JPH05200116A - 補助人工呼吸器 - Google Patents

Abstract

(57)【要約】 【目的】 自発呼吸に確実に同期して補助呼吸を行うこ
とができる信頼性の高い補助人工呼吸器を提供する。 【構成】 生体の自発呼吸の開始に関連して気道内が負
圧となってそれまで停止状態であった気管内チューブ１
６内の気流が反転して逆流するので、サーミスタ３４の
温度が急速に低下してその抵抗値が上昇し、微分回路３
８の出力信号が設定電圧を上まわってトリガ信号ＳＴが
比較判定回路４０から呼吸制御装置２６へ出力され、補
助呼吸作動が開始される。したがって、生体の体動や気
管内チューブ１６への接触などに起因する圧力変動が発
生したとしても、気管内チューブ１６内の気流が反転し
て流速変化が明確に発生しない限り自発呼吸の発生と判
定されないので、生体の自発呼吸に確実に同期して補助
呼吸を行うことができる。

Description

【発明の詳細な説明】

【０００１】

【産業上の利用分野】本発明は、生体の自発呼吸の発生
に同期してその生体の肺内へ送気する形式の補助人工呼
吸器に関するものである。

【０００２】

【従来の技術】生体の気管内に挿入された気管内チュー
ブと、その気管内チューブを通してその生体の肺内へ強
制的に送気する送気装置とを備え、その生体の自発呼吸
の発生に同期して生体の肺内へ送気することにより補助
呼吸を行う形式の補助人工呼吸器が知られている。

【０００３】

【発明が解決すべき課題】ところで、上記従来の補助人
工呼吸器では、気管内チューブ内の圧力を検出する圧力
センサを用い、その圧力センサにより検出される気管内
圧力が負となったことを以て生体の自発呼吸の発生を検
出していた。しかしながら、そのように圧力センサを用
いて生体の自発呼吸の発生を検出する従来の補助人工呼
吸器では、生体自身の体動、気管内チューブへの接触な
どによる圧力変化が発生すると、それを生体の自発呼吸
の発生と誤認して不用に送気を開始する欠点があった。
特に、必要微弱な自発呼吸の発生に同期して補助呼吸を
行うために僅かな圧力変化を検出する必要がある場合に
にはかかる不都合が顕著である。

【０００４】本発明は以上の事情を背景として為された
ものであり、その目的とするところは、自発呼吸に確実
に同期して補助呼吸を行うことができる信頼性の高い補
助人工呼吸器を提供することにある。

【０００５】

【課題を解決するための手段】かかる目的を達成するた
めの本発明の要旨とするところは、生体の気管内に挿入
された気管内チューブと、その気管内チューブを通して
生体の肺内へ強制的に送気する送気装置とを備え、その
生体の自発呼吸の発生に同期して生体の肺内へ送気する
ことにより補助呼吸を行う形式の補助人工呼吸器であっ
て、(a) 前記気管内チューブ内を流通する気体の流速を
検出する流速検出手段と、(b) その流速検出手段により
検出された流速の変化に基づいて前記生体の自発呼吸の
発生を判定する自発呼吸判定手段と、(c) その自発呼吸
判定手段により前記生体の自発呼吸が判定されたときに
前記送気装置を作動させる作動制御手段とを、含むこと
にある。

【０００６】

【作用】このようにすれば、自発呼吸判定手段により、
流速検出手段により検出された流速の変化に基づいて前
記生体の自発呼吸の発生が判定されると、作動制御手段
により送気装置が作動させられて、生体への送気が行わ
れる。すなわち、生体の換気が気管内チューブ内を通し
て行われた後、生体の自発呼吸の発生により気管内チュ
ーブ内の気流の反転が生じると、流速検出手段によりそ
の反転による流速が検出されるとともにその流速の変化
に基づいて生体の自発呼吸が判定され、送気が開始され
るのである。

【０００７】

【発明の効果】したがって、生体の体動や気管内チュー
ブへの接触などに起因する圧力変動が発生したとして
も、気管内チューブ内の気流が反転して流速変化が明確
に発生しない限り自発呼吸の発生と判定されないので、
生体の自発呼吸に確実に同期して補助呼吸を行うことが
できる。

