JPH11267223A - 口腔/鼻腔カニュ―レ - Google Patents

口腔/鼻腔カニュ―レ

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JPH11267223A
JPH11267223A JP11017944A JP1794499A JPH11267223A JP H11267223 A JPH11267223 A JP H11267223A JP 11017944 A JP11017944 A JP 11017944A JP 1794499 A JP1794499 A JP 1794499A JP H11267223 A JPH11267223 A JP H11267223A
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Abstract

(57)【要約】 【課題】 酸素の供給と、呼気からの二酸化炭素の正確
な試料採取とを可能にする鼻腔カニューレ及び口腔/鼻
腔カニューレ 【解決手段】 カニューレは、(a)患者の鼻孔内へ挿
入するための二つの鼻孔プロングと、(b)患者から呼
気を採取するための採取管とから構成される。鼻孔プロ
ング及び採取管は単一接合部において連結されているた
め、呼気は鼻孔プロングから採取管へ自由に流れること
ができる。採取管は、単一の採取管であることが好まし
い。また、接合部に連結される前に鼻孔プロングがほぼ
円弧を描いて結合することが好ましい。採取管は、ガス
分析のために、カプノグラフに呼気を供給することが好
ましい。

Description

【発明の詳細な説明】
【0001】
【発明の属する技術分野】本発明は、鼻腔カニューレ及
び口腔/鼻腔カニューレ、特に、酸素の供給と、呼気か
らの二酸化炭素の正確な試料採取とを可能にする鼻腔カ
ニューレ及び口腔/鼻腔カニューレに関する。
【0002】
【従来の技術】説明のために、ここでの議論は、ヒトの
患者に用いるカニューレに的を絞るが、本発明は、患者
に対する使用だけに限定されるものではなく、種々の他
の用途においても有益であることは明らかである。
【0003】病院においては、正常な呼吸を得るための
支援を必要とする患者に対して、酸素を供給する場合、
また呼吸を監視するために患者の呼気から二酸化炭素の
試料を収集する場合、あるいは、これらの処置を同時に
行う場合、異なるタイプの口腔/鼻腔カニューレが用い
られる。そのようなカニューレは、直接的な換気が行わ
れない場合に用いられている。用語「口腔/鼻腔」は、
患者の口腔に近接可能な、あるいは鼻腔に挿入可能な、
そのようなカニューレの構成に言及するものであり、ど
ちらの構成においても、患者の呼気の側留は、分析のた
めに、カニューレを通してガス分析装置に流れる。この
非観血的な分析結果から、肺の灌流、呼吸器系、代謝等
の患者の状態を把握することが可能である。
【0004】この呼気の非観血的な分析の精度は、ガス
の濃度の波形及び応答時間に可能な限り変化が少ないよ
う、ガスの滑らかな層流を維持しながら、患者からのガ
ス試料をガス分析装置に供給する試料採取システムの性
能に依存するところが大きい。ガス濃度の波形は、正確
な分析のために重要である。ガス混合物が患者からガス
分析装置まで移動するとき、構成ガスの混合によってガ
ス濃度が影響を受けてしまう場合がある。その結果、ガ
ス分析装置による試料分析の精度が減少し、その分析か
ら得られる情報量も減少する。
【0005】残念なことに、従来の鼻腔あるいは口腔/
鼻腔カニューレは、呼気の流れの内部構造におけるこれ
らの重要な要素にかなりの変化を来すもので、その原因
は、特に、酸素の供給を、患者からの呼気の試料採取に
組み合わせようとする試みにある。例えば、鼻孔内に挿
入するための二つのダブル中空プロングを含む管からな
る、最も単純な鼻腔カニューレのデザインにおいては、
第一の管の端部から供給される酸素と、第二の管の端部
から採取される呼気との間でかなりの混合が起こる。こ
の混合は、酸素の流れが強い場合に起こるもので、この
とき、酸素の流れは、呼息中でさえも鼻腔内に深く入り
込むため、人為的に呼気の組成が変えられてしまう。
【0006】しかしながら、供給酸素と呼気との間の混
合を阻止しようとする試みは、呼気への他の影響をもた
らしている。例えば、従来の技術における、一つのタイ
プの鼻腔カニューレ(米国カリフォルニア州アルヴィン
のサルター・ラブズ社:Salter Labs)は、両端部に二
つの開口がある管と、この管の真ん中から直角に突き出
す二つの中空プロングとから構成され、間に仕切りが設
けられている。一端から酸素が管に入り、他端から呼気
が管を出る。患者の各鼻孔内に一つのプロングを、すな
わち鼻腔内に二つの中空プロングを挿入し、酸素を供給
すると共に患者から呼気を採取する。残念ながら、この
カニューレは、呼気の採取を単一鼻孔プロングに依存し
ているため、他の鼻孔からの供給酸素が、その強い流れ
によって、鼻中隔上の鼻腔の奥で呼気と混合することを
防ぐことができない。この呼気と供給酸素との混合によ
ってガス分析の精度が低下している。
【0007】さらに、このタイプのカニューレには、通
常かなりの「空隙」、すなわちガス混合とガス波形の変
化とが同時に起こるスペースがある。このようなスペー
スは、ガスの流れの経路の一部ではなく非生産的なもの
であるため、「空隙」と呼ばれている。例えば、このカ
ニューレにおいては、主管を分割する隔壁と、管と各プ
ロングの接合部との間に空隙が生じている。このような
空隙の存在は、呼気の正確な分析にかなりの障害とな
る。したがって、この従来の鼻腔カニューレは、分析用
呼気の採取に対しては効率が良くない。
【0008】鼻腔カニューレのもう一つのデザイン(米
国ニューヨーク州リンデンハーストのホスピタック社:
Hospitak)として、二つの平行に重なり合う管から構成
されるものがある。この場合、一方の管は酸素を供給す
るためのものであり、他方は呼気を受け入れるためのも
のである。呼気を受け入れる管には二つの鼻孔プロング
があり、酸素を供給する管には、これらのプロングに平
