JPH0710278B2 - 吸気ガス供給装置 - Google Patents

Description

【発明の詳細な説明】

【０００１】

【産業上の利用分野】本発明は、酸素の如き補充吸気ガ
スを生体内呼吸組織に与えると共に、生体内呼吸組織に
於ける上部気道の閉塞により生ずる窒息を治療し得るよ
うにした吸気ガス供給装置に関する。

【０００２】

【従来の技術】米国特許出願２１０,６５４号（１９８
０年１１月２６日出願、ジェラルドピイ．ダーカン等）
は、吸気ガス供給方法の説明に述べる如くガスの用量又
はパルスを生体内呼吸組織に実質的に呼吸開始時に供給
する。また米国特許出願２１０,６５４は需要ガス回路
より成る主として流体作動装置を開示し、この需要ガス
回路より成る流体装置を用いて前記方法を実施すること
により、呼吸期間を通して主として吸気ガスを供給する
他の需要ガス型式の装置よりも、装置そのものが著しく
小形となる。この流体装置は、家庭用酸素濃縮器および
酸素希釈又は酸素送出し方式の如き製品には極めて有効
なことは分かっているが、装置全体の寸法の減少により
前記製品の有用性がさらに向上する。前記米国特許出願
第２１０,６５４号に示す装置を含めて多くの装置は、
生体内呼吸組織の呼吸周期を通して圧力方向を監視また
は検知すると共に、前記生体内呼吸組織の圧力方向に従
って選択的にガスを供給する。この場合、生体内呼吸組
織は吸気により負圧を生じ呼気により正圧を生じるが、
ある場合には、前記特許出願第２１０,６５４号に記載
するガスのパルスの供給は、生体内呼吸組織内の負圧を
検知するごとにパルスを必ずしも供給する必要のない点
を除けば有利である。例えば、もし生体内呼吸組織が過
大な頻度で吸気すれば、前記米国特許出願第２１０,６
５４に記載するような厳密に動作する装置によれば、あ
る場合には生体内呼吸組織に過大な酸素の送り込みを生
ずる。呼吸速度制御回路とオーバライド回路とが先行技
術（例えばコックスの、米国特許第４２０６７５４号及
びイスマッチの第４１４１７５４、）に開示されている
が、これらの回路は引用した出願と対比の困難なもので
ある。

【０００３】米国特許出願第２１０,６５４号には、鼻
孔を介して本装置の検知およびガス供給素子を生体内呼
吸組織と連結する「スプリット」または「ダブルホー
ス」のカニューレ（挿入用小管）の使用を説明してい
る。該装置はダブルホースカニューレの優秀な応用を行
っているが、ダブルホースカニューレよりもシングルホ
ースカニューレの使用により、生体内呼吸組織内の圧力
方向の検知と生体内呼吸組織への呼吸ガスの伝達とを同
じホースを用いて達成できる。シングルホースカニュー
レは生産コストが安く、且つ医者や使用者にはさらに便
利である。また、ダブルホースカニューレよりは普及し
ており、かくして、引用出願に開示するシステムが、シ
ングルホースカニューレとの両立性を得ることは有利な
こととなる。さらに、ガスを生体内呼吸組織内に供給す
る前に吸気ガスを湿らすことが大体好ましい。ある場合
には、ガスを生体内呼吸組織内に供給する前に薬物によ
り吸気ガスを霧状にすることが望ましい。給湿器および
噴霧器は酸素供給方式に長期間使用されているが、米国
特許出願第２１０６５４に記載する装置、特に該型式の
装置が前述のシングルホースカニューレを使用する装置
の場合に、給湿器または噴霧器が如何に適切に利用し得
るかは、先行技術から明らかでない。シングルまたはダ
ブルホースカニューレ方式のいずれに於いても、給湿器
または噴霧器を利用する場合の大きな危険は、ホースを
介して生体内組織内の圧力方向を決定するに用いる検知
手段に湿気が移送されることであり、前記検知手段に達
したホース内の湿気が検知器を汚損し、検知器の寿命を
かなり短くする傾向がある。ある状態に於いては、麻酔
ガスの如き他のガスを吸気ガスと共に生体内呼吸組織内
に供給することが望ましく、この場合、該第２のガスの
用量は、一般に同時に供給する吸気ガス量と制御関係に
あるものでなければならず、さらに、吸気ガスを要求す
る生体組織の能力または無能力に拘わらず薬用ガスを連
続供給するときには、需要ガス形式の装置では重大な問
題が発生することになる。

【０００４】米国特許第４,４１４,９８２（１９８０年
１１月２６日出願、ジェラルドピイ．ダーカン）は、生
体内呼吸組織により最終の吸気が試みられてから所定時
間間隔を経過した後、窒息事態の発生を信号合図する窒
息事態回路を有する主として流体操作される回路を含む
呼吸装置を組み込んでいる。前記米国特許第４,１４１
４９８２号の装置により検出する窒息事態の１つの原因
は、生体内呼吸組織内の口腔咽頭気道の如き上部気道の
閉塞である。上記の点に於いて、レマーズ外により示唆
（応用生理学ジャーナル１９７８年４４、９３１−３８
号「睡眠中の上部気道の閉塞の病因」）するものは、生
体内呼吸組織のあるものは、吸気中に生じる準大気圧ま
たは負荷により舌および軟口蓋を後部咽頭壁に吸着する
ことである。上部気道障害すなわち閉塞についての他の
原因と条件とは、サリバン他により要約され（ランセッ
ト、４月１８日、１９８１年８６２−８６５頁「鼻孔を
介して与える連続した正の気道圧により睡眠を妨害する
窒息の除去」）、これは障害すなわち閉塞現象の説明の
参考としてここに組み入れている。サリバン他は、睡眠
妨害窒息の治療法を報告しており、ここでは低レベルの
圧力（４.５乃至１０ｃｍ水位の範囲内）を連続的に加
えて、鼻腔蓋に対する空気添え木を設けるようにしてい
る。

【０００５】米国特許第４,１５５,３５６（ベネガス）
は、一連の圧力パルスを発生する手段と該圧力パルスを
肺内の空気通路に伝達する手段とより成る呼吸補助手段
および装置を開示している。前記伝達手段は気管内に置
いた管より成り、前記圧力パルスにより発生した圧力波
により肺中の潰れた空気通路の壁を外へ置換し、この外
部への置換を呼気の間だ中維持するのである。尚、ベネ
ガスは、肺中の状態を検知する手段は提供せず、また、
この状態の発生と時間的関係のある圧力パルスの印加に
ついては、調整していない。

【０００６】

【発明が解決しようとする課題】本件発明は、従前のこ
の種「生体内呼吸組織に於ける上部気道の閉塞により生
ずる窒息を治療し得るようにした吸気ガス供給装置」に
於ける上述の如き問題、即ち肺内の状態を連続的に検
知し、窒息状態が発生した場合にはこれを検出して強制
的に除去する装置を備えていないため、人命救助の信頼
性に欠けること、生体内呼吸組織が過大な頻度で吸気
をすれば、吸気ガスの過剰供給を生じる虞れがあるこ
と、ダブルホースカニューレを使用しているため、取
扱が困難なうえ製造コストが高くつくこと等の問題を解
決せんとするものであり、本件発明の第１の目的は、生
体内呼吸組織内の閉塞または障害により生ずる窒息事態
を検知すると、上部気道内の閉塞または障害を治療でき
るようにした呼吸ガス供給装置を提供することである。
また、本発明の第２の目的は、一定の用量容積の吸気ガ
スを単位時間毎に生体内呼吸組織に与えて過大酸素送り
込みを防止するようにした吸気ガス供給装置を提供する
ことである。更に、本発明の第３の目的は、単ホースカ
ニューレを使用し、これにより圧力検知とガス供給とを
同一ラインを介して達成せしめるようにした吸気ガス供
給装置を提供することである。本発明の１つの実施例の
さらに有利な点は、スパイク形ガスパルスを吸気の開始
時に供給するようにした装置を提供することである。本
発明の他の１つの実施例の利点は、方形ガスパルスを吸
気の開始時に供給するようにした装置を提供することで
ある本発明の他の利点は、より小形の呼吸ガス供給装置
を提供することである。さらに本発明の他の利点は、呼
吸ガス供給装置に使用する検知器に有害な衝撃を与える
ことなしに、給湿器や噴霧器等を使用することである。

【０００７】

【課題を解決するための手段】本件発明は、生体内呼吸
組織に於ける呼吸停止を感知し、呼吸停止事態に伴う上
部気道障害を排除するようにした吸気ガス供給装置に於
いて、前記生体内呼吸組織内の圧力方向を検知する感知
手段と、前記感知手段に接続されて、前記生体内呼吸組
織内の負圧の最終発生時から予かじめ設定した最大時間
間隔が経過したことを決定する第一タイマー手段と、前
記第一タイマー手段に応答して作動し、生体内器官と関
連する神経を刺激するか、若しくは圧力を有するガスの
パルスを前記生体内呼吸組織内へ供給することにより、
生体内呼吸組織の上部気道を閉塞しないようにする手段
とを発明の基本構成とするものである。

