JP4261755B2 - 圧力調整装置及び呼吸補助装置 - Google Patents

Description

【０００１】
【発明の属する技術分野】
本発明は呼吸補助装置に関連する圧力調整装置の使用に関し、限定はされないが、特に加湿された終末呼気陽圧（ＰＥＥＰ）装置から患者に供給されるガスの圧力を調整するための圧力装置に関する。
【０００２】
【従来の技術】
呼吸を容易にするために医療機器を使用することは当該技術においては周知になっている。斯かる機器は、単純な酸素マスクや大気圧より僅かに高い圧力で酸素を供給するテントの形態をとることができる。こうした装置は単に人が呼吸をするのを助けて肺と共に機能するものである。
【０００３】
高周波数で機能する換気装置が過去に提案されている。当該技術分野においては２つのタイプの高周波数換気装置が公知である。１つのタイプは、米国特許第２９１８９１７号（エマーソン（Ｅｍｅｒｓｏｎ））の明細書によって例示されるようなもので、往復するダイヤフラムを使用して対象患者に供給されるガス柱を振動させている。この振動は患者の呼吸に付加される自然又は人工的なもので、かなりの速さ、例えば毎分１００回から１５００回の振動である。エマーソンの装置は患者の気道及びそれに関連する器官を振動させることを主として目的としているが、エマーソンは、さらに、高周波数振動が気道内でガスをより急速に拡散させ、その結果、呼吸機能を助けることも認識していた。しかしながら、エマーソンの装置は患者の呼吸全体を補助することはできず、患者の自発呼吸と共に又は人工的に誘起させた吸入及び呼出を引き起こさせる他の装置と共に使用されなくてはならない。
【０００４】
第２のタイプの高周波数換気装置は、米国特許第４２６５２３７号（シュワンボム（Ｓｃｈｗａｎｂｏｍ）ら）の明細書に例示されているようなジェットパルス換気装置である。シュワンボムらの換気装置は、患者を完全に換気させることができる高周波数、高圧力の空気のパルスを発生させる。呼吸パルスは０．２ｂａｒから２．７ｂａｒまでの圧力で発生する。この圧力は吸入期に肺を拡張させるに十分なものである。空気の噴出が止まった後、肺の自然なコンプライアンス（弾力性）によって拡張が行われる。したがって、シュワンボムらは患者の完全な換気を行うために肺のコンプライアンスに頼らざるを得ないことが分かる。もし肺のコンプライアンスが低ければ、より大きな圧力を使用しなければならない。このようなジェットパルス換気装置が有効となる用途がある一方で、ジェットパルス換気装置は一般的には応用性に富むものではなく、それらの使用は大部分が実験的な作業に限定される。
【０００５】
これらタイプに関する改良が米国特許第４８２１７０９号（ジェンセン（Ｊｅｎｓｅｎ））の明細書に開示されており、この改良は柔軟なダイヤフラムを使用して患者に供給されるガスに高周波数の振動を与えるものである。ジェンセンは患者の自発呼吸や別個の換気装置の必要なしに患者を換気するより現実的な方法を提供している。米国特許第４６４６７３３号（ストロット（Ｓｔｒｏｔ）ら）は呼出ガスを制御する弁を使用して患者に供給されるガスに高周波数の振動を生じさせるための装置を提案している。
【０００６】
【発明が解決しようとする課題】
患者に供給されるガスの平均レベルを調整することができ、特に非侵襲形態の補助で、患者を自発的に呼吸させるために高周波数圧力振動を提供するための単純な装置を有することが望ましい。
本発明の目的は、上述の不利点を克服する方向に向かう又は少なくとも健康管理産業に有効な選択を与える圧力調整装置を提供することにある。
【０００７】
【課題を解決するための手段】
