(57)【特許請求の範囲】
【請求項１】
加圧ガスによって駆動される衝撃波発生装置の作用で衝撃性の吸気を断続的に発生するように構成された人工呼吸器に用いられる操作スイッチにおいて、
上記人工呼吸器は、筐体に納められた人工呼吸器本体と、この人工呼吸器本体に連結されかつ上記筐体の外部に配された付属のアセンブリとから構成され、
上記筺体内には、上記ガスの連続流を断続流に変換するオシレーターが配置され、
上記付属のアセンブリは、滑動ベンチュリーを内蔵している衝撃波発生装置と、この衝撃波発生装置に一体に結合されている上記操作スイッチとを含み、
上記筐体の外部の上記操作スイッチが、上記人工呼吸器の駆動ガス制御回路を通して、上記筐体内の上記オシレーターに連通するように構成され、
上記操作スイッチは、上記人工呼吸器の上記駆動ガス制御回路に連通して設置される筒状部を備え、
上記筒状部の内部には、孔を有する横断隔壁によって、２つの隔室が形成され、
上記２つの隔室のうちの第１の隔室の端部には、上記人工呼吸器の上記駆動ガス制御回路に連通する開口部が形成されるとともに、上記２つの隔室のうちの第２の隔室の胴部には、大気に通じる少なくとも１つの大気開放口が形成され、
上記筒状部の内部には、その長さ方向にプランジャーが配され、
上記プランジャーの一端は、上記第２の隔室側の端部から気密に外部に至り、
上記プランジャーの上記一端の先端には、押圧式のボタンが設けられ、
上記押圧式ボタンは、非操作時には、ばねの作用で上記筒状部から一定の距離を置いて位置し、
上記プランジャーの他端が上記筒状部の内部の上記横断隔壁の上記孔を通過した先端には、上記バネの作用で上記横断隔壁の上記孔を閉塞する先端密着部が備えられ、
上記押圧式ボタンを押圧操作して上記プランジャーを押し込むことによって、上記横断隔壁の上記孔が開放され、このために、上記人工呼吸器の上記駆動ガス制御回路が大気に開放されて上記人工呼吸器の上記オシレーターの駆動が開始されるとともに、上記押圧式ボタンの押圧を解除することによって、上記横断隔壁の上記孔が閉塞状態となって上記人工呼吸器の上記オシレーターの駆動が停止されるように構成されていることを特徴とする人工呼吸器用操作スイッチ。
【発明の詳細な説明】
【０００１】
【発明の属する技術分野】
本発明は、加圧ガスの作用によって駆動される各種の装置に用いることができるスイッチであって、このスイッチのオン、オフによって装置の駆動を開始あるいは停止させる機構を備え、安全スイッチとしても有用なもので、特に安全性の重視されるガス駆動の医療機器、特に人工呼吸器において大きい効果を発揮するものである。
【０００２】
【従来の技術と発明が解決しようとする問題点】
本発明は、本発明者が、慢性呼吸疾病の患者を救うための新しい人工呼吸器を開発する過程で、加圧ガスによって駆動される機器の機能の始動・停止を簡単かつ敏速安全に行うための機構として発明したものである。
【０００３】
慢性的に呼吸疾患を持つ患者は、本邦においても相当な数にのぼり、さらに高齢化に伴って増加の傾向にある。また、このような慢性の呼吸疾患の患者に限らず、たとえば、外科的手術を受けた後の肺からの喀痰が不充分なために、ややもすれば合併症を併発し、重篤な結果になったり、時には命を落とすような事態になることもしばしば臨床医の経験することである。
【０００４】
さらに、慢性閉塞性肺疾患（ＣＯＰＤ）の患者の場合、肺内は痰のもとでもある分泌物で覆われていて、如何に高濃度の酸素で呼吸補助を行っても、酸素・炭酸ガスの交換が分泌物の皮膜の隔絶作用のためにうまく機能せず患者の症状を改善することが出来ない。しかも、これらの改善のための有効な方法が殆ど存在しないのが現在の医療の実情である。
【０００５】
また肺内に存在する分泌物が、いろんな悪い作用をすることが知られている。たとえば、空気を肺内各部に導入する気管支あるいは抹消細気管支が、粘っこい分泌物の存在でブロックされ、ガスの通路が完全に閉塞されてしまうこともしばしば見られる現象である。体力の弱った患者は自力で喀痰することが出来ず、いわゆる呼吸困難を引き起こすことになる。
【０００６】
