JP3782733B2 - 人又は動物にガスを投与するための装置 - Google Patents

Description

【０００１】
本発明は人又は動物にガスを投与（administering）するための、投与されるべきガスの量を受けるための室（chamber）を備えた、装置（apparatus）に関しており、該室は源（source）から該室へガスを供給するためのガスラインと該室内の該ガスを加圧するための手段とを有しており、該室は該室から該人又は該動物まで加圧ガスを供給するためのブリーズ用チューブ（breathing tube）に接続されている。
【０００２】
前文で指定された種類のベンチレーター（ventilators）は当該技術で公知である。この様なベンチレーターは患者をベンチレートするために使用される。或る量のガスは室内で受けられ、その後該ガスは高められた圧力下にもたらされる。圧力を高める結果として、該室から、該装置に接続されたブリーズ用チューブまで流れチャンネル（flow channel）が開かれる。該ガスはこのブリーズ用チューブを経由して投与される。該室内の、その結果、該ブリーズ用チューブ内の、ガス圧力は次いで下げられる。該患者は息を吐く機会を与えられる。吐き出しガス（exhaled gas）のガス流れは今度は、該ガスを該装置から放出（discharge）するために該ブリーズ用チューブ経由で放出チャンネルへ供給される。
【０００３】
多くの応用には、患者へ供給されたガスは長い時間該患者の気道内に留まるのが望ましい。更に、もしこのガスが患者の肺内で或る最小圧力に保たれるならばそれは望ましい。吸い込んだ空気を該ブリーズ用装置を経由して該患者が吐き出すことが出来る前に、患者の肺内で超えられねばならないしきい値を選ぶことは、従来技術の該装置の助けを借りては出来ない。
【０００４】
本発明の目的は、肺とブリーズ用チューブ内のこの空気の圧力が或る最小値を超えた時のみ患者が吸い込んだ空気を吐き出すことが出来る、前文で指定された種類の装置を提供することである。
【０００５】
この目的は本発明で達成されるが、そこではブリーズ用チューブは、人又は動物により吐き出されたガスを放出するために、バルブを経由して、放出チャンネルに接続されており、該バルブは、吐き出し中に該ブリーズ用チューブ内のガス圧力を増強するために、該ブリーズ用チューブから該放出チャンネルまでの吐き出しガスの流れ（flow of the exhaled gas）を制限する。
【０００６】
この対策の結果として、吸い込まれた空気を肺の中により長く保持すること、そして該吸い込まれた空気が再び吐き出されることが出来る前に或る圧力増強（a certain pressure build-up）が該肺内で起こるのを保証すること、が可能である。
【０００７】
本発明の該装置は更に、該ブリーズ用チューブから該放出チャンネルまでのガスの流れを該バルブがシャットオフする程度を調節するための手段を該装置が有する点で改良されている。この対策の結果として、望まれる目的に依り該しきい値を設定することが出来る。
【０００８】
該装置は更に、該バルブが、該ブリーズ用チューブ用及び該放出チャンネル用の入り口開口部（inlet opening）から該室を分離する移動壁（movable wall）として作られ、該室の該移動壁は、該壁が該ブリーズ用チューブの入り口端部（inlet end）に対して押されそしてその結果該ブリーズ用チューブをシャットオフ（shuts off）する第１位置と、該壁が該ブリーズ用チューブの入り口端部をむき出しにして（exposes the inlet end）、該ブリーズ用チューブの出口端部が該放出チャンネルとの開いた連通関係にもたらされる第２位置と、の間で移動可能であり、その第１及び第２位置の間での該壁の位置は該室内と該ブリーズ用チューブ内との瞬時圧力差（instantaneous pressure differences）により決定され、該移動壁内には１つ以上のチャンネルとシャットオフ要素（shut-off element）とが提供されるが、該シャットオフ要素はシャットオフ要素が該移動壁の該チャンネルをシャットオフする閉じた位置と、該シャットオフ要素が該移動壁の該チャンネルをむき出しにする開いた位置と、の間で移動可能であり、該シャットオフ要素の該位置は該室と該ブリーズ用チューブとの中の瞬時圧力差で決定され、該室内の該瞬時圧力がしきい値を超える時該シャットオフ要素はその該開いた位置に強制される。更に、該装置は該移動壁を該第１位置に強制するための予備的引っ張り手段（pretensioning means）を備えることが出来る。
