JPH08173538A - 複動及び単動ピストン式換気装置 - Google Patents

複動及び単動ピストン式換気装置

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JPH08173538A
JPH08173538A JP7233760A JP23376095A JPH08173538A JP H08173538 A JPH08173538 A JP H08173538A JP 7233760 A JP7233760 A JP 7233760A JP 23376095 A JP23376095 A JP 23376095A JP H08173538 A JPH08173538 A JP H08173538A
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piston cylinder
gas
flow
cylinder
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JP7233760A
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John S Power
エス パワー ジョン
John J O'mahony
ジェイ オマホニー ジョン
Edwin B Merrick
ビー メリック エドウィン
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Original Assignee
Puritan Bennett Corp
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    • A—HUMAN NECESSITIES
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Abstract

(57)【要約】 【課題】 流れを明らかに中断させることなく、単にピ
ストンの移動方向を反転させ且つ多ストロークを使用す
ることにより、必要なときにピストンシリンダ容積より
大きい呼吸を供給でき、僅かに千分の数秒のストローク
反転時間で呼吸サポートを行なうことができるピストン
換気装置を提供することにある。 【解決手段】 本発明のピストン換気装置には、換気装
置からの補助を受ける患者に呼吸ガスを供給するピスト
ン運動により呼吸ガス供給源から呼吸ガスを同時に吸引
する構成の複動ピストン換気装置４０と、シリンダ９８
の供給側端部のみに入口弁１１２及び出口弁１１０が設
けられている単動ピストン換気装置９０とがある。複動
ピストン換気装置４０では、呼吸ガスは、２つの吸入弁
６４、６６を介してピストンシリンダ５２の両端部に供
給され且つ２つの排出弁６８、７０を介して排出され
る。シリンダの両吸入弁６４、６６は呼吸ガス供給源に
ダクト４６で連結され、且つシリンダの２つの排出弁６
８、７０は、患者の気道に連結される換気装置のガス供
給口にダクト６２で連結されている。

Description

【発明の詳細な説明】
【０００１】
【発明の属する技術分野】本発明は、一般的には、患者
の肺に呼吸ガスを供給する換気装置に関し、より詳しく
は、各ストローク時に呼吸ガスが供給されるピストンを
備え、呼吸サポートが行なわれるときには自動的にそれ
自身を充填し且つ呼吸と呼吸との間に後退時間を全く必
要としない複動式往復ピストンに関する。
【０００２】
【従来の技術】一般的に、医療用換気装置は、患者が、
補助なくしてはどうしても充分に呼吸できないときに、
患者の呼吸を補助すべく、患者の肺を呼吸ガスで換気す
るように設計されている。圧力補助は、患者が既に呼吸
努力を始めているときに、一般にベローズ又は定容ピス
トン型換気装置によりしばしば行なわれる。在来のピス
トン式肺換気装置は一般に単動ピストンを使用してお
り、この装置では、供給すべきガスがピストンの後退に
よりシリンダ内に吸引され、次にピストンを前進させる
ことにより患者に供給される。単動ピストンの後退期間
中の供給流量は、患者のピークの要求流量よりも非常に
大きい。患者が必要とする流量と同程度の供給流量で足
りるピストン式換気装置を提供することが望ましい。こ
