(57)【要約】 【課題】  外部吸気管路および外部呼気管路のいずれかが閉塞するといった異常事態が生じても、患者の肺の換気動作を支援可能な人工呼吸器を提供する。【解決手段】  本体吸気管路２３と本体呼気管路２５とを連通する連通管路４４と、外部吸気管路２７および外部呼気管路２８のいずれかが閉塞すると、連通管路４４を開くばね式チェック弁４５とを備える。外部吸気管路２７および外部吸気管路２８のいずれかが閉塞すると、ばね式チェック弁４５が連通管路４４を開き、閉塞していない外部管路に気体を迂回させて流すことができる。これによって各外部管路２７，２８のいずれかが閉塞するといった異常事態が生じても、人工呼吸器２０は、患者の肺の換気動作の支援を継続することができる。【選択図】      図１
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【特許請求の範囲】
【請求項１】
酸素を含む気体を供給する供給手段と、
供給手段からの気体を患者の気道に導くための吸気管路であって、供給手段側となる本体吸気管路と患者側となる外部吸気管路とによって構成される吸気管路と、
患者の気道からの気体を排出場所に導くための呼気管路であって、排出場所側となる本体呼気管路と患者側となる外部呼気管路とによって構成される呼気管路と、
本体呼気管路に介在されて本体呼気管路を開閉する呼気弁と、
本体吸気管路と本体呼気管路とを連通する連通管路と、
連通管路に介在され、通常状態では連通管路を閉じ、外部吸気管路および外部呼気管路のいずれかが閉塞すると、連通管路を開く開閉手段を備えることを特徴とする人工呼吸器。
【請求項２】
前記開閉手段は、本体呼気管路側から本体吸気管路側に向かうばね力を弁部材に与えて、弁部材によって連通管路を塞ぐチェック弁であることを特徴とする請求項１記載の人工呼吸器。
【請求項３】
本体吸気管路を流れる気体の圧力と本体呼気管路を流れる気体の圧力との圧力差を検出する圧力差検出手段と、
圧力差検出手段の検出結果に基づいて、外部吸気管路および外部呼気管路のいずれかの閉塞状態を判断する閉塞状態検知手段とをさらに備えることを特徴とする請求項１または２記載の人工呼吸器。
【請求項４】
前記チェック弁の弁部材の変位状態に基づいて、外部吸気管路および外部呼気管路のいずれかの閉塞状態を判断する閉塞状態検知手段をさらに備えることを特徴とする請求項２記載の人工呼吸器。
【請求項５】
外部吸気管路および外部呼気管路のいずれかが閉塞状態であることを判断する閉塞状態検知手段をさらに備え、
前記開閉手段は、閉塞状態検知手段の検知結果に基づいて、連通管路を開閉するための弁部材を変位駆動することを特徴とする請求項１〜４のいずれかに記載の人工呼吸器。
【請求項６】
前記開閉手段は、本体呼気管路側から本体吸気管路側に向かうばね力を弁部材に与え、弁部材によって連通管路を塞ぐチェック弁と、
閉塞状態検知手段の判断結果に基づいて、チェック弁の弁部材をばね力に抗して変位駆動する弁駆動手段とを含む弁駆動型チェック弁であることを特徴とする請求項５記載の人工呼吸器。
【請求項７】
前記開閉手段は、閉塞状態検知手段の判断結果に基づいて、連通管路を開閉するための弁部材を変位駆動する弁駆動手段を含むオンオフ弁であることを特徴とする請求項５記載の人工呼吸器。
【請求項８】
前記閉塞状態検知手段の検知結果に基づいて、外部吸気管路および外部呼気管路のいずれかの閉塞状態を報知する報知手段をさらに備えることを特徴とする請求項２または４記載の人工呼吸器。
【発明の詳細な説明】
【技術分野】
【０００１】
本発明は、患者の肺の換気動作を支援する人工呼吸器に関する。
【背景技術】
【０００２】
図１４は、従来技術の人工呼吸器１を示す空気回路である。人工呼吸器１は、自発呼吸動作が低下または停止している患者３の肺に酸素を含む気体を供給し、患者の肺の換気動作を支援する。人工呼吸器１は、人工呼吸器本体１ａと、装着部材１ｂとを含んで構成される。
【０００３】
人工呼吸器本体１ａは、気体を患者の肺に供給するポンプ２と、ポンプ２から吐出された気体を患者の肺に導くための本体吸気管路５と、患者が吐出する気体を装置外部の排出場所１２に導くための本体呼気管路６と、本体呼気管路６に介在されて本体呼気管路６の開閉を行う呼気弁７とを含む。装着部材１ａは、本体吸気管路５と患者の肺とを連通する外部吸気管路１０と、本体呼気管路６と患者の肺とを連通する外部呼気管路１１とを含む。
【０００４】
本体吸気管路５には、本体吸気管路５と人工呼吸器本体１ａの外部の場所４と連通する開放管路８が連結される。この開放管路８には、安全弁９が介在される。安全弁９は、本体吸気管路５を流れる吸気気体の圧力が高くなった場合に、開放管路８を開き、吸気気体を人工呼吸器本体１ａの外部の場所４に導く（非特許文献１参照）。
【０００５】
外部吸気管路１０および外部呼気管１１は、可撓性の細管であるチューブによって実現される。このような外部管路１０，１１は、その内部空間の一部が塞がれて、閉塞してしまう場合がある。たとえば外部吸気管路１０に湿潤器が介在される場合や、外部呼気管路１１にドレイントラップが介在される場合など、管路内に水が溜まることによって閉塞してしまう。また各外部管路１０，１１が折り曲げられることによって閉塞してしまう。
【０００６】
図１５は、外部吸気管路１０が閉塞した状態の人工呼吸器１を示す空気回路である。外部吸気管路１０が閉塞した場合、人工呼吸器１は、安全弁９によって開放管路８を開き、呼気弁７によって本体吸気管路６を開く。これによってポンプ２から吐出される気体は、開放管路８を通過して人工呼吸器の外部の場所４に流れる。このとき患者が気体を吸引すると、各呼気管路６，１１を通過して排出場所１２から気体が患者の肺に流れる。また患者が吐出した気体は、各呼気管路６，１１を通過して排出場所１２に流れる。
【０００７】
図１６は、外部呼気管路１１が閉塞した状態の人工呼吸器１を示す空気回路である。外部呼気管路１０が閉塞した場合、人工呼吸器１は、安全弁９によって開放管路８を開く。これによってポンプ２から吐出される気体は、開放管路８を通過して人工呼吸器の外部の場所４に流れる。このとき患者が気体を吸引すると、人工呼吸器の外部の場所４の気体が開放管路８および各吸気管路５，１０を通過して患者の肺に流れる。また患者が吐出した気体は、各吸気管路５，１０および開放管路８を通過して、人工呼吸器の外部の場所４に流れる。
【０００８】
このように従来技術の人工呼吸器１は、各外部管路１０，１１のいずれかが閉塞するという異常事態が生じると、各本体管路５，６を人工呼吸器１の外部の場所４，１２に連通することによって、患者のみの自発呼吸を可能とするが、人工呼吸器による支援は、行えなくなる。
【０００９】
【非特許文献１】丸川、福山「人工呼吸器ハンドブック  １９９７−２００１」医学図書出版株式会社、２００１年３月２２日、ｐ.１０２、図１３
