JPS6129747B2 - - Google Patents
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Description
請求の範囲
１ 各々が所定の流体の流れを源２５，２６，２
７から利用装置１４に供給するよう個別的に作動
できる複数個の弁２４と、 前記弁２４を作動するための手段とからなり、
前記作動手段は、毎分流量、呼吸速度及び吸気−
吐気比のそれぞれについての設定に基いて発生さ
れた毎分流量信号、呼吸速度信号および吸気−吐
気比信号の受信に応答して、前記弁２４を選択的
に作動させて所定の吸吐気量の前記流体を前記源
２５，２６，２７から前記利用装置１４に供給す
る回路手段２３よりなることを特徴とする流れ制
御装置。 ２ 前記回路手段２３は、 前記毎分流量信号および吸気−吐気比信号に応
答して前記流体の流れを規定する信号を発生する
手段４１と、 前記規定する信号に応答して、前記弁２４の所
定のものを作動させて規定された液体の流れを供
給する手段５５，５６，５７，７１，７２，８１
−９０とからなり、 前記弁３４−３８の作動されたものの各各は前
記源から前記利用手段に異なる二進値で表される
流れを供給することを特徴とする請求の範囲第１
項に記載の流れ制御装置。 ３ 直接的に設定される毎分流量、呼吸速度およ
び吸気−吐気比の制御の下で源から利用手段まで
所定の吸吐気量の流体の供給を自動的に調整する
ための流れ制御装置であつて、前記源から前記利
用手段へ流体の流れを供給するよう作動できる複
数個の弁３４−３８と、 前記弁を作動させるための作動手段とからな
り、 前記作動手段が、 前記毎分流量および吸気−吐気制御器により前
記毎分流量及び吸気−吐気比の設定に基いて発生
される流れ電圧信号の受信に応答して、供給され
る流れの大きさを決定されるよう前記弁３４−３
８を選択的に作動させる流れ回路４１，５５，５
６，５７，７１，７２，８１，９０、および 前記流れ回路と協働し、前記毎分流量および呼
吸速度制御器により毎分流量及び呼吸速度の設定
に基いて発生される毎分流量電圧信号および速度
電圧信号の受信に応答して、所定の吸吐気量の前
記流体が前記源から前記利用手段に供給されるよ
うに前記選択的に作動された弁３４−３８の各々
の作動時間を制御する吸吐気量回路３９，４０，
５８，１０３，１０４，１０５，１０６，１０
８，１０９，１１０よりなることを特徴とする流
れ制御装置。 ４ 前記吐気量回路は、 前記両電圧信号に応答して、前記源から前記弁
３４−３８の作動されたものを通して前記利用手
段に供給される前記流体の供給の吸入時間および
吸出時間を確立する呼吸速度回路１２３，１２５
からなることを特徴とする請求の範囲第３項に記
載の流れ制御装置。 ５ 前記弁３４−３８の作動されたものの各各が
前記源から前記利用手段に異る二進値で表わされ
る大きさの流体の流れを供給することを特徴とす
る請求の範囲第３項の流れ制御装置。 ６ 前記作動手段はさらに、前記流体の流れ電圧
信号、毎分流量電圧信号および速度電圧信号を発
生するため、演算増巾器２１５，２１９，２２５
および抵抗性回路網２１３，２１８，２２１を含
むスケーラおよび掛算器４１よりなることを特徴
とする請求の範囲第３項に記載の流れ制御装置。 ７ 前記作動手段はさらに、前記流れおよび吸吐
気量回路の作動を制御するためのクロツク５４お
よびカウンタ５５よりなることを特徴とする請求
の範囲第３項に記載の流れ制御装置。 ８ 前記カウンタ５５は前記クロツク５４からの
信号により複数個のカウント状態に駆動される二
進カウンタ１４２を含み、 前記流れ回路はその出力において前記二進カウ
ンタ１４２のカウント状態を表わす信号を維持す
るよう作動できる流体流ラツチ５６よりなること
を特徴とする請求の範囲第７項に記載の流れ制御
装置。 ９ 前記流れ回路はさらに、 前記二進カウンタ１４２の前記カウント状態を
表わす出力信号に応答して、出力流れ信号を発生
する変換回路５７と、 前記出力流信号と流れ電圧信号との受信に応答
して、前記流体流ラツチ５６を作動させ、その出
力において前記流体流ラツチ５６の作動時に前記
二進カウンタ１４２の二進カウント状態を表わす
二進弁作動信号を維持する流れ比較器７１とから
なることを特徴とする請求の範囲第８項に記載の
流れ制御装置。 １０ 前記流れ回路は更に、前記弁３４−３８の
作動を行わせるため前記二進弁作動信号のゲート
として作動できる手段８１−９０からなり、 前記吸吐気量回路は、吸入期間の間に前記ゲー
ト手段を作動させ、かつ吐出期間の間には前記ゲ
ート手段を不作動とするためのゲート制御手段１
０３からなることを特徴とする請求の範囲第９項
に記載の流れ制御装置。 １１ 前記ゲート手段は複数個のORゲート８１
−８５および複数個のANDゲート８６−９０よ
りなり、 前記ORゲート８１−８５は前記ANDゲート８
６−９０への前記二進弁作動信号をゲートさせる
ために有効であり、 前記ゲート制御手段１０３は前記ANDゲート
８６−９０を作動させて前記弁への前記二進弁制
御信号をゲートさせ、前記吸入期間の間には前記
弁３４−３８を作動させかつ前記吐出期間の間に
は前記弁３４−３８を解放させることを特徴とす
る請求の範囲第１０項に記載の流れ制御装置。 １２ 前記作動手段はさらに、 毎分流量および吸気−吐気制御器の設定が流れ
の限界を超えることが必要な時に、前記流れ電圧
信号に応答して流れ制限弁作動信号を発生する流
れ制限装置７２よりなり、 さらに、前記ORゲート８１−８５は前記AND
ゲート８６−９０への前記流れ制限弁作動信号を
ゲートし、 前記ANDゲート８６−９０は前記ゲート制御
手段１０３の制御の下で、前記弁３４−３８への
前記流れ制限弁作動信号をゲートするよう作動す
ることを特徴とする請求の範囲第１１項に記載の
流れ制御装置。 １３ 前記流れ制限手段は、前記流れ電圧信号を
所定の流れ限界に対応する基準電圧と比較しかつ
前記弁３４−３８の全てを同時に作動させるよう
流れ制限弁作動信号を発生するための比較回路７
２よりなることを特徴とする請求の範囲第１２項
に記載の流れ制御装置。 １４ 前記手段１８０が、流れ制限弁作動信号に
応答して実際の吸気−吐気比が吸気−吐気比制御
器の設定よりも少いことを表す警報１８２を発生
することを特徴とする請求の範囲第１３項に記載
の流れ制御装置。 １５ 前記吸吐気量回路はさらに、 前記弁作動信号に応答して基準吸吐気量信号を
発生する手段３９，４０と、 発生された毎分流量および速度電圧信号により
制御され計算された吸吐気量信号を発生する手段
１１０，１０９，５８と、 前記基準信号と計算された吸吐気量信号を比較
し、吸入期間の間には前記弁３４−３８への前記
弁作動信号をゲートさせるよう前記AND回路８
６−９０を作動させ、また吐出期間の間には前記
弁３４−３８への前記弁作動信号のゲートを遮断
するよう前記ANDゲート８６−９０を不作動と
する回路１０３とからなることを特徴とする請求
の範囲第１０項に記載の流れ制御装置。 １６ 前記基準吸吐気量信号発生手段３９，４０
は、 前記弁作動信号の受信に応答して前記弁作動信
号を前記弁の作動された各々により前記源から前
記利用装置に供給される実際の流れを表わす信号
に変換する装置３９と、 前記実際の流れの信号を積分して基準吸吐気量
信号を発生する装置４０とからなることを特徴と
する請求の範囲第１５項に記載の流れ制御装置。 １７ 前記変換手段は、前記流体および前記流れ
制御装置が位置している高度の特性を補償する調
整可能な手段１８８，１８９，２３６よりなるこ
とを特徴とする請求の範囲第１６項に記載の流れ
制御装置。 １８ 前記計算された吸吐気量信号発生手段は、 前記速度電圧信号を積分するための手段１１０
と、 前記積分された速度電圧信号と前記毎分流量電
圧信号を比較して、比較された信号が等しい時に
は出力制御信号を発生する手段１０９と、 そのラツチ回路の出力においてそのラツチ回路
の作動時の二進カウント状態に対応する吸吐気量
カウント信号を維持するため、前記二進カウンタ
１４２により制御されかつ前記出力信号により制
御されるラツチ回路５８と、 前記吸吐気量カウント信号に応答して、前記計
算された吸吐気量信号を発生する手段１０６とを
含むことを特徴とする請求の範囲第１４項に記載
の流れ制御装置。 １９ 前記ラツチ回路５８は、前記二進カウンタ
と協働する手段１２８，１２９によつて制御さ
れ、前記源から前記弁３４−３８の作動されたも
のを通して前記利用手段に供給される前記流体の
吸吐気量の大きさを制限することを特徴とする請
求の範囲第１８項に記載の流れ制御装置。 ２０ 前記吸吐気量制限手段は、他の一つの出力
制御信号を提供し、前記ラツチ回路５８を作動さ
せて前記吸吐気量カウント信号を発生するための
積分器１２８および比較器１２９回路よりなるこ
とを特徴とする請求の範囲第１９項に記載の流れ
制御装置。 ２１ 前記流体の流れは、前記吸入期間の間には
前記源から前記弁３４−３８の作動されたものを
通つて前記利用手段に供給され、また前記弁が解
放される前記吐出期間の間には遮断され、 前記吸吐気量回路はさらに、 前記速度電圧信号に応答して前記ゲート制御手
段１０３を制御し、前記吐出期間を終了させかつ
前記吸入期間を開始させる回路１２３，１２５よ
りなり、 前記吸入期間は前記基準信号と計算された吸吐
気量信号との比較回路１０３により終了させられ
ることを特徴とする請求の範囲第１５項に記載の
流れ制御装置。 ２２ 前記制御回路１２３，１２５は、 前記速度電圧を積分するための素子１２３と、 前記積分装置１２３からの積分された速度電圧
と、前記基準電圧１２６とを比較し、前記吐出期
間の終了および前記吸入期間の開始を制御する出
力制御信号を発生する素子１２５と、 前記出力制御信号に応答して、前記積分素子１
２３および前記実際の流れ信号を積分するための
前記素子４０をリセツトする素子１２７とを含む
ことを特徴とする請求の範囲第２１項に記載の流
れ制御装置。 ２３ 前記吸吐気量回路は所定の間隔で作動する
吐出回路によつて制御された前記吐出期間を所定
の長さだけ延長し、かつ前記源から前記弁の作動
されたものを通して前記利用手段に与えられる前
記流体の前記所定の吸吐気量を所定の大きさだけ
増大させることを特徴とする請求の範囲第２２項
に記載の流れ制御装置。 ２４ 前記吐気回路１２８は 前記比較手段１２５からの前記出力制御信号の
各々に応答して所定の数までカウントし、次いで
前記ゲート制御手段１０３を制御して前記吸吐気
量および吐出期間の前記増大を行わせるよう作動
する多段二進カウンタ２３２よりなることを特徴
とする請求の範囲第２３項に記載の流れ制御装
置。 ２５ 手段２０８は前記二進カウンタ１４２から
の周期的に再び発生されるカウント信号に応答し
て前記吸吐気量回路のリセツトを制御することを
特徴とする請求の範囲第１４項に記載の流れ制御
装置。 ２６ 吐出弁１２９は吐出期間の間には流体を除
去するよう不作動とされかつ吸入期間の間には作
動され、 手段２０８，２７５，２７６は前記吐出弁手段
の作動および不作動をモニタして、作動不良信号
に応答して前記突出弁の作動を中断させることを
特徴とする請求の範囲第１４項に記載の流れ制御
装置。 ２７ 前記モニタ手段は、前記速度電圧信号を積
分して出力ランプ信号を発生するよう作動可能な
回路２７６と、 前記吐出弁手段の不作動に応答して作動された
積分回路をリセツトするための手段２０８と、 前記吐出弁手段の不要な作動を遮断するため所
定の期間内に前記吐出弁手段が不作動でない時に
は、前記出力ランプ信号により作動される手段２
７５と、 警報表示を与えるため、前記遮断手段により作
動される手段１５とからなることを特徴とする請
求の範囲第２６項に記載の流れ制御装置。 ２８ 前記遮断手段は演算増巾器２７５および電
気機械式リレー２８２よりなることを特徴とする
請求の範囲第２７項に記載の流れ制御装置。 ２９ 前記源から前記利用手段に供給される前記
流体の圧力は離脱警報回路のスイツチ３２によつ
てモニタされ、 警報は所定の低圧力に応答して前記モニタ用の
スイツチ３２の長い不作動に応答して装置１０
９，２９７，３００，１８０によつて発生される
ことを特徴とする請求の範囲第３項に記載の流れ
制御装置。 ３０ 前記発生素子は、 ランプ信号を発生するよう速度電圧信号に応答
する積分器２９７と、 前記積分器をリセツトして前記ランプ信号の発
生を遮断するため、前記流体の所定の圧力に応答
して前記モニタ用のスイツチの作動により制御さ
れる手段２０８とからなることを特徴とする請求
の範囲第２９項に記載の流れ制御装置。 技術分野 本発明は流れ制御装置に関し、特に患者に対し
供給される空気および／またはガスの流量、流速
および吸気／吐気比を自動的に制御するための麻
酔装置に使用するのに好適な装置に関する。 背景技術 内科医および他の当業者は生理学的変数に基づ
いて患者の吸排気を習慣的に定めている。代表的
には、定められる吸排気は吸吐気量、毎分流量、
呼吸速度、および吸入−吐出比によつて定められ
ている。 この分野における不変的な問題は、従来、時間
がかゝりかつ複雑な手作業が所要の通気を供給す
るために、麻酔呼吸器のような従来の通気装置を
調整するのに要求されて来たということである。
このような作業は一般に、通気装置の作動のタイ
ミングをとり、かつ毎分当りの呼吸の回数、毎分
流量および吸入−吐出時間を決定するための時計
の使用を含むものである。これらの機能を果たす
一方では、タイミングを担当する作業者は所要の
通気が行われるまで呼吸器の制御の程度を調整す
ることを要求される。このような作業を行うにあ
たつて、適当な毎分流量、吸吐気量、呼吸速度、
および吸気−吐気比が得られる時は装置よりもむ
しろ人間が制御する。 前記に鑑み、従来、公知の人的なタイミングお
よび調整作業を排除しかつ毎分流量、呼吸速度お
よび吸気−吐気比制御の直接的設定により流れを
自動的に調整する制御装置への要求があつた。 発明の開示 前記した問題は本発明の好ましい実施例にした
がつて解決されかつ技術的な進歩が見られるもの
であり、このような本発明の実施例は、直接設定
される毎分流量、呼吸速度、および吸気−吐気比
制御目盛の制御の下で、源から利用装置までの流
体の流れの所定の吸吐気量の供給を自動的に調整
する流れ制御装置よりなる。制御装置は開閉動作
が個別に制御可能な複数個の弁と、供給される流
れの大きさを決定するよう弁を作動させるための
流れ回路と、流体の所定の吸吐気量が源から利用
装置に供給されるように弁の作動時間を制御する
ため流れ回路と協働する吸吐気量回路とを含んで
いる。呼吸速度回路は吸気および吐気のための全
時間を確立するために提供される。 流れおよび吸吐気量回路は内部クロツクおよび
二進カウンタ装置により自動的に駆動される。し
たがつて、人的なタイミング作業は全く必要とさ
れない。要求される唯一の機能的な調整は毎分流
量、呼吸速度および吸気−吐気比のための三個の
制御目盛だけである。 吐気回路が設けられ、この吐気回路は例示的に
は常態の150％への吸気量の増大および常態の150
％への吐気時間の増大である吐気流を発生させる
ための所定数の呼吸の後に呼吸速度回路によつて
作動される。 可視および可聴警報が含まれ、装置の作動不
良、設定量の供給不能、一時的な呼吸の停止（呼
吸停止）、および毎分流量、速度および吸気−吐
気目盛の不正確な設定を表示する。 最大の流体の流れおよびその流れの吸吐気量を
制御するためにチエツク回路が流れ制御装置の中
に組み込まれている。また、異なる地理的領域に
おける高度および駆動ガスの変動を修正するため
の回路も含まれている。 図示した実施例においては、流れ制御装置は５
個の弁を備えている。各々の弁は源から利用装置
まで異なる大きさの流体の流れを供給するように
作動できる。弁は所望の大きさの流体の流れを供
給するように異なる組合せで作動できる。例示的
には、５個の弁の全部が作動する時には、５個の
弁は毎分62リツトルの総量に対して毎分それぞれ
２、４、８、16および32リツトルを供給する。 流れの所望の大きさは毎分流量の設定および吸
気−吐気制御ダイヤルの設定により制御される。
後者は流れ電圧を発生するための算定を行うスケ
ーラおよび掛算機を制御する。比較器は流れ電圧
を制御信号に対して検査し、この制御信号はクロ
ツクおよびカウンタにより発生される二進カウン
トに応答してDA変換器により発生される。制御
信号が流れ電圧を超えると、比較器はラツチを作
動させ、該ラツチは、吸気インターバルをスター
トさせるように毎分２、４、８、16および32リツ
トルの弁のそれぞれを５個の“OR”および
“AND”ゲートを介して作動させるため、適当な
二進カウント信号をカウンタから５個の導体２、
４、８、16および32のそれぞれに対して供給す
る。 “OR”ゲートはチエツク回路の一部を形成
し、このチエツク回路は毎分供給量および吸気−
吐気制御目盛が異常に高い流れの結果的な供給に
ついて誤つて設定されている時には流れを例えば
毎分62リツトルに制限する。このチエツク回路
は、流れ電圧を基準電圧（最大の流れ）と比較
し、かつ流れ電圧が基準電圧よりも大きい時には
“OR”ゲートを介して５個の弁の全てを作動させ
る比較器を含んでいる。 “AND”ゲートは“OR”ゲートと弁との間に
直列的に挿入され、常態では全体的な吸気インタ
ーバルの間吸吐気量回路によりイネーブル化され
る。ゲートは所定の吸吐気量が流体源から弁を通
つて利用装置に供給された時、吸気インターバル
を終了させるため弁を解放、または閉鎖させるよ
う不能化させられる。 弁を作動させるため“AND”ゲート出力によ
り供給される二進カウント信号２，４，８，１６
および３２は弁を介して供給される吸吐気量を精
密に制御するため吸吐気量回路に供給されるのが
有利である。吸吐気量回路内のＤ−Ａ変換器はこ
れらのカウント信号をスケーリング作用により、
５個の弁の各々により供給される実際の流れの正
確な表示に変換し、その結果弁の調整または制限
により引き起こされる不正確さが補償される。変
換された信号は次いで積分され、結果として得ら
れる出力信号は吸吐気量比較器への一つの吸吐気
量入力を形成する。その比較器への他の一つの吸
吐気量入力は毎分流量および速度メモリの設定に
したがつてスケーラおよび掛算器により、クロツ
クおよびカウンタにより、また高度およびガス補
正回路により駆動される信号処理回路によつて誘
導される。 スケーラおよび掛算器は呼吸速度電圧を供給
し、該呼吸速度電圧は積分され、次いで他の一つ
の比較器内において、スケーラおよび掛算器によ
り供給される毎分流量電圧に対して整合させられ
る。二つの電圧が等しい時、比較器は“OR”ゲ
ートを介して他の一つのラツチを作動させ、カウ
ンタの所定の出力から誘導された二進カウントを
Ｄ−Ａ変換器ままで延長させる。変換器は受け取
つた二進カウント信号を合計し、その合計された
信号を高度および駆動ガス補正回路を通して吸吐
気量比較器に通過させる。このようにして比較器
に供給された補正信号は毎分流量および速度制御
メモリの設定により定められる所望の吸吐気量を
表わす。 補正された信号が比較器への積分器入力におけ
る電圧に等しい時、所望の吸吐気量が実際に弁を
通つて供給されている。しかがつて、比較器は流
れ回路内の“AND”ゲートを不能化し、弁の解
放、または閉鎖を行うことにより吸気インターバ
ルを終了させ、それにより吐気インターバルを開
始させる。 吐気インターバルは速度回路の制御の下で終了
する。速度回路は積分器よりなり、この積分器は
呼吸速度制御装置の設定にしたがつてスケーラお
よび掛算器から供給される速度電圧を積分する。
積分された電圧は比較器に供給され、該比較器は
その積分電圧を基準電圧と比較する。二つの電圧
が等しい時には、比較器は、リセツト、またはリ
サイクル信号を吸吐気量回路内の速度積分器およ
び流れ積分器に適用することによつて吐気インタ
ーバルを終了させる。それと同時に、リセツト信
号は吐気カウンタ回路のカウントを一つだけ前進
させる。流れ積分器がリセツトされる時、吸吐気
量比較器は流れ回路内の“AND”ゲートを完全
にイネーブル化させるよう作動でき、その結果適
当な弁が再び作動され、他の一つの吸気インター
バルが開始される。 流れ制御装置にはさらに、毎分流量および速度
制御目盛の設定が不正確な場合に最大吸吐気量を
制限するための吸吐気量制限回路が設けられてい
る。この制限回路は吸吐気量の決定における速度
電圧積分器と同期して作動する積分器を含んでい
る。制限積分器は基準電圧を積分する。この積分
器の出力は比較器内で基準電圧と比較され、二つ
の電圧が等しい時には、比較器は吸吐気量ラツチ
