JP2008520290A - 分泌物を除去する換気用カテーテルおよび気道確保システム - Google Patents

Abstract

肺分泌物を除去する換気用カテーテルおよび気道確保システムを提供する。前記換気用カテーテルは、二重ルーメン部を有しており、前記二重ルーメン部の各ルーメンはそれぞれ気道確保システムに動作可能に固定され、吸気用流体は上記２つのルーメンのうちの１つを通って前記換気用カテーテルの遠位端部へ供給され、使用済みの吸気用流体、肺分泌物および肺液は、もう１つのルーメンを通って患者の肺から排出される。呼気用流体の通路は、該通路から肺分泌物を除去し、前記システムの稼働や安全性を向上させる分泌物回収システムを含んでいることが好ましい。患者の肺を空気的に密封した状態においてわずかな空気を漏出させ、患者の肺から肺分泌物の除去を促進させることのできる改良拡張式カフを提供する。

Description

本出願は２００４年１１月１９日に出願された米国仮出願No. 60/629,074の利益を主張する。

本発明は、気管チューブの名で一般に知られ、気管内の換気などに使用される換気用カテーテルに関する。

従来の気道確保の作業には、定量の吸気用流体を送る機械的な換気装置を用いた換気処置を伴うが、この吸気用流体は、エアガスないしは酸素ガスの混合体からなり、ときには水蒸気も加えられて患者の肺に一定周期で送られる。換気装置は、吸気用流体を高圧力下の給気システムを通して瞬時に患者の肺へ供給する動作と、給気システム内の圧力を瞬時に下げ、使用済みの吸気用流体は患者の肺から排出する動作を繰り返す。この換気装置による新たな吸気用流体の供給と、使用済み吸気用流体の排出との繰り返し動作によって、患者に自発呼吸がない間、患者の体内に適切な酸素を確保する。

近年の気道確保システムは、患者の肺へ酸素含有流体を連続して送ると同時に使用済みの流体を肺から排出させる非循環型の処置により、患者へ酸素を供給することも可能になっている。かかるシステム類型の例は米国特許第５７０６８３０号に開示されている。

換気用カテーテルは、しばしば気管用チューブと呼ばれ、患者の肺へ吸気用流体を供給する気道確保システムにおいて、従来から、また近年の手法でも使用されている。気管用チューブを歴史的にみると、ルーメンと呼ばれる中空内管からなり、遠位端部に開口を有する１本のチューブであった。前記遠位端部は患者の口から気管へと挿入され、声帯を越えた位置に配置される。気管用チューブの他端部は、換気装置と動作可能に接続されている。このようにして、吸気用流体は気管用チューブを通って肺へ直接供給され、同じ気管用チューブを通って肺から排出される。

患者の気管内への挿入や位置決めを行いやすいよう、気管用チューブの断面はかなり小さくてはならない。もっとも、酸素含有流体を十分に供給できる大きさを有している必要がある。

今日までの気管用チューブの使用や操作に関する改良は、２つの問題点を解決することに重点が置かれていた。第１は、気管内にある気管用チューブの安全性及び空気漏れを改善することである。第２は、肺もしくは肺胞を空気的に隔絶する気管用チューブの機能を向上させることである。

第１の問題に関しては、解決策の１つとして、気管用チューブの遠位端部付近に膨張式カフを取り付ける方法がとられてきた。当該カフは、チューブを挿入する時はしぼんでおり、気管内の適当な位置までチューブが挿入されたら膨張し、チューブを定位置に保ちつつ密封状態を形成する。この類のカフの構造は、ニクラソンその他の米国特許第６４４３１５６号における図１Ａおよび図１Ｂに示されている。

これらカフは、密封性を確保し、患者の気道が胃液や咽頭液により感染される可能性を低くするが、他方で患者の肺分泌物や肺液の出入りも塞いでしまう。患者は一般的に、一日で２００〜４００ｃｍ^３の肺分泌物や肺液を排出する。この数値は患者が肺の感染症や特定の心臓病を患っていると劇的に大きくなる。

機械的換気の最中に生じる肺の分泌物や肺液の増加に対処するために、患者の肺から周期的に吸引を行い、副次的感染を防ぐ抗生物質を使用した処置が通常とられる。かかる周期的な吸引は、吸引の度に患者の肺に損傷を与えたり気道を感染させる危険を伴う。

