JP2000084083A - 呼吸補助装置 - Google Patents

呼吸補助装置

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Abstract

(57)【要約】 【課題】 呼吸補助装置において、より低い圧力の呼吸
ガス源の使用を可能とする。 【解決手段】 本発明は、患者の呼吸器系の中に呼吸ガ
スの噴流を吹き込む少なくとも一つの補助流路（８）
と、そのガス噴流をその主流路（５）の内部に向けて反
らす手段（１４ｂ）とを備えた管（４）を有する呼吸補
助装置に関する。本発明に依れば、主流路（５）内にそ
の反らし手段（１４ｂ）の下流に配設されたリング（３
６）を有し、そしてリング（３６）はその内壁（１５）
と楕円形圧力ゾーン（１８）の間に位置して該主流路
（５）の外円周空間（３７）を少なくとも部分的に離す
ことにより楕円形圧力ゾーン（１８）を取り囲んでい
る。

Description

【発明の詳細な説明】
【０００１】
【発明の属する技術分野】本発明の主題は、患者が人工
呼吸下にあるか無いかに拘わらず、自発呼吸が無いか不
十分である患者に使用できる呼吸補助装置である。
【０００２】
【従来の技術】マスク並びに口用、鼻用、気管内用及び
気管切開用プローブ又はカニューレのような種々の装置
が知られているが、これらは人工呼吸器及び／又は麻酔
器と患者の呼吸器系との間のジョイントを形成すること
を意図している。本質的に管の形をしているこれらの装
置は、状況に応じ、患者の口や鼻にこれらを保持するフ
ランジやカラーのような固定部材を基端の近くに、或い
はそれらに代えて摩擦によってこれらを気管内に保持す
る膨張バルーンを先端の近くに有することができる。
【０００３】既知の装置は重大な欠点を有している。例
えば、既知の型の管が人工呼吸器から外され、そして患
者が酸素富化の空気を必要としているとき、酸素源に連
絡されたプローブを前記管内に導入することが必要であ
る。更に、自発呼吸が不十分な場合には、自発呼吸が完
全に回復するまで、患者は必然的に呼吸器に連結したま
まにされていなければならない。
【０００４】このような欠点を克服するため、管によっ
て形成される主流路に加えて、患者に通気することを意
図して呼吸ガス（酸素、空気或いは空気/酸素混合体）
の噴流を注入させる少なくとも１つの、例えばその管壁
内に形成される、補助流路を有し、この補助流路が管の
先端近傍で主流路に開口している呼吸補助装置を提供す
ることが、例えば欧州特許ＥＰ−Ａ−０ ３９０ ６８
４の書類において、既に提案されている。
【０００５】通気の間に呼吸ガスの噴流が、この噴流の
運動エネルギーが粘膜の損傷を起こす危険性を有するの
であるが、直接患者の粘膜に打ちかかることを防止する
ために、後者の装置においては、主流路に開口している
該補助流路の先端が少なくとも主流路に平行になってい
て、そして各補助流路の先端開口に向かい合って、呼吸
通気ガスの噴流をその主流路の内側に向けて反らす手段
が設けられている。
【０００６】このようにして、該補助流路を通る呼吸ガ
スの噴流は、それが主流路に流入するときに、主流路の
軸心に向けて反らされる。前記主流路の内部において、
前記反らせ手段の後流で、補助流路の主流路への出口を
起点とし、断面積が徐々に減少しつつ主流路の軸心に沿
って軸方向に延びてその中心部のみを占める楕円形の圧
力ゾーンが形成されるが、一方その高圧力ゾーンの後流
で前記呼吸ガスの噴流の圧力が低下し、ガスの噴流が管
の先端を通って低圧で流出することを実験測定結果が示
している。実験は又、管の先端開口の下流で、全呼吸空
間で圧力が低く且つ一定に維持されていることを示して
