JP5988313B2 - 心臓停止状態の患者を蘇生するための人工呼吸器具 - Google Patents

Description

本発明は、心臓停止状態の患者を蘇生する間使用できる人工呼吸器具に関する。

心臓停止状態の患者を蘇生しようとして、患者の胸郭に交互の圧迫と開放を加えて、血液の循環とともに呼吸気運動を回復させようとすることが知られている。

さらに、（本出願人に帰属する）特許文献１によって、胸郭の圧迫と開放を交互に行うことにより心臓停止状態の患者を蘇生するための人工呼吸器具が既に知られている。こうした既知の人工呼吸器具は、以下の要素から構成されている。
・主チャンネルを形成する筒状要素。この筒状要素は、その遠端が患者の呼吸管に、またその基端が患者の外部に連結されるよう意図されており、患者の呼吸器具は、主チャンネルを介して外部と連結してある。
・該主チャンネルに開放してある周辺の補助チャンネル。これらの補助チャンネルには、呼吸ガスを連続して供給してある。
・該主チャンネルの内部で互いに向って先細になっている偏向手段。呼吸ガスのジェットは該補助チャンネルから連続して噴出される。

したがって、患者は呼吸ガスのジェットで連続的に酸素が供給される。

この自発呼吸時の患者用呼吸補助器具は、人工呼吸器具として（呼吸補助器具としてだけでなく）、心臓停止状態や蘇生状態にある患者に対して胸郭を交互に圧迫したり開放することにより、成功裏に使用されており、呼吸ガスのジェットは、呼気の回復と血液循環にとって好ましいものであることを、出願人は見出した。

しかしながら、心臓停止状態の患者の肺に連続して導入された呼吸ガスが、肺内において圧縮の終了時とそれに続く開放の開始時において、正の残存圧を発生する。この正の残存圧は、それが消失する以前や、開放で発生する負圧で置換される以前は、前記開放の一定期間残存する。こうした正の残存圧は、一方では、該筒状要素を通る外気の吸入に対する障害となり、他方では、前記した外気の吸入によって維持される。その結果、各開放の有意の期間、前記患者の肺は、不都合なことに外気を吸引してしまい、血液の循環（特に静脈環流）は、該患者の末端部（頭、腕、脚）では満足するほど保証されない。

欧州特許出願公開第０９１１０５１号明細書

本発明は、こうした欠点を除去することを目的としている。

この目的のため、本発明によれば、心臓停止の患者の蘇生を特に意図した上述の人工呼吸器具では、細長い形状の圧力領域が、前記補助チャンネルの先端から始まり前記主チャンネルの長手方向軸に沿って先端方向に延びており、以下の点で顕著である：
・形状と配置が一定の少なくとも１箇所の常設の局所断面狭窄部を備えていて、流れがどの方向であっても前記主チャンネルを通るガス流に対して局所抵抗を発生すること、および
・突出する内部リングの形状になっている前記局所狭窄部は前記した細長い形状の圧力領域から長手方向に離れているとともにその圧力領域の外側にあることである。

したがって、本発明のおかげで、蘇生中の患者の胸郭の圧迫中、前記狭窄部に発現し、主チャンネルを介してガス流に作用する局所抵抗は、肺内部における圧力（正圧）の上昇を引き起こし、肺から排出される空気は、自由ではあるが、局所狭窄部がない場合よりも流出するのに困難性がある。

これとは逆に、開放時には、局所狭窄のない公知の人工呼吸器具よりも、肺内の圧力（負の圧力）が低下する。この狭窄によって発生した外気の流入減速によって、患者の肺に向かう外気の漸進的で制御された吸入が可能になる。これによって、開放の開始時において、呼吸ガスのジェットによる正の残存圧力が消失するようになる。

正の残存圧力は、外気の吸入の漸進的な導入の間、開放動作の下で急速に消失する。したがって、正の残存圧力は、外気の吸入と心臓停止の患者の血液循環とに対してもはや障害とはならない。

