JP2007504859A - 吸入段階を自動的にトリガする気管支肺分泌物を除去するための吸気／呼気システム - Google Patents

Abstract

吸入段階を自動的にトリガする気管支肺分泌物を除去するための改良された吸気／呼気システムは、患者の気道に接続するための導管と、正圧ポートおよび負圧ポートを有する圧力源と、導管を、正圧ポート、負圧ポート、および一時停止ポートに選択的に接続する切換デバイスと、患者による吸入を感知するためのセンサシステムと、切換デバイスを駆動して、導管を、正ポート、負ポート、および一時停止ポートに順次接続し、さらに導管が一時停止ポートに接続されている間に、患者による吸入を感知するセンサシステムに応答して、再度、正ポートに戻すようにするための制御装置システムとを含む。

Description

本発明は、吸入段階を自動的にトリガする改良された吸気／呼気システムに関する。

負圧を有する機械式吸気および呼気（ＭＩ−Ｅ）の使用は、無効な咳をする患者が気道から分泌物を除去できるようにするためのよく知られた技法である。その技法から利益を受けることのできる患者は、ポリオ後の、筋ジストロフィーの、脊椎萎縮症（ＳＭＡ）の、心臓手術後の、筋萎縮性側索硬化症（ＡＬＳ）の、機械的に換気される、または気管支樹の上方に分泌物を移動させるのに必要な大量の呼気流を生成するには不十分な筋力を有する任意の人を含む。その技法は、送風機およびバルブの使用を含み、それらは、フェースマスク、マウスピース、または気管チューブ用アダプタを介して、交互に、まず肺を膨張させるために正圧を加え、次いで、大量の呼気流を作成するために急速に負圧にシフトさせる。

デバイスの自動動作中、内部のバルブは、患者の気道に適用される圧力シーケンスを実行する。すなわち、肺を膨張させるためにまず正圧を加え、次いで、大量の吐き出し流を作成するために負圧へシフトさせる。そのシーケンスは、治療の間、通常、連続して数回（２から６のいずれか）繰り返される。各段階のタイミングは、ユーザによって調整可能である。さらに、そのシーケンスの起動は、ユーザがスイッチを作動させることによって開始される。代替的には、ユーザはまた、手動モード中にスイッチを作動させることにより、各段階を起動することができる。

現在のＭＩ−Ｅデバイスの１つの欠点は、患者またはその患者の介護者がスイッチを作動させてサイクルを開始させることにより、吸入段階の開始（まず肺を膨張させるための正圧）がトリガされることである。患者が息を吐いているとき、または患者がデバイスから吸入する用意ができていないときにシーケンスが開始された場合、患者は、最初の吸入が不快なものであると気付き、肺への空気流を無意識に遮断してしまうこともあり得る。適切な吐き出し流を達成するには、十分に深い呼吸が必要なので、そのことは治療の有効性を制限するおそれがある。通常、介護者はその問題を回避するために、いつ吸い込むかを説明し、治療中に患者を「指導」しなくてはならない。あるいは、介護者は、患者の吸入開始時にそのサイクルのスイッチを入れるために患者の呼吸を監視する。現在のデバイスの他の欠点は、いつ吸入を開始するかを患者に説明するのが困難な非常に年少の小児科患者、および意識不明のもしくは非協力的な患者に対して使用するのが困難であることである。

通常、気管内挿入管または気管切開部挿入管を介して、気道に正圧を加えることにより患者を「呼吸させる」正圧人工呼吸装置（ventilator）において、支援モードが使用されてきた。人工呼吸装置による呼吸の送達をトリガするために、このような支援モードはまた、患者の吸入努力を検出する。最近になって、呼吸不全を有する患者をサポートするためのバイレベルＣＰＡＰ（Continuous Positive Airway Pressure：持続的気道正圧法）の出現もまた、気道に加える圧力をいつ増加させるかを決定するために、患者の吸入開始時を検出するいくつかの手段を使用するようになっている。

自動支援モードは、正圧人工呼吸装置でうまく動作するが、それを吸気／呼気システムに簡単に適用することはできない。正圧人工呼吸装置では、患者の吸入によって作られたわずかな負圧または流れが、患者に対して、正圧、呼吸、または吸入の送達をトリガするために使用される。次いで、その正圧は、患者が大気圧またはわずかに正の圧力で吐き出したとき停止される。それに続いて、患者が再度吸入したとき感知される次の負圧または流れを、次の正圧の送達をトリガするために使用することができる。吸気／呼気システムとは対照的に、吸入／正圧の後、吐き出し負圧が来る。負圧用に設定された時間の後、システムは正圧に戻ることになるが、患者の吸入によって作成された負圧ではない可能性のある今の負圧を基礎としており、その場合、患者の正常な呼吸との同期がとれなくなる。

