JPH02131765A - Breath oscillation generating device for artificial respiration device - Google Patents

Breath oscillation generating device for artificial respiration device

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JPH02131765A
JPH02131765A JP28391588A JP28391588A JPH02131765A JP H02131765 A JPH02131765 A JP H02131765A JP 28391588 A JP28391588 A JP 28391588A JP 28391588 A JP28391588 A JP 28391588A JP H02131765 A JPH02131765 A JP H02131765A
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芳嗣 山田
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一福 新田
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岡部 高之
Mitsuo Nemoto
三雄 根本
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Abstract

PURPOSE:To use a breath oscillation generating device even for an adult, to utilize high frequency breath oscillation and to enlarge the range of a person to which treatment can be executed by providing a rotary type switching valve to alternatively connect a breathing route to the exhausting port and sucking port of a blower. CONSTITUTION:The breathing route A of an artificial respiration device includes a common circuit 1, an air sucking circuit 2 and a breathing circuit 3. One edge of the common circuit 1 is connected to the mouth of a patient with air hermetically. A high frequency breath oscillation generating device B is connected to the breathing route A. The high frequency breath oscillation generating device B is equipped with a blower 11 as a pressure generating source and a rotary type switching valve 12. Positive pressure generated in an exhausting port 11a of the blower 11 and negative pressure generated in a sucking port 11b are alternatively applied to an oscillating circuit 13 by the switching valve 12. The oscillating circuit 13 is connected to the breathing route A near the respective connecting parts of the respective circuits 1, 2 and 3. Thus, the breathing route A, namely, the lungs H of the patient are forcedly breathed with a breathing number corresponding to the oscillating number of the oscillating circuit 13.

Description

【発明の詳細な説明】 《産業上の利用分野》 本発明は、高周波の呼吸振動を与えるための人工呼吸器
における呼吸振動発生装置に関するものである。
DETAILED DESCRIPTION OF THE INVENTION <<Industrial Application Field>> The present invention relates to a respiratory vibration generator in a respirator for applying high-frequency respiratory vibrations.

(従来技術) 人工呼吸器においては、その呼吸サイクルが、健康人と
同じような周期すなわち毎分15〜20回程度とされる
のが一般的である。
(Prior Art) In general, a ventilator has a breathing cycle similar to that of a healthy person, that is, about 15 to 20 breaths per minute.

−・方、最近では、臨床学的に、呼吸サイクルを、10
〜30112すなわち毎秒10〜30回程度というよう
に極めて早く行なうことが、ある種の肺疾患に極めて効
果的であることが実証されるようになった. このような早い呼吸サイクルを得るため、人工呼吸器に
おける呼吸振動発生装置というものが開.発され、本出
願人により既に実用化されている。
-・Recently, clinically, the respiratory cycle is 10
~30112 It has now been demonstrated that very fast, i.e. 10 to 30 times per second, is extremely effective for certain lung diseases. In order to obtain such a fast breathing cycle, a respiratory vibration generator was developed in a ventilator. has been published and has already been put into practical use by the applicant.

このものは、モータによりピストンを往復動させて、こ
のピストンの往復動により生じる圧力振動を,人工呼吸
器の呼吸系路に与えるものとなっている。
In this device, a piston is reciprocated by a motor, and pressure vibrations generated by the reciprocating movement of the piston are applied to the respiratory system path of the respirator.

(発明が解決しようとする問題点) しかしながら、従来のピストンを利用したものにあって
は、往復動による慣性が極めて大きくなるため、十分な
呼吸容量を得ることができなかった.この点を詳述する
と、呼吸容滑か大きくなるということは、これを振動さ
せるのに必要な仕事■が大きくなることである。この仕
事量を大きくするには、ピストンが1往復するときの容
積変化量を大きくする必要が有り、これにはピストンの
断面積あるいはストロークを大きくする必要がある。し
かしながら、ピストンの断面積あるいはストロークを、
大人用として要求される呼吸容量に見合った分だけ大き
くすることは、ピストンの慣性が極めて大きくなって、
不可能である.このため,現状では、肺の容量が小さい
幼児あるいは子供用として用いられているのみであり、
肺の容量が大きくなる大人に対しても適用し得るものの
実用化が強く望まれている。
(Problems to be solved by the invention) However, with conventional pistons that use reciprocating motion, the inertia is extremely large, making it impossible to obtain sufficient breathing capacity. To explain this point in detail, an increase in the breathing volume means that the work required to vibrate it increases. In order to increase this amount of work, it is necessary to increase the amount of change in volume when the piston makes one reciprocation, and this requires increasing the cross-sectional area or stroke of the piston. However, the cross-sectional area or stroke of the piston is
Increasing the size to match the breathing capacity required for adults would mean that the inertia of the piston would be extremely large.
It's impossible. For this reason, it is currently only used for infants and children with small lung capacity.
There is a strong desire for the practical application of this method, which can also be applied to adults whose lung capacity increases.

