JP2001190671A - 高頻度人工呼吸器 - Google Patents
高頻度人工呼吸器Info
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Abstract
(57)【要約】
【課題】 高頻度人工呼吸時の圧力振幅低減を課題とす
る。 【解決手段】患者Ｘへ吸気を供給する吸気導入部６２
と、その吸気を患者Ｘへ案内する患者側経路６０と、こ
の吸気に振動空気圧を付勢する振動空気圧付勢部５０
と、患者Ｘから出された呼気を大気中に排出する排出経
路７０と、振動空気圧付勢部５０の動作制御を行うコン
トローラ４０とを備え、振動空気圧付勢部５０はブロワ
５２とロータリーバルブ５４とを備え、コントローラ４
０は、振動周波数と患者の一回換気量の入力を受ける受
付部４１と、入力値に基づいてロータリーバルブ５４と
ブロワ５２とを制御する動作制御部４９とを備え、この
動作制御部４９が、振動周波数を変更する際に、患者の
一回換気量が一定値を維持するようにブロワ５２による
振幅量の制御を行う換気量維持機能４６を備えている。
る。 【解決手段】患者Ｘへ吸気を供給する吸気導入部６２
と、その吸気を患者Ｘへ案内する患者側経路６０と、こ
の吸気に振動空気圧を付勢する振動空気圧付勢部５０
と、患者Ｘから出された呼気を大気中に排出する排出経
路７０と、振動空気圧付勢部５０の動作制御を行うコン
トローラ４０とを備え、振動空気圧付勢部５０はブロワ
５２とロータリーバルブ５４とを備え、コントローラ４
０は、振動周波数と患者の一回換気量の入力を受ける受
付部４１と、入力値に基づいてロータリーバルブ５４と
ブロワ５２とを制御する動作制御部４９とを備え、この
動作制御部４９が、振動周波数を変更する際に、患者の
一回換気量が一定値を維持するようにブロワ５２による
振幅量の制御を行う換気量維持機能４６を備えている。
Description
【０００１】
【発明の属する技術分野】本発明は、人工呼吸器に係
り、特に、高頻度人工呼吸器に関する。
り、特に、高頻度人工呼吸器に関する。
【０００２】
【従来の技術】従来の高頻度人工呼吸器２００は、図１
１に示すように、酸素供給源２０１から三方分岐管２０
２を介して患者Ｘ側と排気側とに分岐する流体回路系を
流れる高濃度酸素を含んだ吸気（通常の流量10〜30[l/m
in]，最大60[l/min]）に対して高頻度の振動空気圧を振
動空気圧付勢部２０３によって付勢して患者Ｘの肺内に
酸素供給を行う。このとき、患者Ｘの肺へかかる平均圧
力は、呼気の排出口に設けられた呼気弁２０４のゴム弁
の開放面積でコントロールする。振動空気圧の振動周波
数（以下、換気周波数とする）は振動空気圧付勢部２０
３のロータリーバルブ２０６の回転数で調節され、振動
空気圧の振幅量はブロワ２０５の出力で調節される。
１に示すように、酸素供給源２０１から三方分岐管２０
２を介して患者Ｘ側と排気側とに分岐する流体回路系を
流れる高濃度酸素を含んだ吸気（通常の流量10〜30[l/m
in]，最大60[l/min]）に対して高頻度の振動空気圧を振
動空気圧付勢部２０３によって付勢して患者Ｘの肺内に
酸素供給を行う。このとき、患者Ｘの肺へかかる平均圧
力は、呼気の排出口に設けられた呼気弁２０４のゴム弁
の開放面積でコントロールする。振動空気圧の振動周波
数（以下、換気周波数とする）は振動空気圧付勢部２０
３のロータリーバルブ２０６の回転数で調節され、振動
空気圧の振幅量はブロワ２０５の出力で調節される。
【０００３】この高頻度人工呼吸器２００の酸素供給原
理を説明する。まず、患者に供給される吸気に高頻度振
動空気圧が付勢されると、当該吸気の圧力振幅により、
患者の肺中の二酸化炭素を含んだ吸気（以下、呼気とす
る）に対して小容量の換気（対流的なガス交換）が起る
と共に、吸気の振動による拡散運動の効果で、気管内チ
ューブ２０７を介して肺内に吸気が侵入すると共に肺内
の呼気が肺の外（患者口元）まで導き出される。後続の
吸気は、上述の換気を行うと共に肺から導き出された呼
気を排気口側に送り出す作用をも有している。これによ
り、患者の肺内を常に一定の酸素濃度に維持することを
可能としている。
理を説明する。まず、患者に供給される吸気に高頻度振
動空気圧が付勢されると、当該吸気の圧力振幅により、
患者の肺中の二酸化炭素を含んだ吸気（以下、呼気とす
る）に対して小容量の換気（対流的なガス交換）が起る
と共に、吸気の振動による拡散運動の効果で、気管内チ
ューブ２０７を介して肺内に吸気が侵入すると共に肺内
の呼気が肺の外（患者口元）まで導き出される。後続の
吸気は、上述の換気を行うと共に肺から導き出された呼
気を排気口側に送り出す作用をも有している。これによ
り、患者の肺内を常に一定の酸素濃度に維持することを
可能としている。
【０００４】上記高頻度人工呼吸器２００では、医者が
患者の様態に合わせて任意に設定できる基本的なパラメ
ータは、主に、酸素供給源から患者Ｘまでの回路系の
内部圧力（5〜15[cmH2O]（490〜1470[Pa]））、高頻
度振動空気圧の振幅量（ブロワ２０５の出力）、振動
空気圧の換気周波数（3〜15[Hz]程度）の三つである。
他に付随的なパラメータとして患者に送る吸気供給量、
吸気の酸素濃度がある。患者の様態に合わせて、上記基
本的なパラメータを以下のようにコントロールして呼吸
管理をする。
患者の様態に合わせて任意に設定できる基本的なパラメ
ータは、主に、酸素供給源から患者Ｘまでの回路系の
内部圧力（5〜15[cmH2O]（490〜1470[Pa]））、高頻
度振動空気圧の振幅量（ブロワ２０５の出力）、振動
空気圧の換気周波数（3〜15[Hz]程度）の三つである。
他に付随的なパラメータとして患者に送る吸気供給量、
吸気の酸素濃度がある。患者の様態に合わせて、上記基
本的なパラメータを以下のようにコントロールして呼吸
管理をする。
【０００５】(1)酸素化をしたい場合は、患者回路の平
均気道内圧を上げる。ここで酸素化とは患者Ｘの動脈血
中酸素分圧（PaO2）を上げることをいう。
均気道内圧を上げる。ここで酸素化とは患者Ｘの動脈血
中酸素分圧（PaO2）を上げることをいう。
【０００６】(2)二酸化炭素の掃けを良くしたい場合
は、高頻度振動空気圧の振幅量を増やす。二酸化炭素の
掃けを良くするとは、動脈血中二酸化炭素分圧（PaC
O2）を下げることをいう。
は、高頻度振動空気圧の振幅量を増やす。二酸化炭素の
掃けを良くするとは、動脈血中二酸化炭素分圧（PaC
O2）を下げることをいう。
【０００７】(3)各患者Ｘは高頻度人工呼吸の換気効率
が高くなる固有の周波数が個別に決まっており、また、
この固有の周波数は患者の様態に応じて変化もする。換
気周波数は、患者Ｘの様態を観察しつつかかる固有の周
波数に近づくように調節が行われる。
が高くなる固有の周波数が個別に決まっており、また、
この固有の周波数は患者の様態に応じて変化もする。換
気周波数は、患者Ｘの様態を観察しつつかかる固有の周
波数に近づくように調節が行われる。
【０００８】換気周波数は、初期の段階では患者Ｘの体
重に合わせて決められ、患者Ｘの体と共振してガス（酸
素）の拡散効果を上げ、ガス交換（酸素と二酸化炭素と
の交換）が効率良く行われる周波数に調節される。一般
に、換気周波数に関しては、新生児には、15[Hz]前後，
小児から成人は、3〜10[Hz]が多く用いられている。
重に合わせて決められ、患者Ｘの体と共振してガス（酸
素）の拡散効果を上げ、ガス交換（酸素と二酸化炭素と
の交換）が効率良く行われる周波数に調節される。一般
に、換気周波数に関しては、新生児には、15[Hz]前後，
小児から成人は、3〜10[Hz]が多く用いられている。
【０００９】この換気周波数は、人工呼吸時には、急な
患者Ｘの様態変化が生じなければ固定されていることが
多く、あまり頻繁に変化させるものではない。よって、
通常であれば、患者Ｘの様態に合わせて希望する人工呼
吸を行なうためには、とのいずれかのパラメータの
みにより呼吸状態が調節される。
患者Ｘの様態変化が生じなければ固定されていることが
多く、あまり頻繁に変化させるものではない。よって、
通常であれば、患者Ｘの様態に合わせて希望する人工呼
吸を行なうためには、とのいずれかのパラメータの
みにより呼吸状態が調節される。
【００１０】
【発明が解決しようとする課題】一方、患者の様態が変
化すると、PaO2が下がり過ぎたり、PaCO2が上がり過ぎ
たりする場合がある。この場合は、既に患者Ｘの固有周
波数に変化が生じているため、もはやとのみでは調
節が追いつかず、換気周波数を変えなければならない。
化すると、PaO2が下がり過ぎたり、PaCO2が上がり過ぎ
たりする場合がある。この場合は、既に患者Ｘの固有周
波数に変化が生じているため、もはやとのみでは調
節が追いつかず、換気周波数を変えなければならない。
【００１１】ここで、図１２に高頻度人工呼吸器２００
の振動空気圧付勢部２０３のブロワ２０５の出力を駆動
上限値で固定としたときの換気周波数と患者の肺に対す
る一回換気量との特性曲線を示す。この図１２に示すよ
うに、高頻度人工呼吸器２００は、換気周波数を変える
と一回換気量も変化していた。これは、換気周波数によ
りガスの乱流の度合が変化し、例えば、換気周波数が低
くなれば患者回路内の流れ抵抗が小さくなり、換気周波
数が高くなれば流れ抵抗が大きくなるためである。
の振動空気圧付勢部２０３のブロワ２０５の出力を駆動
上限値で固定としたときの換気周波数と患者の肺に対す
る一回換気量との特性曲線を示す。この図１２に示すよ
うに、高頻度人工呼吸器２００は、換気周波数を変える
と一回換気量も変化していた。これは、換気周波数によ
りガスの乱流の度合が変化し、例えば、換気周波数が低
くなれば患者回路内の流れ抵抗が小さくなり、換気周波
数が高くなれば流れ抵抗が大きくなるためである。
【００１２】従って、上記従来例の場合、ブロワ出力を
一定に維持したまま換気周波数を低く変えると、一回換
気量が急に増加してしまう。その増加率は、図１２のよ
うに２次元であるため、換気周波数を１[Hz]下げた時で
もいきなり一回換気量が増加する可能性があった。
一定に維持したまま換気周波数を低く変えると、一回換
気量が急に増加してしまう。その増加率は、図１２のよ
うに２次元であるため、換気周波数を１[Hz]下げた時で
もいきなり一回換気量が増加する可能性があった。
【００１３】これを回避するため、高頻度人工呼吸器２
００のオペレータである医者は、予めブロワ２０５の出
力を目安で多少減少させてから換気周波数を変える必要
を生じ、煩雑性を生じていた。しかも、換気周波数の変
更量に対してブロワ２０５をどの程度の出力に設定する
かは勘に頼ることもあり、換気周波数の設定変更の際に
患者の肺に対する一回換気量を一定量に維持することは
困難であった。