【０００８】

【作用】本発明の呼吸ガス供給装置に於いては、吸気を
指示する負圧を検知器により検知したときに、センサー
に応答する制御回路により弁を操作して、吸気ガスの用
量またはパルスを単ホースカニューレを介して、生体内
呼吸組織へ供給する。前記制御回路は弁を操作して、前
記センサにより検知した負圧が、ガスを生体内呼吸組織
内に連続パルスで加える間の選択的に可変な必要最小限
の遅延時間間隔内に発生しない場合にのみ、前記生体内
呼吸組織とガス供給源とを連通せしめるのである。ある
実施例においては、前記センサとガス供給源と単ホース
カニューレとを接続するポートを有する三方弁を使用す
る。他の実施例では、四方弁を用いることにより給湿器
およびまたは噴霧器等の使用が計られる。実施例の１つ
に於いては、呼吸ガス供給装置は、バイアス流体増幅器
および圧力−電気（Ｐ／Ｅ）開閉器より成るセンサを有
している。これら実施例による装置では、流量計を前記
弁とガス供給源との間に接続するか否かによって、スパ
イク形のガスパルスを供給するか、または方形形のガス
パルスを供給するかが決定される。前記吸気ガス供給装
置の制御回路は、選択的に可変な所定の最大時間間隔の
経過後にガスパルスの要求を前記生体内呼吸組織が行わ
なかったかどうかを決定する手段を有している。かかる
窒息事態を検知すると、前記装置は各種の指示器または
警報手段を作動し、且つ前記弁を操作してガスの附加パ
ルスまたはパルスを生体内呼吸組織に供給する。窒息事
態を検知すると、呼吸ガス供給装置は、上部気道内の閉
塞障害を除去しようとして生体内呼吸組織内の上部気道
に刺激を与える。１実施例に於いては、前記刺激として
高圧ガスパルスが加えられ、また他の実施例では、筋肉
制御神経または前記上部気道内を閉塞する機関に近接し
て設けた筋電図記録器的電極に、電気信号が印加され
る。

【０００９】

【実施例】以下、本発明の実施例を説明する。本発明の
前記以外の目的、特徴および利点は、下記の実施例を図
面を参考として記述することにより明白となる。尚、図
面は必ずしも縮尺でなく、本発明の要点の説明上強調し
た点もある。図１の呼吸ガス供給装置はガス供給源２０
と、流量計２２と、流体キャパシタンス２４と弁手段２
６と、感知手段２８および制御手段３２より成る。ガス
供給源２０は代表的な酸素ガス源であり、特殊な使用環
境に左右されるガス供給源２０は例えば携帯用タンクま
たは壁掛け供給装置でもよい。ガス供給源２０はライン
３４により流量計２２に接続される。前記ライン３４と
してはこの外に、ダクト，チャンネル等が挙げられる。
前記流量計２２は如何なるものでも良いが、Ｄａｇｅｒ
製のボール浮き子形式が１つの受諾可能なモデルとして
示唆される。図１に示す流量計は、ガス流に対して固有
の抵抗を有するニードル弁（図示せず）より成り、その
固有抵抗はニードル弁とニードル孔との寸法に左右され
る。流量計２２はライン４０のキャパシタンスと接続す
る。キャパシタンス２４はタンクとして示すが、他の実
施例では比較的長い単なる管体となっている。後述する
如く、キャパシタンス２４の容積と、流量計の固有抵抗
ＦＲと、弁２６の固有抵抗ＶＲと、これらの相互関係に
より、図１の呼吸ガス供給装置により生成するガスパル
スの振巾が影響を受ける。図１の実施例の弁手段２６は
３方ー２位置型電磁操作スプール弁であり、ポート２６
ａ，２６ｂ、および２６ｃをその孔内に有する。前記ポ
ート２６ａはライン４６（単一ホース）により、生体内
呼吸組織内にガスを供給する手段４８に接続される。図
１に示す特別の手段は、単ホースチャンネルであるが、
例えば気管内用チューブまたは酸素吸入器等の他の適当
な装置も使用可能である。前記ライン４０は最終にはガ
ス供給源２０にポート２６ｂを接続するもので、ポート
２６ｃはライン５０により感知手段２８に接続する。図
１の弁２６に示す如く、弁２６のスプールはその第１位
置に押圧されてポート２６ａをポート２６ｃに接続し、
従ってカニューレ４８（生体内呼吸組織のカニューレ４
８を挿入する鼻孔を含む）は感知手段２８と連通する。
弁２６を操作してスプールを第２位置にすると、ポート
２６ａとポート２６ｂとが接続され、その結果ガスパル
スは単一ホース４６を介して生体内呼吸組織に供給され
る。かく接続されたときには、弁２６はポート２６ａを
ポート２６ｂに接続する孔の寸法により左右されるガス
流に対する固有抵抗を有する。前記弁２６は後記する如
く制御手段３２により電気的に制御される。図１に示す
弁２６はＬｅｅ製モデルＬＦＡＡ１２００３１８Ｈ形式
であるが、これに匹敵するモデルはすべて使用可能であ
る。

【００１０】図１の感知手段２８はライン５０に沿って
印加される負圧を感知し、且つ前記負圧の感知を基とし
て電気信号を発生するための適宜手段により成り、１つ
の実施例では、センサ２８は圧力ー電気（Ｐ／Ｅ）スイ
ッチで、ディーツ社製ＥＰ／Ｅモデルスイッチの０.０
２インチ（水頭）の低さの圧力を感知し得るスイッチよ
り成る。本実施例ではＰ／Ｅスイッチの負入力ポートは
ライン５０に接続するが、一方、正入力ポートは外気に
開放のままとされる。現在のＰ／Ｅスイッチ技術で使用
する大形振動板で、２インチ径の振動板のＤｉｅｔｚモ
デルＥ型Ｐ／Ｅ等は、相当な内部容積を有し、ある使用
環境に対しては、注目に値するような長時間応答を行
う。多くのＰ／Ｅスイッチも、水平に取付けて最大感度
を得なければならないが、水平取付スイッチには他の問
題、すなわち振動板の加速度感受性の問題がある。

【００１１】図３のセンサ手段２８ｃは、純流体増巾器
３０の如き増巾手段のみならず、正の流体圧力を感知
し、且つこの感知した流体圧力により電気信号を発生す
る手段より成り、流体増巾器３０で図３に示すものは図
１０に詳細を示すバイアス管型比例式増巾器である。前
記バイアス流体増巾器３０は、ストリーム入力ポート３
０ａと２つの制御ポート３０ｂ，３０ｃと、２つの出力
ポート３０ｄ，３０ｅを有し、ストリーム入力ポート３
０ａはライン４４により最終にはガス供給源２０に接続
し、ライン４４上の可変絞り弁５２を用いて入力ストリ
ームの流れの大きさと流れの圧力とを制限すると共に、
流体増巾器３０の感度を制限する。制御ポート３０ｂは
ライン５０により弁２６のポート２６ｃに接続され、ラ
イン５０の負圧（生体内呼吸組織内への吸気により発生
する）がストリーム入力を出力ポート３０ｄへ偏向せし
める。増巾器３０は、ライン５０の非負圧によってバイ
アスされ、入力ストリームが出力ポート３０ｅを通るこ
とになる。図１０の増巾器構造により増巾器３０のバイ
アス特性を説明する。増巾器３０はオフセットスプリッ
タにより形成されている。すなわち入力ストリームポー
ト３０ａは傾斜されて、ポート３０ｂ（またＣｒと呼
ぶ）と３０ｃ（Ｃｌ）に制御信号がない場合には、出力
は通常左側出力ポート３０ｅ（Ｌ）にバイアスされる。
負圧がポート３０ｂを介して印加されると、出力はポー
ト３０ｄに切替わる。負圧がなくなると出力は自動的に
ポート３０ｅにスイッチバックする。また好ましい実施
例では、増巾器３０は低動力供給により動作し、ジェッ
トが薄層となる。図１０の流体増巾器３０に対する出力
圧力利得曲線は図１１に示すようになる。トウリテック
社製モデルＡＷ１２号形式流体増巾器は、図１０の増巾
器３０と同様、少なくとも水頭０.０２ｃｍの低負圧感
度により動作するが、Ｐ／Ｅスイッチ３１の作動パラメ
ータを特に考慮すると、約０.５ｃｍの感度で充分であ
り、ＮＯＲゲートの如き他の流体素子も使用可能である
ことは、当業者により了解されるところである。

【００１２】図３の実施例に於いて、圧力ー電気Ｐ／Ｅ
スイッチ３１は正圧を感知し、且つ感知流体圧力により
電気信号を発生する手段として使用される。図３で説明
するＰ／Ｅスイッチ３１は、フェアチャイルド製モデル
ＰＳＦ１００Ａの如き従来型のＰ／Ｅスイッチである。
Ｐ／Ｅスイッチ３１の正入力ポートはライン５４により
増巾器３０の出力ポート３０ｄに接続され、一方負入力
ポートは外気に開放される。図３に示す特殊感知素子に
対しては、Ｐ／Ｅスイッチ３１は０.５インチ水頭の低
正圧が印加されたときに、充分に切替えられる感度を有
しなければならない。Ｐ／Ｅスイッチ３１がこの圧力を
受容したとき、Ｐ／Ｅスイッチ３１は図８の説明で後述
する如く、スイッチ３６を閉じるものである。再び図１
の実施例について、他の形式の感知手段２８が使用可能
であることを了解すべきであり、当業者は（動作所要条
件が許可になれば）サーミスタ方式が方向感知（２つの
サーミスタと適当な時間遅れ測定回路とを利用して）す
るように形成されれば、これを使用できることを了解す
るものである。しかし、通常は、サーミスタの流れ形式
感度（圧力形式の反対）が、米国特許出願第２１０６５
４号に指示する如く、吸気初期に酸素パルスの供給を充
分容易にする流れ感知を妨害するのである。また他の実
施例では、圧力変換器が感知手段２８として動作し、こ
の圧力変換器は所要感度により固体、キャパシタシタま
たは電気機械的（振動板形式）変換器であり得る。この
圧力変換器はアナログ信号を与え、むしろ複雑な電気回
路を必要とするが、適当な固体結晶がいつか開発され
て、所要感度条件に基づく感知手段２８として動作する
こととなる。図２の吸気ガス供給装置は図１の装置と類
似するが、流量計２２を有しない。後記する如く、図１
の装置ではスパイク形のガスパルスを発生し、一方、図
２の装置では方形形のガスパルスを発生する。