いる。この圧力は、補助流路の呼吸ガスの流量に依存し
ている。結果として、上述の書類による呼吸補助装置で
は、例えば、酸素や酸素/空気混合体を竜骨の高さで直
接患者の肺に送り込むことが可能であり、このようにし
て他の既知のプローブにおいて存在し成人において全呼
吸空間の約３分の１であり且つ未熟児において約２分の
１である死腔の発生をを抑制する。この死腔の抑制は、
全患者ケースにおいて２５％以上、特定のケースにおい
て略５０％の呼吸サイクルの性能向上に対応している。
【０００７】
【発明が解決しようとする課題】このようにして、欧州
特許ＥＰ−Ａ−０ ３９０ ６８４の書類における装置
は特に有効である。しかしながら、補助流路へ供給する
ための高圧（数バール）の呼吸ガス源を必要とする欠点
を有している。このようなガス源は入手できないことも
あり、安全性の理由から低圧（例えば１バールより低
い）で呼吸ガス源を使用できるようにするのに好都合で
ある。
【０００８】従って、本発明の目的は、低圧の呼吸ガス
源で作動できるように欧州特許ＥＰ−Ａ−０ ３９０
６８４の書類における装置を改良することである。
【０００９】
【課題を解決するための手段】この目的のために、本発
明によれば、呼吸補助装置は主流路を形成すると共に、
その主流路が患者の呼吸器系を外部に連通するようにそ
の先端を介して患者の呼吸管に連結されるように意図さ
れた管を有しており、更にかかる呼吸ガスの噴流を前記
呼吸器系に吹き込むように呼吸ガス源に連絡すると共に
主流路の先端近傍でそれに開口している少なくとも一つ
の補助流路を有し、呼吸通気ガスの噴流を該主流路の内
部に向かって反らす手段が該補助流路の先端開口に向き
合って設けられ、その結果、主流路の内部の該反らせ手
段の後流で、前記先端開口を起点とし、且つその主流路
の軸心に沿って延びる楕円形の圧力ゾーンが形成され、
主流路の中心部のみを占めるように主流路の内壁面から
離れるに従いその断面積が徐々に減少する該装置は、
（該呼吸ガスの噴流に関連し）該反らせ手段の下流で該
主流路内に配設されたリングを有するという事実によ
り、そして前記リングが、その内壁面と該楕円形圧力ゾ
ーンとの間に位置して、該主流路の円周空間から少なく
とも部分的に隔離することにより該楕円形圧力ゾーンを
取り囲むという事実により特徴付けられる。
【００１０】本出願人は、このリングによって、同一圧
力の楕円形圧力ゾーンを得ながら低圧の呼吸ガス源を使
用することが可能であること、或いはその代わりに、同
一圧力の呼吸ガス源を使用しながら高圧の楕円形圧力ゾ
ーンを得ることが可能であることを発見した。従って、
該リングが主流路を周辺で限定することにより且つその
断面の中心部のみを自由にしたままにすることによっ
て、その楕円形圧力ゾーンを形成するために呼吸ガス源
の圧力のより良い使用を許容するかのようである。
【００１１】本出願人は、実験によって、該リングを該
反らせ手段から隔離する距離が、主流路の先端部の直径
に略等しいことが有利であることを発見した。該リング
は該主流路の内部に固定されることもできるし、該管の
一体部を形成しても良い。しかしながら、呼吸ガス源へ
の圧力ゲインを最適化することができるように、この距
離は調整自在とすることが好適である。同じ目的で、後
者の開口を該圧力ゾーンの中心部分に最良の可能範囲で
適合するように該リングの内径は調整自在にするのが又
好適である。そして、該管の先端部の内部に滑りにより
導入したり取り外したりすることができ、種々の内径の
交換自在のリングセットを準備するのが好都合である。
その代わりに、その内径の修正が容易にできる態様で膨
張自在のカフスの形のリングを使用することが可能であ
る。
