JP2019063447A - 痰検出方法、吸引カテーテルおよび自動痰吸引システム - Google Patents

Abstract

【課題】患者の気管内の痰を検出する方法と検出した痰を体外に排出するための吸引カテーテル、およびこの吸引カテーテルを用いて適時にかつ自動的に患者の気管から痰を吸引し体外に排出するシステムを提供する。【解決手段】気管内の痰を検出する方法と気管から痰を吸引し体外に排出する吸引カテーテル２は、先端部２１に切欠き２３を形成してある。この切欠き２３は当該先端部２１の外壁周りの２以上の個所で始端が開放され、この開放部が吸引孔２２の開口端を共有して、それぞれ当該吸引カテーテル２の先端部２１から吸引カテーテル２の長手後端方向に延在して形成されている。切欠き２３は一方が気道の内壁に密着した場合を考慮し、吸引カテーテルの周方向の異なる位置に２以上の複数設ける。【選択図】図１

Description

本発明は、患者の気管内にある痰を排出するための痰吸引技術に係り、特に患者の気管内の痰を検出する方法、検出した痰を体外に排出するための吸引カテーテル、およびこの吸引カテーテルを用いて適時にかつ自動的に患者の気管から痰を吸引し体外に排出するための自動痰吸引システムに関する。

患者の口腔あるいは鼻腔から気管（以下、気道とも称する）の中に吸引管（吸引カテーテル、以下単にカテーテルとも称する）を挿入して当該気管の中に存在する痰を吸引する医療処置では、医療担当者（医師、看護師、その他の医療従業者等、以下看護師等）が手を使って吸引チューブの吸引端（先端部）を患者の気管に挿入し、後端部に接続した吸引ポンプが発生する負圧で気管内の痰を吸引して除去することが行われている。

吸引カテーテルに関する従来技術を開示したものとしては、例えば特許文献１、特許文献２などを挙げることができる。特許文献１は、吸引管に側管を設けて吸引管の吸引により生じる陰圧で側管から空気等の流体を導入することで気管の潰れを回避するようにしたカテーテルを開示する。
また、特許文献２は、カテーテルの内部あるいは側面に沿って流体圧送管を設けて、カテーテルの吸引部で流体圧送管の噴射口を排出側に折り返し、折り返した流体圧送管から噴出する流体のエゼクタ効果（ベンチュリ効果）を用いて痰等を排出させるカテーテルを開示する。

気管にカニューレ（cannula）を留置してある患者の場合は、呼吸のために酸素雰囲気（以下、酸素リッチな空気、あるいは単に空気とも称する）を常時カニューレを通して供給する（例えば、特許文献３参照）。カニューレを留置していない患者については、その多くの場合は前記したように、看護師等が随時に吸引カテーテルを気管に挿入して痰の吸引と排出を手動で行っている。このとき、痰の吸引処置の際に、患者への酸素補給が必要な場合は高頻度換気法等を用いる。
なお、高頻度換気法の典型例としては、高頻度振動換気法がある。また、補助呼吸を少なくできる余地がある場合は、高頻度換気法に換えて鼻カニュラや酸素マスクを用いることもある。

特開平０８−１０３４９２号公報 特開平０５−８４３０７号公報 特開２０１１−１５６２４６号公報 特許第３７７５１１８号公報

痰吸引の処置では、患者の気管内に痰があるか、あるならばその量を前もって知ることができれば、効率的な処置作業の実行に資する。また、痰の量を知ることは薬剤投与スケジュール、薬種の効能を判断するための指標ともなる。従来の吸引作業では実際の吸引作業の実行結果で痰の存在、その量の知見ができる程度である。

また、吸引カテーテルを患者の気道内に直接挿入する際には、その先端部が気道の内壁面に接触し、吸着して内壁面の粘膜を傷つけてしまう畏れがある。先端部の開口（吸引孔）が内壁面に吸着すると内壁面を傷つけるだけでなく、目的とする痰の十分な吸引ができなくなる。従来の吸引カテーテルは先端部の周縁に丸みを付け、先端部の吸引孔とは別に、先端部の側壁に側孔を設けて先端部の吸引孔が内壁面に吸着することを回避したものもある。

痰吸引では、痰を空気と共に吸引するので患者の肺内酸素濃度が低下し患者の負担となる。気管を切開し、気道にカニューレを留置して人工呼吸器を使用している患者の場合は痰吸引を人工呼吸と並行して行うことができるが、カニューレを留置してない患者の場合は、痰の吸引に先立って高頻度換気法等による人工呼吸で酸素の補給を行う。

高頻度換気法を用いた人工呼吸法として高頻度振動換気法が知られている（例えば、特許文献４参照）。この人工呼吸法は、患者の肺の中にある炭酸ガス（二酸化炭素）を含む吸気に対して小容量の換気を行い、呼気の振動による拡散効果で呼気が肺の外まで排出させることを通常呼吸回数の４倍程度で行うものである。これにより、肺の中の酸素濃度を一定に保つ人工呼吸法である。
この他にも、高頻度陽圧換気法、高頻度ジェット換気法等、種々の人工呼吸法があるが、それらの説明は省略する。