【発明の開示】
【発明が解決しようとする課題】
【００１０】
従来技術の人工呼吸器１は、各外部管路１０，１１のいずれかが閉塞すると、ポンプ２から供給される気体は、開放管路８を通過して人工呼吸器の外部の場所４に流れる。したがってポンプ２から吐出される気体が患者の肺に供給されることがない。これによって患者の自発呼吸が不可能となる事体は回避できるものの、人工呼吸器１によって患者の肺の換気動作を支援することができない。
【００１１】
したがって本発明は、外部吸気管路および外部呼気管路のいずれかが閉塞するといった異常事態が生じても、患者の肺の換気動作を支援可能な人工呼吸器を提供することを目的とする。
【課題を解決するための手段】
【００１２】
本発明は、酸素を含む気体を供給する供給手段と、
供給手段からの気体を患者の気道に導くための吸気管路であって、供給手段側となる本体吸気管路と患者側となる外部吸気管路とによって構成される吸気管路と、
患者の気道からの気体を排出場所に導くための呼気管路であって、排出場所側となる本体呼気管路と患者側となる外部呼気管路とによって構成される呼気管路と、
本体呼気管路に介在されて本体呼気管路を開閉する呼気弁と、
本体吸気管路と本体呼気管路とを連通する連通管路と、
連通管路に介在され、通常状態では連通管路を閉じ、外部吸気管路および外部呼気管路のいずれかが閉塞すると、連通管路を開く開閉手段を備えることを特徴とする人工呼吸器である。
【００１３】
また本発明は、前記開閉手段は、本体呼気管路側から本体吸気管路側に向かうばね力を弁部材に与えて、弁部材によって連通管路を塞ぐチェック弁であることを特徴とする。
【００１４】
また本発明は、本体吸気管路を流れる気体の圧力と本体呼気管路を流れる気体の圧力との圧力差を検出する圧力差検出手段と、
圧力差検出手段の検出結果に基づいて、外部吸気管路および外部呼気管路のいずれかの閉塞状態を判断する閉塞状態検知手段とをさらに備えることを特徴とする。
【００１５】
また本発明は、前記チェック弁の弁部材の変位状態に基づいて、外部吸気管路および外部呼気管路のいずれかの閉塞状態を判断する閉塞状態検知手段をさらに備えることを特徴とする。
【００１６】
また本発明は、外部吸気管路および外部呼気管路のいずれかが閉塞状態であることを判断する閉塞状態検知手段をさらに備え、
前記開閉手段は、閉塞状態検知手段の検知結果に基づいて、連通管路を開閉するための弁部材を変位駆動することを特徴とする。
【００１７】
また本発明は、前記開閉手段は、本体呼気管路側から本体吸気管路側に向かうばね力を弁部材に与え、弁部材によって連通管路を塞ぐチェック弁と、
閉塞状態検知手段の判断結果に基づいて、チェック弁の弁部材をばね力に抗して変位駆動する弁駆動手段とを含む弁駆動型チェック弁であることを特徴とする。
【００１８】
また本発明は、前記開閉手段は、閉塞状態検知手段の判断結果に基づいて、連通管路を開閉するための弁部材を変位駆動する弁駆動手段を含むオンオフ弁であることを特徴とする。
【００１９】
また本発明は、前記閉塞状態検知手段の検知結果に基づいて、外部吸気管路および外部呼気管路のいずれかの閉塞状態を報知する報知手段をさらに備えることを特徴とする。
【発明の効果】
【００２０】
請求項１記載の本発明によれば、通常状態において、患者に気体を供給する吸気期間にあたっては、呼気弁によって本体呼気管路を閉じ、各吸気管路を介して供給手段から供給される気体を患者の肺に供給する。また患者から気体を吐出させる呼気期間にあたっては、呼気弁によって本体呼気管路を開き、各呼気管路を介して、患者から吐出される気体を排出場所に導く。このようにして患者の肺の換気動作を支援する。
【００２１】
外部吸気管路および外部呼気管路のいずれかが閉塞する場合、開閉手段が連通管路を開く。たとえば外部吸気管路が閉塞した場合、吸気期間にあたって、供給手段から供給される気体は、本体吸気管路から連通管路を通過して外部呼気管路に流れ、外部呼気管路から患者の肺に導かれる。またたとえば外部呼気管路が閉塞した場合、呼気期間にあたって、患者から吐出される気体は、外部吸気管路から連通管路を通過して本体呼気管路に流れ、本体呼気管路から排出場所に導かれる。
【００２２】
このように、外部吸気管路および外部呼気管路のいずれかが閉塞する異常状態であっても、供給手段から供給される気体を患者の肺に導くことができ、また患者から吐出される気体を排出場所に導くことができる。したがって各外部管路のいずれかが閉塞しても患者の肺の換気動作を継続して支援することができる。
【００２３】
また請求項２記載の本発明によれば、外部吸気管路が閉塞した場合、吸気期間にあたって、本体吸気管路を流れる吸気気体の圧力が本体呼気管路を流れる呼気気体の圧力よりも高くなる。そしてその圧力差が、チェック弁に予め定められる動作圧力差以上大きくなると、弁部材が変位して連通管路が開かれる。
【００２４】
また外部呼気管路が閉塞した場合、呼気期間にあたって、本体吸気管路を流れる吸気気体の圧力が本体呼気管路を流れる呼気気体の圧力よりも高くなる。そしてその圧力差が、チェック弁に予め定められる動作圧力差以上大きくなると、弁部材が変位して連通管路が開かれる。
【００２５】
予め定められる動作圧力差は、チェック弁のばね力によって設定される。このようなばね式のチェック弁を用いることによって、各外部管路の閉塞状態を判断する閉塞状態検知手段を別途設ける必要がなく、管路閉塞時に連通管路を開くことができる。また連通管路を開閉するための弁部材を変位駆動する手段を別途設ける必要がない。したがって単純な構成によって開閉手段を実現することができ、安価な構成で人工呼吸器を実現することができる。
【００２６】
また請求項３記載の本発明によれば、外部吸気管路が閉塞すると、吸気期間にあたって、本体吸気管路を流れる吸気気体の圧力が、本体呼気管路を流れる呼気気体の圧力よりも高くなる。また外部呼気管路が閉塞すると、呼気期間にあたって、本体吸気管路を流れる吸気気体の圧力が、本体呼気管路を流れる呼気気体の圧力よりも高くなる。したがって閉塞状態検知手段は、圧力差検出手段によって検出される圧力差が、予め定める圧力差よりも大きいか否かを判断することによって、外部吸気管路および外部呼気管路のいずれかの閉塞状態を判断することできる。これによって人工呼吸器は、閉塞状態を検知してその動作を変更することができる。
【００２７】
また請求項４記載の本発明によれば、外部吸気管路および外部呼気管路のいずれかが閉塞すると、チェック弁の弁部材が変位して連通管路を開く。閉塞状態検知手段は、弁部材の変位状態を検出することによって、各外部管路いずれかの閉塞状態を検知することができる。これによって本体吸気管路を流れる吸気気体と本体呼気管判断することができる。また圧力差と弁部材の変位状態との両方に基づくことによって、各外部管路のいずれかの閉塞状態をより精度よく検出することができる。
