JP6169771B1 - 鼻腔カニューラ - Google Patents

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Abstract

【課題】廃棄される供給ガス量を低減し、効率良くガスを人体内に供給できる鼻腔カニューラを提供する。【解決手段】内部が気密空間とされた本体11と、前記本体に設けられ、ガス供給源3から供給されるガスを前記本体に導入するガス導入部12と、前記本体に設けられ、鼻腔に隙間なく挿入される弾性を有する鼻腔挿入部13と、前記本体に設けられ、主として前記鼻腔からの呼気を前記本体の外部へ排気する排気孔14と、前記排気孔を開閉可能に設けられ、前記本体の内部から外部への気体の流れのみを許容する第1逆止弁15と、を備える。【選択図】図3

Description

本発明は、鼻腔カニューラに関するものである。
この種の鼻孔カニューラとして、酸素供給源に接続され、使用者に酸素ガスを供給するカニューラにおいて、一端に酸素供給源との接続口、途中に分岐部を備え、分岐部を介して環状に接続されその中間部分に鼻孔へ酸素ガスを供給する開口部を備えたチューブ状部材から構成され、且つ該チューブ状部材に首で支持するための支持部材を有する呼吸用気体供給カニューラが知られている(特許文献1)。
特開2006‐340897号公報
人間は、吸気→休止→排気→休止というサイクルで呼吸するが、上記従来の呼吸用気体供給用カニューラでは、酸素供給源から供給される酸素ガスは吸気の際にのみ人体に取り込まれ、排気及び休止の際には大気中に廃棄される。このように、従来の鼻孔カニューラでは供給されるガスの多くが無駄になるという問題がある。
本発明が解決しようとする課題は、廃棄される供給ガス量を低減し、効率良くガスを人体内に供給できる鼻腔カニューラを提供することである。
本発明は、内部が気密空間とされた本体と、前記本体に設けられ、ガス供給源から供給されるガスを前記本体に導入するガス導入部と、前記本体に設けられ、鼻腔に隙間なく挿入される弾性を有する鼻腔挿入部と、前記本体に設けられ、主として前記鼻腔からの呼気を前記本体の外部へ排気する排気孔と、前記排気孔を開閉可能に設けられ、前記本体の内部から外部への気体の流れのみを許容する第1逆止弁と、前記本体の外部から内部へ吸入される空気量を調整する吸入空気量調整手段と、を備える鼻腔カニューラにより、上記課題を解決する。
吸気→休止→排気→休止という呼吸サイクルのうち、吸気の際には、ガス導入部から導入されたガスが本体の気密空間を流下して鼻腔挿入部から鼻腔に供給される。このとき、鼻腔挿入部は鼻腔に隙間なく挿入され、且つ第1逆止弁も閉塞しているので、ガス供給源から供給されたガスは、外部へ廃棄されることなく、その全量が人体内に供給される。
排気の際には、鼻腔からの呼気により第1逆止弁が開くので当該呼気は外部へ排気される。このとき、呼気の圧力により本体の気密空間に供給されたガスは押し戻される。したがって、本体の気密空間に供給されたガスが、排気孔から外部へ排気されるのを防止できる。
休止の際には、第1逆止弁が閉じているので、ガス供給源から供給されたガスが、本体の外部へ廃棄されることはない。以上のことから、本発明によれば、廃棄される供給ガス量を低減し、効率良くガスを人体内に供給することができる。また本発明では、本体の外部から内部へ吸入される空気量を調整する吸入空気量調整手段を有するので、ガス供給源からの供給ガスに加えて周囲の空気を吸気することができ、鼻腔カニューラを装着した際の呼吸が楽になる。
本発明に係る鼻腔カニューラの一実施の形態を示す全体構成図である。 本発明に係る鼻腔カニューラの一実施の形態を示す斜視図である。 本発明に係る鼻腔カニューラの一実施の形態を三面図である。 本発明に係る鼻腔カニューラの一実施の形態を示す断面図である。 本発明に係る鼻腔カニューラの他の実施の形態を示す断面図である。 本発明に係る鼻腔カニューラの他の実施の形態を示す断面図である。 本発明に係る鼻腔カニューラのさらに他の実施の形態を示す三面図である。 本発明に係る鼻腔カニューラのさらに他の実施の形態を示す断面図である。
