JPH08191896A - 蘇生装置、人工呼吸装置などの酸素吸入装置 - Google Patents

蘇生装置、人工呼吸装置などの酸素吸入装置

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JPH08191896A JP7186506A JP18650695A JPH08191896A JP H08191896 A JPH08191896 A JP H08191896A JP 7186506 A JP7186506 A JP 7186506A JP 18650695 A JP18650695 A JP 18650695A JP H08191896 A JPH08191896 A JP H08191896A
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Abstract

(57)【要約】 （修正有） 【目的】装置の構造を複雑にせず、操作も単純にして、
熟練した操作者を必要としない酸素吸入装置を提供す
る。 【構成】酸素吸入装置は、供給された主のガスを混合室
２へ放出するノズル１を備え、ノズル１は、主たるガス
の高圧供給源１２と接続されている。混合室への一つの
混入ポート３ａは、大気と連通し、他の混入ポート３ｂ
は、酸素供給源へ接続している。絶えず可変の制限器１
５が前記他のポート３ｂの上流の酸素供給導管に配置さ
れている。この制限器によって、主たるガスの供給のコ
ントロールと関係なしに、調節されて、患者へ供給され
るガス混合体の酸素コンテントを無段階に変えることが
できる。

Description

【発明の詳細な説明】
【０００１】
【産業上の利用分野】この発明は、呼吸器疾患や呼吸不
能などの場合、パルス状態で呼吸可能なガスを患者の呼
吸通路へ供給して、肺の換気を強制的に行うようにした
蘇生装置、人工呼吸装置、肺ベンチレーション装置など
の酸素吸入装置の改良に関するもので、特に、この発明
は、前記酸素吸入装置に組み込まれるガス混合機構の改
良を図り、圧縮空気または圧縮酸素のような加圧された
呼吸可能なガスによって、純粋な酸素ガスまたは酸素ガ
スと空気のガス（気体）混合体を患者側へ供給するよう
にしたガス（気体）混合機構に関するものである。
【０００２】
【従来の技術】この発明の酸素吸入装置は、限定される
ものではないが、呼吸困難になった患者の人工呼吸を行
って蘇生させる救急用の用途に主として用いられる携帯
用の酸素吸入装置に特に適している。このような携帯用
の装置は、圧縮酸素ガス供給源から純粋の酸素ガスをパ
ルス状で送り出すようになっている。これは、純粋な酸
素ガスであれば、蘇生させる場合、短時間の使用に極め
て有効であると共に、圧縮酸素ガスを使用することで、
耐久性のある単純で頑丈なコントロール装置やバルブ装
置が使用でき、短時間なトレーニングで使用方法を習得
できるからである。そして、呼吸器疾患の患者を長時間
輸送するような場合などにも長時間にわたる人工呼吸装
置としての使用も増えている。しかしながら、純粋な酸
素ガスを長時間にわたり患者に呼吸させることは、患者
にとって必ずしも有利なことではなく、装置による酸素
使用がハイレートになるから、現在では、前記装置にガ
ス混合室を設けて、純粋の酸素ガスまはた空気を混入し
て薄くした酸素ガスのいずれかを供給できるようにして
いる。
【０００３】ガス混合室は、極めて簡単な構造のもの
で、携帯用の人工呼吸装置などの装置に組み込みやすく
なっている。しかしながら、その構造が簡単なことか
ら、操作条件の変化に応じての調節機能が劣る欠点があ
る。例えば、ＧＢ−Ａ−２１７４６０９号明細書に記載
のような問題があり、要するに、高い混合比率を与える
ことができるガス混合室によって、ガス混合体が供給さ
れるが、そのフローレートと混合レシオとは、該混合室
からでるアウトプットがさらされるバックプレッシャー
に依存するところが大であるが、１：１から２：１の低
い混合レシオしか与えられないものは、広いバックプレ
ッシャーレンジを越す比較的安定したフローレートと混
合比率とで、そのようにできる。しかしながら、従来の
