KR20070027632A - 인공 기도 장치 - Google Patents

Abstract

본 발명은 환자 내 인공 기도를 확보하는 데 사용하기 위한 장치에 관한 것으로, 상기 장치는 상기 환자의 폐에서 가스의 이동을 위해 상기 환자의 기관 내로 삽입하기 위한 튜브(19a)를 포함한다. 팽창시, 상기 환자의 상기 튜브 및 기관 사이에 씨일(seal)을 제공하도록 상기 튜브에 팽창가능한 씨일(20)이 배치된다. 상기 씨일(seal)은 그로인해 상기 장치의 폐-측 부분(19c)과 구강-측 부분(19d)을 한정하며, 상기 장치는 상기 장치(19)의 상기 구강-측 부분(19d)에서 또는 부근에서 분비액의 제거를 촉진시키기 위한 수단(19e)을 더 포함한다.

인공 기도 장치, 기관, 기관내 튜브, 팽창가능한 씨일

Description

인공 기도 장치{ARTIFICIAL AIRWAY APPARATUS}

본 발명은 환자 내 인공 기도 설치를 위한 인공 기도 장치에 관한 것으로서, 특히 벌룬(balloon) 또는 상기 장치가 적소에 있을 때, 가스의 원치않는 누출에 대하여 상기 기관을 밀봉하기 위한 유사 장치를 포함한다.

인공 기도 장치는 예를 들면, GB 제2324735호 및 WO 제03/061747호에 기술된 종래 기술에 잘 나타나 있다. 상기 장치는 튜브가 환자의 기관 내 적소에 위치해 있을 때, 상기 환자의 폐에 주입될 가스의 통제되지 않는 누출을 방지하기 위해서 삽입된 상기 튜브 외주 공간을 밀봉시키는 수단을 포함한다.

WO 제03061747호는 실리콘 튜브 부재와 팽창성 실리콘 커프(cuff), 또는 벌룬을 포함하는 ETT(기관내 튜브)를 기술하며, 상기 ETT는 상기 튜브 부재 근처의 말단에 부착된다. 팽창함에 따라, 상기 실리콘 커프는 상기 커프가 상기 ETT가 사용될 가장 작은 보통 사람 기관의 내부 라이닝(lining)과 둘레 접촉(circumferential contact)을 하게 충분히 커지기 전에 그것의 압력 플래토(pressure plateau)에 도달한다.

더욱이 WO 제03061747호는 금속 나선 코일(metal spiral)을 실리콘 튜브와 관련된 문제점을 제거하며 상기 커프를 상기 튜브 부재에 용이하게 부착시키는 상기 실리콘 튜브 내에 결합시킨다.

벌룬 또는 커프의 공급, 또는 어떠한 방편이 가스 누출의 상기 문제점을 해결할지라도, 그 자신이 문제를 야기할 수 있다.

상기 문제점 중 어느 하나는 상기 기관내에서 어떠한 벌룬 및 커프에 의해 달성될 수 있는 높은 밀봉 효율(sealing efficiency)에 의해 야기된다.

상기 장치가 환자 내 적소에 적절히 위치되었을 때, 상기 튜브는 상기 기관 벽 및 튜브 사이에서 상기 튜브 주위에 씨일(seal)을 형성하는 상기 벌룬 또는 커프와 함께 상기 기관 내에 이른다.

상기 벌룬 또는 커프는 사실상, 상기 기도의 상측 및 하측, 또는 폐측 및 입구쪽 영역을 한정한다. 상기 기관 내 상기 벌룬 또는 커프가 분비액의 통과를 막는데 매우 효과적인 경우, 어떤 경우 상기 환자의 분비물과 같은 분비액는 상기 벌룬 또는 커프의 상측 또는 입구 쪽에 모여 고일 수 있다.

상기 분비수위의 축적(accumulation)은 그것이 박테리아와 같은 미생수위의 성장을 위한 저장소(reservoir)를 형성할 수 있기 때문에 문제가 된다.

상기 기관 내 박테리아의 성장 및 증식은 매우 바람직하지 않으며, 더욱이 상기 튜브의 제거시 폐렴(pneumonia)의 발생을 일으킬 수 있는 그것들이 상기 폐 내로 이동할 경우 더욱 바람직하지 않다.

본 발명의 목적은 상기와 같은 문제점을 경감시키고자 하는 것이다.

본 발명에 따르면, 환자 내 인공 기도를 설치하는 데 사용하기 위한 장치가 제공되는데, 상기 장치는, 상기 환자의 폐에서의 가스의 통과를 위해 상기 환자의 기관 내로 투입을 위한 튜브를 포함하며, 팽창시, 상기 환자의 상기 튜브 및 기관 사이에 씨일(seal)을 구비하도록 상기 튜브에 배치된 팽창가능한 씨일을 포함하며, 상기 씨일(seal)은 그로인해 상기 장치의 폐-측 부분과 입구-측 부분을 한정하며, 상기 장치는 상기 장치의 상기 구강-측 부분에서 또는 부근에서 분비액의 제거를 촉진시키는 수단을 더 포함한다.

따라서, 본 발명에 따른 장치는 상기 장치의 구강-측에 축적된 분비액의 제거가 상기 장치의 제거시 상기 분비액가 상기 폐 내로 이동하는 것을 방지토록 하는 것을 나타낼 수 있다.

상기 분비액 제거 수단은 상기 장치의 상기 구강-측 부분에서 상기 튜브의 벽 내에 다수의 포트를 포함하며, 상기 각 포트는 관(conduit)으로 통하며, 상기 관은 상기 장치가 사용 중일 때, 상기 환자의 외부에 위치한 구멍과 분비물있게 통하며, 상기 장치은 상기 구멍에 적용된 흡입이 상기 관을 따라 상기 구멍의 외부에서 분비물을 각 포트 내로 이동하도록 하는 것이 바람직하다.