【００１２】又、本発明により、呼吸ガス源を補助流路
に連絡する導管に湿度調節装置を設けることが特に容易
であることに留意すべきである。事実、本発明は、該導
管内の呼吸ガスの圧力を良好な加湿を可能にするレベル
まで低下することを可能にする。このようにして、患者
の粘膜が乾くのを防止することが可能である。
【００１３】本発明による装置が好適に複数の補助流路
を持つとき、少なくともそれらの幾つかは呼吸ガスが一
緒に供給されるのが好都合である。該流路への一体供給
は、前記管と同軸の分配リングによって実現される。更
に、一体供給がされない前記補助流路は、医薬品のよう
な付加的なガス状生成物を導入するのに使用されること
ができる。
【００１４】このようにして、本発明による装置が、完
全な安全性を以て、吹き込まれた呼吸ガスの加湿、乾燥
を起こさない呼吸補助の長期間挿管、呼吸補助中の医薬
品又は麻酔薬の注入、適当なプローブが組み合わされる
補助流路を設けることができるので、圧力を動的に測定
すること、粘液による補助流路の閉塞を防止するために
該流路内に呼吸ガスの微小流を流すこと、圧力が自動的
に制限され、肺毛細管の潰れの危険性が無くなるので、
交換容積を増加すること、交換酸素を同量とするため
の、補助の二次効果を低下する混合物中の酸素量の低
減、及び現用の呼吸器よりも廉価の呼吸器を使用する可
能性を可能にする。
【００１５】特に安全上の理由により、本発明による装
置が、呼吸ガス源を前記補助流路に連絡する導管に設け
られた制御弁を有し、且つ該弁が患者の呼気の圧力を検
出するセンサによって制御されることが又好適である。
このようにして、該弁は患者の吐き出しの間閉じること
ができるため、この吐き出しは管を通じて自由になり、
呼吸ガスの噴流と前記中心部の楕円形圧力ゾーンが抑制
される。前記センサは前記リングの下流で、即ち前記反
らせ手段から離れる方向で患者の呼気を検出するのが好
ましい。
【００１６】
【発明の実施の形態】添付された図面の各図は、本発明
が達成される態様を明確に示す。これらの図において、
同一符号は同一の構成部材を示している。図１は、本発
明装置の実施例１の基端部２及び先端部３のみを図式的
に且つ拡大スケールで示している。この実施例は、例え
ば、バルーン付き又は無しの経口鼻の気管内プローブ、
小児科用気管支内プローブ、ガスモニタリング用プロー
ブ、気管支内プローブ、鼻咽頭プローブ、小児用解剖学
的挿管プローブ、コーレ型新生児用プローブ、ゲデル型
カニューレプローブ、酸素療法用経鼻プローブ、睡眠時
無呼吸治療用鼻マスク又は頬鼻マスク又は鼻バルーンを
構成することができる。
【００１７】装置１は、可撓な、或いは（患者の形態に
適合するように）予成形され、そして基端部２の開口６
及び先端部３の開口７を介して外部に開いている主流路
５を画成している管４を有している。
【００１８】このようにして、主流路５は開口６及び開
口７との間の流通を確保することができ、開口の一つ
（開口７）が患者の気道内に位置するように意図され、
一方他方（開口６）は患者の体外に配置されるように意
図されている。この開口６は、大気に開口することがで
き、この場合患者は主流路５を通じて新鮮空気を吸い込
み、且つ汚れた空気を吐き出す。以下に説明されるよう
に、又、患者が前記主流路５を介して該呼吸ガス源から
呼吸ガスを吸い込み、この主流路を再び介して大気に汚
れたガスを吐き出すように開口６を加圧呼吸ガス源に連
絡して一方向性バルブ系を構成することもできる。
【００１９】主流路５の内径は数ミリメートルのオーダ
ーである。内径を３mm、７mm、８mm及び12mmとする試行
が満足のいくものであった。
【００２０】更に、補助流路８が管４の壁の中に形成さ
