JP4087562B2 - 機械的ベンチレーターのための呼気弁 - Google Patents
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Description
技術分野
本発明は、機械的ベンチレーター(人工呼吸器又は通気装置)のための呼気弁に関し、特に、閉鎖機能手段と呼気圧力制御手段が単一の機構に組み合わされた薄型(高さの低い)調節自在呼気弁組立体に関する。
【0002】
技術背景
機械的又は陽圧ベンチレーターは、従来一般に、患者がベンチレーターを患者に接続する空気供給導管に付設された呼気弁を通して呼気する(息を吐き出す)ことを可能にする。呼気弁(以下、単に「弁」とも称する)は、吸気中はベンチレーターの呼気駆動出力からの圧縮空気によって閉鎖されているが、呼気段階中は開放して患者が大気へ息を吐き出す(呼気する)のを可能にする。医療上の理由から呼気中大気圧より高い、正の終端呼気圧(PEEP)と称される高背圧を設定することが有利な場合がある。この圧力は、従来は、呼気弁の下流側で呼気弁に取り付けられた別個のPEEP弁によって設定されている。
【0003】
従来技術の呼気弁組立体は、一般に、比較的大きく、複雑で、重い。呼気弁組立体は患者の呼吸チューブに取り付けられ、そのチューブが患者の気管に取り付けられるので、呼気弁組立体の重量と嵩(大きさ)が少くとも患者に不快感を与えることがあり、最悪の場合は、チューブが外れたり、患者の組織を損傷したりすることがある。
【0004】
従って、呼気弁組立体の効率を高めるとともに、その嵩及び構造の複雑さを最少限にすることが望ましい。従来技術においては、呼気弁組立体において呼気弁をPEEP弁から外すと、空気流経路に存在する幾つかの直角コーナーが呼気弁組立体を通る空気流をある程度阻害する原因となった。
【0005】
発明の概要
本発明は、閉鎖機能手段と呼気圧力制御手段を単一のユニットにまとめることによって嵩、重量及び構造の複雑さを大幅に削減する呼気弁組立体を提供する。本発明の呼気弁組立体(以下、単に「弁組立体」とも称する)は、占有スペースを最小限にするように患者と、ベンチレーターと呼気駆動チューブをほぼ整列させることができる。本発明の弁組立体においては不必要な流れ障害が、鋭い流路コーナーを排除し、ベンチレーターの流れ検出機構に必要とされる流れ制限用の障害物を呼気兼PEEP弁とベンチレーターチューブの両方に実質的に整列して配置することによって除去される。
【0006】
実施形態の説明
図1aは、従来技術の呼気弁組立体10を示す。吸気中、呼吸ガスは、ベンチレーター58(図2a)からベンチレーターチューブ54を通って流れ、ポート12から呼気弁組立体10に流入し、呼気弁組立体10に対して直角に配置されている流れトランスジューサチューブ(以下、単に「流れトランスジューサ」とも称する)46に流入する。流れトランスジューサチューブ46内では、流れ制限用の障害物14が、圧力センサーチューブ接続部16と18の間に測定可能な圧力差を創出するのに十分な圧力降下を設定する。この圧力降下がベンチレーターによって用いられて患者への流出入空気流を測定する。
【0007】
PEEP弁組立体20は、ベンチレーターポート12に対して直角に延長しているが、患者チューブ46からはずれている(心違い関係にある)。PEEP弁組立体20は、図1a及び図5に示されるように呼気(矢印23)を大気24へ排出し、ばね26の調節自在の付勢力に抗して作動する弁部材22を具備している。ばね26の付勢力は、ねじ付きキャップ28によって調節することができる。吸気中は、PEEP弁組立体20の空気流は、呼気駆動ホース56を通して伝えられるベンチレーターの呼気駆動機構からの空気圧によって作動される別個のバルーン式ポペット呼気弁32によって遮蔽されている。呼気弁32はチューブ46に直角に延長しているので、呼気駆動ホース56、ベンチレーターホース54及び流れセンサーホース34,36は、チューブ46に対して横断方向に両方向に延長しており、複雑で扱いにくい構造となっている。又、チューブ46とPEEP弁組立体20の間に2つの鋭い曲がり角(コーナー)が存在するので、流れに対する抵抗を示す渦流を惹起し、吸気(矢印37)及び呼気の両方を困難にする。
