JPH033491B2 - - Google Patents

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JPH033491B2
JPH033491B2 JP61198093A JP19809386A JPH033491B2 JP H033491 B2 JPH033491 B2 JP H033491B2 JP 61198093 A JP61198093 A JP 61198093A JP 19809386 A JP19809386 A JP 19809386A JP H033491 B2 JPH033491 B2 JP H033491B2
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JP
Japan
Prior art keywords
valve
dome
pressure
air
exhaust
Prior art date
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Expired - Lifetime
Application number
JP61198093A
Other languages
Japanese (ja)
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JPS6354167A (en
Inventor
Yoshihiko Shimizu
Koji Chihara
Shigetaka Kawarasaki
Kazuhiko Yagata
Yasuo Noguchi
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Sumitomo Bakelite Co Ltd
Original Assignee
Sumitomo Bakelite Co Ltd
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Publication date
Application filed by Sumitomo Bakelite Co Ltd filed Critical Sumitomo Bakelite Co Ltd
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Publication of JPH033491B2 publication Critical patent/JPH033491B2/ja
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Description

【発明の詳細な説明】[Detailed description of the invention]

〔産業上の利用分野〕 本発明は、種々の呼吸不全患者に対して用いら
れる、呼吸の補助を行う装置に関するものであ
る。 〔従来技術〕 肺線維症、肺気腫、肺結核後遺症等の慢性呼吸
不全症や、神経筋疾患等の患者の呼吸補助には、
生理的な陰圧呼吸を補助する陰圧式人工呼吸器が
有用である。 ドーム内に呼吸不全患者を入れ、ドーム内を陰
圧にし胸廓を開くことによつて、肺を膨らませ、
呼吸を補助する胸復外陰圧式人工呼吸器は、いわ
ゆる鉄の肺として、既に1927年にDrinkerにより
製作されている。しかし、装置が大型でその材質
が鉄であることから重量もあり、移動ができず、
しかも、効率が低いという理由から、1950年代に
入つて、気管内にチユーブを挿入し酸素を送入す
る陽圧式人工呼吸器が普及するにつれて、鉄の肺
はほとんど使用されなくなつていた。 ところが、近年特に、慢性の呼吸不全患者にお
いて、陽圧式人工呼吸器の欠点がクローズアツプ
されてきた。即ち、これらの患者は意識がはつき
りしているために、陽圧式人工呼吸器で用いられ
る気管内挿管を苦痛とし、しかも、食物の摂取や
会話等を行うことができないことである。また、
陽圧による肺損傷や経気道感染等を起こしやすい
点も欠点の1つとしてあげられる。さらに、患者
が人工呼吸器に頼り切つて、回復後も人工呼吸器
から離れることができないか、あるいは非常に長
い時間をかけて徐々に呼吸補助回数を減らしてい
かなければならない問題もあつた。 そこで、1980年代に入つて、陰圧式人工呼吸器
が再び見直され始め、ドームも軽い材質で体に装
着して使用できる胸復外陰圧式人工呼吸器が開発
された。(例えば、RESPIRATORY CARE、27
(3)、217〜275頁(1982);臨床胸部外科、4(2)、
153〜157頁(1984);呼吸と循環、34(4)、407〜
411頁(1986)しかし、これらはいずれも装置が
一定の呼吸タイミングをとりながら機械的に呼吸
補助を行うものであるため、患者がしたいと思う
呼吸のタイミングと合わず、いわゆるフアイテイ
ング(Fighting)状態となり、患者に不快感を与
えていた。さらに、設定された装置の呼吸リズム
に患者の方が努力して合わせようとするため、患
者の肉体的、精神的な負担は多大なものであるこ
とから、患者の呼吸を検出し、患者の呼吸リズム
に合わせて呼吸の補助を行なう人工呼吸器の出現
が待望されるている。 尚、筋ジストロフイーのような神経筋疾患患者
等、その呼吸が微弱なために呼気、吸気のタイミ
ングを検出することが難しい患者や、無呼吸状態
に陥つた患者に対しては、予め装置に設定された
呼吸リズムによつて機械的な呼吸補助を行なわざ
るを得ないし、また、患者の健康状態の急変によ
つて自発呼吸が減弱し、あるいは無呼吸状態に陥
るという異常事態を生じた場合には、速やかに装
置に設定された呼吸リズムによる呼吸補助に切換
えることが必要になる。従つて、従来の装置に設
定された呼吸リズムによる呼吸補助の必要性が否
定されるものでないことは勿論である。 〔発明の目的〕 本発明は、従来患者の呼吸タイミングに同調で
きなかつた胸復外陰圧式人工呼吸器において、患
者の呼吸を検出し、その意志に合つた生理的な呼
吸の補助を行うことができ、あるいは、陰圧また
は陽圧がすばやくかかり、呼気吸気のタイミング
を検出することが難しい患者に対しては、タイマ
ーによつて定時的に駆動することのできる陰圧式
人工呼吸器を提供することを目的としたものであ
る。 〔発明の構成〕 即ち本発明は、硬質材料から成り、頂上部にエ
アーダクトに接続するための開口を有し、周縁部
に弾性体材料から成るフイツト部を装着したドー
ムと、エアーダクトに接続されドーム内を給排気
するためのブロアー、該ドームとブロアーを結ぶ
給排気用のエアーダクト、排気側配管系に設けら
れた陰圧レギユレーター、給気側配管系に設けら
れた陽圧レギユレーター、ドーム内の圧力を検出
する圧力センサー、給排気を操作するための排気
弁および給気弁、大気に開放して陰圧もしくは陽