【００１３】図４の実施例の吸気ガス供給装置は、図２
の装置と基本的に類似するが、３方弁に替えて４方−２
位置弁５８を弁手段として利用する。４方弁５８はその
孔に４つのポートを有し、すなわち、ライン４６により
カニューレ４８に接続されるポート５８ａ，ライン４２
により最終的にはガス供給源２０に接続するポート５８
ｂ、ライン５０により感知手段２８の制御ポート３０ｂ
に接続されるポート５８ｃおよびライン６０により給湿
器６２の入力に接続するポート５８ｄである。弁５８と
しては、ＡＳＣＯ製モデル８３４５Ｅｌ型の電磁作動ス
プール弁の如き従来の４方−２位置弁はすべて使用可能
である。また図４に示す如く、弁５８は第１位置にバイ
アスされてポート５８ａをポート５８ｃに接続し、従っ
てカニューレ４８（ひいては生体内呼吸組織）はセンサ
２８と連通をすることとなる。更に、弁５８は作動によ
り第２位置となり、ポート５８ｂをポート５８ｄに接続
する。この状態が起きると、ガスは弁５８とライン６０
を介して給湿器６２の入力側に供給される。

【００１４】前記給湿器６２は、あわ給湿器のレスパラ
トリーケヤー社から入手できるモデル００３−０１型給
湿器の如きものであり、給湿器６２はその出力側に接続
したライン６４に湿ったガス流を与えるものである。ラ
イン６４はライン４６と点６６で接続され、ライン６４
の可変抵抗６４Ｒは、吸気に際しては最小の通路抵抗を
ライン４６と弁５８とを介して確保するのである。図４
の実施例は、図１（すなわち流量計を用いたもの）の如
く接続して、方形パルスモードよりむしろパイクパルス
モードで動作し得るものである。

【００１５】図５の実施例の吸気ガス供給装置は基本的
には図２と類似するが、さらに給湿器６２を組み込んで
いる。ライン６５は点６７に於いてライン４６と接続
し、ライン６５は点６７を給湿器６２の入力に接続し、
給湿器６２の出力からのライン６４はベンチュリ管７０
のノズル６８に連結されている。前記ベンチュリ管７０
は弁５８のポート５８ａと弁５８のポート５８ａとの中
間のライン４６上に接続され、ライン６５の可変抵抗６
５Ｒにより、吸気の際に最小の通路抵抗がライン４６と
弁２６を介して確保される。また抵抗６５Ｒはライン６
５を介して給湿器６２への流れを制御する役目をする。
図示のベンチュリ管７０としては、すべて同等のベンチ
ュリが使用可能であるが、Ａｉｒｌｏｇｉｃから入手で
きるＦ−４４１７−１０型が最適である。尚、図５の実
施例は、望ましくはスパイク・パルスモードで動作する
ために、流量計を組み込むことを了解しなければならな
い。医療用装置の例えば噴霧器を図示の給湿器６２の夫
々と同様の方法で、第２または３図のシステムに接続す
ることが出来る。

【００１６】図９の実施例の吸気ガス供給装置は基本的
には図２の実施例と類似するが、さらに生体内呼吸組織
に第２ガスを供給する手段を含むものである。図９の装
置は、第２ガス（例えば麻酔ガス）供給源１２０と、キ
ャパシタンス１２４と第２弁手段１２６とより成り、第
２ガス供給源１２０はライン１３４によりキャパシタン
ス１２４に接続され、キャパシタンス１２４はライン１
４２により第２弁手段１２６に接続される。図９の実施
例の装置は必要ならば第２または図５について前述した
ように給湿器と共に使用できる。第２弁手段１２６は、
その孔にポート１２６ａとポート１２６ｂとを有する２
方２位置電磁操作スプール弁で、弁１２６の中央スプー
ルは図９に示す第１位置にバイアスされ、ポート１２６
ａと１２６ｂは連通しない状態にある。弁１２６のポー
ト１２６ｂはライン１４４により点１４６に接続し、ラ
イン１４４はライン４６と接続する。ライン１４４上の
可変抵抗１４７は吸気の際に最小の通路抵抗をライン４
６と弁２６とを介して確保する。第２弁手段１２６はラ
インＬ３´とＬ３により制御手段３２に接続し、他の実
施例では、前記電磁弁１２６は制御手段３２と機械的に
接続される。

【００１７】図８の制御手段３２は、前述の実施例の各
装置と共に使用するに適し、制御手段３２は、４つのＮ
ＡＮＤゲート７２，７４，７６，７８；４つのＮＯＲゲ
ート８０，８２，８４，８６；３つのトランジスタ
Ｔ₁，Ｔ₂，Ｔ₃；５５５タイマチップ８８；５５６複式
タイマチップ９０；発光ダイオードＬＥＤ９２，９４；
圧電部材９６；および後記する各種抵抗とキャパシタン
スより成る。図８に於ける“ＬＸ”は電気ライン（流体
ラインと反対）、ただしＸは適宜の数字である。例え
ば、制御手段３２は、直流高圧電源（図示せず）に接続
するラインＬ１と直流低圧電源（図示せず）に接続する
ライン１２とを含み、Ｌ１とＬ２間の電位差は直流１２
〜１５ボルトである。前記５５６複式タイマチップ９０
の図８に示すものは、ナショナルセミコンダクターの部
品番号ＬＭ５５６ＣＮの１４ピンチップであり、すべて
の５５６複式タイマチップに相当するものは図８の回路
用として適当である。図示のチップに対してはピン
（１）〜（７）が複式タイマの第１タイマのピンに対応
し、一方ピン（８）〜（１４）は第２タイマのピンに対
応し、それぞれのピンは下記の如く表示する。 ５５６チップ用ピン表示 表 示 タイマー（１） タイマー（２） 放 電 １ １３ 閾 値 ２ １２ 制御電圧 ３ １１ リセット ４ １０ 出 力 ５ ９ トリガ ６ ８ 接 地 ７ 動作電圧 １４

【００１８】前記５５６複式タイマ９０の第１タイマ用
ピン接続は次の如くである。すなわちピン（１）と
（２）は、抵抗体Ｒ１と１００Ｋ可変電位抵抗Ｒ２との
直列組合せを介してラインＬ₁に接続し、ピン（１）と
（２）はまたキャパシタンスＣ１を介してラインＬ２に
接続し、ピン（３）はキャパシタンスＣ２を介してライ
ンＬ２に接続し、ピン（４）はラインＬ１に直接接続
し、ピン（５）もＬＥＤ９２のアノードに接続し（ＬＥ
Ｄ９２のカソードは抵抗Ｒ４を介してラインＬ２に接続
する）、ピン（６）はコンデンサＣ３を介してＮＯＲ８
０の出力端子に接続し、ピン（６）はまた抵抗体Ｒ１４
を介してラインＬ１に、抵抗体Ｒ１５を介してラインＬ
２に接続し、ピン（７）はラインＬ２に直接接続する。
前記５５６複式タイマ９０の第２タイマに対するピン接
続は次の如くである。すなわちピン（８）はコンデンサ
Ｃ４を介してＮＯＲ８４の出力端子に接続すると共に、
なお抵抗体Ｒ１６を介してラインＬ１に、また抵抗体Ｒ
１７を介してインＬ２へも接続し、ピン（９）はＮＡＮ
Ｄ７４の両入力端子に接続し、ピン（１０）はラインＬ
１と後記する点１０２とに直接接続し、ピン（１１）は
キャパシタンスＣ５を介してラインＬ２に接続し、ピン
（１２），（１３）は、抵抗Ｒ５と１００Ｋ可変電位抵
抗体Ｒ６との直列組合せを介してラインＬ１に接続し、
さらにまたキャパシタンスＣ６を介してライン１２に接
続し、ピン（１４）はラインＬ１に直接接続する。図８
の前記５５５タイマチップ８８はナショナルセミコンダ
クター製部品番号ＬＭ５５５ＣＮの８つのピンのチップ
であり、すべての５５５チップ相当品は図８の回路に適
する。図示の特殊チップに対するピンは下記の如く表示
される。表 示 ピ ン 接 地 １ トリガ ２ 出力ット ３ リセット ４ 制 御 ５ しきい値 ６ 放 電 ７ 動作電圧 ８

