JP2014030501A - 医療器具 - Google Patents

Abstract

【課題】肺内の純粋な呼気を採取することができ、正確な測定を行うことができ、かつ継続して測定することのできる医療器具を提供すること。
【解決手段】患者の体表面から挿入されて肺実質に至り、肺実質内の空気を脱気する医療器具１であって、両端面が開口され、内部に空気の流路が設けられた筒状本体２と、筒状本体２の隔壁内部に設けられ、肺実質内の呼気を検出する呼気検出部３と、呼気検出部で検出された検出データを、患者の体外に送信するデータ送信部４とを備えている。
【選択図】図１

Description

本発明は、患者の体表面から挿入されて肺実質に至り、肺実質内の空気を脱気する医療器具に関する。

代表的な胸部呼吸器の疾患として、慢性閉塞性肺疾患（ＣＯＰＤ）が知られている。ＣＯＰＤは、慢性気管支炎及び気腫を含み、気腫では、肺組織の肺胞壁が徐々に弱まり、肺胞の弾性が失われ、流入した空気を呼気によって排出できなくなり、肺胞は膨張したままの状態となってしまう。
このようなＣＯＰＤの外科的治療方法として、患者の胸部の体表面からチューブを挿入し、チューブを臓側胸膜内の肺実質に到達させ、気管支以外の側副路を通る空気を、チューブを介して補助的に脱気させる方法が提案されている（例えば、特許文献１参照）。

一方、現在、呼気ガスを分析することで、種々の検査が可能であることが知られており、肺内の呼気を検出することにより、呼吸器疾患を検査できることが知られている。このような呼気ガスを分析する呼気測定装置としては、例えば、気管支呼吸の呼気を呼気収集管で収集し、呼気吸収管の吸着材に吸着された特定のガス成分を脱離させ、特定のガス成分の濃度をガスセンサで測定する呼気測定装置が提案されている（例えば特許文献２参照）。

特表２０１１−５１２２３３号公報 特開２０１０−２５７２０号公報

しかしながら、前記特許文献２のように、気管支呼吸における呼気を収集して測定する場合、食道経由のガスや、口腔内の細菌叢のガスも含まれており、肺内の呼気ガスのみを採取することができず、正確な測定することができない、という問題がある。
また、従来の呼気測定装置は、口元に取り付けて呼気を収集しなければならず、一定時間継続して呼気ガス測定を行うのが困難であり、呼気ガスの経時的変化を測定しづらいので、この点でも正確な測定ができないという問題がある。

本発明の目的は、肺内の純粋な呼気ガスを採取し、高精度な検査を行うことができ、かつ継続して検査することのできる医療器具を提供することにある。

本発明に係る医療器具は、患者の体表面から挿入されて肺実質に至り、肺実質内の空気を脱気する医療器具であって、両端面が開口され、内部に空気の流路が設けられた筒状本体と、前記筒状本体の隔壁内部に設けられ、前記肺実質内の呼気を検出する呼気検出部とを備えていることを特徴とする。

この発明によれば、呼気検出部を備えていることにより、直接肺実質内の呼気ガスを採取することができるので、高精度な検査を行うことができる。また、従来の気管支呼吸による検査では検出できないような微量成分の検出も行うことができる。従って、このような医療器具によれば、呼気ガスの検出データの測定精度が向上し、呼吸器疾患の診断の精度が向上する。
さらに、このような医療器具は、肺内外を貫通する孔に留置したままとするものであるから、一定間継続して検査を行うことができ、経時的なデータを取得することができるので、一層診断の精度が向上する。

本発明では、前記呼気検出部で検出された検出データを、前記患者の体外に送信するデータ送信部を備えているのが好ましい。
この発明によれば、データ送信部を備えていることにより、呼気検出部で検出された検出データを、体外で受信して解析することができるので、医療器具を装着したまま、検出データの解析等を行うことができる。

