JPH11513296A - 自浄式気管内挿入管装置 - Google Patents

Abstract

(57)【要約】 装置の重要な部分への粘液付着物の有害な蓄積を防ぐと同時に、空気を人間又は動物の肺へ効率的に供給することができる気管内挿入管装置（１０）である。この気管内挿入管装置は、一緒に人間又は動物の気管（１６）に肺の竜骨（２８）の僅かに上方の地点まで挿入される気管内挿入管（１２）及びカテーテル（１４）を特徴とする。液だめ（５６）からの水又は生理食塩水の液滴を同伴させられた加湿空気が汲み上げられてカテーテルを通る。カテーテルは末端部（２４）にある逆進カテーテル（ＲＴＣ）先端部（６０、６２、６４、８０）を特徴とし、このＲＴＣ先端部は加湿空気流の方向を反転させ肺から離す。ＲＴＣ先端部は水又は食塩水の液滴の集積から肺を守る役にたつ一方で、水又は生理食塩水の液滴は、そうしなければ集積するであろう粘液を溶解して払拭することによって、カテーテルと気管内挿入管との両方を絶えず清浄する。

Description

【発明の詳細な説明】 自浄式気管内挿入管装置 発明の技術分野 本発明は呼吸を補助するために使用される医療装置に関する。さらに詳細には 、装置の重要な部分への固化した粘液付着物の有害な蓄積を防ぐと同時に安全に 且つ効率的に空気及び酸素を肺へ供給することができる気管内挿入管装置が開示 される。 発明の背景 損傷又は肺炎や先天性横隔膜ヘルニア（ＣＤＨ）のような病気によって、人間 又は動物の肺は弱り過ぎて、人体への酸素の十分な流れを自力で維持し適切な量 の二酸化炭素を除去することができなくなることがある。こうした状況の下では 、気管内換気（ＩＴＶ）のような機械的な補助の形で肺を手助けすることがしば しば必要となる。 その最も単純な形態において、気管内換気は、気管内挿入管及びその中の小型 の端部が開口したカテーテルの人間又は動物の気管への導入を必要とする。気管 内挿入管及びカテーテルの末端部が肺の竜骨又はその近くに静止するように位置 させられる。次に、十分に加湿された酸素と空気の混合気体がカテーテルを通し て導入され、酸素をより直接的に肺に提供する。カテーテルと気管内挿入管のこ のような構成によって、酸素源と肺（すなわち口とカテーテルの末端部）の間の 距離は有意に短縮される。この距離又は口と竜骨の間の「解剖学的死腔」を短縮 することによって、人体が機能すること及び二酸化炭素を肺から除去することに 必要な酸素を得るために必 要とされる肺の能力が低くなる。 この「最も単純な形態」の肺を補助するための気管内換気装置を利用すること は、それにもかかわらず、幾つかの問題を起こす。恐らくは、これらの問題の内 最も深刻な問題は、水滴が気管内換気の空気流に同伴され、カテーテルの開口端 部を出て肺に直接入り込むことを許してしまったときに起こる。このような水滴 は、その後で、肺に集まることがあるが、潜在的に重大な結果を伴う。現時点ま では、この水滴同伴の問題は、空気流が同伴水滴を搬送しないように、注意して 空気流を作ることによって対処されてきた。これは、例えば、同伴水を捕捉する ために空気ラインにフィルタを挿入することによって、たびたびなされる。 発明者の以前の米国特許第５１８６１６７号で扱われている第二の問題は、肺 への損傷及び付加的な死腔を包含しており、この付加的な死腔が最高点呼吸圧力 （ＨＰＡＰ）でカテーテルの開口端部を出て肺へ飛びだした空気によってつくり 出されることがある。このような空気のジェット気流は肺を過膨張させる傾向を 有する。この問題を克服するために、この空気のジェット気流を散乱させるため にカテーテルの末端部に設置することができる異なる形状のディフューザが開示 された。 