JP4212244B2 - 人工呼吸装置 - Google Patents

Description

【０００１】
この発明は、請求項１の上位概念に基づく人工呼吸装置に関する。
【０００２】
（背景技術）
従来、人工呼吸装置は、肺機能が麻痺し呼吸困難に陥った患者の呼吸を補助したり、ガスブレンダとして患者に呼気をあらかじめ設定された成分ガス濃度で供給するために使用されている。人工呼吸装置は、然るに吸気用接続部、複数のバルブ、バルブの制御装置や空気を吸気用チューブや肺に送り込む圧力を発生させるための圧縮気体用接続部を装備している。
【０００３】
通常、圧縮気体用接続部は、圧縮空気ラインに接続され、ここから供給される圧縮空気が、吸気用気体を送り込むためのポンプを駆動する。吸気用気体は、吸気用接続部を介し、呼吸に必要な圧力をもって直接供給されてもよい。また呼吸に必要な圧力を発生するコンプレッサーを装備することのできる人工呼吸装置も既知の技術である。
【０００４】
従来の人工呼吸装置には、ハウジング内に吸気用気体貯留タンク、バルブ、制御装置また必要に応じてバルブ制御装置用非常用電源を備えたものもある。該ハウジングには、上記吸気用接続部、吸気チューブ用接続部が配備されている。該各接続部は、チューブで装置内部のバルブや気体貯留タンクと接続されている。
【０００５】
（発明が解決しようとする課題及び課題を解決するための手段）
本発明の課題は、人工呼吸装置を小型化することにある。この課題は、本発明による請求項１に記載の特徴により解決される。本発明の第一の特徴は、チューブをリジッドな導管に変更したことにある。本発明の第二の特徴は、プラスチック又は金属製のコンパクトなブロックとして気体貯留タンクと導管をユニット化したことにある。該ブロックには、本発明の概念に基づき必要なバルブ、各気体用接続部も内蔵されてあるいは取付けられている。
【０００６】
以下に本発明の発展した実施形態として上記概念から個々に独立した形でも新しい形態として利用可能な特徴を記載する。
【０００７】
コンプレッサーをハウジングに内蔵する。ただしコンプレッサーの出口は、ブロックがコンプレッサーの振動に影響を受けないよう、チューブでブロックに接続される。
【０００８】
結露しないように吸気用気体を加熱する。ただし加熱には、コンプレッサーの圧縮により発生する熱を利用する。
【０００９】
コンプレッサーを含めた全ての電力を必要とする部品を内部電源（バッテリー）でまかない、外部電源から完全に独立させる。外部電源が使用可能な場合も、外部電源は基本的に充電装置を介し内部電源を充電するためだけに使用する。なお人工呼吸装置の内部電源は、該装置が稼動中も充電することができる仕様とする。よって人工呼吸装置の稼動時に外部電源を取り外しても、該装置の機能になんら影響を与えない。従来必要であった、圧縮気体ボンベ（移動時）などによる圧縮気体の供給も本発明に係る人工呼吸装置においては必要ない。本発明に係る人工呼吸装置は、患者を移動する際なんら特別な配慮を必要とすること無く、患者と共に運搬することが可能であり有利である。
【００１０】
本発明に係る内蔵バッテリー用内蔵充電装置の好ましい形態において、内蔵充電装置は、８０から２７０ボルトのいかなる交流電源にも対応する仕様になっており、オペレーターが設定を変更する必要も無い。
【００１１】
本発明に係る人工呼吸装置は、直流外部電源用プラグも装備しており、例えば車両電源から該装置の電子・電気装置へ電力の供給を受けることのできる仕様になっている。
【００１２】
本発明に係る人工呼吸装置のハウジングには、ディスプレーとコントロール・パネルが取付けられている。本発明の好ましい形態においてコントロール・パネルは、回転式つまみスイッチを装備しており、ディスプレーに表示されるフィールドやボタンを片手で選択できるように考慮されている。
【００１３】
また該ハウジングには、コンピューター・インターフェース（ＲＳ ２３２インターフェース）、ナースコールやその他類似する各種インターフェースが装備されている。
