JP5044741B2 - 多機能な気管のチューブおよび該チューブを含むシステム - Google Patents

多機能な気管のチューブおよび該チューブを含むシステム Download PDF

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Description

本発明は、一般に、人口呼吸器をつけた患者をモニターすることを含む重病患者と麻酔患者をモニターする医療手段に関する。より詳しくは、本発明は患者の器官と体腔をモニターする装置である。
患者の体器官、体腔及び気管へのチューブの挿入は、救急治療と救命医療に共通の手法である。気管内チューブは、急性呼吸不全または全身麻酔の患者の気管に挿入されるだろう。気管内チューブは迅速かつ正確に配置されなければならず、偶発的にすべるのを防ぎつつ、両肺を適切に密封しかつ換気しつつ、患者の気管の中央部分にその先端を位置させなければならない。同様に鼻ガストリックチューブは通常、人工栄養を必要とする患者または胃の内容物を排出を必要とする患者の胃の中に、鼻または口を通して挿入される。救急治療の際、体腔にしばしば挿入されるもう一つのチューブは、尿カテーテルである。このカテーテルは、尿道を経て膀胱に通される。これらのチューブとカテーテルの正確な配置は、きわめて重要である。
重病のまたは全身麻酔を受けている多くの患者達は、人工呼吸を必要とする。４０年以上の間、人工呼吸を提供する最も一般的な方法は、気管内チューブを介して圧縮空気を患者の肺にポンプで送りこむことによっていた。このチューブは患者の口または鼻を通して挿入されて、声帯と気管の間を通過する。あるいは、チューブは外科的気管切開によって気管に挿入されてもよい。
口腔内挿管として、オペレーターは通常、ハンドルとブレードから成る口喉頭鏡を使う。オペレーターはブレードを患者の口に挿入して、その先端が舌根を越えて咽頭に達するまでブレードを進める。ハンドルは、喉頭蓋と声帯が見れるようになるまで、ブレードを操作し、じゃまにならない所に舌を押すのに用いられる。そして気管内チューブの先端は、狙いを定められて、声帯間を気管内に挿入される。この挿入方法は、挿管の大多数において用いられるが、技術、トレーニング及び経験を必要として、専門医者と公認の救急救命士によって実行されるのみである。
難しい挿管が予想されるとき、しばしば使われる代替方式は、光ファイバー気管支鏡が用いられる。まず、気管支鏡はその先端に面する領域に必要な照度を提供するために、光源に接続される。気管支鏡のシャフトは、気管内チューブを通して挿入され、できるだけ深くで移動される。気管支鏡の先端は患者の気道に挿入され、気管支鏡の接眼レンズまたはビデオディスプレイを介した視覚化されて、声帯間を気管内に進む。こうして気管内チューブは気管支鏡のシャフトを下に押し下げることができて、声帯間を気管内に移動することができる。このようにして気管内チューブは安定し、気管支鏡は気管内チューブの光束を開放するため移動される。気管支鏡法は口喉頭鏡を用いるより安全であるが、必要な器材は高価で、繊細で、より厄介であり、救急医療の分野や救急車両ではあまり見かけられない。
気管内チューブを安全なものとし、使用中の不慮の移動を防止することはは、恐ろしい事故の防止にきわめて重大である。先端付近のチューブを囲むカフの膨張は、空気を通さない密封となって、チューブの外壁と気管の内壁間の空間を閉鎖する。カフは、チューブの壁内の薄いチャネルを通して気管内チューブの外端に接続される。チャネルは、カフを望ましい圧力と体積に膨張させるように空気が注入されることのできる一方向弁に接続されている。カフはまた、適所にチューブを固定するのに有効だが、しかし、付加のファスナーは通常、チューブが入り込んだり、移動するのを防ぐためにヘッドの回りで使用される。
一旦チューブが挿入されると、その正しい位置を確かめることは必須である。チューブを食道に誤って挿入するか、先端を気道の中に余りに深く入れてしまうと、その先端は気管の代わりに主幹気管支の一つに引っ掛かってしまい、破滅的な結果と窒息に至るかもしれない。多くの方法が気管内チューブ配置を確かめるために利用することができる。胸の両側の聴診は、通常、両肺への対称な空気注入を確認するために行われる。胸部Ｘ線写真は、チューブ配置を確かめる他の優れた検査方法である。Ｘ線写真は、気管内チューブの先端と気管の最初の分岐部（竜骨）の関係を明らかにする。Ｘ線写真は、気管内チューブが配置されるか再配置される場合、必ず撮影される。その他、チューブ配置は、光ファイバー気管支鏡によって、吸気弁によって、または音響信号を送受信することによって確かめられ得る。これらの方法は気管内チューブの最初の配置を確かめるのに用いられ、現実のチューブ配置の連続的モニタリングのために、現在利用可能な手段ではない。
