JPS6055962A - 人工呼吸装置 - Google Patents

Abstract

(57)【要約】本公報は電子出願前の出願データであるた
め要約のデータは記録されません。

Description

【発明の詳細な説明】 本発明は、一時的に呼吸が停止した患者または十分に呼
吸ができない患者のための呼吸機能を行なわせるために
、用いられる人工呼吸装置に関し。

その目的とするところは、構造および操作が簡単であシ
、したがって広範囲に実施することができる人工呼吸装
置？提供することである。

第１図は１本発明の一実施例の系統図である。

この人工呼吸装置でＦ！、吸気ガス圧源ｌがらの吸気ガ
スを減圧弁２によって減圧し、４位置手動切換え弁３を
介して呼吸弁およびマスク４または手動式呼吸弁および
マスク５に吸気ガスを与えるものであり、呼吸弁および
マスク４からは患者の自然呼吸と同様な、予め定めた周
期で吸気ガスを供給する。患者からの呼気ガスは、呼吸
弁およびマスク４に設けられた逆止弁から呼吸弁および
マスク４外の大気に放散されるように構成される。この
ような人工呼吸時においては、切換え弁３は位１１Ａ１
、Ａ２が選択的に用いられる。切換え弁３の位置Ａ１は
、１分間当シの呼吸回数すなわち呼吸数が少ないときに
接続状態となシ、位ｊｆＡ２は呼吸数が多いときに接続
される。位置１ｉｓｔ、減圧弁２からの吸気ガスを呼吸
弁およびマスク４に連続的に与えて酸素吸入などを行な
うために用いられる。

位置Ｃけ９手動式呼吸弁およびマスク５を用いて手動に
よる人工呼吸を行なうために用いられ、と、のとき自然
呼吸と同様な特定の周期は操作者の手動によって行なわ
れる。吸気ガス圧源ＩＦｉ、空気または酸素などを供給
する圧力容器、または病院に設置された供給装置であっ
てもよい。

切換え弁３を位置Ａ１の接続状態とすれば、ボー）３ａ
から流路６を経て第１の両バイロント式スプリングオフ
セット形２位置切換え弁７に吸気ガスが供給される。ノ
ーマル位置りにある第１切換え弁７からは、第２の両バ
イロッ゛ト式スプリングオフセット形２位置切換え弁８
のオフセント位置Ｆとなる方向に、流路９を介してパイ
ロットボー１８ｂ［第２図（４）のごとくパイロット圧
が与えられる。流路９のハイロット圧Ｉ′ｉｔだ１片パ
イロット式スプリングオフセット形２位置切換え弁１０
に与えられ、これによって切換え弁１０がオフセント位
置Ｉとなって遮断状態となり、第２図（５）の期間Ｔｅ
ｘで呼気が行彦われることになる。流路６からの吸気ガ
スは、吸気が行なわれるとき、流路１１から切換え弁１
ｏのノーマル位置Ｈおよび可変絞シ１３を経て流路１４
がら呼吸弁およびマスク４に導かれる。