したがって、本発明の目的は、呼吸容量が大きい場合に
も対応し得るようにした人工呼吸器における呼吸振動発
生装置を提供することにある.(問題点を解決するため
の手段、作用)前述の目的を達成するため、本発明にあ
っては、次のような構成としてある。すなわち、人工呼
吸器の呼吸系路に接続され、高周波の呼吸振動を与える
ための人工呼吸器における呼吸振動発生装置において、 圧力発生源としてのブロアと、 前記ブロアと前記呼吸系路との間に接続され、該呼吸系
路を該ブロアの吐出口と吸込口とに対して交互に連通さ
せるロータリ式の切換バルブと, を備えた構成としてある。
Therefore, an object of the present invention is to provide a respiratory vibration generator for a respirator that can be used even when the respiratory volume is large. (Means and operations for solving the problems) In order to achieve the above-mentioned object, the present invention has the following configuration. That is, in a respiratory vibration generator for a ventilator that is connected to a respiratory system path of a ventilator and provides high-frequency respiratory vibrations, there is the following: a blower as a pressure generation source; and between the blower and the respiratory system path. A rotary switching valve is connected to the blower and alternately connects the respiratory system path to the discharge port and the suction port of the blower.

上述のように構成された本発明にあっては、基本的に、
圧力発生源としてブロアすなわち回転により圧力を発生
する圧力発生機械を用いてあるため、往復動に伴う慣性
による制約を受けることなく、十分な容量すなわち呼吸
系路に対する大きな仕事量を確保し得ることになる.勿
論、ブロアとしては、遠心式、軸流式等適宜の形式のも
のを採択し得る. また、このブロアの運転により生じる吐出口での陽圧と
吸込口での陰圧とが、切換バルブによって呼吸系路に交
互に与えられ、この陽圧と陰圧との交互の作用が呼吸振
動となる。そして,切換バルブをロータリ式としてある
ため、10〜30Hzというような高周波の呼吸振動を
生じさせるような高回転の運転においても,長期の使用
に十分耐え得るものとなる。すなわち、切換バルブの1
回転当りに陽圧供給と陰圧供給とが1回だけ切換えられ
る場合を考えてみると、30HZの呼吸振動を得るには
切換バルブは毎秒30回(毎分1800回)回転すれば
よく、この程度の回転数はロータリバルブの場合は通常
の許容回転数の範囲に十分入るものである。
In the present invention configured as described above, basically,
Since a blower, that is, a pressure generating machine that generates pressure through rotation, is used as the pressure generation source, it is possible to secure sufficient capacity, that is, a large amount of work for the respiratory system passages, without being constrained by inertia associated with reciprocating motion. Become. Of course, the blower may be of any suitable type, such as a centrifugal type or an axial flow type. In addition, the positive pressure at the discharge port and the negative pressure at the suction port generated by the operation of this blower are alternately applied to the respiratory system path by the switching valve, and the alternating action of the positive pressure and negative pressure causes respiratory vibration. becomes. Since the switching valve is of a rotary type, it can withstand long-term use even in high-speed operation that produces high-frequency breathing vibrations of 10 to 30 Hz. That is, one of the switching valves
Considering the case where the positive pressure supply and negative pressure supply are switched only once per revolution, the switching valve only needs to rotate 30 times per second (1800 times per minute) to obtain a respiratory vibration of 30Hz. In the case of rotary valves, this rotational speed is well within the normal allowable rotational speed range.

ちなみに、電磁式のオン、オフバルブによって切換えを
行なう場合は、少なくとも現状では、耐久性の点におい
て事実上使用不可能である.(実施例) 以下本発明の実施例を添付した図面に基づいて説明する
By the way, if switching is performed using an electromagnetic on/off valve, it is virtually impossible to use it in terms of durability, at least at present. (Example) Examples of the present invention will be described below based on the attached drawings.

