JPH03500496A - 治療用ガスを吸入させかつ定量分析用の呼気ガスをサンプリングするための装置 - Google Patents

Abstract

(57)【要約】本公報は電子出願前の出願データであるため要約のデータは記録されません。

Description

【発明の詳細な説明】 造舅」ノしく１１人点准＝ゴビ匹と１分所月１」じ七先んえサンプリングす（友 及迎）Ｗ墾盟ヌ。

１帆分監 本発明は、生体の医学的治療及び監視手段に関し、さらに詳しくは、生体の吸気 中へ治療ガスを吹きこみ、及び生体の呼気ガスをサンプリングして、それに含ま れる少なくとも１種のガス状成分を定量分析するための方法及び装置に関する。

又里象！見 患者である生体の病気あるいは手術に際して、生体の吸気に、酸素あるいは麻酔 用ガスを補足する必要が生じることがある。

このような場合には、生体の肺胞を通過する血液中の、たとえば二酸化炭素等の 少なくとも１種のガス成分の量を、量的に正確に決定することが重要である。

集中治療状態、あるいは局部麻酔、もしくは全身麻酔を施した状態では、肺胞内 の呼吸ガスの組成を正確に決定することが、患者の肉体の機能をより快く管理す ること、及び患者の治療を、それらの機能の状態に、より好適に適合させること に役立つ。

また、生体の呼気中の少なくとも１種のガス成分を正確に測定することは、肉体 の条件を決定するための診断方法の改良する助けにもなる。

呼気ガス中の少なくとも１種のガス成分の濃度の測定は、比較的短い反応時間を もって連続的に遂行され、進行中の医学的処置における迅速な修正を可能として 、生体に対する不利な効果あるいは損傷を防止する。

特別に関心が持たれている一分野は、最終呼気中の二酸化炭素、すなわち患者が 自然に呼吸をしている状態で、呼気の最後における呼気ガス中の二酸化炭素の分 圧をモニターすることである。

挿管法によらずに（気管末端管を挿管する必要がない）、自然に呼吸をしている 患者における最終呼気中の二酸化炭素量をモニターすることは、挿管されていな い患者が覚酵している間、及び局部麻酔を受けている間、あるいは全身麻酔後の 回復室にいる間の、酸素補給の処置をする際に、特に有益である。

しかし、呼気ガス中の二酸化炭素量を検出し、かつ、それによって無呼吸状態を 判定するために、サンプリングと酸素管理を組合せて行なうようにした従来の装 置は、動脈血中のガス成分の実際量と相関関係のある、二酸化炭素の量的解析を することができない、その結果、酸素補給を受けて覚醒している患者の呼吸気の サンプリングによって、局所もしくは局部麻酔、あるいは静脈内の鎮静の結果と して生じる呼吸の抑圧の量を、量的に決定することができない。

患者の呼吸ガス中に治療ガスを吸入させ、同時に、患者の呼気中の少なくとも１ 種のガス成分を測定するためには、従来は。

呼吸ガスのサンプルと、吸入された治療ガスの少なくともある量とを１両方の呼 気ガスを受けるチャンバーあるいは導管を通して引き込ませていた。

例えば、「麻酔学（Ａｎｅｓｔｈｅｓｉｏｌｏｇｙ）Ｊ　６５：５６５−５６６ （１９８６年）に記載のハンチイントン（Ｈｕｎｔｉｎｇｔｏｎ）他の論文には 、患者の鼻と口を覆う酸素マスクから、呼吸ガスのサンプルを引きこむことが示 されている。ハンチイントンらは、普通の■カテーテルを。

使い捨て式酸素マスクの片側を通して、患者の鼻の近くに挿入し、かつ、質量分 光計のサンプリングチューブに接続した。この著者によれば、この手法は、以下 に記述するイベラ（■ｂｅｒｒａ）他、及びノーマン（Ｎｏｒｍａｎ）他による 装置に比して、ｒ満足の行くものであり、しかも簡単」である。

「麻酔学Ｊ　６３：５７２−５７３（１９８５年）に記載のイベラ及びリーズ（ Ｌｅｅｓ）の論文には、質量分光計のサンプリングカテーテルを、通常の算用カ ニユーレの１対の尖端の１つに挿入する装置が記載さ九ている。

著者は、サンプリングカテーテルは、局部麻酔中の肺換気交換のモニターに使用 しうるように構成されていると述べているが１本発明者の試みでは、この構成で は、量的な測定は不確実であった。その理由は、最終呼気の二酸化炭素の測定量 と、動脈内の二酸化炭素の測定量との間に、はなわだしい誤差が出るからである 。

イベラ及びリーズの構成では、動脈内の二酸化炭素量と最終呼気の二酸化炭素量 との測定値の誤差かはなわだしく大きくて。

動脈内の二酸化炭素の質的表示が不安定であることは、既に認められている。こ の問題のために、この分野における前記ハンチイントン他のような研究者は、イ ベラとリーズの構成は不完全なものであると結論づけるにいたり、Ｍ素補給を管 理されながら、挿管されていない患者における。最終呼気の二酸化炭素の量的測 定のための装置を完成するために、他の解決手段を摸索した。

また、「麻酔学Ｊ　６４：６６４（１９８６年）に記載されている、ノーマン他 の論文には、「不満足な」イベラとリーズの構成に代えて。

サンプリングカテーテル（イペラとリーズのものから１人体に最も近いコネクタ を除いたもの）の先端を、通常の鼻孔空気管の咽頭部開口から１ｃ＋ｓのところ に縫合することについて記載されている。鼻孔空気管は、患者の鼻孔に完全には めこまれて、これを閉塞するため、きわめて不快なものである。