を作動させて、吸吐気量カウントをその出力にお
いて二進カウンタのカウントに固定する。ラツチ
出力はその後前記したように吸吐気量比較器を制
御するために使用される。 クロツクカウンタにより駆動されるリセツト装
置は周期的な循環間隔で吸吐気量および速度積分
回路を自動的にリサイクルさせるため、流れ制御
装置の中に組み込まれている。これにより吸吐気
量の供給および所望の速度における精度が高めら
れる。また、これにより、装置が毎分流量、呼吸
速度、および吸気−吐気目盛の再設定に応答する
ことが可能となる。 前記に鑑み、流れ制御装置は、各々の弁が所定
の流体の流れを源から利用装置に供給するよう個
別的に作動できる複数個の弁と、前記弁の作動を
制御して一定の吸吐気量を前記流体の前記源から
前記利用装置に供給するように、所定の毎分流
量、呼吸速度、および吸気−吐気比信号の受信に
応答する装置とからなる。 図面の説明 特定の図示した実施例の前記および他の特徴は
図面に関して行う下記の説明を読めばより完全に
理解される。 第１図は流れ制御装置を使用する例示的な麻酔
通気装置の全体図、 第２図は流れ、吸吐気量、呼吸速度および吸気
−吐気比制御回路および流れ弁と従来の麻酔設備
との相互関係をブロツク図形式で示す図、 第３図と第４図は例示的な流れ、毎分流量、吸
気および吐気の波形を時間と共に示す図、 第５図は例示的な毎分流量、流れ、および呼吸
速度電圧スケーラおよび掛算器を示す図、 第６図は流れ、吸吐気量、および速度制御回路
を、クロツク、二進カウンタ、吸吐気量および流
れ制限回路、吐気回路、ならびにスケーラおよび
掛算器と共に示す概略的ブロツク図、 第７図、第８図、第９図および第１０図は流れ
制御装置における回路の詳細を示す図、 第１１図は第７図〜第１１図の機能的整合関係
を示す図である。 詳細な説明 第１図に示すように、通気装置１０は麻酔用の
通気装置として例示的に示されている。この装置
には流れ制御回路の一部を形成する三つの前パネ
ルダイヤル１１，１２および１３が設けられてい
る。これらのダイヤルはベロー組立体１４を介し
て所定の酸素および／またはガス流、流量、呼吸
速度および吸気−吐気比を患者に対して供給する
ように、患者の生理学的変数にしたがつて直接設
定される。装置１０はさらに、手動による通気を
必要とする装置の作動不良、仕様を超えるセツテ
イング、低いガス供給圧力、連結されていない患
者およびセツテイングよりも少ない供給された吸
気−吐気速度をそれぞれ表示するための可視警報
１５，１６，１７，１８および１９を備えてい
る。押ボタンスイツチ装置２０が警報１５−１９
の作動可能性を試験するために設けられている。
装置１０における吐気回路の機能は前パネルスイ
ツチ２１により表示される。サイクル開始スイツ
チ２２は吸気サイクルを手動で開始するために装
置１０に設けられている。 第２図は例示的な流れ、吸吐気量、呼吸速度お
よび吸気−吐気比制御回路２３並びに流れ弁組立
体２４と公知のベロー組立体１４との機能的な相
関関係を示している。流れ回路２３は組立体２４
内で複数個の流れ弁を切り換え、第１図のダイヤ
ル１１，１２および１３の設定にしたがつて、所
定の呼吸速度および吸気−吐気比における患者へ
の所定の酸素および／またはガスの流れ、流量の
吸入供給を制御する。吸入流は例示的には、供給
源２５から調整器２６、調整されたガス供給装置
２７、弁組立体２４、慣用の吐出弁２９を備えた
捕集チヤンバ２８、ベロー組立体１４および患者
（図示せず）に延びる導管３０を経て行われる。
慣用のポツプ−オフまたは加減弁３１は導管３０
に対して機能的に排気する。圧力スイツチ３２は
導管３０に存在する状態に応答して呼吸停止また
は患者離脱信号を供給するため該導管３０に接続
されている。患者の吐気はまた導管３０を通つて
公知の方法で搬送される。 呼吸速度、毎分流量、吸吐気量、吸気−吐気比お
よび流れの数学的な関係 第６図および第７図−第１０図に示す流れ制御
回路の構造および作動の詳細な説明を進めるに先
立つて、用語の定義を行いかつ変数間の関係を数
学的に説明するのが望ましいと思われる。 Ｒ＝速度＝毎分当りの呼吸の回数 MV＝毎分流量＝交換される酸素および／または
ガスの毎分当りのリツトル数 TV＝吸吐気量＝各呼吸の量 Ｉ＝吸気時間＝酸素および／またはガスが患者の
肺に供給されている時間 Ｅ＝吐気時間＝空気および／またはガスが患者の
肺から吐き出される時間であつて、終わり部分
の吐出しの休止を含む。 Ｉ：Ｅ＝Ｉ：Ｅ比＝吸気時間対吐気時間の比。習
慣的に１：１、１：２または１：３等の数字で
表わされている。 Ｆ＝流れ＝任意の与えられた瞬間における実際の
流れであつて、毎分当りのリツトルで表わされ
る。 速度、毎分流量および吸吐気量の間には基本的
な関係が存在する。すなわち、 毎分流量＝速度×吸吐気量、すなわち MV＝Ｒ×TV 流れの平均流量または毎分流量は各呼吸量×毎
分当りの呼吸回数に等しい。従来の装置における
代表的な範囲は次のようなものとして報告されて
いる： Ｒ＝毎分10〜20呼吸回数 TV＝呼吸当り0.5〜１リツトル MV＝毎分５〜10リツトル 麻酔通気装置１０の例示的な実施例における範
囲は次の通りである。： Ｒ＝毎分６〜40呼吸回数 TV＝呼吸当り．１〜1.5リツトル MV＝毎分２〜30リツトル Ｉ：Ｅ＝１：１〜１：３ 第３図に示すように、吸気中における流れＦは
一定の流れである。（通常の自然呼吸の間におい
ては、流れは一定でないかも知れない。）吸気は
吐気と同様に所定の時間だけ継続される。 一定の呼吸についての吸吐気量、毎分流量、速
度およびＩ：Ｅ比を考慮すると、そのグラフ表示
は第４図に示されている。Ｆは吸気中における流
れであり、Ｉは吸気時間であり、またＥは吐気時
間である。吸吐気量はＦ×Ｉであり、これは各呼
吸の量である。毎分流量は一分間に交換される流
量であり、かつ毎分当りのリツトルで表わされる
平均流量である。したがつて、 MV＝Ｆ×Ｉ／Ｉ＋Ｅおよび Ｆ＝MV（１＋Ｅ／Ｉ）、これは吸気中における実際 の流れであり、したがつて速度とは独立してい
る。 ＦをTV、ＲおよびＩ：Ｅで表わすため、 Ｆ＝MV（１＋Ｅ／Ｉ）、こゝでMV＝TV×Ｒであ り、次の式によつて作り出される： Ｆ＝TV×Ｒ（１＋Ｅ／Ｉ） 装置１０における制御回路の設計のために、前
記した数学的な関係は基本的な生理学的データの
ダイヤル−インのための次の二つの選択事項を定
義している： (1) セツトMV、ＲおよびＩ：Ｅまたは (2) セツトTV、ＲおよびＩ：Ｅ。TVは、既存の
呼吸器がベローの変位として現われ、かつ吸吐
気量として読み取られる制御設定の最終的な結
果に一般に制限されるので、有用なものであ
る。 患者の通気をTVで決定するためには、速度は
知られていなければならず、速度は最終的には
MV＝Ｒ×TVであるので、MVは最も基本的なも
のである。 したがつて、第１図および第６図−第１０図に
示す例示的な実施例は以下のような値について制
御ダイヤル１１，１２および１３によつてMV、
ＲおよびＩ：Ｅの設定を使用する。 MV ２から30まで調節可能 Ｒ ６から40まで調節可能 Ｉ：Ｅ １：１から１：３まで調節可能 基本的流れ制御系統（第１図、第２図および第３
図） 制御回路の特定的な例示的実施例は流れを制御
するための簡単かつ有効な手段と共に計算を実行
するための簡単な系統を利用している。 基本的に流れ制御系統について考えると、図示
の実施例は第２図に示すように５個の弁３４，３
５，３６，３７および３８を利用している。各弁
はガス供給源２７に接続され、このガス供給源２
７は慣用の圧力調整器２６の使用により一定の圧
力に維持されている。弁３４−３８の各々は、毎
分それぞれ２、４、８、16および23リツトルを供
給源２７から捕集チヤンバ２８に供給できるよう
に調整される。二進関係は必須のものではない
が、以下に説明するように便利なものである。 与えられた特定のMV、ＲおよびＩ：Ｅについ
ては、弁３４−３８により供給される流れの量は
次のようにして決定される： １時間中のＦ＝MV（１＋Ｅ／Ｉ） （Ｉ＋Ｅ）時間（秒）＝６０／Ｒ（Ｒは呼吸／分）で あり次の式から得られる。 Ｉ＋Ｅ＝６０／Ｒ、 また１サイクルのための時間＝６０／Ｒである。した がつて、全（Ｉ＋Ｅ）時間の６０／Ｒの間における期間 Ｉについての所要の流れＦを供給する通気装置弁
３４−３８により、流れはMV、速度およびＩ：
Ｅ制御ダイヤル１１，１２および１３の設定（第
１図）の全てに適合する。 図示した実施例においては、流れの値は第２図
の３４−３８によつて毎分当り２、４、８、10、
………、62リツトルまでの二進方式で選ばれる。
したがつて、例えば、もしダイヤル１１の所定の
MVの設定が毎分15.5リツトルで、またダイヤル
１３のＩ：Ｅの設定が１：１である場合、所定の
流れＦ＝15.5（１＋１）＝31リツトル／分であ
る。弁３４−３８は毎分30または32リツトルを制
御可能に提供し、31における一部の誤差または31
から約３％の差を制御可能に提供する。流れの誤
差を修正するためのいくつかの解決策は次のよう
にして得られる： (1) 例えば“１”弁（図示せず）付加することに
より付加的な弁を使用し、それにより解決策を
増すことにより誤差を減少させる； (2) MVを二つの増分でダイヤル１１によりセツ
ト可能とし、かつＩ：Ｅが１：１、１：２およ
び１：３の値のみをとることを許容する。この
ことは、 Ｆ＝MV（１＋Ｅ／Ｉ） が常に２の倍数であることを確保する。したが
つて、毎分62リツトルまでの流れの値の設定に
ついては、５個の弁３４−３８が使用される； (3) 例示的な実施例において使用される好ましい
解決策は TV＝ＭＶ／Ｖ を計算しかつ誘導された流れ信号をTVが所望
通りに正確な値となるまで積分することであ
る。もし所要の流れが31でありかつ実際の流れ
が30であるならば、このことは弁３４−３８を
計算されたＩ時間よりも少しだけ長く開いた
まゝで保ち、もし所要の毎分31リツトルが実際
に毎分32リツトルであるならば、弁の開放時間
は減少するであろう。 弁３４−３８により供給される実際の流れをモ
ニターするため、流れの感知するための二つの方
法が次のようにして利用できる； (1) 差圧装置または熱線装置のような公知の技術
を使用する実際の流れ感知； (2) 各弁３４−３８と組み合された電圧または電
流が弁３４−３８を開いている時に第６図のＤ
−Ａ変換器３９および積分器４０に提供される
例示的な実施例において使用されるような装
置。変換器３９および４０による結果的な電圧
処理は弁３４−３８により供給される流れの正
確な値を反映するものである。 毎分流量、流れ、および速度電圧を誘導するため
のＭＶ、ＲおよびＩ：Ｅダイヤル１１，１２およ
び１３、並びに第１図および第６図の回路網スケ
ーラおよび掛算器４１を設定するための考慮事項 前記したように、例示的な実施例は２から30ま
でのMV範囲および１から３までのＩ：Ｅ比の範
囲を使用している。これらの範囲内で流れ信号電
圧Ｆ＝MV（１＋Ｅ／Ｉ）を誘導するため、第６図の MVおよびＩ：Ｅダイヤル１１および１３並びに
スケーラおよび掛算器４１の例示的な設定が第５
図に示されている。TV信号電圧はMVダイヤル
１１の線形電位差計４５のアーム４４において誘
導され、このMVダイヤル１１は接地と調整され
た電圧４７との間でスチーリングレジスタ４６と
直列接続されている。レジスタ４６の値は、電位
差計４５の抵抗が２の低いTV範囲について０よ
りも２のフアクターでスタートするようになつて
いる。電位差計４５の抵抗はアーム４４における
２から30までの出力電圧の残りのMV範囲を提供
するように直線的に調整できる。電圧４７は値30
（３＋１）において調整される。 アーム４４における誘導されたMV電圧と流れ
信号電圧Ｆを発生するための（Ｅ／Ｉ＋１）との掛算 は、アーム４４における電圧を電位差計４８およ
びスケーリングレジスタ４９の直列構造に印加す
ることにより行われる。レジスタ４９の値は、
Ｉ：Ｅダイヤル１３用電位差計４８の抵抗が１の
低いＩ：Ｅ範囲について０よりも１でスタートす
るようなものである。電位差計４８の値は１から
３までの残りのＩ：Ｅ範囲を提供するように直線
的に調整できる。電位差計４８のアーム５０にお
ける結果的な出力電圧はMVおよびＩ：Ｅダイヤ
ル１１と１３の選ばれた設定のための流れ電圧Ｆ
である。 速度電圧の誘導は接地と調整された電圧との間
のスケーリングレジスタ５１およびＲダイヤル１
２用電位差計５２の直列構造により行われる。レ
ジスタ５１の値は、電位差計５２の抵抗が６の低
いＲ速度について零よりも６でスタートするよう
なものである。電位差計５２の値は６から40まで
の残りのＲ範囲を提供するように直線的に調整で
きる。電位差計５２のアーム５３における結果的
な出力電圧はダイヤル１２の選ばれた設定のため
の速度電圧Ｒである。 制御回路（第６図） この回路は第３図の一次源２５から調整器２６
および調整された供給源２７を通つて好ましくは
５つの流れ弁３４−３８によつてベロー組立体１
４まで供給される空気または酸素の所定量の供給
を制御する。この供給を行うための弁３４−３８
の切り換えられる開閉は基本的には第６図のクロ
ツク５４およびMVダイヤル１１、Ｒダイヤル１
２およびＩ：Ｅダイヤル１３の設定により制御さ
れる。 クロツク５４は1500Hzの出力パルスを回帰的に
発生し、一方パルスは多段の自動的にリサイクル
するカウンタ５５を駆動する。カウンタ５５の10
個の出力は流れ信号ラツチ回路５６に対して５個
のカウント入力信号を提供し、流れ用のＤ／Ａ変
換器５７および吸吐気量ラツチ回路５８に対して
６個のカウント入力信号を提供するように機能的
に使用される。カウンタ５５の５個のカウント出
力は５９−６３で表わされ、それぞれ毎分２、
４、８、16および32リツトルの流れ供給弁３４−
３８を作動するために要求されるカウント２，
４，８，１６および３２に対応している。カウン
タ５５の二進出力は６４−６９で表わされ、流れ
および吸吐気量制御装置のために使用されるカウ
ント１，２，４，８，１６および３２に対応して
いる。 MV、ＲおよびＩ：Ｅダイヤル１１，１２およ
び１３を所定の値に設定すると、流れＦ＝MV
（１＋Ｅ／Ｉ）に比例する電圧がスケーラおよび掛算 器４１の出力７０に発生される。回路４１はレベ
ル（スケールフアクタ）を変化させかつインピー
ダンスの整合を行うために演算増巾器（第６図に
は示せず）よりなるのが有利である。演算増巾器
は出力７０の流れ電圧は比較器７１と７２のそれ
ぞれの第１入力に印加される。 比較器７１の第２入力は変換器５７の出力７３
に接続される。変換器５７はカウンタ出力６４−
６９の電圧をカウント１，２，４，８，１６およ
び３２のための各出力についての適当なスケーリ
ングフアクタと合計する。スケーリングフアクタ
はカウントの大きさを表わすものであり、例えば
32のカウントは４×８カウントおよび16×２カウ
ント等を与えるものである。出力７３の電圧は零
から最大63まで増大し、その電圧が出力７０の流
れ電圧を超える時、比較器７１が付勢されてその
出力７４に基づく信号を発生し、流れラツチ５６
を作動させる。ラツチ５６は７６−８０で示され
る５個の出力よりなり、それらの各々は５９−６
３の５個の入力のそれぞれの一つと対応してい
る。その作動の時、ラツチ５６はラツチ動作を行
いかつその出力７６−８０をとらせ、また出力線
５９−６３の上に存在する二進数カウントを維持
する。自由作動型およびリサイクル型のカウンタ
５５の制御下における出力７３においてＤ／Ａ変
換器５７の電圧が続けて変化するにもかゝわら
ず、比較器７１の出力はラツチ５６に対して何ら
の影響も有していない。 出力７６−８０は２の増分で零（00000）と62
（11111）との間の値のみをとることができる。出
力７６−８０の各々は５個のORゲート８１−８
５のそれぞれの一つの入力に対して接続され、一
方その出力は５個のANDゲート８６−９０のそ
れぞれの一つの入力に対して接続されている。ゲ
ート８１−８５の５つの出力は９１−９５で表わ
されている。ゲート８６−９０の出力は流れ弁３
４−３８の個別的な一つおよびＤ／Ａ変換器３９
の５つの入力の個別的な一つに対して接続されて
いる。ゲート８６−９０の出力は９７−１０１で
表わされている。 “OR”ゲート８１−８５は二進カウント信号
２，４，８，１６および３２をラツチ５６の出力
７６−８０から出力９１−９５を経て“AND”
ゲート８６−９０のそれぞれの入力に対して通過
させるように機能し、一方これらの信号を以下に
説明するように比較器７２により発生できるオー
バーライド制御信号から隔離する。後者のゲート
は受け取つた二進カウント信号を好ましくは以下
に説明するように流れ補償制御信号の制御の下で
弁３４−３８の適当なものに対して通過させるよ
うに完全にイネーブル化される。 流れ制御回路の理解を容易にするため、流れ補
償制御信号の発明の説明が引き伸ばされ、また
“AND”ゲート８６−９０はイネーブル化されか
つ適当な存在する二進カウント信号２，４，８，
１６および３２をラツチ５６からゲート８１−８
５を経て通過させる。通過した信号はしたがつて
弁３４−３８の適当なものを作動させる。 弁は常閉型の二方装置である。弁は毎分２リツ
トルの弁３４が“２”カウント線に接続され、毎
分４リツトルの弁３５が“４”カウント線に接続
されるというように接続されている。前記した流
れ制御回路の作用の全ては流れラツチ出力７６−
８０にしたがつて、毎分０から60リツトルの範囲
で流れを発生するよう役立つ。その結果、空気ま
たは酸素の流れがベロー組立体１４に供給され、
この流れはMVおよびＩ：Ｅダイヤル１１および
１３の設定により定められると密接に（しかし正
確にではなく）対応している。弁３４−３８によ
り供給される流れはダイヤル１１および１３によ
り定められる流れと正確に用等なものではない。
なぜならば、弁制限装置の設定を行う時にラツチ
カウントには２nの増分および変動が生じるから
である。 供給される流れの正確さを補償するため、第６
図の吸吐気量制御回路はANDゲート８６−９０
の不能化および弁の作動の持続時間を制御し、そ
の結果弁３４−３８を通して実際に供給される流
れはダイヤル１１，１２および１３の所定の設定
に対してより正確に対応しているこの機能を遂行
するための回路は、Ｄ／Ａ変換器３９、積分器４
０、比較器１０３、駆動ガス補正回路１０４、高
度補正回路１０５、Ｄ／Ａ変換器１０６、ラツチ
５８、ORゲート１０８、比較器１０９、積分器
１１０、並びにスケーラおよび掛算器４１を含む
吸吐気量信号処理および高度並びに駆動ガス補正
装置よりなる。 Ｄ／Ａ変換器３９はスケーリングおよび加算増
巾回路である。変換器３９に対する５つの入力の
各々は例えばレジスタのスケーリングにより予め
調整され、すなわちスケーリングされ、その結果
加算増巾回路に対するその信号の寄与は、例えば
装置の校正試験の間のような時に作動および開放
される時に弁３４−３８の関連するものにより供
給される実際の流れに対応している。したがつ
て、弁３４−３８の開いたものによりベロー組立
体１４に供給される実際の流れの正確な表示は変
換器３９の加算増巾回路（図示せず）の入力に供
給される。その結果、変換器３９は積分器４０へ
の入力としてその出力１１１上に流れ加算信号を
発生する。その時、積分器４０は加算された実際
の流れ信号を流量の表示に変換し、その結果、最
終的には、以下に説明するように、比較器１０３
と協働する積分器４０の出力１１２上の流量信号
は導体１１３上のANDゲート８６−９０の不能
化およびイネーブル化を制御し、それにより弁３
４−３８は、ダイヤル１１および１３の設定と弁
３４および３８並びにそれらに関連する２n流れ
制御回路との間の不正確さを補償する時間だけ適
当に開閉される。 比較器１０３は積分器出力１１２上の流量表示
信号を吸吐気量関連信号と整合させるよう機能
し、この吸吐気量関連信号は弁３４−３８の開閉
期間を制御するため高度補正されかつ空気およ
び／または酸素補正され、ベロー組立体１４に供
給される空気および／または酸素の吸吐気量は
MV、Ｉ：ＥおよびＲダイヤル１１，１２および
１３の設定される通りのものとなる。これらの設
定により要求される吸吐気量は前記したように、
TV＝ＭＶ／Ｒである。 吸吐気量関連信号の発生は積分器１１０内にお
いてスケーラおよび増巾器４１により導体７５の
上に供給された速度電圧を積分し、かつ導体１１
４上の結果的な出力電圧を比較器１０９の第１入
力に供給することにより開始される。比較器１０
９の第２の入力は、スケーラおよび掛算器４１か
ら毎分流量電圧を受け取る。二つの入力電圧が等
