JP2005521864A - 肺のシンチグラフィのための換気装置 - Google Patents

Abstract

【課題】
【解決手段】吸入部材（２０）と、マーキングエーロゾルのフロー（５５）を規定するための供給管（３１）と、吐き出されたエーロゾル及び所定のエーロゾル余剰物を排気するための排気管（３２）とが接続された吸入コレクター（１０）を有する肺シンチグラフィのための換気装置（１）を提供する。供給空気は、倍レベルのタイプで、これによって、呼気時の空気フローの率は、常にポジティブではあるが、低い。コレクターは、患者へ向かう吸気フローのみを通すための、供給管の接続部に配置された第１の介在部材（２１）を有する。第２の介在部材（２２）が、排気管（３２）の接続部に配置されている。一方向バルブがあると、生理的な呼吸に従う全く自然な方法で、最大の気管支管内にマーカーが過剰に堆積するのを回避しながら、患者の気管支管内でマーキングエーロゾルを呼吸することが可能になる。

Description

本発明は、医療分野の、特に、患者の肺中にマーキング材を均等に分布させることを可能にする、肺のシンチグラフィのための換気装置（ventilation apparatus）と、こうした物質の吸入方法とに関する。

公知のように、肺呼吸シンチグラフィは、気管支喘息や慢性気管支炎や肺気腫のような呼吸システムの病気を有する患者の肺の換気分布を検出する技術である。これは、患者の体内を¹³³Xeや¹²⁷Xeなどの不活性ガスや⁸¹mKrや通常は⁹⁹mTc-DTPA（ジェチレンートリアミノーペンタセティック酸（diethylen-triamino-pentacetic acid））もしくは硫化鉱物コロイド状⁹⁹mTcなどのエーロゾルで換気し、肺中のガスの分布を見ることである。

現在使用されている灌流（perfusion）および換気システムでは、患者は、所定の管の一端部と、他端部でエーロゾル装置とに接続されたマウスピースを介して、マーキングエーロゾル、即ち、溶解された放射性物質を有するエーロゾルを吸入し、放射性物質収集フィルターに向けて同じ管を介して余分のマーカーを吐く。吸気時の気圧は、マーカーが呼吸システムの最も太い気管支管内に堆積されるように、一定に維持される。かくして、放射性物質は、特に主要な気管支管内に堆積され、これらの壁にぶつかり、そして、よりゆっくりと末梢管に到達する。

ガンマカメラを用いて主要な呼吸管及び末梢呼吸管の全体像を撮影するために従来のエーロゾル装置を用いると、患者は、これら呼吸管を約２０／３０分の間換気しなくてはならない。実際に、肺の全体像を撮影するために、このような長時間の換気を行うと、放射性物質が殆どの末梢管内に堆積され得る。

また、上述した換気（少なくとも１Kc/秒）による分布を示す画像を読みやすくするのに充分なように、肺中に放射性物質を分散させるためには、エーロゾルの所定の換気時間（約２０／３０分）が必要になるだけでなく、画像を二度撮影するための時間も必要になる。二度の画像とは、即ち、１KC／秒後すぐの仮画像と、３／４時間後の繰延画像とである。異なる時間に２回行われるこの二重テストは、第２の画像が主要な呼吸器管内の放射性堆積を示すことを回避するために必要である。このような放射性物質の堆積は、起こり得る肺閉塞を突き止めるために、第２の画像と比べるのでない限り、堆積物で汚れて読めない第１の画像の捕捉に悪影響を与える。 “きれいな”画像を得るためには、粘膜繊毛システムが部分的に放射性物質の堆積物を取り除くまで、４時間待つ必要がある。繰延画像は、放射性物質の堆積物を示さないが、シンチグラフィによって検出されることから食道及び胃からの唾液と共に吸収されたマーカーを示す。

もう１つの問題は、鼻マスクを用いた非浸襲性機械換気（Non-Invasive Mechanical Ventilation）中にシンチグラフィテストを行うと、この装置が基づく圧力制御に必ず影響し、吐き出されたマーキングエーロゾル（marked aerosol）によって装置と周囲とが汚されることである。