００のオペレータである医者は、予めブロワ２０５の出
力を目安で多少減少させてから換気周波数を変える必要
を生じ、煩雑性を生じていた。しかも、換気周波数の変
更量に対してブロワ２０５をどの程度の出力に設定する
かは勘に頼ることもあり、換気周波数の設定変更の際に
患者の肺に対する一回換気量を一定量に維持することは
困難であった。
【００１４】
【発明の目的】本発明は、かかる従来例の有する不都合
を改善し、煩雑な操作を伴うことなく換気周波数の変更
時における一回換気量の変化を抑制することを、その目
的とする。
を改善し、煩雑な操作を伴うことなく換気周波数の変更
時における一回換気量の変化を抑制することを、その目
的とする。
【００１５】
【課題を解決するための手段】請求項１記載の発明は、
患者への酸素を含んだ吸気を供給する吸気導入部と、こ
の吸気導入部から吸気を患者へ案内する患者側経路と、
この患者側経路を流れる吸気に患者の呼吸周期よりも短
い周期の振動空気圧を付勢する振動空気圧付勢部と、患
者から出された二酸化炭素を含んだ呼気を大気中に排出
する排出経路と、振動空気圧付勢部の動作制御を行うコ
ントローラとを備えている。また、上記振動空気圧付勢
部は、振動空気圧の振幅量を調節する振幅調節部と振動
周波数を調節する周波数調節部とを備えている。
患者への酸素を含んだ吸気を供給する吸気導入部と、こ
の吸気導入部から吸気を患者へ案内する患者側経路と、
この患者側経路を流れる吸気に患者の呼吸周期よりも短
い周期の振動空気圧を付勢する振動空気圧付勢部と、患
者から出された二酸化炭素を含んだ呼気を大気中に排出
する排出経路と、振動空気圧付勢部の動作制御を行うコ
ントローラとを備えている。また、上記振動空気圧付勢
部は、振動空気圧の振幅量を調節する振幅調節部と振動
周波数を調節する周波数調節部とを備えている。
【００１６】そして、コントローラは、振動空気圧の振
動周波数と患者の肺に対する一回換気量とについて設定
入力を受け付ける受付部と、この設定入力された各値に
基づいて周波数調節部と振幅調節部とを制御する動作制
御部とを備え、この動作制御部が、設定入力により周波
数調節部の振動周波数を変更する際に、患者の肺に対す
る一回換気量が一定値を維持するように振幅調節部によ
る振幅量の制御を行う換気量維持機能を備えるという構
成を採っている。
動周波数と患者の肺に対する一回換気量とについて設定
入力を受け付ける受付部と、この設定入力された各値に
基づいて周波数調節部と振幅調節部とを制御する動作制
御部とを備え、この動作制御部が、設定入力により周波
数調節部の振動周波数を変更する際に、患者の肺に対す
る一回換気量が一定値を維持するように振幅調節部によ
る振幅量の制御を行う換気量維持機能を備えるという構
成を採っている。
【００１７】上記構成では、オペレータにより例えば受
付部に接続された外部入力手段から振動空気圧の振動周
波数及び患者の肺に対する一回換気量の入力が行われ
る。
付部に接続された外部入力手段から振動空気圧の振動周
波数及び患者の肺に対する一回換気量の入力が行われ
る。
【００１８】一方、高頻度人工呼吸器では、呼気導入部
から吸気が発せられ、当該吸気は患者側経路内を通過し
て患者まで送られる。さらに、かかる患者側経路を流動
する吸気には振動空気圧付勢部により振動空気圧が付勢
される。この振動空気圧は、入力された振動周波数に設
定され、また入力された患者の肺に対する一回換気量に
対応する振幅量に設定されている。
から吸気が発せられ、当該吸気は患者側経路内を通過し
て患者まで送られる。さらに、かかる患者側経路を流動
する吸気には振動空気圧付勢部により振動空気圧が付勢
される。この振動空気圧は、入力された振動周波数に設
定され、また入力された患者の肺に対する一回換気量に
対応する振幅量に設定されている。
【００１９】そして、吸気は分岐管にて患者側と排気経
路側との双方に流動する。患者側に流動した吸気は、振
動空気圧の陽圧により気管内挿入管を通じて患者の肺内
に到達し、肺内に酸素を供給する。また、その一方で肺
から生じた二酸化炭素を含んだ呼気は、振動空気圧の陰
圧の作用により気管内挿入管を通じて分岐管側に流動
し、後続の吸気と共に排気経路に押し流され、大気中に
排出される。
路側との双方に流動する。患者側に流動した吸気は、振
動空気圧の陽圧により気管内挿入管を通じて患者の肺内
に到達し、肺内に酸素を供給する。また、その一方で肺
から生じた二酸化炭素を含んだ呼気は、振動空気圧の陰
圧の作用により気管内挿入管を通じて分岐管側に流動
し、後続の吸気と共に排気経路に押し流され、大気中に
排出される。
【００２０】そして、患者の換気効率が低いことが測定
により判明し振動周波数の設定が不適と判断された場
合、或いは患者の様態が変化したときのように必要が生
じた場合には、当該受付部に対してオペレータにより新
たな振動周波数の入力が行われる。
により判明し振動周波数の設定が不適と判断された場
合、或いは患者の様態が変化したときのように必要が生
じた場合には、当該受付部に対してオペレータにより新
たな振動周波数の入力が行われる。
【００２１】これにより、動作制御部では振動空気圧付
勢部から出力される振動空気圧の振動周波数を変更する
動作制御を開始する。このとき、周波数調節部に対して
現行の振動周波数から新たに入力された振動周波数に移
行する動作制御が行われるが、その移行の際には、振動
周波数の変更に伴って振幅調節部の動作制御も同時行わ
れる。
勢部から出力される振動空気圧の振動周波数を変更する
動作制御を開始する。このとき、周波数調節部に対して
現行の振動周波数から新たに入力された振動周波数に移
行する動作制御が行われるが、その移行の際には、振動
周波数の変更に伴って振幅調節部の動作制御も同時行わ
れる。
【００２２】即ち、換気量維持機能に従って動作制御部
は、振動周波数が目標値に設定されたときに患者の肺に
対する一回換気量が変化しない振幅量となるように振幅
調節部の動作制御を行う。
は、振動周波数が目標値に設定されたときに患者の肺に
対する一回換気量が変化しない振幅量となるように振幅
調節部の動作制御を行う。
【００２３】請求項２記載の発明では、請求項１記載の
発明と同様の構成を備えると共に、コントローラは、患
者の肺に対する一回換気量と振動空気圧の振動周波数と
を、振幅調節部の出力を特定するパラメータとするマッ
プを記憶したマップメモリを備え、動作制御部は、マッ
プを参照しつつ振幅調節部の制御を行う、という構成を
採っている。
発明と同様の構成を備えると共に、コントローラは、患
者の肺に対する一回換気量と振動空気圧の振動周波数と
を、振幅調節部の出力を特定するパラメータとするマッ
プを記憶したマップメモリを備え、動作制御部は、マッ
プを参照しつつ振幅調節部の制御を行う、という構成を
採っている。
【００２４】請求項２記載の発明では、請求項１記載の
発明と同様の動作が行われると共に、設定入力された患
者の肺に対する一回換気量と振動周波数とから振幅調節
部の動作制御を行う際に、マップを参照して振幅調節部
の出力の特定が行われる。また、振動周波数の変更の際
には、「振動周波数の目標値」と現行の「患者の肺に対
する一回換気量」とに基づいてマップから当該一回換気
量を変化させない振幅調節部の出力を特定し、かかる出
力に変更する動作制御が行われる。
発明と同様の動作が行われると共に、設定入力された患
者の肺に対する一回換気量と振動周波数とから振幅調節
部の動作制御を行う際に、マップを参照して振幅調節部
の出力の特定が行われる。また、振動周波数の変更の際
には、「振動周波数の目標値」と現行の「患者の肺に対
する一回換気量」とに基づいてマップから当該一回換気
量を変化させない振幅調節部の出力を特定し、かかる出
力に変更する動作制御が行われる。
【００２５】請求項３記載の発明では、請求項１又は２
記載の発明と同様の構成を備えると共に、マップは、振
動空気圧付勢部の出力と振動空気圧の振動周波数とをそ
れぞれ変化させて患者の肺に対する一回換気量の計測を
行う試験の試験データに基づいて構築されている、とい
う構成を採っている。
記載の発明と同様の構成を備えると共に、マップは、振
動空気圧付勢部の出力と振動空気圧の振動周波数とをそ
れぞれ変化させて患者の肺に対する一回換気量の計測を
行う試験の試験データに基づいて構築されている、とい
う構成を採っている。
【００２６】即ち、このマップは、高頻度人工呼吸器が
患者に対して出力する一回換気量を、振動空気圧付勢部
の出力と振動空気圧の振動周波数とを各々の使用範囲内
で変化させて計測し、それら全ての試験データから作成
されている。従って、振動空気圧付勢部の出力と振動空
気圧の振動周波数と一回換気量との相関関係が明らかに
なるので、一回換気量と振動周波数とを特定することに
より、これに対応する振幅調節部の出力を特定すること
が可能となる。即ち、所望の一回換気量を得るための振
幅調節部の出力が判明するので、オペレータは患者の肺
に対する一回換気量を自在に設定することができる。
患者に対して出力する一回換気量を、振動空気圧付勢部
の出力と振動空気圧の振動周波数とを各々の使用範囲内
で変化させて計測し、それら全ての試験データから作成
されている。従って、振動空気圧付勢部の出力と振動空
気圧の振動周波数と一回換気量との相関関係が明らかに
なるので、一回換気量と振動周波数とを特定することに
より、これに対応する振幅調節部の出力を特定すること
が可能となる。即ち、所望の一回換気量を得るための振
幅調節部の出力が判明するので、オペレータは患者の肺
に対する一回換気量を自在に設定することができる。
【００２７】請求項４記載の発明では、請求項１，２又
は３記載の発明と同様の構成を備えると共に、患者の肺
に対する一回換気量と振動空気圧の振動周波数とを受付
部に対して入力する入力手段をコントローラに併設する
という構成を採っている。かかる構成では、請求項１，
２又は３記載の発明と同様の動作が行われると共に、前
述した各数値の入力が入力手段から行われる。
は３記載の発明と同様の構成を備えると共に、患者の肺
に対する一回換気量と振動空気圧の振動周波数とを受付
部に対して入力する入力手段をコントローラに併設する
という構成を採っている。かかる構成では、請求項１，
２又は３記載の発明と同様の動作が行われると共に、前
述した各数値の入力が入力手段から行われる。
【００２８】請求項５記載の発明では、請求項１，２，
３又は４記載の発明と同様の構成を備えると共に、所定
情報を表示する表示部をコントローラに併設し、動作制
御部が、換気量維持機能の制御に際して振幅調節部の目
標出力が駆動上限値を越える場合には当該振幅調節部の
出力を駆動上限値とする制御を行うと共にそのときの患
者の肺に対する一回換気量を表示部にて表示する動作制
御を行う最大出力維持機能を備えるという構成を採って
いる。
