JPH0427867B2 - - Google Patents

Description

【発明の詳細な説明】 本発明は呼吸装置（respiratory apparatus）、
より詳しくは、１人の患者に対して一定の限られ
た時間の間、換気装置（ventilator）または蘇生
装置（resuscitator）として使用することができ
る完備した携帯用呼吸装置に関するものである。

呼吸装置には種々のタイプのものが公知である
が、本発明はその本来の利用目的に応じて一般に
蘇生装置または／および換気装置と呼ばれている
装置に関するものである。

本明細書において蘇生装置とは呼吸が停止した
人に呼吸を開始させるために利用される装置と定
義される。同様に、換気装置は肺の換気を助ける
ために利用される蘇生装置以外の正圧装置として
定義される。

公知のこの種装置の大部分は病院内で使用され
るように開発されてきた。そして病院の給電装置
から供給される電力によつて駆動され、また病院
の酸素供給システムを利用するように設計されて
いる。

従来より携帯用の蘇生装置もいくつか知られて
いるが、これらの装置は通常酸素ボンベを使用す
るようになつているので、酸素供給能力に対する
装置重量が大きい欠点がある。その上、ボンベ入
りの酸素を使用する装置は化学的な酸素発生装置
を使用する装置に比べて貯蔵寿命が比較的短い。
従つて、酸素供給量に対する重量の比率が許容で
きる程度であり、比較的長い貯蔵寿命を有する携
帯用蘇生装置の開発が望まれている。

公知の携帯用蘇生装置は一定の限時周期モード
においてのみ動作するようになつている。すなわ
ち、一定量の空気と酸素の混合気が一定時間患者
の肺に強制的に送り込まれ、その後他の一定時間
の間にその空気と酸素の混合気が排出されるのを
許容するようになつている。そして、この時間は
正常な呼吸の周期に近似するように選定されてい
る。

公知の携帯用換気装置はデマンドサイクル
（demand cycle）においてのみ動作できる。すな
わち、呼吸の各吸気相（phase）は患者の吸気効
果によつて開始されるようになつている。デマン
ドモードの換気装置は蘇生装置として使用するの
に適していない。なぜならこの場合患者は装置の
動作をトリガーすることができないからである。

同様に、限定周期蘇生装置は換気装置として、
あるいは自力で呼吸を始めた患者に対して使用す
るのは望ましくない。なぜなら、呼吸サイクルが
患者の生理的要求に合致しないと有害であるから
である。

従つて換気装置としてまたは蘇生装置として動
作することができ平常状態では限時的サイクルモ
ードで動作し、このサイクルを患者の吸気または
呼気動作によつて打ち勝つことができる携帯用装
置が開発されることが望まれている。

本発明の一つの目的は、従来公知の装置のもつ
欠点を克服した携帯用呼吸装置を提供することで
ある。

より詳しくは、本発明の目的は化学的酸素発生
器を備えたタイプの単一患者用の完備した携帯用
呼吸装置であつて、呼気中は化学的酸素発生器か
ら酸素の供給をうけ、吸気中は化学的酸素発生器
によつて供給される酸素を補充するようにした蓄
圧器ないしアキユムレータ（acoumulator）を有
し、長い貯蔵寿命と、満足な操作効率とを有する
装置を提供することである。

本発明の他の目的は、上述のタイプの単一患者
用の完備した携帯用呼吸装置であつて、ベンチユ
リーポンプとフイルターとを備え、ろ過された空
気を酸素発生装置の発生酸素に混入させることに
よつてその動作期間を延長することができるよう
になすとともに、酸素供給量に対する装置の重量
比が許容できる程度である装置を提供することに
ある。

本発明の他の目的は、最初の限られた時間の間
は患者に対して空気酸素混合気を供給し、続いて
次の限られた時間の間は患者の呼吸腔が空気酸素
混合気を吐き出すことを許容し、患者は自分自身
の呼吸サイクルを装置の吸気または呼気サイクル
に優先させることができるようにした操作サイク
ルを有するタイプの１人患者用の完備した携帯用
呼吸装置を提供することである。

以下図示実施例を詳細に説明する。

第１図は本発明の一実施例の呼吸装置をシステ
ムダイヤフラムで示す。

この装置はマスク１０を含み、ヘツドハーネス
１２によつて患者に装着される。患者は呼吸腔１
４と気管１６として部分的に示す。

この呼吸装置はさらに酸素供給源１８、送気手
段２０および流体作動制御手段２４を備えてい
る。送気手段２０は、マスク１０とヘツドハーネ
ス１２に加えて、酸素供給源１８とマスク１０間
に配備され呼気位置と吸気位置とを切換え可能な
弁手段ないし分配弁２２および他の流体素子を含
んでいる。所望なら、酸素供給管２５を設けても
よい。弁２２は２位置流れ指向手段として作用す
る。

パワー源としても作用する酸素供給源１８は、
好ましくは塩素酸塩キヤンドル（chlorate
candle）である化学的酸素発生器からなる。塩素
酸塩キヤンドルは公知であり、例えば米国特許第
2507450号に開示されている。このキヤンドルは
その動作中出口管２６を介して酸素を放出する。

出口管２６のすぐ下流にはベンチユリポンプが
設けられている。このポンプはベンチユリ２８を
含み、塩素酸塩キヤンドルからの放出ガスがジエ
ツトオリフイス２７とベンチユリ２８とを通るよ
うになついる。

公知の原理によれば、ベンチユリの狭搾部分を
酸素が通過すると、その圧力が低下する。この圧
力低下は、周囲の空気を矢印３０で示すように活
性炭フイルター３２を介してベンチユリ２８の入
口ないし吸引部３３に導入するのに利用される。
フイルター３２の目的は周囲の空気から有毒ない
し有害な物質を除去することである。

フイルターは周囲の空気に開口している入口と
ポンプの吸引部に連通する出口とを有する。逆止
め弁をフイルターの入口に配備して空気が矢印３
０の方向にしか流れないようにしてもよい。