かくして、本発明の課題は、気管支管内にマーキングエーロゾルを均等に分布させることを可能にする、即ち、マーカーを過度に堆積させることなく、気管支管への衝撃を減じ、マーカーを直接的に末梢管へ分布させることを容易にする、肺シンチグラフィのための換気装置を提供することである。

また、協力的でない患者に肺のシンチグラフィを行うための換気装置を提供することも、本発明の目的である。

また、シンチグラフィテストを行うのに必要な時間を短くすることが可能な肺シンチグラフィのための換気装置を提供することが、本発明の目的である。

更に、本装置が従って作動する圧力サイクルに影響することも、吐き出されたマーキングエーロゾルで装置や周囲を汚すこともなく、鼻マスクを用いた非浸襲性機械換気を同時に行うための、肺シンチグラフィのための換気装置を提供することも、本発明の目的である。

これらの目的及び他の目的は、本発明に係わる肺のシンチグラフィのための換気装置によって果たされる。本発明に関わる装置は、
マーキングエーロゾルの吸気フローを規定する供給管と、
吐き出されたもしくは余分の排気エーロゾルのための排気管と、
中で前記供給管と排気管とが接続された吸入コレクターと、
吸気時にマーキング吸気エーロゾルのフローを前記吸入コレクター中へ通す第１の位置と、呼気時にマーキング排気エーロゾルの吸入コレクターへ向かうフローを阻止するか制限する第２の位置との間で回動可能な一方向介在部材とを有する。

吸入コレクターは、鼻もしくは口からの吸入の区域近くに配置されて、吸気マーキングエーロゾルが排気マーキングエーロゾルとは異なる方法で流れるのを確実にする。

一方向介在部材は、患者による空気の需要に従って、開位置と閉位置との間の中間位置をとると好ましい。実際には、呼吸時に、患者の生理的な呼吸に従ってマーキングエーロゾルのフローを発生させるのに適した吸入コレクター内で、圧力の勾配が形成される。

効果的には、一方向介在部材は、フラップバルブである。

特に、一方向介在部材は、弾力的に曲げやすい堅いプラスチックフォイルによって形成されている。

このフォイルは、環状当接部によって一方向にのみそれる。この環状当接部は、コレクターもしくは管に付け加えられているか、この内に形成されており、この当接部に対して、フォイルが一側で接続され、閉位置にある時に上に静止される。従って、各フォイルは、コレクターの内壁と一体の固定部を有する。この固定部を中心にして、フォイルの他の部分が、第１の位置と第２の位置との間で回動する。環状当接部は、コレクターの一部もしくはこのコレクターが中に配接された管と同軸であり、各フォイルの内径よりも短い内径を有する。

効果的には、噴霧器から出るマーキングエーロゾルのフローが、コレクターの上流で空気供給管中へ導かれる。

あるいは、噴霧器から出るマーキングエーロゾルのフローが、空気供給管とは異なる管を通してコレクター中に直接的に導かれる。

本発明の第１の実施形態では、吸入コレクターは、３方向コレクターであり、３つの開口部を備えた中央チャンバを有する。特に、これは、
中央チャンバを、マーキングエーロゾルの供給管と接続するための第１の開口部と、
中央チャンバを、放射性物質収集フィルターに接続された余分のマーカー用排気管と接続するための第２の開口部と、
中央チャンバを、鼻もしくは口からの吸入のための部材と接続するための第３の開口部と、
第１の開口部にある前記吸気フローのための第１のフラップ一方向バルブと、
第２の開口部にある前記排気フローのための第２のフラップ一方向バルブとを有する。

更に詳述すると、患者がマーキングエーロゾルを吸入する時は、第１の開口部にあるフラップバルブが完全に開き、第２の開口部にあるバルブが完全に閉じる。呼気時は、第１のバルブが、局所的な圧力に反応して関連開口部を部分的もしくは完全にブロックして、倍レベルの換気において既に低いレベルにエーロゾルのフローを減じ、他方で、第２のバルブが開き、吐き出されたフローを排気可能にする。このように、かくして患者の呼吸に従う。

