KR0144067B1 - 환자의 유량 지속성 기계환기장치 - Google Patents

Abstract

본 발명은 환자의 유량 지속성 기계환기장치에 관한 것으로, 특히 호흡부전 환자의 호흡일(work of breathing)을 감소시킴으로써 환자의 호흡근 피로현상을 경감하기 위하여, 산소와 공기를 혼합시키는 산소 혼합기((10), 산소 혼합기(10)에 각기 연결된 제 1,2 가스 공급관(11)(12), 제1 가스 공급관(11)에 연결되어 산소의 토출유량을 계측함과 동시에 그 토출유량을 조정할 수 있는 유량계(13), 유량계(13)를 통과한 산소를 미립화시킴과 동시에 습도를 증가시키기 위하여 제 1가스 공급관(11)의 유량계(13)에 설치된 급습기(14), 급습기(14)를 통과한 산소의 흐름방향을 제어하기 위하여 제1가스 공급관(11)에 설치된 첵 밸브(15), 제2 가스 공급관(12)에 설치되어 산소를 분무, 압송하는 분무기(16), 분무기(16)에 연결되어 산소의 토출유량을 계측함과 동시에 그 토출유량을 조정할 수 있는 유량계(16a), 분무기(16)로부터 압송된 산소를 저장할 수 있는 탄성을 갖는 저장기(17), 분무기(16) 및 저장기(17)를 통과한 산소의 흐름방향을 제어하기 위하여 제2 가스 공급관(12)에 설치된 첵 밸브(18), 제1, 2 가스 공급관(11)(12)을 접속, 연결시키는 흡기관(19), 흡기관(19)에 연결, 설치되어 산소 혼합기를 저장하는 탄성을 갖는 저장기(20), 저장기(20)이후의 흡기관(19)에 설치되어 흡기관(19)내의 산소압력을 계측할 수 있는 압력계(21), 저장기(20)와 압력계(21)사이의 흡기관(19)에 연결되어 폐내의 순환을 미친 폐가스를 토출시키는 피프 밸브(22)로 구성된 것이다.

Description

환자의 유량 지속성 기계환기장치

[기술분야]

본 발명은 환자의 유량 지속성 기계환기장치에 관한 것이며, 특히 호흡부전환자의 호흡일(work of breathing)을 감소시킴으로써 환자의 호흡근 피로현상을 경감할 수 있도록 한 환자의 유량 지속성 기계환기장치에 관한 것이다.

[배경기술]

일반적으로 호흡부전 환자의 기계환기용법으로써 여러 가지의 기계환기장치가 출현되어 있으며, 이중 한자의 기도 내에 양압이 지속적으로 유지되게 한 상태에서 환자로 하여금 자발호흡을 시키는 지속적 기도양압(continuous positive airway pressure : CPAP) 방식이 출현된 바 있다.

이러한 지속적 기도양압방식은, 환자 폐내의 가스 잔류량을 증가시켜 산소화를 증가시키거나, 또는 기계환기요법을 받고 있는 환자로부터 기계환기장치를 제거시키기 위한 방법으로, 특히 중환자들에게 많이 이용되고 있다.

시판되는 대부분의 기계환기장치는 지속적 기도양압방식인 디멘드 플로우 시스템(demand flow system)을 이용하고 있다. 디멘드 플로우 시스템은, 환자가 요구하는 유량에 따라 일정하게 흡기가 공급되도록 하는 시스템으로서, 이러한 디멘드플로우 시스템을 이용한 종래의 가장 대표적인 기계환기장치는 제1도와 같다.

제1도는종래 기계환기장치의 구성도를 나타낸 것이다. 본 기계환기장치는 대기가 유입되는 유입관(50)과 상기 유입관(50)에 설치되어 대기의 유입을 단속하는 디멘드 첵밸브(33), 상기 유입관(50)에 일체로 직교되게 연통형성되어 산소가스가 공급되는 공급관(36), 상기 유입관(50)과 직교하는 공급관(36)의 상부에 설치되어 흡기공급을 단속하는 벧틸레이터 첵밸브(35)와, 상기 공급관(36)에 일체로 연통형성된 급습기(humidifier : 37)와, 상기 급습기(37)의 출구측에 Y자형으로 연결형성되어 환자의 기도 내에 가스를 공급하는 흡기관(38)과, 흡기관(38)의 일측에 설치된 배기밸브(39)와, 상기 벨틸레이터 첵밸브(35)의 상방에 위치하는 공급관(36)과 흡기관(38) 사이에 연결된 음압통로(40)와, 상기 음압통로(40)를 단속하는 첵밸브(51)와, 상기 첵밸브(51)를 포함하는 압력감지장치(52)로 구성되어 있다.

