JPH0118746B2 - - Google Patents

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JPH0118746B2
JPH0118746B2 JP57203898A JP20389882A JPH0118746B2 JP H0118746 B2 JPH0118746 B2 JP H0118746B2 JP 57203898 A JP57203898 A JP 57203898A JP 20389882 A JP20389882 A JP 20389882A JP H0118746 B2 JPH0118746 B2 JP H0118746B2
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JP
Japan
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vibration
gas
period
gas passage
expiration
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Application number
JP57203898A
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Japanese (ja)
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JPS5991969A (en
Inventor
Masaichi Matsunobu
Shiro Nakatani
Yasuo Igai
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Lecip Corp
Original Assignee
Sanyo Denki Seisakusho KK
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  • Percussion Or Vibration Massage (AREA)

Description

【発明の詳細な説明】 この発明は人工呼吸器や加湿吸入器に付加して
用いられ、その呼吸治療を有効に作用させる振動
付加器に関する。
DETAILED DESCRIPTION OF THE INVENTION The present invention relates to a vibration adder that is used in addition to a respirator or a humidifying inhaler to provide effective respiratory therapy.

<背景> 急性及び慢性呼吸不全に対する人工呼吸器を使
用した呼吸管理は、現在陽圧式人工換気方式にて
行われるのが一般的である。これは患者に挿管操
作を行い、その管を通じて一定量の空気を一定時
間陽圧にて患者内へ吹入し、呼出は生体肺、胸廓
の弾性を利用して排出させるものである。この場
合の呼吸波形は第1図Aに示すようになる。この
方式における気体交換、即ち酸素または炭酸ガス
の移動は、Fickの法則(組織の境界面を通過す
るガス量は境界面の面積に比例し、厚さに反比例
する)とWeibelの気道断面積モデル(気道断面
積は入口からの距離により指数関数的に増大す
る)とより考えると、1回換気量を死腔以上、即
ち拡散断面積を十分大きくとつて必要量の気体移
動を得る方式といえる。
<Background> Currently, respiratory management using a ventilator for acute and chronic respiratory failure is generally performed using positive pressure artificial ventilation. This involves intubating a patient, injecting a certain amount of air into the patient through the tube at positive pressure for a certain period of time, and expelling it using the elasticity of the living body's lungs and thorax. The respiratory waveform in this case is as shown in FIG. 1A. Gas exchange, that is, the movement of oxygen or carbon dioxide in this method, is based on Fick's law (the amount of gas passing through a tissue interface is proportional to the area of the interface and inversely proportional to the thickness) and Weibel's airway cross-sectional area model. (The cross-sectional area of the airway increases exponentially with the distance from the entrance.) Considering this, it can be said that this is a method to obtain the required amount of gas movement by setting the tidal volume to more than the dead space, that is, by making the diffusion cross-sectional area sufficiently large. .

この陽圧式人工換気方式の問題点は、陽圧呼吸
であるため、患者側の肺、胸廓のコンプライアン
ス(単位圧力あたりの量変化)が低いときには、
過大な陽圧が気道肺胞系に印加されると胸腔が陽
圧となり、循環動態に悪影響を及ぼすことであ
る。
The problem with this positive pressure artificial ventilation method is that it is positive pressure breathing, so when the patient's lung and thoracic compliance (volume change per unit pressure) is low,
When excessive positive pressure is applied to the airway alveolar system, the thoracic cavity becomes positive pressure, which adversely affects hemodynamics.

これに対し、最近第1図Bに示すように高頻度
に陽圧の線状気体を吸入するHFPPV(高頻度陽
圧換気)や、HFJV(高頻度ジエツト換気)等が
応用されている。これは先程のFickの法則及び
Weibelの気道モデルからすれば、1回換気量と
いう概念を離れ、高圧の線状ガスを気道に高頻度
で吹入し、空気の深達度の上昇を計るとともに乱
流拡散を高頻度に人工的に付加する方式である。
In response to this, recently, as shown in Figure 1B, HFPPV (high frequency positive pressure ventilation) and HFJV (high frequency jet ventilation), which frequently inhale linear gas at positive pressure, have been applied. This is based on Fick's law and
Weibel's airway model departs from the concept of tidal volume and instead involves frequently injecting high-pressure linear gas into the airways to increase the depth of air penetration and frequently artificially create turbulent diffusion. This is a method of adding information.

