JPH0449422B2 - - Google Patents

Description

【発明の詳細な説明】 本発明は換気と呼吸を補助するため空気圧パル
スを人間の呼吸器系統に与える新規にして改良さ
れた装置に関するものである。

呼吸上の各種問題と疾患を有する人はその人の
呼吸器系統に迅速且つ確実な酸素と空気の圧力パ
ルスを与えることにより蘇生出来ることが判明し
ている。この種の「換気」は比較的大量の酸素と
空気を実質的にその人の吸気周期と一致している
周期で人に与えることから成る。より慣用的な換
気方法より優れている。この慣用的な技術に固有
の問題の一部は欝血が最も少ない肺の領域が優先
的に換気され、胸の毛細管と肺の毛細管に流れる
血流に対する抵抗が加えられ、血圧がしばしば変
わることである。その他、苦痛を伴なう肺の症候
群を患つている人の肺の適応性が減少しているこ
とから酸素と空気のパルスを与える間は肺内圧を
高くする必要がある。これらの高い圧力はしばし
ば気胸、脳溢血及び気管支系肺疾患形成異常とい
つた副作用を発生し、これらの副作用は人命にか
かわるものであり、又、衰弱させる。

通常の吸気と呼気の割合より高く気体の確実な
圧力パルスを患者に与えるこれら２つの先行技術
の方法については米国特許第4155356号及び同第
2918917号に開示してある。最初に述べた特許の
米国特許第4155356号において説明された方法の
目的は例えば気腫から生ずるつぶれた肺気道によ
り生じる呼吸上の諸問題を軽減することにある。
米国特許第4155356号の装置と方法は或る定めら
れた波の形状と周波数割合を有するパルスたる一
連の圧力パルスを問題の気道に供給する。更に、
当該方法が適用される人は一般に吸気は出来るが
呼気は出来ず、そのため当該方法は呼気のみの補
助に使用される。従つて、米国特許第4155356号
の特許は呼吸上の諸問題を軽減する呼吸の吸気と
呼気の両方を補助するのに直接適用されてはいな
い。

米国特許第2918917号の特許は患者の通常の吸
気と呼気の割合より高い割合にて『患者の気道の
部分を振動させる』装置を開示している。この装
置の目的は気道とその関連ある器官を鍛錬してマ
ツサージし、こうして当該器官等か粘液をゆるく
して除去することにある。当該特許には又、気体
を肺の壁に対して完全に循環させることにより患
者の気道の部分を振動させることが呼吸機能の補
助的役割りを果たすと信じられていたことも説明
されていた。

他方、他のシステムがあり、このシステムは一
連の高圧力空気パルスを人の呼吸器系統に与えそ
のパルスの周波数が人の呼吸器系統の固有振動数
又は共振振動数を包含する範囲に亘り変化するも
のである。このシステムは今日迄達成されなかつ
た人の呼吸器系統の換気度合を達成している。

本発明は容易に利用可能で置換可能であり且つ
高エネルギー密度の正の圧力パルスを患者に送り
患者の呼吸器系統を更に良く換気する機構を提供
することにより前述したシステムを改良し、その
システムを簡略化している。

本発明の目的は高周波数の空気圧力パルスを人
の呼吸器系統に与える新規にして簡単且つ製造と
使用が容易な装置を提供することにある。

本発明の目的は又、部分的に自動化されている
装置を提供することにある。

本発明の他の目的は、除去と交換が容易に行な
われる構成要素を有する新規にして改良された換
気装置を提供することにある。

本発明の他の目的は、高エネルギー密度を有す
る正の圧力パルスを発生する装置を提供すること
にある。

本発明の更に他の目的は、人に送られる空気圧
パルスの測定を一層正確に行なうことが出来るよ
うな装置を提供することにある。

本発明の前掲の目的と他の目的は加圧状態下の
気体源と、治療すべき人の口と喉に一端部が入れ
られるような長い管状マニホルドを含む特別の例
示的な実施態様で実現される。人に対する気体の
流れを周期的に中断させるため弁と導管が管状マ
ニホルドの他端部を気体源に接続する。気体の流
れを中断する作用により発生される気体圧力パル
スがエネルギー密度の点で出来るだけ鋭く且つ出
来るだけ高くなるよう弁は出来るだけ管状マニホ
ルドに近接して設置される。こうした気体圧力パ
ルスは治療を受けている人に充分な換気を提供す
る。