これまでの治療方法では、患者の肺内に高濃度の酸素を導入して、呼吸を少しでも有効化するように対処したり、高濃度の酸素を精密にコントロールした装置によって、高頻度に肺内に導入するなどの試みがなされて、かなりの成果が得られているものの、気管支や肺胞を覆う分泌物を積極的に除去するという治療法を提供する呼吸補助器は皆無であった。
【０００７】
これまでベンチュリー効果を利用したジェット流を使用し、このジェット性の吸気ガスによる治療も試みられているが、ベンチュリー管によって生じるジェット流を用いた現存の高頻度ジェット換気法では、力が弱くて肺内の分泌物の流動化や気管支を閉塞している分泌物を除去するには程遠く、革命的な新しい人工呼吸器の出現が待たれていた。
【０００８】
本発明者は、このような現状に対し、加圧ガスによって、安全かつ高性能に呼吸補助を行う人工呼吸器を開発中に、以下に述べる操作用のスイッチがその実用化に不可欠であることを認識し本発明に到達したものである。
【０００９】
【課題を解決するための手段】
本発明者は、患者の肺内に気管支を通って呼吸の吸気を隅々まで導入するために、従来の吸気力では出来なかった有効な補助効果を達成するべく全く新しい着想に基づき考察を重ね、その実現に向かって鋭意研究を重ねた結果、単一の加圧ガスによって駆動される人工呼吸器を考案し、使用者（患者ないしは医師）が安全かつ正確に使用できるように、ボタンを押すか離すかで、その機能を始動ないしは停止できる操作用のスイッチの必要性を痛感して鋭意検討を進め、本発明に到達した。
【００１０】
本発明の有用性を理解してもらうために、本発明の人工呼吸器用操作スイッチを適用した人工呼吸器を例示して説明する。
【００１１】
本発明の操作スイッチを用いた人工呼吸器は、肺内吸気の衝撃的導入によるエアハンマー効果、すなはち「パーカッシヨン」を活用するものであり、言い換えれば、この人工呼吸器は、肺内パーカッション（衝撃性）換気治療法（ＩＰＶ）という新しい肺疾患治療の導入の道を開くものである。
【００１２】
そして、この人工呼吸器を実際に実用化するにあたり、安全かつ便利に人工呼吸器の駆動、停止を行う機能の付与が不可欠であることが明らかになった。本発明者は、加圧ガスによって駆動され、精密かつ有効に働く人工呼吸器の開発を着想し、その具現化に成功したが、このガス駆動の作用を一瞬にして始動し、あるいは一瞬にして停止する機能の付与なしにこの人工呼吸器が実用化出来ないことを知った。
【００１３】
本発明を適用する人工呼吸器は、患者の気管支もしくは末梢気管支の閉塞分泌物をパ−カッション効果で流動化して取り除き、それまでブロックされていたガスの流路を確保し、酸素−炭酸ガスの交換の有効化に寄与するものである。
【００１４】
また、肺胞のガス交換の場が粘っこい分泌物（これが排出されたものが痰である）で覆われ、酸素−炭酸ガスのガス交換が実質的に妨害されている場合、衝撃波のエアハンマー効果でこれを流動化し、痰として喀痰を可能とし、患者の肺胞を覆っている分泌物の皮膜を効果的に取り除くことによって、これまでガス交換を非能率化していた要素を取り除き、有効な呼吸補助を実現することが出来るのである。
【００１５】
ガス駆動による、この人工呼吸器のもたらす別の効果は、肺内でのガス交換がなされた後、パ−カッションによるガス攪拌混合拡散効果であり、パ−カッションにより、酸素−炭酸ガスの置換効果を著しく促進するのである。
【００１６】
さらに、この人工呼吸器に組み込まれたネブライザーによる霧状の薬剤が、パ−カッションにより肺内の隅々まで到達可能であり、薬効を高めて治療性の向上に効果がある。
【００１７】
すなわち、この人工呼吸器は、（１）パ−カッションによる気管支の閉塞を取り除く流通路確保効果、（２）肺内の分泌物のパ−カッションによる流動化と喀痰促進効果、（３）パ−カッションによるガス交換後のガスの有効な混合攪拌による拡散効果とそれに伴うガス交換効率の向上、（４）パ−カッションによる薬剤の有効拡散効果の４点に集約される市場垂涎の人工呼吸器である。
【００１８】
以上の諸機能を治療の多様性付加の観点から、様々な工夫を加えて実用にむけて研究を続けた結果、加圧ガスによる機能の迅速なオン・オフ切り換えの必要性が明らかとなり、この必要性に応えて本発明の操作用スイッチを完成したものである。