【0008】
同一尺度で示された図1bの従来技術の呼気弁組立体10と図1cの本発明の呼気弁組立体40を比較すれば分かるように、上述した従来技術の構造は、呼気弁組立体を比較的サイズが大きく、複雑なものとする。
【0009】
図2a及び2bは、本発明の呼気弁組立体40を示す。この呼気弁組立体40においては、吸気も、呼気も、Y字管42を通って流れる。Y字管42では、ベンチレーターチューブ44が約22.5°の角度48で患者チューブ46へ延長しており、患者チューブ46の中を通る軸線の反対側(図2a及び2bの上側)では、呼気兼PEEP弁組立体(以下、単に「弁組立体」とも称する)50が約22.5°の同様な角度で患者チューブ46へ延長している。
【0010】
従ってベンチレーターチューブ44の中を通る軸線と呼気兼PEEP弁組立体50の中を通る軸線との間の角度は約45°であるから、図2にみられるように、ベンチレーターホース54と呼気駆動ホース56とをベンチレーター58へ至る途中で容易に互いに平行な状態に延長させることができる。かつ又、ホース54及び56は、患者ホース60にほぼ直線上に整列している。センサー継手64,66から延長させる細いセンサーホース61,63は、ホース54と56を平行に延長させるためにエルボ継手65,67によって容易に向きを定めることができる。
【0011】
図2bを参照して説明すると、Y字管42の喉部内に流れ制限用の障害物62が配置されている。障害物62は、患者から弁組立体50への空気流に対するそれと同じ流れ制限をベンチレーターチューブ44から患者へ向かう空気流に対しても課するように、流れトランスジューサ46の中を通る軸線及びこのトランスジューサー46とベンチレーターチューブ44及び弁組立体50との接合部よりもトランスジューサー46から先に伸びる軸線の方向に細長くされている。センサー継手64,66は、障害物62内に流れトランスジューサ46の中を通る軸線及び、このトランスジューサー46とベンチレーターチューブ44及び弁組立体50との接合部よりもトランスジューサー46から先に伸びる軸線に取り付けられている。
【0012】
本発明の弁組立体50は、それ自体で、制御手段と閉鎖機能手段を単一の機構に組み入れている。詳述すれば、弁組立体50は、マッシュルーム又はバルーン状ダイアフラム式呼気弁68を含む。呼気弁68は、開放すると、導管70からの空気を環状間隙72及びスロット74を通して大気へ逃がす。PEEP制御弁(単に「PEEP弁」とも称する)即ち呼気弁68は、可動ばね受座78に保持されたばね76によって閉鎖位置へ付勢されている。ばね受座78は、呼気駆動ホース56のためのコネクタ80と一体的に形成されている。又、ばね受座78とは、ガイドアーム82も一体的に形成されており、ガイドアーム82は、チャンネル84に沿って軸方向に摺動するが、軸線86の周りに回転しないようにチャンネル84によって回り止めされている。
【0013】
キャップ88がチャンネル84の外周に螺着されており、軸線86の周りに回すことによって弁組立体50の中を通る軸方向に移動させることができる。キャップ88の偶発的な抜けは、キャップ88の内周面に形成された歯90(図4参照)ばね受座78の上面に形成された補完形状の半径方向の溝92に係合していることによって防止される。かくして、PEEP機能手段のばね付勢力(従って、患者が受ける正の終端呼気圧)を必要に応じて調節することができる。
【0014】
本発明によれば、PEEP制御弁68は、呼気閉鎖機能手段としても機能する。これは、弁68のチャンバー94を呼気駆動ホース56及び通路96からの空気圧に露呈させることによって達成される。ベンチレーター58の駆動機構がチャンバー94を加圧すると、図2bの弁68が閉鎖され、呼気によっても、吸気流の圧力によっても開放することができない。
