人工呼吸器用加温加湿装置
【課題】患者の呼吸を補助する際、人工呼吸器から適切な温度、相対湿度をもった気体流を常時供給する。
【解決手段】人工呼吸器１００から供給される気体流を加温加湿する加温加湿部１１と、加温加湿部１１に接続された吸気経路１２と、吸気経路１２の加温加湿部１１側の気体流の温度を検出する温度検出部１３と、吸気経路１２の患者口元側の気体流の温度と相対湿度とを検出する温度湿度検出部１４とを有することを特徴とする人工呼吸器用加温加湿装置１０。
【解決手段】人工呼吸器１００から供給される気体流を加温加湿する加温加湿部１１と、加温加湿部１１に接続された吸気経路１２と、吸気経路１２の加温加湿部１１側の気体流の温度を検出する温度検出部１３と、吸気経路１２の患者口元側の気体流の温度と相対湿度とを検出する温度湿度検出部１４とを有することを特徴とする人工呼吸器用加温加湿装置１０。
【発明の詳細な説明】
【技術分野】
【０００１】
本発明は、患者に適切な温度、相対湿度をもった気体流を供給する人工呼吸器用加温加湿装置である。
【背景技術】
【０００２】
患者の呼吸を補助する際、人工呼吸器から適切な温度、相対湿度をもった気体流を供給する必要がある。従来の人工呼吸器は吸気経路に温度センサーを設置した人工呼吸器用加温加湿装置を用いていたが、気体流の温度のみ監視し、制御していたことから、患者に供給する気体流の相対湿度を正確に検知することができず、チャンバの空焚き等によって、乾燥した気体流を患者に供給することにより、患者の気管、気管支を損傷するおそれがある。そこで、特許文献１には、患者口元付近に湿度センサーを配置することにより、供給される気体流の相対湿度を監視し、相対湿度が所定閾値以下で警報を発生させる人工呼吸器用警報装置が記載されている。
【先行技術文献】
【特許文献】
【０００３】
【特許文献１】特開平１０−５７４９３号公報
【発明の概要】
【発明が解決しようとする課題】
【０００４】
しかしながら、患者に供給される気体流が適切な相対湿度であったとしても、その気体流の温度が適切であるか否かを検出することは困難であるため、患者に低温、又は高温の気体流を供給するおそれもある。
【０００５】
本発明は上記課題に鑑み提案するものであって、患者に供給する気体流の温度、相対湿度を監視することにより、患者に適切な温度、相対湿度をもった気体流を確実に供給することを目的とする。
【課題を解決するための手段】
【０００６】
本発明の人工呼吸器用加温加湿装置は、人工呼吸器から供給される気体流を加温加湿する加温加湿部と、前記加温加湿部に接続された吸気経路と、前記吸気経路の加温加湿部側の気体流の温度を検出する温度検出部と、前記吸気経路の患者口元側の気体流の温度と相対湿度とを検出する温度湿度検出部とを有することを特徴とする。
前記構成により、例えば、患者に供給する気体流の温度、相対湿度を常時監視することが可能になるため、患者に適切な温度、相対湿度をもった気体流を供給することが可能となる。また加温加湿部の空焚きも未然に防止することが可能となる。
【０００７】
本発明の人工呼吸器用加温加湿装置は、前記吸気経路内の気体流を所定の設定温度に調節する吸気経路加熱部と、前記温度湿度検出部により検出された患者口元側検出温度と比較する第１、第２基準温度と前記温度湿度検出部により検出された検出相対湿度と比較する第１、２基準相対湿度とを記憶する記憶部と、前記患者口元側検出温度と前記第１、第２基準温度との比較結果、又は前記検出相対湿度と前記第１、第２基準相対湿度との比較結果により異なる警告をする警告出力部と、制御部とを有し、前記制御部が、前記患者口元側検出温度と前記第１基準温度とを比較し、前記患者口元側検出温度が前記第１基準温度未満の際、前記加温加湿部と前記吸気経路加熱部とを作動させ、前記制御部が、前記患者口元側検出温度と前記第２基準温度とを比較し、前記患者口元側検出温度が前記第２基準温度以上の際、前記加温加湿部と前記吸気経路加熱部とを停止させると共に、前記警告出力部から警告させ、前記制御部が、前記検出相対湿度と前記第１基準相対湿度とを比較し、前記検出相対湿度が前記第１基準相対湿度以下の際、前記加温加湿部を作動させ、前記制御部が、前記検出相対湿度と前記第２基準相対湿度とを比較し、前記検出相対湿度が前記第２基準相対湿度以下の際、前記加温加湿部と前記吸気経路加熱部とを停止させると共に、前記警告出力部から警告させることを特徴とする。
前記構成により、温度湿度検出部から検出された患者口元側検出温度、又は検出相対湿度に基づき、制御部が、自動で加温加湿部を作動、又は停止させると共に、警告出力部から警告させる。吸気経路内を流動する気体流の温度、相対湿度が患者にとって適切でない場合、警告出力部からの警告により、外部へ容易に気付かせることができる。また、警告出力部は、患者口元側検出温度と１、第２基準温度との比較結果、又は検出相対湿度と前記第１、第２基準相対湿度との比較結果により異なる警告をするため、警告内容を容易に判別できる。
【０００８】
本発明の人工呼吸器用加温加湿装置は、前記第１基準相対湿度を７０％〜８０％と、前記第２基準相対湿度を５０％〜６０％とすることを特徴とする。
前記構成により、患者へ適切な相対湿度をもった気体流をより確実に供給することが可能となると共に、加温加湿部の空焚きも未然に防止することができる。
【０００９】
本発明の人工呼吸器用加温加湿装置は、前記記憶部が、前記温度検出部により検出された加温加湿部側検出温度と比較する下限温度と上限温度とを記憶し、前記警告出力部が、前記加温加湿部側検出温度と前記下限温度、又は前記上限温度との比較結果により異なる警告をし、前記制御部が、前記加温加湿部側検出温度と前記下限温度とを比較し、前記加温加湿部側検出温度が前記下限温度未満の際、前記加温加湿部を作動させ、前記制御部が、前記加温加湿部側検出温度と前記上限温度とを比較し、前記加温加湿部側検出温度が前記上限温度以上の際、前記加温加湿部を停止させると共に、前記警告出力部から警告させることを特徴とする。
前記構成により、温度検出部から検出された加温加湿部側検出温度に基づき、制御部が自動で加温加湿部を作動、又は停止させると共に、警告出力部から警告させる。
【００１０】
本発明の人工呼吸器用加温加湿装置は、前記温度湿度検出部の温度湿度センサー本体は、前記吸気経路内の気体流が流通可能な一対の流通孔が形成された被覆部材により被覆されると共に、前記被覆部材の底面が開口されることを特徴とする。
前記構成により、加温度湿度検出部の温度湿度センサー本体が、一対の流通孔と開口孔とが形成された被覆部材に覆われているため、一対の流通孔が吸気経路内の気体流の流動方向の沿って配置されていなくても、開口孔から気体流が流入することが可能になるため、温度湿度検出部は正確に相対湿度を検出できる。
【００１１】
本発明の人工呼吸器用加温加湿装置は、前記加温加湿部と前記吸気経路とを接続する接続部材を有し、前記接続部材は、前記加温加湿部から前記吸気経路に向かって上昇するように傾斜することを特徴とする。
前記構成により、加温加湿部から吸気経路に向かって、上昇するように傾斜しているため、加温加湿部内の水が吸気経路に流入することを防止できる。
【発明の効果】
【００１２】
患者に供給する気体流の温度、相対湿度を監視できるため、低温、又は高温の気体流や乾燥した気体流を患者に供給することはなく、患者の気管、気管支の損傷を防ぐことができる。また加温加湿部の空焚きも未然に防止することが可能となる。
【図面の簡単な説明】
【００１３】
【図１】本実施形態の人工呼吸器用加温加湿装置の全体図。
【図２】本実施形態の人工呼吸器用加温加湿装置のブロック図。
【図３】本実施形態の温度湿度検出部の拡大縦断面図。
【図４】本実施形態の人工呼吸器用加温加湿装置の正常作動時の処理手順を示すフローチャート。
【図５】本実施形態の人工呼吸器用加温加湿装置の温度検出部により検出された加温加湿部側検出温度が下限温度未満の際の処理手順を示すフローチャート。
【図６】本実施形態の人工呼吸器用加温加湿装置の温度検出部により検出された加温加湿部側検出温度が上限温度以上の際の処理手順を示すフローチャート。
【図７】本実施形態の人工呼吸器用加温加湿装置の温度湿度検出部により検出された患者口元側検出温度が第１基準温度未満の際の処理手順を示すフローチャート。
【図８】本実施形態の人工呼吸器用加温加湿装置の温度湿度検出部により検出された患者口元側検出温度が第２基準温度以上の際の処理手順を示すフローチャート。
【図９】本実施形態の人工呼吸器用加温加湿装置の温度湿度検出部により検出された検出相対湿度が第１、２基準相対湿度以下の際の処理手順を示すフローチャート。