本発明に係る鼻腔カニューラ1は、図1に示すように、ガス供給源3から供給されるガスを、人間の鼻腔を介して体内に供給するための器具である。なお、図1に示す実施形態おいては、鼻腔カニューラ1とガス供給源3との間に、第1チューブ19及び第2チューブ20並びにリザーババッグ21が設けられている。詳細は後述する。
本発明の鼻腔カニューラ1において、ガス供給源3から供給されるガスの種類は特に限定されない。酸素ガス、水素ガス又はこれらそれぞれの混合ガスなどが適用できる。以下の実施形態では、空気成分ではない水素含有ガスを効率良く体内に供給する鼻腔カニューラを一例に本発明を説明する。
《第1実施形態》
図2は、本実施形態の鼻腔カニューラを示す斜視図、図3は、図2の鼻腔カニューラを示す三面図であって、(A)は背面図、(B)は底面図、(C)は側面図である。図4は、図3の鼻腔カニューラを示す断面図であって、(A)は図3のIVA−IVA線に沿う断面図、(B)は図3のIVB−IVB線に沿う断面図、(C)は図3のIVC−IVC線に沿う断面図、(D)は図4のIVD−IVD線に沿う断面図、(E)図3のIVE−IVE線に沿う断面図である。
本実施形態の鼻腔カニューラ1は、図2〜図4に示すように、内部が気密空間とされた本体11と、この本体11に設けられ、ガス供給源3から供給される水素含有ガスを本体11の内部に導入するガス導入部12と、本体11に設けられ、鼻腔に隙間なく挿入される弾性を有する鼻腔挿入部13と、本体11に設けられ、主として鼻腔からの呼気を本体11の外部へ排気する排気孔14と、排気孔14を開閉可能に設けられ、本体11の内部から外部への気体の流れのみを許容する第1逆止弁15と、本体11の内部の、供給されるガスの流れに沿ったガス導入部12と第1逆止弁15との間に設けられ、ガス導入部12から鼻腔挿入部13へのガスの流れのみを許容する第2逆止弁16と、本体11の、第1逆止弁15と鼻腔挿入部13との間に設けられた吸気補充孔17と、着脱可能に設けられた、吸気補充孔17を閉塞する栓18と、を備える。
本体11は、鼻腔挿入部13を含む弾性を有する第1部材111と、ガス導入部12を含む、第1部材111より剛性のある第2部材112とを含む。これら第1部材111と第2部材112は、第1部材111の弾性を利用して取り外し可能に嵌合されている。これにより、第1部材111を第2部材112から取外し、これらの内部を容易に清掃することができる。鼻腔挿入部13を含む第1部材111は、鼻腔に隙間なく挿入されてガスの漏れを防止するため、ゴム又はエラストマーなどの弾性又は柔軟性のある樹脂で構成されている。中でもシリコーンゴムは、弾性力の選択幅が広いので設計自由度が高く、また耐熱性があるので煮沸消毒にも耐え、さらに匂いがなく、皮膚や粘膜を刺激する物質を放出しない点でより好ましい。これに対し、第2部材112は、第1逆止弁15、第2逆止弁16及びガス導入部12を設けるとともに、第1部材111を嵌合して保持することから、第1部材111に比べて剛性のあるポリプロピレンなどの樹脂で構成されている。
ガス導入部12は、本体11に設けられ、ガス供給源3から供給される水素含有ガスを本体11の内部に導入する。ガス導入部12は、本体11の第2部材112と一体成形してもよいが、本実施形態のガス導入部12は、第2部材112と同様の剛性を有するポリプロピレンなどの樹脂により本体11とは別部品で構成され、本体11に形成されたガス導入孔113の周りに嵌合されている。これにより、ガス導入部12の先端のパイプ部121は本体11に対して回動可能とされている。パイプ部121には、第1チューブ19の一端が装着される。ガス導入部12から本体11の内部にガスを導入するガス導入孔113は、図4(D)及び(E)に示し、詳細は後述する。
