JPH04200478A - Exhalation valve apparatus for artificial respirator - Google Patents
Exhalation valve apparatus for artificial respiratorInfo
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Abstract
Description
【発明の詳細な説明】 (産業上の利用分野) 本発明は人工呼吸器におりる呼気弁装置に関する。[Detailed description of the invention] (Industrial application field) The present invention relates to an exhalation valve device for a ventilator.
(従来技術j5よびその問題点)
人工呼吸器においては、患者の肺に接続される共通回路
に対して、吸気回路および呼気回路が接続される。この
吸気回路からは、湿度調整および酸素濃度の調整がなさ
れた空気が共通回路すなわち患者の肺に供給される一方
、患者の肺によってガス変換された後の空気は、共通回
路から吐気回路を通して外部へ排出される。そして、吸
気回路には吸気弁が設けられる一方、呼気回路には呼気
弁が設けられる。(Prior Art J5 and its Problems) In a ventilator, an inhalation circuit and an exhalation circuit are connected to a common circuit connected to a patient's lungs. From this inspiratory circuit, air with adjusted humidity and oxygen concentration is supplied to the common circuit, that is, the patient's lungs, while the air, after being converted into gas by the patient's lungs, is transferred from the common circuit to the exhalation circuit to the outside. is discharged to. The inhalation circuit is provided with an inhalation valve, while the exhalation circuit is provided with an exhalation valve.
1゛、記呼気弁は、呼気圧力や呼気流量の制御用として
用いられるが、従来もっとも多(用いられているものは
、いt)ゆる風船式と呼ばれるものである。すなわち、
呼気弁の弁体そのものが風船により形成されて、この風
船の膨張度合を変更することにより、呼気回路の開度を
調整するものとされている。1. The exhalation valve is used to control exhalation pressure and exhalation flow rate, and the most commonly used exhalation valve is of the so-called balloon type. That is,
The valve body of the exhalation valve itself is formed of a balloon, and the degree of opening of the exhalation circuit is adjusted by changing the degree of expansion of the balloon.
しかしながら、このような風船式の吐気弁にあっては、
その応答性や精度が悪く、この点において何等かの対策
が望まれている。例えば、人]−呼吸器におけるPEE
P装置において、PEEP圧を所定の圧力に維持すべく
呼気弁を応答よくかつ精度良く制御することが望まれて
いるが、このような要請を満足することができなかった
。However, with such a balloon-type exhalation valve,
The responsiveness and accuracy are poor, and some kind of countermeasure is desired in this respect. For example, humans] - PEE in the respiratory tract
In the P device, it is desired to control the exhalation valve with good response and accuracy in order to maintain the PEEP pressure at a predetermined pressure, but it has not been possible to satisfy such demands.
一方、呼気弁の他の形式のものとして、いわゆる噴射式
のものがある。これは、呼気回路中に逆流方向に空気を
噴射させて、その噴射圧力や噴射量を調整することによ
り、実質的に呼気回路の開度調整と同じよなことを行な
おうとするものである。しかしながら、この噴射式のも
のでも、その応答性や精度の面でいま一つ満足のいかな
いものである。これに加えて、噴射される空気として、
吸気ガスを同じように調整されたイ〕のを多量に消費す
ることになり、このため利用される頻度が極めて少ない
というのが実状である。On the other hand, as another type of exhalation valve, there is a so-called injection type. This is essentially the same thing as adjusting the opening of the exhalation circuit by injecting air into the exhalation circuit in the reverse flow direction and adjusting the injection pressure and amount. . However, even this injection type is still unsatisfactory in terms of its responsiveness and accuracy. In addition to this, as the air that is injected,
This consumes a large amount of intake gas that has been adjusted in the same way, so the reality is that it is used extremely infrequently.
上述のような問題点を解決すべく、弁体によ−。In order to solve the above-mentioned problems, a valve body is used.
て吐気回路の開度調整を行なうバε式の呼気弁どじで、
弁体を往復動型の電磁アクヂ」エータによって直接駆動
する形式のものを本出願人は既に提案している(特開昭
60−292965吋公報参!]r1)。The exhalation valve door is a bar type exhalation valve that adjusts the opening of the exhalation circuit.
The present applicant has already proposed a type in which the valve body is directly driven by a reciprocating electromagnetic actuator (see Japanese Patent Laid-Open Publication No. 60-292965!] r1).
本発明は、弁体な往復動型の電M主アクヂュエータによ
り直接駆動するものを前提と(−7で、応答・l’tお
よび精度の点を十分満足させつつ、全体としてコンバク
化し図れるようにした大王呼吸器に1)ける吐気弁装置
を稈供することを目的とする。The present invention is based on the premise that the actuator is directly driven by a reciprocating electric M main actuator with a valve body (-7), so that it can be made compact as a whole while satisfying the response, l't, and accuracy points. The purpose is to provide an exhalation valve device for the Daio respiratory system.