行な二つの孔がある。両方の管に二つの孔があるため、
ガスはプロングから孔へ自由に流れることができる。こ
の構成では、呼息の最後においてでさえも供給酸素が呼
気に容易に混合されてしまい、ガス分析の精度が減少す
ることになる。
【0009】
【発明が解決しようとする課題】米国特許第5,046,
491号には、もう一つのタイプの鼻腔カニューレが開
示されている。これは、二つのダブル鼻孔プロングがあ
る第一の管と、プロングの間に配置された隔壁とから構
成されており、第一のプロングによって酸素を供給し、
第二のプロングによって呼気を採取するものである。第
二の管を第一の管に取り付けるが、これには、呼気を採
取するために患者の口腔内に、あるいはその近くに配置
される二つの孔がある。このカニューレにおける一つの
問題は、呼気は二つの出力部を介して採取されるが、そ
れらの出力は、二つの分離した管に送られることであ
る。これら別個の管は、その後、カプノグラフにガスを
供給する前に連結されている。もしガスが、例えば、凝
結等により、両方の管を介して正確に同じ割合で流れな
くなった場合、ガス濃度の波形に変化が生じてしまい、
分析結果にその影響が現れることになる。さらに、この
カニューレは、管の寸法が大きく、また、呼気を採取す
るための二つの出力部があるため、かなりの空隙を持
つ。この大きな空隙もガスが混ざる原因である。したが
って、米国特許第5,046,491号のカニューレは、
従来の技術における問題の解決とはならず、鼻腔カニュ
ーレによる正確なガス分析を提供することはない。
【0010】さらに、これらの従来のカニューレは、い
ずれも、患者の口腔あるいは鼻腔に交換可能に入れるこ
とができる本当の意味での口腔/鼻腔カニューレではな
い。「好適実施例の説明」において下記に説明する従来
の口腔/鼻腔カニューレにも、正確な分析のためのガス
採取に関しては、かなりの問題があるが、呼気が採取さ
れる呼吸腔に対する柔軟性という望ましい特徴を備えて
いる。患者は、しばしば、代わる代わるに鼻腔と口腔と
を介して息を吐き出す。口腔/鼻腔カニューレの利点
は、どちらの腔からも自動的に呼気を採取することが可
能であることである。また、欠点としては、多くの従来
の口腔/鼻腔カニューレでは、カニューレにおける呼気
を受けない部分を介して周囲の空気が取り込まれる可能
性がある。例えば、患者が口腔を介して息を吐き出すな
ら、周囲空気が、鼻腔に配置した開口を介してカニュー
レ内に吸い込まれる可能性がある。このような周囲空気
によって、患者の呼気中のガス濃度が薄まり、ガス分析
に紛らわしい測定結果が生じる。
【0011】以下、用語「呼吸腔」は、患者の口腔、鼻
腔あるいはこれら両腔に言及する。
【0012】さらに、カニューレによる酸素供給の有効
性は二つの原則によって決定されるが、従来のカニュー
レは、そのいずれをも完全には満たしていない。第一の
原則は、供給酸素の流れは、患者の二つの鼻孔間で均等
に分配されるべきである。ほとんどの従来のカニューレ
においては、一方の鼻孔が他方に比べて1.2から2.0
倍の量の酸素を受け取る。しかし、次の理由のため、酸
素が均等に分配されることが好ましい。第一に、もし鼻
孔の一方が塞がれても、他方によって酸素の供給が継続
される。第二に、両鼻孔に対して流量が均等であれば、
供給酸素の流量が大きくとも、患者がどちらか一方の鼻
孔内に余分な圧力を感じることはないであろう。第三
に、患者の鼻孔の近くの酸素の「雲」を介して均等な流
量を生成することによって、両方の鼻孔におけるこのよ
うな「雲」を同じ大きさにすることができるため、吸息
相の前に鼻孔近くに存在する周囲の酸素をより有効に用
いることを可能にする。
【0013】第二の原則は、次の理由により、酸素は、
高い速度で鼻孔内に強制的に入れられるよりも、むしろ
比較的に遅い速度で供給されるべきである。第一に、遅
い速度で供給される酸素の流れが、患者の鼻孔内奥深く
まで突き進むことはないため、その酸素が呼息相中に採
取されることはなく、呼気の希釈に起因する二酸化炭素
測定の歪みを阻止することができる。第二に、酸素の流
れが余り強くないため、患者はより快適である。
【0014】これら両原則が満たされるなら、酸素供給
と呼気の分析とは最適化が可能である。残念ながら、多
くの従来のカニューレは、これらの原則に実現できず、
この点に関して欠点がある。
【0015】したがって、ガス波形を変化させることな
く、簡単に詰まったりせず、空隙率が少なく、さらに、
呼気波形を乱さずに酸素供給が可能な、柔軟性及び適合
性に富む口腔/鼻腔カニューレの必要性が広く認めら
れ、このようなカニューレを得ることはたいへん有利な
ことである。
【0016】
【課題を解決するための手段】本発明によれば、患者の
鼻孔から呼気を採取するための鼻腔カニューレが提供さ
れる。このカニューレは、(a)患者の鼻孔内へ挿入す
るための二つの鼻孔プロングと、(b)患者から呼気を
採取するための採取管とから構成される。鼻孔プロング
及び採取管は単一接合部において連結されているため、
呼気は鼻孔プロングから採取管へ自由に流れることがで
きる。採取管は、単一の採取管であることが好ましい。
また、接合部に連結される前に鼻孔プロングがほぼ円弧
を描いて結合することが好ましい。採取管は、ガス分析
のために、カプノグラフに呼気を供給することが好まし
い。
【0017】本発明のもう一つの実施例によれば、患者
の鼻孔及び口腔から呼気を採取するためのカニューレが
提供される。このカニューレは、(a)患者の鼻孔内へ
挿入するための二つの鼻孔プロングと、(b)患者の口
腔の近位に配置される口腔プロングと、(c)患者から
呼気を採取するための採取管とから構成される。鼻孔プ
ロング、口腔プロング及び採取管は、患者の鼻孔のかな
り近くに位置する単一接合部において連結されているた
め、呼気は、鼻孔プロング及び口腔プロングから採取管
へ自由に流れる。採取管は、単一の採取管であることが
好ましく、また、口腔プロングは、ある角度で曲げられ
た末端部を含むことが好ましい。さらに、この角度は約
90度であり、末端部が患者の口腔の近位に位置するこ