이는 흡입으로 분비수위의 제거를 하게 하며, 더욱이 분비수위의 제거가 단일 포트만이 제공될 경우 억제(blockage)에 의해 방해받을 가능성으로부터 지키는 종래 장치이다.

상기 포트들은 상기 튜브 외부 둘레에 이격되도록 배치된다. 이는 하나 이상의 포트가 상기 환자 내에서 상기 튜브의 어떤 방향에서든 분비수위의 제거를 위해 자유 상태로 되며 개방 상태가 되는 것이 더욱 용이해지도록 하는 이점을 갖는다.

어떤 상황에서는, 포트가 폐쇄 상태에서 상기 기관의 라이닝(lining)에 인접하는 경우 상기 흡입의 적용은 그 포트의 봉쇄를 야기시키는 것에 직면하게 된다.

상기 포트들은 또한 상기 장치의 상기 구강-측 부분에서 상기 튜브의 길이를 따라 종방향으로 배치된다. 게다가, 이는 상기 장치가 분비수위의 제거를 위한 흡입을 중지하는 것을 방해하는 것을 보조할 것이며, 또한 상기 씨일(seal) 상측에서 상기 기도 내의 또다른 영역, 예를 들면 후두(larynx), 인두(pharynx) 및 구두 공간으로부터 분비물을 제거하는 데 있어 보조조할 것이다.

이는 상기 상측 기도를 통해 분비수위의 해부학적으로 분리된 푸울(pools)을 비우는 것이 가능하게 한다.

구성의 용이성 및 공간의 경제성을 위해, 상기 관은 상기 튜브의 벽 내에 일체로 형성되는 것이 바람직하다.

제1 대안적인 구성에 있어서, 상기 장치는 상기 장치가 사용 중일 때, 단일 관(conduit)을 경유하여 각 포트와 유동성있게 통하는, 상기 환자의 외부에 위치한 단일 구멍을 포함할 것이다.

상기 튜브의 벽 내에 단일 관을 제공하는 것은 더욱 폭이 좁으며 해부학적으로 받아들일 수 있는 튜브를 가능하게 한다.

대안적으로, 상기 장치가 사용 중일 때, 상기 환자의 외부에 위치한 두 구멍들이 존재할 것이며, 상기 두 구멍들은 제1 관을 경유하여 제1 그룹의 포트와 통하는 제1 구멍, 그리고 제2 관을 경유하여 제2 그룹의 포트와 통하는 제2 구멍이다.

이러한 장치는 고장에 대비한 안전 메커니즘을 제공한다. 즉, 하나의 포트/관/구멍의 조합이 봉쇄될 경우, 다른 것이 그 역할을 할 것이다.

더욱이, 이러한 장치는 분비물 세척수(washing fluid)는 하나의 구멍/관/포트의 조합을 통해 주입될 수 있으며, 상기 장치의 구강-측에 있는 영역에서 세정(洗淨) 작용을 제공하도록 또다른 것들을 경유하여 제거될 수 있는 상기 장치의 대안적인 공정을 위해 제공될 것이다.

상기 또는 각 관은 사용 중에 미생물과 같은 생화학 물질과 통하게 되는 것이 이해될 것이다.

따라서, 상기 또는 각 관은 그 내측면에 마찰을 줄이고, 물질의 부착을 줄이며, 그리고 미생수위의 생장(microbiological growth)을 줄이거나 억제하기 위해 순응된 물질을 포함하는 것이 바람직하다.

상기 물질은 파릴렌(parylene) 및 히드로겔 유도 물질(hydrogel derived materials) 중에서 선택될 수 있다.

상기 장치는 상기 또는 각 관 방향으로 분비물이 흐르도록 제한하기 위해 배치된 밸브 수단(valve means)를 더 포함한다.

따라서, 예를 들면, 단일 관을 포함하는 장치에 있어서, 상기 관 내 설치된 일정 방향의 밸브는 상기 구멍에 적용된 흡입이 끝난 후에 분비수위의 바람직하지 않은 역류(back flow)를 억제할 것이다.

조직의 내입에 의해 포트의 봉쇄를 억제하는 다른 방법은 상기 각 또는 각 포트에 인접한 상기 튜브 벽으로부터 외측으로 뻗친 하나 또는 그 이상의 돌출부 또는 업스탠드(upstand)의 형태로 봉쇄 억제 수단(blockage prevention means)를 제공하는 것이다.

돌출부는 흡입의 적용에 따라 상기 포트 내로 점막의 출입을 억제하는 것을 보조하기 위해 상기 기관 점막(tracheal mucosa)으로부터 상기 포트를 홀딩(holding)하는 효과를 가질 것이다.

상기 장치의 하나의 바람직한 실시예에서, 상기 튜브는 제1 지대 및 제2 지대를 한정하며, 적어도 상기 제1 지대의 부분은 제1 외경을 가지며, 상기 제2 지대는 제2 외경을 가지며, 상기 제1 외경은 상기 제2 외경보다 더 작으며, 상기 제1 지대는 상기 제2 지대에 인접하며, 상기 제1 및 제2 지대는 상기 환자의 기관 내로 삽입되도록 형성되며, 상기 팽창가능한 씨일(inflatable seal)은 적어도 상기 제1 지대의 부분에 걸쳐 이르도록 상기 튜브에 부착되는 커프를 포함한다.

상기 커프는 상기 제1 외부 직경보다 더 작은 비신장(unstretched diameter) 직경에 의해 바람직하게 특징된다.

상기 커프 및/또는 상기 튜브는 실리콘을 포함한다.

본 발명의 제2 양상에 따르면, 기관내 튜브(endotracheal tube)의 형태로 상기 한정된 바와 같은 장치가 제공된다.

본 발명의 제3 양상에 따르면, 기관(tracheostomy) 튜브 형태로 상기 한정된 바와 같은 장치가 제공된다.

본 발명의 제4 양상에 따르면, 환자 내 인공 기도를 제공하는 방법이 제공되며, 상기 방법은 상기 환자에 앞의 어느 청구항에 따른 장치를 적용하는 단계를 포함한다.

