JP5017280B2 - 呼吸装置用弁 - Google Patents

Description

本発明は、呼吸装置用の弁に係わり、具体的に云えば、人工呼吸、支援呼吸、麻酔目的、または、斯かる目的の組合わせのために患者にガスを供給するための麻酔呼吸装置の一部として使うために特に適するフラップ弁に関するものである。

調節換気または支援換気を行うための麻酔呼吸装置では、弁を使うのが普通である。典型的には、この弁は、多量の新鮮な呼吸ガスを患者の肺に送り、また、多量の吐出した「使用済」ガスを出口に送ることによって、患者に呼吸ガスを提供して適正な換気を維持することを保証するように設計されている。麻酔ガスを使うときは、麻酔ガスに曝されるべきでない人の安全は勿論、患者の安全のために、弁が、あらゆる条件下で安全に作動することが重要である。自発呼吸と調節換気の間で変移が行われる。自発呼吸を支援するためにバッグが使われる。典型的麻酔呼吸装置では、弁が、患者から吐出されたガスを、患者が吸入すべきガスと完全にまたは部分的に分離する。米国特許第４４５３５４３号に麻酔呼吸装置が記載されており、それは、複数のポートを有する比較的大きな制御弁と、吐出ガス、または、過剰ガスのバッグへの還流を可能にするための補助弁とを有する。この制御弁は、吸入すべきガスを、患者が吐出したガスから分離するために二つの対向して位置する弁座の間を動き得る往復動プランジャを含む。

別の弁がレールダル弁として知られ、それは、患者が吐出したガスを患者が吸入するために提供すべきガスから分離するために、弁ハウジング内で可動な単一のスロット付き膜を使用する。このレールダル弁は、患者へのガスをこの弁を通すために比較的高圧を要することによって、蘇生術に適する。

ルーベンの弁としても知られる、アンブ弁は、自発呼吸用ガスを供給するためであるのみならず、患者の補助換気用に適する。このアンブ弁は、ゴムまたは類似の材料で作った一つまたは二つの弁フラップを用い、安全な作動を保証するために頻繁な検査とフラップ交換を要する。

呼吸装置用の他の弁は、ＵＳ−４４５３５４３、ＷＯ ０１／７６６７３ Ａ１、ＥＰ−１３８２３６４Ａ１、ＵＳ−４１９２３０１、ＥＰ−０７１０４８８Ａ１、ＷＯ９８／２３３１８およびＧＢ−２４０６２８５Ａから知られている。

ベルナー弁として知られる別の弁がある。ベルナー弁は、圧力調節換気は勿論、体積調節換気用に設計してあり、患者が吐出したガスを手術室環境から離して案内することを可能にする出口を有する。ベルナー弁は、二つの弁座間を動くようになされたばね負荷円板を使い、かつ、患者の体積調節換気と圧力調節換気の間の作動モードを選択するために第２負荷ばねを備える。このベルナー弁は、較正のためのかなり複雑な作業を要し、かつ、この弁が正確に動作するために、適正な注意と注意深い組立が必要である多数の機械部品を含む。

圧力調節換気用に使うとき、この弁は、患者に与えるガスの圧力が、このシステムを通して運ぶガス体積に概ね無関係に、予め設定された圧力レベルにしか達しないように設定される。予め設定された圧力レベルを超える圧力レベルのガスは、呼吸装置から逃がされる。予め設定された圧力レベルを、安全であると考える水準以下にして、補助換気中に圧力調節換気モードで作動する利点は、明らかに患者の呼吸器官が危害または障害を引き起す可能性のある圧力を受けないだろうということである。圧力調節換気モードで作動する欠点は、例えば呼吸路閉塞の結果として、予め設定された圧力レベルに達したために呼吸ガスが逃がされるというよりは、むしろ、実際には、患者に流入することを保証するために、オペレーターが患者の胸の運動を常に注意深く観察しなければならないことである。

体積調節換気において、この弁は、オペレーターの操作によって与えられる任意の体積を、圧力とは概ね無関係に、患者に送らせるように設定される。補助換気中に体積調節換気モードで作動する利点は、オペレーターが患者へ送る呼吸ガスの体積を完全に支配することである。体積調節換気モードで作動する欠点は、患者の呼吸器官が危害または障害を引き起す可能性のある圧力を受けないように、患者に送られる呼吸ガスの圧力を、オペレーターが常に注意深く観察しなければならないことである。過剰な圧力は、時には「ポップオフ」弁と呼ばれる、追加の圧力逃し弁を使うことによって避けることができる。しかし、この追加の圧力逃し弁を使用することは、体積調節換気の利点を帳消しにするかも知れない。

ベルナー弁は、この弁の作動モードを手動で選択するための手段を有する。従って、オペレーターが、ベルナー弁を使用するシステムで呼吸ガスを供給される患者の容体に、患者が補助呼吸から正常呼吸へ戻る状態からの変り目のような、変化を感じるとき、この後者の状態は、自発呼吸と呼ばれることが多く、オペレーターは、この弁制御手段を手動で操作してこの作動モードを補助呼吸モードから自発呼吸モードに変えねばならない。一例として、補助換気中の「体積調節」モードでは、即ち、患者が正常呼吸を維持できないとき、オペレーターは、もしこのバッグが完全に一杯になると、この弁が危険な「デッドロック」状態になるかも知れないので、このバッグの充満度を絶えず意識していなければならない。典型的に、そのような危険な「デッドロック」状態から抜け出る最良の方法は、この患者システムの導管を外すことまたはこの弁を自発呼吸モードにするためにこの制御手段を操作することである。この弁の作動モードを手動で変える必要性、および潜在的緊急状態に入るリスクが常に存在することは、高度に熟練した、注意深く機敏なオペレーターが居ることが必要である。この様に、人的要素に依存するので、それを軽減し、好ましくはこの手術室環境から除去する必要があるリスク要因と考えることができる。