したがって、この論文に注意書きされているように、空気管の挿入に際して、「 局部麻酔薬を含む潤滑剤」が必要となる。

この修正された鼻孔空気管の装置は、イベラとリーズの構成に比して、ｒＥＴ　 Ｃｏ２（最終呼気の二酸化炭素）曲線」の作成に適合性があるが、「いずれの方 法も、気管末端管を通してＥＴ　ＣＯ，を監視するのに比べると、信頼性が落ち る。」さらに、ノーマン他の装置には、酸素などの治療ガスを吸入させるための 手段がついていない したがって、この分野においては、覚醒中の患者に治療用ガスを吸入させるとと もに、患者の呼気ガスの一部をサンプリングすることによって、呼気ガス中のガ ス成分の組成の測定値と、患者の動脈血内の同じ組成の測定値との間の量的な相 関関係をめることが、憫笑にめられている。

イベラ他の装置や、ハンチイントン他の装置では、この要求を満たすことはでき ない、これらの装置によると、呼気サンプル中の最終呼気の二酸化炭素の測定値 と、動脈の二酸化炭素の測定値との誤差がきわめて大きく、量的に正しい相関関 係を得ることができないからである。

ノーマン他の装置にも、このような欠陥が見られ、しかも、呼気ガスのサンプリ ングと同時に治療ガスを吸入させる手段を備えていない。

本発明は、上述の要求を充足することを目的とするものである。

元旦Ｊυ（灯 本発明は、上述した従来手段の欠点を克服し、かつ覚醒中の患者に治療ガスを吸 入させ、それと同時に、サンプリングをして、呼気ガス中のガス成分の組成を、 正確かつ確実に量的測定を行いうるようにした管理及びサンプリング装置を提供 するものである。

本発明の鼻孔用カニユーレは、覚醒中の患者に対する酸素補給に使用できる。ま た、沈静しているか、もしくは麻酔中の患者の気管に挿入された気管末端管を通 して行われる挿管法サンプリングによる最終呼気の二酸化炭素の測定値と等しい 量の、最終呼気の二酸化炭素測定値を得るために使用することができる。

本発明による量的測定値は、動脈血の実際の値と直接に対応する。サンプリング と解析の養生法は、それ単独で、あるいは患者が吸入する自然の空気に、酸素等 の治療ガスを混ぜて吸入させる養生法と併せて行なわれる。

従来手段による質的測定の結果に信頼性が薄かったのは、呼気ガスのサンプルの 少なくとも一部が、治療ガスによって汚染されたからであると考えられる。

本発明の１つの目的は、サンプルしたガスの流路に、治療ガスが漏入したりある いは逆流することを、実質的に防止することである。

この目的、それ以外の目的を達成し、かつ幾多の長所を有する本発明の方法及び 装置においては、通常のカニユーレと同様の細長い筒状本体を、実質的に不浸透 性の壁部材によって、吸低側と呼気側の多岐管に分割し、この壁部材と、筒状本 体又は算用枝管などの本体から延びる壁とを、気密に結合して、二つの多岐管の 間に連続した気密シールを形成しである。これにより、吸入される治療ガスの流 路と呼気ガスの流路とを確実に遮蔽する手段を備え、かつ呼気ガスのガス成分の 組成を、動脈血中のガス成分の組成の直接の測定値に対して、医学的には重視す るに足りない僅かな誤差をもって、量的に測定しうる装置が得られる。

本発明によると、患者の動脈血中の、一つあるいはそれ以上のガス成分の組成の 量を、常に正確に、従って高い信頼性をもって指示する手段が提供される。

本発明における隔壁は、この分野において周知である種々の他の形状としてもよ い。

本発明による新しい装置は、算用カニユーレの形状で、１対の算用枝管の中間位 置に、筒状本体の中を、長さ方向の二つの完全に分離した、気密のチャンバーと して分割する内部隔壁を備えている。このチャンバーの一つは、算用枝管に連通 した治療ガス用であり、他は、他方の算用枝管に連通したサンプリングガス用で ある。

内部隔壁は、好ましくは筒状本体と一体的に成形するのが好ましいが、隔壁と筒 状本体の内面とを、接着剤、溶剤あるいは超音波溶接によって気密に接合しても よい。

これらのすべての変形例において、シール手段は、隔壁の全周縁を筒状本体の内 面に気密に接合するとともに、治療ガスの管とサンプリングガスの管とを絶縁す る連続的な気密シールを形成している。

本発明の新しい装置の変形例として１通常の重用カニコーレにおいて、サンプリ ング用の枝管を、治療ガスの枝管から確実に隔離させてもよい。

この場合１通常型のカニユーレを、比較的柔軟で９弾力性のあるプラスチック材 料で作り、カニユーレの筒状本体における一つの算用枝管の基部に、−個の孔を 設ける。

カニユーレの材質より硬い材料で作ったノズル状の部品を。

その孔を通して、算用枝管の中に挿入する。ノズルの直径は、孔あるいは対応す る算用枝管の内径よりもかなり大きくしてあり、カニユーレの材料が、これらの 部分に挿入されたノズルに。

気密的に密着するようにしである。挿入されたノズルの内部は。

吸気用あるいは呼気用となり、ノズルの外面は、カニユーレの筒状本体の内面に 当接して、他方の管と区分する。

挿入されるノズル部材の外面には、フランジを設け、これに、ネジあるいはその 他の結合手段によって接続したコネクタを介して、ノズルから治療ガスを供給す るか、あるいは、呼気ガスのサンプルを吸引するための、可撓性ある導管を接続 する。

算用枝管がテーパー状である場合には、ノズルの本体も、はぼ同様のテーパー状 としておくことが好ましい。

ノズル部材の外径は、対応する枝管の内径よりも大きくしておき、ノズルが枝管 の長さ全体に挿入されたときに、枝管内に挿入されたノズルの部分が、長さにそ ってほぼ完全に充填ぎわで、確実な閉止状態が得られるようにしておくことが好 ましい。

