JP2963909B2 - 医療用換気器具 - Google Patents

Description

【発明の詳細な説明】 本発明は、医療用換気器具（medical ventilators）
における又はこれに関する改良に関し、詳細には、特
に、これに限るものではないが、患者の非常に早い換気
（呼吸）のために有用な医療用換気器具に関する。

医療用換気器具は、呼吸機能が阻害されている患者の
自然な呼吸プロセスを回復又は補助するような種々の状
況において広く使用される。

或る状況下において、特定の目的のためには、3000呼
吸／分（bpm）迄の呼吸速度をもたらす高振動医療用換
気器具によって、自然の呼吸速度より早い呼吸速度で患
者の肺を換気する（ventilate）ことが効果的である。

公知の高振動医療用換気器具、すなわち、振動器は、
呼吸が換気器具によって維持又は増幅されるべき患者の
気管中に挿入されるようになっている患者用チューブに
取付けるための患者側端部を具えた換気ダクトを有して
なる。呼吸用ガスは、換気ダクトに延びる２つの固定ジ
ェットを通じて換気ダクト中に送られる。一方のジェッ
トは換気ダクトの患者側端部に向いた流出オリフィスを
有し、他方のジェットはダクトの患者側と反対の方向に
向いた流出オリフィスを有する。患者用チューブは選択
的に高圧及び低圧となるように、呼吸ガスのパルスが２
つのジェットに選択的に送られ、患者の肺との間で周期
をもって進行方向の流れと後退方向の流れのいずれかの
流れが生じさせられる。他の高振動換気器具は、通常は
閉じたシステムであり、ピストン又はベローズ装置のい
ずれかが使用される。

これらの公知の高振動医療用換気器具は特定の状況下
においては充分な機能を得られる場合もあるが、装置が
大型で取扱が面倒であったり、２つの対向するジェット
の切換えによって発生する波形が完全に満足のいくもの
でなかったりする。また、治療される肺（肺胞）の膨張
を維持するように２つのジェットから供給されるパルス
化ガスの同調は困難であり、治療という状況下で安全に
これをおこなうことが困難である。クローズドシステム
の呼吸回路は複雑であるために安全性に劣り、治療用途
でルーティーンとして使用することは困難である。

本発明の目的は、高振動換気器具として特に利用され
る改良された医療用振動換気器具を提供することであ
り、この目的のために、本発明は、患者チューブに取付
けるための患者側端部を具えた換気ダクトと、前記換気
ダクト中に延び且つ前記換気ダクトの軸と直角の軸の周
りで回転可能に取付けられ前記回転軸と直角の方向で前
記換気ダクト中にガスを噴出させる流出オリフィスを先
端に有するガス供給通路を具えた呼吸用ガス供給ジェッ
トと、前記回転軸の周りで前記ジェットを回転させる手
段と、前記ジェット中の前記通路にガスを連続的に供給
する手段とを有してなる医療用換気器具であって、前記
ジェットを回転させる手段が、前記換気ダクトの前記患
者側端部において周期的に変化する正圧及び負圧を作り
出して実質的に正弦波のガス流を発生させるように必要
な呼吸速度に対応する選択的速度で前記ジェットを連続
的に回転させ、かくして、前記ジェットの回転速度によ
って決まる周波数で、前記患者に対し、また患者から、
対応する周期的ガス流を発生させるようになっているこ
とを特徴とする医療用換気器具を提供するものである。

換気器具の一実施例では、ガス供給室がジェットの回
転可能に支持されたシャフトを囲繞し、そして、前記ジ
ェットの前記ガス供給通路に、ジェットのシャフト中を
半径方向に延びる開口を通じて連通している。

好ましくは、ジェットのシャフトが、ジェットのシャ
フトの回転軸と直角に延びるガス供給通路を形成し、且
つ、ガス供給室まで延びている基台ブロックに回転可能
に取付けられている。