とが好ましい。さらに、末端部には、かなり親水性があ
る材料から作られたキャップが取り付けらることが好ま
しい。このキャップによって、末端部から凝結水を吸収
することが可能である。また、接合部に連結される前に
鼻孔プロングがほぼ円弧を描くように結合することが好
ましい。採取管は、ガス分析のために、カプノグラフに
呼気を供給することが好ましい。
【0018】本発明の好適実施例によれば、このカニュ
ーレは、さらに、(d)患者の鼻孔の近くに配置され、
酸素を供給するための酸素管、そして(e)酸素管に連
結され、酸素管から酸素が患者の鼻孔内へ流れるように
配置された二つの酸素注入口を含む。
【0019】酸素管は、患者の鼻孔の上あるいは下に位
置することが好ましい。また、酸素管は、酸素を受ける
ための中央に位置する入力部を含み、この入力部は、両
酸素注入口からほぼ等距離に配置されることが好まし
い。酸素注入口は孔であることが好ましい。さらに、こ
の孔は、酸素管の内面において第一の直径を持ち、酸素
管の外面において第二の直径を持ち、第一の直径が第二
の直径より小さいことが好ましい。さらに、酸素管は、
酸素管内に配置されるスクリーンを含み、酸素が酸素管
からスクリーンを介して流れることが好ましい。スクリ
ーンは、疎水性多孔物質、目の荒いメッシュ生地及び網
からなるグループから選択される材料から形成されるこ
とが好ましい。
【0020】択一的に、注入口は、患者の鼻孔に挿入さ
れる酸素プロングであることが好ましい。さらに、酸素
プロングが鼻孔プロングよりもかなり短いために、鼻孔
プロングが酸素プロングよりも鼻孔内に深く延びること
が好ましい。また、酸素プロングは、かなり多孔質の材
料から形成され、ガス透過性があることが好ましい。さ
らに、酸素プロングが内筒及び外筒から構成され、両筒
が、かなり疎水性がある多孔物質から形成され、そして
内筒が外筒よりもかなり短いことが好ましい。
【0021】本発明の他の好適実施例によれば、少なく
とも酸素管の一部は、かなり多孔性がある材料から形成
されるため、ガス透過性がある。さらに、上記少なくと
も酸素管の一部は、酸素プロングのほぼ中間に位置する
ことが好ましい。
【0022】本発明のもう一つの実施例によれば、請求
項1に記載のカニューレを用いて、患者から呼気を採取
するための方法が提供される。この方法は、次のステッ
プを含む。(a)鼻孔プロングを患者の鼻孔に挿入する
ステップ。(b)採取管をガスを導く導管に取り付ける
ステップ。(c)ガス分析装置に導管を連結するステッ
プ。そして(d)ガス分析装置において力を加え、カニ
ューレを通って流れる呼気を採取管からガス分析装置へ
移動させるステップ。
【0023】さらに、本発明のもう一つの実施例によれ
ば、患者の鼻孔及び口腔を介して患者から呼気を採取す
るための、そして患者に酸素を供給するためのカニュー
レが提供される。このカニューレは、次のものを含む。
(a)患者の鼻孔内へ挿入するための二つの鼻孔プロン
グ。(b)患者の口腔の近位に配置するための口腔プロ
ング。(c)患者から呼気を採取するための採取管。な
お、鼻孔プロング、口腔プロング及び採取管は、単一接
合部において連結されているため、呼気は鼻孔プロング
及び口腔プロングから採取管へ自由に流れる。(d)患
者の鼻孔の近くに位置する、酸素を供給するための酸素
管。そして(e)酸素管に連結され、この酸素管から酸
素が患者の鼻孔へ流れるように配置された二つの酸素注
入口。
【0024】以下、用語「取り付ける」は、連結され
る、あるいは一体に形成されることを意味するものと定
義する。また、用語「連結する」は、流体的に繋がるこ
とを意味し、用語「プロング」は、管の各端部に一つず
つ、二つの開口がある中空管に言及するものとする。
【0025】本発明は、粘液あるいは唾液等の凝縮水、
液体、固形物あるいはそれらの混合物によって塞がれ難
く、採取ガスの分析精度を低下させることなく、ガス試
料を採取するために効率的に用いることが可能なカニュ
ーレに関する。特に、本発明は、患者の鼻孔内に挿入す
るための二つのプロングを持ち、これらの二つのプロン
グは、呼気の採取のために鼻腔の外で単一出力管に連結
される。本発明の好適実施例によれば、管の遠心端を患
者の口腔近くに配置するために、鼻孔プロングに平行な
二つのプロングに第二の管を取り付けることによって、
口腔/鼻腔カニューレが提供される。本発明の他の好適
実施例によれば、酸素の供給のためにもう一つの管が設
けられる。この追加の管には、患者の鼻孔内に挿入する
ための二つのプロングがあり、追加の管とこれらの鼻孔
プロングとは直角になっている。
【0026】本発明による気道アダプターの原理及び作
用については、図面及びその説明文から明確に理解する
ことが可能である。
【0027】
【発明の実施の形態】さて、図面を参照する。図1は、
従来の技術による口腔/鼻腔二酸化炭素カニューレを示
す。カニューレ10には、患者(図示せず)の鼻孔内に
挿入するための二つの鼻孔プロング12がある。これら
の鼻孔プロング12は中空管16の第一側14に連結し
ており、中空管16は鼻孔プロング12にほぼ直角であ
る。また、二つの口腔プロング18も管16の第二側2
0にほぼ直角に連結しおり、鼻孔プロング12から口腔
プロング18への管16を介するガスの流れは、ほぼ自
由で何の妨げもない。さらに、管16には二つの孔22
があり、管16の各端部には、複数のコネクタ24の一
つを連結することができる。各コネクタ24にはガス配
管(図示せず)が取り付けられ、その後、Yコネクタ2
6に連結される。Yコネクタ26には、カプノグラフに
導くライン(図示せず)が取り付けられる。したがっ
て、カニューレ10は、単に分析のための呼気の採取に
適するものである。
【0028】残念ながら、従来の技術によるカニューレ
10には、鼻孔プロング12の間に、ガスの適度な循環
がない(Vと符号が付された)かなりの空隙28があ
る。また、鼻孔プロング12及び口腔プロング18に平
行に、(V及びVと符号が付された)二つのより小
さな空隙30が存在する。このような空隙28及び3
0、特により大きな空隙28は、現在の呼息と以前の呼