したがって、本発明は、第１の態様では、呼吸補助を必要とする患者に吸入ガスを搬送し該患者から呼出ガスを取り去る呼吸補助装置と共に使用するための圧力調整装置であって、使用時に液体を含み、使用時に実質的に一定レベルを有するように形成された容器と、前記呼吸補助装置に接続できるように構成されており使用時に前記呼吸補助装置からの呼出ガスを受容する近位端部と、液体に浸漬させられる遠位端部とを含む末端導管手段とを備え、使用時に、前記遠位端部を前記液体に浸漬させる深さによって前記患者に供給される前記ガスの平均圧力が調整され、更に、前記容器に設けられ、使用時に液体を実質的に一定レベルに維持するオーバーフロー手段を備えている、圧力調整装置により構成される。
【０００８】
本発明は、第２の態様では、患者にガスを供給するように構成されたガス供給手段と、前記患者にガスを送出するように構成された複数のポートを含む送出手段と、前記ガス供給手段から前記送出手段に前記ガスを搬送するための吸入ガス移送手段と、前記送出手段から前記患者の呼気を搬送するための呼出ガス移送手段とを備え、使用時に液体を含む容器と、前記呼出ガス移送手段に接続できるように構成されており使用時に前記呼出ガス移送手段からの呼出ガスを受容する近位端部と、液体中に浸漬させられる遠位端部とを含む末端導管手段とを備え、使用時に、前記遠位端部を前記液体中に浸漬させる深さによって調節された実質的に一定の平均圧力を前記患者に届けるようになっており、使用時に実質的に一定の平均圧力を前記患者にもたらすように、前記容器に設けられ、使用時に液体を実質的に一定レベルに維持するためのオーバーフロー手段を備え、前記平均圧力は、前記遠位端部を前記液体中に浸漬させる深さによって調節される、患者にガスを供給して該患者の呼吸を助けるための呼吸補助装置により構成される。
【０００９】
本発明は、第３の態様では、呼吸補助を必要とする患者に吸入ガスを搬送し該患者から呼出ガスを取り去る呼吸補助装置と共に使用するための圧力調整装置であって、使用時に液体を含み、使用時に液体を実質的に一定レベルに維持するオーバーフロー手段を有する容器と、前記呼吸補助装置に接続できるように構成されており前記呼吸補助装置からの呼出されるガスを受容する近位端部と、液体中に浸漬させられる遠位端部とを含む末端導管手段とを備え、使用時に、前記液体において起きた泡立ちにより患者に供給される吸入ガスの圧力に生じる摂動を比較的小さくなるように制御する圧力調整装置により構成される。
【００１０】
本発明が関連する技術分野の当業者にとって、多数の構造の変化及び本発明の広範な異なる実施態様及び適用例は特許請求の範囲に記載された本発明の範囲から逸脱しない範囲で提示できるであろう。本願における開示内容及び記載は単に説明のためのものであり限定を意図するものではない。
【００１１】
【発明の実施の形態】
本発明は、陽圧換気装置に接続された患者に供給されるガスの圧力に変動又は振動を生じさせる手段を提供する。呼気導管の端部を水柱に浸漬させることによって、その結果生じた気泡が患者に供給されるガスの平均圧力に変動又は脈動（摂動）を生じさせる。本発明は、そうする際に、呼気導管の端部を水柱内に浸漬させる高さを変化させることによって、患者に供給されるガスの平均圧力を変化させる単純な方法をさらに提供する。患者に供給されるガスの平均圧力を一定に保つために、呼気導管の端部を浸漬させる深さは一定に維持されなければならず、これを行うことを確実にするための装置がさらに開示される。
【００１２】
