JP4302090B2

JP4302090B2 - 気管内痰の吸引装置

Info

Publication number: JP4302090B2
Application number: JP2005311343A
Authority: JP
Inventors: 修一徳永
Original assignee: 株式会社徳永装器研究所
Priority date: 2005-10-26
Filing date: 2005-10-26
Publication date: 2009-07-22
Anticipated expiration: 2025-10-26
Also published as: JP2007117273A

Description

本発明は、気管内痰の吸引装置に関するものである。より詳しくは、気管内痰を連続的に吸引する手段と吸引時の圧力を測定し制御する手段と異常通報手段からなる吸引装置に関するものである。

人工呼吸器を使用した患者や燕下障害等で排痰機能が低下した患者の気管内痰の排出は、気管内に挿管した気管カニューレを介して吸引カテーテルを挿入して、用手吸引による方法が一般的である。気管部に切開した穴に気管カニューレを挿入し、気管カニューレのアダプタ部と人工呼吸器から延びた呼吸管を連通することにより人工換気を施す。人工呼吸では気管に溜まった痰が気道を塞ぐために定期的に痰の排出処置が必要である。また、燕下障害等で排痰機能が低下した患者は、人工呼吸器を使用しなくても、前記気管カニューレを挿管し、気管カニューレに吸引カテーテルを通して気管内の痰を吸引排出している。
痰の処置方法の汎用例としては、まず介護者が気管カニューレからアダプタ部を外し、
気管カニューレの開口部に吸引カテーテルを挿入して痰を吸引する方法が知られている。しかしながら、気管内痰の吸引は１〜２時間おきに必要で、この方法では介護者に昼夜を問わぬ労働を強いること及び気管閉塞等の事故を起こすことの危険性が大きく、本人や介護者への負担が大きかった。

これを解消する従来技術として、例えば特開２００２−２１９１７５号広報（特許文献１）のような人工呼吸システムがある。特許文献１では、人工呼吸器からの呼吸管の接続部に呼吸管開閉弁を設け、吸引管の接続部に吸引管開閉弁を設け、一方の弁が開けば他方の弁が閉じる操作を行う弁開閉機構を設けた人工呼吸吸引両用アダプタを人工呼吸用カニューレに接続する。これらを経由して、気道内圧計が異常に高い値を感知した場合などにおいて、自動制御装置により自動的に吸引を行う。
その結果、人工呼吸器による患者の呼吸の確保と、痰吸引器（気管内痰の吸引装置）による気管内の痰の吸い出しとを行うことができる。人工呼吸吸引両用アダプタを用いることにより、それまでの痰処置法であった、呼吸管のアダプタを介護者が外して人工呼吸を短時間休止し、その合間に吸引カテーテルにより痰を吸い取るという手間が省ける。

また、従来の気管内痰の吸引装置としては、ダイヤフラム式の痰吸引器が知られている。
（非特許文献１在宅人工呼吸マニュアル発行日本在宅医療福祉協会・在宅医療部会発行者保志順一。非特許文献２ＮＥＷ人工呼吸器ケアマニュアル出版学研）
この痰吸引器は、ダイヤフラムにより内部空間が上下に仕切られ、ダイヤフラムが３０００回／分程度の往復動することで負圧を発生する装置である。この場合に、吸引流量が１０Ｌ／分〜４０Ｌ／分と大きい流量を発生する。
負圧ケーシングは、ダイヤフラムの上下動に応じて上部空間が負圧化する時に排気弁が閉じた状態で吸気弁開き、内部空間を負圧化する。この排気弁と吸気弁は、約２ｋｐａ以下で開弁する。

特開２００２−２１９１７５号公報在宅人工呼吸マニュアル発行日本在宅医療福祉協会・在宅医療部会発行者保志順一ＮＥＷ人工呼吸器ケアマニュアル出版学研

しかしながら、従来の痰吸引器は、人工呼吸器からの呼吸管の接続部に呼吸管開閉弁を設け、吸引管の接続部に吸引管開閉弁を設け、一方の弁が開けば他方の弁が閉じる操作を行う弁開閉機構を有しているため高価となり、患者の呼吸が短時間であるが中断するため、人工呼吸を継続したまま気管内の痰を処置することはできなく、気道内圧計が異常に高い値を感知した場合などにおいて自動制御装置により自動的に吸引を行う方式は、患者の姿勢や咳で気道内圧が変動するために正確な計測ができず、自動的に吸引することはできず、自動吸引時に異常が発生した場合の検知通報ができないという問題点があった。