本発明の一局面によれば、管状マニホルド内に
２個の内管が定められ、その第１番目の内管は気
体を人に送り、第２の内管は一端部が圧力変換器
に接続され、他端部はマニホルドの前記一端部で
終端している。圧力変換器は第２内管を介してマ
ニホルド内の圧力を検出し、この圧力が何んであ
るかを示す信号を提供する。この信号はマニホル
ドに供給される気体の圧力を或の所望のレベル迄
調節する目的に利用可能である。圧力変換器は気
体パルス発生源と頂度同様に測定の周波数応答性
を改善するためマニホルドに出来るだけ近接して
設置される。

本発明の他の局面によれば、内管を清浄にする
ため気体を気体源から第２内管に送る導管が提供
してある。気体の流れを通常閉塞し周期的に開い
て気体を第２内管へ流し得るようにする第２弁が
導管内に位置付けてある。

本発明の前掲の目的と他の目的、特徴及び利点
について添付図面に関連して行なわれる以下の詳
細な説明を考察することにより明らかとなろう。

第１図は一連の高エネルギー密度気体パルスを
患者の呼吸器系統に与えるシステムの模式図を示
す。本システムは慣用的な様式で患者の口と喉に
挿入される管状マニホルド４によつて患者と連結
される。管状マニホルド４は第１図で分断化され
た形式で示してあり、患者の口と喉への挿入を容
易にするのに充分な程良く、又、狭まくされる。

管状マニホルド４内には２本の内管即ち管８及
び１２が定めてある。（患者の口に挿入される）
マニホルド２０の端部と出口開口部２４の間の連
通を可能にするため管状マニホルド４内に第３通
路１６が定めてある。第１図の装置を使つて治療
を受けている際患者が空気を呼気するのは第３通
路１６を介してである。

管状マニホルド４は継手カラー又は取付け具２
８を介してハウジング３６に連結してある。特に
管状マニホルド４の後端部は継手カラー２８内へ
の挿入のためテーパーが付けてあり、摩擦又は適
当な接着により所定位置に保持されている。継手
カラー２８はハウジング３６内に含まれている
各々一対の導管４０及び４４に取付けられ、当該
導管と連通している。導管４０及び４４はハウジ
ングを横切つて延在し、ハウジングの他方の側に
ある壁に配設された継手カラー４８及び５２に取
付けてある。別の体の導管５６及び６０は各々継
手カラー４８及び５２を介してハウジング３６に
接続してある。導管５６及び６０は継手カラー４
８及び５２内への挿入のためテーパーが付けら
れ、当該カラーの個所で摩擦により所定位置に保
持されることが優利である。導管５６及び６０の
他端部は圧力調整器６４に接続され、当該圧力調
整器は加圧状態下の空気と酸素の供給源６８に接
続してある。

空気酸素供給源６８は空気と酸素が導管５６及
び６０に供給される圧力を制御する圧力調整器６
４に空気と酸素を供給する。空気と酸素はこれら
の導管から導管４０及び４４を介して管状マニホ
ルド４内の内管８及び１２へ流れる。

導管４４上には導管を通じて流れる空気と酸素
の流れを周期的に中断させる弁７２が配設してあ
る。弁７２の作動は制御回路７６の制御下で実施
され、当該制御回路は例えば慣用的なマイクロプ
ロセツサーを用いることができる。制御回路７６
は電気信号を弁７２に供給して周期的に当該弁を
開き空気と酸素の流れを導管４４を介して流す。

導管を通じての空気と酸素の流れを通常阻止す
るため導管４０内に第２弁８０が配設してある。
第２弁８０も制御回路７６の制御下で作動する。
圧力変換器８４も第２弁８０と内管８の間の導管
４０内に配設してある。圧力変換器８４は第２弁
８０の『下流側の』空気と酸素の圧力、特に管状
マニホルド４内の空気と酸素の圧力を検出する。
圧力変換器８４はマニホルド内の空気と酸素の圧
力を示す信号を制御回路７６に供給する。圧力変
換器の例示的なものはバリダイン・エンジニアリ
ング・セールズ・コーポレーシヨンのDP45型で
ある。制御回路７６は圧力変換器８４からの信号
に応答して圧力調整器６４を制御して或る所望の
出力圧力を維持する。患者を適当に換気させるに
は一般に或る圧力レベルが必要であるが、この圧
力は可能な程度迄最低にされ、一方、患者に対し
適当な換気を提供することが望ましい。圧力調整
器６４は典型的には空気酸素供給源６８から受取
られる空気と酸素の圧力を約3.5Kg／cm²（50psi）
ないし約0.14Kg／cm²（2psi）に削減されよう。圧
力調整器６４に対して望まれる所定の圧力レベル
は制御スイツチ８８を介して制御回路７６内へ予
めプログラム入力されよう。