れているが、補助流路８は主流路５のほぼ全長に亘って
延びていて、以下に述べるように加圧呼吸ガス源に連絡
するようになっている。
【００２１】加圧呼吸ガス源への連絡は、基端部２寄り
の管４を漏れ無しに取り囲んでおり、且つ該管４の周り
に密封環状室１０を画成するリング９によって実施され
得る。補助流路８は、管４の壁の局部的な切り欠き１１
によって室１０に連通しており、前記室１０は導管１２
を介して呼吸ガス源に連絡している。勿論、流路８の基
端部は、例えば管４の基端面４Ｐを通して組み込まれた
ストッパ１３によって閉じられている。
【００２２】補助流路８は、主流路５の直径よりも小さ
い直径を有している。補助流路８の直径は１mmより小さ
いのが好ましく、４００乃至８００ミクロンのオーダー
であるのが好都合である。先端において、補助流路８
は、管４の内壁１５にある凹み１４に開口している。凹
み１４は環状であって先端部３の中心軸心１６を中心と
している。前記補助流路８がその開口１７を介して開い
ている主流路５の拡大部を構成するように実質的に横切
り或いは僅かに傾斜している面１４ａ、並びに面１４ａ
に続き且つ軸心１６に向かって窄まっている面１４ｂを
それが有している。
【００２３】このようにして、補助流路８が構成要素９
〜１２を介して加圧呼吸ガスの供給を受けると、対応す
るガス状噴流が傾斜面１４ｂに衝突し、これは呼吸ガス
の噴流を軸心１６に向かって（図１の矢印Ｆ）ガス状噴
流を偏向し、該先端開口１７を起点とし先端部３の軸心
１６に沿って先端開口７に向かって延びる楕円形の圧力
ゾーン１８を主流路５の先端部３内に発生させる。圧力
ゾーン１８の断面積は、凹み１４から先端開口７に向か
って漸減し、該圧力ゾーン１８は管４の内壁１５から離
れるように継続して動き管４の先端部３の中心部のみを
占める。圧力ゾーン１８の下流で、呼吸ガスの偏向噴流
は軸心１６の近傍で低圧ゾーン１９を発生し、これは基
端開口から先端開口に向かう主流路５内ガス循環を促進
する。これは患者の吸入を増進する。
【００２４】少なくとも一つの補足流路２０が管４の管
壁の中に設けられており、管４の先端面４Ｄの２０Ａで
外部に開放し、圧力タップとして機能している。
【００２５】安全上の理由により、校正排気弁２１は管
４の基端部２に設けられる。このようにして、偶発的過
大圧が主流路５内に生ずる場合には、この過大圧を即座
に解消するためにガスが管４の壁を経由して患者の外部
に逃げる。
【００２６】図２及び図３に示されるように、補助流路
８は管４の軸心の周りに規則的に配設されている。その
数は使用先（成人又は小児）により変動するが、一般に
は３個と９個の間である。更に、補助流路８の少なくと
も一つが、流体医薬を投与するために専用化されてい
る。
【００２７】本発明による装置の管４は、高圧注入を許
容するシリコン又は鉄の選択的なコグを施して、呼吸プ
ローブに既に使用されている如何なる材料、例えばポリ
塩化ビニール、から製作できる。勿論、本発明による装
置の寸法は、成人、子供、幼児或いは未熟児だったりす
る患者の大きさと管とを適合する形態に本質的に依存し
て大きく変動する。
【００２８】更に装置１は、管４の基端部２の開口６に
接続ライン２３を介して、及び補足流路２０に接続ライ
ン２４を介してそれぞれ連絡しいる供給制御装置２２を
有している。供給制御装置２２は、供給源２５を経由し
て加圧呼吸ガスの供給を受けるが、供給制御装置２２は
調節可能な減圧器／流量計２７が設けられている導管２
６を介して連絡している。
【００２９】減圧器／流量計２７の出口は、分岐導管２
８を介して導管１２に連絡しているが、これには第１の
制御弁２９，第２の制御弁３０，及び湿度調整装置３１