３又は４記載の発明と同様の構成を備えると共に、所定
情報を表示する表示部をコントローラに併設し、動作制
御部が、換気量維持機能の制御に際して振幅調節部の目
標出力が駆動上限値を越える場合には当該振幅調節部の
出力を駆動上限値とする制御を行うと共にそのときの患
者の肺に対する一回換気量を表示部にて表示する動作制
御を行う最大出力維持機能を備えるという構成を採って
いる。
【００２９】ここで、「駆動上限値」とは一般的な使用
に際して振幅調節部の保守等の面で人為的に設定された
上限値であって、当該振幅調節部の物理的な限界の出力
を示すものではないが、この駆動上限値を物理的な限界
の出力と一致させる制御を行っても構わない。
に際して振幅調節部の保守等の面で人為的に設定された
上限値であって、当該振幅調節部の物理的な限界の出力
を示すものではないが、この駆動上限値を物理的な限界
の出力と一致させる制御を行っても構わない。
【００３０】請求項５記載の発明では、請求項１，２，
３又は４記載の発明と同様の動作が行われると共に、振
動周波数を高くする変更が行われた場合であって、変更
後の振動周波数で現行の一回換気量を維持するための振
幅調節部の出力が最大出力では足りないときに、当該振
幅調節部を最大出力とする動作制御が行われる。
３又は４記載の発明と同様の動作が行われると共に、振
動周波数を高くする変更が行われた場合であって、変更
後の振動周波数で現行の一回換気量を維持するための振
幅調節部の出力が最大出力では足りないときに、当該振
幅調節部を最大出力とする動作制御が行われる。
【００３１】従って、患者の肺に対する一回換気量を一
定に維持する振幅量には満たないので当該患者の肺に対
する一回換気量は減少する。この減少する一回換気量を
振幅調節部の出力と振動周波数とから求め、これを表示
部にて表示する。
定に維持する振幅量には満たないので当該患者の肺に対
する一回換気量は減少する。この減少する一回換気量を
振幅調節部の出力と振動周波数とから求め、これを表示
部にて表示する。
【００３２】本発明は、上述した各構成によって前述し
た目的を達成しようとするものである。
た目的を達成しようとするものである。
【００３３】
【発明の実施の形態】（実施の形態の全体構成）本発明
の実施形態を図１乃至図１０に基づいて説明する。図１
は、本実施形態たる高頻度人工呼吸器１２の構成を示す
ブロック図である。
の実施形態を図１乃至図１０に基づいて説明する。図１
は、本実施形態たる高頻度人工呼吸器１２の構成を示す
ブロック図である。
【００３４】このこの高頻度人工呼吸器１２は、患者Ｘ
への酸素を含んだ吸気を供給する吸気導入部６２と、こ
の吸気導入部６２から吸気を患者Ｘへ案内する患者側経
路６０と、この患者側経路６０を流れる吸気に患者Ｘの
呼吸周期よりも短い周期の振動空気圧を付勢する振動空
気圧付勢部５０と、患者Ｘから出された二酸化炭素を含
んだ呼気を大気中に排出する排出経路（排出管６０４）
と、患者側経路６０及び排出経路としての排出管６０４
の平均気道内圧を調節する内圧調節部としての流量調節
バルブ６０７と、人工呼吸器１２の各部の動作制御を行
うコントローラ４０とを備えている。
への酸素を含んだ吸気を供給する吸気導入部６２と、こ
の吸気導入部６２から吸気を患者Ｘへ案内する患者側経
路６０と、この患者側経路６０を流れる吸気に患者Ｘの
呼吸周期よりも短い周期の振動空気圧を付勢する振動空
気圧付勢部５０と、患者Ｘから出された二酸化炭素を含
んだ呼気を大気中に排出する排出経路（排出管６０４）
と、患者側経路６０及び排出経路としての排出管６０４
の平均気道内圧を調節する内圧調節部としての流量調節
バルブ６０７と、人工呼吸器１２の各部の動作制御を行
うコントローラ４０とを備えている。
【００３５】以下各部を詳説する。
【００３６】（吸気導入部）上記吸気導入部６２は、酸
素及び空気の供給源６２１ａ，６２１ｂと接続され、こ
れらを混合する第一の調節手段としてのブレンダ６２１
と、ブレンダ６２１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。
素及び空気の供給源６２１ａ，６２１ｂと接続され、こ
れらを混合する第一の調節手段としてのブレンダ６２１
と、ブレンダ６２１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。
【００３７】酸素及び空気の供給源６２１ａ，６２１ｂ
は、それらをそれぞれ封入したボンベや病院施設に備え
付けられたこれらの供給バルブから構成される。これら
の供給源６２１ａ，６２１ｂは、常に一定圧力でブレン
ダ側に酸素及び空気を供給している。
は、それらをそれぞれ封入したボンベや病院施設に備え
付けられたこれらの供給バルブから構成される。これら
の供給源６２１ａ，６２１ｂは、常に一定圧力でブレン
ダ側に酸素及び空気を供給している。
【００３８】ブレンダ６２１は、各供給源６２１ａ，６
２１ｂとの接続部に図示しない流量調節自在の弁を有
し、これらを調節して吸気の酸素濃度を自在に設定する
ことができる。また、ブレンダ６２１は、吸気を加湿器
６２２側に流す図示しない流量調節自在の出力バルブを
備えている。なお、上記吸気の酸素濃度設定や流量設定
は、コントローラ４０からの動作信号を受けて自在に行
われるようになっている。
２１ｂとの接続部に図示しない流量調節自在の弁を有
し、これらを調節して吸気の酸素濃度を自在に設定する
ことができる。また、ブレンダ６２１は、吸気を加湿器
６２２側に流す図示しない流量調節自在の出力バルブを
備えている。なお、上記吸気の酸素濃度設定や流量設定
は、コントローラ４０からの動作信号を受けて自在に行
われるようになっている。
【００３９】加湿器６２２には、加湿された吸気を患者
Ｘへ供給する吸気管６２３が接続されている。吸気管６
２３は、その途中で分岐して一端側が後述するダイヤフ
ラム機構５６の被加圧室５６３に連通されるとともに、
その他端側が後述する三方分岐管１７０に接続されてい
る。
Ｘへ供給する吸気管６２３が接続されている。吸気管６
２３は、その途中で分岐して一端側が後述するダイヤフ
ラム機構５６の被加圧室５６３に連通されるとともに、
その他端側が後述する三方分岐管１７０に接続されてい
る。
【００４０】（振動空気圧付勢部）振動空気圧付勢部５
０は、陽圧及び陰圧の両方の空気圧を同時に発生する振
幅調節部としてのブロワ５２と、ブロワ５２で発生した
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
する周波数調節部としてのロータリバルブ機構５４と、
ロータリバルブ機構５４からの振動空気圧に付勢されて
作動し，吸気導入部６２から患者Ｘに供給される吸気に
振動空気圧を付勢するダイヤフラム機構５６とを含む構
成を採っている。
０は、陽圧及び陰圧の両方の空気圧を同時に発生する振
幅調節部としてのブロワ５２と、ブロワ５２で発生した
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
する周波数調節部としてのロータリバルブ機構５４と、
ロータリバルブ機構５４からの振動空気圧に付勢されて
作動し，吸気導入部６２から患者Ｘに供給される吸気に
振動空気圧を付勢するダイヤフラム機構５６とを含む構
成を採っている。
【００４１】上述のブロワ５２は、その内部に空気を取
り込みまたその空気を送り出すことにより陽圧と陰圧と
を同時に発生させる。ブロワ５２の空気取り込み口は、
後述するロータリーバルブ機構５４の陰圧ポート５４２
に接続され、空気の送り出し口は陽圧ポート５４１に接
続されている。
り込みまたその空気を送り出すことにより陽圧と陰圧と
を同時に発生させる。ブロワ５２の空気取り込み口は、
後述するロータリーバルブ機構５４の陰圧ポート５４２
に接続され、空気の送り出し口は陽圧ポート５４１に接
続されている。
【００４２】このブロワ５２は、ファンとこれを回転駆
動させるモータとを有している。このモータはインバー
タを備え、その出力をコントローラ４０にて制御するこ
とにより空気の送出量及び振動空気圧Ａpnの大きさ（圧
力振幅）を設定している。
動させるモータとを有している。このモータはインバー
タを備え、その出力をコントローラ４０にて制御するこ
とにより空気の送出量及び振動空気圧Ａpnの大きさ（圧
力振幅）を設定している。
【００４３】ロータリバルブ機構５４は、ブロワ５２か
ら陽圧が入力される陽圧ポート５４１と、ブロワ５２か
ら陰圧が付勢される陰圧ポート５４２と、振動空気圧を
出力する出力ポート５４３と、自らの回転により出力ポ
ート５４３を陽圧ポート５４１と陰圧ポート５４２とに
交互に接続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。
ら陽圧が入力される陽圧ポート５４１と、ブロワ５２か
ら陰圧が付勢される陰圧ポート５４２と、振動空気圧を
出力する出力ポート５４３と、自らの回転により出力ポ
ート５４３を陽圧ポート５４１と陰圧ポート５４２とに
交互に接続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。
【００４４】駆動部５４５は、図示しないモータ及び減
速機からなり、ロータリバルブ５４４をコントローラ４
０にて指定された回転数で回転させる。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５
４３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。従って、供給される
吸気に対して駆動部５４５の回転数に比例した振動周波
数の振動空気圧Ａpnを付勢する。コントローラ４０は、
かかる駆動部５４５の回転数の制御を行うことにより振
動空気圧Ａpnの振動周波数（換気周波数）の制御を行っ
ている。
速機からなり、ロータリバルブ５４４をコントローラ４
０にて指定された回転数で回転させる。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５
４３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。従って、供給される
吸気に対して駆動部５４５の回転数に比例した振動周波
数の振動空気圧Ａpnを付勢する。コントローラ４０は、
かかる駆動部５４５の回転数の制御を行うことにより振
動空気圧Ａpnの振動周波数（換気周波数）の制御を行っ
ている。
【００４５】また、コントローラ４０は、前述したよう
に、ブロワ５２の空気の送出量の制御も行っており、上
記振動周波数に応じて当該空気の送出量を設定すること
により振動空気圧付勢部における一回換気量（振動空気
圧Ａpnの一振動周期当たりの振幅量）の設定を自在とし
ている。
に、ブロワ５２の空気の送出量の制御も行っており、上