この方式によれば従来の手法では困難な例で
も、気道内圧を上げずに換気可能といわれてい
る。しかし高圧ジエツト流を使用する点や、深達
度が不確実で低換気をおこす場合も散見され、そ
の理論とともにこの方式の確立には時間を要する
ものと考えられる。
This method is said to make it possible to ventilate without increasing the airway pressure, even in cases where it would be difficult to do so with conventional methods. However, there are cases where high-pressure jet flow is used or the depth of penetration is uncertain, resulting in low ventilation, and it is thought that it will take time to establish this method along with the theory.

<発明の概要> この発明の目的は呼吸治療器に付加して呼吸治
療を有効に作用させる振動付加器を提供すること
にある。この発明の他の目的は人工呼吸器に付加
して肺胞系におけるガス拡散を上昇させ、従来の
呼吸方式による1回換気量を気道内圧及び静脈還
流の臨界点まで可能とする振動付加器を提供する
ことにある。
<Summary of the Invention> An object of the present invention is to provide a vibration adder that can be added to a respiratory treatment device to effectively effect respiratory treatment. Another object of the present invention is to provide a vibration adder that can be added to a ventilator to increase gas diffusion in the alveolar system, allowing the tidal volume of conventional breathing methods to reach the critical point of airway pressure and venous return. It is about providing.

この発明の振動付加器は呼吸治療器とその人体
との結合部との間の気体通路に挿入され、その気
体通路の断面積を周期的に変化させるように構成
される。この周期的変化により前記気体通路を通
過する気体に振動が重畳される。この発明の振動
付加器は、例えば従来の陽圧式人工換気方式の人
工呼吸器の人体との気体通路に挿入して、その呼
気又は吸気或はその両者の気体の流れに、その呼
吸周期と比較して充分速い速度の気体振動を重畳
させる。
The vibration adder of the present invention is inserted into a gas passage between a respiratory treatment device and its connection to a human body, and is configured to periodically change the cross-sectional area of the gas passage. This periodic change causes vibrations to be superimposed on the gas passing through the gas passage. The vibration adder of the present invention is inserted into the gas passageway between the human body and the human body in, for example, a conventional positive pressure artificial ventilation type ventilator, and compares the gas flow of expiration, inspiration, or both with the respiration cycle. to superimpose gas vibrations at a sufficiently high speed.

例えば第2図に示すように、人工呼吸器11に
蛇管よりなる吸気用気体通路12及び呼気用気体
通路13の各一端が連結され、これら気体通路1
2,13の各他端は共通の気体通路14の一端に
連結され、気体通路14の他端はマウスピースや
挿入管のような人体との結合部15と連結され
る。人工呼吸器11はこの結合部15を通じて人
体の肺16と連通される。共通気体通路14に例
えば熱線式流量計のセンサ17が装着され、セン
サ17は流量計本体18に接続され、流量計本体
18の出力は記録計19に記録される。
For example, as shown in FIG. 2, one end of each of an inhalation gas passage 12 and an exhalation gas passage 13 made of a flexible pipe is connected to a respirator 11.
2 and 13 are connected to one end of a common gas passage 14, and the other end of the gas passage 14 is connected to a connecting part 15 to the human body such as a mouthpiece or an insertion tube. The respirator 11 communicates with the lungs 16 of the human body through this coupling portion 15 . A sensor 17 , such as a hot wire flowmeter, is attached to the common gas passage 14 , the sensor 17 is connected to a flowmeter body 18 , and the output of the flowmeter body 18 is recorded on a recorder 19 .

