(57)【特許請求の範囲】
【請求項１】
管と、
前記管の壁を介して前記管との接合部を形成するポートとからなる気道アダプタであって、
前記ポートは、
（ａ）出口、
（ｂ）前記出口に取り付けられた空気コレクタ、及び
（ｃ）前記空気コレクタに取り付けられた複数の入口を有して構成され、
前記入口の各々は開口からなり、これら開口は前記管の中心部付近に位置して配置された気道アダプタ。
【請求項２】
前記出口に取り付けられた前記空気コレクタの端部が前記管の中心部付近に位置して配置された請求項１に記載の気道アダプタ。
【請求項３】
前記入口が前記壁への距離が最大となるように配設されている請求項１もしくは２に記載の気道アダプタ。
【請求項４】
前記管が実質的にまっすぐな管である請求項１〜３のいずれかに記載の気道アダプタ。
【請求項５】
前記管がエルボ管からなり、前記ポートが肘曲がり部に近接して設けられている請求項１〜３のいずれかに記載の気道アダプタ。
【請求項６】
前記入口が孔からなる請求項１に記載の気道アダプタ。
【請求項７】
前記孔のそれぞれの内径が互いに近似している請求項６に記載の気道アダプタ。
【請求項８】
前記孔の内径が０．５ｍｍ〜１．７ｍｍの範囲にある請求項７に記載の気道アダプタ。
【請求項９】
前記孔の内径が０．８ｍｍである請求項８に記載の気道アダプタ。
【請求項１０】
前記入口が管状である請求項１に記載の気道アダプタ。
【請求項１１】
前記入口および前記空気コレクタが疎水性材料から形成される請求項１０に記載の気道アダプタ。
【請求項１２】
前記空気コレクタが親水性材料から形成され、前記入口が疎水性材料から形成される請求項１０に記載の気道アダプタ。
【請求項１３】
前記入口の各々は他の前記入口とほぼ等しい内径およびほぼ等しい長さを有し、前記開口の各々は他の前記開口とほぼ等しい内径を有する請求項１０に記載の気道アダプタ。
【請求項１４】
前記入口の内径および前記開口の内径が０．５ｍｍ〜１．７ｍｍの範囲にある請求項１３に記載の気道アダプタ。
【請求項１５】
前記入口の内径および前記開口の内径が０．８ｍｍであり、前記入口の長さが２．５ｍｍである請求項１４に記載の気道アダプタ。
【請求項１６】
前記入口の前記開口が前記管の一端の方に向いている請求項１に記載の気道アダプタ。
【請求項１７】
少なくとも１つの前記入口の前記開口が前記管の一端の方を向き、少なくとも別の前記入口の前記開口が前記管の他端の方を向いている請求項１に記載の気道アダプタ。
【請求項１８】
前記複数の入口が３つの入口であり、前記入口の各々は前記入口の互いに対して対称的に配置される請求項１〜１７のいずれかに記載の気道アダプタ。
【請求項１９】
前記空気コレクタが前記管内の中心部付近に位置しており、前記空気コレクタが前記管の前記壁に対してほぼ直角である請求項１に記載の気道アダプタ。
【請求項２０】
前記空気コレクタは中空の球である請求項１に記載の気道アダプタ。
【請求項２１】
前記空気コレクタの外径が約５.５ｍｍ未満である請求項２０に記載の気道アダプタ。
【請求項２２】
前記入口が前記空気コレクタ内に突き出し、前記入口の各々の端部が前記空気コレクタの内部に配置され、前記端部の各々が互いに第一の距離だけ離れ、そして前記開口の各々が互いに第二の距離だけ離れ、前記第一の距離は前記第二の距離よりも少ない請求項１０に記載の気道アダプタ。
【請求項２３】
前記出口が第一の内径を有し、前記入口の前記開口の各々が第二の内径を有し、前記第一の内径は前記第二の内径よりも大きい請求項１に記載の気道アダプタ。
【発明の詳細な説明】
【０００１】
【発明の属する技術分野】
本発明は、気道アダプタに関し、特に多数の入口のある空気コネクタを含むポート（以下、サンプル・ポートとも称する）のある気道アダプタに関する。
【０００２】
【従来の技術】
説明のため、ここでの論議は患者に用いる気道アダプタに焦点を合わせるが、本発明は、患者への用途だけの範囲に制限されることなく、有益に種々の他の状況で用いられることが可能である。
【０００３】
一般に、気道アダプタは、特に、麻酔下の患者あるいは生命維持システムにある患者等、呼吸装置を必要とする入院患者が吐き出す息から、分析の目的で呼気を試料として採るために用いられる。通常、このような患者からは、患者へガスを吸入すると共に患者の吐き出す息を患者から排出する気管内挿入管が呼吸装置まで延びる。アダプタは、この患者から延びて来た気管内挿入管を呼吸装置へ繋ぐものである。アダプタは、その形状が「Ｔ」である場合もあり、「Ｔピース」としても知られている。「Ｔ」の上部すなわち横切る部分は管であり、その部分を介して患者へガスが入り、患者から呼気が戻る。「Ｔ」の他の部分は、その管の壁から突き出すポートである。このポートが、管を通って流れるガスを試料として採るために用いられる。また、アダプタは、形状が肘のようである場合もあり、このタイプのアダプタは「エルボ・ピース」と呼ばれる。これらのアダプタにおいては、管が肘の部分を形成しており、ポートが管の壁から突き出している。
【０００４】