記振動周波数に応じて当該空気の送出量を設定すること
により振動空気圧付勢部における一回換気量（振動空気
圧Ａpnの一振動周期当たりの振幅量）の設定を自在とし
ている。
【００４６】なお、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。
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。
【００４７】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膜状部材で形成された
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。加圧室５６２はロ
ータリーバルブ５４の出力ポート５４３に接続されてお
り、被加圧室５６３は吸気管６２３に接続されている。
かかる構造によりロータリーバルブ５４で形成された振
動空気圧はダイヤフラム５６１を介して吸気管６２３内
を流動する吸気に付勢される。このダイヤフラム機構５
６により、振動空気圧付勢部５０と患者Ｘとの間での気
体の流通を遮断し、相互の汚染を防止している。
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膜状部材で形成された
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。加圧室５６２はロ
ータリーバルブ５４の出力ポート５４３に接続されてお
り、被加圧室５６３は吸気管６２３に接続されている。
かかる構造によりロータリーバルブ５４で形成された振
動空気圧はダイヤフラム５６１を介して吸気管６２３内
を流動する吸気に付勢される。このダイヤフラム機構５
６により、振動空気圧付勢部５０と患者Ｘとの間での気
体の流通を遮断し、相互の汚染を防止している。
【００４８】（患者側経路）さらに、高頻度人工呼吸器
１２は、吸気管６２３の下流側に三方分岐管１７０を備
え、当該三方分岐管１７０がさらに下流側を患者Ｘ側と
排出経路側とに分岐させている。この三方分岐管１７０
は、患者側管路１７１，酸素供給源側管路１７２及び呼
気排出側管路１７３の三つの管路を備えており、これら
の管路は全て内部で連通している。上記酸素供給源側管
路１７２は吸気管６２３と接続されている。そして、患
者側管路１７１は、その患者側端部に、患者Ｘの肺内に
至る気管内挿入管８１が自在に装着される被装着部１７
１ａが形成されている。
１２は、吸気管６２３の下流側に三方分岐管１７０を備
え、当該三方分岐管１７０がさらに下流側を患者Ｘ側と
排出経路側とに分岐させている。この三方分岐管１７０
は、患者側管路１７１，酸素供給源側管路１７２及び呼
気排出側管路１７３の三つの管路を備えており、これら
の管路は全て内部で連通している。上記酸素供給源側管
路１７２は吸気管６２３と接続されている。そして、患
者側管路１７１は、その患者側端部に、患者Ｘの肺内に
至る気管内挿入管８１が自在に装着される被装着部１７
１ａが形成されている。
【００４９】これらの三方分岐管１７０と吸気管６２３
と気管内挿入管８１とが患者側経路６０を構成してい
る。また、患者側管路１７１には平均気道内圧を検出す
る患者側圧力センサ９３が設けられており、検出圧力は
コントローラ４０に出力される。
と気管内挿入管８１とが患者側経路６０を構成してい
る。また、患者側管路１７１には平均気道内圧を検出す
る患者側圧力センサ９３が設けられており、検出圧力は
コントローラ４０に出力される。
【００５０】気管内挿入管８１は、基端部が前述した被
装着部１７１ａに装着され、先端部が患者Ｘの口から気
管内に挿入される。かかる先端部は、だいたい気管が左
右の気管支に分岐する分岐点（第一分枝）まで挿入され
る。従って、気管内挿入管８１は、患者Ｘの口から第一
分枝まで充分に届く長さに設定されており、また当然の
ことながら気管内に挿入可能な外径のものが使用され
る。
装着部１７１ａに装着され、先端部が患者Ｘの口から気
管内に挿入される。かかる先端部は、だいたい気管が左
右の気管支に分岐する分岐点（第一分枝）まで挿入され
る。従って、気管内挿入管８１は、患者Ｘの口から第一
分枝まで充分に届く長さに設定されており、また当然の
ことながら気管内に挿入可能な外径のものが使用され
る。
【００５１】例えば、成人男子の場合、口部から第一分
枝まで22〜26[cm]程度であり、これに三方分岐管１７０
の患者側管路１７１から口元までの長さが＋3〜5[cm]あ
るので、気管内挿入管８１は合計して25〜31[cm]程の長
さであれば良く、本実施形態では30[cm]に設定される。
また、気管内挿入管８１は、内側の直径が3[mm],5[mm],
6[mm],8[mm]の四種が用意されており、患者の気管の内
径に応じたものが選択されて使用される。一般に通常の
成人を対象とした場合、気管内挿入管８１の内径は8[m
m]程度のものが使用される。
枝まで22〜26[cm]程度であり、これに三方分岐管１７０
の患者側管路１７１から口元までの長さが＋3〜5[cm]あ
るので、気管内挿入管８１は合計して25〜31[cm]程の長
さであれば良く、本実施形態では30[cm]に設定される。
また、気管内挿入管８１は、内側の直径が3[mm],5[mm],
6[mm],8[mm]の四種が用意されており、患者の気管の内
径に応じたものが選択されて使用される。一般に通常の
成人を対象とした場合、気管内挿入管８１の内径は8[m
m]程度のものが使用される。
【００５２】さらに、この気管内挿入管８１は交換式で
あり、被装着部１７１ａに対して着脱自在となってい
る。従って、人工呼吸に使用された後には取り外して廃
棄又は除菌洗浄されて再利用される。
あり、被装着部１７１ａに対して着脱自在となってい
る。従って、人工呼吸に使用された後には取り外して廃
棄又は除菌洗浄されて再利用される。
【００５３】（排出経路）さらに、三方分岐管１７０の
呼気排出側管路１７３は、排出経路としての排出管６０
４の一端部と接続され、この排出管６０４の他端部には
内圧調節部としての流量調節バルブ６０７が接続されて
いる。これら排出管６０４と流量調節バルブ６０７と
は、患者Ｘの肺から出された二酸化炭素を含んだ呼気の
通り道となっている。
呼気排出側管路１７３は、排出経路としての排出管６０
４の一端部と接続され、この排出管６０４の他端部には
内圧調節部としての流量調節バルブ６０７が接続されて
いる。これら排出管６０４と流量調節バルブ６０７と
は、患者Ｘの肺から出された二酸化炭素を含んだ呼気の
通り道となっている。
【００５４】図２は、流量調節バルブ６０７の周囲を一
部切り欠いて示した拡大図である。この図に示すよう
に、流量調節バルブ６０７は、筺体６０７ａと排気ポー
ト６０７ｂと流量制御用の移動弁（制御用シリコンシー
ト）６０７ｃと、この移動弁６０７ｃを一定方向に沿っ
て前後進移動させる往復付勢機構としてのソレノイド６
０７ｄとを備えている。
部切り欠いて示した拡大図である。この図に示すよう
に、流量調節バルブ６０７は、筺体６０７ａと排気ポー
ト６０７ｂと流量制御用の移動弁（制御用シリコンシー
ト）６０７ｃと、この移動弁６０７ｃを一定方向に沿っ
て前後進移動させる往復付勢機構としてのソレノイド６
０７ｄとを備えている。
【００５５】このソレノイド６０７ｄはコントローラ４
０からの制御信号に応じた移動量で移動弁６０７ｃを移
動させ、これにより、流量調節バルブ６０７の呼気排出
量の調節が自在に行われる。患者側経路６０は排気管６
０４と連通しているので、かかる呼気排出量の調節によ
り、排気管６０４のみならず患者側経路６０の気道内圧
をも調節することを可能としている。
０からの制御信号に応じた移動量で移動弁６０７ｃを移
動させ、これにより、流量調節バルブ６０７の呼気排出
量の調節が自在に行われる。患者側経路６０は排気管６
０４と連通しているので、かかる呼気排出量の調節によ
り、排気管６０４のみならず患者側経路６０の気道内圧
をも調節することを可能としている。
【００５６】（コントローラ）次に、コントローラ４０
について図１及び図３を参照して説明する。図３は高頻
度人工呼吸器１２の制御系を示すブロック図である。こ
のコントローラ４０は、ＣＰＵ，ＲＯＭ，Ａ／Ｄ変換器
を含む演算装置で構成され、後述する高頻度人工呼吸器
１２の動作制御を実行するプログラムが入力されてい
る。
について図１及び図３を参照して説明する。図３は高頻
度人工呼吸器１２の制御系を示すブロック図である。こ
のコントローラ４０は、ＣＰＵ，ＲＯＭ，Ａ／Ｄ変換器
を含む演算装置で構成され、後述する高頻度人工呼吸器
１２の動作制御を実行するプログラムが入力されてい
る。
【００５７】このコントローラ４０は、医者（高頻度人
工呼吸器１２のオペレータ）が高頻度人工呼吸器１２の
各部の操作条件を入力するための操作盤４３と患者Ｘの
肺に対する一回換気量を表示する表示部４４とが併設さ
れている。
工呼吸器１２のオペレータ）が高頻度人工呼吸器１２の
各部の操作条件を入力するための操作盤４３と患者Ｘの
肺に対する一回換気量を表示する表示部４４とが併設さ
れている。
【００５８】さらに、このコントローラ４０は、操作盤
４３から操作条件の設定入力を受け付ける受付部４１
と、この受付部４１に入力された各入力値に基づいて振
動空気圧付勢部５０と吸気導入部６２と流量調節バルブ
６０７とに対する動作制御を行う動作制御部４９と、後
述する５次元マップを記憶したマップメモリ４２と、５
次元マップと受付部４１で受け付けた各入力値とから振
動空気圧付勢部５０のブロワ５２の出力を特定すると共
に当該特定出力を動作制御部４９に出力する特定部４５
とを備えている。
４３から操作条件の設定入力を受け付ける受付部４１
と、この受付部４１に入力された各入力値に基づいて振
動空気圧付勢部５０と吸気導入部６２と流量調節バルブ
６０７とに対する動作制御を行う動作制御部４９と、後
述する５次元マップを記憶したマップメモリ４２と、５
次元マップと受付部４１で受け付けた各入力値とから振
動空気圧付勢部５０のブロワ５２の出力を特定すると共
に当該特定出力を動作制御部４９に出力する特定部４５
とを備えている。
【００５９】上述の操作盤４３は、高頻度人工呼吸器１
２のオペレータたる医者が、患者Ｘの肺に対する一回換
気量，振動空気圧の振動周波数（以下、「換気周波数と
する」），吸気の供給量，患者側経路内の平均気道内
圧，選択した気管内挿入管８１の径及び吸気の酸素濃度
を入力する例えばキーボードからなる入力手段である。
２のオペレータたる医者が、患者Ｘの肺に対する一回換
気量，振動空気圧の振動周波数（以下、「換気周波数と
する」），吸気の供給量，患者側経路内の平均気道内
圧，選択した気管内挿入管８１の径及び吸気の酸素濃度
を入力する例えばキーボードからなる入力手段である。