第２の問題に関しある発明者は、気管用チューブの中に複数の独立したルーメンを設けることで肺や肺胞を隔離することを試みた。各チューブがそれぞれ膨張式カフを備えており、肺や肺胞を隔離することができる。しかしながら、各チューブは、吸気用流体を肺へ供給し、使用済みの吸気用流体を排出する点で、単体のルーメンチューブと動作に変わりはない。かかる構造を有するチューブは、肺の分泌物や肺液を増加させることがあるため、従来の分泌物の吸引や抗生物質による治療の措置をとらなくてはならなかった。さらに、気管用チューブの断面がある程度大きくなるため、子供や幼児など気道が小さい場合には有用性が薄れてしまう。

このように、従来の換気用カテーテルは利点があるものの、患者の肺へ挿入が容易で、補助的な吸引装置などを使用しなくとも肺の分泌物や肺液を容易に除去できる小型の気管用チューブが必要とされている。ここに記した利点に加え、本発明は、これらの課題を解決するものである。

開示する一実施例である肺分泌物を除去する換気用カテーテルは、２本のルーメンからなる二重ルーメン部を有し、各ルーメンは気道確保システムに動作可能に接続され、吸気用流体が２本のルーメンのうちの１本を通って前記換気用カテーテルの遠位端へ送られ、使用された吸気用流体、肺分泌物および肺液がもう１本のルーメンを通って排出される。

使用済み吸気用流体が通る経路には、肺分泌物を除去する分泌物回収システムを設け、システムの動作や安全性を向上させることが好ましい。さらに、使用済み吸気用流体を外部へ放出するのでなくシステム内に留保することで、ＳＡＲＳなどに感染している患者から空中感染物質が放出される可能性を最小限におさえることができる。

また、改良カフを使用してもよい。前記改良カフは、換気用カテーテルの遠位端に設置され、気管内を密封する。カフの一側面には、換気用カテーテルの動作中に患者の肺から少量の空気を逃がすチャネルが設けられている。この空気漏出チャネルにより、換気用カテーテルの動作を中断することなく、肺分泌物の除去を促進することができる。

本発明におけるその他の利点や特徴は、以下の詳細な説明及び図面から明らかになるであろう。

肺分泌物を除去する換気用カテーテル２０およびこれに関連した気道確保装置２２が図１ないし１３に開示されている。一般的に、換気用カテーテル２０は気管用チューブとも呼ばれ、換気を行うために患者２６の気管２４内にまで差し込まれる。この換気用カテーテル２０は、二重ルーメン部３０を有している。前記二重ルーメン部３０の各ルーメン３２ａ、３２ｂは、気道確保装置４０（図６ないし８）に動作可能なように接続されており、吸気用流体（空気ないし酸素含有流体で水蒸気を含むこともある）は、２本のルーメン３２ａ、３２ｂ（ここでは３２ａとする）のうちの１本（ここでは３２ａとする）を通って換気用カテーテル２０の遠位端部４２まで送られ、使用された吸気用流体、肺分泌物および肺液は、もう１本のルーメン３２ａ、３２ｂ（ここでは３２ｂとする）を通って患者から除去される。

独立したルーメン３２ａ、３２ｂをそれぞれ通し、吸気用流体の流入と流出を分離することにより、新しく入ってくる吸気用流体を、使用された吸気用流体や肺分泌物による汚染から防ぐことができる。使用済み吸気用流体の排出経路５０（図６ないし８）は、該排出経路５０から運ばれてくる分泌物を回収する分泌物回収システム５２を備えていることが好ましく、これによりシステムの稼働や安全性を向上させる。また、使用済み吸気用流体を外部に排出するのでなく、装置内に留保させることにより、ＳＡＲＳ等の感染者から空中感染物質が放出されるのを最小限に抑えることができる。

本明細書では、これらの基本的特徴を備えたいくつかの実施例が開示されている。構成要素などの不要な繰り返しをさけるため、番号を使用する。

図１を参照するに、第１実施例である換気カテーテル２０ａ図示されている。本実施例において、二重ルーメン部３０は、患者の声帯６１の川上である咽頭領域ないしは咽頭領域の手前に位置している。二重ルーメン部３０における各ルーメン３２ａ、３２ｂは、空気圧によって互いに合流し単一ルーメン部６２となり、換気用カテーテル２０ａの遠位端部４２まで伸延している。単一ルーメン部６２は患者の気管内領域７０へ突出している。これにより、二重ルーメン部３０を用いた分泌物除去の利点を活かしつつ、直径の小さな単一ルーメン部６２を声帯を越えて気管にまで伸延させることが可能となっている。二重ルーメン部３０を咽頭部より手前に位置させることにより、換気効率を向上させ、不要なスペースを省き、分泌物を除去し、そして従来より使われている直径の小さな気管カテーテルを使用することが可能となっている。

