JP2005211273A - カフ付きチューブ - Google Patents

Abstract

【課題】吸気相においてだけカフが膨らみ気密が得られ、換気を損なわない程度の最小限必要なカフ圧を得ることができるカフ付きチューブの提供。
【解決手段】人工呼吸器５から患者へ吸気を送る吸気管６と患者の呼気が通過する呼気管７と、それらを患者口元側でつなぐ接続管８とを備える呼吸回路の前記接続管に取り付けられ、先端部が患者の気管内に挿入されるカフ付きチューブ１において、先端部に膨張・縮小可能なカフを有するチューブ本体３と、カフに吸気の一部を流通させるカフチューブ４とを備え、前記吸気管の上流側又は下流側に通気抵抗を生じさせる吸気圧アダプタ９が設けられ、前記吸気圧アダプタの上流側に前記カフチューブの導入端４ａが接続されたことを特徴とするカフ付きチューブ。
【選択図】図１

Description

本発明は、人工呼吸器に接続されて使用されるカフ付きチューブに関する。

一般に、気管切開チューブや気管チューブの先端部には、空気を出し入れすることによって膨張・収縮するバルーン状のカフが設けられている。
（ｉ）カフの目的は、肺に人工的な陽圧によって吸気を送り込むための気密状態を得ることである。とすれば、この気密は重症な患者でＰＥＥＰを必要とする以外、吸気相の間だけ得られればよいのだが、現実には気密が不要な呼気相においても区別無く維持されている。このことは軽症な患者や人工呼吸器から離脱の近い患者に対して、肉体的に必要以上の苦痛・負担を強いると同時に、自ら声を発する機会を奪うという心理的な苦痛をも強いている。

（ii）またカフは、気管内の圧力が上気道へ漏れないようにするために、気管内の圧力を十分に上回る圧力（例えば、２０ｍｍＨｇ程度以上）で膨らませておくのが一般的であり、このことは繊細な構造を有する気管内壁粘膜に大きな損傷を与える危険性を持っている。

気管内壁へカフにより連続的かつ過剰な側圧が加わることによって、気管粘膜の微細構造の損傷が始まり、さらには潰瘍を形成し、やがて肉芽発生や気管の狭窄に至る可能性が指摘されている。このような侵襲の度合いは、カフの気管内壁への側圧の程度（ii）とその及ぼされる時間（ｉ）に依存すると考えられる。
そこで、そのいずれか一方又は両方を、本来の目的である換気を必要以上に損なうことのない範囲で軽減することによって、前記侵襲の度合いを低減することができる。

従来、カフ圧による気管内壁へのダメージを軽減するために、カフ圧を制御する方法として、例えば次の方法が提案されている。
（１）吸気圧でカフを膨らませて気密する方式
ａ．カニューレとカフを連通させる方式（例えば、特許文献１〜３参照。）。
ｂ．二重カフ方式（例えば、特許文献４参照。）
（２）スカート状弁などの逆止構造の弁により気密する方式（例えば、特許文献５〜７参照。）。
（３）外部の圧源を利用しカフ圧を制御する方式（例えば、特許文献８参照。）。
米国特許第５３１８０２１号明細書 米国特許第３５６５０７９号明細書 米国特許第３７０７１５１号明細書 米国特許第３４８１３３９号明細書 米国特許第３６１６７９９号明細書 米国特許第３７０９２２７号明細書 米国特許第３７６９９８３号明細書 米国特許第５４８７３８３号明細書

しかしながら、前記（１）のａ．では気管内圧Ｐ_Ｔとカフ圧Ｐ_Ｃの差が小さく、吸気時にカフの膨らみが不十分である。また（１）のｂ．では、ａ．の外側にカフを二重に配置し、気管内壁との気密を高めようとするが、呼気が上気道へ抜けにくいので発声はしにくく、また何より現実的な構造とは言えない。
また外部の圧力源を利用してカフ圧を制御する方式は、外部の圧力源及びカフへの空気の出し入れを制御する装置などの設備を備えた特殊な人工呼吸器が必要となり、既存の装置には適用し難い問題がある。