(発明の構成、作用、効果)
Mi+述の[−1的を達成するため、本発明にあっては
枯木的に次のような構成と1,2である。すなわち、ケ
ーシングと、
前記ゲージングに保持された扱ばねと501)訂!板ば
ねの一面側に対向−4るように前記ケーシングに設けら
れた弁座部材と、
前記板ばねの一面側において該板ばねに取付けられ、該
板ばねの板厚方向の変位に応じて前記弁座部材に対して
接近、離間される弁体と、前記板ばねの他面側において
該扱ばねとり゛−シングとの間に構成され、電磁力によ
って該扱ばねをその板厚方向に駆動するための電磁駆動
手段と、
を備えた構成としである。(Structure, operation, and effect of the invention) In order to achieve the [-1 objective described in Mi+, the present invention has the following structure and 1 and 2 in terms of a dead tree. That is, the casing, the handling spring held in the gauging, and the 501) revision! a valve seat member provided on the casing so as to face one surface side of the leaf spring; It is constructed between a valve body that approaches and moves away from the valve seat member and the handling spring handling on the other side of the leaf spring, and drives the handling spring in the direction of its plate thickness by electromagnetic force. and an electromagnetic drive means for driving.
このような構成とされた吐気弁装置は、電磁駆動手段を
制御すなわち電流(電圧)制御することにより、板ばね
の板厚向の変位量を応答よ(かつ正確に変更することが
できる。そして、この扱ばねの変位量は、弁座部材に対
する弁体の相対位置すなわ呼気回路の開度となるので、
呼気回路の開度が応答よ(かつ正確に所望のものに変更
されることになる。The discharge valve device having such a configuration can respond (and accurately change the amount of displacement of the leaf spring in the thickness direction) by controlling the electromagnetic drive means, that is, controlling the current (voltage). , since the amount of displacement of this handling spring is the relative position of the valve body with respect to the valve seat member, or the opening degree of the exhalation circuit,
The opening of the exhalation circuit will be changed responsively (and precisely as desired).
また、ケーシングに対して、板ばねと弁座部材と弁体と
電磁駆動手段とを効果的に配置して、全体としてコンパ
クトなものとすることができる。Moreover, the leaf spring, the valve seat member, the valve body, and the electromagnetic drive means can be effectively arranged with respect to the casing, thereby making it possible to make the whole casing compact.
とりわけ、叛ばねを挾んで弁体や弁座部+4とは反対側
において根ばねの電磁駆り+4−段を配置するようにし
たので、この電m駆動・1段によって弁座部材を通して
の吐気の排出を妨げてしまうということもない。In particular, since the electromagnetic drive +4-stage of the root spring is arranged on the opposite side of the valve body and valve seat +4, sandwiching the diagonal spring, this electric drive 1-stage reduces the amount of exhaled air passing through the valve seat member. It does not interfere with discharge.
電磁駆動手段としては、コイルと磁石とを利用して、コ
イルに電流を1奇したときに生じる電磁主力に起因する
当該コイルと磁石との反発力によ−)で扱ばねをその板
厚方向に変位さセるものを用いることができる。この場
合、磁石は永久磁石として、その磁力を極力大きく確保
するため当該H1石をケーシングに一体的に設ける一方
、小型、軒甲でずむコイルを板ばね側に一体的に設ける
とよい。“
また、弁体を板ばねに対してビボッ1〜支持させること
により、弁座部材に対して弁体を確実に密着させてその
確実な閉弁作用を得る上で12r;t Lいものとなる
。The electromagnetic driving means uses a coil and a magnet, and the spring is driven in the direction of its plate thickness by the repulsive force between the coil and the magnet, which is caused by the electromagnetic main force generated when a current is applied to the coil. It is possible to use a device that has a displacement of In this case, the magnet is a permanent magnet, and in order to ensure its magnetic force as large as possible, the H1 stone is provided integrally with the casing, while a small coil resting on the eave roof is preferably provided integrally with the leaf spring side. "In addition, by supporting the valve body pivotably against the leaf spring, it is possible to ensure that the valve body is in close contact with the valve seat member and to obtain a reliable valve closing action. Become.
(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。なお、以下の説明では、先ず本発明による呼気弁
装置の一例について説明し、その後本発明による呼気弁
装置の使用例と従来装置との比較例について説明するこ
ととする。(Embodiments) Hereinafter, embodiments of the present invention will be described based on the attached drawings. In the following description, an example of the exhalation valve device according to the present invention will be explained first, and then a comparative example of the use of the exhalation valve device according to the present invention and a conventional device will be explained.
1鍜1ス1
第1図において、C14ケーシングで、このケーシング
Cは、有底筒状のfケーシングC1と、環状の中ケーシ
ングC2と、有蓋筒状の十ケーシングC3とを、ボルト
締めあるいは亙いにねじ結合する等により一体化するこ
とにより構成されている。1 1 1 In Fig. 1, the C14 casing is made up of a bottomed cylindrical f casing C1, an annular middle casing C2, and a covered cylindrical ten casing C3, which are bolted or extended. It is constructed by integrating the parts by screwing them together.
