流路22を経て圧縮機1の吸込口1b
に循環する。以下、上記吸気、排気を設定周期で繰り返
す。吸気流路20には、圧力計13、吸気安全弁14が
具備されており、患者の気道に及ぼす吸気圧の安全性を
確保していることは言うまでもない。
When the set intake time is over, the three-way solenoid valve 1
1 is turned off, the gas in the balloon of the exhalation valve 10 and the bypass valve 9 is released from the PEEP valve 12 and the exhalation valve 10
And the bypass valve 9 is opened. Then, the gas in the patient's lung is discharged from the exhalation valve 10 to the outside due to the elasticity of the lung. The gas leaving the compressor 1 passes through the bypass valve 9 as shown in FIG.
Circulates. Hereinafter, the above intake and exhaust are repeated at a set cycle. Needless to say, the intake passage 20 is provided with a pressure gauge 13 and an intake safety valve 14 to ensure the safety of the intake pressure exerted on the airway of the patient.

【0032】本実施例によれば、初期吸気流量の遅れを
なくして患者の呼吸仕事量を軽減し、酸素消費量が少な
く、在宅治療用等の軽便な酸素濃縮器で酸素が付加でき
る定常流式の人工呼吸器を提供することができる。ま
た、本実施例によれば、従来のこの種装置における空気
圧力調節器、酸素圧力調節器、酸素ブレンダ、吸気流量
調節器等の複雑な機器構成を必要としない、小形で簡素
化された、三電源(蓄電池、自動車電源、家庭電源)駆
動可能の人工呼吸器を提供することができる。
According to the present embodiment, the delay in the initial inspiratory flow is eliminated, the work of breathing by the patient is reduced, the amount of oxygen consumption is small, and the steady flow in which oxygen can be added by a simple oxygen concentrator for home treatment or the like. A ventilator of the formula can be provided. Further, according to the present embodiment, the air pressure regulator, oxygen pressure regulator, oxygen blender, oxygen flow controller and the like in the conventional device of this type do not require complicated equipment configurations, and are small and simplified. An artificial respirator that can be driven by three power sources (a storage battery, a vehicle power source, and a home power source) can be provided.

【0033】なお、上記の動作は、気道内圧が設定圧力
で制限される従圧換気式を説明したが、本発明は上記に
限らず、、圧力に関係なく、肺に入れるガス容量を制限
する従量換気式の動作も可能である。また、特に図示し
ないが、上記実施例のバイパス弁9、圧力リリーフ弁
7、PEEP弁12を圧力リリーフ弁に集約して、タイ
ムスケジュールに従って各動作をすることも可能であ
る。
Although the above operation has been described with respect to the variable pressure ventilation system in which the airway pressure is limited by a set pressure, the present invention is not limited to the above. Ventilation-type operation is also possible. Although not particularly shown, the bypass valve 9, the pressure relief valve 7, and the PEEP valve 12 of the above-described embodiment can be integrated into a pressure relief valve, and each operation can be performed according to a time schedule.

【0034】[0034]

【発明の効果】以上詳細に説明したように、本発明によ
れば、初期吸気流量の遅れをなくして患者の呼吸仕事量
を軽減し、酸素消費量が少なく、軽便な酸素濃縮器で酸
素が付加できる定常流式の人工呼吸器を提供することが
できる。また、本発明によれば、従来のこの種装置の如
き複雑な機器構成を必要としない、小形で簡素化され
た、三電源駆動可能の人工呼吸器を提供することができ
る。
As described above in detail, according to the present invention, the delay of the initial inspiratory flow is eliminated, the work of breathing by the patient is reduced, the oxygen consumption is small, and the oxygen is reduced by a simple oxygen concentrator. It is possible to provide a steady flow type ventilator that can be added. Further, according to the present invention, it is possible to provide a small and simplified respirator that can be driven by three power supplies without requiring a complicated device configuration unlike the conventional device of this type.

【図面の簡単な説明】[Brief description of the drawings]

【図1】本発明の一実施例に係る人工呼吸器の系統図で
ある。
FIG. 1 is a system diagram of a ventilator according to one embodiment of the present invention.