이러한 종래의 기계환기장치는, 디멘드 밸브 시스템과 환기장치의 사이클 압력이 압력감지장치(52)에서 감지되고, 환자의 최초 흡기시 음압통로(40)를 통해 음압이 감지되며, 환자의 흡기를 행할 때 발생하는 음압의 의해 디멘드 첵밸브(35)가 개방되고 이후에 비로소 흡기에 필요한 가스가 환자의 폐내에 공급되는 방식이다.

제1도의 (가)도는 환자의 기도 양압시의 가스흐름 상태를 보여주는 도면이다. 이 경우 최초로 환자에게 흡기를 공급하기 위하여, 유입관(50)의 디멘드 첵밸브(33)가 폐쇄되고 공급관(36)의 벤틸레이터 첵밸브(35)는 개방된다. 흡기관(38)의 배기밸브(39)가 폐쇄된 상태에서, 공급관(36)을 통해 산소가스가 유입되면 가스는 급습기(37)를 통과하면서 수분입자로 미립화된 후, 흡기관(38)을 통해 환자의 기도내에 유입됨과 동시에 환자의 기도양압을 위한 흡기활동이 시작된다.

제1도의 (나)도는 환자가 자력에 의해 흡기할 때의 가스흐름 상태를 보여주는 것이다. 즉, 환자의 흡입요구에 대해 음압이 발생하면, 이때 공급관(36)의 벤틸레이터 첵밸브(35)가 폐쇄되고 환자의 음압에 의해 유입관(50)의 디멘드 첵밸브(33)가 개방되면서 유입관(50)-공급관(36)-급습기(37)-흡기관(38)을 통해 소량의 외부공기가 환자의 기도 내로 흡입된다.

제1도의 (다)도는 환자가 자력에 의해 흡기 및 배기할 때의 가스흐름 상태를 보여주는 것이다. 즉, 이 경우에는 외부공기기가 유입관(50)-공급관(36)-급습기(37)-흡기관(38)을 통해 환자의 기도 내에 흡입되고, 이와 동시에 폐내의 순환을 마친공기가 첵밸브(51)와 배기밸브(39)를 통해 외부로 배기되며, 이러한 과정이 연속적으로 반복된다.

그러나, 상기한 종래의 기계환기장치는, 호흡의 초기 시점에 가스가 환자의 기도 내에 유입되기까지 시간지연이 발생하는 문제점이 있다. 이러한 문제점은 흡입 사이클에 있어 최대량의 흡입요구가 우선적으로 발생하기 때문이다.

즉, 종래의 기계환기장치의 지속적 기도양압방식은, 흡기시 발생하는 환자의 음압에 의해 디멘드 첵밸브를 개방하고, 그 이후에 비로서 흡기에 필요한 가스가 폐내에 공급되도록 하고 있기 때문에. 디멘드 첵밸브를 개방시키기 위해서는 환자에게 상당한 양의 기도압 감소가 요구될 수밖에 없으며, 따라서 흡기가 시작되는 최초에는 가스의 공급량이 부족하게 되므로 환자의 호흡일이 증가하여 호흡근 피로를 유발시키고, 자력 호흡을 위한 기계환기장치의 제거를 저해하는 결과를 일으킬 수 있다.

본 발명의 목적은 환자의 호흡일을 최소화시킴과 동시에 호흡근의 피로유발 요인을 제거하여 환자의 호흡을 원활하게 유지할 수 있도록 하는 환자의 유량 지속형 기계환기장치를 제공하기 위한 것이다.

제1도는 종래 기계환기장치의 구성도로서,

(가)도는 환자의 기도양압시의 가스 흐름 상태도,

(나)도는 환자의 자력에 의한 흡기시의 가스 흐름 상태도,

(다)도는 환자의 자력에 의한 흡기 및 배기시의 가스 흐름 상태도,

제2도는 본 발명에 따른 유량 지속형 기계환기장치의 구성도.