カニューレを留置していない患者の気道から痰を吸引する場合には、吸引カテーテルを気道内に挿入するに先立って前記したような人工呼吸を施して患者の肺中の酸素濃度を確保し、然る後に看護師等が吸引カテーテルを手動で気管に挿入して痰の吸引を行うには、手際の良さ（迅速性）と熟練した作業（確実性）が要求される。カニューレを留置していない患者の気道から痰を吸引するという医療処置（吸引操作）の頻度は前記したカニューレ留置に比べて極めて多いと考えられる。

本発明の第１の目的は、患者の気管内の痰を簡単に検出する方法を提供することにある。
本発明の第２の目的は、患者の気管内に挿入してその内壁を傷付けるなどのダメージを与えることなく当該気管に存在する痰を吸引して体外に排出する吸引カテーテルを提供することにある。

本発明の第３の目的は、カニューレを留置していない患者の気道から痰を吸引する場合の肺中の酸素濃度低下を抑制するための補助呼吸操作とその後の吸引カテーテルによる痰の吸引操作を行う一連の操作を自動化することにより、患者への負担を軽減し、迅速かつ確実な痰吸引を可能とする痰吸引システムを提供することにある。

上記第１の目的を達成するため、本発明は、吸引カテーテルの先端部を患者の気管内に直接挿入し、当該吸引カテーテルに陽圧を与えて気管内の痰の有無による吸引カテーテル内の圧力変化を測定し、その圧力変化から痰の有無を検知するようにした。

上記陽圧を与える１手段として、吸引カテーテルの後端部に接続された補助呼吸手段から吸引カテーテルに空気を送り、その際の吸引カテーテル内の圧力変化で気管内の痰の有無を検知する構成とすることができる。

上記第２の目的を達成するため、本発明は、吸引カテーテルの痰吸引用の開口とされる先端部に吸引孔を共有する切欠きを設ける。この切欠きは、先端部の外壁周りの２以上の個所で開放端を有し、それぞれが吸引カテーテルの先端部から前記後端方部に延在するように形成した。

吸引カテーテルの吸引孔は、その断面積をＳとし、切欠きの開放端の断面方向幅をＷ、長手方向奥行きをＤとしたとき、Ｓ≦Ｗ×Ｄである関係とした。吸引カテーテルの切欠きの終端壁は、当該カテーテルの外壁側から内壁側に向かって後端部に後退する如く傾斜させることができる。

また、吸引カテーテルの先端部の外周縁および内周縁は共に外側に凸状の丸面取りされた形状とし、外周縁の曲率半径をｒ１とし、前記内周縁の曲率半径をｒ２としたとき、ｒ１≦ｒ２である形状とすることができる。

吸引カテーテルの吸引孔の内壁に外壁よりも強い撥水性を付与して、吸引される痰が吸引孔の内壁に濡れ残ることを抑制するようにしてもよい。なお、吸引カテーテルの吸引孔の内壁に外壁よりも強い親水性を付与することで、吸引される痰が吸引孔の内壁を迅速に濡れ移動するようにすることもできる。

上記第３の目的を達成するため、本発明は、先端部から後端部に至る貫通孔を有する屈曲柔軟性の中空管で構成され、先端部の開口を吸引孔とし、後端部に痰吸引手段と補助呼吸手段を接続してなる吸引カテーテルの先端部を患者の気管内に直接挿入し、気管内に存在する痰を吸引カテーテルの前記先端部に有する吸引孔から吸引して後端部に接続された痰吸引手段により体外に排出する自動痰吸引システムとする。

本発明は、吸引カテーテルに補助呼吸手段を兼用させ、患者の呼吸検知信号と吸引カテーテル内の圧力の検知信号に基づいて患者の肺への空気（酸素）供給と気道内に存在する痰の検出、及び気道内に挿入した吸引カテーテルでの痰吸引操作とを自動的に実行可能とした。
より具体的構成を列挙すれば次のとおりである。

気管内の痰の存在を検知する圧力検出手段と、呼吸検知手段と、圧力検出手段の痰検知に基づいて、呼吸検知手段の検知信号に応じて呼気と吸気を判別して痰吸引動作と補助呼吸動作のタイミングを切換える呼吸検知・切換手段およびシステムの操作を制御する制御手段を備える。

上記したように、本発明では、吸引カテーテルは補助呼吸手段の換気チューブを兼ね、当該吸引カテーテルの先端部には吸引孔の周縁の一部を共有して当該先端部に吸引カテーテルの外壁と内壁に連通する開放部を形成した切欠きを有し、後端部に痰吸引手段と補助呼吸手段とを切り替える切換弁を備えると共に、痰検知手段に吸引カテーテルの内圧を検知する圧力検出手段を有している。