圧を解除するための解除弁、排気弁または給気弁
が閉じた時に空気をバイパスさせるバイパス弁、
および排気弁、給気弁、解除弁およびバイパス弁
の開閉をコントロールするための弁切替え装置か
ら構成されていることを特徴とする人工呼吸器で
あり、その駆動のタイミングは、タイマーによる
定時的駆動と、呼吸センサーによる同期的駆動と
が行なえるものである。 本発明で用いられるドームは、第1図にドーム
1として示したような外観形状を有し、患者の胸
部に鎧のように装着し、その内部を陰圧にするこ
とによつて患者の胸を膨らませるものであるか
ら、少くとも前胸部を覆う大きさ、形状であるこ
とを必要とし、さらに、腹部と側胸腹部まで覆う
ものであればより好ましい。その材質としては、
使用時に陰圧や陽圧が加つても変形しない硬質の
材料であれば、特に限定されないが、アルミニウ
ム合金等の軽金属や、硬質塩化ビニル樹脂、メタ
クリル樹脂、ポリカーボネート樹脂、ポリアミド
樹脂等の熱可塑性プラスチツク、フエノール樹
脂、エポキシ樹脂、不飽和ポリエステル樹脂等の
熱硬化性プラスチツクの積層成形体や強化プラス
チツク(FRP)、あるいは、炭素繊維強化プラス
チツク(CFRP)等の強度が高く、比較的軽い材
質であることが望ましい。 また、ドーム1の周縁部には、患者の体表に密
着し、空気の漏れを防止するため、弾性体材料2
が装着されている。弾性体材料としては、天然ゴ
ム、合成ゴム、の他、スチレン系、オレフイン
系、エステル系、ウレタン系、ポリブタジエン系
等各種熱可塑性エラストマーを用いたチユーブを
用いるのが良く、チユーブの中には空気の他、流
動パラフイン、エチレングリコール等の高粘性流
体や、ウレタンスポンジ等の発泡体材料が充填さ
れていても良い。 本発明のドーム1内を陰圧また陽圧にし、人工
呼吸を行なうには、頂上部の開口にダクト3を接
続して、ドーム内の空気をブロアー4で吸引排出
し、もしくは送入給気する。本発明に使用される
ブロアー4は特に制約を加えないが、ドーム1内
をすみやかに陰圧とするためには0.2〜2.0m3
min程度の排気量が必要である。 胸郭を陰圧で引き上げて呼吸を補助するために
は、ドーム1の内圧を−10〜−50mmHg、好まし
くは−10〜−20mmHgの陰圧まで下げる必要があ
る。過度の陰圧が加わると患者に不快感を与える
ことになるため、排気側配管系11に陰圧レギユ
レーター13を配設し、ドーム内圧を圧力センサ
ーによつて測定しながら陰圧レギユレーター13
を調節し、ドーム内圧を上記の範囲の陰圧に維持
する。 さらに本発明は、患者の吸気時にドーム内を陰
圧として胸を膨らませるだけでなく、必要であれ
ば、呼気時に大気圧よりもやや高い圧力として逆
に胸を押してやることもできる。この場合にも、
陽圧をかけるタイミング、時間、強さ等を調節す
る必要があり、過度の陽圧を避けるため給気側配
管系15に陽圧レギユレーター17を設置して、
ドーム1内の圧力を調節する。 陰陽圧をすみやかにかける手段として、ブロア
ー4は常時回転させておき、排気弁12、バイパ
ス弁14,16、給気弁18、解除弁19をすみ
やかに開閉させる。例えば、ドーム1内を陰圧に
する場合にはドーム1内の空気を排気する必要が
あり、ダクト3がブロアー4の吸引側に通じるよ
うに、排気弁12を開けて、給気弁18を閉じ
る。逆に陽圧にする場合は、排気弁12が閉、給
気弁18が開となれば良い。解除弁19はドーム
内の陰陽圧をすばやく大気圧にもどすためのもの
であるから、陰陽圧をかける場合には閉じる。 ブロアー4は、起動時にはその能力を十分に発
揮させることができないので、起動、停止はでき
るだけ行わないのが望ましい。従つて、ドーム1
内を大気圧に開放する時には、ブロアー4は必要
がないわけであるが、停止させずにバイパス弁1
4及び16を開けて、空気を別のところより流す
方法をとる。このバイパス方法は、陰圧時の排気
や陽圧時の給気にも行われる。 以上述べたように、ドーム内圧は、患者の吸気
開始とともにすみやかに所定の陰圧となり、吸気
中その陰圧を維持した後、呼気開始と同時に大気
圧に開放される。陽圧をかけることが必要な場合
には、呼気開始から一定時間後に所定の陽圧に達
し、呼気中の一定時間その陽圧を維持した後、大
気圧に解放して陽圧を解除し、次の吸気開始によ
つて1サイクルを終了する。これらのドーム内圧
の変化は、圧力センサーによつて経時的に計測さ
れ、アナログまたはデジタル表示を行うととも
に、アナログ出力する。従つて、アナログ出力端
子にレコーダーを接続することによつてドーム内
圧の変化パターンを見ることも可能で、呼吸パタ
ーンの選定および確認を行うことができる。 以下、図面によつて本発明の人工呼吸器を詳細
に説明する。第1図は、本発明の一実施例となる
人工呼吸器のドームへ給排気するための配管系を
示す図で、第2図は、ドーム内圧の変化を示した
図である。 先ず、吸気開始21とともにドーム内圧は陰圧
となる。この時、排気弁12は開、バイパス弁1
4は閉、バイパス弁16は開、給気弁18は閉、
解除弁19は閉の状態となる。ドーム内圧が陰圧
レギユレーター13によつて設定された所定の値
に達すると、陰圧レギユレーター13のバイパス
回路が開いて、それ以上の陰圧とはならず一定の
陰圧に保たれる。次いで、吸気終了22と同時
に、陰圧は一時大気圧に開放される。この時、排
気弁12は閉、バイパス弁14は開、バイパス弁
16は開、給気弁18は閉、解除弁19は開の状
態となる。ここで肺気腫の患者等必要に応じて、
ブロアー4の吐出圧を利用して、給気側配管系1
5を通じてドーム内に空気を送り込んで陽圧をか
け、患者の胸を押してやる陽圧補助を行なう。こ
の時、排気弁12は閉、バイパス弁14は開、バ
イパス弁16は閉、給気弁18は開、解除弁19
は閉である。陽圧補助開始23のタイミング、お
よび23から陽圧解除24までの時間は、呼気開
始から一定の時間になるように予めタイマーに設
定しておくのがよい。また、陽圧補助におけるド
ーム内圧の最大値は、陽圧レギユレーター17に
設定された所定の圧力を越えないように、空気を
リリーフさせることによつて調節する。陽圧を解
除するためには、吸気終了22における陰圧の解
除の時と同様に、排気弁12は閉、バイパス弁1
4は開、バイパス弁16は開、給気弁18は閉、
解除弁19は開となる。 以上の各段階における弁の開閉状態を表にまと
めると第1表のとうりである。
[Industrial Field of Application] The present invention relates to a device for assisting breathing, which is used for various patients suffering from respiratory failure. [Prior art] For respiratory support for patients with chronic respiratory insufficiency such as pulmonary fibrosis, emphysema, sequelae of pulmonary tuberculosis, and neuromuscular diseases,
