JPH0310770Y2 - - Google Patents

Description

【考案の詳細な説明】 ［産業上の利用分野］ 本考案は胸郭外陰圧式人工呼吸装置に係り、特
に、患者の自発呼吸運動に同期して人工呼吸のタ
イミングを制御する制御機構の改良に関する。

［従来の技術］ 人工呼吸装置には各種あるが、現在の主流は気
管内へ直接陽圧を加える陽圧式の装置である。こ
の装置によれば確実な人工呼吸を行なうことがで
きるが、気管切開が必要でり、切開部を消毒しな
ければならず、また患者にとつては食事、会話が
不能となる欠点がある。一方、陰圧式ではいわゆ
る「鉄の肺」と呼ばれる装置がある。しかしこの
装置は大がかりなものであり、効率の悪さから近
年ほとんど使用されていない。同じ陰圧式である
が、胸郭外陰圧式人工呼吸装置と呼ばれるものが
ある。この装置は患者の胸郭部を囲む剛体シエル
を有し、装着時においては胸郭部と剛体シエルと
の間に気密室を形成するジヤケツトを備え、その
気密室を陰圧にすることにより人工呼吸を行なう
ものである。この装置は気管切開が不要であり、
また手軽に使用できることから最近見直されてき
ている。この胸郭外陰圧式人工呼吸装置の中に
は、いわゆるデマンド機構を用いたものがある。
この機構によれば患者が自発呼吸を行なつている
ときはその自発呼吸のタイミングと同期させて人
工呼吸を行なわせ、自発呼吸が行なわれなくなつ
たときは予め設定されたタイミングで人工呼吸を
行なわせることができる。このデマンド機構にお
いて、患者の自発呼吸のタイミングを検出するた
めの生体信号として従来は気道内圧、呼吸流量、
鼻口内の温度等が用いられていた。

［考案が解決しようとする問題点］ しかし、従来用いられてきたこのような生体信
号により自発呼吸のタイミングを得る場合、次の
ような欠点があつた。

Ｓ／Ｎ比の問題；例えば筋ジストロフイー患
者のように呼吸運動が弱つている患者において
はＳ／Ｎがきわめて悪くなり誤動作の原因とな
つていた。

応答遅れ；上記各種の信号は患者の自発呼吸
運動を直接的に示すものではなく、その呼吸運
動の結果として発生する信号であるため、若干
の遅れが生じることは否定できない。

センサ装着の困難性；これらの生体信号を得
るためにはそのセンサを患者に取付けなければ
ならないが、特に圧力、流量等のセンサを患者
の顔面等に取付けるのは技術的に困難であり、
また患者にとつても不快である。

従つて、このような生体信号を用いて人工呼吸
を行なうならばそのタイミングは患者の自発呼吸
のタイミングと正確に同期させることができな
い。

本考案はこのような従来の欠点を解消するため
になされたもので、その目的は患者の自発呼吸の
タイミングと正確に同期して人工呼吸を行なうこ
とができる胸郭外陰圧式人工呼吸装置を提供する
ことである。

［問題点を解決するための手段］ 本考案は、生体の胸郭を囲む剛体シエルを有し
その生体に装着されたときに胸郭とその剛体シエ
ルとの間に気密室を形成するジヤケツトと、吸引
ポンプと、上記ジヤケツトに取付けられ上記気密
室に接続される吸引管と、この吸引管を大気に開
放するかこの吸引管を上記吸引ポンプに接続する
かの切替えを行なう切替手段と、上記生体の顎の
動きに応じた信号をその生体から検出する検出手
段と、この検出手段が検出した信号に基づいて上
記切替手段を制御する切替制御手段とを具備した
構成となつている。