【００２８】
また請求項５記載の本発明によれば、各外部管路のいずれかが閉塞状態にあることが判断された場合に、開閉手段が弁部材を変位駆動して連通管路を開く。これによってばね式のチェック弁のみを用いて開閉手段を実現した場合に対して、連通管路を開くために本体吸気管路を流れる吸気気体と本体呼気管路を流れる呼気気体との圧力差を必要とすることなく、連通管路を開いた状態に保持することができる。したがって連通管路を開くために余分な圧力差を必要とすることがないので、患者が気体を吸引する場合および患者が気体を吐出する場合に、余分な力を必要とせず患者の負荷を低減することができる。
【００２９】
また請求項６記載の本発明によれば、各外部管路のいずれかが閉塞状態となると、ばね力によって弁部材が変位移動して連通管路を開く。連通管路を開いた後は、弁駆動手段によって連通管路を開いた状態に保持する。これによって閉塞状態に追従して直ぐに連通管路を開くことができるとともに、連通管路を開いた後には余分な圧力差を必要とすることがない。このような開閉手段は、パイロット型チェック弁と呼ばれる場合がある。
【００３０】
また請求項７記載の本発明によれば、閉塞状態検知手段によって、各外部管路のいずれかの閉塞状態が判断されると、弁駆動手段が弁部材を変位駆動して、連通管路を開く。これによって本体吸気管路と本体呼気管路との圧力差を必要とすることなく連通管路を開いた状態に保持することができる。したがって余分な圧力差を必要とすることがない。
【００３１】
また請求項８記載の本発明によれば、報知手段によって、人工呼吸器を管理する医療従事者に各外部管路のいずれかが閉塞していることを知らせることができる。これによって医療従事者は、閉塞状態を知ることで、異常状態から正常状態に復旧させることができる。
【発明を実施するための最良の形態】
【００３２】
図１は、本発明の第１の実施の一形態である人工呼吸器２０を示すブロック図である。人工呼吸器２０は、自発呼吸動作が低下または停止している患者２１の肺に酸素を含む気体を供給し、患者２１の肺の換気動作を支援する。
【００３３】
人工呼吸器２０は、人工呼吸器本体２０ａと、装着部材２０ｂとを含んで構成される。人工呼吸器本体２０ａは、ポンプ２２と、本体吸気管路２３と、本体呼気管路２５と、呼気弁２６とを含む。ポンプ２２は、酸素を含む気体を患者に供給する供給手段である。本体吸気管路２３は、ポンプ２２から吐出された気体を患者の肺に導くための管路である。本体呼気管路２５は、患者が吐出する気体を予め定める排出場所２４に導くための管路である。呼気弁２６は、本体呼気管路２５に介在されて本体呼気管路２５の開閉を行う。ポンプ２２および呼気弁２６は、患者の肺の換気動作に応じて動作する。なお本体吸気管路２３と本体呼気管路２５とをまとめて、各本体管路２３，２５と称する場合がある。
【００３４】
装着部材２０ｂは、外部吸気管路２７と、外部呼気管路２８とを含む。外部吸気管路２７は、本体吸気管路２３と患者の肺とを接続するための管路である。また外部呼気管路２８は、本体呼気管路２５と患者の肺とを接続するための管路である。なお外部吸気管路２７と外部呼気管路２８とをまとめて、各外部管路２７，２８と称する場合がある。
【００３５】
各外部管路２７，２８は、可撓性を有する細管によって実現され、たとえば合成樹脂製のチューブによって実現される。また外部吸気管路２７と外部呼気管路２８とは、患者側に設けられるＹピースによって合流して、合流路２９を形成する。Ｙピースは、人工呼吸用マスクに接続されることによって、患者の気道に気体を供給する。またＹピースは、気管チューブに接続されることによって、患者の肺に気体を供給する。このように人工呼吸器２０は、本体吸気管路２３と外部吸気管路２７とによって吸気管路が構成され、本体呼気管路２５と外部呼気管路２８とによって呼気管路が構成される。
【００３６】
人工呼吸器２０は、患者の肺に気体を供給する吸気期間においては、ポンプ２２から気体を本体吸気管路２３に吐出するとともに、呼気弁２６によって本体呼気管路２５を閉じる。また患者から気体を吐出させる呼気期間においては、人工呼吸器の外部の場所３３からポンプ２２の内部空間に気体を吸引するとともに、呼気弁２６によって本体呼気管路２５を開く。
【００３７】
人工呼吸器２０は、このような吸気期間動作と呼気期間動作とを交互に繰り返して、患者の肺の換気動作を支援する。また人工呼吸器２０は、ポンプ２２および呼気弁２６を制御する制御手段を有してもよい。
【００３８】
また人工呼吸器本体２０ａは、人工呼吸器本体２０ａの外部の予め定める吸入場所３３からポンプ２２に空気を導くための空気供給管路３４が形成される。空気供給管路３４は、ポンプ２２と吸入場所３３とを連通する。また空気供給管路３４には、ポンプ２２から吸入場所３３に気体が逆流することを防ぐ吸入側逆止弁３５が介在される。また人工呼吸器本体２０ａは、ポンプ２２に酸素を導くための酸素供給管路３６が形成される。酸素供給管路３６は、ポンプ２２と酸素貯留場所３７とを連通する。酸素供給管路３６には、酸素をポンプ２２に供給する供給量を調整するための調整弁３８が設けられる。
【００３９】
ポンプ２２は、呼気期間にあたって空気供給管路３４を通過する空気と酸素供給管路３６を通過する酸素とを混合して吸引する。また吸気期間にあたって吸引した混合気体を本体吸気管路２３に吐出する。また人工呼吸器本体２０ａは、本体吸気管路２３と吸入場所３３とを連通する導入管路４０を含む。導入管路４０には、患者側から吸入場所側に気体が逆流することを防止する吸入側逆止弁４１が設けられる。これによってポンプ２２が停止した場合であっても、患者は、吸入場所３３から気体を吸引することができる。
【００４０】
本体吸気管路２３には、患者側からポンプ側に気体が逆流することを防止するポンプ側逆止弁３９が介在される。また本体呼気管路２５には、排気場所側から患者側に気体が逆流することを防止する排気側逆止弁４２が設けられる。排気側逆止弁４２は、呼気弁２７よりも患者側に設けられる。
【００４１】
本発明の人工呼吸器本体２０ａは、本体吸気管路２３と本体呼気管路２５とを連通する連通管路４４と、連通管路４４に介在されて連通管路４４を開閉する開閉手段とをさらに含む。開閉手段は、通常状態では、連通管路４４を閉じる。また開閉手段は、各外部管路２７，２８のいずれかが閉塞すると連通管路４４を開く。なお管路を開くとは、管路の一端部から他端部まで管路内の空間が連通する連通状態をいう。また管路を閉じるとは、管路の一端部から他端まで管路内の空間が連通することなく閉鎖する閉鎖状態をいう。
【００４２】
