JP2017510311A - 人工知能型サクション装置 - Google Patents

Abstract

サクション装置を開始する。本発明は患者の呼吸状態を測定するセンサ部、センサ部が測定した測定値が所定の基準値を超えている場合に、患者の気管支に発生した異物を吸引するために、患者の気管支内部に移動するチューブ部、とセンサ部が測定した測定値に基づいて、チューブ部の駆動を制御する制御部を備える。本発明によれば、患者の気管支に異物が発生するかどうかを直接把握して、自動駆動されるサクション装置を提供する。
【選択図】図１

Description

本発明はサクション装置に関するものであり、より詳細には、自動的に使用者の呼吸器内部の異物発生を検出し、カテーテルを挿入して吸引する人工知能型サクション装置に関するものである。

医療用サクション装置は病院で手術を行いながら患者の体内から発生する血液、唾液、嘔吐物や分泌物などの異物を容器に強制的に吸引して除去する医療用異物吸引装置である。一般的に、病院や家庭で挙動が不便な患者は常にサクション装置を装着しており、この装置は保護者や看護師が気道や手術部位から異物を除去する役割をする。

一般的なサクション装置は、異物やその他の汚物を吸引する吸引部、前記異物を収容する収容部、前記サクション装置に吸引力を与える駆動部、及び前記汚物が移動するサクション管からなる。しかし、既存のサクション装置は騒音が大きく、患者や保護者の操作を必要とする点においては改善の余地がある。

また、睡眠中にも異物が発生して患者の気道を塞ぐ恐れがあるので、看護師、看病人や保護者が頻繁にサクション装置を駆動しなければならない。しかし、既存のサクション装置においては、患者からの反応を通じて頻繁に患者の体内の異物を除去する必要があり、昼夜を問わず頻繁に削除する必要があるため不便さが存在する。そして、異物を除去するたびに、汚染の問題によって交換しなければならないカテーテルの消毒が多くなり、よって前記カテーテルを継続的に使用できる方法が必要である。

これに関して、特許文献１は患者の体内にある異物を吸引するために使用する開閉弁を含む医療用吸引カテーテルの発明を開示しており、特許文献２は自動的に摘出物の下水処理が可能な医療用サクション装置を開示している。しかし、開示された前述の技術において、装置の動作が安定的であり衛生的であるが、これらの特許は挙動が不便な患者の利便性を満足させる技術を開示していない。

従って、挙動が不便な患者の健康のために患者からの異物を頻繁に削除し、保護者や看護師の利便性と業務の効率性を高めるためのサクション装置が必要である。

韓国特許第１０−１４０３６５８号公報 韓国特許第１０−１２７９４５１号公報

従って、本発明の目的は、患者の気管支内部の異物を自ら検知して自動的にカテーテルを挿入することで、異物を吸引するサクション装置を提供することにある。

前述の目的を達成するための本発明に係るサクション装置は、患者の呼吸状態を測定するセンサ部；前記センサ部が測定した測定値が所定の基準値を超えた場合に、前記患者の気管支に発生した異物を吸引するために前記患者の気管支内部に移動するチューブ部；及び前記センサ部が測定した測定値に基づいて前記チューブ部の駆動を制御する制御部；を含む。

ここで、前記センサ部は、患者の呼気ガスの質量を測定する質量流量計（ＭＡＳＳ ＦＬＯＷ ＭＥＴＥＲ：ＭＦＭ）センサを備えることを特徴とする。

また、前記センサ部は、患者の呼気ガスの質量を一定時間チェックし、その測定結果を前記制御部に伝送することを特徴とする。

また、前記制御部は、前記ＭＦＭセンサから受信した前記患者の呼気ガスの質量値を分析し、前記患者の気管支に異物が発生したと判断した場合、前記駆動部を制御して前記チューブ部を前記患者の気管支内部に移動させることを特徴とする。

また、前記気管支内部に挿入されたチューブ部の吸引端部での真空圧を測定する測定部をさらに含むことを特徴とする。

また、前記制御部は、測定部が測定した前記真空圧が所定の基準値を超えた場合に、前記駆動部を制御して前記チューブ部の吸引圧を増加させることを特徴とする。

また、前記チューブ部は、前記異物を吸引するチューブ構造のカテーテル、及び前記カテーテルが巻回されている回転リールを含むことを特徴とする。

また、前記チューブ部は、前記回転リールを回転させるステッピングモータをさらに含むことを特徴とする。

また、前記チューブ部は、前記気管支内部に挿入された状態で、空気によって膨張して前記気管支を拡張させる第１カフ、及び前記第１カフの下部で、空気によって膨張して前記気管支を拡張させる第２のカフを含むことを特徴とする。

また、前記第１カフ及び前記第２のカフは、互いに交互に膨張及び収縮することを特徴とする。

さらに、前記チューブ部は、前記第１カフの上部に形成される異物を吸引するチューブ、及び前記第１カフが収縮すると同時に前記第２カフが膨らまされて前記第２のカフの上部に異物が形成された場合、前記異物を吸引するチューブをさらに含むことを特徴とする。

さらに、前記物質の吸引のための動力を提供する外部駆動源からの吸引圧を減圧する減圧部をさらに含むことを特徴とする。

本発明によれば、サクション装置は既存のサクション装置とは異なり、質量流量計（ＭＡＳＳ ＦＬＯＷ ＭＥＴＥＲ：ＭＦＭ）センサを通じて、使用者の日常の呼吸状態を把握し、呼吸異常が検知された場合にのみカテーテルを気管支内部に移動して挿入され、気管支内部での移動中に気管支内部に挿入されたカテーテルの吸引端部で測定される真空圧の大きさに基づいて、異物が検知された場合にのみカテーテルの吸引圧を増加させることで、異物を吸引する。

従って、本発明に係るサクション装置は、使用者の気管支に異物が発生する時にのみ異物を吸引するので、患者の痛みや電力消耗量が少なく、呼吸異常及び異物の検知によって自動的に動作するので、意識不明の患者にも保護者なしに使用可能である。

また、本発明に係るサクション装置に備えられたカテーテルは呼吸異常が検知された場合にのみ気管支内部に移動して挿入され、通常の状態では気管支に常駐していないため、患者の呼吸上の不便さが大幅に減少する。

さらに、本発明で使用するＭＦＭセンサは、不変性の質量を直接測定するので、低流量のガスの測定に有利であり、ガスの体積や圧力を測定することがないため、ガスの流量を正確な値で測定することが可能である。

そしてガスの質量を測定する過程で振動を発生する装置を有していないため、本発明に係るサクション装置を使用する際に使用者の利便性が増大する効果がある。

その上、本発明に係るサクション装置は簡易呼吸機能を備えているので、使用者の呼吸状態が不規則であるか、困難な場合に簡易呼吸機能を通じて肺機能を改善することができ、応急状況の場合には使用者の生活を維持することができる効果がある。

また、簡易呼吸機能に備えられている使用者の吸気時間を段階的に増加させるように誘導する機能を通じて、使用者の肺機能の改善と強化が可能である。

さらに、本発明によれば、従来には衛生上の問題によって使い捨てで使用することで、高い維持コストを発生させたカテーテルの代わりに、本発明では食塩水の洗浄などを通じて再利用することができるようになって維持コストを削減することができる。

また、本発明に係るサクション装置に備えられたチューブ部の第１及び第２のカフは、互いに交互に膨張及び収縮しながら使用者の気管支の炎症や感染症誘発を最小化し、チューブ部を頻繁に交換する必要がないので、使用者の利便性が増大する。

また、本発明に係るサクション装置に備えられたモータカバーはブラシレスモータ（ＢＲＵＳＨＬＥＳＳ ＤＣモータ：ＢＬＤＣモータ）をカバーし、ＢＬＤＣモータが発散する騒音と振動を遮断することで、周囲の環境に敏感に反応する患者や幼児などに適合な使用環境を実現することができる。