息とからの呼気の混合を許すため、応答時間をふやし、
波形を変化させ、ガス分析にアーチファクトを導入す
る。さらに、鼻孔プロング12からの呼気の流れを管1
6によって分離すること、これら二つの流れをYコネク
タ26において後に再統合すること、そして結局、管1
6とYコネクタ26との間に約0.5メートルという長
い距離があること、これらすべても、管16の間のガス
の流量に僅かな違いがあるなら、応答時間を増加させる
ことになる。また、このような分離は、潜在的に二つの
流れが異なる流動性を得るという結果を生じる。例え
ば、一方の管16が他方よりも多く濃縮水を蓄積したな
ら、対応する呼気の流れの流量は低下する。そのため、
ガス濃度の波形が変化し、その管16内のガスに対する
応答時間が増加する。したがって、従来の技術によるカ
ニューレ10は、分析ガスの完全に正確な採取を提供す
ることはできない。
【0029】図2は、呼気の採取及び酸素の供給のため
の、従来の技術による模範的な、ダブル酸素/二酸化炭
素鼻腔カニューレを示す。この場合も、従来の技術によ
る鼻腔カニューレ32には、患者の鼻孔36内に挿入す
るための、第一の対の鼻孔プロング34がある。先と同
様、第一の鼻孔プロング34は、第一の中空管38に連
結しており、第一の中空管38は第一の鼻孔プロング3
4にほぼ直角である。さらに、鼻腔カニューレ32に
は、鼻孔36内に挿入するための第二の対の鼻孔プロン
グ40があり、これら第二の鼻孔プロング40は、ほぼ
直角に第二の中空管42に取り付けられている。第一の
鼻孔プロング34及び第一の中空管38は、患者から呼
気を採取するためのものであり、図1に示したものとほ
ぼ同様な構成になっている。第二の鼻孔プロング40及
び第二の中空管42は、患者に酸素を供給するためのも
のである。したがって、鼻腔カニューレ32は同時に酸
素供給及びガス採取が可能である。
【0030】残念ながら、従来の技術による鼻腔カニュ
ーレ32においても、鼻孔36内の第一の鼻孔プロング
34と第二の鼻孔プロング40との間で、供給酸素と呼
気との混合が起こり、吹き出された二酸化炭素の本来の
濃度は薄められる。したがって、従来の技術による鼻腔
カニューレ32も、呼吸の分析に二つのアーチファクト
を導入することになる。
【0031】また、従来の鼻腔カニューレ32による酸
素供給の効率は、鼻孔プロング40間で酸素流量が変化
するため、十分ではない。特に、中空管42の入力部に
近い鼻孔プロング40は、他方の鼻孔プロング40より
も流量が大きく、鼻孔内への強い酸素の流れは、患者に
不快感を与える。この不快感を軽減することが、特に長
期の酸素供給には重要である。
【0032】図3は、酸素の供給及び呼気の採取を同時
に行うための、従来の技術による模範的な、分割型酸素
/二酸化炭素鼻腔カニューレを示す。従来のこの鼻腔カ
ニューレ44は、酸素の供給及びガスの採取のための単
一の管46を持ち、この管46には、患者の鼻孔52内
に挿入するための二つの鼻孔プロング48及び50があ
る。酸素が鼻孔プロング48を介して供給され、呼気が
鼻孔プロング50から採取される。供給酸素を呼気から
分離するために、管46内における鼻孔プロング48と
鼻孔プロング50との間に隔壁54がある。しかしなが
ら、供給酸素の特に強力な流れは、鼻孔プロング48か
ら鼻孔52内の奥深くに突き進み、鼻孔プロング50に
入り込み、吐き出された二酸化炭素の本来の濃度を薄め
る。さらに、隔壁54と鼻孔プロング50との間にかな
りの空隙56が存在するため、応答時間を増加させると
共に呼気を混合し、呼気の分析の精度を低下させる。し
たがって、従来の技術による鼻腔カニューレ44によっ
て、分析のためのガスを完全に正確に採取することは不
可能である。さらに、鼻孔内への強い酸素の流れによっ
て、患者が不快感を受けるため、不快感を軽減すること
が特に長期の酸素供給には重要である。
【0033】図4は、呼気採取のための、本発明による
新規で模範的な、口腔/鼻腔二酸化炭素カニューレの概
要図である。この場合も、口腔/鼻腔カニューレ58に
は、患者の鼻孔62内に挿入するための、一対の鼻孔プ
ロング60がある。口腔/鼻腔カニューレを形成するた
めに、カニューレ58には、患者(図示せず)の口腔近
くに配置する口腔プロング64が含まれることが好まし
い。口腔プロング64が欠如する場合、このカニューレ
58は、本発明による鼻腔カニューレとなる。また、カ
ニューレ58には、カプノグラフ(図示せず)による分
析のための呼気を採取するために、採取管66が設けら
れている。鼻孔プロング60、口腔プロング64及び採
取管66は、単一接合部68において合流する。この接
合部は、空隙を低下させるために、可能な限り小さく形
成されることが好ましい。以下、用語「単一接合部」
は、鼻孔プロング60、口腔プロング64及び採取管6
6が、少なくとも近接して、あるいは正確に一つの合流
点において結合する部分に言及する。
【0034】少なくとも、口腔/鼻腔カニューレ58の
すべての部分に対する単一接合部68によって、空隙が
かなり低下するため、ガスの混合が低下し、応答時間が
維持される。さらに、従来の技術によるカニューレにお
ける二つの管に比べ、単一の採取管66では、呼気が分
流することはなく、また空隙の量も低下する。
【0035】図4の口腔/鼻腔カニューレの横断面図を
図5Aから図5Cに示す。カニューレ内に空隙が少ない
ことは明らかである。図5Aは口腔/鼻腔カニューレ5
8の正面断面図である。図から明らかであるが、鼻孔プ
ロング60、口腔プロング64及び採取管66のすべて
は、小さな単一接合部68において空隙が最小になるよ
うに合流する。事実、この構成においては、口腔/鼻腔
カニューレ58内に換気が不完全な領域が存在しないた
め、ほぼ完全に空隙を排除することが可能である。図に
示すように、採取管66の一部70は、採取ポイントの
反対側へ、鼻孔プロング60を越えて延びている。しか
しながら、この部分70は、塞がれており、患者(図示
せず)の頭部の周りに対称ループを装着するためのもの
である。
【0036】図5Bは、鼻孔プロング60の一つと口腔