技術においては、安定した低いレシオのガス混合体を供
給するに適したガス混合室をもつ人工呼吸装置は、一方
で、一つの固定されたレシオのガス混合体を選んで供給
し、他方では、１００％酸素の酸素ガスを供給できるよ
うになっている。このように、人工呼吸装置は、酸素濃
度が６０％、５０％および４５％のいいずれかから選ん
だ一つの酸素濃度のガス混合体を供給するか、または、
酸素１００％の酸素ガスを供給するようになっている。
【０００４】
【発明が解決しようとする課題】この発明の解決課題
は、前記したような酸素ガスと空気とを混合する混合室
を備え、酸素ガス濃度を人工呼吸を施す患者に適切なよ
うに調節して呼吸可能なガスとして、患者に供給する人
工呼吸装置などの酸素吸入装置において、従来技術では
不可能であった酸素ガス濃度の無段階調節を可能にし、
しかも、当該装置の構造を複雑にせず、操作も単純なも
のにして、熟達した操作者を必要としない酸素吸入装置
の提供にある。
【０００５】この発明の酸素吸入装置は、酸素ガスの濃
度が少なくとも４５％以下から１００％の範囲、また
は、２１％から７０％または以上の範囲に達するガス混
合体を患者に供給して患者の呼吸を助け、酸素吸入する
もので、前記酸素ガスの濃度の調節は、無段階に行える
点を特徴とする。
【０００６】この発明は、新生児または小児の呼吸器疾
患や呼吸機能不全による呼吸困難のときに使用するに適
しており、多くの場合、圧力ゼネレーターとしての機構
を備え、ガスフローを一定なものとして、バックレッシ
ャーに関係なしに、実際の使用目的に合致して正確に選
択されたアウトプットガス組成のものが混合室で得られ
るようにしたものであると共に機構的に簡単なものにし
たものである。この点は、特に、新生児や小児などに使
用する場合重要なことであって、一定の呼吸可能なガス
組成の状態のものに保つことは、極めて有意義なことで
あり、極めて重要なことでる。
【０００７】従来の人工呼吸装置などの酸素吸入装置に
おいては、混合室を有しているが、酸素ガス１００％の
ガスを患者へ供給するには、混合室をバイパスさせて主
のガス（酸素ガス１００％）のみを患者へ供給するか、
または、主のガス流が流入する混合室へ、混入するガス
として空気の代わりに酸素ガスを混入して純粋な酸素ガ
スとして患者（新生児、小児その他）へ供給する。
【０００８】この発明によれば、前記したガス混合室を
もつ酸素吸入装置は、混合室のインレットポートヘ供給
されるべき酸素の流れを調節して、混入流のレートに影
響を与えずに、供給されたガスの酸素濃度を高めること
（即ち、空気の混入量は、自動的に減少して、添加され
る酸素のレートを補償する）を特徴とするものである。
【０００９】供給源から供給される主のガスが従来構造
と同じように、酸素であれば、混合室で混入されるガス
に対する酸素の供給量を可変にすることで、混合室から
のアウトプットガスの酸素コンテントを混入されるガス
へ酸素を全く加えない状態から１００％になるまで無段
階に変えることができる。
【００１０】しかしながら、この発明の他の特徴によれ
ば、供給源からの主たるガスは、空気であってもよく、
主たるガスヘ混入されるガスへ酸素を加えることでアウ
トプットガスの酸素濃度を２１％（標準の大気組成）か
ら約７０％または以上に調節できるもので、この比率
は、混合室の機構によって決定される。
【００１１】アウトプットガスのフローレートが一定で
ある装置の場合、混入されるガスへの酸素ガスのフロー
レートにより、アウトプットガスの酸素濃度が直接にコ
ントロールされ、混合室の混入ポートへ酸素ガスを供給
する単純なニードルバルブのコントロールは、アウトプ
ットガス組成によって直接に度盛りすることができる。
しかしながら、アウトプットフローレートを調節可能に
したい場合は、混入ポートへの酸素供給のコントロール
は、主たるガスのフローコントロールに適当に関連させ
なければならない。発明の好ましい実施例においては、
アウトプットフローレートとアウトプットガス混合体組
成の両者を簡単に、別個に、そしてコーディネートされ
