JP4507301B2 - 呼吸補助装置 - Google Patents

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    • A61M16/127Diluting primary gas with ambient air by Venturi effect, i.e. entrainment mixers

Description

【0001】
【発明の属する技術分野】
本発明の主題は、患者が人工呼吸下にあるかないかに拘わらず、自然呼吸が無いか不十分である患者に使用できる呼吸補助装置である。
【0002】
【従来の技術】
マスク並びに経口、経鼻、気管内及び気管切開のプローブ又はカニューレのような種々の装置が知られているが、これらは人工呼吸器及び/又は麻酔器と患者の気道との間のジョイントを形成することを意図している。本質的に管の形をしているこれらの装置は、状況に応じ、患者の口や鼻にこれらを保持するためにフランジやカラーのような固定部材を基端の近くに、或いは摩擦によってこれらを気管内に保持するために膨張バルーンを先端の近くに有することができる。
【0003】
既知の装置は、重大な欠点を有している。例えば、既知の型の管が人工呼吸器から外され、そして患者が酸素富化の空気を必要としているとき、酸素源に連絡されたプローブを前記管内に導入することが必要である。更に、自然呼吸が不十分な場合には、自然呼吸が完全に回復するまで、患者は必然的に呼吸器に連結したままにされていなければならない。
【0004】
このような欠点を克服するため、管によって形成される主流路に加えて、例えばその管壁内に形成される、患者に通気することを意図して呼吸ガス(酸素、空気或いは空気/酸素混合体)の噴流を注入させる少なくとも1つの補助流路を有し、この補助流路が管の先端近傍で主流路に開口している呼吸補助装置を提供することが、例えばEP−A−0 390 684及びEP−A−0−701 834の書類において、既に提案されている。
【0005】
【発明が解決しようとする課題】
勿論、これらの既知の呼吸補助装置は、患者の気道内及び/又は前記管内の圧力が過大になったときには、該装置の機能を停止させることができる安全手段を有している。
【0006】
本発明の目的は、これらの使用時の安全性を更に増大するために前記呼吸補助装置を改良することである。
【0007】
【課題を解決するための手段】
この目的のために、本発明によれば、呼吸補助装置は主流路を形成すると共に、その主流路が患者の呼吸系を外部に連結するようにその先端を介して患者の気道に連結されるように意図された管を有し、更に該装置はかかる呼吸ガスの噴流を前記呼吸系に吹き込むように呼吸ガス源に連絡し、そして前記呼吸ガスの噴流を前記主流路の内側に反らす手段の正面の前記管の先端近傍でそれに開口している少なくとも一つの補助流路を有し、前記呼吸ガス源を前記補助流路に連結している導管において、次の点を有していることにより特徴づけられる。即ち、
前記呼吸ガス源側に、呼吸ガス源の出口において得られる呼吸ガスの流量と圧力を制限でき、そして呼吸ガスの噴流に所定の流量値及び所定の圧力値を付与する圧力降下装置を有し、
前記補助流路側に、その導管内の圧力が前述の所定の圧力値を超えたときに導管を大気に連通させる校正排気弁を有し、
前記圧力降下装置と前記校正排気弁との間に湿度調整装置を有する。
【0008】
このようにして、本発明によれば、安全装置は呼吸ガスの噴流の注入圧力で作動し、安全装置が患者の気道内圧力で作用する上述の既知の装置の安全装置を補足して有利である。
【0009】
本発明によって求められる最高レベルの安全性を確保するために、圧力降下装置と校正排気弁との組合せが必要不可欠であることに留意すべきである。これは、この圧力が前記所定値を越えたときに該排気弁が呼吸ガスの全噴流を大気へ排出できるように圧力降下装置が呼吸ガスの流量及び圧力を低減するからである。もし仮に前記圧力降下装置がなくなると、呼吸ガスの噴流の流量及び圧力が前記噴流の少なくとも一部分が大気に排気されずに、患者の気道の方向に前記校正排気弁を通ることができる圧力に達することができるであろう。これは、患者に対して深刻な損傷を齎すであろう。
【0010】
このような圧力降下装置は、ねじ付きニードル絞り、小内径流路、等のような如何なる既知の型式のもので良く、そして同様なことが前記校正排気弁にも言え、これはプランジャーと穴あきシリンダーとを有するもの、ばねによって付勢されたボール又はフラップを有するもの、等の型式のものであり得る。
【0011】