しい時、速度電圧×デルタ時間＝MV電圧であ
り、デルタ時間はMV／速度に比例し、したがつ
て吸吐気量に比例する。入力電圧が等しいことの
結果として、比較器１０９は出力信号を発生し、
この出力信号は導体１１５からラツチ５８を作動
させるためORゲート１０８および導体１１６を
通つて通過する。作動させられると、ラツチ５８
はラツチされかつカウンタ５５の既存のカウント
をケーブル１１７のその出力導体を越えてＤ／Ａ
変換器まで延長させる。このようして、ケーブル
１１７の導体上に存在するデイジタル数はダイヤ
ル１１，１２および１３の設定により定められる
吸吐気量に比例している。この数は例示的に０と
512の範囲にある。 ケーブル１１７の導体上の吸吐気量カウント信
号はＤ／Ａ変換器１０６内で加算される。加算さ
れた信号は次いで導体１１８を越えてスケーリン
グ用の高度補正回路１０５に提供され、高度につ
いての信号レベルを０から6000フイートまで調整
する。管の制限が許容する空気の量は管を通る空
気または酸素の濃度と同様に管を横切る圧力の関
数であるので、スケーリング補正が提供される。
調整された供給源２７は常に大気圧に関して一定
の圧力で空気または酸素を供給する。空気または
酸素の濃度は大気圧によつて変動する。 例示すれば、もし雰囲気の圧力がP2であるなら
ば圧力P2における供給量＝V2であり、大気の出
口の温度はT2であり、その結果、Ｐ２Ｖ２／Ｔ２＝Ｐ１
Ｖ１／Ｔ１で あり、こゝでP1，V1およびT1は高圧側における
圧力、流量および温度を示す。温度T1＝T2であ
るならば、P1V1＝P2V2またはV2＝Ｐ１Ｖ１／Ｐ２である
。 P1＝P2ΔＰであり、こゝでデルタＰは調整器によ
り維持される。 したがつて、V2＝（Ｐ２＋ΔＰ）Ｖ１／Ｐ２であり、
P2（雰 囲気）の変動がある場合、V2は一定にはなり得
ない。P2に小さい変動があつた場合、誤差は補正
をしなくても小さいものであろう。大きな雰囲気
の変化によるP2の変動があつた場合、このような
ものゝ場合は様々な高さにおいて見られるもので
あり、高度補正回路１０５のスケーリング修正
（０から6000フイート）が行われ、その結果によ
り得られた補正済の信号は導体１１９を越えて駆
動ガス補正回路１０４に供給される。駆動ガス補
正回路１０４は空気または酸素が弁３４−３８を
駆動しているかどうかによつて、導体１１９と１
２０との間の適当なスケーリング装置を直列的に
手動で切り換えるための装置を含んでいる。 前記の結果として、導体１２０上の信号電圧は
ダイヤル１１，１２および１３の設定にしたがう
所定の吸吐気量信号を正確に表わしている。導体
１２０と１１１の電圧が等しい時、比較器１０３
が作動されてゲート８６−９０を不能化し、それ
により弁３４−３８への二進カウント信号の通過
を終了させる。弁はその時作動せず、吸気時間Ｉ
を終了させかつ吐気時間目を開始する。このよう
にして、吸気時間Ｉは、補正回路１０４からの補
正された吸吐気量関連信号に達するため積分器４
０による実際の流れの積分のために要求される時
間である。したがつて、吸気時間Ｉはカウンタ５
５による２n二進数カウトにおける±デイジツト
カウントを補償するための量だけが短いか長いも
のである。 例えば、毎分32リツトル用の弁３８が開かれた
時に実際に毎分29リツトルを供給し、またＤ／Ａ
変換器内の電圧スケーリングが毎分32リツトル用
の弁38に対応する弁の29/32に設定されているな
らば、作動された弁３４−３８の全ては、毎分３
リツトルの不足を調整する補償回路の機能によ
り、長い時間の間作動されたままとなるであろ
う。言い換えれば、作動された弁はダイヤル１
１，１２および１３の設定により設定により定め
られた所要の吸吐気量に達するに十分な長さだけ
開かれているであろう。 流れチエツク制限回路（第６図） この回路はラツチ５６の誤つた作動にもかゝわ
らず、またダイヤル１１および１２の設定がより
大きい流れを定めている時には、弁３４−３８を
通る流れの大きさを毎分62リツトルに制限する。
このような大きい流れの設定の例はダイヤル１１
および１２がそれぞれMV＝30およびＩ：Ｅ＝３
に設定された時に起こる。Ｆ＝MV（１＋Ｅ／
Ｉ）によれば所要の流れは毎分120リツトルであ
る。 チエツク回路は“OR”ゲート８１−８５およ
び“AND”ゲート８６−９０の作動を制御する
ことにより流れ制限回路を遂行する。効果的に
は、チエツク回路は弁３４−３８の全ての作動を
行わせるために“OR”ゲート８１−８５の全て
を作動させ、またダイヤル１１，１２および１３
の設定により要求される吸吐気量に達した時には
“AND”ゲート８６−９０を不能化する。 比較器７２がチエツク回路内に設けられ、出力
７０において発生された流れ電圧が毎分60リツト
ルよりも大きい流れに対応する時には、“OR”ゲ
ート８１−８５の全ての作動を制御する。比較器
７０には最大毎分62リツトルの制限に関連する基
準電位の源（図示せず）に接続された第１の入力
１２１を有している。流れ電圧が基準電圧よりも
わずかに大きい時、比較器７０にはその出力１２
２に対して切換信号を印加し、この切換信号は全
部で毎分62リツトルがベロー組立体１４に供給さ
れるように弁３４−３８の全てを作動させるた
め、“OR”ゲート８１−８５および常態でイネー
ブル化される“AND”ゲート８６−９０の全て
を通つて供給される。 前記したように、“AND”ゲート８６−９０は
常態ではイネーブル化され、“OR”ゲート８１−
８５の出力９１−９５から受け取つた弁作動信号
を通過させる。既に説明したように、ダイヤル１
１，１２および１３の設定により定められた吸吐
気量が弁３４−３８を通つてベロー組立体１４に
供給された時には、ゲート８６−９０は不能化さ
せられる。毎分62リツトルのレベルにおけるゲー
トの不能化は、ダイヤル１１と１２の設定がより
大きい流れを要求する時、Ｉ：Ｅ比を過剰な大き
さから許容できるレベルまで自動的に減少させる
効果を有している。自動的な減少は前記したよう
に、吸気時間を制御することにより行われる。こ
の時間は、補正回路１０４からの補正された吸吐
気量関連信号が積分器４０の出力１１２の信号レ
ベルに達するために要する時間により決定され
る。後者の信号は毎分62リツトルに対応するスケ
ーリングされた流れ信号の積分である。 速度−毎分当りの呼吸 この回路は速度電圧積分器１２３および比較器
１２５を含んでいる。その基本的な機能は吸気お
よび吐出のための全時間を調整することである。
この回路は弁３４−３８が開閉される全時間を制
御することによりそのような機能を行う。全時間
は速度に対応し、例示的には毎分当りの呼吸に対
応する。時間の間隔は60秒／速度に等しい。 吸気インターバルは、弁３４−３８が開かれて
所定の流れがベローユニツト１４に供給されるの
が許される時に生じる。吸気インターバルは所定
の吸吐気量をユニツト１４に供給できるように制
御可能に変動することができ、次いで前記したよ
うに、吐気インターバルを開始するように直ちに
終了させられる。吐気インターバルが生じると、
弁３４−３８は閉じられてベロー１４への流れを
遮断する。吐気インターバルは速度ダイヤル１２
の設定にしたがつて終了する。 吸気時間および吐気時間に等しい全時間を発生
するため、スケーラおよび掛算器４１により導体
７５に供給される速度電圧は所定の電圧に達する
まで積分器１２３により積分される。積分器の結
果的な出力は導体１２４を越えて比較器１２５に
適用される。出力は、０から速度時間デルタ時間
の基準電圧までの積分と比例し、速度電圧×デル
タ時間は基準電圧に等しく、またデルタ時間は基
準電圧／速度電圧に比例する。 比較器１２５は基準電圧に接続された第１の入
力および導体１２４に接続された第２の入力を有
している。導体１２４上の積分された速度電圧が
基準電圧に等しい時、比較器１２５は、速度積分
器１２３および流れ積分器４０をリセツトまたは
リサイクルさせかつ吐気カウンタ回路１２６を同
時的にステツプ動作させるため、その出力１２７
に対してリセツト信号を印加するよう作動する。
このようにして吐気インターバルが終了し、他の
一つの吸気インターバルが始まる。リセツトを行
う場合、積分器１０２はANDゲート８６−９０
を完全にイネーブル化するため比較器１０３を制
御し、その結果適当な弁が前記したようにして再
び作動されて開かれる。それから、弁は、ダイヤ
ル１１，１２および１３の設定により定められた
吸吐気量に達するまで、作動されかつ開かれたま
まである。 吸吐気量の制限 ダイヤル１１，１２および１３の設定に対する
補助的な安全策として、弁３４−３８を介してベ
ロー１４に供給される吸吐気量は積分器１２８お
よび比較器１２９を含む回路により制限される。
最大吸吐気量は例えば1.5リツトルと1.6リツトル
の間であり、この量は例えば大人の使用にとつて
極めて十分なものである。 積分器１２８は吸吐気量の決定において速度電
圧積分器１１０と同期して作動する。毎分流量／
速度から得られるデルタ時間は吸吐気量に比例す
る。積分器１２８は導体１３０上に供給される基
準電圧に対して積分を行いかつ出力を導体１３１
の上に供給する。比較器１２９は導体１３０およ
び１３１上の電圧を比較し、二つの電圧が等しい
時には、比較器はゲート１０８を介してラツチ１
０７を作動させ、ラツチ出力においてカウンタ５
５内に存在する関連した吸吐気量カウントを固定
する。例示的には、これは1.55リツトルに対応す
る。 吸気回路 第６図のこの回路１２６は吸気時間と吐気時間
の両方を50％だけ増大させるよう機能する。例示
的に全部で64の呼吸により比較器１０３と１２５
内の電圧レベルを調整させるためのカウント装置
であり、呼吸は所要の吸吐気量の150％まで増大
させられ、また吐気時間の持続時間も通常の150
％まで増大させられる。 比較器１２５からリード１２７への各リセツト
パルスは全部で64回の呼吸がカウントされるまで
吐気回路１２６によりカウントされる。回路１２
６は次いで制御電圧を導体１３２と１３３に印加
し、その結果比較器１２５と１０３はバイアスさ
れて吸気量を通常の150％まで増大させ、かつ吐
気の持続時間を通常の150％まで増大させる。 クロツクされたリセツト 制御装置の正確な吸吐気量および吸吐気量制限
性能を確保するため、第６図の回路は吸吐気量お
よび吸吐気量制限積分器１２８と１１０を定期的
に起こるインターバルで自動的にリセツトまたは
リサイクルさせるよう構成されている。リセツト
は、カウント５１２およびその交互の倍数がクロ
ツク５４からのカウントされたパルスに応じて達
成される度毎に、カウンタ５５の二進出力５１２
において発生されるリセツト信号により行われ
る。リセツト信号は512出力が作動される限り持
続され、すなわち例えばカウントが512に達する
時から1024のカウントまで持続される。その結
果、積分器１１０と１２８および関連する比較回
路はこの期間中に完全にリサイクルし、次いで前
記した機能を再び遂行する。 その結果として、リサイクリングはダイヤル１
１，１２および１３を再調整することを可能と
し、流れ制御回路は所望の流れ、吸吐気量、およ
び吸気−吐気比で応答することが可能となる。 サイクルの開始 サイクル開始回路１３９の中には手動の押ボタ
ンスイツチが含まれている。このスイツチは速度
および吸吐気量積分器１２３と４０をリセツトし
かつ吐気カウンタを一つだけ進ませるように導体
１２７の上に出力信号を発生するための比較器１
２５を作動させる。回路１３９は押ボタンがサイ
クルの吐気部分の間においてのみ作動を行わせる
ことを許容する。リセツトはスイツチの閉鎖の瞬
間に起こり、押ボタンを押したまゝに保持するこ
とは次のサイクルに対して何らの影響も与えな
い。 制御回路（第７図−第１０図） 第７図に示すクロツク５４は非安定マルチバイ
ブレータ１３７を含み、このマルチバイブレータ
の作動周波数はレジスタ１３８、電位差計１３９
およびキヤパシタ１４０を含む調時回路網により
制御される。リード１４１上への出力パルスはカ
ウンタ１５５を駆動する。 後者は12個の出力2(0)〜2(11)を持つリツプル
−キヤリー二進カウンタ／デイバイダ１４２であ
る。これらの出力は１、２、４、８、16、32、
64、128、256、512、1024および2048に対応す
る。出力１〜２５６は１〜511ステツプを与える
計算機能のために使用される。出力５１２は吸吐
気量および吸吐気量制限積分回路のためのリセツ
トとして使用される。出力２５６の付加的な機能
は可視および可聴警報をそれらが作動されるなら
ばそれらをイネーブル化することにより“ビーと
いう音を出すような”速度で機能させることであ
る。 ラツチ５６はフリツプフロツプ切換え構造によ
りなり、この構造はリード５９−６３上に入力信
号を受け取りかつリード７４上の正パルスに応答
してリード７６−８０の上に出力信号を発生す
る。発生された出力信号はその後流れ供給機能の
ためにラツチされまたは維持される。 ORゲート８１−８５はカツドニ入力ORゲート
を含む。カツドゲートの各々の出力はリード７６
−８０のそれぞれの一つのそれぞれのラツチフリ
ツプフロツプ出力が“ON”である場合には
“ON”である。この機能のため、ORゲートの四
つおよび所要の第５番目のORゲートのためのダ
イオードレジスタ１４３回路網が設けられてい
る。 ANDゲート８６−９０は５個の個々のANDゲ
ートを提供するよら構成されたカツドニ入力ア
NDゲートで形成されている。機能的には、AND
ゲートは第８図の５弁組立体２４を作動させるた
めにORゲート８１−８５の出力を通過させるよ
うに吸気期間の間にイネーブル化される。組立体
２４の５個の弁３４−３８はANDゲート８６−
９０の出力に応答するトランジスタ弁駆動部の制
御の下で作動する。弁３４−３８は吸気時間の間
に、かつ吐気用の弁が閉じている間に作動されか
つ開かれる。その逆に、弁３４−３８は、吐気用
の弁が開いている間において吐気中に閉じられ
る。 空気／O2調整器および供給源２６，２７は弁
に例えば38psiの一定の空気／O2圧力を供給し、
かつ例えば通常50psiで病院の供給ラインから作
動する。習慣的には、調整器は入力ラインから粒
子を除去するためのフイルターを含んでいる。図
示した実施例に使用するのに適当な調整器は
Norgen Companyにより製造されている。 第７図はレジスタ１５７−１６２を経てカウン
タ５５の１、２、４、８、16および32出力に接続
された複数個の入力を持つＤ／Ａ変換器５７を示
している。変換器５７は段階状のゼネレータであ
り、カウンタ５５の20〜25出力に応答する。変換
器５７の増巾器１６４の出力１６３は０から63ユ
ニツトステツプに対応する値まで増大する一連の
電圧ステツプである。出力１６３は０から63まで
の連続的に充電しかつ周期的に反復する段階状の
出力を発生する。 変換器の出力１６３はレジスタ１６６を介して
比較器７１の演算増巾器１６５の反転入力に対し
て階段状の信号を供給する。増巾器１６５の非反
転入力は第９図の前パネルダイヤルの設定および
スケーラおよび増巾器４１からの流れ電圧の計算
された値を、レジスタ１６９とキヤパシタ１７０
を経てリード７０から受け取る。流れの計算され
た値は流れ＝MV（１＋Ｅ／Ｉ）の電圧表示を有して いる。階段状電圧がリード７０上の流れ電圧の値
に達すると、比較増巾器１６５の出力は正電圧を
急速に増大させ、その正電圧はフリツプフロツプ
スイツチ５６を切換えかつラツチするためにダイ
オード１６７およびゲート１６８を経てフリツプ
フロツプスイツチ制御リード７４に対して送ら
れ、その結果カウンタ１４２の出力の二進カウン
トはゲート８１−８５に切り換えられかつダイヤ
ル１１−１３により確立されるものに対応する流
れの値をとる。 第７図における比較器７１の直ぐ下側には演算
増巾器１７５を含む比較器７２が設けられてい
る。演算増巾器は、レジスタ回路網を通して基準
電圧１７１およびリード７０上のスケーラおよび
掛算器４１供給電圧に対して接続される反転入力
を有している。回路網はレジスタ１７２，１７３
および１７４を含んでいる。リード７０上の電圧
が基準電圧の値（毎分62リツトルに対応する）よ
りも大きい時、増巾器１７５の出力はダイオード
１７６および１７７並びにレジスタ１７８を経て
リード１２２を越えてゲート７６−８０に送られ
る。その結果、全部で５個の弁３４−３８は前記
したようにゲート９１−９５を経て作動され、最
大で毎分62リツトルが、ダイヤルの設定およびリ
ード７０上のスケーラおよび掛算器４１電圧が毎
分63リツトルよりも大きい値である時には、患者
に対して供給されることを確保する。比較器７２
はこのような方式で機能する。なぜならば、変換
器５７からの段階状の電圧は毎分63リツトルの限
界よりも大きい値をとるよう設計されておらず、
したがつて比較器７１はリード７０上の毎分63リ
ツトルよりも大きい値については作動しないので
あろう。 リード１２２上の出力信号またはトランジスタ
駆動回路１７０を作動させるため第１０図のレジ
スタ１７９を通つて供給され、一方トランジスタ
駆動回路１８０は警報１９を作動させ、この警報
１９は前パネルの上に“Actual Ｉ：Ｅ Less
Than Dial Setting.”を表示する。Sonaler可聴
警報１８２は警報１８１と並列的に作動される。
これらの警報は第７図−第１０図の回路の作動の
結果として得られ、これらの回路はダイヤル１１
−１３の設定により要求される流れが毎分62リツ
トルよりも多い時にはＩ：Ｅを自動的に変える。
例示的には、関係Ｆ＝MV（１＋Ｅ／Ｉ）から、Ｅ／Ｉの ダイヤル設定＝１：３について要求される最大の
流れは30（１＋３）＝120リツトル／分の速度であ
り、この速度は第７図〜第１０図の回路によつて
は供給されない。Ｅ／Ｉ＝１：１においては、最大の 流れは30（１＋１）、すなわち毎分60リツトルで
ある。前記したように、所定の吸吐気量に達する
まで流れの実際の値（最大で毎分62リツトル）を
積分することにより、吸気時間はダイヤルの設定
Ｉ：Ｅにより表わされるものよりも長い時間だけ
持続する。例えば、MV＝20およびＩ：Ｅ＝３で
あるならば、流れ＝20（１＋３）＝毎分80リツト
ルであり、Ｉ：Ｅは自動的に１：2.1に変えら
れ、これは20（１＋2.1）＝62リツトル／分であ
る。 ソメラート（Sonalert）警報１８２はバツテリ
１８３、電力ON−OFFスイツチ１８４、並列的
なダイオード１８５およびレジスタ１８６並びに
ダイオード１８７を含む回路の制御の下で作動さ
れる。 弁３４−３８の“ON”状態の一つにより供給
される全部の流れの実際の大きさは第６図のＤ／
Ａ変換器３９により誘導される。第７図および第
８図に示すように、変換器３９は弁作動用リード
９７−１０１に取り付けられ、かつレジスタ１４
４−１４８および電位差計１４９−１５３の回路
網を含んでいる。電位差計は、リード１５４上の
加算された電気信号が、各弁の所望の流れ（毎分
２、４、８、16および32リツトル）と実際に閉じ
た弁の流れとの差を補償するレベルをとることが
できるように調整される。リード１５４上の信号
はリード１５６上に電気出力信号を発生するよう
に反転演算増巾器１５５を通つて処理され、その
信号の大きさは実際の弁の流れの表示である。 リード１５６上の信号は、電位差計１８８と１
８９およびレジスタ１９０を含む第９図の高度ス
ケーラ回路網に供給される。このスケーラ回路網
は高度の位置にしたがつて装置の作動性能を調整
する。 第９図の空気／酸素選択スイツチ２３６は増巾
器１５５の反転入力と出力との間にレジスタ２３
７を挿入することによりＤ／Ａ変換器３９の駆動
ガススケールフアクタを変化させるために使用さ
れる。スケールフアクタの変化は空気または酸素
を使用する結果としてガスの異なる量の効果を調
整するために必要である。差の生じる理由は密度
および粘度および二つのガスの間の約５％の差で
ある。レジスタ２３７による変化によつて増巾器
１５５の利得が変化させられる。 高度および駆動ガス補正信号は電位差計１８９
からリード１１１を越えて第１０図の流れ積分器
４０に供給され、レジスタ１９１および電位差計
１９２を経て演算増巾器１９３の反転入力に供給
される。電位差計１９２は積分増巾器１９３出力
の上昇の割合を調整する。積分器は吸気サイクル
のスタートを表わす速度ゲートランプの始めにお
いてスタートする。積分器４０は吐気サイクルの
終わりにおいてリセツトされ、この時点は速度ラ
ンプの終わりに一致しかつ前記したように比較器
１２５の制御下にある。ツエナーダイオード１９
４はキヤパシタ１９５を横切る電圧を制限するよ