オフセット位置Ｆにある第２切換え弁８がらは、第１切
換え弁７のノーマル位置りとなる方向のパイロットポー
）７ａに流路１５を介して、また第１逆止弁１６および
流路１７を介し°Ｃ第１切換え弁７のオフセット位置Ｅ
となる方向のバイロントポ−）７ｂ［、パイロット圧が
与えられる。第２図（３）は流路１７のパイロット圧を
示す。こうして第１切換え弁７でけ流路１５，１７７５
ｉ同一パイロツト圧となり、したがってノーマル位置り
の接続状態が保たれる。第２切換え弁８のオフセット位
置Ｆからのパイロット圧は、片パイロット式スプリング
オフセット形２位置切換え弁１８をノーマル位置Ｊから
オフセット位置Ｋに切換える。そのため第２切換え弁８
のオフセット位置Ｆからのパイロット圧は、絞シ１９が
ら切換え弁１８のオフセット位置に’ｒ経て流路２ｏが
ら第２切換え弁８のノーマル位置Ｇとなる方向のパイロ
ットボート８ａにパイロット圧を与える。流路２０のパ
イロット圧の変化は、第２図（１ンに示されるごとく１
時刻【０から時刻ｔ１の呼気時間Ｔｅｘにおいて、絞１
９の働きによって時間経過とともに上昇していく。ここ
で流路９における第２切換え弁８をオフセット位置Ｆと
なる方向に作用するパイロントポ−）８ｂのパイロット
圧の変化は、第２図（２）に示される。第２図（２１に
おいて破線は、第２図（１）に示された６１Ｃ路２０に
おけるパイロット圧の時間経過を示す。流路２０のパイ
ロット圧と、流路９におけるパイロット圧との圧力差Ｐ
２が、第２切換え弁８においてノーマル位置Ｇを接続状
態とするためのばねのばね力に等しくなったとき、すな
わち流路２０のパイロット圧が第２切換え弁８の作動圧
Ｐ２だけ流路９のパイロット圧よりも低い値に達したと
き１時刻ｔ１で、第２切換え弁８はオフセット位ｆｔＦ
から前記ばね力によってノーマル位置Ｇに瞬時的に切換
わる。そのため流路２１は第２切換え弁８のノーマル位
置Ｇを介して大気に連通される。呼気時間Ｔｅｘにおい
て、スプリングオフセット形２位置切換え弁２６け、そ
のパイロット圧全与えるｍ、Ｗｔ３９が切換え弁３のボ
ー）３ｂ上＃：、側が大気放出せず密閉されることによ
って、遮断されたままである。パイロットポート７ｂ、
８ａＶＣけタンク２２．２３がそれぞれ接続される。

第２切換え弁８のノーマル位置Ｇが接続状態となること
によって、流路２１が大気開放され、これによって流路
２０のパイロット圧が逆止弁３１を介して抜かｎ、また
第１切換え弁７ではノーマル位置りが接続状態となると
ともに、切換え弁１８のノーマル位置Ｊが接続状態とな
る。第１切換え弁７のオフセント位置Ｅとなる方向のパ
イロットポー）７ｂのパイロット圧は、流路１７がら、
切換え弁１８のノーマル位置Ｊおよび絞り１９を経て、
流路２１から第２切換え弁８のノーマル位置Ｇを経て大
気放散される。このようにして時刻ｔ１から時刻ｔ２ま
での吸気時間Ｔｉｎにおいて、流路１７におけるパイロ
ット圧は時間経過とともに低下してゆく。

吸気時間？ｒｉ’、、、ｎ中、第１切換え弁７のオフセ
ット位置Ｅが大気に接続しているので、流路９け大気圧
となり、したがって切換え弁１０はノーマル位置ＨＫ連
通する。こうして吸気ガスは流路６，１１、切換え弁１
０のノーマル位置Ｈおよび可変絞り１３から流路１４を
経て、呼吸弁およびマスク４に与えられて、吸気が行な
われることになる。

流路１７における第１切換え弁７のためのパイロット圧
が絞り１９の働きによって第１切換え弁７の作動圧Ｐ１
にまで低下したとき、第１切換え弁７けそのはね力によ
ってノーマル位置りに接続状態となる。この時刻は第２
図においてｔ２で示される。そのため流路９のパイロッ
ト圧は第２図（４）のごとく時刻ｔ２において再び高く
なって第２切換え弁８および切換え弁１０．１８をオフ
セット位置として流路１４における吸気ガスは第２図（
５）のごとく遮断され、呼気が再び行なわれることにな
る。

上述の実施例において、呼気期間Ｔｅｘは次式でＰ十１ また吸気期間Ｔｉｎ１ｄ次式で示される。

ここでＰは減圧弁２からの２次圧力、ＰＬ、Ｐ２は第１
切換え弁７および第２切換え弁８の作！Ｉσ１圧。

Ｒ１は絞り１９の流路抵抗、Ｃ１，’、Ｃ２けタンク２
２．２３の容積である。

切換え弁３を位置Ａ２に切換えると、減圧弁２からの吸
気ガスは、切換え弁３のポー）３ａ、３ｂから流路６，
２４にそれぞれ与えられる。ボー）３ｂに供給されたガ
スは、流路３９の途中に設けられた絞り１００から少量
連続して洩らせる。