したがって、本発明の一目的は、気管支肺の分泌物を除去するための改良された吸気／呼気システムを提供することである。

本発明の他の目的は、吸入段階を確実に自動的にトリガする改良された吸気／呼気システムを提供することである。

本発明の他の目的は、患者の自発呼吸と同期化しやすい改良された吸気／呼気システムを提供することである。

本発明の他の目的は、意識のない、非協力的な、また小児科の患者を含む患者のために、吸入容量を増加させる改良された吸気／呼気システムを提供することである。

本発明の他の目的は、患者にとってより快適な、改良された吸気／呼気システムを提供することである。

本発明は、導管の一時停止ポートへの接続中に患者の吸入が感知された後だけ、患者の呼吸導管を、正圧ポート、負圧ポート、および一時停止ポートに選択的に接続することにより、吸入段階を自動的にトリガする気管支肺分泌物を除去するための改良された吸気／呼気システムを行うことができると認識することから得られている。

本発明は、吸入段階を自動的にトリガする気管支肺分泌物を除去するための改良された吸気／呼気システムを特徴とする。患者の気道に接続するための導管と、正圧ポートおよび負圧ポートを有する圧力源とがある。切換デバイスは、導管を、正圧ポート、負圧ポート、および一時停止ポートに選択的に接続する。センサシステムは患者による吸入を感知する。制御装置システムは、切換デバイスを駆動して導管を、順次、正ポート、負ポート、および一時停止ポートに接続させ、導管が一時停止ポートに接続されている間に、センサシステムが患者による吸入を感知したのに応答して、再度、正ポートに戻すようにする。

好ましい実施形態では、切換デバイスは、１つまたは複数の選択バルブおよびアクチュエータデバイスを含むことができる。センサシステムは、導管中に圧力センサまたは空気流検出装置を含むことができる。制御装置システムは、プログラムタイマを含むことができる。

当業者であれば、他の目的、機能、および利点は、好ましい実施形態に関する以下の説明および添付の図面から理解されるであろう。

以下で開示される好ましい１つまたは複数の実施形態は別として、本発明は、他の諸実施形態が可能であり、また様々な方法で実施もしくは実行することができる。したがって、本発明は、その用途において、以下の記載中に述べられたまたは図面中に説明された構成要素の構造および構成の詳細に限定されないことを理解すべきである。

図１に、本発明による改良された吸気／呼気システム１０が示されており、それは、正／負の圧力源１２と、例えば、フェースマスク１８を介し、患者１６に正圧および負圧を供給する導管１４とを含む。代替的には、導管１４は、図２の気管切開部挿入管２０、または図３に示す気管内挿入管２２に直接接続することもできる。細菌濾過器２４は、導管１４中の様々な位置で使用することができる。圧力トランスデューサまたは圧力スイッチ２６を、導管１４中の圧力を感知するために使用することができる。それは、吸入を示すわずかな負圧を感知すると、患者１６による吸入を支援するための正圧流を供給するように圧力源１２に信号を提供し、また信号は回線２８を介して提供される。代替的には、圧力トランスデューサまたは圧力スイッチ２６を、図４の流れセンサ２６ａにより、あるいは、例えば、患者の気道中の実際の空気流特性とは独立して吸入の開始を感知するための、電極、歪ゲージ、または患者の体もしくは胸腔の上もしくは周囲に身につけることのできる胸郭帯デバイスなど、患者１６による吸入の開始を感知できる他の適切な任意のデバイスにより、置き換えることもできる。

図５で、圧力源１２は、従来型の送風機３０を含むことができ、それは、正圧ポート３４で、吸入サイクル中に管路３２に正圧を供給し、負圧ポート３８で、吐き出し中に管路３６に負圧を供給する。一時停止ポート４０は、周囲のまたは大気の圧力に接続するために設けられており、センサ２６が、例えば、圧力センサまたは圧力スイッチである場合、その感度をさらに高めるために、流量絞り装置４１を含むこともできる。図５で、プログラムタイマ４２は、偏心ドライブ４６を介して、摺動バルブ５０の揺動子（swinger）４８を、正ポート３４から、負ポート３８に、次いで一時停止ポート４０に移動させるアクチュエータデバイスまたはアクチュエータモータ４４を駆動する。揺動子４８は、センサ２６が患者の吸入が開始されたことを感知するまでそこに留まるが、その時点で、センサ２６はプログラムタイマ４２に向けて回線２８上に信号を送り、再度アクチュエータモータ４４を動作させ、正ポート３４、負ポート３８、および一時停止ポート４０のサイクルを介して摺動スイッチ５０を移動させる。