二重ルーメン部３０を構成する各ルーメン３２ａ、３２ｂは従来周知のアダプター７２に接続され、従来周知の換気システム４０（図６）のコネクタに着脱可能に固定される近位端部８０を有することが好ましい。ルーメン３２ａはコネクタを介して、換気システム１００（図６）の導管１０２に接続されている。ルーメン３２ｂは換気システム１００の使用済み吸気用流体の排出経路に接続されている。本システム１００は、予め設定された流速で吸気用流体を送るよう制御することができる。吸気用流体は、約２０mmHgの圧力でルーメン３２ａの近位端部へ選択された周期で送られる。その後、装置内の気圧は約６mmHgにまで落とされ、換気周期における呼気段階となる。これにより、肺分泌物や肺液をルーメン３２ｂから排出させる流動が生じる。

さらに換気システム１００は、換気システム４０の吸気段階、呼気段階のどちらにおいても、二重ルーメン部３０のうちの１本であるルーメン３２ａを通して吸気用流体が供給されると同時に、ルーメン部３０のもう１本のルーメン３２ｂを通して使用済み吸気用流体や分泌物が患者から排出されるよう設計されることが好ましい。

換気用カテーテル２０ａの先端部１１０は、カテーテルを挿管する際に単一ルーメン部を通過させやすいよう斜めに切られ、軟らかくなっている。先端部は、気道を塞ぐことがある後屈に耐えるよう設計されることが望ましい。

換気用カテーテルの二重ルーメン部および単一ルーメン部は、ともに医療上認可されている軟らかくて透明なエラストマーで作成されることが好ましい。必要であれば、図９に示すように、フラップ弁のようなチェック弁１７０を二重ルーメン部の一方ないしは双方に取り付け、ルーメン内での逆流を防ぐことができる。

膨張式カフ１４０は換気用カテーテルの遠位端部４２の付近に位置させることが好ましい。膨張式カフ１４０は、充分な不透水性を示すプラスチックなどの薄膜で形成することが好ましい。カフの端部は、単一ルーメン部６２の外表面に接着されている。カフ１４０は、米国特許第６４４３１５６号の図１Ａおよび図１Ｂに示される周知の方法、すなわち換気用カテーテル２０ａ内にカフ１４０から補助空気ポンプへ延びるカフ膨張管を備えた装置によって膨張される。

換気用カテーテル２０ａは、図３に示されるようにカフ１４０がしぼんだ状態のまま患者の気管内に挿入される。そしてその後、カフ１４０が膨張する。カフ１４０はひとたび膨張すると、図１及び図２に示されるように、気管の断面形状を囲む形状に拡大し、患者の肺を空気圧によりふさぐことになる。

耐久性があり、咬傷に強い咬合阻止具１５０が、図１に示すように換気用カテーテルの二重ルーメン部に取り付けられていることが好ましい。二重ルーメン部のルーメン３２ａ、３２ｂは、咬合阻止具１５０の穴に通されている。さらに、咬合阻止具を二重ルーメン部に沿って摺らせることにより患者の歯や唇の位置に合わせられるよう、咬合阻止具を二重ルーメン部３０に摺動可能に取り付けることが好ましい。咬合組織１５０は、二重ルーメン部３０と並行して１つ以上の貫通孔を設けることが好ましい。これら孔は必要に応じて、気管内用のブロッキングカテーテルやファイバスコープ用に使用することができる。換気孔１５１も必要に応じて設けられる。

換気システム４０（図６）は、図７及び８に示されるように流出回路に分泌物回収装置５２を備えていることが好ましい。該分泌物回収装置５２は、分泌物回収チャンバ５６を有し、該チャンバは、使用済み吸気用流体の排出路５０と分岐点５８を介して空気圧で通じている。分泌物が使用済み吸気用流体の排出路５０内の分岐点５８を通過すると、分泌物は重力で自然に、または補助ポンプ５９の力を借りて回収チャンバ５６へ向かって落ちる。