言い換えれば、第１のバルブは、吸気時に吸気フローを減じて、このフローを完全に自由に通す。この結果、大きな気管支管内に渦が引き起こされ、この渦の攪拌作用によって放射性物質の堆積を防ぐ。呼気時は、余分の放射性物質は取り除かれ、肺中にはマーキングに必要な分だけが残される。このように、気管支管は、数分（約２分から６分）で、最終マーキングまでマーキングされ得る。この時に、過渡位相を見るための放射線写真を撮ることができる。

本発明の第２の実施形態では、吸入コレクターは、４方向コレクターであり、４つの開口部と中央チャンバとを有する。特に、本発明の装置は、
中央チャンバを、マーキングエーロゾルの供給管と接続するための第１の開口部と、
中央チャンバを、放射性物質収集フィルターに接続された余分のマーカー用排気管と接続するための第２の開口部と、
中央チャンバを、非浸襲性機械換気のための空気供給管と接続するための第３の開口部と、
中央チャンバと、鼻もしくは口を通した吸入のための部材とを接続するための第４の開口部と、
第１の開口部にある前記吸気フローのためのフラップ一方向バルブとを有する。

本発明の更なる特徴及び利点を、添付図面を参照しながら非限定的な実施可能な実施形態を以下に説明することによって明らかにする。

図１に、本発明に係わる肺のシンチグラフィのための換気装置１の第１の実施形態を示す。

これは、例えばマウスピース２０や、マーキングエーロゾルのフロー５５を規定する供給管３１などの吸入部材と、吐き出されたフロー及び所定のエーロゾル余剰分を排気するための排気管３２とが接続された吸入コレクター１０を有する。通常は、換気される空気が倍レベル（bi-level）のタイプであり、かくして、排気時の空気の流量は、常にポジティブではあるが、低い。

特に、図１に示されているように、マーキングエーロゾルのフロー５５は、コレクター１０の上流で、例えばTc−９９mとマーキングされて噴霧器５０によって運ばれるナノーコロイド状粒子５３の流れを、空気のフロー５４と混合させることによって得られる。

図１（Ａ）に全体的に、（Ｂ）に更に詳しく示されているように、コレクター１０は、管３１及び３２の夫々の接続部に、一方向介在部材２１及び２２を夫々有する。特に、第１の介在部材２１は、空気供給管３１の接続部に配置され、患者に向かう吸気フローのみを通し、他方で、第２の介在部材２２は、排気管３２の接続部に配置されている。

図１乃至５に示されている例では、一方向介在部材２１もしくは２２は、夫々にリング状の当接部１１もしくは１２に対して弾性的に曲げられ得る、堅く薄いプラスチック材料のフォイルによって形成されたフラップバルブである。リング状の当接部は、一体か付け加えられ、コレクター１０の各部と同軸であり、夫々のバルブの幅よりも短い内径を有する。プラスチック材料のフォイル２１は、コレクター１０の内壁と一体の固定部２１ａを有する。この固定部２１ａを中心にして、フォイル２１の他部が、マーキングエーロゾルのフロー５５を阻止するか制限する第１の位置２１’と、コレクター１０に向かうマーキングエーロゾルのフローに最大断面を与える他の位置２１”との間を回動し得る（図１（Ｂ））。バルブ２２は、コレクター１０から出るフローのために、同じように形成されている。部材２１及び２２は、閉位置にある時は、リング１１及び１２上に静止している。

一方向バルブ２１及び２２があると、患者２０の気管支管内で、生理的呼吸に従う全く自然な方法で、最大の気管支管内のマーカーの過剰堆積を回避しながら、マーキングエーロゾルを吸入することが可能である。

本装置は、例えば、図２に示されているように、図３のコレクター１０に接続された管３１及び３２やマウスピース２０などと共に用いられ得る。吸気するとき、エーロゾルの圧力が最大となり、バルブ２１が完全に開かれる（図４）。