【００１９】
本発明を適用した人工呼吸器では衝撃的な吸気を噴入するのに、特殊な機能を付与した衝撃波発生装置（特許公報（Ｂ２）平２−１６１４９号）を活用するもので、言い換えれば本発明は、該衝撃波発生装置の機能をフルに活用して、患者の肺内に吸気をパ−カッションでエアハンマー的効果をもって噴入させ、従来にない肺内衝撃性換気治療法を創出する実用的な人工呼吸器の新システムを提供するもので、前記の衝撃波発生装置を発明したバード博士の助言と協力により完成したものである。
【００２０】
このような、市場垂涎の画期的な人工呼吸器を、実際に使用しその需要を拡大するためには、使いやすさ、便利さ、機能の信頼性、機能の敏速発現性、安全性など医療用具として必要とされる幾多の条件を満足する必要がある。さもなければ、実際に実用化出来ず、ひいては患者を救う事にならないのである。
【００２１】
本発明者は、安全性の観点から、ガス駆動による機能の迅速なオン・オフ切り換えの必要性を痛感し、さまざまの検討を繰り返し、押圧しているときだけガス駆動の機能を動作させ、離すと瞬時に機能を停止させるスイッチを具現化し、本発明を完成したものである。
【００２２】
本発明は、操作用スイッチを押している間だけガス駆動の機能が働き、離すとその機能が瞬時に停止することを特徴とするものである。
【００２３】
さらに本発明は、滑動ベンチュリーを内蔵し、加圧ガスによって駆動される衝撃波発生装置の作用で衝撃性の吸気を断続的に発生する人工呼吸器において、該人工呼吸器の駆動ガス制御回路に連通して設置される人工呼吸器用操作スイッチであって、このスイッチは、押圧式のボタンを備え、このボタンを押圧することにより、前記衝撃波発生装置の機能が始動され、その押圧を解除することにより、前記衝撃波発生装置の機能が停止されることを特徴とする。
【００２４】
さらに本発明は、滑動ベンチュリーを内蔵し、加圧ガスによって駆動される衝撃波発生装置の作用で衝撃性の吸気を断続的に発生する人工呼吸器において、該人工呼吸器の駆動ガス制御回路に連通して設置される筒状部を有する人工呼吸器用操作スイッチであって、前記筒状部の内部には、孔を有する横断隔壁によって２つの隔室が形成され、一方の隔室の端部には該人工呼吸器の駆動ガス制御回路に連通する開口部が形成され、他方の隔室胴部には大気に通じる少なくとも一つの開放口が形成されると共に、前記筒状部の内部には、その長さ方向にプランジャーが配され、該プランジャーの一端は大気開放口を有する側の隔室の端部より気密に外部に至り、その先端に押し込みボタンが設けられ、この押し込みボタンは、非操作時にバネの作用で筒状部から一定の距離を置いて位置し、該プランジャーの他端には、前記筒状部内の横断隔壁の孔を通過した先端に前記バネの作用で該横断隔壁の孔に密着してガス路を遮断する先端密着部が備えられ、前記ボタンを操作して前記プランジャーを押し込むことにより、該横断隔壁の孔が開放され、該人工呼吸器の駆動ガス制御系を大気開放として該人工呼吸器の駆動が開始され、押圧の解除により再び横断隔壁の孔が閉塞状態となり人工呼吸器の駆動が停止されることを特徴とする。
【００２５】
以下に、本発明の操作用スイッチによる機能の発現ならびにその機構を回路図面を参照しながら説明する。
【００２６】
図１は、本発明の操作用スイッチ１５を適用した人工呼吸器の全体回路の一例を示ず回路図である。
【００２７】
本発明の操作用スイッチ１５の目的の一つは、患者の安全配慮にあり、人工呼吸器の駆動を患者もしくは医療従事者自身が、スイッチ１５のボタンを押している間だけ機能させる点にある。
【００２８】
本例による人工呼吸器は、加圧ガスによって駆動され、衝撃波発生装置１６の作用で生じた断続性の衝撃波を吸気として肺内衝撃性換気治療を行う人工呼吸器である。
【００２９】
この人工呼吸器は、筐体５３と衝撃波発生装置１６を含む付属のアセンブリー５５で構成されており、筐体５３には、ガスを導入するガス導入口１が設けられており、このガス導入口１に導入されたガスの一部は、連続流としてネブライザー１４に導かれ、筐体５３に導入されたガスから分岐した別の連続流はオシレーター６によって断続流に変換されて筐体５３外の衝撃波発生装置１６に導かれ、ネブライザー１４からの噴霧ガスはこの衝撃波発生装置１６内で合流して、断続的な衝撃性呼吸ガスに変換される。