第1図において、人工呼吸器の呼吸系路Aは、共通回路
1と吸気回路2と呼気回路3とを含む.共通回路lの一
端は患者の口元に気密に接続され、この共通回路1の他
端側に対して吸気回路2と呼気回路3とが連なる.吸気
回路2は,患者へ供給する清浄エアを貯留したエアタン
ク4に連なり、その途中には既知のエアフローメータ5
および加湿器6が接続されている.呼気回路3は大気に
解放されており、その解放度合が、電磁式の開度調整パ
ルブ7によって調整される. 上記呼吸系路Aには,高周波呼吸振動発生装置Bが接続
されている.高周波呼吸振動発生装置Bは、基本的に、
圧力発生源としてのブロア11と、ロータリ式の切換バ
ルブl2と、を備えている.そして、ブロア1lの吐出
口11aで発生される陽圧と吸込口1lbで発生される
陰圧とが、切換バルブl2によって振動回路13に交互
に与えられる.この振動回路13は、前記各回路1、2
、3の各接続部分付近において呼吸系路八に接続されて
おり、これにより呼吸系路Aすなわち患者の肺Hは、振
動回路l3での振動数に応じた呼吸数で、強制的に呼吸
される.なお、第1図中14はブロア11駆動用のモー
タ、15は切換バルブ12駆動用のモータである. 切換バルブl2は、例えば第2図〜第4図に示すように
構成される.先ず、切換バルブ12のケース2lが、両
端が解放された円筒状の連通空間Xを有する本体ケース
部2lΔと、上記本体ケース部2+Aの各端部を閉塞す
る左右一対のフランジケース部21B、2ICと,本体
ケース部2lA上に位置する上ケース21Dとによって
構成され、これ等各ケース部はねじ22によって一体化
されている.このようなケース2lには、それぞれ本体
ケース部2lA内の連通空間Xに開口するように,陽圧
ボートP1、陰圧ポートP2、与圧ボートP3および大
気解放ボートP4が形成されている。陽圧ボートPIは
ブロア11の吐出口IIaに連なり、陰圧ボートP2は
ブロアl1の吸込口1lbに連なり、与圧ボートP3は
振動回路13に連なるものである. 各ボートの配置関係は、陽圧ボートPIと陰圧ボートP
2とが切換バルブ12(後述する回転軸23)の軸心方
向各端部に位置され、与圧ボートP3と大気解放ボート
P4とがボー}PIおよびP2の間に位置されている.
また、陽圧ボートPlと陰圧ボート1〕2と大気解放ボ
ー}P4とはそれぞれケース21の土壁に形成される一
方、与圧ポートP3のみがケース2lの底壁に形成され
ている。
In FIG. 1, a respiratory system path A of the respirator includes a common circuit 1, an inspiratory circuit 2, and an expiratory circuit 3. One end of the common circuit 1 is airtightly connected to the patient's mouth, and an inhalation circuit 2 and an exhalation circuit 3 are connected to the other end of the common circuit 1. The intake circuit 2 is connected to an air tank 4 storing clean air to be supplied to the patient, and a known air flow meter 5 is installed along the way.
and a humidifier 6 are connected. The exhalation circuit 3 is open to the atmosphere, and the degree of opening is adjusted by an electromagnetic opening adjustment valve 7. A high frequency respiratory vibration generator B is connected to the respiratory system path A. Basically, the high frequency respiratory vibration generator B is as follows:
It is equipped with a blower 11 as a pressure generation source and a rotary type switching valve l2. The positive pressure generated at the discharge port 11a of the blower 1l and the negative pressure generated at the suction port 1lb are alternately applied to the vibration circuit 13 by the switching valve l2. This vibration circuit 13 includes each of the circuits 1 and 2.
, 3 are connected to the respiratory system tract 8 near the connecting portions of the oscillator circuit 13, whereby the respiratory system tract A, that is, the patient's lungs H, is forced to breathe at a breathing rate corresponding to the frequency of vibration in the vibration circuit 13. Ru. In FIG. 1, 14 is a motor for driving the blower 11, and 15 is a motor for driving the switching valve 12. The switching valve l2 is configured as shown in FIGS. 2 to 4, for example. First, the case 2l of the switching valve 12 includes a main body case part 2lΔ having a cylindrical communication space X with both ends open, and a pair of left and right flange case parts 21B and 2IC that close each end of the main body case part 2+A. and an upper case 21D located on the main body case part 2lA, and these case parts are integrated by screws 22. In such a case 2l, a positive pressure boat P1, a negative pressure port P2, a pressurized boat P3, and an atmosphere release boat P4 are formed so as to open into the communication space X in the main body case portion 21A. The positive pressure boat PI is connected to the discharge port IIa of the blower 11, the negative pressure boat P2 is connected to the suction port 1lb of the blower I1, and the pressurized boat P3 is connected to the vibration circuit 13. The arrangement of each boat is positive pressure boat PI and negative pressure boat P.
2 are located at each end in the axial direction of the switching valve 12 (rotating shaft 23 to be described later), and a pressurized boat P3 and an atmosphere release boat P4 are located between boats PI and P2.
Further, the positive pressure boat Pl, the negative pressure boat 1]2, and the atmosphere release boat P4 are each formed on the earthen wall of the case 21, while only the pressurized port P3 is formed on the bottom wall of the case 2l.

上記左右一対のフランジケース部21Bと210とには
,回転軸23が回転自在に支持され、この回転軸23に
はこれと一体回転ずるように、ビン24によって回転子
25が固定されている.この回転子25は、陽圧ボート
P1と陰圧ボートP2とを画成するように断面円形とさ
れた隔壁部25aを有する.より具体的には、ケース2
1内の連通空間Xが、陰圧ボートP2が常時連通した左
側の第1分割空間×1と、陽圧ボートPIが常時連通し
た右側の第2分割空間x2とに画成される. 回転子25は,また、それぞれ上記隔壁部25aの外周
縁部より延設されて、回転軸23の軸方向に互いに離間
するように伸びる左右一対の弁体部25b、25cを有
する。この一対の弁体部は、第3図、第4図に示すよう
に、それぞれ回転軸23の周方向に略180度伸びる円
弧状として形成され、互いの位相関係は180度づれた
関係となっている。すなわちー・対の弁体部25bと2
5cとは、回転軸23の中心を中心として対称形状とな
るように設定されている。
A rotary shaft 23 is rotatably supported by the left and right pair of flange case portions 21B and 210, and a rotor 25 is fixed to the rotary shaft 23 by a pin 24 so as to rotate integrally with the rotary shaft 23. The rotor 25 has a partition wall 25a having a circular cross section to define a positive pressure boat P1 and a negative pressure boat P2. More specifically, case 2
A communication space X within the space X is defined as a first divided space x1 on the left side with which the negative pressure boat P2 always communicates, and a second divided space x2 on the right side with which the positive pressure boat PI always communicates. The rotor 25 also has a pair of left and right valve bodies 25b and 25c extending from the outer peripheral edge of the partition wall 25a and spaced apart from each other in the axial direction of the rotating shaft 23. As shown in FIGS. 3 and 4, the pair of valve body portions are each formed into an arc shape extending approximately 180 degrees in the circumferential direction of the rotating shaft 23, and their phase relationship is 180 degrees apart. ing. That is, the pair of valve body parts 25b and 2
5c is set to have a symmetrical shape with the center of the rotation axis 23 as the center.