前記圧力降下装置は、呼吸ガスの噴流に複数の所定流量値及び所定圧を付与することを可能とするような要領で調整できることが好ましい。同様に、校正排気弁も調整できることが有利である。このようにして、本発明による装置を個々の患者の特別なケースに適合することが可能である。
【0012】
特に、呼吸ガス源を補助流路に結合する導管の一部がその管に組み込まれている場合には、圧力降下装置及び/又は校正排気弁も又該管に組み込まれることができる。しかしながら、それらはその外側にあった方が好ましい。
【0013】
圧力降下装置のおかげにより、呼吸ガス源を補助流路に結合する前述の導管に湿度調節装置を設けることが特に容易である。これは、この圧力降下装置が良好な湿度を許容するレベルまで呼吸ガスの噴流の圧力を低下することを可能にするからである。これによって、患者の粘膜が乾ききるのを防止する。前述の湿度調節装置は、圧力降下装置と校正排気弁との間に配置するのが好ましい。
【0014】
更に、加湿された呼吸ガスが粘膜を直接たたくのを防止するために、そして、その機械的エネルギーが粘膜に損傷を発生させる危険性を防止するために、もし、ヨーロッパ特許EP−A−0 390 684に記載されているように、主流路に開口している前記補助流路の少なくとも先端が、後者に対して平行であれば、そして前記主流路の内側に向かう呼吸通気ガスの噴流の向きを変える手段が前記補助流路の先端開口に対向して設けられれば有利である。
【0015】
このようにして、低圧で前記補助流路を流れる加湿呼吸通気ガスの噴流が、それが後者に貫入するとき、主流路の軸に向かって偏向させられる。その偏向手段の下流側で、即ち主流路の内部で、呼吸ガスの噴流の圧力が低下し、そして噴流は、管の先端開口を経由して、更に低圧力で出る。管の先端出口の下流で圧力が低く且つ呼吸空間内で一定に維持されることが実験により示されている。この圧力は補助流路内の呼吸ガスの流量に依存している。結果として、本発明による呼吸補助装置を用いて、例えば湿った酸素又は湿った酸素空気混合物を肺へ直接的に、竜骨の高さで供給することができ、そしてこれにより現用のプローブ中に存在して成人の全呼吸容積の約3分の1であり且つ未熟児の全呼吸容積の約半分の死腔の発生を阻止する。
【0016】
この死腔の発生阻止は、全患者において25%以上の呼吸サイクルの性能増加に相当し、ある種のケースにおいては50%近くの呼吸サイクルの性能増加に相当する。
【0017】
本発明による装置が複数の補助流路を有するとき、それらの少なくともある部分が一緒に呼吸ガスを供給されると有利である。前記流路のかかる一緒の供給は、前記管に同軸の分配リングを通して達成することができる。更に、一緒に供給されない前記補助流路は、薬品のような追加的な気体製品の導入に使用される。
【0018】
このようにして、本発明による装置が完全な安全性を以て、
吹き込まれた呼吸ガスの加湿、
乾燥を起こさない呼吸補助装置の長期挿管、
呼吸補助中の医薬品又は麻酔薬の注入、
適当なプローブが組み合わされる補助流路を供給した後の圧力の動的測定、
粘液による補助流路の閉塞を防止するために該流路内に呼吸ガスの微小流を流すこと、
圧力が自動的に制限され、肺毛細管の潰れの危険性が無くなった後の交換容積の増加、
交換酸素を同量とするための、補助の二次効果を低下する混合物中の酸素量の減少、及び
現用の呼吸器よりも廉価の呼吸器を使用する可能性
を許容する。
【0019】
【発明の実施の形態】
添付された図面の各図は、本発明が達成される態様を明確に示す。これらの図において、同一符号は同一の構成部材を示している。
図1は、本発明装置の実施例1の基端部2及び先端部3のみを図式的に且つ拡大スケールで示している。この実施例は、例えば、バルーン付き又は無しの経口鼻の気管内プローブ、小児科用気管支内プローブ、ガスモニタリング用プローブ、気管支内プローブ、鼻咽頭プローブ、小児用解剖学的挿管プローブ、コーレ型新生児用プローブ、ゲデル型カニューレプローブ、酸素療法用経鼻プローブ、睡眠時無呼吸治療用鼻マスク又は頬鼻マスク又は鼻バルーンを構成する。
【0020】
装置1は、可撓な或いは(患者の形態に適合するように)予成形され、そして基端部2の開口6及び先端部3の開口7を介して外部に開いている主流路5を画成している管4を有している。
【0021】
このようにして、主流路5は開口6及び開口7との間の通行を確保することができ、開口の一つ(開口7)が患者の気道内に位置するように意図され、一方他方(開口6)は患者の体外に配置されるように意図されている。この開口6は、大気に開口することができ、この場合患者は主流路5を通じて新鮮空気を吸い込み、且つ汚れた空気を吐き出す。以下に説明されるように、又、開口6を加圧呼吸ガス源に連絡し、そして患者が前記主流路5を介して該呼吸ガス源から呼吸ガスを吸い込み、この主流路を再び介して大気に汚れたガスを吐き出すように一方向性バルブ系を確立することもできる。