さらに、本発明に係るサクション装置に備えられた非常ボタンを押すことによって、患者はサクション装置が動作しない状況においても保護者を呼び出すことができます。

さらに、本発明に係るサクション装置は非常ボタンを備えるので、機器が異常動作時にこのボタンを押すことで患者を保護することができ、サクション装置に連結された非常ボタンを押すことで、患者はサクション装置が動作しない状況においても保護者を呼び出すことができる。

また、本発明に係るサクション装置に備えられたブルートゥースモジュールまたはワイファイモジュールなどの通信機器を用いて、使用者の日常の呼吸状態が急激に変化する場合に、制御部は保護者や医療スタッフに警告メッセージを送信することができる。

本発明の一実施形態に係るサクション装置の構造を示す分解斜視図である。 図１における本発明の一実施形態に係るサクション装置に含まれるチューブ部の構造を示す斜視図である。 図２におけるカテーテルリールの構造を示す分解斜視図である。 図２におけるカテーテルリールの構造を示す分解斜視図である。 図２のカテーテルリールがＴチューブを通じて気管支に挿入される動作を示す分解斜視図である。 図２のカテーテルリールがＴチューブを通じて気管支に挿入される動作を示す分解斜視図である。 図１における本発明の一実施形態に係るサクション装置に含まれるチューブ部に連結できるＴチューブの構造を示す斜視図である。 図１における本発明の一実施形態に係るサクション装置で他の方向から見た時の構造を示す分解斜視図である。 図１における本発明の一実施形態に係るサクション装置の入力部上の駆動画面を示す図である。 図１における本発明の一実施形態に係るサクション装置の下部に設けられる第２貯蔵部を示す分解斜視図である。 本発明に係るサクション装置の駆動方法を示すブロック線図である。 本発明の他の実施形態に係るサクション装置に備えられたチューブ部の構造を示す図である。 図１２におけるチューブ部で他の方向から見た時の構造を示す斜視図である。 図１２に示したチューブ部と本体部との吸引時の結合構造を示す図である。 本発明の他の実施形態に係るサクション装置に備えられたチューブ部の構造を示す図である。 本発明の他の実施形態に係るサクション装置に備えられたチューブ部の内部構造を示す図である。 本発明の他の実施形態に係るサクション装置に備えられたチューブ部の回転ホイールの回転駆動構造を示す図である。

以下、添付した図面を参照して本発明の実施形態に係るサクション装置について詳細に説明する。本発明は様々な変更を加えることができ、様々な形態を有することができる。以下では図面を参照して本発明をより詳細に説明する。図面のうち同一の構成要素は可能な限りどこでも同一の符号で示していることに留意しなければならない。また、本発明の要旨を不要に曖昧にし得ると判断される公知機能及び構成についての詳細な説明は省略する。

図１は本発明の一実施形態に係るサクション装置の構造を示す分解斜視図である。図１を参照すると、本発明の一実施形態に係るサクション装置１０は、カバー部２０、駆動部３０、貯蔵部４０、センサ部５０、真空計６０、噴霧器７０、入力部８０、フィルタ９０、スケール１００、チューブ部１１０と制御部１２０を含む。

カバー部２０は、フロントカバー２０ａ、リアカバー２０ｂ及びモータカバー２０ｃを含み、フロントカバー２０ａには入力部８０が備えられており、上部にはサクション装置１０の電源をオンにするスイッチが備えられている。

駆動部３０はドライバ３０ａ、ブラシレスモータ（ＢＲＵＳＨＬＥＳＳ ＤＣモータ：ＢＬＤＣモータ）３０ｂ、及びソレノイドバルブ３０ｃを含み、貯蔵部４０は食塩水容器４０ａと吸引容器４０ｂを含み、センサ部５０は質量流量計（ＭＡＳＳ ＦＬＯＷ ＭＥＴＥＲ：ＭＦＭ）センサ５０ａを含む。

リアカバー２０ｂはサクション装置１０の後面に設けられ、フロントカバー２０ａに結合されてサクション装置１０の内部装置を保護し、ノイズを遮断すると共に、外部汚染物質の流入を遮断する。

モータカバー２０ｃは二重ケースの構造で形成されており、中央にはスポンジが設けられている。二重ケース構造は、前記駆動部３０からの騒音を遮断し、振動を低減するために採用する。モータカバー２０ｃを有することで常にサクション装置１０を使用する使用者に与える騒音や振動のストレスを低下する効果がある。

ドライバ３０ａは制御部１２０から受信した信号を送信してＢＬＤＣモータ３０ｂを制御する。ドライバ３０ａはＢＬＤＣモータ３０ｂからの熱気とノイズの影響を低減するために、ＢＬＤＣモータ３０ｂとの距離を置いてケーブルで連結されており、モータカバー２０ｃの外部に設けられている。

ＢＬＤＣモータ３０ｂはドライバ３０ａに連結されて安定的に且つ周期的にポンピングを行う。ＢＬＤＣモータ３０ｂはサクション装置１０の下端に設けられており、使用者の身体内部からの異物の吸引及び使用者の呼吸のための動力を提供する。ＢＬＤＣモータ３０ｂはブラシレスＤＣ（ＢＲＵＳＨＬＥＳＳ ＤＣ）モータを使用する。

ＢＬＤＣモータ３０ｂは既存のＡＣモータとは異なり、使用者が望む圧力と流量（ＦＬＯＷ ＲＡＴＥ）（ＮＬ／ｍ）、及びモータの駆動周期を電流の増減により簡易に調節することができる。そのため、本発明に係るサクション装置１０は、異物の有無に関わらず継続的な吸引駆動を行うものではなく、異物が発生する時にのみ選択的に吸引駆動を行うようになっている。

また、ＢＬＤＣモータ３０ｂは熱に強く、ノイズが少ない。特に、ＯＮ／ＯＦＦ時のアークの発生がないので、モータの寿命が通常のＡＣモータに比べて３倍程度に長いと共に、小型化できるなどの技術的な利点がある。

一方、本発明を実施するに当たっては、駆動部３０にはカテーテル１１３ａを通じて逆流して流入する汚物による汚染を防ぐために、汚物防止フィルタを装着することもできる。

ソレノイドバルブ３０ｃの内部通路にはその通路を遮断するロッドが備えられており、ソレノイドバルブ３０ｃに備えられたコイルに電流が印加されると、コイル内部の円筒状の金属棒が電磁力によって上部に移動してロッドを上方に押し上げることで、ソレノイドバルブ３０ｃが開放される。

一方、コイルに供給される電流が遮断されて円筒金属棒が下方に移動すると、ロッドは重力により下降しながらソレノイドバルブの内部通路を遮断する。

異物を吸引する場合に制御部１２０はソレノイドバルブ３０ｃが閉鎖されるよう制御することで、異物を吸引する時、使用者に供給される酸素を含む空気が再びサクション装置１０に吸引されることを防ぐ。

ソレノイドバルブ３０ｃはＭＦＭセンサ５０ａと食塩水容器４０ａ及び吸引容器４０ｂとに全て連結されることができ、またはＭＦＭセンサ５０ａと食塩水容器４０ａ及び吸引容器４０ｂとにそれぞれ結合された独立した３つのバルブで構成することもできる。

説明の便宜上、本発明においてはＭＦＭセンサ５０ａと食塩水容器４０ａ及び吸引容器４０ｂにそれぞれ連結される第１乃至第３ソレノイドバルブ３０ｃに分けて説明する。

貯蔵部４０は食塩水容器４０ａと吸引容器４０ｂを含む。食塩水容器４０ａは食塩水で満たされており、その下部にはスケール１００を設けるための空間を確保することができるように、適切な大きさに製作する。食塩水容器４０ａは独自のモータを含んでいるので、異物を吸引する前に食塩水を供給して異物が吸引しやすい状態に作る。食塩水容器４０ａは食塩水の交換や清掃のために着脱可能に構成する。