このシール結合の長さは、ガスの圧力あるいはカニユーレの操作によって、気密 性が損なわれるおそれを減少させる効果がある。

はぼ全長にわたって結合させることが最も望ましいが、ノズルの外周面と枝管の 内周面とを、枝管の長さの中、少なくとも一部で、好ましくは枝管の長さの大部 分にわたって結合させて、シールすることもある。

また本発明の装置においては、吸気用管路に連通ずる第１の枝管と、呼気用管路 に連通ずる第２の枝管とを設けてもよい。

第１の枝管は１人体などの生体の鼻の一方の鼻孔内に装着して、生体の・吸気中 に酸素等の治療用ガスを吸入させる。第２の枝管は、他方の鼻孔内に装着して、 生体の呼気の一部を、量的解析用のガスサンプルとして吸引させる。

ガスサンプル移送手段が、吸引されたガスサンプルのほぼ全部を、ガスサンプル のガス成分組成の少なくとも１種、たとえば二酸化炭素の量的測定をする装置に 移送するために付設されている。吸引部分は、吸入される治療ガスから実質的に 絶縁されており、吸引部分におけるガス成分組成の量が、生体の動脈血内におけ る同じガス成分組成の量とほぼ比例するようにしである。

カニユーレの細長い筒状本体には、１本の筒状部と、各枝管が鼻孔内に位置でき るように、カニユーレを、鼻に近接した皮膚上に支持するための、筒状部の一側 方に沿って延びるほぼ平らな基板とを設けておくのがよい。

はぼ平らな基板によって支持される枝管の位置に対する基板の位置、及びその方 向は、カニユーレを鼻に対して所要の位置に保持するように定められる。

この実施例では、筒状部と基板部との断面形状を、はぼ一定としである。　各算 用枝管の外径は、対応する鼻通路の鼻孔の内径よりもかなり小さくして、枝管が 、鼻を通る生体の吸気及び呼気を閉塞しないようにしである。そのためには、各 枝管の横断面の形状と寸法を、枝管が装着される鼻通路の鼻孔の断面積に対して 、好ましくは約２分の１以下に、より好ましくは約３分の１以下にする。

算用枝管の軸線とほぼ直交する管からなる孔つき本体と、この本体の両端部の中 間に設置されて、本体を、はぼ等しい容積の吸気用と呼気用との管路に分割する 隔壁とを備えている本発明のカニユーレには、いくつかの利点がある。

その１つは、各算用枝管が、鼻孔に気持よく、かつ充分にはめこまれるように、 まず側方に延び、ついでほぼ平行に曲げであることである。この実施例の他の利 点は、カニユーレの算用枝管を鼻孔内に正しく位置決めしたときに、治療ガス用 の吸気用管路及び分析ガス用の呼気用管路に接続される可撓性の管の部分が、生 体の眼あるいは口の上を通らないようになっていることである。

また、本発明は、サンプリング用の算用枝管を、治療ガス吸入用の枝管よりも長 くして、鼻孔内により深く挿入されるようにした、変形例をも含むものである。

長くしたサンプリング用枝管は、最終期の呼気ガスのサンプリングに際して、鼻 孔内で、室内空気が枝管の口に吸引される可能性を小さくさせる。もし枝管の口 に、したがってサンプリング用管路に２室内空気が流入すると、最終呼気の測定 値の精度は著しく低下する。

本発明は、治療ガスとしての酸素の吸入、及び呼気のガス成分としての二酸化炭 素の測定に、特に有用である。

この場合、吸気側管路を、可撓性の管で酸素ガス供給源に接続し、かつ、サンプ リング又は呼気側管路を、吸引される呼気ガス中の二酸化炭素の量を測定するた めに、別の可撓管で、赤外線カプノメータ（ｃａｐｎｏｃｅｔｅｒ）あるいは質 量分光計などのガス分析器に接続する。酸素を、吸気側管路を介して、一方の鼻 孔に連続的に導入し、また、呼気ガスの一部を、呼気側管路を介して、他方の鼻 孔から連続的に吸引し、測定した二酸化炭素のピーク圧力値をもって、最終呼気 の値とするのがよい。

図面の簡単な読口 添付図面に基づいて５本発明の好ましい実施例等について、詳細に説明するが、 これによって１本発明をよく理解しうろことと思う。

第１図は、本発明による具用カニユーレの斜視図である。

第２図、第３図及び第４図は１通常型の具用カニユーレから、本発明の改良され た具用カニユーレを作る要領を説明する斜視図である。

第５図は、第１図示の具用カニユーレの部分破断正面図である。

第６図は、第１図あるいは第５図示のカニユーレを、ガス供給源と呼気監視装置 に接続して、患者に使用させる状態を示す斜視図である。

第７図は、動脈血二酸化炭素と、第２〜４図示の改良された具用カニユーレによ る最終呼気の二酸化炭素との測定値を対比したデータを示すグラフである。

第８図は、動脈血二酸化炭素と１通常型の気管末端管による最終呼気の二酸化炭 素との測定値を対比したデータを示すグラフである。

第９図は、第２〜４図示の改良された具用カニユーレによって得られたデータと １通常型の気管末端管によって得られたデータとを、比較して示すグラフである 。

好　な　例、　びその他の　の　６ 第１図において、符号（１０）で示す具用カニユーレは、筒状本体（１２）、及 び第６図示のようにして１人体の鼻孔に挿入される１対の算用枝管（１４）　（ １６）を備えている。

