JPS6361026B2 - - Google Patents

Description

【発明の詳細な説明】

この発明は、人工呼吸において呼気時に発生し
た炭酸ガスの一部を、酸素または麻酔ガス空気等
の新鮮ガスと混合させて吸気に使用できるように
した呼気回路用炭酸ガス調整器に関するものであ
る。 はじめに、従来の呼吸回路について説明する。
従来から人工呼吸器の呼吸回路には各種のものが
使用されてきたが、そのなかで主として病室用に
使用される非再呼吸式人工呼吸器と、麻酔用に使
用される循環式人工呼吸器について述べる。 従来の非再呼吸式人工呼吸器の一例を第１図に
示す回路図により説明する。第１図ａは吸気開始
時、第１図ｂは呼気開始時の状態を示すものであ
る。これらの図において、１は吸気用の新鮮ガス
を貯溜するベロー（または呼吸バツク）、２は酸
素等の新鮮ガス供給口、２′は空気吸入口、３は
余剰ガスの排気弁、４は連通管、５はＹ字管で、
その一端はそれぞれ吸気管６、呼気管７の各一端
と接続され、他端は給気口８を形成している。吸
気管６および呼気管７の他端はそれぞれ切換えに
よりガスを流通したり遮断したりする吸気弁９と
呼気弁１０に接続されている。１１は前記呼気弁
１０に接続され呼気を排出する排出管、１２は肺
胞である。なお、吸気弁９と呼気弁１０は説明の
都合上回動する弁を示したが、これらは逆止弁
（一方弁）でもよい。 次に、動作について説明する。 吸気時においては第１図ａに示すように吸気弁
９を開いて呼気弁１０を閉じた後、ベロー１を圧
縮することによりベロー１内に貯溜された新鮮ガ
スは連通管４、吸気弁９、吸気管６、Ｙ字管５、
排気口８を経て肺胞１２に送られる。 呼気時には第１図ｂに示すように呼気弁９を閉
じて呼気弁１０を開けば、肺胞１２からの呼気は
供給口８、Ｙ字管５、呼気管７、呼気弁１０を経
て排気管１１より排出される。なお、この間、呼
気弁９は閉じているので、呼気とは関係なく第１
図ｂの矢印方向に引き伸ばすことにより、新鮮ガ
スは新鮮ガス供給口２より吸入され、ベロー１内
に貯溜され、次の吸気の準備する。そしてこのよ
うな動作を繰り返すことにより人工呼吸が行われ
る。 しかしながら、従来の非再呼吸式人工呼吸器に
おいて、吸気用の新鮮ガスは吸気管６を、肺胞１
２からの呼気は呼気管７を通ることにより、その
経路と流れの方向の一方通行と決つていた。そし
て呼気によつて生じた炭酸ガスは、すべて外部へ
排出して再使用することがないため、炭酸ガスの
肺胞１２への供給がなく、したがつて肺機能の低
下した患者においては、血液中の酸素の濃度を上
昇させるため、また、手術中の安全を期するため
過剰に酸素を吸入させる必要から過換器となり、
血液中の炭酸ガスの分圧が低くなつて好ましくな
い状態になることは避けられなかつた。また、呼
気を全部外部へ排出するので新鮮ガスを多量に供
給しなければならない欠点があつた。 次に、従来の麻酔用の循環式人工呼吸器の一例
を第２図の回路図により説明する。この人工呼吸
器は麻酔ガスと酸素との混合ガスを使用するもの
で、第２図ａは呼気開始時、第２図ｂは呼気開始
時の状態を示すものである。これらの図におい
て、第１図と同一符号は同一部分を示し、１３は
炭酸ガス吸収器で、内部にはソーダライム
（sodalime）等の炭酸ガス吸収剤１４が充填され
ている。１５はＹ形連通管で、連通管１６、呼気
管１７、呼気管１８からなり、連通管１６の一端
はベロー１に接続され、他端は二方向に分岐され
て、一方は吸気管１７となつて炭酸ガス吸収器１
３に、他方は呼気管１８となつて呼気弁１０に接
続されている。なお、この例の場合も呼気弁９と
呼気弁１０は逆止弁でもよい。 吸気時の動作は第１図ａとほぼ同じで、異なる
点は呼気の流れにより連通管１６、ベロー１に貯
留された呼気ガス中の炭酸ガスを、炭酸ガス吸収
器１３内の炭酸ガス吸収剤１４に吸収させて取り
除いてから肺胞１２へ送ることである。 呼気時は吸気弁９を閉じ呼気弁１０を開放し