のようなピストン式肺換気装置は一般にピストンシール
を備えているけれども、高酸素濃度の呼吸ガスがシール
を通って僅かに漏洩し、換気装置の内部に逃散してしま
う。非シールピストンを使用するピストン式換気装置も
多量の漏洩を引き起こすことが知られている。例えば、
既知の非シールピストン式換気装置では、ピストンシリ
ンダは約２．７リットルの容積を有し、ピストンの１ス
トロークで２．０リットルの吸息量までの呼吸を行なう
能力を依然として維持すると同時に、ピストンを通る漏
洩及びシリンダ及び気道内での呼吸ガスの圧縮性により
失われた体積に対し０．７リットル程の補償ができる。
高濃度の酸素が電気製品の内部に蓄積することは火災の
危険性があるため安全でない。従って、このような単動
ピストン式換気装置では、ピストンを通って漏洩した全
てのガス混合物を換気装置包囲体の外部に掃気する必要
がある。また、患者に供給すべくピストン内に留まる呼
吸ガス混合物は、ピストンが後退してピストンシリンダ
内に呼吸ガスを吸引する間にピストンを通って漏洩する
室内空気の漏洩すなわち「ブローバイ（吹抜け）」によ
って稀釈される。ピストンを通って漏洩するあらゆる空
気（これは、呼吸ガス混合物を稀釈する）を回避でき、
且つピストンを通る呼吸ガス混合物のあらゆる漏洩がピ
ストンシリンダ内に保有され、このためこの呼吸ガス混
合物を掃気する必要がなく患者に供給できるピストン式
換気装置を提供することが望ましい。
【０００３】また、単動ピストンは一定の容積を有する
ので、換気装置がピストンシリンダの容積よりも大きい
呼吸ができるようにするには、単動ピストンは、最初に
前進し、方向を反転し、次に、再び前進する前に後退し
なければならないが、これは、単動ピストンが患者に呼
吸サポートを行なうべく「原」後退位置にサイクルバッ
クするのに必要な時間中に、流れの重大な中断を引き起
こす。
【０００４】
【発明が解決しようとする課題】従って、呼吸サポート
が行なわれるときには必ず自動的にそれ自身を充填する
ピストンを有するピストン式換気装置であって、ピスト
ンが、流れを明らかに中断させることなく、単にピスト
ンの移動方向を反転させ、ピストンの多ストロークを使
用することにより、必要なときにピストンシリンダ容積
より大きい呼吸を供給でき、いかなる後退時間も不要で
且つピストンのストロークとストロークとの間の僅かに
千分の数秒の反転時間で呼吸サポートを行なうことがで
きるピストン式換気装置を提供することが望まれてい
る。本発明の第１実施例はこれらの要望を満たすことが
でき、一方、本発明の第２実施例は呼吸ガス供給源から
ピーク流の掃気及び減少を行なうことができる。
【０００５】
【課題を解決するための手段】広い概念で簡潔にいえ
ば、本発明の第１実施例は、換気装置からの補助を受け
る患者に呼吸ガスを供給するピストン運動により呼吸ガ
ス供給源から呼吸ガスを同時に吸引する構成の複動ピス
トンを備えた換気装置を提供する。これは、２つの吸入
弁を介してピストンシリンダの両端部に呼吸ガスを供給
し、且つ２つの排出弁を介して呼吸ガスを排出すること
により達成される。シリンダの両吸入弁は呼吸ガス供給
源にダクトで連結され、且つシリンダの２つの排出弁
は、患者の気道に連結される換気装置のガス供給口にダ
クトで連結されている。呼吸ガスは、患者が要求する流
量で呼吸ガス供給源からピストンシリンダに供給すれば
よく、ピストンを通って漏洩した酸素含有呼吸ガスを掃
気する問題及び室内空気による呼吸ガスの稀釈の問題は
解消される。この好ましい第１実施例では、ピストンシ
リンダの容積より多い呼吸ガス量を中断なく患者に供給
でき、このため、本発明の複動ピストンを組み込んだ換
気装置は、緊急車両での使用に適するように非常にコン
パクトに構成できる。従って第１実施例は、患者気道に
呼吸ガスを供給する複動ピストン式換気装置を提供す
る。複動ピストン式換気装置は、呼吸ガスの供給流を与
える呼吸ガス供給源と、往復動ピストンを備えた定容ピ
ストンシリンダとを有している。ピストンシリンダの各
端部は、呼吸ガスの流れを受け入れるように呼吸ガス供
給源に連結される入口弁を有し、また各端部には呼吸ガ
スを患者気道に供給するための出口が設けられている。
【０００６】また本発明の第１実施例は、ピストンシリ
