JPH09262296A - 人工呼吸器のダイヤフラム中立位置制御装置 - Google Patents
人工呼吸器のダイヤフラム中立位置制御装置Info
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- JPH09262296A JPH09262296A JP8099428A JP9942896A JPH09262296A JP H09262296 A JPH09262296 A JP H09262296A JP 8099428 A JP8099428 A JP 8099428A JP 9942896 A JP9942896 A JP 9942896A JP H09262296 A JPH09262296 A JP H09262296A
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Abstract
(57)【要約】
【課題】 ダイヤフラムの中立位置を制御する際の応答
性を向上するとともに、ブロワ側の空気に患者側の空気
が混入することを防止する。 【解決手段】 ダイヤフラム中立位置制御装置１０は、
陽圧Ａｐ及び陰圧Ａｎの両方の空気圧を同時に発生する
ブロワ５２と、陽圧Ａｐ又は陰圧Ａｎを交互に選択して
所定の振動空気圧Ａpnに変換するロータリバルブ機構５
４と、振動空気圧Ａpnに付勢されて作動し患者Ｐに空気
を供給するダイヤフラム機構５６とを備えた人工呼吸器
１２に用いられる。ダイヤフラム中立位置制御装置１０
は、ダイヤフラム５６１の位置を検出するダイヤフラム
位置センサ６０１と、陽圧Ａｐ、陰圧Ａｎ又は振動空気
圧Ａpnを制御する圧力制御バルブ１４と、ダイヤフラム
５６１の位置に基づき圧力制御バルブ１４を制御する制
御部１６とを備えている。
性を向上するとともに、ブロワ側の空気に患者側の空気
が混入することを防止する。 【解決手段】 ダイヤフラム中立位置制御装置１０は、
陽圧Ａｐ及び陰圧Ａｎの両方の空気圧を同時に発生する
ブロワ５２と、陽圧Ａｐ又は陰圧Ａｎを交互に選択して
所定の振動空気圧Ａpnに変換するロータリバルブ機構５
４と、振動空気圧Ａpnに付勢されて作動し患者Ｐに空気
を供給するダイヤフラム機構５６とを備えた人工呼吸器
１２に用いられる。ダイヤフラム中立位置制御装置１０
は、ダイヤフラム５６１の位置を検出するダイヤフラム
位置センサ６０１と、陽圧Ａｐ、陰圧Ａｎ又は振動空気
圧Ａpnを制御する圧力制御バルブ１４と、ダイヤフラム
５６１の位置に基づき圧力制御バルブ１４を制御する制
御部１６とを備えている。
Description
【０００１】
【発明の属する技術分野】本発明は、自発呼吸の困難な
患者に対して強制的に空気を供給するとともに、患者の
自発呼吸があったときは患者の負荷をなるべく減少させ
るように動作する人工呼吸器に関し、詳しくは、人工呼
吸器に用いられるダイヤフラム中立位置制御装置に関す
る。
患者に対して強制的に空気を供給するとともに、患者の
自発呼吸があったときは患者の負荷をなるべく減少させ
るように動作する人工呼吸器に関し、詳しくは、人工呼
吸器に用いられるダイヤフラム中立位置制御装置に関す
る。
【０００２】
【従来の技術】図４は、従来の人工呼吸器及びダイヤフ
ラム中立位置制御装置を示す構成図である。以下、この
図面に基づき説明する。
ラム中立位置制御装置を示す構成図である。以下、この
図面に基づき説明する。
【０００３】従来の人工呼吸器５０は、陽圧Ａｐ及び陰
圧Ａｎの両方の空気圧を同時に発生するブロワ５２と、
ブロワ５２で発生した陽圧Ａｐ又は陰圧Ａｎを交互に選
択して所定の振動空気圧Ａpnに変換するロータリバルブ
機構５４と、ロータリバルブ機構５４からの振動空気圧
Ａpnに付勢されて作動し患者Ｐに空気を供給するダイヤ
フラム機構５６と、ダイヤフラム機構５６のダイヤフラ
ム５６１の中立位置を一定に保つ従来のダイヤフラム中
立位置制御装置６０と、吸気を導入する吸気導入部６２
とを備えている。
圧Ａｎの両方の空気圧を同時に発生するブロワ５２と、
ブロワ５２で発生した陽圧Ａｐ又は陰圧Ａｎを交互に選
択して所定の振動空気圧Ａpnに変換するロータリバルブ
機構５４と、ロータリバルブ機構５４からの振動空気圧
Ａpnに付勢されて作動し患者Ｐに空気を供給するダイヤ
フラム機構５６と、ダイヤフラム機構５６のダイヤフラ
ム５６１の中立位置を一定に保つ従来のダイヤフラム中
立位置制御装置６０と、吸気を導入する吸気導入部６２
とを備えている。
【０００４】ブロワ５２は、陽圧管５２１及び陰圧管５
２２を有し、陰圧管５２２から空気を吸入し、その空気
を陽圧管５２１から吐出する。陰圧管５２２には、外気
と連通するオリフィス管５２３が接続されている。
２２を有し、陰圧管５２２から空気を吸入し、その空気
を陽圧管５２１から吐出する。陰圧管５２２には、外気
と連通するオリフィス管５２３が接続されている。
【０００５】ロータリバルブ機構５４は、ポート５４