第１の実施の形態では、開閉手段は、ばね式チェック弁４５によって実現される。ばね式チェック弁４５は、連通管路４４を通過して本体呼気管路２５から本体吸気管路２３に気体が流れることを防止する逆止弁である。またばね式チェック弁４５は、本体吸気管路２３を流れる吸気気体の圧力が、本体呼気管路２５を流れる呼気気体の圧力よりも予め定める動作圧力以上高くなると連通管路４４を開く。
【００４３】
連通管路４４は、ばね式チェック弁４５が介在されることによって、ばね式チェック弁４５よりも本体吸気管路側となる上流側部分４４ａと、ばね式チェック弁４５よりも本体呼気管路側となる下流部分４４ｂとに分けられる。連通管路４４のうち上流側部分４４ａは、一端部が本体吸気管路２３に接続され、他端部がばね式チェック弁４５に接続される。また連通管路４４のうち下流側部部分４４ｂは、一端部がばね式チェック弁４５に接続され、他端部が本体呼気管路２５に接続される。
【００４４】
連通管路４４は、本体吸気管路２３のうち、ポンプ側逆止弁３９よりも患者側部分６０に接続される。また連通管路４４は、本体呼気管路２５のうち、排気側逆止弁４２よりも患者側部分６１に接続される。連通管路４４は、可及的に患者側に設けられることが好ましい。すなわち連通管路４４は、本体吸気管路２３のうちの気体が流れる方向の下流側端部と、本体呼気管路２５のうちの気体が流れる方向の上流側端部とを連結することが好ましい。
【００４５】
図２は、本発明の実施の一形態のばね式チェック弁４５を示す断面図である。ばね式チェック弁４５は、本体呼気管路２５側から本体吸気管路２３側に向かうばね力を弁部材４６に与えて、弁部材４６によって連通管路４４を塞ぐチェック弁である。
【００４６】
ばね式チェック弁４５は、弁箱４７と、弁部材４６と、ばね体４８とを含んで構成される。弁箱４７は、内部空間となる弁室４９が形成される。また弁箱４７には、弁室４９から外方に開放する気体導入孔５３および気体排出孔５４が形成される。気体導入孔５３が形成される部分は、連通管路４４のうち上流側部分４４ａに接続され、気体排出孔５４が形成される部分は、連通管路４４のうち下流側部分４４ｂに接続される。
【００４７】
弁部材４６は、弁室４９内で、予め定める移動軸線５１に沿って往復変位可能に設けられる。また弁箱４７には、気体導入孔５３側であって弁部材４６に臨む弁座５０が形成される。弁座５０には、弁孔５２が形成され、弁孔５２は、気体導入孔５３と連通する。ばね体４８は、移動方向一方Ａ１であって弁部材４６が気体導入孔５３に向かう方向にばね力を与え、弁部材４６を弁座５０に接触させる。ばね体４８は、たとえば圧縮コイルばねによって実現される。ばね体４８によって弁部材４６が弁座５０に当接すると、弁孔５２が塞がれる。また弁部材４６の移動軸線５１に垂直な最大断面積は、弁孔５２の移動軸線５１に垂直な面積よりも大きく形成される。
【００４８】
本体吸気管路２３を流れる吸気気体の圧力が、本体呼気管路２５を流れる呼気気体の圧力よりも大きくなり、その圧力差が予め定める圧力差を超えた場合、弁部材４６は、ばね体４８のばね力に抗して移動方向他方Ａ２に変位する。これによって弁部材４６が弁座５２から離反し、弁孔５２と気体排出孔５４とが連通する。そして連通管路４４の上流側部分４４ａから下流側部分４４ｂに気体が流れる。すなわち連通管路４４が開かれる。
【００４９】
また吸気気体と呼気気体との圧力差が、予め定める圧力差を超えない場合には、連通管路４４は閉じられる。言い換えると、連通管路４４を介して、本体呼気管路２５から本体吸気管路２３に気体が流れることが阻止される。
【００５０】
連通管路４４が開かれるために必要な圧力差は、ばね体４８のばね力によって設定される。この圧力差は、少なくとも本体吸気管路２３から外部吸気管路２７、合流路２９、外部呼気管路２８、本体呼気管路２５を順に気体が流れる場合の管路の圧力損失よりも大きくなるように設定される。これによって各外部管路２７，２８が、閉塞していない場合に、連通管路４４が開いてしまうといった誤動作を防止することができる。たとえば吸気気体と呼気気体との圧力差、すなわちばね式チェック弁４５によって連通管路４４が開く動作圧力は、たとえば１０ｃｍＨ２０に設定される。
【００５１】
図３は、通常状態の気体の流れを示す人工呼吸器２０の空気回路である。通常状態、すなわち外部吸気管路２７および外部呼気管路２８が閉塞していない状態において、吸気期間の気体の流れは、図３の白矢印で示される。ポンプ２２から吐出された気体は、本体吸気管路２３および外部吸気管路２７を順に通過して、患者２３の肺に供給される。このとき、呼気弁２６によって本体呼気管路２５が閉じられているので、本体吸気管路２３と、呼気弁２６よりも患者側の本体呼気管路２５とは、ほぼ同じ圧力となる。したがって連通管路４４が開くことがなく、ポンプ２２から供給されて酸素を多く含む気体が、本体呼気管路２５および外部呼気管路２８に流れることがない。
【００５２】
また通常状態において呼気期間の気体の流れは、図３の黒矢印で示される。呼気弁２６によって本体呼気管路２５が開かれる。患者から吐出された気体は、外部呼気管路２８および本体呼気管路２５を順に通過して、排出場所２４に導かれる。またポンプ２２は、呼気期間において、空気供給管路３４から空気を吸引するとともに酸素供給管路３６から酸素を吸引して、吸引した気体をポンプ内に貯留する。
【００５３】
このように通常状態では、連通管路は閉じられている。したがって各吸気管路２３，２７には、ポンプ２２から供給される気体で満たされ、患者が吐出した気体が進入することがない。また各呼気管路２５，２８には、患者が吐出した気体で満たされ、ポンプ２２から供給される気体が直接進入することがない。これによって患者自身が吐出して二酸化炭素を多く含む気体を、患者が再び吸引することを防ぐことができる。
【００５４】
図４は、外部吸気管路２７が閉塞した場合の気体の流れを示す人工呼吸器２０の空気回路である。人工呼吸器２０は、外部吸気管路２７が閉塞しても、ポンプ２２および呼気弁２７について、通常状態と同様に動作する。吸気期間の気体の流れは、図４の白矢印で示される。ポンプ２２から吐出された気体は、外部吸気管路２７が閉塞しているので、本体吸気管路２３に留まる。そして本体吸気管路２７を流れる吸気気体の圧力が本体呼気管路圧力２５を流れる呼気気体の圧力よりも高くなる。そしてその圧力差がばね式チェック弁４５の動作圧力より大きくなると、弁部材４６が変位して連通管路４４が開く。
【００５５】
これによってポンプ２２から吐出される気体は、本体吸気管路２３、連通管路４４、本体呼気管路２５および外部呼気管路２８を順に通過して、患者２３の肺に供給される。また呼気期間の気体の流れは、図４の黒矢印で示され、患者から吐出された気体は、通常状態と同様に流れて、排出場所２４に排出される。このように外部吸気管路２７が閉塞した場合であっても、ポンプ２２から供給される気体を、連通管路４４によって迂回させることによって、患者の肺の換気動作を支援することができる。