本発明は前記事情に鑑みてなされたもので、吸気相においてだけカフが膨らみ気密が得られ、換気を損なわない程度の最小限必要なカフ圧を得ることができるカフ付きチューブの提供を目的とする。

前記目的を達成するため、本発明は、人工呼吸器から患者へ吸気を送る吸気管と患者の呼気が通過する呼気管と、それらを患者口元側でつなぐ接続管とを備える呼吸回路の前記接続管に取り付けられ、先端部が患者の気管内に挿入されるカフ付きチューブにおいて、先端部に膨張・縮小可能なカフを有するチューブ本体と、カフに吸気の一部を流通させるカフチューブとを備え、前記吸気管の上流側又は下流側に通気抵抗を生じさせる吸気圧アダプタが設けられ、前記吸気圧アダプタの上流側に前記カフチューブの導入端が接続されたことを特徴とするカフ付きチューブを提供する。
本発明のカフ付きチューブにおいて、前記吸気圧アダプタは、前記吸気管を全閉することなく通気抵抗を増加させる固定オリフィス式吸気圧アダプタであってもよい。
また前記吸気圧アダプタは、前記吸気管を全閉することなく吸気管の通気抵抗を調節可能に増加させる可変オリフィス式吸気圧アダプタであってもよい。
また前記吸気圧アダプタは、前記吸気管を全閉することなくスプリングにより付勢された弁を通して吸気管の通気抵抗を生じさせるスプリング負荷式吸気圧アダプタであってもよい。

本発明のカフ付きチューブは、吸気相においてだけカフが膨らみ気密が得られ、換気を損なわない程度の最小限必要なカフ圧を得ることができるものなので、気管内壁の侵襲を低減し、カフによる気管内壁へのダメージを軽減することができる。
また呼気の一部が上気道へ抜け出すことで患者の発声が可能となる。
さらに、通気断面積を調節可能な通気抵抗体を用いることで、患者の状態に合わせて適切なカフ圧を加えることができる。

以下、本発明の実施の形態を図面を参照して説明する。
図１及び図２は本発明のカフ付きチューブの一実施形態を示す図であり、図１は吸気相を、図２は呼気相をそれぞれ示している。これらの図中符号１はカフ付きチューブである。なお、図１及び図２の例示は、本発明のカフ付きチューブ１を気管切開チューブに適用した場合を示しているが、本発明はこれに限定されず、気管チューブなどの他のカフ付きチューブに適用可能であることは言うまでもない。

このカフ付きチューブ１は、先端部に膨張・縮小可能なカフ２を有するチューブ本体３（本例示においては気管切開チューブ）と、カフ２に空気を流通させるカフチューブ４とから構成され、人工呼吸器５の吸気側５ａに接続される吸気管６と呼気側５ｂに接続される呼気管７とを介して人工呼吸器５とチューブ本体３の後端とを接続する接続管８に接続して用いられる。

吸気管６の上流端と人工呼吸器５の吸気側５ａとは、通気抵抗体となる吸気圧アダプタ９を介して接続されており、カフチューブ４の導入端４ａを吸気圧アダプタ９の上流側に接続した構成になっている。この吸気圧アダプタ９は、人工呼吸器５の吸気側５ａと接続する上流側にカフチューブ４の導入端４ａが接続されるとともに、該導入端４ａのすぐ下流に狭窄部１５が設けられている。

チューブ本体３は、本例示では気管１０の途中を切開して先端部を気管１０に挿入、固定されている。チューブ本体３を通して送られる吸気は、気管１０に入り、肺１１に達する。このチューブ本体３の先端部に設けられたカフ２は、伸縮可能な薄膜からなるバルーン状のものであり、カフチューブ４に吸気の一部が送り込まれることで膨張し、また抜き出すことで縮小するようになっている。これらのチューブ本体３及びカフ２は、従来公知の気管切開チューブや気管チューブにおいて使用されている各種のタイプのチューブやカフを用いて構成することができる。

図１，２のように、カフチューブ４は、チューブ本体３に外付けされてもよいし、図４（ａ）のようにチューブ壁内ルーメンでカフと通じてもよいし、（ｂ）のようにダブルルーメンチューブで通じてもよい。カフチューブ４はできるだけ内径を大きくすることが望ましい。