鼻腔挿入部13は、本体11に設けられ、鼻腔に隙間なく挿入される弾性を有する。上述したように、鼻腔挿入部13は、本体11の第1部材111の一部として形成され、平均的な鼻腔の内径に相当する外径の一対の突起を有する。図3(B)の点線は、鼻腔カニューラ1を人間の鼻腔に装着した状態を示す(ただし、図示する鼻腔カニューラ1の都合上、顔の向きを表裏反対に示す)。
排気孔14は、本体11の第2部材112の下面に設けられ、主として鼻腔からの呼気を本体11の外部へ排気するための孔である。第1逆止弁15は、ゴム又はエラストマーなどの弾性を有する材料から構成され、排気孔14を開閉可能に設けられている。第1逆止弁15は、本体11の内部から外部への気体の流れのみを許容する方向に開閉する。図3(B)及び図4(A)に示すように、本実施形態の排気孔14は、本体の第2部材112の下面に形成された2つの長孔からなり、第1逆止弁15の軸部は、2つの長孔からなる排気孔14の間に外側から固定されている。そして、排気の際の呼気により本体11の内部の圧力が上昇すると、第1逆止弁15の軸部を支点として本体11の外側へ向かって撓むことで排気孔14を開放し、本体11の内部の圧力が下降すると、弁体の自己弾性により原位置に戻ることで排気孔14を閉塞する。
第2逆止弁16は、ゴム又はエラストマーなどの弾性を有する材料から構成され、本体11の第2部材112の内部の、供給されるガスの流れに沿ったガス導入部12と第1逆止弁15との間に設けられている。第2逆止弁16は、ガス導入部12から鼻腔挿入部13へのガスの流れのみを許容する方向に開閉する。本実施形態のガス導入孔113は、図4(D)に示すように、円周状に並ぶ例えば4つの略扇形状の孔からなり、第2逆止弁16の軸部は、これら4つの略扇形状の孔の中心に本体11の内側から固定されている。そして、後述するリザーババッグ21を設けた場合には、使用者の吸気により、第2逆止弁16の軸部を支点として4つの弁体が本体11の内側に向かって撓むことでガス導入孔113を開放する。一方、使用者の呼吸が休止するか、排気の際は、弁体の自己弾性により原位置に戻ることでガス導入孔113を閉塞する。なお、リザーババッグ21を設けずに、ガス供給源3とガス導入部12とをチューブで直接接続した場合、ガス供給源3から供給されるガスの圧力により、第2逆止弁16の軸部を支点として4つの弁体が本体11の内側に向かって撓むことでガス導入孔113を開放する。一方、ガス供給源3から供給されるガスの圧力が下降するか、排気の呼気の圧力の方が高くなると、弁体の自己弾性により原位置に戻ることでガス導入孔113を閉塞する。
吸気補充孔17は、図4(C)に示すように、本体11の第1部材111の、第1逆止弁15と鼻腔挿入部13との間に設けられている。また、吸気補充孔17を閉塞する栓18が、着脱可能に設けられている。本実施形態の吸気補充孔17は、使用者の呼吸量に応じて栓18を取外し、呼吸が楽になるように調整するための孔である。したがって、肺活量が大きい使用者は、幾つかの栓18を取外すことで、ガス供給源3からの供給ガスに加えて周囲の空気を吸気することができるので、鼻腔カニューラ1を装着した際の呼吸が楽になる。本実施形態では、同径の吸気補充孔17を3つ設けているが、孔の数及び径は限定されず、ガス供給源3からのガス供給量に応じて適宜の数及び孔径を設定すればよい。
