JP4990891B2 - 補助ガスを周囲ガスに加えるためのマニホルドを備えた呼吸支援装置 - Google Patents

Description

本発明は、酸素をガス供給源に加えることを可能にするマニホルドを含むガス供給源及びガス加湿装置に関する。

患者の呼吸を支援する幾つかの方法が当該技術分野において知られている。持続的気道陽圧法（ＣＰＡＰ）は、通常鼻マスクにより患者に対して加圧空気を供給することを伴う。これは、いびき及び閉塞性睡眠時無呼吸（ＯＳＡ）、すなわち、呼吸中の上気道の反復的な潰れよって特徴付けられる症状の治療に用いられる。陽圧は、上気道を開放して支え、その潰れを防ぐ。鼻ＣＰＡＰによるＯＳＡの治療は、効果的であり安全でもあることが証明されているが、ＣＰＡＰは使用が困難であり、患者の大半は、特に治療の早期段階において有意な副作用を生じる。

上気道の症状は、ＣＰＡＰによる治療に悪影響を及ぼす。粘膜の乾燥は不快であり、夜中に患者が目が覚ます可能性がある。一般に、次の日にリバウンドとして鼻詰まりが生じ、ウィルス感染に似たような症状を引き起こす。未治療であれば、上気道の症状はＣＰＡＰの使用率に悪影響を及ぼす。

鼻腔抵抗が増大すると、咽頭に送出されるＣＰＡＰ治療のレベルに影響を与え、治療効果を低下させる可能性がある。ＣＰＡＰを用いる各患者用に対して圧力は個々に決定され、この圧力は患者インターフェースで設定される。鼻腔抵抗の変化は、咽頭に送出される圧力に影響し、その変化が十分な大きさのものである場合、いびき又は気道潰れが再発するか、又は肺に供給される圧力レベルが低下する可能性がある。

ＣＰＡＰはまた、慢性閉塞性肺疾患（ＣＯＰＤ）を含む様々な呼吸器系の病気又は疾患を患う患者の治療に一般的に用いられる。
酸素は、呼吸器系又は他の病気を患う入院患者に処方される最も一般的な薬である。鼻カニューレ又はフェースマスクを介した酸素の送出は、息切れを訴える患者に有益である。吸入酸素濃度を増加することによって、酸素治療は、呼吸する労力が軽減され、結果として生じている低酸素症（組織内の酸素が低レベルであること）を矯正する。

治療の持続時間は基礎疾患に依存する。例えば、手術後の患者は、手術からの回復中にだけ酸素を受けることができるが、ＣＯＰＤを患う患者は、一日に１６から１８時間の酸素を必要とする。

現在、１６００万人を超える成人がＣＯＰＤに苦しめられ、このＣＯＰＤとは、主に肺気腫及び気管支炎に付随し、最も一般的には数十年にわたる喫煙によって引き起こされる不可逆的な気流制限によって特徴付けられる肺疾患群を説明する包括的用語である。気道制限が中程度に進行すると、身体運動が無い状態で恒久的な息切れとして現れる。気管気管支感染、心不全、更に環境曝露などの状況は、急性息切れが抑えられるまで入院を必要とするＣＯＰＤの増悪を引き起こす恐れがある。ＣＯＰＤの急性増悪の間、患者は通常、呼吸の困難（呼吸困難）の増大、低酸素症、及び痰量と化膿の増加、咳の増加を経験する。

酸素治療は、致命的臓器不全の危険性の低減及び呼吸困難の軽減によって、ＣＯＰＤの急性憎悪を患う低酸素症の患者に多大な利益をもたらす。酸素治療に付随する主な合併症は、炭酸過剰血症（血液中の二酸化炭素レベルの上昇）及びその後の呼吸不全である。従って、酸素投与量は重要である。