複数の特許と科学論文に開示されているように、光ファイバー検鏡の長所は喉頭鏡の単純形状との結合である。加えて、気管内チューブの挿入の間、気道を見るための手段を含む視覚化スタイレットが使用されている。しかし、挿入の間、及び、それ以降連続的に気道の視覚化が遂行されるような、気管内チューブの前面に永久に視覚化手段を組み入れる方法は知られていない。
本発明の目的は、体への点検チューブの挿入に関連して患者または動物の体内の内腔およびスペースについて情報を収集する多機能点検チューブを提供することにある。
本発明の、ガス及び液体から構成されるグループから選択される少なくとも１つのアイテムを、体の内部へ及び内部から運搬し得る多機能チューブは、イメージセンサが該チューブの前面に組み込まれており、該チューブの壁と関連付けられる、該イメージセンサを作動させるための、少なくとも１つのエネルギーの導管と、該イメージセンサの信号を該チューブの後部へ伝送するための、少なくとも１つの伝導素子と、少なくとも１つの、該信号の受信機とを含む。
本発明の、ガス及び液体から構成されるグループから選択される少なくとも１つのアイテムを、体の内部へ及び内部から運搬し得る多機能チューブは、前記チューブ壁がチャネルを含み得る。
本発明の、ガス及び液体から構成されるグループから選択される少なくとも１つのアイテムを、体の内部へ及び内部から運搬し得る多機能チューブは、前記チューブの壁が完全埋設チャネルを含んでもよい。
本発明の、ガス及び液体から構成されるグループから選択される少なくとも１つのアイテムを、体の内部へ及び内部から運搬し得る多機能チューブは、前記チューブ壁が凹型チャネルを含んでもよい。
本発明の、ガス及び液体から構成されるグループから選択される少なくとも１つのアイテムを、体の内部へ及び内部から運搬し得る多機能チューブは、光素子が前記チューブの前面と関連付けられてもよい。
本発明の、ガス及び液体から構成されるグループから選択される少なくとも１つのアイテムを、体の内部へ及び内部から運搬し得る多機能チューブは、前記光素子が前記チューブの壁に沿って走っている光ファイバーであり得る。
本発明の、ガス及び液体から構成されるグループから選択される少なくとも１つのアイテムを、体の内部へ及び内部から運搬し得る多機能チューブは、前記光素子が発光源であってもよい。
本発明の、体の内部器官へチューブを配置する方法は、ガス及び液体から構成されるグループから選択される少なくとも１つのアイテムを体の内部へ及び内部から運搬し得るチューブの前面にイメージセンサが埋め込まれ，該チューブに沿って走る少なくとも１つの伝導体を通って、少なくとも１つの該イメージセンサを少なくとも作動させるための該チューブの前面にエネルギーが供給される工程、複数の信号が、該少なくとも１つのイメージセンサから該チューブの後部へ伝送される工程、該複数の信号の受信機へ該信号が送られる工程を含む。
本発明の、体の内部器官へチューブを配置する方法は、前記チューブの前面に供給される前記エネルギーの一部がセンサーをクリアに保つために用いられ得る。
本発明の、体の内部器官へチューブを配置する方法は、前記信号は未処理であってよい。
本発明の、体の内部器官へチューブを配置する方法は、前記信号は処理済みであってもよい。
本発明の患者の生命機能の症状の変化を検知する方法は、患者の体へ及び体から液体を運搬するために用いられるチューブの前面に組み込まれたイメージセンサが、前記症状の変化を知らせる信号を常時送信し得る。
本発明の患者の生命機能の症状の変化を検知する方法は、前記患者の生命機能の症状の変化が所定の閾値を超えた場合、警報がセットされ得る。
本発明の医療業務を遂行するチューブは、ガス及び液体から構成されるグループから選択される少なくとも１つのアイテムを、貫通された器官へ及び器官から運搬する医療業務を遂行するチューブであって、該チューブは少なくとも該貫通された器官のその運搬に対する反応を検知するイメージセンサを少なくとも１つ用いる点検業務にも用いる前記貫通された器官へ及び器官から運搬する。