상기 방법은 상기 포트들 및 관을 경유하여 상기 장치의 상기 구강-측으로부터 분비액의 제거를 위한 상기 장치의 구멍에 적용하는 단계를 더 포함한다.

특히, 두 개의 관(dual conduits)을 갖는 장치가 사용될 때, 상기 방법은 제1 구멍/관/포트의 조합을 경유하여 상기 장치 내로 분비액이 지나게 하며 그 외의 것을 경유하여 상기 분비물 및 반출된 물질을 제거하는 단계를 포함한다.

도 1A는 종래의 ETT(기관내 튜브)의 구성도;

도 1B는 라인 1B-1B에 따른 도 1의 ETT의 확대 단면도;

도 2는 본 발명에 따라 구성된 ETT를 나타내는 도면;

도 3은 도 2의 ETT 일부의 확대도;

도 4는 본 발명에 따른 ETT의 다른 실시예의 확대도;

도 5는 본 발명에 따른 ETT의 또 다른 실시예의 확대도;

도 6은 본 발명에 따른 ETT의 또 다른 실시예의 확대도;

도 7a, 7b, 7c 및 7d는 4-4 선에 따른 도 2의 ETT의 확대 횡단면도;

도 8a, 8b, 8c 및 8d는 4-4 선에 따른 도 2의 ETT의 다른 실시예를 나타내는 다른 확대 횡단면도;

도 9는 본 발명에 따라 구성된 ETT 내 감소된 지름의 영역을 나타내는 확대 횡단면도;

도 10은 본 발명에 따라 구성된 ETT의 일 실시예의 도 2에 도시된 4-4선의 일반 방향에 따른 횡단면도.

도 11은 도 7에 도시된 튜브용 커프를 형성하는데 사용된 탄성재질의 튜브의 횡단면도를 나타내며, 상기 탄성재질은 상기 커프를 형성시키는 반면 주위가 팽팽하다, 그리고,

도 12는 편심의 기도 루멘을 갖는 본 발명에 따라 구성된 ETT의 대안적인 실시예를 나타낸다.

본 발명은 다음의 도면을 참조하여 예시로서 더 설명될 것이다.

도면을 참조하면, 도 1A는 종래의 기관내 튜브(ETT,1)를 나타낸다. 도 1B는 도 1A에 도시된 1B-1B 선에 따른 ETT(1)의 확대 단면도를 나타낸다.

ETT(1)은 반경질의 중공 튜브(1a)를 포함하며, 상기 튜브(1a)는 기부(基部)단(4)에서 말단(6)까지 이른다. 상기 튜브(1a)는 폴리 염화 비닐(PVC)로 형성된다. ETT(1)는 말단(6) 근처에 장착된 팽창가능한 벌룬 또는 커프(2)를 더 포함한다.

벌룬(2)은 상기 벌룬 내에 기밀 공간(airtight space)을 형성하기 위해 위치(8) 및 (10)에서 중공 튜브(1a)에 밀폐된다. ETT(1)는 중앙 기도 루멘(central airway lumen,1b)을 포함하며, 상기 중앙 기도 루멘(1b)는 중공 튜브(1a)의 상기 기부(基部)단(4)에서 말단(6)까지 이른다.

중공 튜브(1a)는 작은 팽창 루멘(12)를 더 한정하며, 상기 팽창 루멘(12)은 중공 튜브(1a)의 상기 벽을 통하여 뻗어있다.

팽창 루멘(12)은 상기 벌룬(2)의 내부 체적의 내부에 상기 팽창 루멘(12)의 말단 근처에 개구부(開口部,18)를 구비한다.

중공 튜브(1a)의 상기 기부 단 근처의 위치(5)에서, 상기 팽창 루멘(12)은 팽창 라인 또는 튜브(14)에 연결된다.

팽창 라인(14)의 기부 단에 연결된, 공기 주입기(air syringe), 자동 압력 조절 장치, 또는 다른 알맞는 공기 공급부는 선택적으로 벌룬(2)의 팽창과 수축을 제어한다.

도 1A는 팽창 상태의 벌룬(2)를 나타낸다.

작동 중, 상기 ETT(1)의 말단(6)은 상기 말단(6)이 환자의 기관 내에 이를 때까지, 상기 환자의 자연 기도를 통해 무의식 상태의 환자의 상기 구강 내로 삽입된다.

상기 기부 단(4)은 상기 환자 외측에 있게 된다. 벌룬(2)은 말단(6)이 상기 환자 내로 삽입되는 동안 수축 상태에 있다.

말단(6)이 상기 기관의 내부에 위치된 후에, 벌룬(2)은 상기 벌룬(2)의 외벽이 상기 기관이 내점막 라이닝(inner mucosal lining)에 씨일(seal)을 형성할 때까지 (예를 들면, 주입기(16)에 의해) 팽창된다.

일단 상기 씨일이 확립되면, 상기 ETT(1)의 기부 단(4)에 연결된 환기 장치(ventilator)가 간헐적양압환기(intermittent positive-pressure ventilation,IPPV)를 환자에 적용하는 데 사용된다.

IPPV 적용하는 동안, 상기 환기 장치에 의해 상기 ETT(1)의 기부 단(4)에 적용된 의료 가스(medical gases) 상기 가스를 기도 루멘(1b)를 통해 상기 환자의 폐 내로 효과적으로 나아가게 한다.

그러나, 만약 벌룬(2)과 상기 기관의 내부 라이닝 사이에 씨일이 확립되지 않은 경우, 말단(6) 외부로 나온 가스는 상기 환자의 폐 내로 나아가는 대신에 단순히 벌룬(2)과 상기 기관의 내부 라이닝 사이의 공간, 그리고 환자의 입 외부를 통해 빠져나간다.

도 2 내지 도 12를 참조하면, 환자 내 인공 기도를 제공하는 데 쓰이는 본 발명에 따른 장치(19)가 나타난다.