Negative pressure ventilators that support physiological negative pressure breathing are useful. A patient with respiratory failure is placed inside the dome, and the lungs are inflated by applying negative pressure inside the dome and opening the chest area.
A negative-pressure ventilator with external chest pressure to assist breathing, known as the iron lung, was already produced by Drinker in 1927. However, since the device is large and made of iron, it is heavy and cannot be moved.
Moreover, due to its low efficiency, iron lungs were rarely used in the 1950s as positive pressure ventilators, which pump oxygen through a tube inserted into the trachea, became popular. However, in recent years, the drawbacks of positive pressure ventilators have been highlighted, particularly in patients with chronic respiratory failure. That is, because these patients are fully conscious, endotracheal intubation, which is used with positive pressure ventilators, is painful, and they are unable to take food or speak. Also,
Another drawback is that positive pressure can easily cause lung damage and respiratory tract infections. Furthermore, there were problems in which patients became so dependent on the ventilator that they could not be removed from the ventilator even after recovery, or the number of respiratory support had to be gradually reduced over a very long period of time. Therefore, in the 1980s, negative pressure respirators began to be reconsidered, and an external negative pressure respirator with a dome made of lightweight material was developed that could be worn on the body. (e.g. RESPIRATORY CARE, 27
(3), pp. 217-275 (1982); Clinical Thoracic Surgery, 4(2),
pp. 153-157 (1984); Respiration and Circulation, 34(4), 407-
Page 411 (1986) However, in both of these devices, mechanical breathing assistance is performed while the device maintains a certain breathing timing, which does not match the patient's desired breathing timing, resulting in so-called fighting. This caused discomfort to the patient. Furthermore, the patient has to make an effort to match the breathing rhythm of the device that has been set, which places a great physical and mental burden on the patient. The emergence of a ventilator that assists breathing in accordance with the breathing rhythm is eagerly awaited. In addition, for patients with neuromuscular diseases such as muscular dystrophy, whose breathing is weak and it is difficult to detect the timing of exhalation and inspiration, or for patients who have fallen into an apnea state, the device may be set in advance. In addition, mechanical respiratory support must be provided depending on the patient's breathing rhythm, and in the event of an abnormal situation in which spontaneous breathing is weakened or apnea occurs due to a sudden change in the patient's