JP2002506684A - ガスの分配を改良するための装置 - Google Patents

Abstract

(57)【要約】 ガスの分配を改良するための装置肺がひどく損傷しているか又は病気である患者（２）を処置する場合に、処置自体によって肺にさらなる損傷を与える危険性なしに、延命処置を提供するという問題がしばしば生じる。本発明による装置は、患者（２）の肺におけるガスの分配を改良するために使用される。装置は、制御可能な圧力を患者（２）の胸部上の１つ又は複数の選択された位置に提供する。装置の１つの実施例においては、この手段（２）は、室を有するベスト（２４）から成っており、前記室を圧力源（２８）から管（２４Ａ−Ｂ）を介して、圧力をかけられた流体で充填することができる。

Description

【発明の詳細な説明】

【０００１】 本発明は、呼吸処置の間に患者の肺におけるガスの分配を改良するための装置
に関する。

【０００２】 呼吸処置は、多くの患者にとって重要であり、長年に亘って多くの人命を救っ
てきた。機器、すなわちベンチレータ及びレスピレータは、多くの種々異なる呼
吸モードをきわめて正確に、呼吸ガスの所定の圧力及び容積で供給できるように
開発された。

【０００３】 （病気又は怪我によって）著しく体調の悪い患者を処置する場合、処置自体に
よって肺に損傷の危険性を生じることなく人命維持処置を提供するという問題が
しばしば生じる。

【０００４】 多くのこれらの患者のために、医師は３５ｃｍＨ₂Ｏよりも高い圧力を提供し ようとしない。なぜならば、これは１９９４年のコンセンサス会議において提案
された限界値であるからである。この圧力限界値は、経壁圧力（transumural pr
essure）を意図したものであるが、ピークの呼吸圧力と誤って解釈される場合が
ある。

【０００５】 著しく病気の又は損傷した肺を有する患者のための一回換気量はしばしば極め
て小さく、実際には成人のための一回換気量も乳児の一回換気量に等しい。した
がって、乳児肺症候群とも表現される。

【０００６】 肺の条件によって、肺の種々異なる室内の圧力が著しく異なり、一部の室もし
くは肺胞の房がつぶれる虞がある。つぶれた肺胞は風船にたとえることができる
。肺胞を膨張させ始めるためには高い圧力を必要とするが、一旦膨張させられる
と、さらに膨張させるためにはより低い圧力で十分である。所要の圧力がベンチ
レータから供給されたならば、肺の別の部分は、過剰な膨張（肺と循環系との間
の重要なガス交換を妨げる）又は肺損傷をも生ぜしめるような圧力を受ける。

【０００７】 肺を損傷しない圧力で呼吸ガスを患者に供給する場合、ガスは肺の健康な部分
に分配されやすい。このことは肺の病気の又は損傷した部分をさらに悪化させて
しまうおそれがある。

【０００８】 肺と循環系とのガス交換は、横隔膜に近い肺の下部においてよりよく行われる
。これは、肺のこれらの部分において血液の灌流がよりよいためである。しかし
ながら、これらの部分はベンチレータ（又は気管支）から最も離れているので、
これらの下部のガスを肺から取り出して新鮮なガスと交換するためにはより時間
がかかってしまう。したがって、肺の下部が十分な換気を受け取ることができる
ならば患者にとって有利である。

【０００９】 したがって、肺に供給される呼吸ガスを均一に分配することが重要である。

【００１０】 ほとんどの患者は処理の間仰向けにされている。患者が仰向けにされていると
、スタッフが患者の条件を視覚的に監視しやすく、点滴装置、ＥＣＧ装置、ＥＥ
Ｇ装置等の他の機器にアクセスしやすいからである。

【００１１】 実験によると、急性の肺損傷を有する患者のほぼ７０％が、仰向けにされると
ガス交換が改善された。その理由は、胸壁のコンプライアンスが低下することに
より肺の上部から下部へのガスの分配が改善されるからだと考えられる。