本発明では、前記筒状本体の挿入方向先端には、前記筒状本体内の空気の流れに応じて開閉する開閉弁体が設けられ、前記開閉弁体は、前記呼気検出部に電源を供給する経路中に設けられるスイッチを備え、前記スイッチは、前記開閉弁体が閉じたときに短絡するのが好ましい。
この発明によれば、スイッチを備えた開閉弁体を筒状本体に設けることにより、筒状本体内の空気の流れが呼気の時に、開閉弁体が閉じてスイッチが短絡し、呼気検出部での検出が可能となるので、呼気ガスのみを選択して検査を行うことができ、測定精度が一層向上する。

本発明では、前記呼気検出部のセンサ素子は、前記筒状本体の内面に露出しているのが好ましい。
この発明によれば、筒状本体の内面にセンサ素子が露出することにより、肺実質内の粘稠物等が付着して、センサ素子の感度が低下することを防止することができる。

本発明では、前記呼気検出部のセンサ素子は、前記筒状本体の外面に露出しているのが好ましい。
この発明によれば、筒状本体の外面にセンサ素子が露出することにより、筒状本体内の吸気により取り込まれる外部の空気の影響をより少なくすることができるため、肺実質内の呼気ガスの検出精度が一層向上する。

本発明の実施形態に係る医療器具の構造を表す挿入方向断面図。 前記実施形態における医療器具を構成する開閉弁体の構造を表す平面図。 前記実施形態における医療器具の電力供給の構造を表す模式図。 前記実施形態の作用を説明するための模式図。 前記実施形態の作用を説明するための挿入方向断面図。 前記実施形態の作用を説明するための挿入方向断面図。 本発明の実施形態の変形となる医療器具の構造を表す挿入方向断面図。

以下、本発明の実施の形態について説明する。
［１］医療器具１の構造
図１には、本発明の実施形態に係る医療器具１が示されている。この医療器具１は、患者の体表面から挿入されて肺実質に至り、肺実質内の空気を脱気するとともに、この医療器具１を介して排出される肺実質内の呼気ガスを検出するものである。医療器具１は、筒状本体２と、呼気検出部３と、データ送信部４と、電源部５と、開閉弁体６と、貼付用テープ７と、異物防護膜８とを備える。

筒状本体２は、両端が開口された円筒状体であり、シリコーン樹脂等の可撓性材料から構成され、円筒状体の内側が脱気用ポート２０とされている。脱気用ポート２０の直径は約φ１ｃｍ〜φ２ｃｍ程度とされている。
筒状本体２の隔壁の内部には、機器収納部２１が設けられており、この機器収納部２１内には、呼気検出部３、データ送信部４、及び電源部５が収納される。機器収納部２１は、筒状本体２の患者の挿入方向基端側端面から穴を穿設し、基端側を蓋部材等で閉塞することにより形成することができる。
また、筒状本体２の患者への挿入方向先端の内面には、機器収納部２１と脱気用ポート２０とを連通する孔２２が形成されている。

呼気検出部３は、センサ素子３１及びデータ処理部３２から構成され、センサ素子３１で検出された呼気ガス中の特定成分の濃度を算出する。センサ素子３１は、筒状本体２の脱気用ポート２０と連通する孔２２に臨むように配置される。
センサ素子３１は、呼気ガス中の特定成分を吸着するナノチューブを一対の電極間に架設して構成される。このセンサ素子３１は、一対の電極間に電流を流した状態で、ナノチューブに呼気ガス中の特定成分が吸着すると、ナノチューブ自身の抵抗値が変化するようになっている。

データ処理部３２は、センサ素子３１で検出された抵抗値の変化に基づいて、呼気ガス中の特定成分の濃度を算出する。呼気ガス中の特定成分の濃度は、例えば、抵抗値とガス成分の濃度を対比させたルックアップテーブルや、抵抗値と呼気ガス中の特定成分の濃度の関係を与える関数式によって、算出することができる。データ処理部３２で算出された呼気ガス中の特定成分の濃度データは、データ送信部４に出力される。

データ送信部４は、データ処理部３２で算出された呼気ガス中の特定成分の濃度を、無線ＬＡＮ等を介して、体外に無線出力する。データ送信部４から送信出力された呼気ガス中の特定成分の濃度データは、外部のスマートフォン、パーソナルコンピュータで受信され、患者を識別する識別子、検査日時等と関連づけられて記憶保存される。尚、データ送信部４の他の構成としては、アクティブ型のＲＦＩＤ等を利用して、ＲＦＩＤリーダ／ライタを用いて受信できるような構成であってもよい。