人工呼吸器11は陽圧式人工換気方式のもの
で、その人工呼吸動作中においては一定時間陽圧
気体が人工呼吸器11から吸気側気体通路12に
排出され、矢印21で示すように気体が結合部1
5を通じて肺16内に吹入され、肺、胸廓の弾性
により肺16から呼出された気体は矢印22で示
すように結合部15、呼気側気体通路13を通じ
て人工呼吸器11に排出される。この時記録計1
9の記録は第1図Aに示したような波形になり、
正は呼気23を負は吸気24を示す。
The ventilator 11 is of a positive pressure artificial ventilation type, and during the artificial respiration operation, positive pressure gas is discharged from the ventilator 11 to the intake side gas passage 12 for a certain period of time, and the gas is combined as shown by the arrow 21. Part 1
5 into the lungs 16 and exhaled from the lungs 16 due to the elasticity of the lungs and chest area, the gas is discharged to the respirator 11 through the joint 15 and the exhalation side gas passage 13 as shown by arrow 22. This time recorder 1
The recording of 9 will have a waveform as shown in Figure 1A,
Positive indicates expiration 23 and negative indicates inhalation 24.

この発明による振動付加器25は第2図におい
て例えば吸気側気体通路12に挿入される。この
振動付加器25は気体通路12の断面積を人工呼
吸器11の呼吸周期に比べて充分速い速度で変化
させる。この振動を呼気中も吸気中も行う場合
は、吸気用気体通路12中を通過する気体は振動
が重畳されると共に、この振動は呼気用気体通路
13内の気体にも同程度の大きさで重畳する。こ
の時の記録計19の記録は例えば第1図Cに示す
ように、第1図Aの波形に振動26が重畳された
ものとなる。この振動は第1図Dに示すように呼
気中にのみ重畳させてもよく、或は第1図Eに示
すように吸気中にのみ重畳させてもよい。
The vibration adder 25 according to the present invention is inserted, for example, into the intake side gas passage 12 in FIG. This vibration adder 25 changes the cross-sectional area of the gas passage 12 at a speed sufficiently faster than the breathing cycle of the respirator 11. When this vibration is performed both during expiration and inspiration, the vibrations are superimposed on the gas passing through the inhalation gas passage 12, and the vibrations are of the same magnitude as the gas in the exhalation gas passage 13. Superimpose. The record of the recorder 19 at this time is, for example, as shown in FIG. 1C, in which the vibration 26 is superimposed on the waveform of FIG. 1A. This vibration may be superimposed only during expiration, as shown in FIG. 1D, or may be superimposed only during inspiration, as shown in FIG. 1E.

<振動付加器> 振動付加器25は例えば第3図に示すように構
成される。即ちシリンダ31の周壁に給気口32
及び排気口33が設けられ、給気口32、排気口
33でこの振動付加器は第2図中の気体通路1
2,13,14の何れかに挿入される。シリンダ
31の一端はダイヤフラム34で閉塞され、ダイ
ヤフラム34の中心に駆動杆35の一端が固定さ
れ、駆動杆35はシリンダ31の軸心線上で外部
に突出され、他端は振動器36に連結される。振
動器36は例えばモータ37の回転によりヘツド
38が回転され、ヘツド38にその回転中心から
偏心した点に駆動杆35が連結されて構成され
る。可変電圧発生回路39の出力が駆動回路41
を通じてモータ37へ供給されてモータ37が回
転される。この回転速度に応じた周期でダイヤフ
ラム34が振動される。この例ではダイヤフラム
34の振動速度を必要に応じて変化できるように
した。即ちモータ37として直流モータが用いら
れ、可変電圧発生回路39の調節部42を調節し
て可変電圧発生回路39より駆動回路41を通し
てモータ37へ供給する電圧を調節できるように
される。モータ37はこれに供給される電圧の大
きさに応じた回転速度で回転する。
<Vibration Adder> The vibration adder 25 is configured as shown in FIG. 3, for example. That is, an air supply port 32 is provided on the peripheral wall of the cylinder 31.
This vibration adder is provided with an air supply port 32 and an exhaust port 33, and the gas passage 1 in FIG.
2, 13, or 14. One end of the cylinder 31 is closed with a diaphragm 34 , one end of a drive rod 35 is fixed to the center of the diaphragm 34 , the drive rod 35 projects outward on the axis of the cylinder 31 , and the other end is connected to a vibrator 36 . Ru. The vibrator 36 has a head 38 rotated by the rotation of a motor 37, for example, and a drive rod 35 connected to the head 38 at a point eccentric from the center of rotation. The output of the variable voltage generation circuit 39 is supplied to the drive circuit 41
The motor 37 is rotated by being supplied to the motor 37 through the motor 37. The diaphragm 34 is vibrated at a period corresponding to this rotational speed. In this example, the vibration speed of the diaphragm 34 can be changed as necessary. That is, a DC motor is used as the motor 37, and by adjusting the adjustment section 42 of the variable voltage generation circuit 39, the voltage supplied from the variable voltage generation circuit 39 to the motor 37 through the drive circuit 41 can be adjusted. The motor 37 rotates at a rotational speed depending on the magnitude of the voltage supplied thereto.