【０００８】

【実施例】以下、本発明の一実施例を図面に基づいて詳
細に説明する。

【０００９】図１において、生体の肺へ強制的に送気す
るための送気装置１０は、導管１２を介してバイトブロ
ック１４に接続されており、そのバイトブロック１４に
は、よく知られた気管内チューブ１６が連結されてい
る。この気管内チューブ１６は、生体の気管内に挿入す
るために可撓性の材質で構成されており、使用目的に合
わせて種々の形状や長さに形成される。

【００１０】上記送気装置１０は、従来の従圧式レスピ
レータと称されるものと同様に構成されたものであっ
て、電動ポンプのように圧縮気体を出力する圧縮気体源
１８と、この圧縮気体源１８から圧送された吸入気体を
予め設定された一定の流量に制御する定量制御弁２０
と、この定量制御弁２０から出力された吸入気体を生体
の肺へ供給する位置とその生体の肺からの気体を大気へ
排出する位置との２位置に切り換えられる切換制御弁２
２と、この切換制御弁２２から送り込まれた吸入ガスの
圧力を検出する圧力センサ２４と、一連の補助呼吸動作
を制御するための呼吸制御装置２６とを備えている。こ
の呼吸制御装置２６は、後述のトリガ信号ＳＴが入力さ
れる毎に、切換制御弁２２から吸入ガスを気管内チュー
ブ１６へ送り込み、この吸入ガスの圧力が予め設定され
た一定の圧力に到達すると、切換制御弁２２を切り換え
て、生体の肺内のガスを気管内チューブ１６および切換
制御弁２２を通して大気へ放出させる。

【００１１】前記気管内チューブ１６の先端部外周面に
は、生体の気管の内壁面と気管内チューブ１６との間を
シールするためのバルーン３０が設けられている。この
バルーン３０は、補助人工呼吸動作中にはバルーンチュ
ーブ３２を介して圧力気体が供給されることにより膨張
させられる。また、気管内チューブ１６の先端部内周面
には、気管内チューブ１６内の気流の流速を検出するた
めのサーミスタ３４が固着されている。

【００１２】上記サーミスタ３４は、導線２８を介して
検知回路３６に接続されており、その検知回路３６内の
ブリッジの一部を構成することによりブリっジ電流によ
って予め昇温されている。このため、サーミスタ３４は
管内チューブ１６内の気流の流速に応じて温度が変化す
ることによりその内部抵抗が変化することから、上記ブ
リッジの平衡電圧である検知回路３６の出力電圧は上記
気管内チューブ１６内の気流の流速を表している。

【００１３】上記気管内チューブ１６内の気流の流速を
表わす検知回路３６の出力電圧は増幅器３７により信号
増幅された後、微分回路３８において微分処理され、そ
の出力電圧の傾斜に対応した信号が比較判定回路４０へ
供給される。この比較判定回路４０は、微分回路３８の
出力信号を設定器４２から供給される設定電圧と比較
し、設定電圧を上まわった場合には自発呼吸と判定して
トリガ信号ＳＴを前記呼吸制御装置２６へ出力する。

【００１４】次に、以上のように構成された補助人工呼
吸器の作動を説明する。先ず、送気装置１０による補助
呼吸作動が終了した後では、気管内チューブ１６内では
生体の肺から排出された気流が停止状態となっているこ
とから、サーミスタ３４の温度が上昇してその抵抗値が
低下している状態となっているが、図２に示すように、
生体の自発呼吸の開始に関連して気道内が負圧となる
と、それまで停止状態であった気管内チューブ１６内の
気流が反転して逆流するので、サーミスタ３４の温度が
急速に低下してその抵抗値が上昇する。このため、微分
回路３８の出力信号が大きくなって設定器４２から供給
される設定電圧を上まわるので、トリガ信号ＳＴが比較
判定回路４０から呼吸制御装置２６へ出力される。送気
装置１０は、このトリガ信号ＳＴが供給されたことに応
答して、強制的に生体の肺内へ送気するとともに、送気
圧力が予め設定された値に到達すると生体の肺内の気体
を排出させて次のトリガ信号ＳＴを待機する。なお、送
気装置１０による補助呼吸作動の開始により強制的に生
体の肺内へ送気する期間および生体の肺内の気体を排出
させる期間でも気管内チューブ１６内に気流が発生して
上記トリガ信号ＳＴが発生するかもしれないが、たとえ
発生したとしても、呼吸制御装置２６は１つの補助呼吸
サイクルが終了するまではトリガ信号ＳＴを受け付けな
いように構成されている。