」−紀ケーシングCには、扱ばね31が保持されている
。より具体的には、板ばね31は円板状とされて、その
外周縁部が、防水バラ吉ン:32を介して中ケーシング
C2と十ケーシングC3との間に挟持されている。この
ような板ばね31により、ケーシングC内は、下方の吐
気解放空間Xと、下方の駆動機構収納室Yとに画成され
でいる。そして、呼気解ti々空間Xは、」−ケーシン
グC3の頂壁に開口された解放口:33を介しで、常時
人気にに解放さtしている。''-A handling spring 31 is held in the casing C. More specifically, the leaf spring 31 is disk-shaped, and its outer peripheral edge is sandwiched between the middle casing C2 and the tenth casing C3 via a waterproof spring 32. The interior of the casing C is defined by such a leaf spring 31 into a lower exhalation release space X and a lower drive mechanism storage chamber Y. The exhaled air space X is constantly opened to the public through a release port 33 opened in the top wall of the casing C3.
■二ケーシングC3の頂壁には、筒状の弁座部材:34
が螺合されで、ロックナツト34Aにより回りlトめさ
れている。この弁座部材34は十F方向に伸びて、その
下端開口が前記呼気解放空間X内に開口され、その上端
部が、継手等を利用して呼気回路に接続される。■The top wall of the second casing C3 has a cylindrical valve seat member: 34
are screwed together and turned by a lock nut 34A. This valve seat member 34 extends in the 10F direction, its lower end opening is opened into the exhalation release space X, and its upper end is connected to the exhalation circuit using a joint or the like.
弁座部材34の下端が弁座34aどなるもので、この弁
座34aに対向さゼて、板ばね31には弁体35が取付
けられている。この弁体35は、板ばね31に対してピ
ボット支持されている。すなわち、板ばね31の上面に
球状先端部をイ]するピボット軸受36が同定され、該
ピボット軸受36の球状先端部に、弁封35の下面に形
成された略円錐形の凹所35uが嵌入されている。The lower end of the valve seat member 34 is a valve seat 34a, and a valve body 35 is attached to the leaf spring 31 facing the valve seat 34a. This valve body 35 is pivotally supported by the leaf spring 31. That is, the pivot bearing 36 having a spherical tip on the upper surface of the leaf spring 31 is identified, and the approximately conical recess 35u formed on the lower surface of the valve seal 35 is fitted into the spherical tip of the pivot bearing 36. has been done.
そして、弁体35とピボット軸受36とが、当該ピボッ
ト軸受36を取り巻くように形成された環状の係止バン
ド:37により、互いに分離しないように結合されてい
る。この係止バンドはゴム等の弾性材により形成されて
、弁体35がピボット軸受36の球状先端部を中心にし
て360度揺動し得るようにされている。The valve body 35 and the pivot bearing 36 are coupled to each other by an annular locking band 37 formed so as to surround the pivot bearing 36 so as not to be separated from each other. This locking band is made of an elastic material such as rubber, and allows the valve body 35 to swing 360 degrees around the spherical tip of the pivot bearing 36.
駆動機構収納室Yには、板ばね31したか−)で弁体3
5を上下方向に駆動するための電磁駆動機構りが構成さ
れている。以下この電磁駆動機構1−)について訂述す
る。In the drive mechanism storage chamber Y, a leaf spring 31 is attached to the valve body 3.
An electromagnetic drive mechanism is configured to drive 5 in the vertical direction. This electromagnetic drive mechanism 1-) will be detailed below.
先ず、下ケーシングCIには、環状の永久磁石4Iが固
定されている。この永久磁石の土面には、環状の内側磁
極部材42が固定されている。First, an annular permanent magnet 4I is fixed to the lower casing CI. An annular inner magnetic pole member 42 is fixed to the soil surface of this permanent magnet.
下ケーシングC1は、鉄等強磁性体の材料により構成さ
れて、下ケーシングc1のV端部内面が。The lower casing C1 is made of a ferromagnetic material such as iron, and the inner surface of the V end portion of the lower casing C1 is made of a ferromagnetic material such as iron.
上記内側磁極部材42に相対向する外側磁極43を構成
している。An outer magnetic pole 43 is configured to face the inner magnetic pole member 42 .
一方、扱ばね31の下面には、コイル支持部材、44が
同定されている。このコイル支持部材44は、上記内側
磁極部材42と外側磁極43との間に所定間隙を有して
伸びる環状のコイル保持部44aを有し、該コイル保持
部44aに、コイル45が保持されている。このように
して、コイル45と両磁極42.43とによって、リニ
アモータが構成さねでいる。On the other hand, a coil support member 44 is identified on the lower surface of the handling spring 31. This coil support member 44 has an annular coil holding part 44a extending with a predetermined gap between the inner magnetic pole member 42 and the outer magnetic pole 43, and a coil 45 is held in the coil holding part 44a. There is. In this way, the coil 45 and the magnetic poles 42, 43 constitute a linear motor.
コイル保持部材44には、案内ビン46が下方へ伸ばし
2て一体化され、該案内ビン46が、内側H1磁極材4
2の内孔42aおにびこれに連通ずる永久u1石41の
内孔41a内に伸びている。内側磁極部材42の内孔4
2 y、i内面には、デフロン等の摺動抵抗の小さい筒
状のガイド部材47が固定され、このガイド部材47に
よ−)で案内ビン46が滑らかにガイドされる。なお、
永久磁石41の内孔41aの直径は、案内ビン46の外
形よりもド分人きくされて、案内ビン46の逃げ空間を
構成している。A guide pin 46 is extended downward 2 and integrated into the coil holding member 44, and the guide pin 46 is connected to the inner H1 magnetic pole material 4.