いずれのタイプのアダプタであっても、ポートは他端部においてガス分析器に接続される。患者の呼気の側留がポートを介してガス分析器に流れ分析される。この非侵襲性分析の結果は、患者の肺の潅流状態、呼吸器系、新陳代謝等、患者の状態についての指標を提供する。
【０００５】
この呼気の非侵襲性分析の精度は、呼気の波形及び応答時間に可能な限り変化がないように呼気の平滑な層流を保守しながら、患者からガス分析器まで呼気試料を移動する試料採取システムの能力に拠る。呼気波形は正確な分析に不可欠である。呼気が患者からガス分析器へ移動するとき呼気は波の状態で移動する。呼気の組成は、この波全体に渡って変化するもので、この波形を定めるものである。これらの変化は、１０から 100 ミリ秒内に起こり、患者の状態についての重要な情報を提供する。呼気試料の密閉混合あるいは波形の変化は、ガス分析器による試料分析の精度を落とし、その分析から得られる情報量を減少させる。
【０００６】
呼気試料の密閉混合及び波形の変化は、どちらも応答時間を遅くする。各々の呼気が波状で移動するとき、その波にはピーク、すなわち呼気が高濃度になる箇所がある。応答時間とは、ピークのベースの出現とピークそれ自体の出現との間の経過時間である。速い応答時間とは、ピークが比較的高く狭いことを示し、呼気が患者から吐き出されてからピークが広がっていないことを示す。ガス分析の精度及びその分析から得られる情報量は、波形がほとんど変化しないことに依存するため、速い応答時間が望ましい。
【０００７】
これらの要因の一つを単に安定させるだけでは呼気試料の正確な分析には不十分である。これらのうち一つの要因の変化は、他の要因に影響を与える性質があり、呼気試料の変化を増し、ガス分析の精度及びその分析から得られる情報量が共に急減する。例えば、呼気の混合により応答時間が遅くなる傾向がある。したがって、気道アダプタによるこれらの要因の変化が可能な限り少ないことが重要である。
【０００８】
呼気へのこれらの変化を妨げ正確なガス分析を得ることに対する重大な障害となるのは、このような患者の呼気が、しばしば、粘液性のだ液及び濃縮水を含む液体あるいは固体の分泌物、あるいはそれらの混合物等、試料採取装置を塞ぐあるいは詰まらせる物質を含んでいることである。したがって、気道アダプタには、これらの固体、液体あるいはそれらの混合物から所望の呼気を分離するための手段が含まれなくてはならない。これら分離手段は、管、あるいは気道アダプタのポートに配置される。しかしながら、このような手段も詰まりを発生させることがあり、気道アダプタを介してガス分析器へ移動する呼気の圧力を減らすことがある。このような圧力降下は、ガス分析の精度及びその分析から得られる情報量を減らす原因となる波形の変化、呼気の混合、呼気濃度の変化等を含む多様な変化を呼気試料に引き起こす恐れがある。ガス濃度はガス圧に直接的に依存するため、圧力変化によってガス濃度が特に影響を受ける。このガス濃度は、通常、水銀ミリメートルの単位で測られる。以下、用語「圧力降下」は、ガス自体が及ぼす圧力減少を意味する。
【０００９】
正確なガス分析の必要及び呼気分析の全体的な需要によって、気道アダプタが必要とする特徴が定められる。第一に、平滑なガスの層流を保ちながら、大きな圧力降下あるいはガス波形の変化を起こすことなく、ガスが、液体、固体あるいはそれらの混合物から分離されるべきことである。第二に、アダプタあるいはサンプル・ポート内においては、ガス混合を起こす恐れのある付加空隙率が最小になるべきことである。先に説明したように、ガス混合、ガスの平滑な層流の混乱、あるいはガス波形の変化が、かなり不正確な結果をもたらすので、これらの特徴は、正確な試料分析のために、また、その分析から最大の情報を得るために不可欠である。さらに、圧力降下は、ガス混合、ガス流量の減少及びガス波形の変化を悪化させる傾向があるため、避けるべきである。
【００１０】
さらなる特徴は、呼気分析の需要から定まる。分離手段を用いる気道アダプタはメンテナンスが容易であるべきである。つまり、頻繁に清掃あるいは取り換えが必要であってはいけない。また、気道アダプタは操作が容易であるべきである。悪いことに、現在利用可能なアダプタには重大な欠陥がある。これらの信頼性の低いアダプタは、完全に必要条件を満たす本発明のものから容易に見分けることが可能である。
【００１１】
従来のアダプタは、ガスを液体、固体及びそれらの組合せから分離するためにサンプル・ポートにフィルターを含むものが多い。他のこのようなアダプタは、気道アダプタの管内にフィルターあるいはバッフルがある。しかし、波形に干渉し試料分析の精度を減らす、これらのフィルターに基づく構造のいずれもは、ガスがフィルターを横切るときにガスの圧力降下をかなり増すという疎水性多孔物質特有の性質を解決するものではない。さらに、このような圧力降下は、患者分泌物及び濃縮水がフィルター上にあるいはフィルター内に集まるので、長い時間にわたって増加する傾向がある。例えば、比較的小さな表面積を有する単純な平らなフィルター、バック氏（ Buck ）の米国特許第 4,456,014 号等に開示されたものは、患者の分泌物あるいは濃縮水で容易に覆われ、圧力降下を早める。