制御手段は、呼吸検知手段の検知信号に基づいて呼吸検知手段が検出した呼気のタイミングで圧力検出手段の検知信号に応じて痰検知手段が検知した痰を痰吸引手段により吸引して体外に排出する如く切換弁を制御する。

制御手段は、呼吸検知手段が検知した吸気のタイミングで切換弁を痰吸引手段側に切換えて補助呼吸手段から吸引カテーテルに空気を送って陽圧を与え、痰の有無による圧力検知手段の圧力変化の有無で痰の有無の検知を実行し、呼気のタイミングで痰を検知したとき、その“痰有り”の検知信号で切換弁を痰吸引手段側に切換える。

気管内に吸引すべき痰の存在の有無を検知するための痰検知手段は、痰吸引チューブの入力端の近傍と出力端の近傍にそれぞれ設置された一対の痰センサで構成され、予め設定した時間内での一対の光センサの検知信号の出力が共に“痰有り”で吸引すべき痰の存在を検知し、出力が共に“痰無し”で痰の不存在の検知とする。

本発明では、痰検知手段を構成する痰センサは、光センサ、インピーダンスセンサの何れかを採用するのが好適であるが、これらに限るものではない。また、本発明では吸引カテーテルと痰検知手段の間を繋ぐ痰吸引チューブを備え、圧力検出手段を痰吸引チューブに設置した。さらに、呼吸検知手段は、患者の腹部に設置される加速度センサを採用するのが好ましいが、これに限定されるものではない。

痰センサを組み込んだ使い捨ての吸引カテーテルが普及すれば、上記の痰センサは不要となる。圧力センサについても同様である。

本発明は、上記の構成および後述する実施例で記述される構成に限定されるものではなく、本発明の技術思想を逸脱しない範囲で種々の変更が可能である。

患者の気管内の痰を検出する本発明の方法により、患者の気管内に痰があるか、あるならばその量を前もって知ることができるため、効率的な処置作業が可能となる。また、痰の量を知ることは薬剤投与スケジュール、薬種の効能を判断するための指標ともなり、看護師等の負担の軽減にも資する。

本発明に係る吸引カテーテルが、その痰吸引用の開口とされる先端部に吸引孔を共有する切欠き先端部の外壁周りの２以上の個所で開放端を有し、それぞれが吸引カテーテルの先端部から前記後端方部に延在するように形成したことで、先端部が患者の気道内壁に接触してもその粘膜へのダメージが軽減され、かつ痰の検知とその吸引の効率が向上し、作業する看護師等への負担を軽減することができる。

そして、本発明に係るシステム構成としたことで、カニューレを留置していない患者の気道から痰を吸引する場合の肺中の酸素濃度低下を抑制するための補助呼吸操作とその後の吸引カテーテルによる痰の吸引操作を行う一連の操作を自動化することにより、患者への負担を軽減し、迅速かつ確実な痰吸引が可能となる。

本発明に係る吸引カテーテルの先端部構成の一例を説明する模式図である。 本発明に係る吸引カテーテルの先端部構成の他例を説明する模式図である。 本発明に係る吸引カテーテルの先端部構成のさらに他例を説明する模式図である。 本発明に係る吸引カテーテルの先端部に形成する吸引孔と切欠きの他例を説明する断面模式図である。 吸引カテーテルに痰検知手段を設けた例を説明する模式断面図である。 本発明に係る自動痰吸引システムの実施例の構成を説明する模式図である。 本発明に係る自動痰吸引システムにおける痰検知手段の一例の説明図である。

以下、本発明の実施の形態を実施例の図面を参照して詳細に説明する。なお、本発明の第１の目的に係る実施例は、同第３の目的に係る実施例で説明する。先ずは本発明の第２の目的に係る吸引カテーテルの実施例を説明する。

図１は、本発明に係る自動痰吸引システムに用いる吸引カテーテルの先端部構成の一例を説明する模式図である。同図（ａ）は吸引カテーテル２の先端部２１を正面右斜め方向からみた模式図、同図（ｂ）は同図（ａ）を矢印Ａ方向からみた正面図、同図（ｃ）は同図（ａ）をＹ−Ｙ線でＺ−Ｚ方向に沿って切断した断面図である。

図１に示した吸引カテーテル２は、その先端部２１に２個の切欠き２３を形成してある。この切欠き２３は当該先端部２１の外壁周りの２以上の個所で、その始端が開口され、この開放部が吸引孔２２の開口端を共有して、それぞれ当該吸引カテーテル２の先端部２１から吸引カテーテル２の長手後端方向（後端部）に延在して形成されている。この切欠き２３は一方が気道の内壁に密着した場合を考慮し、吸引カテーテルの周方向の異なる位置に２以上の複数設けるのが好ましい。しかし、多すぎると吸引孔の意味が無くなるので、２個とするのが現実的である。