また、ダイヤフラム式の痰吸引器は、吸引流量が大きく人工呼吸器の吸気を吸引し呼吸に悪影響を与えるとともに、通常の使用状態で負圧ケーシングに設けた吸気弁、排気弁から人工呼吸器の吸気が漏洩し呼吸に悪影響を与え、気管内に挿入した吸引カテーテル先端の吸引流速が速いために気管内壁を吸い寄せ傷つける恐れがあるという問題点があった。

本発明は、吸引流量が低量で連続的に痰吸引ができるようにし、通常の使用状態で人工呼吸器の吸気が漏洩することがないようにして、呼吸に悪影響を与えず、気管内に挿入した吸引カテーテルからの吸引により気管内壁を傷つける心配がなく、自動吸引時の痰の詰まりや吸引カテーテルの折れ曲がり、外れ、破れ等の異常を検知し、通報して、患者の安全を確保することができる課題を解決しようとするものである。

本願発明者は、鋭意研究の結果、患者の気管内に先端部が留置され痰を吸引する吸引カテーテルと、吸引した痰が収集される収集容器と前記吸引カテーテルが吸引チューブを介して連通し、負圧力を発生するポンプ手段と前記収集容器がホースを介して連通し、前記吸引カテーテルと前記ポンプ手段が前記収集容器を介して連通する気管内痰の吸引装置であって、さらに気管カニューレとを備えたものは、痰吸引器として吸引流量が低量のシリンジポンプ方式を採用し、シリンジ式ポンプの吸気弁と排気弁の開放圧力を２０ｋｐａ以上にし、吸引路の一部に絞り部を設け吸引路の圧力幅を常時計測することにより発明を完成し、上記課題を解決した。

気管カニューレとは、気管切開手術により気管に形成された孔を通し、気管に挿入され
る短尺な管部材である。気管カニューレは、内部通路が１つしかないものでも、複数ある
ものでもよい。また、気管カニューレの気管側の端部の外周囲には、気管と気管カニュー
レとの隙間を塞ぐため、空気の出し入れにより拡縮自在なカフを取り付けてもよい。

吸引カテーテルは、気管カニューレの通路壁の内周直に固定しても、外周面に固定してもよい。吸引カテーテルは、吸引カテーテルに固定された部分と、そこからポンプ手段まで延出される部分とに、着脱自在に分割されたものでもよい。吸引する痰は、気管支および／または気管内で発生した痰であるが、口腔内で発生した液状物が含まれても良い。
正常な痰吸引圧力は、患者個体により適正な圧力をあらかじめ設定したものであり、通常、５〜１５Ｋｐａの範囲である。

そして、本発明では、患者の気管内に先端部が留置され痰を吸引する吸引カテーテルと、吸引した痰が収集される収集容器と、前記吸引カテーテルが吸引チューブを介して連通し、負圧力を発生するポンプ手段と、前記収集容器がホースを介して連通し、前記吸引カテーテルと前記ポンプ手段が前記収集容器を介して連通する気管内痰の吸引装置であって、前記収集容器から配した吸引チューブと吸引カテーテルの間に流路の開口面積を調節する絞り部を設け、絞り部により吸引カテーテルの吸引口で断続的に生じた表面張力による痰の膜が吸引路内で破れないように収集容器内に負圧力を蓄積して脈動を低減し平均化したことを特徴とする気管内痰の吸引装置とすることにした。

本発明では、患者の気管内に先端部が留置され痰を吸引する吸引カテーテルと、吸引した痰が収集される収集容器と、前記吸引カテーテルが吸引チューブを介して連通し、負圧力を発生するポンプ手段と、前記収集容器がホースを介して連通し、前記吸引カテーテルと前記ポンプ手段が前記収集容器を介して連通する気管内痰の吸引装置であって、前記収集容器から配した吸引チューブと吸引カテーテルの間に流路の開口面積を調節する絞り部を設け、絞り部により吸引カテーテルの吸引口で断続的に生じた表面張力による痰の膜が吸引路内で破れないように収集容器内に負圧力を蓄積して脈動を低減し平均化したことを特徴とする気管内痰の吸引装置としているために、吸引路内の負圧力を保持し均一化することができるので、吸引流量が低量で連続的に痰吸引ができるという利点がある。

