JP3255950B2 - ベンチレータ - Google Patents

ベンチレータ

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JP3255950B2 JP30820391A JP30820391A JP3255950B2 JP 3255950 B2 JP3255950 B2 JP 3255950B2 JP 30820391 A JP30820391 A JP 30820391A JP 30820391 A JP30820391 A JP 30820391A JP 3255950 B2 JP3255950 B2 JP 3255950B2
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Description

【発明の詳細な説明】
【０００１】
【産業上の利用分野】この発明は、少なくとも一つのパ
ラメータに依存して気道へ呼吸気体を供給し気道から呼
吸気体を放出するために人間又は動物の気道に接続され
るベンチレータであって、アナログ制御ユニットを備
え、このアナログ制御ユニットがパラメータに依存して
呼吸気体の供給及び／又は放出を調節するベンチレータ
に関する。
【０００２】この発明はまた、気道へ呼吸気体を供給し
気道から呼吸気体を放出するために人間又は動物の気道
へ接続されるベンチレータであって、呼吸気体の供給及
び／又は放出を行うことができるようにする幾つかの機
能ユニットと、少なくとも一つの機能ユニットを制御す
るマイクロプロセッサとを備えるベンチレータに関す
る。
【０００３】
【従来の技術】公知のベンチレータ（サーボベンチレー
タ９００Ｃ、使用説明書発行番号第ＡＧ１１８８４号、
１９８８年１０月）は、電磁石により開閉する呼気弁を
有する呼気部を備える。それにより所望の圧力をベンチ
レータの呼気部中で維持することができる。電磁石は、
存在する空気圧に依存して呼気弁の位置を制御するアナ
ログ制御ユニットにより制御される。アナログ制御ユニ
ットの長所は所望の調節レベルへ迅速に調節することで
あるが、しかし一定の所望の圧力を維持するようになっ
た場合に非常に正確とは言えない。
【０００４】別の公知のベンチレータ（７２００系列マ
イクロプロセッサベンチレータ、ピューリタン ベネッ
ト社、資料番号第ＡＡ−２１３号、１９８３年５月）
は、実際上ベンチレータのすべての機能を制御及び管理
するマイクロプロセッサを有する。例えば呼気部中の圧
力は所望の値に高精度で維持できる。他方ではマイクロ
プロセッサはゆっくりと新しい平衡位置へ動くので、装
置の複雑さが呼気部中の圧力の所望の変化を遅らせる。
更にこのベンチレータは非常に壊れやすい。もしマイク
ロプロセッサが何かの理由のために働かなくなるなる
と、ベンチレータの機能ユニットも働かなくなり、その
結果ベンチレータへ接続された患者に危害を与えるおそ
れがある。
【０００５】
【発明が解決しようとする課題】この発明の課題は、流
量または圧力のような所望の値を迅速に実現しかつ高精
度に維持し、また患者に対して向上した安全性を有する
ようなベンチレータを提供することにある。
【０００６】
【課題を解決するための手段】この課題は、この発明に
よれば、少なくとも一つのパラメータに依存して気道へ
呼吸気体を供給し気道から呼吸気体を放出するために人
間又は動物の気道に接続されるベンチレータであって、
アナログ制御ユニットを備え、このアナログ制御ユニッ
トがパラメータに依存して呼吸気体の供給及び／又は放
出を調節するベンチレータにおいて、ディジタル制御ユ
ニットがパラメータ及びアナログ制御ユニットの調節に
依存してアナログ制御ユニットの調節機能の粗さを補償
することにより解決される。
【０００７】
【作用効果】それにより迅速なアナログ調節と正確なデ
ィジタル調節との長所が結合される。ディジタルユニッ
トはアナログユニットの調節の欠点を補償するにすぎな