食塩水容器４０ａの下部にはスケール１００と小型モータが備えられている。

スケール１００は食塩水容器４０ａ内部の食塩水の重量を常に測定し、その重量が一定値以下になると、制御部１２０に信号を送る。制御部１２０は信号を受けて入力部８０を通じて食塩水供給信号を表示する。

食塩水容器４０ａは第１ソレノイドバルブ３０ｃに連結される。従って、異物が吸引される前に第１ソレノイドバルブ３０ｃが開放され、食塩水容器４０ａの食塩水は使用者の気管支内部に異物と混合されて異物の流動性を増加させる。

また、食塩水容器４０ａは使用者の気管支に挿入されるカテーテル１１３ａに連結され、独自のモータを使用して食塩水をカテーテル１１３ａにポンピングすることで、カテーテル１１３ａの殺菌や洗浄を行う。

吸引容器４０ｂはサクション装置１０の側面内部に設けられており、吸引した異物を収容する。吸引容器４０ｂの下部にはスケール１００が設けられている。吸引容器４０ｂはスケール１００を設けるための空間を確保するために適切な容量に形成する。吸引容器４０ｂは異物の処理や洗浄のために着脱可能に構成する。

吸引容器４０ｂは第２ソレノイドバルブ３０ｃに結合される。従って、食塩水容器４０ａ内部の食塩水により異物の流動性が増加すると、第１ソレノイドバルブ３０ｃが閉鎖される。なお、第２ソレノイドバルブ３０ｃが開放された状態で異物を吸引する。

異物を吸引すると、第２ソレノイドバルブ３０ｃは閉鎖され、ＭＦＭセンサ５０ａに連結された第３ソレノイドバルブ３０ｃが開放される。センサ部５０はＭＦＭセンサ５０ａを含む。

ＭＦＭセンサ５０ａはＢＬＤＣモータ３０ｂの側面に設けられており、サイズが小さくて軽いので、サクション装置１０の全体的な重量に及ぼす影響は少ない。ＭＦＭセンサ５０ａはガスの質量を基準に測定を行う。ＭＦＭセンサ５０ａは不変性の質量を直接測定するので、複雑な計算が不要であり、ガスの流量を正確に検出することが可能である。

また、ＭＦＭセンサ５０ａは低流量のガスの測定に有利であり、ガスの体積や圧力を測定するものではないので、正確な値のガスの流量を測定することが可能である。そして、ガスの質量を測定する過程で振動を発生する装置を備えていないので、サクション装置１０を使用する際に使用者の利便性が増大する効果がある。

ＭＦＭセンサ５０ａは、主にＣＯ２、Ａｒ、メタン（ｍｅｔｈａｎｅ）、水素（ｈｙｄｒｏｇｅｎ）及び窒素（ｎｉｔｒｏｇｅｎ）などの様々なガスの質量を測定することが可能である。具体的には、サクション装置１０を使用する患者の呼吸からＣＯ２の質量を検出して使用者の血液循環、呼気、吸気、肺活量や肺機能などの複合的なデータを測定して使用者の状態を把握することができる。

このように、本発明に係るサクション装置１０はＭＦＭセンサ５０ａを備えることで、患者の健康状態の悪化による不安定な呼吸状態に関する情報を取得することができる。

また、ＭＦＭセンサ５０ａは患者の日常の呼吸状態情報を測定することもできる。日常の呼吸状態情報とは、使用者が吐き出す空気の質量（吸気質量、呼気質量）または流量と分当たり呼吸数など、使用者の呼吸状態の全体的な状態情報を含む。

一方、使用者の気管支に異物が発生すると、使用者が吐き出す空気の質量または流量が変化するようになる。この時、ＭＦＭセンサ５０ａは変化した使用者の吸気質量、呼気質量または流量と分当たり呼吸数の結果を制御部１２０に伝送し、制御部１２０はＭＦＭセンサ５０ａの測定値に基づいてこれらの状態の変化を検知することができる。

一方、本発明を実施するに当たっては、ＭＦＭセンサ５０ａを使用せず、使用者の喘ぎ声などの大きさを測定する音圧センサなどの圧力センサを使用することもできる。通常、気管支に発生した異物によって不便さを感じる患者は無意識のうちに唸りを発すようになる。音圧センサを用いる場合には、患者の喘ぎ声の大きさを測定して制御部１２０に伝送することで、患者の主観的状態を考慮した制御が可能である。

一方、本発明を実施するに当たっては、センサ部５０には水分がセンサ部５０の内部に入ることを防ぐフィルタを装着することが好ましい。

真空計６０はサクション装置１０の吸引圧力を表示するためにフロントカバー２０ａの前面に設けることが好ましい。もしサクション装置１０の吸引圧力が異常に高くなると、使用者の呼吸器に損傷を与える恐れがあるので、真空計６０をフロントカバーの前面に設けて、通常の圧力の有無を確認できるようにすることが好ましいからである。一方、本発明を実施するに当たって、真空計６０は安全であり、エラーの少ないアナログ真空計を使用することが好ましい。

噴霧器７０はサクション装置１０の側面外部に設けられており、噴霧器７０は使用者の呼吸が困難な場合に、患者の気道に湿気を提供することで、使用者の呼吸状態を安定させるために使用する。

入力部８０はタッチパネル式ディスプレイを備え、入力部８０が設けられた位置には、複数のボタンを配設して年齢別に呼吸段階の選択が可能にすることが好ましい。入力部８０はタッチパネル式ディスプレイとして実現することで、使用者の直感的な選択が可能であり、別の難しい説明や操作方法について気を使う必要はない長所がある。

フィルタ９０は食塩水容器４０ａの前面に設けられており、使用者の身体内に入る空気を浄化する。

スケール１００は食塩水容器４０ａと吸引容器４０ｂの下部に設けられて食塩水容器４０ａと吸引容器４０ｂに入っている異物や食塩水の重量を測定する。

食塩水容器４０ａの下部に設けられたスケール１００の測定値が所定の基準値未満になる場合に、スケール１００は重量未満である旨を知らせる重量未満信号を制御部１２０に伝送する。これによって制御部１２０は入力部８０のタッチパネル式ディスプレイやスピーカーを通じて食塩水補充要求メッセージを出力する。

一方、吸引容器４０ｂの下部に設けられたスケール１００の測定値が所定の基準値を超えると、スケール１００は重量超過の状態である旨を知らせる重量超過信号を制御部１２０に伝送する。これによって制御部１２０は入力部８０のタッチパネル式ディスプレイやスピーカーを通じて異物空き要求メッセージを出力する。

チューブ部１１０はサクション装置１０の外部に連結されて使用者の気管支内部に発生する異物を吸引する。

制御部１２０はドライバ３０ａの上部に設けられる。制御部１２０はＭＦＭセンサ５０ａから受信する日常の呼吸状態の情報を分析し、分析結果に基づいてドライバ３０ａにＢＬＤＣモータ３０ｂを駆動させるための信号を送る。ＢＬＤＣモータ３０ｂはドライバ３０ａからの信号に基づいてポンピングを開始し、チューブ部１１０は使用者の気管支に発生する異物を吸引する。

図２は図１のサクション装置に含まれるチューブ部の構造を示す斜視図である。図２を参照すると、チューブ部１１０はカテーテルリール１１３とチューブカバー１１４を含み、カテーテルリール１１３はカテーテル１１３ａ、ネジフレーム１１３ｂ、カテーテルリールケース１１３ｃ、ステッピングモータ１１３ｄ及び汚物槽４１を含む。

カテーテル１１３ａはネジフレーム１１３ｂに突出したネジ山の間を囲んで外嵌されており、ネジフレーム１１３ｂの回転方向に沿ってカテーテル１１３ａがカテーテルリール１１３の外部に移動するか、再びカテーテルリール１１３の内部に戻るようになる。