ンダの両端部に呼吸ガスの供給流を供給し、且つピスト
ンを作動させて、呼吸ガスの流れをピストンシリンダの
一方の端部から患者気道に供給すると同時に呼吸ガスを
ピストンシリンダの他方に吸引することにより換気装置
から患者気道に呼吸ガスを供給する方法を提供する。こ
の方法の好ましい態様は、ピストンを交互に作動させ
て、ピストンシリンダの第１端部から呼吸ガスの流れを
供給すると同時に呼吸ガスをピストンシリンダの第２端
部内に吸引し、また、ピストンを作動させてピストンシ
リンダの第２端部から呼吸ガスの流れを供給すると同時
に呼吸ガスをピストンシリンダの第１端部内に吸引す
る。本発明の第２実施例では、入口弁及び出口弁がシリ
ンダの供給側端部にのみ設けられている。シリンダの供
給側端部の入口弁はシリンダの他方の端部（関連するい
かなる弁も設けられていないリザーバ側端部）に連結さ
れている。シリンダの供給側端部の排出弁は患者気道に
連結されている。本発明の第２実施例は、シリンダ内の
ピストンを通って漏洩するあらゆる呼吸ガスの収容及び
使用をし、且つ換気される患者に供給される体積流量に
ほぼ等しい、呼吸ガス供給源からの体積流量を必要とす
る。
【０００７】
【発明の実施の形態】本発明のこれらの及び他の特徴及
び長所は、本発明の特徴を例示する以下の詳細な説明及
び添付図面から明らかになるであろう。単動ピストン式
換気装置では、ピストン後退時の供給流量は、患者のピ
ークの要求流量より非常に大きい。また、単動ピストン
式換気装置は、シリンダが充分にシールされない場合に
は含酸素呼吸ガスがシリンダから逃散するため、逃散し
た呼吸ガスを掃気するための付加機器及び安全予防措置
を必要とし、且つ患者に供給される呼吸ガスが室内空気
により稀釈されることもある。更に、ピストンシリンダ
の容積よりも多い呼吸ガス量を供給する場合、単動ピス
トンは、最初に前進し、方向を反転し、次に、再び前進
する前に後退しなければならず、患者への呼吸ガスの流
れの重大な中断を引き起こす。図１に示すように、従来
一般的な単動ピストン式換気装置１０は、第１ガス供給
部分１４を備えた定容ピストンシリンダ１２を有し、第
１ガス供給部分１４は、混合呼吸ガスを受け入れる入口
１６及び呼吸サイクルの吸息時に混合呼吸ガスを患者気
道２０に供給するための出口１８を備えている。入口
は、混合ガスがピストンシリンダ１２内に１方向に流入
できるようにする逆止弁２２を有し、同様に出口１８
も、混合ガスが患者気道２０へと１方向に流出できるよ
うにする逆止弁２４を有する。ピストンシリンダ内には
往復動ピストン２６が配置され、ピストン２６はこれを
移動させるピストンロッド２８に取り付けられている。
ピストン２６は、ピストンシリンダ１２の第１ガス供給
部分１４内の伸長位置３０と、ピストン２６に関してピ
ストンシリンダ１２の第１ガス供給部分１４とは反対側
の第２部分３４内の後退位置３２との間で移動できる。
ピストンシリンダの第２部分３４は大気に開口する通気
孔３６（一般にフィルタ３８が設けられている）を有
し、通気孔３６を通って、漏洩した呼吸ガスが逃散し且
つ室内空気がピストンシリンダ１２内に流入できる。
【０００８】図２に示すように、本発明の第１実施例
は、患者気道４２に呼吸ガスを供給する複動ピストン式
換気装置４０を有する。呼吸ガスの供給流が、呼吸ガス
供給源４４から、定容ピストンシリンダ４８と、流体が
連通するように連結された供給流ダクト４６を介して複
動ピストン式換気装置に供給される。ピストンシリンダ
は、呼吸ガスの供給流を受け入れるための、ピストンシ
リンダの供給側端部５２の供給流ダクトに連結された第
１入口５０と、ピストンシリンダ４８の他方の端部５６
の供給流ダクトに連結された第２入口５４とを有する。
混合ガスを患者気道に供給するための２つの出口がピス
トンシリンダ４８に設けられている。図２に示すよう
に、ピストンシリンダ４８の供給側端部には第１出口５
８が連結され、且つピストンシリンダの第２端部には第
２出口６０が連結されている。これらの各出口５８、６
０は、出口ダクト６２を介して患者気道４２に連結され
ている。各シリンダ入口５０、５４には、ピストンシリ
ンダ４８への呼吸ガスの流入を制御するための入口弁手
段を設けるのが好ましい。図２に示す好ましい第１実施