１，５４２，５４３を有するロータリバルブ５４４と、
ロータリバルブ５４４を回転させる駆動部５４５とから
構成されている。駆動部５４５は、図示しない電動機及
び減速機からなり、ロータリバルブ５４４を例えば900r
pmで回転させる。ロータリバルブ５４４は、一回転する
ごとに、ポート５４１とポート５４３とのみを一回連通
させ、続いてポート５４２とポート５４３とのみを一回
連通させる。ポート５４３には、振動空気圧Ａpnをダイ
ヤフラム機構５６へ伝達する振動空気圧管５４６が接続
されている。振動空気圧管５４６には、流量制御バルブ
５４７が挿入されている。
１，５４２，５４３を有するロータリバルブ５４４と、
ロータリバルブ５４４を回転させる駆動部５４５とから
構成されている。駆動部５４５は、図示しない電動機及
び減速機からなり、ロータリバルブ５４４を例えば900r
pmで回転させる。ロータリバルブ５４４は、一回転する
ごとに、ポート５４１とポート５４３とのみを一回連通
させ、続いてポート５４２とポート５４３とのみを一回
連通させる。ポート５４３には、振動空気圧Ａpnをダイ
ヤフラム機構５６へ伝達する振動空気圧管５４６が接続
されている。振動空気圧管５４６には、流量制御バルブ
５４７が挿入されている。
【０００６】ダイヤフラム機構５６は、加圧室５６２及
び被加圧室５６３と、加圧室５６２と被加圧室５６３と
の間を仕切るとともに伸縮自在の部材で形成されたダイ
ヤフラム５６１とを備えている。加圧室５６２は振動空
気圧管５４６に接続されている。
び被加圧室５６３と、加圧室５６２と被加圧室５６３と
の間を仕切るとともに伸縮自在の部材で形成されたダイ
ヤフラム５６１とを備えている。加圧室５６２は振動空
気圧管５４６に接続されている。
【０００７】吸気導入部６２は、外気と予め準備された
酸素とを吸入し混合するブレンダ６２１と、ブレンダ６
２１から送り出される空気を加湿する加湿器６２２とか
ら構成されている。加湿器６２２には、加湿器６２２を
経た吸気Ａｉを患者Ｐへ供給する吸気管６２３が接続さ
れている。吸気管６２３には、被加圧室５６３が連通さ
れるとともに、患者Ｐの近傍に圧力センサ６２４が取り
付けられている。
酸素とを吸入し混合するブレンダ６２１と、ブレンダ６
２１から送り出される空気を加湿する加湿器６２２とか
ら構成されている。加湿器６２２には、加湿器６２２を
経た吸気Ａｉを患者Ｐへ供給する吸気管６２３が接続さ
れている。吸気管６２３には、被加圧室５６３が連通さ
れるとともに、患者Ｐの近傍に圧力センサ６２４が取り
付けられている。
【０００８】ダイヤフラム中立位置制御装置６０は、ダ
イヤフラム５６１の位置を検出するダイヤフラム位置セ
ンサ６０１と、陽圧管５２１と振動空気圧管５４６とを
オリフィス６０２を介して連通する連通管６０３と、吸
気管６２３と振動空気圧管５４６とを連通する連通管６
０４と、連通管６０３と外気とを連通する流量制御バル
ブ６０５と、ダイヤフラム位置センサ６０１で検出され
たダイヤフラム５６１の位置に基づき流量制御バルブ６
０５を制御する制御部６０６とを備えている。また、制
御部６０６は、圧力センサ６２４で検出された吸気管６
２３内の圧力に基づき、連通管６０４と外気とを連通す
る流量制御バルブ６０７を制御する機能も有している。
イヤフラム５６１の位置を検出するダイヤフラム位置セ
ンサ６０１と、陽圧管５２１と振動空気圧管５４６とを
オリフィス６０２を介して連通する連通管６０３と、吸
気管６２３と振動空気圧管５４６とを連通する連通管６
０４と、連通管６０３と外気とを連通する流量制御バル
ブ６０５と、ダイヤフラム位置センサ６０１で検出され
たダイヤフラム５６１の位置に基づき流量制御バルブ６
０５を制御する制御部６０６とを備えている。また、制
御部６０６は、圧力センサ６２４で検出された吸気管６
２３内の圧力に基づき、連通管６０４と外気とを連通す
る流量制御バルブ６０７を制御する機能も有している。
【０００９】次に、人工呼吸器５０及びダイヤフラム中
立位置制御装置６０の動作を説明する。
立位置制御装置６０の動作を説明する。
【００１０】ロータリバルブ機構５４で発生した振動空
気圧Ａpnは、ダイヤフラム機構５６に伝達される。ダイ
ヤフラム機構５６では、振動空気圧Ａpnの周期によって
ダイヤフラム５６１が振動し、ダイヤフラム５６１の振
動が吸気管６２３内の圧力を変化させる。また、常時、
患者Ｐに吸気Ａｉが供給されている。患者Ｐの呼気は流
量制御弁６０７から排出される。常時の流量制御弁６０
７は、呼気が流れ出る程度に開いている。
気圧Ａpnは、ダイヤフラム機構５６に伝達される。ダイ
ヤフラム機構５６では、振動空気圧Ａpnの周期によって
ダイヤフラム５６１が振動し、ダイヤフラム５６１の振
動が吸気管６２３内の圧力を変化させる。また、常時、
患者Ｐに吸気Ａｉが供給されている。患者Ｐの呼気は流
量制御弁６０７から排出される。常時の流量制御弁６０
７は、呼気が流れ出る程度に開いている。