本発明の点検チューブは、患者の生命機能の症状の変化を検知するのに用いることができる。したがって、画像と音響信号が検知され、処理されて、参照ベースとなる画像または音響構造と比較される。症状の特定の変化が所定の閾値を超えるとすぐに警報がセットされる。このように画像は、体または器官の状態に関する生命の情報を提供し得る。画像の常時モニタリングは、血流、器官の色または分泌物レベルの変化に関して、ダイナミックな情報を提供するのに用いられることができる。即ち、本発明のチューブは、貫通された器官へ及びその気官からの、ガス及び/又は液体を運ぶ通常の医療処置のみでなく、そのような処置その他の貫通された器官の状態に対する反応を調べる点検業務を実行するのに用いられ得る。
本発明によれば、多機能点検チューブは、体への点検チューブの挿入に関連して患者または動物の体内の内腔およびスペースについて情報を収集するために提供される。多機能点検チューブは、例えば気管内チューブ、カテーテル、ガストリック栄養チューブのようんな修正された医療チューブでる。本発明によれば、チューブは挿入の間および挿入後に、体器官に関する点検チューブの位置決めと体の機能特性とを調べる手段を備える。このように、本発明のチューブは、貫通された器官へ及びその気官からの、ガス及び/又は液体を運ぶ通常の医療処置のみでなく、そのような処置その他の貫通された器官の状態に対する反応を調べる点検業務を実行するのに用いられ得る。本発明の多機能点検チューブは、チューブの前面に、又はその近傍に組み込んだ適当なセンサーを使用することによって、視覚及び音声信号のような、貫通された器官の状態に関する信号の受信手段を取り入れる。センサーで生成される信号は、換気源、ガストリックチューブフィーダーまたは集尿装置の標準コネクタ近くのチューブ後部に位置するコネクタまたはワイヤレス送信機に、チューブに沿って走っているワイヤーまたはコミュニケーション繊維を通して送られる。信号は、一連の、プロセッシング、ディスプレイ、記録及び/又はモニタリングに対する適当な信号処理手段を含む受信機により受信される。本発明の構造上の概念は、図１を参照してよりよく説明される。本発明の多機能点検チューブ２０が、前面２２を含んで示されている。チャネルと伝導体は、チューブの壁と関連している。完全埋込チャネル２４は、開口凹型チャネル２６に沿って、その壁内の点検チューブに沿って走っている。伝導素子２８は、チューブの壁に埋め込まれることなくチューブに沿って走り、むしろ、チューブの壁にくっついて、チューブの内口に位置を占める。この導管はチューブ中に部分的に埋め込まてもよいし、あるいは、凹部内に挿入されてもよく、あるいは、それはチューブに取り付けられることなくすべて埋め込まれて通されてもよい。
上記のように、内口が、壁にくっついている伝導素子を含む実施形態でさえ、チューブの内口は、双方向に液体またはガスを自由に移送するのに十分余裕がある。この点については、チャネルと伝導素子が埋め込まれるか、壁内に全体が挿入される実施形態が好ましいであろう。
多機能点検チューブの典型的特徴は、体の内部画像の取得である。画像を得るために、点検チューブの前面に組み込まれたＣＣＤ又はＣＭＯＳチップを使用した小型電子カメラのような、イメージセンサが使用され得る。イメージセンサは着脱自在に、または永久的にチューブに取り付けられてよい。着脱自在な固定により、消毒後、イメージ部を新しいチューブと組合わせて再利用することが可能となる。1つの実施形態として、カメラは以下に参照する図２のように、チューブの壁の凹部に組み込まれる。点検チューブの一部が、内側４０内に示されている。カメラ４２は凹部チャネルに挿入され、チューブの前面４４から突出している。