プログラムタイマ４２は、揺動子４８の３つの位置、すなわち、正ポート３４、負ポート３８、および一時停止ポート４０を介して、アクチュエータモータ４４を段階的に進ませる駆動回路６２を動作させる図６のタイマ６０を含むことができる。タイマ６０の（またはドライバ６２の）交互の出力５９は、いつドライバ６２が揺動子４８を一時停止ポート４０で保持しているかを示しており、ＡＮＤゲート６６に対する一方の入力を提供する。圧力センサ２６が、患者の吸入が開始されていることを感知した場合、それはまた、ＡＮＤゲート６６への入力を提供する。これらの入力がＡＮＤゲート６６で共に存在する場合、それは、タイマ６０に向けて回線２８上に出力を提供し、揺動子４８を正ポート３４に接続することから始まるサイクルを再度開始する。

本発明の特定の機能が、いくつかの図面中で示され他では示されていないが、それは、便宜のためだけであり、各機能は、本発明による任意のまたはすべての他の機能と組み合わせることができる。本明細書で使用される用語、「含む（including）」、「備える／含む（comprising）」、「有する（having）」、および「有する／用いる（with）」は、広くかつ包括的に解釈されるべきであり、どんな物理的な相互接続にも限定されるべきではない。さらに、本出願中に開示のいずれの実施形態も可能性のある唯一の実施形態であると見なすべきではない。

当業者であれば、他の諸実施形態を思い付くであろうが、それらは、添付の特許請求の範囲に含まれる。

本発明による吸気／呼気システムの概略のブロック図である。 患者の気道に対するシステムの代替的な接続を示す概略図である。 患者の気道に対するシステムの代替的な接続を示す概略図である。 流れセンサを使用するセンサシステムの代替的な実施形態を示す図である。 図１の正／負の圧力源のより詳細な概略図である。 図５のプログラムタイマをより詳細に示す概略図である。

符号の説明

１０ 吸気／呼気システム
１２ 正／負の圧力源
１４ 導管
１６ 患者
１８ フェースマスク
２０ 気管切開部挿入管
２２ 気管内挿入管
２４ 細菌濾過器
２６ 圧力スイッチ、圧力センサ、圧力トランスデューサ
２６ａ 流れセンサ
２８ 回線
３０ 送風機
３２ 管路
３４ 正圧ポート、正ポート
３６ 管路
３８ 負圧ポート、負ポート
４０ 一時停止ポート
４１ 流量絞り装置
４２ プログラムタイマ
４４ アクチュエータモータ、アクチュエータデバイス
４６ 偏心ドライブ
４８ 揺動子
５０ 摺動バルブ、摺動スイッチ
５９ 交互の出力
６０ タイマ
６２ 駆動回路、ドライバ

Claims (7)

1. 吸入段階を自動的にトリガする気管支肺分泌物を除去するための改良された吸気／呼気システムであって、
   患者の気道に接続するための導管と、
   正圧ポートおよび負圧ポートを有する圧力源と、
   前記患者による吸入を感知するためのセンサシステムと、
   前記切換デバイスを駆動して、前記導管を、前記正ポート、前記負ポート、および前記一時停止ポートに順次接続し、さらに前記導管が前記一時停止ポートに接続されたとき、前記患者による吸入を感知する前記センサシステムに応答して、再度、前記正ポートに戻すようにするための制御装置システムと
   を備える改良された吸気／呼気システム。
2. 前記切換デバイスが、選択バルブおよびアクチュエータデバイスを含む、請求項１に記載の改良された吸気／呼気システム。
3. 前記センサシスステムが前記導管中に圧力センサを含む、請求項１に記載の改良された吸気／呼気システム。
4. 前記センサシステムが前記導管中に空気流検出装置を含む、請求項１に記載の改良された吸気／呼気システム。
5. 前記制御装置システムがプログラムタイマを含む、請求項１に記載の改良された吸気／呼気システム。
6. 前記一時停止ポートが大気圧に接続されている、請求項１に記載の改良された吸気／呼気システム。
7. 前記一時停止ポートが、感度を高めるために絞り部分を有する、請求項１に記載の改良された吸気／呼気システム。
   

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