プロング64との間の連結を示す側面断面図である。口
腔プロング64の遠心端72は、曲がって形成されるこ
とが好ましい。特に、口腔プロング64の残りの部分に
対して約90度の角度で、すなわち患者の口からの呼気
の流れの方向にほぼ平行に形成されることが好ましい。
このように配置することによって、ガス分析に対する最
適な応答時間を得ると共に、口腔/鼻腔カニューレ58
内から凝結水を取り去る自浄作用を促進することができ
る。さらに、患者による鼻からの呼息の動圧によって、
凝結水が口腔プロング64内に入り易いように、鼻孔プ
ロング60が、弧を描くように結合されるのが好まし
い。
【0037】口腔/鼻腔カニューレ58の構造は、従来
の技術による口腔/鼻腔カニューレが持つ一つの重大な
問題を解決するためにデザインされている。その問題と
は、これら従来のカニューレにおいては、カニューレ
の、呼気を受け入れない部分を介して、周囲空気が入り
込み易いということである。例えば、患者が鼻腔を介し
て息を吐き出す場合、従来のカニューレにおいては、周
囲空気が鼻腔への開口を介してカニューレ内に吸い込ま
れる。このような周囲空気は、患者の呼気中のガス濃度
を薄めるため、ガス分析に紛らわしい結果が生じ易い。
口腔/鼻腔カニューレ58の構造は、単一の小さな接合
部68の存在、そして口腔プロング64の遠心端72の
曲げによって、この問題を緩和する、あるいは排除して
いる。この構造においては、患者から直接的に呼気を受
けないカニューレ58の部分に周囲空気が入ることが、
かなり阻止されている。
【0038】また、鼻孔プロング60及び口腔プロング
64は、鼻腔カニューレ58の内部から凝結水を速やか
に、そして容易に除去することを促進するのに十分に大
きな、しかし応答時間を増加させない程度の最適な直径
を持つことが好ましい。この構成における鼻孔プロング
60及び口腔プロング64の最適径は、約1.6mmか
ら約2.0mmの範囲である。
【0039】口腔プロング64の遠心端72には、図5
Cの断面形状に示すように、多孔質で親水性があるキャ
ップ74を設けることが最も好ましい。多孔質で親水性
があるキャップ74は、遠心端72を覆って、鼻腔カニ
ューレ58内に集まる凝結水から生じる水滴を吸収す
る。特に、キャップ74の利点は、キャップ74の性質
によって、口腔プロング64から水分を呼び込み、次
に、その比較的に大きな表面積によって、吸収した水分
を蒸発させることにある。さらに、このキャップ74を
設けることによって、さもなければカニューレ58から
患者の口へしたたり落ちるであろう水滴からの潜在的な
不快感を解消することができる。
【0040】図6A及び図6Bは、本発明による酸素供
給及びガス採取のための、口腔/鼻腔カニューレの第二
の好適実施例の横断面図である。図6A及び図6Bのカ
ニューレの部分詳細図を図7A及び図7Bに示す。図7
A及び図7Bも、酸素管に多孔性スクリーンが付加され
ていることを示している。
【0041】この好適実施例においては、図6Aに示す
ように、口腔/鼻腔カニューレ76は、患者(図示せ
ず)の鼻孔内に挿入するための一対の鼻孔プロング78
を持ち、この場合も、口腔/鼻腔カニューレを形成する
ために、カニューレ76には、患者(図示せず)の口腔
近くに配置する口腔プロング80が設けられている。ま
た、カニューレ76には、カプノグラフ(図示せず)に
よる分析のために、呼気を採取するための採取管82が
ある。鼻孔プロング78、口腔プロング80及び採取管
82は、この場合も、単一接合部84において合流す
る。この接合部は、空隙を最小にするために、可能な限
り小さく形成されている。
【0042】また、カニューレ76には、患者(図示せ
ず)の鼻孔近く、より好ましくは、患者の鼻孔の上また
は下、ほぼ患者(図示せず)の上唇に平行に配置される
酸素管86が設けられるため、酸素供給が第二のセット
の鼻孔プロングを介して行われるものではない。代わり
に、酸素管86には二つの孔88があり、これらの孔を
介して酸素が患者に供給される。孔88は、患者の鼻孔
近くではあるが、鼻孔内には入れないで配置される。こ
の配置によって、供給酸素がガスの強力な流れとなって
呼気を薄め、ガス分析の精度が低下するという問題を防
止することができる。
【0043】図6Bは、鼻孔プロング78の一つと口腔
プロング80との間における接合部84の側面断面図で
ある。酸素管86から孔88を介して酸素が分散してい
る状態を示している。
【0044】図7Aに孔88をより詳細に示す。孔88
は比較的に大きな径を持つことが好ましい。孔88の直
径は、酸素管86の内面から酸素管86の外面へ向かっ
て増加するため、供給酸素の流力は低下する。孔88
は、酸素管86の内面においてより小さな第一の直径9
0を、そして酸素管86の外面においてより大きな第二
の直径92を持ち、孔88の直径が、酸素管86の内面
から外面へ次第に増加することが好ましい。
【0045】さらに、図7Aに示すように、酸素管86
は、例えば、広いメッシュ、疎水性の多孔質スクリーン
あるいは生綿等の、酸素を浸透させるかなり多孔質な材
料から形成したスクリーン94を含むことが好ましい。
スクリーン94の利点は、供給酸素の流力が低下し、患
者の鼻孔の近くに酸素「雲」が生成されることである。
スクリーン94と孔88を介する酸素の分散を、図7B
の側面断面図に示す。これには接合部84も示されてい
る。
【0046】図8A及び8Bは、本発明による口腔/鼻
腔カニューレの第三実施例の部分詳細図である。図8A
は、口腔/鼻腔カニューレ96の一部分を示し、吐き出
された二酸化炭素を受けるための一対の鼻孔プロング9
8の一部と、酸素管100と一対の第二の鼻孔プロング
102とを表している。図から明らかであるが、酸素は
酸素管100を介して供給され、そして第二の鼻孔プロ
ング102を介して分散される。
【0047】第二の鼻孔プロング102は、酸素が患者
の鼻孔に効率的に供給され、鼻腔内において速やかに分
散されることを保証するために、二つの気筒から形成さ
れることが好ましい。第一の気筒である内筒104は、
かなり多孔質で疎水性の材料から形成されることが好ま