例では、第１入口５０には第１逆止弁６４が設けられ且
つ第２入口５４には第２逆止弁６６が設けられていて、
呼吸ガスの供給流がこれらの入口を通ってピストンシリ
ンダ４８に流入でき且つこれらの入口を通ってピストン
シリンダ４８から逆流しないようにしている。また、患
者気道４２への出口通路にも、ピストンシリンダ４８か
ら患者気道４２への呼吸ガスの流れを制御するための出
口弁手段を設けるのが好ましい。第１出口５８には第１
逆止弁６８が設けられ且つ第２出口６０には第２逆止弁
７０が設けられていて、患者気道への呼吸ガスの流入を
許容し且つ患者気道４２から出口を通ってピストンシリ
ンダ４８に逆流することを防止する。
【０００９】ピストンシリンダ４８内には往復動ピスト
ン７２が配置されており、該往復動ピストン７２は、呼
吸ガスを出口を介して患者気道４２に供給するため、ピ
ストンシリンダ７２の両端部近くの第１位置７４と第２
位置７６との間で移動できる。往復動ピストン７２は一
般的にピストンロッド７８に取り付けられ、ピストンロ
ッド７８をピストンシリンダ４８の両端部で支持するの
にリニアベアリング８０を設けるのが好ましい。好まし
くは、ピストンロッド７８は、ピストン７２を第１位置
７４と第２位置７６との間で移動させるラックアンドピ
ニオンモータ８２のような手段に連結され且つ該手段に
より駆動される。ラックアンドピニオンモータ８２は、
例えば正確な体積でピストンのストロークを終了させる
か又は呼吸ガス供給の圧力プロファイルを制御するた
め、ピストンチャンバにより患者気道４２に供給される
呼吸ガスの圧力及び／又は流量を制御すべくマイクロコ
ントローラ又はマイクロプロセッサ等の制御ユニット８
４により制御される。摩擦を最小にするため、慣用的な
シールは使用されない。この換気装置は、漏洩を許容レ
ベルに制限するため、ピストンロッドとベアリングハウ
ジングとの間に小さなギャップを設けるように設計され
ている。
【００１０】好ましい第１実施例では、複動ピストン式
換気装置のピストンシリンダの容積は、一般的に、慣用
的なピストン式換気装置の容積の約１／４に減少でき、
これにより、緊急車両に使用できるような、容易に持運
びできる非常にコンパクトな換気装置の設計が可能にな
る。これは、呼吸サポートを患者に供給するのに、ピス
トンを「原」後退位置にサイクルバックさせる必要がな
いからである。シリンダ容積より大きい呼吸は、単にピ
ストンの移動方向を反転させ、ピストンの多ストローク
を使用することにより、流れを中断させることなく行な
うことができる。ピストンは呼吸と呼吸との間にいかな
る後退時間も必要とせず、２０〜３０ミリ秒程度の極め
て短い反転時間を必要とするに過ぎないため、呼吸ガス
は、要求に応じ、重大な中断なくして患者に供給され
る。また、或る量のガスがシリンダ４８の一端から排出
されると、等しい量の呼吸ガスがピストンシリンダの他
端内に吸引され、呼吸サポートが行なわれるときには必
ず呼吸ガスが自動的に充填される。これにより、ガス供
給流は、患者が要求する流量で使用できるようにするこ
とのみを必要とする。ピストン７２を通って漏洩するあ
らゆる「ブローバイ」呼吸ガスはピストンシリンダ４８
内に保有され、患者に供給される。ピストンを通って漏
洩する室内空気による呼吸ガスの稀釈は防止され、１０
０％までの酸素を患者に供給できる。なぜならば、ピス
トンの両側に呼吸ガスの正しい混合物が与えられ、室内
空気による付加的稀釈は不可能だからである。
【００１１】図３に示す好ましい第２実施例では、ピス
トンシリンダの両端に２つの逆止弁を設けるのではな
く、ピストンシリンダの一端のみに逆止弁を設けること
によりピストン式換気装置の設計を経済的にできる。こ
の実施例では、単動ピストン式換気装置９０は、供給源
９４から、定容ピストンシリンダ９８と流体が連通する
ように連結された供給流ダクト９６を介して呼吸ガスの
供給流を受け入れ、呼吸ガスを患者気道９２に供給す
る。ピストンシリンダ９８は、供給側端部１０２で供給
流ダクトに連結された第１入口１００と、ピストンシリ
ンダのリザーバ側端部１０６で供給流ダクトに連結され
た第２入口１０４とを有する。しかしながら、この実施
例では、患者気道９２に混合ガスを供給するための出口
１０８がピストンシリンダに１つのみ設けられている。