【００１１】ダイヤフラム５６１の凹凸動作は、ダイヤ
フラム位置センサ６０１よって検出され、ダイヤフラム
５６１の動作情報として制御部６０６へ常時出力されて
いる。ここで、自発呼吸に起因してダイヤフラム５６１
の凹凸動作が乱れると、この情報は直ちに制御部６０６
へ出力される。すると、制御部６０６は、流量制御バル
ブ６０５，６０７を制御して、吸気管６２３内の圧力を
制御する。これにより、自発呼吸に際しての患者Ｐの負
担を軽減するようになっている。
フラム位置センサ６０１よって検出され、ダイヤフラム
５６１の動作情報として制御部６０６へ常時出力されて
いる。ここで、自発呼吸に起因してダイヤフラム５６１
の凹凸動作が乱れると、この情報は直ちに制御部６０６
へ出力される。すると、制御部６０６は、流量制御バル
ブ６０５，６０７を制御して、吸気管６２３内の圧力を
制御する。これにより、自発呼吸に際しての患者Ｐの負
担を軽減するようになっている。
【００１２】ダイヤフラム５６１の中立位置が中心から
ずれると、ダイヤフラム５６１の往復運動が制限される
ため、人工呼吸器５０の呼吸動作が不完全となる。その
ため、連通管６０４は、ダイヤフラム機構５６の動作を
妨げない範囲で、加圧室５６２と被加圧室５６３との圧
力差を小さくすることにより、ダイヤフラム５６１の中
立位置を中心に保つように作用する。この連通管６０４
の作用だけでは不十分な場合に、制御部６０６は次のよ
うに動作する。
ずれると、ダイヤフラム５６１の往復運動が制限される
ため、人工呼吸器５０の呼吸動作が不完全となる。その
ため、連通管６０４は、ダイヤフラム機構５６の動作を
妨げない範囲で、加圧室５６２と被加圧室５６３との圧
力差を小さくすることにより、ダイヤフラム５６１の中
立位置を中心に保つように作用する。この連通管６０４
の作用だけでは不十分な場合に、制御部６０６は次のよ
うに動作する。
【００１３】制御部６０６は、ダイヤフラム５６１の動
作情報に基づき、ダイヤフラム５６１の中立位置のずれ
を常に判断している。そして、ダイヤフラム５６１の中
立位置が患者Ｐ側（図面で右側）にずれると、流量制御
バルブ６０５を開く方に制御して、振動空気圧Ａpnを低
くする。逆に、ダイヤフラム５６１の中立位置がブロワ
５２側（図面で左側）にずれると、流量制御バルブ６０
５を閉じる方に制御して、振動空気圧Ａpnを高くする。
作情報に基づき、ダイヤフラム５６１の中立位置のずれ
を常に判断している。そして、ダイヤフラム５６１の中
立位置が患者Ｐ側（図面で右側）にずれると、流量制御
バルブ６０５を開く方に制御して、振動空気圧Ａpnを低
くする。逆に、ダイヤフラム５６１の中立位置がブロワ
５２側（図面で左側）にずれると、流量制御バルブ６０
５を閉じる方に制御して、振動空気圧Ａpnを高くする。
【００１４】
【発明が解決しようとする課題】しかしながら、従来の
ダイヤフラム中立位置制御装置６０では、次のような問
題があった。
ダイヤフラム中立位置制御装置６０では、次のような問
題があった。
【００１５】．ダイヤフラム５６１の中立位置を制御
する際の応答性が劣っていた。この問題は、ダイヤフラ
ム５６１の位置で自発呼吸を検出していることから、そ
の検出精度を落とす原因にもなっていた。．連通管６
０４を介してブロワ５２側の空気に患者Ｐ側の空気が混
入するおそれがあるので、衛生上好ましくなかった。
する際の応答性が劣っていた。この問題は、ダイヤフラ
ム５６１の位置で自発呼吸を検出していることから、そ
の検出精度を落とす原因にもなっていた。．連通管６
０４を介してブロワ５２側の空気に患者Ｐ側の空気が混
入するおそれがあるので、衛生上好ましくなかった。
【００１６】
【発明の目的】本発明の目的は、ダイヤフラムの中立位
置を制御する際の応答性を向上できるとともに、ブロワ
側の空気に患者側の空気が混入することを防止できる、
ダイヤフラム中立位置制御装置を提供することにある。
置を制御する際の応答性を向上できるとともに、ブロワ
側の空気に患者側の空気が混入することを防止できる、
ダイヤフラム中立位置制御装置を提供することにある。
【００１７】
【課題を解決するための手段】本発明者は、上記の目的
を達成するために研究を重ねた結果、次のことを見い出
した。
を達成するために研究を重ねた結果、次のことを見い出
した。
【００１８】従来技術において、ダイヤフラム５６１の
中立位置の制御すなわち振動空気圧Ａpnの制御は、振動
空気圧Ａpnの陽圧Ａｐ成分を大気に開放させる度合いを
調整しているに過ぎない。そこで、陽圧Ａｐ成分の他に
陰圧Ａｎ成分も制御すれば、それだけ応答性を向上でき
る。さらに、振動空気圧Ａpnを大気ではなく陰圧Ａｎ側
又は陽圧Ａｐ側に開放すれば、より圧力差が大きくなる
ので、より応答性を向上できる。その結果、連通管６０
４も不要となる。
中立位置の制御すなわち振動空気圧Ａpnの制御は、振動
空気圧Ａpnの陽圧Ａｐ成分を大気に開放させる度合いを
調整しているに過ぎない。そこで、陽圧Ａｐ成分の他に