患者に与えられる酸素投与量を正確に制御するため、室内空気の取込み及び酸素の希釈を防ぐ目的で、酸素富化ガスが患者の最大吸気流量を超える必要がある。これを行うために、２０Ｌ／分を超える流量が一般的である。乾燥ガスのかかる流量により、鼻カニューレによって送出された場合に鼻道及び気道の脱水及び炎症が引き起こされる。この発症を回避するために、加熱加湿器を用いることができる。

酸素治療又は単に患者へのガスの送出に用いられるシステムの大半は、ガス供給源、加湿器、及び導管からなる。インターフェースは、フェースマスク、経口マウスピース、気管吸入口及び鼻カニューレを含み、鼻カニューレは、フェースマスクよりも患者がより快適で許容可能であるという利点を有する。

ガス供給源が一定の処方レベルのガス流を加湿器に提供することは一般的である。その結果、加湿器及び導管は、患者に送出される前にガスを設定温度及び湿度に加熱及び加湿することができる。ＣＯＰＤを治療するためにブロワ又は持続性陽圧装置を用いる多くの患者は、長期にわたって酸素治療を行っている。かかる患者は、１５時間／日を超える酸素治療を必要とすることが多く、このため、これらの患者を一日当たりに数時間の加湿治療だけでなく酸素治療にも曝す唯一の実施可能な方法は、酸素治療と加湿治療を組み合わせることである。酸素治療が気道を乾燥させることは既知であるので、治療を組合せることにより有利となる可能性が高い。

現在ＣＡＰＡシステムは、一般に、酸素流システムと一体化されて、呼吸器疾患の治療向けに増大した酸素濃度を提供している。これらシステムは一般に、ブロワの高圧（流出口）側に酸素源を組み合わせている。これによって３つの主な欠点を生じる結果となる。最初に、酸素を高圧側に一体化することによって、酸素流源が接続されていないときに、酸素吸入ポートを密封し高圧ガスの漏出を回避するために、密封キャップを備えた接続ポートが必要とされる。第２に、ブロワが呼吸回路で開かれる前に酸素源が開けられた場合、加湿チャンバ及びブロワは、１００％酸素であふれるようになる。開栓時にブロワ又は加熱呼吸管内でスパークが発生する場合、火災安全の危険を生じる可能性が高い。第３に、酸素ガス源が加湿チャンバの出口に加えられる場合には、酸素ガスは、患者に送出される他のガスと混合されると、送出されるガスの全体の湿度が低下する。

上述の欠点をある程度克服し、或いは有用な選択を公共又は産業界に少なくとももたらす呼吸支援装置を提供することが本発明の目的である。

従って、第１の態様において、本発明は、加湿ガスを患者に送出するように構成された呼吸支援装置であって、
ガスを通して引き込む入口を有するガス供給源と、
排気口を有する加湿チャンバを含み、ガスが入口から加湿チャンバを通り出口を出る加湿手段と、
ガス供給源吸気口又はその周囲に設けられ酸素又は他のガスをガスに加えることを可能にするマニホルドと、を備えている。

好ましくはマニホルドは、酸素供給源に接続することが可能な酸素吸気ポートを含む。
好ましくはマニホルドは実質的に矩形である。

好ましくはマニホルドは、他のガスをマニホルド内に引き込むことを可能にする少なくとも１つのアパーチャを含む。
好ましくはガス供給源は、呼吸支援装置を通って流れる酸素濃度を感知することができる内部センサを含む。

好ましくは前記ガス供給源は、内部センサに接続される制御装置を含む。
好ましくはガス供給源は、制御装置によって制御される表示装置を含み、該制御装置は、酸素濃度を表示装置上に表示及び更新する。

本発明に関連する当業者であれば、添付の請求項において定義される本発明の技術的範囲から逸脱することなく、構成における多くの変更並びに本発明の広範な異なる実施形態及び用途が想起されるであろう。本明細書の開示事項及び説明は、純粋に例示であり、どのような意味にも限定するものではない。