【００１２】 前述のように、患者をうつ伏せにさせることは極めて不適当であり、他の処理
を妨げる虞さえある。

【００１３】 本発明の課題は、肺にガスをより均一に分配するために使用することができる
装置を提供することである。

【００１４】 前記課題は、本発明によれば、装置が請求項１の特徴部に記載したように構成
されている場合に達成される。

【００１５】 また、前記課題は、装置が請求項１２の特徴部に記載したように構成されてい
る場合に達成される。

【００１６】 本発明による装置の有利な改良は、従属請求項より明らかである。

【００１７】 基本的に、本発明による装置は、患者の胸の１つ又は複数の特定の位置におい
て、有利には胸の上部、胸骨の各側において、圧力又は力を提供するようになっ
ていさえすればよい。当然、患者は、胸へのアクセスを提供する位置にいること
が望ましい。最も単純な重要な構成において、装置は、患者の胸に固定されるよ
うに成形されたおもりであってもよい。しかしながら、この場合装置を取り扱う
ためにより多くのスタッフが要求される。より有利な実施例は、以下に説明する
ように、スタッフからの同じ監督を必要としない。装置によって胸壁の十分な圧
力を提供することによって、肺の経壁圧力勾配を減じることができ、このことは
、より高いピーク吸気圧力を使用できることを示す。ガスの分配が改善されるの
みならず、肺を損傷する危険性を高めることなしに、より高いピーク圧力をもベ
ンチレータ又はレスピレータから供給することができる。

【００１８】 本発明による装置は、公知のＣＰＲ装置とは異なる。このＣＰＲ装置は、心臓
の上方の胸骨に又は胸骨付近で力を加えることによって心臓マッサージを提供す
るためのある種の手段を有している。ＣＰＲ装置は、心臓が停止し、完全に異な
る状況を示した場合に使用される。したがって、ＣＰＲ装置は、肺のガス分配を
改善することには適していない。

【００１９】 米国特許第４６７６２３２号明細書には、血液の循環を促進するための装置が
記載されている。この装置は、基本的に患者の胸部及び腹部を取り囲む装置から 成っている。この装置は、胸部及び腹部が呼吸の間に膨張することを妨げ、これ
により、肺を内方へ、特に心臓に対して膨張させる。呼吸相を心臓の鼓動と相関
させることにより、心臓への圧力が増大し、ひいては心臓の拍動容積を増大させ
る。

【００２０】 胸部及び腹部を取り囲むことによって呼吸を提供する装置と同様に、公知の装
置は、肺のガスの分配を改良することには適していない。

【００２１】 本発明による装置のために、圧力を吸気相と同期化させて供給することが最も
有利であり、この吸気相の間は胸部に加えられる圧力が所定のパターンに従って
変化することができる。このようなあらゆるパターンは、吸気が開始する前に医
師によって設定するか、又は吸気の間に医師によって制御することができる。肺
内の圧力が肺内の複数の個所において測定されるならば自動化も可能である。ま
た、経壁圧力を反映する測定を得ることによっても可能である。

【００２２】 呼気の間、圧力は有利には除去され、患者からの通常の呼気を可能にする。し
かしながら、いくつかの病気のグループに対しては、呼気の間にも圧力、例えば
連続的な陽圧が加えられると有利である。

【００２３】 各呼吸サイクルの間に圧力を加えることは必要でない。

【００２４】 本発明による装置の有利な実施例は、多数の形式を有しており、全ての形式は
、圧力を制御しながら安全に加えることに適している。

【００２５】 本発明の１つの実施例においては、アームがベッド上に配置されており、この
アームは、１つ又は複数の機械的アクチュエータを保持しており、これらの機械
的アクチュエータは、圧力を加えるために胸部と接触させられることができる。
アクチュエータは、ベローズ形状で、ニューマチック式に制御されるか、テレス
コープ式でハイドロリック式に制御されるか、又はこれらを組み合わせて制御さ
れることができる。力は、ばね、ピストン、歯車又はその他のあらゆる機械的手
段によって加えることができる。極めて単純な、しかし効果的な択一例は、おも
りをアクチュエータとして使用することである。圧力は、アームを胸部に向かっ
て降下させることによって、又はおもりを降下させることによって（ひも又は同
様の手段によって）加えられる。