ここで図１を参照すると、典型的な適用形態が示されている。加湿を受けている終末呼気陽圧（ＰＥＥＰ）装置が示されており、同装置においては、患者１１９が吸気導管１２１に接続された鼻マスク１２８を通じて加湿及び加圧されたガスを受容している。しかしながら、本発明がＰＥＥＰガスの供給に限定されるものではなく、他のタイプのガス供給装置にも適用可能であり、加湿を必ずしも含まなくてもよいことを理解するべきである。吸気導管１２１は多量の水１１５を収容している加湿チャンバ１１０の出口１１２に接続されている。呼気導管１２１は加熱手段又は電熱線１１８を含むこともでき、加熱手段又は電熱線１１８は呼気導管１２１の壁を加熱して呼気導管１２１に沿った一定湿度分布を保証し、それによって呼気導管１２１内での加湿ガスの凝集を減少させる。加湿チャンバ１１０内の多量の水が加熱されると、水蒸気が水面上方のチャンバの体積空間に充満し始め、ガス供給手段すなわち送風機１１８から供給され入口１１６を通って加湿チャンバ１１０に進入するガス（例えば空気）の流れと共に加湿チャンバ１１０の出口１１２から外へ流通させられる。
【００１３】
加湿されたガスは吸気導管１２１を通って患者１１９の口の周囲に取り付けられた鼻マスク１２８へと流通する。さらに、余分なガスは呼気導管１３０を通って圧力調整装置１３４へ流れる。
【００１４】
圧力調整装置
本発明の好ましい実施態様では、圧力調整装置１３４は水１３８の柱を収容した容器すなわちチャンバ２０４に呼出ガス（呼気）の流れを排出する形態をとっている。呼気導管１３０を通って流れるガスは、呼気導管１３０からチャンバ２０４内に延びている短い導管１３６から水１３８の中に排出される。この結果、泡立ち作用が生じ、それによって、結局、ガスが流出ポート１５２を介してチャンバ２０４から退出する。流出ポート１５２はさらに最初にチャンバ２０４に水を充満させるために使用されることも可能である。流出ポート１５２は、水１３８の表面で勢いよく泡立つことによって生じる液体エーロゾルが放出されることを防ぐために遮蔽体を備えている。短い導管１３６を呼気導管１３０の端部に等しく一体化することができることは了解されよう。
【００１５】
ここで図２から図７を参照すると、圧力調整装置１３４及びそれに関連する構成要素がさらに詳しく示されている。呼気導管１３０（図１）は短い導管１３６の端部に嵌合しており、さらにこの短い導管１３６がコネクタ１４６を介して水チャンバ２０４の蓋１４４に取り付けられている。コネクタ１４６は、幾つかの弾性隆起部すなわちプラスチックトグル１４８を備えており、これらトグル１４８は短い導管１３６の環状溝１５０にロックして使用の間短い導管１３６を所望の位置にロックされた状態に保持する。チャンバ２０４は予め定められた水位１４０まで多量の水１３８で充満されている。水の代わりに任意の適した液体を使用することができることは了解されよう。
【００１６】
供給されるガスの平均圧力を制御するために、水１３８の中に短い導管を浸漬させる深さ（レベル）を変化させることが必要であることは了解されよう。患者に供給されるガスの圧力を４９．０３３２５Ｐａ（５ｍｍＨ₂Ｏ）刻みで変化させることが多くの適用例には適していると考えられており、この刻みでの変化は各環状溝１５０を１５０．５ｃｍ間隔で離間させて配置することによって達成される。輪郭加工された把持部分１４７が呼気導管１３０に取り付けられる短い導管１３６の端部に設けられており、容易な調整を可能とさせている。１つの実施態様では、３９２．２６６〜７８４．５３２Ｐａ（４〜８ｃｍＨ₂Ｏ）の範囲にわたって調整可能であるが、この範囲は必要に応じて修正することが可能であることは了解されよう。本発明の好ましい実施態様による圧力調整装置が最も高い圧力設定値に調整された状態で図７に示されている。短い導管１３６上に示された各溝１５０の上の数字によってこの設定値を指示することが可能であり、この数字はコネクタ１４６の上方に視認することができるようにする。
【００１７】
定水位
好ましい実施態様では、本発明は加湿を受けるＰＥＥＰ呼吸装置と共に使用される。よって、呼出ガスは非常に高いレベルの湿度を有し、高いレベルの湿度では一部のガスが圧力調整装置１３４の水１３８内で必ず凝縮する。したがって、水チャンバ２０４内の水の体積は経時的に増加し、確認をしなければ、患者に供給されるガスの圧力を上昇させ、結果として悪い側の影響を生じさせる。水位を一定に維持することを保証するために、水チャンバ２０４は図２から図７にも示されているオーバフロー（越流）機構２１８を備えている。