既知の弁解決策で経験する別の問題は、異なる環境の下で詰り、こびりつきまたは固着する傾向である。詰り、こびりつきまたは固着は、一部、往々にして、多数の可動部品、厳しい機械的公差の使用および／またはモード制御装置を伴う、既知の弁の複雑な構成の結果である。先行技術の弁の詰り、こびりつきおよび固着の回避策は、これまで頻繁な検査および予防保全作業を要し、それは今度は摩耗を増し且つ限界時間で誤動作するリスクを更に増した。

本発明が取組む別の問題は、患者からの呼気が急激な変化をする状況で望ましくない固定状態へ移り変る結果として、ガスの正常な流れを制限、または阻止さえする、先行技術の弁の傾向である。その様な急激な変化が起る状況の典型例は、この弁を通して呼吸ガスを供給されながら往々にして起る患者の咳の事象によって生じる流れまたは圧力の急増である。ある種の弁が圧力または流れの急速な変化を適正に処理できないのは、それらの基本設計に起因する。しかし、ある設計は、注意深い調整をして初めてその様な状況を扱え、それは典型的に適正に較正した試験装置を要する。

従って、広範囲の作動条件下で安全に作動する弁が必要である。種々の作動条件下での安全な作動を保証するために、要求の厳しい日常的調整およびその後の動作の日常的検証を要しない弁も必要である。

本発明は、先行技術の弁について知られている前記およびその他の問題に取組む弁を提供する。
本発明は、添付の請求項１に記載された特徴を含む呼吸装置用弁を提供する。
本発明弁の別の有利な特徴を、添付の従属請求項２〜請求項１０に列挙した。

本発明呼吸弁の第１の特徴によれば、
呼吸弁が、室を有する弁ハウジングを含み、
前記室の入口側および呼吸側にそれぞれ設けた入口開口および呼吸開口を前記室が有し、
前記室が、前記室の下部から前記室の上部に延在するアーチ形または傾斜した内壁部分によって限界づけられ、前記内壁部分は、前記室の前記上部および前記呼吸開口の下で終っており、また、
前記呼吸弁が更に出口開口を含み、前記出口開口が出口開口幅を有し、前記出口開口が前記内壁部分に設けられており、
前記呼吸弁が、前記出口開口の下で、前記ハウジングの前記下部に結合された下部を有する板部材形状の伸張体であって、前記ハウジングの深さ方向で可撓性または可動である弁フラップを更に含み、前記板部材は、前記出口開口位置で該出口開口を十分に覆う広さを有するとともに、前記内部室の上部で終り、また、前記板部材は、休止位置で、前記内壁部分から離れ、作動位置で、前記内壁部分の一部に近接し、該作動位置で、前記出口開口を事実上覆って閉成し、かつ、前記呼吸開口と前記入口開口の間に通路を形成するように配置されている。

本発明による呼吸弁の別の特徴によれば、前記入口開口と前記呼吸開口が、それぞれ、前記弁フラップに対して反対側に位置する、前記ハウジングの入口側および呼吸側に配設されている。

本発明による呼吸弁の更に別の特徴によれば、呼吸弁が、前記板部材を前記休止位置に位置づけるために、前記板部材が弾発性であるか、または、戻しばね装置を備える。

本発明による呼吸弁の更に別の特徴によれば、前記弁ハウジングが、前記内部スペースの前記上部への突出部を構成する部分を有する上壁または側壁を含み、前記突出部は、前記板部材の運動の障害にはならず、また、前記突出部は、前記入口側壁近くから前記入口側壁から離れて前記ハウジングの深さ方向に延在し、前記延在部分は、前記入口側壁と、前記室の上部における前記内壁部分の前記終了点との間の距離にほぼ相当する。

本発明による呼吸弁の更に別の特徴によれば、呼吸弁が、前記入口開口に配設された入口導管、前記呼吸開口に配設された呼吸導管、および、前記出口開口に配設された出口導管のうちの少なくとも一つを含む。

本発明による呼吸弁の更に別の特徴によれば、呼吸弁が、前記出口開口と連通するように配設されたＰＥＥＰ弁を含む。

本発明による呼吸弁の更に別の特徴によれば、前記出口開口が前記内壁部分の中央または下部に配設されている。

本発明による呼吸弁の更に別の特徴によれば、前記弁フラップを目視観察できるようにするために、前記弁ハウジングの少なくとも一部が透明材料で形成されている。

本発明による呼吸弁の更に別の特徴によれば、前記弁フラップを良好に目視観察できるようにするための標識手段、または、弁フラップ位置を検出するための手段を、前記弁フラップが有する。

本発明による呼吸弁の更に別の特徴によれば、前記良好に目視観察できるようにするための手段が、弁ハウジングの色と対照をなす彩色であり、かつ、前記弁ハウジングの一部が透明材料で形成されている。