う機能する。 増巾器１９３の出力は前記したように第１０図
の比較器１０３によりリード１２０上の計算され
かつ補正された吸吐気量信号と比較される。比較
器１０３は演算増巾器１９６を含み、この演算増
巾器１９６はその反転入力におけるレジスタ１９
７を経て増巾器１９３の出力を受け入れかつその
出力をその非反転入力において受け入れられるリ
ード１２０上の吸吐気量信号と比較する。積分さ
れた流れ信号が計算されかつ補正された吸吐気量
信号に達すると、増巾器１９６の出力は常態を変
え、この変化は吸気と吐気との間の転移を表わ
し、増巾器１９６の出力はリード１１３とダイオ
ード１９８を経て供給され、ANDゲート９１−
９５の不能化および弁３４−３８の不作動を制御
する。 この制御をさらに検討するため、吸気のスター
トについて考察する。この時点において、キヤパ
シタ１９５は、増巾器１９３の出力が論理“０”
となりかつその結果増巾器１９６の出力が正とな
りかつ第７図の遅延回路２００とダイオード２０
１を経てイネーブル化のためにANDゲート８６
−９０に供給されるように、開放状態に変えられ
る回路１９０からの閉鎖ブリツジスイツチを有し
ている。遅延回路２００は、吐気弁２９が閉鎖時
間中の漏れを回避するように完全に閉じられた後
で吸気の流れをスタートさせるために利用され
る。増巾器１９６の正出力はまた、吐気弁が弁３
４−３８からの流れ信号の生じる前に閉じられる
のを確保するため、ダイオード２０２を経て弁組
立体２４の吐気弁２９に対して供給される。 吸気の終わりにおいては、増巾器１９６の出力
はANDゲート８６−９０を迅速に不能化して弁
３４−３８の作動されたものゝ作動停止を行うた
めに、負の出力に常態を変化させる。ほゞ同じ時
期に、正電圧がダイオード２０２を経て吐出弁２
９のための制御回路から除去される。吐気弁は、
弁３４−３８を通る流れが中断されてガスライン
中の圧力を減少させる時間を与えるために短い時
間だけ閉鎖されたまゝであり、その結果吐気弁が
吐気期間の終わりに近い時点で開くのと同様に小
さい損失も生じることはない。 呼吸サイクルの手動による開始は第１０図の前
パネル押ボタンスイツチ２２、キヤパシタ２３８
およびレジスタ２３９により制御される。キヤパ
シタ２３８は吸気サイクルの間、比較器１０３か
らレジスタ２３９を通つて負電圧に充電される。
スイツチ２２が作動される場合、キヤパシタ２３
８の電圧は、速度積分リセツトを通常よりも短い
時間で有効に行わせかつ呼吸サイクルの手動によ
る開始を行うために、比較器１２５の演算増巾器
２４０の反転入力に移される。キヤパシタ２３８
の負電荷は単に吐気の間においてのみ存在するこ
とおよび吸気中には正電荷がキヤパシタ２３８に
存在すること、並びにその増巾器２４０への移動
は何らの機能的な効果も有していないことを理解
すべきである。 第９図は毎分流量、速度、Ｉ：Ｅ比電圧、並び
にＦ＝MV（１＋Ｅ／Ｉ）という関係にしたがう毎分 リツトルで表わされる流れの要求に対応する電圧
を発生するため、スケーラおよび掛算機４１と共
に前パネルダイヤル１１，１２および１３を示し
ている。 こゝで速度回路について説明する。電位差計１
２３を制御する前パネルダイヤル１２は６から40
までの範囲を有している。これを達成するため、
第９図のレジスタ２１１と電位差計２１２は、電
位差計２１２とダイヤル１２用電位差計２１３の
接続部における電圧が正電圧の6/40と等しく、し
たがつて電位差計２１３のアームからの電圧が６
から40までの速度に比例するように設定されてい
る。電位差計２１３のアームはレジスタ２１４を
経て掛算器演算増巾器２１５の反転入力に接続さ
れ、この増巾器はスケール電圧を増巾しかつ第８
図の積分器１１０および第９図の電位差計１２３
に接続される負出力を有している。 こゝで毎分流量について説明すると、その範囲
は２から30であり、前パネルダイヤル１１により
制御される。この範囲を得るため、第９図のレジ
スタ２１６と電位差計２１７は、電位差計２１７
とダイヤル１１用の電位差計２１８との接続部に
おける電圧が電位差計２１８に印加される正電圧
の2/30と等しく、したがつて電位差計２１８のア
ームからの電圧が２から30までのMVに比例する
ように設定されている。電位差計２１８のアーム
からの電圧は演算増巾器２１９の非反転入力に印
加され、該演算増巾器はその電圧を掛算しかつリ
ード２３０を越えて第８図の比較器１０９および
電位差計２２１と２２２並びにレジスタ２２３を
含む第９図のＩ：Ｅ回路の両方に供給される出力
を提供する。 電位差計２２２とレジスタ２２３は１から３ま
でのＩ：Ｅ範囲のために選ばれており、電位差計
２２１のアームにおけるスケーリングされた電位
は、増巾を行いかつＦ＝MV（１＋Ｅ／Ｉ）に比例す る負の出力電圧をリード７０の上に発生させるた
め、レジスタ２２４を経て演算増巾器２２５の反
転入力に印加される。リード７０上の印加は既に
説明したように、比較器７１と７２に供給され
る。 リード７５上の前記した速度電圧は第８図の二
つの積分器１１０と第９図の１２３により処理さ
れる。回路１００による積分は演算増巾器２２６
およびキヤパシタ２２７により制御される。キヤ
パシタ２２７は二進カウンタ５５の512出力の制
御の下でリセツトまたはリサイクル期間中に回路
２０８内のスイツチにより短絡される。他の全て
の時間においては、スイツチ回路２０８は512出
力に対する論理信号により作動される。512出力
からのトランジスタに対して短絡されていない
時、回路１１０は比較器１０９に適用される出力
を発生するため、増巾器２２６の反転入力におい
てレジスタ２２８を経て受け入れられる速度電圧
の積分を行う。比較器１０９はリード１１４上の
積分された電圧を増巾器２１９からリード２３０
を越えて受け取られた毎分流量電圧とを比較する
ための演算増巾器２２９を含んでいる。積分され
た電圧がMV電圧よりも大きい時、増巾器２２９
の出力はリード１１９を越えて第９図の吸吐量ラ
ツチ５８を作動させるため、ORゲート１０８の
ダイオード２３１を通つて供給されるのに十分な
だけ正となる。 第９図の積分器１２８はリード７５上にスケー
リングされた速度電圧を積分するための演算増巾
器２４１とキヤパシタ２４２を含んでいる。電圧
はリード７５からレジスタ２４３および電位差計
２４４を通つて増巾器２４１の反転入力に供給さ
れる。積分器は、そのランプの傾斜がダイヤル１
２の増大する速度設定と共に増大するランプを発
生する。キヤパシタ２４２は比較器１２５の制御
の下で“０”への積分器のリセツトまたはリサイ
クル期間の間回路１９９内のスイツチにより短絡
され、かつ積分のために開路される。 増巾器２４１の出力におけるランプ電圧はレジ
スタ２４５を経て比較器１２５内の演算増巾器２
４０の非反転入力に直接結合される。増巾器２４
０の反転入力はレジスタ２４６と２４７を横切つ
て誘導される基準バイアス電圧に接続されてい
る。 速度ランプの大きさが基準電圧を超えると、比
較増巾器２４０はダイオード２４９を経てキヤパ
シタ２４８を充電し、かつそれと同時にスイツチ
回路１９９を作動させるための正出力を提供す
る。その作動時において、スイツチ回路１９９は
前記したようにキヤパシタ１９５と２４２を短絡
させ、それによりそれらの放電リセツテイングま
たはリサイクリングを行うためにそのスイツチを
閉じる。キヤパシタ２４８とレジスタ２５０はス
イツチ回路１９９をキヤパシタ１９５と２４２の
完全な放電を確保するのに十分長い期間だけ作動
させたまゝで保持するために役立つ。キヤパシタ
２４８が放電すると、スイツチ回路１９９は作動
不能となり、その短絡は開かれ、積分キヤパシタ
１９５と２４２がそれらのサイクルを再びスター
トすることを許容する。 第９図の吐気回路１２８はゲート２３３を経て
リード１２７の上の正の駆動パルスを受け取る７
段の二進カウンタ２３２よりなる。カウンタはレ
ジスタ２３４と電圧２３５によりOFF状態にバ
イアスされ、かつ前パネル吐気スイツチ２１が閉
じられる時にカウントパルスを開始するように作
動させられる。64番目のパルスがカウントされる
と、26出力がONとなり、かつリード１３２を経
て吐気実行操作のため比較器１２５用のスイツチ
回路１９９に結合される。65番目のパルスが起こ
ると、カウンタ２３２の20および26出力はONと
なり、かつ吐気スイツチ２１を経てカウンタをリ
セツトするよう作動する。 比較増巾器２４０の出力はまた、ダイオード２
５１を経て吐気カウンタ２３２の駆動入口に供給
される。カウンタ２３２がダイオード２５１を介
して受け取る64パルスのカウントに達すると、ス
イツチ回路１２５を作動させかつ比較器１０３と
１２５内でスケールフアクタの変化を行わせるた
めに、カウント出力リード１３２において信号が
発生される。その結果、吸気時間および吐気時
間、並びに64番目のパルスのカウンタ状態を持続
させかつ吐気機能を行うための吸吐気量において
50％だけの増大が行われる。 第９図のラツチ５８は第８図の吸吐気量制限比
較器１２９と比較器１０９からダイオード２１０
と２３１とよりなるORゲートを経てリード１１
６上のラツチ信号を受け取る。この信号を受け取
ると、ラツチ５８は作動およびラツチを行い、ケ
ーブル２５２を越えてその入力において受け取ら
れた二進カウンタ状態信号はその出力リードを経
てＤ／Ａ変換器１０６内の演算増巾器２５４のそ
れぞれの加算レジスタ２５３に供給される。加算
増巾器２５４の出力はラツチ５８の出力の状態お
よびカウンタ５５により決定される値を有してい
る。ラツチ５８の各出力はその二進値にしたがつ
て増巾器２５４の出力に寄与する。 増巾器２５４の出力は単利得増巾器２５５の反
転入力に適用され、かつ計算された吸吐気量信号
を表わす。吸吐気量信号は比較器１０３の増巾器
１９６および警報比較器の増巾器２５６に供給さ
れる。計算された吸吐気量が積分器４０の値と等
しい時、ANDゲート８６−９０は不能化され吸
気期間が終了する。計算された吸吐気量信号が増
巾器２５６のためのレジスタ２５７と２５８を横
切つて誘導された基準電圧レベルを超えた時、ト
ランジスタドライバ１８０はレジスタ２５９を経
て作動され、“Setting Exceeds Specifications
可視警報１６”を付勢する。 第８図の積分器１２８は前記したように、吸吐
気量を1.5リツトルに制限するように機能する。
回路１２８は吸吐気量積分器１１０のものと対応
するランプ傾斜を発生するため、演算増巾器２０
３およびキヤパシタ２０４、レジスタ２０５と２
０７、並びに電位差計２０６を含む回路網を含ん
でいる。吸吐気量ランプの調整は、電位差計２０
６により制限される。 積分器１２８の作用をそのリセツト時間に関し
て説明すると、リセツト時間は二進カウンタ５５
の512番目の出力が論理“１”に切り換えられる
時に起こる。その時、回路２０８内のスイツチは
キヤパシタ２０４を短絡させるため論理“１”に
応答して閉じられる。512カウントが論理“０”
に切り換えられかつカウンタ５５の20〜29出力の
全てが“０”である時短絡は取り除かれる。その
結果、両積分器１２８と１１０は512リセツトカ
ウント出力の制御の下で吸吐気量機能を同時に開
始し、次いで回路２０８と協働してその出力にお
いて論理“１”が生じるとリセツトまたはリサイ
クルさせられる。 増巾器２０３のランプ出力信号はリード１３１
の上に現われ、比較器１２９によりリード１３０
上の固定された基準電圧と比較される。比較は演
算増巾器２０９により行われる。比較された信号
が等しい時、積分器１２８のランプのスタートか
ら信号の同等化が起こる時までの時間の間隔は
1.5リツトルの計算された吸吐気量の計算のため
の間隔に対応する。増巾器２０９の出力は、該増
巾器２０９の出力が1.5リツトルの限界に対応す
る値に達する時、前記したように第７図のラツチ
５８を制御可能に作動させるためリード１１６を
越えてORゲート１０８用ダイオード２１０を通
つて供給される。 第２図の吐出弁のためのトランジスタ弁駆動回
路および第８図の弁組立体２４に故障が生じた場
合の安全策として、速度電圧積分器および警報回
路が第８図と第１０図において設けられている。
これらの回路は故障による吐気弁２９を開きかつ
第１図に示す装置の前パネル上に見られる第１０
図のVentilate Manually用警報ランプ１５を作動
させるのに有効である。ランプ１５の作動と同時
に、第１０図のSonalert可聴警報１８２が作動さ
れる。ランプ１５および警報１８２は、第８図の
警報回路内の比較器演算増巾器１７３からレジス
タ２７２とリード２７４を経て入力２７１上に受
け取られた警報信号に応答して第１０図のトラン
ジスタドライバの制御の下でレジスタ２７０とダ
イオード２７９を経て作動される。増巾器２７３
は故障が存在しない間、その“off”状態におい
て常態では逆バイアスされている。増巾器２７３
は他の比較器演算増巾器２７５からその反転入力
上に受け入れられた信号を比較する。演算増巾器
２７５はその非反転入力上の正の基準電圧に対し
てその反転入力上の積分器入力を比較する。積分
器は演算増巾器２７６、キヤパシタ２７７および
ツエナーダイオード２７８よりなる。キヤパシタ
２７７は第８図の回路２０８のスイツチによりリ
サイクル操作の間短絡されかつ非リセツト期間の
間速度電圧の積分のために開路される。回路２０
８は二つの異なるリセツト信号に応答して作動さ
れ、そのリセツト信号の一つは第７図のカウンタ
１４２の512番目の出力から得られ、また他の一
つのリセツト信号は第８図の弁組立体２４のトラ
ンジスタ弁ドライバから受け取られる。後者のリ
セツト信号は組立体２４からリード２８０および
ダイオード２８５と２８６を経て供給される。比
較器１０９の回路２０８の作動は第８図のキヤパ
シタ２７７のリサイクリングまたは放電を機能的
に行い、また速度電圧積分操作のため回路２０８
の作動停止時にキヤパシタを開路させる。 積分増巾器２７６とキヤパシタ２７７の機能は
本質的に、組立体２４のトランジスタ弁ドライバ
によるリセツト操作が適当な時間に起こることお
よびそうでない場合には、もしそのような操作が
行われないならば警報１５および１８２を作動さ
せるのを確保することである。 リード７５からレジスタ２８８と電位差計２８
９を経て供給される速度電圧２７６による積分の
スタートと一致する吸気サイクルのスタートの
間、第２図の吐気弁２９はリード２８０、リレー
２８２の閉鎖接点２８１およびリード２８３を通
して第８図の弁組立体２４からの閉鎖の制御の下
で作動されかつ閉じられる。リレー２８２は比較
増巾器２７５の出力から供給される正の作動電圧
に応答して閉鎖を行うよう作動される。 吐気中において、組立体２４の吐気弁駆動回路
は適正に機能している装置を表わすリード２８０
へのリセツト信号を適用する。リセツト信号は吐
気サイクルの持続時間のために前記したようなキ
ヤパシタ２７７の放電リサイクルを行うため、レ
ジスタ２８４およびダイオード２８５および２８
６を経て第８図のスイツチ回路２０８を作動させ
る。 リセツト信号がリード２８０上に現われていな
い場合、増巾器２７６とキヤパシタ２７７による
速度電圧の積分は増巾器２７５の非反転入力にお
ける基準電圧を越えて増巾器２７５の反転入力に
おいて増大し、その結果その出力をリレー２８２
の解放のために負に切り換える。解放動作におい
て、リレー２８２はその接点２８１を開き、吐気
弁２９がさらに閉じるを禁止する。これと同時
に、リセツトパルスはレジスタ２９０とダイオー
ド２９１を経て抑制され、増巾器２７３は前記し
たようにドライバ１８０の制御の下で第１０図の
警報１５と１８２の作動を行うよう作動させられ
る。 第１図の装置の前パネル上に見える第１０図の
Lo Gas Supply Pressure用警報ランプ１７は第
１０図の圧力スイツチ２９２の制御の下で第１０
図のトランジスタドライバ１８０により作動され
る。圧力スイツチ２９２は駆動ガスの低圧時には
常態で開いている。圧力が約40psiを超えると、
スイツチ２９２は閉じ、レジスタ２９３と２９４
の接続部に接地を適用し、それによりドライバ１
８０をバイアスさせて警報の作動を抑制する。約
35psi以下への圧力低下が起こると、スイツチ２
９２は開き、ドライバ１８０および警報１７と１
８２を作動させるために負電圧がレジスタ２９３
と２９４を通して印加される。 第１図の装置の前パネル上に見える第１０図の
Patient Disconnect用の警報ランプ１８は、第２
図および第８図の速度積分器および比較回路並び
に圧力スイツチ３２の制御の下で第１０図のトラ
ンジスタドライバ１８０により作動させられる。
麻酔装置に供給させられる第２図のベロー組立体
１４の圧力出力は第８図のスイツチ３２によりモ
ニタされる。スイツチ３２は低圧において常態で
開いている。所望の圧力により作動される時、ス
イツチ３２は閉じて、キヤパシタ２９５とダイオ
ード２９６を経て比較器１０９のスイツチ回路２
０８に対して正のリセツト信号電圧を印加する。
スイツチ２０８への正の電圧入力は、キヤパシタ
２９５とダイオード２９６により決定される時間
だけ存在し、かつスイツチ２０８により積分器キ
ヤパシタ２８７の放電リサイクルを行わせる。リ
サイクルが完了した後、キヤパシタ２８７および
その関連する増巾器２９７はリード７５からレジ
スタ２９８と電位差計２９９を経て受け取られた
入力速度電圧に応答してランプ電圧を発生する。
増巾器２９７のランプ出力電圧が第８図の比較演
算増巾器３００の反転入力電圧における基準電圧
に達すると、演算増巾器３００はレジスタ３０２
を経て第１０図のトランジスタドライバ１８０を
作動させかつ第１０図の警報１８と１８２を作動
させるため、リード３０１上に出力を発生する。
例示的に、ランプ電圧の持続時間は、スイツチ３
２の閉鎖と警報の作動との間の間隔が２回の完全
呼吸とほゞ対応するように調整される。リセツト
信号はキヤパシタ２９５を通してAC結合されて
いること、すなわちスイツチ３２は単に閉鎖の時
にのみパルスを発生し、かつ次のパルスを発生さ
せるためには開閉させられなければならないと言
うことは注目に値することである。例示的な２回
の呼吸の持続時間を越えてリセツトパルスが存在
しないような場合、警報１８と１８２は既に説明
したような態様で作動される。 ソナラート（Sonalert）警報１８２からの可聴
警報は装置に対する電力の損失がある場合に提供
される。電力が中断または損失されていない時、
また圧力スイツチが閉じられている時、負の電圧
がFETトランジスタ３０３のゲートに印加さ
れ、該トランジスタを“off”状態に切り換え
る。負電圧が除去されるならば、トランジスタ３
０３は導通し、かつ電力の故障の信号を発生する
ため可聴警報１８２、レジスタ１８６およびスイ
ツチ１８４を経てバツテリ１８３に至る電流路を
完成する。 ランプ警報１５−１９および警報８２の全ての
試験は第１図の装置の前パネル上に見られる第１
０図の警報試験ボタンスイツチ２０を押すことに
より行われる。この押下げ動作は接地をダイオー
ド３０４を経てトランジスタ駆動回路１８０に適
用するためスイツチ２０を閉じ、それにより警報
の全てのためにトランジスタドライバ１８０を作
動させる。 可聴および可視警報は、Actual Ｉ：Ｅ Less
Than Setting（警報１９）を除いて、全てが脈
動する警報（ビーという音および点滅）である。
脈動効果はケーブル３０５を越えて第７図の二進
カウンタ１４０の256出力の制御の下でトランジ
スタ駆動回路１８０を作動させることにより256
カウントの速度で達成される。 二進カウンタの20出力の作動をモニタするた
め、警報制御回路が第７図に示されている。この
回路は、例えばカウンタ１４２に印加される十電
圧の50％である20出力の平均を発生するレジスタ
３０６とキヤパシタ３０７よりなる。一対の比較
器３０８と３０９はキヤパシタ３０７からの50％
電圧を比較器の入力に印加される例えば＋３およ
び＋９ボルトと比較する。キヤパシタ３０７の電
圧が３ボルトと９ボルトとの間である時、比較器
３０８と３０９の出力は負であり、何らの警報も
与えられない。キヤパシタ３０７の電圧が３ボル
ト未満または９ボルトよりも大きい場合、関連す
る比較器出力は正に切り換えられ、第１０図のト
ランジスタドライバ１８０および可視および可聴
警報１５−１９並びに１８２の全てを作動させる
ためダイオード３１０または３１１およびケーブ
ル３０５に供給される。 例えば第７図−第１０図の制御回路に使用する
のに適当な回路素子は次の通りである：
７から利用装置１４に供給するよう個別的に作動