【００１８】
水塊の頂部では勢いよい泡立ちが起こっているので、余分な液体が越流し得る簡単な縁では効果がなく、したがって、ある種の形態の濾過や減衰が必要とされる。チャンバ２００の頂部での勢いよく泡立つ作用を緩和させるために、通常泡立ちが起こると予測される高さよりもかなり低い高さに主水チャンバ２０４からの主流出ポート２０２が設けられている。しかしながら、泡立つことで多量の液体の隅々にまで圧力波を発生させてしまう。これら圧力波は通常主流出ポート２０２を通って平滑化チャンバ２０６に反射され、それによって、所望される以上の水を漏出させてしまう。この圧力波の作用を軽減させるために、波遮蔽体２０８が水２１０の上側水位と主流出ポート２０２との間の中間位置に設けられている。この波遮蔽体２０８は表面泡立ちによる圧力波の大部分から主流出ポート２０２を遮蔽する。
【００１９】
このことは、実際上、平滑化チャンバ２０６内の水位が比較的穏やかになり主水チャンバ２０４内の平均水位（瞬間的な水位とは反対の意味）に概略対応するようになることを意味している。さらに、平滑化チャンバ２０６すなわち中間オーバフローチャンバの水位は、隆起した隣接するプラットフォーム（台座）２１４上に位置するオーバフロー（越流）ポート２１２によって調整される。オーバフローポート２１２は、中間オーバフローチャンバである平滑化チャンバ０６内に残存するあらゆる小さな波の作用にうち勝つために、僅かに隆起した筒状の隔壁２１６によって周囲を囲まれている。
【００２０】
さらに、水はオーバフロー機構である着脱可能なオーバフロー容器２１８に流入し、この容器２１８は使用中に一杯になると取り外されて空にされる。主水チャンバ２０４と中間オーバフローチャンバすなわち平滑化チャンバ２０６の両方は透明なプラスチックを使用して一体的に射出成形される。別個のオーバフローチャンバもまた、別個の短い導管１３６と同様に、透明なプラスチックを使用して射出成形される。
【００２１】
他の実施態様
主水チャンバにおける平均水位を変化させるために使用される装置は複数の形態をとり得ることがさらに了解されよう。好ましい実施態様では、摺動可能な導管が使用されているが、例えば蛇腹形バッフルや回転可能な導管のような他の形態が等しく適用可能となる。他の形態のオーバフロー機構も可能であることは了解されよう。例えば、水を第２のチャンバ１６０に通過させるために、図８に示されている他の実施態様は細いスロット１６２を使用しており、この実施態様では、バッフルがオーバフローチャンバ（平滑化チャンバ１６８）へのオーバフロー開口１６６の前にあらゆる変動（摂動）を平滑化させている。
【発明の効果】
本発明は、平均圧力レベルを容易に調整することを可能とさせると共に、患者に自発的に呼吸させるために高周波数圧力振動を発生させることを可能にしている。また、本発明はメンテナンスをほとんど若しくは全くせずに平均圧力を一定に維持できる。さらに、本発明は、従来技術の換気装置と比較して使い捨てが可能で安価である。
【図面の簡単な説明】
【図１】患者に対する呼吸補助を供給するための典型的な構成を示しているブロック図である。
【図２】本発明の好ましい実施態様による蓋が設置された圧力調整装置の平面図である。
【図３】本発明の好ましい実施態様による圧力調整装置の側面図である。
【図４】本発明の好ましい実施態様による圧力調整装置の断面図である。
【図５】本発明の好ましい実施態様による圧力調整装置の他の側面図である。
【図６】本発明の好ましい実施態様による水チャンバに延びる短い導管の斜視図である。
【図７】本発明の好ましい実施態様による圧力調整装置全体の断面図である。
【図８】本発明の他の実施態様の断面図である。