【発明を実施するための形態】
【００１４】
本発明による本実施形態の人工呼吸器用加温加湿装置について図面を参照して説明する。図１は本実施形態の人工呼吸器用加温加湿装置の全体図、図２は本実施形態の人工呼吸器用加温加湿装置のブロック図、図３は本実施形態の温度湿度検出部の拡大縦断面図である。
【００１５】
〈本実施形態の人工呼吸器用加温加湿装置の構成〉
人工呼吸器用加温加湿装置１０は、人工呼吸器１００から供給される気体流を加温加湿する加温加湿部１１と、加温加湿部１１に接続された吸気経路１２と、吸気経路１２の加温加湿部１１側の気体流の温度を検出する温度検出部１３と、吸気経路１２の患者口元側の気体流の温度と相対湿度とを検出する温度湿度検出部１４とを備える。
【００１６】
また、人工呼吸器用加温加湿装置１０は、吸気経路１２内の気体流を所定の設定温度に調節する吸気経路加熱部１５と、上限温度と下限温度と第１、第２基準温度と第１、２基準相対湿度とを記憶する記憶部１６と、外部に向けて警告する警告出力部１７と、制御部１８とを備える。なお、記憶部１６と警告出力部１７と制御部１８とは、後述する装置本体１９の内部に設けられる。
【００１７】
加温加湿部１１は、チャンバ２０とチャンバ加熱部２１とから構成される。チャンバ２０は、樹脂製であり、円筒形状の本体部２０１と人工呼吸器１００に接続される入口部２０２と吸気経路１２に接続される出口部２０３とから構成される。本体部２０１は、所定量の水Ｗを入れることができる。本体部２０１には、アルミ板等からなる底部２０４が設けられ、チャンバ加熱部２１により、チャンバ２０内の水Ｗは容易に加熱される。
【００１８】
チャンバ加熱部２１は、装置本体１９の上面に内蔵されたニクロム線から構成され、チャンバ加熱部２１上に載置されたチャンバ２０内の水Ｗを所定の設定温度に基づき、加熱し、保持する。なお、チャンバ加熱部２１に、チャンバ２０の位置ずれや転倒を防止するための係止部を設けるとより好適である。
【００１９】
吸気経路１２は、半透明の樹脂製のチューブであり、折り曲げ可能である。吸気経路１２は、略Ｔ字状の樹脂製である接続部材２２を介して、チャンバ２０の出口部２０３と接続される。接続部材２２は、チャンバ２０から吸気経路１２に向かって上昇するように傾斜するように形成されているため、チャンバ２０内の水Ｗが吸気経路１２に流入することを防止できる。接続部材２２のチャンバ２０の出口部２０３に接続された端部付近には温度検出部１３が挿入される温度検出孔２２１が形成される。
【００２０】
吸気経路１２が、人工呼吸器１００から患者へ気体流を供給する一方、患者から排出された気体流は、半透明の樹脂製のチューブからなる呼気経路２３を通過し、外部へ排出される。吸気経路１２と呼気経路２３とを、それぞれ異なる色に着色することにより、容易に判別できる。なお、呼気経路２３の一方の端部には、呼気弁２３１が設置され、患者から排出された気体流を外部へ排出する際、外部から外気が流入することはない。
【００２１】
吸気経路１２と呼気経路２３とは、左右対称となるようにＹ字状筒形に形成された半透明の樹脂製であるＹ字状接続部材２４を介して接続される。また、Ｙ字状接続部材２４の残り一端部は患者の喉元に挿入される挿入部材２５又はマスク等が取り付けられる。吸気経路１２と接続されるＹ字状接続部材２４の端部付近には、温度湿度検出部１４が挿入される温度湿度検出孔２４１が形成される。なお、Ｙ字状接続部材２４の中央部には、図示しない流量計に接続されたチューブが取り付けられており、吸気経路１２と呼気経路２３内の気体流の流動方向を容易に確認できる。
【００２２】
温度検出部１３は、温度センサーからなる温度センサー本体１３１から構成され、温度検出孔２２１に挿入され、配置される。温度センサー本体１３１が、吸気経路１２内を流動し、温度検出部１３を通過する際の気体流の温度を検出する。即ち、温度検出部１３は吸気経路１２の加温加湿部１１側の気体流の温度を常時、又は一定時間毎に検出できる。
【００２３】
温度湿度検出部１４は、デジタル温湿度センサーからなる温度湿度センサー本体１４１と、温度湿度センサー本体１４１を被覆する被覆部材１４２とから構成される。温度湿度検出部１４は、温度湿度検出孔２４１に挿入され、配置される。温度湿度センサー本体１４１が、吸気経路１２内を流動し、温度湿度検出部１４を通過する際の気体流の温度、相対湿度を検出する。即ち、温度湿度検出部１４は、吸気経路１２の患者口元側の気体流の温度、相対湿度を常時、又は一定時間毎に検出できる。
【００２４】
被覆部材１４２は、金属製の円筒状に形成される。図３に示すように、被覆部材１４２には、一対の流通孔１４３と被覆部材１４２の底面が開口した開口孔１４４とが形成される。一対の流通孔１４３により、患者に供給される気体流が流通孔１４３を通過し、温度湿度センサー本体１４１に接触することにより、吸気経路１２内の気体流の温度、相対湿度を検出できる。開口孔１４４により、温度湿度検出部１４内に湿った気体が被覆部材１４２内に滞留することないため、正確な相対湿度を検出できる。また、一対の流通孔１４３と開口孔１４４とが形成されることにより、一対の流通孔１４３が吸気経路１２内の気体流の流動方向に沿っていなくとも、開口孔１４４から、温度湿度検出部１４内に気体流が流入し、温度湿度センサー本体１４１と接触するため、気体流の正確な温度、相対湿度を検出できる。即ち、吸気経路１２内の気体流の流動方向に対する温度湿度検出部１４の流通孔１４３の角度により、検出相対湿度が影響されることはない。
【００２５】
温度検出部１３と温度湿度検出部１４とは、相互にケーブルによって接続されると共に、装置本体１９に接続される。
【００２６】
吸気経路加熱部１５は、ヒーターワイヤ１５１とコネクタ１５２とから構成され、吸気経路１２内に内設される。吸気経路加熱部１５は、吸気経路１２内を流動する気体流を所定の設定温度に加熱し、保持する。吸気経路加熱部１５が吸気経路１２内の気体流の温度を加熱し、保持することにより、外気温との温度差から生じる吸気経路１２内の結露を防ぐことができる。即ち、季節や昼夜における外気温の変化における影響を限りなく抑えることが可能となる。なお、吸気経路加熱部１５のコネクタ１５２は、吸気経路１２と接続する接続部材２２の端部の逆側端部に設置され、図示しないケーブルによって装置本体１９に接続される。
【００２７】
ここで、所定の設定温度は、加温加湿部側設定温度と患者口元側設定温度とからなる。加温加湿部側設定温度は、吸気経路１２の加温加湿部１１側の気体流の設定温度、具体的には、チャンバ２０の出口部２０３に接続された接続部材２２付近を通過する際の気体流の設定温度であり、患者口元側設定温度は、吸気経路１２の患者口元側の気体流の設定温度、具体的には、吸気経路１２と接続されたＹ字状接続部材２４を通過する際の気体流の設定温度である。本実施形態においては、加温加湿部側設定温度は２６℃〜４３℃の温度範囲で設定することができ、患者口元側設定温度は３０℃〜４０℃の温度範囲で設定することができる。例えば、加温加湿部側設定温度を３７℃と、加温加湿部側設定温度を４０℃とに設定した場合、吸気経路加熱部１５は吸気経路１２内を流動する気体流をそれぞれ３７℃、４０℃となるように調節する。
【００２８】
装置本体１９は、その内部に記憶部１６と警告出力部１７と制御部１８とが設けられる。
【００２９】
記憶部１６は、ハードディスク等から構成され、下限温度、上限温度、第１、第２基準温度、第１、第２基準相対湿度を記憶する。なお、上述した加温加湿部側設定温度と患者口元側設定温度とを記憶部１６に予め記憶させることにより、使用毎に加温加湿部側設定温度と患者口元側設定温度とを設定する作業を省略することができる。
【００３０】
ここで、下限温度は加温加湿部側設定温度から所定温度低く設定した下限閾値温度であり、加温加湿部側検出温度と比較され、上限温度は加温加湿部側設定温度から所定温度高く設定した上限閾値温度であり、加温加湿部側検出温度と比較される。
【００３１】
第１基準温度は患者口元側設定温度から所定温度低く設定した下限閾値温度であり、患者口元側検出温度と比較され、第２基準温度は患者口元側設定温度から所定温度高く設定した上限閾値温度であり、患者口元側検出温度と比較される。また、第１基準相対湿度は７０％〜８０％であり、温度湿度検出部１４により検出した検出相対湿度と比較され、第２基準相対湿度は５０％〜６０％であり、温度湿度検出部１４により検出した検出相対湿度と比較される。なお、第１基準相対湿度を８０％と、第２基準相対湿度を６０％とするとより好適である。
【００３２】
