JP2795882B2 - 胃腸内筋電を利用した経腸給餌装置 - Google Patents

胃腸内筋電を利用した経腸給餌装置

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Description

【発明の詳細な説明】 産業上の利用分野 本発明は、胃腸内筋電を利用した経腸給餌装置に関す
る。
従来の技術 症状にもよるが、患者の胃腸内にチューブを介して栄
養素を供給する場合、胃と小腸の上端部とにチューブを
挿入するのが好ましく、当該部位が重要な部位であると
考えられていると共に、一般に挿管口として採用されて
いる。胃腸管の所望部位に経腸給餌チューブの先端を適
切に臨ませることは容易ではなく、これまで問題になっ
ている。たとえ、給餌チューブの先端を胃内に、あるい
は、小腸の上端部に適切に臨ませることができたとして
も、給餌チューブの先端がいつの間にか所望部位から遊
走する、即ち、外れるようなこともあって、患者はリス
クを伴った栄養供給を受けることになりかねない。そこ
で、一般には、Ｘ線を利用して胃腸内の映像を監視しな
がら、胃腸内給餌チューブを適切に臨ませる方法が採用
されている。ところが、このような方法では、給餌チュ
ーブの先端が所望部位に届くまでに、何回もチューブの
差込み操作を繰り返す必要があり、それ故、手間がかか
り、同時に医療費の上昇に至るのみならず、患者の放射
線被曝量も累積する危険がある。
1984年４月26日に特許になった米国特許第4,381,011
号には、前述の方法に代わるものとして、胃腸管におけ
るpH値、又は酸性度を、給餌チューブの先端に取り付け
たpH値測定器で測定しながら、給餌チューブを挿入する
方法が開示されている。ところが、胃腸内に給餌チュー
ブを差し込むにつれて、pHが変動するばかりではなく、
外因によっても変動するので、測定結果は所望の正確性
から程遠いものである。この特許による方法で正確性を
期するのであれば、Ｘ線照射も併用する必要があるもの
と思われる。
ところで、食道、胃、小腸の三器官を主たる器管とす
る胃腸系の基本的な機能は、食物を機械的に運び、運ば
れた食物の複雑な成分を化学的に分解し、分解した食物
の栄養素を血管内に吸収することにある。このような働
きをする各器官には、蠕動作用を行う筋肉層が備わって
いる。この蠕動作用は、細胞の内側と外側とでのカルシ
ウムやその他のイオンの移動を介して神経組織により制
御されている。この蠕動作用は、ペースメーカと称され
ている特定の解剖学上の部位から始まって、その器官の
筋肉全体に亙って伝播する。１サイクルの蠕動作用の間
には、細胞壁が脱分極、過分極、再分極を行うことが知
られている。そして、各器官がそれ自体の固有のサイク
ル周波数で蠕動しているときは、イオン濃度もサイクル
毎に増減している。このイオンの移動に伴って給餌チュ
ーブの電極の表面上で化学作用が起って、電位が生ず
る。本発明においては、二つの電位源、即ち、電極の間
での電位差をそこから生ずる電圧差の形で測定してい
る。
ところが、前述の米国特許による測定方法は、食物が
ペプシンと塩酸の作用により化学的に分解される胃にお
ける消化作用に依存している。胃では酸が生じ、しか
も、胃への入口での食道側括約筋とそこからの出口での
幽門側括約筋の働きが為に、食道内や小腸内に比べて、
胃内の酸性濃度が非常に高くなっているのが普通であ
る。この酸性度は、pH値として測定され、これは、水素
イオンの濃度として表される。従って、pH電極は、その
電極近傍に集まる水素イオンの濃度に依存する反応を起
こし、それに伴って電位を生ずるようになっている。と
ころが、pH値測定法では、電圧を測定するのに必要なも
う一つの電極は、基準電極として使う必要がある。従っ
て、前述の米国特許による方法では、本発明における筋
電測定による方法に比べて、胃腸内の内容物に大いに左
右されるのは明らかである。
開示の内容 本発明は、患者の胃腸管における所望部位まで給餌チ
ューブを挿入するのを助け、その後は、その所望部位に
栄養素が確実に供給されるのを保証する装置に対してな