상기 장치(19)는 도 1A 및 1B에 나타낸 것과 구조적으로 유사하며, 상기 장치와 많은 특징들을 공유한다.

본 발명에 따른 상기 장치(19)는 상기 환자의 폐에서 가스의 이동을 위해 상기 환자의 기관 내로 삽입하기 위한 튜브(19a)를 포함하며, 팽창시, 상기 환자의 상기 튜브(19a) 및 기관 사이에 씨일(seal)을 제공하도록 상기 튜브(19a)에 팽창가능한 씨일(20)이 배치되며, 상기 씨일(seal)은 그로인해 상기 장치(19)가 적절한 위치에 있을 때 상기 환자의 신체(anatomy)과 관련있는 상기 장치(19)의 폐-측 부분(19c)과 상기 장치의 구강-측 부분(19d)을 한정한다.

그러나, 도 1A 및 1B의 상기 장치와는 구별됨으로써, 본 발명에 따른 상기 장치(19)는 상기 장치(19)의 상기 구강-측 부분(19d)에서 또는 부근으로부터 분비 액의 제거를 촉진시키기 위한 수단(19e)를 더 포함한다.

도 2에서, 상기 인공 기도 장치 또는 장치(19)는 기관내 튜브(endotracheal tube,ETT)의 형태를 취한다.

상기 ETT(19)는 튜브 또는 관형상의 부재(19a), 그리고 상기 튜브(19a)의 말단 근처에 장착된 커프 또는 벌룬(20)을 포함한다. 튜브(19a)와 커프(20)는 모두 실리콘으로 형성된다.

상기 튜브(19a)를 제조하는 데 사용된 상기 실리콘의 경도(durometer or hardness)는 약 80 Shore A 이다.

상기 튜브(19a)를 제조하기 위한 실리콘의 적절한 출처는 도우 코밍(Dow Coming), 미들랜드(Midland), 미시건(Michigan), 또는 독일의 바커 실리콘(Wacker Silicone)이다. 튜브(19a)는 성인 크기에 맞는 길이로 5 내지 100cm 사이일 것이다.

실리콘 커프(20)의 사용은 라텍스(latex)와 관련된 앨러지 효과(allergic effects)를 갖지 않기 때문에 유리하며, 실리콘은 라텍스보다 수명이 더 길다.

실리콘 튜브(19a)의 사용은 실리콘과 실리콘을 부착하는 방법은 이미 기존에 주지된 기술이기 때문에 상기 튜브(19a)에 상기 커프(20)의 부착을 수월하게 한다.

또한, 주 루멘(main lumen,40)을 경유하여 IPPV 적용 동안 상기 환자의 폐에 적절한 공기 공급을 유리하게 제공할 수 있도록 하기 위해, 그리고 상기 기관의 내부 라이닝과 환상 접촉(circumferential contact)이 되기 전에 상기 커프(20)가 그것의 압력 플래토(pressure plateau) 상태에 도달하는 것을 보장하도록 하기 위해 상기 튜브(19a)와 상기 커프(20)의 부피는 조절된다.

따라서, GB 제2324735호 그리고 WO 제 03/061747호에 상세히 기술된 바와 같이, ETT(19)는 상기 점막 압력의 측정을 수월하게 하며, 과도한 점막 압력의 회피를 수월하게 한다.

또한, 상기 실리콘 커프(20)의 사용은 상기 기관에 개선된 씨일을 제공하며, 비탄력적인 커프와 관련한 주름(wrinkles) 및 미세 누출(microleaks)을 피한다.

ETT(29)에 있어서, 상기 커프(20)는 감소된 직경(도 9 참조)의 영역 또는 존(zone,32) 내의 튜브(19a)에 장착된다. 즉, 영역(32)에서, 상기 튜브(19a)의 외경은 튜브(19a)의 다른 부분들에서의 외경과 비교할 때 감소된다.

특히 도 3 및 도 4를 참조하면, 상기 장치(19)는 포트들(52)의 형태로 상기 장치(19)의 구강 측 부분(19d)에서 분비수위의 제거를 촉진시키는 수단(19e)를 포함하는 것을 나타낼 수 있다.

포트들(52)은 상기 튜브(19a)의 벽 내에 형성된 타원형의 구멍들이며, 본 실시예에 있어서 세 위치에서 그 둘레에 걸쳐 규칙적으로 이격되어 배치된다.

각 포트(52)는 관(80)과 통한다. 상기 관(80)은 종래에 주지된 기술에 의해 상기 벽(19a)의 재질 내에 일체로 형성되며, 대부분의 상기 튜브(19a)의 길이를 따라 상기 튜브(19a)가 적소에 있을 때, 상기 환자의 외부에 위치하는 구멍(81)(도 2)에서 끝나는 상기 포트들(52)로부터 연장된다.

도 2에 나타낸 실시예에 있어서, 상기 구멍(81)은 배출/흡입 튜브(82)의 상기 개구단(open end)의 형태를 취하며, 상기 배출/흡입 튜브(82)는 상기 튜브(19a) 의 말단에서 상기 튜브(19a)로부터 떨어져 연장한다.

상기 배출/흡입 튜브(82)의 말단은 흡입 장치(미도시)의 부착을 가능하게 하도록 적절히 수정될 것이다. 본 실시예에서, 관(80)은 그 내측 면에 파릴렌(parylene)으로 도포된다. 파릴렌은 감마(減摩) 특성을 가진 재질로 알려져 있다.

특히, 도 4를 참조하면, 본 발명에 따른 장치(19)의 대안적인 실시예를 나타내었으며, 본 발명은 상기 튜브(19a)에 외주에서 뿐만 아니라 종방향으로 이격되어 배치된 포트들(52)을 더 포함한다.