本発明弁は、先行技術の弁に優る多数の利点をもたらす。
特に、本発明弁は、補助換気モードで一般的にバッグの操作によって発生するガス流によって、および／または自発呼吸モードで患者の肺機能によって作動するので、幾つかの有利な特性がもたらされる。

その様な特性の一つは、ある設計では先行技術の弁を適正におよび／または所望の換気モードに操作するために手動操作が必要な、先行技術の弁から分っている換気モード選択装置を避ける利点である。そのようなモード選択装置の回避は、オペレーターへのストレスの軽減に貢献でき、およびこのモード選択の間違った操作によるオペレーターへは勿論、患者への有り得るリスクを緩和できる。

もう一つのその様な特性は、この弁が使われている環境に居る職員に影響することがある麻酔ガス漏れのリスクの低減である。先に記したように、ある先行技術の弁は、この弁が、正常動作条件と考えるべき条件下で、詰り、こびりつきまたは固着の状態に入り、その点でバイパス弁またはリリーフ弁が作動する場合に、またはこの弁を正常動作状態に戻すためにガス導管をこの弁から外さなければならない最悪の場合に、その様なリスクを有するかも知れない動作特性を示す。本発明弁の原理を適正に設計した弁に具体化することによって、正常動作条件下で固着状態にされない、本発明による弁を実現する。正常動作条件が、患者からの息または咳で、またはバッグの急激な操作でのような、流れおよび圧力の同時の急速な変化は勿論、流れまたは圧力の急速な変化を含めることになっていることを理解すべきである。

その上更なる特性は、本発明による弁の設計の単純性に関する。少数の個々の部品が高度に競争力がある価格での単純な製造を可能にする。部品数を最少に保つことによって、大規模な保守、調整および較正の必要なく、長期に亘る安全な作動を保証する。

その上更なる特性によれば、本発明弁を、この弁の貯蔵寿命を非常に永くする材料の選択によって、まだ低コストでの生産に適するようにする。これは、例えば、典型的に貯蔵寿命および動作寿命が限られる若しくは高価なゴムのような材料から作った可撓性要素が必要な、またはこの弁の可動部品と固定部品の間の適正に潤滑した界面の保守を要する軸または案内に関連して可動要素を使うような多数の先行技術の弁と対照的である。

単純な構成と、非常に魅力的使い捨て弁の製造に採用する貯蔵寿命が永くて低コストの材料の使用とに関する前記特性が好適例にある。本発明弁の有利な特徴を示す使い捨て弁は、予算を煩わすことなく、度重なるクリーニングおよび殺菌の必要性をなくするだろう。この使い捨て弁は、分解および再組立作業の必要性をなくすることによって患者の安全性を保証するだろう。その様な作業をなくすることによって、保守作業に関連すると知られている限界時間での装置誤動作のリスク増加がなくなり、または少なくとも実質的に減少する。

本発明弁は、それが使い捨て弁であろうと、再使用可能弁であろうと、無菌ユニットとして納入してもよい。

本発明弁の設計は、透明材料からの製造に適し、オペレーターにこの弁の可動部品の観察を何時でも可能にする利点をもたらす。それで、この弁の状態および条件を、製造段階であろうが、保管中であろうが、クリーニングおよび殺菌中であろうが、またはその意図通りの使用中であろうが、何の分解作業も必要なく完全に決めることができる。

以下、具体例について、添付図面を見ながら、本発明の説明を行なう。

具体例として、本発明弁を説明するための添付図面では、特定の尺度で弁を示す意図はないことに留意すべきである。従って、本発明弁の各種形態は、本発明弁の有利な特徴をもたらす形態を維持しながら、変るかも知れない。その様な変形の非限定的例として、弁フラップ３０の長さ、ハウジング１０の高さ、深さおよび幅、内部表面１７の入口開口２１の方への伸び、ハウジング１０の上部または下部に対する入口開口２１の位置、傾斜またはアーチ形内壁部１８、１９に於ける出口開口２３の位置、フラップ３０の下部３１のハウジング１０に対する結合点等を挙げることができる。

先ず、図１Ａを見る。本発明による例示弁１００は、典型的に下部１３を有する弁ハウジング１０を含み、その下部１３内で可動フラップ３０がハウジング１０に取付けてある。図１Ａの斜視図は、ハウジング１０の内部形状を示し、その中で下部１３から離れたフラップ３０の上部が実質的に平坦な前壁１１と湾曲したまたは傾斜した後壁１４の間を動けるようになっている。ハウジングの上部１５は、ハウジング１０の内部領域へ凹み、それで、フラップ３０が前壁１１から離れて湾曲した後壁１４の方へ動くと、フラップ３０の上部が自由に移動する範囲のかなりの部分を得るために、ハウジングの前記凹んだ上部１５がフラップ３０の上縁に直ぐ隣接して位置する。これによって、フラップ３０が前壁１１に隣接して位置する、アイドル位置（即ち休止位置）にあるとき、弁を通る流体連通が部分的に可能になり、フラップ３０がフラップ３０の上縁をハウジングの凹んだ上部１５に隣接させて位置するとき、事実上阻止され、およびフラップ３０が後壁１４に隣接して位置するとき、入口開口２１から供給開口（即ち呼吸開口又は患者側開口）２２へ完全に開く。この動作態様の更に詳細な説明を以下に提供する。