【００６０】操作盤４３から入力されたこれらの操作条
件は全て、受付部４１にて記憶される。この受付部４１
は一時的に記憶を行うメモリであり、上記各々の操作条
件が新たに入力されると、それまで記憶されていた操作
条件を上書きして更新する。
件は全て、受付部４１にて記憶される。この受付部４１
は一時的に記憶を行うメモリであり、上記各々の操作条
件が新たに入力されると、それまで記憶されていた操作
条件を上書きして更新する。
【００６１】また、表示部４４は例えば液晶パネルから
なる表示部であり、動作制御部４９の制御により受付部
４１に入力された上記操作条件は全てこの表示部４４に
て表示される。
なる表示部であり、動作制御部４９の制御により受付部
４１に入力された上記操作条件は全てこの表示部４４に
て表示される。
【００６２】次に、マップメモリ４２について説明す
る。このマップメモリ４２は、患者Ｘの肺に対する所望
の一回換気量，換気周波数，吸気の供給量，患者側経路
６０内の平均気道内圧及び選択した気管内挿入管８１の
径を五つの変数としてこれらを指定することにより、患
者Ｘの肺に対する所望の一回換気量を実現する振動空気
圧付勢部５０の出力（正確にはブロワ５２の駆動モータ
の出力）を特定する５次元マップを記憶している。
る。このマップメモリ４２は、患者Ｘの肺に対する所望
の一回換気量，換気周波数，吸気の供給量，患者側経路
６０内の平均気道内圧及び選択した気管内挿入管８１の
径を五つの変数としてこれらを指定することにより、患
者Ｘの肺に対する所望の一回換気量を実現する振動空気
圧付勢部５０の出力（正確にはブロワ５２の駆動モータ
の出力）を特定する５次元マップを記憶している。
【００６３】この５次元マップは、振動空気圧付勢部５
０の出力と振動空気圧の振動周波数と吸気の供給量と平
均気道内圧と選択された気管内挿入管の径とをそれぞれ
変化させて気管内挿入管８１の先端部で一回換気量の計
測を行う試験の試験データに基づいて構築されている。
０の出力と振動空気圧の振動周波数と吸気の供給量と平
均気道内圧と選択された気管内挿入管の径とをそれぞれ
変化させて気管内挿入管８１の先端部で一回換気量の計
測を行う試験の試験データに基づいて構築されている。
【００６４】換言すると、この５次元マップは、吸気の
供給量と患者側経路６０の平均気道内圧と換気周波数と
をそれぞれ複数の段階に分けて変化させた状態で、径の
異なる四種類の気管内挿入管８１ごとにブロワ５２の駆
動モータの出力と各気管内挿入管８１の挿入側先端部で
観測される振動空気圧による一周期当たりの換気量との
相関関係について測定した無数の試験データにより構築
されている。
供給量と患者側経路６０の平均気道内圧と換気周波数と
をそれぞれ複数の段階に分けて変化させた状態で、径の
異なる四種類の気管内挿入管８１ごとにブロワ５２の駆
動モータの出力と各気管内挿入管８１の挿入側先端部で
観測される振動空気圧による一周期当たりの換気量との
相関関係について測定した無数の試験データにより構築
されている。
【００６５】従って、吸気の供給量と患者側経路６０の
平均気道内圧と換気周波数と気管内挿入管の径をそれぞ
れ指定すると、ブロワ５２の駆動モータの出力と気管内
挿入管８１の挿入側先端部で観測される振動空気圧によ
る一周期当たりの換気量との相関関係についての試験デ
ータを一つ特定することができる。
平均気道内圧と換気周波数と気管内挿入管の径をそれぞ
れ指定すると、ブロワ５２の駆動モータの出力と気管内
挿入管８１の挿入側先端部で観測される振動空気圧によ
る一周期当たりの換気量との相関関係についての試験デ
ータを一つ特定することができる。
【００６６】本実施形態では、気管内挿入管８１の挿入
側先端部に圧力センサを備えるモデル肺を装備して観測
された振動空気圧による一周期当たりの換気量を「患者
の肺に対する一回換気量」と見なし、これを試験データ
としている。これは、高頻度人工呼吸では、患者の肺に
対する一回換気量は、当該肺の容積やコンプライアンス
等の特性の影響は少なく、吸気供給量，平均気道内圧，
換気周波数，振動空気圧の振幅量及び気管内挿入管の内
径による影響を受けてのみ変動することが試験により確
認されているためである。
側先端部に圧力センサを備えるモデル肺を装備して観測
された振動空気圧による一周期当たりの換気量を「患者
の肺に対する一回換気量」と見なし、これを試験データ
としている。これは、高頻度人工呼吸では、患者の肺に
対する一回換気量は、当該肺の容積やコンプライアンス
等の特性の影響は少なく、吸気供給量，平均気道内圧，
換気周波数，振動空気圧の振幅量及び気管内挿入管の内
径による影響を受けてのみ変動することが試験により確
認されているためである。
【００６７】そして、特定部４５にて、上記特定された
一つの試験データからなる特性曲線から所望の一回換気
量に対応するブロワ５２の出力を特定し、かかる特定さ
れた出力でブロワ５２の駆動モータを駆動することによ
り、患者Ｘの肺に対してオペレータが所望する一回換気
量で高頻度人工呼吸を行うことを可能としている。
一つの試験データからなる特性曲線から所望の一回換気
量に対応するブロワ５２の出力を特定し、かかる特定さ
れた出力でブロワ５２の駆動モータを駆動することによ
り、患者Ｘの肺に対してオペレータが所望する一回換気
量で高頻度人工呼吸を行うことを可能としている。
【００６８】かかる５次元マップの構成について、図４
乃至図７に基づいて説明する。これらの図面は５次元マ
ップの概念を説明する説明図である。まず、５次元マッ
プは、吸気供給量を指定することにより次段階のマップ
Ｍiを特定する第一段階のマップＭ（図４）を有してい
る。第一段階のマップＭでは五段階で吸気供給量の指定
が可能であり、例えば吸気供給量が30[l/min]であれば
第二段階のマップはＭ5に特定される。
乃至図７に基づいて説明する。これらの図面は５次元マ
ップの概念を説明する説明図である。まず、５次元マッ
プは、吸気供給量を指定することにより次段階のマップ
Ｍiを特定する第一段階のマップＭ（図４）を有してい
る。第一段階のマップＭでは五段階で吸気供給量の指定
が可能であり、例えば吸気供給量が30[l/min]であれば
第二段階のマップはＭ5に特定される。
【００６９】第二段階のマップＭiは、患者側経路６０
の平均気道内圧を指定することにより次段階のマップＭ
ijを特定することができる（図５：一例としてＭ5のマ
ップを表している）。第二段階のマップＭiでは十一段
階で平均気道内圧の指定が可能であり、例えば、第二段
階のマップＭ5において平均気道内圧が10[cmH2O](980[P
a])であれば第三段階のマップはＭ56に特定される。
の平均気道内圧を指定することにより次段階のマップＭ
ijを特定することができる（図５：一例としてＭ5のマ
ップを表している）。第二段階のマップＭiでは十一段
階で平均気道内圧の指定が可能であり、例えば、第二段
階のマップＭ5において平均気道内圧が10[cmH2O](980[P
a])であれば第三段階のマップはＭ56に特定される。
【００７０】第三段階のマップＭijは、患者側経路６０
の換気周波数を指定することにより次段階のマップＭ
ijkを特定することができる（図６：一例としてＭ56の
マップを表している）。第三段階のマップＭijでは五段
階で換気周波数の指定が可能であり、例えば、第三段階
のマップＭ56において換気周波数が15[Hz]であれば最終
段階のマップはＭ565に特定される。
の換気周波数を指定することにより次段階のマップＭ
ijkを特定することができる（図６：一例としてＭ56の
マップを表している）。第三段階のマップＭijでは五段
階で換気周波数の指定が可能であり、例えば、第三段階
のマップＭ56において換気周波数が15[Hz]であれば最終
段階のマップはＭ565に特定される。
【００７１】最終段階のマップＭijkは、各々指定され
た吸気の供給量，平均気道内圧及び換気周波数の条件下
で径の異なる四種類の気管内挿入管について測定試験に
より求められたブロワ５２の出力と患者Ｘの肺に対する
一回換気量との相関関係についての試験データである。
図７は、最終段階のマップＭ565を線図により概念的に
表したものである。これによれば、患者側経路６０の被
装着部１７１ａに装着した気管内挿入管８１の径が8[m
m]であって患者Ｘの肺に対する一回換気量を78[ml]とし
て高頻度人工呼吸を行いたい場合には、ブロワ５２の駆
動モータの出力は80[％]に設定すれば良いことが分か
る。
た吸気の供給量，平均気道内圧及び換気周波数の条件下
で径の異なる四種類の気管内挿入管について測定試験に
より求められたブロワ５２の出力と患者Ｘの肺に対する
一回換気量との相関関係についての試験データである。
図７は、最終段階のマップＭ565を線図により概念的に
表したものである。これによれば、患者側経路６０の被
装着部１７１ａに装着した気管内挿入管８１の径が8[m
m]であって患者Ｘの肺に対する一回換気量を78[ml]とし
て高頻度人工呼吸を行いたい場合には、ブロワ５２の駆
動モータの出力は80[％]に設定すれば良いことが分か
る。
【００７２】５次元マップは、以上のように構成されて
おり、これにより、吸気の供給量，平均気道内圧，換気
周波数，気管内挿入管の径及び所望の一回換気量を指定
することにより、当該所望の一回換気量で高頻度人工呼
吸を行うブロワ５２の駆動モータの出力を特定すること
ができる。なお、上述の説明では、各パラメータの指定
を一定幅の段階的に行っているが、予めより多くの試験
データを取得することにより、指定可能な段階幅をより
狭めても良い。これにより、より細密に患者Ｘの肺に対
する一回換気量の設定を行うことが可能である。
おり、これにより、吸気の供給量，平均気道内圧，換気
周波数，気管内挿入管の径及び所望の一回換気量を指定
することにより、当該所望の一回換気量で高頻度人工呼
吸を行うブロワ５２の駆動モータの出力を特定すること
ができる。なお、上述の説明では、各パラメータの指定
を一定幅の段階的に行っているが、予めより多くの試験
データを取得することにより、指定可能な段階幅をより
狭めても良い。これにより、より細密に患者Ｘの肺に対
する一回換気量の設定を行うことが可能である。
【００７３】前述の特定部４５は、受付部４１に入力さ
れている各パラメータに従って、上記５次元マップから
所望の一回換気量で高頻度人工呼吸を行うブロワ５２の
モータ出力を特定し、動作制御部４９に出力する。
れている各パラメータに従って、上記５次元マップから
所望の一回換気量で高頻度人工呼吸を行うブロワ５２の
モータ出力を特定し、動作制御部４９に出力する。
【００７４】動作制御部４９は、受付部４１に記憶され
た吸気の酸素濃度を参照し、吸気導入部６２のブレンダ
６２１の各供給源６２１ａ，６２１ｂ側のバルブを所定
の割合の開度で開く動作制御を行う。また同時に、受付