* 도면의 주요부분에 대한 부호의 설명

10 : 산소혼합기 11,12 : 제1,2 가스 공급관

13,16a : 유량계 14 : 급습기

15,18 : 체밸브 16 : 분무기

17,20 : 저장기 19 : 흡기관

21 : 압력계 22 : 피프 밸브

상기한 본 발명의 목적은, 산소와 공기가 유입되는 유입관을 구비한 산소혼합기, 상기 산소혼합기의 상하부에 각각 연결된 제1 및 제2 산소혼합가스 공급관, 제1 산소혼합가스 공급관에 연결되어 산소혼합가스에 습도를 증가시키는 급습기, 제2 산소혼합가스 공급관에 연결되어 산소혼합가스를 분무압송하는 분무기(nebulizer), 상기 제1 및 제2 산소혼합가스 공급관에 설치되어 산소혼합가스의 흐름방향이 제어하는 첵밸브, 상기 급습기와 분무기를 통과한 산소혼합가스가 합류되는 흡기관, 상기 급습기와 분무기를 통과한 산소혼합가스를 일시저장하는 저장기, 상기 흡기관에 설치되어 폐가스를 배기하는 피프 밸브(peep valve), 및 상기 흡기관에 설치되어 흡기압력을 조절하는 압력계를 포함하고, 흡기시에는 산소혼합가스 공급압에 의해 상기 첵밸브를 개방시키고, 폐가스 배기시에는 그 배기압력에 의해 상기 첵밸브를 폐쇄시켜 상기 흡기관으로의 산소혼합가스의 흡기를 차단하는 것을 특징으로 하는 환자의 유량 지속성 기계환기장치에 의해 달성된다.

이하, 본 발명에 따른 환자의 유량 지속성 기계환기장치의 구체적인 실시예를 첨부도면을 참조하여 상세히 설명한다.

제2도는 본 발명에 따른 환자의 유량 지속성 기계환기장치의 구성도이다. 도시된 바와 같이, 본 발명의 유량 지속성 기계환기장치는 산소혼합기(10), 제1 및 제2 산소혼합가스 공급관(11,12), 급습기(14), 분무기(16), 첵밸브(15,18), 흡기관(19), 저장기(17,20), 피프 밸브(22), 및 압력계(21)를 포함하는 구성으로 이루어져 있다.

산소혼합기(10)는 산소(O2) 및 공기가 유입되는 유입관(10′.10″)이 구비되어 있고 유입된 산소와 공기를 산소혼합가스로 혼합하는 작용을 하며, 상기 산소혼합기(10)의 상하부에는 각각 제1 및 제2 산소혼합가스 공급관(11,12)이 연결되어 있다.

제1 산소혼합가스 공급관(11)에는 산소혼합가스의 유량을 계측함과 동시에 그 유량을 조절할 수 있는 유량계(13)가 연결되고, 제1 산소혼합가스 공급관(11)의 유량계(13)의 하류에는 다시 상기 유량계(13)를 통과한 산소혼합가스를 미립화시킴과 동시에 습도를 증가시키는 급습기(14)가 연결되어 있다. 그리고 상기 급습기(14)를 통과한 산소혼합가스는 제1 산소혼합가스 공급관(11)에 설치된 첵밸브(15)에 의해 그 흐름방향이 제어된다.

상기 제2 산소혼합가스 공급관(12)에는 산소혼합가스를 분무 및 압송하는 분무기(16)가 설치되어 있으며, 제2 산소혼합가스 공급관(12)의 분무기(16) 하류에는 유량계(16a)가 연결되어 분무되는 산소혼합가스의 유량을 계측함과 동시에 그 유량을 조절할 수 있도록 되어 있다. 그리고 제2 산소혼합가스 공급관(12)의 유량계(16a) 하류에는 상기 분무기(16)로부터 압송된 산소혼합가스를 지정할 수 있는 탄성을 가지는 저장기(17)와 상기 분무기(16)와 저장기(17)를 통과한 산소혼합가스의 흐름방향을 제어하는 첵밸브(18)가 순차로 설치되어 있다.

상기 제1 및 제2 산소혼합가스 공급관(11,12)은 흡기관(19)에 의해 하나로 접속연결되며, 상기 흡기관(19)에는 산소혼합가스를 일시적으로 저장하는 탄성을 가지는 저장기(20)가 설치되어 있고, 상기 저장기(20) 하류의 흡기관(19)에는 흡기관(19) 내의 산소혼합가스 압력을 계측하는 압력계(21)가 설치되어 있다.

상기 저장기(20)와 압력계(21) 사이의 흡기관(19)에는 피프 밸브(22)가 설치되어 환자의 폐를 순환한 폐가스를 외부로 배기시킨다.