【００２６】 アクチュエータはアームの一体的な部分であることができ、これにより両部材
が圧力を加えるために移動する。したがって、アームは、胸部上へのアクチュエ
ータの位置決めを容易にするために多数の位置に自由に位置決め可能であるよう
に形成されていると有利である。

【００２７】 別の実施例においては、患者の上方のアーチ状の支持体がアームの代わりに使
用される。アクチュエータは基本的に前記アクチュエータのうちのいずれであっ
てもよい。

【００２８】 第３実施例においては、フレキシブルでないカバーが胸部に被せられている。
カバーは、胸部に圧力を生ぜしめるために利用される室を有している。基本的に
、カバーは、胸部に掛けられる布であることができる。加圧したい位置の上方に
おける室は、固形エレメント、例えばゴムで充填されることができる。圧力を加
えたい場合には、布を緊張させるための装置が、胸部上で布をより緊張させるよ
うに引っ張り、これによりエレメントが胸部上の適切な個所に対して押し付けら
れる。

【００２９】 択一例においては、エレメントを胸部に対して制御可能な圧力で押し付けるた
めに、ニューマチック式又はハイドロリック式の流体装置を使用することができ
る。

【００３０】 別の実施例においては、カバーは、患者が着用するためのベストとして形成さ
れている。ベストは、流体、有利にはガスによって加圧することができる室を有 している。

【００３１】 ベストは、患者の下側に配置されるバックプレートと、患者の側方においてバ
ックプレートに固く結び付けられるフロント部材とから成っていることができる
。

【００３２】 前記実施例の種々異なる組み合わせが、適当な場合には可能である。

【００３３】 胸部が過剰な緊張又は単調な負荷を受けないようにケアが行われることが望ま
しい。特に、圧力の適切な提供を選択することによって、ベッドの上昇（bed so
ar）が回避されることが望ましい。このことを行う１つの方法は、各圧力サイク
ルの間の位置を幾分変化させることである。

【００３４】 以下に本発明の実施例を図面を参照しながらさらに詳しく説明する。

【００３５】 図１には、病院のベッド４に寝ている患者２が示されている。患者２は、呼吸
処置を受けるためにベンチレータ６に管系８を介して接続されている。

【００３６】 肺内のガス分配を改良するために、ひいては肺と循環系とのガス交換を改良す
るために、患者の胸部上の選択された位置に制御可能な圧力を提供するための装
置が設けられている。装置は、アーム状の支持体１０Ａを有しており、この支持
体１０Ａは、ベッドに堅く固定されており、患者２の頭部及び胸部の上方に延び
ている。後で図２を参照してより詳しく説明するベローズ１２を、胸部上の選択
された位置に配置することができる。有利には胸部の上部に、胸骨から僅かな傾
斜を有しながら配置することができる。加圧されたガスは、吸気相の開始時に、
ガス源１４から管１６を介してベローズシステム１２へ供給される。これは、ベ
ンチレータ６自体からの制御信号を使用することによって制御される。

【００３７】 供給される圧力は、患者２の条件等に応じて、吸気の間あらゆる選択された形
式で変化することができる。供給される圧力は、ベンチレータ６から供給される
呼吸ガスが、肺内でより均一に分配されるように、特に肺の下部に向かってより
均一に分配されるようにする。

【００３８】 ベローズシステム１２はこの実施例（図２）において６つのベローズ１２Ａ，
１２Ｂ，１２Ｃ，１２Ｄ，１２Ｅ，１２Ｆから成っており、全てのベローズはア
ーム１０及び管１６に接続されている。各ベローズ１２Ａ，１２Ｂ，１２Ｃ，１
２Ｄ，１２Ｅ，１２Ｆを管１６から分離させている弁１８Ａ，１８Ｂ，１８Ｃ，
１８Ｄ，１８Ｅ，１８Ｆを制御することによって、あらゆる選択可能な数のベロ
ーズに、圧力を供給するためのガスを充填することができる。この形式で位置を
変化させることにより、圧力が各吸気相において供給されるとしても、ベッドの
上昇を効果的に回避することができる。