특히, 도 5를 참조하면, 본 발명에 따른 장치(19)의 다른 실시예가 나타나 있다. 본 실시예에서, 상기 포트들(52)은 여기에 상기 튜브(19a) 벽으로부터 벗어나 연장하는 업스탠드(upstands), 또는 카울(cowls)의 형태의 돌출부(83)가 구비된다.

상기 돌출부의 정확한 형태는 그들이 상기 튜브(19a)의 주요 축(major axis)으로 대략 수직하게 연장하는 만큼 특별히 중요하지 않다. 따라서 사용 중, 상기 돌출부는 상기 튜브(19a)와 환자의 기관 벽 사이에 스페이서(spacers)로써 작용을 한다.

도 4에서, 본 발명에 따른 장치(19)의 또 다른 실시예가 나타난다. 본 실시예에서는, 제1 포트(52)와 제2 포트(52a)인 두 세트의 포트가 있다.

포트(52)는 제1 관(80)과 통한다, 그리고 포트(52a)는 제2 관(80a)과 통한다. 관(80)은 제1 구멍(81) 내 상기 튜브(19a)의 말단에서 끝나며, 관(80a)는 제2 구멍(81a)에서 끝난다.

분비물 클리닝액 또는 분비물 세정액이 하나의 세트를 경유하여 삽입되고, 나머지를 경유하여 제거되는 포트의 제1 및 제2 세트와 관들 사이의 상호연결은 없다.

도 7a 내지 도 7d은 도 2의 상기 튜브(19a)에 맞는 일련의 선택적 단면을 나타낸다. 상기 단면은 타원형 및 삼각형상을 포함하는 다양한 대칭 및 비대칭 단면 형상을 포함한다.

상기 단면 직경은 상기 단면이 또한 환자의 공기 통로 내부의 특정 위치에서 용이한 삽입과 그후 특정 위치에서 최적의 맞춤을 위해 최적화 되기 위해서 상기 튜브(19a)의 길이를 따라 달라진다.

추가적으로, 상기 도면은 상기 벽 두께가 또한 상기 튜브를 따라 다른 둘레 및 세로의 위치에서 다양해지는 것을 나타낸다.

도 8a 내지 도 8d는 많은 가능한 관(80)(80a) 단면을 나타내는 상기 튜브(19a)를 통해 일련의 단면을 나타낸다.

상기 단면들은 원형, 배형(ovular), 난형(oviform), 사각형, 타원형, 굽은 모양, 그리고 삼각형상을 포함하는 다양한 대칭 및 비대칭 단면을 포함한다.

특히 유리한 실시예에 있어서, 상기 단면은 도 8d에 도시된 바와 같이 상기 루멘(40)의 형상을 거울에 비춘 형상 또는 대응되는 형태가 될 것이다.

상기 정확한 형태는 튜브(19a)의 단면 두께를 최소화하는 반면, 유동을 최소화하거나 최적화하며 저해(blockage)의 기회를 줄이도록 선택될 수 있다.

상기 관(80)(80a)의 단면은 또한 특정 위치에서 상기 단면이 유동을 더 최소 화하거나 최적화하며 저해의 기회를 줄이도록 하기 위해서 상기 튜브의 길이를 따라 달라진다.

도 9는 감소된 직경의 상기 영역(32)의 확대도이다.

도시된 바와 같이, 영역(32)의 외경, OD1은 상기 튜브(19a)의 나머지의 외경 OD2로부터 감소된다.

직경을 다르게함에 따른 결과로서, 상기 영역(32) 내 튜브(19a)의 벽의 두께(T1)은 상기 튜브(19a)의 나머지의 벽의 두께(T2) 보다 작다.

팽창 루멘(30)은 상기 벽 두께가 T2(예, 감소된 직경의 상기 존(32)의 외부 영역 내)인 상기 영역 내 중공 튜브(19a)의 벽에서 한정된다.

도시된 바와 같이, 커프(20)는 위치(24) 및 (26)(예로, 위치(24) 및 (26)은 영역(32)와 영역(32)의 외측에 상기 튜브의 다른 부분 사이의 상기 연결부(junctions)에 인접한다)에서 영역(32)의 최말단에서 상기 튜브(19a)에 장착될 수 있다.

전형적으로, 성인 크기의 ETT를 위해, 상기 장착 위치(24) 및 (26) 사이의 거리는 약 3 내지 5cm이다.

또한, 상대적으로 짧은 견고한 연장 튜브(36)는 커프 장착 위치(24)를 통해 루멘(30) 내부로부터 그리고 커프(20)의 내부 체적 내로 연장한다.

따라서, 상기 커프(20)의 팽창 및 수축은 팽창 루멘(30)의 상기 기부 단(중공 튜브(19a)의 기부 단 근처)에 장착된 공기 공급부, 예를 들면 주입기 또는 자동 압력 조절 장치에 의해 제어될 수 있다.

중공 튜브(19a)는 실리콘으로 형성됨으로써, 상기 튜브 벽(T2)의 두께는 상기 튜브가 PVC와 같은 더욱 견고한 재질로 형성될 경우 요구되는 것 보다 더 커진다.

따라서, 일정한 내경, ID를 위해, 상기 튜브(19a)의 외경 OD2는 튜브(19a)가 PVC로 형성될 경우 요구되는 상기 외경 보다 더 커진다.

상기 튜브(19a)의 더욱 큰 외경 OD2는 튜브(19a)에 부착된 커프가 상기 기관의 내부 라이닝과 환형 접촉에 앞서 그 압력 플래토에 도달하는 것을 보장하는 데 있어 어려움을 가중시킨다.

그러나, 튜브(19a)를 제조하기 위해 실리콘 사용의 결과로 상기 증가된 튜브의 외경에 대해 보상하기 위해, 상기 튜브(19a)는 감소된 직경의 영역(32)을 구비한다.

감소된 직경의 상기 영역(32)에 커프(20)를 부착하는 것은 상기 커프가 상기 기관의 내부 라이닝과 환형 접촉을 하기 전에 팽창하여 상기 양을 증가시키며, 커프(20)가 상기 환형 접촉이 이루어지기 앞서 그 압력 플래토에 도달하는 것을 보장하는 것을 수월하게 한다.