ろ過された空気はジエツトオリフイス２７の下
流で酸素と混合され、この混合気はポンプ２８の
吐出部３３ａを通して送り出される。圧力ないし
流量制御弁３４がポンプの下流に配備され、比較
的一定圧の混合気を弁２２に供給するように保証
している。

フイルター３２、ポンプ２８、制御手段２４、
酸素発生器はすべて一点鎖線で示すハウジング８
内に収容されている。

分配弁２２は基本的には２位置３ポート方向制
御弁で常時はばね３５の作用によつて第１図に示
す吸気位置に保持されているが、パイロツト管３
６内の圧力によつて呼気位置へ切換え可能であ
る。この弁２２が図示の吸気位置にあるときは、
酸素発生器からのガスは弁２２、管路３８、逆止
め弁４０、管路４２、逆止め弁４４、管路４６を
通つてマスク１０へ送られ、さらに患者の気管１
６から呼吸腔１４へ送り込まれる。この流れは弁
２２がパイロツト管３６の圧力により呼気位置に
切換えられるまで継続する。

弁２２が呼気位置にあるときは、酸素発生器か
らのガスは弁２２、管路４８、逆止め弁５０、管
路５２を介して蓄圧器ないしアキユムレータ
（accumulator）５４に送り込まれる。アキユム
レータ５４内の圧力がその設計レベルを越える
と、それ以上の圧力はリリーフ弁５６を介して大
気中に放出される。

管路５２は補償された逆止め弁６０を有する管
路５１によつて管路３８に接続されいる。弁６０
はブリード管６４によつて周囲大気に通じている
パイロツト管６２によつて補償されている。

酸素移送系中の他の流体要素としては、正端呼
気圧力（positive end expiratory pressure）弁
としての圧力補償付リリーフ弁６６があり、この
弁は管路６７とパイロツト管６８を介して管路４
２に、また、パイロツト管６９を介して管路５１
にそれぞれ接続されている。パイロツト管６９
は、またブリード管７０を介して大気にも通じて
いる。

第２図において、正端呼気圧は水圧０cmで表わ
される。最後に、圧力補償付逆止め弁７２として
の補償呼気弁が設けられ、この逆止め弁７２は管
路４２から延長しているパイロツト管７４によつ
て補償されている。逆止め弁４４と圧力補償付逆
止め弁７２とは補償付呼気／吸気弁を形成し、通
常出口管４２の端でマスクに取り付けられてい
る。

図示の制御手段２４は空気圧で作動され、流体
フリツプフロツプ７６を含んでいる。このフリツ
プフロツプの入口は管路７８を介して酸素源に接
続されている。このフリツプフロツプとしてはノ
ーグレン（Norgren）モジユール４FF−202.000
がある。フリツプフロツプの出力は管路８０また
は８２のいずれかから取り出すことができる。こ
れらの管路８０，８２はそれぞれ絞り８１，８３
を介して大気に通じている。

パイロツト管３６が絞り８３の上流側で管路８
２に接続され制御弁２２まで延長している。フリ
ツプフロツプ７６には入力制御管８４，８６も設
けられている。

周知のように、双安定フリツプフロツプが制御
管８４の圧力を受けると、出力が管８０から８２
へと移る。同様にして、このフリツプフロツプ７
６が管８６内の圧力を受けると、出力が管８２か
ら８０へと移る。

入力制御管８４，８６はそれぞれ適当な弁機構
を介して関連する出力管路８０，８２に接続され
ている。この弁機構としてはタイミングモジユー
ル（timing module）８８，８９を使用できるが
流体タイミングモジユールは公知であり、例えば
ノーグレン（Norgren）遅延モジユール５
TD0214−000があり、これは流体抵抗容量回路
とシユミツトトリガ（Sohmitt trigger）とを組
み合わせたもので、入力側に可変絞りを有してい
る。

この流体タイミングモジユールは制御流体を可
変オリフイス８８を通して流し、予め定めた量の
流体がモジユール８８，８９に入つた時点で出力
流がトリガされる。従つて、管路８０と８４の間
に設けられた可変オリフイス８８を調節して２秒
後に出力流がトリガされるようにすることができ
る。同様にして、管路８２と８６の間の可変オリ
フイス８８を調節して４秒後に出力流がトリガさ
れるようにすることができる。

このようなタイミングモジユールを用いること
によつて、制御弁２２の動作を制御することがで
きる。しかし、前述のように患者の生理的要求が
タイミングモジユールによつて予め設定された時
間と異なる場合がある。従つてこれに応じた制御
手段が付加されている。

この制御手段９０は常時は管路８０から８４へ
の流れを阻止しているが、圧力が予め定められた
限度を越えたときは開くようになつている。制御
手段９０は後述のようなある状況下ではタイミン
グモジユールの動作に優先する。

同様の制御手段９２を管路８２と８６の間にも
設けることができる。この制御手段９２は、患者
が吸気動作を開始することによつてマスク内の圧
力が弁６６によつて設定された圧力以下に低下し
たときに、開かれる。

制御手段９０，９２は、それぞれパイロツト操
作の２位置２ポート方向制御弁として示されてい
る。弁９０は常時はスプリングによつて閉位置に
保持されているが、パイロツト管９４内の圧力が
可調節スプリングによる設定値を越えたときには
開かれる。弁９２も常時はスプリングによつて閉
位置に保持されているが、患者が吸気動作を開始
してマスク内の圧力が弁６６によつて定められた
値以下に低下するとこの状態がパイロツト管９
６，９８によつて検知されて、弁９２がその開位
置にシフトされる。

２位置方向制御弁が示されているが、他の制御
手段、例えば、適当な圧力リリーフ弁に接続され
た単安定フリツプフロツプを使用してもよい。ま
た、制御手段７６，８８，８９，９０，９２の代
りに空気論理制御システムを用いることもでき
る。

次に動作を説明するが、今、塩素酸塩キヤンド
ル１８が始動し、流体モジユールの出力が管路８
０側にあると仮定する。分配弁２２はばね３５に
よつて図示位置に保持される。酸素発生器１８か
らのガスはベンチユリポンプ２８を通り、ここで
フイルター３２を通つてきた空気と混合される。
ベンチユリからの流出混合気の圧力は調整弁３４
によつて制御される。