本実施形態においては、加温加湿部側設定温度を３７℃、患者口元側設定温度を４０℃と設定した場合、記憶部１７は、制御部１８により算出された下限温度は３３℃と、上限温度は４０℃とを記憶する。また、記憶部１７は、第１基準温度は３７℃と、第２基準温度は４３℃と、第１基準相対湿度は８０％と、第２基準相対湿度は６０％とを記憶する。
【００３３】
警告出力部１７は、ランプが配置された後述の状態表示部１９３や図示しないブザー等からなり、加温加湿部側検出温度と下限温度、又は上限温度との比較結果、患者口元側検出温度と第１、第２基準温度との比較結果、検出相対湿度と前記第１、第２基準相対湿度との比較結果に基づき、異なる警告を外部に向けて発する。例えばランプの点灯やアラーム音の発生、又はその両方により、外部へ警告する。
【００３４】
制御部１８は、ＣＰＵ等からなり、加温加湿部側設定温度と患者口元側設定温度とに基づき、チャンバ加熱部２１と吸気経路加熱部１５とを作動させ、又は停止させることにより、吸気経路１２内を流動する気体流の温度を制御する。また、制御部１８は、加温加湿部側設定温度と患者口元側設定温度とが設定されると、自動的にそれぞれ所定温度低く、又は高くした下限温度、上限温度、第１、第２基準温度を算出し、記憶部１６に出力する。
【００３５】
制御部１８は、加温加湿部側検出温度と下限温度、又は上限温度とを比較した結果に応じて、後述する処理を自動的に実施する。また、制御部１８は、患者口元側検出温度と第１、第２基準温度との比較結果、及び検出相対湿度と第１、第２基準相対湿度との比較結果についてもそれぞれ処理を自動的に実施する。例えば、制御部１８が、チャンバ加熱部２１と吸気経路加熱部１５とを作動させ、又は停止させたり、警告出力部１７から外部に向けて警告させる。なお、気体流の供給開始直後等は、温度検出部１３により検出された加温加湿部側検出温度が下限温度を満たしていないため、待機時間を設定するとより好適である。例えば、待機時間を２０分間と設定する。
【００３６】
装置本体１９の表面には、操作部１９１と温度湿度表示部１９２と状態表示部１９３とが設けられる。操作部１９１を操作することにより、加温加湿部側設定温度と患者口元側設定温度とを所定の温度範囲内で任意に設定することができる。例えば、加温加湿部側設定温度の設定可能な温度範囲を２６℃〜４３℃とし、患者口元側設定温度の設定可能な温度範囲を３０℃〜４０℃とする。温度湿度表示部１９２は、加温加湿部側検出温度、患者口元側検出温度、検出相対湿度を表示し、操作部１９１により表示される温度、相対湿度を切り替えることができる。状態表示部１９３は、温度検出部１３、温度湿度検出部１４、チャンバ２０等に相当するランプが複数配置されるものである。ランプは人工呼吸器用加温加湿装置１０の各部の作動状態に合わせて色が変化し、例えば、正常時を緑色、注意時を橙色、警告時を赤色と変化させることにより、人工呼吸器用加温加湿装置１０の各部の作動状態が容易に視認できる。例えば、温度湿度検出部１４の作動状態が警告時には、温度湿度検出部１４に相当するランプが赤色に点灯する。
【００３７】
なお、装置本体１９は、図示しないが、低電力、短距離送信機からなる無線送信機を備えることもできる。無線送信機に接続されることにより、パソコン等のモニタへ人工呼吸用加温加湿装置１０の作動状態を表示させることができる。即ち、人工呼吸器用加温加湿装置１０から離れたモニタ上で、加温加湿部側検出温度や、患者口元側検出温度、検出相対湿度とを監視することが可能となる。また、人工呼吸器用加温加湿装置１０の異常時には、モニタ上に異常箇所と異常内容とを表示させることもできる。
【００３８】
〈本実施形態の人工呼吸器用加温加湿装置の処理の流れ〉
次に、人工呼吸器用加温加湿装置１０の各種処理の流れを、図４〜図９に示すフローチャートにより説明する。なお、本実施形態において、加温加湿部側設定温度を３７℃、患者口元側設定温度を４０℃と設定する。また、制御部１８により算出された下限温度は３３℃と、上限温度は４０℃と、第１基準温度は３７℃と、第２基準温度は４３℃とすると共に、第１基準相対湿度は８０％と、第２基準相対湿度は６０％とする。
【００３９】
人工呼吸器用加温加湿装置１０の正常作動時の処理の流れは、図４に示す通りである。
【００４０】
ステップＳ１０１において、装置本体１９を起動し、操作部１９１を操作することにより、加温加湿部側設定温度を３７℃、患者口元側設定温度を４０℃に設定する。なお、加温加湿部側設定温度と患者口元側設定温度とを予め記憶部１６に記憶させた場合、ステップＳ１０１を省略し、ステップＳ１０２に進む。
【００４１】
ステップＳ１０２において、人工呼吸器１００を起動すると共に、制御部１８は、ステップＳ１０１により設定された加温加湿部側設定温度と患者口元側設定温度とに基づき、チャンバ加熱部２１と吸気経路加熱部１５とにより気体流への加熱を開始する。
【００４２】
ステップＳ１０３において、患者へ気体流の供給を開始する。本実施形態における人工呼吸器１００から供給される気体流の温度を２４℃、相対湿度を５０％とし、気体流が人工呼吸用加温加湿装置１０内を流動し、患者へ供給される状況を説明する。チャンバ２０内の所定量の水Ｗがチャンバ加熱部２１により加熱され、気体流がチャンバ２０内を通過する際、チャンバ２０内の水Ｗの表面からの蒸発により、温度が上昇すると共に、ほぼ飽和状態（相対湿度９９％程度）となる。次に、ほぼ飽和状態となった気体流がチャンバ２０の出口部２０３から吸気経路１２へ流動し、チャンバ２０出口付近に配置された温度検出部１３において気体流の温度は３８℃程度を検出される。その後、気体流は吸気経路加熱部１５により加熱されながら吸気経路１２内を流動し、患者口元付近に配置された温度湿度検出部１４において気体流の温度は４０℃程度、相対湿度は８５％程度を検出される。そして、気体流は患者の口元に設置された挿入部材２５を通過し、患者に供給されるまでに自然冷却され、気体流の温度は３７℃、相対湿度は９５％となるため、患者に適切な温度、相対湿度をもった気体流が供給される。なお、制御部１８が、状態表示部１９３に表示された温度検出部１３や温度湿度検出部１４に相当するランプを、正常時を示す緑色に点灯させると好適である。
【００４３】
ステップＳ１０４において、患者への気体流の供給を正常終了する際、患者への気体流の供給を停止し、ステップＳ１０５において、制御部１８は、チャンバ加熱部２１と吸気経路加熱部１５とを停止する。
【００４４】
人工呼吸器用加温加湿装置１０の温度検出部１３により検出された加温加湿部側検出温度が下限温度未満の際の処理の流れは、図５に示す通りである。なお、ステップＳ２０１〜Ｓ２０３は、上述したステップＳ１０１〜Ｓ１０３と同様な処理のため省略する。
【００４５】
ステップＳ２０４において、制御部１８は、加温加湿部側検出温度と記憶部１６に記憶された下限温度である３３℃と比較し、加温加湿部側検出温度が下限温度未満であった場合、ステップＳ２０５に進む。
【００４６】
ステップＳ２０５において、制御部１８は、加温加湿部側検出温度が下限温度以上となるように、開始時の加温加湿部側設定温度３７℃から設定温度を上げると共に、チャンバ加熱部２１を作動させる。なお、制御部１８が、待機時間経過後、状態表示部１９３の温度検出部１３に相当するランプを橙色に点灯させると共に、アラーム音を発生させるとより好適である。
【００４７】
人工呼吸器用加温加湿装置１０の温度検出部１３により検出された加温加湿部側検出温度が上限温度以上の際の処理の流れは、図６に示す通りである。なお、ステップＳ３０１〜Ｓ３０３は、上述したステップＳ１０１〜Ｓ１０３と同様な処理のため省略する。
【００４８】
ステップＳ３０４において、制御部１８は、加温加湿部側検出温度と記憶部１７に記憶された上限温度である４０℃と比較し、加温加湿部側検出温度が上限温度以上であった場合、ステップＳ３０５に進む。
【００４９】
ステップＳ３０５において、制御部１８は、チャンバ加熱部２１を停止させる。
【００５０】
ステップＳ３０６において、待機時間経過後、加温加湿部側検出温度が上限温度以上であった場合、制御部１８は警告出力部１７から外部に向けて警告する。例えば、制御部１８は、状態表示部１９３の温度検出部１３に相当するランプを赤色に点灯させると共に、アラーム音を発生させる。
【００５１】
人工呼吸器用加温加湿装置１０の温度湿度検出部１４により検出された患者口元側検出温度が第１基準温度未満の際の処理の流れは、図７に示す通りである。なお、ステップＳ４０１〜Ｓ４０３は、上述したステップＳ１０１〜Ｓ１０３と同様な処理のため省略する。
【００５２】