た状態でコントロールできるようになっている。
【００１２】
【実施例】図面に示す実施例により、この発明を詳細に
説明するが、まずその前に、図１により、従来技術にお
ける酸素ガスと空気との混合ガスを作り、これを患者に
供給する為のノズル１を備えた人工呼吸または救急用の
供給ガスミキサーの主要構造の概略を示す。図１に示す
ように、一次または供給ガス流れは、前記ノズルによっ
て加速されて混合室２を通り、断面が拡張されているデ
ィフューザー４の構造になっている圧力回復部へ流れる
もので、混合室２は、側面に一つまたは複数のガスポー
ト３を有している。この構造、特に、ノズル１と、ディ
フューザー４への入り口５との領域の比率は、前記構造
によって供給される混合気における被供給ガスに対する
供給ガスのレシオによって決定されるものであり、この
構造は、無段階の態様で変えることは至難であるから、
現在使用されているすべての装置にあっては、適当な固
定された混合レシオが用いられている。蘇生装置、人工
呼吸装置、肺ベンチレーション装置においては、ノズル
１へ供給される一次ガスまたは供給ガスは、通常、酸素
ガスであって、この酸素ガスは、適当なタイミングのパ
ルスの状態で加圧酸素供給源から供給されるようになっ
ている。このようなパルスは、通常、そして、最も便宜
的には、ニューマチック（空気圧）オッシレーターを使
用して発生させるもので、この点に関しては、例えばＥ
Ｐ−Ａ−０３４２８８３に記載されている技術を参照さ
れたい。供給されるガス（酸素ガス）に大気中の空気を
給気して酸素ガスと空気とが混合されたガス混合気体と
するために、空気の混入ポート３が設けてあり、該ポー
トは、周囲の大気に連通していて、ノズル１を介して流
れる酸素ガス流に空気を混入させる構造のもので、混入
される空気は、前記ポートを介して直接または不還弁を
介して混入される。患者側のバルブ及び口鼻マスク（酸
素吸入マスク）または気管内挿入チュ−ブへディフュー
ザ−４が接続されている。このディフューザー４は、用
途に応じて種々の構造が採用されるが、人工呼吸のよう
な用途においては、例えばＧＢ−Ａ−２１７４７６０の
開示によるような構造のものであり、ベンチレーション
（換気）サイクルの呼気／吸気の間ガスフローレートの
変化につれて有効な圧力リカバリーを維持するようにな
っている。
【００１３】酸素ガスと空気との混合比率は、例えば、
酸素が４５容積％、５０容積％または６０容積％であ
り、前記した酸素ガスと空気とを混合する構造にあって
は、前記のような混合比率の混合気体（酸素ガスと空
気）が得られるようなものであればよい。
【００１４】通常は、固定されたレシオの混合気体に代
わるものとして、１００％の酸素ガスを呼吸させる手段
も設けられており、このための手段としては、空気を混
合させるミキサー部をバイパスさせる手段または供給さ
れる酸素ガスの供給源を混入ポートに接続し、混入され
る気体として、空気の代わりに酸素ガスを前記ポートへ
送り、供給される酸素ガスへ酸素ガスを混入させて、酸
素ガスが１００％の気体になるようにしてもよい。
【００１５】図２（ａ）、図３、図４（ａ）は、酸素１
００％の酸素ガスを供給する従来の構造を示すもので、
前記ミキサー（混合室）のポートに酸素供給源が接続さ
れている。即ち、図２（ａ）に示される構造において
は、前記混合室に一対のポート３ａ，３ｂが設けられて
いて、一方のポート３ａは、不還弁６を介して周囲の大
気と連通しており、他方のポート３ｂには、ライン（通
気管）７の下流端が接続している。このライン７は、制
限器８およびオン／オフバルブ９を介して上流端が酸素
供給ライン１１の中間の接続点１０に接続し、酸素供給
ライン１１は、酸素パルス源１２から混合室のノズル１
へ達している。ライン７の接続点１０とノズル１との間
のライン１１には、制限器１３が設けられていて、ノズ
ル１への酸素ガス供給量が調節できるようになってい
る。この制限器１３は、ラインの制限器８と関連してお
り、制限器１３を調節すると、その調節に連動して制限
器８も調節され、１００％酸素ガスを前記混合室から患
者側へ供給する必要があるとき、バルブ９を開放すれ