【００３０】
前記ネブライザー１４と衝撃波発生装置１６との間に介在する連結管３３には本発明による操作用スイッチ１５が配され、このスイッチ１５のボタンを押すことによって、オシレーター６からの断続気流が前記衝撃波発生装置１６に流れるようになっている。
【００３１】
すなわち、本発明の操作用スイッチ１５は、筐体５３内部のオシレーター６の駆動ガス制御回路７３に繋がっていて（図１及び図２）、常態ではスイッチ１５の開閉部がバネ８６の作用で閉鎖されている（図３（ａ））。この状態では、オシレーター６が作動せず、したがって前記衝撃波発生装置１６が起動しないので衝撃波が生じない。
【００３２】
操作用スイッチ１５のボタンを押圧するとスイッチ１５の開閉部が開放される（第３図（ｂ））。すると、オシレーター６の駆動ガス制御回路７３が大気に開放となるためオシレーター６が作動開始し、オシレーター６からの断続流が前記衝撃波発生装置１６に流れて、衝撃波が発生する（図１の回路図参照）。
【００３３】
そして、操作用スイッチ１５のボタンを離すと、バネの作用でオシレーター６の駆動ガス制御回路７３の大気開放が再び閉鎖され、オシレーター６の作用が停止して衝撃波の発生が瞬時に停止する。
【００３４】
図２は、本発明による操作用スイッチ１５が人工呼吸器の回路中においてどのように用いられているかを説明するための部分拡大概略図である。すなわち本発明による操作用スイッチ１５は、ネブライザー１４と衝撃波発生装置１６を連通して結合したＴ字型連結管３３に設置されている。
【００３５】
常態では操作用スイッチ１５がバネの作用で駆動ガス制御回路７３を閉じているため、オシレ−ターの駆動ガス制御回路７３（図１の全体回路図参照）が大気に開放されず、したがってオシレ−ターは機能せず、ネブライザー１４において霧化したガスは、衝撃波発生装置１６を通るだけでマウスピース１７から排出される。すなわちこの状態では、この人工呼吸器は通常のネブライザーと同じである。
【００３６】
そして、操作用スイッチ１５のボタンを押すと、オシレ−ターの駆動ガス制御回路７３（図２および図３（ａ）参照）が大気開放となるため該回路が減圧し、その瞬間からオシレ−ターの機能が発現して、断続流が回路７２から衝撃波発生装置に供給される。その結果、衝撃波発生装置１６に組み込まれた滑動ベンチュリー３９が起動し、ネブライザー１４から供給される霧状ガスと断続流とが混合され、衝撃性の断続ジェット流となってマウスピース１７から噴出し、これが患者の肺内に導入されることになる。
【００３７】
本発明による操作用スイッチ１５は、ボタンを緩める（ボタンから手を離す）と再び回路７３が閉鎖されて衝撃波が瞬時に停止され、人工呼吸器の機能をネブライザーのみの機能に戻す。
【００３８】
【発明の実施の形態】
以下に、本発明の操作用スイッチの詳細な例を説明する。
【００３９】
【実施例１】
図３は、本発明の操作用スイッチ１５の概略を示す断面図である。このスイッチ１５は、筒状（断面は３角、４角、６角などの多角形でも良いが、円形がもっとも好ましい）で、その一端（図示の左側端）は加圧ガスによって駆動される人工呼吸器の駆動ガス制御回路７３に繋がっている。筒状容器８１は、中央に孔を有する横断隔壁８１ｂで２つの隔室を形成し、左側の隔室８１ｃは駆動ガス制御回路７３につながっており、隔室８１ｄには上下に開放口がある。
【００４０】
この筒状体８１内部には、長さ方向にプランジャー８３が配され、筒状体８１内部でその一端は隔室８１ｄから横断隔壁８１ｂの孔を経て隔室８１ｃに至り、その先端は隔室８１ｃ内にあって閉塞円板８３ａを備えている。該プランジャー８３の他端は隔室８１ｄから気密を保たれた状態で外部に突出し、その他端には円盤状のボタン８４が取り付けられている。常態（図３（ａ））では、バネ８６の力によって該ボタン８４は隔室８１ｄから外に向かって付勢され、隔室８１ｃ内の閉塞円板８３ａは、横断隔壁８１ｂの孔を気密に閉塞している。
【００４１】