切欠き２３の深さＤ（吸引カテーテルの長さ方向サイズ）は、当該吸引カテーテルの吸引孔２２の内径と同じ程度とするのを目安とする。深さサイズが深か過ぎると痰検知効率や吸引効率が低下し、また吸引カテーテルの強度が下がってしまい、逆に、深さサイズが小さい（浅い）と気道の粘膜を損傷させる恐れが増してしまう。

また、切欠き２３の幅Ｗのサイズは大きい（幅が広い）方が痰の密着性がよく、陽圧による痰検知の面から好ましい。しかし、Ｗのサイズが大き過ぎると吸引孔の形成理由がなくなる。

実用性を考えて、吸引カテーテル２の吸引孔２２の断面積をＳとし、前記切欠きの開口端の前記吸引カテーテル２の断面方向幅Ｗ、長手方向奥行きＤについて、Ｓ≒Ｗ×Ｄとするのが好ましい。こうすることで、先端部の吸引孔が気道内壁に完全に埋まった場合でも、切欠きを介して痰の吸引が可能となり、かつ陽圧印加時の圧力変化の検知が可能となる。

図２は、本発明に係る吸引カテーテルの先端部構成の他例を説明する模式図である。ここでは、切欠き２３を吸引カテーテル２の半径方向の対向する２か所に形成した。同図（ａ）は切欠き２３の後端部側の幅が若干広くなった形状としたものである。そして、切欠きの後端部２７側での後端壁２６を吸引カテーテルの外壁側で後端部２７方向に傾斜させてある。切欠きの内壁を親水性とすることで、痰の盛り上がりが切欠きに指向し、痰の検知が容易になる。
また、痰の膜２８が付着しても後端部にいくにつれてこの膜が消滅し、痰の検知に影響を及ぼさない効果がある。

図２（ｂ）は切欠きの後端部２７側での後端壁２６を吸引カテーテルの内壁側で後端部２７方向内側に傾斜させてある。陽圧印加時の空気流が切欠き周辺で乱流となって痰検知に影響するのを回避できる。図２（ｃ）は切欠きの形状を不定形としたもので、図示は楕円あるいは円を連結した形状とした例を示す。
この形状とした効果は、前記の形状を組み合わせたものとなる。なお、図２に示した切欠きの形状を種々組み合わせ、痰検知効果、その吸引効果を試行錯誤で最良の切欠き形状とすることもできる。

図３は、本発明に係る吸引カテーテルの先端部構成のさらに他例を説明する模式図である。この吸引カテーテルは、その先端部に有する吸引孔２２の端部は、先端部２１の外周縁および内周縁が共に外側に凸状の丸面取りされた形状を有せしめた。

吸引カテーテル２の先端部２１の外周縁および内周縁は共に外側に凸状の丸面取りされた形状としたときの前記外周縁の曲率半径をｒ１とし、内周縁の曲率半径をｒ２としたとき、ｒ１≦ｒ２とした。これにより、吸引孔での痰吸い込み断面積が拡大することで吸引効果が向上する。また、吸引孔２２を形成した先端部２１が気道内壁に接触することによるダメージを回避することができる。

図４は、本発明に係る自動痰吸引システムに用いる吸引カテーテルの先端部に形成する吸引孔と切欠きの他の例を説明する断面模式図である。同図（ａ）は図１と同様の吸引孔２２に同じく切欠き２３を３個形成した例を示す。この形状でも、３つの切欠きの幅Ｗと奥行きＤの合計が吸引孔２２の面積と略同等とするのが望ましい。

図４（ｂ）では吸引孔２２の断面を楕円形とし、壁の厚みが厚い部分に２つの切欠き２３を形成した。また、同図（ｃ）では吸引孔２２の断面を断面が４枚羽根に類似した形状とし、やはり壁の厚みが厚い部分に２つの切欠き２３を形成した。そして、同図（ｄ）では吸引孔２２の断面を三角形とし、三角形の斜面の部分に計３つの切欠き２３を形成した。これらの吸引孔２２の断面形状、切欠きの数と位置を組み合わせることもできる。

図５は、吸引カテーテルのさらに他の構成を説明する断面模式図で、痰の検出手段である痰センサを内蔵させた構成例である。現行の痰吸引用のカテーテルは使い捨てである。カテーテルに痰センサを内蔵させるとコスト高となり、現実的でない。しかし、ここに提案する構造は極めてシンプルであり、量産できれば使い捨て品として十分対応できると考える。

図５の（ａ）は光学センサを用いたもの、同図（ｂ）はインピーダンス（抵抗、誘電率、容量の何れか又はそれらの組み合わせ）変化を利用したものを示す。同図（ａ）は一対のフォトセンサを用いた例で、吸引カテーテル２の先端部２１の吸引孔２２の内壁に設けた第１のフォトセンサ３０と、その後端部に所定の間隔を以って設けた第２のフォトセンサ３１で構成される。