また、必要に応じて、管路の適当な位置で１つ以上の紫外線発生バルブを設けたり、抗菌作用のある装置を設けてもよい。同様に、ガスが大気中に放出されるのを防ぐよう適切な抗菌フィルタを装置内部に設けてもよい。

図４及び５には、第２実施例である換気用カテーテル２０ｂが示されている。本実施例において、二重ルーメン部３０は、単一ルーメン部の中央に向かって延びる縦長の隔壁３１により、ルーメン３２ａと３２ｂとを区分するよう形成されている。隔壁３１は、ルーメン３２ａと３２ｂが結合し単一ルーメン部６２となるように、換気用カテーテル２０ｂの遠位端部から離れた位置において取り除かれている。第１実施例の換気用カテーテル２０ａ（図１ないし３）と同様に、本実施例における換気用カテーテル２０ａの酸素含有流体は、ルーメン３２ａを通って単一ルーメン部６２へ供給され、使用済み吸気用流体は、ルーメン３２ｂを通って患者から排出される。

図１０及び図１１には、第３実施例である換気用カテーテル２０ｃが示されている。本実施例において、重複ルーメン部３０は換気用カテーテル２０ｃの全長に渡って伸びる単一ルーメン部の一部をなしており、ファイバー内視鏡のような補助装置を挿入するに十分真っ直ぐな管路を有している。重複ルーメン部３０の第２ルーメン３２ｂが、図示されるように前記単一ルーメンと直角に交って、換気用カテーテル２０ｃの重複ルーメン部３０を形成している。

図１１及び図１２には、低圧力の膨張式カフ１４０が換気用カテーテル２０ｃの遠位端部４２の付近に取り付けられている。本態様におけるカフ１４０は、不透水性を示すプラスチックなどの薄い膜で作成されることが好ましい。カフの端面は単一ルーメン部６２の外面に接着するが、膨張したカフ１４０の一側面には凹陥部１９０が形成されている。

カフ１４０は従来周知の方法、例えば米国特許第６４４３１５６号の図１Ａ及び図２Ｂに開示されているような方法、すなわち換気用カテーテル２０ａ内にカフ１４０から補助空気ポンプへ延びるカフ膨張管を備えることで膨張される。

換気用カテーテル２０ｃは、カフ１４０が膨張していない状態で患者の気管内に挿入される。そしてその後で、カフ１４０は膨張する。カフ１４０はひとたび膨張すると、図１１及び図１２に示されるように、気管２４の断面形状を囲む形状に拡大し、患者の肺を空気圧でふさぐ。凹陥部１９０は、カフ１４０と気管壁７１の間に小さな空洞１９２を形成するので、患者の肺からわずかに空気を漏らすことができる。凹陥部１９０の大きさは、換気用カテーテル２０ｃを通る吸気用流体の約１０％が空洞１９２から排出されるよう設計されることが好ましい。

常に空気を漏出させることで、肺分泌物の除去が促進される。肺分泌物は、カフ１４１の空洞１９２を通って、患者の下咽頭まで上がってくるため、換気用カテーテルを中断させることなく、これら分泌物を吸引することができる。

図１３を参照するに、第４実施例の換気用カテーテル２０ｄが示されている。本カテーテルは、図１の第１実施例と似ているが、第１実施例で取り付けられている膨張式カフ１４０（図１）を有していない。この、カフを有しない構造は、幼児や小さな子供のように気管が小さい場合に有益である。

本発明は好ましい実施例を用いて説明してきたが、発明の範囲は、これら実施例に限られるものでない。例えばカフ１４０（図１０及び図１１）やチェック弁１７０（図９）は、開示されている実施例におけるカテーテル２０ａないし２０ｄのいずれにも適用することができる。したがって、本発明の範囲は様々な変形例に及び、添付の請求項で定められる。

本発明における第１実施例の換気用カテーテルにおいて、膨張式カフが膨らみ、患者の気管に挿入されている状態を示す等角図。 図１に示した換気用カテーテルの線２−２に沿った横断面図。 図１に示した換気用カテーテルの膨張式カフを収縮した状態で示す図。 本発明における第２実施例の換気用カテーテルにおいて、第１の膨張式カフが膨らんでいる状態を示す等角図。 図４に示した換気用カテーテルの線５−５に沿った横断面図。 図１に示した換気用カテーテルと接続されている気道確保システムの回路図。 他の気道確保システムにおいて患者の肺に酸素含有流体を送る流入回路示す回路図。 図７で示した回路図において、患者の肺から気道確保システムを通って送られる排出回路を示す回路図。 本発明における第３実施例の換気用カテーテルを示す回路図。 図８で示した第３の換気用カテーテルをカフがしぼんだ状態で示す図。 第４実施例の換気用カテーテルに第２のカフが取付けられた状態で示す等角図。 図１１で示した第４実施例の換気用カテーテルの線１２−１２における横断面図。 本発明における第５実施例の換気用カテーテルを示す等角図。