2 and extends into the inner hole 41a of the permanent U1 stone 41 communicating therewith. Inner hole 4 of inner magnetic pole member 42
2 y, i A cylindrical guide member 47 with low sliding resistance, such as a deflon, is fixed to the inner surface, and the guide bottle 46 is smoothly guided by this guide member 47. In addition,
The diameter of the inner hole 41a of the permanent magnet 41 is much larger than the outer shape of the guide bin 46, and forms an escape space for the guide bin 46.
−F記内孔41a、42aと、案内ビン46と、前記ピ
ボット軸受36の球状先端部と、弁座部材34とは、つ
゛−シングCの中心軸線上に位置されている。勿論、コ
イル45には、ケーシングC外より伸びるリードIJi
! (図示略)が結線されている。なお、図中48は大
気解放口である。The inner holes 41a and 42a, the guide pin 46, the spherical tip of the pivot bearing 36, and the valve seat member 34 are located on the central axis of the coupling C. Of course, the coil 45 has a lead IJi extending from outside the casing C.
! (not shown) are connected. In addition, 48 in the figure is an atmosphere release port.
以上のように構成された呼気弁装置は、次のような作用
を行なう。先ず、弁体35が弁座34aから離間した開
弁時にあっては、弁座部材34からの呼気は、呼気解放
空間Xを通して、解放口33より大気に解放される。板
ばね31が上方へ変位するにつれて弁体35が弁座部材
34すなわちその弁座34aに接近し、弁座部材34の
開度すなわち呼気回路の開度が小さくされる。このよう
に、板ばね31の上下方向変位に応じて、呼気回路の開
度が調整される。The exhalation valve device configured as described above performs the following operations. First, when the valve body 35 is opened and separated from the valve seat 34a, exhaled air from the valve seat member 34 passes through the exhaled air release space X and is released to the atmosphere from the release port 33. As the leaf spring 31 moves upward, the valve body 35 approaches the valve seat member 34, that is, its valve seat 34a, and the opening degree of the valve seat member 34, that is, the opening degree of the exhalation circuit is reduced. In this way, the opening degree of the exhalation circuit is adjusted according to the vertical displacement of the leaf spring 31.
板ばね31の上下方向位置の変更は、コイル45に対す
る通電電流を制御することにより行なわれる。すなわち
、コイル45に通電されると、通電されたコイル45が
上下方向に変位されるような電磁駆動力を受け(フレミ
ングの法則)、このコイル45の上下方向の変位位置が
、板ばね31したがって弁体35の上下方向変位位置に
対応したものとなる。そして、この電磁駆動力は、コイ
ル45に対する通電電流(電圧)が大きいほど太き(さ
れる、より具体的には、いまコイル45に対する通1f
電流が零のときに弁座34aから弁体35が太き(離間
して呼気回路の開度が100%であるとするど、コイル
45(J通電することによってコイル45したがって弁
体35が上方に変イ☆され、この1一方への変位量は、
コイル45に対する通電電流が大きくなるほど大きくさ
れる。The vertical position of the leaf spring 31 is changed by controlling the current applied to the coil 45. That is, when the coil 45 is energized, the energized coil 45 receives an electromagnetic driving force that displaces it in the vertical direction (Fleming's law), and the vertical displacement position of the coil 45 is determined by the leaf spring 31 and therefore This corresponds to the vertical displacement position of the valve body 35. This electromagnetic driving force increases as the current (voltage) applied to the coil 45 increases.
When the current is zero, the valve body 35 is thick (separated from the valve seat 34a, and the opening degree of the exhalation circuit is 100%). The amount of displacement in one direction is
It is increased as the current applied to the coil 45 becomes larger.
このように5コイル45に対する通電電流を制御するこ
とによって、弁座部材34したがって呼気回路の開度が
、0〜100%の範囲で変化さ才する。そして、弁体3
5は板ばね31にピボット支持されているので、弁体3
5は弁座34aに対して確実に密着した状態で着座され
、閉弁時における吐気のもれというものが確実に防Iト
される。また、係止バンドの設定力を比較的小さいもの
とすれば、弁体35が弁座;34aから離間した開弁中
に、弁座部材34からの吐気圧力を受けて弁体35を常
に弁座34aに対して直角となるような位置に矯正され
て、呼気を弁座3421の全周囲から均等に呼気解放空
間Xへ(J[出させることができる。By controlling the current applied to the five coils 45 in this way, the opening degree of the valve seat member 34 and therefore the exhalation circuit can be varied in the range of 0 to 100%. And valve body 3
5 is pivotally supported by the leaf spring 31, so that the valve body 3
5 is seated in close contact with the valve seat 34a, thereby reliably preventing leakage of exhaled air when the valve is closed. Furthermore, if the setting force of the locking band is relatively small, when the valve body 35 is opened and separated from the valve seat 34a, the valve body 35 is always activated by receiving the exhalation pressure from the valve seat member 34. The position is corrected to be perpendicular to the seat 34a, and exhaled air can be evenly discharged from the entire circumference of the valve seat 3421 to the exhaled air release space X.