第２図に示すように、調整された圧力は水柱35
cmのピーク圧が患者に供給されるような圧力であ
る。しかし、これよりも高い圧力が望まれること
もある。

弁３４からのガスは弁２２、管３８、逆止め弁
４０、マスク１０を介して患者１４に送られる。
このガスの流れは管８０と８４の間のタイミング
モジユールの設定時間が経過するか、あるいは制
御手段９０がシフトされてガスを管８０から８４
へ流すようになるまで継続する。正常呼気時間は
第２図にで示され、同様に、正常呼気時間はＥ
で示され、正常呼気周期はTCで示される。

弁９０が応答動作する圧力は、第１図に示する
ように調節可能であるが、この弁は常態では二つ
の状態のうちの一つに応答する。すなわち、患者
が息を吐き出そうとしているとき、あるいは患者
の呼吸腔が設定圧力になるまで満されたときであ
る。いずれの場合においても、管３８から逆止め
弁４０を通る酸素と空気の混合気は、管４２と制
御器９０を連絡するパイロツト管９４以外に行き
場所がないので、この管９４内の圧力を増加さ
せ、これにより制御器９０を動作させて管８０か
ら８４への流れを許容し、流体フリツプフロツプ
７６の出力を管８２へシフトさせる。この圧力増
加を第２図に９５で示す。この圧力増加後に次の
状態が発生する。

まず、弁２２が管３６の圧力によつて図示位置
から切換えられ、酸素源１８の出力が弁２２を通
つて管４８からアキユムレータ５４に送り込まれ
る。これによつて吸気時間SI従つて周期SCが短
縮される。塩素酸塩キヤンドルの出力は一定期間
にわたつて実質上コンスタントであるから、患者
によつて使用されなければ、発生酸素は貯蔵する
かあるいは捨てなければならない。アキユムレー
タは、酸素発生器の発生酸素を貯えて後で患者が
使用できるようにするための手段となつている。

弁２２が呼気位置にあるとき、酸素発生源から
のガスは平常動作状態ではアキユムレータに送ら
れ、弁６０が弁６２を介して補償されているので
管４８が加圧されると蓄積された酸素と空気を放
出する。

これと同時に、管路３８，５１、パイロツト管
６４の圧力はブリード管７０を介して大気に放出
される。これにより、圧力補償付リリーフ弁６６
が呼気弁７２を補償しているパイロツト管７４の
圧力を低下させる。

その間、患者は、正端呼気圧（PEEP）が得ら
れるまで弁７２を介して空気を吐き出す。この圧
力は調節可能な弁６６によつて決定され、水柱０
〜20cmの間で可変である。この圧力に達するとそ
れ以上空気は弁７２から排出されなくなる。

通常、呼気動作は急速（１秒以内）に行なわれ
残りの呼気時間（例えば３秒）は呼気動作が始ま
る前の休止期間である。

吸気動作は管８２と８６の間に接続されたタイ
ミングモジユール８８，８９によつて開始され
る。すなわち、このタイミングモジユールの設定
時間が経過すると、流体が管８６に導入され、流
体フリツプフロツプの出力を管８０にシフトさせ
て呼気サイクルを終了させる。あるいは、第２図
の圧力低下９７に示すように患者が吸い込もうと
することによつても制御手段９２が開となる。す
なわち、患者が息を吸い込むと、パイロツト管９
６の圧力がパイロツト管９８の圧力よりも低下し
て、弁９２が開位置にシフトされ短縮呼気サイク
ルSEとなる。

出力が管路８０に戻されると、弁２２が第１図
図に示す位置にシフトされる。すると付加的な酸
素と空気がベンチユリ２８とアキユムレータから
マスクに導入される。このとき管路６２内の圧力
はブリード管６４を介して大気に放出されて逆止
め弁６０はもはや管路６２によつて補償されてい
ないので、弁６０は開かれる。管３８，５１，６
９の圧力は弁６６を閉じ、この弁からガスが放出
されるのを阻止する。

患者の自然な生理的要求によつて吸気／呼気周
期動作を行なわせることにより、看護人は他の要
求に応じることができる。従来の携帯用空気制御
換気蘇生装置は時間設定された吸気／呼気サイク
ルを必要に応じて自動的に延長または短縮するこ
とができず、患者の要求に応じて手動で調整しな
ければならなかつた。

本発明の装置の利点の一つは、制御手段が酸素
源の出力のみによつて操作されることである。実
際に、塩素酸塩キヤンドルは非常に長い例えば10
年ないしそれ以上の信頼できる貯蔵寿命を有して
いる。従つてその出力を装置の周期動作と圧力補
償に用いることによつて、貯蔵寿命が長く信頼性
の高い呼吸装置が得られる。

本発明の他の実施例を第３図に示す。第１図の
実施例と第３図の実施例の間には多くの違いがあ
るが、二つの相違にまず注目すべきである。その
一つは、第１図の実施例では制御手段２４に流体
回路（fluidic circuits）を用いているが、第３図
の実施例では空気論理制御素子を使用しているこ
とである。他の相違点は弁手段の位置にある。

第１図において、２位置弁はベンチユリポンプ
の下流に配置されているが、第３図の実施例では
この弁はベンチユリポンプの上流に配備されてい
る。

第３図においてもハウジング１０８内に単一患
者用呼吸装置の種々の構成要素が収容されてい
る。ハウジングの外部には、ヘツドハーネス１１
２によつて患者に装着されるマスク１１０が備え
られている。患者は呼吸腔１１４と気管１１６と
して示す。

ハウジング１０８内の主要構成要素としては、
パワー供給源１１８、空気フイルター１２０、ポ
ンプ手段１２２、入口／出口管路１２６を有する
アキユムレータ１２４、２位置流れ方向制御手段
１２８、これらの構成部材を相互に連絡する管路
がある。これらの管路については後述する。