いので、ベンチレータはディジタルユニットでの故障に
対してかなり鈍感である。万一ディジタルユニットが故
障しても、ベンチレータの機能はアナログ制御ユニット
だけにより制御される装置に比べて劣ることはない。デ
ィジタル制御ユニットはマイクロプロセッサを備えるの
が有利である。
【０００８】この課題は、この発明によれば、気道へ呼
吸気体を供給し気道から呼吸気体を放出するために人間
又は動物の気道へ接続されるベンチレータであって、呼
吸気体の供給及び／又は放出を行うことができるように
する幾つかの機能ユニットと、少なくとも一つの機能ユ
ニットを制御するマイクロプロセッサとを備えるベンチ
レータにおいて、別のマイクロプロセッサが少なくとも
一つの別の機能ユニットを制御及び／又は管理すること
によっても解決される。
【０００９】このことはもしマイクロプロセッサが働か
なくなっても、ベンチレータ全体が壊れてしまうという
危険を減らす。適当にマイクロプロセッサの役目を分散
することにより、マイクロプロセッサが働かなくなった
ときさえ基本的な生命維持機能を保つことが可能であ
り、患者はいかなる危険にもさらされない。更に各マイ
クロプロセッサはその機能に対して特殊化することがで
き、それにより中央のマイクロプロセッサより速く個々
に働くことができるので装置の応答速度も増す。
【００１０】最適な機能のためにマイクロプロセッサは
相互に情報を交換すべきであり、かつ情報交換はディジ
タルで又はアナログで又は両方式で行うことができる。
最も重要なことは、故障したマイクロプロセッサからの
誤信号が働いているマイクロプロセッサを妨害するのを
防ぐことである。このことは例えば、故障したマイクロ
プロセッサからの情報がマイクロプロセッサ中の別の情
報に依存する特定の区間から外れるならば、働いている
マイクロプロセッサに故障したマイクロプロセッサから
の情報を無視させることにより行うことができる。
【００１１】二つの変形解決策を組み合わせることによ
り、迅速かつ正確で非常に安全なベンチレータが提供さ
れる。
【００１２】
【実施例】次にこの発明に基づくベンチレータの一実施
例を示す図面により、この発明を詳細に説明する。
【００１３】図１は、この発明に基づくベンチレータ１
の一実施例のブロック線図を示す。ベンチレータ１は吸
気部２、呼気部３及び設定／管理部４を備える。空気及
びその他の補助気体は気体流入口５ａ、５ｂ、５ｃを経
て高い圧力のもとに吸気部２へ入り、吸気ユニット６を
通過し、吸気ユニット６中で呼吸気体は正しい割合に混
合され、気体の圧力及び流量が一組の弁により調節され
る。吸気ユニット６中にはまた細菌フィルタ、圧力変換
器、流量変換器、酸素変換器、安全弁などが設けられて
いる。
【００１４】それゆえ維持することが必要な幾つかの機
能、例えば気体混合比が維持される。このことはガス流
入口５ａ、５ｂ、５ｃに弁を備える機能ユニットにより
達成される。別の機能ユニットが気体混合比を管理し、
もし混合比が均衡を失うと警報を鳴らす。それにより患
者に対する安全性が最適化される。
【００１５】この実施例において機能ユニットを備える
吸気ユニット６は、導線１０１を経て吸気ユニット６の
ための指令を提供しまた導線１０２を経て吸気ユニット
６からの情報を受け取る制御装置７により制御される。
導線１０２はまた設定／管理部４へ情報を提供するが、
設定／管理部４については後に詳述する。呼吸気体が吸
気ユニット６から管８を経て患者の気道へ導かれる。
【００１６】呼気部３では呼吸気体が患者の気道から管
８を経て環境へ導出される。導出途上で呼吸気体は圧力
兼流量変換器９及び弁装置１０を通る。弁装置１０を多
少とも閉じた状態に保たせることにより、所望の圧力を
呼気部３の中で維持することができる。圧力及び流量の
測定値は導線１０３を経てアナログ線形化器１１、ディ
ジタル補償器１２及び弁装置１０中のサーボユニットへ
転送される。導線１０３はまた後述する設定／管理部４