一般的に使用される気管内換気装置に関する第三の問題は、カテーテル及び気 管内挿入管への粘液の集積である。健康な人間又は動物にあっては、粘液分泌物 が上皮細胞の粘膜線毛の作用及び咳によって肺及び気管から除去される。しかし 、この粘液除去の機構は挿管された患者には有効ではない。その代わりに、挿管 された患者の場合、気管及び肺の粘液は、カテーテルと気管内挿入管の両方の表 面に集まり、次に、空気が絶えずそれを横切るために乾燥してかさぶた状の膜と なる傾向を有する。この固化した粘液がカテーテルに 集層するので、この固化した粘液はカテーテルを詰まらせ始める。この固化した 粘液の集層物はさらに有害なバクテリアの成長を促進させることがある。 この粘液集層物の問題を克服するために、カテーテルは頻繁に取り外されて清 浄される必要がある。カテーテルの頻繁な取り外し、清浄及び再挿入は、患者及 び健康管理者にとっての著しい不便並びに患者の換気の中断に関連する危険を伴 う。 発明の開示 本発明は装置の重要な部分への粘液付着物の有害な蓄積を防ぐと同時に効率的 に空気を肺へ供給することができる気管内挿入管装置を提供する。この気管内挿 入管装置は気管内挿入管及び気管内挿入管内の逆進カテーテル（ＲＴＣ）先端部 を備えるカテーテルを特徴とする。典型的には、気管内挿入管が古くなった空気 を肺から除去させるために使用される一方で、カテーテルが新鮮な空気を肺へ送 るために使用される。逆進カテーテル先端部はカテーテルを通って来る空気の流 れを逆進させて、この空気の流れがもはや肺には向かっていないようにする機能 を果たす。気管内挿入管とカテーテルが一緒に肺の竜骨の僅かに上方の地点まで 挿入され、少量の水滴が同伴されている加湿空気を供給される。多くの利用例で は、加湿空気は加湿器を通された室内空気と酸素の混合気体から構成することが できる。マイクロポンプ又はバブラーのどちらかによって、水滴をこの加湿空気 に加えることができる。逆進カテーテルを使用し、加湿空気に同伴される水の量 を注意深く制御することによって、同伴される水が有害にも肺に集まることを許 すよりはむしろ、同伴される水がカテーテルと気管内挿入管の両方に集まる粘液 を溶解して払拭するために有益に使用される。 図面の簡単な説明 図１は本発明の気管内装置の好適な実施例の略図を示し、 図２Ａは逆進カテーテル先端部の好適な形状の患者の吸気の間の側面図を示し 、 図２Ｂは逆進カテーテル先端部の好適な形状の図２Ａと同じであるが患者の呼 気の間の側面図を示し、 図３Ａは逆進カテーテル先端部の別な形状の側面図を示し、 図３Ｂは図３Ａに示される逆進カテーテル先端部の別な形状の断面図を示し、 図４は気管内挿入管の一体部品として形成されたカテーテル及び逆進カテーテ ル先端部の側面図を示す。 特定の実施例の説明 図１は本発明の気管内挿入管装置１０の好適な形状を示す。この気管内挿入管 装置１０は気管内挿入管１２及び気管内挿入管１２内に同心的に取り付けられた 管状カテーテル１４を特徴とする。気管内挿入管１２とカテーテル１４の両方と も好適には、ポリ塩化ビニル（ＰＶＣ）やシリコンゴムのような、人間１８の気 管１６への挿入に適している柔軟なプラスチックから形成される。成人１８には 、外径３．４ｍｍ、内径２．６４ｍｍのＰＶＣカテーテル１４が所望の空気流量 を維持するには適していることが多いことが分かっている。気管内挿入管１２は 気管１６の内面に容易に適合する直径でなければならない。 カテーテル１４及び気管内挿入管１２の両方ともその基部端部２０、２２にお ける人体への進入地点から末端部２４、２６における肺の竜骨２８の僅かに上方 （すなわち約１ｃｍ）にある地点まで届くに十分な長さでなくてはならない。