陰圧Ａｎ成分も制御すれば、それだけ応答性を向上でき
る。さらに、振動空気圧Ａpnを大気ではなく陰圧Ａｎ側
又は陽圧Ａｐ側に開放すれば、より圧力差が大きくなる
ので、より応答性を向上できる。その結果、連通管６０
４も不要となる。
【００１９】本発明は、この知見に基づきなされたもの
である。すなわち、本発明に係るダイヤフラム中立位置
制御装置は、陽圧及び陰圧の両方の空気圧を同時に発生
する空気圧発生源と、この空気圧発生源で発生した前記
陽圧又は陰圧を交互に選択して所定の振動空気圧に変換
する振動空気圧発生機構と、この振動空気圧発生機構か
らの振動空気圧に付勢されて作動し患者の口元に空気を
供給するダイヤフラム機構とを備えた人工呼吸器に用い
られるものである。そして、前記ダイヤフラム機構のダ
イヤフラムの位置を検出するダイヤフラム位置センサ
と、前記陽圧、前記陰圧又は前記振動空気圧を制御する
圧力制御機構と、前記ダイヤフラム位置センサで検出さ
れたダイヤフラムの位置に基づき前記圧力制御機構を制
御する制御部とを備えている。
である。すなわち、本発明に係るダイヤフラム中立位置
制御装置は、陽圧及び陰圧の両方の空気圧を同時に発生
する空気圧発生源と、この空気圧発生源で発生した前記
陽圧又は陰圧を交互に選択して所定の振動空気圧に変換
する振動空気圧発生機構と、この振動空気圧発生機構か
らの振動空気圧に付勢されて作動し患者の口元に空気を
供給するダイヤフラム機構とを備えた人工呼吸器に用い
られるものである。そして、前記ダイヤフラム機構のダ
イヤフラムの位置を検出するダイヤフラム位置センサ
と、前記陽圧、前記陰圧又は前記振動空気圧を制御する
圧力制御機構と、前記ダイヤフラム位置センサで検出さ
れたダイヤフラムの位置に基づき前記圧力制御機構を制
御する制御部とを備えている。
【００２０】前記圧力制御機構は、次の三通りの構成を
採ることができる。（１）前記空気圧発生源で発生した
陽圧の絶対値を低下させる陽圧低下流路と、前記空気圧
発生源で発生した陰圧の絶対値を低下させる陰圧低下流
路と、この陰圧低下流路又は前記陽圧低下流路のどちら
か一方に切り換えるアクチュエータとを備えたもの。
（２）前記ダイヤフラムを付勢する前記振動空気圧に前
記空気圧発生源で発生した陽圧を印加する陽圧印加流路
と、前記ダイヤフラムを付勢する前記振動空気圧に前記
空気圧発生源で発生した陰圧を印加する陰圧印加流路
と、この陰圧印加流路又は前記陽圧印加流路のどちらか
一方に切り換えるアクチュエータとを備えたもの。
（３）前記空気圧発生源で発生した陽圧の絶対値を低下
させる陽圧低下流路と、前記ダイヤフラムを付勢する前
記振動空気圧に前記空気圧発生源で発生した陰圧を印加
する陰圧印加流路と、前記空気圧発生源で発生した陰圧
の絶対値を低下させる陰圧低下流路と、前記ダイヤフラ
ムを付勢する前記振動空気圧に前記空気圧発生源で発生
した陽圧を印加する陽圧印加流路と、前記陽圧低下流路
及び陰圧印加流路又は前記陰圧低下流路及び陽圧印加流
路のどちらか一方に切り換えるアクチュエータとを備え
たもの。
採ることができる。（１）前記空気圧発生源で発生した
陽圧の絶対値を低下させる陽圧低下流路と、前記空気圧
発生源で発生した陰圧の絶対値を低下させる陰圧低下流
路と、この陰圧低下流路又は前記陽圧低下流路のどちら
か一方に切り換えるアクチュエータとを備えたもの。
（２）前記ダイヤフラムを付勢する前記振動空気圧に前
記空気圧発生源で発生した陽圧を印加する陽圧印加流路
と、前記ダイヤフラムを付勢する前記振動空気圧に前記
空気圧発生源で発生した陰圧を印加する陰圧印加流路
と、この陰圧印加流路又は前記陽圧印加流路のどちらか
一方に切り換えるアクチュエータとを備えたもの。
（３）前記空気圧発生源で発生した陽圧の絶対値を低下
させる陽圧低下流路と、前記ダイヤフラムを付勢する前
記振動空気圧に前記空気圧発生源で発生した陰圧を印加
する陰圧印加流路と、前記空気圧発生源で発生した陰圧
の絶対値を低下させる陰圧低下流路と、前記ダイヤフラ
ムを付勢する前記振動空気圧に前記空気圧発生源で発生
した陽圧を印加する陽圧印加流路と、前記陽圧低下流路
及び陰圧印加流路又は前記陰圧低下流路及び陽圧印加流
路のどちらか一方に切り換えるアクチュエータとを備え
たもの。
【００２１】
【発明の実施の形態】図１は、本発明に係る人工呼吸器
及びダイヤフラム中立位置制御装置の一実施形態を示す
構成図である。以下、この図面に基づき説明する。ただ
し、図４と同一部分は同一符号を付すことにより重複説
明を省略する。
及びダイヤフラム中立位置制御装置の一実施形態を示す
構成図である。以下、この図面に基づき説明する。ただ
し、図４と同一部分は同一符号を付すことにより重複説
明を省略する。
【００２２】本実施形態のダイヤフラム中立位置制御装
置１０は、陽圧Ａｐ及び陰圧Ａｎの両方の空気圧を同時
に発生するブロワ５２（空気圧発生源）と、ブロワ５２
で発生した陽圧Ａｐ又は陰圧Ａｎを交互に選択して所定