성인 크기의 ETT의 하나의 예의 실시예에 있어서, 상기 튜브(19a)의 내경 ID는 약 7mm, 상기 벽 두께 T2는 약 1.625mm, 영역(32) 내의 상기 벽 두께 T1은 약 1.0mm, 영역(32) 내 상기 튜브(19a)의 외경 OD1은 1 내지 20mm, 그리고 튜브(19a)의 대부분의 외경 OD2는 약 1 내지 20mm이다.

커프(20)의 상기 압력 플래토는 수위의 약 30 내지 35cm이며, 상기 커프 직 경이 최소의 기대되는 성인 기관의 직경(예로, 약 1.5cm 이하) 미만일 때, 도달한다.

성인 크기의 ETT의 또 다른 예의 실시예에 있어서, 상기 튜브(19a)의 내경 ID는 약 8mm, 상기 벽 두께 T2는 약 1.625mm, 영역(32)의 상기 벽 두께 T1은 약 1.125mm, 영역(32) 내 상기 튜브(19a)의 외경 OD1은 약 10.25mm, 그리고 튜브(19a)의 대부분의 외경 OD2는 약 11.25mm이다.

더욱이, 커프(20)의 압력 플래토는 수위의 약 30 내지 35cm이며, 상기 커프 직경이 최소한의 기대되는 성인의 기관 직경(예로, 약 1.5cm 미만) 미만일 때 도달한다.

상술한 바와 같이, 팽창 루멘(30)은 상기 벽 두께가 T2(예로, 감소된 직경의 상기 영역(32) 외측의 영역 내)인 상기 영역 내의 중공 튜브(19a)의 벽 내에서 한정된다.

중공 튜브(19a)의 상기 벽 내의 팽창 루멘(30)의 압력은 상기 튜브의 최소의 벽 두께를 한정하는 상기 ETT(19)의 하나의 양상이다.

유리하게도, 상기 루멘(30)은 감소된 직경의 상기 영역(32)을 초과하여 연장하지 않는다. 예를 들면, 상기 루멘은 상기 튜브(19a)의 기부 단 근처로부터 상기 감소된 직경 부분(32)까지 연장한다.

상대적으로 짧은 견고한 중공 튜브(36)는 상기 루멘(30) 내부에 삽입되며, 루멘(30)과 커프(20)의 내부 사이의 유동적인 통함(communication)을 제공하기 위해 상기 벌룬 장착 위치(24)를 통해 연장한다.

감소된 직경의 상기 영역(32)의 벽 두께 T1이 너무 얇을 경우, 상기 커프(20)의 커프 내 압력(영역(32)의 외벽에 둘레에 걸쳐 적용되며, 효과적으로 영역(32)을 내측으로 압착시키는)은 감소된 직경의 상기 영역(32)을 컬랩스(collapse)하기에 충분할 것이다.

중공 튜브(19a)의 어느 부분의 상기 컬랩스는 상기 ETT에 의해 제공된 상기 기도 루멘(40)을 막아서 상기 폐의 적절한 환기를 억제하기 때문에 당연히 바람직하지 않다. 상기 컬랩스를 억제하는 하나의 방법은 약 10 Shore A의 경도를 갖는 실리콘으로 상기 커프(20)를 제조하는 것이다.

상기 경도를 갖는 실리콘 커프의 사용은 상기 압력 플래토가 상기 기관내 점막을 손상입히거나 상기 튜브가 일반적인 작동 조건 하에서 컬랩스시키는 압력인 수위의 30 내지 35cm 만큼 낮춘다.

다시 도 9를 참조하면, 튜브(19a)는 팽창 루멘(30)이 처음에 튜브(19a)의 상기 기부 단으로부터 튜브(19a)의 말단 근처의 위치(30d)까지 연장하도록 제조된다.

감소된 직경의 영역(32)를 형성시키기 위해 튜브(19a)의 부분으로부터 재질을 잘라내기 위한 선반 또는 다른 장치를 사용하는 것은 자동적으로 루멘(30)을 노출시키는 상기 튜브의 외측 부분으로부터 가능한 충분한 재질이 제거될 수 있는 한, 위치(30e)에서, 팽창 루멘(30)을 상기 영역(32)으로 자동적으로 연결시킨다.

고정 튜브(36)는 상측에 논의된 바와 같이 팽창 루멘(30)을 커프(20)의 내부 체적까지 연결시키는 데 사용될 것이다.

도 10은 본 발명에 따라 구성된 ETT의 튜브(19a)의 도 2에 도시된 4-4선의 일반 방향에 따른 횡단면을 나타낸다.

도 10에서, 상기 표시된 원(19a)는 튜브(19a)의 대부분의 외주(OD2인 외경)를 나타내며; 상기 쇄선으로 표시된 원(32)는 튜브(19a)의 감소된 직경의 상기 영역(32)의 외주(OD1인 외경)를 나타내며; 그리고 표시된 직경인, 내부에 원으로 나타낸 32는 내부의 루멘(40)을 나타내거나, 튜브(19a)의 기부 단에서 말단 까지 연장하는 기도 통로를 나타낸다.

도 11에서, 도 10의 단면으로서 동일한 일반 방향에서 취해져 단면으로 보이는, 상기 표시된 원(20)은 탄성 재질의 튜브를 나타내며, 커프(20)의 형태를 부여하는 데 쓰인다. 예시의 편의를 위해, 상기 팽창 루멘(30)은 도 11에 미도시된다.

도시된 바와 같이, 상기 커프 물질이 그 자연 (비신장) 상태에 있을 때, 그의 직경은 영역(32)의 그것보다 작다.