筒状本体（１２）の内面には、内部チャンバーを吸気側管路（２ｏ）と呼気側管 路（２２）　Ｌ、に分割する硬質の隔壁（１８）が、気密を保って設けられてい る。

隔壁（１８）は、実質的に不浸透性の材料で作られ、呼気側管路（２０）と吸気 側管路（２２）との間の通気を遮断している。カニユーレ（ｌＯ）全体は、可撓 性のプラスチック材料で作られている。

隔壁（１８）は、第５図に最もよく示されるように、筒状本体（１２）と一体的 に成形することが望ましい、しかし、隔ｕ（１８）を、筒状本体（１２）とは別 体のものとし、たとえば接着剤によるが。

隔壁の材料を溶解して本体の材料と溶着させるか、超音波溶接によるか、その他 の手段で、筒状本体（１２）の壁面に、気密に接合してもよい。

第１図及び第６図に示すように、吸気側管路（２０）は、可撓管（２５）により 酸素流量制御装置ｆ（２４）に接合され、呼気側サンプリング管路（２２）は、 他の可撓管（２７）により、呼吸ガス分析器（２６）に接続されている。

可撓管（２５）及び（２７）は、カニユーレから取外し可能としてもよく、ある いは、可撓管（２５）の末端部（３３）、及び可撓管（２７）の末端部（３５） を、筒状本体（１２）の対応する端部に接着して永久的に固定して、カニユーレ の一部分となるようにしてもよい、この場合、容管の末端部（３３）及び（３５ ）は、隔壁（１８）を筒状本体（１２）内に装着する手段と同様の手段で、それ ぞれの位置に気密に固着される。

カニユーレ（１０）と容管が一体でない場合には、筒状本体（１２）を、容管の 末端部（３３）及び（３５）よりも弾性が大きい材料で作り、容管の末端部を、 カニユーレの管路に圧入して装着し、各末端部と対応する管路とを、気密に嵌合 する。

また、カニユーレ（１０）は、筒状本体（１２）を患者の上唇の上に支持し、か つ算用枝管（１４）及び（１６）を患者の鼻（３１）の鼻孔内へ位置させるため の、細長くてほぼ平らな基板（２９）を備えている。

枝管（１４）及び（１６）の位置と方向に対する基板（２９）の位置は、カニユ ーレを保持し、各部材を鼻（３１）及び鼻孔に対して所要の位置に保持するよう に定めである。

第１図示の実施例において、管の末端部（３３）は、吸気側管路（２０）に嵌合 され、管の末端部（３５）は、呼気側管路（２２）に嵌合されている。

第６図に示すように、酸素供給管の放出端と、サンプリング用管の吸気端とを、 筒状本体（１２）の軸線に対して直交させであるため、容管が、患者の眼や口の 上にかかることはなく、使用上便利である。

第２図から第４図は、通常型の具用カニユーレを１本発明による酸素管理と最終 呼気の二酸化炭素の正確な測定とを行なうための具用カニユーレに改造する要領 を示すものである。

通常型カニユーレ（４０）における１対の枝管（４６）　（４６）の一方の基部 （４５）に近い位置で、筒状本体（４３）に、小さい孔（４２）をあける、注射 器キャップの先端部を取外してノズル（５０）を得、この改造した注射器キャッ プを、第３図示のように、孔（４２）を通して、右側の算用枝管（４６）内に挿 入する。

孔（４２）は、針あるいは小型のドリルを用いてあけるのがよく、ノズル（５０ ）の直径よりも充分小さい径とし、孔の縁が、テーパーのノズル本体（５２）に 気密に当接するようにする。このために、筒状本体（４３）は、充分な弾性を備 えるプラスチック材料で作ることが望ましい。

枝管（６２）が挿入されるノズル本体（５２）のテーパー状部の外径は、ノズル 本体と枝管との係合部分の長さ全体にわたって、枝管の内径よりも大きくしであ る。これにより、ノズルの外面と枝管の内面との気密な結合が確保され、ノズル の内面で構成される呼気側管路（５４）と、ノズル本体（５２）の外面と、カニ ユーレの筒状本体（４３）の壁面とで構成される吸気側管路（４４）との間との 導通は防がれる。

ノズル本体（５２）は、枝管の長さのかなりの部分が気密に当接するように、枝 管（４６）の内面へ延ばすことが必要である。しかし、ノズル本体（５２）と枝 管（４６）とは、算用枝管（４６）の長さの大部分にわたって気密に当接するこ とが望ましく、第２図ないし第４図に示されるように、枝管の長さのほぼ全体に 亘って当接していることが、より望ましい。

実際には、ノズル本体（５２）が、枝管（４６）のほぼ全長を越えて、枝管（４ ６）の先端から鼻孔内に届くように延びており、かつサンプリングガスに室内空 気が混入しないようにしておくことが望ましい、これについては、第５図に基い て後で詳細に述べる。

ノズル本体（５２）の形状は１図示の円錐形以外としてもよい。

たとえば、枝管（４６）の長さの中間部が気密に当接するように。

球形のノブを備えるものとしてもよい。

本発明のこの改造例における他の重要な特徴は、枝管（４６）を大きい弾性を備 える材料で作り、一方、ノズル本体（５２）を枝管よりも硬い材料で作ることに より、枝管の内面が、それより大きいノズル本体の外面で押し拡げられて、枝管 の内面が、ノズル本体（５２）の外面に気密に当接するようにしであることであ る。

この相互作用により、ゴム管に、それより大きい物体を挿入した際の気密保持と 同様に、枝管（４６）の内面とノズル本体（５２）の外面との間に、連続的な気 密シールが形成される。

第３図及び第４図に示すように、ノズル（５０）には大径のフランジ（５６）を 設けて、ネジつきキャップ（６０）及び案内管（６２）を備える接続具（５８） を装着し、そのテーパー状の中間部品（６４）を介して、サンプリング管（２７ ’　）を接続し、管（２７’）とノズル管路（５４）を連通させである。