本発明によって得られる圧迫と開放との間の胸郭内圧力の変動は、例えば、特許文献１に開示してあるような公知の人工呼吸器具を装着していて蘇生手当を受けている患者で観察される胸郭内圧力の変動と比較して拡大される。そして、ガス交換の表面は増加し、静脈環流は向上する。こうした現象は、蘇生中の患者の身体に、不活発の身体の物理学を応用することによって、特に説明される。分かりやすい例としては、胸郭内圧力は、圧迫工程で１５ｃｍの水柱高さに達し開放工程で−７ｃｍの水柱高さに達する可能性がある。

さらに、局所狭窄部は、（製造を容易にする）可動要素が欠落しており、心臓停止状態の患者の胸郭に圧迫と開放のどちらを行うかについて、一定の形状と配置を有する。換言すれば、局所狭窄部は、慣性がなくとも静的かつ受動的なガス減速手段を形成している。

さらにまた、本発明の器具は、心臓停止状態の患者の呼吸系にいったん接続されると、胃の中に過剰圧力が出現するのを防止する（換言すれば「胃の膨張」を避ける）とともに、交互の圧迫と開放を該患者の胸郭に間断なく与えながら呼吸ガスの連続供給を可能にする開放システムを形成する。その結果、血行動態を改良しつつ患者の呼吸系の外傷性障害の危険が減少する。

好ましくは、前記した局所狭窄部は、
・前記細長い圧力領域の下流か
・前記細長い圧力領域の上流か、
のどちらかに配設することができる。

本発明の器具の２箇所に局所狭窄部がある場合、これらの狭窄部は上流と下流それぞれに配設することができる。

好ましくは、前記局所狭窄部は、筒状要素の内部断面の狭窄部を形成して該器具の一体部になっている。

変形例として、本発明の器具は、着脱自在の筒状本体を備えてもよく、この筒状本体の中には、筒状本体の内部断面の狭窄を形成する前記局所狭窄部が配設してある。

さらにまた、本発明の器具は、前記主チャンネル内を循環するガスが駆動する、例えばベンチェリ効果型の外気吸入手段を備えていてもよい。

本発明は、上で特定したタイプの人工呼吸器具を備える喉頭マスクにも関する。

添付の図面を参照すると、本発明をどのように実施するかをよく理解できるであろう。図面中では、同じ参照符号は類似の要素を表示している。

本発明による人工呼吸器具の第１実施例を備えた頬鼻呼吸マスクを一部軸断面で示す模式図である。 それぞれ線II−IIおよびIII−IIIに沿って取った図１の人工呼吸器具の断面図である。 図４は、本発明による人工呼吸器具の第２実施例を備えた喉頭マスクを長手方向断面で示す模式図である。 本発明による器具の図１と図４の実施例の変形例を断面で模式的に図示している。 図５の本発明による器具の着脱できる筒状本体の矢印VIから見た模式図である。

図１に図示した頬鼻呼吸マスク１は、ほぼ裁頭形の剛体外殻２を備えている。この外殻２は、その周辺の開口を内張りしているパッド４を介して患者３の顔面に当てることができる。反対側に、該マスク１は、人工呼吸器具Ｄ１を備えている。この器具Ｄ１は、前記外殻２と一体になっているかその外殻２の筒状突出部６に嵌入している剛体の筒状要素５を備えている。この筒状要素５は、マスク１に出入りするガスの出入り口として作用し、その基端５Ｐが外気側にあるのに対して、その先端５Ｄがマスク１の側にある。

筒状要素５は、内部の主チャンネル７を形成するとともに、中央部において、そのチャンネル７の長手方向軸Ｌ−Ｌに向かう偏向手段８を備えている。この偏向手段８は、呼吸ガスのジェットＪを主チャンネル７の前記軸に向けて偏向するのを目的としている。これらのジェットは、周辺の補助チャンネル９を通して噴射されたものであり、供給端１０（呼吸ガスの供給をシンボル化している矢印Ｆを参照）から周辺環状チャンバ１１を通って供給される。前記した呼吸ガスのジェットは、このようにして、前記主チャンネル７（図２と図３も参照）の軸Ｌ−Ｌの収束点Ｃに向って収束する。細長い形状の圧力領域Ｚは、前記補助チャンネル９の先端から出発し、主チャンネル７の長手方向軸Ｌ−Ｌに沿って、先端方向に延びるように形成されている。