【００１２】
例えば、パーノフ氏（ Parnoff ）の米国特許第 4,679,573 号（以下に「 Parnoff 」と呼ぶ）等のように、フィルターの直径をサンプル・ポート径より大きくすることでフィルターが塞がる割合が減る。しかしながら、試料採取装置に空隙率が増えるのを避けるために、パーノフ気道アダプタのデザインは、フィルターが管壁に対向して配置されているので、フィルターが濃縮水あるいは患者分泌物で覆われる傾向を増してしまう。
【００１３】
パーノフ及びウォ氏（ Wo ）への PCT 出願第 US 90/04353 号の説明のように、もしフィルターの形状が平坦からドーム状あるいは円錐に変えられるなら、直径を増やさないでフィルターの表面積を増やすことが可能である。しかし、ドームが圧力下でその形状を保守するためには壁が厚くなくてはならない。壁が厚いと、流量が急激にその壁厚によって減らされるのでガス混合が促される。さらに、壁厚が試料装置に空隙率を増加させる。最後に、フィルター膜は、濃縮水や他の液体が入らないように孔が小さくなくてはならないが、これは、ガスの平滑な層流を妨害し圧力降下を増す。
【００１４】
フィルターあるいはバッフルを、サンプル・ポートにではなく、気道アダプタの管に加えることが可能である。これによって付加空隙率を減らすことが可能である。例えば、気道アダプタ自体の内張りをガスに対してのみ透過性にすることが可能である。このように構成することにより、液体及び固体はアダプタ内に残留するがガスはサンプル管へ通過する。この場合、ソーン氏（ Thorne ）の米国特許第 4,985,055 号に説明されるように、管自体がフィルターである。または、ラブダ氏（ Labuda ）の米国特許第 4,558,708 号に説明されるように、バッフルは、フィルターによりもむしろ、アダプタの管内に配置されてもよい。しかし、このタイプのバッフルは、気道アダプタの管壁上に集まる濃縮水に速やかに満たされ、その後、バッフルはもう有効でなくなる。満たされたバッフルは重く、気道アダプタと気管内挿入管との間の接続にひずみを起こす傾向がある。また、これらバッフルはさらに空隙容積を増やす。さらに、いずれの構成も、フィルター及びバッフルが塞がれるという特有の傾向を解決しない。実に、患者への弊害となり得る、アダプタ自体が液体あるいは固体物質によって塞がれてしまうといことも起こり得る。
【００１５】
代替的に、コレンマン氏（ Corenman ）の米国特許第 5,042,522 号にあるように、フィルターを塞いでいる液体あるいは固体物質を取り除くために逆フラッシュ機構を用いることができる。しかし、それでも、このような機構は、ガスがフィルターを横切るときのガス圧力の減少という問題、あるいはそれに関係がある応答時間が遅いという問題を解決するものではない。
【００１６】
明らかに、フィルターは、それら自体の性能に固有の欠陥があるため、十分な解決方法にはならない。ガスを液体、固体あるいはそれらの混合物から分離するのにフィルターに依存しないアダプタが作れることが文献から知られている。スペースラブ社（ Spacelabs, Inc. ）の E.P.C. 第 0275105 号（以下「スペースラブ」と呼ぶ）は、フィルターあるいはフィルターのような工夫のいかなる種類をも用いないアダプタを説明している。スペースラブのアダプタの管には、二つの室があり、これらは、内室から、環状経路に形成された室へ延びる放射状の経路によって結ばれる。この環状経路は、アダプタのある部分に絞られた径を設けて形成されている。ガスが内室から放射状の経路を介して環状経路へ流れ、環状経路からポートへ流れる。
【００１７】
【発明が解決しようとする課題】
スペースラブのアダプタは上記の問題に対する十分な解決方法ではない。アダプタの径が絞られているので、気道アダプタを通る気流は制限される。さらに、スペースラブのアダプタのポートは、もしポートが直立に保持されないなら、水あるいは他の液体を吸い込む傾向がある。ポートを直立に保持することは、病院環境においては非現実的である。なぜなら、病院スタッフによってアダプタが間違って据え付けられるかもしれないし、患者が動き、管及びポートが回転するなどして、アダプタを頻繁に付け直す必要が生じるかもしれない。
【００１８】
本発明も、ガスを液体、固体あるいはそれらの混合物から分離するためにフィルターに依存しない。したがって、本発明は、フィルターに頼るアダプタに特有な欠陥を被ることはない。さらに、本発明はアダプタ全体の構造よりもむしろ気道アダプタのポートの構造を変えるので、本発明は、スペースラブのアダプタから容易に識別可能であり、また、スペースラブのアダプタよりも大変優れている。本発明のアダプタの内部構造は、スペースラブのアダプタのものとは完全に異なり、アダプタを通る気流を危うくせず、また、本発明のポートは、最適な効力を得るために直立に保持される必要がない。特に、本発明の気道アダプタは、いろいろな配位に自由に回転可能であり、それでも効率を持続するため、本発明は据え付け及び保守が容易である。