ステップＳ４０４において、制御部１８は、患者口元側検出温度と記憶部１６に記憶された第１基準温度である３７℃と比較し、患者口元側検出温度が第１基準温度未満であった場合、ステップＳ４０５に進む。
【００５３】
ステップＳ４０５において、制御部１８は、患者口元側検出温度が第１基準温度以上となるように、開始時の加温加湿部側設定温度３７℃から設定温度を上げると共に、チャンバ加熱部２１と吸気経路加熱部１５とを作動させる。なお、制御部１８が、状態表示部１９３の温度湿度検出部１４に相当するランプを橙色に点灯させると共に、アラーム音を発生させると好適である。
【００５４】
人工呼吸器用加温加湿装置１０の温度湿度検出部１４により検出された患者口元側検出温度が第２基準温度以上の際の処理の流れは、図８に示す通りである。なお、ステップＳ５０１〜Ｓ５０３は、上述したステップＳ１０１〜Ｓ１０３と同様な処理のため省略する。
【００５５】
ステップＳ５０４において、制御部１８は、患者口元側検出温度と記憶部１６に記憶された第２基準温度である４３℃と比較し、検出温度が第２基準温度以上であった場合、ステップＳ５０５に進む。
【００５６】
ステップＳ５０５において、制御部１８は、チャンバ加熱部２１と吸気経路加熱部１５とを停止させる。
【００５７】
ステップＳ５０６において、制御部１８は、警告出力部１７から外部に向けて警告する。例えば、制御部１８は、状態表示部１９３の温度湿度検出部１４に相当するランプが赤色に点灯させると共に、アラーム音を発生させる。
【００５８】
人工呼吸器用加温加湿装置１０の温度湿度検出部１４により検出された検出相対湿度が第１、第２基準相対湿度以下の際の処理の流れは、図９に示す通りである。なお、ステップＳ６０１〜Ｓ６０３は、上述したステップＳ１０１〜Ｓ１０３と同様な処理のため省略する。
【００５９】
ステップＳ６０４において、制御部１８は、検出相対湿度と記憶部１６に記憶された第１基準相対湿度である８０％と比較し、検出相対湿度が第１基準相対湿度である８０％以下であった場合、ステップＳ６０５に進む。
【００６０】
ステップＳ６０５において、吸気経路１２内を流動する気体流をチャンバ２０により十分な飽和状態とするために、制御部１８は、チャンバ加熱部２１を作動させる。しかし、チャンバ２０内の水Ｗが不足し始めると、ステップＳ６０５において、チャンバ加熱部２１を作動させても、気体流の相対湿度が低下し続け、ステップＳ６０６に進む。
【００６１】
ステップＳ６０６において、制御部１８は、検出相対湿度と記憶部１６に記憶された第２基準相対湿度である６０％と比較し、検出相対湿度が第２基準相対湿度である６０％以下であった場合、ステップＳ６０７に進む。
【００６２】
ステップＳ６０７において、制御部１８は、チャンバ加熱部２１と吸気経路加熱部１５とを停止させると共に、ステップＳ６０８において、制御部１８は警告出力部１６から外部にむけて警告する。例えば、制御部１８が、状態表示部１９３のチャンバ２０に相当するランプが赤色に点灯させると共に、アラーム音を発生させる。これにより、チャンバ２０内の水Ｗが不足していることを容易に確認できるため、チャンバ２０の空焚きを未然に防止することができ、チャンバ２０内に水の追加等の対応が可能となる。
【００６３】
〈本実施形態の効果〉
患者に供給する気体流の温度、相対湿度を監視することにより、適切な温度、相対湿度をもった気体流を患者に供給することができ、患者の気管、気管支の損傷を防ぐことができる。また、チャンバの空焚きも未然に防止することが可能となる。
【００６４】
〔実施形態の変形例等〕
本明細書開示の発明は、各発明や実施形態の構成の他に、適用可能な範囲で、これらの部分的な構成を本明細書開示の他の構成に変更して特定したもの、或いはこれらの構成に本明細書開示の他の構成を付加して特定したもの、或いはこれらの部分的な構成を部分的な作用効果が得られる限度で削除して特定した上位概念化したものを含み、下記の変形例等も包含する。
【００６５】
本実施形態の人工呼吸器用装置１０は、患者の喉元に直接挿入し気体流を供給するものであるが、患者の口にマスクを被せて気体流を供給することもできる。装置本体１９の操作部１９１を操作することにより、切換可能としてもよい。
【００６６】
人工呼吸器用加温加湿装置１０の温度センサー本体１３１は温度センサーのみからなるが、温度湿度センサー本体１４１と同様にデジタル温湿度センサーを適用すると、温度検出部１３においても温度、相対湿度を検出することができ、吸気経路１２内を流通する気体流のより正確な温度、相対湿度を検出することが可能となる。
【産業上の利用可能性】
【００６７】
本発明は、患者に適切な温度、相対湿度をもった気体流を供給する人工呼吸器に利用することができる。
【符号の説明】
【００６８】
１０…人工呼吸器用加温加湿装置 １１…加温加湿部 １２…吸気経路 １３…温度検出部 １４…温度湿度検出部 １５…吸気経路加熱部 １６…記憶部 １７…警告出力部 １８…制御部 １９…装置本体 ２０…チャンバ ２１…チャンバ加熱部 ２２…接続部材 ２３…呼気経路 ２４…Ｙ字状接続部材 ２５…挿入部材 １００…人工呼吸器 １３１…温度センサー本体 １４１…温度湿度センサー本体 １４２…被覆部材 １４３…流通孔 １４４…開口孔 １５１…ヒーターワイヤ １５２…コネクタ １９１…操作部 １９２…温度湿度表示部 １９３…状態表示部 ２０１…本体部 ２０２…入口部 ２０３…出口部 底部…２０４ ２２１…温度検出孔 ２３１…呼気弁 ２４１…温度湿度検出孔 Ｗ…水
【技術分野】
【０００１】
本発明は、患者に適切な温度、相対湿度をもった気体流を供給する人工呼吸器用加温加湿装置である。
【背景技術】
【０００２】
患者の呼吸を補助する際、人工呼吸器から適切な温度、相対湿度をもった気体流を供給する必要がある。従来の人工呼吸器は吸気経路に温度センサーを設置した人工呼吸器用加温加湿装置を用いていたが、気体流の温度のみ監視し、制御していたことから、患者に供給する気体流の相対湿度を正確に検知することができず、チャンバの空焚き等によって、乾燥した気体流を患者に供給することにより、患者の気管、気管支を損傷するおそれがある。そこで、特許文献１には、患者口元付近に湿度センサーを配置することにより、供給される気体流の相対湿度を監視し、相対湿度が所定閾値以下で警報を発生させる人工呼吸器用警報装置が記載されている。
【先行技術文献】
【特許文献】
【０００３】
【特許文献１】特開平１０−５７４９３号公報
【発明の概要】
【発明が解決しようとする課題】
【０００４】
しかしながら、患者に供給される気体流が適切な相対湿度であったとしても、その気体流の温度が適切であるか否かを検出することは困難であるため、患者に低温、又は高温の気体流を供給するおそれもある。
【０００５】
本発明は上記課題に鑑み提案するものであって、患者に供給する気体流の温度、相対湿度を監視することにより、患者に適切な温度、相対湿度をもった気体流を確実に供給することを目的とする。
【課題を解決するための手段】
【０００６】
本発明の人工呼吸器用加温加湿装置は、人工呼吸器から供給される気体流を加温加湿する加温加湿部と、前記加温加湿部に接続された吸気経路と、前記吸気経路の加温加湿部側の気体流の温度を検出する温度検出部と、前記吸気経路の患者口元側の気体流の温度と相対湿度とを検出する温度湿度検出部とを有することを特徴とする。
前記構成により、例えば、患者に供給する気体流の温度、相対湿度を常時監視することが可能になるため、患者に適切な温度、相対湿度をもった気体流を供給することが可能となる。また加温加湿部の空焚きも未然に防止することが可能となる。
【０００７】
本発明の人工呼吸器用加温加湿装置は、前記吸気経路内の気体流を所定の設定温度に調節する吸気経路加熱部と、前記温度湿度検出部により検出された患者口元側検出温度と比較する第１、第２基準温度と前記温度湿度検出部により検出された検出相対湿度と比較する第１、２基準相対湿度とを記憶する記憶部と、前記患者口元側検出温度と前記第１、第２基準温度との比較結果、又は前記検出相対湿度と前記第１、第２基準相対湿度との比較結果により異なる警告をする警告出力部と、制御部とを有し、前記制御部が、前記患者口元側検出温度と前記第１基準温度とを比較し、前記患者口元側検出温度が前記第１基準温度未満の際、前記加温加湿部と前記吸気経路加熱部とを作動させ、前記制御部が、前記患者口元側検出温度と前記第２基準温度とを比較し、前記患者口元側検出温度が前記第２基準温度以上の際、前記加温加湿部と前記吸気経路加熱部とを停止させると共に、前記警告出力部から警告させ、前記制御部が、前記検出相対湿度と前記第１基準相対湿度とを比較し、前記検出相対湿度が前記第１基準相対湿度以下の際、前記加温加湿部を作動させ、前記制御部が、前記検出相対湿度と前記第２基準相対湿度とを比較し、前記検出相対湿度が前記第２基準相対湿度以下の際、前記加温加湿部と前記吸気経路加熱部とを停止させると共に、前記警告出力部から警告させることを特徴とする。