また、患者気道９２への呼吸ガスの流れを許容し且つ患
者気道から出口１０８を通ってピストンシリンダ９８に
逆流することを防止する逆止弁１１０が設けられてい
る。図３に示すように、弁付き出口と同じ側のピストン
シリンダ入口１００のみに逆止弁１１２が設けられてお
り、該逆止弁１１２は、呼吸ガスの供給流が入口１００
を通ってピストンシリンダ９８内に流入することを許容
し且つ呼吸ガスがピストン出口１０８を通って患者気道
９２に供給される間に入口１００を通ってピストンシリ
ンダ９８から逆流することを防止するように、ピストン
シリンダ９８内への呼吸ガスの流れを制御する。ピスト
ンシリンダ９８内には往復動ピストン１１４が配置され
ており、ピストン１１４は、呼吸ガスを出口を介して患
者気道９２に供給するため、ピストンシリンダ９８の両
端部近くの第１位置１１６と第２位置１１８との間で移
動できる。第１実施例と同様に、往復動ピストン１１４
は一般的にピストンロッド１２０に取り付けられ、ピス
トンシリンダ９８の両端部にはピストンロッド用のリニ
アベアリング１２２が設けられている。好ましくは、ピ
ストンロッド１２０は、ピストン１１４を第１位置１１
６と第２位置１１８との間で移動させるラックアンドピ
ニオンモータ１２４のような手段により駆動され、ラッ
クアンドピニオンモータ１２４は、ピストンチャンバに
より患者気道９２に供給される呼吸ガスの圧力及び／又
は流量を制御するマイクロコントローラのような制御ユ
ニット１２６により制御される。
【００１２】第２の好ましい実施例では、ピストンが出
口逆止弁を介して呼吸ガスを供給する一方で、呼吸ガス
混合物が同時にピストンシリンダの他端の入口を通じて
ピストンシリンダの中に吸引される。ピストンの後退
中、供給されるガス混合物は、逆止弁が設けられていな
いピストンシリンダ９８の端部から、ガス供給流ダクト
９６を介してピストンシリンダの供給側端部に容易に移
送される。ピストン１１４の両ストロークで呼吸ガスが
患者の気道に供給されない間、呼吸ガスは、患者への呼
吸ガス供給中にのみ且つ患者に供給される流量に近い流
量でシリンダに供給されることが要求される。また、こ
の設計では大気への通気が不要であるので、ピストンを
通って漏洩するガスを掃気する必要がなく、患者に供給
することができる。また、室内空気がピストンを通って
漏洩し、ガス混合物を稀釈することもできず、このた
め、必要ならば、稀釈されることなく１００％までの酸
素を供給できる。換気装置の受動的逆止弁は能動的制御
弁に置換できることを理解すべきである。従って、図２
の逆止弁６４、６６、６８、７０は、図４に示すように
制御ユニット８４に接続され且つ該制御ユニット８４に
より制御されるソレノイド弁又は空気圧作動弁のような
能動的制御弁６４′、６６′、６８′、７０′に置換で
きる。同様に、図３の逆止弁１１０、１１２は、図５に
示すように制御ユニット１２６に接続され且つ該制御ユ
ニット１２６により制御されるソレノイド弁又は空気圧
作動弁のような能動的制御弁１１０′、１１２′に置換
できる。
【００１３】作動に際し、ピストンがシリンダの供給側
端部内に収容された呼吸ガスを圧縮する方向に移動する
と、呼吸ガスは排出弁を通って気道内に導入される。同
時に、呼吸ガスは、ピストンにより排出弁を通って排出
される量にほぼ等しい量だけ、呼吸ガス供給源からシリ
ンダのリザーバ側内に吸引される（これは、容積の拡大
により引き起こされる）。かくして、シリンダのリザー
バ側端部内に流入する流量は、シリンダの供給側端部か
ら排出弁を通って排出される呼吸ガスの流量にほぼ等し
い。患者の吸息の終時において、ピストンは、シリンダ
のリザーバ側端部内に収容された呼吸ガスを圧縮する。
これがピストンの第２ストロークを構成する。ピストン
の第２ストロークの間、呼吸ガスは、シリンダのリザー
バ側端部からシリンダの供給側端部の入口弁を通ってシ
リンダの供給側端部内に移送される。ピストンの第２ス
トロークの間、呼吸ガス源からの明らかな流れが生じる
ことはなく、実際に、シリンダの供給側端部内に残留す
るガスが呼吸ガス供給圧力に等しい圧力に戻るときに、
前記残留ガスの膨張に等しい小さな逆流が生じることが
ある。上記のように、換気装置から患者気道に呼吸ガス