さらに、筒状要素５は、ガスを抜くことおよび／または圧力を測定することを行う先端１２を備えている。

図４に図示した実施例では、喉頭マスクＭＬは、可撓性の筒状要素２５をもつ人工呼吸器具Ｄ２を備えている。筒状要素２５の先端２５Ｄは、患者の呼吸管に導入するように意図しているのに対し、要素２５の基端２５Ｐは、該患者の外部にある。筒状要素２５は、内部の主チャンネル２７を形成しており、このチャンネル２７の軸Ｌ−Ｌに向けられている偏向手段２８を備えている。偏向手段２８は、周辺補助チャンネル２９を通して噴射され供給ダクト３０（矢印Ｆを参照）から周辺チャンバ３１を介して供給される呼吸ガスのジェットＪを、前記軸Ｌ−Ｌに向けて偏向することを目的としている。呼吸ガスの該ジェットＪは、該軸Ｌ−Ｌの収束点Ｃに向って収束する。Ｄ１の場合と同じようにして、細長い形状の圧力領域Ｚが形成される。

喉頭マスクＭＬは、膨張可能なカフを備えるシリコーンバンド３２を備えており、このカフは、開放先端２５Ｄの周縁を形作っている。

特に、胸部の圧迫や開放を交互に受ける心臓停止の患者を緊急に蘇生するのに使用する場合は、人工呼吸器具Ｄ１またはＤ２には、加圧したガスシリンダ等から呼吸ガス（矢印Ｆ）を連続的に供給する。ジェットＪは蘇生の全プロセスの間連続したものとなる。一般的には、医療用ガスシリンダは、３．５バール（３．５×１０^５パスカル）のオーダーの名目上の圧力のガスを、変動が制限されておりかつ知られている流量で供給する。

本発明によれば、器具Ｄ１およびＤ２のそれぞれは、筒状要素５、２５の内部断面の局所狭窄部Ｒ１、Ｒ２を備えている。狭窄部Ｒ１、Ｒ２のそれぞれは、主チャンネル７、２７の内部に配置された剛体の突出内部リングの形状になっている。こうした局所狭窄部Ｒ１、Ｒ２は、対応する器具Ｄ１、Ｄ２の一体部分である。

図１の実施例では、器具Ｄ１の主チャンネル７の内部断面の局所狭窄部Ｒ１は、該主チャンネル７の内部で細長い形状の圧力領域Ｚから下流に配置してある。

この局所狭窄部Ｒ１は、圧力領域Ｚから長手方向に離れかつその外側にある。圧力領域Ｚの先端と軸Ｌ−Ｌを横断し狭窄部Ｒ１が配設してある平面との間には、ギャップｅが存在する。

本発明の器具Ｄ１の製造は、例えば、ガスシリンダ等に特有の（圧力や流速等の）パラメータを考慮しているので、断面の局所狭窄部Ｒ１は、細長い圧力領域Ｚから離れた外部にある。

図４の実施例では、Ｄ２の主チャンネル２７の内部断面の局所狭窄部Ｒ２は、前記主チャンネル２７の内部において細長い圧力領域Ｚから上流に位置している。

より正確に述べれば、局所狭窄部Ｒ２は、筒状要素２５の基端２５Ｐの近傍に、圧力領域Ｚから長手方向に遠く距離があるように位置している。

器具Ｄ１とＤ２を装着した患者３の胸郭の圧迫の間、狭窄部Ｒ１とＲ２のそれぞれが引き起こす局所抵抗によって患者３の肺内に圧力上昇が起こり、肺から吐き出す（図１と図４で矢印５０で表す）空気は、自由ではあるが漏出するのにより困難性がある。

これとは逆に、該患者３の胸郭の開放の間、圧力は、器具Ｄ１とＤ２を局所狭窄部がない状態で用いた場合よりは肺内で低下するので、圧迫と開放間の胸郭内圧力の変動が増加するが、これにより外気のポンピング効果が改善される。狭窄部Ｒ１とＲ２が引き起こす開放間の空気流入の速度低下によって、患者の肺に向かう外気の漸進的で制御された吸入が可能になる。これによって、ジェットＪに起因する正の残存圧力が開放の開始時に消失することになる。