상기한 구성의 본 발명에 따른 유량 지속성 기계환기장치에 따라, 환자가 흡기할 때, 산소와 공기가 혼합된 산소혼합가스의 일부가 산소혼합기(10)로부터 제1 산소혼합가스 공급관(11)의 유량계(13)를 통해 급습기(14)에 유입되면, 산소혼합가스가 급습기(14)의 작용에 의해 일정한 비율의 습도를 갖도록 된 상태에서 그 압력에 의해 첵밸브(15)를 개방시켜 흡기관(19)으로 유입된다.

또한, 산소혼합기(10)의 나머지 일부의 산소혼합가스는 제2 산소혼합가스 공급관(12)을 통해 분무기(16)에 유입되고, 여기에서 미립화된 상태로 일정압력으로 분무되어 저장기(17)에 유입되면서 그 압력으로 첵밸브(18)를 개방하여 흡기관(19)으로 유입되며, 여기에서 제1 산소혼합가스 공급관(11)을 통해 유입된 산소혼합가스와 합류한다.

흡기관(19)에 유입된 산소혼합가스는 다시 그 일부가 저장기(20)에 유입되고 일부는 기도양압 상태에서 흡기관(19)을 통해 환자의 기도 내에 유입됨으로써 흡기활동이 이루어진다.

환자가 폐가스를 배기할 때에는, 그 배기압력에 의해 상기 첵밸브(15,18)가 폐쇄됨과 동시에 폐가스가 피프 밸브(22)를 통해 외부로 배기된다.

한편, 상기 분무기(16)에는 별도의 약제를 투입하여 산소혼합가스와 함께 환자에게 약제가스를 투여하므로써 환자의 호흡활동을 원활하게 유지시킴과 동시에 자력에 의한 호흡회복기능을 향상시킬 수 있다.

또한, 유량계(13,16a)는 제1 및 제2 산소혼합가스 공급관(11,12)을 통과하는 산소혼합가스의 유량을 계측하여 환자의 상태에 따라 산소혼합가스 공급량을 적절히 조절할 수 있게 한다.

이상에서 설명한 본 발명에 따른 환자의 유량 지속성 기계환기장치에 의하면, 기도양압을 유지한 상태에서 환자의 자발호흡시에 더 많은 산소혼합가스를 환자에게 지속적으로 공급할 수 있으므로, 호흡일의 증가 없이 환자의 호흡상태를 안정되게 유지할 수 있으며, 특히 환자가 흡기를 할 때 음압이 아닌 공급 유량압에 의해 첵밸브를 개방시키므로 호흡근의 피로현상을 최소화할 수 있게 된다.

Claims (3)

1. 산소와 공기가 유입되는 유입관을 구비한 산소혼합기, 상기 산소혼합기의 상하부에 각각 연결된 제1 및 제2 산소혼합가스 공급관, 제1 산소혼합가스 공급관에 연결되어 산소혼합가스에 습도를 증가시키는 급습기, 제2 산소혼합가스 공급관에 연결되어 산소혼합가스를 분무압송하는 분무기, 상기 제1 및 제2 산소혼합가스 공급관에 설치되어 산소혼합가스의 흐름방향이 제어하는 첵밸브, 상기 급습기와 분무기를 통과한 산소혼합가스가 합류되는 흡기관, 상기 급습기와 분무기를 통과한 산소혼합가스를 일시저장하는 저장기, 상기 흡기관에 설치되어 폐가스를 배기하는 피프 밸브, 및 상기 흡기관에 설치되어 흡기압력을 조절하는 압력계를 포함하고, 흡기시에는 산소혼합가스 공급압에 의해 상기 첵밸브를 개방시키고, 폐가스 배기시에는 그 배기압력에 의해 상기 첵밸브를 폐쇄시켜 상기 흡기관으로의 산소혼합가스의 흡기를 차단하는 것을 특징으로 하는 환자의 유량 지속성 기계환기장치.
2. 제1항에 있어서, 상기 저장기는 상기 제2 산소혼합가스 공급관의 상기 분무기 하류와 상기 흡기관에 각각 설치되는 것을 특징으로 하는 환자의 유량 지속성 기계환기장치,
3. 제1항 또는 제2항에 있어서, 상기 급습기와 분무기에는 각각 유량계가 설치되어 그 유량을 계측하고 유량을 제어하는 것을 특징으로 하는 환자의 유량 지속성 기계환기장치.