ここで、m石41は、電磁石とすることもできる。また
、m石41を板ばね31 fllllに、またコイル4
1をケーシングC側に設りることもできる。Here, the m-stone 41 can also be an electromagnet. In addition, the m stone 41 is attached to the leaf spring 31 flllll, and the coil 4
1 can also be provided on the casing C side.
ただし、コイル45に比して大きなスペースを要しかつ
重量も重くなる磁石41をケーシングCに設ける方が、
パッケージの点からまた板ばね31したがって弁体35
の往復慣性を小さくしてその応答性を高める上でも好ま
しいものとなる。However, it is better to provide the magnet 41 in the casing C, which requires a larger space and is heavier than the coil 45.
In terms of packaging, the leaf spring 31 and therefore the valve body 35
This is also preferable in terms of reducing the reciprocating inertia of the motor and improving its responsiveness.
呼」(弁」(置−の使用例
第2図は、本発明による呼気弁装置の使用例を示すもの
であり、PEEP圧制(卸用として用いた場合を示す。Example of Use of Exhalation Valve Figure 2 shows an example of use of the exhalation valve device according to the present invention, and shows a case where it is used for PEEP pressure control.
この第2図において51は7字形とされた共通回路であ
り、その合流端部1aが患者の肺Hに接続される(一般
に患者の口元に対してアダプタを介して気密に接続され
る)。また、2本に分岐された分岐端部1b、lcの一
方には吸気回路2が接続され、他方には呼気回路3が接
続されている。この吸気回路2は圧力源としての空気タ
ンク4に連なり、タンク4には、既知のように湿度調整
および酸素濃度調整がなされた所定圧の空気が貯えられ
ている。In FIG. 2, reference numeral 51 denotes a 7-shaped common circuit, the merging end 1a of which is connected to the patient's lungs H (generally, it is airtightly connected to the patient's mouth via an adapter). Further, an inhalation circuit 2 is connected to one of the two branched ends 1b and lc, and an exhalation circuit 3 is connected to the other. This intake circuit 2 is connected to an air tank 4 as a pressure source, and the tank 4 stores air at a predetermined pressure that has been subjected to humidity adjustment and oxygen concentration adjustment in a known manner.
吸気回路2には、吸気圧力調整手段としての電空コンバ
ータ5(電圧−空気F「変換器)が接続されている。ま
た、呼気回路3に対しては、本発明によるUf気弁装置
(の弁座部材:34)が継手6を介して接続されている
。An electropneumatic converter 5 (voltage-air F converter) is connected to the intake circuit 2 as an intake pressure adjusting means. A valve seat member: 34) is connected via a joint 6.
第2図中8はマイクロコンピュータにより構成された制
御ユニッ1〜で、基本的にcpu、[(OM、1(ΔM
を備えている、この制御ユニッ1−8に対しては、圧力
センサ9およびI)FE E I)圧設定スイッチIO
からの名信号が入力される、また、制御用ユニット8か
らは、前R電空コンバータ5および吐気弁装置のコイル
45に対して、信号Vlあるいは■2が出力される、上
記圧力センサ9は、共通回路lの圧力を検出するもので
あり、検出した圧力を電圧信号PΔとして制御ユニット
8に出力する。また、土7記スイッチ10はマニュアル
操作により設定P E E P圧ずなわち目標P E
E P f「を変更するものであり、LH?1PEEP
汀に応じた電圧信号PTを制御ユニット8に出力する。Reference numeral 8 in FIG. 2 indicates control units 1 to 1 composed of microcomputers, which basically include CPU, [(OM, 1(ΔM
For this control unit 1-8, which is equipped with a pressure sensor 9 and I) FE E I) pressure setting switch IO
The control unit 8 outputs a signal Vl or ■2 to the front R electropneumatic converter 5 and the coil 45 of the discharge valve device. , detects the pressure in the common circuit l, and outputs the detected pressure to the control unit 8 as a voltage signal PΔ. In addition, the switch 10 of No. 7 is manually operated to set the P E E P pressure, that is, the target P E
E P f ", LH?1PEEP
A voltage signal PT corresponding to the current is output to the control unit 8.
なお、実施例ではスイッチlOは、PEEP圧を5cm
〜20cml1t Oの範囲で無段階に設定し得るもの
となっている。In addition, in the example, the switch IO sets the PEEP pressure to 5 cm.
It can be set steplessly in the range of ~20cml1tO.
以上のような構成において、共通回路1の実際のPEE
P圧すなわち圧カセンザ9で検出される圧力は、患者の
呼吸状態がある一定の停止状態とすれば、次のような要
素で変更され得る。すなわち、
■吸気回路2の圧力の変更で、吸気圧力を大きくするほ
ど実際のPEEP圧PAが大きくなる。そして、この吸
気圧力の調整は、第1電空コンバータ5をIII i卸
することによりなされる。In the above configuration, the actual PEE of the common circuit 1
The P pressure, that is, the pressure detected by the pressure sensor 9, can be changed by the following factors, assuming that the patient's breathing state is in a certain stopped state. That is, (1) By changing the pressure of the intake circuit 2, the larger the intake pressure is, the greater the actual PEEP pressure PA becomes. This adjustment of the intake pressure is performed by removing the first electropneumatic converter 5.