部４１の吸気供給量を参照し、吸気導入部６２のブレン
ダ６２１の出力バルブを所定の開度で開く動作制御を行
う。
た吸気の酸素濃度を参照し、吸気導入部６２のブレンダ
６２１の各供給源６２１ａ，６２１ｂ側のバルブを所定
の割合の開度で開く動作制御を行う。また同時に、受付
部４１の吸気供給量を参照し、吸気導入部６２のブレン
ダ６２１の出力バルブを所定の開度で開く動作制御を行
う。
【００７５】また、動作制御部４９は、受付部４１に記
憶された平均気道内圧を参照し、患者側圧力センサ９３
の検出圧力が記憶された値となるように流量調節バルブ
６０７の開度を調節する動作制御を行う。
憶された平均気道内圧を参照し、患者側圧力センサ９３
の検出圧力が記憶された値となるように流量調節バルブ
６０７の開度を調節する動作制御を行う。
【００７６】さらに、動作制御部４９は、受付部４１に
記憶された換気周波数を参照し、振動空気圧付勢部５０
のロータリーバルブ５４の駆動部５４５が記憶された換
気周波数となるように回転数を調節する動作制御を行
う。また、受付部４１に記憶された患者の肺に対する一
回換気量から５次元マップを参照して特定部４５が特定
したブロワ出力に基づいて、動作制御部４９は振動空気
圧付勢部５０の動作制御を行う。
記憶された換気周波数を参照し、振動空気圧付勢部５０
のロータリーバルブ５４の駆動部５４５が記憶された換
気周波数となるように回転数を調節する動作制御を行
う。また、受付部４１に記憶された患者の肺に対する一
回換気量から５次元マップを参照して特定部４５が特定
したブロワ出力に基づいて、動作制御部４９は振動空気
圧付勢部５０の動作制御を行う。
【００７７】そして、この動作制御部４９は、設定入力
によりロータリーバルブ５４の振動周波数を変更する際
に、患者Ｘの肺に対する一回換気量が一定値を維持する
ようにブロワ５２の出力の制御を行う換気量維持機能４
６と、換気量維持機能４６による制御に際してブロワ５
２の目標出力が駆動上限値を越える場合には当該ブロワ
５２の出力を駆動上限値とする制御を行うと共にそのと
きの患者Ｘの肺に対する一回換気量を表示部４４にて表
示する動作制御を行う最大出力維持機能４７とを備えて
いる。
によりロータリーバルブ５４の振動周波数を変更する際
に、患者Ｘの肺に対する一回換気量が一定値を維持する
ようにブロワ５２の出力の制御を行う換気量維持機能４
６と、換気量維持機能４６による制御に際してブロワ５
２の目標出力が駆動上限値を越える場合には当該ブロワ
５２の出力を駆動上限値とする制御を行うと共にそのと
きの患者Ｘの肺に対する一回換気量を表示部４４にて表
示する動作制御を行う最大出力維持機能４７とを備えて
いる。
【００７８】これら各機能４６，４７を図８に基づいて
説明する。この図８は、高頻度人工呼吸器１２において
吸気流量，平均気道内圧を一定に維持し、ブロワ５２の
出力を駆動上限値とし、内径８[mm]の気管内挿入管８１
を使用して換気周波数を変化させたときのモデル肺内の
圧力から求めた一回換気量（患者の肺に対する一回換気
量とほぼ同値）の変化を表した特性曲線を示す線図であ
る。
説明する。この図８は、高頻度人工呼吸器１２において
吸気流量，平均気道内圧を一定に維持し、ブロワ５２の
出力を駆動上限値とし、内径８[mm]の気管内挿入管８１
を使用して換気周波数を変化させたときのモデル肺内の
圧力から求めた一回換気量（患者の肺に対する一回換気
量とほぼ同値）の変化を表した特性曲線を示す線図であ
る。
【００７９】換気量維持機能４６は、既に、受付部４１
に対して吸気流量，吸気酸素濃度、平均気道内圧，気管
内挿入管の内径，換気周波数及び患者の肺に対する一回
換気量の設定された後に新たに換気周波数が入力される
と発揮される機能である。かかる新たな換気周波数の設
定入力が行われると、動作制御部４９では、それまでの
換気周波数から新たな換気周波数へ変更する動作制御を
ロータリーバルブ５４に対して行う。このとき、仮に、
換気周波数が増加しブロワ５２の出力が一定だとする
と、振動空気圧の振幅量は減少するため、患者Ｘの肺に
対する一回換気量も減少することとなる。また、仮に、
換気周波数が減少しブロワ５２の出力が一定だとする
と、振動空気圧の振幅量は増加するため、患者Ｘの肺に
対する一回換気量も増加することとなる。このような一
回換気量変化を回避するためには、ブロワ５２の出力を
制御して一回換気量の増加分を解消又は減少分を補充す
れば良い。
に対して吸気流量，吸気酸素濃度、平均気道内圧，気管
内挿入管の内径，換気周波数及び患者の肺に対する一回
換気量の設定された後に新たに換気周波数が入力される
と発揮される機能である。かかる新たな換気周波数の設
定入力が行われると、動作制御部４９では、それまでの
換気周波数から新たな換気周波数へ変更する動作制御を
ロータリーバルブ５４に対して行う。このとき、仮に、
換気周波数が増加しブロワ５２の出力が一定だとする
と、振動空気圧の振幅量は減少するため、患者Ｘの肺に
対する一回換気量も減少することとなる。また、仮に、
換気周波数が減少しブロワ５２の出力が一定だとする
と、振動空気圧の振幅量は増加するため、患者Ｘの肺に
対する一回換気量も増加することとなる。このような一
回換気量変化を回避するためには、ブロワ５２の出力を
制御して一回換気量の増加分を解消又は減少分を補充す
れば良い。
【００８０】そこで、ロータリーバルブ５４に対して換
気周波数の変更の動作制御を行う際には同時に、前述し
た５次元マップを参照して現行の吸気供給量，平均気道
内圧，気管内挿入管の内径及び患者の肺に対する一回換
気量と新たな換気周波数とから特定されたブロワ出力に
基づいてブロワ５２の動作制御が行われる。例えば、図
８に示す矢印は患者の肺に対する一回換気量を124[m
l]に維持して換気周波数を13[Hz]から6[Hz]に変更する
場合を示し、矢印は一回換気量を100[ml]に維持して
換気周波数を6[Hz]から13[Hz]に変更する場合を示して
いる。このようにして、患者の肺に対する一回換気量は
一定値に維持される。
気周波数の変更の動作制御を行う際には同時に、前述し
た５次元マップを参照して現行の吸気供給量，平均気道
内圧，気管内挿入管の内径及び患者の肺に対する一回換
気量と新たな換気周波数とから特定されたブロワ出力に
基づいてブロワ５２の動作制御が行われる。例えば、図
８に示す矢印は患者の肺に対する一回換気量を124[m
l]に維持して換気周波数を13[Hz]から6[Hz]に変更する
場合を示し、矢印は一回換気量を100[ml]に維持して
換気周波数を6[Hz]から13[Hz]に変更する場合を示して
いる。このようにして、患者の肺に対する一回換気量は
一定値に維持される。
【００８１】また、最大出力維持機能４７は、換気周波
数を高めに設定したとき発揮される機能である。前述し
たように換気周波数を増加させると一回換気量を維持す
るためにはブロワ出力は上昇させる必要がある。しかし
ながら、ブロワ出力には駆動上限値が設定されているの
で、特定部４５で特定されたブロワ出力がかかる上限値
を超えている場合には、ブロワ出力を駆動上限値に固定
する制御が最大出力維持機能４７により行われる。矢印
は一回換気量を168[ml]に維持して換気周波数を6[Hz]
から11[Hz]に変更する場合を示している。この矢印の
場合のように、換気周波数が10[Hz]を越えた辺りで患者
の肺に対する一回換気量を一定に維持することは困難と
なり、一回換気量は特性曲線に沿って減少を生じる。こ
のとき、ブロワ出力は100[％]であることが分かってお
り、新たに入力された換気周波数と現行の吸気供給量，
平均気道内圧及び気管内挿入管内径も既値であるので、
前述した５次元マップから患者の肺に対する一回換気量
を逆算することが可能である。動作制御部では、かかる
逆算により算出された患者の肺に対する一回換気量を表
示部４４にて表示する動作制御を行う。
数を高めに設定したとき発揮される機能である。前述し
たように換気周波数を増加させると一回換気量を維持す
るためにはブロワ出力は上昇させる必要がある。しかし
ながら、ブロワ出力には駆動上限値が設定されているの
で、特定部４５で特定されたブロワ出力がかかる上限値
を超えている場合には、ブロワ出力を駆動上限値に固定
する制御が最大出力維持機能４７により行われる。矢印
は一回換気量を168[ml]に維持して換気周波数を6[Hz]
から11[Hz]に変更する場合を示している。この矢印の
場合のように、換気周波数が10[Hz]を越えた辺りで患者
の肺に対する一回換気量を一定に維持することは困難と
なり、一回換気量は特性曲線に沿って減少を生じる。こ
のとき、ブロワ出力は100[％]であることが分かってお
り、新たに入力された換気周波数と現行の吸気供給量，
平均気道内圧及び気管内挿入管内径も既値であるので、
前述した５次元マップから患者の肺に対する一回換気量
を逆算することが可能である。動作制御部では、かかる
逆算により算出された患者の肺に対する一回換気量を表
示部４４にて表示する動作制御を行う。
【００８２】（本実施形態の動作）以下、上記構成から
なる高頻度人工呼吸器１２の動作を図１乃至１０に基づ
いて説明する。図９，１０は高頻度人工呼吸器１２の動
作を示すフローチャートである。
なる高頻度人工呼吸器１２の動作を図１乃至１０に基づ
いて説明する。図９，１０は高頻度人工呼吸器１２の動
作を示すフローチャートである。
【００８３】まず、受付部４１では気管内挿入管８１の
内径の入力待ち状態にあり（ステップＳ１）、これが操
作盤４３から入力されると次に吸気供給量の入力待ち状
態となる（ステップＳ２）。さらに、操作盤４３から吸
気供給量が設定入力されると、次には吸気の酸素濃度の
入力待ちとなる（ステップＳ３）。さらに、操作盤４３
から吸気の酸素濃度が設定入力されると、次には換気周
波数の入力待ちとなる（ステップＳ４）。さらに、操作
盤４３から換気周波数が設定入力されると、次には患者
側経路の平均気道内圧の入力待ちとなる（ステップＳ
５）。さらに、操作盤４３から平均気道内圧が設定入力
されると、次には患者に対する一回換気量の入力待ちと
なる（ステップＳ６）。
内径の入力待ち状態にあり（ステップＳ１）、これが操
作盤４３から入力されると次に吸気供給量の入力待ち状
態となる（ステップＳ２）。さらに、操作盤４３から吸
気供給量が設定入力されると、次には吸気の酸素濃度の
入力待ちとなる（ステップＳ３）。さらに、操作盤４３
から吸気の酸素濃度が設定入力されると、次には換気周
波数の入力待ちとなる（ステップＳ４）。さらに、操作
盤４３から換気周波数が設定入力されると、次には患者
側経路の平均気道内圧の入力待ちとなる（ステップＳ
５）。さらに、操作盤４３から平均気道内圧が設定入力
されると、次には患者に対する一回換気量の入力待ちと
なる（ステップＳ６）。