前記構成により、温度湿度検出部から検出された患者口元側検出温度、又は検出相対湿度に基づき、制御部が、自動で加温加湿部を作動、又は停止させると共に、警告出力部から警告させる。吸気経路内を流動する気体流の温度、相対湿度が患者にとって適切でない場合、警告出力部からの警告により、外部へ容易に気付かせることができる。また、警告出力部は、患者口元側検出温度と１、第２基準温度との比較結果、又は検出相対湿度と前記第１、第２基準相対湿度との比較結果により異なる警告をするため、警告内容を容易に判別できる。
【０００８】
本発明の人工呼吸器用加温加湿装置は、前記第１基準相対湿度を７０％〜８０％と、前記第２基準相対湿度を５０％〜６０％とすることを特徴とする。
前記構成により、患者へ適切な相対湿度をもった気体流をより確実に供給することが可能となると共に、加温加湿部の空焚きも未然に防止することができる。
【０００９】
本発明の人工呼吸器用加温加湿装置は、前記記憶部が、前記温度検出部により検出された加温加湿部側検出温度と比較する下限温度と上限温度とを記憶し、前記警告出力部が、前記加温加湿部側検出温度と前記下限温度、又は前記上限温度との比較結果により異なる警告をし、前記制御部が、前記加温加湿部側検出温度と前記下限温度とを比較し、前記加温加湿部側検出温度が前記下限温度未満の際、前記加温加湿部を作動させ、前記制御部が、前記加温加湿部側検出温度と前記上限温度とを比較し、前記加温加湿部側検出温度が前記上限温度以上の際、前記加温加湿部を停止させると共に、前記警告出力部から警告させることを特徴とする。
前記構成により、温度検出部から検出された加温加湿部側検出温度に基づき、制御部が自動で加温加湿部を作動、又は停止させると共に、警告出力部から警告させる。
【００１０】
本発明の人工呼吸器用加温加湿装置は、前記温度湿度検出部の温度湿度センサー本体は、前記吸気経路内の気体流が流通可能な一対の流通孔が形成された被覆部材により被覆されると共に、前記被覆部材の底面が開口されることを特徴とする。
前記構成により、加温度湿度検出部の温度湿度センサー本体が、一対の流通孔と開口孔とが形成された被覆部材に覆われているため、一対の流通孔が吸気経路内の気体流の流動方向の沿って配置されていなくても、開口孔から気体流が流入することが可能になるため、温度湿度検出部は正確に相対湿度を検出できる。
【００１１】
本発明の人工呼吸器用加温加湿装置は、前記加温加湿部と前記吸気経路とを接続する接続部材を有し、前記接続部材は、前記加温加湿部から前記吸気経路に向かって上昇するように傾斜することを特徴とする。
前記構成により、加温加湿部から吸気経路に向かって、上昇するように傾斜しているため、加温加湿部内の水が吸気経路に流入することを防止できる。
【発明の効果】
【００１２】
患者に供給する気体流の温度、相対湿度を監視できるため、低温、又は高温の気体流や乾燥した気体流を患者に供給することはなく、患者の気管、気管支の損傷を防ぐことができる。また加温加湿部の空焚きも未然に防止することが可能となる。
【図面の簡単な説明】
【００１３】
【図１】本実施形態の人工呼吸器用加温加湿装置の全体図。
【図２】本実施形態の人工呼吸器用加温加湿装置のブロック図。
【図３】本実施形態の温度湿度検出部の拡大縦断面図。
【図４】本実施形態の人工呼吸器用加温加湿装置の正常作動時の処理手順を示すフローチャート。
【図５】本実施形態の人工呼吸器用加温加湿装置の温度検出部により検出された加温加湿部側検出温度が下限温度未満の際の処理手順を示すフローチャート。
【図６】本実施形態の人工呼吸器用加温加湿装置の温度検出部により検出された加温加湿部側検出温度が上限温度以上の際の処理手順を示すフローチャート。
【図７】本実施形態の人工呼吸器用加温加湿装置の温度湿度検出部により検出された患者口元側検出温度が第１基準温度未満の際の処理手順を示すフローチャート。
【図８】本実施形態の人工呼吸器用加温加湿装置の温度湿度検出部により検出された患者口元側検出温度が第２基準温度以上の際の処理手順を示すフローチャート。
【図９】本実施形態の人工呼吸器用加温加湿装置の温度湿度検出部により検出された検出相対湿度が第１、２基準相対湿度以下の際の処理手順を示すフローチャート。
【発明を実施するための形態】
【００１４】
本発明による本実施形態の人工呼吸器用加温加湿装置について図面を参照して説明する。図１は本実施形態の人工呼吸器用加温加湿装置の全体図、図２は本実施形態の人工呼吸器用加温加湿装置のブロック図、図３は本実施形態の温度湿度検出部の拡大縦断面図である。
【００１５】
〈本実施形態の人工呼吸器用加温加湿装置の構成〉
人工呼吸器用加温加湿装置１０は、人工呼吸器１００から供給される気体流を加温加湿する加温加湿部１１と、加温加湿部１１に接続された吸気経路１２と、吸気経路１２の加温加湿部１１側の気体流の温度を検出する温度検出部１３と、吸気経路１２の患者口元側の気体流の温度と相対湿度とを検出する温度湿度検出部１４とを備える。
【００１６】
また、人工呼吸器用加温加湿装置１０は、吸気経路１２内の気体流を所定の設定温度に調節する吸気経路加熱部１５と、上限温度と下限温度と第１、第２基準温度と第１、２基準相対湿度とを記憶する記憶部１６と、外部に向けて警告する警告出力部１７と、制御部１８とを備える。なお、記憶部１６と警告出力部１７と制御部１８とは、後述する装置本体１９の内部に設けられる。
【００１７】
加温加湿部１１は、チャンバ２０とチャンバ加熱部２１とから構成される。チャンバ２０は、樹脂製であり、円筒形状の本体部２０１と人工呼吸器１００に接続される入口部２０２と吸気経路１２に接続される出口部２０３とから構成される。本体部２０１は、所定量の水Ｗを入れることができる。本体部２０１には、アルミ板等からなる底部２０４が設けられ、チャンバ加熱部２１により、チャンバ２０内の水Ｗは容易に加熱される。
【００１８】
チャンバ加熱部２１は、装置本体１９の上面に内蔵されたニクロム線から構成され、チャンバ加熱部２１上に載置されたチャンバ２０内の水Ｗを所定の設定温度に基づき、加熱し、保持する。なお、チャンバ加熱部２１に、チャンバ２０の位置ずれや転倒を防止するための係止部を設けるとより好適である。
【００１９】
吸気経路１２は、半透明の樹脂製のチューブであり、折り曲げ可能である。吸気経路１２は、略Ｔ字状の樹脂製である接続部材２２を介して、チャンバ２０の出口部２０３と接続される。接続部材２２は、チャンバ２０から吸気経路１２に向かって上昇するように傾斜するように形成されているため、チャンバ２０内の水Ｗが吸気経路１２に流入することを防止できる。接続部材２２のチャンバ２０の出口部２０３に接続された端部付近には温度検出部１３が挿入される温度検出孔２２１が形成される。
【００２０】
吸気経路１２が、人工呼吸器１００から患者へ気体流を供給する一方、患者から排出された気体流は、半透明の樹脂製のチューブからなる呼気経路２３を通過し、外部へ排出される。吸気経路１２と呼気経路２３とを、それぞれ異なる色に着色することにより、容易に判別できる。なお、呼気経路２３の一方の端部には、呼気弁２３１が設置され、患者から排出された気体流を外部へ排出する際、外部から外気が流入することはない。
【００２１】
吸気経路１２と呼気経路２３とは、左右対称となるようにＹ字状筒形に形成された半透明の樹脂製であるＹ字状接続部材２４を介して接続される。また、Ｙ字状接続部材２４の残り一端部は患者の喉元に挿入される挿入部材２５又はマスク等が取り付けられる。吸気経路１２と接続されるＹ字状接続部材２４の端部付近には、温度湿度検出部１４が挿入される温度湿度検出孔２４１が形成される。なお、Ｙ字状接続部材２４の中央部には、図示しない流量計に接続されたチューブが取り付けられており、吸気経路１２と呼気経路２３内の気体流の流動方向を容易に確認できる。
【００２２】
温度検出部１３は、温度センサーからなる温度センサー本体１３１から構成され、温度検出孔２２１に挿入され、配置される。温度センサー本体１３１が、吸気経路１２内を流動し、温度検出部１３を通過する際の気体流の温度を検出する。即ち、温度検出部１３は吸気経路１２の加温加湿部１１側の気体流の温度を常時、又は一定時間毎に検出できる。
【００２３】