特許明細書、他の外部文書、又は他の情報源を参照した本明細書において、これは全体的に本発明の特徴を論議する関連を提供することを目的としている。具体的に指定されない限り、かかる外部文書への参照は、あらゆる権限においてかかる文書又はかかる情報源が従来技術であり、或いは当該技術における共通する一般知識の一部を形成することを認めるものとはみなされるべきではない。

本発明の１つの好ましい形態を添付図を参照しながら説明する。
本発明の呼吸支援装置は、好ましくはガス供給源及び加湿装置を備え、又は後から組み込み可能であるマニホルドを含む。マニホルドによって、酸素濃縮器からのガスをガス供給源及び加湿装置を通る流れ、最も一般的には空気と組み合わせることが可能となる。次に、酸素及び他の呼吸ガス（空気）の組み合わされた出力が加湿される。

本発明の呼吸支援装置及びマニホルドは、ガス供給源及び加湿装置の入力空気流に酸素を加える安全な方法を提供し、ガス供給源装置内の酸素の蓄積量を低減し、装置内でスパークが発生した場合の火災リスクを低減する。

本発明は、ガス流が、図１に示すようにガス供給源手段又は流れ駆動装置（ブロワ、ファン、又は圧縮機など）、加湿チャンバ、加熱送出回路、次いで患者インターフェースを順に通過する呼吸支援装置を提供する。

ガスは、患者インターフェース２によって患者１に送られる。本発明の装置と共に用いられる患者インターフェースは、フルフェースマスク、鼻マスク、鼻カニューレ、経口マウスピース、又は気管接続とすることができるが、以下の説明及び図面では鼻カニューレの使用を開示している。

図１を参照すると、本発明の加湿装置が示され、ここで患者１が鼻カニューレ２を通して加湿及び加圧ガスを受けている。カニューレ２は、ガス輸送経路すなわち吸気導管３に接続され、次いで導管は、一体型ガス供給源及び加湿装置４（加湿チャンバ５を含む）に接続される。ブロワ加湿装置４の好ましい実施形態では、ガス供給源すなわちブロワは、加湿器及び加湿チャンバと１つのハウジングで結合される。

好ましい実施形態において、加湿チャンバ５は、ハウジング１０から外側に延び、使用中に患者又は他のユーザによって取り外して交換することが可能である（スライドオン移動によって）。また、加湿チャンバ５への吸気ポート（図示せず）は、ハウジング１０の内部にある。ハウジング及び図１に関連して上述された実施形態は、一体型ガス供給源及び加湿装置のハウジングの１つの形態を単に例示していることを理解する必要がある。他の形態において、ガス供給源すなわちブロワ及び加湿器は、別個のハウジング内にあることができる。

吸気導管３は、ある量の水６を含む加湿チャンバ５の排気口８に接続される。吸気導管３は、導管の壁を加熱して導管及び患者インターフェース（鼻カニューレ２）内の加湿ガスの濃度を低減する加熱手段又は加熱ワイヤ７を含む。加湿チャンバ５は、好ましくは、プラスチック材料から形成され、加熱プレート（図示していないが、ブロワハウジング内のチャンバ５のベース部に配置される）に直接接触する高熱伝導性ベース部（例えばアルミニウムベース部）を有することができる。ガス供給源及び加湿装置４は、制御手段すなわち電子制御装置を備え、これは付随メモリ内に記憶されるコンピュータソフトウェアコマンドを実行するマイクロプロセッサベースの制御装置を含むことができる。制御装置は、ユーザ入力手段すなわちダイヤル（図示せず）などのソースからの入力を受け、これを通して装置４のユーザが、例えば、患者１に供給されるガスの湿度又は温度の所定の必要な値（設定値）を設定することができる。