【０００９】
従来技術の装置では、該移動壁と、その中に提供される該シャットオフ要素とはガス流れを正しい仕方で該装置を通るよう導くため使用される。該室内の高められたガス圧力では、該ブリーズ用チューブの出口端部と該放出チャンネルとの間の連通は該移動壁の助けを借りてシャットオフされる。該室内の高められた圧力の影響下で、該シャットオフ要素はその開いた位置に強制されるので、該ガスは該室から該ブリーズ用チューブ内へ移ることが出来る。患者が息を吐き出すと、該移動壁はその第２位置へ動かされるので、該ブリーズ用チューブと該放出チャンネルとの間には開いた連通が生じる。該移動壁のシャットオフ要素はその閉じた位置に強制されるので、患者により吐き出されたガスは該室内へ戻るよう流れることが出来る。該患者により吐き出されたガスは該ブリーズ用チューブと該放出チャンネルを経由して該放出部（the discharge）の方向に導かれ、該放出部の助けを借りて該ガスは該装置から放出される。
【００１０】
本発明に依ると、更に該予備的引っ張り手段はばねを有することが出来る。更に、該予備的引っ張り手段の該予備的引っ張り力（pretensioning force）はダイアルの助けを借りて手動で調節可能とすることが出来る。
【００１１】
この対策の結果として、該移動壁上の調整可能な予備的引っ張り力は非常に簡単な手段の助けを借りて提供される。その結果本発明の装置は作るのが比較的簡単である。これは又、技術開発がより少ししか進んでいない田舎（countries）で該装置を使用することを可能にする。更に、本発明の装置の構造は比較的簡単でかくして低廉である。
【００１２】
本発明の該装置は更に、該室が、該室の圧力がしきい値を超えるや否や、該室と該装置からの放出部との間の通路（passage）をむき出しにする安全バルブ（safety valve）を備える点で改良される。この文脈では、該安全バルブが予備的引っ張り手段を備え、該手段の予備的引っ張りは調節ノブにより手動で調節されることが可能である。
【００１３】
該安全バルブの存在は該室からのバスが該患者に余りに高い圧力で供給されることを妨げる。該安全バルブ上への該予備的引っ張り力が調節可能である事実の結果として、該室の最大圧力が患者毎に調節出来る。該調節力が手動式に調節出来る事実は該装置を、より低くしか訓練されてない要員に依っても、操作するのを簡単化させる。
【００１４】
更に、該装置が、該ブリーズ用チューブに接続される測定チャンネル（measurement channel）を備え、該測定チャンネル内に圧力ゲージ用接続（a connection for pressure gauge）が提供されることが、本発明に依り可能となる。
【００１５】
本発明に依れば、該室内のガスを加圧するための手段は、バルーン（balloon）の様な、手で圧縮可能な要素を有することが可能である。ユーザーは該バルーンを圧縮（squeezing）することにより圧力増強（pressure build-up）を備える。
【００１６】
本発明は付属する図面を参照して更に説明される。
【００１７】
本発明の装置１が図１で示される。該装置１はハウジング２を有するが、ガスを受けるための室は該ハウジング内に範囲を定められる（図２参照）。該ハウジング２はガスライン（gas line）３を備えるが、該ガスラインは該ハウジング２にガスを供給するために源（source）（図示せず）に接続され得る。該装置１は更にバルーン４を有する。このバルーン４は、該ハウジング２内に受けられたガスを加圧するために、手で圧縮されることが出来る（図で示す矢印の方向に）。ガスは該ブリーズ用チューブ５を経由して該ハウジング２から放出されることが出来る。使用時、該装置１の助けを借りてベンチレートされねばならない患者にこのブリーズ用チューブ５が供給される。患者がガスを吐き出す（exhales gas）時、このガスは該ブリーズ用チューブ５を経由して該ハウジング２へ戻るよう供給される。放出チャンネル（図２及びそれ以降を参照して説明される）の存在の結果として、吐き出しガスは放出チャンネル２６を経由して放出部６へ供給されるが、該放出部は前記吐き出しガスを該装置１から放出する。