［作用］ 上記ジヤケツトを生体に装着する。その生体は
自発呼吸を開始すると、頭部より躯幹全体を後方
にのけぞらすような規則的な運動を開始し、それ
に伴い顎を上下に動かし始める。すなわち、吸気
時には顎を前方に突き出し、呼気時には顎を手前
に引くようにする運動をする。この運動は、横隔
膜や肋間筋の障害による呼吸筋の筋力低下を頚部
の伸展筋により代償するために起こると考えられ
ている。検出手段はこの顎の動きに応じた信号を
検出する。切替制御手段は検出手段の検出信号に
より自発呼吸のタイミングを得、このタイミング
に応じて切替手段を制御する。

［実施例］ 以下、図面を参照して本考案の一実施例を説明
する。

第１図は本考案の一実施例の人工呼吸装置の構
成図である。図中１はジヤケツト、２は吸気管、
３は加速度ピツクアツプ、４はこの装置の本体で
ある。

ジヤケツト１は亀の甲羅状の剛体シエルの部分
と、帯状の部分とから成る。剛体シエルの部分は
患者５の胸郭を囲む形状であり、その周縁部内側
には弾性部材から成るパツキンが取付けられてい
る。剛体シエルの部分はこのパツキンを介して患
者５の胸部に装着されるものである。帯状の部分
は患者５の背面を覆い、その両端部が患者５の胸
部に装着された剛体シエルの部分の表面両側部に
至り、そこで夫々に設けられた面状フアスナによ
つて係止されるようになつている。

加速度ピツクアツプ３は患者５の顎に装着さ
れ、この顎の運動の加速度を示す信号を出力する
ものであり、検出手段を構成する。

吸気管２はジヤケツト１の剛体シエルの部分に
設けられた接続口にその一端を取付けられ、ジヤ
ケツト１を患者５に装着したときに形成される気
密室に接続されるものである。

本体４は吸引ポンプ６、切替手段７、切替制御
手段８から構成される。切替手段７は三方弁９
と、この三方弁９を駆動する弁駆動回路１０とか
ら成る。三方弁９は３つの接続口を有し、第１の
接続口は吸気管２の他端に接続され、第２の接続
口は大気に開放され、第３の接続口は吸引ポンプ
６に接続されている。そして三方弁９は弁駆動回
路１０により吸気管２と吸引ポンプ６とを接続す
るか吸気管２を大気に開放するかの切替えを行な
うものである。切替制御手段８は制御回路１１と
吸気開始点検出回路１２とから成る。吸気開始点
検出回路１２は加速度ピツクアツプ３が検出した
顎の運動に伴なう速度の変化を求め、この速度変
化から吸気開始点を検出する。すなわち、顎に吸
気のときは上方向に移動し、呼気のときは下方向
に移動するから、例えば顎の動きの方向が下方向
から上方向に転じる時点を検出すればこれを吸気
開始点とすることができる。制御回路１１は吸気
開始点検出回路１２から与えられる検出信号の間
隔を常時監視し、この間隔が予め設定された時間
T₁内にあるか否かを判断する機能を有している。
制御回路１１はこの間隔が時間T₁内にあると判
断したときは患者５が自発呼吸を行なつていると
みなし、与えられる上記検出信号のタイミングに
応じて弁駆動回路１０を制御し、上記間隔が時間
T₁を超えていると判断したときは患者５は自発
呼吸を停止しているとみなし、弁駆動回路１０を
予め設定されたタイミングで制御する回路であ
る。

次に、このよう構成された本実施例装置の動作
を第２図のタイミングチヤートを参照して説明す
る。まず、操作者は患者５にジヤケツト１を装着
し、ジヤケツト１に設けられている接続口に吸気
管２を接続する。このときジヤケツト１の剛体シ
エルの部分と患者５の胸部との間に気密室が形成
される。更に操作者は患者５の顎に加速度ピツク
アツプ３を装着する。このとき三方弁９は吸気管
２を大気に開放する状態にしておく。次に操作者
は本体４の電源をONにする。