が直列的に設けられている。制御弁２９は、接続ライン
３２を介して供給制御装置２２により制御される。
【００３０】制御弁３０は、接続ライン３４を介して検
出器３３により制御される。検出器３３は、患者の呼吸
中において吸い込みから吐き出しへの変化を検出できる
圧力センサ又は流量センサである。検出器３３の計測口
３５は先端開口７の近くに設けられている。
【００３１】先端部３内において計測口３５と傾斜した
偏向面１４ｂの間に配置されて、中央の圧力ゾーン１８
を取り囲み、且つ該中央の圧力ゾーン１８と流路５の先
端部３の内壁１５との間に位置する環状外周空間３７を
少なくとも幾分局所的に占めるリング３６が配設されて
いる。そのようなリング３６によって、上述されている
ように、圧力ゾーン１８を生成するに必要とされる呼吸
ガス源２５の圧力は低下することができる。
【００３２】普通、リング３６と傾斜した偏向面１４ｂ
との間隔ｄは、主流路５の先端部の直径に近い。しかし
ながら、呼吸ガス源２５の圧力の必要な最適低減を達成
するためには、二重矢印３８によって示されるようにこ
の距離ｄを調節自在にするのが有効である。同じ理由に
より、二重矢印４０によって示されるように、リング３
６の中心開口３９の直径を調整自在にするのが又有効で
ある。この二重調整は、主流路５の先端部内に滑りによ
り取り付けられるように選択されることができる数個の
交換可能なリング３６のセットによって達成される。リ
ング３６は、代替的に膨張によって内径が変更され得る
膨張自在のカフス状部材によって構成される。
【００３３】本発明による装置１の操作モードは次のよ
うになる。人工呼吸モードにおいて、供給制御装置２２
は一方において、導管１２にガスが供給されないように
接続ライン３３を介して弁２９を閉じるように制御し、
そして他方において、接続ライン２３を通して管４に呼
吸ガスを送る。この装置２２は、導管２６から受け入れ
且つ管４に送る呼吸ガスの圧力及び流量を調整すること
が可能な手段（図示しない。）を有している。もし過大
圧力が患者の気道内に発生したら、補足流路２０と接続
ライン２４を介して検知され、そして操作を停止する装
置２２に伝えられる。更に、もしこの過大圧力が、校正
弁２１の校正閾値を越えると、例えば補足流路２０が粘
液によって閉塞され、過大圧力情報を装置２２に伝達で
きないので、この弁２１は開放し、基流路５は大気に連
通される。
【００３４】呼吸補助モードにおいて、供給制御装置２
２は、開口６を大気に連通させるために接続ライン２３
を断ち、そして弁３０，湿度調整装置３１、及び補助流
路８を通して呼吸ガスの連続又はパルス噴流を患者に送
るように接続ライン３３を介して弁２９を制御する。従
来装置よりも低い供給源圧力２５を用いて、圧力ゾーン
１８及び低圧ゾーン１９はこのようにして形成され、患
者の容易な通気を可能とする。そして患者は容易且つ自
由に吸い込むことができる。吸い込みの後に、患者が吐
き出しを始めると、検出器３３がこの吐出の開始を検出
して弁３０を閉じるように制御する。このようにして、
呼吸ガスの噴流、圧力ゾーン１８及び低圧ゾーン１９は
消滅し、患者は主流路５を通して自由に吐き出すことが
できる。もし通気中に、上述したように患者の気道に過
大圧力が発生したら、過大圧力は検知され、補足流路２
０を経由して伝達されて、装置２２が弁２９を閉じ、そ
して導管２８が患者へガスを送るのを停止する。
【００３５】
【発明の効果】このようにして、上述のことから、本発
明が穏やかな圧力源を用いて、効率的で信頼性のある湿
度調整された呼吸補助を、既知のプローブには固有的で
あった死腔を殆ど完全に無くしつつ、齎すことが明確に