【００１９】
上記既知の構成のいずれもが、上記にリストアップされた気道アダプタへの基準を完全に満たすものではないが、本発明は、上記既知の構成から明確に且つ容易に見分けがつく形でこれらの基準を完全に達成する。
【００２０】
ゆえに、ガス圧力あるいは流量を減らすあるいはガス波形を変えることなく、容易に塞がるあるいは詰まることがなく、付加空隙率が最小であって、操作が容易で、頻繁な付け直しあるいは維持管理を必要とせず、また、自由に回転ができ種々の配位で有効な気道アダプタの必要が広く認められており、そのようなアダプタを得ることは非常に有益である。
【００２１】
【課題を解決するための手段】
本発明に因れば、管と、前記管の壁を介して前記管との接合部を形成するポートとからなる気道アダプタであって、前記ポートが、（ａ）出口、（ｂ）前記出口に取り付けられた空気コレクタ、及び（ｃ）前記空気コレクタに取り付けられた複数の入口を有して構成され、前記入口の各々は開口からなり、これら開口は前記管の中心部付近に位置して配置された気道アダプタが提供される。
【００２２】
さらに、下記の本発明の特徴によれば、選択的に、入口は孔であってもよいが、管状であることが好ましい。開口の各々及び入口の各々は、それぞれ、他開口の各々及び他入口の各々とほぼ等しい内径を有することが好ましい。もし入口が管状であるなら、入口の各々の長さは他入口の各々の長さにほぼ等しいことが好ましい。また、入口の各々の内径はその開口の内径にほぼ等しいことが好ましい。入口は、疎水性の材料から形成されることが好ましい。
【００２３】
また、実施例におけるさらなる特徴によれば、開口及び入口の内径は、約０.５ミリメートルから約１.７ミリメートルまでの範囲にあることが好ましい。もし入口が管状であるなら、各入口の長さは約２.５ミリメートルであることが好ましい。開口及び入口の内径は、約０.８ミリメートルであることが最も好ましい。
【００２４】
また、実施例におけるさらなる特徴によれば、空気コレクタは、中空の球であることが好ましく、疎水性の材料からあるいは代替的に親水性の材料から形成される。空気コレクタは、管内の中央に位置し、管の壁に対して直角であることが好ましい。任意に、入口の開口は、管の一端に面していてもよく、この場合、入口の各々は、他入口の各々に対して対称的に配置される。少なくとも１つの入口の開口が、管の一端に面し、少なくとももう一つの入口の開口が、管の他端に面していることが好ましい。また、３つの入口があることが好ましい。
【００２５】
また、実施例におけるさらなる特徴によれば、入口が空気コレクタの中に突き出し、入口の各々の端部が空気コレクタの内部にあり、端部の各々の間に第一の距離があり、開口の各々の間に第二の距離があり、第一の距離は第二の距離よりも少ないことが好ましい。また、出口の内径は各開口の内径よりも大きいことが好ましい。
【００２６】
本発明は、試料採取されるガスの圧力あるいは流量をあまり減らさずに、ガス波形を混ぜ合わせることなく、ガス試料についての正確な分析を可能にし、閉塞、詰まり、必要とされる維持管理、置き直しあるいは取り換えの頻度は低いが操作が容易な気道アダプタを提供することによって、従来の構成の欠点を指摘する。
【００２７】
特に、本発明は、ポート及び管を有する気道アダプタである。ポートは、管の壁を介して接合部を形成し、管の内部へのアクセスを提供する。ポートは、出口、空気コレクタ及び複数の入口を含む。空気コレクタは出口に付けられており、入口は空気コレクタに付けられている。入口の各々の一端は、管の内部に配置される。以下、用語「付けてある」は、繋がれている、あるいは一体に形成されているということを意味する。
【００２８】
ポートは、気道アダプタの管の壁に対して直角であることが好ましく、入口が管の内壁と接触しないように、空気コレクタは、アダプタの管の壁に対して直角で、管の中心にあることが好ましい。
【００２９】
本発明は次の状態で用いられることが意図されている。側留すなわちガス試料が、気道アダプタの管から空気コレクタの入口を通って流れ、そこからポートの出口を介して流れ出る。望ましいやり方は、そこからガスはガス分析器に流される。ガスの側留が気道アダプタの管からガス分析器へ流れるようにガス分析器に力を作用させることが好ましい。
【００３０】
本発明は、粘液、だ液、他の固体、液体あるいはそれらの混合物による閉塞あるいはそれらの取り込みを少なくするように設計されている。全ての入口が塞がれない限り、これら固体、液体あるいはそれらの混合物が空気コレクタの入口に入ることは不可能である。もしすべての入口が塞がれないなら、入口の小さな内径及びそれらが形成された材料が疎水性であるために、固体、液体、あるいはそれらの混合物の取り込みに対する入口の抵抗に勝る十分な外圧力が生じない。入口は、一つの固体の微粒子あるいは液体の滴が同時にすべての入口を塞ぐことが不可能なように配置されている。
【００３１】