即ち、ネジフレーム１１３ｂはステッピングモータ１１３ｄに結合されてステッピングモータ１１３ｄの回転を通じて回転するようになり、カテーテルリールケース１１３ｃの内部に形成されたネジ山とネジフレーム１１３ｂが噛み合ってステッピングモータ１１３ｄの回転方向に沿って異なる方向に動くようになる。

従って、カテーテル１１３ａがネジフレーム１１３ｂの突出部の間に巻回されてカテーテル１１３ａとネジフレーム１１３ｂとの間に張力と摩擦力が存在するようになる。この状態で、ステッピングモータ１１３ｄの回転によりネジフレーム１１３ｂが回転すると、カテーテル１１３ａは張力と摩擦力によりネジフレーム１１３ｂの回転方向に沿って移動する。

カテーテル１１３ａの一端は、チューブカバー１１４の内部に配置されており、他端はカテーテルリール１１３を経て汚物槽４１に連結される。そして、チューブカバー１１４はカテーテルリール１１３に連結された部分と気管支に向かう部分を除いて、外部に形成される４つの突出口を有する。 これらの突出口にはそれぞれＭＦＭセンサ５０ａ、食塩水容器４０ａ、ネブルライザー及びフィルタ１５０が結合できる。

食塩水は食塩水容器４０ａに連結される突出口を経てカテーテル１１３ａの内部に供給されて、カテーテル１１３ａの内部を殺菌や消毒し、及び異物を除去するようになっている。

また、カテーテルリールケース１１３ｃに連結された３つの食塩水ホースは、食塩水容器４０ａから注入される食塩水を運搬してカテーテルリールケース１１３ｃ内部のカテーテル１１３ａの外表面とネジフレーム１１３ｂを殺菌及び洗浄する。

フィルタ１５０は外部から流入される空気を浄化し、フィルタ１５０に結合された突出口にはフィルタ１５０を分離した後、人工呼吸器を連設することもできる。従って、吸引途中患者の呼吸器に不具合が生じた場合には、フィルタ１５０を分離して人工呼吸器を連結することで、患者の呼吸機能を回復させるなどの措置を取ることができる。

一方、ＭＦＭセンサ５０ａはカテーテル１１３ａの前方部分に連結されて患者が吐き出すガスの質量流量を測定し、制御部１２０はＭＦＭセンサ５０ａから受信した測定値を分析して患者の気管支の状態を把握する。また、それに関する分析結果に基づいてステッピングモータ１１３ｄを駆動させて、カテーテル１１３ａを患者の気管支に挿入したり気管支から引き出したりする。

図３及び図４は図２のチューブ部に含まれるカテーテルリールの構造を示す分解斜視図である。図３及び図４を参照すると、カテーテルリール１１３はカテーテル１１３ａ、ネジフレーム１１３ｂ、ステッピングモータ１１３ｄ及びカテーテルリールケース１１３ｃを含む。

カテーテル１１３ａは非毒性のシリコンやゴムや弾性を有する高分子で形成することができ、ネジフレーム１１３ｂの突出部の間に巻回されて摩擦力と張力によって固定される。

ステッピングモータ（Ｓｔｅｐｐｉｎｇ Ｍｏｔｏｒ）１１３ｄはネジフレーム１１３ｂに結合され、ステッピングモータ１１３ｄの回転によりネジフレーム１１３ｂが回転する。

ステッピングモータ１１３ｄは微細な角度で回転することができるので、患者の気管支内部にカテーテル１１３ａをスムーズに挿入して気管支を損傷しないようにする。また、各個人毎に気管支に差があるため、患者の気管支に合わせてカテーテルの深さを個別に調整して設定することで、気管支の損傷を最小化する長所がある。

カテーテル１１３ａはステッピングモータ１１３ｄの駆動により気管支内部に移動して異物を吸い込み、ステッピングモータ１１３ｄの反対方向への駆動によりネジフレーム１１３ｂに巻回されて引っ張られる。

このような過程でカテーテル１１３ａの表面は気管支内部の異物により汚染されるようになり、これを洗浄するためにカテーテルリールケース１１３ｃの下部には３つの食塩水ホースを挿入するための孔が形成されている。

図２及び図３を参照すると、孔を通じて注入された食塩水によりカテーテル１１３ａとネジフレーム１１３ｂに残っている異物を殺菌及び洗浄するようになる。また、カテーテル１１３ａの内部に存在する異物を殺菌及び洗浄するために、食塩水がカテーテル１１３ａの内部を通過して汚物槽４１に移動する。

図４を参照すると、ネジフレーム１１３ｂはネジ山状の突出部が形成されて突出部の間にカテーテル１１３ａが巻回される。また、カテーテル１１３ａとネジフレーム１１３ｂ、カテーテルリールケース１１３ｃ及びステッピングモータ１１３ｄは、それぞれ分解しやすい構造で取り付けられていて、いつでも異物を効果的に洗浄することができる。

図５及び図６は図２のカテーテルリールがＴチューブ１５１を通じて気管支に挿入される動作を示す分解斜視図である。図５及び図６を参照すると、センサ部５０は気管支内の異物により変化した患者の日常の呼吸状態を検知し、制御部１２０はステッピングモータ１１３ｄを駆動する。

ステッピングモータ１１３ｄが回転すると、カテーテル１１３ａはＴチューブ１５１を通じて患者の気管支に挿入される。この時、ステッピングモータ１１３ｄは患者の気管支に損傷を与えないように微細に回転しながらカテーテル１１３ａを押し入れる。この時、Ｔチューブ１５１としては、患者に合う様々な種類のＴチューブ１５１を使用することができる。

そして、制御部１２０はカテーテル１１３ａを通じて貯蔵部４０内の食塩水を気管支に吸着された異物に注入して異物が離れやすいコロイド状態に変化するようにする。この時、制御部１２０はＢＬＤＣモータ３０ｂを駆動させてカテーテル１１３ａを経て吸引しやすい状態の異物を吸引する。

カテーテル１１３ａは気管支内部に挿入されて異物を吸い込んだ後、ステッピングモータ１１３ｄの逆回転を通じてネジフレーム１１３ｂに巻回されて気管支外部に移動する。

気管支内部に挿入されたカテーテル１１３ａがネジフレーム１１３ｂまで巻回されて入ると、ＢＬＤＣモータ３０ｂのポンピングによってカテーテルリールケース１１３ｃの外部に形成された孔を通じて食塩水が流入されてカテーテル１１３ａの外部を洗浄する。

また、カテーテル１１３ａの内部にもＢＬＤＣモータ３０ｂのポンピングによって食塩水が注入されて、カテーテル１１３ａの内部に残っている異物も洗浄する。

このように本発明によれば、カテーテル１１３ａの内外部を洗浄することができるようになって、カテーテル１１３ａの汚染による気管支の損傷を予防することができ、衛生上の理由で使い捨てでのみ使用したカテーテル１１３ａを少なくとも１日間は再利用可能な状態に維持管理することができようになって、カテーテル１１３ａの頻繁な交換によるコストを削減することができる。

図７は図１のサクション装置に含まれるチューブ部に連結できるＴチューブの構造を示す斜視図である。

図７を参照すると、Ｔチューブ１５１は第１カフ１５１ａ、第２カフ１５１ｂ、第１のチューブ１５１ｃ、第２のチューブ１５１ｄ、第３のチューブ１５１ｅ、第４チューブ１５１ｆ及び第５のチューブ１５１ｇを含む。

Ｔチューブ１５１はサクション装置１０に連結されており、第１及び第２のカフ１５１ａ、１５１ｂを含んでいる。Ｔチューブ１５１は気管切開用チューブであり、使用者の首部を通過して使用者の気管支内部に位置する。Ｔチューブ１５１の第１及び第２のカフ１５１ａ、１５１ｂは注射器や空気注入装置により使用者の気管支で膨らまされて気管支内部を拡張させる機能を実行する。