図１Ｂを見ると、本発明弁が、入口開口２１、患者側開口２２および出口開口２３を有する。フラップ３０の横寸法は、ガスが側縁３３、３４と側壁１２ａ、１２ｂのそれぞれの内部部品との間を通れないように、側縁３３、３４とが側壁１２ａ、１２ｂの内部表面に直ぐ隣接したままであるようになっている。フラップ３０の側縁３３、３４、一部上縁３２、および下部３１がハウジング１０の内部に位置するので、これらの詳細を図１Ｂに破線で描く。上に説明したように、フラップ３０の下部は、ハウジング１０の下部１３の領域でハウジング１０に取付けた下縁３１の領域にある。患者側開口２２および出口開口２３も、それぞれ、図１Ａ、図１Ｂでの弁１００の説明図の斜視角では見えない、上後壁部１６および下後壁部１４に形成されていることを示すために、破線で示されている。

図１Ａ、図１Ｂが用意する説明図は、弁ハウジング１０の内部スペースの形状を反映するように描いてあるので、ハウジング１０の輪郭の幾つかの変形を予想する。また、ハウジング１０の内部の他の形状を予想し、幾つかの変形を以下に説明する。

さて、図２Ａ、図２Ｂ、図２Ｃ、図２Ｄを見ながら、本発明弁の作用について説明する。

先ず、図２Ａを見ると、弁が、アイドル状態で、断面図で示してある。本発明の好適実施例では、図２Ａの説明図にハウジング１０の部品と区別できるように都合良く破線で描いてある、フラップ３０が前壁１１の内面２０に隣接して、前壁１１に設けてある入口開口２１を完全にまたは部分的に覆うように位置するままであるように準備してある。図面で、ハウジング１０の上部にある凹んだ、または内方に突出する、部分１５の内部表面１７は、後壁前部１４の湾曲した内部表面１８、１９と同様に特定される。フラップ３０の上部が入口開口２１を覆う程度は、入口開口２１の大きさおよび形状、その前壁１１での位置づけおよびフラップ３０の長さによって決る。入口開口２１に患者側開口２２の圧力または流量と、それぞれ、異なる圧力または流量のガスを供給するとき、ガス圧またはガス流が可撓性フラップ３０に力を加え、フラップ３０に入口開口２１から離れる運動を生じるだろう。ハウジング１０内部の上部にある前内部２４の形状に依って、フラップを入口開口から離してハウジング上部の凹んだ、または内方に突出する、部分１５の内部表面１７の前縁の方へ曲げるために必要な入力ガス流またはガス圧を制御するために、ある程度のバイパス流を用立てることができる。図２Ｂに示すように、フラップ３０の上部をハウジング１０上部の凹んだ部分１５の内部表面１７の前縁の方へ動かすに十分な流れおよび圧力があれば、フラップ３０の上縁３２は、上縁３２と内部表面２４の間のスペースによってもたらされるこのバイパスを遮断するために、内部表面１７に直ぐ隣接して位置するだろう。内部表面１７は、本質的にフラップ３０の上縁３２がアイドル位置から、前壁１１の内面から離れて、後壁１４の内面１８、１９の近くの作動位置の方へ動くときに追従する経路を描くのが好ましい。従って、内面１７は、弁フラップが内面１７を通過して動くとき、即ち、上縁３２が内面１７に隣接して位置するとき、ガスが上縁３２およびハウジングの入口側と呼吸側の間を通過して漏れるのを防ぐために適当に湾曲しているべきである。代替実施例では、もし、例えば、弁フラップがその上縁３２を内面１７に隣接して位置する間に、ガスにハウジングの入口側と呼吸側の間を連通させることによって、弁の異なる動作特性を得るのが望ましいなら、内面１７が異なる形状を備えてもよい。例えば、入口開口に結合したバッグを続けて作動させることによって、ガス流またはガス圧を入口開口２１に続けて加えると、フラップ３０は、図２Ｃに示すように、前壁１１の内部表面２０から更に離され、従って後壁１４の内面１９、１８の方へより近く動かされるだろう。上縁３２が内面１７の後縁に達する前に、フラップ３０の下部は、それが実質的に出口開口２３を覆い、それによって入口開口に供給したガスが出口開口２３を通って出るのを阻止するように位置するだろう。

図２Ｄを見ると、入口開口２１からガスを適切に供給すると、入口開口２１から供給したガスが弁を通過して患者側開口２２から出られるように、上縁３２がハウジング１０上部の内部表面１７の後縁を越えて位置するように動いたことが示してある。麻酔呼吸装置では、典型的に、自発的に呼吸しない患者を支援するためにバッグが入口開口に結合してある。

フラップを図２Ａに示すアイドル位置から、図２Ｂ、図２Ｃに示す中間位置を通って、および図２Ｄに示す作動位置へ動かすために入口開口を通して必要なガス流またはガス圧は、フラップ３２を作る材料、その長さ、厚さ、幅およびハウジング１０への固定点、またはその何れかの組合わせを調整することによって制御できる。

本発明弁は、フラップが作動位置にあるとき、それ自体が出口開口を閉じるための手段として役立つフラップを有する好適実施例によってここに説明するが、閉鎖手段は、フラップが作動位置へ置かれるようになるとき弁ハウジングの内部と出口開口の間の連絡を閉じるように、出口開口に関連して位置し且つフラップと作動的に関連し、またはフラップに影響されるようになる閉鎖弁手段（これらの図面に示さず）によってもたらされることができることに留意すべきである。