以下、用語「疎水性」は、液体あるいは他の水を含む物質との接触を阻む物質を示すために用いられている。以下、用語「親水性」は、液体あるいは他の水を含む物質との接触を促す物質を示すために用いられている。
【００３２】
本発明を用いる第二の方法は、本発明の気道アダプタのポートを介して、噴霧の、あるいは空中浮揚の医薬品を患者に投与することである。この方法では、このような薬は気道アダプタのポート内に置く。患者が吸入すると、薬はポートから空気コレクタを介して気道アダプタの管の中に引き込まれ、気道アダプタの管から、薬は、患者の気管内挿入管の中に、そしてそこから患者の肺へ吸い込まれる。
【００３３】
【発明の実施の形態】
本発明は、集められるガスの圧力あるいは流量を減らすことなく、ガス試料の収集に効率的に用いられ、その配位の如何にほとんど影響を受けず、粘液あるいはだ液等の液体あるいは固体物質あるいはそれらの混合物に塞がれるあるいはそれらを取り込む可能性が少ない気道アダプタに関する。特に、本発明は管及びポートを有し、そのポートが管の壁を通る接合部を形成し、管内部への進入路を提供する。ポートには出口、空気コレクタ及び複数の入口があり、空気コレクタは出口に繋がり、その空気コレクタに入口が繋がり、各入口の一端部は管の内部に位置する。
【００３４】
本発明による気道アダプタの原理及び作動については、図面及びその説明文から明確に理解可能である。
【００３５】
さて、図面を参照する。図１Ａ及び１Ｂは、本発明による説明のための気道アダプタの概要図である。図１Ａは気道アダプタ１０の長手方向の断面図である。気道アダプタ１０は管１２及びポート１４を有する。本実施例に示されるように、管１２は、まっすぐであり、気道アダプタ１０は「Ｔピース」として説明されてもよい。管１２は、また、肘の形状に曲がっていてもよいため、気道アダプタ１０は「エルボ・ピース」として説明されてもよい（図７及び８参照）。ポート１４が管１２に付けられており、ポート１４は、管１２の壁を通る接合部を形成する。ポート１４は、出口１６、空気コレクタ１８及び複数の入口２０を有し、空気コレクタ１８が出口１６に繋がり、空気コレクタ１８には入口２０が繋がっている。出口１６は、ガス分析器（図示せず）をつなぐように改造してもよい。各入口２０は開口２２を有し、その開口は管１２の内部に位置する。
【００３６】
図１Ｂは図１Ａの気道アダプタの第二の断面形状を示す。管１２を端部から見ている。空気コレクタ１８は中空の球であり、入口２０は管状であることが好ましい（図２参照）。
【００３７】
図２Ａは、図１Ａにおける、管１２が取り除かれたポート１４だけの正面図である。図２Ｂは図２Ａの説明のためのポート１４の長手方向の断面図を示す。
【００３８】
図３Ａは図１のポート１４のもう一つの説明のための実施例の正面図にを示す。図３Ｂは図３Ａに示されているポート１４の長手方向の断面形状を示す。この実施例では、入口２４は、空気コレクタ１８に対して平で開口２６がある。開口２６及び入口２４が同一物体からなり入口２４が孔となるように、入口２４は開口２６と同じ広がりをもってもよい。
【００３９】
図４は、球形の空気コレクタ１８及び４つの管状の入口２０がある、気道アダプタ１０の異なる実施例を示す。ポート１４は、管１２と一体に形成されるものではなく、むしろ別部品であり管１２内部に配置されるものである。
【００４０】
図５は、気道アダプタ１０について、だ円状の空気コレクタ２８及び３つの管状の入口２０があるもう一つの可能な構成を示す。だ円状の空気コレクタ２８は、特に、空気コレクタ２８のカーブ形状が空気コレクタ１８の利点の多くを提供するため、球形の空気コレクタ１８の効率的な代用となる。
【００４１】
図６は、気道アダプタ１０について、空気コレクタ２８及び２つの管状の入口２０がある、さらにもう一つの可能な構成を示す。
【００４２】
図７及び８は「エルボ・ピース」形の気道アダプタ１０の図である。この構成では、管１２に肘曲がりがある。この構成は気管へのストレスを減らすので、肘曲がりは、患者の気管が直接的に挿管される呼吸システムに特に有利である。図７は空気コレクタ１８及び３つの入口２０を含み、図８は空気コレクタ２８及び４つの入口２４を含んでいる。
【００４３】
これらすべての実施例において、出口１６内部の直径が入口２０あるいは２４内部の直径より大きいことが好ましい。例えば、出口１６の内径が、約３０％から約５０％までの範囲にあるパーセンテージで入口２０あるいは２４の内径より大きいことが好ましい。複数の入口２０あるいは２４が一つの出口１６につながっているので、出口１６の内径を大きくすることで圧力変動を妨げる。もし出口１６の内径が入口２０あるいは２４とほぼ同じなら、すべての入口２０あるいは２４からの全ガスがすべての入口２０あるいは２４の全容量より少ない容積に入ることになるため、ガスの平滑な層流が混乱してしまうであろう。同様の理由により、各開口２２あるいは２６の内径は、他の開口２２あるいは２６の内径にほぼ等しいことが好ましい。また、各入口２０あるいは２４の内径は、各々、その開口２２あるいは２６の内径にほぼ等しいことが好ましい。管状の入口２０については、各入口２０の長さは他の入口２０の長さにほぼ等しいことが好ましい。もしこれらの寸法が揃えられていないなら、ガスの平滑な層流は乱れてしまうであろう。