ダイヤル（又はボタン）を介して入力されたユーザ設定湿度又は温度、及びガス流又は温度を感知する内部センサなどの他の利用可能な入力に応答して、或いは、制御装置内で算出されたパラメータによって、制御装置は、加熱プレートに通電して加湿チャンバ５内の水６を加熱するタイミング（又はどのレベルまで）を決定する。加湿チャンバ５内のある量の水６が加熱されると、水蒸気が水面上のチャンバの空間を満たし始め、ガス供給源及び加湿装置４の後部の吸気口９を通って装置４に入った装置のブロワ部分から提供されるガス流（例えば空気）により加湿チャンバ排気口８から排出される。

装置４内のガス供給源は、好ましくは、空気又は他のガスをブロワ吸気口９を通って取り込む可変速ポンプ又はファンである。変速ポンプ又はファンの速度は、好ましくは、ユーザによって装置４の中に入れられる入力に応答して制御手段又は上述の電子制御装置によって制御される。

上述のように、加湿治療を伴う酸素治療をＣＯＰＤ及び他の呼吸器疾患に苦しむ患者に提供することが有利となる。本発明の呼吸支援装置は、Ｆｉｓｈｅｒ ＆ Ｐａｙｋｅｌ Ｈｅａｌｔｈｃａｒｅ ＬｉｍｉｔｅｄのＳｌｅｅｐＳｔｙｌｅ（登録商標）６００シリーズＣＰＡＰ装置のような既存のガス供給源及び加湿装置に取り付け可能なマニホルドを有することによってこれを可能にする。あらゆるＣＰＡＰ、自動ＰＡＰ、双レベル又は高ガス流及びガスの潜在的加湿を提供する他の流れ発生装置は、以下で説明するマニホルドを使用することができる点を留意すべきである。マニホルドによって、酸素濃縮器からの出力をガス供給源及び加湿装置からの流れと組み合わせることが可能となり、次いで、酸素と他の呼吸ガスの組み合わされた出力に加湿を行うことができる。

図２は、マニホルド１１が取り付けられたガス供給源及び加湿装置４を示す。マニホルド１１は、図３から図５に更に詳細に示される。マニホルド１１は、好ましくは、装置４の吸気ポート９内に挿入することができる実質的に矩形の挿入物である。マニホルド１１は、吸気ポート９の相補的なリップに嵌合する陥凹縁部１２を有し、管体１４又は同様のものを取り付けることができ、酸素供給源タンク又は同様のものに供給する酸素吸気ポート１３を有する。酸素ポート１３は、好ましくは、マニホルド１１の側面から延びる。マニホルド１１は、少なくとも１つのアパーチャを含む延長領域１５を有するが、図３から図５には２つのアパーチャ１６、１７が示される。アパーチャ１６、１７は、ポンプ又はファンの作用によって外気を装置４中に引き込むことが可能である。外気に加えて酸素ガスが装置４内で混合され、加湿空気と酸素としてチャンバ排気口８を出て、次いで、導管３を介して患者に送られる。

例えば、実質的に矩形片のメッシュフィルタ材料又は同様のものなどのフィルタ（図示せず）をアパーチャ１６、１７内に配置することができ、これによってフィルタは、延長領域１５の内側部分に嵌合し、ブロワ吸気口に入る全てのガスを濾過する。

利点
本発明のこの呼吸支援装置及びマニホルドは、ガス供給源及び加湿装置の入力空気流に酸素を加える安全な方法を提供する。酸素をマニホルドに送る管体からの全酸素出力は、装置の使用中に該装置中に引き込まれるが、装置のスイッチが切られると、マニホルド中に送られる酸素はアパーチャ１６、１７を通って分散し、従って、装置４の外側に留まる。従って、酸素は装置（例えばブロワなどのガス供給源）中に蓄積せず、火災の危険を生じない。その結果、マニホルドは、ブロワ又は呼吸導管内でスパークが発生した場合の火災リスクを低下させる。

酸素を流れ供給源の吸気口に加えることによって、この酸素を患者に送出される他のガスと共に完全に加湿することができる。従来技術のシステムは通常、ガスの加湿後の酸素を加え、従って、患者に届くガスの加湿全体を低減する。