【００８４】患者Ｘに対する一回換気量が受付部４１に
入力されると、動作制御部４９では、上述の各パラメー
タを表示部４４にて表示する（ステップＳ７）。
入力されると、動作制御部４９では、上述の各パラメー
タを表示部４４にて表示する（ステップＳ７）。
【００８５】次に、特定部４５では、マップメモリ４２
の５次元マップを参照しながら、受付部４１に書き込ま
れた気管内挿入管８１の内径，吸気供給量，換気周波
数，平均気道内圧，患者Ｘに対する一回換気量から振動
空気圧付勢部５０のブロワ５２の出力を特定する（ステ
ップＳ８）。
の５次元マップを参照しながら、受付部４１に書き込ま
れた気管内挿入管８１の内径，吸気供給量，換気周波
数，平均気道内圧，患者Ｘに対する一回換気量から振動
空気圧付勢部５０のブロワ５２の出力を特定する（ステ
ップＳ８）。
【００８６】この特定されたブロワ５２の出力が駆動上
限値を越えるか否かが判断される（ステップＳ９）。特
定ブロワ出力が駆動上限値未満の場合には、特定部４５
は上記特定された出力でブロワ５２を駆動させ、同時に
動作制御部４９は受付部４１に入力された各パラメータ
に基づいて吸気導入部６２，ロータリーバルブ５４及び
流量調節バルブ６０７の動作制御を行う。これにより、
オペレータたる医者は患者Ｘに対して望ましい一回換気
量で高頻度人工呼吸を行うことができる（ステップＳ１
０）。
限値を越えるか否かが判断される（ステップＳ９）。特
定ブロワ出力が駆動上限値未満の場合には、特定部４５
は上記特定された出力でブロワ５２を駆動させ、同時に
動作制御部４９は受付部４１に入力された各パラメータ
に基づいて吸気導入部６２，ロータリーバルブ５４及び
流量調節バルブ６０７の動作制御を行う。これにより、
オペレータたる医者は患者Ｘに対して望ましい一回換気
量で高頻度人工呼吸を行うことができる（ステップＳ１
０）。
【００８７】また、特定されたブロワ５２の出力が駆動
上限値以上となる場合には、ブロワ５２を駆動上限値で
駆動させ、同時に動作制御部４９は受付部４１に入力さ
れた各パラメータに基づいて吸気導入部６２，ロータリ
ーバルブ５４及び流量調節バルブ６０７の動作制御を行
う（ステップＳ１１）。
上限値以上となる場合には、ブロワ５２を駆動上限値で
駆動させ、同時に動作制御部４９は受付部４１に入力さ
れた各パラメータに基づいて吸気導入部６２，ロータリ
ーバルブ５４及び流量調節バルブ６０７の動作制御を行
う（ステップＳ１１）。
【００８８】さらに、受付部４１に入力された吸気供給
量，平均気道内圧，気管内挿入管内径及び換気周波数の
各値であってブロワ出力を駆動上限値とした条件下で５
次元マップから患者の肺に対する一回換気量を逆算し、
当該一回換気量を表示部４４にて表示する（ステップＳ
１２；最大出力維持機能）。
量，平均気道内圧，気管内挿入管内径及び換気周波数の
各値であってブロワ出力を駆動上限値とした条件下で５
次元マップから患者の肺に対する一回換気量を逆算し、
当該一回換気量を表示部４４にて表示する（ステップＳ
１２；最大出力維持機能）。
【００８９】上記各制御により高頻度人工呼吸器１２は
高頻度人工呼吸を行うが、当該高頻度人工呼吸の最中に
新たにいずれかのパラメータが更新されたときには（ス
テップＳ１３）、更新された新たなパラメータを表示部
４４にて表示する（ステップＳ７）。そして、変更され
たパラメータに基づいて吸気導入部６２，振動空気圧付
勢部５０及び流量調節バルブ６０７の動作制御を行いつ
つ高頻度人工呼吸が行われる（ステップＳ８）。
高頻度人工呼吸を行うが、当該高頻度人工呼吸の最中に
新たにいずれかのパラメータが更新されたときには（ス
テップＳ１３）、更新された新たなパラメータを表示部
４４にて表示する（ステップＳ７）。そして、変更され
たパラメータに基づいて吸気導入部６２，振動空気圧付
勢部５０及び流量調節バルブ６０７の動作制御を行いつ
つ高頻度人工呼吸が行われる（ステップＳ８）。
【００９０】このとき、更新されたパラメータが換気周
波数のみの場合には、更新されていない各パラメータは
現行のままの値で換気周波数についてのみ更新された値
で５次元マップが参照され、新たなブロワ５２の出力が
特定され、これに基づく動作制御が行われる。このと
き、患者の肺に対する一回換気量は更新されていないの
で当該一回換気量が一定値のまま維持される動作制御が
行われる（換気量維持機能）。
波数のみの場合には、更新されていない各パラメータは
現行のままの値で換気周波数についてのみ更新された値
で５次元マップが参照され、新たなブロワ５２の出力が
特定され、これに基づく動作制御が行われる。このと
き、患者の肺に対する一回換気量は更新されていないの
で当該一回換気量が一定値のまま維持される動作制御が
行われる（換気量維持機能）。
【００９１】（本実施形態の効果）上述した高頻度人工
呼吸器１２では、コントローラ４０の動作制御部４９が
換気量維持機能４６により、換気周波数の変更の際に患
者の肺に対する一回換気量を一定値に維持するようにブ
ロワ５２の振幅量を調節する制御を行うので、従来例の
有する換気周波数の調節の際の一回換気量の急変の可能
性を抑制し、安定した状態で高頻度人工呼吸を行うこと
が可能である。また、従来行われていた換気周波数の変
更に伴うブロワの出力調節作業による煩雑性を解消する
ことが可能となった。
呼吸器１２では、コントローラ４０の動作制御部４９が
換気量維持機能４６により、換気周波数の変更の際に患
者の肺に対する一回換気量を一定値に維持するようにブ
ロワ５２の振幅量を調節する制御を行うので、従来例の
有する換気周波数の調節の際の一回換気量の急変の可能
性を抑制し、安定した状態で高頻度人工呼吸を行うこと
が可能である。また、従来行われていた換気周波数の変
更に伴うブロワの出力調節作業による煩雑性を解消する
ことが可能となった。
【００９２】また、患者の肺に対する一回換気量と振動
空気圧の振動周波数とをパラメータの一部とする５次元
マップを記憶したマップメモリ４２を備え、この５次元
マップを参照してブロワ５２の出力制御を行う構成とし
ているので、医者は実際に患者の肺に対する一回換気量
の測定を行わずに、所望の一回換気量を維持して高頻度
人工呼吸を行うことが可能である。
空気圧の振動周波数とをパラメータの一部とする５次元
マップを記憶したマップメモリ４２を備え、この５次元
マップを参照してブロワ５２の出力制御を行う構成とし
ているので、医者は実際に患者の肺に対する一回換気量
の測定を行わずに、所望の一回換気量を維持して高頻度
人工呼吸を行うことが可能である。
【００９３】また、従来のように、患者の肺に対する一
回換気量を予測するための目安に過ぎない振動空気圧付
勢部における一回換気量に基づいて高頻度人工呼吸を行
う場合と異なり、５次元マップを参照して患者の肺に対
する一回換気量を特定するので、当該一回換気量を高い
精度で所望の数値に維持することが可能となる。
回換気量を予測するための目安に過ぎない振動空気圧付
勢部における一回換気量に基づいて高頻度人工呼吸を行
う場合と異なり、５次元マップを参照して患者の肺に対
する一回換気量を特定するので、当該一回換気量を高い
精度で所望の数値に維持することが可能となる。
【００９４】また、５次元マップは計測試験の試験デー
タに基づいて構築されているので、特定されるブロワ５
２の出力が実測値に裏付けられており、患者に対する一
回換気量をより高い精度で所望の数値に維持することが
可能となる。
タに基づいて構築されているので、特定されるブロワ５
２の出力が実測値に裏付けられており、患者に対する一
回換気量をより高い精度で所望の数値に維持することが
可能となる。
【００９５】また、上記各パラメータを受付部４１に対
して入力するための操作盤４３をコントローラ４０に併
設する構成としているため、かかるパラメータを入力す
るための独立した他の入力手段（例えばパーソナルコン
ピュータ）を不要とすることが可能である。
して入力するための操作盤４３をコントローラ４０に併
設する構成としているため、かかるパラメータを入力す
るための独立した他の入力手段（例えばパーソナルコン
ピュータ）を不要とすることが可能である。
【００９６】さらに、最大出力維持機能４７により、ブ
ロワ５２の目標出力が駆動上限値を超える場合には当該
駆動上限値に固定して駆動させる制御を行う構成のた
め、患者の肺に対する一回換気量の減少の変化をより緩
慢に生じせしめることが可能となるので、例えば患者の
呼吸状態の変化を抑制し、仮に変化を生じた場合であっ
てもその対処を図ることをより容易とすることが可能と
なる。
ロワ５２の目標出力が駆動上限値を超える場合には当該
駆動上限値に固定して駆動させる制御を行う構成のた
め、患者の肺に対する一回換気量の減少の変化をより緩
慢に生じせしめることが可能となるので、例えば患者の
呼吸状態の変化を抑制し、仮に変化を生じた場合であっ
てもその対処を図ることをより容易とすることが可能と
なる。
【００９７】また、この動作制御により変化する患者の
肺に対する一回換気量を表示部４４にて表示する構成の
ため、医者は、ブロワ５２の出力の不足を認識すること
ができる上に、当該減少する一回換気量を確認すること
ができるため、その対処を図ることをより容易とするこ
とが可能となる。
肺に対する一回換気量を表示部４４にて表示する構成の
ため、医者は、ブロワ５２の出力の不足を認識すること
ができる上に、当該減少する一回換気量を確認すること
ができるため、その対処を図ることをより容易とするこ
とが可能となる。
【００９８】
【発明の効果】本願発明では、コントローラの動作制御
部が換気量維持機能により、振動周波数の変更の際に患
者の肺に対する一回換気量を一定値に維持するように振
幅調節部の振幅量を調節する制御を行うので、従来例の
有する振動周波数の調節の際の一回換気量の急変の可能
性を抑制し、安定した状態で高頻度人工呼吸を行うこと
が可能である。また、従来行われていた振動周波数の変
更に伴う振幅調節部の調節作業による煩雑性を解消する
ことが可能となった。
部が換気量維持機能により、振動周波数の変更の際に患
者の肺に対する一回換気量を一定値に維持するように振
幅調節部の振幅量を調節する制御を行うので、従来例の
有する振動周波数の調節の際の一回換気量の急変の可能
性を抑制し、安定した状態で高頻度人工呼吸を行うこと
が可能である。また、従来行われていた振動周波数の変
更に伴う振幅調節部の調節作業による煩雑性を解消する
ことが可能となった。
【００９９】また、患者の肺に対する一回換気量と振動
空気圧の振動周波数とをパラメータとするマップを記憶
したマップメモリを備え、このマップを参照して振幅調
節部の制御を行う構成とした場合、高頻度人工呼吸器の
オペレータは、実際に患者の肺に対する一回換気量の測
定を行わずに、所望の一回換気量を維持して高頻度人工