ノズル（ＳＯ）　、キャップ（６０）、あるいはその両者を、適度の弾性のある プラスチック材料で成形すれば、フランジ（５６）にキャップ（６０）を気密に 結合するためのネジを設けなくてもよい、しかし、より確実な結合のために、第 ２図及び第３図に破１１Ａ（ε６）で示すように、フランジ（５６）に雄ネジを 設けて、キャップ（６０）の雌ネジと螺着するのがよい。

また、ノズル本体（５２）を、カニユーレ（４０）の内面を完全に閉塞するよう な寸法とし、それのみで、吸気側管路（４４）を形成させ、第３図及び第４図に 示すように、通常型カニユーレにおける第２の酸素供給管（２５’　”）　（第 ２図）を切り取ってもよい。

もし、ノズル本体（５２）によって、カニユーレの孔を充分に閉塞できない場合 には、第２図に示すように、第２の酸素供給管（２５’　）に、熱溶着等の閉塞 手段によって気密シール（４９）を設け。

この気密シールの外方で、　（５３）として示す面で切り取ってもよその他の変 形例として、酸素を、酸素供給管（２５’）を経て。

ノズル本体（５２）の周囲へ送り込むようにしてもよい。

第２図ないし第４図から明かなように、重用枝管（４６）の基部（４５）の近く に孔（４２）があるために、サンプリング用プローブ（５７）をカニユーレの基 板（４８）に対して傾斜させ、それにより、サンプリング用プローブ（５７）の 口（６１）を、ノズル本体（５２）が挿入される前の枝管（４６）の口（５１） と同じ位置とすることができる。

この孔（４２）の位置は、重用枝管（４６）の基部（４５）の反対側に孔を設け た場合よりもすぐれている。ノズル（５ｏ）を挿入すると。

枝管は、まっすぐに、カニユーレ基板（４８）に平行に保持するからである。後 者の位置づけは、呼気ガスのサンプルを効率よく吸引するために必要とさ九る鼻 孔の下方の位置に比し゛Ｌａ（６１）の位置が高くなるために、望ましくないの である。

基板Ｃ４８）に対するプローブ（５７）の正しい傾斜度は、ノズル本体（５２） が長くて、改良前の枝管の口（５１）を超えて、プローブ（５７）の口（６１） に達するような場合には、特に重要である。

第５図は、第１図示のカニユーレの変形例を示す部分破断図で、サンプリング用 技管（１６’）の長さを、治療ガス供給用枝管（１４’　）よりも長くしたもの である。この延長量は、標準の枝管（１４’　）の長さに対して、１００％を上 限とし、好ましくは約２０ないし６０％、より好ましくは約５０％とする。

延長した枝管（１６’）の口（５１’）は、変形例のカニユーレ（１０’）を、 第６図示のカニユーレ（１０）と同じ位置で使用する場合に。

鼻孔内の深い位置からガスサンプルを吸引する位置となる、通常型の重用枝管に 比して、鼻孔内のより深い位置で呼気ガスのサンプルを吸引すると、鼻の周囲に 存在する室内空気がガスサンプルに混入することはなくなる。延長量が１００％ より大きいと１両方の鼻孔から空気を受け入れる頭蓋骨の中で、呼気ガスに治療 ガスが混入することとなる。

また、第５図には、カニユーレ（１０’　）の筒状本体（１２’）の壁と一体的 に成形された隔壁（１ｇ’）が示さ九でいる。

による　値と比較データ 第２図ないし第４図のカニユーレの有効性をテストするために、Ａ＃の呼気中の 二酸化炭素の最終呼気の部分圧力（ＰａｔＣＯ□）が、動脈血の二酸化炭素の対 応する部分圧力（ＰａＣＯｚ）に臨床的に近づくように、赤外線分光計によって 測定をした。

通常型の具用カニユーレ（米国フロリダ州オレンジパークに所在のハドフン・オ キシゲン・セラピー・セールス・カンパニー（Ｈｕｄｓｏｎ　Ｏｘｙｇｅｎ　Ｔ ｈｅｒａｐｙ　５ａｌｅｓ　Ｃｏｍｐａｎｙ）から入手）を、第２図ないし第４ 図にしたがって改造し、一方の鼻孔からの呼気ガスをモニターする間に、他方の 鼻孔に酸素を吸入できるようにしである。このカニユーレは、筒状本体の長さが 約５０調、外径が約６閣であり、重用枝管の長さが約１０１１１ｍ、テーパ一部 の外径が、基部で約６閣、先端で約５ｍである。

比較的硬質のプラスチックで作られた円錐形の注射器キャップの先端部を取外し てノズル（５０）を作り、キャップの最小端を、比較的大きい針を備える枝管の 一つの基部に設けた小孔へ挿入する。注射器キャップのテーパ一部の外径は、基 部で約７．５膿、先端で約６■である。

注射器キャップを、キャップのテーパ一部の外面と枝管の内面との間の気密が保 持されるように、枝管内に充分にはめこむ。

必要に応じて、注射器キャップで、カニユーレの端部（４７）を吸気側管路（４ ４）から遮断して、酸素供給管（２５’　）を、カニユーレの端部（６８）に近 い個所で切り取ることができるようにする。

しかし、筒状本体（４３）内のノズル（５０）の中間部の回りに流入する酸素が 、酸素吸入管（２５）を経て、改造されていない枝管（４６）を介して本体の吸 気側管路（４４）に入るようにして、酸素供給管（２５’　）を元のままに残し である場合には、端部（４７）を完全に閉塞する必要はない。