このとき流路２４のパイロット圧によって、切換え弁２
６はオフセット位置しに接続状態となる。

そのため呼気時間Ｔｅｘおよび吸気時間Ｔｉｎを定める
前述の絞シ１９のほかにもう一つの絞り２７を並列に経
て、第２切換え弁８の流路２０にパイロット圧が与えら
れることになる。こうして流路２０におけるパイロット
圧の呼気時間Ｔｅｘにおける時間経過は第２図ＦＱにお
ける傾斜よりも太きくなシ、したがって呼気時間Ｔｅｘ
が短くなる。

吸気時間Ｔｉｎ中においても、絞シ１９に並列に絞り２
７全通して流路１７におけるパイロット圧が流れること
になり、吸気時間Ｔ　ｉ　ｎが短くなる。

このようにして呼吸数が大きくされる。その他の動作は
、前述のごとく切換え弁３が位置Ａ１に接続されている
ときと同様である。

切換え弁３を位１ｉｉ　Ａ　２に接続状態とするとき。

呼気時間Ｔｅｘは次式で示される。

また吸気時間Ｔｉｎけ次式で示される。

ここでＲ２は絞り２７の流路抵抗を示す。

切換え弁３を位置Ｂｌ＃ｃ接続状態とすると、流路２８
から絞り２９を経て呼吸弁およびマスク４に連続的に吸
気ガスが供給され、酸素吸入を行なうことができる。

切換え弁３を位［２ＣＫ接続状態とすると、流路３０を
介して手動式呼吸弁およびマスク５に連続的に吸気ガス
が供給され１手動による人工呼吸を行なうことができる
。

第３図は本発明の他の実施例を示す。この実施例では前
述の第１図の実施例に対応する部分には同一の参照符を
伺して詳細な説明を省く。注目すべきは、切換え弁３け
位ｆｆｆｌＡ１．Ａ２のほかにさらにＡ３．Ａ４に有し
位置Ａ３．Ａ４になるにつ゛れで呼気時間および吸気時
間が短くなシ、したがって呼吸数が増大するように選択
することができる。位置ＡＩ、Ａ２においては第１図の
実施例と同様な動作が行なわれる。このとき逆止弁３３
゜３４；３５，３６の働きによって、切換え弁３７゜３
８はそれらのノーマル位置Ｐ、Ｓにあり、遮断している
。

位置Ａ３が選択されると、切換え弁３のポート３Ｃに減
圧弁２から吸気ガスが供給され、これによって流路３９
のパイロット圧は切換え弁３７をオフセット位置Ｎにす
るとともに、逆止弁３５を経て切換え弁２６をオフセッ
ト位置りとする。そのた均呼気時間Ｔｅｘおよび吸気時
間Ｔｉｎ中において絞シ１９，２７．４１が並列に接続
された状態でパイロットボート７ｂ、８ａのパイロット
圧が変化しこれによって呼気時間Ｔｅｘおよび吸気時間
Ｔｉｎが短く定まる。呼吸弁およびマスク４への吸気ガ
スは、流路３９から逆止弁３３を経て流路１１に供給さ
れる。

切換え弁３が位置Ａ４に導通されると、ポート３ｄから
流路４０を介する吸気ガスは切換え弁３８のパイロット
圧として与えられて切換え弁３８がオフセット位置Ｑと
なり、さらに逆止弁３６を介して切換え弁３７をオフセ
ット位置Ｎとするとともに、逆止弁３５を介して切換え
弁２６をオフセフ）位ｔａ　Ｌとする。これによって呼
気時間Ｔｅｘおよび吸気時間Ｔｉｎは４つの並列状態に
ある絞り１９．２７，４１．４２を経てパイロット圧が
変化し、これによって呼気時間Ｔｅｘおよび吸気時間Ｔ
ｉｎがさらに短く定まる。呼吸弁およびマスク４への吸
気ガスは流路４０から逆止弁３４を介して流路１１に与
えられる。切換え弁３＋Ｃおいて位置Ａ４側から位置Ａ
１寄シへの切換え時において。