の振動空気圧Ａpnに変換するロータリバルブ機構５４
（振動空気圧発生機構）と、ロータリバルブ機構５４か
らの振動空気圧Ａpnに付勢されて作動し患者Ｐに空気を
供給するダイヤフラム機構５６とを備えた人工呼吸器１
２に用いられるものである。そして、ダイヤフラム中立
位置制御装置１０は、ダイヤフラム機構５６のダイヤフ
ラム５６１の位置を検出するダイヤフラム位置センサ６
０１と、陽圧Ａｐ、陰圧Ａｎ又は振動空気圧Ａpnを制御
する圧力制御バルブ１４（圧力制御機構）と、ダイヤフ
ラム位置センサ６０１で検出されたダイヤフラム５６１
の位置に基づき圧力制御バルブ１４を制御する制御部１
６とを備えている。
置１０は、陽圧Ａｐ及び陰圧Ａｎの両方の空気圧を同時
に発生するブロワ５２（空気圧発生源）と、ブロワ５２
で発生した陽圧Ａｐ又は陰圧Ａｎを交互に選択して所定
の振動空気圧Ａpnに変換するロータリバルブ機構５４
（振動空気圧発生機構）と、ロータリバルブ機構５４か
らの振動空気圧Ａpnに付勢されて作動し患者Ｐに空気を
供給するダイヤフラム機構５６とを備えた人工呼吸器１
２に用いられるものである。そして、ダイヤフラム中立
位置制御装置１０は、ダイヤフラム機構５６のダイヤフ
ラム５６１の位置を検出するダイヤフラム位置センサ６
０１と、陽圧Ａｐ、陰圧Ａｎ又は振動空気圧Ａpnを制御
する圧力制御バルブ１４（圧力制御機構）と、ダイヤフ
ラム位置センサ６０１で検出されたダイヤフラム５６１
の位置に基づき圧力制御バルブ１４を制御する制御部１
６とを備えている。
【００２３】圧力制御バルブ１４は、構造的にはロータ
リバルブに類似しており、ポート１４１〜１４５を有す
る本体１４６と、本体１４６の一部を正逆方向に回動さ
せるアクチュエータ１４７とから構成されている。アク
チュエータ１４７は、図示しない電動機及び減速機から
なり、本体１４６の一部を所望の角度に回動させること
ができる。制御部１６は、例えばＣＰＵ、ＲＯＭ、ＲＡ
Ｍ、入出力インタフェース等からなるマイクロコンピュ
ータである。陽圧管５２１には、外気と連通するオリフ
ィス管５２４が接続されている。
リバルブに類似しており、ポート１４１〜１４５を有す
る本体１４６と、本体１４６の一部を正逆方向に回動さ
せるアクチュエータ１４７とから構成されている。アク
チュエータ１４７は、図示しない電動機及び減速機から
なり、本体１４６の一部を所望の角度に回動させること
ができる。制御部１６は、例えばＣＰＵ、ＲＯＭ、ＲＡ
Ｍ、入出力インタフェース等からなるマイクロコンピュ
ータである。陽圧管５２１には、外気と連通するオリフ
ィス管５２４が接続されている。
【００２４】図２及び図３は、圧力制御バルブ１４の本
体１４６の一例を示す断面図である。以下、図１乃至図
３に基づき説明する。
体１４６の一例を示す断面図である。以下、図１乃至図
３に基づき説明する。
【００２５】本体１４６は、外筒状の固定体１４８と、
固定体１４８に内接する内筒状の回動体１４９とから構
成されている。固定体１４８には、ポート１４１〜１４
５が設けられている。回動体１４９には、透孔１４９
ａ，１４９ｂ，１４９ｃ，１４９ｄと、仕切り板１４９
ｅと、開口端１４９ｆ，１４９ｇが設けられている。
固定体１４８に内接する内筒状の回動体１４９とから構
成されている。固定体１４８には、ポート１４１〜１４
５が設けられている。回動体１４９には、透孔１４９
ａ，１４９ｂ，１４９ｃ，１４９ｄと、仕切り板１４９
ｅと、開口端１４９ｆ，１４９ｇが設けられている。
【００２６】ポート１４１には、陽圧管５２１と連通す
る陽圧バイパス管１８１が接続されている。ポート１４
２には、陰圧管５２２と連通する陰圧バイパス管１８２
が接続されている。ポート１４３には、振動空気圧管５
４６と連通する振動空気圧バイパス管１８３が接続され
ている。ポート１４４，１４５には、それぞれ大気開放
ポート１８４，１８５が接続されている。
る陽圧バイパス管１８１が接続されている。ポート１４
２には、陰圧管５２２と連通する陰圧バイパス管１８２
が接続されている。ポート１４３には、振動空気圧管５
４６と連通する振動空気圧バイパス管１８３が接続され
ている。ポート１４４，１４５には、それぞれ大気開放
ポート１８４，１８５が接続されている。
【００２７】回動体１４９は、アクチュエータ１４７に
よって回動する。回動体１４９は、その回動角度に応じ
て、陽圧低下流路２０１及び陰圧印加流路２０２（図
２）又は陰圧低下流路２０３及び陽圧印加流路２０４
（図３）の、どちらか一方を選択できる。陽圧低下流路
２０１は、陽圧バイパス管１８１→ポート１４１→開口
端１４９ｆ→透孔１４９ａ→ポート１４４→オリフィス
管１８４と空気が進む流路であり、ブロワ５２で発生し
た陽圧Ａｐの絶対値を低下させる。陰圧印加流路２０２
は、振動空気圧バイパス管１８３→ポート１４３→透孔
１４９ｄ→開口端１４９ｇ→ポート１４２→陰圧バイパ
ス管１８２と空気が進む流路であり、ダイヤフラム５６
１を付勢する振動空気圧Ａpnにブロワ５２で発生した陰