赤外線カブツメ−ター（ｃａｐｎｏｍｅｔｅｒ）　（商品名ｒｓＡＲＡｃＡＰＪ 、米国ミズーリ州セントルイス所在のアレゲニイ・インタナショナル・メジカル ・テクノロジー（Ａｌｌｅｇｈｅｎｙ　ＩｎｔｅｒｎａｔｉｏｎａｌＭｅｄｉｃ ａｌ　Ｔｅｃｈｎｏｌｏｇｙ）より入手）からのサンプリング管（２７’　）は 。

コネクタ（５８）により注射器キャップのフランジ（５６）に接続される。容管 （２５）　（２５’　）及び（２７’　）は、すべて外径が約４ｍｎであり。

カニユーレのプラスチック材料よりも硬いプラスチック材料で作られている。

カプノメータの較正は、メーカーの指定に従って、５％の二酸化炭素、４０％の 亜酸化窒素及び５５％の酸素を含む既知のガスサンプルを使用して行なう。

テストは、心臓外科の治療を受けている３５才から８０才（平均年齢は６７オ） の２１名の患者からとった呼気ガスのサンプルを用いて行なった。

患者を手術室に運び、＃素管理は、前述の改造された重用カニユーレを使用して 、毎分３リツ１〜ルで始めた９次いで、動脈管を設置し、血液内ガスの決定のた めに採血した。血液サンプルの抽出ど同時に、最終呼気中の二酸化炭素測定値が ５カブツメ−ターのスクリーンの表示を印刷することによって得られた。

次いで麻酔を始め、患者に、気管末端管を挿入して１機械的換気を行なった。血 液のサンプリングと、最終呼気の二酸化炭素の測定を、同時に反復して行なった 。すべての血液サンプルにつき、標準組成ガスを用い、一定間隔で自動調整され るラジオメータＡＢＬ　２血液ガス分析器を使用して、血液内ガスの測定を行な った。

平均測定値及び標準偏差値は、改造した重用カニユーレ及び気管末端管を介して 得られたサンプルとしての、最終呼気の二酸化炭素、動脈血の二酸化炭素及び動 脈血と最終呼気との差（ＰａＣＯ，−Ｐ６ｙＣ％　）について計算して得た。

改造されたカニユーレを用いて得られた動脈血の二酸化炭素。

最終呼気の二酸化炭素、及び両者の差のデータと、挿管法による気管末端管を用 いて得られたそれらのデータとの比較のために、研究者のＴテストを使用した。

Ｔ−統計を用いて、動脈血と最終呼気との差に対する信頼区間が計算され、かつ ピアソン・プロダクト・モーメント相関係数（Ｐｅａｒｓｏｎ　Ｐｒｏｄｕｃｔ 　Ｍｏｍｅｎｔ　Ｃｏｒｒｅｌａｔｉｏｎ　Ｃｏｅｆｆｉｃｉｅｎｔ）は、改造 されたカニユーレと気管末端管の開方に対する動脈血の二酸化炭素と、最終呼気 の二酸化炭素との対比で決定した。

第７図は、覚醒中の患者に１本発明の改造された重用カニユーレを用いて得られ た、動脈血の二酸化炭素対最終呼気の二酸化炭素のテスト測定値を示すものであ り、第８図は、麻酔中の患者に、気管末端管を用いて得られた、動脈血の二酸化 炭素対最終呼気の二酸化炭素のテスト測定値を示すものである。

異なる患者における動脈血の二酸化炭素は、改造された重用カニユーレを使用し て、酸素供給量を毎分３リツトルとした場合に、２９．９から４４．５ａｏ）Ｉ ｇ、であり、気管末端管を使用して１００％の酸素を供給した場合に、　２５． ８から４５．７ｎｎＨｇ、であった。

ピアソン・プロダクト・モーメント相関係数（ｒ）は、改造された重用カニユー レでは０．９９８２で、気管末端管の挿管法では。

０．９９６６であった。改造された重用カニユーレあるいは気管末端管のいずれ の場合にも、使用中に混濁は起っていなかった。

動脈血の二酸化炭素、最終呼気の二酸化炭素及び両者の差の測定値及び標準偏差 を、第１表に示す。

第　１　表 Ｖ論≦　川Ｍ・ ＰａＣ０，３８，６±３．８４　３６．８±４．７４第９図は、第１表のデータ をグラフとして示したものである。

改造された重用カニユーレを用いて得られた動脈血の二酸化炭素、最終呼気の二 酸化炭素、あるいは両者の差と、通常型の気管末端管を用いて得られたそれらの 値との間には、医学的に重要な差は見られない、計算された信頼される差値を基 礎として、改造された重用カニユーレを用いた動脈血と最終呼気の差は、９５％ の信頼度で１．０９から３．１０の間として、また１通常型の気管末端管を用い た値は、１．７８から４．４０の間として示される。

２１名の患者の中、１９名には、自発的換気に代わる処置はとらなかった（自然 呼吸）、シかし、２名は、主として口で呼吸をしており、改造された重用カニユ ーレによる最終呼気の二酸化炭素の測定値は、明かに低かった（それぞれ１５． ４及び１７．８ｍＨｇ。）。

カニユーレの測定は、すべて覚醒している患者について行なわれたので、これら の２名に、口を閉じるように指示したところ、最終呼気の測定値は、はぼ標準値 に近くまで増加した。従って、これら２名の患者が口を閉じた時に得られたデー タは、ここに示されるデータに含まれている。

その他の患者について、カニユーレによるサンプリングの間に口呼吸の要素がい くらかあるとしても、重要視すべき偏差は。

上述の２名の患者のみに見られた。

上述の本発明のカニユーレによる最終呼気の二酸化炭素の測定値、並びに第１表 及び第７図ないし第９図に示すテストデータには、対応する動脈血の二酸化炭素 の測定値と、注目すべき一致性がある。また、その差値は１本発明以前において 、他の直接の動脈血測定に比して、酸素管理中の量的管理を有効に行なう唯一の ものと信じられていた気管末端管によって得られる差値の範囲に、明かに入って いる。