上述のように構成された切換バルブ12は、回転軸23
ずなわち回転子25の回転に応じて、陽圧ボートPIが
与圧ボートP3と大気解放ボートP4とに対して交互に
連通される一方、陰圧ボートP2も与圧ボートP3と大
気解故ボートP4とに対して交互に連通される.すなわ
ち、陽圧ボート1)lは、第2図に示すように弁体部2
5cによって与圧ボートP3が閉じられたときに大気解
放ボートP4に連通され、逆に弁体部25cによって大
気解放ボートP4が閉じられたときに与圧ボートP3と
連通される。同様に、陰圧ボートP2は、弁休部25b
によって与圧ボートP3が閉じられたときに大気解放ボ
ートP4と連通され、逆に第2図に示すように弁体部2
5bにょって大気解放ボートP4が閉じられたときに与
圧ボートP3と連通される.そして、両弁体部25bと
25cとの上述した位相関係の設定により、与圧ボート
P3(大気解放ボートP4)は、陽圧ボートPIと陰圧
ボートP2とに対して交互に連通されることになる.し
たがって、与圧ボートP3に生じる圧力変化の様子は、
第6図に示すように振動を生じたものとなり、その振動
数は5〜40II Z程度の範囲、好ましくはlO〜3
 0 H Zとされる。
The switching valve 12 configured as described above has a rotary shaft 23
In other words, according to the rotation of the rotor 25, the positive pressure boat PI is alternately communicated with the pressurized boat P3 and the atmosphere release boat P4, while the negative pressure boat P2 is also communicated with the pressurized boat P3 and the atmosphere release boat P4. It is alternately communicated with boat P4. That is, the positive pressure boat 1)l has a valve body 2 as shown in FIG.
5c communicates with the atmosphere release boat P4 when the pressurized boat P3 is closed, and conversely, communicates with the pressurized boat P3 when the atmosphere release boat P4 is closed by the valve body portion 25c. Similarly, the negative pressure boat P2 has a valve rest part 25b.
When the pressurized boat P3 is closed, it is communicated with the atmosphere release boat P4, and conversely, as shown in FIG.
When the atmosphere release boat P4 is closed by 5b, it is communicated with the pressurized boat P3. By setting the above-mentioned phase relationship between the valve bodies 25b and 25c, the pressurized boat P3 (atmospheric release boat P4) is alternately communicated with the positive pressure boat PI and the negative pressure boat P2. become. Therefore, the state of the pressure change occurring in the pressurized boat P3 is as follows.
As shown in Fig. 6, the vibration frequency is in the range of about 5 to 40 II Z, preferably lO to 3
It is assumed to be 0 HZ.

前記振動回路l3には、切換バルブl2側よりMt次、
電磁式の可変絞り31、規制手段32が接続されている
。規制手段32は、第5図に示すように、所定容1のケ
ース33と、該ケース33内に配置されて気密性を十分
に有する可動隔膜34とから構成されてる。ケース33
の容量は、所定容量以上の陽圧あるいは陰圧が呼吸系路
Δに作用するのを防止すると共に、可動隔膜34の必要
以上の膨張を防止するためのものである。また、可動隔
膜34は、呼吸系路Δ内の空気と高周波振動発生装置B
からの空気との直接の接触を避けるためのもので、極力
薄く(軽く)なるように袋状にケース33内に伸びるよ
うに配置されている.より具体的には、ケース33を、
本体ケース部33Aと蓋ケース部33Bとの分割構成と
して、両ケース部33Aと33Bとの間に可動隔膜34
の開口端縁部を挟んだ状態で、該両者33Aと33Bと
をねじ35によって固定してある.そして、このような
規制手段32は、患者毎に使い捨て用とするため、振動
回路13に対して着脱自在とされ、このためケース33
の各端部には、着脱用のねじ溝33aが形成されている
The vibration circuit l3 has Mt order from the switching valve l2 side.
An electromagnetic variable diaphragm 31 and a regulating means 32 are connected. As shown in FIG. 5, the regulating means 32 is composed of a case 33 having a predetermined volume 1 and a movable diaphragm 34 disposed within the case 33 and having sufficient airtightness. case 33
The capacity is for preventing positive pressure or negative pressure exceeding a predetermined capacity from acting on the respiratory system path Δ, and for preventing the movable diaphragm 34 from expanding more than necessary. In addition, the movable diaphragm 34 connects the air in the respiratory system path Δ with the high-frequency vibration generator B.
This is to avoid direct contact with air from inside the case 33, and is arranged so as to extend into the case 33 in a bag-like manner so as to be as thin (light) as possible. More specifically, case 33 is
A movable diaphragm 34 is provided between both case parts 33A and 33B as a divided structure into a main body case part 33A and a lid case part 33B.
Both 33A and 33B are fixed with screws 35, with the opening edges of the two being sandwiched between them. Since the regulating means 32 is disposable for each patient, it is detachable from the vibration circuit 13, and therefore the case 33
A screw groove 33a for attaching and detaching is formed at each end of the cover.