フラップの形状および大きさ並びにハウジング上部の内部形状および大きさと共に、アーチ形のまたは傾斜した内壁部分１８、１９に関する設計詳細は、呼吸開口に繋がれた患者からの咳によるような、呼吸開口へのガス流の急増の場合に、フラップが出口開口がある内壁部分の部品に押付けられた、または「ロックされた」ままでないように選択してあることに留意すべきである。特に、内壁部分１８、１９のアーチ形部品、即ち、ハウジングの底と出口開口の上の位置の間に拡がる部分を大きい曲率半径にして、上の残りの部分を小さい曲率半径にすることによって、ロックをなくせることが分っている。大きい曲率半径から残りの、内壁部分１８、１９の上部の小さい曲率半径へ滑らかに移り変る代りに、図面に示すように、曲率半径の大きい下部とアーチ形であるかかまたは対向する内部壁２０から離れる方向に傾斜してもよい上部との間に上部１８に曲げを導入してもよい。それによって、もし呼吸開口から流れまたは圧力の急増が起れば、フラップによってフラップがこの曲げの「移り変り」に出会う点でトルクを生じるかも知れない。この様にできたトルクは、フラップおよびその周辺が適正に設計してあれば、突然の圧力増加に対して出口開口からの解放をもたらすために、フラップの下部をこの出口開口から持上げて出口開口へのガス流を可能にする。

対応して、フラップのハウジング上部の中への延長部、並びに上内壁部分１７の寸法および位置を適正に設計することによって、フラップは、呼吸開口に入って来るガスの圧力または流れの強く且つ急激な増加の場合にも、呼吸開口と出口開口の間に通路を創るために、内壁部分１８、１９から適正に引離されるだろう。

入口開口は、添付の図面に実施例で示すものとは違って、ハウジングの入口側にあってもよい。一例として、入口開口は、入口側壁１１の更に下にあってもよく、それでも本発明による弁を提供する。図面に示したものと異なる位置は、例えば、フラップの両方向の運動の制御、またはバッグ充填に有利な、ハウジングから入口開口へ入るガスの「戻り流」の制御のために有利かも知れない。

ハウジングから入口開口へのガスの「戻り流」を可能にするために設けた通路は、図面に示した通路以外の手段によって、フラップの上部を入口開口の上縁の下で終らせることによって得た隙間構成してもよい。フラップの上部にではなく脇に類似の隙間または開口を設けるか、またはハウジングの内部と入口開口の間または患者側開口領域と入口開口の間に入口側開口上に別の通路を設けることによるような、幾つかの代案を予想する。

さて、作動モードを患者へガスを供給するモードから、患者が吐出したガスを患者側開口２２から出口開口２３へ流れさせ、好ましくは入口開口２１に結合したバッグを充填する目的で入口開口２１から出るある量のガスを用意するために制御ガスバイパスも設けるモードへ変えるときの弁の作用を説明するために図３Ａ、３Ｂ、３Ｃおよび３Ｄを参照する。

弁が図２Ｄに示す作動位置にあるとすれば、ガス供給が患者側開口２２にもたらされる。フラップ３０の特性に依って、患者側開口へ供給されるガスのほんの僅かの圧力または流れしか弁を作動するために必要ないかも知れず、または、フラップ３０が弾力特性を有するかまたはフラップをアイドル位置へ戻すためのある手段を備えるならば、弁は、フラップをアイドル位置へ戻すために患者側開口２２から提供するガス供給を何も必要ないかも知れない。しかし、本発明を説明するために、フラップの弾発性は、それが直ちにはアイドル位置へ戻らないようであるが、しかしフラップを内面１８の上部から離してハウジング１０の上部１５の内面１７の前縁の方へ駆動するために患者側開口からのガス流入力によって押付けられ得るように、フラップが後壁１４の内面１８の上部から僅かに離れて動くように十分な弾発性が与えられていると今は仮定する。患者側開口２２からの入力によって与えられるガス流またはガス圧力によって、フラップ３０は、後壁１４から引離され、およびある点でフラップ３０の下部は、ガスが患者側開口から出口開口２３へ流れられるようにするに十分離されているだろう。例えば、患者側開口２２に接続された患者の肺がもたらす呼気によって、入口開口２２からガスを絶え間なく供給することによって、フラップ３０は、図３Ｃに示すように、後壁１４の内面１８、１９から、および前壁１１の内面２０の方へ断続的に引離されるだろう。フラップ３０が内面１８、１９から離れる運動は、患者側開口２２と出口開口２３の間に通路ができるようにし、および結局、図３Ｄに示すように、患者側開口から出口開口への実質的に自由なガス流を提供する寸法の通路を創る。結局、図３Ｄに示すように、フラップ３０は、アイドル位置へ戻り、それによって患者からの全呼気が出口開口２３を通ることが可能になり、および、ハウジング１０の上部にある内側部２４の内部形状、前壁１１にある入口開口２１の大きさ、形状および位置並びにそのフラップ上縁３２に対する関係に依って、入口開口２１に結合したバッグを再充填するためのあるバイパス流が提供される。

