(57)【要約】ガス作動空気圧式ベンチレータ（１）はコンプレッサ（２）からの圧縮空気によって駆動し、また出口（１１）を蛇腹状管材（３０）により患者側バルブ（３４）及びフェイスマスク等に接続する。例えば、酸素シリンダ（４０）からの純酸素源（４）を細孔管材（３８）により患者側バルブ（３４）の空気入口（３３）に隣接するガス入口（３７）に接続し、補充酸素を空気と混合させる。呼気フェーズ中に、患者側バルブ（３４）が閉じ、またベンチレータの患者側排出バルブ（１６）が開き、患者側バルブ（３４）に供給された酸素が患者側端部（３２）から蛇腹状管材（３０）を充満することができ、また管材内の空気を患者側排出バルブ（１６）から追い出すことができ、これにより、管材内に或る量の酸素が捕集され、次の吸気フェーズ中に患者に分配できるようになる。【選択図】図１
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【特許請求の範囲】
【請求項１】
圧縮空気源（２）に接続するよう構成した入口（１０）と、出口（１１）及び患者換気のための周期的空気供給をガス流路（１５）経由で前記出口に供給するよう構成した機構と、前記出口（１１）から患者側バルブユニット（３４）に延在して呼吸デバイスに接続するよう構成した一条の管材（３０）とを有する空気圧式ガス作動のベンチレータ（１）であって、前記患者側バルブユニット（３４）は、吸気フェーズ中に前記管材（３０）から前記患者へのガスの流れを可能にするが、呼気フェーズ中には前記管材（３０）から前記患者へのガスの流れを阻止するよう構成することを特徴とし、前記ベンチレータ（１）は、前記ガス流路（１５）に接続したベンチレータバルブ（１６）であって、吸気フェーズ中に閉じ、また呼気フェーズ中には大気に開放するよう構成した、該ベンチレータバルブ（１６）を有することを特徴とし、また前記ベンチレータは、前記患者側バルブユニット（３４）に又はその近傍に配置し、また連続酸素流の供給源（４）に接続する構成とした酸素入口（３７）を有し、呼気フェーズ中に、前記管材内の空気がベンチレータバルブ（１６）から大気に押し出されるよう、酸素が前記管材（３０）に沿ってベンチレータ（１）に向かって流れ、これにより次の吸気フェーズ中に患者に送給される量の酸素を前記管材（３０）に供給することを特徴とする、ベンチレータ。
【請求項２】
請求項１記載のベンチレータにおいて、前記酸素入口（３７）は、前記患者側バルブユニット（３４）のハウジングの一部として形成する、ベンチレータ。
【請求項３】
請求項１又は２記載のベンチレータにおいて、前記管材は、蛇腹状の管材（３０）とする、ベンチレータ。
【請求項４】
請求項１〜３のうちいずれか一項記載のベンチレータを備えるベンチレータシステムにおいて、前記システムは酸素源（４）を有する、ベンチレータシステム。
【請求項５】
請求項４記載のベンチレータシステムにおいて、前記酸素源（４）は圧縮純酸素のシリンダ（４０）を有する、ベンチレータシステム。
【請求項６】
請求項１〜３記載のベンチレータを備えるベンチレータシステムにおいて、前記システムは圧縮空気の空気源（２）を有する、ベンチレータシステム。
【請求項７】
請求項６記載のベンチレータシステムにおいて、前記圧縮空気の空気源（２）は空気コンプレッサを有する、ベンチレータシステム。
【発明の詳細な説明】
【技術分野】
【０００１】
本発明は、圧縮空気源に接続するよう構成した入口と、出口及び患者換気（ベンチレーション）のための周期的空気供給をガス流路経由で出口に供給するよう構成した機構と、前記出口から患者側バルブユニットに延在して呼吸デバイスに接続するよう構成した一条の管材とを有する種類の空気圧式ガス作動ベンチレータに関する。
【背景技術】
【０００２】