第１及び第２のカフ１５１ａ、１５１ｂは使用者の気管支に一つずつ順に一定の時間間隔を置いて膨らまされるようになる。一方、第１及び第２のカフ１５１ａ、１５１ｂは上下の位置で交互して順に膨張及び収縮するようになる、これは第１及び第２のカフ１５１ａ、１５１ｂの膨らんだ状態が続く場合、気管支の炎症や感染症が発生することができるからである。

従って、本発明においては、第１及び第２のカフ１５１ａ、１５１ｂを一定の時間間隔で順に膨張／収縮させることで気管支の炎症や感染症を防ぐことができる。

一方、第１及び第２のカフ１５１ａ、１５１ｂを交互して順に膨らまされるようにするために、それぞれの第３のチューブ１５１ｅと第２のチューブ１５１ｄが第１及び第２のカフ１５１ａ、１５１ｂにそれぞれ独立して連結されている。

具体的には、第１カフ１５１ａの一定の膨張時間が経過すると、第３のチューブ１５１ｅを用いて空気を抜き、第２のチューブ１５１ｄを用いて第２カフ１５１ｂに空気を入れて膨張させる。一定の時間間隔で前述の動作を繰り返すことで、使用者の気管支に炎症や感染症が誘発する可能性を低下し、使用者はＴチューブ１５１を頻繁に交換する必要がなくなって、使用者の利便性が高くなる。

一方、Ｔチューブ１５１は使用者の首部に加わる荷重を低減するために、細長いＴチューブをまず連結した状態で、細長いＴチューブにサクション装置１０のチューブを連結することが好ましい。

さらに、細長いＴチューブの内部にはサクション装置１０から外部に展開される第１のチューブ１５１ｃと第４チューブ１５１ｆが備えられ、これは使用者の気管支まで到達する。

一方、ＭＦＭセンサ５０ａが使用者の分当たり呼吸数、呼気ガスの質量や流量などの日常の呼吸状態を測定して制御部１２０に伝送すると、制御部１２０は患者の状態を把握する。日常の呼吸状態の分析に基づいて患者の呼吸状態に異常があると判断すると、制御部１２０はＢＬＤＣモータ３０ｂを駆動させて第３チューブ１５１ｅを通じて酸素を供給する。

また、本発明を実施するに当たって、制御部１２０はブルートゥースモジュールやワイファイモジュールなどの無線通信装置を備えることで、使用者の日常の呼吸状態が急激に変化する場合、第５のチューブ１５１ｇを通じた簡易人工呼吸を作動させると同時に、保護者や医療スタッフに警告メッセージを送信することもできる。

一方、第１のチューブ１５１ｃ及び第４チューブ１５１ｆは使用者の気管支内部に発生する異物を吸い込む通路である。第１のチューブ１５１ｃは第１カフ１５１ａが膨らまされている間、第１カフ１５１ａの上部に形成される異物を吸い込み、第４チューブ１５１ｆは第１カフ１５１ａの空気が抜けて収縮し、第２カフ１５１ｂが膨らまされている間、第２カフ１５１ｂの上部に発生する異物を吸い込む。

このように、第１のチューブ１５１ｃ及び第４チューブ１５１ｆによって第１カフ１５１ａまたは第２のカフ１５１ｂが膨らまされている間、気管支に発生する異物が順に吸引される。

食塩水容器４０ａの食塩水は第１のチューブ１５１ｃ及び第４チューブ１５１ｆを通じて使用者の気管支に発生する唾液や痰、固い異物などの身体内部から発生する異物に少量ずつ噴霧される。食塩水を異物に噴霧すると、異物は流動性が増加する。従って、異物は第１のチューブ１５１ｃ及び第４チューブ１５１ｆを通じた吸引力により簡易に吸い込まれていく。

即ち、本発明においては、サクション装置１０が吸引する前に第１のチューブ１５１ｃ及び第４チューブ１５１ｆを通じて食塩水がまず異物と混合されて異物の流動性を増加させ、ＢＬＤＣモータ３０ｂが駆動して異物を吸引する。

図８は図１のサクション装置で他の方向から見た時の構造を示す分解斜視図である。図８に示すように、本発明を実施するに当たって、サクション装置１０は後面にＵＳＢ端子１４０と電源スイッチ１３０をさらに備えることもできる。

ＵＳＢ端子１４０はノートパソコンやデスクトップＰＣなどの外部機器に連結されて使用者の日常の呼吸状態情報をリアルタイムで外部機器に伝送するために使用する。これにより、外部機器では日常の呼吸状態の情報を保存し、統計分析することができる。

一方、電源スイッチ１３０はＵＳＢ端子１４０の下部に設けられてサクション装置１０の電源をオンオフするに使用する。

図９は図１のサクション装置の入力部上の駆動画面を示す図である。図９で確認できるように、本発明に係るサクション装置１０は使用者の呼吸機能の改善のために肺機能を改善することができるネビュルライザー機能をさらに備えることもできる。

ネビュルライザー機能は使用者の呼気と吸気の時間を段階的に増やしていく誘導する機能である。具体的には、患者の呼吸機能の改善のために噴霧器７０を使用するか、噴霧器７０を分離してチューブ部１１０に別途のネブルライザーを連結して使用することもできる。

このようなネブルライザーの使用により、使用者は不規則な分当たり呼吸数と異常に高めた分当たり呼吸数を正常呼吸数に回復することができ、肺活量を改善することができる。

一方、図９を参照すると、入力部８０のタッチパネル式ディスプレイは大きく、呼吸情報表示窓８１と機器設定窓８２を含む。呼吸情報表示窓８１は分当たり呼吸数８１ａ、１回呼吸量８１ｂと時間当たり呼吸数８１ｃを表示し、機器設定窓８２には室内温度設定ボタン８２ａ、呼吸数段階設定ボタン８２ｂ、調節ボタン８２ｃ、駆動時間設定ボタン８２ｄ、圧力設定ボタン８２ｅ、吸気時間設定ボタン８２ｆ、呼気時間設定ボタン８２ｇ、スタートボタン８２ｈと簡易呼吸ボタン８２ｉが備えられている。

分当たり呼吸数８１ａは１分当たりの呼気と吸気の合計を示し、１回呼吸量８１ｂは呼気や吸気時吐き出したり吸い込んだりするガスの量を示す。分当たり呼吸数８１ａと１回換気量８１ｂは使用者から１分以内の短時間に測定することができる数値である。

時間当たり呼吸数８１ｃは時間当たり呼気と吸気の合計を示し、患者の状態が好転しているかどうかを確認できる数値である。

室内温度８２ａは使用者がサクション装置１０を使用する場所の現在の室内温度を示し、手術室や気管支の弱い使用者の状態を好転させるための場合に用いる重要な要素である。

呼吸数段階設定ボタン８２ｂは複数のボタンを有しており、使用者は自分の分当たりの呼吸数８１ａに基づいて呼吸数段階を選択する。呼吸数段階設定ボタン８２ｂのいずれかを選択すると、使用者の分当たり呼吸数８１ａの半分に相当する回数で空気を噴射する。

例えば、分当たり呼吸数が１０回である呼吸数段階８２ｂが選択されると、ネブルライザーは１分間５回の噴射を行う。従って、１回に６秒間呼気に合わせて５回噴射する。

従って、使用者はサクション装置１０のネブルライザー機能により空気が噴射される間、空気を吸い込むように誘導され、呼吸数等が増加するたびに徐々に呼気時間が長くなるので、肺活量が改善する。なお、不規則であり異常に長くなった分当たり呼吸数が正常に回復可能である。

一方、本発明を実施するに当たって、呼吸数段階設定ボタン８２ｂの数は３つに限定されず、複数のボタンを有することもできる。

調節ボタン８２ｃは圧力、時間などの設定値を入力するためのボタンであり、スタートボタン８２ｄは設定が完了したサクション装置１０の駆動を開始させるボタンである。

駆動時間設定ボタン８２ｄは使用者がサクション装置１０を使用する時間を設定するボタンであり、使用者はこのボタンを用いて分単位でサクション装置１０を使用する時間を入力することができる。