ば、適当な量の酸素ガス（１００％酸素ガス）がポート
３ｂへ送られ、空気で稀釈されない１００％酸素ガスが
混合室へ入り、患者側へ送られる。
【００１６】図３は、図２（ａ）の構造と均等の構造の
ものを示すものであるが、図３の構造においては、オン
／オフバルブ９が切り替えバルブ１４に置き換えられて
いて、この切り替えバルブ１４は、ポート２１に作用す
る圧力によって、ライン７と混合室のポート３とを接続
したり、または、この接続を断って、周囲の大気と混合
室のポート３とを接続するもので、この構造において
は、混合室のポートは、一つになっている。
【００１７】図４（ａ）は、圧力調整器１６が酸素ガス
供給源１２と接続部１９との間に介在していて、酸素ガ
スを調節した圧力でノズル１へ供給し、さらに、バルブ
９が開放されたとき、ラインへ供給する構造になってい
る。この構造においては、制限器８は、固定の値をもつ
可変のものではない構造になっている。調節器１６で圧
力を調節することにより、一次酸素ガス流と混入する酸
素ガス流との相関関係に関係なしに酸素ガスの流れをコ
ントロールする。この既知の構造においては、調節器１
６は、アウトプットフローをコンスタントに保つよう
に、検知したアウトプットフローに応答する手段で調節
される。
【００１８】さて、この発明の実施例は、図２（ａ）と
図４（ａ）の構造を図２（ｂ）と図４（ｂ）に示された
構造に変えたものであって、図２（ａ）の構造を基にす
る図２（ｂ）の本発明の実施例においては、図２（ａ）
の構造において設けられていたオン／オフバルブ９が除
かれており、そして、ライン７には、制限器８に代わる
ものとして、制限器１５が設けられている。この制限器
１５は、独立して調節されるものであり、この制限器１
５の調節により、混合室のポート３ｂへ流れる酸素ガス
を、ノズル１への酸素ガスの主流と関係なしに、ディフ
ューザー４からの患者側への１００％酸素ガスアウトプ
ットを得るために適当な値から混合室の機能によってア
ウトプットの酸素ガスの酸素濃度を最低にすると決定し
たとき、ゼロの値まで落とす無段階調節が行えるように
したもので、この機構においては、ポート３ｂへのライ
ンを経由する酸素ガスの流れが１００％酸素ガスのアウ
トプットに必要なもの以下の場合、大気中の空気がバル
ブ６を経てポート３ａへ流入し、ポート３ｂから同時に
流入する酸素ガスと共に酸素ガス主流に吸引、混入され
る。しかしながら可変のアウトプットフローレートを与
えるベンチレーターのためのアウトプットガス酸素濃度
に関して、この装置を直接に測定できないので、この機
構は、コンスタントなフローのベンチレーターにのみ適
していることになる。このような用途には、図２（ａ）
の可変制限器１３に代えて、主流ノズルの制限器は、固
定のものにされる。
【００１９】前記したように、新生児または幼児用のベ
ンチレーターは、一般に圧力ゼネレーターとして動作
し、患者との下流の接続部へガスをコンスタントなフロ
ーレートで供給し、余剰なガスを圧力レリーフバルブを
介して流すようになっている。フローレートが低い（成
人用ベンチレーションについては、毎分約６０リッター
であるのに対し、毎分約１０リッター）ため、コンスタ
ントな圧力／コンスタントなフローの作用から生ずるガ
スのロスは、機能的には、問題にならない。このような
ロスは、レリーフバルブのみならず、前記用途に通常用
いられるカフされていない気管内チューブからも発生す
る。したがって図２（ｂ）の機構は、新生児および幼児
に特に適している。
【００２０】図２（ｂ）の機構における測定についての
問題は、図４（ａ）の機構を図４（ｂ）に示すように改
良することで回避できる。即ち、オン／オフバルブ９を
省き、図４（ａ）の固定制限器８を可変制限器１５に代
えるようにすればよく、このようにされた図４（ｂ）の
機構によって、レギュレーター１６を調節することで酸
素ガスのフルーレートが調節でき、制限器１５を調節し
て、アウトプットガス濃度を独立的に調節できる。しか
しながら、圧力調整器１６の調節機構を取り除けば、図
４ｂに示したベンチレーターは、図２（ｂ）に関連して