されたものである。この装置は、臨床分野での大きな技
術進歩をなすものである。本発明の給餌チューブにポン
プや流量規則クランプなどの自動給餌システムを接続す
れば、胃腸管内においての所望部位からの給餌チューブ
の先端の遊走が自動的に検出されると共に、それがモニ
タされるようになっているから、給餌チューブの先端が
胃腸管内における所望部位に再び戻るまでの間、給餌シ
ステムを自動的に遮断することができる。
胃腸管を含む人間の解剖学上の諸部位には、その部位
における筋肉の運動により、部位毎に周波数の異なる電
気信号が発生している。このような、筋肉の運動により
喚起される電気信号は、筋電信号としてよく知られてい
るところである。例えば、正常なヒトの場合、胃からで
る筋電信号は１分当たり３個発生しており、また、十二
指腸からでは１分当たり11個発生していることがよく知
られている。胃腸管の他の部位、即ち、食道、小腸の最
遠狭窄幽門部、結腸などでも、それぞれ異なった周波数
の筋電信号を発生している。胃腸管内筋電測定法として
知られている、このような筋電脱分極信号を給餌チュー
ブの先端で連続検出して、それをモニタすることで、給
餌チューブの先端の変位を直ちに知ることができる。ま
た、胃腸管内筋電測定法は、前記脱分極信号の周波数の
微少変動を検出することにより、胃腸管内のある特定部
位の機能変化を定めることができるから、例えば、自動
給餌システムの稼働率を決定、若しくは制御させたり、
特別な栄養素を自動注入したり、胃腸管の運動性の回復
の如何について技後の患者を自動モニタしたり、診断法
の一環として吸収障害とリズム障害とを区別したりする
のに利用することもできる。
本発明は、先端に筋電信号を検出する電極が一つかそ
れ以上設けられている給餌チューブに対してなされたも
のである。本発明は、検出信号が供給されるようになっ
ている増幅器／フィルタのモジュールと、このモジュー
ルからの出力信号を受けるモニタと、該モニタにより制
御される給餌システムとで構成しても良いものである。
本発明は、患者の胃腸管における筋電信号を検出、か
つ、モニタすることにより、胃腸管における所望部位へ
給餌チューブを位置決めし、その位置をモニタすると共
に、筋電信号を経腸給餌システムを制御するのに用いる
装置を提供するのを目的としたものである。
また、先端に球頭形プローブ（bolus）を、また、外
端にＹ字形連結具を備えていると共に、モニタに接続し
たリード線が、プローブ上に隔離して設けた電極まで延
在している給餌チューブを提供するのも、本発明の別の
目的である。
実施例 以後、添付図面を参照しながら、本発明の好ましい実
施例を詳述する。
本発明による胃腸内定置給餌システム10としては、複
数の使い方が考えられる。その内の二通りを第１図に示
すが、実線で示すように、給餌チューブ12を経鼻挿管す
る場合と、同じく点線で示すように給餌チューブ12aを
腹孔を介して挿管する方法とが考えられる。いずれにし
ても、給餌チューブ12、12aの外端はＹ字形連結具14に
接続されており、また、内端には電圧検出（筋電信号検
出）用電極18′,18″（第２図及び第４図を参照）を備
えた球頭形プローブ（bolus）が接続されている。20
は、増幅器とフィルタとを一つの単体として構成した増
幅器・フィルタモジュールであって、検出した筋電信号
を増幅すると共に、不必要な周波数をカットするもので
ある。このモジュール20から出力された筋電信号はモニ
タ22で処理された後、場合によっては、例えば注入ポン
プ又は流量規制クランプからなる制御式栄養素供給装置
24に供給される。
給鼻給餌法について詳述すれば、小腸28の上部または
十二指腸26に液体栄養素を供給するのであって、その場
合での給餌チューブ12は、プローブ16が十二指腸26に臨
むように、鼻から食道30と異32とを介して挿管する。第
２図に示すように、給餌チューブ12の外側における連結
具14は分岐アーム36、42を備え、アーム36には、モジュ
ール20から延在する絶縁リード線34′、34″が設けられ
ている。これらのリード線34′、34″は、第５図に示す
ように給餌チューブ12の内壁に沿ってプローブ16の方へ