前述のように構成されたカフ付きチューブ１は、図１及び図２に示すように、チューブ本体３を患者の気管１０内に挿入し、接続管８の吸気管６を人工呼吸器５の吸気側５ａに接続するとともに、呼気管７を人工呼吸器５の呼気側５ｂに接続し、人工呼吸器５を駆動させる。カフチューブ４は、吸気管６の上流端に取り付けた吸気圧アダプタ９に予め接続されている。

図１に示す患者の吸気時、人工呼吸器５の吸気側５ａから供給される吸気は、吸気圧アダプタ９、吸気管６（吸気管６、吸気圧アダプタ９の順も可能である）及びチューブ本体３を通って患者の気管１０に入り、肺１１に送り込まれる。この時、カフ２には、吸気圧アダプタ９の狭窄部１５のすぐ上流に導入端４ａが設けられたカフチューブ４を通して吸気の一部が送り込まれ、膨張して気管内壁１２に接触し、気密が保たれる。この吸気時、人工呼吸器５の呼気弁１４は閉になっている。

図２に示す患者の呼気時、患者の肺１１内の呼気は、一部がチューブ本体３を通って呼気管７へ流れ、他部は縮小したカフ２と気管内壁１２との隙間を通って上気道へ流れ、口や鼻から排出される。呼気管７へ流れ込んだ呼気は、人工呼吸器５の呼気弁１４を通じて大気へ排出される。また上気道に抜け出す呼気は、途中で声門１３を通過することで、患者は発声が可能となる。

前記カフ付きチューブ１の使用時におけるカフ２の動作を、図３を参照して説明する。
図３のグラフは、患者の吸気相と呼気相との繰り返しサイクルにおける、カフチューブ４内の供給圧Ｐ_Ｉ（＝カフ圧Ｐ_Ｃ）と、気管内圧Ｐ_Ｔとの圧力変動を示すグラフである（縦軸は圧力、横軸は時間ｔを示す）。

吸気相において、図３中実線で示す供給圧Ｐ_Ｉと破線で示す気管内圧Ｐ_Ｔとは漸次上昇し、吸気フローのなくなる吸気終末で一致する。ここで、カフ２への供給圧Ｐ_Ｉは、吸気圧アダプタ９の狭窄部１５より上流側に導入端４ａが設けられているために、狭窄部１５より下流側にあたる気管内圧Ｐ_Ｔよりも高い圧力になる（Ｐ_Ｉ＝Ｐ_Ｃ＞Ｐ_Ｔ）。カフ２は、気管内圧Ｐ_Ｔよりも高い供給圧Ｐ_Ｉによって膨らみ（Ｐ_Ｃ＞Ｐ_Ｔ）、気管内壁１２に接触して吸気の気密が保持される。このＰ_Ｃ＞Ｐ_Ｔの圧力差は、吸気圧アダプタ９の狭窄部１５によって生じさせた通気抵抗に基づく。すなわち、吸気圧アダプタ９の狭窄部１５より上流の回路は、その下流よりも回路内圧が大きくなり、その差圧によってカフ２を十分に膨らませることができる。従って、吸気圧アダプタ９は、カフ２を十分に膨張させ得る差圧が生じるように設計されている。

呼気相において、人工呼吸器５の呼気弁１４が開くと、吸気管６、接続管８、呼気管７は十分大きな内径で大気に通じており、またカフの容量は小さいので、カフ圧Ｐ_Ｃは、比較的小さな内径のチューブ本体３を通る呼気の気管内圧Ｐ_Ｔよりも急速に低下し（Ｐ_Ｃ＜Ｐ_Ｔ）、カフ２は縮小する。カフ２の縮小によって、カフ２が気管内壁１２から離れ、それらの隙間を通って呼気が上気道へ抜け出し可能となる。これによって、カフ２が気管内壁１２を常時圧迫することによる、気管内壁１２への侵襲を低減し、また呼気の一部が上気道へ抜け出すことで患者の発声が可能となる。

図５は、カフチューブ４の途中にチェックバルブ１８を設け、このチェックバルブ１８にエクステンションチューブ１９を接続した構造を示している。これによって、エクステンションチューブ１９を使用しないで、従来通りシリンジによる固定カフ圧を加えて使用することもできる。