呼吸を行うことが可能である。
空気圧の振動周波数とをパラメータとするマップを記憶
したマップメモリを備え、このマップを参照して振幅調
節部の制御を行う構成とした場合、高頻度人工呼吸器の
オペレータは、実際に患者の肺に対する一回換気量の測
定を行わずに、所望の一回換気量を維持して高頻度人工
呼吸を行うことが可能である。
【０１００】また、従来のように、患者の肺に対する一
回換気量を予測するための目安に過ぎない振動空気圧付
勢部における一回換気量に基づいて高頻度人工呼吸を行
う場合と異なり、マップを参照して患者の肺に対する一
回換気量を特定するので、当該一回換気量を高い精度で
所望の数値に維持することが可能となる。
回換気量を予測するための目安に過ぎない振動空気圧付
勢部における一回換気量に基づいて高頻度人工呼吸を行
う場合と異なり、マップを参照して患者の肺に対する一
回換気量を特定するので、当該一回換気量を高い精度で
所望の数値に維持することが可能となる。
【０１０１】また、上述のマップを計測試験の試験デー
タに基づいて構築した場合には、特定される振動空気圧
付勢部の出力が実測値に基づいているので、患者に対す
る一回換気量をより高い精度で所望の数値に維持するこ
とが可能となる。
タに基づいて構築した場合には、特定される振動空気圧
付勢部の出力が実測値に基づいているので、患者に対す
る一回換気量をより高い精度で所望の数値に維持するこ
とが可能となる。
【０１０２】また、上記各パラメータを受付部に対して
入力するための入力手段をコントローラに併設する構成
とした場合には、かかるパラメータを入力するための独
立した他の入力手段を不要とすることが可能である。
入力するための入力手段をコントローラに併設する構成
とした場合には、かかるパラメータを入力するための独
立した他の入力手段を不要とすることが可能である。
【０１０３】さらに、振動調節部の目標出力が駆動上限
値を超える場合には当該駆動上限値に固定して駆動させ
る制御を行う構成とした場合には、患者の肺に対する一
回換気量の減少の変化をより緩慢に生じせしめることが
可能となるので、例えば患者の呼吸状態の変化を抑制
し、仮に変化を生じた場合であってもその対処を図るこ
とをより容易とすることが可能となる。
値を超える場合には当該駆動上限値に固定して駆動させ
る制御を行う構成とした場合には、患者の肺に対する一
回換気量の減少の変化をより緩慢に生じせしめることが
可能となるので、例えば患者の呼吸状態の変化を抑制
し、仮に変化を生じた場合であってもその対処を図るこ
とをより容易とすることが可能となる。
【０１０４】また、この動作制御により変化する患者の
肺に対する一回換気量を表示部にて表示する構成とした
場合には、オペレータは、振幅調節部の出力の不足を認
識することができる上に、当該減少する一回換気量を確
認することができるため、その対処を図ることをより容
易とすることが可能となる。
肺に対する一回換気量を表示部にて表示する構成とした
場合には、オペレータは、振幅調節部の出力の不足を認
識することができる上に、当該減少する一回換気量を確
認することができるため、その対処を図ることをより容
易とすることが可能となる。
【０１０５】本発明は以上のように構成され機能するの
で、これによると、従来にない優れた高頻度人工呼吸器
を提供することができる。
で、これによると、従来にない優れた高頻度人工呼吸器
を提供することができる。
【図１】本実施形態たる高頻度人工呼吸器の構成を示す
ブロック図である。
ブロック図である。
【図２】図１で開示した流量調節バルブの詳細を示す断
面図である。
面図である。
【図３】図１で開示した高頻度人工呼吸器の制御系を示
すブロック図である。
すブロック図である。
【図４】５次元マップの第一段階のマップの概念を説明
する説明図である。
する説明図である。
【図５】５次元マップの第二段階のマップの概念を説明
する説明図である。
する説明図である。
【図６】５次元マップの第三段階のマップの概念を説明
する説明図である。
する説明図である。
【図７】５次元マップの最終段階のマップの概念を説明
する説明図である。
する説明図である。
【図８】ブロワの出力を駆動上限値として換気周波数を
変化させたときのモデル肺内の圧力から求めた一回換気
量と換気周波数との特性曲線を示す線図である。
変化させたときのモデル肺内の圧力から求めた一回換気
量と換気周波数との特性曲線を示す線図である。
【図９】図１に開示した高頻度人工呼吸器の動作を示す
フローチャートである。
フローチャートである。
【図１０】図１に開示した高頻度人工呼吸器の動作を示
す図９の続きのフローチャートである。
す図９の続きのフローチャートである。
【図１１】従来の高頻度人工呼吸器の構成を示すブロッ
ク図である。
ク図である。
【図１２】従来の高頻度人工呼吸器のブロワ出力を駆動
上限値で固定としたときの換気周波数と患者の肺に対す
る一回換気量との特性曲線を示す線図である。
上限値で固定としたときの換気周波数と患者の肺に対す
る一回換気量との特性曲線を示す線図である。
１２ 高頻度人工呼吸器 ４０ コントローラ ４１ 受付部 ４２ マップメモリ ４３ 操作盤（入力手段） ４４ 表示部 ４６ 換気量維持機能 ４７ 最大出力維持機能 ４９ 動作制御部 ５０ 振動空気圧付勢部 ５２ ブロワ（振幅調節部） ５４ ロータリーバルブ（周波数調節部） ６０ 患者側経路 ６２ 吸気導入部 ６０４ 排出管（排出経路） Ｘ 患者
Claims (5)
- 【請求項１】 患者への酸素を含んだ吸気を供給する吸
気導入部と、この吸気導入部から前記吸気を前記患者へ
案内する患者側経路と、この患者側経路を流れる吸気に
前記患者の呼吸周期よりも短い周期の振動空気圧を付勢
する振動空気圧付勢部と、前記患者から出された二酸化
炭素を含んだ呼気を大気中に排出する排出経路と、前記
振動空気圧付勢部の動作制御を行うコントローラとを備
える高頻度人工呼吸器において、 前記振動空気圧付勢部は、前記振動空気圧の振幅量を調
節する振幅調節部と振動周波数を調節する周波数調節部
とを備え、 前記コントローラは、前記振動空気圧の振動周波数と前
記患者の肺に対する一回換気量について設定入力を受け
付ける受付部と、この設定入力された各値に基づいて前
記周波数調節部と前記振幅調節部とを制御する動作制御
部とを備え、 この動作制御部が、前記設定入力により前記周波数調節
部の振動周波数を変更する際に、前記患者の肺に対する
一回換気量が一定値を維持するように前記振幅調節部に
よる振幅量の制御を行う換気量維持機能を備えることを
特徴とする高頻度人工呼吸器。 - 【請求項２】 前記コントローラは、前記患者の肺に対
する一回換気量と前記振動空気圧の振動周波数とを前記
振幅調節部の出力を特定するパラメータとするマップを
記憶したマップメモリを備え、 前記動作制御部は、前記マップを参照しつつ前記振幅調
節部の制御を行うことを特徴とする請求項１記載の高頻
度人工呼吸器。 - 【請求項３】 前記マップは、前記振動空気圧付勢部の
出力と前記振動空気圧の振動周波数とをそれぞれ変化さ
せて前記患者の肺に対する一回換気量の計測を行う試験
の試験データに基づいて構築されていることを特徴とす
る請求項２記載の高頻度人工呼吸器。 - 【請求項４】 前記患者の肺に対する一回換気量と前記
振動空気圧の振動周波数とを受付部に対して入力する入
力手段を前記コントローラに併設したことを特徴とする
請求項１，２又は３記載の高頻度人工呼吸器。 - 【請求項５】 所定情報を表示する表示部を前記コント
ローラに併設し、 前記動作制御部が、前記換気量維持機能による制御に際
して前記振幅調節部の目標出力が駆動上限値を越える場
合には当該振幅調節部の出力を駆動上限値とする制御を
行うと共にそのときの前記患者の肺に対する一回換気量
を前記表示部にて表示する動作制御を行う最大出力維持
機能を備えることを特徴とする請求項１，２，３又は４
記載の高頻度人工呼吸器。
Priority Applications (3)
| Application Number | Priority Date | Filing Date | Title |
|---|---|---|---|
| JP2000002235A JP3721912B2 (ja) | 2000-01-11 | 2000-01-11 | 高頻度人工呼吸器 |
| US09/750,052 US6581597B2 (en) | 2000-01-11 | 2000-12-29 | High-frequency oscillation artificial respiration apparatus |
| DE10100838A DE10100838C2 (de) | 2000-01-11 | 2001-01-10 | Hochfrequenzschwingungs-Beatmungseinrichtung |
Applications Claiming Priority (1)
| Application Number | Priority Date | Filing Date | Title |
|---|---|---|---|
| JP2000002235A JP3721912B2 (ja) | 2000-01-11 | 2000-01-11 | 高頻度人工呼吸器 |
Publications (2)
| Publication Number | Publication Date |
|---|---|
| JP2001190671A true JP2001190671A (ja) | 2001-07-17 |
| JP3721912B2 JP3721912B2 (ja) | 2005-11-30 |
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ID=18531367
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|---|---|---|---|
| JP2000002235A Expired - Fee Related JP3721912B2 (ja) | 2000-01-11 | 2000-01-11 | 高頻度人工呼吸器 |
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| DE (1) | DE10100838C2 (ja) |
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- 2001-01-10 DE DE10100838A patent/DE10100838C2/de not_active Expired - Fee Related
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