【００５６】
なお、ポンプ２２から供給する気体の容量は、患者の肺から本体呼気管路２５と連通管路４４とが連結される部分までの管路内の空間に満たされる気体の容量よりも、大きく設定されることが好ましい。これによって各呼気管路２５，２８に、患者が以前に吐出した気体が残留していても、残留している気体の容量よりも多くの気体を患者に供給することができ、患者自身が吐出した気体のみを、患者が吸引しつづける状態を回避することができる。
【００５７】
たとえば患者の肺から、本体呼気管路２５と連通管路４４とが連結される部分までの各呼気管路内の空間の気体の容量が２００ｃｃである場合、ポンプ２２から供給される気体の容量が５００ｃｃに設定されることで、３００ｃｃの酸素を多く含む気体を患者に供給することができる。
【００５８】
図５は、外部呼気管路２８が閉塞した場合の気体の流れを示す人工呼吸器２０の空気回路図である。人工呼吸器２０は、外部呼気管路２８が閉塞しても、ポンプ２２および呼気弁２７について、通常状態と同様に動作する。この場合、吸気期間の気体の流れは図５の白矢印で示される。ポンプ２２から吐出される気体は、通常状態と同様に流れて、患者の肺に供給される。
【００５９】
また呼気期間の気体の流れは、図５の黒矢印で示され、患者から吐出された気体は、外部呼気管路２８が閉塞しているので、合流管路２９から外部吸気管路２７および本体吸気管路２３に溜まる。そして本体吸気管路２７を流れる吸気気体の圧力が本体呼気管路圧力２５を流れる呼気気体の圧力よりも高くなる。そしてその圧力差がばね式チェック弁４５の動作圧力よりも大きくなると、弁部材４６が変位して連通管路４４が開く。これによって患者から吐出された気体は、外部吸気管路２７、本体吸気管路２３、連通管路４４および本体呼気管路２５を順に通過して、排気場所に導かれる。
【００６０】
この場合、患者は、呼気期間にばね式チェック弁４５の動作圧力相当の背圧を受けるが、ばね式チェック弁４５の動作圧力を可及的に小さくすることによって患者の負担を軽減できる。また後述する報知手段７３によって、各外部管路２７，２８の閉塞状態を報知することで、医療従事者は、各外部管路２７，２８の閉塞状態を知り、各外部管路２７，２８を正常に復旧することができる。このようにして各外部管路２７，２８を正常状態に復旧することによって、患者の負担を軽減できる。
【００６１】
このように外部呼気管路２８が閉塞した場合であっても、患者から吐出される気体を、連通管路４４によって迂回させることによって、患者の肺の換気動作を支援することができる。なお前述と同様に、ポンプ２２から患者に供給する気体の容量は、患者の肺から本体吸気管路２３と連通管路４４とが連通される部分までの管路内の空間に満たされる気体の容量よりも、大きく設定されることが好ましい。
【００６２】
以上のように本発明の第１の実施の形態に従えば、連通管路４４が設けられることによって、各外部管路２７，２８のいずれかが閉塞した場合であっても、気体の流れを迂回させることによって患者の肺の換気作業を継続して実行することができる。これによって万が一、各外部管路２７，２８のいずれかが閉塞した状態で、患者が自発呼吸を停止した場合であっても、患者の肺を換気することができる。
【００６３】
また通常状態では、本体吸気管路２７と本体呼気管路２８との圧力差が小さく、連通管路４４が開くことがない。したがって通常状態では、外部呼気管路２８には、ポンプ２２から供給される気体が直接流れることがない。また外部吸気管路２７には、患者から吐出される気体が直接流れることがない。また患者が気体を吐出した排出場所２４から気体を吸引することがない。これによって通常状態では、患者から吐出されて二酸化酸素を多く含む気体を、患者が再び吸引することを防ぐことができ、患者の負担を低減することができる。また通常状態と異常状態とで、ポンプ２２および呼気弁２６の制御を変更する必要がなく、信頼性を向上することができる。
【００６４】
連通管路４４は、本体吸気管路２３のうち気体が流れる方向の下流側の端部と、本体呼気管路２５のうち気体が流れる方向の上流側の端部とを連通する。これによって各外部管路２７，２８のいずれかが閉塞した場合であっても、患者が吐出した気体を、患者が再び吸引する気体の容量を可及的に小さくすることができ、ポンプ２２から供給される気体をより多く患者に供給することができる。
【００６５】
また各本体管路２３，２５に、吸気気体および呼気気体の状態を検出する各検出手段４０，４３，９１〜９５が設けられる場合、それらの各検出手段４０，４３，９１〜９５が気体の状態を検出する位置とほぼ同じか、その位置よりも患者側の位置で、連通管路４４が各本体管路２３，２５に接続されることが好ましい。これによって異常状態であっても、各検出手段４０，４３，９１〜９５によって、気体の状態を精度よく検出することができる。
【００６６】
たとえば本体吸気管路２３に吸気気体の流量を検出する流量検出手段９１が設けられる場合、流量を検出する位置よりも、患者側の本体吸気管路２３に連通管路４４が接続されることによって、連通管路４４に流れる気体の有無にかかわらず、正確な吸気気体の流量を検出することができる。
【００６７】
図１に示すように、たとえば各検出手段は、圧力検出手段４０，４１のほか、吸気気体および呼気気体の流量を検出する流量検出手段９１，９２、吸気気体の酸素濃度を検出する酸素濃度センサ９３、吸気気体の温度を検出する吸気温度センサ９４、呼気気体の温度を検出する呼気温度センサ９５などがある。
【００６８】
また連通管路４４を開閉する開閉手段をばね式チェック弁４５によって実現することによって、各外部管路２７，２８の閉塞状態を判断する閉塞状態検知手段を別途設ける必要がなく、管路閉塞時に連通管路４４を開くことができる。また連通管路４４を開閉するために弁部材４６を変位駆動する手段を別途設ける必要がない。また正常状態となった場合に、復帰動作を行う必要がない。したがって単純な構成によって開閉手段を実現することができ、安価に実現することができる。また構成を単純化することで故障を防止することができ、信頼性を向上することができる。
【００６９】
さらに各外部管路２７，２８に含まれる気体の容積よりも大きい体積の気体を、ポンプ２２から供給することによって、異常状態であっても、酸素を多く含む気体を患者に供給することができ、患者の負担をさらに小さくすることができる。また各外部管路２３，２５のいずれかが閉塞した場合には、外部呼気管路内の空間に満たされる気体の容量よりも大きくなるように、ポンプ２２から供給する気体の容量を増やしてもよい。これによって患者自身が吐出した気体のみを、患者が吸引しつづける状態を回避することができる。