Claims (6)

1. 呼吸補助を必要とする患者に吸入ガスを搬送し該患者から呼出ガスを取り去る呼吸補助装置と共に使用するための圧力調整装置であって、
   使用時に液体を含み、使用時に実質的に一定レベルを有するように形成された容器と、
   前記呼吸補助装置に接続できるように構成されており使用時に前記呼吸補助装置からの呼出ガスを受容する近位端部と、液体に浸漬させられる遠位端部とを含む末端導管手段とを備え、
   使用時に、前記遠位端部を前記液体に浸漬させる深さによって前記患者に供給される前記ガスの平均圧力が調整され、
   更に、前記容器に設けられ、使用時に液体を実質的に一定レベルに維持するオーバーフロー手段を備えている、
   ことを特徴とする圧力調整装置。
2. 前記圧力調整装置が前記容器に取り付けられており前記末端導管手段に係合する接続手段をさらに備え、前記末端導管手段が少なくとも１つの部分的な溝を含み、前記接続手段が弾性を有し且つ係合相手となる少なくとも１つの部分的な隆起部分又はトグルを含み、使用時に、前記接続手段に対する軸線方向の位置に関して予め定められた増分間隔で前記末端導管手段を調整することができ、前記予め定められた増分間隔は１ｃｍである、請求項１に記載の圧力調整装置。
3. 前記圧力調整装置が前記容器に対する液体の液面高さを前記一定レベルに調整するためのオーバフロー手段をさらに備え、該オーバフロー手段が、
   使用時に前記液体の液面高さの十分に下方となる位置に設けられる前記容器からの水中流出口と、
   使用時に前記液体の液面高さと前記水中流出口の間となる位置に設けられ、使用時に患者の呼気が流通することによって前記液体に生じる圧力波を前記流出口において減少させるための手段とを備える、請求項１又は請求項２に記載の圧力調整装置。
4. 着脱可能な容器をさらに備え、使用時に、前記液体からの越流が前記越流出口から前記着脱可能な容器に流入する、請求項３に記載の圧力調整装置。
5. 患者にガスを供給するように構成されたガス供給手段と、前記患者にガスを送出するように構成された複数のポートを含む送出手段と、前記ガス供給手段から前記送出手段に前記ガスを搬送するための吸入ガス移送手段と、前記送出手段から前記患者の呼気を搬送するための呼出ガス移送手段と、
   使用時に液体を含む容器と、
   前記呼出ガス移送手段に接続できるように構成されており使用時に前記呼出ガス移送手段からの呼出ガスを受容する近位端部と、液体に浸漬させられる遠位端部とを含む末端導管とを備え、
   使用時に、前記遠位端部を前記液体に浸漬させる深さによって調節された実質的に一定の平均圧力を前記患者に届けるようになっており、
   使用時に実質的に一定の平均圧力を前記患者にもたらすように、前記容器に設けられ、使用時に液体を実質的に一定レベルに維持するオーバーフロー手段を備え、前記平均圧力は、前記遠位端部を前記液体中に浸漬させる深さによって調節される、
   ことを特徴とする患者にガスを供給して該患者の呼吸を助けるための呼吸補助装置。
6. 使用時に呼吸補助を必要とする患者に吸入ガスを搬送し該患者から呼出ガスを取り去る呼吸補助装置と共に使用するための圧力調整装置であって、
   使用時に液体を含み、使用時に液体を実質的に一定レベルに維持するオーバーフロー手段を有する容器と、
   前記呼吸補助装置に接続できるように構成されており前記呼吸補助装置からの呼出ガスを受容する近位端部と、液体中に浸漬させられる遠位端部とを含む末端導管手段とを備え、
   使用時に、前記液体において起きた泡立ちにより患者に供給されるガスの圧力に生じる摂動を比較的小さくなるように制御する、
   ことを特徴とする圧力調整装置。

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