て、ベロー１の吸引力と胸かくの呼気運動により
肺胞１２内の呼気は排出されるものである。呼気
ガスは肺胞１２から給気口８、Ｙ字管５、呼気管
７、呼気弁１０、Ｙ形連通管１５の呼気管１８を
経て連通管１６、ベロー１内に貯留される。そし
てこのような動作を繰り返すことにより人工呼吸
が行われる。 しかしながら、従来の循環式の麻酔用人工呼吸
器においても、呼気によつて発生した炭酸ガス
は、炭酸ガス吸収剤１４に吸収されてしまうため
肺胞１２に供給されず、前述と同様に好ましくな
い結果となり、また、呼気の炭酸ガスを大部分吸
収させるため、炭酸ガス吸収剤１４を多量に使用
するという欠点があつた。 このため、これを解決しようとしてデツドスペ
ースを設け、この中に呼気中に含まれる炭酸ガス
を滞留させて再び吸気に使用したり、また、再呼
吸式にして１本の管の中を呼気と呼気の一部が往
来するよう回路中のガスの流れを方向づける弁
や、炭酸ガス除去装置のないものを使用したり、
炭酸ガスを直接吸気に加えること等が試みられて
きたが、装置の煩雑さや取り扱いの不便さ、さら
に新鮮ガスの利用の効率低下などの点から良い結
果は得られなかつた。 この発明は上記の欠点を解消するためになされ
たもので、呼気に含有されている炭酸ガスの一部
を肺胞に吸入させて、肺胞ならびに血中炭酸ガス
濃度を容易に調節できるようにした呼吸回路用炭
酸ガス調整器を提供するものである。 第３図はこの発明の一実施例を示す回路図で、
第１図の呼吸回路に対応するものである。第３図
ａ〜ｃは吸気、第３図ｄは呼気の動作を示す。こ
れらの図において第１図と同一符号は同一部分を
示し、２１はＹ形連通管で連通管２２、吸気管２
３、吸気管２４からなる。連通管２２の一端はベ
ロー１に接続され、他端は二方向に分岐されて吸
気管２３となつて一方は吸気弁９に、他方は呼気
管２４となつてガスの流れを方向づける切換弁２
５に接続されている。 次に動作について説明する。 吸気時の動作は、まず、第３図ａに示すように
吸気９を開き、切換弁２５を作動させて呼気管
７，２４および呼気管７と排気管１１間を遮断し
た後、ベロー１を矢印方向に圧縮することによ
り、ベロー１内に貯留された新鮮ガスは、連通管
２２、吸気管２３、呼気弁９、吸気管６、Ｙ字管
５、給気口８を経て肺胞１２に送られる。次に、
ベロー１を所定のところまで圧縮した時点で、第
３図ｂに示すように吸気弁を閉じ、切換弁２５を
作動して排気管１１を遮断し、呼気管７，２４を
連通させ、さらにベロー１を圧縮する。そして呼
気管７内に滞留している呼気ガスを給気口８より
肺胞１２に送ると、第３図ｃの状態となつて吸気
は終了する。 次に、呼気は自発的に行うため第３図ｄに示す
ように吸気弁９は閉じたままとし、切換弁２５を
作動して呼気管２４を遮断し、呼気管７と排気管
１１を連通させれば、呼気ガスは肺胞１２より給
気口８、Ｙ字管５、呼気管７、切換弁２５を経て
排気管１１より外部へ排出される。そして呼気を
している間にベロー１を矢印方向に引き伸ばし
て、新鮮ガスを新鮮ガス供給口２から導入し、不
足すれば空気を空気吸入口２′から導入してベロ
ー１内に貯留する。 呼気を終了したあとは、再び呼気弁２５を作動
して呼気管７，２４間を遮断すると、第３図ａの
状態にもどる。この動作を繰り返して人工呼吸が
行われる。 第４図はこの発明の他の実施例を示す回路図
で、麻酔用の循環式人工呼吸器に適用した場合
で、第２図の呼吸回路に対応する。第４図ａ〜ｃ
は吸気、第４図ｄは呼気の動作を示す。これらの
図において第２図と同一符号は同一部分を示し、
２６はＹ形連通管で、連通管１６、吸気管１７、
呼気管１８からなり、第２図と異なるところは、
連通管１６の一端から吸気管１７、呼気管１８へ
分岐されるところに、切換弁２７を設けた点であ
る。２８は前記Ｙ形連通管２６の呼気管１８の一
端と呼気管７の一端を直接接続した接続部であ
る。なお、この場合、呼気弁９は取り除いてもよ