health condition, In this case, it is necessary to immediately switch to respiratory support using the breathing rhythm set in the device. Therefore, it goes without saying that the need for respiratory assistance based on the respiratory rhythm set in conventional devices is not denied. [Purpose of the Invention] The present invention detects the patient's breathing and provides physiological breathing support according to the patient's will in a negative pressure ventilator that conventionally cannot synchronize with the patient's breathing timing. For patients who are unable to do so, or where negative or positive pressure is applied quickly and it is difficult to detect the timing of expiration and inspiration, provide a negative pressure ventilator that can be driven at regular intervals by a timer. The purpose is to [Structure of the Invention] That is, the present invention comprises a dome made of a hard material, having an opening at the top for connecting to an air duct, and a fitting part made of an elastic material attached to the peripheral edge, and a dome for connecting to the air duct. A blower for supplying and exhausting the inside of the dome, an air duct for supplying and exhausting connecting the dome and the blower, a negative pressure regulator installed in the exhaust side piping system, a positive pressure regulator installed in the air supply side piping system, and the dome. Pressure sensor to detect internal pressure, exhaust valve and air supply valve to operate supply and exhaust, release valve to release negative or positive pressure by opening to the atmosphere, exhaust valve or air supply valve closed bypass valve, which sometimes bypasses air;
and a valve switching device for controlling the opening and closing of an exhaust valve, an air supply valve, a release valve, and a bypass valve, the timing of which is controlled by a timer. This allows for synchronous driving using a respiratory sensor. The dome used in the present invention has an external shape as shown as dome 1 in FIG. Since it inflates the body, it needs to be of a size and shape that at least covers the anterior thorax, and it is more preferable if it covers the abdomen and lateral chest and abdomen. The material is
There are no particular limitations on hard materials that do not deform even when negative or positive pressure is applied during use, but light metals such as aluminum alloys, thermoplastics such as hard vinyl chloride resin, methacrylic resin, polycarbonate resin, polyamide resin, etc. , phenolic resins, epoxy resins, unsaturated polyester resins, etc., thermosetting plastic laminates, reinforced plastics (FRP), or carbon fiber reinforced plastics (CFRP), which have high strength and are relatively light. is desirable. In addition, an elastic material 2 is provided around the periphery of the dome 1 to ensure close contact with the patient's body surface and prevent air leakage.