第1図C,D,Eに示したように各種の振動重
畳モードがあり、この例ではこれらを選択できる
ようにした場合である。第2図中の流量計本体1
8からの流量信号が入力端子43より波増幅回
路44へ供給される。この流量信号は流量計のセ
ンサ17を吸気側気体通路12に装着した場合
は、吸気モードで正に、呼気モードでゼロにな
り、共通の気体通路14に装着した場合は第1図
Aに示したように呼気モードで正に、吸気モード
で負になる。いずれも人工呼吸器11から気体ガ
スを送り出す方向あるいは逆の方向を正として、
比較電圧を適正に設定することにより、例えば吸
気モードで“1”、呼気モードで“0”というよ
うなデイジタル信号に変換することができる。流
量計18からの入力信号レベルは接続する流量計
により異るので、増幅して一定レベルにしておく
必要がある。また振動付加により周波数(10〜
100Hz程度)の振動が重畳するため、この影響に
よる誤動作が起らないようにする。即ち呼吸回数
8〜30回/分と、振動周波数とが異ることにより
低域通過波器にて呼吸波成分を弁別する。端子
43の流量信号から波増幅回路44で呼吸波成
分が所定レベルのものとして取出され、更に比較
器45で“1”、“0”のデイジタル信号に変換さ
れる。こうして得られた弁別信号は、呼吸気相弁
別回路46により、例えば吸気モードで“1”、
呼気モードで“0”の信号と、その反転信号とが
取出される。
As shown in FIG. 1C, D, and E, there are various vibration superimposition modes, and this example shows a case in which these modes can be selected. Flowmeter body 1 in Figure 2
A flow rate signal from 8 is supplied to a wave amplification circuit 44 from an input terminal 43. When the flowmeter sensor 17 is attached to the intake side gas passage 12, this flow rate signal becomes positive in the intake mode and zero in the exhalation mode, and when it is attached to the common gas passage 14, it is shown in Fig. 1A. As shown above, it becomes positive in exhalation mode and negative in inhalation mode. In both cases, the direction in which gas is sent out from the respirator 11 or the opposite direction is positive,
By appropriately setting the comparison voltage, it is possible to convert it into a digital signal such as "1" in the inhalation mode and "0" in the exhalation mode, for example. Since the level of the input signal from the flowmeter 18 varies depending on the connected flowmeter, it is necessary to amplify it and keep it at a constant level. In addition, by adding vibration, the frequency (10~
Since vibrations (approximately 100Hz) are superimposed, prevent malfunctions due to this effect. That is, the respiratory wave component is discriminated by the low-pass wave detector based on the difference in the number of breaths from 8 to 30 times/minute and the vibration frequency. A respiratory wave component of a predetermined level is extracted from the flow rate signal at the terminal 43 by a wave amplifying circuit 44, and further converted into a digital signal of "1" and "0" by a comparator 45. The thus obtained discrimination signal is outputted by the respiratory gas phase discrimination circuit 46 to, for example, "1" in the inhalation mode;
In the exhalation mode, a signal of "0" and its inverted signal are taken out.