温度湿度検出部１４は、デジタル温湿度センサーからなる温度湿度センサー本体１４１と、温度湿度センサー本体１４１を被覆する被覆部材１４２とから構成される。温度湿度検出部１４は、温度湿度検出孔２４１に挿入され、配置される。温度湿度センサー本体１４１が、吸気経路１２内を流動し、温度湿度検出部１４を通過する際の気体流の温度、相対湿度を検出する。即ち、温度湿度検出部１４は、吸気経路１２の患者口元側の気体流の温度、相対湿度を常時、又は一定時間毎に検出できる。
【００２４】
被覆部材１４２は、金属製の円筒状に形成される。図３に示すように、被覆部材１４２には、一対の流通孔１４３と被覆部材１４２の底面が開口した開口孔１４４とが形成される。一対の流通孔１４３により、患者に供給される気体流が流通孔１４３を通過し、温度湿度センサー本体１４１に接触することにより、吸気経路１２内の気体流の温度、相対湿度を検出できる。開口孔１４４により、温度湿度検出部１４内に湿った気体が被覆部材１４２内に滞留することないため、正確な相対湿度を検出できる。また、一対の流通孔１４３と開口孔１４４とが形成されることにより、一対の流通孔１４３が吸気経路１２内の気体流の流動方向に沿っていなくとも、開口孔１４４から、温度湿度検出部１４内に気体流が流入し、温度湿度センサー本体１４１と接触するため、気体流の正確な温度、相対湿度を検出できる。即ち、吸気経路１２内の気体流の流動方向に対する温度湿度検出部１４の流通孔１４３の角度により、検出相対湿度が影響されることはない。
【００２５】
温度検出部１３と温度湿度検出部１４とは、相互にケーブルによって接続されると共に、装置本体１９に接続される。
【００２６】
吸気経路加熱部１５は、ヒーターワイヤ１５１とコネクタ１５２とから構成され、吸気経路１２内に内設される。吸気経路加熱部１５は、吸気経路１２内を流動する気体流を所定の設定温度に加熱し、保持する。吸気経路加熱部１５が吸気経路１２内の気体流の温度を加熱し、保持することにより、外気温との温度差から生じる吸気経路１２内の結露を防ぐことができる。即ち、季節や昼夜における外気温の変化における影響を限りなく抑えることが可能となる。なお、吸気経路加熱部１５のコネクタ１５２は、吸気経路１２と接続する接続部材２２の端部の逆側端部に設置され、図示しないケーブルによって装置本体１９に接続される。
【００２７】
ここで、所定の設定温度は、加温加湿部側設定温度と患者口元側設定温度とからなる。加温加湿部側設定温度は、吸気経路１２の加温加湿部１１側の気体流の設定温度、具体的には、チャンバ２０の出口部２０３に接続された接続部材２２付近を通過する際の気体流の設定温度であり、患者口元側設定温度は、吸気経路１２の患者口元側の気体流の設定温度、具体的には、吸気経路１２と接続されたＹ字状接続部材２４を通過する際の気体流の設定温度である。本実施形態においては、加温加湿部側設定温度は２６℃〜４３℃の温度範囲で設定することができ、患者口元側設定温度は３０℃〜４０℃の温度範囲で設定することができる。例えば、加温加湿部側設定温度を３７℃と、加温加湿部側設定温度を４０℃とに設定した場合、吸気経路加熱部１５は吸気経路１２内を流動する気体流をそれぞれ３７℃、４０℃となるように調節する。
【００２８】
装置本体１９は、その内部に記憶部１６と警告出力部１７と制御部１８とが設けられる。
【００２９】
記憶部１６は、ハードディスク等から構成され、下限温度、上限温度、第１、第２基準温度、第１、第２基準相対湿度を記憶する。なお、上述した加温加湿部側設定温度と患者口元側設定温度とを記憶部１６に予め記憶させることにより、使用毎に加温加湿部側設定温度と患者口元側設定温度とを設定する作業を省略することができる。
【００３０】
ここで、下限温度は加温加湿部側設定温度から所定温度低く設定した下限閾値温度であり、加温加湿部側検出温度と比較され、上限温度は加温加湿部側設定温度から所定温度高く設定した上限閾値温度であり、加温加湿部側検出温度と比較される。
【００３１】
第１基準温度は患者口元側設定温度から所定温度低く設定した下限閾値温度であり、患者口元側検出温度と比較され、第２基準温度は患者口元側設定温度から所定温度高く設定した上限閾値温度であり、患者口元側検出温度と比較される。また、第１基準相対湿度は７０％〜８０％であり、温度湿度検出部１４により検出した検出相対湿度と比較され、第２基準相対湿度は５０％〜６０％であり、温度湿度検出部１４により検出した検出相対湿度と比較される。なお、第１基準相対湿度を８０％と、第２基準相対湿度を６０％とするとより好適である。
【００３２】
本実施形態においては、加温加湿部側設定温度を３７℃、患者口元側設定温度を４０℃と設定した場合、記憶部１７は、制御部１８により算出された下限温度は３３℃と、上限温度は４０℃とを記憶する。また、記憶部１７は、第１基準温度は３７℃と、第２基準温度は４３℃と、第１基準相対湿度は８０％と、第２基準相対湿度は６０％とを記憶する。
【００３３】
警告出力部１７は、ランプが配置された後述の状態表示部１９３や図示しないブザー等からなり、加温加湿部側検出温度と下限温度、又は上限温度との比較結果、患者口元側検出温度と第１、第２基準温度との比較結果、検出相対湿度と前記第１、第２基準相対湿度との比較結果に基づき、異なる警告を外部に向けて発する。例えばランプの点灯やアラーム音の発生、又はその両方により、外部へ警告する。
【００３４】
制御部１８は、ＣＰＵ等からなり、加温加湿部側設定温度と患者口元側設定温度とに基づき、チャンバ加熱部２１と吸気経路加熱部１５とを作動させ、又は停止させることにより、吸気経路１２内を流動する気体流の温度を制御する。また、制御部１８は、加温加湿部側設定温度と患者口元側設定温度とが設定されると、自動的にそれぞれ所定温度低く、又は高くした下限温度、上限温度、第１、第２基準温度を算出し、記憶部１６に出力する。
【００３５】
制御部１８は、加温加湿部側検出温度と下限温度、又は上限温度とを比較した結果に応じて、後述する処理を自動的に実施する。また、制御部１８は、患者口元側検出温度と第１、第２基準温度との比較結果、及び検出相対湿度と第１、第２基準相対湿度との比較結果についてもそれぞれ処理を自動的に実施する。例えば、制御部１８が、チャンバ加熱部２１と吸気経路加熱部１５とを作動させ、又は停止させたり、警告出力部１７から外部に向けて警告させる。なお、気体流の供給開始直後等は、温度検出部１３により検出された加温加湿部側検出温度が下限温度を満たしていないため、待機時間を設定するとより好適である。例えば、待機時間を２０分間と設定する。
【００３６】
装置本体１９の表面には、操作部１９１と温度湿度表示部１９２と状態表示部１９３とが設けられる。操作部１９１を操作することにより、加温加湿部側設定温度と患者口元側設定温度とを所定の温度範囲内で任意に設定することができる。例えば、加温加湿部側設定温度の設定可能な温度範囲を２６℃〜４３℃とし、患者口元側設定温度の設定可能な温度範囲を３０℃〜４０℃とする。温度湿度表示部１９２は、加温加湿部側検出温度、患者口元側検出温度、検出相対湿度を表示し、操作部１９１により表示される温度、相対湿度を切り替えることができる。状態表示部１９３は、温度検出部１３、温度湿度検出部１４、チャンバ２０等に相当するランプが複数配置されるものである。ランプは人工呼吸器用加温加湿装置１０の各部の作動状態に合わせて色が変化し、例えば、正常時を緑色、注意時を橙色、警告時を赤色と変化させることにより、人工呼吸器用加温加湿装置１０の各部の作動状態が容易に視認できる。例えば、温度湿度検出部１４の作動状態が警告時には、温度湿度検出部１４に相当するランプが赤色に点灯する。
【００３７】
なお、装置本体１９は、図示しないが、低電力、短距離送信機からなる無線送信機を備えることもできる。無線送信機に接続されることにより、パソコン等のモニタへ人工呼吸用加温加湿装置１０の作動状態を表示させることができる。即ち、人工呼吸器用加温加湿装置１０から離れたモニタ上で、加温加湿部側検出温度や、患者口元側検出温度、検出相対湿度とを監視することが可能となる。また、人工呼吸器用加温加湿装置１０の異常時には、モニタ上に異常箇所と異常内容とを表示させることもできる。
【００３８】
〈本実施形態の人工呼吸器用加温加湿装置の処理の流れ〉
次に、人工呼吸器用加温加湿装置１０の各種処理の流れを、図４〜図９に示すフローチャートにより説明する。なお、本実施形態において、加温加湿部側設定温度を３７℃、患者口元側設定温度を４０℃と設定する。また、制御部１８により算出された下限温度は３３℃と、上限温度は４０℃と、第１基準温度は３７℃と、第２基準温度は４３℃とすると共に、第１基準相対湿度は８０％と、第２基準相対湿度は６０％とする。
【００３９】