is installed. As the elastic material, it is best to use tubes made of natural rubber, synthetic rubber, or various thermoplastic elastomers such as styrene, olefin, ester, urethane, and polybutadiene. In addition, it may be filled with a highly viscous fluid such as liquid paraffin or ethylene glycol, or a foam material such as urethane sponge. In order to create negative or positive pressure inside the dome 1 of the present invention and perform artificial respiration, connect the duct 3 to the opening at the top and suck and discharge the air inside the dome with the blower 4, or use the supplied air. do. Although there are no particular restrictions on the blower 4 used in the present invention, in order to quickly create a negative pressure inside the dome 1, the blower 4 must be 0.2 to 2.0 m 3 /
A displacement of about min is required. In order to assist breathing by pulling up the thorax with negative pressure, it is necessary to lower the internal pressure of the dome 1 to a negative pressure of -10 to -50 mmHg, preferably -10 to -20 mmHg. If excessive negative pressure is applied, it will cause discomfort to the patient, so a negative pressure regulator 13 is installed in the exhaust side piping system 11, and the pressure inside the dome is measured by a pressure sensor.
to maintain the dome internal pressure within the negative pressure range above. Furthermore, the present invention not only inflates the chest by applying a negative pressure inside the dome when the patient inhales, but also, if necessary, can conversely push the chest by applying a pressure slightly higher than atmospheric pressure during expiration. Also in this case,
It is necessary to adjust the timing, time, strength, etc. of applying positive pressure, and in order to avoid excessive positive pressure, a positive pressure regulator 17 is installed in the air supply side piping system 15.
Adjust the pressure inside the dome 1. As a means for quickly applying negative and positive pressure, the blower 4 is kept rotating at all times, and the exhaust valve 12, bypass valves 14 and 16, air supply valve 18, and release valve 19 are opened and closed promptly. For example, when creating a negative pressure inside the dome 1, it is necessary to exhaust the air inside the dome 1, so the exhaust valve 12 is opened and the air supply valve 18 is closed so that the duct 3 communicates with the suction side of the blower 4. close. On the other hand, if the pressure is to be positive, the exhaust valve 12 may be closed and the air supply valve 18 may be opened. The release valve 19 is for quickly returning the yin-yang pressure in the dome to atmospheric pressure, so it is closed when the yin-yang pressure is applied. Since the blower 4 cannot fully demonstrate its ability when started, it is desirable to avoid starting and stopping the blower 4 as much as possible. Therefore, dome 1
When opening the interior to atmospheric pressure, the blower 4 is not necessary, but the bypass valve 1 is closed without stopping.
