JP7016319B2 - 携帯用軽量人工呼吸器システム - Google Patents
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Description
a)吸気サイクル中、主吸気弁が空気流に対して開かれ、呼気弁が空気流に対して閉じられ、連続抽気開口が空気流に対して開かれ、それによって主吸気弁を流れる空気のストリームが連続抽気開口を通って流れる空気のストリームと組み合わさり、組み合わせられたストリームは吸入チューブを通って患者まで流れるように、そして
b)呼気サイクル中、主吸気弁が空気流に対して閉じられ、呼気弁が空気流に対して開かれ、連続抽気開口が空気流に対して開かれ、それによって連続抽気開口を通って流れる空気のストリームが吸入チューブ内に流れ、患者から呼気チューブ内に流れる呼気空気のストリームと組み合わさり、組み合わせられたストリームは呼気弁を通って流れ、
圧力がPEEPの所定値を上回るときはいつでも、組み合わせられたストリームはPEEP弁を流れ抜けて外気中に出るように制御するようにプロセッサを構成することとを含む。
Claims (33)
- 患者に呼吸支援を提供するための携帯用陽圧人工呼吸器システムであって、(A)加圧空気源を備える人工呼吸器と、(B)マニホールド組立体と、(C)前記人工呼吸器および前記患者に連結されたチュービングシステムとから構成される、人工呼吸器システムにおいて、
(ア)前記加圧空気源が前記人工呼吸器に加圧空気を供給するように作動している間常に、前記人工呼吸器が空気の連続的な流れを連続抽気開口を介して前記チュービングシステムに供給し、
(イ)前記マニホールド組立体は、前記人工呼吸器の作動構成要素を保持するマニホールドブロックを備え、前記マニホールドブロックは、
(a)内部に形成された3つのチャンバーであって、
(i)第1のチャンバーは、主吸気弁のダイヤフラムを備え、
(ii)第2のチャンバーは、前記加圧空気源からのガスが通過して前記マニホールドブロックに入るための吸気弁第1コネクタとして構成され、
(iii)第3のチャンバーは、遠位端において、前記患者につながる前記チュービングシステムに連結される吸気弁第2コネクタとして構成される、3つのチャンバーと、
(b)前記第2のチャンバーと前記第3のチャンバーとを隔てる壁と、
(c)前記壁を貫通する小径の穴と、
(d)前記マニホールドブロックの外面に取り付けられた吸気弁コントローラおよび呼気弁コントローラと、
(e)窒息防止弁の出口であって、前記マニホールドブロックの壁内に設けられた前記吸気弁コントローラおよび前記呼気弁コントローラの空気ソレノイド弁と、ソレノイド弁排気口と、呼気弁ポートと、窒息防止弁の出口とを流体連通的に連結するために必要なすべての流路のための出口と、
(f)前記第1のチャンバーから前記第2のチャンバーにつながる開口および前記第1のチャンバーから前記第3のチャンバーにつながる開口であって、2つの前記開口は、前記主吸気弁が前記吸気弁コントローラによって作動しているときに前記主吸気弁の前記ダイヤフラムによって開閉され、これにより、前記第2のチャンバーと前記第3のチャンバーとの間の前記第1のチャンバーを介した流体連通を許容または遮断する、開口とを備え、
(ウ)前記壁を貫通する前記小径の穴は、前記連続抽気開口であることを特徴とする、陽圧人工呼吸器システム。 - 前記加圧空気源が、加圧ガス発生器、加圧ガスシリンダ、ピストンポンプ、多段ベーンポンプ、ルーツ送風機、ギヤポンプ、ボイスコイル組立体、遠心ポンプ、ダイヤフラムポンプ、ラジアル送風機、一段タービン、および多段タービンのうちの1つを備える、請求項1に記載の人工呼吸器システム。
- 前記吸気弁コントローラおよび前記呼気弁コントローラの各々が、少なくとも1つのソレノイド弁を備える、請求項1に記載の人工呼吸器システム。
- 流量計組立体であって、前記システム内の以下の場所:前記加圧空気源と前記マニホールドブロックとの間の人工呼吸器ハウジング内、前記マニホールドブロックと前記チュービングシステムとの間の前記人工呼吸器ハウジング内、および前記チュービングシステム上のうちの1つに配置される、流量計組立体を備える、請求項1に記載の人工呼吸器システム。