更に、流れ供給源の吸気側で酸素を加えることで、組み合わされたガス流の酸素濃度を装置４内で感知することを可能にし、この濃度を流れ供給源の表示装置上に表示することができる。従って、別の実施形態において、ガス供給源（ブロワ又は一体型ブロワ及び加湿装置４）は、装置４を通して酸素濃度を感知することができる内部センサ（図示せず）を含む。内部センサは好ましくは、装置内の制御装置に接続され（上述のように）、制御装置は、内部センサによって感知される酸素濃度計測値を好ましくは装置４の上部に配置される表示装置１８上に表示させる（図２参照）。酸素濃度が変化し、これが内部センサによって感知されると、好ましくはこの変化はリアルタイムで表示装置上に更新される。

本発明のマニホルドを備える呼吸支援装置は、酸素回路が装置に接続されていないときに一方向弁又は密封キャップを必要とせず、患者の操作が安全で簡単である。

本発明のマニホルドを使用することができる呼吸支援装置の図である。 本発明のマニホルドが取り付けられたブロワ及び加湿装置の背面図である。 本発明のマニホルドの背面図である。 図３のマニホルドの第１の斜視図である。 図３のマニホルドの第２の斜視図である。

符号の説明

４ ブロワ加湿装置
５ 加湿チャンバ
８ 排気口
９ 吸気ポート
１０ ハウジング
１１ マニホルド
１４ 管体

Claims (7)

1. 患者に加湿ガスを送出するように構成された呼吸支援装置であって、
   周囲ガスを引き込むためのガス供給入口を有するガス供給源と、
   前記ガス供給入口又はその周囲に設けられ、補助ガスを前記ガス供給入口に入った前記周囲ガスに加えることができるマニホルドと、を備え、
   前記マニホルドは、
   マニホルドの延長領域と、
   前記マニホルドの前記延長領域内の少なくとも一つの周囲ガス入口アパーチャであって、周囲ガスを前記周囲ガス入口アパーチャからマニホルド内に引き込み、前記マニホルドの前記延長領域を通って呼吸支援装置の前記ガス供給入口まで流すことができるガス入口アパーチャと、
   前記マニホルドの前記延長領域内の別の補助ガス入口であって、前記マニホルド内の周囲ガス流に補助ガスを導入できるように、周囲ガスが、該補助ガス入口を通って前記周囲ガス入口アパーチャから前記ガス供給入口に流れるようになった補助ガス入口とを備え、
   このガス入口アパーチャは、前記呼吸補助装置の非作動時に、前記マニホルド内に供給された補助ガスがマニホルドの前記延長領域から前記周囲ガス入口アパーチャを通じて分散されるようになっている、
   ことを特徴とする呼吸支援装置。
2. 前記呼吸支援装置が、出口を有する加湿チャンバを含む加湿手段を更に備え、
   前記周囲ガス及び補助ガスが前記入口から前記加湿チャンバを通り、前記出口から出る、
   請求項１に記載の呼吸支援装置。
3. 前記補助ガスが酸素である、
   請求項１又は２に記載の呼吸支援装置。
4. 前記ガス供給源が、前記呼吸支援装置を通って流れる酸素濃度を感知することができる内部センサを含む、
   請求項１から３のいずれか１項に記載の呼吸支援装置。
5. 前記ガス供給源が、前記内部センサに接続される制御装置を含む、
   請求項４に記載の呼吸支援装置。
6. 前記ガス供給源が、前記制御装置によって制御される表示装置を含み、該制御装置が前記酸素濃度を前記表示装置に表示し更新させる、
   請求項４又は５に記載の呼吸支援装置。
7. 前記マニホルドが、前記少なくとも１つの周囲空気入口アパーチャを覆って配置されるフィルタを含む、
   請求項１から６のいずれか１項に記載の呼吸支援装置。

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