圧迫中か開放中のどちらであっても、主チャンネル７および２７は開放したままである。

さらに、図１の頬鼻マスクの場合、口における圧力変動はほとんど存在しない。

さらにまた、本発明の器具Ｄ１、Ｄ２の周辺の補助チャンネル９、２９への、供給端１０、３０からの呼吸ガスの供給（矢印Ｆ）は、例えばオペレータが操作する（図示していない）電子弁を用いて制御することもできる。

特に、そうした電子弁によって、心臓の動作や血液の循環が回復すると、補助チャンネル９、２９に呼吸ガスを連続供給することから脈動供給へと所定の振動数で切り換えることができる。

なおまた、図５に図示した変形例において、各器具Ｄ１、Ｄ２は、筒状要素５、２５と自由に気体連通して空洞４１を画定する筒状本体４０を備えていてもよい。この筒状本体４０は、対応する器具Ｄ１、Ｄ２に、後者の筒状要素５、２５の基端５Ｐ、２５Ｐで着脱自在に追加してもよい。

筒状本体４０の内部には、該本体４０の内部断面の局所狭窄部Ｒ３が配設してある。

そうした筒状本体４０は、器具Ｄ１、Ｄ２が対応する筒状要素の内部断面の局所狭窄部のあるなしに関わらず、器具の基端に加えられてもよいことが注目されるだろう。

さらに、図５に模式的に図示してあるように、筒状本体４０は、ベンチュリ効果型の外気吸入手段４２を備えている。このベンチュリ効果型の吸入手段４２は、蘇生中の患者の胸郭の開放の間、主チャンネル７、２７中を循環している気体（例えば外気、矢印５１で表示）で駆動される。

さらにまた、図６に図示してあるように、局所狭窄部を形成する剛性で突出している内部リングＲ３は、障害物４３を備えている。これらの障害物４３は、例えば先細の羽根であって、筒状本体４０を閉塞しがちな対象物が誤って侵入するのを防止する。こうした障害物４３は狭窄部Ｒ１とＲ３にも設けてもよい。

また、筒状本体４０は、（図示していないが）突出している横方向連結チップを備えていてもよい。このチップは、空洞４１と流体連通していて注入器風船を筒状本体４０に連結している。

本発明の器具は、頬鼻マスクや喉頭マスクで実施するようにだけ意図しているものではなく、例えば気管内カテーテルと統合することもできることに注目すべきである。

Claims (12)