本発明弁の代替および有利な実施例で、壁部１８、１９は、図３Ｅの拡大断面図に全体を例で示す、特殊な形態を見せる。図３Ｅは、ハウジングの患者側壁１４の断面、側壁１２ａおよび１２ｂの部品の断面を示すために限られ、実際にはこの切断点の下に位置する出口開口の位置を示すために破線を含む。この断面は、図３Ｄに示す線Ａ−Ａに沿って切ってある。壁部１８、１９にあるチャンネルまたはスロット７０のような、通路７０は、ガスをこの患者側開口の領域から患者側開口の下に且つフラップの患者側に位置するハウジング内部の一部へ通じさせるために設けてある。均整を取るために、図３Ｅに示すように、二つの通路を設けてもよい。それで、吸込みから吐出しへ進んだとき、患者側開口から弁に入るガスが患者側開口に近いフラップの部分に作用するだけでなく、この通路によってもたらされるガスは、通路またはチャンネルの中のガスがフラップと接触するようになるところでフラップの他の部分に作用して、フラップの壁部１８、１９から離れる運動を更に容易にするだろう。

本発明による弁の作用、およびバッグを入口開口に結合し且つ患者の肺をこの患者側開口に接続して使うときの吸込みから吐出しまでのサイクルを通じてのその作用を説明したので、以下に、本発明弁の更に有利な実施例を説明する。

さて、図４Ａ、図４Ｂを見ると、図４Ａの斜視図および図４Ｂの断面図に、先の図面のように、フラップが破線で示してあり、弁がアダプタ４１、４２および４３を備え、これらのアダプタは、結合用に使う導管の典型的大きさの寸法になっていて、入口側アダプタ４１を経てバッグに、患者側アダプタ４２を経て患者のマウスピースまたはマスクへ接続するための導管に結合し、およびこの装置からガスを運び出すために使うべき出口導管に結合するためにアダプタ４３を使う。

次に、本発明による弁の別の実施例を示す図５を見る。図５に示す実施例では、このハウジングの上部が先の図面に示したのとは異なる形状を有し、それによってこの内面１７は、入口開口の方へ全くひろく広がっていて、その内面１７の形状は、フラップの上縁３２がアイドル位置から完全な作動位置へ動くときに追従する軌跡をぴったりと追従するようになっている。図５に示す実施例は、この弁の患者側開口に接続した患者の肺を過圧するのを避けるためにこの弁内の潜在的高圧を解放できるように、ガス過剰逆止弁６０も備える。幾つかの代替過剰逆止弁を本発明弁に使ってもよい。図５に示す過剰弁６０の例は、緊張装置６４と共に、弁座６１、弁封止円板６２およびバイアスばね６３を含む。封止円板６２は、バイアスばね６３によって座６１に押付けられ、そのバイアスばねの力は、緊張装置６４によって制御する。もし、ハウジング１０内の内部圧力が封止円板６２に加える力がハウジング外部のガス圧から加えられる力とこのバイアスばねが加える力の和を超えれば、この封止円板がこの座から持上げられ、ガスをこの過剰弁を通してハウジング１０から外に出させる。この過剰弁が作動する圧力は、この緊張装置を操作することによってセットでき、次にその装置は、このバイアスばねの張力、従ってこの封止円板を弁座に対して保持するためにそれに加える力を制御する。

図５に示す実施例は、最小呼吸ガス圧を維持することを保証するために、ＰＥＥＰ（終末呼気陽圧）弁５０も含む。ＰＥＥＰ弁５０を含むことは、入力開口に結合したバッグの中に呼吸ガスの流れを供給し、それによってバッグを呼吸ガスで満たすことを保証するために特に望ましい。図５に示すＰＥＥＰ弁５０は、ハウジング５１、弁座５２および弁フラップ５３を含み、その後者は、アイドル位置でまたは出口開口２３を通るガス入力の戻り流を確立するための試みを行うときこのフラップ５３を弁座５２に押付けたままにするために、かつ、出口開口２３から出るガス流を実質的に自由にまたはこのＰＥＥＰ弁がセットする抵抗若しくは圧力で流れさすために、フラップ５３が可撓性または可動であることを示すために破線で示されている。ＰＥＥＰ弁５０を含むことは、自発的に呼吸する患者が先に弁１００を通して吐出したガスを再吸込みしないように、およびこの患者システムで適正な陽圧を確立し且つ維持できるように、ガスを出口開口２３から運び去るために導管を付けるときに特に望ましい。図５の実施例は、実質的に入口開口までずっと伸びるハウジングの最上部にある、またはアイドル位置にあるときフラップの上縁がある場所に近い、内面１７を示す。入口開口付近の内面の成形は、もしも弁ハウジング内のガスからのバッグ充填が必要なら、ガスを入口開口へ逆流させるように適切に形作るべきである。

次に、図６Ａ、図６Ｂ、および図６Ｃを見ると、それらの図は、更なる実施例として、弁が、本発明の特徴を示す弁を提供するためにまだフラップ、傾斜したまたはアーチ形の内壁部分、ハウジング上部内面および対応する開口並びにその他の内部形態のための内部形状および準備を前提としながら、先の図面に示したものと異なる外部形状を与えられてもよいことを示すために含めてある。図６Ａでは、本発明弁のこの実施例がアイドル位置にあり、図６Ｂでは、ガスを入口開口から患者側開口まで流れさせる完全作動位置にあり、および、図６Ｃでは、患者側開口に接続した患者が吐出したガスを弁を通して出口開口まで流れさせる吐出し状態にある。入口開口に結合したバッグを充填するためには、入口開口を通る部分逆流を用意すべきである。