第１のフォトセンサ３０は発光／受光ダイオード３０ａと当該吸引孔の反対側の内壁に設けた反射膜（又は光吸収膜）３０ｂとからなる。また、第２のフォトセンサ３０も同様に発光／受光ダイオード３１ａと反射膜（又は光吸収膜）３１ｂからなる。痰が発光／受光ダイオード３０ａと反射膜３０ｂの間を通るとき、発光／受光ダイオード３１aからの光は反射膜（又は光吸収膜）３１ｂに達せず、発光／受光ダイオード３０ａの出力に変化が生じる。痰が発光／受光ダイオード３１ａと反射膜３１ｂの間を通るときも同様である。制御手段１７は、この出力の変化で痰の通過を検知する。

図５（ｂ）はインピーダンス変化を利用したもので、吸引カテーテル２の先端部２１の吸引孔２２の内壁に対向して設けた第１のセンサ３２（第１の電極対３２ａと３２ｂ）、その後端部に所定の間隔を以って当該吸引孔２２の内壁に対向して設けた第２のセンサ３３（電極対３３ａと３３ｂ）で構成される。この構成で、第１のセンサ３２の第１の電極対３２ａと３２ｂの間に痰が存在すると、両電極間のインピーダンス（抵抗値、容量、誘電率など）が変化する。制御手段１７は、このインピーダンスの変化で痰の通過を検知する。

なお、図示したようなデスクリートな部品の埋め込みに代えて、これらのフォトセンサを、センサ出力導体と共にカテーテル本体の内壁あるいは外壁に薄膜成膜技術で連続形成し、出力信号をサンプリング読み出しすることで痰の有無を検出できる。

次に、上記した痰の検出方法と吸引カテーテルを用いた自動痰吸引システムの実施例を説明する。図６は本発明に係る自動痰吸引システムの実施例の構成を説明する模式図である。図６において、参照符号１は痰を吸引する患者を示す。この実施例では、患者１の腹部には呼吸検知手段１６としての加速度センサが取り付けられており、患者の呼気状態（「呼」）と吸気状態（「吸」）を検出して「呼」のタイミングと「吸」のタイミングを制御手段１７に伝える。制御手段１７は中央演算装置（所謂、ＣＰＵ）とメモリ（ＲＡＭ/ＲＯＭ）及び各種のインターフェース（Ｉ/Ｆ）で構成される。メモリには、本実施例の痰吸引システムが実行する手順（ソフトウエア）、基準データのルックアップテーブルなどが格納されている。

患者の気管（気道）には吸引カテーテル２が挿入されている。吸引カテーテルの系統には当該吸引カテーテルの内圧を検出する圧力検出手段としての圧力センサ１８が設置されている。ここでの圧力センサ１８は半導体薄膜方式のデバイスを使用する。その設置場所は吸引カテーテル２から痰の吸引チューブ６ａ−６ｂ−６ｃを通して回収容器８に至る経路で吸引カテーテル２の内圧を検知できる個所であれば、適宜の場所でよい。

吸引カテーテル２の後端部はコネクタ２ａで吸引チューブ６ａに着脱可能に接続される。吸引チューブ６ａ−６ｂ−６ｃの経路には後述する痰検知手段３が取り付けられており、この痰検知手段３による痰の有無（痰吸引の完了を含む）の検知信号は制御手段１７に転送される。制御手段１７は、痰吸引手段である痰吸引ポンプ７と痰回収容器８を備えた痰吸引ユニットと補助呼吸手段１５を備えた補助呼吸ユニット（人工呼吸ユニット）を切換える切換弁５を駆動する制御信号を生成し、これを切換弁駆動回路５１に与える。

吸引カテーテル２を接続した吸引チューブに接続された痰検知手段３の後端部は分岐管４で２つに分岐し、それぞれが痰吸引ユニットと補助呼吸ユニットに接続している。分岐管４で分岐した一方は痰吸引チューブ６ｃを通して回収容器８に至る。痰吸引時には、痰吸引手段の痰吸引ポンプ７が回収容器８の内圧を減圧するように動作する。

分岐管４で分岐した他方は空気導入管９aで混合器１０に接続されている。混合器１０は加湿器１２からの霧水を補助呼吸手段１５から空気導入管９ｂ,９ｃを通って導入された空気（酸素リッチな空気でよい）に混合して当該空気を規定の湿度に調整する。符号１１、１３は逆止弁である。符号１４は電磁弁で、電磁弁駆動回路１４１で駆動される。また、ディスプレイモニター１９は、本システムの動作状況を表示すると共に、画面上から必要に応じてシステムのパラメータ設定を行うタッチ入力機能を備えている。