【図2】本発明に適用するスクロール圧縮機の縦断面図
である。
FIG. 2 is a longitudinal sectional view of a scroll compressor applied to the present invention.

【図3】図1の人工呼吸器における強制呼吸時のガス流
れを示す系統図である。
FIG. 3 is a system diagram showing a gas flow at the time of forced breathing in the ventilator of FIG. 1;

【図4】従来のガス供給ポンプの構成を示す説明図であ
る。
FIG. 4 is an explanatory diagram showing a configuration of a conventional gas supply pump.

【図5】吸気時の患者の気道内圧の変化を示す線図であ
る。
FIG. 5 is a diagram showing a change in a patient's airway pressure during inspiration.

【図6】従来の定常流式人工呼吸器の構成を示す系統図
である。
FIG. 6 is a system diagram showing a configuration of a conventional steady flow type ventilator.

【符号の説明】[Explanation of symbols]

1…圧縮機、2…モータ制御基板、3…ドライブ基板、
4…CPU基板、5…入力処理基板、6…設定入力スイ
ッチ基板、7…圧力リリーフ弁、9…バイパス弁、10
…呼気弁、11…三方電磁弁、12…PEEP弁、15
…外気取入口、16…リザーバー、17…酸素混合器、
18…酸素流量計、20…吸気流路、22…放出流路。
1 ... Compressor, 2 ... Motor control board, 3 ... Drive board,
4 CPU board, 5 input processing board, 6 setting input switch board, 7 pressure relief valve, 9 bypass valve, 10
... exhalation valve, 11 ... three-way solenoid valve, 12 ... PEEP valve, 15
... outside air intake, 16 ... reservoir, 17 ... oxygen mixer,
18: oxygen flow meter, 20: intake flow path, 22: discharge flow path.

Claims (3)

(57)【特許請求の範囲】(57) [Claims] 【請求項1】 酸素と空気を取り入れ患者の吸気に空気
酸素混合ガスを供給する人工呼吸器において、 圧縮機を備え、この圧縮機に接続して患者に吸気ガスを
供給する吸気流路に、吸気流路から分岐し前記圧縮機の
吸込側に至る放出流路を設け、患者の吸入しない余分な
吸気ガスを前記放出流路へ放出させる制御手段を設けた
ことを特徴とする人工呼吸器。
1. A ventilator that takes in oxygen and air and supplies air-oxygen mixed gas to a patient's inspired air, comprising a compressor, and connected to the compressor to supply an inspired gas to the patient. the release passage leading to the suction side of the branched the compressor from the intake passage provided, ventilator, characterized in that a control means to release excess intake gas not breathe the patient to the discharge path.
【請求項2】 酸素と空気を取り入れ患者の吸気に空気
酸素混合ガスを供給する吸気回路と、少なくとも呼気弁
とを備えた人工呼吸器において、 圧縮機を備え、この圧縮機の吐出口に接続して患者にガ
スを供給する流路に、患者の気道内圧を一定に保持する
ための圧力リリーフ弁と、呼吸時に患者の吸入しない余
分な吸気ガスを圧縮機へ戻すためのバイパス弁とを設
け、 前記圧力リリーフ弁と前記バイパス弁との下流側流路を
合流して放出流路を形成し、この放出流路と前記圧縮機
の吸込口と外気取入口とが連通する流路を構成するとと
もに、 前記外気取入口に、酸素混合器を装備した可変容量リザ
ーバーを接続したことを特徴とする人工呼吸器。
2. A ventilator having an inspiratory circuit for taking in oxygen and air and supplying an air-oxygen mixed gas to a patient's inspired air, and at least an exhalation valve, comprising: a compressor, connected to an outlet of the compressor. A pressure relief valve for maintaining the patient's airway pressure constant and a bypass valve for returning excess inspired gas not inhaled by the patient during breathing to the compressor are provided in the flow path for supplying gas to the patient. A downstream flow path of the pressure relief valve and the bypass valve is joined to form a discharge flow path, and a flow path is formed in which the discharge flow path communicates with a suction port of the compressor and an outside air intake. And a variable capacity reservoir equipped with an oxygen mixer is connected to the outside air intake.
【請求項3】 請求項1または2記載のいずれかの人工
呼吸器において、 前記圧縮機をスクロール圧縮機とし、モータの回転速度
を変化させて所定の吸気ガス流量の定常流を供給するよ
うに制御回路を構成したことを特徴とする人工呼吸器。
3. The respirator according to claim 1, wherein the compressor is a scroll compressor, and a constant flow of a predetermined intake gas flow rate is supplied by changing a rotation speed of a motor. An artificial respirator comprising a control circuit.
JP14879594A 1994-06-30 1994-06-30 Ventilator Expired - Lifetime JP2816309B2 (en)

