JPH0240344B2 - - Google Patents

Description

【発明の詳細な説明】 本発明は、呼吸装置、更に具体的には患者また
はその他の使用者へ呼吸用ガスを供給する呼吸装
置に関する。

本発明は、特に発生機型の呼吸装置に好適であ
る。周知のように、この種の呼吸装置は、一般
に、マスク及びマスクに結合された吹入れ管系と
吐出し管系とを有する使用者回路を有する。吹入
れ管系は吹入れ弁を経て圧縮ガス発生機に連結
し、吐出し管系は吐出し弁を経て大気に開口し、
吹入れ弁と吐出し弁の交互の開閉により、吹入れ
段階と吐出し段階が順次生じるようになつてい
る。吹入れ段階は、吹入れ弁を開き吐出し弁を閉
じることにより始まり、吐出し段階は、吐出し弁
を開き吹入れ弁を閉じることにより始まる。

現在、多数のこの種の呼吸装置が市販されてい
るが、これらの呼吸装置のうちのあるものではガ
ス発生機が使用者に直接に呼吸用圧縮ガスを吹入
れ、また他の呼吸装置では呼吸用ガスの吹入れが
貯蔵容器により機械的に行われている。

従来公知のこの種の呼吸装置は数多くの欠点を
有する。例えば、多くの従来公知の発生機型の呼
吸装置においては、使用者は、時折、その吹入れ
段階において、不快その他の有害な影響を生じる
望ましくない圧力変動を受ける。更に、この種の
従来公知の呼吸装置は、しばしば、使用者回路の
瞬間的な入力要求に適応させるために不必要に高
容量の圧縮機を必要とするという欠点を有する。

本発明の一目的は、使用者（または患者）へ与
えられる圧力が使用者回路（空気管、弁、空気通
路など）抵抗の関数であるところの呼吸装置を提
供することにある。

本発明の他の目的は、低容量圧縮機、すなわち
吹入れ段階において所要量の呼吸用ガスを供給で
きるが瞬間的な非常に大きな需要には対応できな
い圧縮機を使用することのできる発生機型呼吸装
置を提供することにある。

本発明の更に他の目的は、安価に製造できると
共に、用途範囲が広くそして運転信頼性の高い呼
吸装置を提供することにある。

前記その他の目的を達成するため、本発明の一
実施例においては、吹入れ管系と吐出し管系とを
有する使用者回路が呼吸装置に設けられ、呼吸用
ガスは、圧縮ガス発生機その他の適当な供給源か
ら吹入れ弁を経て吹入れ管系へと加圧下で導入さ
れる。また吐出し弁が吐出し管系に配置され吐出
し管系を呼吸サイクルの適当な時点で大気に解放
するようになつている。吹入れ弁及び吐出し弁
は、適当な電気回路により所定時間毎に開閉さ
れ、吹入れ弁が開くと呼吸装置の吹入れ段階が開
始し、吐出し弁が開くと吐出し段階が開始する。
吹入れ弁が開くと、呼吸用ガスが吹入れ管系に連
通する貯蔵容器から使用者回路内へ流入する。

本発明の一特徴は、貯蔵容器内の圧力が、吹入
れ段階の後半部分で使用者回路内の圧力より低圧
になることである。もちろん、使用者の呼吸特性
（呼吸数、容積、吸気一呼気時間比など）に適合
するように呼吸装置のパラメータを調節すること
は必要である。

貯蔵容器は、相互に並列関係にある複数の枝導
管をもつ導管装置により吹入れ管系に連結され、
該枝導管の一方には使用者回路の圧力が少くとも
最大吹入れ圧ひ等しい時に、呼吸用ガスを貯蔵容
器内へ流入させる調節弁が設けられ、また他方の
枝導管には、吹入れ管系から貯蔵容器への呼吸用
ガスの流入を防止する逆止弁が設けられている。

他の実施例では、吹入れ管系にベンチユリ装置
が配置され、そのインジエクタに圧縮ガス発生機
が連結し、貯蔵容器の連結導管がベンチユリ装置
の先細部分に開口連結される。

本発明に係るある実施例では、吹入れ弁が吐出
し弁の開く前に閉じられる。このような弁制御の
一利点は、吐出し段階の開始前における使用者回
路内の圧力を安定させることにある。