圧力ボタン８２ｅは使用者の呼吸器に噴霧される空気の圧力を設定するボタンであり、使用者はこのボタンを用いて一定の範囲の内で自由に圧力を設定することができる。

吸気時間設定ボタン８２ｆは使用者が吸う時間である吸気時間を設定するボタンであり、使用者はこのボタンを用いて吸気時間を１秒〜１０秒の範囲内に秒単位で設定することができる。

呼気時間設定ボタン８２ｇは使用者が吐き出す時間である呼気時間を設定するボタンであり、使用者はこのボタンを用いて呼気時間を１秒〜１０秒の範囲内に秒単位で設定することができる。

スタートボタン８２ｈは機器設定窓８２で設定を終えた後、使用者がサクション装置１０の駆動を開始するために使用するボタンである。

簡易呼吸ボタン８２ｉは使用者の呼吸状態を改善するか、使用者の呼吸状態が不規則であり、困難な場合に手動で使用するボタンである。しかし、本発明に係るサクション装置１０では基本的にＭＦＭセンサ５０ａが使用者の呼吸状態を測定して人工知能に簡易呼吸を開始する。

従って、簡易呼吸ボタン８２ｉは使用者の吸気時間を増加させる共に、肺機能を改善する目的で利用したり非常時に使用したりする。

表１は年齢別に分けられた呼吸数段階設定ボタン８２ｂでの呼吸数段階別分当たり呼吸数８１ａを示し、表２は流量増加段階に応じた噴射時間割合と圧力を示す。

表１及び表２でのデータは本発明に係るサクション装置１０に基本的な情報として入力されており、表１及び表２の数値は使用者が入力部８０を通じて任意に変更することが可能である。

表１を参照すると、呼吸数段階設定ボタン８２ｂは年齢別に分けられ、それぞれの年齢に応じて、それぞれ異なる分当たり呼吸数８１ａを有する。

表２を参照すると、流量増加段階は複数の段階を有することが可能であり、流量増加段階の間にはそれぞれ異なる時間が分単位で設定される。

分当たり呼吸数８１ａは１分以内に行われる吸気及び呼気の合計を示し、流量増加段階とは、噴射時間割合が次の割合に進む段階を意味し、分単位から時間単位で設定が可能である。

噴射時間割合とは、吸気中に噴霧器７０が噴霧する時間の割合を示す。

例えば、使用者が呼吸数段階８２ｂで成人を選択し、流量増加段階の時間を１分に設定した場合、分当たり呼吸数８１ａが１０回であれば、その中で吸気の回数は５回になる。

従って、１回の吸気時間は６秒になる。この時、流量増加段階は１段階から開始し、１段階から２段階に進むためには設定した１分が掛かる。１段階での噴射時間割合は１であり、噴射時間割合が１の場合、吸気の時間６秒の間に噴霧器７０が噴霧を行う。

１分が経過して２段階に進むと、噴射時間割合は１．１になって吸気の時間６．６秒の間に噴霧器７０が噴霧を行う。再び１分経過すると、３段階に進んで噴射時間割合は１．２になって吸気の時間、即ち空気の噴射時間が７．２秒に増加する。

このように、噴射時間割合に応じて空気の噴射時間が噴射時間割合で段階的に増加することになり、使用者は数時間または数日にわたるサクション装置１０の使用を通じて増加する空気の噴射時間に誘導されて自然に吸気の時間を延長させる。

吸気時間を長く誘導させる機能はサクション装置１０だけでなく、様々な種類のサクション装置にも適用することが可能である。

そしてサクション装置１０に限定されず、肺活量を増加させるための製品に適用することが可能であり、肺癌患者、運動選手、鼻炎患者、丹田や腹式呼吸を改善しようとする使用者、うつ病患者と精神科患者も使用することが可能である。

肺癌患者の場合、正常に呼吸が可能な一部の肺機能を改善させ、血液循環をスムーズにして肺癌の治療に役立つことができる。

運動選手は昼間の時間に運動して肺機能を強化し、睡眠中にもサクション装置１０や吸気時間を長く誘導させる機能を通じて、肺機能を強化することができる長所がある。

鼻炎患者にとっては吸気時間を長く誘導させる機能を通じて免疫力を向上し、体全体と鼻の血液循環をスムーズにして鼻炎の自己治療の効果がある。

丹田や腹式呼吸を修練する使用者にとっては吸気時間を長く誘導させる機能を通じて、肺機能の改善と睡眠中にも腹式呼吸を誘導して、丹田と腹式呼吸による効果を増加させる。

精神集中を要する学生や会社員にとっても吸気時間を長く誘導させる機能を通じて肺の機能を改善し、血液循環をスムーズにして集中して勉強することができると共に、健康にも良い効果がある。

精神科患者の場合は安定した呼吸を誘導して脳の血液循環を改善し、肯定的な体調を作ることができる。従って、身体的な安定は精神的な安定を誘導して精神科患者の不安や抑うつなどを減少させる効果がある。

一方、本発明を実施するに当たっては、センサ部５０の検出値に応じた駆動（いわゆる、自動駆動モード）と独立して、図９での入力部８０を通じて医師などの管理者が設定した所定の時間周期（例えば、１時間）に応じて、チューブ部の気管支内部への移動及びチューブ部の吸引圧の増加を通じた異物の吸引過程が並行して繰り返し実行するように設定することもできる（いわゆる、半自動駆動モード）。

これによれば、センサ部５０での検出エラーが発生する場合にも、所定の時間周期に伴う異物の自動吸引が実行されることで、患者が危険な状態にさらされることを防ぐことができる。

図１０は図１のサクション装置１０の下部に設けられる第２貯蔵部１１を示す分解斜視図である。

図１０を参照すると、第２貯蔵部１１は吸引容器１１ａ、感熱プリンタ１１ｂ、食塩水容器１１ｃ、電源部１１ｄとモータ１１ｅを含む。

図１及び図１０を参照すると、吸引容器１１ａは図１における吸引容器４０ｂが汚物を収容する空間がない場合は、吸引容器１１ａに汚物を収容する。食塩水容器１１ｃも図１における食塩水容器４０ａの全ての食塩水を使用した場合、食塩水容器４０ａに食塩水を補充するための貯蔵容器として使用する。

従って、吸引容器１１ａと食塩水容器１１ｃは使用者が多く、頻繁に管理することが困難な場合に使用することができる長所がある。

感熱プリンタ１１ｂは吸引容器１１ａと食塩水容器１１ｃとの間に備えられ、サクション装置１０を使用した一定期間内の履歴や患者の呼吸状態、駆動時間、呼吸情報を印刷することができる。従って、印刷されたプリント物の情報を判断して使用する患者の現在状態を把握することができ、それに合わせた治療が可能である。

電源部１１ｄは感熱プリンタ１１ｂの下部に設けられており、モータ１１ｅに電力を供給する役割をする。電源部１１ｄの下部にはモータ１１ｅが備えられており、モータ１１ｅは汚物を吸引容器１１ａに移動させたり、食塩水容器１１ｃ内部の食塩水をサクション装置１０の食塩水容器４０ａに移動させたりするために駆動されてポンピングを行う。

サクション装置１０の使用頻度が高く、継続的に使用する病院や家庭で使用するサクション装置１０には上述したような第２貯蔵部１１をさらに備えることが好ましい。

図１１は図１のサクション装置の駆動方法を示すブロック線図である。

電源部１１ｄは制御部１２０とドライバ３０ａに電力を供給し（Ｓ１０１）、ＭＦＭセンサ５０ａは使用者の呼気ガスの質量や流量などの日常の呼吸状態情報に関する測定値を制御部１２０に送信する（Ｓ１０２）。