さらにハウジング内には、予め定めた時間間隔
に基づいて弁を第１位置と第２位置の間で変位さ
せる１次制御手段が配備されている。この制御手
段についても後述する。さらに、患者優先制御
（patient override control）手段が設けられ、こ
れによつて患者は自己の呼気動作または吸気動作
を第１制御手段に優先させる（override）ことが
できる。出口管１３０がポンプ手段１２２からマ
スク１１０へ延長している。

本発明の装置を携帯用ユニツトとして使用する
ときこれを動作させるパワーは化学的酸素発生器
１３２、好ましくは塩素酸塩キヤンドルのような
患者発生源からのみ供給される。酸素発生器から
の管路１３６にはパワー供給源の一部を形成する
逆止め弁１３４、ガスフイルター１３５が設けら
れ、この酸素供給管路１３６は接続端Ｊ１で終つ
ている。

第１図の実施例と同じように、酸素発生器から
の出口管ないし供給管１３６を必要に応じて外部
の適当な圧力の空気酸素供給源に接続する管路１
４０が設けられ、この管路１４０に連結具１３８
がハウジング１０８の外側に設けられるととも
に、逆止め弁１４２が挿設されている。管１４０
は接続点Ｊ２で酸素供給管１３６に接続されてい
る。逆止め弁１３４，１４２の目的は酸素発生器
および連結具１３８への逆流を防止することであ
る。

２位置弁１２８には９個のポートＰ１１，Ｐ１
２，Ｐ１３，Ｐ２１，Ｐ２２，Ｐ２３，Ｐ３１，
Ｐ３２，Ｐ３３が設けられている。弁１２８のス
プール１２９が図示の平常位置にあるときは、ポ
ートＰ１２とＰ１３，Ｐ２２とＰ２３，Ｐ３２と
Ｐ３３がそれぞれ連通しているが、ポートＰ１
１，Ｐ２１およびＰ３１はスプール１２９によつ
て閉塞されている。ポートＰ１１，Ｐ２３，Ｐ３
１は管路に接続されず、大気に解放されている。

弁１２８が第２の位置にシフトされると、ポー
トＰ１２がポートＰ１１に接続され大気に開口さ
れ、ポートＰ２１はポートＰ２２に接続され、そ
してポートＰ３２はポートＰ３１に接続されて大
気に開口される。ポートＰ１３，Ｐ２３，Ｐ３３
は内部で阻止され、ポートＰ２３は大気に開口さ
れる。

次にポンプ手段１２２について詳しく説明す
る。このポンプ手段はベンチユリポンプであつ
て、中空部材１４４とその内部に配置されたベン
チユリ１４６とを含んでいる。ベンチユリ１４６
の上流にはジエツトオリフイス１４８が設けら
れ、そのまわりにポンプの吸引部１５０が包囲し
ている。

ベンチユリの下流はポンプの吐出口１５２をな
し、この吐出部には逆止め弁１５４と流量制御弁
１５６が配備されている。逆止め弁１５４の目的
はポンプを通るガスの逆流を阻止することであり
制御弁１５６の目的はポンプの流量を調節するこ
とである。

ポンプ１２２は複数のポートＰ１〜Ｐ７を備
え、これらのポートには種々の管が接続されてい
る。例えばポートＰ１には吐出管１３０が接続さ
れている。

フイルター１２０は概略的に図示されている
が、空気中の有害成分をろ過できる活性炭また
は／および他の成分の入つたかんないしカートリ
ツジである。この種のフイルターは典型的にはポ
ンプ手段の一つのポート図示例ではＰ４に螺着さ
れるか他の方法で固定される出口を有している。
さらにこのフイルターはフイルター内を通るガス
の逆流を阻止でき逆止め弁１６２を備えた入口１
６０を有している。

フイルター１２０はハウジングに配備され、そ
の入口１６０と逆止め弁１６２が小孔を穿設した
壁の近くに配置され、サクシヨンが出口１５８に
加えられたときに大気がフイルター内に吸引され
る。

パワー供給源１１８、アキユムレータ１２４，
１２６、弁１２８、ポンプ１２２は管路によつて
相互に連結されている。すなわち、第１供給管１
６４が接続点Ｊ１から弁１２８のポートＰ１３ま
で延長し、さらにポートＰ１２からポンプ１２２
のポートＰ２まで延長している。ポートＰ２はジ
エツトオリフイス１４８の上流に配備されてい
る。従つて弁１２８が図示位置にあるときは、第
１供給管１６４はパワー源１１８をポンプ１２２
に接続している。

弁１２８が他方の位置にあるときは、第２供給
管１６６が接続点Ｊ１から弁１２８のポートＰ２
１，Ｐ２２を介してアキユムレータの接続点Ｊ３
まで延長する。従つて、このとき第２供給管は酸
素源１１８をアキユムレータ１２４，１２６に接
続する。逆止め弁１６８が管１６６に設けられ、
アキユムレータ１２４から管１６６を通してポー
トＰ２２へのガスの流れを阻示している。

弁１２８が図示位置にあるとき、第３供給管１
７０がアキユムレータ１２４の接続点Ｊ３から弁
１２８のポートＰ３３へ延長し、さらにポート３
２からポンプ１２２のポートＰ３まで延長してい
る。ポートＰ３はポンプ１２２のサクシヨン部１
５０に作用連結されている。

圧力制御弁を第３供給管に配備してアキユムレ
ータの出力圧を制御することによりアキユムレー
タからポンプへ送られるガスの圧力が一定値を越
えないようにしてもよい。さらに、リリーフ弁を
接続点Ｊ３を介してアキユムレータに連結し、ア
キユムレータが安全圧力以上の酸素を蓄積しない
ようにしてもよい。

図から明らかなように、２位置弁手段１２８の
スプール１２９が第１位置にあるときは、第２供
給管１６６は閉塞されている。弁のスプールが第
２位置にシフトされると、第１および第３供給管
１６４，１７０が閉塞される。

弁１２８のスプール１２９は通常第１位置にば
ねによつて保持されているが、パイロツト管の圧
力が第１の予め定めたレベルを越えると第２位置
にシフトされる。この第１の圧力レベルに達した
後、パイロツト管の圧力が第１のレベルより低い
第２の予め定めたレベル以下に低下したとき、ス
プールは第１位置に戻る。