したがって、改造されたカニユーレで得られた動脈血と最終呼気との差の平均値 は、気管末端管で得られた動脈血と最終呼気との差の平均値と比較して、有利で ある。

したがって１本発明は、最終呼気の二酸化炭素の量を、動脈血の二酸化炭素の実 祭のレベルに近似したものとして、正確で、首尾一貫し、かつ再現性あるものと して測定することができ、多数の覚醒中の患者について、この目的のために使用 できる。

従来、酸素供給の管理に際して、呼気ガスの正確な測定は。

重い沈静作用か全身麻酔を施した患者１：１、気管末端管を挿管するという攻撃 的な方法によってのみ、遂行されていた。これに対して１本発明は、気管末端管 によるサンプリングによる攻撃的方法に比較して、非攻撃的な呼気ガスの定量分 析方法を提供するものである。

赤外線力プノグラフィーあるいは質量分光計と組合せて、本発明を適用すれば、 酸素補給管理中の呼気ガスの組成の確実な測定値が得られ１人間や温血動物など の生体の呼吸状態を、非攻撃的にモニターするための、新しい手段が提供される 。

本発明は、全身麻酔からの回復時、及び局部あるいは部分麻酔中の覚醒している 患者に対する各種の処置の進行時に際して、それらの個体について、良好な患者 管理を行ないうるものと信じられる０本発明は、たとえば白内障のような比較的 短時間の局部処置の際の使用に対して、特に利点がある。また、本発明は、重症 保護ユニット内の覚醒中の患者のモニター等の長期間の使用にも、適していると 信じられる。

本発明の実施に際しては、最終呼気の二酸化炭素のモニターの正確さに影響する 要素を認識することが重要である。たとえば、他方の鼻孔から酸素を吸入しなが ら、一方の鼻孔における最終呼気の二酸化炭素を正確にモニターするには、鼻の 隔壁が損なわれずに存在していることが必要である。

本発明では、吸入される酸素と呼気ガスとは、鼻の隔壁で絶縁されるようにしで ある。孔のあいた鼻の隔壁は、吸入される酸素に呼気ガスが混入°して、最終呼 気の二酸化炭素の測定値が偽の低い値となり、動脈血と最終呼気とに信頼できな い大きな差をもたらすことになる。さらに、鼻あるいはサンプリング管が身体の 分泌物で閉塞されると、偽の低い測定値が生じる。

他の生じうる誤差の原因は、前述した口呼吸の存在である。

肺動脈開栓症のような病状も、サンプリング装置を不注意に使用すると、最終呼 気と動脈血の誤差を増加させる。

両方の鼻孔からでなく、片方の鼻孔を通して大量の酸素を与えると、酸素が供給 される側の鼻孔をひどく乾燥させることになる。そこで、一つの鼻孔を通して長 時間供給される酸素の量は、二つの鼻孔を通して供給する場合よりも実質的に少 なくしておく、たとえば、一つの鼻孔を通して、毎分３リツトルの酸素を供給す る場合の鼻孔の乾燥度は１両方の鼻孔を通して毎分６リツトルを供給する場合と 同等である。

したがって、患者に供給されうる酸素の量を、鼻分泌物のかさぶた又は鼻粘膜の 乾燥を生じないで、一方の鼻孔を通して供給可能な量に制限することができる。

ＦａＯ２ＶＥＲ５ＵＳ　Ｐ、　Ｃｏ２０ＢＴＡＩＮＥＤ　ＯＮＭＯＤＩＦＩＥＤ 　ＮＡＳＡＬ　ＣＡＮＮＵＬＡＥＰ、Ｃｏ２ＶＥＲＳＵＳ　ＰＥ下Ｃｏ２０ＢＴ ＡＩＮＥＤ　ＷＩＴＨＥＮＤＯＴＲＡＣＨＥＡＬ　ＴＵＢＥ ＰａＣｏ２ＡＮＤ　ＰＥＴＣｏ２ＵＳＩＮＧ　ＭＯＤＩＦＩＥＤ　ＮＡＳＡＬＣ ＡＮＮＵＬＡＥ　ＡＮＤ　ＥＮＤＯＴＲＡＣＨＥＡＬ　ＴＵＢＥＦＩＧ、　９゜ 国＠調査報告

Claims (17)