と延在した後、接続具19（電極18″に対応する接続具は
第２図では見えない。）を介して電極18′、18″に接続
されている。第５図に詳細に示すように、給餌チューブ
12、12aの内部には、リード線34′、34″を挿通させる
ための別の通路、即ち、ルーメン60を設けても良い。別
の方法としては、給餌チューブ12、12aの形成時にリー
ド線を壁内に埋設させても良い。
他方、腹孔給餌法について詳述すれば、第１図におい
て点線で示すように患者の胃32に液体栄養素を供給する
方法であって、この場合での給餌チューブ12aは、患者
の腹壁48に小孔46を形成し、その小孔46の前後に、腹壁
48に対する給餌チューブ12aの動きを防ぐための調節自
在な保持部材50、52を取り付けた後、プローブ16aが胃3
2内に臨むようにその小孔46を介して胃32に挿管する。
この場合でも経鼻給餌法につての説明と同様に、分岐ア
ーム36a、42aを備え、モジュール20から延在する絶線リ
ード線34a′、34a″がアーム36aに設けられているＹ字
形連結具14aを用いる。言うまでもなく、リード線34
a′、34a″は、第５図に示したのと同様に、給餌チュー
ブ12aの内壁に沿ってプローブ16aの方へと延在した後、
接続具を介して電極に接続されている。
図示しないが、経鼻給餌法に用いる給餌チューブ12の
先端におけるプローブ16は、所望によっては、胃32に臨
ませても良いし、又は、図示以外の残りの小腸の部分
や、結腸に臨ませて、その部位での筋電信号をモニタす
るようにしても良い。同様に、腹孔給餌法に用いる給餌
チューブ12aの先端におけるプローブ16aも、十二指腸、
小腸、結腸のいずれか、又は、その他の部位に臨ませ
て、当該部位での筋電信号をモニタするようにしても良
い。また、第３図に示すように、診断の都合上、鼻道62
を介して挿管する給餌チューブ12ではあるものの、食道
内電極64、胃内電極66、腸内電極68と、三箇所に検出電
極手段を設けるのも望まれるところであり、本発明はこ
れに対しても適用できるものである。
増幅器・フィルタモジュール20は、生理学上有意な周
波数帯域以外の周波数と60ヘルツのノイズとをカットす
るように構成されており、同時に検出した筋電信号をモ
ニタ22が充分機能し得る大きさに増幅するようになって
いると共に、電極18′、18″とモニタ22との間でのイン
ピーダンスの整合をも行うようになっている。このモジ
ュール20は接続線38を介して適当な方法でモニタ22と接
続されている。そして、モニタ22は、これまた適当な方
法で、接続線40を介して栄養素供給装置24に接続されて
いる。モニタ22は電子装置であって、電極18′、18″で
検出し、モジュール20から供給された電気生理学的信号
ないし筋電信号を、経腸管における電気的挙動の特定の
特性が識別できるように処理する。このように当該信号
の特定のパラメータが求まると、モニタ22に設定したプ
ログラムに組み込まれている特定の基準値と比較する。
尚、前記モニタ22に設定するプログラムには、栄養素供
給装置24をして現在の栄養素供給率を保持するか、或い
はそれを増減したり、別の栄養素の供給を行わせるよう
に、前述の比較の結果に基づいて栄養素供給装置24を制
御する論理フローが含まれているものである。
前述したように、本発明によるシステム10は、患者の
胃腸管内での負荷過重に係わる問題を解消するものであ
る。一般に、栄養素供給率を低めにして給餌を開始する
が、その後、患者の栄養必要量に達するか、又は、患者
が不快感若しくは他の症状を呈するまで、定期的に栄養
素供給率を増加する。そこで、本発明のシステム10を用
いると、消化作用の問題点を予見できるから、栄養素供
給率をコントロールすることで、胃の負荷過重や、痙
攣、悪心、嘔吐、下痢、胃液逆流現像、嚥下肺炎などの
有害な症状の発現を防ぐことができる。尚、栄養素の供
給を行うのであれば、第１図に示したように、Ｙ字形連
結具14、14aのもう一方のアーム42、42aに給餌装置24か
ら延在するチューブ44、44aを接続する。しかし、栄養
素の供給が目的ではなく、胃腸管内の具合を診断するの