【００１５】したがって、本実施例では、サーミスタ３
４および検知回路３６が流速検出手段に対応し、微分回
路３８、設定器４２および比較判定回路４０が自発呼吸
判定手段に対応し、呼吸制御装置２６が作動制御手段に
対応している。

【００１６】上述のように本実施例によれば、生体の体
動や気管内チューブ１６への接触などに起因する圧力変
動が発生したとしても、気管内チューブ１６内の気流が
反転して流速変化が明確に発生しない限り自発呼吸の発
生と判定されないので、生体の自発呼吸に確実に同期し
て補助呼吸を行うことができる。

【００１７】また、本実施例によれば、サーミスタ３４
が気管内チューブ１６の先端部に設けられているので、
生体の自発呼気検出感度が好適に高められる。

【００１８】以上、本発明の一実施例を図面に基づいて
説明したが、本発明はその他の態様いおいても適用され
る。

【００１９】たとえば、前述の実施例において、サーミ
スタ３４は気管内チューブ１６の先端部に設けられてい
たが、バイトブロック１４の近傍や導管１２に設けられ
ていてもよいのである。

【００２０】また、前述の実施例では、気管内チューブ
１６内の気流を検出するためにサーミスタ３４が用いら
れていたが、電気抵抗変化特性が逆であるポジスタや、
白金抵抗線が用いられても差し支えない。

【００２１】また、前述の実施例の送気装置１０は、所
謂従圧式レスピレータと同様に構成されたものであった
が、予め設定された一定の換気量を１回のサイクルで送
気する形式の所謂従量式レスピレータと同様に構成され
たものであってもよい。

【００２２】また、前述の実施例における呼吸制御装置
２６、微分回路３８、比較判定回路４０、設定器４２な
どは、所謂マイクロコンピュータにより構成されてもよ
い。

【００２３】また、前述の実施例の検知回路３６では、
サーミスタ３４の抵抗変化に関連したブリッジの平衡電
圧に基づいて気管内チューブ１６内の気体の流速が検知
されるように構成されていたが、サーミスタ３４が一定
の温度に保持されるように電流を供給し、その電流の変
化により気体の流速が検知されるように構成されてもよ
いのである。

【００２４】なお、上述したのはあくまでも本発明の一
実施例であり、本発明はその主旨を逸脱しない範囲にお
いて種々変更が加えられ得るものである。

【図面の簡単な説明】

【図１】本発明の一実施例の補助人工呼吸器の要部構成
を説明するブロック線図である。

【図２】図１の実施例の作動により得られる生体の気道
内の圧力変化を示す図である。

【符号の説明】

１０ 送気装置 １６ 気管内チューブ ２６ 呼吸制御装置（作動制御手段） ３４ サーミスタ、３６ 検知回路（流速検出手段） ３８ 微分回路、４０ 比較判定回路、４２ 設定器
（自発呼吸判定手段）

Claims (2)

【特許請求の範囲】
1. 【請求項１】 生体の気管内に挿入された気管内チュー
   ブと、該気管内チューブを通して該生体の肺内へ強制的
   に送気する送気装置とを備え、該生体の自発呼吸の発生
   に同期して該生体の肺内へ送気することにより補助呼吸
   を行う形式の補助人工呼吸器であって、 前記気管内チューブ内を流通する気体の流速を検出する
   流速検出手段と、 該流速検出手段により検出された流速の変化に基づいて
   前記生体の自発呼吸の発生を判定する自発呼吸判定手段
   と、 該自発呼吸判定手段により前記生体の自発呼吸が判定さ
   れたときに前記送気装置を作動させる作動制御手段とを
   含むことを特徴とする補助人工呼吸器。
2. 【請求項２】 前記流速検出手段は、前記気管内チュー
   ブの先端部に設けられるとともに予め所定の温度に加熱
   されて前記気管内チューブ内を流通する気体の流速に応
   じて抵抗値が変化する感温抵抗体を含むものである請求
   項１に記載の補助人工呼吸器。