へも通じる。アナログ線形化器１１は導線１０４を経て
ディジタル補償器１２と、また導線１０５を経て弁装置
１０と、また後述する設定／管理部４と接続されてい
る。
【００１７】設定／管理部４は設定／表示ユニット１
３、管理ユニット１４及び基準信号発生器１５から成
る。データバス１０７は設定／表示ユニット１３、管理
ユニット１４、基準信号発生器１５及びディジタル補償
器１２を相互に接続する。これらの接続線はアナログ式
とすることもできる。設定／表示ユニット１３は情報を
導線１０８を経てアナログ線形化器１１へまた導線１０
９を経て制御装置７へ送り、かつ導線１１１を経て管理
ユニット１４から情報を受け取る。管理ユニット１４は
更に前記のように導線１０２を経て吸気ユニット６から
の情報を受け取り、かつ導線１０３を経て圧力兼流量変
換器９からまた導線１１２を経てアナログ線形化器１１
から情報を受け取ることができる。基準信号発生器１５
は導線１０６を経て弁装置１０へ信号を送る。最後に制
御装置７、管理ユニット１４及び基準信号発生器１５は
データバス１１０と接続されている。このデータバス１
１０はアナログ接続線により置き替えることもできる。
【００１８】患者がベンチレータ１へ接続されるとき
に、ベンチレータにより追跡され患者に適合している適
当な様式が設定／表示ユニット１３上に設定される。設
定値は設定／表示ユニット１３中のマイクロプロセッサ
へ転送され、そこで設定値は更にディジタルの形でデー
タバス１０７を経て転送することができる。設定値のう
ちの或るものはアナログ形で導線１０８、１０９を経て
それぞれアナログ線形化器１１及び制御装置７へ転送さ
れる。マイクロプロセッサを備える基準信号発生器１５
は行われた設定に基づき吸気部２により追跡されるべき
呼吸曲線を計算し、この情報を制御装置７中のマイクロ
プロセッサへデータバス１１０を経て転送する。制御装
置７はまた導線１０９を経て情報を提供されるアナログ
制御ユニットを備える。アナログ制御ユニットの調節の
すべての欠点を補償することがマイクロプロセッサの役
目である。
【００１９】呼気部３中の弁装置１０の制御は同様の方
法で行われる。基準信号発生器１５は信号を弁装置１０
へ送る。信号は圧力兼流量変換器９から得られた実際の
圧力と比較される。弁装置１０の制御を迅速化するため
に、ディジタル的に補償された信号もまたアナログ線形
化器１１から弁装置１０へ送られる。ディジタル的に補
償された信号はアナログ線形化器１１がまず圧力兼流量
変換器９からの流量値を線形化することにより得られ
る。この線形化値はマイクロプロセッサを備えるディジ
タル補償器１２へ送られ、そこで補償値が計算されアナ
ログ線形化器１１へ送り返され線形化信号に加えられ
る。ディジタル的に補償された信号は管理ユニット１４
へも転送される。ディジタル補償器１２はそれによりと
りわけ気体混合比（粘度）、雰囲気の圧力及びアナログ
線形化器からの信号を補償する。
【００２０】管理ユニット１４は主として二つの役目を
有する。一方の役目は設定／表示ユニット１３にベンチ
レータで実際に測定された値を提供することであり、他
方の役目は測定値が設定値と過度に相違すると直ちに警
報を鳴らすことである。アナログバックアップ装置と組
み合わされたマイクロプロセッサは管理を安全かつ正確
なものとする。
【００２１】この実施例におけるベンチレータ１は全部
で五つのマイクロプロセッサを備える。これらのマイク
ロプロセッサは前記のように設定／表示ユニット１３、
基準信号発生器１５、制御ユニット７、ディジタル補償
器１２及び管理ユニット１４の中に設けられている。マ
イクロプロセッサは基本的に相互に独立して働くが、最
適な機能のために情報の交換を行う。前記のように情報
交換は純粋にディジタルで又は純粋にアナログで又は両
方式の組み合わせで行うことができる。一つ又は幾つか
のマイクロプロセッサが不調となってもベンチレータ１