上記した新生児や幼児向けのコンスタントの圧力ゼネレ
ーターとしての構成にすることができる。
【００２１】このように、図４（ｂ）に示した機構で、
そして、レギュレーター１６により設定された調整され
た圧力に関係なしに、調節可能な制限器１５の設定によ
りアウトプットガスの酸素コンテントが直に決定され、
したがって制限器１５のコントロールが調整できる。
【００２２】図２（ｂ）と図４（ｂ）とに示されたよう
な機構で、蘇生装置、人工呼吸装置やベンチレーション
装置等を作動させて、空気混入ミキサーへの空気導入割
合を適当に選択することで、前記したような圧縮された
酸素供給源から酸素１００％から徐々に減少して４５％
又は、それ以下にわたる呼吸可能なガスパルスを供給す
ることができる。
【００２３】しかしながら、パルス状態の酸素ガス供給
源１２に代えて、圧縮空気供給源からノズル１へパルス
状態で圧縮空気を送る場合および酸素ガスを別個にライ
ンへ供給する場合、蘇生装置、人工呼吸装置、ベンチレ
ーション装置は、空気混入ミキサーの空気導入の割合に
より、酸素コンテントが２１％（酸素ガスが補足されな
い空気）から約７０％または７０％以上の呼吸可能なガ
スを供給することができる。
【００２４】図２，３，４の機構において、ラインへの
酸素ガス供給がライン１１における供給源１２のパルス
化されたアウトプウトからの（図４においては、圧力調
整器１６のアウトプットからの）直接のものであると、
ラインを別個の酸素ガス供給源へ結ぶリレーバルブを使
うものであって、該リレーバルブは、ライン１１におけ
る圧力パルスで作動される。図２（ｂ）の機構の調整問
題を解決する、このような機構は、前記したように酸素
ガス１２に代えて圧縮された空気パルス源を使うために
ラインへの酸素供給をコントロールするためにも適当で
ある。
【００２５】図５は、別個の酸素供給源をもつ機構の例
を示す。この機構においては、主の酸素ガス供給源１２
から酸素ガスパルスがライン１１と可変制限器１８を介
して酸素ガスをノズル１へ供給するものであって、可変
の制限器１８で酸素ガス主流のフローレートが調節され
る。制限器１８の下流には、サーボコネンクション１１
ａがライン１１からリレーバルブ１９ヘ達しており、該
バルブ１９によって別個の酸素ガス供給源２０からライ
ン７を通る酸素ガス流をコントロールする。ラインは、
調節可能な制限器１５を介して混合室のポート３ｂへ達
している。リレーバルブ１９は、サーボコネクション１
１ａに圧力がないときは、閉止するようになっており、
その結果、ライン１１の圧力パルスで対応し、コーディ
ネートされた酸素ガス流パルスが混合室のポート３ｂへ
流れる。供給源１２により供給されるガスは、酸素ガス
または空気であり、これは、アウトプットガス混合体に
必要な酸素濃度レンジにより定まる。
【００２６】リレーバルブ１９は，混合室のノズルへ供
給される主のガスの圧力状況に追随するので、混合室の
ポート３ｂへバルブ１９により供給される酸素ガスパル
スは、主のガスパルスのヴォリュムに比例し、その結
果、制限器１８を調節することで、主のガスフローレー
トを調節すれば、制限器１５の設定値がどのようなもの
であってもライン７の酸素ガスフローレートは、調節さ
れた主のガスフローレートに応じて調節される。したが
って、一つのフローレート（下流の構造で決定されるタ
イダルヴォリュームまたは一定の圧力）に必要なアウト
プットガス混合体酸素濃度を与えるように制限器１５を
設定すると、該フローレートは、その後、アウトプット
ガス混合体酸素濃度に影響することなしに制限器１８を
調節することで調節できる。
【００２７】図示されていないが、図５に示した構造か
ら制限器１８を取り除き、固定の制限器を設けた変形も
あり、該変形においては、該制限器は、主供給源１２の
アウトレットそのものである。この変形においては、フ
ローレートは、一定であるが、患者へ供給されるガスの
酸素ガス濃度を変えることができる。図５の機構と、上
記した変形の機構においては、供給源１２による主のガ
スが酸素であるとすると、患者へ供給されるガスの酸素
濃度は、可変制限器１５の調節によって１００％の濃度