再び第1図において、Uはマイクロコンピュータを利用
して構成された制御ユニットである。この制御ユニット
Uには、各センサ4l、42,43からの信号およびス
イッチ44、45、46からの信号が入力される.セン
サ41は,共通回路1に接続されて患者の実際の呼吸m
を計測する流沿センサである。センサ42、43は、ブ
ロア11駆動用のモータ14あるいは切換バルブl2駆
動用のモータl5の回転状態を検出する回転センサであ
る.スイッチ44は、呼吸系路Aに与える呼吸数(10
〜3 0 }I Z )をセットするものである.スイ
ッチ45は,呼吸系路八に与える高周波振動の平均圧力
の大きさ(大気圧から大気圧より若干大きい範囲で無段
階に設定)をセットするものである。スイッチ46は、
患者への呼吸容量をセットするものである.また制御ユ
ニットUからは、上記モータ14.+5(の駆動回路)
に対して出力される他、前記電磁式のバルブ7、可変絞
り31およびランプ、ブザー等からなる警報器47へ出
力される. 次に、上記制御ユニットUの制御内容について、第7図
に示すフローチャートを参照しつつ説明する.なお、以
下の説明でSはステップを示す. 先ず、図示を略す起動スイッチのオンと共にスタートさ
れて,Slにおいてシステム全体のイニシャライズがな
される.次いで、S2において切換バルブ12(用のモ
ータ15)が起動され、引続きS3においてブロア11
用のモータ14)の起動が行なわれる。このように、切
換バルブl2の起動をブロア1lの起動に先立って行な
うことにより、一時的に陽圧あるいは陰圧のみが呼吸系
路Aに作用することが防止される.したがって、このよ
うな■態をより確実に防止するため,S2の処理後所定
時間(例えば2秒)経過した後S3の処理を開始させる
ようにしてもよい。
Referring again to FIG. 1, U is a control unit constructed using a microcomputer. Signals from each sensor 4l, 42, 43 and signals from switches 44, 45, 46 are input to this control unit U. The sensor 41 is connected to the common circuit 1 to monitor the patient's actual breathing m.
It is a flow sensor that measures the flow. The sensors 42 and 43 are rotation sensors that detect the rotational state of the motor 14 for driving the blower 11 or the motor 15 for driving the switching valve 12. The switch 44 controls the respiratory rate (10
~30}IZ). The switch 45 is used to set the average pressure of high-frequency vibrations applied to the respiratory system (set steplessly in a range from atmospheric pressure to slightly higher than atmospheric pressure). The switch 46 is
This sets the respiratory volume for the patient. Further, from the control unit U, the motor 14. +5 (drive circuit)
In addition to being output to the electromagnetic valve 7, the variable diaphragm 31, and the alarm 47 consisting of a lamp, a buzzer, etc. Next, the control contents of the control unit U will be explained with reference to the flowchart shown in FIG. Note that in the following explanation, S indicates a step. First, the system starts when a start switch (not shown) is turned on, and the entire system is initialized at Sl. Next, the switching valve 12 (the motor 15) is started in S2, and then the blower 11 is started in S3.
The motor 14) is started. In this manner, by activating the switching valve 12 prior to activating the blower 1l, it is possible to prevent only positive pressure or negative pressure from acting on the respiratory system path A temporarily. Therefore, in order to more reliably prevent such a situation (2), the process in S3 may be started after a predetermined period of time (for example, 2 seconds) has elapsed after the process in S2.

S3の後はS4において、各センサあるいはスイッチか
らの信号が読込まれる。この後、センサ42.43の出
力状態より、ブロア11および切換バルブ12が間違い
なく回転されていることを確認した後(S4およびS5
での判別が共にYES)、スイッチ44〜46のセット
状態に応じた値となるように、87〜S9での各制御が
行なわれる。すなわち、S7での切換バルブl2の回転
数制御(スイッチ44に対応で、呼吸数の制御)と、S
8でのバルブ7の開度制御(スイッチ45に対応で平均
圧力の制御)と.S9での可変絞り3lの制御(スイッ
チ46に対応で、呼吸容量の制御一第6図の振幅の大き
さの制御)とがなされる. S9の後、SIOにおいて、図示を略す停止スイッチが
オンされたか否かが判別され、この判νリでNoのとき
はS4以降の処理が繰返し行なわれる.このSIOの判
別でYESのときは、Sllにおいて先ずブロア1lが
停止された後、引続きSI2で切換バルブl2が停止さ
れる.前記S5あるいはS6の判別でNoのときは、異
常時であるとして、S13で讐報器47を作動させた後
、Sl1以降の処理が行なわれる.第8図は、本発明の
他の実施例を示すものであり、前記実施例と同一構成要
素には同一符号を付してその重複した説明は省略する。
After S3, signals from each sensor or switch are read in S4. After that, after confirming that the blower 11 and the switching valve 12 are definitely being rotated based on the output status of the sensors 42 and 43 (S4 and S5
(both determinations are YES), each control in steps 87 to S9 is performed so that the values correspond to the set states of the switches 44 to 46. That is, the rotation speed control of the switching valve l2 in S7 (corresponding to the switch 44, control of the breathing rate),
8 to control the opening of valve 7 (corresponding to switch 45 and control the average pressure). Control of the variable diaphragm 3l (corresponding to the switch 46, control of the respiratory volume and control of the amplitude shown in FIG. 6) is performed at S9. After S9, it is determined in SIO whether or not a stop switch (not shown) has been turned on, and if the determination is No, the processes from S4 onwards are repeated. When the determination of SIO is YES, the blower 1l is first stopped at Sll, and then the switching valve l2 is stopped at SI2. When the determination in S5 or S6 is No, it is assumed that an abnormality has occurred, and after activating the alarm device 47 in S13, the processing from Sl1 onwards is performed. FIG. 8 shows another embodiment of the present invention, and the same components as those in the previous embodiment are given the same reference numerals, and redundant explanation thereof will be omitted.