電源部５は、呼気検出部３及びデータ送信部４に電力を供給する部分である。電源部５としては、ＬＣ共振器を備え、電波又は磁場を共鳴させて電力を送信する電場・磁場共鳴型の無線電力供給手段が考えられる。また、その他の電源部５としては、リチウム電池等を採用し、電池が消耗したら、筒状本体２から取り外し、交換するようにしてもよい。

開閉弁体６は、筒状本体２の患者の挿入方向先端面を覆うように設けられており、ヒンジ６１を介して筒状本体２の先端面に対して開閉自在に取り付けられている。また、開閉弁体６は、ヒンジ６１とは反対側の開閉部分には、端子６２が露出して設けられ、筒状本体２の端面には、この端子６２に対応する位置に短絡端子６３が露出して設けられ、端子６２及び短絡端子６３によってスイッチが構成される。

開閉弁体６は、図２に示されるように、リング状の枠体６４にメッシュ状のフィルタ６５が取り付けられたものであり、フィルタ６５が脱気用ポート２０内を流れる空気の抵抗体となり、空気の流れに開閉することにより、開閉弁体６は、弁体として機能する。枠体６４の内部には、ヒンジ６１から端子６２に至る配線６６が埋設されている。
開閉弁体６の配線６６は、図３に示されるように、呼気検出部３、データ送信部４、及び電源部５と電気的に接続されている。そして、スイッチを構成する端子６２及び短絡端子６３が接触すると、電源部５は、呼気検出部３及びデータ送信部４に電力を供給する。

貼付用テープ７は、筒状本体２の基端面に貼り付けられる粘着性の可撓性シートであり、医療器具１を患者の体表面に固定するために設けられている。
異物防護膜８は、筒状本体２の基端側端面を覆うように設けられており、通気性の可撓性シートから構成されている。異物防護膜８は、外部から脱気用ポート２０内に異物が侵入するのを防ぐために設けられている。

［２］医療器具１の作用及び効果
次に、医療器具１の作用及び効果について説明する。
医療器具１は、図４に示されるように、患者の胸郭５０の肋骨５１の間に、患者の体表面から挿入され、先端が肺実質５２内に到達するように装着され、気管支５３による患者の呼吸動作に応じて、呼気検出部３による検出データの取得が行われる。

具体的には、患者が気管支５３で息を吐くと、図５に示されるように、医療器具１の脱気用ポート２０では、吸気となり、脱気用ポート２０内の空気の流れによって、開閉弁体６は、ヒンジ６１を支点として回動して、開いた状態となる。
これにより、開閉弁体６の端子６２と短絡端子６３とは、離れた状態となり、図３に示される閉回路はスイッチがオフとされた状態となり、通電せず、呼気検出部３による検出データの取得も、データ送信部４からのデータの送信も行われない。

一方、患者が気管支５３で息を吸うと、図６に示される医療器具１の脱気用ポート２０では、呼気となり、脱気用ポート２０内の空気の流れによって、開閉弁体６は、ヒンジ６１を支点として回動して、閉じた状態となる。
これにより、開閉弁体６の端子６２間は、短絡端子６３によって短絡し、電源部５からの電力供給が行われ、脱気用ポート２０内を流れる呼気ガス中の特定成分がセンサ素子３１に付着し、データ処理部３２によって呼気ガス中の特定成分の濃度を算出し、算出された検出データは、データ送信部４によって、体外に送信される。

このような本実施形態によれば、医療器具１が呼気検出部３を備えていることにより、直接肺実質５２内の呼気ガスを採取することができるので、高精度な検査を行うことができる。また、従来の気管支呼吸による検査では検出できないような微量成分の検出も行うことができる。
医療器具１は、肺内外を貫通する孔に留置したままとするものであるから、一定間継続して検査を行うことができ、経時的なデータを取得することができるので、一層正確な測定を行うことができる。