携帯可能なガス作動空気圧式ベンチレータ（換気装置）は緊急時及び搬送時双方の状況で広く使用されている。ベンチレータは丈夫であり、また動作が簡単なものとすることができ、病院外で、また救急医療隊員のような資格要件を満たしていない人のよる使用にとくに適した作りとなっている。このようなベンチレータは、減圧弁を介してシリンダからの圧縮酸素によって作動し、また多くは１００％〜５０％含有率酸素の送給を可能にする空気の取り込み能力を有する。遠隔又は災害状況において、圧縮酸素の利用可能性は極めて限られており、理想的には補充酸素を必要とする患者に使用を制限すべきである。空気圧式ベンチレータは、０.４〜０.６ＭＰａ（４〜６バール）の圧縮酸素によって作動するよう設計されているが、目盛り定めにおける所定関連変動をともなう圧縮空気によって駆動することもできる。電気的コンプレッサを駆動する電力は、発電機又は自動車用バッテリのような主電源とは別の多くの電源から取得でき、電力がないことはそれほど大きな問題ではない。しかし、圧縮空気によって駆動されるベンチレータは、空気と同じ濃度、すなわち２１％でしか酸素を患者に送給できない。空気圧式ベンチレータは、例えば、ＰｎｅｕＰａｃ及びＶｅｎｔｉＰａｃ（双方ともスミスズ・メディカル社の商標）の商標名の下でスミスズ・メディカル社から入手可能である。酸素濃度を上げる従来の構成は、複雑であり、又は酸素を比較的無駄にし、このことは、酸素源が急速に消耗することを意味し得る。特許文献１（米国特許第４，８９８，１６７号）は手動ベローズ式ベンチレータを記載しており、酸素入口をベローズに近接して設ける。特許文献２（英国特許第２，１７４，６０８号）は吸息ラインに接続した酸素源を有するレスピレータ（人工呼吸器）について記載している。特許文献３（国際公開第２００７／００８６１９号）はガス源と患者との間における酸素源を設けたレスピレータについて記載している。特許文献４（米国特許出願公開第２０１２／０１２５３３８号）はマスク内に突入する酸素ラインを有するマスクシステムについて記載している。
【先行技術文献】
【特許文献】
【０００３】
【特許文献１】米国特許第４，８９８，１６７号明細書
【特許文献２】英国特許第２，１７４，６０８号明細書
【特許文献３】国際公開第２００７／００８６１９号パンフレット
【特許文献４】米国特許出願公開第２０１２／０１２５３３８号明細書
【発明の概要】
【発明が解決しようとする課題】
【０００４】
本発明の目的は、代替的ベンチレータ及びベンチレータシステムを得るにある。
【課題を解決するための手段】
【０００５】
本発明の一態様によれば、本発明は、上述の種類のベンチレータを提供し、このベンチレータにおいて、前記患者側バルブユニットは、吸気フェーズ中に前記管材から前記患者へのガスの流れを可能にするが、呼気フェーズ中には前記管材から前記患者へのガスの流れを阻止するよう構成することを特徴とし、前記ベンチレータは、前記ガス流路に接続したベンチレータバルブであって、吸気フェーズ中に閉じ、また呼気フェーズ中には大気に開放するよう構成した、該ベンチレータバルブを有することを特徴とし、また前記ベンチレータは、前記患者側バルブユニットに又はその近傍に配置し、また連続酸素流の供給源に接続する構成とした酸素入口を有し、呼気フェーズ中に、前記管材内の空気がベンチレータバルブから大気に押し出されるよう、酸素が前記管材に沿ってベンチレータに向かって流れ、これにより次の吸気フェーズ中に患者に送給される量の酸素を前記管材に供給することを特徴とする。
【０００６】
前記酸素入口は、前記患者側バルブユニットのハウジングの一部として形成する。前記管材は、蛇腹状の管材とする。
【０００７】
本発明の他の態様によれば、本発明の上述の一態様によるベンチレータを備えるベンチレータシステムを提供し、前記システムは酸素源を有する。
【０００８】
前記酸素源は圧縮純酸素のシリンダを有する。
【０００９】
本発明のさらに他の態様によれば、本発明の上述の一態様によるベンチレータを備えるベンチレータシステムを提供し、前記システムは圧縮空気の空気源を有する。
【００１０】
前記圧縮空気の空気源は空気コンプレッサを有する。
【００１１】
ベンチレータを含むベンチレータシステム（どちらも本発明による）を以下に例として添付図面を参照して説明する。