以下、本発明のより一層の理解のために従来公
知の装置と本発明の実施例を示す添付図面につい
て説明する。

第１図は公知の呼吸装置を示す。この呼吸装置
は、吹入れ管系１１と吐出し管系１２とを有する
使用者回路１０と圧縮ガス発生機とを有する。吹
入れ管系１１は、圧縮ガス源または圧縮ガス発生
機９に連結し、そして少くとも一つの流量計１３
と流量弁１４とを備え、吐出し管系１２は大気に
開口される。吹入れ管系１１と吐出し管系１２に
は、吹入れ弁１５吐出し弁１６がそれぞれ配置さ
れている。吹入れ弁１５と吐出し弁１６は、それ
ぞれ二つの位置即ち開放位置と閉止位置とを占め
るようになつている。吹入れ弁１５と吐出し弁１
６はそれぞれ吹入れ管系１１と吐出し管系１２と
を開放または完全に閉止する。吹入れ弁１５と吐
出し弁１６は、公知の電子制御装置１７に接続し
所定のプログラムに従つて電気的に開閉される。
吹入れ段階と吐出し段階の長さ及び周期は、電子
制御装置内の適当な制御装置を調節することによ
り調節される。

第１図に示す呼吸装置はまた貯蔵容器２０を有
する。貯蔵容器２０は、吹入れ弁１５と圧縮ガス
発生機９とで間で連結管２１により吹入れ管系１
１に連結している。貯蔵容器２０は、復帰スプリ
ング２３を設けたベロー２２からなる、復帰スプ
リング２３は矢Ｆ１の方向にベロー２２を圧縮し
て、その膨脹を制限し、それによりベロー２２内
の圧力を所定値に上昇させる。

第１図の呼吸装置は、第２図に線図で示すよう
に作動する。吹入れ段階の初めに、吹入れ弁１５
が開き、吐出し弁１６は閉じる。この吹入れ段階
の終りに、すなわち吐出し段階の初めに、吐出し
弁１６が開き吹入れ弁１５が閉じる。

第２図の線図は、時間（ｔ）の関数として吹入
れ段階Ｉと吐出し段階Ｅにおける使用者回路内
（点線）と貯蔵容器内（実線）の圧力（π）の変
化を示す。装置が定常作動状態にあるものと仮定
する。吹入れ（吸気）段階の初めに、即ち吹入れ
弁１５が開き吐出し弁１６が閉じるとき、貯蔵容
器２０内の圧力は比較的に高い圧力Ｐにある。使
用者回路１０内の圧力は低い圧力ｐにあり、この
圧力ｐは図示してない装置により、正、零あるい
は負圧でさえもある。図示の例では、この圧力ｐ
は正である。貯蔵容器２０は呼吸用ガスを使用者
へと送り、流量計１３からの送出量を補充する。
使用者回路内の圧力と貯蔵容器内の圧力とが同圧
ｐになると、圧縮ガス発生機からの圧縮ガスは使
用者回路と貯蔵容器とに分流し、貯蔵容器内の圧
力は、使用者回路内の圧力と同圧を維持しながら
再び上昇する。貯蔵容器と使用者回路路内の圧力
は上昇を続け、吹入れ段階の終りに圧力P₂に達
する。この瞬間に、吹入れ弁は閉じ、吐出し弁は
開く。使用者はその肺の中にある空気を吐出し、
使用者回路内の圧力は次第に高さｐへ低下する
が、貯蔵容器内の圧力は圧力Ｐへと上昇を続け
る。

この線図から、貯蔵容器内の圧力は、常に使用
者回路内の圧力よりも高いかそれに等しく、また
吐出し段階の終りに、使用者回路が100ミリバー
ル程度の高い圧力Ｐを突然に受けることが分か
る。これは、使用者にとつて非常に不快な、ある
いは耐え難い圧力波動効果を生ずる。

この発明の目的は、前記呼吸装置の使用の際に
生じるこの圧力波動をなくすことにある。

第３図は本発明の一実施例を示す。図中、９は
圧縮ガス発生機、１０は使用者回路、１１は吹入
れ管系、１２は吐出し管系、１３は流量計であ
る。

吹き入れ管系１１には、圧縮ガス発生機９に連
結する噴射器３２をもつベンチユリ装置３１が設
けられ、ベンチユリ装置３１の先細部分３０は、
逆止弁２８をもつ枝導管２５により貯蔵容器２０
ａに接続されている。貯蔵容器２０ａは、膨脹可
能な弾性材料製袋からなつている。