【００３９】 図３及び図４には、装置の第２実施例が示されている。この場合、装置は、患
者２の上方のアーチの形状である支持体１０Ｂから成っている。アーチ１０Ｂは
、図４により詳しく示したように、ベッド４に堅く取り付けられている。

【００４０】 アーチ１０Ｂから、２つのピストン状のアクチュエータ２２Ａ，２２Ｂが配置
されている。アクチュエータ２２Ａ，２２Ｂは、患者２の胸部上の選択された位
置に適切に位置決めされるようにアーチ１０Ｂに沿って移動することができる。
アクチュエータ２２Ａ，２２Ｂは、吸気の開始を示す胸部の動きに応答して胸部
への圧力の供給を作動するように位置決めされている。アクチュエータ２２Ａ，
２２Ｂには圧力センサ（図示せず）が設けられている。

【００４１】 図５及び図６には、装置の第３実施例が示されている。この実施例においては
装置は患者２に着用させられるベスト２４として形成されている。ベストはこの
場合２つの室３０Ａ，３０Ｂを有しており、これらの室は、加圧された流体、有
利にはガスが、ガス源２８からガス管２６Ａ，２６Ｂを介して選択的に充填され
ることができる。ベスト２４は、ひも３２によって患者２に締め付けられること
ができる。ベスト２４は、圧力が確実に胸部に加えられるように、弾性的でない
頑丈な材料から形成されている。

【００４２】 ベスト２４は、択一的に、２つの部分から成るように形成されることができる
。２つの部分は、患者の下側に配置されるバックプレート（ベッドの一体的な部
分を形成していてもよい）と、胸部上に配置されかつ両側において例えばひもに
よってバックプレートに取り付けられるフロント部材とである。

【００４３】 ベストは、それぞれが加圧流体で充填可能な複数の室を有することができる。
室は、患者の胸部に面して配置された硬いプレートを有していることができ、こ
の場合、プレートは、室が充填された場合に胸部に対して押し付けられる。

【００４４】 説明した実施例は適当な場合に組み合わせることができる。例えば、第1実施 例に示したベローズシステム１２は、第２実施例に示したアーチ１０Ｂにおいて
使用することができる。圧力は、おもりに作用する重力、ニューマチック式手段
、ハイドロリック式手段、機械的手段、又はその他のあらゆる考えられる圧力発
生手段を利用することによって得ることができる。

【００４５】 患者は全ての実施例において仰向けに示されているが、胸部が装置のためにア
クセス可能である限りはその他の位置も可能である。

【図面の簡単な説明】

【図１】 本発明による装置の第１実施例を示す図である。

【図２】 第１実施例による装置の詳細を示す図である。

【図３】 本発明による装置の第２実施例を示す図である。

【図４】 第２実施例による装置の詳細を示す図である。

【図５】 本発明による装置の第３実施例を示す図である。

【図６】 第３実施例による装置の詳細を示す図である。

【符号の説明】

２ 患者、 ４ ベッド、 ６ ベンチレータ、 ８ 管系、 １０Ａ 支持
体、 １０Ｂ アーチ、 １２ ベローズ、 １４ ガス源、 １６ 管、 １
８ 弁、 ２２ アクチュエータ、 ２４ センサ、 ２６ ガス管、 ２８
ガス源

【手続補正書】特許協力条約第３４条補正の翻訳文提出書

【提出日】平成１２年２月１６日（２０００．２．１６）

【手続補正１】

【補正対象書類名】明細書

【補正対象項目名】特許請求の範囲

【補正方法】変更

【補正内容】

【特許請求の範囲】

Claims (12)