しい。材料は水分の吸収を防ぐため疎水性であることが
好ましい。内筒104は、かなり多孔質で疎水性の材料
から形成した外筒106によって囲まれている。したが
って、酸素は、患者の鼻孔全体に分散されるので、高圧
のガスとして鼻腔内へ流れ込むことはない。
【0048】図8Bは、図8Aに示したカニューレの部
分側面断面図であり、内筒104及び外筒106を含む
第二の鼻孔プロング102の一つと一緒に、鼻孔プロン
グ98の一つと口腔プロング110との間の接合部10
8を示す。多孔質の材料から第二の鼻孔プロング102
を形成する利点は、そのような材料が酸素に対して透過
性があり、第二の鼻孔プロング102から酸素が均等に
分散されることである。この分散によって供給酸素の流
力が低下する。
【0049】図9Aから図9Cは、患者の鼻孔に酸素が
不均等に供給される従来の技術による口腔/鼻腔カニュ
ーレ(図9A)と、酸素が均等な流量で供給される本発
明による口腔/鼻腔カニューレ(図9B及び図9C)と
の比較を示すものである。図9Aは、従来の技術による
典型的な口腔/鼻腔カニューレ112の酸素供給部の横
断面図である。従来のカニューレ112には、二つの出
力部116及び118に酸素を供給するための酸素供給
管114がある。先に述べたように、出力部116及び
118は、孔あるいは鼻孔プロングであってもよい。こ
の構成における問題は、両出力部116及び118間に
酸素が均等に分配されないことである。矢印によって示
すように、酸素供給管114の元の方に近い出力部11
6は、出力部118よりも酸素の流量が大きい。このよ
うな状況は、酸素の流れに対する出力部116及び11
8の抵抗が、酸素供給管114の連結部分の抵抗よりも
ずっと低いために生ずる。
【0050】図9Bは、本発明による模範的な、第一の
口腔/鼻腔カニューレ120の酸素供給部の横断面図で
ある。第一のカニューレ120には、二つのセットの出
力部124及び126へ酸素を供給するための酸素供給
管122が設けられている。各セットの出力部124と
126には、少なくとも二つの出力部が含まれる。図に
おいては、説明のために三つの出力部を示すが、限定す
る意図はない。この場合も、先に述べたように、これら
の出力部は、孔、多孔性スクリーンを含む孔、あるいは
鼻孔プロングであってもよい。この構成の利点は、両セ
ットの出力部124及び126間で酸素がより均等に分
配されることである。このような状況は、酸素の流れに
対する両セットの出力部124及び126の抵抗が、酸
素供給管122の連結部分の抵抗よりもかなり大きいた
めに生ずる。
【0051】図9Cは、本発明による模範的な、第二の
口腔/鼻腔カニューレ128の酸素供給部の横断面図で
ある。第二のカニューレ128には、二つのセットの出
力部132及び134に酸素を供給するための酸素供給
管130が設けられている。各々セットの出力部132
及び134は、少なくとも一つの出力部を含む。図にお
いては、説明のために僅かに一つの出力部を示すが、限
定する意図は全くない。この場合も、先に述べたよう
に、出力部は、孔、多孔性スクリーンを含む孔あるいは
鼻孔プロングであってもよい。さらに、酸素供給管13
0には、酸素供給のために、中央に位置する入力部13
6が設けられている。この中央に位置する入力部136
は、出力部132及び134に対してほぼ等距離に配置
されることが好ましい。この構成の利点は、酸素供給管
130の抵抗に比較して、出力部における気流に対する
抵抗が、少なくとも両セットの出力部132及び134
間で酸素がより均等に分配されることである。このよう
な状況は、各出力部132及び134の抵抗が、酸素の
流れに対して均等であるために生ずる。
【0052】口腔/鼻腔カニューレの試験 ここに示した特徴及び実施例については、下記の実験を
参照することによって、より良く理解することが可能で
ある。これらの実験は、本発明による口腔/鼻腔カニュ
ーレ及び従来の技術によるカニューレに対して行ったも
のである。
【0053】実験方法 第一の試験は自浄作用についての試験である。自浄作用
は、二酸化炭素の試料採取に障害を及ぼす濃縮水の蓄積
を防ぐために重要である。用語「Vex」を、カニュー
レから水分を自浄するために必要な、呼息の最少量と定
義する。
【0054】第二の試験は応答時間の試験である。カプ
ノグラフに対する規則prEN864:1992(欧州
連合の基準)に準処して、すべての測定を、カプノグラ
フに対して47ミリリットル / 分の少ない流量で行っ
た。応答時間(ミリ秒で)は、無負荷の鼻腔カニュー
レ、サンプル・ラインのセットをも含んだ鼻腔カニュー
レ・システム、そして典型的なカプノグラフ・フロー・
システムに連結した鼻腔カニューレ・システムを含む全
カプノグラフ・セットに対して試験した。
【0055】第三の試験は、呼気における二酸化炭素(E
tCO)の測定精度の試験であり、呼気の二酸化炭素を、
酸素供給がある状態と、酸素供給がない状態とで測定し
た。酸素供給のない状態における、本来のEtCOに対す
る応答時間の影響を次のように計算した。
【0056】
【数1】Δ(EtCO)= EtCO(本来の値) − EtCO(全
カプノグラフ・セット)
【0057】酸素供給がある状態における、本来のEtCO
への変化を次のように計算した。
【0058】
【数2】 Δ(EtCO) = EtCO(Q=0)− EtCO(Q≠0)
【0059】第四の試験は、鼻腔カニューレにおける酸
素供給の二つの出力部間の流れ分布による酸素供給の有
効性を測定した。8リットル/分の割合で酸素を供給
し、各出力部からの酸素の流量(Q及びQ)を測定
した。効率(Keff)を、Q のQに対する比率か
ら決定した。
【0060】これらの四つの試験を、いくつかの異なる
タイプのカニューレに対して行った。サルター・ラブズ
社(米国カリフォルニア州アルヴィン)から三つのタイ
プのカニューレ、鼻腔カニューレ(カタログ・ナンバー
4000)、ダブル口腔/鼻腔カニューレ(カタログ・
ナンバー4001)、そして分割型酸素/二酸化炭素鼻
腔カニューレ(カタログ・ナンバー4707)を入手し