の機能に深刻な損害を与えるおそれはない。もし例えば
設定／表示ユニット１３中のマイクロプロセッサが働か
なくなると、起こるおそれのある最悪の事態は制御装置
７及びディジタル補償器１２中での補償が正確さの低い
ビットとなるということである。マイクロプロセッサが
働かなくなるときマイクロプロセッサは完全に誤った信
号を伝送するおそれがあるゆえにこのことが起こる。し
かし行われた設定はポテンショメータの設定によりアナ
ログでも提供されているので、アナログ制御の粗い調節
は影響を受けない。しかしながら管理ユニット１４は警
報を鳴らし、この警報はマイクロプロセッサが機能しな
くなったことを示し、ベンチレータを適当な時点で交換
又は修理することができる。
【図面の簡単な説明】
【図１】この発明に基づくベンチレータの一実施例のブ
ロック線図である。
【符号の説明】
１ ベンチレータ １１ アナログ線形化器 １２ ディジタル補償器
───────────────────────────────────────────────────── フロントページの続き (72)発明者 ゲラン リユトグレン スウエーデン国 23044 ブンケフロス トラント ストランデングスフエーゲン ４ (72)発明者 ゲラン ツエウエルス スウエーデン国 222 40 ルント メ レフオングスフエーゲン 89 (56)参考文献 特開 昭58−92366（ＪＰ，Ａ) 特表 平３−505170（ＪＰ，Ａ) 米国特許4587967（ＵＳ，Ａ) (58)調査した分野(Int.Cl.7，ＤＢ名) A61M 16/00

Claims (7)

    (57)【特許請求の範囲】
  1. 【請求項１】 少なくとも一つのパラメータに依存して
    気道へ呼吸気体を供給し気道から呼吸気体を放出するた
    めに人間又は動物の気道に接続されるベンチレータであ
    って、アナログ制御ユニット（１１）を備え、このアナ
    ログ制御ユニットがパラメータに依存して呼吸気体の供
    給及び／又は放出を調節するベンチレータにおいて、デ
    ィジタル制御ユニット（１２）がパラメータ及びアナロ
    グ制御ユニット（１１）の調節に依存してアナログ制御
    ユニット（１１）の調節機能の粗さを補償することを特
    徴とするベンチレータ。
  2. 【請求項２】 ディジタル制御ユニット（１２）がマイ
    クロプロセッサを備えることを特徴とする請求項１記載
    のベンチレータ。
  3. 【請求項３】 更に幾つかのアナログ制御ユニットを備
    えることを特徴とする請求項１又は２記載のベンチレー
    タ。
  4. 【請求項４】 各アナログ制御ユニットに対して別個の
    マイクロプロセッサが設けられ、このマイクロプロセッ
    サがそれぞれ各アナログ制御ユニットの調節機能の粗さ
    を補償することを特徴とする請求項３記載のベンチレー
    タ。
  5. 【請求項５】 気道へ呼吸気体を供給し気道から呼吸気
    体を放出するために人間又は動物の気道へ接続されるベ
    ンチレータであって、呼吸気体の供給及び／又は放出を
    行うことができるようにする幾つかの機能ユニットと、
    少なくとも一つの機能ユニットを制御するマイクロプロ
    セッサとを備えるベンチレータにおいて、別のマイクロ
    プロセッサが少なくとも一つの別の機能ユニットを制御
    及び／又は管理することを特徴とするベンチレータ。
  6. 【請求項６】 少なくとも一つの機能ユニットがアナロ
    グ制御ユニット（１１）を備えることを特徴とする請求
    項５記載のベンチレータ。
  7. 【請求項７】 マイクロプロセッサ（１２）がアナログ
    制御ユニット（１１）の調節機能の粗さを補償すること
    を特徴とする請求項６記載のベンチレータ。
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