図７は、本発明に係る自動痰吸引システムにおける吸引痰検知手段の一例の説明図である。この吸引痰検知手段３は、図６に示したように、本実施例では吸引チューブ６ｂと分岐管４の間に設置されている。吸引チューブ６の先端部６１の近傍に設置された第１のセンサＰ１と後端部６２側に所定の間隔で設置された第２のセンサＰ２で構成される。

痰２０が陰圧により時間ｔ１で吸引チューブ６の先端部６１から後端部後端部６２に移動し、時間ｔ２で痰２０’として第２のセンサＰ２が検知することで痰が吸引されたことが判断される。その後に第１のセンサＰ１と第２のセンサＰ２の何れにも検知信号がない場合は、制御手段１７は「吸引すべき痰は存在しない」と判断する。

最初の「呼」の期間に、依然として第１のセンサＰ１と第２のセンサＰ２の検知信号がある場合、制御手段１７は次の「呼」のタイミングでさらなる痰吸引を行う。

上記した痰吸入カテーテルを用いた本実施例の痰自動吸引システムにおいて、看護師等は、後端部を痰吸引チューブ６ｂに嵌合し、仰臥した患者の口腔又は鼻腔からその気管（気道）内に吸引カテーテル２の先端部を直接挿入する。そして、陽圧を導入して痰の存在位置を検出し、検出した位置でカテーテルの先端部を止め、次の陰圧導入で存在する痰を吸引カテーテルの先端部に有する吸引孔から吸引して前記後端部に接続された痰吸引手段により体外に排出する。痰の検知タイミング、吸引タイミングは制御手段１７に有する操作手順に従って自動で行う。

この作業では、先ず腹部に設置した呼吸検知手段１６で患者１の呼気と吸気のタイミングを監視する。本実施例では、この呼吸検知手段１６として加速度センサを用いたが、これに限らず、距離センサ（腹部あるいは胸部の上下移動の距離を検出）、傾斜角センサ（腹部あるいは胸部の上下移動に伴うセンサの傾きを検出）、その他の既存の呼吸センサを使用できる。本実施例では、加速度センサの出力信号を制御手段１７に転送し、基準の呼吸パターンとの比較で「呼」と「吸」のタイミングを判断する。

次に、看護師等は痰の存在し易い咽頭部まで吸引カテーテル２の先端部２１を挿入する。この状態で、補助呼吸を施す。補助呼吸は振動換気法を用いる。この補助呼吸では、補助呼吸のための換気チューブを兼ねる吸引カテーテル２から酸素又は所定の酸素濃度の空気を患者の呼吸よりも高頻度で供給する。痰の吸引処置では肺内の酸素濃度が低下し患者に負担を与えるが、本実施例では吸引カテーテルを介して補助呼吸を行うため、患者の負担（酸素不足による呼吸数の増大など）を大幅に軽減できる。

補助呼吸を行った後、腹部の加速度センサ１６により患者の呼気のタイミングを検知する。補助呼吸を一旦中止し、痰検知のため、痰が吹き飛ばない程度の陽圧で吸引カテーテルから一定流量の酸素（空気）を供給する。痰を吸引しているとき以外は吸引を行わずに酸素を供給することで患者の負担を軽減する。

看護師等は、痰の吸引をしつつ吸引カテーテルをゆっくりと引き抜くが、吸引カテーテルから一定量の酸素供給をしている状態で、痰が先端部に接触すると、吸引カテーテルの内圧が変化する。この変化を利用して自動で痰を検知する。このように、痰の吸引は吸引カテーテル２を痰の位置まで挿入してから当該吸引カテーテル２を引き抜きながら行うのが望ましい。

上記したように、制御手段１７は、陽圧の変化で痰の存在を検知すると、自動的に陰圧に切換えて痰の吸引を開始するようにシステムを制御する。そして、図７で説明した検知手段で痰がないことが検知されるか、呼気が終了したタイミングで吸引も自動的に終了させ、次の痰検知のための陽圧に切り替える。これを繰り返す。

なお、痰が多くてその呼気タイミングでの吸引がし切れない場合は次の呼気のタイミングに合わせてその痰を吸引するが、２回目の呼気タイミングの終了時点で吸引を自動的に一旦停止する。このような事態では、呼吸検知手段１６で検知される患者の呼吸数が乱れてくるので、再度、高頻度振動換気法（高頻度ジェット換気法等）で補助呼吸を施す。患者の呼吸が正常に戻った時点で痰の吸引の検知と吸引を行う。患者の呼吸をできるだけ妨げないようにするため、上記の作業は１０秒から１５秒以内に終了するように制御手段を設定しておくか、あるいは看護師等が随時終了するようにする。