本実施例では、先ず、ブロア11′として,第1ブロア
l1−八と第2ブロアI 1−Bとの2台用いるように
してある。そして、第1ブロアl1一Δは、陽圧供給専
用とし(吸込口1lbは常時大気に解放)、また第2ブ
ロア11−Bは陰圧供給専用としてある(吐出口11a
は常時大気に解放)。
In this embodiment, two blowers 11', a first blower l1-8 and a second blower I1-B, are used. The first blower l1-Δ is dedicated to supplying positive pressure (the suction port 1lb is always open to the atmosphere), and the second blower 11-B is dedicated to supplying negative pressure (the discharge port 11a
(is constantly released to the atmosphere).

また,切換バルブ+2’ としては、そのケース2ビお
よび回転軸23′を共通とするも、回転子が、第1回転
子25−八と第2回転子25−Bとの2つの回転子を有
するものを用いるようにしてある。この第1回転子25
−Aは陽圧の供給制御専用とされ、また第2回転子25
−Bは陰圧供給制御専用とされている.すなわち、回転
子25−A (25−8)は、有底円筒状とされて、そ
の解.故口が陽圧ボートPI  (陰圧ボートP2)に
常時連なる.そして、その回転子25−A (25−B
)の側壁に周方向に略180度伸びる連通口51−Δ(
51−B)を形成して、回転子25−A(25−8)の
回転に伴って当該連通口51−A(5 1 − 8)が
、ケース2ビに形成した大気解放ボートP4−A (P
4−B)と与圧ボートP3−Δ(P3−8)とに交互に
連通される.勿論、両与圧ボートP3−AとP3−Bと
は、最終的に振動回路l3に連なり、また両連通口51
−Aと51一Bとは回転軸23′の周方向に180度づ
れて形成されている. 本実施例のようにしてブロアを2台用いる利点は、陽圧
、陰圧共に、少なくとも振動回路l3に対するその供給
開始の直前には十分に大きくなっている、という点にあ
る.このことは,呼吸振動の立上りおよび立下りを極め
て素早く行なえるということにつながる. ここで、一L記各回転子25−Aと25一Bとの回転軸
23′を互いに別途独立して設けて、それぞれ別のモー
タにより駆動することも可能である.もっとも、第1、
第2の各回転子25−八と25一Bとの回転軸23゛を
共通、結果としてその駆動用モータ(第7図では図示略
)を共通とすることにより、回転子25−八と25一B
との位相のづれ発生というものを確実に防止することが
できる.同様の観点から、第1と第2の各ブロア!1−
Aと11−Bとの駆動軸52を共通,結果としてその駆
動用モータl4を共通とすることにより、陽圧のみある
いは陰圧のみが振動回路l3に印加されてしまうような
事態を確実に防止できる。
In addition, although the switching valve +2' has the same case 2B and rotating shaft 23', the rotor has two rotors, the first rotor 25-8 and the second rotor 25-B. I try to use what I have. This first rotor 25
-A is used exclusively for positive pressure supply control, and the second rotor 25
-B is used exclusively for negative pressure supply control. That is, the rotor 25-A (25-8) has a cylindrical shape with a bottom. The outlet is always connected to the positive pressure boat PI (negative pressure boat P2). Then, the rotor 25-A (25-B
) A communication port 51-Δ(
51-B), and as the rotor 25-A (25-8) rotates, the communication port 51-A (51-8) connects to the atmosphere release boat P4-A formed in the case 2B. (P
4-B) and pressurized boat P3-Δ (P3-8). Of course, both pressurized boats P3-A and P3-B are ultimately connected to the vibration circuit l3, and both communication ports 51
-A and 51-B are formed 180 degrees apart in the circumferential direction of the rotating shaft 23'. The advantage of using two blowers as in this embodiment is that both the positive pressure and the negative pressure are sufficiently high at least immediately before the supply to the vibration circuit 13 starts. This means that the rise and fall of respiratory oscillations can be done extremely quickly. Here, it is also possible to provide the rotating shafts 23' of the rotors 25-A and 25-B separately and independently from each other, and drive them with separate motors. However, first,
The second rotors 25-8 and 25-B have a common rotating shaft 23', and as a result, a common driving motor (not shown in FIG. 7), so that the rotors 25-8 and 25 1B
It is possible to reliably prevent the occurrence of a phase shift between the From a similar point of view, the first and second blowers! 1-
By sharing the drive shaft 52 between A and 11-B and, as a result, using the same drive motor l4, it is possible to reliably prevent a situation where only positive pressure or only negative pressure is applied to the vibration circuit l3. can.

第9図は本発明のさらに他の実施例を示すものである。FIG. 9 shows still another embodiment of the present invention.

本実施例では、ブロアl1の吐出口11aと吸込口1l
bとの大気に対する開放度合を変更することにより、平
均圧(第6図参照)の調整を行なうようにしてある。
In this embodiment, the discharge port 11a and the suction port 1l of the blower l1 are
The average pressure (see FIG. 6) is adjusted by changing the degree of opening to the atmosphere.

先ず、第9図において、ブロア11に対して、調整弁7
lが設けられる。この調整弁7lは、ケーシング72と
、該ケーシング72に形成された第1通路53および第
2通路54を備えている.上記第1通路53は、第1〜
第3の3つのボート53a、53b、53cを有し、第
1ボート53aが、連通路61を介してブロア11の吸
込口1 .1 bに接続されている。また、第2ボート
53bは、大気に開放されると共に、後述する弁体55
によりその間度が調整される。さらに、第3ボート53
cは、絞り56を介して大気に開放されている。
First, in FIG. 9, the regulating valve 7 is connected to the blower 11.
l is provided. The regulating valve 7l includes a casing 72, and a first passage 53 and a second passage 54 formed in the casing 72. The first passage 53 has the first to
It has three third boats 53a, 53b, and 53c, and the first boat 53a is connected to the suction port 1. 1b. Further, the second boat 53b is opened to the atmosphere, and a valve body 55 (described later)
The distance between them is adjusted by Furthermore, the third boat 53
c is open to the atmosphere via the diaphragm 56.