一方駆動回路41は、主として直流用ソリツド
ステートリレーで構成され、その一次側をモード
別切換スイツチ47により切換る。例えばスイツ
チ47を呼気モードに選択した場合は、弁別回路
46の出力信号のうち、呼気で“1”、吸気で
“0”の信号が駆動回路41へ供給されるため、
呼気相でのみソリツドステートリレーの一次側が
“ON”状態となり、内蔵呼気モード表示用の発
光ダイオードが点灯する。これによりソリツドス
テートリレーの二次側が呼気相で“ON”とな
り、その“ON”の間、可変電圧発生回路39が
モータ37に接続状態となり、モータ37が回転
する。吸気相中は呼吸気相弁別回路46からの信
号が“0”となるため、前記ソリツドステートリ
レーは“OFF”状態となり、可変電圧発生回路
39とモータ37との電気的接続は遮断されてモ
ータ37は動作しない。
On the other hand, the drive circuit 41 is mainly composed of a direct current solid state relay, and its primary side is switched by a mode changeover switch 47. For example, when the switch 47 is set to the exhalation mode, among the output signals of the discrimination circuit 46, a signal of "1" for exhalation and "0" for inspiration is supplied to the drive circuit 41.
Only during the expiration phase, the primary side of the solid state relay is turned ON, and the built-in light emitting diode for exhalation mode indication lights up. As a result, the secondary side of the solid state relay becomes "ON" during the exhalation phase, and while it is "ON", the variable voltage generation circuit 39 is connected to the motor 37, and the motor 37 rotates. During the inspiratory phase, the signal from the respiratory gas phase discrimination circuit 46 is "0", so the solid state relay is in the "OFF" state, and the electrical connection between the variable voltage generating circuit 39 and the motor 37 is cut off. Motor 37 does not operate.

モード切換スイツチ47の切換えにより呼気モ
ードの他に吸気モード、連続モードを選択するこ
とができる。更にこの例では重畳する振動のダイ
ナミツクレンジを変化することができるようにし
た場合である。ダイナミツクレンジの変化のため
に、第3図においてはシリンダ31内にピストン
48が設けられ、ピストン軸49はシリンダ31
のダイヤフラム34と反対の端板51から外部に
突出される。ピストン軸49は周面にねじが切ら
れており、端板51の外側に回動自在に保持筒5
2が保持され、保持筒52の内周面に形成された
ねじにピストン軸49が螺合して挿通される。保
持筒52の外周面に形成されたねじに歯車53が
歯合して取付けられ、歯車53に歯車54が歯合
され、歯車54はモータ55の軸に取付けられ
る。制御部56のダイナミツクレンジ設定部57
の二つのスイツチを選択的に制御して、モータ5
6を正転、逆転、停止制御することができるよう
にされる。更にピストン軸49の突出端に検出用
ノブ58が取付けられ、検出用ノブ58の移動上
において、ピストン移動範囲設定用マイクロスイ
ツチ61,62が配される。ピストン48の周面
とシリンダ31の内周面との間にはシールリング
63が介在される。
By switching the mode changeover switch 47, in addition to the exhalation mode, an inhalation mode and a continuous mode can be selected. Furthermore, in this example, the dynamic range of the superimposed vibrations can be changed. In order to change the dynamic range, a piston 48 is provided in the cylinder 31 in FIG.
It projects outward from the end plate 51 opposite to the diaphragm 34. The piston shaft 49 has a thread cut on its circumferential surface, and a holding cylinder 5 is rotatably mounted on the outside of the end plate 51.
2 is held, and the piston shaft 49 is screwed into and inserted into a screw formed on the inner peripheral surface of the holding cylinder 52. A gear 53 is attached to mesh with a screw formed on the outer peripheral surface of the holding cylinder 52, a gear 54 is attached to the gear 53, and the gear 54 is attached to the shaft of a motor 55. Dynamic range setting section 57 of control section 56
By selectively controlling the two switches of
6 can be controlled to rotate forward, reverse, and stop. Further, a detection knob 58 is attached to the protruding end of the piston shaft 49, and micro switches 61 and 62 for setting the piston movement range are arranged on the movement of the detection knob 58. A seal ring 63 is interposed between the circumferential surface of the piston 48 and the inner circumferential surface of the cylinder 31.