図1に戻り、ガス導入部12のパイプ部121には、第1チューブ19の一端が接続され、当該第1チューブ19の他端はリザーババッグ21の出口211に接続されている。また、ガス供給源3のガス出口31には、第2チューブ20の一端が接続され、当該第2チューブ20の他端はリザーババッグ21の入口212に接続されている。リザーババッグ21は、ゴム、エラストマー、ポリエチレンその他の柔軟性を有する材料から構成され、ガス供給源3から供給されたガスを一時的に貯留するために伸縮する。また、ガス供給源3からのガスに含まれた水分が結露することもあるため、リザーババッグ21により気液分離する機能も司る。リザーババッグ21は、バッグ本体213と、入口212及び出口211が設けられたキャップ214とが着脱可能とされ、結露水が溜まったらキャップ214を取り外して容易に結露水を廃棄できるようになっている。リザーババッグ21を設けることで、使用者の呼吸が休止及び排気している際には、ガス供給源3から連続して供給されるガスを一時的に貯留するので、使用者が吸気する際には、ガス供給源3から供給されるガスだけでなく、リザーババッグ21に貯留されたガスも吸引することができ、目的とするガスの吸引効率が高くなる。
本体11の第1部材111には一対のストラップ用突起部22が設けられている。本実施形態の鼻腔カニューラ1を鼻腔に装着する際には、ストラップ(紐)をストラップ用突起部と耳に架け渡すことで、鼻腔カニューラ1を鼻腔に固定する。
次に本実施形態の鼻腔カニューラ1の使用方法及び作用を説明する。
まず、ガス供給源3とリザーババッグ21と鼻腔カニューラ1とを第1チューブ19及び第2チューブ20を用いて図1に示すように接続し、ストラップを用いて鼻腔カニューラ1の鼻腔挿入部13を使用者の鼻腔に挿入する。ガス供給源3から吸引目的とする水素含有ガスを所定流量で供給し始めると、第2チューブ20、リザーババッグ21、第1チューブ19を介してガス導入部12に水素含有ガスが流れる。このとき、使用者の呼吸が休止及び排気している際には、ガス供給源3から連続して供給されるガスは、リザーババッグ21に一時的に貯留される。
使用者が吸気することでガス導入部12に至った水素含有ガスは、第2逆止弁16を押し広げ、ガス導入孔113を通過し本体11の内部に至る。使用者が吸気するとこの水素含有ガスが鼻腔を介して人体内へ吸気される。使用者が排気する際には、その呼気の圧力により第2逆止弁16が閉じるとともに、第1逆止弁15が押し広げられ、排気孔14から当該呼気が本体11の外部へ排出される。このとき、ガス供給源3から供給される水素含有ガスは、リザーババッグ21に一時的に貯留される。
呼吸が休止している際にあっても、第2逆止弁16が閉じるので、それ以上本体11の内部に流れ込まず、ガス供給源3から供給されるガスはリザーババッグ21に一時的に貯留される。なお、リザーババッグ21を設けずに、ガス供給源3とガス導入部12とをチューブで直接接続した場合には、ガス供給源3から供給されるガスの圧力により、第2逆止弁16の軸部を支点として4つの弁体が本体11の内側に向かって撓むことでガス導入孔113を開放する。したがって、第2逆止弁16の材料の硬度を硬くするか又は厚さを厚くすることで、ガス供給源3とガス導入部12との間の圧力を高めれば、使用者が吸気した際のガスの供給量を相対的に増加させることができる。
以上のとおり、本実施形態の鼻腔カニューラ1によれば、ガス供給源3から供給される水素含有ガスが無駄に廃棄されるのを防止することができる。これにより、ガス供給源3から供給される水素含有ガスの流量を必要最小限とすることができるので、ガス供給源3の小型化及び省エネルギー化を図ることができる。なお、水素含有ガスを供給するガス供給源3は、水素ガスボンベのほか水の電気分解を利用した電解槽を含む水素生成装置であってもよいので、その場合には持ち運びに便利な小型化のみならず省電力化も図ることができる。
《第2実施形態》
図5及び図6は、本発明に係る鼻腔カニューラの他の実施の形態を示す図である。図5(A)は背面図、図5(B)は図5(A)のVB−VB線に沿う断面図、図5(C)は図5(A)のVC−VC線に沿う断面図、図5(D)は図5(A)に保持枠を装着した背面図、図5(E)は図5(D)のVE−VE線に沿う断面図、図5(F)は第1逆止弁の諸形態を示す平面図、図6(A)は図5(B)の拡大断面図、図6(B)は図5(A)のVIB−VIB線に沿う断面図である。