カ テーテル１４及び気管内挿 入管１２の末端部２４、２６を竜骨の僅かに上方に正確に位置させるのを助ける ために、放射線を十分には通さないタンタルバンドのような検出可能マーカ３０ 、３１が好適にはカテーテルの末端部２４と気管内挿入管の末端部２６の両方に はめ込まれる。これらの検出可能マーカ３０、３１をＸ線及びＸ線撮影フィルム で監視することができる。カテーテル１４及び気管内挿入管１２の人体への進入 地点は適用例によって変化することがある。例えば、一般的な進入地点は患者の 鼻、口又は喉（すなわち、気管切開による）を含んでいる。 基部端部２２で、気管内挿入管１２が好適にはＴ字コネクタ３２へ取り付けら れる。このＴ字コネクタ３２は、空気の吸入及び呼出をさらに補助するために機 械換気装置を取り付けることができるポート３４、３５を有する。持続的陽圧呼 吸（ＣＰＡＰ）を提供するために、例えば、風船式換気装置（図示されていない ）のような吸気を補助する機械換気装置をポート３４に取り付けることができる 。陽性呼期終圧（ＰＥＥＰ）を提供するために、呼気を補助する機械式調整器を ポート３５に取り付けることができる。ポート３５がさらに気管内挿入管１２か ら払拭される溶解した粘液をガラスビーカ３７のような適した収容器に集めさせ るために使用されることがある。カテーテル１４は典型的にはＴ字コネクタ３２ を通り抜けてカテーテルコネクタ３６に到達する。 カテーテルコネクタ３６においては、柔らかいチュービング３８からの加湿空 気が柔らかいチュービング４０からの水滴と混合される。カテーテル１４及び気 管内挿入管１２の場合のように、外部チュービング３８、４０はポリ塩化ビニル （ＰＶＣ）、シリコンゴム又はポリテトラフルオロエチレン（ＰＴＦＥ又はテフ ロン（商標））のような柔らかいプラスチックから作られるべきである。空気と 水の混合物の温度が適正な水準に保たれることを保証するために、柔らかいチュ ービング３８が多段層の薄いプラスチック外被のような絶縁材料で覆われるべき である。 加湿空気が流量計４２及び加湿器４４から柔らかいチュービング３８に供給さ れる。典型的には、流量計４２は室温で空気と酸素とを混合する。空気と酸素の 両方が有利には、品質、流量及び混合気体の配合を注意深く制御することができ るようにするために、圧縮状態でタンク４６、４８に貯蔵されることができる。 混合気体の酸素含量に対する空気が必要とされるときに流量計４２によって調整 されることができ、１００％空気から１００％酸素まで変化する。通常、酸素含 量は混合気体の０％から８０％までで調整される。 本発明の気管内挿入管装置１０が種々の異なる流量で作動され得る。適正な流 量を選択するための規準として、呼吸量、流量及び圧力の間の以下の示唆的な相 関を成人用として提供する。 空気と酸素が流量計４２で混合された後で、加湿されるために、混合気体がプ ラスチックの供給チュービング５４を通して加湿器４４に送られる。典型的には 、この加湿器が、殺菌した水で部分的に満たされ且つ電気加熱器５１のような適 切な手段によって温度約３ ７〜４０℃まで加熱された液だめ５０から構成される。殺菌した水の汚染を防ぎ 且つチューブ３８及び５４が液だめにアクセスできるようにするために、カバー ５２が液だめ５０の上部に取り付けられる。作動においては、流量計４２から来 る空気と酸素の混合気体は液だめへ加熱された水の上方に流れ込み、水蒸気と混 合する。この混合気体が水蒸気で加湿された後で、チュービング３８を通って加 湿器４４から出ていく。 加湿器４４から来た加湿空気に水滴を同伴させるために、殺菌された水又は生 理食塩水の第二の液だめ５６が具備され、この第二の液だめ５６からマイクロポ ンプ５８が適正な速さで液体を汲みだす。