따라서, 상기 튜브(19a)에 상기 커프 물질을 배치하는 것과 영역(32) 내에 위치시키는 것은 외주에 걸쳐 신장 전의(pre-stretching) 상기 커프 물질을 초래한다. 상기 커프 물질은 또한 둘레 그리고 종축방향으로 모두 신장 전 상태인 것으로 이해된다.

도 10은 튜브(19a) 내부에 동심원을 이루도록 위치되는 것으로서, 상기 기도 통로(ID인 직경)를 나타낸다. 그러나, 튜브(19a) 내부에 비정상적으로 위치되도록 하기 위해 상기 기도 통로를 형성하는 것이 유리하다.

도 12는 상기 비정상적으로 위치된 기도 루멘(40)의 예를 나타낸다. 상기 비정상성(eccentricity)은 상기 튜브(19a)가 상기 증가된 두께의 상기 튜브의 부분을 따라서 더욱 용이하게 굽히게 할 수 있다.

상기 비정상성은 상기 ETT(19)가 정상 위치에 있을 때, 상기 기관에 적용된 압력을 감소시키는데 도움을 줄 수 있다. 도 11에서처럼, 예시의 편의를 위해, 상기 팽창 루멘(30)은 도 12에 미도시된다.

상기와 같이, 튜브(19a)는 실리콘으로 바람직하게 제조된다. 그러나, 다른 재질들도 사용될 수 있다. 특히, 예를 들면 PVC와 같이 실리콘 보다 더큰 경질의 재질로 상기 튜브(19a)를 형성하는 것이 유리하다.

PVC와 같은 더욱 큰 경질의 재질의 사용은 상기 영역(32)의 외측에서 상기 튜브(19a)의 외경 OD1이 실리콘 튜브의 그것과 비교된만큼 감소되도록 한다.

일 실시에에서, 감소된 직경의 영역(32)은 상기 커프가 장착되는 상기 튜브의 길이에 걸쳐 10%까지 외측의 직경을 감소시킴으로써 PVC 튜브(19a)에 형성된다.

상기와 같이, 실리콘 커프(20)를 PVC 튜브(19a)에 부착하는 것은 실리콘 커프를 실리콘 튜브에 부착하는 것 보다 더 어렵다.

그러나, 수축 포장재는 실리콘 커프(20)을 PVC 튜브(19a)에 부착하는 데 사용된다. 상기 수축 포장재는 예를 들면 튜브 또는 환상 링(annular ring)과 같이 형성되며, 상기 튜브 또는 환상 링(annular ring)은 상기 커프(20)를 상기 튜브(19a)에 고정시키기 위해 상기 두 재질을 수축시킨다.

수축 포장재가 상기 커프(20)를 튜브(19a)에 고정시키기 위해 사용될 때, 상기 커프(20)는 상기 커프가 팽창될 때, 종방향으로 구르거나 슬라이드되는 경향이 있다. 예를 들면, 도 6을 참조하면, 위치(24)에서 상기 커프(20)은 좌측(상기 ETT(19)의 기부 단 쪽으로) 구르거나 슬라이드하는 경향이 있다.

감소된 직경의 상기 영역(32) 내부에 위치(24),(26)을 위치시키는데 있어 어느 하나의 이점은 상기와 같이 어느 구름 또는 슬라이딩이 상기 수축 포장재가 상기 튜브(19a)의 더 얇은 부분(예로, 상기 벽 두께가 T2인) 내로 인접하게 하며, 이러한 인접(abutment)은 상기 수축 포장재가 제 자리에 있게끔하는 경향이 있다.

추가적으로, 수축 포장재는 두께를 추가하기 때문에, 튜브(19a)의 나머지와 영역(32)의 연결부에서, "스텝(step)" 또는 울퉁불퉁한 얼룩(rough spot)을 최소화하거나 제거하는 데 사용될 수 있다. 따라서, 상기 위치(24)(26)가 상기 튜브(19a)의 더 얇은 부분에 인접하도록 하기 위해서 위치(24)(26)이 영역(32)의 최말단에 있게 하는 것이 유리할 수 있다.

그러나, 도 9에 도시된 바와 같이, 또한 위치(24)(26)이 영역(32)의 외부체 있게 하는 것이 유리할 수 있다. 대안적으로, 또한 위치(24)(26) 중 어느 하나를 영역(32) 내부에 있게 하는 것이 가능하며, 다른 하나를 영역(32)의 외측에 있게 하는 것이 가능하다.

더욱이, 또는 대안적으로, 수축 포장재의 상기 사용에 있어, 다른 방법들, 예를 들면 레이저 용접, 열 용접, 울트라쏘닉(ultrasonic) 용접, 또는 부착재의 사용은 커프(20)를 중공 튜브(19a)에 부착하는데 사용가능하다.

그러나, 수축 포장재(shrink wrap material)의 사용은 실리콘 커프를 폴리염화비닐(PVC) 튜브에 부착시키는 데 바람직하지만, 상기 용접과 같은 다른 방법들이 실리콘 커프를 실리콘 튜브에 부착시키는 데 바람직하다.

사용 중, 장치(19a)는 종래 기술의 장치들과 동일한 수단으로 정확히 환자 내로 삽입된다.

상기 장치(19a)는 상기 환자의 폐로 지나도록 하는 가스의 유출을 방지하도록 환자의 기관 벽과 상기 장치(19) 사이에 씨일(seal)을 제공하는 상기 커프(20)를 가지고서 상기 환자 내 인공 기도를 제공하기 위한 유사한 방법으로 작동된다.

시간이 지남에 따라, 용액들, 예를 들면 상기 환자 자신의 분비물들은 상기 장치(19)의 상기 구강 측 부분(19d)에 모이고 고인다.

이들 용액은 구멍(81)에 흡입을 적용함으로써 제거되며, 상기 용액은 상기 포트들(52) 내로 뽑아내지며, 상기 관(80) 하측으로 지나가 상기 장치(81) 자체의 외부로 빠져나간다.