【図面の簡単な説明】
【００１２】
【図１】起動後暫時の吸気フェーズ中におけるシステムを模式的に示す。
【図２】呼気フェーズ中のシステムを示す。
【発明を実施するための形態】
【００１３】
先ず図１につき説明すると、システムは、空気圧式ガス作動ベンチレータ１、空気コンプレッサ２、患者側呼吸回路３、及び酸素源４を備える。
【００１４】
ベンチレータ１は、コンプレッサ又は他の圧縮空気源２に接続した入口１０と、患者側呼吸回路３に接続した出口１１とを有する。ベンチレータ１は、呼吸ガス（この場合、呼吸ガスは空気）の周期的出力を制御した頻度及び量で供給するよう構成する。
【００１５】
ベンチレータ１は、吸気フェーズ中に空気取込みデバイス１２内への空気流を生ずるよう構成した種々の制御手段、調時バルブ及び他のバルブ（これらの詳細は本発明の理解にとって重要ではない）を含み、空気取込みデバイス１２は、バルブ付き入口１３から空気を取り込み、その出口１４で増加した空気流を生ずるよう作用する。空気取込みデバイス１２の出口１４はガス流路１５を介してベンチレータ出口１１に接続し、このガス流路１５には、ベンチレータ又は患者側排出バルブ１６及び圧力ゲージ１７を接続する。患者側排出バルブ１６は、吸気フェーズ中には閉じるが、呼気フェーズ中には開くよう、空気取込みデバイス１２に入力される上流の流れによって駆動される。
【００１６】
患者側呼吸回路３は蛇腹状で可撓性の管材３０を有し、この管材３０の一方の端部はベンチレータ１の出口１１に接続した上流側端部３１とする。管材３０の下流側端部３２は患者側バルブハウジング又はユニット３４の入口３３に接続する。患者側バルブハウジング３４は、フェイスマスク、又は気道管、気管チューブ等のような他の呼吸デバイスに接続するための出口３９を有する。患者側バルブハウジング３４によれば、入口３３に供給されるガスが出口３９に流れ、次いで吸気ベンチレーションのために患者に流れることができる。バルブ３４は、ダックビル（カモノハシ嘴）付きダイヤフラムバルブ１３４を有し、（吸気中に）出口３９周りにおける環状の着座部１３５を封止し、ベント出口１３６からガスが漏れ出るのを防止する。しかし、呼気中は、ダイヤフラム１３４の中心におけるダックビルは閉じ、圧力がダイヤフラムの前面に溜まり、着座部１３５からダイヤフラムを持ち上げるのに十分となり、患者はベント出口１３６から大気に息を吐き出すことができる。
【００１７】
患者側バルブハウジング３４は、さらに、入口３３で外方に突出する短く小径のスピゴットの形式とした酸素入口３７を有する。一条の細孔酸素管材３８の一方の端部をスピゴット３７に接続し、反対側の端部は酸素源４に接続する。酸素源４は、圧縮した純酸素のシリンダ４０、及び圧力調節器４１を有する。酸素源は、空気におけるよりも高い濃度で酸素を供給する他の形式をとることができ、例えば、病院で使用する圧縮酸素源、又は酸素濃縮器、又は化学的酸素発生器とすることができる。酸素は、患者側バルブハウジング３４に比較的低流量で連続的に流れの吸気フェーズ及び呼気フェーズの双方のフェーズ中に供給する。酸素入口は、患者バルブの位置又はその位置に隣接して配置するが、患者側ハウジングの一部として形成する必要はなく、これはすなわち、その代わりに、例えば、患者側バルブハウジングの装置側端部に接続する個別Ｔ字ピースにおけるような位置で患者側バルブハウジングに隣接配置できるからである。
【００１８】
動作にあたり、ベンチレータ１は、入口１０に供給されるコンプレッサ２からの空気圧力によって駆動する。患者側排出バルブ１６は閉じ、このルートから空気が漏れ出すのを阻止する。ベンチレータ１は空気の周期的換気フェーズを２１％酸素で出口１１にまた管材３０に沿って供給する。酸素源４からの酸素は管材３８に沿って患者側バルブハウジング３４まで連続的に（吸気フェーズ及び呼気フェーズの双方のフェーズ中に）流れ、酸素はベンチレータ１からの空気と混合する。
【００１９】