呼気の時、バルブ２１には、患者２０が吐き出した空気によって、換気されたエーロゾルフローの均等な低い正圧とは反対方向に、しかし低めの強度で、所定の圧力がかけられる。これによって、バルブ２１は、コレクター１０中に向かうエーロゾルフローを減じるが阻止しない中間位置まで動かされ得る。かくして、コレクター１０内では、吐き出された空気のフローと余分のエーロゾルフローとを互いに合計したものが、内部の圧力を上昇させる。これによって、患者２０が吐き出した余分のフローを排出するためにバルブ２２が開かれる（図５）。呼気時にコレクター１０に向かうエーロゾルのフローを減じ、吸気時にこのフローを自由にするバルブ２１は、再び開くと、圧力を変化させて患者の大きな気管支管中に渦を生じ、この渦の攪拌動作によって放射性物質５３が堆積されるのを防ぐ。呼気時に、放射性物質が、余分の空気と共に取り除かれる。このように、気管支管は、数分で（約２乃至６分）マーキングされ得る。

上述されていることを、図４Ａ及び図５Ａ及び図６にグラフで示す。これらの図では、圧力の性質上の傾向（Ｐ）に対する時間（ｔ）が、吸気時と、呼気時と、呼吸の全サイクル中との夫々について示されている。特に、吸気時は、圧力が開始値Ｐ_１から最大値Ｐ_２まで上昇し、呼気時は、圧力が開始値Ｐ_０から、バルブ２１を半分開いた状態に維持する値Ｐ_１＜Ｐ_０まで減少する。

図７乃至９に、図１乃至５に示された肺換気シンチグラフィ装置の代わりの実施形態を示す。この実施形態は、非浸襲性機械換気もしくはＮＩＭＶの間に、装置１が従って働く圧力サイクルに影響を与えることなく、また、装置１と周囲とを吐き出されたマーキングエーロゾルで汚染することもなく、肺シンチグラフィを行うという利点を有する。図７に示されているように、機械換気装置の鼻マスク６０内部と一体のコレクター１０は、通常は、プライマー８０（図９）に接続される。このプライマーは、同様にマスクに向かう空気のフローを作り出す。

同様の装置を用いて、鼻マスク６０内で肺シンチグラフィを行うために、一方向バルブ２３が、上述された例（図１（Ｂ））のように吸気フローのみを通すために配設されている。このバルブ２３は、コレクター１０内の、噴霧器５０によって作り出されるエーロゾルフロー５５の供給管６１との接続部１０’に配置されている。更に、鼻マスク６０は、コレクター１０の接続部１０”によって、余分のマーキングエーロゾルを含む呼気フロー用排気管６３に接続されている。この排気管は、他端部で、図示されない収集フィルターに接続されており、周囲に放射性物質を散乱させないために、また、オペレーターを保護するために、先導壁付きボックス（lead walled box）１００に差し込まれている。

ＮＩＭＶを行う時は、テストを実行する瞬間に供給管６１をコレクター１０に接続すればよい。特に、噴霧器５０は、患者が吸気することによってマスク内に真空が形成されている時にのみ、バルブ２３を開くのに十分な圧力で働き、呼気時には停止する。前述した例とは異なり、システムは、プライマー８０によって供給された空気と、噴霧器からのTc−９９mとマーキングされたナノーコロイド状粒子５３のエーロゾルのフロー５５とを、コレクター１０内でのみ混合させる。混合はコレクター１０以前には行われない。かくして、患者２０へと向かうマーキングエーロゾルのフローは、プライマー８０によって調節される。このように、プライマー８０によって患者２０の肺内に供給された空気の分布を測定することが可能である。かくして、結像システムを補助的に用いて、肺のアペックスベース比率（apex-base ratio） U/Lをリアルタイムでチェックすることができる。

特定の実施形態についての上述の説明では、概念的なポイントから、本発明が明らかにされた。これに現在の知識を応用することによって、当業者は、更なる研究を行ったり、本発明から逸脱したりすることなく、この実施形態を改良する並びに／もしくは様々の応用例に適応させることができるだろう。かくして、このような応用例及び改良例が、特定の実施形態と同等のものとして考えられることが理解されるだろう。従って、本明細書に説明した様々の機能を実現するための手段及び材料が、本発明の分野から逸脱することなく、様々の性質を有することが可能である。本明細書で用いられた表現や専門用語は、説明する目的のものであって本発明を限定するものではないことが理解されるだろう。