【００４４】
オプションとして、各々、少なくとも１つの入口２０あるいは２４の開口２２あるいは２６が管１２の一端に面してもよい。図４、５、６及び８に示されるように、各々、他の入口２０あるいは２４の少なくとも１つの開口２２あるいは２６が管１２の他端に面してもよい。代替的に、図１、２、３及び７に示されるように、各々、すべての入口２０あるいは２４の開口２２あるいは２６が管１２の一端に面してもよい。すべての開口２２あるいは２６を管１２の一端に向けること、最も好ましくは、管１２を通る気流の方向に正反対に向けることは、ポート１４を通して最大の気流が得られるという利点があるが、一度にすべての開口２２あるいは２６を塞いでしまう、液体、固体、あるいはそれらの混合物の一滴あるいは一微粒子を入れてしまう可能性があるという欠点がある。図１、２、３、５及び７に示されるように３つの入口２０あるいは２４があることが好ましい。図１から３までに示された実施例で、３つの入口２０あるいは２４は、互いに他に対して対称的に配置され、各々２つの入口２０あるいは２４の間に 120 度の角度が保たれる。３つの入口２０あるいは２４を対称的に配置することの利点は、入口２０あるいは２４の各対の間の距離が最大になり、固体、液体、あるいはそれらの混合物の一微粒子あるいは一滴が同時にすべての３つの入口２０あるいは２４を塞いでしまう可能性を減少させることにある。
【００４５】
入口２０に関しては、管状であって、入口２０及び空気コレクタ１８あるいは２８の形状は、入口２０が空気コレクタ１８あるいは２８を介して突き出していることが好ましい。入口２０の、空気コレクタ１８あるいは２８内にある各端は、他の入口２０の各端から第一の距離にあり、各開口２２は他開口２２から第二の距離にあり、第一の距離が第二の距離よりも小さいことが好ましい。もし第一の距離が第二の距離よりも小さくないなら、２つの問題が起こり得る。第一に、空気コレクタ１８あるいは２８内でガス混合が起こり得る。第二に、液体の一滴あるいは固体の微粒子あるいはそれらの混合物が同時に全ての開口２２を塞ぐことが起こり得る。第二の距離を増やすことで、このようなことが起こる可能性を最小にできる。
【００４６】
すべての実施例において、ポート１４が管１２に対して直角で、空気コレクタ１８あるいは２８が管１２内の中央に位置し、空気コレクタ１８あるいは２８が管１２の壁に対して直角であることが好ましい。入口２０が管１２の内壁と接触しないことが好ましい。管１２の壁に対して直角に空気コレクタ１８あるいは２８を配置することで、管１２の壁の内面から入口２０あるいは２４までの距離を最大にすることが可能である。また、管１２内における中央に空気コレクタ１８あるいは２８を配置することで、最大の気流に空気コレクタ１８あるいは２８をさらすことになる。
【００４７】
本発明の説明のための気道アダプタの構成要素の特定な望ましい寸法は次の通りである。空気コレクタ１８あるいは２８は、直径において約５.５ミリメートル（外面寸法）以下であることが好ましい。入口２０は、管状で、長さが約２.５ミリであることが好ましい。入口２０あるいは２４の内径は約０.５ミリメートルから約１.７ミリメートルの範囲にあることが好ましく、約０.８ミリであることが最も好ましい。固体、液体及びそれらの混合物の取り込み、あるいはそれらによる閉塞による混乱が最も少なく、ガスの最も効率的な採集を可能にするため、これらの寸法は気道アダプタに最適な効率を提供する。
【００４８】
すべての実施例において、空気コレクタ１８あるいは２８及び入口２０あるいは２４は、液体及び液体を含む混合物との接触を拒む疎水性の材料から形成されることが好ましい。代替的に、空気コレクタ１８あるいは２８は親水性の材料から、入口２０あるいは２４は疎水性の材料から形成されてもよい。ポート１４を塞ぐあるいは詰まらせる液体あるいはそれらの混合物が入らないように、入口２０あるいは２４は疎水性の材料から形成されることが好ましい。空気コレクタ１８あるいは２８は、親水性の材料から形成されてもよく、これによって液体あるいはそれらの混合物を入口２０あるいは２４から離れるように引き付け、入口２０あるいは２４の塞ぎあるいは詰まりを防ぐ助けとする。
【００４９】
気道アダプタ１０は、次の方法で用いられてもよい。この方法は、図１及び２に示された気道アダプタ１０の最も好ましい実施例の使用についての説明であるが、図３から８に示された気道アダプタ１０についても同様の方法が用いられてもよい。この例は、呼吸装置に繋がれた患者から吐き出された呼気を試料として採るためのもので、単に説明を目的としたものである。なぜなら、気道アダプタ１０は、多くの他の方法においてガスを試料採取するために用いられ得るものである。患者の気管内挿入管（図示せず）は気道アダプタ１０の管１２に繋がれており、出口１６はガス分析器（図示せず）に繋がれている。ガス分析器に、大気圧より幾分低い気圧の形で力が提供されるため、気道アダプタ１０の管１２を介して流れるガスが、入口２０を通って空気コレクタ１８の中に流れるように促される。その後、ガスはポート１４の出口１６を介してガス分析器の中に流れる。悪いことに、この力は、液体、固体あるいはそれらの混合物の取り入れをも促す。