以下、この発明の実施例に基づいて気管内痰の吸引装置を具体的に説明する。

本発明の実施例１に係る気管内痰吸引システムの全体構成図を図１に示す。１は痰吸引器で、ポンプ部１０と回転手段１５と制御部２０と圧力センサ３０と収集容器４０とホース１１６と吸引チューブ５０で構成されている。６０は人工呼吸器で、人工呼吸器６０から延出された呼吸管６１のアダプタ６２が気管カニューレ７０の基部７１に接続されている。気管カニューレ７０は患者８０の気管部８１に留置されている。吸引チューブ５０の先端は絞り弁５１を介して吸引カテーテル５２に接続され、吸引カテーテル５２の先端５２１は、気管カニューレ７０を貫通して気管部８１に留置されている。

本発明の実施例１に係る気管内痰吸引システムのポンプ手段の構造図を図２、図３に示す。ポンプ部１０に回転手段１５が取り付けられ、回転手段１５は制御部２０により回転制御されている。ポンプ部１０は、外筒１１の内部に内筒１２が配置され、回転手段１５の回転軸１５１に取り付けられた偏芯カム１５２が内筒１０４に嵌合し、偏芯カム１５２が回転することにより、内筒１２が左右方向に往復動する。
外筒１１の両端は隔壁１１０と空室１１１を設け、隔壁１１０には吸気弁１１２が設けられ、バネ１１３により一定圧力がかかると開弁する。なお、吸気弁１１２は材質を弾性ゴム等の弾性材料にして、バネ１１３を用いずに一定圧力で開弁してもよい。
空室１１１の先端にチューブ１１４を接続して吸気を取り込む吸引路１１５に接続される。外筒１１の両端が上記構造を形成し、吸引路１１５に接続されている。

内筒１２は胴板１２１の両端に隔壁１２２が配置されている。胴板１２１の中央部に長穴１２１ａが設けられ、該長穴１２１ａは、前記偏芯カム１５２が嵌合されている。隔壁１２２は外筒１１の内周面１１ａに沿った形状で、隔壁１２２周面にＯリング１２３等のシール面を形成して、外筒１１の内周面１１ａをシールして摺動する。隔壁１２２は排気弁１２３が設けられ、バネ１２４により一定圧力がかかると開放可能となる。なお、排気弁１２３は材質を弾性ゴム等の弾性材料にして、バネ１２４を用いずに一定圧力で開放可能にしてもよい。隔壁１２２に設けられた排気弁は、吸気した気体を大気へ排出する。以上の構造を内筒の両端で成して大気へ排出している。
ポンプ部１０から延出された吸引路１１５は、分岐管１１２を介して圧力センサ３０と、ホース１１６を介して収集容器４０とに連通されている。

収集容器４０は、さらに吸引接続口４０１を設け、吸引接続口４０１に吸引チューブ５０を接続し、吸引チューブ５０の途中に絞り弁５１が配設され、絞り弁５１の気管部８１側に吸引カテーテル５２が接続されている。
気管カニューレ７０は、患者８０の気管切開部８２を通して気管部８１に配置され、気管カニューレ７０の基部７１は人工呼吸器６０から延出された呼吸管６１を通して接続アダプタ６２で接続され、人工呼吸器６０により吸気と排気をしている。
吸引カテーテル５２は、気管カニューレ７０の内部を貫通し気管部８１に配設され、吸引カテーテル５２の先端部５２１は、気管内の痰８１ａを吸引する位置に配設されている。制御部２０は回転手段１５と圧力センサ３０に回路接続され、回転手段１５の回転制御と圧力センサ３０の信号を取り込み、設定圧力を超えると回転手段１５の回転数を上げ、アラーム信号出力の制御をする。

人工呼吸器６０は、内蔵したコンプレッサを一定時間毎に作動させ、患者の呼吸を確保
する装置である。呼吸管６１は、人工呼吸器６０の送排気口と気管カニューレ７０の元部に装着された接続アダプタ６２を連通している。呼吸管６１の途中には、排気を行う排気弁６３が設けられている。
気管カニューレ７０は、気管切開手術により患者の気管部８１に形成された孔に挿入される賂Ｊの宇形状に湾曲したプラスチック製の管である。気管カニューレ７０の内径は９ｍｍであり、先端は気管内に開口している。

気管カニューレ７０の管内には、前記アダプタ６２を介して、痰吸引器１から延出された吸引チューブ５０を通じて接続された吸引カテーテル５２の先部５２１が留置されている。吸引カテーテル５２の先端位置は気管カニューレ７０の先端より突出している。吸引カテーテル５２の外径は３〜４ｍｍである。気管カニューレ７０の内径は、８ｍｍ〜１２ｍｍであり、気管カニューレ７０の内部通路には、断面積５．１ｍｍ２という大きな呼吸路が確保される。これにより、患者は楽に呼吸することができる。