いし、逆止弁、または電磁弁を用いてもよい。 次に動作について説明する。 吸気管の動作は、第４図ａに示すように、切換
弁２７を作動して呼気管１８を遮断し、連通管１
６吸気管１７を連通させた後、ベロー１を圧縮す
ると、ベロー１内の呼気時に貯留された呼気ガス
は、連通管１６、切換弁２７、吸気弁１７、を経
て、第２図ａと同じく肺胞１２に送られる。 次に、ベロー１を所定のところまで圧縮した時
点で、第４図ｂに示すように切換弁２７を切換え
て吸気管１７を遮断し、連通管１６と呼気管１８
を連通させた後、さらにベロー１を圧縮する。そ
して呼気管７，１８およびベロー１内に滞留して
いる呼気ガスを肺胞１２に送り、第４図ｃの状態
となつて吸気は終了する。 次いで、呼気時においては、第４図ｄに示すよ
うに、切換弁２７はそのままにしてベロー１を引
き伸ばすと、肺胞１２からの呼気ガスは給気口
８、Ｙ字管５、呼気管７，１８、切換弁２７、連
通管１６を経てベロー１内に貯留される。そして
余剰ガスは排気弁３からの外部に排出される。呼
気を終了した後は再び第４図ａの状態にもどつて
吸気の動作を行い、このような動作を繰返して人
工呼吸が行われる。 なお、第４図の実施例ではベロー１内には呼気
ガスが貯留された新鮮ガスは貯留されないが、こ
の貯留された呼気ガスは、炭酸ガス吸引器１３で
炭酸ガスが吸収され、新鮮ガスと同様になつて新
鮮ガス供給口２からの新鮮ガスと共に肺胞１２へ
送られる。 第５図はこの発明のさらに他の実施例を示す回
路図で、病室用または麻酔用の何れにも使用でき
る再呼吸式呼吸回路に適用した場合である。第５
図ａ〜ｃは吸気、第５図ｄは呼気の動作を示す。
これらの図において前述と同一符号は同一部分を
示し、２９は新鮮ガスを間欠的に供給する貯留袋
で、新鮮ガスの充填により膨張し、新鮮ガスの放
出により収縮するもので、ゴム袋またはベロー等
が用いられる。 次に動作について説明する。 吸気時の動作は第５図ａに示すように、吸気弁
９を開くと貯留袋２９内の新鮮ガスは放出されて
貯留袋２９は収縮し、第５図ｂの状態になる。次
に、吸気弁９を閉じてベロー１を圧縮すると、ベ
ロー１、連通管１６、呼気管７の中に貯留された
呼気ガスは肺胞１２に送られ、第５図ｃの状態に
なつて吸気を終了する。 次に、吸気時においては、第５図ｂに示すよう
にベロー１を引き伸ばすと、肺胞１２からの呼気
ガスは、前述と同様にしてベロー１内に貯留され
る。なお、第５図ｃ〜ｄに示すように、吸気弁９
を閉じれば貯留袋２９側とベロー１および肺胞１
２とは圧力的に遮断させるので、新鮮ガスが貯留
袋２９内に供給されて膨張し、貯留された状態と
なつて次の吸気動作の待機をする。以下このよう
な動作を繰り返して人工呼吸が行われる。 第６図は第３図の非再呼吸式人工呼吸器におけ
る切換弁２５の代りに、マツシユルーム弁と電磁
弁とを用いた一例を示すものである。この図にお
いて３０はマツシユルーム弁、３１は前記呼気管
２４の一端から分岐させた導通管、３２は前記導
通管３１の端部に取り付けられたゴム等で形成さ
れたバツグで、ガスの導入、排出による膨張収縮
するものである。３３は前記バツグ３２を収容す
る収容室呼気管２４に備えられ、その上部には排
気口３４がある。３５は前記呼気管２４に取りつ
けられた電磁弁である。 次に、このマツシユルーム弁３０の動作を第３
図ａ〜ｄを参照しながら説明する。 まず、第６図ａは第３図ａによる吸気時の動作
が行われている場合を示すものである。電磁弁３
５を閉じた後、ベロー１を圧縮すると呼気管２４
の滞留ガスは高圧となつて導通管３１を通り、バ
ツグ３２内に貯留される。ここでバツグ３２は膨
張して収容室３３内で一ぱいに広がつて排気口３
４を封止する。この場合、呼気管７側に滞留して
いるガスの圧力は、ベロー１の圧縮によつて新鮮
ガスが吸気管６、Ｙ字管５を通つて肺胞１２へ送
り込まれているため、呼気管２４側より低圧とな
つている。したがつて、バツグ３２は膨張した状
態を保つことができる。 次に、第６図ｂは第３図ｂ，ｃによる吸気時の