ピストン48の移動により、ダイヤフラム34
及びピストン48間のシリンダ31の容積が変化
することにより、重畳振動のダイナミツクレンジ
を変化させる。ピストン48の移動は、モータ5
5を回転させることにより保持筒52を回転させ
て行う。ピストン48のダイヤフラム34側の移
動限界点、つまり死点では、マイクロスイツチ6
1のレバーを検出用ノブ58が押すことにより、
またピストン48の端板51側の死点ではマイク
ロスイツチ62のレバーを検出用ノブ58が押す
ことによりそれぞれ検出され、この検出出力は制
御部56に入力されて、モータ55に対する電流
を遮断してモータ55を停止する。
Due to the movement of the piston 48, the diaphragm 34
By changing the volume of the cylinder 31 between the piston 48 and the piston 48, the dynamic range of the superimposed vibration is changed. The movement of the piston 48 is controlled by the motor 5.
This is done by rotating the holding cylinder 52 by rotating the holding cylinder 52. At the limit of movement of the piston 48 on the diaphragm 34 side, that is, at the dead center, the micro switch 6
When the detection knob 58 presses the lever 1,
Further, the dead point of the piston 48 on the end plate 51 side is detected by the detection knob 58 pushing the lever of the micro switch 62, and this detection output is input to the control unit 56 to cut off the current to the motor 55. Motor 55 is stopped.

この構成において人工呼吸器11からの気体は
給気口32よりシリンダ31を通り、排気口33
より出て肺16へ供給される。つまりシリンダ3
1は気体通路の一部を構成しているが、この気体
通路の断面積がダイヤフラム34の振動により変
化され、よつてシリンダ内の気体が瞬時的に圧縮
されたり拡大されたりされ、つまり圧力が強弱変
化され、気体通路を通過する気体に振動が与えら
れる。モード切換スイツチ47の切替えにより、
第1図Cに示したように連続的に振動を重畳する
場合、第1図D,Eに示したように呼気中のみ又
は吸気中のみ振動を重畳する場合を選択すること
ができる。この実施例ではピストン48の位置を
変更することにより、シリンダ31内の有効容積
が変えられ、ダイヤフラム34の振動にもとづく
シリンダ31内の容積変化は一定であるから、重
畳する振動の振幅と、呼吸振動との比が変化さ
れ、つまりダイナミツクレンジが変化する。
In this configuration, gas from the respirator 11 passes through the cylinder 31 from the air supply port 32 and passes through the exhaust port 33.
It exits and is supplied to the lungs 16. That is, cylinder 3
1 constitutes a part of the gas passage, and the cross-sectional area of this gas passage is changed by the vibration of the diaphragm 34, so that the gas in the cylinder is instantaneously compressed or expanded, that is, the pressure is increased. The strength is changed to give vibration to the gas passing through the gas passage. By switching the mode selector switch 47,
When the vibrations are continuously superimposed as shown in FIG. 1C, it is possible to select the case where the vibrations are superimposed only during exhalation or only during inspiration, as shown in FIGS. 1D and E. In this embodiment, by changing the position of the piston 48, the effective volume inside the cylinder 31 is changed, and since the volume change inside the cylinder 31 based on the vibration of the diaphragm 34 is constant, the amplitude of the superimposed vibrations and the breathing The ratio to vibration changes, that is, the dynamic range changes.

以上の説明から明らかなように、第3図のダイ
ヤフラム34、振動器36等は振動付与手段を構
成し、波増幅器44、比較器45及び呼気相弁
別回路46は呼気吸気弁別手段を構成し、可変電
圧発生回路39及び駆動回路41は駆動手段を構
成し、シリンダ31が気体室を構成している。
As is clear from the above description, the diaphragm 34, vibrator 36, etc. in FIG. 3 constitute vibration imparting means, the wave amplifier 44, comparator 45, and exhalation phase discrimination circuit 46 constitute exhalation/intake discrimination means, The variable voltage generation circuit 39 and the drive circuit 41 constitute a drive means, and the cylinder 31 constitutes a gas chamber.