【００１４】
ブロックに接続されたあるいはブロックに内蔵された各種センサーで、患者の呼吸状態をモニターし該ディスプレーに計測値を表示することができる。またソフトウェアが、センサーの計測値をパラメーターとして利用し、本発明に係る人工呼吸装置を制御する。
【００１５】
プロキシマル流量センサーを、患者のごく近くに設置し、患者の呼吸状態を本発明に係る人工呼吸装置の電子機器にデータとして供給できるようにする。
【００１６】
また本発明に係る、全く新しい、独立して使用可能なソフトウェアを採用することにより患者に強制的にため息をさせることが可能である。またソフトウェアは、ため息の頻度、圧力あるいは／又は体積について、その値を自由に変更できるよう設定することができる仕様になっている。ため息を患者に強制する処置は、既知の方法であるが、従来の技術においてはため息を設定することはできない。要するに、従来の技術においては、ため息を患者に強制するあるいは強制しないの設定のみが可能であり、例えば百回目毎の呼吸を通常の１２０％の呼吸量で行い、患者の肺を膨張させるような設定ができるのみである。通常の患者における症例を基準にしていたため、現在までの見地においては、上記のごとき設定で患者にため息をさせれば十分であるとされてきた。本発明者らは、研究の末従来のため息設定が常に最適であるとは限らないと言う見地に至った。例えば胸部の手術を受けたばかりの患者においては、上記のごとき呼吸補助形態は痛みにつながる可能性がある。本発明においてはため息の設定変更を自由にできるようにしたので個々の患者の要求に対応することが可能である。
【００１７】
（発明を実施するための最良の形態）
以下に図面をまとめて説明する。符号の説明も発明の詳細な説明の一部とする。図の説明に、本発明の更なる長所や特徴および更なる好ましい実施形態を記載する。
【００１８】
好ましい実施例の機能および構造は、図４のブロック概念図より明らかである。この実施例においては複数の気体用接続部が装備され、１ｃはコンプレッサー・ポート、１ａは圧縮気体ポート、１ｂは吸気用気体、例えば酸素ポートやＮＯと言った治療気体用のポート２７として機能する。全ての（入り口用）ポートは、ハウジング７に内蔵される一つのブロック１２に装備される。１ｃは、気体貯留タンク８内部では圧縮気体用導管４となっているリジッドな導管１１ａに接続されているフレキシブルな導管１０を介してコンプレッサー６と接続されている。導管１１ａは、コンプレッサー６又は圧縮空気用接続部１ａから気体貯留タンク８に供給される圧縮空気を通したり、止めたりする役目を持つバルブ２ａにより中断されている。同様に、バルブ２ｂは、吸気用接続部から導管１１ａを介して送られる吸気用気体を通したり、止めたりする役目を担っている（本実施例においては酸素）。
【００１９】
本発明における新規な特徴として導管１１ａ同様、治療気体用接続部と治療気体出口を結ぶ導管１１ｃもリジッドな導管として、あるいは更に好ましくはブロック内に形成された管としてブロック１２内を貫通させる。なお導管１１ｃには制御可能な治療気体用バルブ２５が装備されている。前記ごとき形態は、従来の治療気体用導管と治療気体用制御バルブを人工呼吸器から独立させた形態よりも、別装置を必要としないので好ましい。すなわち、本実施例に係る形態は、ハウジングを簡略化でき装置全体を小型化できると言う点のみならず操作を容易にし取り扱いの簡素化を実現できると言う点で有利である。
【００２０】
気体貯留タンク８は、酸素センサー２６を装備している。また該タンクの出口は、リジッドな導管１１ｂを介し吸気用チューブ５に接続されている。リジッドな導管１１ｂは、吸気用バルブ２ｃを装備している。気体貯留タンク８の前後には、センサー２２ａと２２ｂが設置されており、これらが圧力と／又は流量をモニターする。プロキシマル流量センサー２３を患者のごく近くに設置することにより、患者の呼吸状態をモニターすることができる。
【００２１】