また、吸引カテーテル５２は痰の吸引路が形成され先部５２１には、気管内の痰を吸い込む複数個の痰吸引口が形成されている。

次に、この発明の実施例１に係る気管内痰吸引システムの作動を、図１〜図６に基づいて説明する。

回転手段１５は電動モータで、電動モータの回転軸１５１に偏芯カム１５２取り付けて回転し、内筒１２の隔壁１２２を左右に往復動する。これにより、排気弁１２３が閉じた状態で吸気弁１１２が開き、その分だけ、吸引路１１５を通して痰の収集容器４０の内部空間を負圧化する。痰の収集容器４０に連通された吸引チューブ５０に大きな負圧力が作用し、吸引カテーテル５２を通して気管部８１内の痰８１ａが痰の収集容器４０内に吸引される。偏芯カム１５２は１分間に２〜２０回転の調節器により回転し、痰の吸引量は、５０ｃｃ〜５００ｃｃ／分である。
このときに吸気弁１１２と排気弁１２３の開放圧が２０ｋｐａ以上になるようにバネ１１３とバネ１２４の弾性力を設定しているために、人工呼吸器６０からの吸気が漏洩することはない。

次にこの発明の実施例１に係る気管内痰吸引システムの吸引路の一部を調節する絞り弁５１の作用について、図４，図５、図６に基づいて説明する。
痰の吸引時には、図４に示すように吸引カテーテル５２の先部５２１にある吸引口５２２で、表面張力により痰の膜が断続的に生じる。この現象は、吸引口５２２に痰が接触し人工呼吸器６０の換気動作で痰８１ａが流動するときに起きやすい。これら痰８１ａの膜８１ｂを、従来のダイヤフラム式の痰吸引器によって吸引しようとすると、図５に示すように、その速い吸引流速で痰の膜８１ｂが破れ、吸引カテーテル５２の内周壁に飛散し、空気のみを吸引するようになり、低量で連続的に痰吸引することができない。

また、前記シリンジ式のポンプ１０では、図６に示すように内筒１１の隔壁１２２の往復動で吸引力が脈動を起こし上記の現象を生じて痰の膜が破れやすく、空気のみを吸引すること場合があり、低量で連続的に痰吸引することができないことがある。

そこで、吸引チューブ５０の途中に絞り弁５１を設けることにより、収集容器内に負圧力が蓄積され、図７に示すように脈動が低減され平均化された負圧力となる。本手段では、負圧力が一定で流量が少なく、吸引路内の流速は遅い条件が整う。そして、吸引路内の痰の膜が破れず負圧力を維持することができ、痰は排出側に徐々に移行し吸引カテーテル５２内の痰がしだいに排出側に圧送される。最終的に、痰は吸引カテーテル５２を経由して収集容器に排出される。その結果、簡単でかつ低コストな構造で、吸引流量が低量で連続的に痰吸引が可能で、気管内壁を傷つける心配がない、痰吸引器１を得ることができる。
その際、痰の吸引時に限らず、気管カニューレ７０の内部通路と人工呼吸器６０とは常に連通しているので、痰の吸引中でも常時呼吸は確保される。また、吸引器１の吸引流量は低量で人工呼吸器６０の換気量に影響することもなく、呼吸に悪影響をすることがない。

次に、前記制御部２０と圧力センサ３０による痰吸引の制御を図７に基づいて説明する。通常の痰吸引時には、痰吸引器１の吸引圧力は、あらかじめ設定した上限設定値２０Ｋｐａ以下で作動させ、圧力センサ３０により検出された検出値が、該上限設定値２０Ｋｐａを超えた時、回転手段１５に対して回転数増加の指令を出してポンプ出力を所定時間だけ高める。すなわち、痰吸引器１の通常運転中は、回転手段１５を低速で作動させ、吸引カテーテル５２内で痰が詰まるなどの異常状態が発生した場合には、吸引圧が上昇する。そして、上限設定値２０Ｋｐａを超えた時に、回転手段１５の出力を高め、痰吸引流量を増加させことで、痰による閉塞事故を防止する。