なるであろう。
【図面の簡単な説明】
【図１】本発明の実施例装置の図式図及び拡大された軸
方向断面で示す部分図である。
【図２】図１のII−IIに沿う断面図である。
【図３】図１のIII−IIIに沿う断面図である。
【符号の説明】
１ 装置 ２ 基端部 ３ 先端部 ４ 管 ５ 主流路 ６、７ 開口 ８ 補助流路 ９ リング １０ 室 １１ 切り欠き １２ 導管 １３ ストッパ １４ 凹み １５ 内壁 １６ 軸心 ２０ 補足流路 ２１ 校正排気弁 ２２ 供給制御装置 ２３、２４ 接続ライン ２５ 供給源 ２６ 導管 ２７ 減圧器／流量計 ２９、３０ 制御弁 ３１ 湿度調整装置 ３６ リング

Claims (8)

    【特許請求の範囲】
  1. 【請求項１】 主流路（５）を形成すると共に、前記主
    流路（５）が患者の呼吸器系を外部に連通するようにそ
    の先端部（３）を介して該患者の気道に連結されるよう
    に計画された管（４）を有する呼吸補助装置であって、
    該装置は更にかかる呼吸ガスの噴流を前記呼吸器系に吹
    き込むように呼吸ガス源（２５）に先端部で連結された
    少なくとも一つの補助流路（８）を有し、その先端部が
    主流路（５）の先端部近傍で該主流路（５）に開口して
    おり、該主流路（５）の内部に向かって呼吸通気ガスの
    噴流を反らす手段（１４ｂ）が該補助流路（８）の先端
    開口に向き合って設けられ、その結果、主流路の内部の
    該反らし手段の後流で、楕円形の圧力ゾーン（１８）が
    前記先端開口（１７）を起点とし、且つその主流路の軸
    心に沿って先端方向に延びて形成され、主流路の中心部
    のみを占めるように主流路の内壁面から離れるに従いそ
    の断面積が徐々に減少しており、該装置は該反らし手段
    （１４ｂ）の下流で該主流路（５）内に配設されたリン
    グ（３６）を有し、そして前記リング（３６）が、その
    内壁（１５）と該楕円形圧力ゾーン（１８）との間に位
    置して、該主流路の円周空間（３７）から少なくとも部
    分的に隔離することにより該楕円形圧力ゾーン（１８）
    を取り囲んでいる呼吸補助装置。
  2. 【請求項２】 前記リング（３６）を前記反らし手段
    （１４ｂ）から離隔する距離（ｄ）が前記主流路（５）
    の先端部の内径に略等しい請求項１記載の呼吸補助装
    置。
  3. 【請求項３】 前記リング（３６）を前記反らし手段
    （１４ｂ）から離隔する距離（ｄ）が調節自在である請
    求項１記載の呼吸補助装置。
  4. 【請求項４】 前記リング（３６）の内径が調節自在で
    ある請求項１記載の呼吸補助装置。
  5. 【請求項５】 呼吸ガス源（２５）を前記補助流路
    （８）に連絡する導管（２８）に湿度調整装置（３１）
    を有する請求項１記載の呼吸補助装置。
  6. 【請求項６】 種々の内径を持つ交換自在のリングのセ
    ットを有する請求項１記載の呼吸補助装置。
  7. 【請求項７】 呼吸ガス源（２５）を前記補助流路
    （８）に連絡する導管（２８）に設けられた制御弁（３
    ０）を有し、該弁（３０）が患者の吐き出しを検知する
    センサ（３３）によって制御される請求項１記載の呼吸
    補助装置。
  8. 【請求項８】 前記センサ（３３）が患者の吐き出しを
    前記リング（３６）の下流、即ち前記反らし手段（１４
    ｂ）から離れる方向で検知する請求項７記載の呼吸補助
    装置。
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