て試験した。また、ハドソン社(米国カリフォルニア州
テメクラ)から二つのタイプのカニューレ、鼻腔カニュ
ーレ(カタログ・ナンバー1103)及び酸素/二酸化
炭素鼻腔カニューレ(カタログ・ナンバー1843)を
入手して試験した。さらに、本発明による口腔/鼻腔カ
ニューレを、図7Bで示す酸素/二酸化炭素口腔/鼻腔
カニューレの実施例において、酸素分散のために組編み
あるいは生綿のインサートを施して試験した。すべての
試験結果を表1に示す。
【0061】
【表1】
【0062】本質的に、本発明のカニューレは、少なく
とも従来の技術によるカニューレと同程度の性能を発揮
し、多くの点において、従来のカニューレよりも優れて
いた。特に、本発明のカニューレは、試験を行った他の
いずれの従来のカニューレよりも応答時間が短かった。
例えば、何の連結もない状態において、本発明のカニュ
ーレの応答時間は14であったのに対して、ハドソン社
のカニューレは97及び47で、サルター・ラブズ社の
ものは167、143及び239であった。したがっ
て、本発明のカニューレは、明らかに、試験した他のカ
ニューレよりも遙かに応答時間が短い。
【0063】本発明は、限られた実施例において説明し
たが、多くの変化、改良、他の用途が可能であることは
明らかである。
【図面の簡単な説明】
【図1】従来の技術における口腔/鼻腔二酸化炭素カニ
ューレの説明図である。
【図2】従来の技術における、酸素供給及び呼気採取の
ためのダブル型鼻腔酸素/二酸化炭素カニューレの説明
図である。
【図3】従来の技術における、第二の、酸素供給及び呼
気採取のための分割型鼻腔酸素/二酸化炭素カニューレ
の説明図である。
【図4】本発明による、呼気採取のための口腔/鼻腔カ
ニューレの説明図である。
【図5A】本発明による図4のカニューレの横断面図で
ある。
【図5B】本発明による図4のカニューレの横断面図で
ある。
【図5C】本発明による図4のカニューレの横断面図で
ある。
【図6A】本発明による口腔/鼻腔カニューレの第二実
施例の横断面図である。
【図6B】本発明による口腔/鼻腔カニューレの第二実
施例の横断面図である。
【図7A】図6A及び図6Bの口腔/鼻腔カニューレの
一部をより詳細に示しものであり、本発明によれば、酸
素管に多孔性スクリーンを付加することが好ましい。
【図7B】図6A及び図6Bの口腔/鼻腔カニューレの
一部をより詳細に示しものであり、本発明によれば、酸
素管に多孔性スクリーンを付加することが好ましい。
【図8A】本発明による多孔性酸素供給管を含む口腔/
鼻腔カニューレの第三実施例の一部を詳細に示す横断面
図である。
【図8B】本発明による多孔性酸素供給管を含む口腔/
鼻腔カニューレの第三実施例の一部を詳細に示す横断面
図である。
【図9A】従来の技術による酸素供給のためのカニュー
レを示す。
【図9B】各鼻孔に均等な酸素供給を行う本発明による
カニューレを示す。
【図9C】各鼻孔に均等な酸素供給を行う本発明による
カニューレを示す。
【符号の説明】
10 カニューレ 12 鼻孔プロング 16 中空管 18 口腔プロング
【手続補正書】
【提出日】平成11年2月22日
【手続補正1】
【補正対象書類名】図面
【補正対象項目名】全図
【補正方法】変更
【補正内容】
【図1】
【図2】
【図3】
【図4】
【図5A】
【図5B】
【図5C】
【図6A】
【図6B】
【図7A】
【図7B】
【図8A】
【図8B】
【図9A】
【図9B】
【図9C】

Claims (36)

    【特許請求の範囲】
  1. 【請求項1】患者の鼻孔から呼気を採取するための鼻腔
    カニューレであって、(a)患者の鼻孔内へ挿入するた
    めの二つの鼻孔プロングと、(b)前記患者から呼気を
    採取するための採取管とからなり、 前記鼻孔プロング及び前記採取管が単一接合部において
    連結されているため、前記呼気は前記鼻孔プロングから
    前記採取管へ自由に流れるカニューレ。
  2. 【請求項2】前記採取管が単一の採取管である請求項1
    に記載のカニューレ。
  3. 【請求項3】前記接合部に連結される前に前記鼻孔プロ
    ングがほぼ円弧を描いて結合する請求項1に記載のカニ
    ューレ。
  4. 【請求項4】前記採取管が、ガス分析のためのカプノグ
    ラフに前記呼気を供給する請求項1に記載のカニュー
    レ。
  5. 【請求項5】患者の鼻孔及び口腔から呼気を採取するた
    めの口腔/鼻腔カニューレであって、(a)患者の鼻孔
    内へ挿入するための二つの鼻孔プロングと、(b)患者
    の口腔の近に配置されるための口腔プロングと、(c)
    患者から呼気を採取するための採取管とからなり、前記
    鼻孔プロング、前記口腔プロング及び前記採取管が、前
    記患者の鼻孔のかなり近くで単一接合部において連結さ
    れているため、前記呼気は前記鼻孔プロング及び前記口
    腔プロングから前記採取管へ自由に流れるカニューレ。
  6. 【請求項6】前記採取管が単一の採取管である請求項5
    に記載のカニューレ。
  7. 【請求項7】前記口腔プロングが、ある角度で曲がった
    末端部を含む請求項5に記載のカニューレ。
  8. 【請求項8】前記角度が約90度であり、前記末端部が
    前記患者の口腔の近くに配置される請求項7に記載のカ
    ニューレ。
  9. 【請求項9】前記末端部はキャップを含み、このキャッ
    プは、かなり親水性の材料から形成されて前記末端部に
    取り付けられるため、前記キャップは前記末端部から凝
    結水を吸収する請求項7に記載のカニューレ。
  10. 【請求項10】前記接合部に連結される前に前記鼻孔プ
    ロングがほぼ円弧を描いて結合する請求項5に記載のカ
    ニューレ。
  11. 【請求項11】前記採取管が、ガス分析のためのカプノ
    グラフに前記呼気を供給する請求項5に記載のカニュー
    レ。
  12. 【請求項12】さらに、(d)前記患者の鼻孔の近くに
    位置する、酸素供給のための酸素管と、(e)前記酸素