人工呼吸器用加温加湿装置１０の正常作動時の処理の流れは、図４に示す通りである。
【００４０】
ステップＳ１０１において、装置本体１９を起動し、操作部１９１を操作することにより、加温加湿部側設定温度を３７℃、患者口元側設定温度を４０℃に設定する。なお、加温加湿部側設定温度と患者口元側設定温度とを予め記憶部１６に記憶させた場合、ステップＳ１０１を省略し、ステップＳ１０２に進む。
【００４１】
ステップＳ１０２において、人工呼吸器１００を起動すると共に、制御部１８は、ステップＳ１０１により設定された加温加湿部側設定温度と患者口元側設定温度とに基づき、チャンバ加熱部２１と吸気経路加熱部１５とにより気体流への加熱を開始する。
【００４２】
ステップＳ１０３において、患者へ気体流の供給を開始する。本実施形態における人工呼吸器１００から供給される気体流の温度を２４℃、相対湿度を５０％とし、気体流が人工呼吸用加温加湿装置１０内を流動し、患者へ供給される状況を説明する。チャンバ２０内の所定量の水Ｗがチャンバ加熱部２１により加熱され、気体流がチャンバ２０内を通過する際、チャンバ２０内の水Ｗの表面からの蒸発により、温度が上昇すると共に、ほぼ飽和状態（相対湿度９９％程度）となる。次に、ほぼ飽和状態となった気体流がチャンバ２０の出口部２０３から吸気経路１２へ流動し、チャンバ２０出口付近に配置された温度検出部１３において気体流の温度は３８℃程度を検出される。その後、気体流は吸気経路加熱部１５により加熱されながら吸気経路１２内を流動し、患者口元付近に配置された温度湿度検出部１４において気体流の温度は４０℃程度、相対湿度は８５％程度を検出される。そして、気体流は患者の口元に設置された挿入部材２５を通過し、患者に供給されるまでに自然冷却され、気体流の温度は３７℃、相対湿度は９５％となるため、患者に適切な温度、相対湿度をもった気体流が供給される。なお、制御部１８が、状態表示部１９３に表示された温度検出部１３や温度湿度検出部１４に相当するランプを、正常時を示す緑色に点灯させると好適である。
【００４３】
ステップＳ１０４において、患者への気体流の供給を正常終了する際、患者への気体流の供給を停止し、ステップＳ１０５において、制御部１８は、チャンバ加熱部２１と吸気経路加熱部１５とを停止する。
【００４４】
人工呼吸器用加温加湿装置１０の温度検出部１３により検出された加温加湿部側検出温度が下限温度未満の際の処理の流れは、図５に示す通りである。なお、ステップＳ２０１〜Ｓ２０３は、上述したステップＳ１０１〜Ｓ１０３と同様な処理のため省略する。
【００４５】
ステップＳ２０４において、制御部１８は、加温加湿部側検出温度と記憶部１６に記憶された下限温度である３３℃と比較し、加温加湿部側検出温度が下限温度未満であった場合、ステップＳ２０５に進む。
【００４６】
ステップＳ２０５において、制御部１８は、加温加湿部側検出温度が下限温度以上となるように、開始時の加温加湿部側設定温度３７℃から設定温度を上げると共に、チャンバ加熱部２１を作動させる。なお、制御部１８が、待機時間経過後、状態表示部１９３の温度検出部１３に相当するランプを橙色に点灯させると共に、アラーム音を発生させるとより好適である。
【００４７】
人工呼吸器用加温加湿装置１０の温度検出部１３により検出された加温加湿部側検出温度が上限温度以上の際の処理の流れは、図６に示す通りである。なお、ステップＳ３０１〜Ｓ３０３は、上述したステップＳ１０１〜Ｓ１０３と同様な処理のため省略する。
【００４８】
ステップＳ３０４において、制御部１８は、加温加湿部側検出温度と記憶部１７に記憶された上限温度である４０℃と比較し、加温加湿部側検出温度が上限温度以上であった場合、ステップＳ３０５に進む。
【００４９】
ステップＳ３０５において、制御部１８は、チャンバ加熱部２１を停止させる。
【００５０】
ステップＳ３０６において、待機時間経過後、加温加湿部側検出温度が上限温度以上であった場合、制御部１８は警告出力部１７から外部に向けて警告する。例えば、制御部１８は、状態表示部１９３の温度検出部１３に相当するランプを赤色に点灯させると共に、アラーム音を発生させる。
【００５１】
人工呼吸器用加温加湿装置１０の温度湿度検出部１４により検出された患者口元側検出温度が第１基準温度未満の際の処理の流れは、図７に示す通りである。なお、ステップＳ４０１〜Ｓ４０３は、上述したステップＳ１０１〜Ｓ１０３と同様な処理のため省略する。
【００５２】
ステップＳ４０４において、制御部１８は、患者口元側検出温度と記憶部１６に記憶された第１基準温度である３７℃と比較し、患者口元側検出温度が第１基準温度未満であった場合、ステップＳ４０５に進む。
【００５３】
ステップＳ４０５において、制御部１８は、患者口元側検出温度が第１基準温度以上となるように、開始時の加温加湿部側設定温度３７℃から設定温度を上げると共に、チャンバ加熱部２１と吸気経路加熱部１５とを作動させる。なお、制御部１８が、状態表示部１９３の温度湿度検出部１４に相当するランプを橙色に点灯させると共に、アラーム音を発生させると好適である。
【００５４】
人工呼吸器用加温加湿装置１０の温度湿度検出部１４により検出された患者口元側検出温度が第２基準温度以上の際の処理の流れは、図８に示す通りである。なお、ステップＳ５０１〜Ｓ５０３は、上述したステップＳ１０１〜Ｓ１０３と同様な処理のため省略する。
【００５５】
ステップＳ５０４において、制御部１８は、患者口元側検出温度と記憶部１６に記憶された第２基準温度である４３℃と比較し、検出温度が第２基準温度以上であった場合、ステップＳ５０５に進む。
【００５６】
ステップＳ５０５において、制御部１８は、チャンバ加熱部２１と吸気経路加熱部１５とを停止させる。
【００５７】
ステップＳ５０６において、制御部１８は、警告出力部１７から外部に向けて警告する。例えば、制御部１８は、状態表示部１９３の温度湿度検出部１４に相当するランプが赤色に点灯させると共に、アラーム音を発生させる。
【００５８】
人工呼吸器用加温加湿装置１０の温度湿度検出部１４により検出された検出相対湿度が第１、第２基準相対湿度以下の際の処理の流れは、図９に示す通りである。なお、ステップＳ６０１〜Ｓ６０３は、上述したステップＳ１０１〜Ｓ１０３と同様な処理のため省略する。
【００５９】
ステップＳ６０４において、制御部１８は、検出相対湿度と記憶部１６に記憶された第１基準相対湿度である８０％と比較し、検出相対湿度が第１基準相対湿度である８０％以下であった場合、ステップＳ６０５に進む。
【００６０】
ステップＳ６０５において、吸気経路１２内を流動する気体流をチャンバ２０により十分な飽和状態とするために、制御部１８は、チャンバ加熱部２１を作動させる。しかし、チャンバ２０内の水Ｗが不足し始めると、ステップＳ６０５において、チャンバ加熱部２１を作動させても、気体流の相対湿度が低下し続け、ステップＳ６０６に進む。
【００６１】
ステップＳ６０６において、制御部１８は、検出相対湿度と記憶部１６に記憶された第２基準相対湿度である６０％と比較し、検出相対湿度が第２基準相対湿度である６０％以下であった場合、ステップＳ６０７に進む。
【００６２】
ステップＳ６０７において、制御部１８は、チャンバ加熱部２１と吸気経路加熱部１５とを停止させると共に、ステップＳ６０８において、制御部１８は警告出力部１６から外部にむけて警告する。例えば、制御部１８が、状態表示部１９３のチャンバ２０に相当するランプが赤色に点灯させると共に、アラーム音を発生させる。これにより、チャンバ２０内の水Ｗが不足していることを容易に確認できるため、チャンバ２０の空焚きを未然に防止することができ、チャンバ２０内に水の追加等の対応が可能となる。
【００６３】
〈本実施形態の効果〉
患者に供給する気体流の温度、相対湿度を監視することにより、適切な温度、相対湿度をもった気体流を患者に供給することができ、患者の気管、気管支の損傷を防ぐことができる。また、チャンバの空焚きも未然に防止することが可能となる。
【００６４】
〔実施形態の変形例等〕
本明細書開示の発明は、各発明や実施形態の構成の他に、適用可能な範囲で、これらの部分的な構成を本明細書開示の他の構成に変更して特定したもの、或いはこれらの構成に本明細書開示の他の構成を付加して特定したもの、或いはこれらの部分的な構成を部分的な作用効果が得られる限度で削除して特定した上位概念化したものを含み、下記の変形例等も包含する。
【００６５】
本実施形態の人工呼吸器用装置１０は、患者の喉元に直接挿入し気体流を供給するものであるが、患者の口にマスクを被せて気体流を供給することもできる。装置本体１９の操作部１９１を操作することにより、切換可能としてもよい。