薬剤の投入や、湿度を加える時には、ネブライザ・バルブ３４とネブライザ・チャンバー３７を装備したネブライザ導管３６から行う。チューブの取り外し時に起こる圧力の低下を防止するために、複数の単方向バルブ２４が設置されている。呼気用導管２９には呼気用バルブ２ｄが装備されている。吸気用チューブ５と必要に応じて接続される治療気体用出口２８は、呼気用導管２９と平行に患者へと導かれている。
【００２２】
ハウジング７に、図においてはシンボルで表示されている、制御可能なバルブやセンサーと接続されている制御および電子回路部３が装備されている。またハウジング７内には、充電装置１５の助けで充電されるバッテリー又は蓄電池９が装備されている。新規でまた好ましい形態において充電装置１５は、直流外部電源に接続するための直流電源プラグ１６および８０から２７０ボルトの各種交流電源を接続するための交流電源プラグ３９を装備している。なお電源の設定は、オペレーターが行う必要なく自動的に行われるものとする。上記形態を可能にするため既知の電子回路を、充電装置１５に内蔵する。蓄電池９と充電装置１５の接続は、充電装置１５が外部電源に接続されている間中、蓄電池９が充電可能なような接続の方法を取る。何らかの原因で外部電源から電力が供給されなくなると、自動的に内部電源に切り替わるように配慮されている。
【００２３】
この実施形態においては、ブロックは、下部１２ｂと上部１２ａで構成されている。これは、この実施例に採用した組み立て方法により制限を受けたものであり、本発明が該方法に限定されるものではない。本発明に係るブロックが、単体でも複数の部品を組み合わせたブロックであっても本発明の実施は、可能である。図３が示すごとく、下部１２ｂには、酸素センサー２６を備えた酸素ブロック３３と呼気バルブ２ｄが取付けられている。使用時には、下部１２ｂは、上部１２ａと密接にねじ止めされ、気体貯留タンク８を形成している。
【００２４】
上部１２ａと下部１２ｂの外壁には本発明の概念に基づき、図４に記載のブロック概念図の気体導管に対応したリジットな導管が形成されている。特殊な導管を、点線で図に示した。図示した気体導管１４は、コンプレッサー１３に接続される導管である。コンプレッサー出口の空気は、コンプレッサーの働きで加熱されることは周知のことである。この加熱された空気が比較的長い気体導管１４を通過する間に、熱がブロック１２に伝わる。この熱を利用して気体貯留タンク８で結露することを避けることができる。また図示した導管１４の代わりに気体貯留タンク８内に、コンプレッサー出口に接続された長い導管、例えばらせん状にした導管を通すことも可能である。
【００２５】
上部１２ａには、吸気用接続部１ａおよび１ｂの他治療気体用接続部２７などが装備されている。またタンク用圧力逃がしバルブ３２、吸気用バルブ２ｃ、治療気体用バルブ２５、患者用低圧バルブと患者用高圧バルブを装備した安全ブロック３５なども装備されている。上記のバルブは、特に好ましくは安全バルブと流量や圧力を測定する装置も備えたバルブ・ブロック３８に取付けられる。上部１２ａは、なおネブライザ・バルブ３４と正面接続部３０も装備している。
【００２６】
図２は、主に図３に示した装置を、本実施例においては、二つの部品（７ａ、７ｂ）から構成されるハウジング７に取付ける様子を図示している。コンプレッサー６とフレキシブルな導管１０を点線で示した。ハウジングの下部には、引き出しに固定された蓄電池９、電子制御回路３、直流外部電源プラグ１６の取付け位置、交流外部電源３９の取付け位置およびＲＳ２３２やナースコールなどの各種インターフェースの取付け位置が図示されている。
【００２７】
図１に示されている側方から取付けられる取っ手４０と台（脚）３１は、本発明に係る装置を運搬するときに使用する。
【００２８】
図１にはディスプレー１７と複数の押しボタンスイッチ２０および好ましくは回転式押しボタンスイッチ１９が設置されているキーボード１８が図示されている。回転式押しボタンスイッチ１９は、発明の詳細な説明に記載のごとくメニューによる装置の設定に特に有利である。