圧Ａｎを印加する。陰圧低下流路２０３は、オリフィス
管１８５→ポート１４５→開口端１４９ｇ→ポート１４
２→陰圧バイパス管１８２と空気が進む流路であり、ブ
ロワ５２で発生した陰圧Ａｎの絶対値を低下させる。陽
圧印加流路２０４は、陽圧バイパス管１８１→ポート１
４１→開口端１４９ｆ→透孔１４９ｃ→ポート１４３→
振動空気圧バイパス管１８３と空気が進む流路であり、
ダイヤフラム５６１を付勢する振動空気圧Ａpnにブロワ
５２で発生した陽圧Ａｐを印加する。各流路を流れる空
気の量は、アクチュエータ１４７によって回動体１４９
を微小角度づつ回動させることにより、連続的に変化さ
せることができる。また、回動体１４９の角度によって
は、全ての流路を選択しないことも可能である。
よって回動する。回動体１４９は、その回動角度に応じ
て、陽圧低下流路２０１及び陰圧印加流路２０２（図
２）又は陰圧低下流路２０３及び陽圧印加流路２０４
（図３）の、どちらか一方を選択できる。陽圧低下流路
２０１は、陽圧バイパス管１８１→ポート１４１→開口
端１４９ｆ→透孔１４９ａ→ポート１４４→オリフィス
管１８４と空気が進む流路であり、ブロワ５２で発生し
た陽圧Ａｐの絶対値を低下させる。陰圧印加流路２０２
は、振動空気圧バイパス管１８３→ポート１４３→透孔
１４９ｄ→開口端１４９ｇ→ポート１４２→陰圧バイパ
ス管１８２と空気が進む流路であり、ダイヤフラム５６
１を付勢する振動空気圧Ａpnにブロワ５２で発生した陰
圧Ａｎを印加する。陰圧低下流路２０３は、オリフィス
管１８５→ポート１４５→開口端１４９ｇ→ポート１４
２→陰圧バイパス管１８２と空気が進む流路であり、ブ
ロワ５２で発生した陰圧Ａｎの絶対値を低下させる。陽
圧印加流路２０４は、陽圧バイパス管１８１→ポート１
４１→開口端１４９ｆ→透孔１４９ｃ→ポート１４３→
振動空気圧バイパス管１８３と空気が進む流路であり、
ダイヤフラム５６１を付勢する振動空気圧Ａpnにブロワ
５２で発生した陽圧Ａｐを印加する。各流路を流れる空
気の量は、アクチュエータ１４７によって回動体１４９
を微小角度づつ回動させることにより、連続的に変化さ
せることができる。また、回動体１４９の角度によって
は、全ての流路を選択しないことも可能である。
【００２８】次に、ダイヤフラム中立位置制御装置１０
の動作を説明する。
の動作を説明する。
【００２９】制御部１６は、ダイヤフラム位置センサ６
０１から得られるダイヤフラム５６１の動作情報に基づ
き、ダイヤフラム５６１の平均中立位置のずれを常に判
断している。そして、ダイヤフラム５６１の平均中立位
置がずれると、制御部は次のように動作する。
０１から得られるダイヤフラム５６１の動作情報に基づ
き、ダイヤフラム５６１の平均中立位置のずれを常に判
断している。そして、ダイヤフラム５６１の平均中立位
置がずれると、制御部は次のように動作する。
【００３０】ダイヤフラム５６１の中立位置が患者Ｐ側
（図面で右側）にずれると、圧力制御バルブ１４の陽圧
低下流路２０１及び陰圧印加流路２０２を選択する。す
ると、ブロワ５２で発生した陽圧Ａｐの絶対値が陽圧低
下流路２０１によって低下するとともに、ブロワ５２で
発生した陰圧Ａｎが陰圧印加流路２０２によって振動空
気圧Ａpnに印加されることにより、振動空気圧Ａpnが低
下する。これにより、ダイヤフラム５６１の中立位置が
中心へ（図面で左側へ）戻る。
（図面で右側）にずれると、圧力制御バルブ１４の陽圧
低下流路２０１及び陰圧印加流路２０２を選択する。す
ると、ブロワ５２で発生した陽圧Ａｐの絶対値が陽圧低
下流路２０１によって低下するとともに、ブロワ５２で
発生した陰圧Ａｎが陰圧印加流路２０２によって振動空
気圧Ａpnに印加されることにより、振動空気圧Ａpnが低
下する。これにより、ダイヤフラム５６１の中立位置が
中心へ（図面で左側へ）戻る。
【００３１】逆に、ダイヤフラム５６１の中立位置がブ
ロワ５２側（図面で左側）にずれると、陰圧低下流路２
０３及び陽圧印加流路２０４を選択する。すると、ブロ
ワ５２で発生した陰圧Ａｎの絶対値が陰圧低下流路２０
３によって低下するとともに、ブロワ５２で発生した陽
圧Ａｐが陽圧印加流路２０４によって振動空気圧Ａpnに
印加されることにより、振動空気圧Ａpnが上昇する。こ
れにより、ダイヤフラム５６１の中立位置が中心へ（図
面で右側へ）戻る。
ロワ５２側（図面で左側）にずれると、陰圧低下流路２
０３及び陽圧印加流路２０４を選択する。すると、ブロ
ワ５２で発生した陰圧Ａｎの絶対値が陰圧低下流路２０
３によって低下するとともに、ブロワ５２で発生した陽
圧Ａｐが陽圧印加流路２０４によって振動空気圧Ａpnに
印加されることにより、振動空気圧Ａpnが上昇する。こ
れにより、ダイヤフラム５６１の中立位置が中心へ（図
面で右側へ）戻る。
【００３２】ダイヤフラム５６１を中立位置へ戻すこと
に要する時間は、陽圧Ａｐのみならず陰圧Ａｎも制御し
ているので従来より短縮できるとともに、振動空気圧Ａ