仮に、通常運転時において、ポンプ部１０の通常運転の吸引流量では処理できない程の多量の痰が発生した場合や、高粘度の痰で吸引チューブが詰まった場合には、吸引チューブの内圧が異常に高まる。それを圧カセンサ３０が検知し、その検出値が前記上限設定値２０Ｋｐａを超えた時に、制御部２０から回転手段１５に出力増加指令が出される。

このように、痰の吸引圧が上限設定値を超えた場合において、ポンプ部の吸引流量を高めることにより痰の詰まりを防止し、安全で快適な吸引を提供することができる。

次に、この発明の実施例１に係る気管内痰の吸引装置の安全機構に関する作動を、図８に基づいて説明する。
痰の詰まりやチューブの折れ曲がり等で圧力センサの検出値が高くなる。該吸引圧が上限設定値２０ｋｐａを超え、一定時間ｔ１を超えた時に、制御部２０に電気的に接続されたアラーム手段により、警報音とナースコール信号とを発する。ここで、一定時間ｔ１は患者個体により異なるが、呼吸停止による危険な時間を超えない時間であればよいが、１５〜４０Ｓ、好ましくは２０〜３０Ｓである。

また、通常の吸引状態では、絞り弁により吸引路の圧力が一定幅Ａ（１０ｋｐａ〜２０ｋｐａ）の範囲内あるが、吸引路が外れたり破れたりする異常発生の場合は、圧力センサの吸引圧が低くなる。該吸引圧が下限設定値１０ｋｐａを下回り、一定時間ｔ２を超えた時に、制御部２０に電気的に接続されたアラーム手段により、警報音とナースコール信号とを発する。ここで、一定時間ｔ２は患者個体により異なるが、吸気不足による危険な時間を超えない時間であればよいが、１５〜９０Ｓ、好ましくは２０〜５０Ｓである。

これにより吸引器の異常として、例えば吸引チューブ５０の詰まり状態、または、痰の粘度が高すぎてチューブ内での吸引速度が低い状態などが検出され、または、吸引器の停止や吸引路の外れ・漏洩などが検出され、一定時間が経過すると制御部２０からアラーム手段が発せられ、警報音やナースステーションにコール信号が発信される。すなわち、アラーム手段には、警報音とコール信号発信部とがそれぞれ組み込まれている。その結果、この異常状態を患者の近辺にいる医者や第三者、ナースステーション内に待機している看護士などに、確実かつ速やかに通報する。これにより、痰吸引時の異常を検知し通報して、患者の安全を確保することができる。

この発明の実施例１に係る気管内痰の吸引装置が適用された人工呼吸システムの全体構成図である。この発明の実施例１に係る気管内痰の吸引装置の内部構造図を示す。この発明の実施例１に係る気管内痰の吸引装置のポンプ部分図を示す。この発明の実施例１に係る気管内痰の吸引装置の痰吸引の状態図を示す。この発明の実施例１に係る気管内痰の吸引装置の従来の吸引器を使用した痰吸引の状態図を示す。この発明の実施例１に係る気管内痰の吸引装置の絞り弁がない構造の作動図を示す。この発明の実施例１に係る気管内痰の吸引装置の絞り弁を設けた構造の作動図を示す。この発明の実施例１に係る気管内痰の吸引装置の異常通報の場合の作動図を示す。

符号の説明

１痰吸引器、
１０ポンプ部
１５回転手段
１１５吸引路、
１１６ホース
１１２分岐
２０制御器
３０圧力センサ
４０収集容器
４０１収集口
５０吸引チューブ
５１絞り弁
５２吸引カテーテル
５２１先部
５２２吸引口
６０人工呼吸器
６１呼吸管
６２アダプタ
６３呼気弁
７０吸引カテーテル
７１基部
８０患者
８１気管部
８１ａ痰
８１ｂ膜
８２気管切開部

Claims

患者の気管内に先端部が留置され痰を吸引する吸引カテーテルと、
吸引した痰が収集される収集容器と、
前記吸引カテーテルが吸引チューブを介して連通し、負圧力を発生するポンプ手段と、
前記収集容器がホースを介して連通し、前記吸引カテーテルと前記ポンプ手段が前記収集容器を介して連通する気管内痰の吸引装置であって、
前記収集容器から配した吸引チューブと吸引カテーテルの間に流路の開口面積を調節する絞り部を設け、絞り部により吸引カテーテルの吸引口で断続的に生じた表面張力による痰の膜が吸引路内で破れないように収集容器内に負圧力を蓄積して脈動を低減し平均化したことを特徴とする気管内痰の吸引装置。