■呼気弁装置(弁座部材34)の開度の変更で、開度が
小さいほど呼気回路3からの吐気排出抵抗が大きくなっ
て、実際のPEEP[EPAが大きくなる。(2) By changing the opening degree of the exhalation valve device (valve seat member 34), the smaller the opening degree, the greater the exhalation resistance from the exhalation circuit 3, and the larger the actual PEEP [EPA.
次に制御ユニット8ににる制御内容について、第3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はスデップを示す。Next, the details of the control performed by the control unit 8 will be explained with reference to the flowchart shown in FIG. Note that in the following explanation, S indicates a step.
先ずSlにおいて、スイッチ10により設定された目標
PEEP圧PT、および圧力センサ9で検出された共通
口iN1の実際のPEEP圧PΔが読込まれる。次いで
、S2において、PAからP′■゛を差し引いて、差圧
ΔPが算出される、S3においては、差圧ΔPが零以上
であるか否かが判別される、このS3の判別でYESの
ときは、実際のPEEP圧1) Aの大きさが目標PE
EP圧PT以十で以上、この場合は、電空コンバータ5
、呼気弁装置のコイル45への出力電圧信号Vl、■2
が84あるいはS5のように設定される。ずなわぢ、S
4において、
V2=O(吸気回路2からの空気供給なし)に設定され
る。また、S5において
Vl=KI XPT−Kl ’ X△Pに設定される。First, at Sl, the target PEEP pressure PT set by the switch 10 and the actual PEEP pressure PΔ of the common port iN1 detected by the pressure sensor 9 are read. Next, in S2, the differential pressure ΔP is calculated by subtracting P′■゛ from PA. In S3, it is determined whether the differential pressure ΔP is greater than or equal to zero. When, the actual PEEP pressure 1) The magnitude of A is the target PE
If the EP pressure is greater than or equal to PT, in this case, the electropneumatic converter 5
, output voltage signal Vl to the coil 45 of the exhalation valve device, ■2
is set as 84 or S5. Zunawaji, S
4, V2=O (no air supply from the intake circuit 2) is set. Further, in S5, Vl=KI XPT-Kl' XΔP is set.
なお、Kn 、に+ ’はそれぞれ制(卸ゲインである
、このように、実際のPEEPI土PAが目標PEEP
圧PT以上であるときには、実際のPEEP圧PAを低
下させるべくS4.S5でのVl、■2が設定される。In addition, Kn and +' are the wholesale gains, respectively.In this way, the actual PEEPI sat PA is the target PEEP
If the pressure is equal to or higher than PT, step S4. is performed to lower the actual PEEP pressure PA. Vl and ■2 at S5 are set.
上記S5の後は、S6において、上述のように設定され
たVl、v2が電空コンバータ5あるいはコイル45へ
出力される。After S5, Vl and v2 set as described above are outputted to the electropneumatic converter 5 or the coil 45 in S6.
一方、前記S3の判別でNOのときは、実際の)) E
E P圧PAが目標PEEP圧PTよりも小さ過ぎる
ときである。この場合は、先ずS7においてへ■)が絶
対値化された後、S8、S9において■1、■2が設定
された後、S6においてVl、■2が電空コンバータあ
るいはコイル45へ出力されるこの87〜S9を経るル
ートのときは、実際のPEEP圧PAを大きくするため
のものであり、
V2−に2X△P
に設定され、また、
V1=に+ x (pT+△P)
に設定される。なお、K、け制御ゲインである。On the other hand, if the determination in S3 is NO, the actual )) E
This is when the EP pressure PA is too smaller than the target PEEP pressure PT. In this case, first, in S7, (■) is converted into an absolute value, and then (1) and (2) are set in S8 and S9, and then, in S6, Vl and (2) are output to the electropneumatic converter or coil 45. This route from 87 to S9 is intended to increase the actual PEEP pressure PA, and V2- is set to 2X△P, and V1= is set to +x (pT+△P). Ru. Note that K is the control gain.
このように、実際のPEEP圧1) Aを目標I) F
:EPPI3 Aと比較しつつ、電空コンバータ5およ
び呼気弁装置のコイル45を制御して、共通回路】の圧
力(実際のPEEP圧PA)が目標PIらEPffPA
に維持される。なお、制御ゲインに7、Kl ’ 、に
2は、あらかじめ実験によって求めておけばよい。In this way, the actual PEEP pressure 1) A is the target I) F
:While comparing with EPPI3A, the electropneumatic converter 5 and the coil 45 of the exhalation valve device are controlled so that the pressure (actual PEEP pressure PA) of the common circuit is set from the target PI to EPffPA.
will be maintained. Note that the control gain of 7 and Kl' of 2 may be determined in advance through experiments.