カメラの信号は、一般的に銅線または光ファイバーのような伝導素子４６によって伝送される。カメラのレンズは、チューブから向きがそれている。カメラから到着した信号は、続いてレシーバーに与えられ、その後スクリーン上に表示され得る。スクリーンは通常生理的パラメータや患者の健康状態をチェックするのに用いられる、独立型ミニスクリーン、通常のビデオスクリーン、あるいは表示スクリーンの一部でよい。本発明のいくつかの実施形態において、チューブに沿って走っている光ファイバー素子は、点検チューブの前面より前方の視野領域を照らすための光を伝搬するのに用いられます。あるいは、光源はチューブの近接面と関連付けられてもよい。光源の例としては、ミニチュアハロゲンランプ、発光ダイオード（ＬＥＤ）、レーザーまたはその他のあらゆる適当なサイズの発光源であってよい。照明の代替方式は、点検チューブを光伝導性材料から製造することである。本発明のいくつかの実施形態において、カメラ及び／又は他センサーのレンズをきれいでクリアーに保つための手段が施される。病気患者の気管、胃又は膀胱は、しばしば厚くて粘質性の分泌物で満たされる。このように、分泌物がレンズ上に付着し、視界を遮ったり、あるいは、センサー上に付着してその感度を変化させることは非常にあり得ることである。そのような障害を克服するために、空気または生理液の連続した、又は断続的な流れが、チューブ壁のチャネルを通して送られる。このチャネルのアウトレットによって、レンズまたはセンサーの作動表面の上やその周辺に直接狙いを定める。この流れは、単純な流れ源によって、または、信号をモニターしたり洗浄時を決定する介護士、タイマー、プログラムソフトからの命令で発流をトリガーする装置によって発生される。
一般に、点検チューブは、点検業務の遂行のために要求される様々な要素のための双方向輸送のプラットフォームとして使用される。これは、参照する図３に図式的に示される。チューブ５２はその後端部において、1またはいくつかのタイプの活性化エネルギー５４を受けとり、同端部において、未処理か又は処理済の情報５６をダウンロードする。前端部５８で、チューブは1またはいくつかのタイプの信号６０を受け取り、エネルギー６２がその後同かするように消費する。
本発明のいくつかの実施形態において、マイクロフォンがチューブに用いられる。そのようなマイクロフォンは、チューブ壁に組み込まれることができる。そのようなマイクロフォンは、少なくともチューブ前端部付近から音響信号を受け取って、更なるダウンロード及び処置のために、未処理か又は処理済の信号をチューブの後端部に移送する。
複数のセンサーは本発明のチューブの前面で効果的に用いることができ、カメラ、ビデオカメラ、マイク、圧力変換器と熱センサーが、不完全ではあるがリストに含まれる。ガスセンサー、たとえば酸素と二酸化炭素のような特定のガス用のセンサーもまた、用いられ得る。そのようなセンサーの作動に要求されるエネルギーは、チューブに組み込まれる電線のようなエネルギーの導管より供給される。
それに加えて、補助エネルギーは、ガス、加湿空気または酸素または液体、典型的には生理溶液のような洗浄媒体を、チューブの壁のチャネルを通して流すことによって、センサーの作動面をきれいにかつクリアにする目的で、チューブの前面付近に供給される。洗浄用の液体、ガスは蓄積されて、典型的には完全埋込チャネルを通して流される。本発明の点検チューブは、単独で、または、食道、胃、腸、結腸、膀胱、胸膜腔、肺気道及び/又は腹膜腔のような体器官、管または空洞に通常挿入される他のカテーテルやチューブと組み合わせて使用され得る。本技術は、例えば、肺の人工換気、胃の内容物の供給又は排出、膀胱からの尿の排出、結腸からのガスや糞の排出、胸膜腔又は腹膜腔のような外科的に処置される体腔に対する注入又は排出、などのような様々な医療行為や処置において適用され得る。
チューブのセンサーは、一つ以上のタイプの信号を送るが、それらの信号は、例えばＣＣＤチップのセンサー内で前処理されたものか、または、調べられる器官または体腔の状態に関する情報をもたらすために、アナログ又はデジタル回路によって更に処理するために、未処理のまま送られてもよい。例えば、モニター、ディスプレイ、記憶手段、アナライザー、ＤＳＰ（動的サポートプログラム）プロセッサー、警報信号のコンピュータと生成器、のような受信及び／または処理装置は、典型的には１又は複数のコネクターによってチューブに接続される。本発明のチューブは、鼻、口、尿道口、直腸または外科的切開口のような開口部を通して挿入するために使われ得る。
未処理または前処理された信号の伝送は、チューブの後方でコネクタに接続する、ワイヤーまたは光ファイバーのような導管に沿った伝導体を通して影響を受ける。ワイヤレス送信機または送受信機は、受信機及びプロセッサー及び／または制御モジュールを含む制御装置と通信するために、チューブ上の適当な位置に、典型的には後部に取り付けられる。