4 and 16 to allow air to flow from another location. This bypass method is also used for exhaust air during negative pressure and supply air during positive pressure. As described above, the dome internal pressure becomes a predetermined negative pressure as soon as the patient begins to inhale, maintains this negative pressure during inhalation, and then is released to atmospheric pressure at the same time as exhalation begins. When it is necessary to apply positive pressure, a predetermined positive pressure is reached after a certain period of time from the start of exhalation, and after maintaining that positive pressure for a certain period of time during exhalation, the positive pressure is released by releasing it to atmospheric pressure. One cycle ends with the start of the next inspiration. These changes in the dome internal pressure are measured over time by a pressure sensor, and are displayed in analog or digital form and outputted in analog form. Therefore, by connecting a recorder to the analog output terminal, it is also possible to view the change pattern of the dome internal pressure, and it is possible to select and confirm the breathing pattern. Hereinafter, the respirator of the present invention will be explained in detail with reference to the drawings. FIG. 1 is a diagram showing a piping system for supplying and exhausting air to and from a dome of a respirator according to an embodiment of the present invention, and FIG. 2 is a diagram showing changes in the internal pressure of the dome. First, at the start of inhalation 21, the dome internal pressure becomes negative pressure. At this time, the exhaust valve 12 is open and the bypass valve 1
4 is closed, bypass valve 16 is open, air supply valve 18 is closed,
The release valve 19 is in a closed state. When the dome internal pressure reaches a predetermined value set by the negative pressure regulator 13, the bypass circuit of the negative pressure regulator 13 is opened, and the negative pressure does not become any higher and is maintained at a constant negative pressure. Then, at the same time as the end of inspiration 22, the negative pressure is temporarily released to atmospheric pressure. At this time, the exhaust valve 12 is closed, the bypass valve 14 is open, the bypass valve 16 is open, the air supply valve 18 is closed, and the release valve 19 is open. If necessary, such as patients with emphysema,
Using the discharge pressure of the blower 4, the air supply side piping system 1
5, air is sent into the dome to apply positive pressure, and the patient's chest is pushed to provide positive pressure support. At this time, the exhaust valve 12 is closed, the bypass valve 14 is open, the bypass valve 16 is closed, the air supply valve 18 is open, and the release valve 19 is closed.
is closed. The timing of positive pressure assistance start 23 and the time from 23 to positive pressure release 24 are preferably set in advance on a timer so that they are constant times from the start of exhalation. Further, the maximum value of the dome internal pressure during positive pressure assistance is adjusted by relieving air so that it does not exceed a predetermined pressure set in the positive pressure regulator 17. In order to release the positive pressure, the exhaust valve 12 is closed and the bypass valve 1 is closed, as in the case of releasing the negative pressure at the end of intake 22.
4 is open, bypass valve 16 is open, air supply valve 18 is closed,
The release valve 19 is opened. Table 1 summarizes the opening and closing states of the valves in each of the above stages.