【００１９】前記５５５タイマチップ８８に対するピン
接続は次の如くである。すなわちピン（１）はラインＬ
２に直接接続し、ピン（２）はＮＯＲ８２の出力とトラ
ンジスタＴ２のベースに接続し、ピン（３）はＮＯＲ８
６の入力と点９８との両者に接続し、ピン（４）はライ
ンＬ１に直接接続し、ピン（５）はコンデンサＣ７を介
してラインＬ２に接続し、ピン（６），（７）はキャパ
シタンスＣ８を介してラインＬ２に接続すると共に、さ
らに抵抗の直列組合せを介してラインＬ１に接続する。
前記抵抗体の組合せは抵抗体Ｒ７と抵抗Ｒａ，Ｒｂ，Ｒ
ｃ等の平行配置抵抗群のすべての抵抗とを含み、この平
行配置抵抗のいずれを使用するかは後記するスイッチ１
００の手動位置に左右される。また、ピン（６），
（７）はトランジスタＴ２のエミッタに接続し、ピン
（８）はラインＬ１に直接接続する。ＮＡＮＤ７２は、
抵抗Ｒ８を介してラインＬ１に接続し、且つスイッチ３
６を介してラインＬ２に接続する第１入力端子７２ａを
有する。ＮＡＮＤ７２の第２入力端子７２ｂはＮＡＮＤ
７４の出力端子に接続し、ＮＡＮＤ７２の出力端子は、
下記ＮＯＲ８２，ＮＯＲ８４，ＮＡＮＤ７６のみならず
ＮＯＲ８０の第１入力端子に接続される。ＮＯＲ８０の
第１入力端子もまたＮＯＲ８６の出力端子とＬＥＤ９４
のアノードとの中間の点１０４に接続し、ＮＯＲ８６の
第２入力端子は抵抗Ｒ９を介してラインＬ２に接続し、
図８に示すラインＬ４，Ｌ５，Ｌ６，Ｌ７さらにここに
述べないが、本発明の構成部材外の装置に接続する。

【００２０】トランジスタＴ１はＮＰＮトランジスタで
ＧＥから部品ＧＥ−６６Ａとして入手できる形式であ
り、トランジスタＴ１のエミッタはラインＬ２に直接接
続され、トランジスタＴ１のコレクタはラインＬ２から
ダイオードＤ１（ＩＮ４００５）により絶縁し、適宜な
弁手段（弁１２６または弁５８等）の正端子にラインＬ
３により接続し、ラインＬ８は、適宜の弁手段の負（ま
たは接地）端子に接続される。トランジスタＴ２はＰＮ
ＰトランジスタでＧＥの部品ＧＥ−６５として入手でき
るタイプであり、トランジスタＴ２のエミツタはタイマ
８８のピン６，７に接続し、トランジスタＴ２のベース
はＮＯＲ８２の出力に接続し、トランジスタＴ２のコレ
クタはラインＬ２に直接接続する。また、図８には全体
を１００で示す警報回路が含まれ、警報回路１００の点
１０２はラインＬ１と（コンデンサＣ９を介して）とラ
インＬ２とに接続し、圧電素子９６の端子９６ｂは抵抗
Ｒ１０を介して点１０２に、また抵抗Ｒ１１を介してト
ランジスタＴ３のベースに接続され、圧電素子９６の端
子９６ａは抵抗Ｒ１２を介して点１０２に接続し、圧電
素子９６の端子９６ｃは点９８とトランジスタＴ３のエ
ミツタとに接続し、警報回路１００は作動時可聴振動を
発生する発振器とその装置として動作する。なお、ブザ
ーおよび電気機械的アラームを含むすべての従来回路か
代わりに利用できることは勿論である。

【００２１】トランジスタＴ３はＮＰＮトランジスタで
ＧＥから部品ＧＥ−６６Ａとして入手可能のタイプであ
り、該トランジスタＴ３のコレクタは抵抗Ｒ１２を介し
て点１０２に接続し、トランジスタＴ３の他の接続は上
述した如くである。前記ＮＯＲゲート８６はＬＥＤ９４
のアノードに接続する出力を有し、ＬＥＤ９４のカソー
ドは抵抗Ｒ１３を介してラインＬ２に接続する。従来の
ＮＯＲゲートを前記ＮＯＲ８０，８２，８４，８６とし
て使用でき、また従来のＮＡＮＤゲートを、図８の制御
手段のＮＡＮＤ７２，７４，７６，７８として使用する
こともできるが、図８の実施例に於いては、図示のＮＡ
ＮＤはナショナルセミコンダクター製部品４０１１Ｂで
あり、ＮＯＲはナショナルセミコンダクター製部品４０
０１Ｂである。図８の実施例の抵抗とキャパシタンスに
対する提案値は次の如くである。 抵抗 キャパシタンス Ｒ１＝１０Ｋ Ｃ１＝１０μ Ｒ２＝（可変） Ｃ２＝０．０２μ Ｒ３＝１Ｋ Ｃ３＝０．１μ Ｒ４＝２Ｋ Ｃ４＝０．１μ Ｒ５＝１０Ｋ Ｃ５＝０．０２μ Ｒ６＝（可変） Ｃ６＝２２μ Ｒ７＝１．２Ｋ Ｃ７＝０．０２μ Ｒ８＝２Ｋ Ｃ８＝２２０μ Ｒ９＝２０Ｋ Ｃ９＝１０μ Ｒ１０＝２２０Ｋ Ｒ１１＝１０Ｋ Ｒ１２＝５１０ Ｒ１３＝２Ｋ Ｒ１４＝１Ｍ Ｒ１５＝１Ｍ Ｒ１６＝１Ｍ Ｒ１７＝１Ｍ

【００２２】次に、本発明の各吸気ガス供給装置の作動
について説明する。図１の実施例の吸気ガス供給装置の
動作に於て、ガス供給源２０からのガスはライン３４を
通って流量計２２に至る。流量計２２内のニードル弁
（図示せず）は流量計を介して流量を制御するようにセ
ットされ、流量計２２を流れるガスはライン３６を介し
てキャパシタンス２４まで流通する。キャパシタンス２
４からガスはライン４２内を通り、ライン４２内のガス
は弁２６が作動するまでは弁２６を通らない。前記カニ
ューレ４８は、、生体内呼吸組織内の鼻孔内に挿入され
生体内呼吸組織による吸気により負圧が発生すると、こ
の負圧が単ライン４６に印加される。図１の実施例に示
す装置に対して、弁２６は、常時はポート２６ａとポー
ト２６ｃとを接続する図１の位置にあり、吸気の際に負
圧がライン５０内に発生する。感知手段２８がＰ／Ｅス
イッチである上述の実施例に於ては、ライン５０の負圧
がＰ／Ｅスイッチの負圧入力ポートに作用し、従ってこ
のＰ／Ｅスイッチが図８のスイッチ３６を投入する。

【００２３】図３の実施例に示す装置に対して、吸気の
際発生したライン５０内の負圧は流体増巾器３０の制御
ポート３０ｂに印加され、制御ポート３０の負圧は増巾
器３０のストリーム入力を偏倚せしめ、従って出力は、
その常時バイアスされる出力ポート３０ｅではなしに出
力ポート３０ｄから出力される。ポート３０ｄから出力
により、ライン５４に正の流体信号が発生され、これを
Ｐ／Ｅスイッチ３１の正の入力端子に加えることによ
り、Ｐ／Ｅスイッチ３１が作動し、その出力によって図
８のスイッチ３６が投入される。

【００２４】図８の制御手段３２に於いて、スイッチ３
６の投入によりラインＬ１とＬ２との間の回路が完成さ
れ、これにより擬似信号がＮＡＮＤ７２の入力ポート７
２ａへ加えられる。一方、入力ポート７２ｂは常時は真
信号を受領するので（後述する方法のガスの適用後の必
要最小限の遅延時間間隔内に負圧を感知した場合を除
く）、ＮＡＮＤ７２の出力は真である。従ってＮＯＲゲ
ート８０の入力端子８０ａは真となり、同様にＮＡＮＤ
７６、ＮＯＲ８２、およびＮＯＲ８４の全入力端子は真
となる。窒息事態が後述の如く検知されず、または真信
号がラインＬ４に受信されない場合は、入力端子８０ｂ
は偽であり、この点でＮＯＲゲート８０の出力は偽であ
り、ＮＯＲ８４の出力も偽である。ＮＯＲゲート８０，
８４からの偽出力は前記複式タイマー９０のピン６，８
に加えられ、ピン６は複式タイマ９０に含まれる第１タ
イマのトリガ入力であり、ピン８は複式タイマ９０の第
２タイマーのトリガ入力であり、トリガーピン６，８が
真から偽となる結果として対応するピン５，９からの出
力は真となる。前記複式タイマ９０の出力ピン５が真と
なるとトランジスタＴ１を導通せしめ、これにより電流
がラインＬ３に流れる。ラインＬ３上の合成電気信号に
より、電磁弁２６は図１に示す常時バイアスされた位置
から、ポート２６ｂがポート２６ａに接続する第２位置
へそのスプールを移動せしめる。電磁弁２６のポート２
６ｂをポート２６ａに接続することにより、ライン４２
内のガスを弁２６を介して伝達することができる。流量
計２２と弁２６との両者がガスの流れに対して固有の抵
抗を有することを思い出さねばならない。流量計の抵抗
ＦＲは大体、弁２６の抵抗ＶＲよりも大きく、かくして
弁２６が移動してポート２６ａをポート２６ｂに接続す
るにつれて、ライン４２の圧力が低下して、弁２６がこ
の位置に充分長く留まるならば、ガスの流量は流量計２
２の抵抗ＦＲにより最終的に指示される。かくして弁２
６は、ガスのパルスをライン４２から弁２６、ライン４
６とカニューレ４８を介して通過せしめると共に生体内
呼吸組織内も通過しせめる。後記する如く、パルス持続
時間は、ポート２６ｂがポート２６ａと接続する位置に
前記弁２６ｂが残る時間の長さにより決定される。パル
スの振巾は弁２６を通る流量の函数であり、流量計２２
の図１の流体供給回路への組込みにより、発生したガス
パスルは図６に示す如きスパイク形を有するようにな
る。ガスパルスを供給する間中トランジスタＴ１へ加わ
る信号がＬＥＤ９２のアノードにも与えられるので、Ｌ
ＥＤ９２は導通してガスパルスの供給を視覚指示するこ
とになる。