- 前記流量計組立体が、ベンチュリ流量計、熱線風速計、インペラ流量計、超音波流量計、および光学式流量計の1つである、請求項4に記載の人工呼吸器システム。
- 前記チュービングシステムが、一肢人工呼吸器では同じチューブである、吸入チューブおよび呼気チューブと、二肢人工呼吸器の場合、吸入チューブを呼気チューブに連結し、患者につながる接合部/コネクタとを含む、請求項1に記載の人工呼吸器システム。
- 前記呼気チューブが呼気弁を備える、請求項6に記載の人工呼吸器システム。
- PEEP弁であって、前記システム内の以下の場所:呼気弁の下流、前記呼気弁の上流、前記呼気弁との組み合わせられた組立体内のうちの1つに配置される、PEEP弁を備える、請求項7に記載の人工呼吸器システム。
- 前記人工呼吸器が:酸素供給器、窒息防止弁、安全弁、前記患者への圧力を急速に低下させるバイパスソレノイド、前記加圧空気源内に連続的な高圧がある場合に前記PEEP弁を連結解除するソレノイド、およびネブライザーシステムに連結されたソレノイドの少なくとも1つを備える、請求項1に記載の人工呼吸器システム。
- 前記人工呼吸器が、プロセッサを備える、請求項1に記載の人工呼吸器システム。
- 前記プロセッサが、前記人工呼吸器システムを制御して、ユーザおよび/またはアルゴリズムもしくは複数のアルゴリズムからの入力に基づいて(a)前記吸気弁コントローラおよび前記呼気弁コントローラの作動をもたらし、(b)酸素富化のレベルを設定し、また(c)一回換気量、毎分呼吸数、最大ピーク吸気圧(PIP)および終末呼気陽圧(PEEP)のレベルを設定するように構成され、前記酸素富化、前記一回換気量、前記毎分呼吸数、前記PIP、および前記PEEPのパラメータの少なくとも1つは固定される、または調整可能である、請求項10に記載の人工呼吸器システム。
- 前記連続抽気開口が、小径の穴および比例ソレノイド抽気弁を備える、請求項1に記載の人工呼吸器システム。
- 前記連続抽気開口を通る空気流の体積が、前記主吸気弁を通る空気流の体積の1%~10%の範囲である、請求項1に記載の人工呼吸器システム。
- 前記主吸気弁の自由流れ面積に対する前記連続抽気開口の自由流れ面積の比が、2mm2対400mm2である、請求項1に記載の人工呼吸器システム。
- 前記連続抽気開口が0.5から2.5mmの間の直径を有し、その結果、5から50cmH2Oの間の圧力に基づいて、自由流れ条件下で毎分2から20リットルの間の体積流量を生じる、請求項1に記載の人工呼吸器システム。
- 吸気サイクル中、前記呼気弁は空気流に対して閉じられ、前記主吸気弁を通って流れる空気のストリームは、前記連続抽気開口を通って流れる空気のストリームと組み合わさり、前記組み合わせられたストリームは、前記吸入チューブを通り、前記接合部/コネクタを過ぎて前記患者まで流れる、請求項7に記載の人工呼吸器システム。
- 呼気サイクル中、前記主吸気弁が空気流に対して閉じられ、前記連続抽気開口を通って流れる空気のストリームは、前記吸入チューブに流入し、接合/コネクタを過ぎ、前記患者から呼気チューブ内に流れる呼気空気のストリームと組み合わさり、前記組み合わせられたストリームは、前記呼気弁および前記PEEP弁を流れ抜けて、外気中に出る、請求項7に記載の人工呼吸器システム。
- 前記マニホールドブロックが、前記加圧空気源の内側に配置される、請求項1に記載の人工呼吸器システム。
- 前記マニホールドブロックが、15~100cm3の範囲内の容積を有する、請求項1に記載の人工呼吸器システム。
- 前記人工呼吸器の重量が、0.6~1.6kgの範囲内である、請求項1に記載の人工呼吸器システム。
- 前記主吸気弁が、ダイヤフラムを起動させて上下に移動させて、流体通路を開閉させることによって作用する、請求項1に記載の人工呼吸器システム。
- 患者に呼吸支援を提供するために呼吸器を備える携帯用陽圧人工呼吸器システムで使用するためのマニホールドブロックであって、前記マニホールドブロックは、
(a)内部に形成された3つのチャンバーであって、
(i)第1のチャンバーは、主吸気弁のダイヤフラムを備え、