できる複数個の弁２４と、 前記弁２４を作動するための手段とからなり、
前記作動手段は、毎分流量、呼吸速度及び吸気−
吐気比のそれぞれについての設定に基いて発生さ
れた毎分流量信号、呼吸速度信号および吸気−吐
気比信号の受信に応答して、前記弁２４を選択的
に作動させて所定の吸吐気量の前記流体を前記源
２５，２６，２７から前記利用装置１４に供給す
る回路手段２３よりなることを特徴とする流れ制
御装置。 ２ 前記回路手段２３は、 前記毎分流量信号および吸気−吐気比信号に応
答して前記流体の流れを規定する信号を発生する
手段４１と、 前記規定する信号に応答して、前記弁２４の所
定のものを作動させて規定された液体の流れを供
給する手段５５，５６，５７，７１，７２，８１
−９０とからなり、 前記弁３４−３８の作動されたものの各各は前
記源から前記利用手段に異なる二進値で表される
流れを供給することを特徴とする請求の範囲第１
項に記載の流れ制御装置。 ３ 直接的に設定される毎分流量、呼吸速度およ
び吸気−吐気比の制御の下で源から利用手段まで
所定の吸吐気量の流体の供給を自動的に調整する
ための流れ制御装置であつて、前記源から前記利
用手段へ流体の流れを供給するよう作動できる複
数個の弁３４−３８と、 前記弁を作動させるための作動手段とからな
り、 前記作動手段が、 前記毎分流量および吸気−吐気制御器により前
記毎分流量及び吸気−吐気比の設定に基いて発生
される流れ電圧信号の受信に応答して、供給され
る流れの大きさを決定されるよう前記弁３４−３
８を選択的に作動させる流れ回路４１，５５，５
６，５７，７１，７２，８１，９０、および 前記流れ回路と協働し、前記毎分流量および呼
吸速度制御器により毎分流量及び呼吸速度の設定
に基いて発生される毎分流量電圧信号および速度
電圧信号の受信に応答して、所定の吸吐気量の前
記流体が前記源から前記利用手段に供給されるよ
うに前記選択的に作動された弁３４−３８の各々
の作動時間を制御する吸吐気量回路３９，４０，
５８，１０３，１０４，１０５，１０６，１０
８，１０９，１１０よりなることを特徴とする流
れ制御装置。 ４ 前記吐気量回路は、 前記両電圧信号に応答して、前記源から前記弁
３４−３８の作動されたものを通して前記利用手
段に供給される前記流体の供給の吸入時間および
吸出時間を確立する呼吸速度回路１２３，１２５
からなることを特徴とする請求の範囲第３項に記
載の流れ制御装置。 ５ 前記弁３４−３８の作動されたものの各各が
前記源から前記利用手段に異る二進値で表わされ
る大きさの流体の流れを供給することを特徴とす
る請求の範囲第３項の流れ制御装置。 ６ 前記作動手段はさらに、前記流体の流れ電圧
信号、毎分流量電圧信号および速度電圧信号を発
生するため、演算増巾器２１５，２１９，２２５
および抵抗性回路網２１３，２１８，２２１を含
むスケーラおよび掛算器４１よりなることを特徴
とする請求の範囲第３項に記載の流れ制御装置。 ７ 前記作動手段はさらに、前記流れおよび吸吐
気量回路の作動を制御するためのクロツク５４お
よびカウンタ５５よりなることを特徴とする請求
の範囲第３項に記載の流れ制御装置。 ８ 前記カウンタ５５は前記クロツク５４からの
信号により複数個のカウント状態に駆動される二
進カウンタ１４２を含み、 前記流れ回路はその出力において前記二進カウ
ンタ１４２のカウント状態を表わす信号を維持す
るよう作動できる流体流ラツチ５６よりなること
を特徴とする請求の範囲第７項に記載の流れ制御
装置。 ９ 前記流れ回路はさらに、 前記二進カウンタ１４２の前記カウント状態を
表わす出力信号に応答して、出力流れ信号を発生
する変換回路５７と、 前記出力流信号と流れ電圧信号との受信に応答
して、前記流体流ラツチ５６を作動させ、その出
力において前記流体流ラツチ５６の作動時に前記
二進カウンタ１４２の二進カウント状態を表わす
二進弁作動信号を維持する流れ比較器７１とから
なることを特徴とする請求の範囲第８項に記載の
流れ制御装置。 １０ 前記流れ回路は更に、前記弁３４−３８の
作動を行わせるため前記二進弁作動信号のゲート
として作動できる手段８１−９０からなり、 前記吸吐気量回路は、吸入期間の間に前記ゲー
ト手段を作動させ、かつ吐出期間の間には前記ゲ
ート手段を不作動とするためのゲート制御手段１
０３からなることを特徴とする請求の範囲第９項
に記載の流れ制御装置。 １１ 前記ゲート手段は複数個のORゲート８１
−８５および複数個のANDゲート８６−９０よ
りなり、 前記ORゲート８１−８５は前記ANDゲート８
６−９０への前記二進弁作動信号をゲートさせる
ために有効であり、 前記ゲート制御手段１０３は前記ANDゲート
８６−９０を作動させて前記弁への前記二進弁制
御信号をゲートさせ、前記吸入期間の間には前記
弁３４−３８を作動させかつ前記吐出期間の間に
は前記弁３４−３８を解放させることを特徴とす
る請求の範囲第１０項に記載の流れ制御装置。 １２ 前記作動手段はさらに、 毎分流量および吸気−吐気制御器の設定が流れ
の限界を超えることが必要な時に、前記流れ電圧
信号に応答して流れ制限弁作動信号を発生する流
れ制限装置７２よりなり、 さらに、前記ORゲート８１−８５は前記AND
ゲート８６−９０への前記流れ制限弁作動信号を
ゲートし、 前記ANDゲート８６−９０は前記ゲート制御
手段１０３の制御の下で、前記弁３４−３８への
前記流れ制限弁作動信号をゲートするよう作動す
ることを特徴とする請求の範囲第１１項に記載の
流れ制御装置。 １３ 前記流れ制限手段は、前記流れ電圧信号を
所定の流れ限界に対応する基準電圧と比較しかつ
前記弁３４−３８の全てを同時に作動させるよう
流れ制限弁作動信号を発生するための比較回路７
２よりなることを特徴とする請求の範囲第１２項
に記載の流れ制御装置。 １４ 前記手段１８０が、流れ制限弁作動信号に
応答して実際の吸気−吐気比が吸気−吐気比制御
器の設定よりも少いことを表す警報１８２を発生
することを特徴とする請求の範囲第１３項に記載
の流れ制御装置。 １５ 前記吸吐気量回路はさらに、 前記弁作動信号に応答して基準吸吐気量信号を
発生する手段３９，４０と、 発生された毎分流量および速度電圧信号により
制御され計算された吸吐気量信号を発生する手段
１１０，１０９，５８と、 前記基準信号と計算された吸吐気量信号を比較
し、吸入期間の間には前記弁３４−３８への前記
弁作動信号をゲートさせるよう前記AND回路８
６−９０を作動させ、また吐出期間の間には前記
弁３４−３８への前記弁作動信号のゲートを遮断
するよう前記ANDゲート８６−９０を不作動と
する回路１０３とからなることを特徴とする請求
の範囲第１０項に記載の流れ制御装置。 １６ 前記基準吸吐気量信号発生手段３９，４０
は、 前記弁作動信号の受信に応答して前記弁作動信
号を前記弁の作動された各々により前記源から前
記利用装置に供給される実際の流れを表わす信号
に変換する装置３９と、 前記実際の流れの信号を積分して基準吸吐気量
信号を発生する装置４０とからなることを特徴と
する請求の範囲第１５項に記載の流れ制御装置。 １７ 前記変換手段は、前記流体および前記流れ
制御装置が位置している高度の特性を補償する調
整可能な手段１８８，１８９，２３６よりなるこ
とを特徴とする請求の範囲第１６項に記載の流れ
制御装置。 １８ 前記計算された吸吐気量信号発生手段は、 前記速度電圧信号を積分するための手段１１０
と、 前記積分された速度電圧信号と前記毎分流量電
圧信号を比較して、比較された信号が等しい時に
は出力制御信号を発生する手段１０９と、 そのラツチ回路の出力においてそのラツチ回路
の作動時の二進カウント状態に対応する吸吐気量
カウント信号を維持するため、前記二進カウンタ
１４２により制御されかつ前記出力信号により制
御されるラツチ回路５８と、 前記吸吐気量カウント信号に応答して、前記計
算された吸吐気量信号を発生する手段１０６とを
含むことを特徴とする請求の範囲第１４項に記載
の流れ制御装置。 １９ 前記ラツチ回路５８は、前記二進カウンタ
と協働する手段１２８，１２９によつて制御さ
れ、前記源から前記弁３４−３８の作動されたも
のを通して前記利用手段に供給される前記流体の
吸吐気量の大きさを制限することを特徴とする請
求の範囲第１８項に記載の流れ制御装置。 ２０ 前記吸吐気量制限手段は、他の一つの出力
制御信号を提供し、前記ラツチ回路５８を作動さ
せて前記吸吐気量カウント信号を発生するための
積分器１２８および比較器１２９回路よりなるこ
とを特徴とする請求の範囲第１９項に記載の流れ
制御装置。 ２１ 前記流体の流れは、前記吸入期間の間には
前記源から前記弁３４−３８の作動されたものを
通つて前記利用手段に供給され、また前記弁が解
放される前記吐出期間の間には遮断され、 前記吸吐気量回路はさらに、 前記速度電圧信号に応答して前記ゲート制御手
段１０３を制御し、前記吐出期間を終了させかつ
前記吸入期間を開始させる回路１２３，１２５よ
りなり、 前記吸入期間は前記基準信号と計算された吸吐
気量信号との比較回路１０３により終了させられ
ることを特徴とする請求の範囲第１５項に記載の
流れ制御装置。 ２２ 前記制御回路１２３，１２５は、 前記速度電圧を積分するための素子１２３と、 前記積分装置１２３からの積分された速度電圧
と、前記基準電圧１２６とを比較し、前記吐出期
間の終了および前記吸入期間の開始を制御する出
力制御信号を発生する素子１２５と、 前記出力制御信号に応答して、前記積分素子１
２３および前記実際の流れ信号を積分するための
前記素子４０をリセツトする素子１２７とを含む
ことを特徴とする請求の範囲第２１項に記載の流
れ制御装置。 ２３ 前記吸吐気量回路は所定の間隔で作動する
吐出回路によつて制御された前記吐出期間を所定
の長さだけ延長し、かつ前記源から前記弁の作動
されたものを通して前記利用手段に与えられる前
記流体の前記所定の吸吐気量を所定の大きさだけ
増大させることを特徴とする請求の範囲第２２項
に記載の流れ制御装置。 ２４ 前記吐気回路１２８は 前記比較手段１２５からの前記出力制御信号の
各々に応答して所定の数までカウントし、次いで
前記ゲート制御手段１０３を制御して前記吸吐気
量および吐出期間の前記増大を行わせるよう作動
する多段二進カウンタ２３２よりなることを特徴
とする請求の範囲第２３項に記載の流れ制御装
置。 ２５ 手段２０８は前記二進カウンタ１４２から
の周期的に再び発生されるカウント信号に応答し
て前記吸吐気量回路のリセツトを制御することを
特徴とする請求の範囲第１４項に記載の流れ制御
装置。 ２６ 吐出弁１２９は吐出期間の間には流体を除
去するよう不作動とされかつ吸入期間の間には作
動され、 手段２０８，２７５，２７６は前記吐出弁手段
の作動および不作動をモニタして、作動不良信号
に応答して前記突出弁の作動を中断させることを
特徴とする請求の範囲第１４項に記載の流れ制御
装置。 ２７ 前記モニタ手段は、前記速度電圧信号を積
分して出力ランプ信号を発生するよう作動可能な
回路２７６と、 前記吐出弁手段の不作動に応答して作動された
積分回路をリセツトするための手段２０８と、 前記吐出弁手段の不要な作動を遮断するため所
定の期間内に前記吐出弁手段が不作動でない時に
は、前記出力ランプ信号により作動される手段２
７５と、 警報表示を与えるため、前記遮断手段により作
動される手段１５とからなることを特徴とする請
求の範囲第２６項に記載の流れ制御装置。 ２８ 前記遮断手段は演算増巾器２７５および電
気機械式リレー２８２よりなることを特徴とする
請求の範囲第２７項に記載の流れ制御装置。 ２９ 前記源から前記利用手段に供給される前記
流体の圧力は離脱警報回路のスイツチ３２によつ
てモニタされ、 警報は所定の低圧力に応答して前記モニタ用の
スイツチ３２の長い不作動に応答して装置１０
９，２９７，３００，１８０によつて発生される
ことを特徴とする請求の範囲第３項に記載の流れ
制御装置。 ３０ 前記発生素子は、 ランプ信号を発生するよう速度電圧信号に応答
する積分器２９７と、 前記積分器をリセツトして前記ランプ信号の発
生を遮断するため、前記流体の所定の圧力に応答
して前記モニタ用のスイツチの作動により制御さ
れる手段２０８とからなることを特徴とする請求
の範囲第２９項に記載の流れ制御装置。 技術分野 本発明は流れ制御装置に関し、特に患者に対し
供給される空気および／またはガスの流量、流速
および吸気／吐気比を自動的に制御するための麻
酔装置に使用するのに好適な装置に関する。 背景技術 内科医および他の当業者は生理学的変数に基づ
いて患者の吸排気を習慣的に定めている。代表的
には、定められる吸排気は吸吐気量、毎分流量、
呼吸速度、および吸入−吐出比によつて定められ
ている。 この分野における不変的な問題は、従来、時間
がかゝりかつ複雑な手作業が所要の通気を供給す
るために、麻酔呼吸器のような従来の通気装置を
調整するのに要求されて来たということである。
このような作業は一般に、通気装置の作動のタイ
ミングをとり、かつ毎分当りの呼吸の回数、毎分
流量および吸入−吐出時間を決定するための時計
の使用を含むものである。これらの機能を果たす
一方では、タイミングを担当する作業者は所要の
通気が行われるまで呼吸器の制御の程度を調整す
ることを要求される。このような作業を行うにあ
たつて、適当な毎分流量、吸吐気量、呼吸速度、
および吸気−吐気比が得られる時は装置よりもむ
しろ人間が制御する。 前記に鑑み、従来、公知の人的なタイミングお
よび調整作業を排除しかつ毎分流量、呼吸速度お
よび吸気−吐気比制御の直接的設定により流れを
自動的に調整する制御装置への要求があつた。 発明の開示 前記した問題は本発明の好ましい実施例にした
がつて解決されかつ技術的な進歩が見られるもの
であり、このような本発明の実施例は、直接設定
される毎分流量、呼吸速度、および吸気−吐気比
制御目盛の制御の下で、源から利用装置までの流
体の流れの所定の吸吐気量の供給を自動的に調整
する流れ制御装置よりなる。制御装置は開閉動作
が個別に制御可能な複数個の弁と、供給される流
れの大きさを決定するよう弁を作動させるための
流れ回路と、流体の所定の吸吐気量が源から利用
装置に供給されるように弁の作動時間を制御する
ため流れ回路と協働する吸吐気量回路とを含んで
いる。呼吸速度回路は吸気および吐気のための全
時間を確立するために提供される。 流れおよび吸吐気量回路は内部クロツクおよび
二進カウンタ装置により自動的に駆動される。し
たがつて、人的なタイミング作業は全く必要とさ
れない。要求される唯一の機能的な調整は毎分流
量、呼吸速度および吸気−吐気比のための三個の
制御目盛だけである。 吐気回路が設けられ、この吐気回路は例示的に
は常態の150％への吸気量の増大および常態の150
％への吐気時間の増大である吐気流を発生させる
ための所定数の呼吸の後に呼吸速度回路によつて
作動される。 可視および可聴警報が含まれ、装置の作動不
良、設定量の供給不能、一時的な呼吸の停止（呼
吸停止）、および毎分流量、速度および吸気−吐
気目盛の不正確な設定を表示する。 最大の流体の流れおよびその流れの吸吐気量を
制御するためにチエツク回路が流れ制御装置の中
に組み込まれている。また、異なる地理的領域に
おける高度および駆動ガスの変動を修正するため
の回路も含まれている。 図示した実施例においては、流れ制御装置は５
個の弁を備えている。各々の弁は源から利用装置
まで異なる大きさの流体の流れを供給するように
作動できる。弁は所望の大きさの流体の流れを供
給するように異なる組合せで作動できる。例示的
には、５個の弁の全部が作動する時には、５個の
弁は毎分62リツトルの総量に対して毎分それぞれ
２、４、８、16および32リツトルを供給する。 流れの所望の大きさは毎分流量の設定および吸
気−吐気制御ダイヤルの設定により制御される。
後者は流れ電圧を発生するための算定を行うスケ
ーラおよび掛算機を制御する。比較器は流れ電圧
を制御信号に対して検査し、この制御信号はクロ
ツクおよびカウンタにより発生される二進カウン
トに応答してDA変換器により発生される。制御
信号が流れ電圧を超えると、比較器はラツチを作
動させ、該ラツチは、吸気インターバルをスター
トさせるように毎分２、４、８、16および32リツ
トルの弁のそれぞれを５個の“OR”および
“AND”ゲートを介して作動させるため、適当な
二進カウント信号をカウンタから５個の導体２、
４、８、16および32のそれぞれに対して供給す
る。 “OR”ゲートはチエツク回路の一部を形成
し、このチエツク回路は毎分供給量および吸気−
吐気制御目盛が異常に高い流れの結果的な供給に
ついて誤つて設定されている時には流れを例えば
毎分62リツトルに制限する。このチエツク回路
は、流れ電圧を基準電圧（最大の流れ）と比較
し、かつ流れ電圧が基準電圧よりも大きい時には
“OR”ゲートを介して５個の弁の全てを作動させ
る比較器を含んでいる。 “AND”ゲートは“OR”ゲートと弁との間に
直列的に挿入され、常態では全体的な吸気インタ
ーバルの間吸吐気量回路によりイネーブル化され
る。ゲートは所定の吸吐気量が流体源から弁を通
つて利用装置に供給された時、吸気インターバル
を終了させるため弁を解放、または閉鎖させるよ
う不能化させられる。 弁を作動させるため“AND”ゲート出力によ
り供給される二進カウント信号２，４，８，１６
および３２は弁を介して供給される吸吐気量を精
密に制御するため吸吐気量回路に供給されるのが
有利である。吸吐気量回路内のＤ−Ａ変換器はこ
れらのカウント信号をスケーリング作用により、
５個の弁の各々により供給される実際の流れの正
確な表示に変換し、その結果弁の調整または制限
により引き起こされる不正確さが補償される。変
換された信号は次いで積分され、結果として得ら
れる出力信号は吸吐気量比較器への一つの吸吐気
量入力を形成する。その比較器への他の一つの吸
吐気量入力は毎分流量および速度メモリの設定に
したがつてスケーラおよび掛算器により、クロツ
クおよびカウンタにより、また高度およびガス補
正回路により駆動される信号処理回路によつて誘
導される。 スケーラおよび掛算器は呼吸速度電圧を供給
し、該呼吸速度電圧は積分され、次いで他の一つ
の比較器内において、スケーラおよび掛算器によ
り供給される毎分流量電圧に対して整合させられ
る。二つの電圧が等しい時、比較器は“OR”ゲ
ートを介して他の一つのラツチを作動させ、カウ
ンタの所定の出力から誘導された二進カウントを
Ｄ−Ａ変換器ままで延長させる。変換器は受け取
つた二進カウント信号を合計し、その合計された
信号を高度および駆動ガス補正回路を通して吸吐
気量比較器に通過させる。このようにして比較器
に供給された補正信号は毎分流量および速度制御
メモリの設定により定められる所望の吸吐気量を
表わす。 補正された信号が比較器への積分器入力におけ
る電圧に等しい時、所望の吸吐気量が実際に弁を
通つて供給されている。しかがつて、比較器は流
れ回路内の“AND”ゲートを不能化し、弁の解
放、または閉鎖を行うことにより吸気インターバ
ルを終了させ、それにより吐気インターバルを開
始させる。 吐気インターバルは速度回路の制御の下で終了
する。速度回路は積分器よりなり、この積分器は
呼吸速度制御装置の設定にしたがつてスケーラお
よび掛算器から供給される速度電圧を積分する。
積分された電圧は比較器に供給され、該比較器は
その積分電圧を基準電圧と比較する。二つの電圧
が等しい時には、比較器は、リセツト、またはリ
サイクル信号を吸吐気量回路内の速度積分器およ
び流れ積分器に適用することによつて吐気インタ
ーバルを終了させる。それと同時に、リセツト信
号は吐気カウンタ回路のカウントを一つだけ前進
させる。流れ積分器がリセツトされる時、吸吐気
量比較器は流れ回路内の“AND”ゲートを完全
にイネーブル化させるよう作動でき、その結果適
当な弁が再び作動され、他の一つの吸気インター
バルが開始される。 流れ制御装置にはさらに、毎分流量および速度
制御目盛の設定が不正確な場合に最大吸吐気量を
制限するための吸吐気量制限回路が設けられてい
る。この制限回路は吸吐気量の決定における速度
電圧積分器と同期して作動する積分器を含んでい
る。制限積分器は基準電圧を積分する。この積分
器の出力は比較器内で基準電圧と比較され、二つ
の電圧が等しい時には、比較器は吸吐気量ラツチ
を作動させて、吸吐気量カウントをその出力にお
いて二進カウンタのカウントに固定する。ラツチ
出力はその後前記したように吸吐気量比較器を制
御するために使用される。 クロツクカウンタにより駆動されるリセツト装
置は周期的な循環間隔で吸吐気量および速度積分
回路を自動的にリサイクルさせるため、流れ制御