従来装置との北−較
第4図は、本発明による呼気弁装置をPEEP装置に組
込んだ場合(第2図に示すもの)の効果を、従来の吐気
弁装置を用いたままのPEEP装置と比較するためのデ
ータを得るために用いた試験装置を示すものである。な
お、この第4図では、第2図のものと対応する要素には
I Jの符号をト1して示しである。また、従来の呼気
弁装置を組込んだPEEPW置としては、現在世界最高
水準といわれているベネット7200aを用いであるが
、これは吐気弁装置として風船式のものが用いられてい
るので、当該呼気弁装置のフィードバック制御は行なわ
れない(応答性が悪いためフィードバック制御部を行な
うころが不可能)。Comparison with a conventional device Fig. 4 shows the effect of incorporating the exhalation valve device according to the present invention into a PEEP device (shown in Fig. 2) compared to a PEEP device using the conventional exhalation valve device. This shows the test equipment used to obtain data for comparison. Note that in FIG. 4, elements corresponding to those in FIG. 2 are indicated by IJ. In addition, as a PEEPW device incorporating a conventional exhalation valve device, the Bennett 7200a, which is currently said to be the highest standard in the world, is used, but since this uses a balloon type exhalation valve device, the Feedback control of the exhalation valve device is not performed (due to poor responsiveness, it is impossible to perform feedback control).
先ず、第4図中21は、IIA RV A RD A
PP A RA T[J Sと呼ばれて、 一種のシ
リンダ装置を利用して一定のay吸状態を人工的に作り
だすための装置である。この装置21により、tJF気
量670cc (1回の呼吸量)で、呼吸回数30回/
分の呼吸を人工的に作り出した。また、22はホラ[・
ワイヤ式の流量計で、共通回路1′に接続されて、装置
21により作り出される実際の呼吸量を計測した。さら
に、PEEP圧の変動状態を調べるため、共通回路1′
の実際の圧力を当該共通回路1′に接続した圧力センサ
23により計測した。そして、吸気回路2′、呼気回路
3′に対して、本発明による呼気弁装置を組込んだPE
EP装置あるいは従来のPEEP装置を接続して、この
PEEP装置を作動させたときの呼吸量■と実際のPE
EP圧Pと当該両者により得られる1) −V線図とを
得た。より具体的には、流量計22と圧力センサ23と
からの各信号をマイクロコンピュータ24に入力して、
表示器25に一ト記rPJ、rVJおよびr I) −
V線図」を表示さゼるようにした。First, 21 in Figure 4 is IIA RV A RD A
It is called PP A RAT [J S and is a device that uses a type of cylinder device to artificially create a certain ay suction state. With this device 21, with a tJF volume of 670cc (volume of one breath), the number of breaths is 30/
Artificially created breathing for minutes. Also, 22 is Hora [・
A wire flow meter was connected to the common circuit 1' to measure the actual respiratory volume produced by the device 21. Furthermore, in order to investigate the fluctuation state of the PEEP pressure, the common circuit 1'
The actual pressure was measured by a pressure sensor 23 connected to the common circuit 1'. Then, for the intake circuit 2' and the exhalation circuit 3', a PE incorporating the exhalation valve device according to the present invention is provided.
Connecting an EP device or a conventional PEEP device, the respiratory volume and actual PE when this PEEP device is activated
An EP pressure P and a 1)-V diagram obtained from both of them were obtained. More specifically, each signal from the flow meter 22 and pressure sensor 23 is input to the microcomputer 24,
On the display 25, record rPJ, rVJ and rI) -
V-diagram" is now displayed.
上述のようにして得られたデータ(p−v線図)を示し
たが第5図(a)、(b)〜第8図(a)、(b)であ
る。各図共、(a)が本発明による呼気弁装置を用いた
場合を、また(b)が従来のay気弁装置を用いた場合
を示している。そして、第5図は目1’W P E E
P圧が5cm)120のどきを、第6図は目標P E
E P圧が10 c m H20のときを、第7図は
目I9 P E E P EEが15 c mH2Oの
ときを、第8図は目(〒■)ト;ト:pL玉が20cm
Hz Oのときを示しである。The data (p-v diagram) obtained as described above are shown in FIGS. 5(a), (b) to FIG. 8(a), (b). In each figure, (a) shows the case where the exhalation valve device according to the present invention is used, and (b) shows the case where the conventional ay exhalation valve device is used. And Figure 5 is eye 1'W P E E
Figure 6 shows the target P E
Fig. 7 shows the case when the E P pressure is 10 cm H20, Fig. 8 shows the case when the E P pressure is 15 cm H2O, and Fig. 8 shows the case when the P L ball is 20 cm.
The figure shows the case of Hz O.
上記第5図(1))、(b)〜第8図(a)。5(1)), (b) to FIG. 8(a) above.
(t))から理解されるように、本発明にょる呼気弁装
置を用いたP E E I)装置の方が、従来PFFE
P装置のものに比して、I) E IE )−)圧(
■))の変動が極めて小さく、この結果患者の呼吸仕事
量が著しく低減されることが理解される(呼吸仕事量は
p −v !!図で囲まれる面積が大きいほど大きくな
る)。As understood from (t)), the P E E I) device using the exhalation valve device according to the present invention is better than the conventional PFFE.
Compared to that of the P device, I) E IE )-) pressure (
It is understood that the fluctuation in (ii))) is extremely small, and as a result, the patient's work of breathing is significantly reduced (the work of breathing becomes p - v!! as the area enclosed in the figure becomes larger).