この目的のために、弁スプールは延長部１７６
を有し、この延長部に間隔をおいた一対の環状溝
が設けられている。これらの溝を図ではＶ字状ノ
ツチ１７８として略図的に示す。スプリングで押
されたもどり止め部材１８０が環状溝１７８に係
合可能になつている。スプリング１８２の圧力を
1.75Kg／cm²とし、もどり止め部材１８０を溝１７
８からシフトさせるのに0.75Kg／cm²の力が必要で
あると仮定すると、弁を第２位置にシフトさせる
には矢印の方向に1.75＋0.75Kg／cm²の力が必要で
ある。従つて、スプリング１８２の力ともどり止
め部材１８０を持ち上げるのに必要な力との和に
等しい第１の圧力レベルの力をパイロツト管１８
６を介して加える必要がある。

同様に、弁１２８を第２位置から第１位置にシ
フトするためには、管１８６の圧力が第２の圧力
レベル、すなわち、スプリング１８２の力からも
どり止め部材１８０を溝１７８から持ち上げるの
に要する力を引いた値以下となる必要がある。

管１６４の接続点Ｊ４から弁１２８へ延長する
パイロツト管１８６は１次制御手段の一部を構成
する。このパイロツト管には第１および第２遅延
手段１８８，１９０が設けられている。容積室が
各遅延手段に対して設けられ、図示のように共通
の容積室１９２を使用してもよい。

第１遅延手段１８８の機能は、遅延手段と弁１
２８の間のパイロツト管１８６内の圧力が第１圧
力レベルに達するまでゆつくりと上昇するのを保
証することである。そのために必要な時間は遅延
手段内の調整可能な絞りも変えることによつて設
定できる。

同様に、遅延手段１９０は、弁１２８が第２位
置にあるとき、弁１２８と遅延手段１９０の間の
パイロツト管１８６内の圧力を大気中に逃がすの
に要する時間の長さを調節する。１次制御手段の
動作を次に詳しく説明する。

１次制御手段は、一旦パワー供給が開始される
と、吸気、呼気サイクルを確立するが、患者がこ
の１次制御手段の動作に優先できることが望まし
い。このために、患者優先制御手段（patient
override control means）が設けられる。

この患者優先制御手段はダンプ弁（dump
valve）１９４と切換弁１９６を含む。弁１９６
は３位置３ポート方向制御弁で、ポートＰ８，Ｐ
９，Ｐ１０を備えている。

圧力管１９８が酸素供給管１３６の接続点Ｊ５
からポートＰ８に、そしてポートＰ９からパイロ
ツト管１８６の接続点Ｊ６にそれぞれ延長してい
る。さらにパイロツト管２００とセンサが弁１９
６を作動させるために設けられている。このパイ
ロツト管２００はポンプ１２２の逆止め弁１５４
の下流に設けられたポートＰ５からセンサ２０２
まで延長している。さらにパイロツト管２０４が
弁１９６のポートＰ１０からダンプ弁１９４へ延
長している。この管にはブリードオリフイス２０
６が設けられている。切換弁１９６は常時は図示
の中央位置にスプリングによつて保持されてい
る。

ポンプ１２２の吐出部の圧力低下がパイロツト
管２００を介してセンサ２０２によつて検知され
るとき、弁１９６が左側へシフトされ、パワー源
１１８をパイロツト管２０４に連通させる。同様
にして、センサ２０２がパイロツト管２００を介
してポンプの吐出部の圧力増加を検知すると、弁
１９６を右側位置へシフトさせて、管１９８を開
いて酸素供給管１３６を管１９８を介してパイロ
ツト管１８６と連通させる。

この呼吸装置はさらに正端呼気圧（PEEP）弁
機構２０８を備えている。この弁は公知であるか
ら詳細は省略するが、この弁２０８はポンプの吐
出部にポートＰ６から弁２０８へ延長する吐出部
２１０を介して逆止め弁１５４の一方側において
連通されるとともに、ポートＰ７から弁２０８へ
延長するパイロツト管２１２を介してポンプに接
続されている。

マスク装置は圧力補償付吸気呼気弁２１４を備
えている。この弁も公知であつて、通常患者が装
着するマスクに直接取り付けられている。弁２１
４の入口側は出口管１１３０に直結されている。

第３図の装置は次のように動作する。装置を始
動させるには、化学的酸素発生器を普通はひもを
引いて作動ピン機構によつて始動する。化学的酸
素発生器１３２は始動されると、圧力50psiの酸
素を放出する。始動時は、弁１２８，１９４，１
９６が図示の平常位置にある。酸素発生器１３２
からの酸素は管１３６，１６４を介してジエツト
オリフイス１４８へ送られベンチユリ１４６に流
入する。

酸素がベンチユリを通過するときの圧力低下は
ポンプの吸引部１５０の圧力低下をもたらす。こ
の低下圧力は周囲の空気をフイルタ１２０を介し
て吸い込み、この吸い込まれた空気はポンプ１２
２内の酸素と混合され、酸素の含有量を高められ
た空気がポンプから吸気呼気弁２１４を介してマ
スク１１０に送られる。しかし、先に呼気サイク
ルがあれば、アキユムレータ１２４はリリース弁
１７４によつて確立された圧力まで充填され、ま
たアキユムレータは圧力制御弁１７２、管１７０
からポートＰ３を介してポンプ１２２の吸引側１
５０に放出する。

圧力は弁２０８のいずれの側でも比較的一定で
あるので、この弁は図示位置をとり、ガスは大気
に放出されない。センサ２０２のパイロツト管２
００内の圧力は、ポンプ吐出圧であり、センサ２
０２が弁１９６をその中央位置から切換えるのに
十分ではない。

酸素はまた接続点Ｊ４からパイロツト管１８６
を通つて庭延装置１９０をバイパスし、遅延装置
１８８の可変絞りを押し通つて容積室１９２内の
圧力を徐々に高め、さらにパイロツト管１８６の
圧力を徐々に高める。