装置の中に組み込まれている。これにより吸吐気
量の供給および所望の速度における精度が高めら
れる。また、これにより、装置が毎分流量、呼吸
速度、および吸気−吐気目盛の再設定に応答する
ことが可能となる。 前記に鑑み、流れ制御装置は、各々の弁が所定
の流体の流れを源から利用装置に供給するよう個
別的に作動できる複数個の弁と、前記弁の作動を
制御して一定の吸吐気量を前記流体の前記源から
前記利用装置に供給するように、所定の毎分流
量、呼吸速度、および吸気−吐気比信号の受信に
応答する装置とからなる。 図面の説明 特定の図示した実施例の前記および他の特徴は
図面に関して行う下記の説明を読めばより完全に
理解される。 第１図は流れ制御装置を使用する例示的な麻酔
通気装置の全体図、 第２図は流れ、吸吐気量、呼吸速度および吸気
−吐気比制御回路および流れ弁と従来の麻酔設備
との相互関係をブロツク図形式で示す図、 第３図と第４図は例示的な流れ、毎分流量、吸
気および吐気の波形を時間と共に示す図、 第５図は例示的な毎分流量、流れ、および呼吸
速度電圧スケーラおよび掛算器を示す図、 第６図は流れ、吸吐気量、および速度制御回路
を、クロツク、二進カウンタ、吸吐気量および流
れ制限回路、吐気回路、ならびにスケーラおよび
掛算器と共に示す概略的ブロツク図、 第７図、第８図、第９図および第１０図は流れ
制御装置における回路の詳細を示す図、 第１１図は第７図〜第１１図の機能的整合関係
を示す図である。 詳細な説明 第１図に示すように、通気装置１０は麻酔用の
通気装置として例示的に示されている。この装置
には流れ制御回路の一部を形成する三つの前パネ
ルダイヤル１１，１２および１３が設けられてい
る。これらのダイヤルはベロー組立体１４を介し
て所定の酸素および／またはガス流、流量、呼吸
速度および吸気−吐気比を患者に対して供給する
ように、患者の生理学的変数にしたがつて直接設
定される。装置１０はさらに、手動による通気を
必要とする装置の作動不良、仕様を超えるセツテ
イング、低いガス供給圧力、連結されていない患
者およびセツテイングよりも少ない供給された吸
気−吐気速度をそれぞれ表示するための可視警報
１５，１６，１７，１８および１９を備えてい
る。押ボタンスイツチ装置２０が警報１５−１９
の作動可能性を試験するために設けられている。
装置１０における吐気回路の機能は前パネルスイ
ツチ２１により表示される。サイクル開始スイツ
チ２２は吸気サイクルを手動で開始するために装
置１０に設けられている。 第２図は例示的な流れ、吸吐気量、呼吸速度お
よび吸気−吐気比制御回路２３並びに流れ弁組立
体２４と公知のベロー組立体１４との機能的な相
関関係を示している。流れ回路２３は組立体２４
内で複数個の流れ弁を切り換え、第１図のダイヤ
ル１１，１２および１３の設定にしたがつて、所
定の呼吸速度および吸気−吐気比における患者へ
の所定の酸素および／またはガスの流れ、流量の
吸入供給を制御する。吸入流は例示的には、供給
源２５から調整器２６、調整されたガス供給装置
２７、弁組立体２４、慣用の吐出弁２９を備えた
捕集チヤンバ２８、ベロー組立体１４および患者
（図示せず）に延びる導管３０を経て行われる。
慣用のポツプ−オフまたは加減弁３１は導管３０
に対して機能的に排気する。圧力スイツチ３２は
導管３０に存在する状態に応答して呼吸停止また
は患者離脱信号を供給するため該導管３０に接続
されている。患者の吐気はまた導管３０を通つて
公知の方法で搬送される。 呼吸速度、毎分流量、吸吐気量、吸気−吐気比お
よび流れの数学的な関係 第６図および第７図−第１０図に示す流れ制御
回路の構造および作動の詳細な説明を進めるに先
立つて、用語の定義を行いかつ変数間の関係を数
学的に説明するのが望ましいと思われる。 Ｒ＝速度＝毎分当りの呼吸の回数 MV＝毎分流量＝交換される酸素および／または
ガスの毎分当りのリツトル数 TV＝吸吐気量＝各呼吸の量 Ｉ＝吸気時間＝酸素および／またはガスが患者の
肺に供給されている時間 Ｅ＝吐気時間＝空気および／またはガスが患者の
肺から吐き出される時間であつて、終わり部分
の吐出しの休止を含む。 Ｉ：Ｅ＝Ｉ：Ｅ比＝吸気時間対吐気時間の比。習
慣的に１：１、１：２または１：３等の数字で
表わされている。 Ｆ＝流れ＝任意の与えられた瞬間における実際の
流れであつて、毎分当りのリツトルで表わされ
る。 速度、毎分流量および吸吐気量の間には基本的
な関係が存在する。すなわち、 毎分流量＝速度×吸吐気量、すなわち MV＝Ｒ×TV 流れの平均流量または毎分流量は各呼吸量×毎
分当りの呼吸回数に等しい。従来の装置における
代表的な範囲は次のようなものとして報告されて
いる： Ｒ＝毎分10〜20呼吸回数 TV＝呼吸当り0.5〜１リツトル MV＝毎分５〜10リツトル 麻酔通気装置１０の例示的な実施例における範
囲は次の通りである。： Ｒ＝毎分６〜40呼吸回数 TV＝呼吸当り．１〜1.5リツトル MV＝毎分２〜30リツトル Ｉ：Ｅ＝１：１〜１：３ 第３図に示すように、吸気中における流れＦは
一定の流れである。（通常の自然呼吸の間におい
ては、流れは一定でないかも知れない。）吸気は
吐気と同様に所定の時間だけ継続される。 一定の呼吸についての吸吐気量、毎分流量、速
度およびＩ：Ｅ比を考慮すると、そのグラフ表示
は第４図に示されている。Ｆは吸気中における流
れであり、Ｉは吸気時間であり、またＥは吐気時
間である。吸吐気量はＦ×Ｉであり、これは各呼
吸の量である。毎分流量は一分間に交換される流
量であり、かつ毎分当りのリツトルで表わされる
平均流量である。したがつて、 MV＝Ｆ×Ｉ／Ｉ＋Ｅおよび Ｆ＝MV（１＋Ｅ／Ｉ）、これは吸気中における実際 の流れであり、したがつて速度とは独立してい
る。 ＦをTV、ＲおよびＩ：Ｅで表わすため、 Ｆ＝MV（１＋Ｅ／Ｉ）、こゝでMV＝TV×Ｒであ り、次の式によつて作り出される： Ｆ＝TV×Ｒ（１＋Ｅ／Ｉ） 装置１０における制御回路の設計のために、前
記した数学的な関係は基本的な生理学的データの
ダイヤル−インのための次の二つの選択事項を定
義している： (1) セツトMV、ＲおよびＩ：Ｅまたは (2) セツトTV、ＲおよびＩ：Ｅ。TVは、既存の
呼吸器がベローの変位として現われ、かつ吸吐
気量として読み取られる制御設定の最終的な結
果に一般に制限されるので、有用なものであ
る。 患者の通気をTVで決定するためには、速度は
知られていなければならず、速度は最終的には
MV＝Ｒ×TVであるので、MVは最も基本的なも
のである。 したがつて、第１図および第６図−第１０図に
示す例示的な実施例は以下のような値について制
御ダイヤル１１，１２および１３によつてMV、
ＲおよびＩ：Ｅの設定を使用する。 MV ２から30まで調節可能 Ｒ ６から40まで調節可能 Ｉ：Ｅ １：１から１：３まで調節可能 基本的流れ制御系統（第１図、第２図および第３
図） 制御回路の特定的な例示的実施例は流れを制御
するための簡単かつ有効な手段と共に計算を実行
するための簡単な系統を利用している。 基本的に流れ制御系統について考えると、図示
の実施例は第２図に示すように５個の弁３４，３
５，３６，３７および３８を利用している。各弁
はガス供給源２７に接続され、このガス供給源２
７は慣用の圧力調整器２６の使用により一定の圧
力に維持されている。弁３４−３８の各々は、毎
分それぞれ２、４、８、16および23リツトルを供
給源２７から捕集チヤンバ２８に供給できるよう
に調整される。二進関係は必須のものではない
が、以下に説明するように便利なものである。 与えられた特定のMV、ＲおよびＩ：Ｅについ
ては、弁３４−３８により供給される流れの量は
次のようにして決定される： １時間中のＦ＝MV（１＋Ｅ／Ｉ） （Ｉ＋Ｅ）時間（秒）＝６０／Ｒ（Ｒは呼吸／分）で あり次の式から得られる。 Ｉ＋Ｅ＝６０／Ｒ、 また１サイクルのための時間＝６０／Ｒである。した がつて、全（Ｉ＋Ｅ）時間の６０／Ｒの間における期間 Ｉについての所要の流れＦを供給する通気装置弁
３４−３８により、流れはMV、速度およびＩ：
Ｅ制御ダイヤル１１，１２および１３の設定（第
１図）の全てに適合する。 図示した実施例においては、流れの値は第２図
の３４−３８によつて毎分当り２、４、８、10、
………、62リツトルまでの二進方式で選ばれる。
したがつて、例えば、もしダイヤル１１の所定の
MVの設定が毎分15.5リツトルで、またダイヤル
１３のＩ：Ｅの設定が１：１である場合、所定の
流れＦ＝15.5（１＋１）＝31リツトル／分であ
る。弁３４−３８は毎分30または32リツトルを制
御可能に提供し、31における一部の誤差または31
から約３％の差を制御可能に提供する。流れの誤
差を修正するためのいくつかの解決策は次のよう
にして得られる： (1) 例えば“１”弁（図示せず）付加することに
より付加的な弁を使用し、それにより解決策を
増すことにより誤差を減少させる； (2) MVを二つの増分でダイヤル１１によりセツ
ト可能とし、かつＩ：Ｅが１：１、１：２およ
び１：３の値のみをとることを許容する。この
ことは、 Ｆ＝MV（１＋Ｅ／Ｉ） が常に２の倍数であることを確保する。したが
つて、毎分62リツトルまでの流れの値の設定に
ついては、５個の弁３４−３８が使用される； (3) 例示的な実施例において使用される好ましい
解決策は TV＝ＭＶ／Ｖ を計算しかつ誘導された流れ信号をTVが所望
通りに正確な値となるまで積分することであ
る。もし所要の流れが31でありかつ実際の流れ
が30であるならば、このことは弁３４−３８を
計算されたＩ時間よりも少しだけ長く開いた
まゝで保ち、もし所要の毎分31リツトルが実際
に毎分32リツトルであるならば、弁の開放時間
は減少するであろう。 弁３４−３８により供給される実際の流れをモ
ニターするため、流れの感知するための二つの方
法が次のようにして利用できる； (1) 差圧装置または熱線装置のような公知の技術
を使用する実際の流れ感知； (2) 各弁３４−３８と組み合された電圧または電
流が弁３４−３８を開いている時に第６図のＤ
−Ａ変換器３９および積分器４０に提供される
例示的な実施例において使用されるような装
置。変換器３９および４０による結果的な電圧
処理は弁３４−３８により供給される流れの正
確な値を反映するものである。 毎分流量、流れ、および速度電圧を誘導するため
のＭＶ、ＲおよびＩ：Ｅダイヤル１１，１２およ
び１３、並びに第１図および第６図の回路網スケ
ーラおよび掛算器４１を設定するための考慮事項 前記したように、例示的な実施例は２から30ま
でのMV範囲および１から３までのＩ：Ｅ比の範
囲を使用している。これらの範囲内で流れ信号電
圧Ｆ＝MV（１＋Ｅ／Ｉ）を誘導するため、第６図の MVおよびＩ：Ｅダイヤル１１および１３並びに
スケーラおよび掛算器４１の例示的な設定が第５
図に示されている。TV信号電圧はMVダイヤル
１１の線形電位差計４５のアーム４４において誘
導され、このMVダイヤル１１は接地と調整され
た電圧４７との間でスチーリングレジスタ４６と
直列接続されている。レジスタ４６の値は、電位
差計４５の抵抗が２の低いTV範囲について０よ
りも２のフアクターでスタートするようになつて
いる。電位差計４５の抵抗はアーム４４における
２から30までの出力電圧の残りのMV範囲を提供
するように直線的に調整できる。電圧４７は値30
（３＋１）において調整される。 アーム４４における誘導されたMV電圧と流れ
信号電圧Ｆを発生するための（Ｅ／Ｉ＋１）との掛算 は、アーム４４における電圧を電位差計４８およ
びスケーリングレジスタ４９の直列構造に印加す
ることにより行われる。レジスタ４９の値は、
Ｉ：Ｅダイヤル１３用電位差計４８の抵抗が１の
低いＩ：Ｅ範囲について０よりも１でスタートす
るようなものである。電位差計４８の値は１から
３までの残りのＩ：Ｅ範囲を提供するように直線
的に調整できる。電位差計４８のアーム５０にお
ける結果的な出力電圧はMVおよびＩ：Ｅダイヤ
ル１１と１３の選ばれた設定のための流れ電圧Ｆ
である。 速度電圧の誘導は接地と調整された電圧との間
のスケーリングレジスタ５１およびＲダイヤル１
２用電位差計５２の直列構造により行われる。レ
ジスタ５１の値は、電位差計５２の抵抗が６の低
いＲ速度について零よりも６でスタートするよう
なものである。電位差計５２の値は６から40まで
の残りのＲ範囲を提供するように直線的に調整で
きる。電位差計５２のアーム５３における結果的
な出力電圧はダイヤル１２の選ばれた設定のため
の速度電圧Ｒである。 制御回路（第６図） この回路は第３図の一次源２５から調整器２６
および調整された供給源２７を通つて好ましくは
５つの流れ弁３４−３８によつてベロー組立体１
４まで供給される空気または酸素の所定量の供給
を制御する。この供給を行うための弁３４−３８
の切り換えられる開閉は基本的には第６図のクロ
ツク５４およびMVダイヤル１１、Ｒダイヤル１
２およびＩ：Ｅダイヤル１３の設定により制御さ
れる。 クロツク５４は1500Hzの出力パルスを回帰的に
発生し、一方パルスは多段の自動的にリサイクル
するカウンタ５５を駆動する。カウンタ５５の10
個の出力は流れ信号ラツチ回路５６に対して５個
のカウント入力信号を提供し、流れ用のＤ／Ａ変
換器５７および吸吐気量ラツチ回路５８に対して
６個のカウント入力信号を提供するように機能的
に使用される。カウンタ５５の５個のカウント出
力は５９−６３で表わされ、それぞれ毎分２、
４、８、16および32リツトルの流れ供給弁３４−
３８を作動するために要求されるカウント２，
４，８，１６および３２に対応している。カウン
タ５５の二進出力は６４−６９で表わされ、流れ
および吸吐気量制御装置のために使用されるカウ
ント１，２，４，８，１６および３２に対応して
いる。 MV、ＲおよびＩ：Ｅダイヤル１１，１２およ
び１３を所定の値に設定すると、流れＦ＝MV
（１＋Ｅ／Ｉ）に比例する電圧がスケーラおよび掛算 器４１の出力７０に発生される。回路４１はレベ
ル（スケールフアクタ）を変化させかつインピー
ダンスの整合を行うために演算増巾器（第６図に
は示せず）よりなるのが有利である。演算増巾器
は出力７０の流れ電圧は比較器７１と７２のそれ
ぞれの第１入力に印加される。 比較器７１の第２入力は変換器５７の出力７３
に接続される。変換器５７はカウンタ出力６４−
６９の電圧をカウント１，２，４，８，１６およ
び３２のための各出力についての適当なスケーリ
ングフアクタと合計する。スケーリングフアクタ
はカウントの大きさを表わすものであり、例えば
32のカウントは４×８カウントおよび16×２カウ
ント等を与えるものである。出力７３の電圧は零
から最大63まで増大し、その電圧が出力７０の流
れ電圧を超える時、比較器７１が付勢されてその
出力７４に基づく信号を発生し、流れラツチ５６
を作動させる。ラツチ５６は７６−８０で示され
る５個の出力よりなり、それらの各々は５９−６
３の５個の入力のそれぞれの一つと対応してい
る。その作動の時、ラツチ５６はラツチ動作を行
いかつその出力７６−８０をとらせ、また出力線
５９−６３の上に存在する二進数カウントを維持
する。自由作動型およびリサイクル型のカウンタ
５５の制御下における出力７３においてＤ／Ａ変
換器５７の電圧が続けて変化するにもかゝわら
ず、比較器７１の出力はラツチ５６に対して何ら
の影響も有していない。 出力７６−８０は２の増分で零（00000）と62
（11111）との間の値のみをとることができる。出
力７６−８０の各々は５個のORゲート８１−８
５のそれぞれの一つの入力に対して接続され、一
方その出力は５個のANDゲート８６−９０のそ
れぞれの一つの入力に対して接続されている。ゲ
ート８１−８５の５つの出力は９１−９５で表わ
されている。ゲート８６−９０の出力は流れ弁３
４−３８の個別的な一つおよびＤ／Ａ変換器３９
の５つの入力の個別的な一つに対して接続されて
いる。ゲート８６−９０の出力は９７−１０１で
表わされている。 “OR”ゲート８１−８５は二進カウント信号
２，４，８，１６および３２をラツチ５６の出力
７６−８０から出力９１−９５を経て“AND”
ゲート８６−９０のそれぞれの入力に対して通過
させるように機能し、一方これらの信号を以下に
説明するように比較器７２により発生できるオー
バーライド制御信号から隔離する。後者のゲート
は受け取つた二進カウント信号を好ましくは以下
に説明するように流れ補償制御信号の制御の下で
弁３４−３８の適当なものに対して通過させるよ
うに完全にイネーブル化される。 流れ制御回路の理解を容易にするため、流れ補
償制御信号の発明の説明が引き伸ばされ、また
“AND”ゲート８６−９０はイネーブル化されか
つ適当な存在する二進カウント信号２，４，８，
１６および３２をラツチ５６からゲート８１−８
５を経て通過させる。通過した信号はしたがつて
弁３４−３８の適当なものを作動させる。 弁は常閉型の二方装置である。弁は毎分２リツ
トルの弁３４が“２”カウント線に接続され、毎
分４リツトルの弁３５が“４”カウント線に接続
されるというように接続されている。前記した流
れ制御回路の作用の全ては流れラツチ出力７６−
８０にしたがつて、毎分０から60リツトルの範囲
で流れを発生するよう役立つ。その結果、空気ま
たは酸素の流れがベロー組立体１４に供給され、
この流れはMVおよびＩ：Ｅダイヤル１１および
１３の設定により定められると密接に（しかし正
確にではなく）対応している。弁３４−３８によ
り供給される流れはダイヤル１１および１３によ
り定められる流れと正確に用等なものではない。
なぜならば、弁制限装置の設定を行う時にラツチ
カウントには２nの増分および変動が生じるから
である。 供給される流れの正確さを補償するため、第６
図の吸吐気量制御回路はANDゲート８６−９０
の不能化および弁の作動の持続時間を制御し、そ
の結果弁３４−３８を通して実際に供給される流
れはダイヤル１１，１２および１３の所定の設定
に対してより正確に対応しているこの機能を遂行
するための回路は、Ｄ／Ａ変換器３９、積分器４
０、比較器１０３、駆動ガス補正回路１０４、高
度補正回路１０５、Ｄ／Ａ変換器１０６、ラツチ
５８、ORゲート１０８、比較器１０９、積分器
１１０、並びにスケーラおよび掛算器４１を含む
吸吐気量信号処理および高度並びに駆動ガス補正
装置よりなる。 Ｄ／Ａ変換器３９はスケーリングおよび加算増
巾回路である。変換器３９に対する５つの入力の
各々は例えばレジスタのスケーリングにより予め
調整され、すなわちスケーリングされ、その結果
加算増巾回路に対するその信号の寄与は、例えば
装置の校正試験の間のような時に作動および開放
される時に弁３４−３８の関連するものにより供
給される実際の流れに対応している。したがつ
て、弁３４−３８の開いたものによりベロー組立
体１４に供給される実際の流れの正確な表示は変
換器３９の加算増巾回路（図示せず）の入力に供
給される。その結果、変換器３９は積分器４０へ
の入力としてその出力１１１上に流れ加算信号を
発生する。その時、積分器４０は加算された実際
の流れ信号を流量の表示に変換し、その結果、最
終的には、以下に説明するように、比較器１０３
と協働する積分器４０の出力１１２上の流量信号
は導体１１３上のANDゲート８６−９０の不能
化およびイネーブル化を制御し、それにより弁３
４−３８は、ダイヤル１１および１３の設定と弁
３４および３８並びにそれらに関連する２n流れ
制御回路との間の不正確さを補償する時間だけ適
当に開閉される。 比較器１０３は積分器出力１１２上の流量表示
信号を吸吐気量関連信号と整合させるよう機能
し、この吸吐気量関連信号は弁３４−３８の開閉
期間を制御するため高度補正されかつ空気およ
び／または酸素補正され、ベロー組立体１４に供
給される空気および／または酸素の吸吐気量は
MV、Ｉ：ＥおよびＲダイヤル１１，１２および
１３の設定される通りのものとなる。これらの設
定により要求される吸吐気量は前記したように、
TV＝ＭＶ／Ｒである。 吸吐気量関連信号の発生は積分器１１０内にお
いてスケーラおよび増巾器４１により導体７５の
上に供給された速度電圧を積分し、かつ導体１１
４上の結果的な出力電圧を比較器１０９の第１入
力に供給することにより開始される。比較器１０
９の第２の入力は、スケーラおよび掛算器４１か
ら毎分流量電圧を受け取る。二つの入力電圧が等
しい時、速度電圧×デルタ時間＝MV電圧であ
り、デルタ時間はMV／速度に比例し、したがつ
て吸吐気量に比例する。入力電圧が等しいことの
結果として、比較器１０９は出力信号を発生し、
この出力信号は導体１１５からラツチ５８を作動
させるためORゲート１０８および導体１１６を
通つて通過する。作動させられると、ラツチ５８