流）１；３４０．３９．２４内の吸気ガスはボート３ｄ
。

３ｃ、３ｂから大気に開放され、これによって、切換え
弁３８，３７．２６がノーマル位ｉｓ、ｐ。

Ｍに戻って遮断することが可能になる。

本発明の他の実施例として、逆止弁３５または３６を省
略して流路２４と３９または流路３９と４０を相互に遮
断してもよい。このようにすれば切換え弁３の位置Ａ３
を選択したとき切換え弁３７のオフセット位ｆｆ１Ｎが
導通状態となり、これによって絞シ１９と４１のみに、
呼気時間Ｔｅｘと吸気時間Ｔｉｎとを定めるパイロット
圧が流過することになる。また切換え弁３の位置Ａ４を
選択したときには、切換え弁３８のオフセット位置Ｑの
みが導通状態となり、これによってパイロット流体は絞
り１９と４２のみ全流過する。

第４図は本発明のさらに他の実施例の系統図であり、第
５図はその動作を説明するための波形図である。この実
施例において、第１図の対応する部分には同一の参照符
を付して説明を省く。注目すべき特ｇは、第１切換え弁
７のオフセット位置“Ｅとなる方向のパイロット圧の与
えられるパイロットボー）７ｂと、第２切換え弁８のノ
ーマル位置Ｇとなる方向のパイロット圧が与えられるパ
イロットポール８ａとは、可変容積タンク４４．４５の
タンク室４６．４７に連通される。逆止弁１６と並列に
接続された絞９４８は呼気時間Ｔｅｘｋ定める。逆止弁
３１に並列に接続された絞り４９は、吸気時間Ｔ　ｉ　
１１　ｋ定め、流路９に接続される。

タンク４４において、タンク室４６は、大径のピストン
５０と小径のピストン５１とによって規゛定される。ピ
ストン５０．５１は連結棒５２によって連結される。ピ
ストン５０のタンク室４６と反対の受圧＋Ｍｉは、流路
５３を介して切換え弁３のボー）３ｂに接続される。小
径のピストン５１のタンク室４６とは反対側は大気開放
される。もう一つのタンク４５にも同様にして、大径ピ
ストン５４、小径ピストン５５が連結棒５６によって連
結される。

切換え弁３を位置ＡＩＶｒ−選択すると５、減圧弁２か
らの吸気ガスはボー）３ａから＠１切換え弁７のノーマ
ル位置りを経て流路９に与えられ、これによって第２切
換え弁８および切換え弁１０はオフセット位置Ｆ、Ｉと
なる。そのため切換え弁１０は遮断状態となシ、またボ
ー）３ａからの吸気ガスは、第２切換え弁８のオフセッ
ト位置Ｆから流路２１を経て流路１５から第１切換え弁
７に。

また逆止弁１６す経て第１切換え弁７に、パイロット圧
として与えられる。第２切換え弁８のパイロットポー）
８ａのパイロット圧は、第５図ｆｉ＋のごとく時刻ｔｏ
から時刻ｔ１に至るまで１時間経過とともに絞シ４９の
働きによって徐々に上昇していく。このとき切換え弁３
のボー）３ｂおよび流路２４，５：ｌ；を大気に開放し
ており、そのためタンク４４のピストン５０．５１は第
４図の右に変位しておシ、タンク４５のピストン５４．
ｊ５は左に変位しており、したがってタンク室４６゜４
７は最大の容積となっている。第２切換え弁８のパイロ
ットボート８ａの第５図（１）に示すパイロット圧が、
第５図（２）に示すパイロントポ−１−８ｂのパイロッ
ト圧よシも第２切換え弁−８の作動圧Ｐ２だけ破線のよ
うに低い値まで達すると、第２切換え弁８はノーマル位
置Ｇとなり、流路２１は大気に開放される。そのため時
刻ｔｌにおいて、第１切換え弁７のパイロットポート７
ｂにおけるパイロット圧は第５図（３）のごとく時刻ｔ
１から時刻ｔ２に至るまで絞シ４８の働きによって低下
してゆく。時刻【２においてパイロットポー）７ｂのパ
イロット圧が第１切換え弁７の作動圧Ｐ１にまで低下す
ると、第１切換え弁７は再びノーマル位ｆＤに切換わる
。このようにして時刻ｔ１からＬ２までの間において流
路１１から切換え弁１０を介して吸気ガスが第５図（４
）のごとく呼吸弁およびマスク４に供給されることにな
る。