であれば、アーム14を密栓しても良いものである。
所で、胃腸管内給餌法のもう一つの問題点として、給
餌チューブ12、12aの先端、即ち、プローブ16、16aを胃
腸管内の所望部位に定置させると共に、それを確認する
方法がある。現在広く採用されている方法では、Ｘ線照
射を併用するか、吸引法、開腹挿管法（asculation）な
どがあり、いずれも危険を伴うものである。それに対し
て、本発明のシステム10では、モニタ22が、栄養素供給
率をコントロールするばかりではなくて、プローブ16、
16aが所定の位置から遊走した場合、或は不整脈などの
弊害が起こった場合に、栄養素供給を停止すると共に、
警報を発するようにプログラミングされているので、前
述の問題点を防ぐことが出来るものである。モニタ22に
は、例えば陰極線管を用いた表示装置や、シャートレコ
ーダと磁気テープ記録装置のいずれか一方、又は、両方
からなる記憶装置を設けて、検出信号を視覚的に表示し
たり、記録するようにしても良い。
第２図と第４図とにおいて、好ましい実施例での電極
18′、18″は、細線をプローブ16上の二ケ所であって、
そのプローブ16に形成されている栄養素注入口54、56の
近傍に巻回して形成したコイルの形になっている。言う
までもないことではあるが、電極18′,18″を形成する
細線としては、例えば金、銀、プラチナなどの電導性の
良好なものを用いる。また、コイル式電極としては、銀
の塩化物塩を被覆した銀線で形成する銀／塩化銀電極が
考えられる。電極を構成するコイルは、プローブ16の外
周で電導面を形成する傍ら、例えば挿管時におけるプロ
ーブ16の屈曲に応じて変形するようになっている。
しかし、電極18′、18″としては、コイル式でなくて
も良いものであり、例えば可撓性のある箔で形成するな
ど、種々考えられる。
複路式給餌チューブの詳細な構成を第４図と第５図に
示す。この給餌チューブは、患者の胃腸管内における所
望部位での筋電信号を検出する手段を備えているばかり
ではなくて、検出部位に液状栄養素を供給する手段をも
同時に備えている。即ち、給餌チューブ12の内部には、
栄養素供給路58と、前述したルーメン60とが形成されて
いる。栄養素供給路58は、栄養素供給装置24から、プロ
ーブ16上の栄養素注入口54、56へと栄養素を供給するも
のであり、又、ルーメン60は、電極18′、18″とモジュ
ール20との間を接続するリード線34′、34″が延在する
部分である。
第２図においては、プローブ16（16a）における電極1
8′、18″は、栄養素注入口54、56の外側に形成されて
いるものとして示したが、第４図に示すように、栄養素
注入口54、56に対して給餌チューブ寄りに形成しても良
い。殊に、第４図の構成では、栄養素注入口54、56近傍
におけるプローブ16（16a）の部分は、第６図に示すよ
うにルーメン60が形成されていない。
尚、当業者には、実施例で説明したもの以外の改変な
どが考えられるものであり、そのような改変は、本発明
の精神から逸脱しない限り、本発明の範囲に含まれるも
のと解すべきである。
【図面の簡単な説明】
第１図は、本発明による装置の電気回路を示す傍ら、本
発明の給餌チューブの使い方の一例として二通りあるこ
とを実線と点線で示す概略説明図、第２図は、プローブ
及びＹ字形連結具を含む給餌チューブの一部切欠き拡大
縦断面図、第３図は、食道内、胃内、小腸内での筋電信
号を得る場合での本発明の給餌チューブの別の用い方を
示す説明図、第４図は、本発明の変形例によるプローブ
の一部切欠き拡大縦断面図、第５図は、第４図に示した
線５−５に沿う横断面図、第６図は、第４図に示した線
６−６に沿う横断面図である。 12、12a……給餌チューブ、 14、14a……Ｙ字形連結具、 16、16a……プローブ、 18′、18″……筋電信号検出用電極、 20……増幅器・フィルタモジュール、 22……モニタ、24……栄養素供給装置。
───────────────────────────────────────────────────── フロントページの続き (72)発明者 ロナルド・エム・アイザック アメリカ合衆国オハイオ 43085 ワー シントン、オレンタンジィ・ブーレヴァ ード 5920番