    管に連結され、前記酸素が前記酸素管から前記患者の鼻
    孔内に流れるように配置された二つの酸素注入口とから
    なる請求項5に記載のカニューレ。
  13. 【請求項13】前記酸素管が前記患者の鼻孔の上に位置
    する請求項12に記載のカニューレ。
  14. 【請求項14】前記酸素管が前記患者の鼻孔の下に位置
    する請求項12に記載のカニューレ。
  15. 【請求項15】前記酸素管が、酸素を受けるための中央
    に位置する入力部を含む請求項12に記載のカニュー
    レ。
  16. 【請求項16】前記入力部が両酸素注入口からほぼ等距
    離に配置される請求項15に記載のカニューレ。
  17. 【請求項17】前記酸素注入口が孔である請求項12に
    記載のカニューレ。
  18. 【請求項18】前記孔は、前記酸素管の内面において第
    一の直径を持ち、前記酸素管の外面において第二の直径
    を持ち、前記第一の直径が前記第二の直径より小さい請
    求項7に記載のカニューレ。
  19. 【請求項19】前記酸素管は、前記酸素管内に配置され
    たスクリーンを特徴とし、前記酸素が前記酸素管から前
    記スクリーンを介して流れる請求項8に記載のカニュー
    レ。
  20. 【請求項20】前記スクリーンが、疎水性多孔物質、広
    いメッシュ及び網からなるグループから選択される材料
    から形成される請求項19に記載のカニューレ。
  21. 【請求項21】前記注入口が、前記患者の鼻孔に挿入さ
    れる酸素プロングである請求項12に記載のカニュー
    レ。
  22. 【請求項22】前記酸素プロングが前記鼻孔プロングよ
    りもかなり短いため、前記鼻孔プロングが、前記酸素プ
    ロングよりも前記鼻孔内に深く延びる請求項21に記載
    のカニューレ。
  23. 【請求項23】前記酸素プロングは、かなり疎水性があ
    る多孔物質から形成されているため、ガス透過性がある
    請求項22に記載のカニューレ。
  24. 【請求項24】前記酸素プロングが内筒及び外筒から構
    成され、これらの内筒及び外筒が、前記疎水性多孔物質
    から形成される請求項23に記載のカニューレ。
  25. 【請求項25】患者の鼻孔及び口腔から呼気を採取する
    ための方法であって、(a)カニューレを提供するステ
    ップ、なお、このカニューレは、 (i)患者の鼻孔内へ挿入するための二つの鼻孔プロン
    グと、 (ii)前記患者の口腔の近くに配置するための口腔プ
    ロングと、 (iii)前記患者から呼気を採取するための採取管と
    を含み、前記鼻孔プロング、前記口腔プロング及び前記
    採取管が、前記患者の鼻孔のかなり近くにおける単一接
    合部において連結され、前記呼気が、前記鼻孔プロング
    及び前記口腔プロングから前記採取管へ自由に流れるこ
    とを特徴とし、(b)前記鼻孔プロングを前記患者の鼻
    孔に挿入するステップ、(c)前記採取管を、ガスを導
    く導管に取り付けるステップ、(d)この導管をガス分
    析装置に連結するステップ、そして(e)前記ガス分析
    装置において力を加え、前記カニューレを通って流れる
    前記呼気を、前記採取管から前記ガス分析装置へ移動さ
    せるステップからなる方法。
  26. 【請求項26】患者の鼻孔及び口腔を介して患者から呼
    気を採取し、そして酸素を供給するためのカニューレで
    あって、(a)患者の鼻孔内へ挿入するための二つの鼻
    孔プロングと、(b)前記患者の口腔の近くに配置する
    ための口腔プロングと、(c)前記患者から呼気を採取
    するための採取管と、(d)前記患者の鼻孔の近くに位
    置する、酸素を供給するための酸素管と、(e)前記酸
    素管に連結され、前酸素が前記酸素管から前記患者の鼻
    孔内へ流れるように配置された二つの酸素注入口とから
    なり、 前記鼻孔プロング、前記口腔プロング及び前記採取管
    が、単一接合部において連結されているため、前記呼気
    は、前記鼻孔プロング及び前記口腔プロングから前記採
    取管へ自由に流れるカニューレ。
  27. 【請求項27】 前記酸素管が前記患者の鼻孔の上に位
    置する請求項26に記載のカニューレ。
  28. 【請求項28】前記酸素管が前記患者の鼻孔の下に位置
    する請求項26に記載のカニューレ。
  29. 【請求項29】前記酸素管が、酸素を受けるための中央
    に位置する入力部を含む請求項26に記載のカニュー
    レ。
  30. 【請求項30】前記入力部が両酸素注入口からほぼ等距
    離に配置される請求項29に記載のカニューレ。
  31. 【請求項31】前記酸素注入口が孔である請求項26に
    記載のカニューレ。
  32. 【請求項32】前記孔は、前記酸素管の内面において第
    一の直径を持ち、前記酸素管の外面において第二の直径
    を持ち、前記第一の直径が前記第二の直径よりも小さい
    請求項31に記載のカニューレ。
  33. 【請求項33】前記注入口が、前記患者の鼻孔に挿入さ
    れるための酸素プロングである請求項26に記載のカニ
    ューレ。
  34. 【請求項34】前記酸素プロングが前記鼻孔プロングよ
    りもかなり短いため、前記鼻孔プロングが前記酸素プロ
    ングよりも前記鼻孔内に深く延びる請求項33に記載の
    カニューレ。
  35. 【請求項35】前記酸素プロングは、かなり疎水性があ
    る多孔物質から形成されているため、ガス透過性がある
    請求項34に記載のカニューレ。
  36. 【請求項36】前記酸素プロングが内筒及び外筒から構
    成され、これらの内筒及び外筒が、前記疎水性多孔物質
    から形成されている請求項35に記載のカニューレ。
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