【００７０】
また各外部管路２３，２５のいずれかが閉塞した場合には、調整弁３８によって酸素供給径路３６からポンプ２２に供給される酸素量を増やしてもよい。これによって患者が吐出した気体の一部を、再び吸引した場合であっても、患者の肺に供給される酸素濃度を予め定める値に保つことができる。
【００７１】
図６は、第２の実施の形態の人工呼吸器１２０の電気的構成を示すブロック図である。第２の実施の形態の人工呼吸器１２０は、図１に示す構成とともに本体吸気管路２３を流れる吸気気体および本体呼気管路２５を流れる呼気気体のそれぞれの圧力または吸気基体と呼気気体との圧力差を検出して、各外部管路２７，２８の閉塞状態を判断する。第２の実施の形態の人工呼吸器１２０は、第１の実施の形態の人工呼吸器２０の構成のほか、吸気圧力検出手段７０と、呼気圧力検出手段７１と、閉塞状態検知手段７２と、報知手段７３とをさらに含む。したがって前述する第１の実施の形態の人工呼吸器２０と同様の構成については、説明を省略する。
【００７２】
また図１に示すように、本体吸気管路２３には、本体吸気管路２３を流れる気体の圧力を検出するための吸気圧力検出孔４０が形成される。吸気圧力検出孔４０は、ポンプ側逆止弁３９よりも患者側に形成される。また本体呼気管路２５には、本体呼気管路２５を流れる気体の圧力を検出するための呼気圧力検出孔４３が形成される。呼気圧力検出孔４３は、排気側逆止弁４２よりも患者側に形成される。
【００７３】
吸気圧力検出手段７０は、吸気圧力検出孔４０から導かれる気体から、本体吸気管路２３を流れる吸気気体の圧力である吸気圧力を検出する。呼気圧力検出手段７１は、呼気圧力検出孔４３から導かれる気体から、本体呼気管路２５を流れる呼気気体の圧力である呼気圧力を検出する。各圧力検出手段７０，７１は、その検出結果を示す信号Ｐｉ，Ｐｅを閉塞状態検知手段７２に与える。
【００７４】
閉塞状態検知手段７２は、吸気圧力検出手段７０から吸気圧力を示す吸気圧力信号Ｐｉと、呼気圧力検出手段７１から呼気圧力を示す呼気圧力信号Ｐｅとを取得する。閉塞状態検知手段７２は、吸気圧力信号Ｐｉおよび呼気圧力信号Ｐｅに基づいて、吸気圧力から呼気圧力を減算して吸気圧力と呼気圧力との圧力差を求め、その圧力差が予め定める設定圧力差よりも大きいか小さいかを判定する。
【００７５】
閉塞状態検知手段７２は、吸気圧力と呼気圧力との圧力差が、予め定める設定圧力差よりも大きい場合には、各外部管路２７，２８のうちのいずれかが閉塞していることを判断して、閉塞信号を出力する。閉塞信号は、医療従事者によって解除信号が与えられるまで、閉塞信号の出力を継続する。また吸気圧力と呼気圧力との圧力差が、設定圧力差よりも小さい場合には、各外部管路２７，２８がともに閉塞していないことを判断する。
【００７６】
閉塞状態検知手段７２は、閉塞信号を報知手段７３に与え、報知手段７３は、各外部管路２７，２８が閉塞していることを報知する。報知手段７３は、たとえば音および光の少なくともいずれかを発する。
【００７７】
人工呼吸器１２０は、前記設定圧力差を任意に設定可能な入力手段７４を有してもよい。この場合、医療従事者によって設定圧力差が入力手段７４に設定されると、入力手段７４は、設定された設定圧力差を閉塞状態検知手段に伝える。また設定圧力差は、ばね式チェック弁４５が連通管路４４を開くのに必要な、吸気圧力と呼気圧力との圧力差に設定されてもよい。
【００７８】
さらに人工呼吸器１２０は、検出される圧力差が、吸気期間か呼気期間かのいずれの期間かを示すトリガー信号を生成するトリガー信号生成手段７５を有してもよい。トリガー信号生成手段７５は、トリガー信号を閉塞状態検知手段７２に与える。閉塞状態検知手段７２は、トリガー信号に基づいて、吸気期間の前記圧力差が設定圧力差よりも大きくなると、外部吸気管路２７が閉塞していることを判断する。また呼気期間の前記圧力差が設定圧力差よりも大きくなると、外部呼気管路２８が閉塞していることを判断する。
【００７９】
このようにトリガー信号に基づくことによって、外部吸気管路２７と外部呼気管路２８とのいずれが閉塞したかを判断することができる。またその判断結果を報知手段７３に報知することによって、さらに利便性を向上することができる。
【００８０】
図７は、外部吸気管路２７が閉塞した状態における吸気圧力と呼気圧力との圧力差の時間変化と、閉塞信号の時間変化との関係を示すグラフである。図７（１）に吸気圧力と呼気圧力との時間変化を示す。また図７（２）に、吸気圧力と呼気圧力との圧力差の時間変化を示す。また図７（３）に、閉塞信号の時間変化を示す。
【００８１】
通常、吸気期間Ｗ１では、吸気圧力および呼気圧力は、時間経過とともにほぼ同様の変化率で上昇する。また呼気期間Ｗ２では、吸気圧力および呼気圧力は、ほぼ大気圧程度に低下する。また吸気圧力と呼気圧力とは、吸気管路２３，２７と呼気管路２５，２８との圧力損失相当の圧力差がある。
【００８２】
吸気期間Ｗ１に外部吸気管路２７が閉塞した場合、図７（１）に示すように、吸気期間Ｗ１では、外部吸気管路２７が閉塞した閉塞発生時刻Ｔ１から、呼気圧力に対して吸気圧力が大きくなる。また呼気期間Ｗ２では、吸気圧力と呼気圧力とは、正常状態とほぼ同じ変化を示す。
【００８３】
したがって、図７（２）に示すように、吸気圧力と呼気圧力との圧力差は、吸気期間Ｗ１において閉塞発生時刻Ｔ１から時間経過とともに大きくなり、予め設定される設定圧力差よりも大きくなる。そして呼気期間Ｗ２では、圧力差は、予め定める設定圧力差よりも小さくなった後、正常状態とほぼ同じ変化を示す。
【００８４】
図７（３）に示すように、閉塞状態検知手段７２は、吸気期間Ｗ１において吸気圧力と呼気圧力との圧力差が設定圧力差よりも大きくなる圧力上昇時刻Ｔ２に達すると、その時刻Ｔ２から閉塞信号の出力を開始する。また閉塞状態検知手段７２は、呼気期間Ｗ２において吸気圧力と呼気圧力との圧力差が設定圧力差よりも小さくなる圧力下降時刻Ｔ３に達しても、閉塞信号の出力を継続する。そして閉塞状態検知手段７２は、閉塞状態が解除されたことを示す信号が与えられるまで閉塞信号を出力し続ける。
【００８５】
図８は、外部呼気路２８が閉塞した状態における吸気圧力と呼気圧力との圧力差の時間変化と、閉塞信号の時間変化との関係を示すグラフである。図８（１）に吸気圧力と呼気圧力との時間変化を示す。また図８（２）に、吸気圧力と呼気圧力との圧力差の時間変化を示す。また図８（３）に、閉塞信号の時間変化を示す。
【００８６】
吸気期間Ｗ１に外部呼気管路２８が閉塞した場合、図８（１）に示すように、吸気期間Ｗ１では、吸気圧力と呼気圧力とは、正常状態とほぼ同じ変化を示す。また呼気期間Ｗ２では、吸気期間Ｗ２が開始されてから呼気圧力に対して吸気圧力が大きくなる。
【００８７】