ベンチレータ１を起動する直後の吸気フェーズ中、酸素源４からの酸素は患者側バルブハウジング３４内に流入し、また管材３０から流出する空気によって前方に患者に向かって駆動される。この段階で、管材３０に沿う空気流は、管材に沿ってベンチレータ１に向かういかなる有意な酸素流をも阻止する。図１は吸気フェーズ中であるが、第１サイクル後暫時の状態を示す。
【００２０】
設定時間後、ベンチレータ１は図２に示すように呼気フェーズに切り替わる。このフェーズ中、空気取込みデバイス１２から流出する空気流は停止し、また患者側排出バルブ１６が開き、ガスが大気に漏れ出すことができる。空気流停止及び患者側排出バルブ１６の開放により、管材３０内及び患者側バルブハウジング３４内の圧力が大幅に低下し、ダイヤフラム１３４の中心におけるダックビルがダイヤフラムの患者側の圧力によって閉じ、またダイヤフラムがバルブ着座部１３５から持ち上がって離れ、患者から吐き出される呼気がベント出口開口１３６から大気に逃げることができる。このフェーズ中、酸素は酸素源４から患者側バルブハウジング３４内に流入し続け、またこの酸素は管材３０に沿って後方に流れ、酸素コラム（柱）前面における空気の一部を患者側排出バルブ１６から大気に押し出し、また管材の長さ及び断面積、並びに酸素源４からの酸素流量に基づく程度で管材を酸素で充満させる。純酸素流を輪郭矢印で示し、図１及び図２の双方において、管材３０内の空気は中実矢印で示す。これにより、管材３０は、呼気フェーズ中酸素のリザーバとして作用する。このようにして、次の吸気フェーズ中にベンチレータ１からの空気が管材３０に捕集された酸素コラムを患者側バルブハウジング３４から患者に押し出す。
【００２１】
このようにして、患者に供給すべきガス内の酸素量を増加させることができる。約２ｌ（リットル）／分のみの補充酸素流量が６００ｍｌ（ミリリットル）の1回換気量及び毎分１１呼吸頻度で酸素濃度を２１％から５０％に上昇させるのに十分であることが分かった。
【００２２】
本発明の構成は、従来機器の極めて簡単な変更で可能にし、酸素源からの流れを中断させる必要がなく、また患者の呼吸に同期させる必要がなく、酸素の連続流のみを必要とする。本発明の構成は、供給されるすべての酸素が患者に送給されるため、高度に効率的であり、この場合、呼気中にベンチレータ又は患者側排出バルブからベントされるのは空気のみであり、純酸素ではないことを確実にするよう呼吸管材の容積に流れを調整する。
【００２３】
本発明は、大気圧レベルよりも高い治療に有用な酸素レベルを、圧縮空気駆動の空気圧式ベンチレータによって送給することができる。本発明は、酸素供給が乏しい、又は高価である場所で酸素を最良に活用することができる。
【符号の説明】
【００２４】
１    空気圧式ガス作動ベンチレータ
２    コンプレッサ（又は他の圧縮空気源）
３    患者側呼吸回路
４    酸素源
１０    （ベンチレータの）入口
１１    （ベンチレータの）出口
１２    空気取込みデバイス
１３    （空気取込みデバイスの）バルブ付き入口
１４    （空気取込みデバイスの）出口
１５    ガス流路
１６    患者側排出バルブ（ベンチレータバルブ）
１７    圧力ゲージ
３０    管材
３１    上流側端部
３２    下流側端部
３３    （患者側バルブハウジングの）入口
３４    患者側バルブハウジング（又は患者側バルブユニット）
３７    スピゴット（酸素入口）
３８    細孔酸素管材
３９    （患者側バルブハウジングの）出口
４０    圧縮純酸素のシリンダ
４１    圧力調節器
１３４  ダイヤフラムバルブ
１３５  着座部
１３６  ベント出口
【図１】
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【図２】
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【国際調査報告】
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