はラツチされかつカウンタ５５の既存のカウント
をケーブル１１７のその出力導体を越えてＤ／Ａ
変換器まで延長させる。このようして、ケーブル
１１７の導体上に存在するデイジタル数はダイヤ
ル１１，１２および１３の設定により定められる
吸吐気量に比例している。この数は例示的に０と
512の範囲にある。 ケーブル１１７の導体上の吸吐気量カウント信
号はＤ／Ａ変換器１０６内で加算される。加算さ
れた信号は次いで導体１１８を越えてスケーリン
グ用の高度補正回路１０５に提供され、高度につ
いての信号レベルを０から6000フイートまで調整
する。管の制限が許容する空気の量は管を通る空
気または酸素の濃度と同様に管を横切る圧力の関
数であるので、スケーリング補正が提供される。
調整された供給源２７は常に大気圧に関して一定
の圧力で空気または酸素を供給する。空気または
酸素の濃度は大気圧によつて変動する。 例示すれば、もし雰囲気の圧力がP2であるなら
ば圧力P2における供給量＝V2であり、大気の出
口の温度はT2であり、その結果、Ｐ２Ｖ２／Ｔ２＝Ｐ１
Ｖ１／Ｔ１で あり、こゝでP1，V1およびT1は高圧側における
圧力、流量および温度を示す。温度T1＝T2であ
るならば、P1V1＝P2V2またはV2＝Ｐ１Ｖ１／Ｐ２である
。 P1＝P2ΔＰであり、こゝでデルタＰは調整器によ
り維持される。 したがつて、V2＝（Ｐ２＋ΔＰ）Ｖ１／Ｐ２であり、
P2（雰 囲気）の変動がある場合、V2は一定にはなり得
ない。P2に小さい変動があつた場合、誤差は補正
をしなくても小さいものであろう。大きな雰囲気
の変化によるP2の変動があつた場合、このような
ものゝ場合は様々な高さにおいて見られるもので
あり、高度補正回路１０５のスケーリング修正
（０から6000フイート）が行われ、その結果によ
り得られた補正済の信号は導体１１９を越えて駆
動ガス補正回路１０４に供給される。駆動ガス補
正回路１０４は空気または酸素が弁３４−３８を
駆動しているかどうかによつて、導体１１９と１
２０との間の適当なスケーリング装置を直列的に
手動で切り換えるための装置を含んでいる。 前記の結果として、導体１２０上の信号電圧は
ダイヤル１１，１２および１３の設定にしたがう
所定の吸吐気量信号を正確に表わしている。導体
１２０と１１１の電圧が等しい時、比較器１０３
が作動されてゲート８６−９０を不能化し、それ
により弁３４−３８への二進カウント信号の通過
を終了させる。弁はその時作動せず、吸気時間Ｉ
を終了させかつ吐気時間目を開始する。このよう
にして、吸気時間Ｉは、補正回路１０４からの補
正された吸吐気量関連信号に達するため積分器４
０による実際の流れの積分のために要求される時
間である。したがつて、吸気時間Ｉはカウンタ５
５による２n二進数カウトにおける±デイジツト
カウントを補償するための量だけが短いか長いも
のである。 例えば、毎分32リツトル用の弁３８が開かれた
時に実際に毎分29リツトルを供給し、またＤ／Ａ
変換器内の電圧スケーリングが毎分32リツトル用
の弁38に対応する弁の29/32に設定されているな
らば、作動された弁３４−３８の全ては、毎分３
リツトルの不足を調整する補償回路の機能によ
り、長い時間の間作動されたままとなるであろ
う。言い換えれば、作動された弁はダイヤル１
１，１２および１３の設定により設定により定め
られた所要の吸吐気量に達するに十分な長さだけ
開かれているであろう。 流れチエツク制限回路（第６図） この回路はラツチ５６の誤つた作動にもかゝわ
らず、またダイヤル１１および１２の設定がより
大きい流れを定めている時には、弁３４−３８を
通る流れの大きさを毎分62リツトルに制限する。
このような大きい流れの設定の例はダイヤル１１
および１２がそれぞれMV＝30およびＩ：Ｅ＝３
に設定された時に起こる。Ｆ＝MV（１＋Ｅ／
Ｉ）によれば所要の流れは毎分120リツトルであ
る。 チエツク回路は“OR”ゲート８１−８５およ
び“AND”ゲート８６−９０の作動を制御する
ことにより流れ制限回路を遂行する。効果的に
は、チエツク回路は弁３４−３８の全ての作動を
行わせるために“OR”ゲート８１−８５の全て
を作動させ、またダイヤル１１，１２および１３
の設定により要求される吸吐気量に達した時には
“AND”ゲート８６−９０を不能化する。 比較器７２がチエツク回路内に設けられ、出力
７０において発生された流れ電圧が毎分60リツト
ルよりも大きい流れに対応する時には、“OR”ゲ
ート８１−８５の全ての作動を制御する。比較器
７０には最大毎分62リツトルの制限に関連する基
準電位の源（図示せず）に接続された第１の入力
１２１を有している。流れ電圧が基準電圧よりも
わずかに大きい時、比較器７０にはその出力１２
２に対して切換信号を印加し、この切換信号は全
部で毎分62リツトルがベロー組立体１４に供給さ
れるように弁３４−３８の全てを作動させるた
め、“OR”ゲート８１−８５および常態でイネー
ブル化される“AND”ゲート８６−９０の全て
を通つて供給される。 前記したように、“AND”ゲート８６−９０は
常態ではイネーブル化され、“OR”ゲート８１−
８５の出力９１−９５から受け取つた弁作動信号
を通過させる。既に説明したように、ダイヤル１
１，１２および１３の設定により定められた吸吐
気量が弁３４−３８を通つてベロー組立体１４に
供給された時には、ゲート８６−９０は不能化さ
せられる。毎分62リツトルのレベルにおけるゲー
トの不能化は、ダイヤル１１と１２の設定がより
大きい流れを要求する時、Ｉ：Ｅ比を過剰な大き
さから許容できるレベルまで自動的に減少させる
効果を有している。自動的な減少は前記したよう
に、吸気時間を制御することにより行われる。こ
の時間は、補正回路１０４からの補正された吸吐
気量関連信号が積分器４０の出力１１２の信号レ
ベルに達するために要する時間により決定され
る。後者の信号は毎分62リツトルに対応するスケ
ーリングされた流れ信号の積分である。 速度−毎分当りの呼吸 この回路は速度電圧積分器１２３および比較器
１２５を含んでいる。その基本的な機能は吸気お
よび吐出のための全時間を調整することである。
この回路は弁３４−３８が開閉される全時間を制
御することによりそのような機能を行う。全時間
は速度に対応し、例示的には毎分当りの呼吸に対
応する。時間の間隔は60秒／速度に等しい。 吸気インターバルは、弁３４−３８が開かれて
所定の流れがベローユニツト１４に供給されるの
が許される時に生じる。吸気インターバルは所定
の吸吐気量をユニツト１４に供給できるように制
御可能に変動することができ、次いで前記したよ
うに、吐気インターバルを開始するように直ちに
終了させられる。吐気インターバルが生じると、
弁３４−３８は閉じられてベロー１４への流れを
遮断する。吐気インターバルは速度ダイヤル１２
の設定にしたがつて終了する。 吸気時間および吐気時間に等しい全時間を発生
するため、スケーラおよび掛算器４１により導体
７５に供給される速度電圧は所定の電圧に達する
まで積分器１２３により積分される。積分器の結
果的な出力は導体１２４を越えて比較器１２５に
適用される。出力は、０から速度時間デルタ時間
の基準電圧までの積分と比例し、速度電圧×デル
タ時間は基準電圧に等しく、またデルタ時間は基
準電圧／速度電圧に比例する。 比較器１２５は基準電圧に接続された第１の入
力および導体１２４に接続された第２の入力を有
している。導体１２４上の積分された速度電圧が
基準電圧に等しい時、比較器１２５は、速度積分
器１２３および流れ積分器４０をリセツトまたは
リサイクルさせかつ吐気カウンタ回路１２６を同
時的にステツプ動作させるため、その出力１２７
に対してリセツト信号を印加するよう作動する。
このようにして吐気インターバルが終了し、他の
一つの吸気インターバルが始まる。リセツトを行
う場合、積分器１０２はANDゲート８６−９０
を完全にイネーブル化するため比較器１０３を制
御し、その結果適当な弁が前記したようにして再
び作動されて開かれる。それから、弁は、ダイヤ
ル１１，１２および１３の設定により定められた
吸吐気量に達するまで、作動されかつ開かれたま
まである。 吸吐気量の制限 ダイヤル１１，１２および１３の設定に対する
補助的な安全策として、弁３４−３８を介してベ
ロー１４に供給される吸吐気量は積分器１２８お
よび比較器１２９を含む回路により制限される。
最大吸吐気量は例えば1.5リツトルと1.6リツトル
の間であり、この量は例えば大人の使用にとつて
極めて十分なものである。 積分器１２８は吸吐気量の決定において速度電
圧積分器１１０と同期して作動する。毎分流量／
速度から得られるデルタ時間は吸吐気量に比例す
る。積分器１２８は導体１３０上に供給される基
準電圧に対して積分を行いかつ出力を導体１３１
の上に供給する。比較器１２９は導体１３０およ
び１３１上の電圧を比較し、二つの電圧が等しい
時には、比較器はゲート１０８を介してラツチ１
０７を作動させ、ラツチ出力においてカウンタ５
５内に存在する関連した吸吐気量カウントを固定
する。例示的には、これは1.55リツトルに対応す
る。 吸気回路 第６図のこの回路１２６は吸気時間と吐気時間
の両方を50％だけ増大させるよう機能する。例示
的に全部で64の呼吸により比較器１０３と１２５
内の電圧レベルを調整させるためのカウント装置
であり、呼吸は所要の吸吐気量の150％まで増大
させられ、また吐気時間の持続時間も通常の150
％まで増大させられる。 比較器１２５からリード１２７への各リセツト
パルスは全部で64回の呼吸がカウントされるまで
吐気回路１２６によりカウントされる。回路１２
６は次いで制御電圧を導体１３２と１３３に印加
し、その結果比較器１２５と１０３はバイアスさ
れて吸気量を通常の150％まで増大させ、かつ吐
気の持続時間を通常の150％まで増大させる。 クロツクされたリセツト 制御装置の正確な吸吐気量および吸吐気量制限
性能を確保するため、第６図の回路は吸吐気量お
よび吸吐気量制限積分器１２８と１１０を定期的
に起こるインターバルで自動的にリセツトまたは
リサイクルさせるよう構成されている。リセツト
は、カウント５１２およびその交互の倍数がクロ
ツク５４からのカウントされたパルスに応じて達
成される度毎に、カウンタ５５の二進出力５１２
において発生されるリセツト信号により行われ
る。リセツト信号は512出力が作動される限り持
続され、すなわち例えばカウントが512に達する
時から1024のカウントまで持続される。その結
果、積分器１１０と１２８および関連する比較回
路はこの期間中に完全にリサイクルし、次いで前
記した機能を再び遂行する。 その結果として、リサイクリングはダイヤル１
１，１２および１３を再調整することを可能と
し、流れ制御回路は所望の流れ、吸吐気量、およ
び吸気−吐気比で応答することが可能となる。 サイクルの開始 サイクル開始回路１３９の中には手動の押ボタ
ンスイツチが含まれている。このスイツチは速度
および吸吐気量積分器１２３と４０をリセツトし
かつ吐気カウンタを一つだけ進ませるように導体
１２７の上に出力信号を発生するための比較器１
２５を作動させる。回路１３９は押ボタンがサイ
クルの吐気部分の間においてのみ作動を行わせる
ことを許容する。リセツトはスイツチの閉鎖の瞬
間に起こり、押ボタンを押したまゝに保持するこ
とは次のサイクルに対して何らの影響も与えな
い。 制御回路（第７図−第１０図） 第７図に示すクロツク５４は非安定マルチバイ
ブレータ１３７を含み、このマルチバイブレータ
の作動周波数はレジスタ１３８、電位差計１３９
およびキヤパシタ１４０を含む調時回路網により
制御される。リード１４１上への出力パルスはカ
ウンタ１５５を駆動する。 後者は12個の出力2(0)〜2(11)を持つリツプル
−キヤリー二進カウンタ／デイバイダ１４２であ
る。これらの出力は１、２、４、８、16、32、
64、128、256、512、1024および2048に対応す
る。出力１〜２５６は１〜511ステツプを与える
計算機能のために使用される。出力５１２は吸吐
気量および吸吐気量制限積分回路のためのリセツ
トとして使用される。出力２５６の付加的な機能
は可視および可聴警報をそれらが作動されるなら
ばそれらをイネーブル化することにより“ビーと
いう音を出すような”速度で機能させることであ
る。 ラツチ５６はフリツプフロツプ切換え構造によ
りなり、この構造はリード５９−６３上に入力信
号を受け取りかつリード７４上の正パルスに応答
してリード７６−８０の上に出力信号を発生す
る。発生された出力信号はその後流れ供給機能の
ためにラツチされまたは維持される。 ORゲート８１−８５はカツドニ入力ORゲート
を含む。カツドゲートの各々の出力はリード７６
−８０のそれぞれの一つのそれぞれのラツチフリ
ツプフロツプ出力が“ON”である場合には
“ON”である。この機能のため、ORゲートの四
つおよび所要の第５番目のORゲートのためのダ
イオードレジスタ１４３回路網が設けられてい
る。 ANDゲート８６−９０は５個の個々のANDゲ
ートを提供するよら構成されたカツドニ入力ア
NDゲートで形成されている。機能的には、AND
ゲートは第８図の５弁組立体２４を作動させるた
めにORゲート８１−８５の出力を通過させるよ
うに吸気期間の間にイネーブル化される。組立体
２４の５個の弁３４−３８はANDゲート８６−
９０の出力に応答するトランジスタ弁駆動部の制
御の下で作動する。弁３４−３８は吸気時間の間
に、かつ吐気用の弁が閉じている間に作動されか
つ開かれる。その逆に、弁３４−３８は、吐気用
の弁が開いている間において吐気中に閉じられ
る。 空気／O2調整器および供給源２６，２７は弁
に例えば38psiの一定の空気／O2圧力を供給し、
かつ例えば通常50psiで病院の供給ラインから作
動する。習慣的には、調整器は入力ラインから粒
子を除去するためのフイルターを含んでいる。図
示した実施例に使用するのに適当な調整器は
Norgen Companyにより製造されている。 第７図はレジスタ１５７−１６２を経てカウン
タ５５の１、２、４、８、16および32出力に接続
された複数個の入力を持つＤ／Ａ変換器５７を示
している。変換器５７は段階状のゼネレータであ
り、カウンタ５５の20〜25出力に応答する。変換
器５７の増巾器１６４の出力１６３は０から63ユ
ニツトステツプに対応する値まで増大する一連の
電圧ステツプである。出力１６３は０から63まで
の連続的に充電しかつ周期的に反復する段階状の
出力を発生する。 変換器の出力１６３はレジスタ１６６を介して
比較器７１の演算増巾器１６５の反転入力に対し
て階段状の信号を供給する。増巾器１６５の非反
転入力は第９図の前パネルダイヤルの設定および
スケーラおよび増巾器４１からの流れ電圧の計算
された値を、レジスタ１６９とキヤパシタ１７０
を経てリード７０から受け取る。流れの計算され
た値は流れ＝MV（１＋Ｅ／Ｉ）の電圧表示を有して いる。階段状電圧がリード７０上の流れ電圧の値
に達すると、比較増巾器１６５の出力は正電圧を
急速に増大させ、その正電圧はフリツプフロツプ
スイツチ５６を切換えかつラツチするためにダイ
オード１６７およびゲート１６８を経てフリツプ
フロツプスイツチ制御リード７４に対して送ら
れ、その結果カウンタ１４２の出力の二進カウン
トはゲート８１−８５に切り換えられかつダイヤ
ル１１−１３により確立されるものに対応する流
れの値をとる。 第７図における比較器７１の直ぐ下側には演算
増巾器１７５を含む比較器７２が設けられてい
る。演算増巾器は、レジスタ回路網を通して基準
電圧１７１およびリード７０上のスケーラおよび
掛算器４１供給電圧に対して接続される反転入力
を有している。回路網はレジスタ１７２，１７３
および１７４を含んでいる。リード７０上の電圧
が基準電圧の値（毎分62リツトルに対応する）よ
りも大きい時、増巾器１７５の出力はダイオード
１７６および１７７並びにレジスタ１７８を経て
リード１２２を越えてゲート７６−８０に送られ
る。その結果、全部で５個の弁３４−３８は前記
したようにゲート９１−９５を経て作動され、最
大で毎分62リツトルが、ダイヤルの設定およびリ
ード７０上のスケーラおよび掛算器４１電圧が毎
分63リツトルよりも大きい値である時には、患者
に対して供給されることを確保する。比較器７２
はこのような方式で機能する。なぜならば、変換
器５７からの段階状の電圧は毎分63リツトルの限
界よりも大きい値をとるよう設計されておらず、
したがつて比較器７１はリード７０上の毎分63リ
ツトルよりも大きい値については作動しないので
あろう。 リード１２２上の出力信号またはトランジスタ
駆動回路１７０を作動させるため第１０図のレジ
スタ１７９を通つて供給され、一方トランジスタ
駆動回路１８０は警報１９を作動させ、この警報
１９は前パネルの上に“Actual Ｉ：Ｅ Less
Than Dial Setting.”を表示する。Sonaler可聴
警報１８２は警報１８１と並列的に作動される。
これらの警報は第７図−第１０図の回路の作動の
結果として得られ、これらの回路はダイヤル１１
−１３の設定により要求される流れが毎分62リツ
トルよりも多い時にはＩ：Ｅを自動的に変える。
例示的には、関係Ｆ＝MV（１＋Ｅ／Ｉ）から、Ｅ／Ｉの ダイヤル設定＝１：３について要求される最大の
流れは30（１＋３）＝120リツトル／分の速度であ
り、この速度は第７図〜第１０図の回路によつて
は供給されない。Ｅ／Ｉ＝１：１においては、最大の 流れは30（１＋１）、すなわち毎分60リツトルで
ある。前記したように、所定の吸吐気量に達する
まで流れの実際の値（最大で毎分62リツトル）を
積分することにより、吸気時間はダイヤルの設定
Ｉ：Ｅにより表わされるものよりも長い時間だけ
持続する。例えば、MV＝20およびＩ：Ｅ＝３で
あるならば、流れ＝20（１＋３）＝毎分80リツト
ルであり、Ｉ：Ｅは自動的に１：2.1に変えら
れ、これは20（１＋2.1）＝62リツトル／分であ
る。 ソメラート（Sonalert）警報１８２はバツテリ
１８３、電力ON−OFFスイツチ１８４、並列的
なダイオード１８５およびレジスタ１８６並びに
ダイオード１８７を含む回路の制御の下で作動さ
れる。 弁３４−３８の“ON”状態の一つにより供給
される全部の流れの実際の大きさは第６図のＤ／
Ａ変換器３９により誘導される。第７図および第
８図に示すように、変換器３９は弁作動用リード
９７−１０１に取り付けられ、かつレジスタ１４
４−１４８および電位差計１４９−１５３の回路
網を含んでいる。電位差計は、リード１５４上の
加算された電気信号が、各弁の所望の流れ（毎分
２、４、８、16および32リツトル）と実際に閉じ
た弁の流れとの差を補償するレベルをとることが
できるように調整される。リード１５４上の信号
はリード１５６上に電気出力信号を発生するよう
に反転演算増巾器１５５を通つて処理され、その
信号の大きさは実際の弁の流れの表示である。 リード１５６上の信号は、電位差計１８８と１
８９およびレジスタ１９０を含む第９図の高度ス
ケーラ回路網に供給される。このスケーラ回路網
は高度の位置にしたがつて装置の作動性能を調整
する。 第９図の空気／酸素選択スイツチ２３６は増巾
器１５５の反転入力と出力との間にレジスタ２３
７を挿入することによりＤ／Ａ変換器３９の駆動
ガススケールフアクタを変化させるために使用さ
れる。スケールフアクタの変化は空気または酸素
を使用する結果としてガスの異なる量の効果を調
整するために必要である。差の生じる理由は密度
および粘度および二つのガスの間の約５％の差で
ある。レジスタ２３７による変化によつて増巾器
１５５の利得が変化させられる。 高度および駆動ガス補正信号は電位差計１８９
からリード１１１を越えて第１０図の流れ積分器
４０に供給され、レジスタ１９１および電位差計
１９２を経て演算増巾器１９３の反転入力に供給
される。電位差計１９２は積分増巾器１９３出力
の上昇の割合を調整する。積分器は吸気サイクル
のスタートを表わす速度ゲートランプの始めにお
いてスタートする。積分器４０は吐気サイクルの
終わりにおいてリセツトされ、この時点は速度ラ
ンプの終わりに一致しかつ前記したように比較器
１２５の制御下にある。ツエナーダイオード１９
４はキヤパシタ１９５を横切る電圧を制限するよ
う機能する。 増巾器１９３の出力は前記したように第１０図
の比較器１０３によりリード１２０上の計算され
かつ補正された吸吐気量信号と比較される。比較
器１０３は演算増巾器１９６を含み、この演算増
巾器１９６はその反転入力におけるレジスタ１９
７を経て増巾器１９３の出力を受け入れかつその
出力をその非反転入力において受け入れられるリ