以下、本実施例の構成についてさらに説明する。吸引カテーテル２は補助呼吸手段１５の換気チューブを兼ねている。吸引カテーテル２の先端部２１には吸引孔２２の周縁の一部を共有して当該先端部に吸引カテーテルの外壁と内壁に連通する開口部を形成した切欠き２３を有する。そして、後端部２７には痰吸引手段７と補助呼吸手段１５とを切り替える切換弁５を備える。痰検知手段３と共に、吸引カテーテル２の内圧を検知する圧力検出手段１８である圧力センサを有する。

制御手段１７は、呼吸検知手段１６の検知信号に基づいて当該呼吸検知手段が検出した呼気のタイミングで圧力検出手段１８の検知信号に応じて痰吸引手段７により吸引して体外に排出する如く切換弁５を制御する。

また、制御手段１７は、呼吸検知手段１６が検知した吸気のタイミングで切換弁５を痰吸引手段７側に切換えて補助呼吸手段１５から吸引カテーテル２に空気（酸素リッチな空気）を送って陽圧を与える。痰の有無により呼吸検知手段１６の圧力が変化する。“痰有り”の検知信号があって、呼吸検知手段が出力する呼気のタイミングで切換弁５を痰吸引手段７側に切換える。

また、“痰無し”の検知信号で切換弁５を補助呼吸手段１５側に切換える。その後の吸引カテーテル２内に吸引すべき痰２０の存在の有無の検知は、吸引チューブ経路に設置された痰検知手段により行う。前記したように、予め設定した期間内でのセンサの検知信号の両出力が共に“有り”で吸引すべき痰の有無を検知し、両方の出力が“無し”の場合は痰の吸引操作を停止する。

呼吸検知手段１６としては、患者１の腹部に設置される加速度センサが好適であるが、これに限定されるものではなく、患者の呼吸（呼気と吸気）のタイミングを検出する手段であれば、既知のセンサを適用できることは前記したとおりである。

なお、吸引カテーテル２の吸引孔２２の内壁に、外壁よりも強い撥水性を持たせることで、吸引される痰が前記吸引孔の内壁に濡れ残るのを抑制することができる。また、逆に、吸引カテーテルの吸引孔の内壁に外壁よりも強い親水性を付与することで、吸引される痰が吸引孔の内壁を迅速に濡れ移動するようにすることもできる。

１・・・患者
２・・・吸引カテーテル
２ａ・・・コネクタ
３・・・吸引痰検知手段
４・・・分岐管
５・・・切換弁
５１・・・切換弁駆動回路
６（６ａ，６ｂ，６ｃ）・・・痰吸引チューブ
６１・・・入力端
６２・・・出力端
７・・・痰吸引手段
８・・・回収容器
９（９ａ，９ｂ，９ｃ）・・・空気導入管
１０・・・混合器
１１，１３・・・逆止弁
１２・・・加湿器
１４・・・電磁弁
１４１・・・電磁弁駆動回路
１５・・・補助呼吸手段
１６・・・呼吸検知手段
１７・・・制御手段
１８・・・圧力検出手段
１９・・・ディスプレイモニター
２０（２０’）・・・痰
２１・・・先端部
２２・・・吸引孔
２３・・・切欠き
２４・・・外壁
２５・・・内壁
２６・・・切欠きの後端壁
２７・・・後端部
２８・・・痰の膜
３０・・・第１のフォトセンサ
３０ａ・・・発光／受光ダイオード
３０ｂ・・・反射膜（又は光吸収膜）
３１・・・第２のフォトセンサ
３１ａ・・・発光／受光ダイオード
３１ｂ・・・反射膜（又は光吸収膜）
３２・・・第１のセンサ
３２・・・第２のセンサ
５１・・・切換弁駆動回路

Claims (15)