を供給する本発明の両方法において、呼吸ガスの供給流
がピストンシリンダの第１及び第２端部の少なくとも一
方の端部に供給され、該少なくとも一方の端部から患者
気道に呼吸ガスの流れを供給すべくピストンが作動さ
れ、これと同時に、ピストンシリンダの第１及び第２端
部のうちの他方の端部内に呼吸ガスを吸引する。図２の
実施例では、ピストンは、ピストンシリンダの第１端部
から呼吸ガスの流れを供給する方向に交互に作動され且
つこれと同時に呼吸ガスをピストンシリンダの第２端部
内に吸引する。次に、ピストンが反対方向に作動され、
ピストンシリンダの第２端部から呼吸ガスの流れを供給
すると同時に、呼吸ガスをピストンシリンダの第１端部
内に吸引する。
【００１４】本発明の装置及び方法は、患者が必要とす
る呼吸ガス流量にほぼ等しくなるように制限された流量
で呼吸ガスをシリンダに供給するように構成された複動
ピストン式換気装置及び単動ピストン式換気装置を提供
することが証明された。ピストンを通って漏洩する呼吸
ガスの汚染及び使用の問題も解消される。本発明の複動
ピストン式換気装置の構造は、ピストン運動によって、
呼吸ガス供給源からの呼吸ガスの吸引及び患者気道への
呼吸ガスの供給を同時に行なうことを可能にする。好ま
しい一実施例では、ピストンシリンダの容積よりも多い
呼吸ガス量を、中断なくして患者に供給できる。本発明
のピストン式換気装置の実施例は他の種々の構成が可能
である。例えば、第２実施例の変更例である図６に示す
ように、シリンダの一方の側をゆるやかに充填すると同
時に他方の側に供給流を生じさせ、この後に、呼吸ガス
供給源の流量により制限されない迅速後退を行なうよう
に、ピストン自体に１つ以上の一方向移送弁１３０を取
り付けることができる。また、ピストンはシールしても
よいし、シールしなくてもよい。ピストンロッドの一端
には単一のベアリングを設けることもできる。また、制
御ユニットは、マイクロプロセッサの代わりにアナログ
回路で構成できる。
【００１５】以上、本発明の特定形態を例示し且つ説明
したが、本発明の精神及び範囲から逸脱することなく種
々の変更を行い得ることは明らかであろう。従って、本
発明は特許請求の範囲の記載を除きいかなる制限を受け
るものではない。
【図面の簡単な説明】
【図１】従来技術によるピストン式換気装置を示す概略
図である。
【図２】本発明のピストン式換気装置の第１実施例を示
す概略図である。
【図３】本発明のピストン式換気装置の第２実施例を示
す概略図である。
【図４】図２の実施例と同様な本発明のピストン式換気
装置の別の実施例を示す概略図である。
【図５】図４の実施例と同様な本発明のピストン式換気
装置の別の実施例を示す概略図である。
【図６】ピストン内に配置された移送弁を備えた図５の
実施例と同様な他の別の実施例を示す概略図である。
【符号の説明】
１０ 従来技術による単動ピストン式換気装置 ４０ 複動ピストン式換気装置 ４２ 患者気道 ４４ 呼吸ガス供給源 ４６ 供給流ダクト ４８ 定容ピストンシリンダ ５０ 第１入口 ５２ 供給側端部 ５４ 第２入口 ５６ 他方の端部 ５８ 第１出口 ６０ 第２出口 ６２ 出口ダクト ６４ 第１逆止弁 ６６ 第２逆止弁 ６８ 第１逆止弁 ７０ 第２逆止弁 ７２ 往復動ピストン ７４ 第１位置 ７６ 第２位置 ７８ ピストンロッド ８０ リニアベアリング ８２ ラックアンドピニオンモータ ８４ 制御ユニット ９０ 単動ピストン式換気装置 ９２ 患者気道 ９４ ガス供給源 ９６ 供給流ダクト ９８ 定容ピストンシリンダ １００ 第１入口 １０２ 供給側端部 １０４ 第２入口 １０６ リザーバ側端部 １０８ 出口 １１０ 逆止弁 １１２ 逆止弁 １１４ 往復動ピストン １１６ 第１位置 １１８ 第２位置 １２０ ピストンロッド １２２ リニアベアリング １２４ ラックアンドピニオンモータ １２６ 制御ユニット １３０ 一方向移送弁
───────────────────────────────────────────────────── フロントページの続き (72)発明者 エドウィン ビー メリック アメリカ合衆国 マサチューセッツ州 ス トウ ウェスト アクトン ロード 274

Claims (18)

    【特許請求の範囲】