加湿空気の流速１５リットル毎分では 、毎分１滴の水又は生理食塩水（すなわち、０．１０ｍｌ／分）が加湿空気に加 えられるのに適した量であることが分かっている。水又は生理食塩水を加湿空気 に加えることの粘液払拭効果は１２〜１８リットル毎分のようなより高い流速で より明白であるように思われる。 図１に示される液だめ５６及びマイクロポンプ５８の代替として、空気と酸素 の供給チュービング５４の出口６０を液だめ５０の水面より下に延ばすことで、 水滴を加湿器４４に同伴させることができる。そうして供給チューブ５４を延ば すことによって、「バブラー」が液だめ５０につくり出される。それでも、加湿 空気に水を同伴させることへのこの方策はあまり好ましくはない。というのは、 同伴される水の量を制御することがより困難であるからである。もしあまりに多 数の水滴が加湿空気に同伴されると、これらの水滴は単にカテーテル及び気管内 挿入管の粘液を払拭するよりはむしろ肺に溜まり始めるであろう。 同伴される水滴は、水滴が接触する粘液を溶解して溶解した粘液を気管内挿入 管１２を通して容易に取り去ることができるようにす ることによって、気管内挿入管１２とカテーテル１４を清浄に保つと信じられて いる。このような水滴がないときは、粘液は乾燥してカテーテルと気管内挿入管 のまわり、詳細にはその末端部２４、２６で固まってしまう。 水が肺に集まることを許さずに自浄作用を達成するためには、カテーテル１４ の末端部２４に適正なカテーテル先端部６１を有することが重要である。本発明 のカテーテル先端部６１の好適な形態は図２Ａ及びＢ、図３Ａ及びＢ、図４に示 される逆進カテーテル（ＲＴＣ）先端部６２、６４、８０である。これらのタイ プのカテーテル先端部６２、６４、８０は、カテーテルの末端部２４から出てく る空気、酸素及び同伴水滴の流れを肺の竜骨２８から離れる方向に向けるように 設計されている。よって、これらのＲＴＣ先端部６２、６４、８０の気体出口ポ ート６６、６８、７８は竜骨２８から離れてカテーテル１４の基部端部２０の方 に向かっている。ＲＴＣ先端部６２、６４が好適にはナイロン、ポリ塩化ビニル （ＰＶＣ）、シリコンゴム又はポリテトラフルオロエチレン（ＰＴＦＥ又はテフ ロン（商標））のような医療に適したプラスチックから形成され、カテーテル１ ４の一体部品として作られることができる。あるいはまた、ＲＴＣ先端部６２、 ６４をプラスチック溶接又は医療的に容認できる粘着性物によってカテーテルに 取り付けることができる。 図２Ａ及びＢ、図３Ａ及びＢ、図４からＲＴＣ先端部６２、６４を比較すると 、流れを竜骨２８から離れる方向に向ける方法が多数あることが明白となる。例 えば、図２Ａ及びＢは、空気と酸素の混合気体の流れが先ずカテーテル１４の末 端部２４で穴７０を通って拡散させられてからカテーテル先端部６２の環状開口 ６６を通って竜骨から離れる方向に向けられ得ることを示している。別な実施例 として、図３Ａ及びＢは、類似の結果を達成するために鉤状形状の カテーテル先端部６４が使用され得ることを示している。図４は、カテーテル７ ６及びカテーテル先端部８０が、類似の鉤状形状をカテーテル先端部８０に使用 して、どのように気管内挿入管１４の一体部分として形成され得るかを示してい る。 これらのタイプのＲＴＣ先端部６２、６４、８０では、出口ポート６６、６８ 、７８の隙間”ａ”の幅が任意の所定の流量に関する、竜骨の水準での、流量− 圧力特性を決定する。竜骨におけるベンチュリ効果を生み出すためには、隙間” ａ”が好適には小さく、例えば０．１２７ｍｍ（０．００５インチ）と０．５０ ８ｍｍ（０．０２０インチ）の間に、保たれるべきである。