本発明の点検チューブはまた、患者の生命機能の症状の変化を検知するのに用いられ得る。したがって、画像と音響信号が検知され、処理されて、参照ベースとなる画像または音響構造と比較される。症状の特定の変化が所定の閾値を超えるとすぐに警報がセットされる。例えば、分泌物の蓄積や、過度又は過小な肺のノイズの進展が異常な場合である。このように画像は、体または器官の状態に関する生命の情報を提供し得る。画像の常時モニタリングは、血流、器官の色または分泌物レベルの変化に関して、ダイナミックな情報を提供するのに用いられることができる。
３種類のパイプを取り入れている発明のチューブの概要の等尺性計画である。 小型ビデオカメラが取り入れられる発明のチューブの一部の前表面の概要の等尺性説明図である。 発明（点検業務のパフォーマンスに関連した）のチューブに沿って通っているアイテムの概要の説明図である。
符号の説明
２０：多機能点検チューブ
２２：前面
２４：完全埋込チャネル
２６：（開口）凹型チャネル
２８：伝導素子
４０：（チューブ）内側
４２：カメラ
４４：チューブの前面
４６：伝導素子
５２：チューブ
５４：作動エネルギー
５６：情報
５８：前端部
６０：信号
６２：使用済みエネルギー

Claims (11)

  1. 肺気道および肺に出入りする医療処置用の液体およびガスを自由に移送するために同心円状の内面および外面を備えたチューブの壁によって形成された内口を備え、壁内の薄いチャネルを通して外端に接続され、空気の注入によって膨張されるカフを備えた多機能な気管のチューブ（５２）であって、
    該チューブの前面（２２，４４）に組み込まれたイメージセンサ（４２）、
    該チューブ（５２）の壁に関連付けらる、該イメージセンサ（４２）を作動させるための、少なくとも１つのエネルギー（５４）の導管、
    該イメージセンサの画像信号を該チューブの後部へ伝送するための、少なくとも１つの伝導素子（２８）、および、
    少なくとも１つの、該画像信号の受信機を接続するために、該チューブの後端部に設けられた少なくとも１つのコネクターを含み、
    該エネルギー（５４）の導管および該伝導素子が壁内に配置され、
    医療処置用の液体およびガスが通過するように、前記内口は空洞であり、
    洗浄媒体が該壁内に設けられた通路を通じて該チューブの前面（２２，４４）に供給される、該イメージセンサ（４２）を鮮明に保つための洗浄手段が配置されていることを特徴とする多機能な気管のチューブ（５２）。
  2. 前記チューブ（５２）の壁がチャネル（２４，２６）を含み、チャネル（２４，２６）内に前記エネルギーの導管（５４）および前記伝導素子が配置されることを特徴とする、請求項１に記載の多機能な気管のチューブ（５２）。
  3. 前記チャンネルが完全埋設チャネル（２４）であることを特徴とする、請求項２に記載の多機能な気管のチューブ（５２）。
  4. 前記チャンネルが凹型チャネル（２６）であることを特徴とする、請求項２に記載の多機能な気管のチューブ（５２）。
  5. 前記チューブの前面と関連付けされた光素子を含む、請求項１に記載の多機能な気管のチューブ（５２）。
  6. 前記光素子が前記チューブの壁内を走っている光ファイバーである、請求項５に記載の多機能な気管のチューブ（５２）。
  7. 前記光素子が発光源である、請求項５に記載の多機能な気管のチューブ（５２）。
  8. 前記洗浄手段が、プログラムソフトからの命令またはタイマーの少なくとも一つでトリガーされる請求項１から７のいずれか１項に記載の多機能な気管のチューブ（５２）。
  9. 請求項１から８のいずれかの多機能な気管のチューブ（５２）を含むシステムであって、前記チューブ（５２）で検査される肺および肺気道の状態に関する情報を得るために、前記イメージセンサ（４２）に駆動信号を供給する少なくとも１つの回路を備えたシステム。
  10. 有線または無線通信によって前記センサと通信をおこなう少なくとも１つの回路を含む、請求項９に記載のシステム。
  11. 前記イメージセンサ（４２）は、前記チューブ（５２）によって検査される肺および肺気道の症状に関する情報を得るためにディスプレイおよび表示デバイスに送信する信号に適合されている、請求項１から８のいずれかに記載した多機能な気管のチューブ（５２）。
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