このパイロツト管１８６の圧力が第１の予め定
めたレベル、例えば2.5Kg／cm³を越えると、弁１
２８が第２位置にシフトされる。遅延器１８８の
絞りは通常約２秒で切換圧力に達するように設定
されている。この時間は遅延器１８８の絞りを変
えることによつて変えることができる。この時間
中はダンプ弁１９４に至るパイロツト管２０４の
圧力はオリフイス２０６を介して大気に放出され
る。以上説明したサイクルは時間限定吸気サイク
ルということができる。

時間限定呼気サイクル中は、弁１２８のスプー
ルは第２位置にある。弁が切換えられると直ちに
酸素発生器１３２からの酸素は管１６６からアキ
ユムレータに送られる。リリーフ弁１７４は好ま
しくは0.14Kg／cm³に設定され、アキユムレータが
制限されない（圧力低下のない）回路のベンチユ
リにガスを供給して過大な圧力が系中に生じない
ようになつている。このときポートＰ３３は閉塞
されているので、アキユムレータから放出ガスは
スプールによつて阻止される。このときポートＰ
１２からポートＰ２に延長している管１６４がポ
ートＰ１１を介して大気に連通し、これによつて
管１６４の下流部分内および遅延器１９０と接続
点Ｊ４の間の管１８６内の圧力を低下させる。

弁２０８は逆止め弁１５４の上流の圧力と弁２
０８内の可調節スプリング２１８によつて確立さ
れた圧力の大きさに応じて可変絞り２１６を介し
て自由にガスを放出するので、ポンプの吐出側は
弁２０８によつて確立された圧力に維持される。
ポンプの吐出側の圧力が吸気サイクル中に確立さ
れた圧力以下に急激に低下すると、呼気弁２１４
がガスを大気に放出する。

一方、パイロツト管２００の圧力はセンサ２０
２が弁１９６を中央位置から動かすのに十分でな
い。従つて、ダンプ弁１９４は図示位置に維持さ
れる。これによりパイロツト管１８６と容積室１
９２の圧力は遅延器１９０を介して徐々に放出さ
れる。遅延器１９０のオリフイスの大きさを変え
ることによつて、呼気サイクルを約４秒または他
の所望の時間に設定することができる。

容積室１９２内の圧力が約１Kg／cm²に低下する
と、弁１２８のスプールに作用するばね１８２が
スプールを図示位置に復帰させる。

吸気サイクル中、患者が息を吐くことにより吸
気サイクルに優先しようとすると、圧力補償付吸
気呼気弁２１４が閉止されるので、ポンプ１２２
の吐出端１５２に送られたガスは放出されない。
そのため、パイロツト管２００に圧力が蓄積さ
れ、センサ２０２が弁１９６をシフトさせて酸素
発生器１３２の吐出口を、接続点Ｊ５からＪ６に
延長する管１９８を介して容積室１９２に連通さ
せる。これにより容積室１９２とパイロツト管１
８６の圧力が急激に高まり、弁１２８のスプール
１２９を第２位置にシフトさせるのに十分な圧力
となる。

スプール１２９が第２位置に切換えられると、
ポートＰ１２とＰ２の間の管１６４中のガスは弁
１２８のポートＰ１１を介して大気に放出され、
管１６４の圧力を周囲の圧力にまで低下させる。
逆止め弁１５４の上流側のポンプの圧力が低下す
ると、弁２０８が逆止め弁の下流側の吐出室１５
２の圧力を大気に放出し、パイロツト管２００の
圧力を低下させ、センサ２０２が切換弁１９６を
平常位置に復帰させる。このとき、容積室は平常
の呼気サイクルにおけると同様にガス放出を開始
する。

呼気サイクル中にもし患者が息を扱うことによ
りこのサイクルに優先しようとすると、ポンプ１
２２の吐出部１５２が大気圧以下に低下する。こ
れによりセンサ２０２が弁１９６を左側ヘシフト
させてダンプ弁へのパイロツト管２０４に管１９
８を介して加圧酸素を与える。これによつてダン
プ弁が他方位置へ動かされて、このダンプ弁と２
位置弁１２８の間のパイロツト管１８６の圧力を
大気圧まで低下させて弁１２８のスプール１２９
を他方の位置へ切換えて、吸気サイクルを開始さ
せる。

このサイクルが再開されると、圧力がポンプ１
２２の吐出側１５２に蓄積され、弁１９６が中央
位置に復帰される。管２０４の圧力は絞り２０６
を介して大気に逃がされ弁１９４が図示の平常位
置に復帰される。

図示例では種々の制御器をすべてハウジング内
に収容してあるが、例えば圧力制御器２１８、ダ
ンプ弁１９４の手動操作器２２２などはハウジン
グ１０８の外側に配備してもよい。

以下本発明の諸態様を要約するが、本発明はこ
れらに限られないこともちろんである。

(1) 平常モードにおいてパワー供給源の動作中に
自動的に動作して吸気モードにおいてはろ過さ
れた空気と酸素を周期的に患者の呼吸腔に送り
込み、呼気モードにおいては患者の呼吸腔に呼
気動作を許容するようにした完備した単一患者
用携帯用換気／蘇生装置であつて、 ａ 動作中一定時間にわたつて患者の肺に酸素
を送り込むのに充分に高い圧力の酸素を放出
する化学的酸素発生器からなるパワー供給源
と、 ｂ 周囲空気の入口と出口とを有し、周囲空気
から有毒ないし有害な汚染成分を除くフイル
ターと、 ｃ 前記パワー供給源からの酸素によつて駆動
され、前記フイルターの出口に連通する吸引
部と吐出部とを有し、前記パワー供給源によ
つて駆動されたとき周囲空気を前記フイルタ
ーを通して前記吸引部に吸引し前記酸素と混
合させて混合気を前記吐出部から吐出するポ
ンプ手段と、 ｄ 呼気モード中は前記化学的酸素発生器から
の酸素を受け、吸気モード中は前記化学的酸
素発生器によつて供給される酸素を補充する
アキユムレータと、 ｅ 前記ポンプの吐出部に接続可能な一端部
と、患者に接続可能な他端部とを有する出口
管と、 ｆ 前記ポンプとアキユムレータとに作用接続
され、第１のモードにおいては酸素を患者に
送り、第２のモードにおいては酸素を前記ア
キユムレータに送るように動作する２位置流
れ指向手段と、 ｇ 前記酸素発生器によつて放出された酸素に
よつて動作され、前記パワー供給源の動作中
前記流れ指向手段を吸気モード中は第１の限
定された時間の間前記第１のモードで動作さ
せ、呼気モード中は第２の限定された時間の
間前記第２のモードで動作させる制御手段と
からなる装置。