加速度ピツクアツプ３は患者５の顎の運動の加
速度を検出する。吸気開始点検出回路１２は加速
度ピツクアツプ３の出力信号から吸気開始点を検
出すると、その都度その検出信号を制御回路１１
に出力する。制御回路１１は吸気開始点検出回路
１２から与えられる検出信号の間隔が時間T₁内
にあると判断した場合、その検出信号を与えられ
る毎に弁駆動回路１０に対し吸気管２と吸引ポン
プ６を接続する信号を出力し、この信号を出力し
た各時点から所定時間T₂（T₂は自発呼吸の１サイ
クルより短い時間である。）後、弁駆動回路１０
に対し吸気管２を大気に開放する信号を出力す
る。これらの信号により弁駆動回路１０は三方弁
９の切替を行ない、吸気管２は患者５の自発呼吸
の各吸気開始点で吸引ポンプ６に接続され、その
各時点から所定時間T₂後大気に開放される。こ
れに応じてジヤケツト１内に形成されている気密
室の状態は陰圧、大気圧をくり返す。また、制御
回路１１は吸気開始点検出回路１２から与えられ
る検出信号の間隔が時間T₁を超えたと判断した
とき、吸気管２と吸引ポンプ６を接続する信号を
出力し、その信号を出力した各時点から所定時間
T₂後、吸気管２を大気に開放する信号を出力す
る。これらの信号により弁駆動回路１０は三方弁
９の切替を行ない、吸気管２は所定時間T₁の間
隔で吸引ポンプ６に接続され、その各時点から所
定時間T₂後大気に開放される。これに応じてジ
ヤケツト１内に形成されている気密室の状態は陰
圧、大気圧をくり返す。上記の各時間T₁、T₂は
制御回路１１に予め設定されるものであり、可変
となつている。

本実施例によれば、患者が自発呼吸を行なつて
いるときはその呼吸のタイミングで人工呼吸を行
ない、患者が自発呼吸を停止したときは予め設定
されたタイミングで人工呼吸を行ない、更にそれ
らの切替えを自動的に行なうことができる。

上記実施例において自発呼吸のタイミングは吸
気開始点を検出することによつて得るようにし
た。しかし、これは呼気開始点を検出することに
よつても、呼気、吸気の開始の両方を検出するこ
とによつても得られる。また上記実施例におい
て、顎の動きに応じた信号をその生体から検出す
る検出手段に加速度ピツクアツプを用いたが、他
の検出手段、例えば変位センサでも良い。この場
合変位センサは患者の顎から喉に至る部分の２点
間の距離に応じた信号を出力するように装着され
るならば、その信号は上記加速ピツクアツプと同
様患者の顎の動きに応じた信号ということにな
る。

［考案の効果］ 本考案によれば、人工呼吸のデマンド機構にお
いて、患者の自発呼吸のタイミングを顎の運動か
ら検出するようにしたので、きわめて正確に自発
呼吸と同期した人工呼吸を行なうことができる。
本考案は例えば筋ジストロフイー患者のように神
経、筋肉が麻痺している患者であつて首より下の
部分が動かない患者に対して特に有効である。

【図面の簡単な説明】

第１図は本考案の実施例装置の構成図で、第２
図はその実施例装置の動作を説明するためのタイ
ミングチヤートである。 １……ジヤケツト、２……吸気管、３……加速
度ピツクアツプ、４……本体、６……吸引ポン
プ、７……切替手段、８……切替制御手段。

Claims (1)

【実用新案登録請求の範囲】
1. 生体の胸郭を囲む剛体シエルを有しその生体に
   装着されたときに胸郭と前記剛体シエルとの間に
   気密室を形成するジヤケツトと、吸引ポンプと、
   前記ジヤケツトに取付けられ前記気密室に接続さ
   れる吸気管と、この吸気管を大気に開放するかこ
   の吸気管を前記吸引ポンプに接続するかの切替え
   を行なう切替手段と、前記生体の顎の動きに応じ
   た信号を前記生体から検出する検出手段と、この
   検出手段が検出した信号に基づいて前記生体の自
   発呼吸のタイミングを求め、このタイミングに基
   づいて前記切替手段を制御する切替制御手段とを
   具備する胸郭外陰圧式人工呼吸装置。