<効果> このようにこの発明の振動付加器によれば、人
工呼吸器に付加して呼気又は吸気又はその両者に
振動を重畳させることができる。吸気モードでの
振動は肺胞膜における気体拡散を上昇させること
になる。即ち気体拡散はFickの法則とWeibelの
気道断面積モデルとから考えると、乱流を発生さ
せ、乱流拡散により人工呼吸器からの気体を肺末
梢に到達させるようになる。吸気モードでの振動
付加は、この乱流を発生させて乱流拡散により肺
末梢に気体を到達させることになる。つまり肺に
気体相から振動を与えることで気体交換効率を高
め、肺水腫を中心とする低コンプライアンス肺病
変(IRDS:新生児呼吸促迫症候群、ARDS:成
人呼吸促迫症候群など)に対し、ガス交換を助長
することができる。
<Effects> As described above, the vibration adder of the present invention can be added to an artificial respirator to superimpose vibrations on exhaled air, inhaled air, or both. Vibration in the inspiratory mode will increase gas diffusion in the alveolar membrane. That is, gas diffusion generates turbulent flow when considered from Fick's law and Weibel's airway cross-sectional area model, and turbulent diffusion allows gas from the ventilator to reach the lung periphery. The addition of vibration in the inhalation mode generates this turbulent flow and causes the gas to reach the lung periphery through turbulent diffusion. In other words, by applying vibration to the lungs from the gas phase, gas exchange efficiency is increased and gas exchange is promoted for low compliance lung lesions (IRDS: Neonatal Respiratory Distress Syndrome, ARDS: Adult Respiratory Distress Syndrome, etc.), mainly pulmonary edema. can do.

一方呼気モードに振動付加を行うと、気道内圧
を間歇的に陽圧に保ち、閉塞された末梢気道を開
通させて肺内シヤント、即ち肺の換気領域を通過
しないで動脈系に入る血液を解消させ、また肺胞
の虚脱を止する働きのあるPEEP(呼気の終りに
おいても気道内を陽圧に保つ手法により得られた
陽圧)に近い効果で静脈還流障害が少なくなる利
益も得られる。つまり振動付加は呼吸数を多くし
て補うことになり、これにより1回換気量を減ら
して平均気道内圧を下げ、肺への加圧障害や循環
抑制を少なくすることができる。
On the other hand, when vibration is added to the exhalation mode, the airway pressure is maintained at positive pressure intermittently, opening the obstructed peripheral airways and eliminating intrapulmonary shunts, that is, blood entering the arterial system without passing through the ventilation area of the lungs. It also has an effect similar to that of PEEP (positive pressure obtained by maintaining positive pressure in the airways even at the end of expiration), which has the effect of stopping alveolar collapse, and has the benefit of reducing venous return obstruction. In other words, the addition of vibration is compensated for by increasing the respiratory rate, thereby reducing the tidal volume and lowering the average airway pressure, making it possible to reduce pressure damage to the lungs and circulation suppression.

呼気、吸気モード別に振動付加を行うことによ
り、それぞれの効果を独立して引き出すことによ
り、呼吸不全患者の状態に合わせた治療を行うこ
とができる。しかも従来の人工呼吸器の吸気及び
呼気通路に簡単に装着でき、患者の病態にあわせ
た換気方式をとることができる。また吹入療法と
の併用により、吹入効率を上昇させることもでき
る。
By applying vibration to each exhalation and inhalation mode, the effects of each mode can be brought out independently, making it possible to provide treatment tailored to the condition of a patient with respiratory failure. Moreover, it can be easily attached to the intake and exhalation passages of conventional ventilators, and ventilation methods can be adapted to suit the patient's condition. In addition, when used in combination with insufflation therapy, the insufflation efficiency can also be increased.

また前記実施例では振動周波数とダイナミツク
レンジとを独立に調整することができる。なお付
加する振動の大きさは1回換気量の1/4程度が好
ましく、気道圧変化で±3〜5cmH2O程度がよ
い。また付加振動の周波数は患者の固有振動数に
合せて変化させることが好ましい。ダイヤフラム
34の振動はモータを用いることなく、電磁的に
駆動してもよい。
Further, in the embodiment described above, the vibration frequency and the dynamic range can be adjusted independently. The magnitude of the vibration to be added is preferably about 1/4 of the tidal ventilation amount, and the airway pressure change is preferably about ±3 to 5 cmH 2 O. Further, it is preferable that the frequency of the additional vibration is changed in accordance with the natural frequency of the patient. The vibration of the diaphragm 34 may be driven electromagnetically without using a motor.