切換え弁３を位置Ａ２Ｖｃ切換えると、減圧弁２からの
吸気ガスはボー）３ｂから流路２４を経て。

タンク４４．４５に供給される。そのためピストン５０
．５１が第４図の左方に、またピストン５４．５５が第
４図の右方に変位し、タンク室４６゜４７の容積は最小
となる。そのため呼気時間Ｔｅｘおよび吸気時間Ｔｉｎ
が短くなり、呼吸数が大となる。

切換え弁３を位置Ａ１に接続状態としたとき。

呼気時間Ｔｅｘおよび吸気時間Ｔｉｎは次式となる。

−Ｐ　ｌ Ｔｅｘ　−Ｒ１−Ｃ１・＝（５１ Ｐ＋１ ここでＣＩ、Ｃ２けタンク室４Ｇ、４７の容積である。

切換え弁３を位置Ａ２に接続したときには、呼気時間Ｔ
ｅｘと吸気時間Ｔｉｎは次式となる。

−ＰＩ Ｔｅｘ−Ｒ１（Ｃ１−α）−・−（７）Ｐ＋１ Ｐ＋１ Ｔｉｎ−Ｒ２（Ｃ２−β）　ｌ　ｎ−・−（８１Ｆ　２
＋１ ここでｃｔ、βはタンク室４６．４７の容積減少分であ
る。

第６図は本発明のさらに他の実施例の系統図である。こ
の実施例は前述の実施例に類似し、対応する部分には同
一の参照符を付す。注目すべき特徴は、第１切換え弁７
のオフセット位置Ｅとなる方向のパイロット圧が与えら
れるノくイロソトポート７ｂＶｃは、タンク２２のほか
に、タンク５８゜５９が切換え弁６０．６１’ｅそれぞ
れ介して接続てれて、一方のタンクグループ６２が形成
される。

第２切換え弁８のノーマル位置Ｇとなる方向のノくイロ
ット圧が与えられるパイロットボート８ａｌ’？：は、
タンク２３のほかに、タンク６３．６４が切換え弁６５
．＋３６をそれぞれ介して接続されて。

もう一つのタンクグループ６７をなす。切換え弁６０．
６５には、流路２４からパイロット圧が与えられる。切
換え弁６１．６６には、流路６８からパイロット圧が与
えられる。流路６８からの流体は、逆止弁６９から流路
２４に導かれる。切換え弁３の位置ＡＩが選択されたと
きには、呼気時間Ｔｅｘおよび吸気時間Ｔｉｎは、タン
ク２２．２３の容積によって定められ、最も短い。切換
え弁３の位置Ａ２が選択されると、切換え弁６０．６５
のオフセット位置Ｕｌ、Ｕ３が接続状態となシ、したが
って呼気時間ＴｅｘＦｉタンク２３．６３の容積の和に
依存し、吸気時間Ｔｉｎｄタンク２２．５８の容積の和
に依存し、これによって呼気時間Ｔｅｘおよび吸気時間
Ｔｉｎが相対的に長くなる。吸気ガスは、ボート“３ｂ
か逆止弁２５を経て、流路１１から与えられる。

切換え弁３の位置Ａ３が接続状態となると、ボート３ｃ
からの吸気ガスは、−パイロット圧として流路６８に導
かれ、切換え弁６１．６６をオフセット位置Ｗｌ、Ｗ３
に切換える。また同時に、逆止弁６９の働きによって切
換え弁６０．６５はそれらのオフセント位置Ｕ、１．Ｕ
３に切換えられる。

こうして呼気時間Ｔｅｘはタンク２３，６３．６４の容
積の和に依存し、吸気時間Ｔｉｎはタンク２２゜５８．
５９のタンク容積の和に依存し、これらの時間Ｔｅｘ、
Ｔｉｎは最も長い。吸気ガスは、ボート３ｃから逆止弁
７０を経て流路１１から呼吸弁およびマスク４に与えら
れる。

なお、切換え弁３の位置Ａ１が選択されたときには、流
路２４，６８にパイロット圧が与えられずしたがって切
換え弁６０，６１，６５．６６はノーマル位置Ｕ２．Ｗ
２．Ｕ４．Ｗ４となって遮断状態にある。

逆止弁６９を除去して流路２４，６８を相互に分離した
場合には、切換え弁３の位置Ａ３が選択されたとき切換
え弁６０．６５はノーマル位置Ｕ２、Ｕ４のままであシ
、したがって呼気時間Ｔｅｘはタンク２３．６４の容積
の和に依存し、吸気時間Ｔｉｎｄタンク２２．５９の容
積の和に依存する。