本実施形態の鼻腔カニューラ1は、第1実施形態に比べて、吸気補充孔17が、本体11ではなく、第1逆止弁15に設けられている点と、排気孔14及び第1逆止弁15が、本体11の第1部材111の底面ではなく背面に設けられている点が相違し、その他の構成については第1実施形態と同じである。
第1実施形態の図3(B)及び図4(C)に示すように、排気孔14及び第1逆止弁15を、本体11の第1部材111の底面に配置すると、第1部材111の前後方向の幅が大きくなり、鼻腔カニューラ1自体が、人間の鼻腔から前方へ大きく突出することになる。鼻腔カニューラ1が鼻腔から前方へ大きく突出すると使用者は違和感を覚えるため、装着時のこうした違和感を解消するために、本実施形態の鼻腔カニューラ1では、排気孔14及び第1逆止弁15を、本体11の第1部材111の底面ではなく、ガス導入部12が設けられた背面に設けている。
これに加え、第1実施形態の図4(B)及び図4(C)に示すように、吸気補充孔17を、本体11の第1部材111の上面に配置しても、第1部材111の前後方向の幅が大きくなり、鼻腔カニューラ1自体が、人間の鼻腔から前方へ大きく突出することになる。本実施形態の鼻腔カニューラ1では、吸気補充孔17を、本体11の第1部材111の上面ではなく、第1逆止弁15に設けている。これらにより、図5(B)及び図6(A)に示すように、本体11の第1部材111の前後方向の寸法を短くすることができる。
なお、本実施形態の第1逆止弁15は、図6(A)に示すように、本体11の第1部材111の排気孔14の横に形成した突起部114に、第1逆止弁15に形成した孔を嵌合させることにより当該第1逆止弁15を本体11に固定する。また、図5(F)に示すように、排気孔14の径が相違する複数種類の第1逆止弁15を用意しておき、ガス供給源3から供給されるガスの定格流量に応じて、排気孔14の径を選定する。この場合、図5(F)に示す複数種類の第1逆止弁15の色彩をそれぞれ異なる色彩としてもよい。こうすることで、第1逆止弁15の組み付け時の間違いや、使用者との連絡の際に、どの排気孔14を有する第1逆止弁15かを容易に特定することができる。
本実施形態の鼻腔カニューラ1では、第1実施形態の図3等に示すストラップ用突起部22を設けることに代えて、図5(D),(E)に示すように、本体11の第1部材111に、ポリプロピレンなどの剛性の高い樹脂で構成された保持枠23を装着する。そして、この保持枠23の左右それぞれにストラップ(紐)を通す孔を形成する。ストラップ用突起部22についても、本体11の第1部材111の前後方向の寸法が大きくなる一要因であることから、この保持枠23によっても、図5(D)及び(E)に示すように、本体11の第1部材111の前後方向の寸法を短くすることができる。
《第3実施形態》
図7は、本発明に係る鼻腔カニューラのさらに他の実施の形態を示す四面図であり、図7(A)は背面図、図7(B)は平面図、図7(C)は側面図である。図8(A)は図7(B)のVIIIA−VIIIA線に沿う断面図、図8(B)は図7(A)のVIIIB−VIIIB線に沿う断面図、図8(C)は図7(A)のVIIIC−VIIIC線に沿う断面図である。
本実施形態の鼻腔カニューラ1は、図5及び図6に示す第2実施形態に比べて、吸気補充孔17及びこれを塞ぐ着脱可能な栓18が本体11に設けられている点と、第2逆止弁16が設けられていない点が相違し、その他の構成については第2実施形態と同じである。
本体11にガス導入部12から鼻腔挿入部13へのガスの流れのみを許容する第2逆止弁16を設けると、排気の呼気が本体11から第1チューブ19へ逆流するのを確実に防止できるが、ガス供給源3から供給されるガス圧が作用する限り、逆流の程度は小さい。また、第1逆止弁15の開放圧を小さくすれば、排気時の呼気は第1チューブ19へ逆流するよりも排気孔14から排気され得る。このため、本実施形態の鼻腔カニューラ1においては、第2逆止弁16を省略し、部品点数を削減することで簡素で廉価な鼻腔カニューラ1を提供することができる。