したがって、図８（２）に示すように、吸気圧力と呼気圧力との圧力差は、呼気期間Ｗ２において時間経過とともに大きくなり、予め設定される設定圧力差よりも大きくなる。そして吸気期間Ｗ１では、圧力差は、予め定める設定圧力差よりも小さくなった後、正常状態とほぼ同じ変化を示す。
【００８８】
図８（３）に示すように、閉塞状態検知手段７２は、呼気期間Ｗ２において吸気圧力と呼気圧力との圧力差が設定圧力差よりも大きくなる圧力上昇時刻Ｔ２に達すると、その時刻Ｔ２から閉塞信号の出力を開始する。また閉塞状態検知手段７２は、吸気期間Ｗ１において吸気圧力と呼気圧力との圧力差が設定圧力差よりも小さくなる圧力下降時刻Ｔ３に達しても、閉塞信号の出力を継続する。そして閉塞状態検知手段７２は、閉塞状態が解除されたことを示す信号が与えられるまで閉塞信号を出力し続ける。
【００８９】
図９は、第３の実施の形態の人工呼吸器２２０の電気的構成を示すブロック図である。第３の実施の形態の人工呼吸器２２０は、図１に示す構成とともに、ばね式チェック弁４５の弁部材４６の変位状態を検出して、各外部管路２７，２８の閉塞状態を検知する。第３の実施の形態の人工呼吸器２２０は、第２の実施の形態の人工呼吸器１２０と類似した構成を示し、類似した構成については、説明を省略する。
【００９０】
第３の実施の形態の人工呼吸器２２０は、第２の実施の形態の人工呼吸器１２０の圧力検出手段７０，７１に換えて、弁位置検出手段７６を有する。弁位置検出手段７６は、弁部材４６が弁座５２から離反したことを検出すると、検出結果を閉塞状態検知手段７２に与える。閉塞状態検知手段７２は、弁位置検出手段７６から弁部材４６が弁座５２から離反したことを示す信号を受取ると、各外部管路２７，２８のいずれかが閉塞したことを報知手段７３に報知させる。人工呼吸器２２０は、前述に対応するような入力手段７４およびトリガー信号生成手段７５を備えていてもよい。これによって第２の実施の形態の人工呼吸器１２０と同様の効果を得ることができる。
【００９１】
図１０は、弁位置検出手段７６を備えるばね式チェック弁１４５を示す断面図である。開閉手段であるばね式チェック弁１４５は、図２に示すばね式チェック弁４５に対応する弁箱４７、弁部材４６、ばね体４８に対応する構成を有する。また弁位置検出手段１５０は、弁部材４６の移動方向の変位量を検出し、たとえばリミットスイッチおよび近接スイッチなどによって実現することができる。
【００９２】
また本発明の人工呼吸器は、第２および第３の実施の形態の人工呼吸器１２０，２２０の構成の両方の構成を備えてもよい。これによって圧力差および弁の移動の両方によって、各外部管路２７，２８のいずれかの閉塞状態を検知することができるので、閉塞状態の検知信頼性を向上することができる。
【００９３】
図１１は、第４の実施の形態の人工呼吸器３２０の電気的構成を示すブロック図である。第４の実施の形態の人工呼吸器３２０は、第２の実施の形態の人工呼吸器１２０にさらに弁部材４６を移動方向他方Ｂ２に変位駆動する弁駆動手段７７を有する。移動方向他方Ｂ２は、弁部材４６が弁座５２から離反する方向である。言い換えると開閉手段は、ばね式チェック弁４５と弁駆動手段７７とを含む。
【００９４】
弁駆動手段７７は、閉塞状態検知手段７２から各外部管路２７，２８のいずれかが閉塞していることを示す閉塞信号が与えられると、弁部材４６を移動方向他方Ｂ２に移動させ、連通管路４４を開く。弁駆動手段７７は、入力手段７４から解除信号が与えられるまで、弁部材４６と弁座５２とを離反させた状態で保持し、連通管路４４の開状態を継続する。
【００９５】
また報知手段７３によって各外部管路２７，２８の閉塞状態を報知することによって、医療従事者は、閉塞状態を知ることができる。閉塞状態を知った医療従事者は、各外部管路２７，２８を正常な状態に戻す。そして正常状態に戻ったことを入力手段７４に入力する。入力手段７４は、解除信号を弁駆動手段７７に与えることによって、弁駆動手段７７は、連通管路４４の開状態を解除する。
【００９６】
図１２は、弁駆動手段７７を示す断面図である。弁駆動手段７７は、移動軸線５１に沿って移動可能に設けられる押圧棒８０と、押圧棒８０を移動軸線５１に沿って移動させるプランジャ８３と、移動方向一方Ｂ１であって弁部材４６から離反するばね力をプランジャに与えるばね体８１と、移動方向他方Ｂ２であって弁部材４６に近接する電磁力をプランジャ８３に与えるコイル８４とを含む。すなわち、ばね体８１と、プランジャ８３と、コイル８４とによって電磁ソレノイド８２を実現する。
【００９７】
弁駆動手段７７は、閉塞状態検知手段７２から閉塞信号が与えられると、コイルを通電する。これによって、励磁したプランジャ８３が、ばね体８１のばね力に抗して移動し、押圧棒８０を移動方向他方Ｂ２に移動させる。押圧棒８０は、弁部材４６に当接し、弁部材４６を弁座５２から離反させる。
【００９８】
弁駆動手段７７は、入力手段７４から解除信号が与えられると、コイルの通電を解除する。これによって、プランジャ８３の励磁が解除される。プランジャ８３は、ばね体８１のばね力によって移動し、プランジャ８３とともに押圧棒８０が移動方向一方Ｂ１に移動する。押圧棒８０が弁部材４６から離反して、弁部材４６が弁座５２に当接する。
【００９９】
以上のように第４の実施の形態の人工呼吸器３２０では、各外部管路２７，２８の閉塞が確認されると、弁駆動手段７７が、連通管路４４を開状態で保持する。これによってばね式チェック弁４５のみによって開閉手段が実現される場合に対して、吸気気体と呼気気体との圧力差を必要とすることなく、連通管路４４を開いた状態に保つことができる。
【０１００】
これによって本体管路２３，２５に設けられる圧力検出孔４０，４３から導かれる気体の圧力から、患者の気道圧力を精度よく推定することができる。また患者が自発呼吸する場合など、気体を連通管路４４に流すための圧力差を必要とすることないので、患者の負担を低減することができる。また仮に閉塞状態を検知してから弁駆動手段７７が弁部材４６を変位駆動するまでに時間がかかる場合や、コイルを通電できない場合であっても、ばね式チェック弁４５を有することによって連通管路４４の開閉動作が阻害されることがない。
【０１０１】
また、閉塞状態検知手段７２は、第２の実施の形態の人工呼吸器１２０に示すように、吸気圧力検出手段７０および呼気圧力検出手段７１から与えられる信号Ｐｉ，Ｐｅに基づいて、閉塞信号を弁駆動手段７７に与えてもよいが、他に第３の実施の形態の人工呼吸器２２０に示すように、弁位置検出手段７６から与えられる信号に基づいて、閉塞信号を弁駆動手段７７に与えてもよい。
【０１０２】