【００２５】複式タイマ９０の出力ピン５が偽となると
きは、弁２６を介して供給するガスパルスは終了せしめ
られ、これに関して、ピン５からの偽信号はトランジス
タＴ１の導通を停止し、従ってラインＬ３の信号は偽と
なる。ラインＬ３の偽信号は、電磁弁２６をして図１に
示すその常時のバイアス位置に復帰せしめる。複式タイ
マ９０の出力ピン５が偽となる時点は複式タイマ９０の
ピン２に供給する電圧値に左右され、この複式タイマ９
０のピン２の電圧値は１００Ｋ可変電位抵抗器に対して
撰択した値に左右される。この点に関し、供給ガスパル
スはピン２の電圧が、ピン７と１４間に現われる電圧差
の２／３となるまで供給される。前記した回路値に関し
てここに記載する実施例に対しては、例えば抵抗体Ｒ２
の抵抗値が３５Ｋのとき、０．５秒間持続するガスパル
スが供給される。前記した如く、複式タイマ９０の両タ
イマはトリガされて、これによりピン５，９の出力は真
となり、ピン５の真信号は前述の如く電磁弁２６を移動
するが、ピン９の真によりＮＡＮＤゲート７４を偽と
し、偽信号をＮＡＮＤゲート７２の入力端子に供給す
る。かくしてＮＡＮＤ７２の出力は真となり、複式タイ
マー９０のピン９が真である限りは真として残る。ＮＡ
ＮＤ７２の出力は真で残るが、複式タイマ９０のピン６
は偽にトリガされることはできない、これに関し複式タ
イマ９０のピン６は偽として残り、またピン９が真であ
る間は真から偽へ遷移することはできない。これは、複
式タイマ９０のピン９がなお真であるのに、もし生体内
呼吸組織が吸気を試みた場合は、この試行吸気は、タイ
マ９０のピン６に何んら影響せず、これにより弁２６に
も影響せず、従ってガスの追加パルスは供給されないこ
とを意味する。さらに試行吸気は、複式タイマ９０の出
力ピン９が偽となるまでは影響なく、複式タイマの出力
ピン９が偽となる時間は、１００Ｋ電位可変抵抗体Ｒ６
に対して撰択した値により撰択的に可変となる。また可
変抵抗体Ｒ６は複式タイマ９０の閾値ピン１２に印加す
る電圧値に影響を与え、これにより出力ピン９が偽とな
る時を決定するのである。

【００２６】可変抵抗体Ｒ６に対しての撰択値により、
生体内呼吸組織内にガスを連続的に与える間の必要最小
時間間隔を決定し、これにより、本装置が吸気ガスの一
定容積用量を単位時間に生体内呼吸組織内に供給するこ
とができるのである。前述の提案回路値に対して、７３
Ｋの値を撰択して有する抵抗体Ｒ６が０．２秒の遅れ間
隔を与える。すなわち、制御手段３２は、負圧を感知
し、その結果として生体内呼吸組織に吸気ガスが供給さ
れた場合には、次に生体内呼吸組織に負圧を感知しても
先の負圧を感知してから、もし必要遅延時間間隔が経過
していないときには、ガスパルスの生体呼吸組織への供
給を許可しない。こういう風に生体内呼吸組織が異常な
数の吸気を試みても、これを過大酸素送込みから防護
し、この防護特性が無い場合には、吸気を過大な頻度で
試行したときに生体内呼吸組織へ過大なガスパルスが供
給される危険がある。前述の生体内呼吸組織内に吸気ガ
スを連続的に供給する場合に所要最小時間間隔の経過を
必要とする方法は、本実施例の装置先に参考として引用
した米国特許出願第２１０６５４号に記載の方法により
動作せしめることを可能にし、前記パルスの持続時間は
吸気の持続時間よりも少くし得る。

【００２７】例えば、図１の実施例の装置が特許出願第
２１０６５４号の方法により動作せしめられるときは、
弁２６は、生体内呼吸組織内の負圧がなくなる相当前
に、ポート２６ｃとポート２６ａとが連通するバイアス
位置に復帰する。これに関して、ガスパルスは吸気の持
続時間の一部分の時間に対して供給され、第２タイマー
の保護機能（および複式タイマ９０のトリガピン６が真
から偽へ移行するのを防止するＮＡＮＤ８０につながる
複式タイマ９０の出力ピン９の影響）なしで、ガスの追
加パルスを吸気に加えようとするものである。このよう
に、制御手段３２の複式タイマ９０の第２タイマにより
与えられる保護機能により、弁２６をそのバイアス位置
に復帰せしめ、また緩衝時間間隔を設けてこの中では、
弁２６が再び作動できないようにする。かくして、制御
手段３２は、直列の弁よりも単一の簡単な弁の使用を可
能にし、さらに、制御手段３２とこれに連動する弁手段
とにより、単ホースカニューレ４８に至る単ホース４６
の使用が可能となる。これにより、負圧と正圧との両者
が同一のライン４６を介して伝達することが可能とな
る。

【００２８】図２の実施例の動作は図１の実施例と基本
的には類似しているが、スパイク形のガスパルスを供給
するよりむしろ図７に示す方形パルスを供給するもので
ある。この方形パルスは、実際にはガス供給源２０を弁
２６に接続するライン内に流量計がないことにより生ず
る。キャパシタンス２４（単にチューブの長さまたはチ
ューブとタンクの長さでもよい）の圧力は、流量計の固
有抵抗によって決まる圧力よりむしろガス供給源２２の
圧力である。弁２６を開放してポート２６ａと２６ｂと
を接続したとき、ガスの流れに制限を及ぼすのは弁２６
の固有抵抗のみとなる。パルスを弱める流量計の固有抵
抗がない場合は、パルスは方形と見なされる。方形モー
ドの方がカニューレ４８へより正確な流量で吸気ガスを
供給できると、現在では考えられている。

【００２９】図４の実施例の動作も図１と類似している
が、これはさらに生体内呼吸組織へガスパルスに給湿し
て供給するものである。図１の実施例と同様に、適当な
負圧が生体内呼吸組織内で検知されたとき、ポート５８
ｂがポート５８ｄと連通する位置まで、制御手段３２が
弁５８移動せしめる。ガスパルスはライン６０を通って
給湿器６２に至り、給湿されたガスパルスは給湿器６２
からライン６４，４６を通って生体内呼吸組織に移動す
る。給湿器６２により与えられた湿気は、弁５８のポー
ト５８ａ，５８ｃを汚損せず、またライン５０によりこ
れに接続した感知手段２８を汚損することもない。

【００３０】図５の実施例の動作は、ガスパルスが生体
内呼吸組織内へ入る前に給湿器６２により給湿されるこ
と以外は、図１の場合と大体同様である。ガスパルスは
ライン４６を介して弁２６を離れ、点６７でパルスは分
離し、分離したパルスの１部分はライン４６上をベンチ
ュリ管７０の入力口まで移動する。またパルスの他の部
分は、ライン６５によって給湿器６２の入力へ供給さ
れ、給湿された給湿器からのガスはライン６４によりベ
ンチュリ管７０のノズル６８へ供給される。この様なベ
ンチュリ管７０の使用により、複雑な弁手段を追加する
必要が無くなり、また給湿器をこれにかかる高圧から保
護することができる。

【００３１】図９実施例に対して、ラインＬ３の真信号
は弁手段２６に第１ガスパルスの通過を許可するのみな
らず、第２弁手段１２６を作動せしめて第２ガス供給源
１２０をカニューレ４８に接続する。これに関して、ラ
インＬ３，Ｌ３’の真信号は弁１２６を作動させ、これ
によりポート１２６ａがポート１２６ｂと連通し、第２
ガスのパルスがライン１４４，４６を介してカニューレ
４８に供給される。第２ガスのパルスの持続時間は、第
１ガスのパルスの持続時間と同様にして決定される。ま
た、第２ガスのパルスの振巾は第１ガスの振巾と全く同
様にして決定され、弁手段１２６の固有抵抗ＶＲとガス
供給源１２０の圧力とに左右される。図９の装置は、も
し必要なら、第２弁手段１２６と第２ガス供給源１２０
との間に流量計を接続することにより、スパイク形パル
スモードで動作することが可能となる。図９の吸気ガス
供給装置は、前記各実施例と同様に生体内呼吸組織に対
する同様な防護特性を与えられ、さらに第２ガス（麻酔
ガス等）は第１ガス（酸素等）を供給する時にのみ供給
される。