圧力変換器８４による正確な圧力測定を得るた
め管状マニホルド４内の内管８はマニホルド２０
の極く端部附近で終端するよう位置付けてある。
この構成によつて患者に送られる空気と酸素の圧
力は更に正確に測定される。圧力測定でこの精度
を維持するため内管８と導管４０に異物のない状
態に維持することも重要である。この目的のため
導管と内管を清浄にするよう空気酸素供給源６８
かの空気と酸素を周期的に導管４０と内管８に供
給出来るような第２弁８０と導管５６が設けてあ
る。集合される異物を全て除去するため空気と酸
素を導管４０及び内管８を通じて流し得るよう第
２弁８０が周期的に開かれる。

患者に送る高周波数の圧力パルスを発生するた
め第２弁８０の場合より一層高い周波数で作動す
る弁７２は高温になる傾向があり、そのため破損
の可能性が高くなる。この問題を最低にする目的
から短かい導管又は管９２の部片が導管４０に接
続され、弁７２に向かつて向けられる。従つて、
第２弁８０が周期的に開かれる場合、空気と酸素
は弁７２を冷却するため内管８と弁７２の両方に
向けられる。代替的に第２弁８０は空気と酸素を
導管５６から取り、空気と酸素を導管４０及び導
管９２内へ向ける三方路弁にすることが可能であ
る。

第２図は第１図の弁７２として使用する例示的
な弁を示している。第２図に示された弁は空気と
酸素が流れる導管内には位置付けられないので汚
染されない。問題の弁は堅固なアンビル１０４を
含み、当該アンビルに対して可撓的且つ弾力的な
導管４４が位置付けられる。導管の他方の側には
可動電機子１１２を有するソレノイド１０８が固
定され、当該電機子はソレノイドの巻線即ちコイ
ル１１６が励起される際アンビル１０４に向かつ
て上方へ移動され、導管４４を挾み、閉じる。こ
のようにして導管４４は周期的に閉じられて先に
説明した如く当該導管を通る空気と酸素の流れを
中断させる。弁は導管４４の外側に位置付けてあ
るので、弁が導管中を流れる空気と酸素を汚染す
る機会はない。ソレノイド１０８は慣用的な設計
にすることが出来る。

弁７２を管状マニホルド４に隣接して位置付け
ることにより高エネルギー密度圧力パルスが第１
図の装置によつて発生される。特に、長さが約15
cmないし30cm（６ないし12in）のマニホルドに対
し管状マニホルド４の約15cm（6in）内に弁７２
を設けると所望の圧力パルスが生ずることが判明
した。こうした設置により、弁で発生した圧力パ
ルスは患者に到達した際、患者から弁が遠い位置
へ移される場合の圧力パルスより鋭くなり、且つ
高いエネルギー密度を有する。こうした弁が患者
から遠くなればなる程圧力パルス波の前部は弱く
され又は消散される。鋭い圧力パルスを設けるこ
とにより高い換気が達成され、患者に供給される
パルスの全体的な平均圧力を削減出来る。この結
果、患者に対する外傷は少なくなる。

同様の方法で圧力変換器８４を管状マニホルド
４に隣接して設けると高エネルギーの値が低下す
ることが少ないのでマニホルド内の更に正確な測
定値と圧力が得られる。こうした測定上の正確性
は圧力パルスの発生におけるピーク圧力値の制御
及び作動中の安全性を高める。