スイッチとなる端子６２及び短絡端子６３を備えた開閉弁体６を、筒状本体２に設けることにより、筒状本体２の脱気用ポート２０内が呼気の流れの時に、開閉弁体６が閉じて端子６２及び短絡端子６３が短絡し、呼気検出部３での検出が可能となるので、呼気ガスのみを選択して検査を行うことができ、測定精度が一層向上する。
筒状本体２の内面に形成された孔２２に臨むようにセンサ素子３１が配置されることにより、肺実質５２内の粘稠物等が付着して、センサ素子３１の感度が低下することを防止することができる。

［３］実施形態の変形
なお、本発明は前述の実施形態に限定されるものではなく、本発明の目的を達成できる範囲での変形、改良等は本発明に含まれるものである。
前記実施形態では、筒状本体２の内面に孔２２を形成し、この孔２２からセンサ素子３１を露出させて呼気の採取、検出を行っていたが、本発明はこれに限られない。
すなわち、図７に示されるように、筒状本体２の外面に機器収納部２１と連通する孔２３を形成しておき、この孔２３に臨むように、センサ素子３１を配置してもよい。
この場合、筒状本体２の外面にセンサ素子３１が露出することにより、筒状本体２内の吸気によって取り込まれる外部の空気の影響を、より少なくすることができるため、肺実質５２内の呼気ガスの検出精度が一層向上する、という効果がある。

前記実施形態では、医療器具１は呼気検出部３のみが設けられ、呼気検出部３で検出された特定のガス成分の濃度をデータ送信部４が送信していたが、本発明はこれに限られない。すなわち、さらに、温度センサ、湿度センサ等他のセンサを医療器具１内に設けておき、これらのセンサから得られる肺内温度、肺内湿度等の生体情報とともに、呼気ガス中のガス濃度をデータ送信部４から送信できるようにしてもよい。

前記実施形態では、医療器具１はデータ送信部４を備え、データ送信部４から送信して外部のスマートフォン、パーソナルコンピュータで受信するように構成されていたが、本発明はこれに限られない。
すなわち、医療器具に、挿抜可能なＳＤＲＡＭ、ＵＳＢメモリ等のデータ記憶部を装着可能にしておき、呼気検出部で検出された検出データをこのデータ記憶部に記憶保存しておき、解析時は医療器具から取り外して、データ記憶部をパーソナルコンピュータ等に接続して、検出データの解析を行ってもよい。

本発明は、ＣＯＰＤに罹患した患者の肺実質内の空気を脱気する医療器具として利用することができ、同時に呼気ガスを検出して呼吸器疾患の診断を行う際、好適に利用することができる。

１…医療器具、２…筒状本体、３…呼気検出部、４…データ送信部、５…電源部、６…開閉弁体、７…貼付用テープ、８…異物防護膜、２０…脱気用ポート、２１…機器収納部、２２…孔、２３…孔、３１…センサ素子、３２…データ処理部、５０…胸郭、５１…肋骨、５２…肺実質、５３…気管支、６１…ヒンジ、６２…端子、６３…短絡端子、６４…枠体、６５…フィルタ、６６…配線

Claims (5)

1. 患者の体表面から挿入されて肺実質に至り、肺実質内の空気を脱気する医療器具であって、
   両端面が開口され、内部に空気の流路が設けられた筒状本体と、
   前記筒状本体の隔壁内部に設けられ、前記肺実質内の呼気を検出する呼気検出部とを備えていることを特徴とする医療器具。
2. 請求項１に記載の医療器具において、
   前記呼気検出部で検出された検出データを、前記患者の体外に送信するデータ送信部を備えていることを特徴とする医療器具。
3. 請求項１又は請求項２に記載の医療器具において、
   前記筒状本体の挿入方向先端には、前記筒状本体内の空気の流れに応じて開閉する開閉弁体が設けられ、
   前記開閉弁体は、前記呼気検出部に電源を供給する経路中に設けられるスイッチを備え、
   前記スイッチは、前記開閉弁体が閉じたときに短絡することを特徴とする医療器具。
4. 請求項１乃至請求項３のいずれかに記載の医療器具において、
   前記呼気検出部のセンサ素子は、前記筒状本体の内面に露出していることを特徴とする医療器具。
5. 請求項１乃至請求項３のいずれかに記載の医療器具において、
   前記呼気検出部のセンサ素子は、前記筒状本体の外面に露出していることを特徴とする医療器具。

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