また、吸気補充孔17及びこれを塞ぐ着脱可能な栓18を、本体11の第1部材111の背面に、第1逆止弁15及び排気孔14とともに設けることで、第2実施形態と同様に、本体11の第1部材111の前後方向の寸法を短くすることができる。
なお、上述した第1実施形態〜第3実施形態において、リザーババッグ21は必須ではなく、ガス供給源3から供給されるガスをチューブなどで直接鼻腔カニューラ1に接続してもよい。また、吸気補充孔17及び栓18も必須ではなく、必要に応じて省略してもよい。さらに、鼻腔カニューラ1の本体11は複数の部材(上述した実施形態では第1部材111と第2部材112)で構成するのも必須ではなく、3つ以上の部材で構成してもよいし、1つの部材で構成してもよい。
1…鼻腔カニューラ
11…本体
111…第1部材
112…第2部材
113…ガス導入孔
114…突起部
12…ガス導入部
121…パイプ部
13…鼻腔挿入部
14…排気孔
15…第1逆止弁
16…第2逆止弁
17…吸気補充孔
18…栓
19…第1チューブ
20…第2チューブ
21…リザーババッグ
211…出口
212…入口
213…バッグ本体
214…キャップ
22…ストラップ用突起部
23…保持枠
3…ガス供給源
31…ガス出口

Claims (9)

  1. 内部が気密空間とされた本体と、
    前記本体に設けられ、ガス供給源から供給されるガスを前記本体に導入するガス導入部と、
    前記本体に設けられ、鼻腔に隙間なく挿入される弾性を有する鼻腔挿入部と、
    前記本体に設けられ、主として前記鼻腔からの呼気を前記本体の外部へ排気する排気孔と、
    前記排気孔を開閉可能に設けられ、前記本体の内部から外部への気体の流れのみを許容する第1逆止弁と、
    前記本体の外部から内部へ吸入される空気量を調整する吸入空気量調整手段と、を備える鼻腔カニューラ。
  2. 前記本体の内部の、供給されるガスの流れに沿った前記ガス導入部と前記第1逆止弁との間に設けられ、前記ガス導入部から前記鼻腔挿入部へのガスの流れのみを許容する第2逆止弁をさらに備える請求項1に記載の鼻腔カニューラ。
  3. 前記吸入空気量調整手段は、
    前記本体の、前記ガス導入部と前記鼻腔挿入部との間に設けられた吸気補充孔と、
    着脱可能に設けられた、前記吸気補充孔を閉塞する栓と、を含む備える請求項1に記載の鼻腔カニューラ。
  4. 前記吸入空気量調整手段は、
    前記本体の、前記第1逆止弁と前記鼻腔挿入部との間に設けられた吸気補充孔と、
    着脱可能に設けられた、前記吸気補充孔を閉塞する栓と、を含む備える請求項2に記載の鼻腔カニューラ。
  5. 前記吸入空気量調整手段は、
    前記第1逆止弁に設けられた吸気補充孔を含む請求項1に記載の鼻腔カニューラ。
  6. 前記吸気補充孔の孔径又は数は、前記ガス供給源から供給されるガスの供給量に応じて設定され、前記ガス供給源から供給されるガスの供給量が多いほど、前記吸気補充孔の孔径を小さく、又は数を少なく設定する請求項5に記載の鼻腔カニューラ。
  7. 前記第1逆止弁は、前記吸気補充孔の孔径に応じて異なる色彩が付されている請求項6に記載の鼻腔カニューラ。
  8. 前記本体は、前記鼻腔挿入部を含む弾性を有する第1部材と、前記ガス導入部を含む、前記第1部材より剛性のある第2部材とが、着脱可能に嵌合されてなる請求項1〜7のいずれか一項に記載の鼻腔カニューラ。
  9. 前記ガス導入部に接続された第1チューブの一端と、前記ガス供給源に接続された第2チューブの一端とが接続されたリザーババッグをさらに備える請求項1〜8のいずれか一項に記載の鼻腔カニューラ。
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