まで（混合室の機構によって決定される値から）に調節
することができる。また、供給源１２から供給される主
のガスが空気である場合は、患者へ供給されるガスの酸
素濃度は、制限器１５の調節によって、種々の濃度から
段々に２１％にまで下げるるように調節できる。単純な
チェンジオーバーバルブを設けて、供給源１２から供給
されるガスを空気から酸素またはその逆に切り替えるこ
ともできる。
【００２８】
【発明の効果】この発明によれば、酸素吸入装置におい
て、患者へ供給される酸素ガスと空気の混合体における
酸素コンテントを無段階に調節でき、さらに、純粋な酸
素ガスのみを患者へ供給する場合には、１００％酸素ガ
スを供給することができ、しかも構造並びに操作が簡単
である。
【図面の簡単な説明】
【図１】酸素吸入装置における混合室の機構の簡単な説
明図である。
【図２】（ａ）従来技術の酸素吸入装置における混合室
の機構の簡単な説明図である。 （ｂ）この発明によって、図２（ａ）の機構を改良した
機構の説明図である。
【図３】他の従来技術の酸素吸入装置における混合室の
機構の簡単な説明図である。
【図４】（ａ）他の従来技術の酸素吸入装置における混
合室の機構の簡単な説明図である。 （ｂ）この発明によって、図４（ａ）の機構を改良した
機構の説明図である。
【図５】この発明の他の好ましい実施例の酸素吸入装置
における混合室の機構の簡単な説明図である。
【符号の説明】
１ ノズル ２ 混合室 ３、３ａ、３ｂ ガスポート ４ ディフューザー ５ 入り口 ６ 不還弁 ７ ライン ８ 制限器 ９ オン／オフバルブ １０ 接続点 １１ 酸素供給ライン １２ 酸素パルス源 １３ 制限器 １４ 切り替えバルブ １５ 制限器 １６ 圧力調整器 １８ 可変調節器 １９ 接続部 ２１ ポート

Claims (9)

    【特許請求の範囲】
  1. 【請求項１】 主たる供給ガス流を混入するガスで稀
    釈して呼吸可能なガス混合体にするガス混合室を有する
    蘇生装置、人工呼吸装置、肺ベンチレーション装置など
    の救命装置であって、前記混合室へ混入するガスをエン
    リッチにするために酸素ガスの流れを無段階に調節する
    手段を設けてなる酸素吸入装置。
  2. 【請求項２】 主たる供給ガスは、混合室のノズルへ
    パルス状態で供給される酸素ガスであり、該酸素ガス
    は、混合室のポートへコントロールされた量で供給され
    て、該混合室から患者へ供給されるガス混合体（アウト
    プットガス）の酸素濃度が１００％の酸素濃度から前記
    混合室の構造によって決定される値に無段階に調節され
    ることを特徴とする請求項１の装置。
  3. 【請求項３】 前記主たるガスと、これに混入される
    酸素ガスは、ノズルへのインプットにおいて、そして、
    酸素コントロールへのインプットにおいて、それぞれ共
    通の圧力規制をうけることを特徴とする請求項２による
    装置。
  4. 【請求項４】 前記主たるガスは、混合室のノズルへ
    パルス状態で供給される空気であり、これによって、ア
    ウトプットガス混合体の酸素コンテントを大気と同じ２
    １％（酸素を混入しない空気のみ）から前記混合室の機
    構で決定される値まで上げることを特徴とする請求項１
    による装置。
  5. 【請求項５】 別個の供給源からの混入される酸素の
    供給量をリレーバルブでコントロールし、主たるガスの
    パルス状（波状）の供給で作動される請求項１、２また
    は４による装置。
  6. 【請求項６】 添付の図面の図２ｂに基本的に示され
    た酸素吸入装置。
  7. 【請求項７】 添付の図面の図４ｂに基本的に示され
    た酸素吸入装置。
  8. 【請求項８】 添付の図面の図５基本的に示された酸
    素吸入装置。
  9. 【請求項９】 明細書に記載された特徴をもつ酸素吸
    入装置。
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