【００１８】
更に該装置は調節ノブ７を備え、該ノブの助けを借りて安全バルブ３０に予備的引っ張り力（pretentioning force）が設定される。該装置は更にダイアル８を有し、患者がガスを吐き出すことが出来るために打ち勝たねばならない圧力は、該ダイアルの助けを借りて設定される。該調節ノブ７及び該ダイアル８の機能は図２を参照して詳細に説明される。
【００１９】
図２は図１の装置に断面図を示す。投与されるべきガスの量が中で受けられる室９は該ハウジング２の中で範囲を定められる。該室９はライン１０を経由してバルーン４（図示せず）と開いた連通関係にある。ガスは高められた圧力下で該バルーン４から該室９内へライン１０経由で強制されることが出来る。該室９はその底部に移動可能に設置された壁１１を備える。該壁１１は図３及び４にそれぞれ示される２つの極端位置（extreme positions）の間で移動可能である。該ブリーズ用チューブ５の入り口１６は該移動壁１１の下に配置される。該入り口１６は壁１１により該室９から分離される。該放出部６の方向に吐き出し空気を放出するための、放出チャンネル２６も又該移動壁１１の下に配置される。１つ以上のチャンネル１５が該移動壁１１自身内に作られ、該チャンネルはシャットオフ要素１２によりシャットオフされることが出来る。
【００２０】
該室９内にガス圧力を増強する時、該移動壁１１は、ばね１７に助けを借りて、該ブリーズ用チューブ５に対し押される。この位置で該ブリーズ用チューブ５と該放出チャンネル２６の間の連通はシャットオフされる。次いで該室内の圧力が上がると、該シャットオフ要素１２は下へ動く。結果として、該移動壁１１内の該チャンネル１５がむき出しにされるので、該室９から該ブリーズ用チューブ５の方向でガス輸送（gas transport）が起こり得る。この位置は図３で示される。該壁１１が該ブリーズ用チューブ５の入り口１６と接触していることは図３で見ることが出来る。該シャットオフ要素１２は下へ動き、該シャットオフ要素１２は示された位置に保持されるがそれはリッジ（ridge）１４が該壁１１の突出部分（projecting section）と接触しているからである。示された位置で、該シャットオフ要素１２の該シャットオフ面（shut-off face）１３は該壁１１の該チャンネル１５から自由である。結果的に該壁１１を通り該ブリーズ用チューブ５の方向の流体輸送が起こることは可能である。該チャンネル１５の開口は、該シャットオフ要素１２の該シャットオフ面１３を、ゴムの様な比較的柔軟な材料で作ることにより促進され得る。この場合、該シャットオフ面１３の最外縁は曲がることが出来るので、該チャンネルは可成りの程度むき出しにされる。該移動壁１１は該ブリーズ用チューブ５の入り口１６と接触しているので、該ブリーズ用チューブ５と該放出チャンネル２６の間の開口した接続はシャットオフされる。結果として、室９からの空気は該放出チャンネル２６内へ移ることを妨げられる。該シャットオフ要素１２はばね２７に結合されている。このばねの助けを借りて、移動壁１１は或る予備的引っ張り下（under a certain pretension）に置かれる。該シャットオフ要素１２は、特定のしきい値が超えられる時点に於いてのみ該移動壁１１内のチャンネル１５をむき出しにする。
【００２１】