一方、制御部１２０はＭＦＭセンサ５０ａの測定値を分析し、日常の呼吸状態を脱して異物が発生したと判断すると、ドライバ３０ａに駆動信号を送信する（Ｓ１０３）。

ドライバ３０ａは制御部１２０の信号を受けてＢＬＤＣモータ３０ｂに信号を送る（Ｓ１０４）。ＢＬＤＣモータ３０ｂはドライバ３０ａの信号を受けて駆動するようになる。この時、外部空気は水分フィルタを経てＢＬＤＣモータ３０ｂに供給される（Ｓ１０５）。

一方、カテーテルリール１１３を通じて移動するカテーテル１１３ａがＴチューブ１５１を通じて使用者の気管支内に低速で供給されて使用者の気管支に位置するようになり（Ｓ１０６）、カテーテルリール１１３を通じて異物を吸引する前に、異物の流動性を増加させるために食塩水容器４０ａに連結された第１ソレノイドバルブ３０ｃが開放される（Ｓ１０７）。

一方、食塩水容器４０ａに連結された小型モータが駆動されて食塩水容器４０ａ内の食塩水を吸引し（Ｓ１０８）、食塩水容器４０ａ内の食塩水が第１ソレノイドバルブ３０ｃを経て第４管１５１ｆを通じて使用者の気管支に移動して異物の流動性を増加させる。

なお、食塩水容器４０ａの下部にあるスケール１００は食塩水容器内の食塩水の重量が所定の基準値未満になった場合には、制御部１２０に重量未満である旨を知らせる信号を送信する（Ｓ１０９）。

第１ソレノイドバルブ３０ｃが閉じられると、第３のチューブ１５１ｅに連結された第３ソレノイドバルブ３０ｃも閉じられる（Ｓ１１０）。異物の流動性が増加した後には、第４チューブ１５１ｆを通じてＢＬＤＣモータ３０ｂに連結された第２のソレノイドバルブ３０ｃが開放される（Ｓ１１１）。

第２ソレノイドバルブ３０ｃが開放されると、異物は第４のチューブ１５１ｆと第２ソレノイドバルブ３０ｃを通過して一定の圧力で吸引される。

一方、吸引容器の下部に備えられたスケール１００は異物の重量を測定し、所定の基準値を超えた場合には制御部１２０に重量超過である旨を知らせる信号を送信する（Ｓ１１２）。

異物が一定の圧力で吸引されると、第２ソレノイドバルブ３０ｃは閉鎖され、第３ソレノイドバルブ３０ｃが開放され、患者は呼吸状態を維持する。一方、ＭＦＭセンサ５０ａは常に使用者の日常の呼吸状態を測定する（Ｓ１１３）。

カテーテル１１３ａを通じて異物が吸引されて吸引容器に全て移動すると、カテーテルリール１１３が駆動してカテーテル１１３ａを牽引し、使用者の気管支からカテーテル１１３ａが排出されると、食塩水でカテーテル１１３ａの内部と外部を洗浄する（Ｓ１１４）。

一方、以下では本発明の他の実施形態に係るサクション装置１０の駆動原理を説明する。

ＭＦＭセンサ５０ａが使用者の吸気と呼気ガスの質量や流量などの日常の呼吸状態情報に関する測定値を制御部１２０に送信する（Ｓ１０２）。それによって、制御部１２０はＭＦＭセンサ５０ａから受信した測定値が所定の基準値を超えたか否かを判断する。

本発明を実施するに当たって、所定の基準値は通常呼吸時の呼気ガスに関する測定値の２倍または３倍に相当する値の範囲に制御部１２０に設定することが好ましい。

一方、基準値は入力部８０を通じて使用者が直接入力することで設定することもできるが、本発明を実施するに当たっては、患者別にカスタマイズした基準値を設定する。そのために、最初サクション装置１０の動作が開始した場合に、患者の通常呼吸時の呼気ガスに関する測定値の所定の時間の間、例えば、１分の平均値を算出する過程である、基準値設定モードを自動的に実行することが好ましい。

即ち、制御部１２０は基準値設定モードを通じて、前記平均値の２倍または３倍に相当する値を基準値として設定及び保存する。

一方、ＭＦＭセンサ５０ａから受信した測定値が基準値を超えた場合に制御部１２０はステッピングモータ１１３ｄに駆動信号を送信することで、カテーテル１１３ａはＴチューブ１５１を通じて使用者の気管支内に低速で移動するようになる。

この場合に、制御部１２０はドライバ３０ａを通じてＢＬＤＣモータ３０ｂに駆動信号を送信し、ＢＬＤＣモータ３０ｂはカテーテル１１３ａの吸引端部に約１０ｍｍＨｇ程度の吸引圧が発生するように駆動される。

このように端部にわずかな初期吸引圧が加わった状態でカテーテル１１３ａが予め設定した所定の移動距離だけ気管支内に低速で移動する間、気管支内部の異物にカテーテル１１３ａの端部が係止される場合にカテーテル１１３ａの端部に備えられた吸引孔が部分的に閉鎖されながら、カテーテル１１３ａ吸引端部での真空圧が瞬間的に増加する。

このように、カテーテル１１３ａの吸引端部で真空圧が所定の基準値（例えば、５０ｍｍＨｇ）を超過する場合に、制御部１２０はドライバ３０ａを通じてＢＬＤＣモータ３０ｂに駆動信号を送信することで、カテーテル１１３ａの吸引端部に約１５０〜２００ｍｍＨｇ程度の吸引圧が瞬間的に発生するようになる。

これにより、カテーテル１１３ａの端部に係止された異物はカテーテル１１３ａを通じて吸引され、異物の吸引が完了することによって、カテーテル１１３ａ吸引端部での真空圧は所定の基準値未満で低下するようになる。

この場合に、制御部１２０はドライバ３０ａを通じてＢＬＤＣモータ３０ｂに駆動信号を送信することで、カテーテル１１３ａの吸引端部の吸引圧が再び１０ｍｍＨｇ程度になるようにする。

制御部１２０には前記真空圧に対する前記所定の基準値が予め設定されており、使用者は入力部８０を通じて基準値を個別に設定することもできる。

一方、チューブ部１１０にはカテーテル１１３ａの吸引端部での真空圧を測定する測定モジュールが備えられており、本発明を実施するに当たって、真空圧を測定する測定モジュールは図２におけるチューブカバー１１４に備えられた突出口にＭＦＭセンサ５０ａのような取付構造を用いて設けることが好ましい。

一方、端部にわずかな初期吸引圧が加わった状態でカテーテル１１３ａは予め設定した所定の移動距離だけ気管支内に低速で移動した後、同一の初期吸引圧が加わった状態で気管支の外に排出される。

このように本発明においては、異常の呼吸が検出された場合にカテーテル１１３ａの端部にわずかな吸引圧のみかかっている状態で、カテーテル１１３ａを低速で気管支内部に挿入し、気管支から排出させる。この時、カテーテル１１３ａ吸引端部での真空圧が所定の基準値を超えた場合（即ち、異物が検出された場合）にのみ、カテーテル１１３ａの吸引圧を一時的に増加させることで、カテーテル１１３ａの吸引圧による患者の気管支の損傷や痛みを最小化することができるだけでなく、ＢＬＤＣモータ３０ｂからの電力消費を最小化することができる。

図１２は本発明の他の実施形態に係るサクション装置に備えられたチューブ部の構造を示す図である。図１２に示すように、本発明の他の実施形態に係るサクション装置１０に備えられたチューブ部１１０は移動部１１１を含んでおり、移動部１１１には回転ホイール１１５、Ｏリング（Ｏ−ｒｉｎｇ）１１６、及びローラ部１１７が備えられている。

円筒状の回転ホイール１１５には円周に沿って接触面が形成されており、カテーテル１１３ａは円形の回転ホイール１１５の円周に形成された接触面に沿って巻回されている。円形の回転ホイール１１５がステッピングモータ１１３ｄによって正方向または逆方向に回転することで、カテーテル１１３ａと接触する円筒状の回転ホイール１１５の接触面での摩擦力によりカテーテル１１３ａは気管支内部に挿入されたり、チューブ部１１０に回収されたりする。