【0022】
主流路5の内径は数ミリメートルのオーダーである。3mm、7mm、8mm及び12mmの内径の試行が満足のいくものであった。
【0023】
更に、補助流路8が管4の壁の中に形成されているが、補助流路8は主流路のほぼ全長に亘って延びていて、以下に述べるように加圧呼吸ガス源に連絡するようになっている。
【0024】
加圧呼吸ガス源への連絡は、基端部2寄りの管4を漏れ無しに取り囲んでおり、且つ該管の周りに密封環状室10を画成するリング9によって実施され得る。補助流路8は、管4の壁の局部的な切り欠き11によって室10に連通しており、前記室10は導管12を介して呼吸ガス源に連絡している。勿論、流路8の基端部は、例えば管4の基端面18を通して組み込まれたストッパー13によって閉じられている。
【0025】
補助流路8は、主流路5の直径よりも小さい直径を有している。補助流路8の直径は、1mmより小さいのが好ましく、400乃至800ミクロンのオーダーであるのが有利である。先端において、補助流路8は、管4の内壁15の内面にある凹み14に開口している。凹み14は環状であり、先端部3の中心軸16を中心としている。前記補助流路8がその開口を介して開口している主流路5の拡大部を構成するように実質的に横切っており或いは僅かに傾斜している面14a、並びに面14aに続き且つ軸16の方向に窄まっている面14bをそれが有している。
【0026】
窄まった傾斜面14bと先端開口7との間において、内壁15が図1の角度Aによって示されるように僅かに外側に広がっている部分15aを有するのが好ましい。
【0027】
このようにして、補助流路8が構成要素10〜12を介して加圧呼吸ガスの供給を受けると、対応するガス状噴流が傾斜面14aに衝突し、これは呼吸ガスの噴流を軸16の方向(図1の矢印F)に向け、後者に近接して低圧領域を発生するが、これは基端開口から先端開口に向かう主流路5内のガス循環を促進する。
従って、これは患者の吸入に好都合である。
【0028】
開口17と開口7のそれぞれの間の距離は、好ましくは1cm乃至2cmのオーダーである。
少なくとも一つの補足流路20が管4の管壁の中に設けられており、管4の先端19の近傍の20Aで外部に開放し、圧力タップとして機能している。
【0029】
安全上の理由により、校正排気弁21は管4の基端部2に設けられる。このようにして、主流路5内に生ずる偶発的過大圧の場合には、この過大圧を即座に解消するためにガスが管4の壁を経由して患者の外部に逃げる。
【0030】
図2及び図3に示されるように、補助流路8は管4の軸の周りに規則的に配設されている。その数は使用先(成人又は小児)により変動するが、一般には3個と9個の間である。更に、補助流路8の少なくとも一つが、流体医薬を投与するために特殊化されている。
【0031】
本発明による装置の管4は、高圧注入を許容するシリコン又は鉄のコーティングをした、呼吸プローブに既に使用されている如何なる材料、例えばポリ塩化ビニール、から製作できる。
勿論、本発明による装置の寸法は、管と、成人、子供、幼児或いは未熟児だったりする患者の大きさとを適合する形態に本質的に依存して大きく変動する。
【0032】
更に装置1は、管4の基端部2の開口6に接続ライン23を介して及び補足流路20に接続ライン24を介してそれぞれ連絡しいる供給制御装置22を有している。
供給制御装置22は、供給源25を経由して加圧呼吸ガスの供給を受けるが、供給制御装置22は調節可能な減圧器/流量計27が設けられている導管26を介して連絡している。
【0033】
減圧器/流量計27の出口は、分岐導管28を介して導管12に連絡しているが、これには制御弁29,流量及び圧力を制限するための調整可能な圧力降下装置30,湿度調整装置31、及び校正が調整される校正排気弁32が直列的に設けられている。制御弁29は、接続ライン33を介して供給制御装置22により制御される。
【0034】
非制限的な例を通して、減圧器/流量計27は、供給源25からくる呼吸ガスを、例えば3500ヘクトパスカル(3.5バール)に等しい圧力Pで、例えば、毎分32リットルの最大調整流量で導管28に送るが一方、この呼吸ガスを導管28から受け取る流量・圧力制限器30は、その圧力を、例えば500ヘクトパスカル(0.5バール)(成人用)に、及び70ヘクトパスカル(0.07バール)(子供用)に等しい値Pに圧力を下げることができ、そして流量を、例えば、毎分0.5リットルに等しい値dに下げることができる。排気弁32に関しては、圧力pに校正される。