図６は本発明のカフ付きチューブに用いられる吸気圧アダプタの別な例を示す図である。図１及び図２に示す例示にあっては、狭窄部１５を有する固定オリフィス式の吸気圧アダプタ９を用いた構成としたが、この吸気圧アダプタ９に変えて、図６に示す可変オリフィス式吸気圧アダプタ２０を用いることもできる。この可変オリフィス式吸気圧アダプタ２０は、それぞれ円弧状の開口２１が穿設された２枚の円板を摺動可能に重ね合わせて構成されている。この可変オリフィス式吸気圧アダプタ２０は、吸気管６のカフチューブ４が接続された位置よりも下流側に設けられている。この可変オリフィス式吸気圧アダプタ２０は、一方の円板を回すことで、吸気管６を全閉とすることなく、流路断面積を調節可能である。

図７は本発明のカフ付きチューブに用いられる吸気圧アダプタのさらに別な例を示す図である。本例示で用いられているスプリング負荷式吸気圧アダプタ２２は、吸気管６を全閉することなくスプリングにより付勢された弁を通して吸気管６の通気抵抗を生じさせるようになっている。このスプリング負荷式吸気圧アダプタ２２は、スプリングの圧縮具合を適宜調節することで、カフ圧を調節可能である。

本発明のカフ付きチューブの一実施形態を示し、吸気相にあるカフ付きチューブの構成図である。 同じく呼気相にあるカフ付きチューブの構成図である。 同じカフ付きチューブの吸気相と呼気相の圧力変動を示すグラフである。 カフとカフチューブの取付状態を示し、（ａ）はチューブ壁内ルーメンでのチューブ本体先端部の断面図、（ｂ）はダブルルーメンチューブでの斜視図である。 カフチューブの変形例を示す要部斜視図である。 本発明のカフ付きチューブに用いられる吸気圧アダプタの別な例を示す要部斜視図である。 本発明のカフ付きチューブに用いられる吸気圧アダプタのさらに別な例を示す要部構成図である。

符号の説明

１…カフ付きチューブ、２…カフ、３…チューブ本体、４…カフチューブ、４ａ…導入端、５…人工呼吸器、５ａ…吸気側、５ｂ…呼気側、６…吸気管、７…呼気管、８…接続管、９…吸気圧アダプタ（固定オリフィス式吸気圧アダプタ）、１０…気管、１１…肺、１２…気管内壁、１３…声門、１４…呼気弁、１５…狭窄部、１６…チューブ壁ルーメン、１７…開口、１８…チェックバルブ、１９…エクステンションチューブ、２０…可変オリフィス式吸気圧アダプタ、２１…開口、２２…スプリング負荷式吸気圧アダプタ。

Claims (4)

1. 人工呼吸器から患者へ吸気を送る吸気管と患者の呼気が通過する呼気管と、それらを患者口元側でつなぐ接続管とを備える呼吸回路の前記接続管に取り付けられ、先端部が患者の気管内に挿入されるカフ付きチューブにおいて、
   先端部に膨張・縮小可能なカフを有するチューブ本体と、カフに吸気の一部を流通させるカフチューブとを備え、前記吸気管の上流側又は下流側に通気抵抗を生じさせる吸気圧アダプタが設けられ、前記吸気圧アダプタの上流側に前記カフチューブの導入端が接続されたことを特徴とするカフ付きチューブ。
2. 前記吸気圧アダプタが、前記吸気管を全閉することなく通気抵抗を増加させる固定オリフィス式吸気圧アダプタであることを特徴とする請求項１に記載のカフ付きチューブ。
3. 前記吸気圧アダプタが、前記吸気管を全閉することなく吸気管の通気抵抗を調節可能に増加させる可変オリフィス式吸気圧アダプタであることを特徴とする請求項１に記載のカフ付きチューブ。
4. 前記吸気圧アダプタが、前記吸気管を全閉することなくスプリングにより付勢された弁を通して吸気管の通気抵抗を生じさせるスプリング負荷式吸気圧アダプタであることを特徴とする請求項１に記載のカフ付きチューブ。
   
   

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