以上実施例では、Of気弁装置な)) JE E P圧
制御用として用いた場合を説明したが、これに限らず吐
気圧力や呼気流量の制御用等、(Φ々利用しく1するも
のである。また、板ばね31は、細長状と17で、その
両端部をウーシングCに保持させるようにしてもよい。In the above embodiments, a case has been described in which the device is used for controlling the pressure of the expiratory valve device), but it is not limited to this, and may be used for controlling the expiratory pressure and the expiratory flow rate, etc. Further, the leaf spring 31 may have an elongated shape 17, and both ends of the leaf spring 31 may be held by the housing C.
第1図は本発明による吐気弁装置の一実施例を示す側面
断面図。
第2図は本発明による呼気弁装置なI) E E ))
圧制御用として用いた場合の例を示す系統図。
第3図は、第2図に示すPEEP装置の制御例を示すフ
ローチャート。
第4図は本発明による呼気弁装置の効果を従来装置と比
較するために用いた試験装置を示す全体系統図。
第5図(a)〜第8図(a)は本発明による呼気弁装置
を用いたPEEP装置の試験結果を示す図。
第5図(b)〜第8図(b)は従来の呼気弁装置をその
まま用いたPEEP装置の試験結果を示す図。
C:ケーシング
X:[l!気解放空間
Y:駆動機構収納室
D=駆動機構
31:板ばね
34:弁座部材
34a:弁座
36:ピボット軸受
41:fifi石
42:内側厳蔓極部材
43:外側磁極
44:コイル保持部月
45:コイル
1/
41a 41
第3図
第5図
(b) (O)(b)
(0)第7図
(b)(0)
第8図FIG. 1 is a side cross-sectional view showing one embodiment of an exhalation valve device according to the present invention. Figure 2 shows an exhalation valve device according to the present invention.
A system diagram showing an example when used for pressure control. FIG. 3 is a flowchart showing an example of controlling the PEEP device shown in FIG. 2. FIG. 4 is an overall system diagram showing a test device used to compare the effects of the exhalation valve device according to the present invention with a conventional device. FIG. 5(a) to FIG. 8(a) are diagrams showing test results of a PEEP device using an exhalation valve device according to the present invention. FIG. 5(b) to FIG. 8(b) are diagrams showing test results of a PEEP device using a conventional exhalation valve device as is. C: Casing X: [l! Air release space Y: Drive mechanism storage chamber D = Drive mechanism 31: Leaf spring 34: Valve seat member 34a: Valve seat 36: Pivot bearing 41: Fifi stone 42: Inner rigid pole member 43: Outer magnetic pole 44: Coil holding part Month 45: Coil 1/ 41a 41 Figure 3 Figure 5 (b) (O) (b)
(0) Figure 7 (b) (0) Figure 8
Claims (3)
設けられた弁座部材と、 前記板ばねの一面側において該板ばねに取付けられ、該
板ばねの板厚方向の変位に応じて前記弁座部材に対して
接近、離間される弁体と、 前記板ばねの他面側において該板ばねとケーシングとの
間に構成され、電磁力によって該板ばねをその板厚方向
に駆動するための電磁駆動手段と、 を備えていることを特徴とする人工呼吸器における呼気
弁装置。(1) A casing, a leaf spring held in the casing, a valve seat member provided on the casing so as to face one side of the leaf spring, and attached to the leaf spring on one side of the leaf spring. a valve body that approaches and moves away from the valve seat member according to the displacement of the leaf spring in the thickness direction; and a valve body configured between the leaf spring and the casing on the other side of the leaf spring, An exhalation valve device for a respirator, comprising: electromagnetic driving means for driving the leaf spring in the thickness direction thereof by electromagnetic force.
るもの。(2) Claim 1, wherein the valve body is pivotably supported by the leaf spring.
、該コイルに対応して前記ケーシングに設けられた磁石
とから構成されているもの。(3) In claim 1, the electromagnetic drive means is comprised of a coil provided on the leaf spring and a magnet provided on the casing in correspondence with the coil.
Priority Applications (1)
Application Number | Priority Date | Filing Date | Title |
---|---|---|---|
JP33405790A JP2921976B2 (en) | 1990-11-30 | 1990-11-30 | Expiratory valve device in ventilator |
Applications Claiming Priority (1)
Application Number | Priority Date | Filing Date | Title |
---|---|---|---|
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Publications (2)
Publication Number | Publication Date |
---|---|
JPH04200478A true JPH04200478A (en) | 1992-07-21 |
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ID=18273028
Family Applications (1)
Application Number | Title | Priority Date | Filing Date |
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Country Status (1)
Country | Link |
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Cited By (2)
Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
---|---|---|---|---|
WO2013039104A1 (en) * | 2011-09-12 | 2013-03-21 | 株式会社メトラン | Exhalation valve and respiratory support apparatus |
JP2014502893A (en) * | 2010-12-21 | 2014-02-06 | コーニンクレッカ フィリップス エヌ ヴェ | Valve with power supply for ventilator |
-
1990
- 1990-11-30 JP JP33405790A patent/JP2921976B2/en not_active Expired - Lifetime
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JP2921976B2 (en) | 1999-07-19 |
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