本発明についての同 伴水滴がないと、このようなカテーテル先端部の小さい出口ポート６６、６８、 ７８は乾燥した粘液で詰まった状態になる傾向を有する。しかし、水滴を加湿空 気に加えることによって、これらの出口ポートに集まる粘液が通常は溶解され払 拭される。 本発明の自浄式気管内挿入管装置１０を人間又は動物の患者に使用するために は、気管内挿入管１２とカテーテル１４が先ず、患者の口のような肺へと通じる 患者の特定の穴へ挿入される。カテーテルが集まってふさになったり縒れたりす ることを防ぐために、カテーテルが作動位置に到達するまでカテーテルを操作す るのを助けるガイド線（図示されていない）がカテーテルに設けられ得る。気管 内挿入管１２及びカテーテル１４の位置取りはＸ線及びＸ線撮影フィルムを使用 して確認されることができる。気管内挿入管１２及びカテーテル１４が正確に位 置されたときに、検出可能マーカ３０、３１は、気管内挿入管１２及びカテーテ ル１４の両方の末端部２４、２６が患者の竜骨２８の僅かに上方にあることを示 さなくてはならない。 気管内挿入管１２及びカテーテル１４が正確に挿入された後で、 これらが、Ｔ字コネクタ３２、加湿器４４及びカテーテルコネクタ部品３６を含 む、加湿空気を患者へ供給するための残りの装置に取り付けられることができる 。１滴毎分といったポンプで汲みだされる水の同伴させる割合がマイクロポンプ ５８に設定されるとともに、適切な空気と酸素の混合比と１５リットル毎分とい った流量が流量計４２に設定されなければならない。適切な設定をすれば、患者 の換気を補助するために、自浄方式で気管内挿入管装置１０を使用することがで きる。 当業者によって知られるように、ここで説明される機械的な補助換気技術に対 する幾つかの変化例が本発明の気管内挿入管装置１０で使用され得る。例えば、 気管内肺換気（ＩＴＰＶ）では、全ての新鮮な空気と酸素がカテーテル１４を通 して導入される。気管内挿入管１２が呼気のためだけに使用される。この気管内 挿入管１２を通した呼気が、例えば気管内のＴ字コネクタ３２のポート３５に取 り付けられた呼気弁（図示されていない）によって制御される。呼気弁が閉じて いるときには、カテーテル１４からの空気及び酸素の全てが例えば図２Ａに示さ れるように肺に入る。呼気弁が開いているときには、肺からの空気及び酸素の全 てとカテーテル１４からの持続的な流れが例えば図２Ｂに示されるように気管内 挿入管を通して吐き出される。この気管内肺換気（ＩＴＰＶ）技術に対する代替 例として、持続的陽圧呼吸（ＣＰＡＰ）を気管内挿入管１２を通して供給する又 はカテーテルコネクタ部品３６における調整器（図示されていない）をカテーテ ル１４を通した空気及び酸素の流れを断続的にさせるために使用することができ る。 前記の明細書においては、本発明が特定の好適な実施例及び方法に関して説明 された。しかしながら、特許請求の範囲に記載される本発明の広範な精神及び範 囲とにそむくことなく種々の修正及び変 更をなすことができることは当業者にとって明らかである。従って、明細書及び 図面はもっぱら説明的な意味であり限定する意味ではないと見なされるべきであ り、本発明は特許請求の範囲によってのみ限定される。