ベンチユリ装置３１の末廣部分３３は、電磁コ
イル１９ａをもつ電磁三方弁１９に接続され、吹
き入れ段階において、吸気回路内の圧力が所定値
を超過すると、電磁三方弁１９は、ベンチユリ装
置３１を、使用者回路に接続する吹き入れ管系１
１および枝導管２６に接続する。電磁三方弁１９
は、この所定値が最高吹き入れ圧と同じになるよ
うにう調節される。したがつて、電磁三方弁１９
は、吸気過程において、少なくとも最高吹き入れ
圧に等しい圧力降下を生じさせる。呼気過程中、
ベンチユリ装置３１は枝導管２６に直結されてい
る。

第４図は本発明に係る呼吸装置の他の実施例を
示す。図中、１１ａ，１１ｂ，…，１１ｆは、吹
き入れ管系に挿入した部品により区分された吹き
入れ管系の管路部分をさす。管路部分１１ｄと１
１ｅとの間には細菌フイルタ２０１が、管路部分
１１ｅと１１ｆとの間には空気追加用の弁２０２
とカスケード給湿器が挿入去れている。噴霧装置
８２へ通じる管系８５（流量系１３の下流で管路
１１ａに接続されている）には第２の細菌フイル
タ９１が挿入されている。ベンチユリ装置３１の
放出部には安全弁２９が設けられている。弁１１
６に接続する管系４６には使用者回路内の過圧を
放出する安全弁４８が設けられて居る。枝管２６
にはダクト５０を介して電磁弁１１５により制御
される空圧弁２７′が設けられている。電磁弁１
１５は、管路４６に接続する導管４５ａ通して圧
力を受ける。導管４５ｂは電磁弁１１５と空圧弁
１５′を接続している。電気制御回路１７は遮断
器４７を通して電源に接続されている。

第４図に示す呼吸装置において、吹き入れ段階
の開始前に、電気制御装置１７は電磁弁１１５，
１１６を付勢する。電磁弁１１５が付勢される
と、空圧弁２７′に圧力がかかつて、空圧弁２
７′がその閉じ位置に保持され、吹き入れ弁１
５′は圧力を釈放されて開かれる。電磁弁１１６
が付勢されると、呼気弁１６′が閉じられる。

吹き入れ弁１５′が開くと、圧縮空気が管路１
１ａ及び１１ｂを通つてベンチユリ装置３１の噴
射器３２へと供給される。作動サイクルのこの時
点で、貯蔵容器２０ａ内の圧力は管路部分１１ｂ
内の圧力より高圧であり、貯蔵容器２０ａ内の空
気は逆止弁２８及び枝導管２５を通つてベンチユ
リ装置３１の先細部分３０に流入し圧縮ガス発生
機９からの空気に補充される。噴射器３２のベン
チユリ作用と貯蔵容器２０ａの弾性は、貯蔵容器
２０ａからベンチユリ装置３１の末廣部分３３へ
の空気の流入量を増加させる。

吹き入れ管系の空気は、ベンチユリ装置３１か
ら、管路部分１１ｃ、吹き入れ弁１５′、管路部
分１１ｄ、細菌フルタ２０１、管路部分１１ｅ、
弁２０２、給湿器２０３及び使用者回路に接続さ
れる管路部分１１ｆへと流れる。

電気制御装置１７は、吹き入れ弁１５′の開放
と同時に弁８３を作動して、圧縮空気を管系８５
及び第２細菌フイルタ９１を通してネブライザー
８２へ、ネブライザー８２から使用者へと供給す
る。流量計１３は、使用者に供給される空気の全
流量を指示する。弁２０２は、吹き入れ過程中、
常に閉じ、使用者が、呼吸装置により供給される
よりも多くの空気を一時的に必要とする場合、ま
たは呼吸装置の故障の場合にのみ開く。弁２０２
が開くと、吹き入れ管系１１が大気に連通し使用
者への大気の供給が可能となる。