前記第2通路54は、第1および第2の2つのボート5
4a、54bを有する.第1ボート54aは、連通路6
2を介して、ブロア11の吐出口11aに接続されてい
る.また、第2ボート54bは、大気に開放されると共
に、弁休55によりその間度が調整される. 前記弁体55は、円板状とされて、該弁休55に一体化
された弁棒55aがケーシング52に螺合されている.
これにより、弁棒55aに形成した操作部55bを手動
操作してこれを回転させることにより、弁体55が図中
上下方向に変位される.そして、前記第1通路53の第
2ボート53bが弁体55の上面に臨み、また前記第2
通路の第2ボート54bが弁体55の下面に臨んでいる
. 以上のような構成において、弁休55が図中上方へ変位
するのに伴って、ボート53t)の開度が小さくなるー
・方、ボート54bの開度が大きくなる.逆に、弁体5
5が図中下方へ変位されると、ボート53bの開度が大
きくなる一方、ボート54bの開度が小さくなる. ボート53bの開度が小さくなるのにつれて、ブロア1
1による切換バルブ12の陰圧ボートP2に対する吸引
作用が大きくなる。このことは、第6図に示す平均圧を
下げることになる(脈動の谷を下げる)。ボート53b
の開度が小さくなるということは、この分ボート54b
の開度が大きくなる.このボート54bの開度が大きく
なると、ブロア11による切換バルブ12の陽圧ボート
PIへの空気押込み作用が弱くなり、前記乎均圧を下げ
ることになる(脈動の山を下げる).一ヒ述のように、
弁体55を図中上方へ変位させることにより、平均圧が
低下されることになる.勿論、今迄での説明から既に明
らかなように、弁体55を図中下方へ変位させると、上
述の場合とは逆に、平均圧を上昇させることになる.な
お、絞り56の作用により、ブロア11の吸引011b
からは少なくとも最小限の大気が吸引されることになり
、これにより平均圧の最小値は大気圧よりも若干大きい
値とされる。
The second passage 54 is connected to the first and second boats 5.
4a and 54b. The first boat 54a has the communication path 6
2 to the discharge port 11a of the blower 11. Further, the second boat 54b is opened to the atmosphere, and the degree of opening is adjusted by a valve rest 55. The valve body 55 has a disk shape, and a valve stem 55a integrated with the valve rest 55 is screwed into the casing 52.
Thereby, by manually operating and rotating the operating portion 55b formed on the valve stem 55a, the valve body 55 is displaced in the vertical direction in the figure. The second boat 53b of the first passage 53 faces the upper surface of the valve body 55, and the second boat 53b of the first passage 53 faces the upper surface of the valve body 55.
The second boat 54b of the passage faces the lower surface of the valve body 55. In the above configuration, as the valve rest 55 is displaced upward in the figure, the opening degree of the boat 53t) becomes smaller, while the opening degree of the boat 54b becomes larger. On the contrary, valve body 5
5 is displaced downward in the figure, the opening degree of the boat 53b increases, while the opening degree of the boat 54b decreases. As the opening degree of the boat 53b becomes smaller, the blower 1
1 increases the suction action of the switching valve 12 on the negative pressure boat P2. This will lower the average pressure shown in Figure 6 (lower the trough of the pulsation). boat 53b
This means that the opening degree of the boat 54b becomes smaller.
The opening becomes larger. When the opening degree of the boat 54b becomes larger, the action of the blower 11 to push air into the positive pressure boat PI of the switching valve 12 becomes weaker, thereby lowering the above-mentioned equal pressure (reducing the peak of pulsation). As mentioned above,
By displacing the valve body 55 upward in the figure, the average pressure is reduced. Of course, as is already clear from the explanation up to now, when the valve body 55 is displaced downward in the figure, the average pressure increases, contrary to the case described above. Note that due to the action of the throttle 56, the suction 011b of the blower 11
At least a minimum amount of atmospheric air will be sucked in from the air, resulting in a minimum average pressure slightly greater than atmospheric pressure.