動作が行われている場合を示すもので、電磁弁３
５は開かれ、ベロー１により圧縮されたガスは圧
力が肺胞１２へ行くとともに、そのガスの一部は
導通管３１を通つてバツグ３２内を押圧してい
る。 第６図ｅは第３図ｄによる呼気時の動作が行わ
れている場合を示すもので、電磁弁３５は閉じら
れている。この場合、呼気管７側は肺胞１２から
の呼気によりガスは高圧となり、呼気管２４側は
ベロー１が引き伸ばされるので低圧となる。この
ため、バツグ３２内のガスは吸引力により導通管
３１より呼気管２４内へ排出される。したがつ
て、バツグ３２は収縮して排気口３４は開放さ
れ、呼気管７の呼気ガスは排気口３４より外部へ
排出される。 このように、マツシユルーム弁３０を使用すれ
ば、電磁弁３５の開閉の切換えのみで呼気ガスの
排気を自動的に行うことができる。 第７図はマツシユルーム弁３０と電磁弁３５と
を用いた他の実施例で、第３図に示す非再呼吸式
のものへ適用したものである。この実施例では第
６図の電磁弁３５の位置に逆止弁３５′がきてお
り、電磁弁３５は吸気管６と呼気管７の接続点
（ベロー１側）に設けられる。マツシユルーム弁
３０は逆止弁３５′を一体に組込んであるのが普
通であるから、第７図のように構成するのが実用
的である。 第８図は第３図ないし第５図の各人工呼吸器に
おいて、Ｙ字管５、吸気管６、呼気管７、給気口
８の部分を先に提案した呼吸回路（特開昭54−
150893号公報参照）を用いて構成した例を示すも
のである。 第８図において、３６は外管で、例えば屈曲が
容易な可撓性を有するプラスチツク性の蛇管が用
いられる。３７は新鮮ガス供給管で、これも可撓
性のある例えば、塩化ビニール性の直管が用いら
れる。外管３６の一端には給気口３８が取り付け
られる。そして、新鮮ガス供給管３７の一端は給
気口３８の内側近傍に位置させる。３９は基体
で、外管取付部４０、新鮮ガス供給管取付部４
１、外管連通孔４２および新鮮ガス供給管連通孔
４３を有しており、外管３６の他端の端部には外
管接続部４４が固着され、外管３６の他端の外管
接続部４４および新鮮ガス供給管３７の他端はそ
れぞれ外管取付部４０、新鮮ガス供給管取付部４
１に取り付けられる。そして、外管３６の外管接
続部４４の外管取付部４０への取付けは、軸方向
への移動（矢印方向）が可能なように、かつ通常
の使用でははずれないように形成されている。例
えば、軸方向に外管３６の外管接続部４４を移動
して位置を決めた後、図示はしていないが適宜の
バンドで外側から締め付けることによつて、それ
以後動かないように固定することができる。４５
は隔板で、給気口３８に一体に形成されており、
使用時に新鮮ガス供給管３７の端部３７ａが給気
口３８から突出して不測の事故を起さないように
その動きを規制するものである。 なお、この隔板４５と新鮮ガス供給管３７の前
方の端部３７ａとの接近距離は、外管取付部４０
と外管接続部４４を軸方向に摺動することにより
自由自在に調節ができ、かつ使用中に気体３９と
新鮮ガス供給管３７が外れることがないように構
成される。しかも全体は分解可能なように各部が
嵌合により組立てられる。 第９図はこの発明の非再呼吸式、循環式および
再呼吸式呼吸回路の人工呼吸器を一つに構成した
総合回路の一実施例を示すもので、各種の切換弁
の切換えにより非再呼吸式、循環式および再呼吸
式のいずれの方式にも使用できるようにしたもの
である。この図において、前述と同一符号は同一
部分を示し、４６は人工呼吸器回路、４７は呼吸
回路、４８，４９，５０は切換弁である。また、
５１，５１′は連動する電磁式の切換弁である。
そして、符号ａ，ｂ，ｃ，ｄ，ｅは前記各切換弁
４８〜５０に接続されている連通管の接続部でガ
スの導通口となる。 この回路による各呼吸方式は各切換弁４８〜５
０の切換えにより決定され、その動作は前述の各
呼吸方式と同一である。第１表は各呼吸方式にお
けるガス導通経路を各切換弁４８〜５０の接続部
ａ〜ｅの符号に組合せにより示したものである。