図４は該移動壁１１がその第２位置に移動した場合を示す。該移動壁１１は、該ブリーズ用チューブ内の圧力が該室９内より高い時にこの位置を取ることが出来る。この位置は患者が息を吐き出す時取られる。患者は簡単に息を吐き出すことにより該壁１１を図４に示す位置に入れることは出来ない。該壁をこの位置に動かすことが出来るためには、或るしきい値が超えられねばならず、該しきい値はばね１７−２７間の差により該壁に印加される該予備的引っ張り力により決定される。ばね１７の該壁１１上への予備的引っ張り力が高い程、該壁を示された位置に動かすことが出来るために該ブリーズ用チューブ内の該圧力は高くなければならない。示された位置で該ブリーズ用チューブ５の出口端部１６と該放出チャンネル２６の間に自由通路があることが図４で分かる。これは、患者が該ブリーズ用チューブ５とそれに接続された該放出チャンネル２６を経由して該装置の放出部６の方向（図２参照）に吐き出し空気を吹き出す（blow out the exhaled air）ことが出来ることを意味する。該シャットオフ要素１２が該移動壁１１内のチャンネル１５をシャットオフすることは図２で見ることが出来る。これは該吐き出し空気が室９内へ移り得ないことを意味する。該シャットオフ要素１２の該シャットオフ面１３は該チャンネル１５の開口部と接触し、それで該室９の方向の該ブリーズ用チューブ５からの流体輸送を妨げる。該移動壁１１の極端位置は該室９の壁から突出するリッジ２５により範囲を定められる。
【００２２】
ばね１７の機能は図３及び４を参照して説明される。該ばね１７上の予備的引っ張り力はダイアル８の助けを得て調節可能であることは図２で見られる。このダイアルは手で回され得るので、ばね１７の端部が対する停止面（stop face）１８は該壁１１に対して動かされ得る。望まれる目的に依りそして患者の呼気力（expiraton force）（患者により増強され得る圧力）に依り、或る予備的引っ張りがばね１７に印加され得る。ばね１７上への該予備的引っ張り力が手で調節可能であるので、本発明の装置１は使用し易い。正しい設定は、例えば、該装置上に及び／又は該ダイアル８上にスケール（scale）を提供することにより保証されることが可能である。
【００２３】
該室９の頂部壁（top wall）が中空のボデイ１９を有することは図２でも見られる。この中空のボデイ１９はバルブ３０により該頂部で閉じられる。このバルブ３０は安全バルブとして役立つ。もし該室９内の圧力が余りに高くなるなら、該安全バルブ３０は上方に押されるので、該室９と、該ダイアル８に結合された回転ボデイ（rotary body）内に作られた開口部２１−２２と、の間に自由な連通がもたらされる。空気は該室９からこれらの開口部２２を経由して逃げ、放出部６へ供給されることが出来る。これは該ブリーズ用チューブ５を経由して余りに高い圧力下のガスが患者に供給されることを妨げる。該室９内で達せられ得る最大圧力は該バルブ３０上の予備的引っ張り（pretension）を調節することにより設定出来る。この予備的引っ張りはばね２０の助けを借りて達成される。該ばね２０の予備的引っ張りは回転ノブ（rotary knob）７により調節され得る。このノブ７は又手により操作出来る。
【００２４】
本発明のベンチレーターの更に進んだ実施例が図５で示される。図５に依ると、ホーズ４０が該ハウジング２と該バルーン４の間に配置される。ホース４０の存在の結果として、ユーザーは該バルーン４に手動で力を印加出来る一方該バルーン４は該ハウジング２から或る距離離される。これは本発明の装置の使用の容易さを増大させる。例えば、医療スタッフは患者のベッドの側からバルーン４を操作出来る。図５に依ると、ガスライン３は該ホース４０の端部に配置されるが、それはいわば該ハウジング２から或る距離離れている。これも又患者の口から或る距離離れた本発明の装置にガス源（gas supply）を接続するオプションを提供する。ガス源は通常麻酔機器（anaesthesia equipment）又は麻酔ウオールセット（anaesthesia wall set）からのガスライン３に接続されねばならない。
【００２５】
図５は更に該ホース４０が、該バルーン４を該ハウジング２に接続する内部ライン４１を有する場合を示す。該ライン４１は該ハウジングの方向に新鮮なガスを供給するため使用される。該ライン４１は第２ライン４２により囲まれている。このライン４２は放出ラインとして使用される。該ライン４２は放出開口部４３で終了する。ガス用供給ラインとガス用放出ラインとの同軸構造（coaxial construction）の結果として、機器から患者の方向に機器から唯１本のホースが供給されるだけでよい。この応用品は本発明の装置の使用の容易さを更に増大させる。
【００２６】