筒状容器８１外部のボタン８４を押すとプランジャー８３は図中で左に移動し閉塞円板８３ａは横断隔壁８１ｂの孔を開放し（図３（ｂ））、人工呼吸器の駆動ガス制御回路７３は、隔室８１ｃから隔室８１ｄ、さらに隔室８１ｄの開放口８１ａを通して大気開放となって減圧し、人工呼吸器の駆動が開始される。ボタン８４を離すとプランジャー８３はバネ８６の力で右に移動し、隔室８１ｃの閉塞円板８３ａは、常態（図３（ａ））に戻り横断隔壁８１ｂの孔を閉鎖して人工呼吸器の駆動を停止させる。
【００４２】
この実施例では、横断隔壁８１ｂの孔の閉鎖に円板状の閉塞板８３ａを使用しているが、この閉塞部は、必ずしも円板である必要はなく、たとえば多角形の板や、球状または半球状のものでも良いし、先端先細にテーパーの付いた物であってもよい。要は横断隔壁８１ｂの孔を密着閉塞する如何なる先端部であっても良いことは自明である。
【００４３】
【実施例２】
図４は、本発明による操作用スイッチ１５を具体的に理解できるように示した分解図（ａ）および断面図（ｂ）である。
【００４４】
このスイッチ１５は、中央部壁面に大気開放口８１ａが設けられている円筒体８１と、この円筒体８１内部に挿通されるプランジャー８３と、このプランジャー８３を操作するためのボタン８４とを備えている。円筒体８１は、一端側に駆動ガス制御回路と連結するためのプラグソケット８２が取り付けられ、他端側からプランジャー８３の一端側が外部に突出するようになっている。
【００４５】
プランジャー８３は、一端側に操作用のボタン８４が止めネジ８５により固定されると共に、バネ８６により付勢されて、他端側のパッキング８９を伴う閉塞円板８３ａにより大気開放口８１ａとプラグソケット８２との間の空気通路を常態において閉塞するように構成されている。
【００４６】
また、プランジャー８３の一端側が円筒体８１から外部に突出する部分における気密を保つために、プランジャー８３の軸にはパッキング８８が取り付けられている。このパッキング８８は、ワッシャー８７を介してバネ８６により付勢されているのでプランジャー８３の摺動によっても位置ずれが生ぜず、確実に当該部分の気密を保つようになっている。
【００４７】
常態ではバネ８６の作用でプランジャー８３は図中で右に移動しており、閉塞円板８３ａは大気連通孔８１ｂの壁にパッキング８９を介して密着し、大気開放口８１ａと人工呼吸器の駆動ガス制御回路７３との連通を遮断している。
【００４８】
押し込みボタン８４を押すと、プランジャー８３は左に移動し、閉塞円板８３ａは大気連通孔８１ｂの壁から離れ、駆動ガス制御回路７３よりのガスはプランジャー８３と円筒体８１内壁との間隙を通って、大気開放口８１ａから大気へ開放される。そして、押し込みボタン８４を離すとプランジャー８３は右に移動して、閉塞板８３ａは大気連通孔８１ｂを塞ぎ、駆動ガス制御回路７３への連通が遮断される。
【００４９】
【発明の効果】
本発明による操作用スイッチによれば、ガス駆動による人工呼吸器が、患者あるいは施術医師が手でボタンを押している間のみ衝撃性のガスを断続的に噴出させることができ、ボタンから手を外すと瞬時に衝撃波の発生を停止することが可能で、人工呼吸器を瞬時に従来のネブライザーの機能に戻すことができるという安全で使いやすい高機能の人工呼吸器の実用化を可能とし、医療に大きく貢献する。
【図面の簡単な説明】
【図１】本発明による操作用スイッチを用いた人工呼吸器の全体回路図である。
【図２】本発明による操作用スイッチの使用状態を示す部分拡大図である。
【図３】本発明による操作用スイッチの概略図である。
【図４】（ａ）  本発明による操作用スイッチの分解斜視図である。
（ｂ）  本発明による操作用スイッチの拡大断面図である。
【符号の説明】
１５    操作用スイッチ
８１    円筒体
８１ａ  開放口
８２    プラグソケット
８３    プランジャー
８３ａ  閉塞円板
８４    ボタン
８５    止めビス
８６    バネ
８７    ワッシャー
８８    パッキング
８９    パッキング
９０    パッキング
【図１】
0003860326.tif 000002
【図２】
0003860326.tif 000003
【図３】
0003860326.tif 000004
【図４】
0003860326.tif 000005