【表】 第１０図はこの発明の循環式、再呼吸式人工呼
吸器に、手動操作による循環式人工呼吸器を一つ
の回路に構成した一実施例を示すもので、切換弁
の切換えによりいずれの方式にも使用できるもの
である。この図において前述と同一符号は同一部
分を示し、５２は呼吸補助用バツグである。 この回路においても各呼吸方式は各電磁式の切
換弁４８，５０および連動する切換弁４９，４
９′の切換えにより決定され、その動作は前述の
各呼吸方式と同一で、手動操作による人工呼吸は
呼吸補助バツグ５２の操作により行われる。第２
表は各呼吸方式におけるガス導通経路を各切換弁
４８〜５０の接続部ａ〜ｃの符号の組合せにより
示したものである。

【表】 なお、上記実施例における吸気弁９、切換弁２
５，２７，４８〜５１等はいずれも電磁弁で構成
し、電気的に所要のタイミングで制御すれば、必
要量の炭酸ガスを容易に供給することができる。
また、上記各実施例においては吸気の終了間際に
呼気の一部を送るようにしたが、吸気の最初に呼
気の一部を送つたり、その他のタイミングで呼気
の一部を送るようにしてもよい。 なお、特許請求の範囲の記載と第３図の実施例
との対応関係を示すと下記のようになる。

【表】 以上詳細に説明したように、この発明は吸気管
からの新鮮ガスの吸入サイクルと、呼気管からの
炭酸ガスを含む吸気ガスの排出サイクルを交互に
行わせる吸入手段と排出手段とを備えた呼吸回路
において、呼気管内の炭酸ガスを含む呼気ガスを
調節してその所要量を呼気方向と反対方向に戻し
て再吸入させるようにしたので、従来のように新
規に炭酸ガス供給装置を設けることなく必要の炭
酸ガスを供給することができる。また、呼気管内
の呼気ガスの一部を再利用するので、それだけで
新鮮ガスの使用量を減少させることができるの
で、新鮮ガス供給の面でも極めて経済的である。
また、吸入管から吸入した新鮮ガスを引続いて呼
気管内の呼気ガス呼気方向と反対方向に戻して吸
入させるので、呼気ガスを戻すタイミングの調整
により新鮮ガスを正確に制御できる利点がある。

【図面の簡単な説明】

第１図ａ，ｂは従来の非再呼吸式人工呼吸器を
示す回路図、第２図ａ，ｂは従来の循環式呼吸器
を示す回路図、第３図ａ〜ｄはこの発明の一実施
例を示す回路図、第４図ａ〜ｄはこの発明の他の
実施例を示す回路図、第５図ａ〜ｄはこの発明の
さらに他の実施例を示す回路図、第６図ａ〜ｃは
第３図の実施例にマツシユルーム弁を用いた一例
を示す説明図、第７図は同じくマツシユルーム弁
を第３図の実施例に適用した他の例を示す回路
図、第８図は先に提案した呼吸回路の側断面図、
第９図は第３図、第４図、第５図、第８図の実施
例を総合して一つの回路に構成した一実施例を示
す回路図、第１０図は第４図、第５図、第８図の
実施例に手動操作による人工呼吸器を総合して一
つの回路に構成した一実施例を示す回路図であ
る。 図中、１はベロー、２は新鮮ガス供給口、２′
は空気吸入口、３は排気弁、５はＹ字管、６は吸
気管、７は呼気管、８は給気口、９は吸気弁、１
１は排気管、１２は肺胞、２１はＹ形連通管、２
２は連通管２３は吸気管、２４は呼気管、２５は
切換弁である。

Claims (1)

【特許請求の範囲】
1. １ 吸気管からの新鮮ガスの吸入サイクルと、呼
   気管からの炭酸ガスを含む呼気ガスの排出サイク
   ルを交互に行わせる吸入手段と排出手段を備えた
   呼吸回路に用いる炭酸ガス調整器において、前記
   吸入サイクル中に前記呼気管内の炭酸ガスを含む
   呼気ガスの再吸入量を調節する手段と、この調節
   された呼気ガスを前記呼気方向と反対方向に戻し
   て前記新鮮ガスの吸入を中断し引続いて再吸入せ
   しめる手段とを具備し、吸入ガス量とは独立して
   炭酸ガス再吸入量を調節することを特徴とする呼
   吸回路用炭酸ガス調整器。