吹き入れ過程の終りに、すなわち、吐き出し過
程の開始時に、電気制御装置１７は、電磁弁１１
５を作動して、吹き入れ弁１５′に加圧空気を供
給しそして弁２７′から加圧空気を排出させる。
また電気制御装置１７は、同時に、弁１１６を作
動して吐き出し弁１６′の加圧空気を放出させる。
この結果、吹き入れ弁１５′は閉じ、弁２７′と吐
き出し弁１６′が開く。使用者が排出した呼気は
吐き出し弁１６′を経て大気中に放出される。ベ
ンチユリ装置３１から送り出される空気は弁２
７′を通つて貯蔵容器２０ａ内に送り込まれる。

貯蔵容器２０ａは機械式自動積分器として機能
することに注意すべきである（第３，５，８，９
図に示す実施例におけると同様に）。もし、吸気
過程中におけるベンチユリ装置３１のポンプ作用
が貯蔵容器２０ａを空にするのに不十分であるな
らば、すなわち、更に多くの呼吸用ガスが吐き出
し過程中に貯蔵容器２０ａに入り、吸気過程に貯
蔵容器２０ａから出るならば、貯蔵容器２０ａ内
にあるガスの容積が増加する。したがつて、貯蔵
容器２０ａはエネルギーを貯蔵する。呼吸サイク
ルの吸気過程において貯蔵されたエネルギーは、
貯蔵容器２０ａからの放出量を増加させ使用者に
供給される空気量を増加させる。安定状態におい
て、この貯蔵されたエネルギーとベンチユリ装置
３１のポンプ作用とは、前の吐き出し過程で貯蔵
容器に入つたガスと同量のガスを、吸気過程にお
いて、貯蔵容器から流出させる。

貯蔵容器のエネルギー量は、 (a) 使用者呼吸器系の抵抗（肺コンプライアン
ス） (b) 呼吸用ガス発生気から供給される呼吸用ガス
の流量 (c) 呼吸数（サイクル／分） (d) 吸気時間と呼気時間の比 (e) 種々の構成部分（特に弁及び回路）における
圧力損失、ベンチユリ装置の誘導特性などを含
む呼吸装置の作動条件 の関数である。

呼吸装置の種々のパラメータは、呼吸装置の特
定の使用条件に応じて、貯蔵容器のエネルギー貯
蔵が最高になるように調節される。

ここに用いてきた用語及び表現は、すべて説明
のためであつて制限のためではない。また、図示
説明した特徴またはその部分の同等物を排除する
ことを意図してもいない。請求の範囲内において
種々の改造が可能である。

【図面の簡単な説明】

第１図は従来公知のガス発生型呼吸装置の説明
図、第２図は第１図に示す呼吸装置の作動時にお
ける圧力変化を示す線図、第３図は本発明の一実
施例を示す説明図、第４図は本発明の他の実施例
を示す説明図である。 １０：使用者回路、１１：吹入れ管系、１２：
吐出し管系、１５，１５′：吹入れ弁、１６，１
６′：吐出し弁、２０：貯蔵容器、２１：連結導
管、２２：ベロー、２５，２６：枝導管、２８…
逆止弁、３１：ベンチユリ装置、３２：噴射器、
４１：圧縮ガス発生機、８２：噴霧装置、８３：
電磁三方弁。

Claims (1)