【００２９】
図面に本発明の好ましい実施例を記載するが、本発明はこれら実施例に制限されるものではない。以下、図面の説明を記載する。
【図面の簡単な説明】
【図１】 移動可能な台に設置された本発明に係る新規の人工呼吸装置の全体図である。
【図２】 図１記載の装置の組み立て図面である。
【図３】 本発明に係る図２記載の装置の中心部となるブロックを示す図である。
【図４】 実施例のブロック概念図である。
【符号の説明】
１ 吸気用接続部、２ バルブ、３ 制御部、電子制御回路、４ 圧縮気体用導管（圧力のかかった圧縮空気と／又はコンプレッサーからの空気と／又は吸気用気体を導くための導管）、５ 吸気用チューブ、６ コンプレッサー、７ ハウジング、８ 気体貯留タンク、９ バッテリー，アキュムレータ（蓄電池）、１０ ハウジング内のチューブ、１１ リジットな導管、１２ ブロック、１３ コンプレッサー出口、１４ 気体導管、１５ 充電装置，一台あるいは複数の充電器、１６ 直流外部電源用プラグ、１７ ディスプレー、１８ コントロールパネル、１９ 回転式押しボタンスイッチ、２０ キー（押しボタンスイッチ）、２１ 各種インターフェース、２２ 内部センサー、２３ プロキシマル流量センサー、２４ 単方向バルブ、２５ 治療気体用バルブ、２６ 酸素センサー、２７ 治療気体用接続部、２８ 治療気体出口、２９ 呼気用導管、３０ 患者用の導管を接続するための正面接続部、３１ 台（脚）、３２ タンク圧力逃がしバルブ、３３ 酸素ブロック、３４ ネブライザ・バルブ、３５ 安全ブロック、３６ ネブライザ用導管、３７ ネブライザ・チャンバー、３８ バルブ・ブロック、３９ 交流外部電源用プラグ、４０ 取っ手、４４ 吸気用接続部。

Claims (12)

1. 気体貯留タンク（８）と、少なくとも一つの吸気気体用接続部（１）と、コンプレッサーからの空気用の少なくとも一つの接続部と、少なくとも一つのバルブ（２）と、バルブ（２）用電子制御装置（３）と、吸気チューブ（５）用接続部（４４）と、コンパクトなプラスチック製のブロック（１２）に内蔵されたリジッドな複数の気体用導管（１１）と、をハウジング（７）内に装備し、ブロック（１２）に少なくとも一つのバルブ（２）と少なくとも一つの接続部（１、４４）が内蔵されている、呼吸循環式麻酔装置をのぞく人工呼吸装置において、
   ブロック（１２）にはさらに、気体貯留タンク（８）が内蔵されており、気体貯留タンク（８）は、バルブ（２）および接続部（１、４４）にブロック（１２）内で接続されており、
   電気駆動のコンプレッサー（６）は、ハウジング（７）内部に装備され、該コンプレッサーの出口（１３）が圧縮気体用導管（４）を介し気体貯留タンク（８）に接続されており、
   ブロック（１２）が少なくとも一本の、コンプレッサーの熱を利用して加熱可能な加熱気体用導管（１４）を装備しており、加熱気体用導管（１４）は、気体貯留タンク（８）の外壁内に形成される導管で少なくとも１００ｍｍの長さを持つものであるかあるいは、少なくとも１００ｍｍの長さを持つ該気体貯留タンク（８）内を通る導管であり、
   気体供給部分において、少なくとも三種類の気体供給モードで順次または同時に動作可能にする手段が設けられ、上記各供給モードが、（ｉ）圧縮空気ラインまたは圧縮空気ボンベの外部からの圧縮空気の供給と、（ｉｉ）内蔵コンプレッサー（６）による圧縮空気の供給と、（ｉｉｉ）吸気気体用ラインまたは吸気用気体ボンベの外部からの吸気用気体の供給と、（ｉｖ）治療気体用ボンベからの治療気体の供給と、から成る供給モードのグループに含まれるモードであることを特徴とする人工呼吸装置。
2. 請求項１に記載の人工呼吸装置において、
   設定の変更および装置停止を必要とせずに少なくとも三種類の電源を切り換え可能かつ順次または同時に動作可能にする手段が設けられ、該三種類の電源が、交流外部電源ラインと、直流外部電源ラインまたは外部電池と、バッテリーまたはアキュムレーターである内蔵蓄電池（９）とであることを特徴とする、人工呼吸装置。