【特許請求の範囲】
1. １．生体の吸気中に治療ガスを吸入させ、かつ該生体の呼気中の、少なくとも１ 種のガス成分を測定するための装置であって、 細長い筒状本体と、 該筒状本体を、吸気側管路と呼気側管路とに分割し、該吸気側管路と呼気側管路 との流通を確実に遮断する気密シールを構成するように、前記筒状本体内に気密 に接合された隔壁と、 前記吸気側管路に接続され、前記治療ガスを供給する供給手段と、 生体の鼻の第１の鼻孔に挿入されるように、前記吸気側管路に連通され、かつ、 前記生体の吸気中に、前記治療ガスを吸入させる第１の枝管と、 前記鼻の第２の鼻孔内に挿入されるように、前記呼気側管路に連通され、かつ、 前記生体の呼気の一部を吸引する第２の枝管と、 前記吸引部分のほぼ全体を、該吸引部分の少なくとも１種のガス成分組成の量を 質的に測定する手段に供給し、該吸引部分内における少なくとも１種のガス成分 組成の量を、前記生体の動脈血内の前記少なくとも１種のガス成分組成の量と、 ほぼ直接的に比例する値として測定する手段とを備えていることを特徴とする装 置。
2. ２．筒状本体が、一つの細長い筒状部と、該筒状部の一側面に沿って延設され、 前記第１及び第２の枝管を、対応する鼻孔内に入れたときに、前記筒状本体を、 鼻に近い皮膚上に保持するためのほぼ平らな基板とからなり、該基板に支持され る前記第１及び第２の枝管の位置に対する前記基板の位置が、前記筒状本体を、 鼻に対して所要の関係位置に保持するように定められている請求項１記載の装置 。
3. ３．第１と第２の鼻用枝管の外径を、生体の鼻を通る呼吸を実質的に閉塞しない ように、対応する鼻孔の内径よりも、小さくした請求項１記載の装置。
4. ４．鼻用枝管の外径をほぼ等しくし、かつ各枝管の断面積を、それらが装着され る鼻孔の断面積の約１／２を超えない大きさとした請求項１記載の装置。
5. ５．治療ガスが酸素で、測定されるガス成分組成が二酸化炭素であり、吸引手段 が、前記呼気側管路と測定手段とを連通する可撓性ある管であり、前記測定手段 が、前記生体の呼気の吸引部分内の二酸化炭素の量を測定する分析器で構成され 、かつ、供給手段が、前記吸気側管路と前記治療ガス供給源とを連通する可撓性 ある管であり、前記治療ガス供給源は、前記吸気側管路に連通した前記可撓性あ る管内に酸素を送り込むように構成された請求項１記載の装置。
6. ６．第１の枝管が、第１の曲管からなり、前記第２の枝管が、該第１の管とほぼ 平行な第２の曲管からなり、前記筒状本体が、前記第１及び第２の管とほぼ直交 する第３の管からなり、前記隔壁が、該第３の管の両端部の中間を横切っており 、かつ、前記第３の管の壁に気密に接合されて、前記第３の管の中を、前記吸気 側と呼気側の管路に分割している請求項１記載の装置。
7. ７．供給手段が、第３の管の吸気側端部を治療ガス源に連結する連結手段を含み 、吸引手段が、前記第３の管の呼気側端部と測定手段とを連結する連結手段を含 む請求項１記載の装置。
8. ８．供給連結手段と吸引連結手段とを、第１及び第２の鼻用枝管を生体の対応す る鼻孔に装着した場合に、吸気管の末端及び呼気管の末端が生体の口あるいは眼 を通らない位置に配置した、可撓性ある管で構成された請求項１記載の装置。
9. ９．筒状本体が、ほぼ一定の断面形状を有する請求項１記載の装置。
10. １０．筒状本体と第１及び第２の鼻用枝管を備える通常型のカニューレからなり 、かつ隔壁が、筒状本体の孔を経て、第１及び第２の鼻用枝管の一つに挿入した ノズルで構成され、該ノズルの内面が、吸気側及び呼気側管路の一方を形成し、 ノズルの外面と筒状本体の壁とが、管路の他方を構成し、かつ、ノズルの材質を 筒状本体及び対応する鼻用枝管の材質よりも硬質とし、筒状本体及び鼻用枝管の 材料を弾性あるものとし、ノズルの挿入部の外径を対応する鼻用枝管の内径より も大きくして、鼻用枝管が押し拡げられてノズルに気密に結合されて、ノズル内 面に形成される管路と他方の吸気側及び呼気側管路の一つとの流通を閉塞するよ うにした請求項９記載の装置。
11. １１．ノズル内面で形成された管路が呼気側管路であり、吸引手段がノズルの一 端に気密に結合されるネジ接続具を備える請求項１０記載の装置。
12. １２．ノズル内面で形成される管路が吸気側管路であり、供給手段がノズルの一 端に気密に結合されるネジ接続具を備える請求項１０記載の装置。
13. １３．ノズルの係合部分を、対応する鼻用枝管の長さの相当部分に亘って延伸さ せた請求項１０記載の装置。
14. １４．ノズルの係合部分を、対応する鼻用枝管の長さの大部分にわたって、軸方 向に延伸させた請求項１０記載の装置。
15. １５．ノズルの係合部分を、対応する鼻用枝管のほぼ全長にわたって、軸方向に 延伸させた請求項１０記載の装置。
16. １６．第２の枝管の長さを、前記第１の枝管の長さよりも大きくして、第２の枝 管が鼻孔に挿入される深さが、第１の枝管が鼻孔内に挿入される深さよりも、大 きくした請求項１記載の装置。
17. １７．局部ないし局所麻酔を受けている間、あるいは全身麻酔からの回復期にあ って、鼻用カニューレを使用して酸素補給を受け、挿管されずに、覚醒し、自然 呼吸をしている患者についての、最終呼気の二酸化炭素をモニターする方法であ って、 患者に対して鼻用カニューレを適用する段階において、該力ニューレは、細長い 筒状本体、該筒状本体を、互いに気密に分離された第１ゾーン及び第２ゾーンに 分割する気密隔壁、前記第１ゾーンと酸素供給源とを連通する第１の導管を備え る供給手段、前記第２ゾーンと二酸化炭素の分圧を検出し測定する手段とを連通 する第２の導管を備える吸入手段を設け、さらに、前記細長い筒状本体は、前記 第１及び第２のソーンと患者の対応する鼻孔とを、それぞれ連通する分離された 鼻用枝管を設ける段階と、 前記酸素供給源から前記第１の導管を介して、前記筒状本体の第１ゾーン及び前 記鼻用枝管の一つを経て、患者の鼻孔に酸素を供給する段階と、 他方の鼻用枝管から筒状本体の第２ゾーンを経て、前記第２の導管を通して、前 記二酸化炭素の分圧を検出し測定する手段に、患者からの二酸化炭素を吸引する 段階とからなり、それにより、患者の呼気の最終期における二酸化炭素の分圧を 測定して、動脈血の二酸化炭素（ＰａＣＯ２）の分圧の医学的概算値とすること を特徴とするモニター方法。