───────────────────────────────────────────────────── フロントページの続き (81)指定国 ＥＰ(ＡＴ，ＢＥ，ＣＨ，ＤＥ， ＤＫ，ＥＳ，ＦＩ，ＦＲ，ＧＢ，ＧＲ，ＩＥ，ＩＴ，Ｌ Ｕ，ＭＣ，ＮＬ，ＰＴ，ＳＥ)，ＯＡ(ＢＦ，ＢＪ，ＣＦ ，ＣＧ，ＣＩ，ＣＭ，ＧＡ，ＧＮ，ＭＬ，ＭＲ，ＮＥ， ＳＮ，ＴＤ，ＴＧ)，ＡＰ(ＫＥ，ＬＳ，ＭＷ，ＳＤ，Ｓ Ｚ，ＵＧ)，ＵＡ(ＡＭ，ＡＺ，ＢＹ，ＫＧ，ＫＺ，ＭＤ ，ＲＵ，ＴＪ，ＴＭ)，ＡＬ，ＡＭ，ＡＴ，ＡＵ，ＡＺ ，ＢＡ，ＢＢ，ＢＧ，ＢＲ，ＢＹ，ＣＡ，ＣＨ，ＣＮ， ＣＵ，ＣＺ，ＤＥ，ＤＫ，ＥＥ，ＥＳ，ＦＩ，ＧＢ，Ｇ Ｅ，ＨＵ，ＩＬ，ＩＳ，ＪＰ，ＫＥ，ＫＧ，ＫＰ，ＫＲ ，ＫＺ，ＬＣ，ＬＫ，ＬＲ，ＬＳ，ＬＴ，ＬＵ，ＬＶ， ＭＤ，ＭＧ，ＭＫ，ＭＮ，ＭＷ，ＭＸ，ＮＯ，ＮＺ，Ｐ Ｌ，ＰＴ，ＲＯ，ＲＵ，ＳＤ，ＳＥ，ＳＧ，ＳＩ，ＳＫ ，ＴＪ，ＴＭ，ＴＲ，ＴＴ，ＵＡ，ＵＧ，ＵＳ，ＵＺ， ＶＮ

Claims (1)

1. 【特許請求の範囲】 １．人間又は動物の気管へ肺の上方の地点まで挿入するための気管内挿入管と 、 前記気管内挿入管内に位置し基部端部及び末端部を有するカテーテルと、 前記カテーテルを通して加湿空気流を提供するために前記カテーテルの基部端 部に接続された加湿空気流源と、 前記カテーテルの空気流が液滴を同伴する加湿空気からなるようにするための 前記加湿空気流へ液滴を同伴させる手段と、 前記肺から離れる方向へ向けられた出口ポートを有する、前記カテーテルの末 端部に付加された流れ反転カテーテル先端部とからなる、人間又は動物の肺の気 管内換気装置。 ２．前記カテーテルがポリ塩化ビニル（ＰＶＣ）から形成される、請求項１に 記載の気管内換気装置。 ３．前記カテーテル及び流れ反転カテーテル先端部が前記気管内挿入管の一体 部分として形成される、請求項１に記載の気管内換気装置。 ４．前記加湿空気源が、 圧縮酸素タンクと、 圧縮空気タンクと、 酸素と空気を所望の比率で混合する、前記圧縮酸素タンクと前記圧縮空気タン クに接続された流量計と、 前記流量計から受け取った酸素と空気の混合気体を加湿する、前記流量計に接 続された加湿器とを含む、請求項１に記載の気管内換気装置。 ５．前記液滴が殺菌された水である、請求項１に記載の気管内換 気装置。 ６．前記液滴が生理食塩水である、請求項１に記載の気管内換気装置。 ７．前記液滴を加える手段が、 殺菌された水の液だめと、 前記液だめから水を汲みだすポンプと、 前記カテーテルを通る加湿空気に水滴を汲み出すために、前記ポンプと前記カ テーテルとに作動的に接続されたコネクタ部品とを含む、請求項１に記載の気管 内換気装置。 ８．人間又は動物の気管に楽に挿入することができる、基部端部及び末端部を 有する気管内挿入管を選択するステップと、 前記気管内挿入管内に適合する、基部端部及び末端部を有するカテーテルを選 択するステップと、 空気が前記カテーテルを出るときに空気流の方向を反転させることができる流 れ反転先端部を前記カテーテルの末端部に付加するステップと、 前記気管内挿入管と前記カテーテルの両方を、末端部が肺の上方の選択された 地点に到達するまで、前記人間又は動物の気管に挿入するステップと、 前記カテーテルの基部端部を、液滴が同伴させられる加湿空気の源へ取り付け るステップと、 前記カテーテルを通して前記人間又は動物の肺へ加湿空気を吹き込むステップ とからなる、人間又は動物の自浄式気管内換気の方法。 ９．前記液滴が殺菌された水からなる、請求項８に記載の自浄式気管内換気の 方法。 １０．前記液滴が生理食塩水からなる、請求項８に記載の自浄式 気管内換気の方法。 １１．一滴の水が空気流１５リットル毎に同伴させられる、請求項９に記載の 自浄式気管内換気の方法。 １２．肺の上方の選択された地点が肺の竜骨の上方１ｃｍにある、請求項８に 記載の自浄式気管内換気の方法。 １３．前記気管内挿入管及び前記カテーテルの肺の上方の選択された地点への 挿入をＸ線で確認できるようにするために、前記気管内挿入管及び前記カテーテ ルの末端部へ検出可能マーカを付加するステップをさらに含む、請求項８に記載 の自浄式気管内換気の方法。