〔発明の効果〕〔Effect of the invention〕

本発明の人工呼吸器は、種々の呼吸不全患者の
呼吸タイミングに同調して、患者の意志に合つた
生理的な呼吸補助を行うことができるので、従来
のように機械に合わせて呼吸をするという努力や
苦痛をとり除くことができ、特に、長時間の使用
に最も適し、急性呼吸不全患者においては呼吸機
能の早期回復にも役立つものである。また、呼吸
同調優先の呼気、吸気時間設定システムを併用す
ることにより、無呼吸状態に陥つた場合や、呼吸
センサーの異常が生じた場合には、予め設定され
た調節呼吸をくり返しすことができるので、万一
の場合にも換気が保たれて危険を回避することが
できる。従つて本発明は、安全性に優れ、長期間
快適に使用できる人工呼吸装置であつて、医療産
業上大いに有用なものである。 〔実施例〕 石膏で型取りをして、患者の側胸腹部までを覆
うことのできる人工胸腔となるドームをFRPで
製作し、その周縁部にはゴム製のチユーブを装着
し、チユーブを空気で膨らませた。 ドームの頂上部に設けたダクトを、第1図に示
したような配管系を有する装置に接続し、ドーム
を被験者(健常人)の胸部に装着して、1.4m3
minの排気量を有するブロアーを用いてドーム内
の空気を排出したところ、大気圧から約0.7秒後
に−15〜−20mmHgの陰圧に達し、このとき、ド
ーム周縁部からの空気漏れは殆ど認められなかつ
た。 次に、サーミスタを用いた温度センサーを被験
者の鼻孔内に挿入して温度変化、即ち呼吸を検知
し、その信号を微分波形に変換し、第4図に示し
たようにして吸気・呼気トリガーをかけたとこ
ろ、温度センサーからの信号で自動制御される弁
切替え装置(図示していない)によつて、被験者
の呼吸に同調させて、ドーム内に吸気時陰圧、呼
気時平圧〜陽圧を自在に発生させることができ
た。 また、予め弁切替え装置部に、吸気時間を1.7
秒、呼気時間を3秒として吸気・呼気時間情報を
セツトした後、被験者が一時的に呼吸を止めた
り、温度センサーを取りはずしたりしたところ、
いずれの場合にも、速やかに吸気1.7秒、呼気3
秒の調節呼吸に切替わつた。 以上のようにして、本発明の人工呼吸器を健常
人の被験者に装着し、口腔内圧、ドーム内圧、口
側の吸気呼気流速、口側換気量、経肺圧等を測定
した結果、本発明の人工呼吸器を用いることによ
り、吸気、呼気流速および一回換気量の増加が認
められ、肺気腫、肺結核後遺症等の換気不全によ
る低O2、高CO2血症の改善に有効であることが示
唆された。
The ventilator of the present invention can synchronize with the breathing timing of various patients with respiratory failure and provide physiological breathing support that suits the patient's will, so instead of breathing in synchronization with the machine as in the past It is particularly suitable for long-term use, and is useful for early recovery of respiratory function in patients with acute respiratory failure. In addition, by using an exhalation and inhalation time setting system that prioritizes breathing synchronization, it is possible to repeat preset controlled breathing in the event of apnea or an abnormality in the breathing sensor. Therefore, even in the event of an emergency, ventilation can be maintained and danger can be avoided. Therefore, the present invention is an artificial respiration device that is highly safe and can be used comfortably for a long period of time, and is very useful in the medical industry. [Example] A dome is made from FRP that will become an artificial thoracic cavity by making a plaster cast and can cover the patient's lateral chest and abdomen.A rubber tube is attached to the periphery of the dome, and the tube is inflated with air. Inflated with. The duct installed at the top of the dome was connected to a device having a piping system as shown in Figure 1, and the dome was attached to the chest of a test subject (healthy person), and a height of 1.4 m 3 /
When the air inside the dome was discharged using a blower with a displacement of 50 min, the negative pressure reached -15 to -20 mmHg after about 0.7 seconds from atmospheric pressure, and at this time, almost no air leakage was observed from the periphery of the dome. I couldn't help it. Next, a temperature sensor using a thermistor is inserted into the subject's nostrils to detect temperature changes, that is, breathing, and the signal is converted into a differential waveform, and the inhalation/expiration trigger is triggered as shown in Figure 4. A valve switching device (not shown) that is automatically controlled by a signal from a temperature sensor adjusts the dome to negative pressure during inspiration and between normal and positive pressure during expiration in synchronization with the subject's breathing. could be generated freely. In addition, the intake time is set to 1.7 in advance in the valve switching device.
After setting the inhalation/expiration time information as 3 seconds and expiration time as 3 seconds, the subject temporarily stopped breathing or removed the temperature sensor.