以下に、本発明弁に関する或る特徴について説明する。
先ず、図２Ａ、図２Ｂ、図２Ｃ、図２Ｄを見る。

図２Ａ〜図２Ｄに本発明の実施例が示されており、フラップ３０が、例示ハウジング１０のある内部長方形形状および寸法に合う全体的長方形形状を維持できる可撓性材料製シートであり、且つその下縁３１でハウジング１０の下部１３（底）に取付けてある。フラップ用に適当な材料、例えば、ある種の可撓性プラスチック材料を選択することによって、フラップが、前壁１１から離れた後に、自動的に、図２Ａに示すようなそのアイドル位置へ戻るように、このフラップ３０の弾力性を得ることができる。しかし、フラップは、その作動特性および機能用途に依って、フラップ３０をどちらかの側へ動かすためにはあるガス流またはガス圧が必要なように、アイドル位置では、フラップの上縁３２が、ほぼ図２Ｂに示すように、ハウジング１０上部の内面１７に直ぐ隣接して位置するように、ハウジング内に取付けおよび位置づけてもよい。更に、フラップは、添付の図面の実施例に示すような長方形形状でなくてもよい。ハウジングは、内部寸法が多様でもよく、従ってフラップは、必要であれば、ガスがフラップを通過して流れまたは漏れるのを避けるためにその側縁に沿って必要な封止をもたらす寸法になっている。

ここに示す弁の実施例は、後壁１４の内面１８、１９が湾曲し、これらの面の曲率半径がハウジングの上部で次第に減少することを示す。しかし、これらの内面１８、１９は、直線平面によって表すことができ、並びに弁の所望の作動モードおよび特性に依って、異なる材料で作り且つ異なる寸法を有するフラップの特性に適合させることができる。更に、フラップは、その全長に亘って可撓性または弾発性である必要はない。一例として、フラップの下部は、この後壁１４の内面１８、１９近くに動かしたとき、出口開口２３上に嵌る、ハウジングにヒンジ結合した剛体板部材でもよい。ハウジング１０上部の内部表面１７をそれに応じて修正すれば、フラップ３０の上縁が添付の図面に示した実施例と異なる点で内面１７の後縁を通過するとき、入口開口２１と患者側開口２２の間にガスの流れが可能になるだろう。例えば、緊張装置を備えるばねを付けることによって、またはこのフラップをハウジングに取付ける点を修正するために、図２Ａ〜図２Ｄに示すフラップ３０の長手方向に可動に作った、ある種の可動保持装置を使うことによって、フラップ３０に沿うある点にバイアス装置を設けることによって、本発明弁の作動特性を制御可能にできることも予想する。

本発明による弁の有利な実施例で、ハウジング１０は、例えば、弁の適正な動作を決めるために、弁の動的動作を観察できるように、フラップの位置の観察を完全にまたは一部可能にする透明材料で作ってある。目視観察のために、フラップは、好ましくはハウジング内のフラップおよびその位置づけまたは運動の観察を容易にする色を備えるべきである。場合によると、側壁１２ａまたは１２ｂのみを透明材料で作るか、または、代案として、ハウジング１０の全ての部分を、ハウジング１０内部のフラップ３０の観察を可能にする程度に透明に作ることができる。

弁の無人観察用に、弁は、先に説明したように、弁の適正な動作を決めるために、または／およびその作動モードを制御するための手段を備える弁の設定を決めるために、ハウジング内部のフラップ３０の運動を検出するための、または、異なる位置のフラップ３０を検出するための検出装置を都合よく備えることができる。

弁の更に他の実施例では、本発明の図示する実施例で、数字１５、１７および２４で指示する、ハウジング内部の凹んだ部分を、ここで説明した種々の作動モードおよび位置を設けるために、上壁１５にではなく側壁１２ａまたは１２ｂのような、側壁に設けることができる。

本発明による弁の好適実施例で、弁は、異なる導管を種々の入口および出口のどこに、どの様に接続するかをはっきり示す標識が付けてある。代案または前述の標識の補足として、本発明による弁は、導管がバッグ用か、患者に繋がるガス導管用か、または使用済ガスまたは弁の使用場面から離れた過剰ガス用の導管かに依って、異なる種類の、または対応する種類のコネクタを備える導管と共に使うための鍵機能を有するコネクタを備えることができる。

幾つかの先行技術の弁と違って、本発明による弁は、一般的にどんな位置で作動してもよいことに留意すべきである。これは、本発明を説明するための添付の図面で使う位置に比べて、この弁は、他の位置は勿論、本発明を説明するために添付の図面に示す位置から逆さにして配置したときに作動させてもよい。