本発明のさらに他の実施例として、切換え弁３の位置金
さらに多数設けて、呼気時間および吸気時間、したがっ
て呼吸数を、さらに多段階に変化させることも可能であ
る。

以上のように本発明により、ば、簡単な構造によって人
工呼吸装置を実現することができる０

【図面の簡単な説明】

第１図は本発明の一実施例の系統図、第２図は第１図の
実施例の動作を説明するための波形図。 第３図は本発明の他の実施例の系統図％第４図は本発明
のさらに他の実施例の系統図、第５図は第４図の動作を
説明するための波形図、第６図は本発明のさらに他の実
施例の系統図である。 １・・・吸気ガス圧源％　２・・・減圧弁、３・・・切
換え弁、４．５・・・マスク、７・・・第１の両パイロ
ット式スプリングオフセット形２位置切換え弁、８・・
・負Ｓ２の両パイロット式スプリングオフセット形２位
置切換え弁、１０・・・開閉弁、１８，２６，３７，３
８゜６０．６１，６５．６６・・・切換え弁、１６．３
１・・・逆止弁、１９，２７，４１，４２，４８．４９
・・・絞り、２２，２３，５８，５９，６３．６４・・
・タンク、４４．４５・・・可変容積タンク、６２．６
７・・・タンクグループ 代理人　弁理士　西教圭一部

Claims (1)

1. 【特許請求の範囲】 ｉｔ）ノーマル位置にある第１の両パイロット式スプリ
   ングオフセット形２位置切換え弁から、第２の両パイロ
   ット式スプリングオフセット形２位置切換え弁のオフセ
   ット位置となる方向にパイロット圧を与え、 オフセット位置にある第２切換え弁から、第１切換え弁
   のノーマル位置となる方向と、第１逆止弁を介して第１
   切換え弁のオフセント位置となる方向とにバイロフト圧
   を与え。 ノーマル位置にある第１切換え弁から、または、オフセ
   ット位置にある第２切換え弁から、絞りを介して第２切
   換え弁のノーマル位置となる方向にパイロット圧を与え
   。 オフセット位置にある第１切換え弁から、第２切換え弁
   のオフセット位置となる方向のパイロット圧を抜き、 ノーマル位置にある第２切換え弁から第１切換え弁のノ
   ーマル位置となる方向のパイロット圧と。 絞りを介して第１切換え弁のオフセント位置となる方向
   のパイロット圧とを抜き。 オフセット位置にある第１切換え弁またはノーマル位置
   にある第２切換え弁から、’＠２切換え弁のノーマル位
   置となる方向のパイロット圧を逆止弁を介して抜き。 吸気ガス圧源からの吸気ガスを、第１または第２切換え
   弁からのパイロット圧に応じてマスクに供給することを
   特徴とする人工呼吸装置。 （２）前記吸気ガス圧源からの吸気ガスは、第１または
   第２切換え弁からのパイロット圧に応動する開閉弁を介
   して供給することを特徴とする特許請求の範囲第１項記
   載の人工呼吸装置。 （３）前記絞シけ、相互に関連して複斂個設けられ。 切換え弁によってそれらの絞りの接続態様を変えること
   を特徴とする特許請求の範囲第１項または第２項記載の
   人工呼吸装置。 （４）第１切換え弁のオフセット位置となる方向のハイ
   ロット圧が与えられるパイロットポートと。 第２切換え弁のノーマル位置となる方向のパイロット圧
   が与えられるパイロットボートとは、可変容積タンクに
   それぞれ接続されることを特徴とする特許請求の範囲第
   １項または第２項記載の人工呼吸装置。 （５）第１切換え弁のオフセット位置となる方向のバイ
   ロフト圧が与えられるパイロ７）ポートド。 第２切換え弁のノーマル位置となる方向のパイロット圧
   が与えられるパイロットボートには、相互に関連して接
   続さハ、た複数個のタンクから成るタンクグループがそ
   ノ′ムそれ接続され、各タンクグループでは切換え弁に
   よって各タンクグループに含−１れるタンクの接続態様
   を変えることを特徴とする特許請求の範囲第１項または
   第２項記載の人工呼吸装置。