Priority Applications (1)

Application Number Priority Date Filing Date Title
JP14879594A JP2816309B2 (en) 1994-06-30 1994-06-30 Ventilator

Applications Claiming Priority (1)

Application Number Priority Date Filing Date Title
JP14879594A JP2816309B2 (en) 1994-06-30 1994-06-30 Ventilator

Publications (2)

Publication Number Publication Date
JPH0810331A JPH0810331A (en) 1996-01-16
JP2816309B2 true JP2816309B2 (en) 1998-10-27

Family

ID=15460876

Family Applications (1)

Application Number Title Priority Date Filing Date
JP14879594A Expired - Lifetime JP2816309B2 (en) 1994-06-30 1994-06-30 Ventilator

Country Status (1)

Country Link
JP (1) JP2816309B2 (en)

Families Citing this family (8)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
JP3022538B1 (en) * 1998-12-14 2000-03-21 山陽電子工業株式会社 Oxygen concentrator
US8118024B2 (en) 2003-08-04 2012-02-21 Carefusion 203, Inc. Mechanical ventilation system utilizing bias valve
NO330670B1 (en) 2009-12-09 2011-06-06 Innovation As E Device by breathing apparatus
EP2785402A1 (en) * 2011-12-01 2014-10-08 Koninklijke Philips N.V. Systems and methods for using partial co2 rebreathing integrated in a ventilator and measurements thereof to determine noninvasive cardiac output
CN102678523A (en) * 2012-05-15 2012-09-19 珠海市精钰科技设备有限公司 Compound medical compressed air system
EP3536369A1 (en) * 2018-03-08 2019-09-11 Löwenstein Medical Technology S.A. Respiratory apparatus with switching valve
JP2022060110A (en) * 2020-10-02 2022-04-14 直之 石北 Artificial respirator
CN114849003B (en) * 2022-06-13 2023-12-01 四川大学华西医院 Artificial airway air bag pressure regulating system for breathing machine and application method thereof

Also Published As

Publication number Publication date
JPH0810331A (en) 1996-01-16

Similar Documents

Publication Publication Date Title
US5931159A (en) Lung ventilator
JP4316138B2 (en) Piston ventilator oxygen mixing
US5918597A (en) Peep control in a piston ventilator
US7823588B2 (en) Ventilator with dual gas supply
US4596247A (en) Respirator
US8534284B2 (en) Respiratory therapy device
JP2002119595A (en) Apparatus for assisting artificial respiration of patient
US5492115A (en) Resuscitation breathing apparatus
JP6431033B2 (en) Dual pressure sensor patient ventilator
JP3222405B2 (en) Breathing apparatus
US20070272243A1 (en) Ventilator circuit for oxygen generating system
JPH08182763A (en) Control method and device for exhalation circuit of pulmonary ventilation device
EP1001824A1 (en) Tracheal gas insufflation delivery system for respiration equipment
WO2000045883A1 (en) Computer-controlled portable ventilator
EP1019129A1 (en) Portable respirator
US20230173214A1 (en) Portable ventilator
JP2816309B2 (en) Ventilator
JP2003509171A (en) Air-operated gas demand device
CN110464947B (en) System of high-frequency respirator and ventilation control method
CN110898301A (en) Ventilation treatment equipment and control method
WO2021203189A1 (en) Portable piston icu ventilator
EP1225944A1 (en) Device and method of reducing bias flow in oscillatory ventilators
GB2197793A (en) Ambient air resuscitator
KR102331005B1 (en) Small artificial respiration apparatus
JP4606655B2 (en) Breathing gas supply device

Legal Events

Date Code Title Description
EXPY Cancellation because of completion of term