【００６６】
人工呼吸器用加温加湿装置１０の温度センサー本体１３１は温度センサーのみからなるが、温度湿度センサー本体１４１と同様にデジタル温湿度センサーを適用すると、温度検出部１３においても温度、相対湿度を検出することができ、吸気経路１２内を流通する気体流のより正確な温度、相対湿度を検出することが可能となる。
【産業上の利用可能性】
【００６７】
本発明は、患者に適切な温度、相対湿度をもった気体流を供給する人工呼吸器に利用することができる。
【符号の説明】
【００６８】
１０…人工呼吸器用加温加湿装置 １１…加温加湿部 １２…吸気経路 １３…温度検出部 １４…温度湿度検出部 １５…吸気経路加熱部 １６…記憶部 １７…警告出力部 １８…制御部 １９…装置本体 ２０…チャンバ ２１…チャンバ加熱部 ２２…接続部材 ２３…呼気経路 ２４…Ｙ字状接続部材 ２５…挿入部材 １００…人工呼吸器 １３１…温度センサー本体 １４１…温度湿度センサー本体 １４２…被覆部材 １４３…流通孔 １４４…開口孔 １５１…ヒーターワイヤ １５２…コネクタ １９１…操作部 １９２…温度湿度表示部 １９３…状態表示部 ２０１…本体部 ２０２…入口部 ２０３…出口部 底部…２０４ ２２１…温度検出孔 ２３１…呼気弁 ２４１…温度湿度検出孔 Ｗ…水
【特許請求の範囲】
【請求項１】
人工呼吸器から供給される気体流を加温加湿する加温加湿部と、
前記加温加湿部に接続された吸気経路と、
前記吸気経路の加温加湿部側の気体流の温度を検出する温度検出部と、
前記吸気経路の患者口元側の気体流の温度と相対湿度とを検出する温度湿度検出部と、
を有することを特徴とする人工呼吸器用加温加湿装置。
【請求項２】
前記吸気経路内の気体流を所定の設定温度に調節する吸気経路加熱部と、
前記温度湿度検出部により検出された患者口元側検出温度と比較する第１、第２基準温度と前記温度湿度検出部により検出された検出相対湿度と比較する第１、第２基準相対湿度とを記憶する記憶部と、
前記患者口元側検出温度と前記第１、第２基準温度との比較結果、又は前記検出相対湿度と前記第１、第２基準相対湿度との比較結果により異なる警告をする警告出力部と、
制御部と、
を有し、
前記制御部が、前記患者口元側検出温度と前記第１基準温度とを比較し、前記患者口元側検出温度が前記第１基準温度未満の際、前記加温加湿部と前記吸気経路加熱部とを作動させ、
前記制御部が、前記患者口元側検出温度と前記第２基準温度とを比較し、前記患者口元側検出温度が前記第２基準温度以上の際、前記加温加湿部と前記吸気経路加熱部とを停止させると共に、前記警告出力部から警告させ、
前記制御部が、前記検出相対湿度と前記第１基準相対湿度とを比較し、前記検出相対湿度が前記第１基準相対湿度以下の際、前記加温加湿部を作動させ、
前記制御部が、前記検出相対湿度と前記第２基準相対湿度とを比較し、前記検出相対湿度が前記第２基準相対湿度以下の際、前記加温加湿部と前記吸気経路加熱部とを停止させると共に、前記警告出力部から警告させることを特徴とする請求項１記載の人工呼吸器用加温加湿装置。
【請求項３】
前記第１基準相対湿度を７０％〜８０％と、前記第２基準相対湿度を５０％〜６０％とすることを特徴とする請求項２記載の人工呼吸器用加温加湿装置。
【請求項４】
前記記憶部が、前記温度検出部により検出された加温加湿部側検出温度と比較する下限温度と上限温度とを記憶し、
前記警告出力部が、前記加温加湿部側検出温度と前記下限温度、又は前記上限温度との比較結果により異なる警告をし、
前記制御部が、前記加温加湿部側検出温度と前記下限温度とを比較し、前記加温加湿部側検出温度が前記下限温度未満の際、前記加温加湿部を作動させ、
前記制御部が、前記加温加湿部側検出温度と前記上限温度とを比較し、前記加温加湿部側検出温度が前記上限温度以上の際、前記加温加湿部を停止させると共に、前記警告出力部から警告させることを特徴とする請求項２、又は３記載の人工呼吸器用加温加湿装置。
【請求項５】
前記温度湿度検出部の温度湿度センサ本体は、前記吸気経路内の気体流が流通可能な一対の流通孔が形成された被覆部材により被覆されると共に、前記被覆部材の底面が開口されることを特徴とする請求項１〜４の何れかに記載の人工呼吸器用加温加湿装置。
【請求項６】
前記加温加湿部と前記吸気経路とを接続する接続部材を有し、
前記接続部材は、前記加温加湿部から前記吸気経路に向かって上昇するように傾斜することを特徴とする請求項１〜５の何れかに記載の人工呼吸器用加温加湿装置。
【請求項１】
人工呼吸器から供給される気体流を加温加湿する加温加湿部と、
前記加温加湿部に接続された吸気経路と、
前記吸気経路の加温加湿部側の気体流の温度を検出する温度検出部と、
前記吸気経路の患者口元側の気体流の温度と相対湿度とを検出する温度湿度検出部と、
を有することを特徴とする人工呼吸器用加温加湿装置。
【請求項２】
前記吸気経路内の気体流を所定の設定温度に調節する吸気経路加熱部と、
前記温度湿度検出部により検出された患者口元側検出温度と比較する第１、第２基準温度と前記温度湿度検出部により検出された検出相対湿度と比較する第１、第２基準相対湿度とを記憶する記憶部と、
前記患者口元側検出温度と前記第１、第２基準温度との比較結果、又は前記検出相対湿度と前記第１、第２基準相対湿度との比較結果により異なる警告をする警告出力部と、
制御部と、
を有し、
前記制御部が、前記患者口元側検出温度と前記第１基準温度とを比較し、前記患者口元側検出温度が前記第１基準温度未満の際、前記加温加湿部と前記吸気経路加熱部とを作動させ、
前記制御部が、前記患者口元側検出温度と前記第２基準温度とを比較し、前記患者口元側検出温度が前記第２基準温度以上の際、前記加温加湿部と前記吸気経路加熱部とを停止させると共に、前記警告出力部から警告させ、
前記制御部が、前記検出相対湿度と前記第１基準相対湿度とを比較し、前記検出相対湿度が前記第１基準相対湿度以下の際、前記加温加湿部を作動させ、
前記制御部が、前記検出相対湿度と前記第２基準相対湿度とを比較し、前記検出相対湿度が前記第２基準相対湿度以下の際、前記加温加湿部と前記吸気経路加熱部とを停止させると共に、前記警告出力部から警告させることを特徴とする請求項１記載の人工呼吸器用加温加湿装置。
【請求項３】
前記第１基準相対湿度を７０％〜８０％と、前記第２基準相対湿度を５０％〜６０％とすることを特徴とする請求項２記載の人工呼吸器用加温加湿装置。
【請求項４】
前記記憶部が、前記温度検出部により検出された加温加湿部側検出温度と比較する下限温度と上限温度とを記憶し、
前記警告出力部が、前記加温加湿部側検出温度と前記下限温度、又は前記上限温度との比較結果により異なる警告をし、
前記制御部が、前記加温加湿部側検出温度と前記下限温度とを比較し、前記加温加湿部側検出温度が前記下限温度未満の際、前記加温加湿部を作動させ、
前記制御部が、前記加温加湿部側検出温度と前記上限温度とを比較し、前記加温加湿部側検出温度が前記上限温度以上の際、前記加温加湿部を停止させると共に、前記警告出力部から警告させることを特徴とする請求項２、又は３記載の人工呼吸器用加温加湿装置。
【請求項５】
前記温度湿度検出部の温度湿度センサ本体は、前記吸気経路内の気体流が流通可能な一対の流通孔が形成された被覆部材により被覆されると共に、前記被覆部材の底面が開口されることを特徴とする請求項１〜４の何れかに記載の人工呼吸器用加温加湿装置。
【請求項６】
前記加温加湿部と前記吸気経路とを接続する接続部材を有し、
前記接続部材は、前記加温加湿部から前記吸気経路に向かって上昇するように傾斜することを特徴とする請求項１〜５の何れかに記載の人工呼吸器用加温加湿装置。
【図１】
【図２】
【図３】
【図４】
【図５】
【図６】
【図７】
【図８】
【図９】
【図２】
【図３】
【図４】
【図５】
【図６】
【図７】
【図８】
【図９】
【公開番号】特開２０１１−１２５６１８（Ｐ２０１１−１２５６１８Ａ）
【公開日】平成２３年６月３０日（２０１１．６．３０）
【国際特許分類】
【出願番号】特願２００９−２８９２７３（Ｐ２００９−２８９２７３）
【出願日】平成２１年１２月２１日（２００９．１２．２１）
【出願人】（５０１２６３９４６）パシフィックメディコ株式会社 (3)
【公開日】平成２３年６月３０日（２０１１．６．３０）
【国際特許分類】
【出願日】平成２１年１２月２１日（２００９．１２．２１）
【出願人】（５０１２６３９４６）パシフィックメディコ株式会社 (3)
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