  1. 【請求項１】 患者気道に呼吸ガスを供給するためのピ
    ストン式換気装置において、 前記呼吸ガスの供給流を与えるための前記呼吸ガスの供
    給源と、 定容ピストンシリンダであって、第１端部及び第２端部
    と、呼吸ガスの前記供給源を該ピストンシリンダに連通
    させるための、前記呼吸ガスの供給源と前記第１及び第
    ２ピストンシリンダ端部のうちの少なくとも一方との間
    に連結された入口と、患者の気道に混合ガスを供給する
    ための、前記ピストンシリンダの少なくとも１つの出口
    とを備えた定容ピストンシリンダと、 前記混合ガスが前記ピストンシリンダ内に流入すること
    を許容する入口弁手段と、 前記出口に設けられ、前記混合ガスが患者気道に流入す
    ることを許容する、前記出口の出口弁手段と、 前記ピストンシリンダ内に配置され且つ前記ピストンシ
    リンダの前記第１端部と第２端部との間で移動できる往
    復動ピストンと、 前記第１端部と第２端部との間で前記ピストンを移動さ
    せる手段とを有することからなるピストン式換気装置。
  2. 【請求項２】 前記入口弁手段が、前記ピストンに配置
    された移送弁からなる、請求項１に記載のピストン式換
    気装置。
  3. 【請求項３】 前記ピストンシリンダにより患者気道に
    供給される呼吸ガスの圧力及び流れを制御するための、
    前記ピストンを移動させる手段を制御する手段を更に有
    し、 前記ピストンシリンダの第１及び第２端部の各々には出
    口が設けられ、該出口の各々には、前記制御手段に接続
    され且つ該制御手段により制御され、前記混合ガスが患
    者気道に流入することを許容する能動制御出口弁が設け
    られている、請求項１に記載のピストン式換気装置。
  4. 【請求項４】 呼吸ガスを患者気道に供給するためのピ
    ストン式換気装置において、 前記呼吸ガスの供給流を与えるための前記呼吸ガスの供
    給源と、 定容ピストンシリンダであって、第１及び第２端部と、
    前記呼吸ガスの供給源と前記ピストンシリンダの第１及
    び第２端部のうちの一方との間を流体が連通するように
    連結された少なくとも１つの入口と、前記患者気道に混
    合ガスを供給するための、前記ピストンシリンダの少な
    くとも１つの出口とを備えた定容ピストンシリンダと、 前記混合ガスが前記ピストンシリンダ内に流入すること
    を許容する入口弁手段と、 前記出口に設けられ、前記混合ガスが前記患者気道に流
    入することを許容する出口弁手段と、 前記ピストンシリンダ内に配置され且つ前記ピストンシ
    リンダの前記第１端部と第２端部との間で移動できる往
    復動ピストンと、 前記第１端部と第２端部との間で前記ピストンを移動さ
    せる手段と、 前記ピストンシリンダにより前記患者気道に供給される
    呼吸ガスの圧力及び流れを制御するための、前記ピスト
    ンを移動させる手段を制御する手段とを有することをか
    らなるピストン式換気装置。
  5. 【請求項５】 前記ピストンシリンダの第１及び第２端
    部の各々に出口が設けられ、該出口の各々には、前記制
    御手段に接続され且つ該制御手段により制御され、前記
    混合ガスが前記患者気道に流入することを許容する能動
    制御出口弁手段が設けられている、請求項４に記載のピ
    ストン式換気装置。
  6. 【請求項６】 呼吸ガスを患者気道に供給するための単
    動ピストン式換気装置において、 前記呼吸ガスの供給流を与えるための前記呼吸ガスの供
    給源と、 定容ピストンシリンダであって、第１及び第２端部と、
    前記ピストンシリンダと呼吸ガスの前記供給源とを流体
    が連通するように連結し、前記呼吸ガスの供給流を受け
    入れるための入口と、前記ピストンシリンダの前記第１
    端部に連結され、前記患者気道に混合ガスを供給するた
    めの出口とを備えた定容ピストンシリンダと、 前記混合ガスが前記ピストンシリンダ内に流入すること
    を許容する入口弁手段と、 前記出口に設けられ、前記混合ガスが前記患者気道に流
    入することを許容する出口弁手段と、 前記ピストンシリンダ内に配置され且つ前記ピストンシ