図１及び５に示すバルーンの代わりに、いわゆる”剛性バルーン（rigid balloon）”の使用ももたらされる。剛性バルーンはバルブを備えたバルーンである。該バルーンを圧縮するための力が除かれた後、該バルーンはその元の形状を再び取る。この動作中該剛性バルーン内のバルブは或る量の新鮮なガス（周囲空気）を引き込むために開かれる。
【００２７】
明確化のために、図で示された該装置は種々の寸法で作られ得ることを指摘する。例えば、子供又は新生児（neonates）に特に好適なより小さい寸法を有するシステムが作られることが出来る。この場合、該ラインも又より小さく作られる。
【００２８】
安全バルブ３０上への調節可能な力の助けを借りて、例えば、水柱２０−６０ｃｍ（20-60 cm H₂O）の該室９の最大圧力を設定することが可能である。該装置１から空気を吹き払う（blow air out of the apparatus 1）ことが出来るために患者が打ち勝たねばならない最大圧力は、例えば、水柱０から２０ｃｍに設定出来る。又子供用に好適な本発明の装置を作るためには、目標は該装置内のデッドボリューム（dead volume）を出来るだけ小さく保つことである。図１から４で示される該構造により、典型的に精々７ｍｌのデッドボリュームを達成することが出来る。
【００２９】
ライン１０を経由した該バルーンの該装置１への接続は、例えば、２２ｍｍの外径を有するいわゆるバルーンコーン（balloon cone）を使用して作ることが出来る。
【００３０】
該放出部６は１９ｍｍの排気コーン（evacuation cone）として作られることが出来る。
【００３１】
該ブリーズ用チューブ５は２２／１５ｍｍのコーンとして作られることが出来る。
【００３２】
本発明の該装置はブリーズ用チューブ５に接続される自己閉鎖式（self-closing）２４測定チャンネル（measurement channel）２３を備える。該ブリーズ用チューブ５内の瞬時圧力を測定することが出来るように圧力ゲージがこの測定チャンネル内に装着されることが出来る。該圧力ゲージはマノメーター（manometer）又は電子的測定デバイスとして作られることが出来る。更に、バルーンの代わりに、ポンプ、例えば時間制御されたポンプ（time-controlled pump）の助けを借りて該室９を充たすことが出来る。この方法で、患者が息を吸いながらでも該室から該ブリーズ用チューブへの一定流れが保証され得る。
【００３３】
該移動壁１１は種々の種類の材料で作ることが出来る。代わりに、該移動壁は又位置的にクランプされた柔軟なプレートとして作ることも出来る。この場合該移動壁は前後に移動可能な膜を形成する。
【図面の簡単な説明】
【図１】 本発明の装置に図面である。
【図２】 図１の装置の断面図である。
【図３】 ガスが室からブリーズ用チューブへ供給される位置で、図２の断面図の詳細を示す。
【図４】 ガスがブリーズ用チューブから放出チャンネルへ供給される位置で、図２の断面図の詳細を示す。

Claims (1)

1. 人又は動物にガスを投与するための、投与されるべきガスの量を受けるための室（９）を備えた装置（１）であり、該室は源から該室（９）ヘガスを供給するためのガスライン（３）と該室（９）内の該ガスを手動で加圧するための手段とを有しており、該室（９）は該室（９）から該人又は該動物へ加圧ガスを供給するためのブリーズ用チューブ（５）に接続されており、該ブリーズ用チューブ（５）は、該人又は該動物により吐き出されたガスを放出するために、バルブ（１１）経由で放出チャンネル（２６）に接続され、該バルブ（１１）は、吐き出し中該ブリーズ用チューブ（５）内のガス圧力を増強するために該ブリーズ用チューブ（５）から該放出チャンネル（２６）までの該吐き出しガスの流れを制限する、該装置（１）に於いて、該室（９）は、該室（９）内の圧力がしきい値を超えるや否や該室（９）と該装置からの放出部（６）の間の通路をむき出しにする調節可能な安全バルブ（３０）を備えており、該調節可能な安全バルブ（３０）が、上記しきい値を、水柱２０−６０ｃｍに設定することが可能であることを特徴とする装置。

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