pnを大気ではなく陰圧Ａｎ側又は陽圧Ａｐ側に開放する
ことにより、大きい圧力差を利用できるので、従来より
さらに短縮できる。
に要する時間は、陽圧Ａｐのみならず陰圧Ａｎも制御し
ているので従来より短縮できるとともに、振動空気圧Ａ
pnを大気ではなく陰圧Ａｎ側又は陽圧Ａｐ側に開放する
ことにより、大きい圧力差を利用できるので、従来より
さらに短縮できる。
【００３３】なお、本発明は、いうまでもなく、上記実
施形態に限定されるものではない。例えば、回動体１４
９は、陽圧低下流路２０１若しくは陰圧低下流路２０３
のどちらか一方を選択できるもの、又は陰圧印加流路２
０２若しくは陽圧印加流路２０４のどちらか一方を選択
できるものとしてもよい。
施形態に限定されるものではない。例えば、回動体１４
９は、陽圧低下流路２０１若しくは陰圧低下流路２０３
のどちらか一方を選択できるもの、又は陰圧印加流路２
０２若しくは陽圧印加流路２０４のどちらか一方を選択
できるものとしてもよい。
【００３４】
【発明の効果】本発明に係るダイヤフラム中立位置制御
装置によれば、陽圧低下流路及び陰圧低下流路を設けた
ことにより、振動空気圧の制御に陽圧のみならず陰圧も
利用できるので、それだけ応答性を向上できる。また、
陰圧印加流路及び陽圧印加流路を設けたことにより、振
動空気圧を大気ではなく陽圧側又は陰圧側に開放できる
ので、より大きい圧力差を利用でき、これによりさらに
応答性を向上できる。
装置によれば、陽圧低下流路及び陰圧低下流路を設けた
ことにより、振動空気圧の制御に陽圧のみならず陰圧も
利用できるので、それだけ応答性を向上できる。また、
陰圧印加流路及び陽圧印加流路を設けたことにより、振
動空気圧を大気ではなく陽圧側又は陰圧側に開放できる
ので、より大きい圧力差を利用でき、これによりさらに
応答性を向上できる。
【００３５】この応答性の向上に伴いダイヤフラムが速
やかに中立位置に保たれるので、ダイヤフラムの位置検
出精度を向上でき、これにより自発呼吸の検出精度も向
上できる。
やかに中立位置に保たれるので、ダイヤフラムの位置検
出精度を向上でき、これにより自発呼吸の検出精度も向
上できる。
【００３６】従来ダイヤフラムの中立位置制御に必要で
あった、ブロワ側の空気と患者側の空気とを連通させる
連通管を除去できる。したがって、ブロワ側の空気と患
者側の空気とをダイヤフラムによって完全に遮断できる
ので、衛生面での向上を図ることができる。
あった、ブロワ側の空気と患者側の空気とを連通させる
連通管を除去できる。したがって、ブロワ側の空気と患
者側の空気とをダイヤフラムによって完全に遮断できる
ので、衛生面での向上を図ることができる。
【図１】本発明に係る人工呼吸器及びダイヤフラム中立
位置制御装置の一実施形態を示す構成図である。
位置制御装置の一実施形態を示す構成図である。
【図２】図１のダイヤフラム中立位置制御装置における
圧力制御バルブの本体の一例を示す断面図であり、陽圧
低下流路及び陰圧印加流路を選択した状態である。
圧力制御バルブの本体の一例を示す断面図であり、陽圧
低下流路及び陰圧印加流路を選択した状態である。
【図３】図１のダイヤフラム中立位置制御装置における
圧力制御バルブの本体の一例を示す断面図であり、陰圧
低下流路及び陽圧印加流路を選択した状態である。
圧力制御バルブの本体の一例を示す断面図であり、陰圧
低下流路及び陽圧印加流路を選択した状態である。
【図４】従来の人工呼吸器及びダイヤフラム中立位置制
御装置を示す構成図である。
御装置を示す構成図である。
１０ ダイヤフラム中立位置制御装置 １２ 人工呼吸器 １４ 圧力制御バルブ（圧力制御機構） １４７ アクチュエータ １６ 制御部 ２０１ 陽圧低下流路 ２０２ 陰圧印加流路 ２０３ 陰圧低下流路 ２０４ 陽圧印加流路 ５２ ブロワ（空気圧発生源） ５４ ロータリバルブ機構（振動空気圧発生機構） ５６ ダイヤフラム機構 ５６１ ダイヤフラム ６０１ ダイヤフラム位置センサ Ａｐ 陽圧 Ａｎ 陰圧 Ａpn 振動空気圧 Ｐ 患者
───────────────────────────────────────────────────── フロントページの続き (72)発明者 高木 俊尚 神奈川県横浜市都筑区桜並木２番１号 ス ズキ株式会社技術研究所内 (72)発明者 安川 幹男 神奈川県横浜市都筑区桜並木２番１号 ス ズキ株式会社技術研究所内 (72)発明者 高林 宏士 神奈川県横浜市都筑区桜並木２番１号 ス ズキ株式会社技術研究所内 (72)発明者 杉浦 康仁 神奈川県横浜市都筑区桜並木２番１号 ス ズキ株式会社技術研究所内 (72)発明者 鈴木 克由 神奈川県横浜市都筑区桜並木２番１号 ス ズキ株式会社技術研究所内 (72)発明者 鎌田 賢弘 神奈川県横浜市都筑区桜並木２番１号 ス ズキ株式会社技術研究所内 (72)発明者 山田 芳嗣 東京都世田谷区代沢１丁目37番14号 (72)発明者 新田 一福 埼玉県大宮市宮原町１丁目154 株式会社 メトラン内