【0035】
本発明による装置1の操作モードは次のようになる。
人工呼吸モードにおいて、供給制御装置22は一方において、導管12にガスが供給されないように接続ライン33を介して弁29を閉じるように制御し、そして他方において、接続ライン23を通して管4に呼吸ガスを送る。この装置22は、導管26から受け入れそして管4に送る呼吸ガスの圧力及び流量を調整することが可能な手段(図示しない。)を有している。もし過大圧力が患者の気道内に発生したら、補足流路20と接続ライン24を介して検知され、そして操作を停止する装置22に伝えられる。更に、もしこの過大圧力が、校正弁21の校正閾値を越えると、例えば補足流路20が粘液によって閉塞され、過大圧力情報を装置22に伝達できないので、この弁21は開放し、基流路5は大気に連通される。
【0036】
呼吸補助モードにおいて、供給制御装置22は、開口6を大気に連通させるために接続ライン23を断ち、そして制限器30,湿度調整装置31、校正排気弁32及び補助流路8を通して呼吸ガスの連続又はパルス噴流を患者に送るように接続ライン33を介して弁29を制御する。上述したように患者の気道に過大圧力が発生したら、装置22が弁29を閉じ、そして導管28が患者へガスを送るのを停止するように、過大圧力は補足流路20を経由して検知され且つ伝えられる。もし、補足流路20が閉塞されると、装置22は患者の気道内の過大圧力が知らされなくなり、停止できないが、この過大圧力は補助流路8及び管12内の圧力の増大を起こす。この圧力の増大が安全弁32を開く閾値に達すると、後者は開いて呼吸ガスは最早患者に送られないが、反面その安全弁32によって外部へ向けられる。このようにして、後者のケースにおいて、安全配置20A、20、24、22、29は機能することができなく、呼吸ガスの噴流は患者の呼吸系に到達できない。
【0037】
【発明の効果】
このようにして、上述のことから、本発明が患者に対して攻撃的でない湿度調整された呼吸補助を、最大の安全性を以て、既知のプローブには固有的であった死腔を殆ど発生することなくもたらすことが明確になるであろう。
【図面の簡単な説明】
【図1】本発明の実施例装置の図式図及び拡大軸方向断面で示す部分図である。
【図2】図1のII−IIに沿う断面図である。
【図3】図1のIII−IIIに沿う断面図である。
【符号の説明】
1 装置
2 基端部
3 先端部
4 管
5 主流路
6、7 開口
8 補助流路
9 リング
10 室
11 切り欠き
12 導管
13 ストッパー
14 凹み
15 内壁
16 中心軸
20 補足流路
21 校正排気弁
22 供給制御装置
23、24 接続ライン
25 供給源
26 導管
27 減圧器/流量計
31 湿度調整装置
32 校正排気弁

Claims (3)

  1. 中心軸(16)、大気に開口する基端部(2)の開口(6)及び先端部(3)の開口(7)を有する主流路(5)を形成すると共に前記主流路(5)が患者の呼吸系を外部に連絡するように先端部(3)を介して患者の気道に連絡するように計画された管(4)を有している呼吸補助装置であって、
    該装置は更に、
    導管(28)を介して呼吸ガス源(25)に連絡して該呼吸系への該呼吸ガスの吸い込みを可能とする基端部と、前記主流路(5)開口(7)の近傍において開口(17)を介して前記主流路(5)に開口し前記主流路(5)に平行な先端部とを有する少なくとも一つの補助流路(8)と、
    前記補助流路(8)の開口(17)に対向して、前記呼吸ガスの噴流を前記主流路(5)の前記中心軸(16)に向かって反らす手段(14b)と、
    前記呼吸ガス源(25)側に、該呼吸ガス源(25)の出口において得られる呼吸ガスの流量と圧力を制限でき、そして該呼吸ガスの噴流に所定の流量値及び所定の圧力値を付与することができる、前記管(4)の外側にある圧力降下装置(30)
    前記補助流路(8)側に、その導管(28)内の圧力が前述の所定の圧力値を超えたときに該導管(28)を大気に連通させる、前記管(4)の外側にある校正排気弁(32)
    前記圧力降下装置(30)と前記校正排気弁(32)との間に湿度調整装置(31)を有している呼吸補助装置。
  2. 前記圧力降下装置(30)が、前記呼吸ガスの噴流に複数の所定流量値及び圧力値を付与するように調整できる請求項1記載の装置。
  3. 前記校正排気弁(32)の校正が調整できる請求項1記載の呼吸補助装置。
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