【００３２】もし生体内呼吸組織が異常に高い数値の吸
気をしたときに、制御手段３２が過大な酸素の供給から
生体内呼吸組織を防護する方法は前述した。次に、生体
内呼吸組織が最大時間間隔内に於てさらに吸気を試みる
ことに失敗した場合に、これを制御手段３２が表示する
方法を説明する。前記した如く、吸気（生体内呼吸組織
からの負圧）を感知したときＮＯＲ８２の両入力端子は
真であり、ＮＯＲ８２の合成偽出力はトランジスタＴ２
のベースのみならずタイマ８８の入力ピン２へも供給さ
れる。トランジスタＴ２はＰＮＰタイプであるので導通
してコンデンサＣ８を放電し、タイマ８８のピン２の入
力が真から偽へ変ることにより、タイマ８８のピン３が
真出力となる。ピン３からの真出力信号は警報回路１０
０に供給され、その圧電素子９６を非作動のままとす
る。同様に、ピン３からの真出力信号はＮＯＲ８６の両
入力端子に供給され、その結果点１０４に於けるＮＯＲ
８６からの偽出力信号となる。このＮＯＲ８６からの偽
出力はＬＥＤ９４をトリガせず、またＮＯＲ８０の入力
端子８０ｂには影響しない。負圧が生体内呼吸組織内で
感知されないときは、ＮＡＮＤ７２からの出力信号は偽
である。この偽出力信号はＮＯＲ８２の両入力端子に加
えられ、ＮＯＲ８２に真出力を生ずる。ＮＯＲ８２から
の真出力信号はトランジスタＴ２のベースに与えられ、
トランジスタＴ２の導通を停止せしめる。タイマ８８の
ピン２はトリガすることを防止されており、また、トラ
ンジスタＴ２が導通を停止するのでコンデンサＣ８は充
電される。コンデンサＣ８がタイマ８８のピン６の閾値
レベルまで充電されると、タイマ８８のピン３は偽とな
り、ピン３の偽出力は警報回路１００を励磁して可聴信
号が圧電素子９６により従来の方法で作成される。ＮＯ
Ｒ８６の両入力端子に偽信号が供給されると、点１０４
の出力は真出力信号となり、点１０４に於ける真信号に
よりＬＥＤ９４は通電されて窒息事態を指示する。点１
０４における真信号はまたＮＯＲ８０の入力端子８０ｂ
に供給され、ＮＯＲ８０の端子８０ａに入力するＮＡＮ
Ｄ７２の出力信号は偽であるので、ＮＯＲ８０の出力端
子は偽となる。タイマ９０のピン６が真から偽へ変るこ
とにより、ガスパルスを前記した方法で生体内呼吸組織
に供給せしめるようにし、もしそれ以上の試行吸気が感
知されないとき、ガスの連続パルスは同様の方法で供給
される。

【００３３】以上から、タイマ９０は最大時間間隔を与
え、且つ生体内呼吸組織は前記最大時間間隔内にさらに
吸気を試行しなければならないことは明白である。も
し、ガスパルスを供給するための負圧の感知が、最大時
間間隔内に行なわれない場合には、タイマ８８は動作し
て両可聴警報回路１００とＬＥＤ９４の視覚警報を作動
すると共にタイマ９０をトリガし、ガスパルスを供給す
る。前記最大時間間隔の期間はスイッチ１００ａにより
手動撰択する抵抗Ｒａ，Ｒｂ，Ｒｃ……に左右され、ま
たこの抵抗は、コンデンサＣ８の充電する速度、ひいて
はタイマ８８のピン６に加える閾値電圧がピン３の出力
状態を変更するに充分な高電圧となる時間を決定する。

【００３４】図１２の実施例の装置は図３実施例の装置
に幾分か類似する。図１２の装置は、窒息検知と閉塞防
止ＡＤＯＰ回路２００に匹敵するようにした感知手段２
８Ｃ’を有している。前記ＡＤＯＰ回路２００は優秀な
流体動作回路で、第１流体タイミング回路２０２と流体
ＮＯＲゲート２０４と、第２流体タイミング回路２０６
および弁手段２０８より成る。前記感知手段２８Ｃ’
は、２つの例外を除いて図３の感知手段２８と類似す
る、すなわち （１）ＬＥＤ９４とＮＯＲ８６との中間の点１０４はＮ
ＯＲ８０の入力端子８０ｂには接続しない。 （２）流体増巾器３０の出力ポート３０ｅはライン２１
０により第１タイミング回路２０２の点２１２に接続す
る。 前記タイミング回路２０２の点２１２は平行ライン２１
４，２１６により点２１８に接続し、中間点２１８と２
１２のライン２１４は流体抵抗２２０を持ち、一方ライ
ン２１６はキノコ型弁２２２の如き排気手段を有する。
このキノコ型弁２２２は点２１２からの流体信号が点２
１８へ伝達されるような方向を向いているが、点２１２
から弁２２２への流体信号により、点２１８からの急速
な排気を防止する。

【００３５】タイミング回路２０２の点２１２はライン
２２４により可変容量弾性キャパシタンス２２６の如き
第１キャパシタンスに接続されている。このキャパシタ
ンス２２６は米国特許出願第２１０６５３号（１９８０
年１１月２６日出願・引例としてここに組込む）に開示
するのと同様のキャパシタンスとして作用するようにな
されており、後記する理由から可成り長い容量を有して
いる。また第１流体タイミング回路２０２のライン２２
４はライン２２８により流体ＮＯＲゲート２０４に接続
する。流体ＮＯＲゲート２０４はガス供給源２３０に接
続したストリーム入力ポート２０４ａと、制御ポート２
０４ｂと、第１出力ポート２０４ｃと、第２出力ポート
２０４ｄとより成る。ライン２２８は制御ポート２０４
ｂに接続し、ライン２３２は出力ポート２０４ｄから第
２流体タイミング回路２０６に接続する。流体ＮＯＲゲ
ート２０４は、信号をポート２０４ｂに加えない時に
は、ポート２０４ｃに出力を与え、またポート２０４ｂ
に信号を加えた時にはポート２０４ｄに出力を与える型
式となっている。ＮＯＲゲート２０４の出力ポート２０
４ｄはライン２３２により従来の圧力−電気（Ｐ／Ｅ）
スイッチ２３６の正の圧力入力端子に接続される。スイ
ッチ２３６は電気ラインＬ９により、指示手段２４２例
えば下記の可聴アラーム手段、視覚アラーム手段および
カウンタ手段の１つ以上を含む指示手段に接続する。

【００３６】第２流体タイミング回路２０６は本来流体
ワンショットであり、これは大気へ通ずる第１出力ポー
ト２０６ａと、ライン２４０を介して弁手段２０８に接
続する第２出力ポート２０６ｂと、ガス源２３０へ接続
する第１入力ポート２０６ｃと、第２入力ポート２０６
ｄと、第３入力ポート２０６ｅとより成る。入力ポート
２０６ｄはライン２３２によりＮＯＲ２０４の出力ポー
ト２０４ｄに接続する。第２流体タイミング回路２０６
はさらにポート２０６ｄと連通する第１端とポート２０
６ｅと連通する第２端とを有する実質的な閉ループ流体
経路２４４より成り、前記流体経路２４４は流体絞り装
置およびまたはキャパシタンス装置２４８の如き１つ以
上のタイミング手段を有する。図１２に示す如く、前記
絞り装置２４６は可変抵抗であり、キャパシタンス２４
８は可変キャパシタンスであり、これは弾力風船の如き
ものである。絞り装置２４６とキャパシタンス２４８
は、異なる値と所要のキャパシタンスを有する同様の絞
り装置またはキャパシタンスと交換可能である。

【００３７】上記の如く、第２流体タイミング回路２０
６の出力ポート２０６ｂはライン２４０を介して弁手段
２０８に接続される。図示の如く、弁２０８は２方２位
置ソレノイドスプール弁であり、ＡＬＣＯＮシリーズＡ
モデル７９８６型弁の如きものである。従来の弁はすべ
て利用可能であるが、弁２０８はその孔に２つのポート
２０８ａ，２０８ｂを有し、また弁２０８は、ライン２
４０の正圧により、そのスプールをポート２０８ａがポ
ート２０８ｂに接続する図１２のような位置に移動せし
める。弁手段２０８のポート２０８ｂはライン２５０に
よりその上の点２５２に接続し、ライン２５０上の流体
抵抗２５４により、カニューレ４８からの最小抵抗の経
路はライン２５０よりむしろライン４６および弁２６を
通る経路となる。弁手段２０８のポート２０８ａはライ
ン２５６によりキャパシタンス２５８に接続され、流量
計２６２はライン２６４により圧力調整器２６６に接続
され、この圧力調整器はガス供給源２６８に接続され
る。

【００３８】図１３の実施例は図１２と基本的に類似す
るが、第２流体タイミング回路２０６および弁手段２０
８は使用せず、代わりに、Ｐ／Ｅスイッチ２３６の正圧
ポートは流体ＮＯＲゲート２０４の出力ポート２０４ｄ
に直接接続されている。Ｐ／Ｅスイッチ２３６の電気的
出力を電気ラインＬ１０から電気的刺激制御器２７４を
介して従来の筋電図記録電極２７０に接続し、該電極２
７０は舌下神経（第１２番脳神経）に近接した患者のあ
ご下に位置する。

【００３９】図１４の実施例装置の動作は図３実施例の
動作と基本的に類似している。しかし、図１４の制御手
段３２’に於いては、そのタイマー８８が、生体内呼吸
組織が最初の最大時間間隔の満期前にさらに吸気を試行
しないことを決定した場合には、タイマー９０はさらに
ガスパルスを与えるためにトリガされない。加えて、最
初の最大時間間隔に対応する短い窒息事態がすでに発生
したとき、ＬＥＤ９４とアラーム回路１００とにより指
示するけれども、図１４の実施例はさらに次の如き作用
をする。すなわち（１）第２最大時間間隔の満期前（第
２最大時間間隔は第１最大時間間隔よりも長く、且つ長
時間の窒息事態を指示可能である）にさらに吸気を試行
することを生体内呼吸装置が何時失敗したかを測定し、
また（２）生体内呼吸組織の上部気道内の閉塞すなわち
障害を除去する試みとして該組織に高圧のガスパルスを
与えることである。