(2) フイルターとパワー供給源とポンプ手段と制
御手段とがすべてハウジング内に収容されてい
る(1)項の装置。

(3) マスクとヘツドハーネスとを含み、前記出口
管の前記他端が前記マスクに接続されている(1)
項の装置。

(4) 前記ポンプ手段が加圧酸素を通過排出させる
ジエツトオリフイスと、このジエツトオリフイ
スの下流側に配置されたベンチユリーとを含
み、前記サクシヨン部が前記ベンチユリーの上
流に配置され、吐出部が前記ベンチユリーの下
流側に配置された(1)項の装置。

(5) 前記化学的酸素発生器が塩素酸塩キヤンドル
である(1)項の装置。

(6) 前記制御手段が圧力検知制御手段を含み、こ
の圧力検知制御手段が患者が吸気努力を始めた
ときは前記２位置流れ指向手段を前記第１モー
ドにシフトさせ、患者への圧力が設定された圧
力を越えたとき前記流れ指向手段を第２のモー
ドに切換えることができるように構成された(1)
項の装置。

(7) 前記流れ指向手段が前記ポンプの下流側に配
置されている(1)項の装置。

(8) 前記流れ指向手段が前記ポンプの上流側に配
置されている(1)項の装置。

(9) 前記制御手段が二つの変位可能な弁を含み、
一つの弁が患者の呼気中にシフトされ、他方の
弁が吸気中シフトされるように構成された(1)項
の装置。

(10) 前記制御手段が酸素供給源に接続された入力
を有する流体フリツプフロツプ素子をさらに含
む(9)項の装置。

(11) 平常モードにおいてパワー供給源の動作中に
自動的に動作して吸気モードにおいてはろ過さ
れた空気と酸素を周期的に患者の呼吸腔に送り
込み、呼気モードにおいては患者の呼吸腔に呼
気動作を許容するようにした完備した単一患者
用携帯用換気／蘇生装置であつて、 ａ 動作中一定時間にわたつて患者の肺に酸素
を送り込むのに充分に高い圧力の酸素を放出
する化学的酸素発生器からなるパワー供給源
と、 ｂ 周囲空気の入口と出口とを有し、周囲空気
から有毒ないし有害な汚染成分を除くフイル
ターと、 ｃ 前記フイルターの出口に連通する吸引部と
吐出部とを有し、前記酸素供給源によつて駆
動されたとき周囲空気を前記フイルターを通
して前記吸引部に吸引し前記酸素と混合させ
て混合気を前記吐出部から吐出するポンプ手
段と、 ｄ 呼気中は前記化学的酸素発生器からの酸素
を受け、吸気中は蓄積された酸素を前記ポン
ンプ手段に送るアキユムレータと、 ｅ 前記酸素発生器と、ポンプ手段と、アキユ
ムレータの間を連絡する管路と、 ｆ 前記管路に作用接続され、第１の位置にお
いては前記酸素発生器から前記アキユムレー
タへの酸素の流れを阻止し、第２の位置にお
いては前記酸素発生器から前記ポンプ手段へ
の酸素の流れを阻止する２位置弁手段と、 ｇ 前記酸素発生器によつて放出された酸素に
よつて動作され、前記パワー供給源の動作中
前記２位置弁手段を吸気モード中は第１の限
定された時間の間前記第１の位置に置き、呼
気モード中は第２の限定された時間の間前記
第２の位置に置くように動作する１次制御手
段と、 ｈ 一端部が前記ポンプ手段の吐出部に連結さ
れ、他端部が患者に接続される出口管路とか
らなる装置。

(12) 前記ポンプ手段が前記吐出部内に逆止め弁を
備え、この逆止め弁が前記ポンプ手段を通る逆
流を阻止するようになつており、さらに正端呼
気圧力（PEEP）弁を備え、このPEEP弁の一
部が前記ポンプ手段の吐出側に前記逆止め弁の
下流側において接続され、前記PEEP弁の他の
部分が前記ポンプ手段に前記逆止め弁の上流側
で接続されている(9)項の装置。

(13) パワー供給源と、フイルターと、ポンプ手
段と、アキユムレータと、管路と、２位置弁手
段と一次制御（primary control）手段とをハ
ウジング内に装備した(11)項の装置。

(14) 圧力補償付吸気呼気結合弁手段をさらに備
え、この弁手段が前記ハウジングの外側の前記
マスクに関連配置されている（13）項の装置。

(15) 前記管路手段が第１、第２、第３の供給管
を含み、第１の供給管が前記パワー供給源から
前記ポンプ手段へ延長し、第２の供給管が前記
パワー供給源から前記アキユムレータへ延長
し、第３の供給管が前記アキユムレータから前
記ポンプ手段へ延長しており、前記２位置弁手
段が前記第１、第２、第３の供給管に接続さ
れ、第１の位置にあるときは前記第２の供給管
を遮断することができ、第２の位置にあるとき
は前記第１および第３の供給管を遮断すること
ができるようになつている(11)項の装置。

(16) 前記弁手段の下流において前記第１の供給
管から前記弁手段へ延長するパイロツト管を有
し、前記２位置弁手段が通常はスプリングによ
つて第１の位置にバイアスされており、前記パ
イロツト管の圧力が第１の予め定めた値を越え
たときこれに応答して第２の位置に変位可能で
ある（15）項の装置。