符号の説明

２０ 換気用カテーテル
３０ 二重ルーメン部
３１ 隔壁
３２ａ，３２ｂ ルーメン
４２ 遠位端部
５２ 分泌物回収システム
５６ 分泌物回収チャンバ
６１ 声帯
６２ 単一ルーメン部
１４０ 拡張式カフ
１５０ 咬合阻止具
１７０ チェック弁
１９０ 凹陥部

Claims (16)

1. 未使用の吸気用流体の通路と呼気用流体の通路とを有し、気道確保システムに動作可能に固定される換気用カテーテルであって、
   前記気道確保システムから送られる未使用の吸気用流体を患者の体内へ流入させ、使用済みの吸気用流体を前記患者の体内から前記気道確保システムへ還流させる遠位端部と、
   第１のルーメンと第２のルーメンとを有し、前記患者の口腔から咽喉の間に収まる大きさの二重ルーメン部とを有し、
   前記第１のルーメンは前記未使用の吸気用流体の通路と空気圧を介して接続され、前記第２のルーメンは前記呼気用流体の通路と空気圧を介して接続されている、換気用カテーテル。
2. 前記二重ルーメン部は、前記第１のルーメンおよび前記第２のルーメンを区画する縦長に伸びた隔壁を内部に有する単一ルーメンからなる、請求項１に記載の換気用カテーテル。
3. 前記第１のルーメン及び前記第２のルーメンは、空気圧により結合され、前記換気用カテーテルの前記遠位端部から少し手前の位置に単一ルーメン部を形成する、請求項１に記載の換気用カテーテル。
4. 前記二重ルーメン部は、前記第２のルーメンが前記第１のルーメンにほぼ垂直に固定されることによって形成されており、前記第１のルーメンから前記単一ルーメン部にわたりほぼ真っ直ぐな通路が形成されている、請求項４に記載の換気用カテーテル。
5. さらに前記単一ルーメン部に動作可能に固定されている膨張式カフを含む、請求項２に記載の換気用カテーテル。
6. 前記膨張式カフは外表面に沿って細長いチャネルを有しており、前記カフが患者の気管内で膨張したときに気道漏出通路を形成する、請求項５に記載の換気用カテーテル。
7. 前記気道漏出通路は、前記気道確保システムから供給される前記吸気用流体の約１０％を漏出可能とする大きさである、請求項６に記載の換気用カテーテル。
8. さらに前記二重ルーメン部に摺動可能に取り付けられた咬合阻止具を含む、
   請求項１に記載の換気用カテーテル。
9. 前記咬合阻止具は、前記換気用カテーテルの前記未使用の吸気用流体の通路と接続された少なくとも一本のチャネルを含む、請求項８に記載の換気用カテーテル。
10. 前記未使用の吸気用流体はガスである、請求項１に記載の換気用カテーテル。
11. 前記二重ルーメン部は前記患者の声帯の上流に位置しており、前記単一ルーメン部は前記患者の前記声帯を越えて気管内へ伸びている、請求項３に記載の換気用カテーテル。
12. 前記呼気用流体の通路は、肺分泌物及び肺液を前記呼気用流体の通路を通して前記患者から回収する分泌物回収装置を含む、請求項１に記載の換気用カテーテル。
13. 前記分泌物回収装置は、分泌物を回収する分泌物用チャンバを含む、請求項１２に記載の換気用カテーテル。
14. さらに、前記第１のルーメンもしくは前記第２のルーメンの少なくともどちらか１つが、空気の逆流を防ぐためのチェック弁を含む、請求項１に記載の換気用カテーテル。
15. さらに、前記チェック弁が設けられていない前記第１のルーメンもしくは前記第２のルーメンが第２のチェック弁を含む、請求項１４に記載の換気用カテーテル。
16. さらに、前記換気用カテーテルの前記遠位端部より少し手前の前記呼気用流体の通路における逆流を防ぐために第２のルーメンにチェック弁を含む、請求項１に記載の換気用カテーテル。

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