【００４０】上記について、図１２及び図１３に於い
て、生体内呼吸組織内の無負圧を指示する出力が増巾器
３０のポート３０ｅに生ずる場合、該出力は第１流体タ
イミング回路２０２に加えられ、流体出力信号は回路２
０２のライン２１６を回ってキノコ弁２２２を閉じる。
従ってこの信号がライン２２４の可変キャパシタンス２
２６に与えられ、この流体信号は増巾器３０のポート３
０ｅに出力が生ずる限り、前記可変キャパシタンス装置
２２６に連続印加される。通常の呼吸に於ては増巾器３
０の出力は可変キャパシタンス装置２２６が最大容量に
なる前にポート３０ｄに切替えられる。即ち、増巾器３
０はその出力を、吸気が感知された時にポート３０ｅか
らポート３０ｄへ切替えるのであり、この場合、患者は
満足な呼吸をし、窒息の事態は勿論ない。しかし、異常
な呼吸状態で患者が吸気に失敗したときには、増巾器３
０は出力ポート３０ｅに流体信号を連続して発生し、従
って可変キャパシタンス装置２２６は最大容量にまで膨
張するまで拡張を続け、可変キャパシタンス装置２２６
がその最大容量まで拡張する圧力になったときには、流
体圧力がライン２２８にかかる。そして、流体ＮＯＲゲ
ート２０４のストリーム入口ポート２０４ａを出力ポー
ト２０４ｃから出力ポート２０４ｄへ切替える。こうい
う風に、流体ＮＯＲゲート２０４はライン２３２上に流
体信号を発生し、またライン２３２，２３４の流体信号
は圧力−電気スイッチ２３６に接続され、このスイッチ
はライン２３４の流体信号をラインＬ９の電気信号に変
換する。該電気信号は種々の診断動作、すなわち心電図
ＥＣＧモニタ、アラームまたはカウンターの作動を行な
う。

【００４１】種々の寸法と形式の弾力性風船その他適当
な装置を可変キャパシタンス装置２２６に撰択してもよ
い。どの装置を撰択して使用するかは、その弾性張力と
最大流体貯蔵容量とによって決まる。例えば窒息検 と
閉塞防止回路２２０が、患者が６０秒の最大時間間隔内
に吸気しなかったことを表示することを望むならば、該
装置２２６は、前記６０秒間の間増巾器３０によって発
生された流体容量を収容して、流体ＮＯＲゲート２０４
内のスイッチをトリガしないだけの容量のものを撰択し
なければならない。勿論、可変キャパシタンス装置２２
６がその最大加圧容量に到達する前に患者が吸気をする
ならば、キノコ形弁２２２と協同して作用する装置２２
６は前記したように急速に収縮する。

【００４２】図１２から明白なことは、ライン２３２に
流体信号が不在であると、第２流体タイミング回路２０
６のストリーム流入ポート２０６Ｃは出力ポート２０６
ａを介して外気と流通する。流体信号が第２入口ポート
２０６ｄに加えられると、ストリーム流入ポート２０６
ｃは後記する方法である期間に対して出力ポート２０６
ｂ側へ偏向し、ポート２０６ｃとポート２０６ｂが連通
される。ライン２３２の流体信号を第２流体タイミング
回路２０６の入力ポート２０６ｄに加えると、前記スト
リーム流入ポート２０６ｃは出力ポート２０６ａから出
力ポート２０６ｂへ偏向し、これにより弁手段２０８に
与える流体信号がライン２４０上に発生する。また、ラ
イン２３２の流体信号は、タイミング手段（抵抗２４６
およびキャパシタンス装置２４８）を有する流体経路２
４４に印加される。前記タイミング手段は、所定時間に
閉ループ流体経路２４４を回る第１流体信号の通過を遅
らす。すなわち、適当な可変抵抗２４６の抵抗値と適当
な最大容量のキャパシタンス装置２４８を撰択し、これ
により前記閉ループ流体回路２４４を回って進行する第
１流体信号が、第２流体タイミング回路２０６のポート
２０６ｅに到達するまでの時間を遅らすのである。前記
閉ループ流体経路２４４を回って進行する流体信号がポ
ート２０６ｅに到着するとき、前記ポート２０６ｃに於
けるストリーム流入の各側の流体圧力は均一化され、従
ってストリームはもはやポート２０６ｂに偏向せず、そ
の代わりにポート２０６ａを介して再び大気中に放出さ
れる。前記弁手段２０８は最終ではガス供給源２６８か
らのガス供給を受取るが、流体信号を前述の方法でライ
ン２４０に加えるときにのみガスを伝送することができ
る。流体信号をライン２４０に加えると、弁手段２０８
が作動してそのポート２０８ａをポート２０８ｂに、ラ
イン２４０の信号の持続時間により決定される時間の間
接続する。前記ライン２４０の信号の持続時間は閉ルー
プ流体経路２４４の抵抗とキャパシタンスと連けいする
撰択値により決定される。

【００４３】弁手段２０８の作用により、高圧ガスパル
スをライン２５０を介して単ホースカニューレ４８に与
え、長時間の窒息状態を生ずることのある上部気道の障
害すなわち閉塞を除去する。この場合、ガスパルスの圧
力は平方インチ当り５０ポンド以上でなければならな
い。前記パルスの振巾は圧力調整器２６６、キャパシタ
ンス２５８、流量計２６２等の弁手段２０８とガス供給
源２６８との間に接続した種々の装置を介して制御可能
である。

【００４４】各種の方法が図１２の装置を操作するため
に使用されることを理解すべきであって、例えば、動作
の１つのモードに於ては、持続時間を制限した高圧パル
スが加えられる。また他の実施例では、高圧パルスが次
第に圧力が下がった連続流れになるように第２流体タイ
ミング回路２０６を適応さすことができ、更に直列の高
圧パルスをプログラム的に印加することも可能である。
図１３の実施例は図１２とほぼ同様の作用をするが、ガ
スの高圧パルスを弁手段２０８を介して供給するより
は、Ｐ／Ｅスイッチ２３６を用いて電気信号を電極２７
０に印加するためにラインＬ１０に発生する。この電極
２７０は、舌に対する舌下神経のような筋肉を制御する
神経に近接して患者のあごの下に取付けられ、前記筋肉
に刺激を与えて上部気道から障害物を退去せしめ、これ
により筋肉および関連機関が再び生体内呼吸組織の隔膜
と共同して運動し得るのである。図１４は本発明のさら
に他の実施例で、図１２の実施例と同様の目的を達成す
るものである。図１４の装置は図９の装置と類似する
が、図１４の制御手段３２’は図８に於けるＮＯＲ８０
の入力端子８０ｂに接続する点１０４を有しない。むし
ろ、この点１０４はラインＬ７により２位置−２ポート
ソレノイドスプール弁２７２に接続される。図１４の弁
２７２は、図１２の弁２０８が供給源２６８に接続する
のと全く同じ方法で、ガス供給源２６８に接続されてい
る。図１４の実施例の動作に於て、制御器３２’が窒息
事態（スイッチ１００ａの位置により設定する所定の可
変の最大時間間隔に対応する持続時間を有する）が発生
したと判断したときは、いっても高圧ガスパルスを弁２
７２を介して前記他の実施例から容易に理解される方法
でカニューレ４８へ供給するのである。

【００４５】さらに理解さるべきことは、図３の実施例
の感知手段２８Ｃはここに開示するすべての実施例に使
用してもよいことであり、また開示した実施例の各々を
適宜に変更して、スパイク形パルスまたは方形パルスモ
ードで操作してもよい。さらに、前記ソレノイド操作ス
プール弁をニュートロニクスシリーズ１１弁の如き保持
形ソレノイド弁に代えてもよい。

【００４６】

【発明の効果】本件発明に於いては、感知装置が負圧を
感知したあと、予め設定した最大時間間隔内に次の負圧
が感知されたか否かを第１タイマー手段によって決定
し、前記最大時間間隔内に次の負圧が感知されない場合
にはガス圧パルスを生体内呼吸組織内へ供給するか若し
くは生体内器官と関連する神経を刺激する手段を作動し
て上部気道の閉塞障害を除去する構成としている。その
結果、本件発明では呼吸の停止と同時に自動的に気道の
閉塞障害を除去することが出来、従前の吸気ガス供給装
置に比較して信頼性が著しく向上する。また、本件発明
では、制御手段に、先の負圧の検知の時から予め設定し
た最小遅延時間間隔内に次の負圧が検知されたか否かを
判断する第２タイマー手段を設け、次の負圧が前記最小
遅延時間間隔内に感知された場合には、吸気ガスを生体
内呼吸組織内へ供給しない構成としている。その結果、
本件発明では呼吸数が異常に、早くなったような場合で
も、従前の吸気ガス供給装置のように過剰なガス（酸素
ガス）が生体内呼吸組織内へ供給されることは全く無
く、装置の安全性が大幅に向上する。更に、本件発明で
は、弁手段を介してガス供給源と生体内呼吸組織の呼吸
状態の感知手段とを、生体内呼吸組織内へ切換自在に連
結すると共に、感知手段からの信号により作動する制御
手段によって、前記弁手段の切換えをコントロールする
構成としている。その結果、本件発明に於いては単一の
ラインを用いて弁手段と生体内呼吸組織内とを流体連通
することが出来、従前の二本のラインを使用する装置に
比較して、取扱いが大幅に容易になると共に製造コスト
の引下げ、装置の小形化等を計り得る。