【００５０】
粘液あるいはだ液等の液体、固体あるいはそれらの混合物は、開口２２の大きさ、入口２０の配置及び入口２０の疎水性によって空気コレクタ１８に入ることが妨げられる。開口２２は、ガスの試料採取に適した側留を受け入れるに十分に大きいが、開口２２に液体の表面張力の発生を促すに十分に小さいため、粘液及びだ液等の液体を含む液体あるいは混合物が入ることを阻む。複数の入口２０を有することの利点は、もし１つの入口２０が塞がれても、残っている入口２０がまだガスを受け入れることができることにある。さらに、ガス分析器に用いられる力には、入口２０がすべて塞がれた場合にのみ、空気コレクタ１８内の圧力と空気コレクタ１８外の圧力との間の陰圧差を増す傾向があるため、全ての入口２０が塞がれない限り、入口２０の抵抗に打ち勝って固体、液体あるいはそれらの混合物が入口２０に入ることはない。この陰圧差の増加により、固体、液体あるいはそれらの混合物が入口２０に入ることが起こり得る。例えば、入口２０内に含まれる物質の取り入れによって、１つの入口２０の閉塞が解かれるとすぐに、陰圧差は以前のレベルに減り、入口２０は、固体、液体あるいはそれらの混合物が再び入ることに抵抗可能となる。したがって、一度に入り得るのは僅かに最小量の物質のみである。
【００５１】
図１、２、３、５及び７に示された実施例は、固体、液体あるいはそれらの混合物による閉塞あるいはそれらの取り込みに対し最大の抵抗を有する。この実施例は、互いに対して対称的に配置された３つの管状の入口２０あるいは３つの平らな入口２４を有する。このような構成は、入口２０あるいは２４間の距離を最大にするため、粘液あるいはだ液等の固体の一微粒子あるいは液体の一滴あるいはそれらの混合物によって入口２０あるいは２４が塞がれることを少なくする。閉塞には１つ以上の微粒子あるいは小滴が必要とされることは、３つの入口２０あるいは２４すべてが同時に塞がれる可能性を減少させるので、固体、液体あるいはそれらの混合物の取り込みの可能性を減らす。入口２０あるいは２４から管１２の内壁への距離も最大になっているので、気流が最大の流量を有し、より速い応答時間が得られる管１２の中心近くに入口２０あるいは２４が配置されるのが好ましい。このような構成は、さらに、固体、液体あるいはそれらの混合物の微粒子あるいは小滴が入口２０あるいは２４と管１２の内壁との間に閉じ込められる可能性を減少させる。
【００５２】
入口２０の管状の形状は、入口２４より、さらに多くの利点を提供する。空気コレクタ１８の表面から離れた入口２０の突起は、固体、液体あるいはそれらの混合物の微粒子あるいは小滴に物理的な支えを拒むため、それら微粒子あるいは小滴がこなごなになりガスの流れによって排出されるという可能性を増す。さらに、図１、２、４及び７に示される実施例の球形の空気コレクタ１８のカーブ形状は、固体、液体あるいはそれらの混合物は空気コレクタ１８上に付着するよりもむしろ空気コレクタ１８を滑り落ちる性質があるため、同じく、閉塞に対する抵抗を向上させるものである。上記に述べられた文献で知られている気道アダプタに見られるそのような堆積の形成は、維持管理の必要を増し、気道アダプタの寿命を減少させるものである。従って、本発明の空気コレクタ１８の、そのような堆積に抵抗する能力は、気道アダプタ１０の稼働寿命を増す。
【００５３】
ガス試料採取により良い性能を達成することに加え、本発明のアダプタ１０には、本発明のポート１４を介して患者へ噴霧の、あるいは空中に含まれる医薬品として薬を投与するという第二の使用方法がある。この方法では、そのような薬はポート１４内に置かれる。患者が吸入するとき、薬はポート１４から空気コレクタ１８を介して管１２の中に引かれる。管１２から薬は患者の気管内挿入管の中に、そしてそこから患者の肺の中へと吸い込まれる。
【００５４】
【多経路サンプル・ポートのテスト】
ここに説明された特徴及び実施例は、下記の実験を参照すればもっと良く理解される。これらの実験は、本発明による気道アダプタと、ガスを液体、固体あるいはそれらの混合物から分離するために複数のよく知られているシステムを用いた気道アダプタの例とに対して行われたものである。
【００５５】
【実験方法】
すべての試験は室温（２２−２７℃）において行われた。用語「Ｔピース」はまっすぐな管の気道アダプタを意味する。すべての試験には、下記の実験材料の下に「基準Ｔピース」と定められた、比較のための基準Ｔピースを用いた。しかし、応答時間テストについては、比較のために特別に設計されたＴピースを用いた。
【００５６】