図７を見ながら、本発明による弁１００を含む麻酔装置の実施例を説明する。マスク３００を介して患者へ新鮮なガスを送出するために、新鮮ガス入力導管２００を備える。マスク３００は、ガスがマスクと患者の結合装置から漏れ出さないことを保証するために適宜口と鼻の上にぴったり合うように設計してもよい。患者から吐出されるガスまたはこの入力導管２００から過剰ガスとし入るガスは、患者側導管４００を介して弁１００へ流れられる。吐出し中、または吸込みと吐出しの間、フラップは、アイドル位置にあってこのフラップの上側に通路をもたらし、それはガスがバッグ導管５００を通ってバッグ６００へ流入できるようにする。出力導管７００がこの弁１００に結合してある出力口に配置してあるこのＰＥＥＰ弁は、この装置内に陽圧を維持することを保証する。患者側からこの弁に入ったガスによってバッグを充填した後に、オペレーターは、ガスをこの弁を通して押戻すためにこのバッグを絞り、それによってこのフラップを作動位置にし、そこでそれがこの出力を阻止してこのガスをオペレーターが制御する圧力で補助吸入するために患者へ逆流させる。適切な時間および適切な力でこのバッグを絞ることによってガスを用意してから、オペレーターは、この絞り出し力を緩め、それがフラップをアイドル位置へ戻して、患者に弁を通して息を吐出させおよび吐出したガスを出口導管を通して流れさせ、および弁に流れ込むガスの一部にこのバッグを満たさせる。

本発明弁の斜視図である。 本発明弁の斜視図である。 本発明弁の実施例の断面図で動作原理を示す。 本発明弁の実施例の断面図で動作原理を示す。 本発明弁の実施例の断面図で動作原理を示す。 本発明弁の実施例の断面図で動作原理を示す。 本発明実施例の断面図でその動作原理を更に説明する。 本発明実施例の断面図でその動作原理を更に説明する。 本発明実施例の断面図でその動作原理を更に説明する。 本発明実施例の断面図でその動作原理を更に説明する。 本発明の実施例の詳細を示す断面図である。 本発明弁の別の実施例の斜視図である。 本発明弁の別の実施例の断面図である。 本発明弁の別の実施例の断面図である。 本発明弁の別の実施例の設計および動作原理を説明するための断面図である。 本発明弁の別の実施例の設計および動作原理を説明するための断面図である。 本発明弁の別の実施例の設計および動作原理を説明するための断面図である。 本発明弁を含む麻酔装置の実施例の断面図である。

Claims (10)

1. 内部に室を画定する弁ハウジングを含む呼吸弁であって、前記室の入口側および呼吸側にそれぞれ設けた入口開口および呼吸開口を前記室が有する前記呼吸弁において、
   前記弁ハウジングが、前記室の一部を画定するように前記室の下部から前記室の上部まで高さ方向に延びるアーチ形または傾斜した内壁部分を有し、前記呼吸開口は前記内壁部分の上部に形成されており、
   前記弁ハウジングがまた、前記室の一部を画定するように前記内壁部分に対向して位置する入口側壁を有し、前記入口側開口は前記入口側壁の上部に形成されており、
   前記呼吸弁が更に、前記呼吸開口の下で前記内壁部分に設けられた出口開口を含み、前記出口開口は、出口開口幅を有しており、また
   前記呼吸弁が、前記出口開口の下で、前記室の下部に結合された板部材形状の弁フラップであって、前記内壁部分と前記入口側壁部分との間で前記弁ハウジングの幅方向に延び且つ高さ方向に前記室の上部まで延びる弁フラップを更に含み、該弁フラップは、前記内壁部分と前記入口側壁部分との間で前記ハウジングの幅方向に垂直な深さ方向に可撓性または可動であり、前記出口開口を十分に覆う幅を有し、また休止位置において前記内壁部分から離れ、かつ作動位置において前記内壁部分に少なくとも部分的に近接するように配置されており、該作動位置において、前記弁フラップは、前記出口開口を実質的に覆って塞ぎ、かつ前記呼吸開口と前記入口開口の間に通路を形成することを特徴とする呼吸弁。
2. 前記入口開口と前記呼吸開口が、それぞれ、前記弁フラップに対して反対側に位置する、前記弁ハウジングの入口側および呼吸側に配設されている請求項１に記載された呼吸弁。
3. 前記弁フラップを前記休止位置に位置づけるために、前記弁フラップが弾発性であるか、または、戻しばね装置を備える請求項１または請求項２に記載された呼吸弁。
4. 前記弁ハウジングが、前記室の内部スペースの上部への突出部を構成する部分を有する上壁を含み、前記突出部は、前記弁フラップの運動を妨げず、また前記突出部は、前記入口側壁の近傍から、前記入口側壁から離れるように前記ハウジングの深さ方向に、前記内壁部分の近傍まで延びている請求項１から請求項３までのいずれか１項に記載された呼吸弁。
5. 前記入口開口に配設された入口導管、前記呼吸開口に配設された呼吸導管、および前記出口開口に配設された出口導管のうちの少なくとも一つを含む請求項１から請求項４までのいずれか１項に記載された呼吸弁。
6. 前記出口開口と連通するように配設された呼気終末陽圧弁を含む請求項１から請求項５までのいずれか１項に記載された呼吸弁。
7. 前記出口開口が前記内壁部分の中央または下部に配設されている請求項１から請求項６までのいずれか１項に記載された呼吸弁。
8. 前記弁フラップを目視観察できるようにするために、前記弁ハウジングの少なくとも一部が透明材料で形成されている請求項１から請求項７までのいずれか１項に記載された呼吸弁。
9. 前記弁フラップを良好に目視観察できるようにするための標識手段、または前記弁フラップの位置を検出するための手段を、前記弁フラップが有する請求項１から請求項８までのいずれか１項に記載された呼吸弁。
10. 前記良好に目視観察できるようにするための標識手段が、前記弁ハウジングの色と対照をなす彩色であり、かつ、前記弁ハウジングの一部が透明材料で形成されている請求項９に記載された呼吸弁。

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