【0015】
以上に説明され、添付図に記載された機械的ベンチレーターのための呼気弁組立体は、本発明の1つの好ましい実施形態を例示したに過ぎない。従って、本発明は、ここに例示した実施形態の構造及び形状に限定されるものではなく、いろいろな実施形態が可能であり、いろいろな変更及び改変を加えることができることを理解されたい。
【図面の簡単な説明】
【図1】 図1aは、従来技術の呼気弁組立体の縦断面図である。
図1bは、図1aの従来技術の呼気弁組立体の側面図である。
図1cは、図1bと同じ尺度で描かれた本発明の弁組立体の側面図である。
【図2】 図2aは、本発明の呼気弁組立体の側面図である。
図2bは、本発明の呼気弁組立体の縦断面図である。
【図3】 図3は、 図2bの線3−3に沿ってみた断面図である。
【図4】 図4は、 図3の線4−4に沿ってみた詳細図である。
【図5】 図5は、 図1aの線5−5に沿ってみた詳細図である。
【符号の説明】
10 呼気弁組立体
12 ベンチレーターポート
14 障害物
16 圧力センサーチューブ接続部
20 弁組立体
22 弁部材
28 キャップ
32 バルーン式ポペット呼気弁、呼気弁
34,36 センサーホース
40 呼気弁組立体
42 Y字管
44 ベンチレーターチューブ
46 トランスジューサ、トランスジューサチューブ、患者チューブ
50 弁組立体
54 ベンチレーターチューブ、ベンチレーターホース
56 呼気駆動ホース
58 ベンチレーター
60 患者ホース
61,63 センサーホース
62 障害物
64,66 センサー継手
65,67 エルボ継手
68 バルーン状ダイアフラム式呼気弁、呼気弁、制御弁
70 導管
72 環状間隙
74 スロット
78 受座
80 コネクタ
82 ガイドアーム
84 チャンネル
88 キャップ
90 歯
92 溝
94 チャンバー
96 通路
Claims (4)
- 機械的に通気される患者のための呼気弁組立体であって、
(a)患者に接続することができるように構成された第1導管と、
(b)ベンチレーターに接続することができるように構成された第2導管と、
(c)大気に対して開放自在であるが、常態ではばね付勢弁によって閉鎖されている第3導管と、
(d)該第3導管と実質的に同軸に配置され、呼気駆動圧源及び前記弁に接続することができるように構成された第4導管と、
(e)前記第3導管内に設けられており、常態では前記閉鎖位置へばね付勢されている弁とから成り、
(f)該弁は、回転自在キャップと、該キャップを回動することによって前記ばねの付勢力を変更するように構成された軸方向に移動自在のばね受座を具備しており、
(g)該弁は、更に、前記第4導管からの呼気駆動圧に露呈され、該呼気駆動圧によって閉鎖されロックされるように構成されたチャンバーを含み、
(h)前記第1導管内の、前記第2導管及び第3導管との接続部に配置され、前記第1導管の中を通る軸線及び該第1導管と前記第2導管及び第3導管との接続部よりも第1導管から先に伸びる軸線方向に細長い流れ制限用の障害物にして、前記第1導管から第2導管への、また第3導管から第1導管への空気流れに対して同じ流れ制限を与える障害物を更に含む呼気弁組立体。 - 前記第2導管と第3導管の中を通る軸線は、前記第1導管の、前記第2導管及び第3導管との接続部よりも第1導管から先に伸びる軸線の両側に鋭角をなして配置されており、該第1、第2及び第3導管は、互いに連通している請求項1に記載の呼気弁組立体。
- 前記鋭角は、22.5°である請求項2に記載の呼気弁組立体。
- 前記軸方向に移動自在のばね受座は、前記第3及び第4導管の中を通る軸線の周りに回転しないように回り止めされている請求項1に記載の呼気弁組立体。
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