一方、カテーテル１１３ａと接触する円筒状の回転ホイール１１５の接触面での摩擦力が大きくなるほどステッピングモータ１１３ｄの回転量に応じたカテーテル１１３ａの移動距離を精密に制御することができる。

このために、図１２に示すように本発明においては、ローラ部１１７を設け、ローラ部１１７と回転ホイール１１５との間にはカテーテル１１３ａを介在することで、ローラ部１１７から加えられる圧力によってカテーテル１１３ａが回転ホイール１１５の接触面に強く密着される。それによって、カテーテル１１３ａと接触する円筒状の回転ホイール１１５の接触面での摩擦力が増大するようにした。

一方、ローラ部１１７がカテーテル１１３ａを押圧する場合も、ローラ部１１７とカテーテル１１３ａとの接触による摩擦は発生しないので、本発明では図１２のようなカテーテル１１３ａの移送構造を通じてカテーテル１１３ａの移動距離を精密に制御することができる。

なお、本発明を実施するに当たっては、Ｏリング１１６とローラ部１１７との間の空間に、回転ホイール１１５の曲率と同一の曲率に沿ってカテーテル１１３ａの外面殺菌用紫外線ランプやＬＥＤランプを設けることで、カテーテル１１３ａの殺菌処理が移動部１１１の内部でも行われるようにすることが好ましい。

図１３は図１２におけるチューブ部で他の方向から見た時の構造を示す斜視図である。図１３を参照すると、チューブ部１１０は図１２における移動部１１１と９０°方向に隣接して設けられた収納部１１２を更に備えている。

図１２に示すように収納１１２にはカテーテル１１３ａが収納保管されており、収納部１１２に収納されたカテーテル１１３ａは回転ホイール１１５が反時計回りに回転することによって移動部１１１に供給され、回転ホイール１１５が時計回りに方向に回転する場合には、移動部１１１を通じて回収されたカテーテル１１３ａが収納部１１２に収納保管される。

一方、収納部１１２には食塩水投入口１１８が備えられており、食塩水投入口１１８を通じて収納部１１２の内部に供給される食塩水は収納部１１２の内部に収納保管されたカテーテル１１３ａを洗浄及び殺菌処理する。

図１４は図１２に示したチューブ部と本体部との吸引時の結合構造を示す図である。本発明を実施するに当たっては、図１４に示すように移動部１１１と収納部１１２を含むチューブ部１１０をサクション装置１０の本体部１７０と着脱可能に結合することで、サクション装置１０の使用環境に応じた使用上の利便性を向上させることが好ましい。

図１５は本発明の他の実施形態に係るサクション装置に備えられたチューブ部の構造を示す図である。図１５に示すように、本発明を実施するに当たっては、回転ホイール１１５に巻回されることでカテーテル１１３ａの曲がった角度を約９０°程度に構成することで、図１２に比べてカテーテル１１３ａの前後進移動がより容易になるようにすることが好ましい。

図１６は本発明の他の実施形態に係るサクション装置に備えられたチューブ部の内部構造を示す図である。図１６に示すように、本発明を実施するに当たっては、カテーテル流出入誘導部１１７ａの内側端部にガイド部１１１ａを設ける。この時、ガイド部１１１ａは、流出入誘導部１１７ａを通じて流出入するカテーテル１１３ａの外側面と平行に設けられる。それによって、カテーテル１１３ａがチューブ部１１０の内部で直線状態を維持できず、くねくねすることで回転ホイール１１５の回転によってカテーテル１１３ａの移動距離が精密に制御できないことを防ぐことができる。

図１７は本発明の他の実施形態に係るサクション装置に備えられたチューブ部の回転ホイールの回転駆動構造を示す図である。図１７に示すように、本発明を実施するに当たっては、回転ホイール１１５の背面に、回転ホイール１１５を回転させる回転軸と回転ホイール１１５の結合部位での体積や重量を増大させる回転安定台１１５ａを更に設けることで、回転ホイール１１５の回転駆動時に軸方向の揺れを最小化することが好ましい。

一方、本発明を実施するに当たっては、本発明に係るサクション装置１０に備えられた駆動部３０を除去した状態で、大型病院の寝台上にサクション装置１０を一括して取り付け、複数のサクション装置１０からの異物を吸引するための動力を病院の機械室などに設けられた外部駆動源を通じて一括して供給することもできる。

なお、この場合には、外部駆動源を通じて複数のサクション装置１０に一括して加えられる異物の吸引圧をそれぞれの患者の状態に応じて調節できる減圧部を図１に示した駆動部３０の代わりに設けることが好ましい。

以上では本発明の好ましい実施形態及び応用例について図示及び説明したが、本発明は前述した特定の実施形態及び応用例に限定されず、請求範囲で請求する本発明の要旨を逸脱することなく当該発明が属する技術分野で通常の知識を有する者により多様な変形実施が可能であることは勿論であり、このような変形実施は本発明の技術的思想や展望から個別的に理解されてはならない。

本発明に係る自動的に異物の吸引及びカテーテルの挿入が可能サクション装置は、保護者の助けが必要な患者のためにほとんどの病院や家庭で使用できる産業上の利用可能性を有する。

Claims (12)

1. 患者の呼吸状態を測定するセンサ部；
   前記センサ部が測定した測定値が所定の基準値を超えた場合に、前記患者の気管支に発生した異物を吸引するために前記患者の気管支内部に移動するチューブ部；及び
   前記センサ部が測定した測定値に基づいて前記チューブ部の駆動を制御する制御部；を含むサクション装置。
2. 前記センサ部は、患者の呼気ガスの質量を測定する質量流量計（ＭＡＳＳ ＦＬＯＷ ＭＥＴＥＲ：ＭＦＭ）センサを備えることを特徴とする請求項１に記載のサクション装置。
3. 前記センサ部は、患者の呼気ガスの質量を一定時間チェックし、その測定結果を前記制御部に伝送することを特徴とする請求項１に記載のサクション装置。
4. 前記制御部は、前記ＭＦＭセンサから受信した前記患者の呼気ガスの質量値を分析し、前記患者の気管支に異物が発生したと判断した場合、駆動部を制御して前記チューブ部を前記患者の気管支内部に移動させることを特徴とする請求項２に記載のサクション装置。
5. 前記気管支内部に挿入されたチューブ部の吸引端部での真空圧を測定する測定部をさらに含むことを特徴とする請求項１に記載のサクション装置。
6. 前記制御部は、測定部が測定した前記真空圧が所定の基準値を超えた場合に、駆動部を制御して前記チューブ部の吸引圧を増加させることを特徴とする請求項５に記載のサクション装置。
7. 前記チューブ部は、前記異物を吸引するチューブ構造のカテーテル、及び前記カテーテルが巻回されている回転リールを含むことを特徴とする請求項１に記載のサクション装置。
8. 前記チューブ部は、前記回転リールを回転させるステッピングモータをさらに含むことを特徴とする請求項７に記載のサクション装置。
9. 前記チューブ部は、
   前記気管支内部に挿入された状態で、空気によって膨張して前記気管支を拡張させる第１カフ、及び前記第１カフの下部で、空気によって膨張して前記気管支を拡張させる第２カフを含むことを特徴とする請求項１に記載のサクション装置。
10. 前記第１カフ及び前記第２カフは、互いに交互に膨張及び収縮することを特徴とする請求項９に記載のサクション装置。
11. 前記チューブ部は、前記第１カフの上部に形成される異物を吸引するチューブ、及び前記第１カフが収縮すると同時に前記第２カフが膨らまされて前記第２カフの上部に異物が形成された場合、前記異物を吸引するチューブをさらに含むことを特徴とする請求項９に記載のサクション装置。
12. 前記異物の吸引のための動力を提供する外部駆動源からの吸引圧を減圧する減圧部をさらに含むことを特徴とする請求項１に記載のサクション装置。