1. 患者の気管内の痰の有無を検出する気管内痰検出方法であって、
   吸引カテーテルの先端部を前記患者の気管内に直接挿入し、当該吸引カテーテルに陽圧を与え、痰の有無による前記吸引カテーテル内の圧力変化の有無で痰の有無を検知することを特徴とする気管内痰検出方法。
2. 前記吸引カテーテルの後端部に痰吸引手段、及び前記痰吸引手段とは切換え可能に接続された補助呼吸手段を有し、
   前記補助呼吸手段から前記吸引カテーテルに空気を送って前記気管に陽圧を与えることによる前記吸引カテーテル内の圧力変化で痰の有無を検知することを特徴とする請求項１に記載の気管内痰検出方法。
3. 患者の気管内に挿入して当該気管に存在する痰を吸引して体外に排出する吸引カテーテルであって、
   前記吸引カテーテルは、先端部から後端部に至る貫通孔を有する屈曲柔軟性の中空管で構成され、
   前記中空管の前記気管に挿入して痰の吸引孔とされる前記先端部に、前記吸引孔を共有する切欠きを有し、
   前記切欠きは、前記先端部の外壁周りの２以上の個所で、前記先端部に開放端を有し、それぞれが前記吸引カテーテルの前記先端部から前記後端部に延在して形成されていることを特徴とする吸引カテーテル。
4. 前記吸引カテーテルの前記吸引孔の断面積をＳとし、前記切欠きの開口端の前記吸引カテーテルの断面方向幅をＷ、長手方向奥行きをＤとしたとき、
   Ｓ≦Ｗ×Ｄ
   であることを特徴とする請求項３に記載の吸引カテーテル。
5. 前記吸引カテーテルの前記切欠きの終端壁は、当該カテーテルの外壁側から内壁側に向かって前記後端部に後退する如く傾斜していることを特徴とする請求項３又は４に記載の吸引カテーテル。
6. 前記吸引カテーテルの前記先端部の外周縁および内周縁は共に外側に凸状の丸面取りされた形状を有していることを特徴とする請求項３乃至５の何れかに記載の吸引カテーテル。
7. 前記外周縁の曲率半径をｒ１とし、前記内周縁の曲率半径をｒ２としたとき、
   ｒ１≦ｒ２
   であることを特徴とする請求項３乃至６の何れかに記載の吸引カテーテル。
8. 前記吸引カテーテルの吸引孔の前記内壁は前記外壁よりも強い撥水性を有し、吸引される痰が前記吸引孔の内壁濡れ残りを抑制することを特徴とする請求項１乃至７の何れかに記載の吸引カテーテル。
9. 前記吸引カテーテルの吸引孔の前記内壁は前記外壁よりも強い親水性を有し、吸引される痰が前記吸引孔の内壁を迅速に濡れ移動することを特徴とする請求項１乃至７の何れかに記載の吸引カテーテル。
10. 先端部から後端部に至る貫通孔を有する屈曲柔軟性の中空管で構成され、前記先端部の開口を吸引孔とし、前記後端部に痰吸引手段と補助呼吸手段を接続してなる吸引カテーテルの前記先端部から患者の気管内に直接挿入し、前記気管内に存在する痰を前記吸引カテーテルの前記先端部に有する吸引孔から吸引して前記後端部に接続された前記痰吸引手段により体外に排出する自動痰吸引システムであって、
    前記気管内の痰の存在を検知する圧力検出手段と、呼吸検知手段と、前記圧力検出手段の痰検知に基づいて、前記呼吸検知手段の検知信号に応じて呼気と吸気を判別して痰吸引動作と補助呼吸動作のタイミングを切換える呼吸検知・切替手段およびシステムの操作を制御する制御手段を備え、
    前記吸引カテーテルは前記補助呼吸手段の換気チューブを兼ね、当該吸引カテーテルの前記先端部には前記吸引孔の周縁の一部を共有して当該先端部に前記吸引カテーテルの外壁と内壁に連通する開放部を形成した切欠きを有し、前記後端部に前記痰吸引手段と前記補助呼吸手段とを切り替える切換弁を備えると共に、前記痰検知手段に前記吸引カテーテルの内圧を検知する圧力検出手段を有し、
    前記制御手段は、前記呼吸検知手段の検知信号に基づいて前記呼吸検知手段が検出した呼気のタイミングで前記圧力検出手段の検知信号に応じて前記痰検知手段が検知した痰を前記痰吸引手段により吸引して体外に排出する如く前記切換弁を制御することを特徴とする自動痰吸引システム。
11. 前記制御手段は、前記呼吸検知手段が検知した呼気のタイミングで前記切換弁を前記痰吸引手段側に切換えて前記補助呼吸手段から前記吸引カテーテルに空気を送って陽圧を与え、痰の有無による前記圧力検知手段の圧力変化の有無で痰の有無の検知を実行し、痰が有りの検知信号に応じ、呼気のタイミングで前記切換弁を前記痰吸引手段側に切換えることを特徴とする請求項１０に記載の自動痰吸引システム。
12. 前記気管内に吸引すべき痰の存在の有無を検知する痰検知手段は、前記痰吸引チューブの前記入力端の近傍と前記出力端の近傍にそれぞれ設置された一対の痰センサで構成され、予め設定した時間内での前記一対の光センサの検知信号の出力が共に“有り”で吸引すべき痰の存在を検知し、出力が共に“無し”で痰の不存在の検知とすることを特徴とする請求項１０又は１１に記載の自動痰吸引システム。
13. 前記痰検知手段を構成する痰センサは、光センサ、インピーダンスセンサの何れかであることを特徴とする請求項１０乃至１２の何れかに記載の自動痰吸引システム。
14. 前記吸引カテーテルと前記痰検知手段を繋ぐ痰吸引チューブを有し、前記圧力検出手段は、前記痰吸引チューブの経路中に設置されていることを特徴とする請求項１０乃至１３の何れかに記載の自動痰吸引システム。
15. 前記呼吸検知手段は、患者の腹部に設置される加速度センサであることを特徴とする請求項１０乃至１４の何れかに記載の自動痰吸引システム。
    

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