ード１２０上の吸吐気量信号と比較する。積分さ
れた流れ信号が計算されかつ補正された吸吐気量
信号に達すると、増巾器１９６の出力は常態を変
え、この変化は吸気と吐気との間の転移を表わ
し、増巾器１９６の出力はリード１１３とダイオ
ード１９８を経て供給され、ANDゲート９１−
９５の不能化および弁３４−３８の不作動を制御
する。 この制御をさらに検討するため、吸気のスター
トについて考察する。この時点において、キヤパ
シタ１９５は、増巾器１９３の出力が論理“０”
となりかつその結果増巾器１９６の出力が正とな
りかつ第７図の遅延回路２００とダイオード２０
１を経てイネーブル化のためにANDゲート８６
−９０に供給されるように、開放状態に変えられ
る回路１９０からの閉鎖ブリツジスイツチを有し
ている。遅延回路２００は、吐気弁２９が閉鎖時
間中の漏れを回避するように完全に閉じられた後
で吸気の流れをスタートさせるために利用され
る。増巾器１９６の正出力はまた、吐気弁が弁３
４−３８からの流れ信号の生じる前に閉じられる
のを確保するため、ダイオード２０２を経て弁組
立体２４の吐気弁２９に対して供給される。 吸気の終わりにおいては、増巾器１９６の出力
はANDゲート８６−９０を迅速に不能化して弁
３４−３８の作動されたものゝ作動停止を行うた
めに、負の出力に常態を変化させる。ほゞ同じ時
期に、正電圧がダイオード２０２を経て吐出弁２
９のための制御回路から除去される。吐気弁は、
弁３４−３８を通る流れが中断されてガスライン
中の圧力を減少させる時間を与えるために短い時
間だけ閉鎖されたまゝであり、その結果吐気弁が
吐気期間の終わりに近い時点で開くのと同様に小
さい損失も生じることはない。 呼吸サイクルの手動による開始は第１０図の前
パネル押ボタンスイツチ２２、キヤパシタ２３８
およびレジスタ２３９により制御される。キヤパ
シタ２３８は吸気サイクルの間、比較器１０３か
らレジスタ２３９を通つて負電圧に充電される。
スイツチ２２が作動される場合、キヤパシタ２３
８の電圧は、速度積分リセツトを通常よりも短い
時間で有効に行わせかつ呼吸サイクルの手動によ
る開始を行うために、比較器１２５の演算増巾器
２４０の反転入力に移される。キヤパシタ２３８
の負電荷は単に吐気の間においてのみ存在するこ
とおよび吸気中には正電荷がキヤパシタ２３８に
存在すること、並びにその増巾器２４０への移動
は何らの機能的な効果も有していないことを理解
すべきである。 第９図は毎分流量、速度、Ｉ：Ｅ比電圧、並び
にＦ＝MV（１＋Ｅ／Ｉ）という関係にしたがう毎分 リツトルで表わされる流れの要求に対応する電圧
を発生するため、スケーラおよび掛算機４１と共
に前パネルダイヤル１１，１２および１３を示し
ている。 こゝで速度回路について説明する。電位差計１
２３を制御する前パネルダイヤル１２は６から40
までの範囲を有している。これを達成するため、
第９図のレジスタ２１１と電位差計２１２は、電
位差計２１２とダイヤル１２用電位差計２１３の
接続部における電圧が正電圧の6/40と等しく、し
たがつて電位差計２１３のアームからの電圧が６
から40までの速度に比例するように設定されてい
る。電位差計２１３のアームはレジスタ２１４を
経て掛算器演算増巾器２１５の反転入力に接続さ
れ、この増巾器はスケール電圧を増巾しかつ第８
図の積分器１１０および第９図の電位差計１２３
に接続される負出力を有している。 こゝで毎分流量について説明すると、その範囲
は２から30であり、前パネルダイヤル１１により
制御される。この範囲を得るため、第９図のレジ
スタ２１６と電位差計２１７は、電位差計２１７
とダイヤル１１用の電位差計２１８との接続部に
おける電圧が電位差計２１８に印加される正電圧
の2/30と等しく、したがつて電位差計２１８のア
ームからの電圧が２から30までのMVに比例する
ように設定されている。電位差計２１８のアーム
からの電圧は演算増巾器２１９の非反転入力に印
加され、該演算増巾器はその電圧を掛算しかつリ
ード２３０を越えて第８図の比較器１０９および
電位差計２２１と２２２並びにレジスタ２２３を
含む第９図のＩ：Ｅ回路の両方に供給される出力
を提供する。 電位差計２２２とレジスタ２２３は１から３ま
でのＩ：Ｅ範囲のために選ばれており、電位差計
２２１のアームにおけるスケーリングされた電位
は、増巾を行いかつＦ＝MV（１＋Ｅ／Ｉ）に比例す る負の出力電圧をリード７０の上に発生させるた
め、レジスタ２２４を経て演算増巾器２２５の反
転入力に印加される。リード７０上の印加は既に
説明したように、比較器７１と７２に供給され
る。 リード７５上の前記した速度電圧は第８図の二
つの積分器１１０と第９図の１２３により処理さ
れる。回路１００による積分は演算増巾器２２６
およびキヤパシタ２２７により制御される。キヤ
パシタ２２７は二進カウンタ５５の512出力の制
御の下でリセツトまたはリサイクル期間中に回路
２０８内のスイツチにより短絡される。他の全て
の時間においては、スイツチ回路２０８は512出
力に対する論理信号により作動される。512出力
からのトランジスタに対して短絡されていない
時、回路１１０は比較器１０９に適用される出力
を発生するため、増巾器２２６の反転入力におい
てレジスタ２２８を経て受け入れられる速度電圧
の積分を行う。比較器１０９はリード１１４上の
積分された電圧を増巾器２１９からリード２３０
を越えて受け取られた毎分流量電圧とを比較する
ための演算増巾器２２９を含んでいる。積分され
た電圧がMV電圧よりも大きい時、増巾器２２９
の出力はリード１１９を越えて第９図の吸吐量ラ
ツチ５８を作動させるため、ORゲート１０８の
ダイオード２３１を通つて供給されるのに十分な
だけ正となる。 第９図の積分器１２８はリード７５上にスケー
リングされた速度電圧を積分するための演算増巾
器２４１とキヤパシタ２４２を含んでいる。電圧
はリード７５からレジスタ２４３および電位差計
２４４を通つて増巾器２４１の反転入力に供給さ
れる。積分器は、そのランプの傾斜がダイヤル１
２の増大する速度設定と共に増大するランプを発
生する。キヤパシタ２４２は比較器１２５の制御
の下で“０”への積分器のリセツトまたはリサイ
クル期間の間回路１９９内のスイツチにより短絡
され、かつ積分のために開路される。 増巾器２４１の出力におけるランプ電圧はレジ
スタ２４５を経て比較器１２５内の演算増巾器２
４０の非反転入力に直接結合される。増巾器２４
０の反転入力はレジスタ２４６と２４７を横切つ
て誘導される基準バイアス電圧に接続されてい
る。 速度ランプの大きさが基準電圧を超えると、比
較増巾器２４０はダイオード２４９を経てキヤパ
シタ２４８を充電し、かつそれと同時にスイツチ
回路１９９を作動させるための正出力を提供す
る。その作動時において、スイツチ回路１９９は
前記したようにキヤパシタ１９５と２４２を短絡
させ、それによりそれらの放電リセツテイングま
たはリサイクリングを行うためにそのスイツチを
閉じる。キヤパシタ２４８とレジスタ２５０はス
イツチ回路１９９をキヤパシタ１９５と２４２の
完全な放電を確保するのに十分長い期間だけ作動
させたまゝで保持するために役立つ。キヤパシタ
２４８が放電すると、スイツチ回路１９９は作動
不能となり、その短絡は開かれ、積分キヤパシタ
１９５と２４２がそれらのサイクルを再びスター
トすることを許容する。 第９図の吐気回路１２８はゲート２３３を経て
リード１２７の上の正の駆動パルスを受け取る７
段の二進カウンタ２３２よりなる。カウンタはレ
ジスタ２３４と電圧２３５によりOFF状態にバ
イアスされ、かつ前パネル吐気スイツチ２１が閉
じられる時にカウントパルスを開始するように作
動させられる。64番目のパルスがカウントされる
と、26出力がONとなり、かつリード１３２を経
て吐気実行操作のため比較器１２５用のスイツチ
回路１９９に結合される。65番目のパルスが起こ
ると、カウンタ２３２の20および26出力はONと
なり、かつ吐気スイツチ２１を経てカウンタをリ
セツトするよう作動する。 比較増巾器２４０の出力はまた、ダイオード２
５１を経て吐気カウンタ２３２の駆動入口に供給
される。カウンタ２３２がダイオード２５１を介
して受け取る64パルスのカウントに達すると、ス
イツチ回路１２５を作動させかつ比較器１０３と
１２５内でスケールフアクタの変化を行わせるた
めに、カウント出力リード１３２において信号が
発生される。その結果、吸気時間および吐気時
間、並びに64番目のパルスのカウンタ状態を持続
させかつ吐気機能を行うための吸吐気量において
50％だけの増大が行われる。 第９図のラツチ５８は第８図の吸吐気量制限比
較器１２９と比較器１０９からダイオード２１０
と２３１とよりなるORゲートを経てリード１１
６上のラツチ信号を受け取る。この信号を受け取
ると、ラツチ５８は作動およびラツチを行い、ケ
ーブル２５２を越えてその入力において受け取ら
れた二進カウンタ状態信号はその出力リードを経
てＤ／Ａ変換器１０６内の演算増巾器２５４のそ
れぞれの加算レジスタ２５３に供給される。加算
増巾器２５４の出力はラツチ５８の出力の状態お
よびカウンタ５５により決定される値を有してい
る。ラツチ５８の各出力はその二進値にしたがつ
て増巾器２５４の出力に寄与する。 増巾器２５４の出力は単利得増巾器２５５の反
転入力に適用され、かつ計算された吸吐気量信号
を表わす。吸吐気量信号は比較器１０３の増巾器
１９６および警報比較器の増巾器２５６に供給さ
れる。計算された吸吐気量が積分器４０の値と等
しい時、ANDゲート８６−９０は不能化され吸
気期間が終了する。計算された吸吐気量信号が増
巾器２５６のためのレジスタ２５７と２５８を横
切つて誘導された基準電圧レベルを超えた時、ト
ランジスタドライバ１８０はレジスタ２５９を経
て作動され、“Setting Exceeds Specifications
可視警報１６”を付勢する。 第８図の積分器１２８は前記したように、吸吐
気量を1.5リツトルに制限するように機能する。
回路１２８は吸吐気量積分器１１０のものと対応
するランプ傾斜を発生するため、演算増巾器２０
３およびキヤパシタ２０４、レジスタ２０５と２
０７、並びに電位差計２０６を含む回路網を含ん
でいる。吸吐気量ランプの調整は、電位差計２０
６により制限される。 積分器１２８の作用をそのリセツト時間に関し
て説明すると、リセツト時間は二進カウンタ５５
の512番目の出力が論理“１”に切り換えられる
時に起こる。その時、回路２０８内のスイツチは
キヤパシタ２０４を短絡させるため論理“１”に
応答して閉じられる。512カウントが論理“０”
に切り換えられかつカウンタ５５の20〜29出力の
全てが“０”である時短絡は取り除かれる。その
結果、両積分器１２８と１１０は512リセツトカ
ウント出力の制御の下で吸吐気量機能を同時に開
始し、次いで回路２０８と協働してその出力にお
いて論理“１”が生じるとリセツトまたはリサイ
クルさせられる。 増巾器２０３のランプ出力信号はリード１３１
の上に現われ、比較器１２９によりリード１３０
上の固定された基準電圧と比較される。比較は演
算増巾器２０９により行われる。比較された信号
が等しい時、積分器１２８のランプのスタートか
ら信号の同等化が起こる時までの時間の間隔は
1.5リツトルの計算された吸吐気量の計算のため
の間隔に対応する。増巾器２０９の出力は、該増
巾器２０９の出力が1.5リツトルの限界に対応す
る値に達する時、前記したように第７図のラツチ
５８を制御可能に作動させるためリード１１６を
越えてORゲート１０８用ダイオード２１０を通
つて供給される。 第２図の吐出弁のためのトランジスタ弁駆動回
路および第８図の弁組立体２４に故障が生じた場
合の安全策として、速度電圧積分器および警報回
路が第８図と第１０図において設けられている。
これらの回路は故障による吐気弁２９を開きかつ
第１図に示す装置の前パネル上に見られる第１０
図のVentilate Manually用警報ランプ１５を作動
させるのに有効である。ランプ１５の作動と同時
に、第１０図のSonalert可聴警報１８２が作動さ
れる。ランプ１５および警報１８２は、第８図の
警報回路内の比較器演算増巾器１７３からレジス
タ２７２とリード２７４を経て入力２７１上に受
け取られた警報信号に応答して第１０図のトラン
ジスタドライバの制御の下でレジスタ２７０とダ
イオード２７９を経て作動される。増巾器２７３
は故障が存在しない間、その“off”状態におい
て常態では逆バイアスされている。増巾器２７３
は他の比較器演算増巾器２７５からその反転入力
上に受け入れられた信号を比較する。演算増巾器
２７５はその非反転入力上の正の基準電圧に対し
てその反転入力上の積分器入力を比較する。積分
器は演算増巾器２７６、キヤパシタ２７７および
ツエナーダイオード２７８よりなる。キヤパシタ
２７７は第８図の回路２０８のスイツチによりリ
サイクル操作の間短絡されかつ非リセツト期間の
間速度電圧の積分のために開路される。回路２０
８は二つの異なるリセツト信号に応答して作動さ
れ、そのリセツト信号の一つは第７図のカウンタ
１４２の512番目の出力から得られ、また他の一
つのリセツト信号は第８図の弁組立体２４のトラ
ンジスタ弁ドライバから受け取られる。後者のリ
セツト信号は組立体２４からリード２８０および
ダイオード２８５と２８６を経て供給される。比
較器１０９の回路２０８の作動は第８図のキヤパ
シタ２７７のリサイクリングまたは放電を機能的
に行い、また速度電圧積分操作のため回路２０８
の作動停止時にキヤパシタを開路させる。 積分増巾器２７６とキヤパシタ２７７の機能は
本質的に、組立体２４のトランジスタ弁ドライバ
によるリセツト操作が適当な時間に起こることお
よびそうでない場合には、もしそのような操作が
行われないならば警報１５および１８２を作動さ
せるのを確保することである。 リード７５からレジスタ２８８と電位差計２８
９を経て供給される速度電圧２７６による積分の
スタートと一致する吸気サイクルのスタートの
間、第２図の吐気弁２９はリード２８０、リレー
２８２の閉鎖接点２８１およびリード２８３を通
して第８図の弁組立体２４からの閉鎖の制御の下
で作動されかつ閉じられる。リレー２８２は比較
増巾器２７５の出力から供給される正の作動電圧
に応答して閉鎖を行うよう作動される。 吐気中において、組立体２４の吐気弁駆動回路
は適正に機能している装置を表わすリード２８０
へのリセツト信号を適用する。リセツト信号は吐
気サイクルの持続時間のために前記したようなキ
ヤパシタ２７７の放電リサイクルを行うため、レ
ジスタ２８４およびダイオード２８５および２８
６を経て第８図のスイツチ回路２０８を作動させ
る。 リセツト信号がリード２８０上に現われていな
い場合、増巾器２７６とキヤパシタ２７７による
速度電圧の積分は増巾器２７５の非反転入力にお
ける基準電圧を越えて増巾器２７５の反転入力に
おいて増大し、その結果その出力をリレー２８２
の解放のために負に切り換える。解放動作におい
て、リレー２８２はその接点２８１を開き、吐気
弁２９がさらに閉じるを禁止する。これと同時
に、リセツトパルスはレジスタ２９０とダイオー
ド２９１を経て抑制され、増巾器２７３は前記し
たようにドライバ１８０の制御の下で第１０図の
警報１５と１８２の作動を行うよう作動させられ
る。 第１図の装置の前パネル上に見える第１０図の
Lo Gas Supply Pressure用警報ランプ１７は第
１０図の圧力スイツチ２９２の制御の下で第１０
図のトランジスタドライバ１８０により作動され
る。圧力スイツチ２９２は駆動ガスの低圧時には
常態で開いている。圧力が約40psiを超えると、
スイツチ２９２は閉じ、レジスタ２９３と２９４
の接続部に接地を適用し、それによりドライバ１
８０をバイアスさせて警報の作動を抑制する。約
35psi以下への圧力低下が起こると、スイツチ２
９２は開き、ドライバ１８０および警報１７と１
８２を作動させるために負電圧がレジスタ２９３
と２９４を通して印加される。 第１図の装置の前パネル上に見える第１０図の
Patient Disconnect用の警報ランプ１８は、第２
図および第８図の速度積分器および比較回路並び
に圧力スイツチ３２の制御の下で第１０図のトラ
ンジスタドライバ１８０により作動させられる。
麻酔装置に供給させられる第２図のベロー組立体
１４の圧力出力は第８図のスイツチ３２によりモ
ニタされる。スイツチ３２は低圧において常態で
開いている。所望の圧力により作動される時、ス
イツチ３２は閉じて、キヤパシタ２９５とダイオ
ード２９６を経て比較器１０９のスイツチ回路２
０８に対して正のリセツト信号電圧を印加する。
スイツチ２０８への正の電圧入力は、キヤパシタ
２９５とダイオード２９６により決定される時間
だけ存在し、かつスイツチ２０８により積分器キ
ヤパシタ２８７の放電リサイクルを行わせる。リ
サイクルが完了した後、キヤパシタ２８７および
その関連する増巾器２９７はリード７５からレジ
スタ２９８と電位差計２９９を経て受け取られた
入力速度電圧に応答してランプ電圧を発生する。
増巾器２９７のランプ出力電圧が第８図の比較演
算増巾器３００の反転入力電圧における基準電圧
に達すると、演算増巾器３００はレジスタ３０２
を経て第１０図のトランジスタドライバ１８０を
作動させかつ第１０図の警報１８と１８２を作動
させるため、リード３０１上に出力を発生する。
例示的に、ランプ電圧の持続時間は、スイツチ３
２の閉鎖と警報の作動との間の間隔が２回の完全
呼吸とほゞ対応するように調整される。リセツト
信号はキヤパシタ２９５を通してAC結合されて
いること、すなわちスイツチ３２は単に閉鎖の時
にのみパルスを発生し、かつ次のパルスを発生さ
せるためには開閉させられなければならないと言
うことは注目に値することである。例示的な２回
の呼吸の持続時間を越えてリセツトパルスが存在
しないような場合、警報１８と１８２は既に説明
したような態様で作動される。 ソナラート（Sonalert）警報１８２からの可聴
警報は装置に対する電力の損失がある場合に提供
される。電力が中断または損失されていない時、
また圧力スイツチが閉じられている時、負の電圧
がFETトランジスタ３０３のゲートに印加さ
れ、該トランジスタを“off”状態に切り換え
る。負電圧が除去されるならば、トランジスタ３
０３は導通し、かつ電力の故障の信号を発生する
ため可聴警報１８２、レジスタ１８６およびスイ
ツチ１８４を経てバツテリ１８３に至る電流路を
完成する。 ランプ警報１５−１９および警報８２の全ての
試験は第１図の装置の前パネル上に見られる第１
０図の警報試験ボタンスイツチ２０を押すことに
より行われる。この押下げ動作は接地をダイオー
ド３０４を経てトランジスタ駆動回路１８０に適
用するためスイツチ２０を閉じ、それにより警報
の全てのためにトランジスタドライバ１８０を作
動させる。 可聴および可視警報は、Actual Ｉ：Ｅ Less
Than Setting（警報１９）を除いて、全てが脈
動する警報（ビーという音および点滅）である。
脈動効果はケーブル３０５を越えて第７図の二進
カウンタ１４０の256出力の制御の下でトランジ
スタ駆動回路１８０を作動させることにより256
カウントの速度で達成される。 二進カウンタの20出力の作動をモニタするた
め、警報制御回路が第７図に示されている。この
回路は、例えばカウンタ１４２に印加される十電
圧の50％である20出力の平均を発生するレジスタ
３０６とキヤパシタ３０７よりなる。一対の比較
器３０８と３０９はキヤパシタ３０７からの50％
電圧を比較器の入力に印加される例えば＋３およ
び＋９ボルトと比較する。キヤパシタ３０７の電
圧が３ボルトと９ボルトとの間である時、比較器
３０８と３０９の出力は負であり、何らの警報も
与えられない。キヤパシタ３０７の電圧が３ボル
ト未満または９ボルトよりも大きい場合、関連す
る比較器出力は正に切り換えられ、第１０図のト
ランジスタドライバ１８０および可視および可聴
警報１５−１９並びに１８２の全てを作動させる
ためダイオード３１０または３１１およびケーブ
ル３０５に供給される。 例えば第７図−第１０図の制御回路に使用する
のに適当な回路素子は次の通りである：
【表】
フロツプ
【表】
電流、ダーリ
ントン配列
ントン配列
Applications Claiming Priority (1)
| Application Number | Priority Date | Filing Date | Title |
|---|---|---|---|
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