In either case, immediately inhale for 1.7 seconds and exhale for 3 seconds.
I switched to controlled breathing for seconds. As described above, the respirator of the present invention was attached to a healthy subject, and as a result of measuring intraoral pressure, dome internal pressure, mouth-side inspiratory expiratory flow rate, mouth-side ventilation volume, transpulmonary pressure, etc., the present invention Using a ventilator has been shown to increase inspiratory and expiratory flow rates and tidal volume, and is effective in improving low O 2 and hyperCO 2emia caused by ventilation failure such as pulmonary emphysema and sequelae of pulmonary tuberculosis. It was suggested.

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

第1図は本発明の一実施例となる人工呼吸器の
ドームへ給排気するための配管系を示す図、第2
図は呼吸に対応したドーム内圧の変化を示した
図、第3図は鼻孔に設置したサーミスタ温度セン
サーによる呼吸波形、第4図は第3図の呼吸波形
を微分波形に変換した波形、およびそれに一定の
電圧レベルでトリガーをかけスイツチング信号を
表示させた図である。
Figure 1 is a diagram showing a piping system for supplying and exhausting air to the dome of a respirator that is an embodiment of the present invention;
The figure shows the change in dome internal pressure corresponding to breathing, Figure 3 is a respiratory waveform obtained by the thermistor temperature sensor installed in the nostril, and Figure 4 is a waveform obtained by converting the respiratory waveform in Figure 3 into a differential waveform, and FIG. 4 is a diagram showing a switching signal displayed by applying a trigger at a constant voltage level.

Claims (1)

【特許請求の範囲】 1 硬質材料から成り、頂上部にエアーダクトに
接続するための開口を有し、周縁部に弾性体材料
から成るフイツト部を装着したドームと、エアー
ダクトに接続され、ドーム内を給排気するための
ブロアー、該ドームとブロアーを結ぶ給排気用の
エアーダクト、排気側配管系に設けられた陰圧レ
ギユレーター、給気側配管系に設けられた陽圧レ
ギユレーター、ドーム内の圧力を検出する圧力セ
ンサー、給排気を操作するための排気弁及び給気
弁、大気に開放して陰圧もしくは陽圧を解除する
ための解除弁、排気弁または給気弁が閉じた時に
空気をバイパスさせるバイパス弁、および排気
弁、給気弁、解除弁およびバイパス弁の開閉をコ
ントロールするための弁切替え装置から構成され
ていることを特徴とする人工呼吸器。 2 弁切替え装置が、予めタイマーに設定された
呼気時間および吸気時間の信号によつて、定時的
に駆動されることを特徴とする、特許請求の範囲
第1項記載の人工呼吸器。 3 切替え装置が、呼吸センサーから送信された
呼気および吸気の信号によつて、呼吸同調的に駆
動されることを特徴とする、特許請求の範囲第1
項記載の人工呼吸器。
[Scope of Claims] 1. A dome made of a hard material, having an opening at the top for connection to an air duct, and having a fit section made of an elastic material attached to the periphery; A blower for supplying and exhausting the inside of the dome, an air duct for supplying and exhausting connecting the dome and the blower, a negative pressure regulator installed in the exhaust piping system, a positive pressure regulator installed in the air supply piping system, and a A pressure sensor that detects pressure, an exhaust valve and an air supply valve to operate supply and exhaust, a release valve that releases negative or positive pressure by opening to the atmosphere, and a release valve that releases air when the exhaust valve or air supply valve closes. A ventilator comprising a bypass valve that bypasses the air, and a valve switching device that controls opening and closing of the exhaust valve, air supply valve, release valve, and bypass valve. 2. The ventilator according to claim 1, wherein the valve switching device is periodically driven by signals of exhalation time and inhalation time set in advance in a timer. 3. Claim 1, characterized in that the switching device is driven in a respiratory synchronized manner by exhalation and inspiration signals transmitted from a respiratory sensor.
Respirator as described in section.
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