장치(19)는 현저히 연장된 주기 동안 환자 내 적소에 있어야 하며, 두 세트의 포트/관/구멍의 조합들을 포함하는 상기 장치(19)가 설치가능함으로써(도 6 참조), 세정액(flushing liquid), 예를 들면 항생 물질(antibiotic)을 갖는 염수(saline)가 점성의 축적물(viscous accumulations)을 와해시키고, 박테리아의 생장을 억제하며, 그리고 흡입에 의해 제거되기 위한 상기와 같은 물질을 반출시키기 위해서 상기 기관 내로 통과시키는 것이 가능하다.

Claims (20)

1. 환자 내 인공 기도를 확립하는 데 사용하기 위한 장치에 있어서,

   상기 환자의 폐에서의 가스의 통과를 위해 상기 환자의 기관 내로 투입을 위한 튜브를 포함하며, 팽창시, 상기 환자의 상기 튜브 및 기관 사이에 씨일(seal)을 구비하도록 상기 튜브에 배치된 팽창가능한 씨일을 포함하며, 상기 씨일(seal)은 그로인해 상기 장치의 폐-측 부분과 입구-측 부분을 한정하며, 상기 장치는 상기 장치의 상기 구강-측 부분에서 또는 부근에서 분비액의 제거를 촉진시키는 수단을 더 포함하는 인공 기도 장치.
2. 제1항에 있어서, 상기 분비액 제거 수단은 상기 구강-측 부분에서 상기 튜브의 벽 내에 다수의 포트를 포함하며, 상기 각 포트는 관 쪽으로 통하며, 상기 관은 상기 장치가 사용 중일 때, 상기 환자의 외부에 위치한 구멍과 분비물있게 통하며, 상기 장치은 상기 구멍에 적용된 흡입이 유동액이 상기 관을 따라 상기 구멍의 외부에서 각 포트 내로 이동시키도록 하는 인공 기도 장치.
3. 제2항에 있어서, 상기 포트들은 상기 튜브 외부 둘레에 이격되도록 배치되는 인공 기도 장치.
4. 제3항에 있어서, 상기 포트들은 상기 튜브에 종방향으로 이격되도록 배치되는 인공 기도 장치.
5. 제2항 내지 제4항에 있어서, 상기 또는 각 관은 상기 튜브의 상기 벽 내에 일체로 형성되는 인공 기도 장치.
6. 제3항 또는 제4항에 있어서, 단일 관(conduit)을 경유하여 각 포트와 유동적으로 통하는 단일 구멍이 있는 인공 기도 장치.
7. 제3항 또는 제4항에 있어서, 제1 관을 경유하여 제1 그룹의 포트와 통하는 제1 구멍, 그리고 제2 관을 경유하여 제2 그룹의 포트와 통하는 제2 구멍인 두 개의 구멍이 있는 인공 기도 장치.
8. 제2항 내지 제7항 중 어느 한 항에 있어서, 마찰을 줄이기 위해 상기 또는 각 적용된 물질을 내부 표면 위에 포함하는 상기 또는 각 관은 물질의 고착을 줄이며, 미생물 생장을 줄이거나 억제시키는 인공 기도 장치.
9. 제8항에 있어서, 상기 물질은 파릴렌(parylene) 및 히드로겔 유도 물질 중에서 선택되는 인공 기도 장치.
10. 제2항 내지 제9항 중 어느 한 항에 있어서, 상기 또는 각 관 내에서 분비액 흐름 방향을 제한하도록 배치된 밸브 수단(valve means)을 더 구비하는 인공 기도 장치.
11. 제2항 내지 제10항 중 어느 한 항에 있어서, 각 포트가 조직의 내입에 의한 억제를 실질적으로 저지할 수단을 갖는 인공 기도 장치.
12. 제11항에 있어서, 상기 억제 저지(blockage prevention) 수단은 각 포트에 인접한 상기 튜브 벽으로부터 하나 또는 그 이상의 돌출부를 포함하는 인공 기도 장치.
13. 제1항 내지 제12항 중 어느 한 항에 있어서, 상기 튜브는 제1 지대 및 제2 지대를 한정하며, 적어도 상기 제1 지대의 부분은 제1 외경을 가지며, 상기 제2 지대는 제2 외경을 가지며, 상기 제1 외경은 상기 제2 외경보다 더 작으며, 상기 제1 지대는 상기 제2 지대에 인접하며, 상기 제1 및 제2 지대는 상기 환자의 기관 내로 삽입되도록 형성되며, 상기 팽창가능한 씨일은 적어도 상기 제1 지대의 부분에 걸쳐 이르도록 상기 튜브에 부착되는 커프를 포함하는 인공 기도 장치.
14. 제13항에 있어서, 상기 커프는 상기 제1 외부 직경보다 더 작은 비신장(unstretched diameter) 직경에 의해 특징되는 인공 기도 장치.
15. 제13항 또는 제14항에 있어서, 상기 커프 및/또는 상기 튜브가 실리콘을 포함하는 인공 기도 장치.
16. 제1항 내지 제15항 중 어느 한 항에 있어서, 기관내(endotracheal) 튜브 형태인 인공 기도 장치.
17. 제1항 내지 제15항 중 어느 한 항에 있어서, 기관(tracheostomy) 튜브 형태인 인공 기도 장치.
18. 환자에 제1항 내지 제17항 중 어느 한 항에 따른 인공 기도 장치를 적용하는 단계를 포함하는, 환자 내 인공 기도를 제공하는 방법.
19. 제18항에 있어서, 상기 포트들 및 관을 경유하여 상기 장치의 상기 구강-측으로부터 분비액의 제거를 위한 상기 장치의 구멍에 적용하는 단계를 더 포함하는 방법.
20. 제19항에 있어서, 제7항의 상기 장치로 수행될 때, 구멍/관/포트를 경유하여 상기 장치 내로 분비액를 지나게 하며 그 외의 것을 경유하여 상기 분비물 및 반출된 물질을 제거하는 단계를 더 포함하는 방법.

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