先に説明した如く、ハウジング３６には継手カ
ラー２８，４８及び５２が備えられ、当該継手カ
ラーはハウジングと管状マニホルド４及び導管５
６及び６０との接続及び切り離しを容易にするこ
とが出来る。この装置により、例えば、弁又は圧
力変換器のいずれかに欠陥が発生した場合にはハ
ウジング３６を容易にシステムから切り離すこと
が出来、新しいハウジングを構成部品と共に所定
位置に挿入しシステムの使用中断を伴なわずにそ
の欠陥ある部品を修理することが出来る。

前述の装置は本発明の原理を適用する例示的な
ものに過ぎないことを理解すべきである。当技術
の熟知者には本発明の技術思想と範囲から逸脱せ
ずに多数の改変例と代替装置を案出可能であり、
前掲の特許請求の範囲はこうした改変例と装置を
保護するものである。

【図面の簡単な説明】

第１図は、本発明の原理に従つて作成された人
の呼吸器系統に圧力パルスを伝えて、しかる後高
エネルギー密度の圧力パルスを測定する装置の模
式図を示す。第２図は、第１図の装置に使用され
た例示的な弁を示す。 主要部分の符号の説明、４…管状マニホルド、
８…内管、１２…内管、４０…導管、４４…導
管、５６…導管、６０…導管、６８…空気酸素供
給源、７２…弁。

Claims (1)

1. 【特許請求の範囲】 １ 加圧状態下の気体源及び人の呼吸器系に気体
   圧力パルスを送る装置を含む人の呼吸を補助する
   装置において、 人の口と喉に挿入するようにした第１端部と人
   の口から延びるに適した第２端部を有する長い管
   状マニホルドと、 一端部がマニホルドの第１端部から或る距離に
   終端しており反対側端部がマニホルドの第２端部
   に隣接して終端しているマニホルド内に定められ
   た第１内管と、 一端部は、該第１内管が終端する場合よりもマ
   ニホルドの第１端部により近く終端し、反対側端
   部はマニホルドの第２端部に隣接して終端してい
   るマニホルド内に定められた第２内管と、 第１内管の反対側端部に接続され気体源から第
   １内管へと気体を供給する第１導管装置と、 第１導管装置を通る気体の流れを中断してマニ
   ホルドに流れる気体圧力パルスを発生するよう前
   記マニホルドの第２端部に隣接して前記第１導管
   装置内に配設された第１弁装置と、 マニホルド内の圧力を検出するよう前記マニホ
   ルドの第２端部に隣接して第２内管の反対側端部
   に配設された圧力変換装置とから成る呼吸補助装
   置。 ２ 前記マニホルドが長さ約15cmないし30cm（６
   ないし12in）あり、前記第１弁装置がマニホルド
   の端部から約30cmないし45cm（12ないし18in）内
   に位置付けてある特許請求の範囲第１項に記載の
   呼吸補助装置。 ３ 内管を清浄にするため気体を気体源から第２
   内管の反対側端部に移送する第２導管装置と、 前記第２導管装置を通る気体の流れを通常閉塞
   し周期的に開いて気体を第２内管に流し得るよう
   にするため前記第２導管装置内に配設された第２
   弁装置を含むようにして成る特許請求の範囲第１
   項に記載の呼吸補助装置。 ４ 人が空気を呼気出来るマニホルド内に定めら
   れた排気内管を含む特許請求の範囲第３項に記載
   の呼吸補助装置。 ５ 第２弁装置が開く際第２弁装置から第１弁装
   置へ気体を運び第１弁装置を冷却する第３導管装
   置を含むようにして成る特許請求の範囲第４項に
   記載の呼吸補助装置。 ６ 第１弁装置と第２弁装置が配設してあるハウ
   ジングと圧力変換器を含み、前記ハウジングが、 第１弁装置と第２弁装置を各々第１導管装置と
   第２導管装置に接続する導管接続体と、 第１弁装置と第２弁装置を各々第１内管と第２
   内管に接続する内管接続体を含むようにして成る
   特許請求の範囲第３項に記載の呼吸補助装置。 ７ 第１弁装置が、 第１導管装置の片側と接触した状態で配設され
   たアンビルと、 第１導管装置内の気体の流れを中断させるため
   当該導管装置をアンビルに対して押し付け且つは
   さむよう第１導管装置の他方の側に周期的に接触
   する可動電機子を有するソレノイド装置を含むよ
   うにして成る特許請求の範囲第１項に記載の呼吸
   補助装置。