    リンダの前記第１端部と第２端部との間で移動できる往
    復動ピストンと、 前記第１端部と第２端部との間で前記ピストンを移動さ
    せる手段とを有することからなる単動ピストン式換気装
    置。
  7. 【請求項７】 前記入口弁手段は前記入口に配置された
    弁からなる、請求項１又は請求項４に記載のピストン式
    換気装置。
  8. 【請求項８】 前記ピストンシリンダにより前記患者気
    道に供給される呼吸ガスの圧力及び流れを制御するため
    の、前記ピストンを移動させる手段を制御する手段を更
    に有する、請求項１又は６に記載のピストン式換気装
    置。
  9. 【請求項９】 前記入口弁手段が、前記制御手段により
    制御される能動制御弁からなる、請求項４又は請求項８
    に記載のピストン式換気装置。
  10. 【請求項１０】 前記出口弁手段が、前記制御手段に接
    続され且つ該制御手段により制御される能動制御弁から
    なる、請求項８に記載のピストン式換気装置。
  11. 【請求項１１】 前記ピストンシリンダが、該ピストン
    シリンダの前記第１及び第２端部を前記呼吸ガスの供給
    源に夫々連結する第１及び第２入口を備え、 前記入口弁手段が、前記第１及び第２入口の各々に設け
    られている、請求項１又は請求項４に記載のピストン式
    換気装置。
  12. 【請求項１２】 前記入口弁手段が逆止弁からなる、請
    求項１、請求項４、請求項６又は請求項１１のいずれか
    １項に記載のピストン式換気装置。
  13. 【請求項１３】 前記ピストンシリンダの第１及び第２
    端部の各々に出口が設けられ、該出口の各々に、前記混
    合ガスが患者気道に流入することを許容する出口弁手段
    が設けられている、請求項１又は請求項４に記載のピス
    トン式換気装置。
  14. 【請求項１４】 前記出口弁手段が逆止弁からなる、請
    求項６又は請求項１３に記載のピストン式換気装置。
  15. 【請求項１５】 呼吸ガス供給源と、該供給源から呼吸
    ガスを受け入れるように連結された定容ピストンシリン
    ダと、該ピストンシリンダ内に配置された往復動ピスト
    ンと、前記ピストンシリンダの第１端部と第２端部との
    間でピストンを移動させる手段とを備えた換気装置から
    患者気道に呼吸ガスを供給する方法において、 前記呼吸ガスの流れを前記ピストンシリンダに供給する
    ステップと、 前記ピストンを作動させて、前記呼吸ガスの流れを前記
    ピストンシリンダの第１及び第２端部のうちの少なくと
    も一方から前記患者気道に供給すると同時に、前記呼吸
    ガスを前記ピストンシリンダの第１及び第２端部のうち
    の他方に吸引するステップとを有することからなる方
    法。
  16. 【請求項１６】 前記ピストンを作動させるステップ
    が、前記ピストンシリンダの第１端部から前記呼吸ガス
    の流れを供給すると同時に前記呼吸ガスを前記ピストン
    シリンダの第２端部内に吸引するようにピストンを作動
    させることからなる、請求項１５に記載の方法。
  17. 【請求項１７】 前記ピストンを作動させるステップ
    が、前記ピストンシリンダの第１端部から前記呼吸ガス
    の流れを供給すると同時に前記呼吸ガスを前記ピストン
    シリンダの第２端部内に吸引するように前記ピストンを
    交互に作動させること、及びピストンシリンダの第２端
    部から呼吸ガスの流れを供給すると同時に呼吸ガスをピ
    ストンシリンダの第１端部内に吸引するように前記ピス
    トンを交互に作動させることからなる、請求項１５に記
    載の方法。
  18. 【請求項１８】 前記ピストンを作動させるステップ
    が、前記ピストンシリンダにより前記患者気道に供給さ
    れる呼吸ガスの圧力及び流れを制御するために、前記ピ
    ストンの作動を制御することからなる、請求項１５に記
    載の方法。
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