（Ａ）は、肺のシンチグラフィのための口換気装置の第１の実施形態の一部切断側面図を概略的に示し、（Ｂ）は、一方向介在部材の可能な実施形態が働くメカニズムを示した（Ａ）の拡大詳細図である。 患者が使用している状態の図１（Ａ）の装置の斜視図を概略的に示す。 図１（Ａ）の装置内で使用される吸入コレクターの第１の実施形態の斜視図を示す。 吸気時の異なる介在部材の相対位置を示した、図３のコレクターの断面図である。 吸気時の図１（Ａ）の装置内の圧力傾向対時間を図で示す。 呼気時の異なる介在部材の相対位置を示した、図３のコレクターの断面図を示す。 呼気時の図１（Ａ）の装置の圧力傾向対時間を図で示す。 呼吸の全サイクルにわたる、図１（Ａ）の装置内の圧力傾向対時間を図で示す。 鼻からの換気を有する図１（Ａ）の代わりの実施形態に係わる肺のシンチグラフィのための換気装置の一部切断斜視正面図を概略的に示す。 図７の装置内で使用される吸入コレクターの斜視図を示す。 吸気時の患者に対比させた、図７の装置内に異なる部品を配置した斜視図を概略的に示す。

Claims (10)

1. マーキングエーロゾルの吸気フローを規定する供給管と、
   吐き出された／余分の排気エーロゾルのための排気管と、
   中で前記供給管と排気管とが接続された吸入コレクターと、
   吸気時にマーキング吸気エーロゾルのフローを通す第１の位置と、呼気時にマーキング排気エーロゾルの吸入コレクターへ向かうフローを阻止するか制限する第２の位置との間で回動可能な一方向介在部材とを具備する、肺シンチグラフィのための換気装置。
2. 前記コレクターは、鼻もしくは口からの吸入区域近くに配置されて、吸気マーキングエーロゾルが排気マーキングエーロゾルとは異なる方法で流れるのを確実にする、請求項１の装置。
3. 前記一方向介在部材は、患者による空気の需要に従って、前記第１の位置と第２の位置との間の中間位置をとる、請求項１の装置。
4. 前記一方向介在部材は、フラップバルブである、請求項１の装置。
5. 前記フラップバルブは、弾力的に曲げやすい堅いプラスチックフォイルを有する、請求項４の装置。
6. 前記フラップは、環状当接部によって一方向のみにそれ、この環状当接部には、前記フォイルが一側で接続され、閉位置にある時には上に静止される、請求項５の装置。
7. 前記吸入コレクターは、３方向コレクターであり、３つの開口部を備えた中央チャンバを具備し、即ち、正確には、
   前記中央チャンバを、マーキングエーロゾルの供給管と接続するための第１の開口部と、
   前記中央チャンバを、放射性物質収集フィルターに接続された余分のマーカー用排気管と接続するための第２の開口部と、
   前記中央チャンバを、鼻もしくは口からの吸入のための部材と接続するための第３の開口部と、
   前記第１の開口部にある前記吸気フローのための第１のフラップ一方向バルブと、
   前記第２の開口部にある前記排気フローのための第２のフラップ一方向バルブとを具備する、請求項１の装置。
8. 前記吸入コレクターは、４方向コレクターであり、４つの開口部を備えた中央チャンバを具備し、即ち、正確には、
   前記中央チャンバを、マーキングエーロゾルの供給管と接続するための第１の開口部と、
   前記中央チャンバを、放射性物質収集フィルターに接続された余分のマーカー用排気管と接続するための第２の開口部と、
   前記中央チャンバを、非浸襲性機械換気のための空気供給管と接続するための第３の開口部と、
   前記中央チャンバと、鼻もしくは口を通した吸入のための部材とを接続するための第４の開口部と、
   前記第１の開口部にある前記吸気フローのためのフラップ一方向バルブとを具備する、請求項１の装置。
9. 請求項１乃至８のいずれか１つに関わる肺シンチグラフィのための換気装置内で使用されるのに適した吸入コレクター。
10. 請求項１乃至８のいずれか１つに関わる肺シンチグラフィのための換気装置内で用いられるのに適した、コレクターと、鼻もしくは口を通した吸入のための部材と、前記コレクターの中からの吸気及びこれからの排気フローのための管とを有する使い捨てキット。

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