【図面の簡単な説明】

図１は、本発明の吸気ガス供給装置の実施例を示す概略
図であり、ガスをスパイク形パルスとして供給するもの
である。図２は、本発明の吸気ガス供給装置の実施例の
概略図であり、ガスを方形パルスとして供給するもので
ある。図３は、本発明の吸気ガス供給装置の概略図であ
り、感知手段を純流体増巾器より構成したものである。
図４は、本発明の吸気ガス供給装置の実施例を示す概略
図で、供給ガスを加湿ガスとしたものである。図５は、
本発明の吸気ガス供給装置の他の実施例の概略図であ
り、供給ガスを加湿ガスとしたものである。図６、本発
明によるスパイクパルス形の吸気ガスの供給を説明する
グラフである。図７は、本発明による方形パルス形の吸
気ガスの供給を説明するグラフである。図８は、本発明
の１実施例の制御手段の概略図である。図９は、本発明
の他の実施例の吸気ガス供給装置の概略図で、第２ガス
を供給するものである。図１０は、図３のガス供給装置
の実施例の純流体増巾器の平面図である。図１１は、図
１０の流体増巾器に対する出力圧力利得カーブの説明図
である。図１２は、本発明の吸気ガス供給装置の実施例
を示すものであり、生体内呼吸組織内の上部気道内の閉
塞に起因する窒息事態を検知してこれを治療できるよう
にした装置の概略説明図である。図１３は、図１２と同
種の吸気ガス装置の他の実施例を示す概略説明図であ
る。図１４は、図１２と同種の吸気ガス供給装置の別の
実施例を示す概略説明図である。

【符号の説明】

２０ ガス供給源 ２２
流量計 ２４ 流体キャパシタンス ２６
弁手段 ２８・２８ｃ 感知手段 ２８ｃ’
感知手段 ３０ 流体増巾器 ３１
Ｐ／Ｅスイッチ ３２・３２’ 制御手段 ３６
スイッチ ４８ カニューレ ５８
４方２位置弁 ６２ 給湿器 ６４Ｒ・６５
Ｒ 可変抵抗 ６８ ノズル ７０
ベンチュリー管 ７２・７４ ＮＡＮＤゲート ７６・７８
ＮＡＮＤゲート ８０・８２ ＮＯＲゲート ８４・８６
ＮＯＲゲート Ｔ₁ ・Ｔ₂ トランジスタ ８８・９０
タイマーチップ ９２・９４ 圧電部材 １００ａ
スイッチ １００ 警報回路 １２０
第２ガス供給源 １２４ キャパシタンス １２６
第２弁手段 １４７ 可変抵抗 ２００
ＡＤＯＰ回路（窒息検知と閉塞防止回路） ２０２ 第１流体タイミング回路 ２０４ 流体
ＮＯＲゲート ２０６ 第２流体タイミング回路 ２０８ 弁手
段 ２２０ 流体抵抗 ２２２ 排気
手段 ２２６ 第１キャパシタンス ２３０ ガス
供給源 ２３６ Ｐ／Ｅスイッチ ２４２ 指示
手段 ２４４ 閉ループ流体経路 ２４８ キャ
パシタンス ２５４ 流体抵抗 ２５８ キャ
パシタンス ２６２ 流量計 ２６６ 圧力
調整器 ２６８ ガス供給源 ２７０ 筋電
図記録電極 ２７２ ソレノイド弁 ２７４ 電気
的刺激制御器

───────────────────────────────────────────────────── フロントページの続き (72)発明者 チェン、ケビン、シー．エス. アメリカ合衆国、20706 メリーランド州、 ランハム、１エステイ ストリート、9015 番地 (56)参考文献 特開 昭56−54858（ＪＰ，Ａ)

Claims (6)

【特許請求の範囲】
1. 【請求項１】 生体内呼吸組織に於ける呼吸停止を感知
   し、呼吸停止事態に伴う上部気道障害を排除するように
   した吸気ガス供給装置であって、前記吸気ガス供給装置
   は、 前記生体内呼吸組織内の圧力方向を検知する感知手段
   と、 前記感知手段に接続されて、前記生体内呼吸組織内の負
   圧の最終発生時から予かじめ設定した最大時間間隔が経
   過したことを決定する第一タイマー手段と、 前記第一タイマー手段に応答して作動し、生体内器官と
   関連する神経を刺激して前記生体内呼吸組織内の上部気
   道を閉塞しないようにする手段と、より成ることを特徴
   とする吸気ガス供給装置。
2. 【請求項２】 生体内呼吸組織に於ける呼吸停止を感知
   し、呼吸停止事態に伴う上部気道障害を排除するように
   した吸気ガス供給装置であって、前記吸気ガス供給装置
   は、 前記生体内呼吸組織にガスを供給するガス供給源と、 前記生体内呼吸組織内の圧力方向を検知する感知手段
   と、 前記感知手段に接続されて、前記生体内呼吸組織内の負
   圧の最終発生時から予かじめ設定した最大時間間隔が経
   過したことを決定する第一タイマー手段と、 前記第一タイマー手段に応答して作動し、圧力を有する
   ガスのパルスを前記生体内呼吸組織へ供給することによ
   り、該生体内呼吸組織の上部気道内の障害を除去する手
   段と、より成ることを特徴とする吸気ガス供給装置。
3. 【請求項３】 生体内呼吸組織に於ける呼吸停止を感知
   し、呼吸停止事態に伴う上部気道障害を排除するように
   した吸気ガス供給装置であって、前記吸気ガス供給装置
   は、 前記生体内呼吸組織にガスを供給するガス供給源と、 前記生体内呼吸組織内の圧力方向を検知する感知手段
   と、 前記ガス供給源と前記感知手段とを前記生体内呼吸組織
   へ切換自在に連結する弁手段と、 前記感知手段からの信号により前記弁手段を切換え作動
   させる制御手段と、 前記弁手段と前記生体内呼吸組織とを流体連通させる単
   一ラインからなる手段と、 前記感知手段に接続されて、前記生体内呼吸組織内の負
   圧の最終発生時から予かじめ設定した最大時間間隔が経
   過したことを決定する第一タイマー手段と、 前記第一タイマー手段に応答して作動し、生体内器官と
   関連する神経を刺激して前記生体内呼吸組織内の上部気
   道を閉塞しないようにする手段と、より成ることを特徴
   とする吸気ガス供給装置。
4. 【請求項４】 生体内呼吸組織に於ける呼吸停止を感知
   し、呼吸停止事態に伴う上部気道障害を排除するように
   した吸気ガス供給装置であって、前記吸気ガス供給装置
   は、 前記生体内呼吸組織にガスを供給するガス供給源と、 前記生体内呼吸組織内の圧力方向を検知する感知手段
   と、 前記ガス供給源と前記感知手段とを前記生体内呼吸組織
   へ切換自在に連結する弁手段と、 前記感知手段からの信号により前記弁手段を切換え作動
   させる制御手段と、 前記弁手段と前記生体内呼吸組織とを流体連通させる単
   一ラインからなる手段と、 前記感知手段に接続されて、前記生体内呼吸組織内の負
   圧の最終発生時から予かじめ設定した最大時間間隔が経
   過したことを決定する第一タイマー手段と、 前記第一タイマー手段に応答して作動し、圧力を有する
   ガスのパルスを前記生体内呼吸組織へ供給することによ
   り、該生体内呼吸組織の上部気道内の障害を除去する手
   段と、より成ることを特徴とする吸気ガス供給装置。
5. 【請求項５】 生体内呼吸組織に於ける呼吸停止を感知
   し、呼吸停止事態に伴なう上部気道障害を排除するよう
   にした吸気ガス供給装置であって、前記吸気ガス供給装
   置は、 前記生体内呼吸組織にガスを供給するガス供給源と、 前記生体内呼吸組織内の圧力方向を検知する感知手段
   と、 前記ガス供給源と前記感知手段とを前記生体内呼吸組織
   へ切換自在に連結する弁手段と、 前記弁手段と前記生体内呼吸組織とを流体連通させる単
   一ラインからなる手段と、 前記感知手段からの信号により前記弁手段を切換え作動
   させると共に、前記生体内呼吸組織内の負圧の最終発生
   時から予かじめ設定した最大時間間隔が経過したことを
   決定する第一タイマー手段を備えた制御手段と、 前記第一タイマー手段に応答して作動し、圧力を有する
   ガスのパルスを前記生体内呼吸組織へ供給することによ
   り、該生体内呼吸組織の上部気道内の障害を除去する手
   段と、より成ることを特徴とする吸気ガス供給装置。
6. 【請求項６】 制御手段を、生体内呼吸組織内の負圧の
   検知が先の負圧の検知の時から予かじめ設定した最小遅
   延時間間隔内に行われたか否かを決定し、前記最小遅延
   時間間隔内に行われたときのみ前記弁手段を作動してガ
   ス供給源と生体内呼吸組織を流体連通する構成とした請
   求項３、請求項４又は請求項５に記載の吸気ガス供給装
   置。