Claims (4)
- 【請求項１】 陽圧及び陰圧の両方の空気圧を同時に発
生する空気圧発生源と、この空気圧発生源で発生した前
記陽圧又は陰圧を交互に選択して所定の振動空気圧に変
換する振動空気圧発生機構と、この振動空気圧発生機構
からの振動空気圧に付勢されて作動し患者の口元に空気
を供給するダイヤフラム機構とを備えた人工呼吸器に用
いられ、 前記ダイヤフラム機構のダイヤフラムの位置を検出する
ダイヤフラム位置センサと、前記陽圧、前記陰圧又は前
記振動空気圧を制御する圧力制御機構と、前記ダイヤフ
ラム位置センサで検出されたダイヤフラムの位置に基づ
き前記圧力制御機構を制御する制御部とを備えた、人工
呼吸器のダイヤフラム中立位置制御装置。 - 【請求項２】 前記圧力制御機構は、 前記空気圧発生源で発生した陽圧の絶対値を低下させる
陽圧低下流路と、前記空気圧発生源で発生した陰圧の絶
対値を低下させる陰圧低下流路と、この陰圧低下流路又
は前記陽圧低下流路のどちらか一方に切り換えるアクチ
ュエータとを備えた、 請求項１記載の人工呼吸器のダイヤフラム中立位置制御
装置。 - 【請求項３】 前記圧力制御機構は、 前記ダイヤフラムを付勢する前記振動空気圧に前記空気
圧発生源で発生した陽圧を印加する陽圧印加流路と、前
記ダイヤフラムを付勢する前記振動空気圧に前記空気圧
発生源で発生した陰圧を印加する陰圧印加流路と、この
陰圧印加流路又は前記陽圧印加流路のどちらか一方に切
り換えるアクチュエータとを備えた、 請求項１記載の人工呼吸器のダイヤフラム中立位置制御
装置。 - 【請求項４】 前記圧力制御機構は、 前記空気圧発生源で発生した陽圧の絶対値を低下させる
陽圧低下流路と、前記ダイヤフラムを付勢する前記振動
空気圧に前記空気圧発生源で発生した陰圧を印加する陰
圧印加流路と、前記空気圧発生源で発生した陰圧の絶対
値を低下させる陰圧低下流路と、前記ダイヤフラムを付
勢する前記振動空気圧に前記空気圧発生源で発生した陽
圧を印加する陽圧印加流路と、前記陽圧低下流路及び陰
圧印加流路又は前記陰圧低下流路及び陽圧印加流路のど
ちらか一方に切り換えるアクチュエータとを備えた、 請求項１記載の人工呼吸器のダイヤフラム中立位置制御
装置。
Priority Applications (2)
| Application Number | Priority Date | Filing Date | Title |
|---|---|---|---|
| JP09942896A JP3898251B2 (ja) | 1996-03-28 | 1996-03-28 | 人工呼吸器のダイヤフラム中立位置制御装置 |
| US08/835,035 US5850835A (en) | 1996-03-28 | 1997-03-27 | Respirator system |
Applications Claiming Priority (1)
| Application Number | Priority Date | Filing Date | Title |
|---|---|---|---|
| JP09942896A JP3898251B2 (ja) | 1996-03-28 | 1996-03-28 | 人工呼吸器のダイヤフラム中立位置制御装置 |
Publications (2)
| Publication Number | Publication Date |
|---|---|
| JPH09262296A true JPH09262296A (ja) | 1997-10-07 |
| JP3898251B2 JP3898251B2 (ja) | 2007-03-28 |
Family
ID=14247188
Family Applications (1)
| Application Number | Title | Priority Date | Filing Date |
|---|---|---|---|
| JP09942896A Expired - Fee Related JP3898251B2 (ja) | 1996-03-28 | 1996-03-28 | 人工呼吸器のダイヤフラム中立位置制御装置 |
Country Status (2)
| Country | Link |
|---|---|
| US (1) | US5850835A (ja) |
| JP (1) | JP3898251B2 (ja) |
Cited By (1)
| Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
|---|---|---|---|---|
| JP2014180304A (ja) * | 2013-03-18 | 2014-09-29 | Metoran:Kk | 呼気弁及び呼吸補助装置 |
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