ジェットを回転させる手段は、電気モータからなるの
が便利である。

本発明がより容易に理解できるように、以下、図面を
参照して実施例を説明する。

第１図は、換気ダクト中の回転可能なジェットを示す
ために一部破断した本発明を具体化した医療用換気器具
の側面図である。

第２図は、換気器具の電気モータを除いて断面表示し
た第１図のII-II線断面図である。

第３図は、換気器具の電気モータを除いて断面表示し
た第１図の長手方向断面図である。

第４図は、本発明による医療用換気器具が適用される
構造の概略図である。

第５図は、本発明による医療用換気器具が適用される
他の構造の概略図である。

次に図面を参照すると、本発明を具体化した医療用換
気器具は、基台ブロック３の半円状凹所２に適切な手段
（図示せず）により装着保持された換気ダクト１を有し
ている。

ジェット５のシャフト部分４は、基台ブロックのボア
８中においてベアリング6,7によって回転可能に取付け
られ、換気ダクト１の軸を横切るように延びている。シ
ャフト４の一端部分９は基台ブロック３から突出し、軸
の周りでシャフト４を回転させるように電気モータ10に
結合されている。シャフト４の他端の部分11は、ダクト
１の壁中において整列孔を通じて換気ダクト１中に突出
しており、シャフト４の回転軸と直角に延びるノズル12
を端部に有する。

基台ブロック３には、ボア８と直角に延びるガス供給
通路14が形成されており、このガス供給通路14は、ジェ
ットのシャフト４を囲繞する環状室15に連通している。
環状室15は、半径方向の開口17によって、ジェット５の
通路16にジェットを常時供給することを確保している。
通路16は、ジェット５を通じて、開口17からノズル12の
流出オリフィス18まで延びている。

基台ブロック３へは、ねじ式の栓20によって通路14に
結合される可撓性ガスチューブ19により、ガスが供給さ
れる。ガスの供給源は、50乃至60ポンド／平方インチ
（psi）の圧力で圧縮空気及び／又は圧縮酸素の圧送式
供給器又はシリンダとすることができ、各々０乃至60ps
iの圧力又は０乃至200/分の流量、若しくはそれ以上の
ものを発生する減圧バルブ又は他の流量コントロール手
段（図示せず）を介して通路14にガスを送るようになっ
ている。

モータ10は、どのような速度でもシャフト４を回転さ
せることのできる可変速度式モータである。例えば、０
乃至3000回転／分（rpm）の速度範囲、又は、それ以上
が適当である。

換気ダクト１の患者側端部21は、可撓性患者用チュー
ブ22の一端に接続されており、このチューブ22は患者の
気道（気管）に接続されるような他端を有する。換気ダ
クト１の他端23を、開口式としてもよいし、或いは、換
気器具を使用して患者を治療するための他の器具に結合
することもできる。

上記の振動式換気器具を使用するに際して、ガスは或
る設定圧力で連続的にジェット５に供給され、同時に、
ジェットが必要な呼吸数／分に対応する設定速度で、時
計回り又は反時計回りに（第１図）回転させられる。従
って、ジェット５の流出オリフィス18から送られるガス
の流れは、換気ダクト１中の円形通路の辺りに吹き出
し、ダクトの患者側端部21において正圧及び負圧の変動
を生じさせる連続的に交番するガス流、すなわち、ジェ
ット５の回転速度によって決定される周期で、患者との
間に対応する周期的な流れを生じさせる。

第４図は、第１図乃至第３図の換気器具が適用される
１つの構造を示している。第４図の構造では、回転式ジ
ェット12によって送られるガスは、間接的に呼吸用新鮮
ガスを送気する流体ピストンとして機能する。呼吸用新
鮮ガスは、着脱可能な気管チューブ32の流入口31に、定
常の比較的低い圧力及び流量で、分離した比較的狭い供
給管30を通じて供給される。気管チューブ32は、一端で
患者用チューブ22に接続されており、患者33の気道に挿
入されるようになっている。この構造において、回転式
ジェットと流入口31との間隔は、回転式ジェットに供給
されるガスが呼吸用新鮮ガスに送気力を発生させるよう
に充分働くような間隔であり、ジェットと新鮮ガス流入
口との間のチューブ21,22中のガスの柱（column）は、
ジェットから出るガスによって発生する交番圧力変動が
気管チューブの流入口において呼吸用新鮮ガスに伝達さ
れる流体ピストンとして機能するような間隔である。当
然のことであるが、この構造のものでは、回転式ジェッ
ト12から供給されるガスが、それ自体呼吸用ガスである
必要はない。患者からの排気ガスは、送気圧力の低圧時
には新鮮ガス流入口を越えて比較的広い患者用チューブ
に流入し、その後の高圧時には吸入されない。ダクト30
を流入口31で終わらせる替わりにチューブ32を通じて延
ばし、第４図において点線で示される延長部分34によ
り、図示の如く患者の気道に直接新鮮ガスを送り込むよ
うにすることができることが理解されよう。