【特許請求の範囲】
1. 【請求項１】 呼吸処置の間の患者（２）の肺におけるガスの分配を改良す
   るための装置において、制御可能な圧力を患者（２）の胸部上の１つ又は複数の
   選択された位置に供給するための手段（１０Ａ，１２Ａ−Ｆ，１４，１６，１８
   Ａ−Ｆ；１０Ｂ，２２Ａ−Ｂ；２４，２６Ａ−Ｂ，２８Ａ−Ｂ）が設けられてい
   ることを特徴とする、ガスの分配を改良するための装置。
2. 【請求項２】 前記手段が、制御可能な圧力を所定のパターンに従って１つ
   又は複数の呼吸サイクルに亘って変化させるようになっている、請求項１記載の
   装置。
3. 【請求項３】 前記手段が、圧力を、吸気相と同期するように、選択された
   位置へ供給するようになっている、請求項１又は２記載の装置。
4. 【請求項４】 前記手段（１０Ａ，１２Ａ−Ｆ，１４，１６，１８Ａ−Ｆ；
   １０Ｂ，２２Ａ−Ｂ）が、患者（２）の上方に取り付けられた支持体（１０Ａ；
   １０Ｂ）を含んでおり、該支持体（１０Ａ；１０Ｂ）に少なくとも１つの機械的
   アクチュエータ（１２Ａ−Ｆ；２２Ａ，２２Ｂ）が接続されており、該アクチュ
   エータが、圧力を供給するために、選択された位置と接触させられるようになっ
   ている、請求項１から３までのいずれか１項記載の装置。
5. 【請求項５】 前記支持体が、患者（２）の上方において一方の側から他方
   の側にまで延びたアーチ（１０Ｂ）として形成されている、請求項４記載の装置
   。
6. 【請求項６】 前記支持体が、ベッド（４）の頭側に取り付けられかつ患者
   （２）の頭部及び胸部の上方に延びたアーム（１０Ａ）として形成されている、
   請求項４記載の装置。
7. 【請求項７】 前記機械的アクチュエータが、支持体に結びつけられたおも
   りから成っている、請求項４から６までのいずれか１項記載の装置。
8. 【請求項８】 前記機械的アクチュエータ（１２Ａ−１２Ｆ；２２Ａ，２２
   Ｂ）が、支持体に結合された膨張可能なエレメントから成っている、請求項４か
   ら６までのいずれか１項記載の装置。
9. 【請求項９】 前記手段（２４，２６Ａ−Ｂ，２８，３０Ａ−Ｂ）が、胸部
   を横切って固定されるフレキシブルでないカバーを含んでおり、該カバーが、室
   （３０Ａ，３０Ｂ）を有しており、該室が、圧力を選択的な位置へ供給するため
   に選択的に加圧されることができる、請求項１から３までのいずれか１項記載の
   装置。
10. 【請求項１０】 前記カバーがベスト（２４）として形成されている、請求
    項９記載の装置。
11. 【請求項１１】 前記室（３０Ａ，３０Ｂ）が、弁を介して加圧流体源（２
    ８）に接続可能であり、この場合、各室（３０Ａ，３０Ｂ）によって加えられる
    圧力は、制御された量の流体を各室（３０Ａ，３０Ｂ）へ供給することによって
    制御可能である、請求項９又は１０記載の装置。
12. 【請求項１２】 呼吸処置の間に患者（２）の肺におけるガスの分配を改良
    するための装置において、患者（２）の胸部上の１つ又は複数の選択された位置
    に配置される第１の手段（１２Ａ−Ｆ；２２Ａ−Ｂ；２４）と、制御可能な力を
    生ぜしめる第２の手段（１４；１０Ｂ；２８）と、制御可能な力の少なくとも一
    部を前記第１の手段（１２Ａ−Ｆ；２２Ａ−Ｂ；２４）へ供給する第３の手段（
    １６，１８Ａ−Ｆ；１０Ｂ；２６Ａ−Ｂ，３０Ａ−Ｂ）とが設けられていること
    を特徴とする、ガスの分配を改良するための装置。