1. 【特許請求の範囲】 １ 共に連結された一端をもつ吹入れ管系１１と
   吐出し管系１２とを有する使用者回路１０と、 吹入れ弁１５を経て吹入れ管系１１の他端に連
   結された呼吸用圧縮ガス発生機９と、 呼吸用圧縮ガス発生機９と吹入れ弁１５との間
   において、連結回路２１により吹入れ管系１１に
   連結された呼吸用ガスの貯蔵容器２０と、 吐出し管系１２の他端部に連結する入口と、大
   気に対して開いた出口とを有する吐出し弁１６
   と、 吹入れ弁１５を開いて吹入れ段階を開始させ、
   吐出し弁１６を開いて吐出し段階を開始させるた
   めに、該両弁を所定の時間毎に開閉する該両弁に
   連結された制御装置１７と を有する吹入れ段階と吐出し段階とをもつ呼吸装
   置において、 連結回路２１が並列関係にある二つの枝管２
   ５，２６を備え、その第１の枝管２６が少なくと
   も吹入れ管系１１の最大圧力に応答して呼吸用ガ
   スを貯蔵容器２０へ供給する装置２７を有し、そ
   して第２の枝管２５に吹入れ管系１１から貯蔵容
   器２０への呼吸用ガスの流れを阻止する逆止弁２
   ８が設けられていること 噴射器３２、先細部分３０及び末広部分を有す
   るベンチユリ装置が吹入れ管系１１に挿入され、
   呼吸用圧縮ガス発生機９が噴射器３２に連結され
   ていること、 連結回路２１の第２の枝管２５が先細部分３０
   に連結されていること、 末広部分３３が、一方において前記連結回路の
   第１の枝管に、他方において吹入れ弁の上流で吹
   入れ管系１１に連結されていること を特徴とする呼吸装置。 ２ 共に連結された一端をもつ吹入れ管系１１と
   吐出し管系１２とを有する使用者回路１０と、 吹入れ弁１５を経て吹入れ管系１１の他端に連
   結された呼吸用圧縮ガス発生機９と、 呼吸用圧縮ガス発生機９と吹入れ弁１５との間
   において、連結回路２１により吹入れ管系１１に
   連結された呼吸用ガスの貯蔵容器２０と、 吐出し管系１２の他端部に連結する入口と、大
   気に対して開いた出口とを有する吐出し弁１６
   と、 吹入れ弁１５を開いて吹入れ段階を開始させ、
   吐出し弁１６を開いて吐出し段階を開始させるた
   めに、該両弁を所定の時間毎に開閉する該両弁に
   連結された制御装置１７と を有する吹入れ段階と吐出し段階とをもつ呼吸装
   置において、 連結回路２１が並列関係にある二つの枝管２
   ５，２６を備え、その第１の枝管２６が少なくと
   も吹入れ管系１１の最大圧力に応答して呼吸用ガ
   スを貯蔵容器２０へ供給する装置２７を有し、そ
   して第２の枝管２５に吹入れ管系１１から貯蔵容
   器２０への呼吸用ガスの流れを阻止する逆止弁２
   ８が設けられていること 噴射器３２、先細部分３０及び末広部分を有す
   るベンチユリ装置が吹入れ管系１１に挿入され、
   呼吸用圧縮ガス発生機９が噴射器３２に連結され
   ていること、 連結回路２１の第２の枝管２５が先細部分３０
   に連結されていること、 末広部分３３が、制御弁を介して、一方におい
   て前記連結回路の第１の枝導管２６に、他方にお
   いて吹入れ弁の上流で吹入れ管系１１に連結され
   ていること、 前記制御弁が、吹入れ段階に末広部分３３を吹
   入れ管系１１に連結すること、また吹入れ段階中
   の少なくとも吹入れ管系内の圧力が最大になる時
   期及び吐出し段階に末広部分３３を前記第１の枝
   導管２６に連結して呼吸用ガスを貯蔵容器２０ａ
   に導入すること、 を特徴とする呼吸装置。 ３ 制御装置１７が、各呼吸循環中、吐出し弁１
   ６の開口に先だつて吹入れ弁１５を閉じることを
   特徴とする、請求項１又は２に記載の呼吸装置。 ４ 吐出し管系１２が逆止弁１８を有することを
   特徴とする、請求項１、２又は３に記載の呼吸装
   置。 ５ 貯蔵容器２０が、圧縮できるベロー２２と該
   ベローに連続的に圧縮力を加えるばね２３とを備
   ている、請求項１、２、３又は４項に記載の呼吸
   装置。 ６ 貯蔵容器２０が弾性材料製袋からなつてい
   る、請求項１、２、３又は４項に記載の呼吸装
   置。 ７ 貯蔵容器２０が剛性容器からなつている、請
   求項１、２、３又は４項に記載の呼吸装置。 ８ 吹入れ管に連結した噴霧装置８２と、吹入れ
   弁の開放と同時に呼吸用圧縮ガス発生機からの呼
   吸用ガスを噴霧装置へ送入する導管とを有する、
   請求項１−７項のうちのいずれかに記載の呼吸装
   置。 ９ その一側が酸素源にその他側が弁を介してベ
   ンチユリ装置３１の先細部分３０又は末広部分３
   ３に連結された第２の吹入れ管系を有する、請求
   項１−８項のうちのいずれかに記載の呼吸装置。