図１３は、第５の実施の形態の人工呼吸器の開閉手段２００を示す断面図である。第４の実施の形態の人工呼吸器は、第４の実施の形態の人工呼吸器３２０の開閉手段に換えて、ソレノイドによって連通管路４４を開閉するオンオフ弁２００が設けられる。オンオフ弁２００は、弁箱４７と、弁部材４６と、弁駆動手段２０１とを含んで構成される。弁箱４７および弁部材４６は、図２に示すばね式チェック弁４５の弁箱４７および弁部材４６に対応し、対応する符号を付して説明を省略する。
【０１０３】
弁駆動手段２０１は、弁部材４６に固定されて弁部材４６とともに移動方向Ｃに移動可能に設けられるプランジャ２０１と、弁部材４６が弁座５２に近接する方向である移動方向一方に向かうばね力を、プランジャ２０１に与えるばね体２０２と、弁部材４６が弁座５２から離反する方向である移動方向他方Ｃ２に向かう電磁力を、プランジャ２０１に与えるコイル２０３とを含む。すなわち、ばね体２０２と、プランジャ２０１と、コイル２０３とによって電磁ソレノイドを実現する。
【０１０４】
コイル２０３を通電状態とすることによって、励磁したプランジャ２０１が、ばね体２０２のばね力に抗して移動し、弁部材４６が弁座５２から離反する。これによって連通管路４４が開く。またコイル２０３の通電状態を解除することによって、プランジャ２０１の励磁が解除され、ばね体２０２のばね力によって移動する。弁部材４６は、弁座５２に着座、すなわち接触し連通管路４４が閉じる。
【０１０５】
オンオフ弁２００は、閉塞状態検知手段７２から閉塞信号が与えられると、コイル２０２を通電状態として連通管路４４を開く。またオンオフ弁２００は、入力手段７４から解除信号が与えられると、コイル２０２の通電状態を解除して連通管路４４を閉じる。このようにチェック弁４５に換えてオンオフ弁２００によっても、連通管路４４を開閉する開閉手段を実現することができる。
【０１０６】
なお、上述した本発明の人工呼吸器の構成は、実施の一形態であって発明の範囲内で構成を変更してもよい。たとえば気体を供給する供給手段としてベローズポンプを用いたが、ピストンポンプであってもよい。
【０１０７】
また病院などの場合、配管を介して気体貯留源から気体が供給されてもよい。また本発明の人工呼吸器は、一呼吸ごとに一定量の気体を患者に送る従量方式たとえばＶＣＶ（
Volume Control Ventilation）方式、呼気期間中に患者の気道圧力を一定に保ち、患者の肺のコンプライアンスに対応した換気量を得る従圧方式たとえばＰＣＶ（Pressure
Control Ventilation）方式など、人工呼吸器の制御方法にかかわらず好適に用いることができる。
【０１０８】
また開閉手段としてチェック弁およびオンオフ弁を用いたが、連通管路４４を開閉する手段であれば、他の手段を用いてもよい。また本実施の形態では閉塞状態検知手段は、吸気気体と呼気気体との圧力差または弁の移動状態に基づいて、各外部管路２７，２８の閉塞状態を判断したが、吸気気体および呼気気体の流量変化など他の状態に基づいて閉塞状態を判断してもよい。
【図面の簡単な説明】
【０１０９】
【図１】本発明の第１の実施の一形態である人工呼吸器２０を示すブロック図である。
【図２】本発明の実施の一形態のばね式チェック弁４５を示す断面図である。
【図３】通常状態の気体の流れを示す人工呼吸器２０の空気回路である。
【図４】外部吸気管路２７が閉塞した場合の気体の流れを示す人工呼吸器２０の空気回路である。
【図５】外部呼気管路２８が閉塞した場合の気体の流れを示す人工呼吸器２０の空気回路図である。
【図６】第２の実施の形態の人工呼吸器１２０の電気的構成を示すブロック図である。
【図７】外部吸気管路２７が閉塞した状態における吸気圧力と呼気圧力との圧力差の時間変化と、閉塞信号の時間変化との関係を示すグラフである。
【図８】外部呼気路２８が閉塞した状態における吸気圧力と呼気圧力との圧力差の時間変化と、閉塞信号の時間変化との関係を示すグラフである。
【図９】第３の実施の形態の人工呼吸器２２０の電気的構成を示すブロック図である。
【図１０】弁位置検出手段７６を備えるばね式チェック弁１４５を示す断面図である。
【図１１】第４の実施の形態の人工呼吸器３２０の電気的構成を示すブロック図である。
【図１２】弁駆動手段７７を示す断面図である。
【図１３】第５の実施の形態の人工呼吸器４２０の一部を示す断面図である。
【図１４】従来技術の人工呼吸器１を示す空気回路である。
【図１５】外部吸気管路１０が閉塞した状態の人工呼吸器１を示す空気回路である。
【図１６】外部呼気管路１１が閉塞した状態の人工呼吸器１を示す空気回路である。
【符号の説明】
【０１１０】
２０  人工呼吸器
２１  患者
２２  ポンプ
２３  本体吸気管路
２５  本体呼気管路
２６  呼気弁
２７  外部吸気管路
２８  外部呼気管路
４４  連通管路
４５  チェック弁
【図１】
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【図２】
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【図３】
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【図４】
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【図５】
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【図６】
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【図７】
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【図８】
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【図９】
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【図１０】
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【図１１】
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【図１２】
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【図１３】
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【図１４】
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【図１５】
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【図１６】
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