前述においてはこの発明の振動付加器を人工呼
吸器に付加したが、他の呼吸治療器に付加しても
よい。例えば第4図に示すように加湿吸入器(ネ
ブライザ)71より加湿気体を、気体通路72を
通じて人体との結合部15より肺16へ吸入させ
て治療を行うことがある。この場合従来において
はその加湿気体の供給は第5図Aに示すように一
定の流量で行つていたが、気体通路72に振動付
加器25を挿入して第5図Bに示すように供給流
量に振動を与える。この振動により、加湿気体の
深達度が向上し、例えば喀痰を促し、楽な呼吸が
行えるようになる。なお第4図において呼気は結
合部15から外部へ放出される。
In the above description, the vibration adder of the present invention was added to an artificial respirator, but it may also be added to other respiratory treatment devices. For example, as shown in FIG. 4, treatment may be performed by inhaling humidified gas from a humidifying inhaler (nebulizer) 71 through a gas passage 72 and into the lungs 16 from the joint 15 with the human body. In this case, in the past, the humidifying gas was supplied at a constant flow rate as shown in FIG. 5A, but by inserting the vibration adder 25 into the gas passage 72, the humidifying gas was supplied as shown in FIG. 5B. Gives vibration to the flow rate. This vibration improves the depth of the humidified gas, for example, encourages sputum production and allows for easier breathing. In addition, in FIG. 4, exhaled air is discharged from the connecting portion 15 to the outside.

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

第1図はこの発明の説明に供するためのもの
で、呼吸気体通路内の流量例を示す図、第2図は
この発明による振動付加器の適用例を示す図、第
3図はこの発明による振動付加器の一例を示す
図、第4図はこの発明の振動付加器の他の応用例
を示すブロツク図、第5図は第4図の説明に供す
る図である。 11:人工呼吸器、12:吸気側気体通路、1
3:呼気側気体通路、14:共通気体通路、1
5:結合部、16:肺、17:流量センサ、2
5:この発明の振動付加器、31:シリンダ、3
4:ダイヤフラム、36:振動器、43:流量計
出力入力端子、47:モード切換スイツチ、4
8:ピストン。
FIG. 1 is for explaining the present invention, and is a diagram showing an example of the flow rate in the breathing gas passage, FIG. 2 is a diagram showing an example of application of the vibration adder according to the present invention, and FIG. 3 is a diagram showing an example of the application of the vibration adder according to the present invention. FIG. 4 is a block diagram showing another application example of the vibration applying device of the present invention, and FIG. 5 is a diagram for explaining FIG. 4. 11: Respirator, 12: Intake side gas passage, 1
3: Exhalation side gas passage, 14: Common gas passage, 1
5: Joint, 16: Lung, 17: Flow sensor, 2
5: Vibration adder of this invention, 31: Cylinder, 3
4: Diaphragm, 36: Vibrator, 43: Flowmeter output input terminal, 47: Mode selection switch, 4
8: Piston.

Claims (1)

【特許請求の範囲】 1 給気口と排気口とを有し、呼吸治療器と人体
との結合部との間の気体通路に挿入される気体室
と、 その気体室内の気体通路の断面積を周期的に変
化させて気体を振動させる振動付与手段と、 上記呼吸治療器の流量計より出力される呼吸気
の流量信号を入力して、呼気期間と吸気期間とを
弁別し、それぞれの期間と対応する信号を出力す
る呼気吸気弁別手段と、 上記振動付与手段の振動付与期間を上記呼気期
間または吸気期間またはそれら両方の期間のいず
れかに切換設定するモード切換スイツチと、 上記呼気吸気弁別手段の出力信号を入力し、上
記モード切換スイツチの切換設定に応じて、上記
振動付与手段を駆動する駆動手段とを具備する呼
吸治療用振動付加器。
[Scope of Claims] 1. A gas chamber having an air supply port and an exhaust port and inserted into a gas passage between a respiratory treatment device and a connecting portion with the human body, and a cross-sectional area of the gas passage within the gas chamber. A vibration imparting means that vibrates the gas by periodically changing the air flow rate, and a flow rate signal of the respiratory air output from the flow meter of the respiratory treatment device are inputted, and the expiratory period and the inspiratory period are discriminated, and each period is expiration/intake discrimination means for outputting a signal corresponding to the expiration/intake discrimination means; a mode changeover switch for switching and setting the vibration application period of the vibration application means to either the expiration period or the inhalation period, or both periods; and the expiration/intake discrimination means. and a driving means for driving the vibration applying means according to the switching setting of the mode changeover switch.
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