3. 請求項１または２に記載の人工呼吸装置において、
   吸気気体用導管および圧縮気体用導管と並行して別個に、リジッドな導管（１１ｃ）から成る治療気体用導管を装備し、
   該治療気体用導管は、吸気気体用導管および圧縮気体用導管を制御する電子制御回路（３）によって制御され、リジッドな導管（１１ｃ）がブロック（１２）に内蔵されている、人工呼吸装置。
4. 請求項３に記載の人工呼吸装置において、
   治療気体用導管が、吸気チューブ（５）を介して患者に送られる気体の流量に比例して治療気体の投与量を電子的に制御するための治療気体用バルブ（２５）を少なくとも一つ装備する、人工呼吸装置。
5. 請求項４に記載の人工呼吸装置において、
   治療気体は、治療気体用に別個に設けられた出口（２８）を出た後に、患者に送られる気体流に患者近くでのみ混合される、人工呼吸装置。
6. 請求項１から５のいずれか１項に記載の人工呼吸装置において、
   電子制御回路（３）およびコンプレッサー（６）の電源として、アキュムレーターあるいはバッテリーである内蔵蓄電池（９）がハウジング（７）内に設けられ、
   該内蔵蓄電池の入力端は、少なくとも二種類の電流供給を受けることのできる少なくとも一つの充電装置（１５）の出力端に接続される、人工呼吸装置。
7. 請求項６に記載の人工呼吸装置において、
   設定の変更および装置停止を必要とせずに電源切り替えを可能にするために、前記充電装置の入力端には、ある一定電圧の交流外部電源または８０から２７０ボルトの電圧範囲 の交流外部電源が接続され、さらに、直流外部電源ラインに接続するためのコネクタ（１６）が設けられている、人工呼吸装置。
8. 請求項１から７のいずれか１項に記載の人工呼吸装置において、
   ブロック（１２）は、装置の制御に必要なセンサー（２２、２６）を少なくとも一つ内蔵しており、
   設定の変更および装置停止を必要とせずに少なくとも三種類の非常用電源を切り換え可能かつ順次または同時に動作可能にする手段が設けられ、該三種類の電源が、（ｉ）交流外部電源ラインと、（ｉｉ）直流外部電源ラインまたは外部電池と、（ｉｉｉ）バッテリーまたはアキュムレーターである内蔵蓄電池（９）とであることを特徴とする、人工呼吸装置。
9. 請求項１から８のいずれか１項に記載の人工呼吸装置において、
   電子制御回路（３）は、コントロールパネル（１８）で設定可能なソフトウェアを含み、該ソフトウェアは、自由に調節できる時間間隔と、自由に調節できるため息の体積と、自由に調節できるため息呼吸の圧力と、に応じて、患者のため息呼吸を設定することを可能にする、人工呼吸装置。
10. 請求項１から９のいずれか１項に記載の人工呼吸装置において、
    ネブライザ用接続部あるいはネブライザ用導管（３６）と、コントロールパネル（１８）で設定可能な電子制御回路（３）用ソフトウェアと、を有し、
    稼動時にネブライザの機能をネブライザ用導管（３６）及び少なくとも一つのプログラム制御可能なネブライザ用バルブを制御することにより、ネブライゼーションをある一定の設定可能な間隔及びある一定の設定可能な時間で行うことを可能にし、ネブライゼーションを患者の吸気状態に応じて対応することを可能にする、人工呼吸装置。
11. 請求項１から１０のいずれか１項に記載の人工呼吸装置において、
    ハウジング（７）内に、空気圧発生用コンプレッサー（６）を駆動するための蓄電池（９）と、気体センサー（２２）が内蔵されている、人工呼吸装置。
12. 請求項１１に記載の人工呼吸装置において、
    電力の供給停止時および気体の供給停止時である非常時に、蓄電池（９）を含む内蔵のコンプレッサー（６）により患者の呼吸機能を保つことができる、人工呼吸装置。

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