(17) 前記パイロツト管内に第１の遅延手段を有
し、この遅延手段は前記第１の供給管の圧力が
前記第１の予め定めた圧力に達した後、予め定
めた時間を経過するまで、前記２位置弁手段の
前記第１の位置から前記第２の位置への運動を
阻止するように動作する（16）項の装置。

(18) 前記第２位置弁が、前記パイロツト管の圧
力が前記第１の予め定めた値よりも低い第２の
予め定めた値以下に低下した後に始めて、前記
第２の位置から前記第１の位置へスプリングバ
イアスによつて変位可能である（16）項の装
置。

(19) 前記パイロツト管内に前記第１および第２
の遅延手段が配置され、これらの手段は前記第
１の供給管内に予め定めた圧力が得られた後に
予め定めた時間に間前記２位置弁の一つの位置
から他の位置への切換えを遅らせるようにした
（18）項の装置。

(20) 前記２位置弁手段がこの弁手段の下流にお
ける前記第１の供給管内の圧力の変化に応答し
て第１と第２の位置の間で変位可能であり、前
記パイロツト管に第１と第２の遅延手段を設
け、これらの手段は予め定めた可変時間が経過
するまで前記２位置弁の変位を阻止するように
なつている（15）項の装置。

(12) 前記パワー供給源と前記ポンプ手段の吐出
側と前記パイロツト管との間に延長する患者動
作優先制御手段を有し、この制御手段が患者の
呼気努力による前記ポンプ手段の吐出部内の圧
力の増加に応答動作して前記弁手段を前記第１
の位置から前記第２の位置に切換えるように構
成された（20）項の装置。

(22) 前記パイロツト管内にこの管内の流体を大
気へ排出するダンプ弁（dump valve）を設
け、前記患者動作優先制御手段が前記ダンプ弁
まで延長するとともに、患者の吸気努力による
前記ポンプ手段の吐出部内の負圧に応答動作し
て前記ダンプ弁ををその排気位置にシフトさせ
ることにより前記２位置弁手段を前産第１の位
置にシフトさせるようになつている（21）項の
装置。

【図面の簡単な説明】

第１図は本発明の一実施例を示す流体回路図、
第２図は２秒の吸気時間と４秒の呼気時間とから
なる平常の呼吸サイクルと、患者が自己の生理的
要求を満足させるために平常サイクルに優先させ
た短縮呼吸サイクルとを示す圧力−時間曲線のグ
ラフ、第３図は本発明の他の形態を示す流体回路
図である。 １０，１１０…マスク、１２，１１２…ヘツド
ハーネス、１４，１１４…呼吸腔、１８，１３２
…酸素供給源、２０…送気手段、２２…分配弁、
２４…流体作動制御手段、３２，１２０…フイル
ター、５４，１２４…アキユムレータ、１２２…
ポンプ、１２８…２位置弁、１９２…容積室、１
９４…ダンプ弁、１９６…切換弁。

Claims (1)

1. 【特許請求の範囲】 １ ａ 人間の肺に酸素を送り込むのに充分な圧
   力の酸素を発生する化学的酸素発生器と、 ｂ 周囲の空気に対して開口している入口と出口
   とを有し、周囲の空気から有毒ないし有害成分
   を除くフイルターと、 ｃ 前記酸素発生器からの酸素を受けこれによつ
   て駆動され、前記フイルターの出口に連通され
   た吸引部と吐出部とを有し、前記酸素発生器か
   らの酸素によつて駆動されたとき周囲空気を前
   記フイルターを通して前記吸引部に吸引し前記
   酸素と混合させて混合ガスを前記吐出部から吐
   出するポンプ手段と、 ｄ 呼気モード中は前記化学的酸素発生器からの
   酸素を受け、吸気モード中は前記化学的酸素発
   生器によつて供給される酸素を補充するアキユ
   ムレータと、 ｅ 前記ポンプの吐出部に接続可能な一端部と、
   患者に接続可能な他端部とを有する管路系と、 ｆ 前記ポンプとアキユムレータとに接続され、
   第１のモードにおいては酸素を患者に送り、第
   ２のモードにおいては酸素を前記アキユムレー
   タに送るように切換動作する２位置流れ方向制
   御手段と、 ｇ 前記酸素発生器によつて放出された酸素によ
   つて動作され、前記流れ方向制御手段を吸気モ
   ード中は第１の限定された時間の間前記第１の
   モードに置き、呼気モード中は第２の限定され
   た時間の間前記第２のモードに置くように制御
   する制御手段と、 からなることを特徴とする呼吸装置。 ２ ａ 動作中一定時間にわたつて患者の肺に酸
   素を送り込むのに充分に高い圧力の酸素を放出
   する化学的酸素発生器からなるパワー供給源
   と、 ｂ 周囲空気の入口と出口とを有し、周囲空気か
   ら有毒ないし有害な汚染成分を除くフイルター
   と、 ｃ 前記フイルターの出口に連通する吸引部と吐
   出部とを有し、前記酸素供給源によつて駆動さ
   れたとき周囲空気を前記フイルターを通して前
   記吸引部に吸引し前記酸素と混合させて混合気
   を前記吐出部から吐出するポンプ手段と、 ｄ 呼気中は前記化学的酸素発生器からの酸素を
   受け、吸気中は蓄積された酸素を前記ポンプ手
   段に送るアキユムレータと、 ｅ 前記酸素発生器と、ポンプ手段と、アキユム
   レータの間を連絡する管路と、 ｆ 前記管路に作用接続され、第１の位置におい
   ては前記酸素発生器から前記アキユムレータへ
   の酸素の流れを阻止し、第２の位置においては
   前記酸素発生器から前記ポンプ手段への酸素の
   流れを阻止する２位置弁手段と、 ｇ 前記酸素発生器によつて放出された酸素によ
   つて動作され、前記パワー供給源の動作中前記
   ２位置弁手段を吸気モード中は第１の限定され
   た時間の間前記第１の位置に置き、呼気モード
   中は第２の限定された時間の間前記第２の位置
   に置くように動作する１次制御手段と、 ｈ 一端部が前記ポンプ手段の吐出部に連結さ
   れ、他端部が患者に接続される出口管路と、 からなることを特徴とする呼吸装置。