ここで、第9図に示すような構成とした場合,第1図に
示すバルブ7を廃止することも可能である。しかしなが
ら、このバルブ7をも設けておいて、可動隔膜34(第
5図参照)の上流側と下流側との各平均圧の差を小さく
するように、弁体55に対してバルブ7とを連動させる
のが好ましい. 以上実施例について説明したが、ブロアの吐出圧力(吐
出容ffi)を可変式としてもよい(例えばモータ14
をインパータにより制御).また、可変絞り3lは、回
路13のうち規制手段32の下流側(呼吸回路2、3側
)に設けるようにしてもよい.この場合は、使用毎に当
該可変絞り31を消毒する手間が省けると共に、ブロア
l1のパワーを呼吸回路2、3に伝達ずる効率の向上の
点でも好ましいものとなる. さらに、ブロアI1の吸込口1lbと切換バルブ12の
ボー}−P2との間の系路を、可変絞りを介して大気と
連通させるようにすることもできる.この場合は、上記
可変絞りの開度調整《0〜!00%》によって、切換バ
ルブ12のボートP4の平均圧力(ボートP4の圧力変
動の様子は第6図と同じような脈動となる)の大きさを
、大気圧からこれよりも大きい正圧の範囲で任意に調整
することができる。
Here, if the configuration is as shown in FIG. 9, it is also possible to eliminate the valve 7 shown in FIG. 1. However, this valve 7 is also provided, and the valve 7 is connected to the valve body 55 so as to reduce the difference in average pressure between the upstream side and the downstream side of the movable diaphragm 34 (see FIG. 5). It is preferable to link them. Although the embodiments have been described above, the discharge pressure (discharge volume ffi) of the blower may be variable (for example, the motor 14
(controlled by an inperter). Further, the variable diaphragm 3l may be provided in the circuit 13 on the downstream side of the regulating means 32 (on the breathing circuits 2 and 3 side). In this case, it is preferable not only to eliminate the need to disinfect the variable diaphragm 31 after each use, but also to improve the efficiency of transmitting the power of the blower l1 to the breathing circuits 2 and 3. Furthermore, the line between the suction port 1lb of the blower I1 and the bow P2 of the switching valve 12 may be communicated with the atmosphere via a variable throttle. In this case, adjust the opening of the variable diaphragm <<0~! 00%》, the average pressure of the boat P4 of the switching valve 12 (the pressure fluctuation of the boat P4 is pulsating as shown in Fig. 6) can be changed from atmospheric pressure to a larger positive pressure range. can be adjusted arbitrarily.

(発明の効果) 本発明は以上述べたことから明らかなように、呼吸容量
が大きくなる大人用としても使用することができ、高周
波呼吸振動を利用した治療を行なえる者の範囲を飛躍的
に高めることができる。
(Effects of the Invention) As is clear from the above description, the present invention can also be used for adults with a large respiratory capacity, and dramatically expands the range of people who can receive treatment using high-frequency respiratory vibration. can be increased.

また、耐久性の点においても優れたものとなり,長期の
使用に十分耐え得るものとなる.
It also has excellent durability and can withstand long-term use.

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

第1図は本発明の一実施例を示す全体系統図。 第2図はロータリ式の切換バルブの一例を示す側面断面
図。 第3図は第2図のX3−X3線断面図。 第4図は第2図のX4−X4線断面図。 第5図は振動回路に接続された規制手段の詳細を示す側
面断面図. 第6図は本発明を適用した場合の呼吸振動の様子を示す
グラフ。 第7図は本発明の制御例を示すフローチャート. 第8図、第9図はそれぞれは本発明の他の実施例を示す
要部系統図。 Δ B ]I X ×1 × 2 PI P2 P3 P4 U l 呼吸系路 高周波振動発生装置 肺 連通空間 第1分割空間 第2分割空間 陽圧ボート 陰圧ボート 与圧ボート 大気解放ボート 制御ユニット 共通回路 吸気回路 呼気回路 1:ブロア 2:切換バルブ 3:振動回路 4:モータ(ブロア用) 5:モータ(切換バルブ用) 21:ケース 23:回転軸 25:回転子 25a:隔壁部 25b:弁体部 25c:弁体部 12゛ :切換バルブ 2ビ :ケース 23′ 二回転軸 25゛ 二回転子 25−A:第1回転子 25−B:第2回転子 51−A:連通口 51−B:連通口 M5 第6 rつ 恍
FIG. 1 is an overall system diagram showing one embodiment of the present invention. FIG. 2 is a side sectional view showing an example of a rotary type switching valve. FIG. 3 is a sectional view taken along the line X3-X3 in FIG. 2. FIG. 4 is a sectional view taken along the line X4-X4 in FIG. 2. Figure 5 is a side sectional view showing details of the regulating means connected to the vibration circuit. FIG. 6 is a graph showing the state of respiratory vibration when the present invention is applied. FIG. 7 is a flowchart showing a control example of the present invention. FIG. 8 and FIG. 9 are main part system diagrams showing other embodiments of the present invention. Δ B ] I Circuit exhalation circuit 1: Blower 2: Switching valve 3: Vibration circuit 4: Motor (for blower) 5: Motor (for switching valve) 21: Case 23: Rotating shaft 25: Rotor 25a: Partition wall 25b: Valve body 25c : Valve body part 12' : Switching valve 2B : Case 23' Two rotation shafts 25' Two rotors 25-A: First rotor 25-B: Second rotor 51-A: Communication port 51-B: Communication Mouth M5 6th R Tsutou

Claims (1)

【特許請求の範囲】[Claims] (1)人工呼吸器の呼吸系路に接続され、高周波の呼吸
振動を与えるための人工呼吸器における呼吸振動発生装
置において、 圧力発生源としてのブロアと、 前記ブロアと前記呼吸系路との間に接続され、該呼吸系
路を該ブロアの吐出口と吸込口とに対して交互に連通さ
せるロータリ式の切換バルブと、 を備えていることを特徴とする人工呼吸器における呼吸
振動発生装置。
(1) A respiratory vibration generator in a ventilator that is connected to a respiratory system path of the ventilator and provides high-frequency respiratory vibrations, including a blower as a pressure generation source, and between the blower and the respiratory system path. A respiratory vibration generator for a respirator, comprising: a rotary switching valve that is connected to the blower and alternately communicates the respiratory system path with the discharge port and the suction port of the blower.
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* Cited by examiner, † Cited by third party
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WO2013157517A1 (en) 2012-04-16 2013-10-24 株式会社メトラン Opening/closing device and respiratory assistance device
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US9821136B2 (en) 2012-04-16 2017-11-21 Metran Co., Ltd. Opening and closing device and respiratory assistance device
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