(ii)第2のチャンバーは、前記加圧空気源からのガスが通過して前記マニホールドブロックに入るための吸気弁第1コネクタとして構成され、
(iii)第3のチャンバーは、近位端において、前記患者につながるチュービングシステムに連結される吸気弁第2コネクタとして構成される、3つのチャンバーと、
(b)前記第2のチャンバーと前記第3のチャンバーとを隔てる壁と、
(c)前記壁を貫通する小径の穴と、
(d)窒息防止弁の出口であって、前記マニホールドブロックの壁内に設けられた前記吸気弁コントローラおよび前記呼気弁コントローラの空気ソレノイド弁と、ソレノイド弁排気口と、呼気弁ポートと、窒息防止弁の出口とを流体連通的に連結するために必要なすべての流路のための出口と、
(e)前記第1のチャンバーから前記第2のチャンバーにつながる開口および前記第1のチャンバーから前記第3のチャンバーにつながる開口であって、2つの前記開口は、前記主吸気弁が前記吸気弁コントローラによって作動しているときに前記主吸気弁の前記ダイヤフラムによって開閉され、これにより、前記第2のチャンバーと前記第3のチャンバーとの間の前記第1のチャンバーを介した流体連通を許容または遮断する、開口とを備え、
前記壁を貫通する前記小径の穴は、前記連続抽気開口である、マニホールドブロック。 - 外面に取り付けられた前記吸気弁コントローラおよび呼気弁コントローラを備える、請求項22に記載のマニホールドブロック。
- 前記連続抽気開口が、小径の穴および比例ソレノイド抽気弁を備える、請求項22に記載のマニホールドブロック。
- 前記連続抽気開口を通る空気流の体積が、前記主吸気弁を通る空気流の体積の1%~10%の範囲である、請求項22に記載のマニホールドブロック。
- 前記主吸気弁の自由流れ面積に対する前記連続抽気開口の自由流れ面積の比が、2mm2対400mm2である、請求項22に記載のマニホールドブロック。
- 前記マニホールドブロックが、15~100cm3範囲内の容積を有する、請求項22に記載のマニホールドブロック。
- 請求項1に記載の陽圧人工呼吸器システムを作動する方法であって、前記人工呼吸器システムは、加圧空気源と、主吸気弁と、吸入チューブと、呼気チューブと、呼気弁と、連続抽気開口と、PEEP弁と、プロセッサとから構成され、
前記方法は、前記加圧空気源を起動させることと、前記人工呼吸器システム内の弁を、
a)吸気サイクル中、前記主吸気弁が空気流に対して開かれ、前記呼気弁が空気流に対して閉じられ、前記連続抽気開口が空気流に対して開かれ、それによって前記主吸気弁を通って流れる空気のストリームが前記連続抽気開口を通って流れる空気のストリームと組み合わさり、前記組み合わせられたストリームは前記吸入チューブを通って流れるように、そして
b)呼気サイクル中、前記主吸気弁が空気流に対して閉じられ、前記呼気弁が空気流に対して開かれ、前記連続抽気開口が空気流に対して開かれ、それによって前記連続抽気を通って流れる空気のストリームが前記吸入チューブ内に流れ、前記呼気チューブ内に流れる呼気空気のストリームと組み合わさり、前記組み合わせられたストリームは前記呼気弁を通って流れ、前記圧力が終末呼気陽圧(PEEP)の所定値を上回るときはいつでも、前記組み合わせられたストリームは前記PEEP弁を流れ抜けて外気中に出るように制御するように前記プロセッサを構成することとを含む、方法。 - 前記連続抽気開口が、小径の穴および比例ソレノイド抽気弁を備える、請求項28に記載の方法。
- 前記連続抽気開口を通る空気流の体積が、前記主吸気弁を通る空気流の体積の1%~10%の範囲である、請求項28に記載の方法。
- 前記主吸気弁の自由流れ面積に対する前記連続抽気開口の自由流れ面積の比が、2mm2対400mm2である、請求項28に記載の方法。
- 前記主吸気弁が、(a)前記第2のチャンバーと、(b)前記第3のチャンバーと、(c)ダイヤフラムとを備えるダイヤフラム弁である、請求項1に記載の人工呼吸器システム。
- 前記主吸気弁が、(a)前記第2のチャンバーと、(b)前記第3のチャンバーと、(c)ダイヤフラムとを備えるダイヤフラム弁である、請求項22に記載のマニホールドブロック。
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