Claims (10)

    (57)【特許請求の範囲】
  1. 【請求項１】その先端部に栄養素注入口が形成された胃
    腸管内に流体栄養素を注入する給餌チューブと、外給餌
    チューブの前記先端部に設けられて、胃腸管内での前記
    先端部の位置を検出して、それに対応する信号を出力す
    る検出器と、前記信号をモニタするモニタとから構成さ
    れていて、前記胃腸管内での前記栄養素注入口の位置
    と、前記胃腸管内での異なった部位における機能の変化
    の何れか一方、又は両方を検出する経腸給餌装置におい
    て、前記検出器が、給餌チューブの前記先端部が臨む胃
    腸管内の特定部位で発生する筋電信号を検出する少なく
    とも一本の電圧検出電極からなることを特徴とする経腸
    給餌装置。
  2. 【請求項２】請求項１項に記載のものであって、前記先
    端部が前記栄養素注入口を備えた球頭形プローブからな
    り、また、前記電圧検出電極が、前記栄養素注入口近傍
    において前記球頭形プローブに設けた少なくとも一本の
    線材電極からなることを特徴とする経腸給餌装置。
  3. 【請求項３】請求項１項又は２項に記載のものであっ
    て、前記電圧検出電極にはリード線が接続されており、
    このリード線は給餌チューブ内を延在していて、前記電
    圧検出電極とは反対側の端部が前記モニタに接続される
    ようになっていることを特徴とする経腸給餌装置。
  4. 【請求項４】請求項３項に記載のものであって、前記電
    圧検出電極を形成する線材が金線、銀線、プラチナ線、
    又は銀／塩化銀線であることを特徴とする経腸給餌装
    置。
  5. 【請求項５】請求項１項から４項の何れか一項に記載の
    ものであって、前記先端部とは反対側における給餌チュ
    ーブの端部にＹ次形連結具が設けられており、該Ｙ字形
    連結具に前記給餌チューブに栄養素を供給する栄養素供
    給装置が連結されており、前記モニタは、前記検出器か
    らの出力信号に応じて前記栄養素供給装置を制御するこ
    とを特徴とする経腸給餌装置。
  6. 【請求項６】請求項１項から５項の何れか一項に記載の
    ものであって、前記給餌チューブの一部分であって、食
    道と胃と小腸にそれぞれ臨む部分に互いに隔離して複数
    の電極を設けて、胃腸管内で発生する筋電信号を検出す
    ることを特徴とする経腸給餌装置。
  7. 【請求項７】請求項１項から６項の何れか一項に記載の
    ものであって、前記給餌チューブは、前記栄養素注入口
    まで液体栄養素を搬送する栄養素供給路と、前記電極か
    ら延在するリード線を挿通させるためのルーメンとがそ
    の内部に互いに隔離して形成されていることを特徴とす
    る給腸給餌装置。
  8. 【請求項８】請求項１項から７項の何れか一項に記載の
    ものであって、前記モニタと前記電極から延在するリー
    ド線とは像幅器・フィルタモジュールに連結されてい
    て、前記検出器からの出力信号が当該モジュールにより
    増幅、ろ波されることを特徴とする経腸給餌装置。
  9. 【請求項９】請求項１項から８項の何れか一項に記載の
    ものであって、前記モニタはプログラマブルモニタであ
    って、表示装置と記憶装置とを備えて検出信号を記録す
    るようになっており、また、液体栄養素の流量を規制す
    るのみならず、前記筋電信号を処理するようになってい
    ることを特徴とする経腸給餌装置。
  10. 【請求項１０】請求項１から９項の何れか一項に記載の
    ものであって、前記給餌チューブが、経鼻給餌チューブ
    当は経腹孔給餌チューブであることを特徴とする経腸給
    餌装置。
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