第５図は、第１図乃至第３図の換気器具が適用される
他の構造を示している。第５図の構造において、換気ダ
クトの患者側端部は非常に短い患者側チューブ22によっ
て気管チューブ32に接続されている。そのため、回転式
ジェット12は気管チューブ32の直近に設けられており、
ジェットはそのガスによって肺の換気のための呼吸用新
鮮ガスを供給する。この構造において、ジェット12から
の呼吸用新鮮ガスは、変動する交番圧力で気管チューブ
32中に直接送られる。患者からの排気ガスはジェット12
を越えて比較的広い患者用チューブに流入し、次の吸引
には関与しない。

上記の振動式医療用換気器具を、その使用が必要な多
種の用途に適用できることが理解されよう。適当な使用
例として、低い通常の早さの換気や3000呼吸／分迄又は
それ以上の早さの総括的換気；通常又は高速の換気で使
用される他のシステムとの併用；及び、自然換気（呼
吸）の補助が挙げられる。

Claims (6)

(57)【特許請求の範囲】
1. 【請求項１】患者チューブに取付けるための患者側端部
   を具えた換気ダクトと、前記換気ダクト中に延び且つ前
   記ダクトの軸と直角の軸の周りで回転可能に取付けられ
   前記回転軸と直角の方向で前記換気ダクト中にガスを噴
   出させる流出オリフィスを先端に有するガス供給通路を
   具えたガス供給ジェットと、前記回転軸の周りで前記ジ
   ェットを回転させる手段と、前記ジェット中の前記通路
   にガスを連続的に供給する手段とを有してなる医療用換
   気器具であって、前記ジェットを回転させる手段が、前
   記換気ダクトの前記患者側端部において周期的に変化す
   る正圧及び負圧を作り出して実質的に正弦波のガス流を
   発生させるように必要な呼吸速度に対応する選択的速度
   で前記ジェットを連続的に回転させ、かくして、前記ジ
   ェットの回転速度によって決まる周波数で、前記患者に
   対し、また患者から、対応する周期的ガス流を発生させ
   るようになっていることを特徴とする、医療用換気器
   具。
2. 【請求項２】ガス供給室が前記ジェットの回転可能に支
   持されたシャフトを囲繞し、前記ジェットの前記ガス供
   給通路に前記ジェットの前記シャフト中を半径方向に延
   びる開口を通じて連通している、請求項１記載の換気器
   具。
3. 【請求項３】前記ジェットの前記シャフトが、前記ジェ
   ットの前記シャフトの回転軸と直角に延びるガス供給通
   路を形成し、且つ、前記ガス供給室まで延びている基台
   ブロックに回転可能に取付けられている、請求項２記載
   の換気器具。
4. 【請求項４】前記ジェットを回転させる手段は電気モー
   タからなる、請求項１乃至３のいずれか１つに記載の換
   気器具。
5. 【請求項５】定圧で呼吸用新鮮ガスを送る呼吸用新鮮ガ
   ス供給器に接続するための呼吸用新鮮ガス流入口を具え
   た患者側チューブに接続された請求項１乃至４のいずれ
   か１つに記載の換気器具を有してなる医療用換気器具構
   造であって、前記回転ジェットと前記呼吸用新鮮ガス流
   入口との間隔が、前記呼吸用新鮮ガス流入口に供給され
   る呼吸用新鮮ガスに周期に変化する圧力を与えるように
   機能する間隔である、医療用換気器具構造。
6. 【請求項６】患者用チューブに接続された請求項１乃至
   ５のいずれか１つに記載の換気器具を有してなる医療用
   換気器具構造であって、前記回転ジェットが、前記患者
   側チューブの前記ガス流入口と隣合って設けられ、周期
   的に変換する圧力で前記呼吸用ガス流入口に送られる呼
   吸用新鮮ガスを供給する、医療用換気器具構造。