1. 心臓停止状態の患者を蘇生するよう意図し、胸郭の圧迫と開放を交互に行う心肺蘇生マッサージを備えた開放システム型の人工呼吸器具であって、
   ・主チャンネル（７、２７）を形成する筒状要素（５、２５）であって、この筒状要素はその遠端（５Ｄ、２５Ｄ）が患者（３）の呼吸管に連結されるよう意図されており、またその基端（５Ｐ、２５Ｐ）が前記患者の外部にあり、患者の呼吸系は主チャンネル（７、２７）を介して外部と連結してある筒状要素（５、２５）と、
   ・該主チャンネルに開放してあって呼吸ガスを連続して供給する周辺の補助チャンネル（９、２９）と、
   ・前記補助チャンネル（９、２９）から連続して噴出された呼吸ガスのジェット（Ｊ）を、前記主チャンネル（７、２７）の内部で互いに向って収束させる偏向手段（８、２８）とから構成されており、
   その結果、細長い形状の圧力領域（Ｚ）が、前記補助チャンネル（９、２９）の先端から出発して前記主チャンネルの長手方向軸（Ｌ−Ｌ）に沿って先端方向に延びている人工呼吸器具であって、
   ・前記人工呼吸器具は、形状と配置が一定の少なくとも１箇所の常設の局所断面狭窄部（Ｒ１、Ｒ２、Ｒ３）を備えていて、流れがどの方向であっても前記主チャンネル（７、２７）を通るガス流（５０、５１）に対して局所的抵抗を発生すること、および、
   ・突出する内部リングの形状になっている前記局所断面狭窄部は前記した細長い形状の圧力領域（Ｚ）から長手方向に離れているとともにその領域の外側にあることを特徴とし、
   前記局所的抵抗が、静脈還流を助けるため、開放の初期において、肺の負圧を増大させるものである
   人工呼吸器具。
2. 前記局所断面狭窄部（Ｒ１）が、前記した細長い形状の圧力領域（Ｚ）から下流に配置してあることを特徴とする請求項１に記載の人工呼吸器具。
3. 前記局所断面狭窄部（Ｒ２、Ｒ３）が、前記した細長い形状の圧力領域（Ｚ）から上流に配置してあることを特徴とする請求項１または２の一項記載の人工呼吸器具。
4. 前記局所断面狭窄部（Ｒ１、Ｒ２）が、筒状要素（５、２５）の内部断面の狭窄部を形成しており、器具（Ｄ１、Ｄ２）の一体部分になっていることを特徴とする請求項１〜３のいずれか一項記載の人工呼吸器具。
5. 着脱自在の筒状本体（４０）を備え、この中には、前記筒状本体の内部断面の狭窄部を形成する前記局所狭窄部（Ｒ３）を配設してあることを特徴とする請求項１〜３のいずれか一項記載の人工呼吸器具。
6. 前記主チャンネル（７、２７）内を循環するガスで駆動される外気吸入手段（４２）を備えていることを特徴とする請求項１〜５のいずれか一項記載の人工呼吸器具。
7. 請求項１〜６のいずれか一項記載の人工呼吸器具（Ｄ２）を備えていることを特徴とする喉頭マスク。
8. 胸郭内の肺を含む呼吸器系を有する、心臓停止状態の患者の蘇生をもたらすよう構成された開放システムを形成し、胸郭に圧迫と開放を交互に行う人工呼吸器具であって、
   前記人工呼吸器具は、
   主チャンネルを形成する筒状要素であって、この筒状要素は、基端と遠端を有し、該遠端によって患者の呼吸管に連結されるよう構成されており、前記主チャンネルは、前記筒状要素の内部断面を画定しており、前記筒状要素の前記基端は、前記患者の外部にあり、前記患者の呼吸器系は、前記主チャンネルを介して外部に連結されている筒状要素、
   該主チャンネルに開放してあって、呼吸ガスが連続して供給される周辺の補助チャンネル、
   前記補助チャンネルから連続して噴出された呼吸ガスのジェットを、前記主チャンネルの内部で互いに向って収束させ、その結果、細長い形状の圧力領域が、前記補助チャンネルの先端から出発して前記主チャンネルの長手方向軸に沿って先端方向に延びるようにしている偏向手段、および
   形状と配置が一定の２箇所の常設の局所断面狭窄部であって、それぞれが、前記主チャンネルを通るガス流に対して、その流れ方向がどの方向であっても、局所的抵抗を発生し、各常設の局所断面狭窄部は前記主チャンネル内に突出する剛体の突出内部リングであり、各常設の局所断面狭窄部は前記細長い形状の圧力領域から長手方向に離れているとともにその領域の外側にあり、各常設の局所断面狭窄部は、胸郭の圧迫時に肺内の圧力を増大させ、開放時に肺内の圧力を低下させる常設の局所断面狭窄部
   を備えており、
   前記２箇所の常設の局所断面狭窄部の内、第一の局所断面狭窄部は、前記細長い形状の圧力領域に対して下流側に配置されており、
   前記２箇所の常設の局所断面狭窄部の内、第二の局所断面狭窄部は、前記細長い形状の圧力領域に対して上流側に配置されている
   人工呼吸器具。
9. 前記局所断面狭窄部が、筒状要素の内部断面の狭窄部を形成しており、人工呼吸器具の一体部分になっていることを特徴とする請求項８に記載の人工呼吸器具。
10. 着脱自在の筒状本体を備え、この中には、前記筒状本体の内部断面の狭窄部を形成する前記局所断面狭窄部を配設してあることを特徴とする請求項８に記載の人工呼吸器具。
11. 前記主チャンネル内を循環するガスで駆動される外気吸入手段を備えていることを特徴とする請求項８〜１０のいずれか一項記載の人工呼吸器具。
12. 請求項８〜１１のいずれか一項記載の人工呼吸器具を備えていることを特徴とする喉頭マスク。

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