１．ミクロドロップ・テスト−テストされるＴピースから 135 ミリの所に噴霧器が置かれた。噴霧器を通る気流は５.０Ｌ／分であった。水が噴霧器で噴霧され、容量換気装置の作動によってＴピースへ吸い込まれた。容量換気装置（ LP - ６）には次の変数が設定された。Ｖ＝０.８Ｌ及び BR ＝１４／分。Ｔピースの管から配管を通る流れは４７ミリリットル／分であった。噴霧器からＴピースを介して配管内へ通過した水は、水だめに取り込まれて測定された。この水を取り込み測定する方法は、後に続くすべての実験に用いられた。
【００５７】
２．マクロドロップ・テスト−テストされるＴピースから８から１０ミリメートルの所に管が置かれた。容量換気装置（ LP - ６）の作動によって、水及び卵の白身の大粒が１８ミリリットル／分の割合で管から流れ出てＴピースへ吸い込まれた。換気装置には、次の変数が設定されていた。Ｖ＝１.６Ｌ及び BR ＝１４／分。
【００５８】
３．湿り空気テスト−９５から 100 ％の相対湿度まで湿気が空気に加えられた。湿り空気は容量換気装置の作動によってＴピースの中に流れた。次の変数が設定されていた。Ｖ＝０.８Ｌ及び BR ＝１４／分。配管内のガスの流れは４７ミリリットル／分であった。換気システム及びＴピース内の温度は３０から３２℃であった。
【００５９】
４．Ｔピース取り込み時の通風抵抗−テストされるＴピースは、さらに２つの基準Ｔピースの間に置かれた。この３つのＴピースシステムを介して３０リットル／分の空気の流れが確立された。テストされるＴピースを含む場合と含まない場合とで、この流れに対する圧力降下が測定された。差異は抵抗を表す。
【００６０】
５．Ｔピース流出時の通風抵抗−第二の基準ＴピースがテストされるＴピースの出口に繋がれた。第二のＴピースの第一の端は差圧計に繋がれ、第二の端は空気ポンプに繋がれた。気流は５０ミリリットル／分であった。圧力降下が差圧計によって測定された。
【００６１】
６．応答時間テスト−カプノグラフのための規則 prEN864 によって定められた方法を用いて応答時間が測定された。比較に用いられたＴピースは、速い反応に対する障害が最小になるように特別にデザインされたものであるため、この速い応答時間のＴピースの応答時間は最小であった。速い応答時間のＴピースの応答時間が測定された後、速い応答時間のＴピースは、テストされるＴピースに置き換えられ、テストされるＴピースの応答時間が測定された。速い応答時間のＴピースの応答時間とテストされるＴピースの応答時間との間の差が計算された。
【００６２】
【実験材料】
Ｔピースは、次の材料から構成され、上記の方法に従ってテストされた。結果が下記の表１に基準Ｔピースへの比較形式で提供されている。
【００６３】
１．基準−これら実験全てに対して基準Ｔピースが参照として用いられた。この基準Ｔピースには、従来から知られている気道アダプタのデザインの中で最も効果的であることが知られている単一の非常に大きな入口のあるポートがあった。この入口は、サンプル・ポートへ入口が最も効果的な場所である管の中心に配置されていた。大きな入口は、固体、液体あるいはそれらの混合物によって塞がれることに抵抗できる利点があった。この入口における流れが非常に遅いため、大きな入口は、固体、液体あるいはそれらの混合物の小さな微粒子あるいは小滴の取り込みに対して同じく抵抗を促すものであった。悪いことに、遅い流れは遅い反応を引き起こした。
【００６４】
２．中空繊維、平らな膜及びシリンダ−疎水性で多孔性の媒体から形成されたフィルターが、中空繊維、平らな多孔性の膜あるいは多孔性のシリンダに形成され、Ｔピースのポートに挿入された。流出における抵抗が、測定された初期抵抗であり、疎水性のフィルターが生じる抵抗は長い時間にわたって増加する傾向があるため、この時の抵抗値が、これらＴピースが示す最も低い抵抗値である。また、中空繊維の応答時間は推定である。
【００６５】
３．壁／ネット−保護性網状障壁、流向指示板、滴形物体がＴピースのポートに挿入された。あるいは、Ｔピースは波形状あるいは「Ｚ」形に曲げて作られた。これらのシステムには、基準Ｔピースよりも大きいという欠点があった。
【００６６】
４．水だめ−水だめは、水分吸収材から、あるいはＴピースの内部形状を変えることによって構成された。これらのシステムには、基準Ｔピースよりも大きいとう、また、水を捕らえた後に非常に重くなるという欠点があった。
【００６７】
５．最小インプット−Ｔピースのポートの直径は内径０.８ミリメートルに減らされた。
【００６８】
６．最大インプット−Ｔピースのポートの直径は、内径２.５から４ミリメートルに増やされた。
【００６９】
７．３つの管状の入口がある空気コレクタ−本発明の気道アダプタは、球形の空気コレクタがある図１及び２に示された最も好ましい実施例において、また、だ円状の空気コレクタがある図５に示された第二実施例においてテストされた。
【００７０】
両実施例とも、空気コレクタには３つの管状の入口があった。本発明の気道アダプタは、性能において他のＴピースより優れた素晴らしい改善があった。本発明の気道アダプタは、マイクロドロップ・テストでの成績において、基準Ｔピースと比較して４から５倍の改善があった。さらに、基準Ｔピースには４ミリリットル／時の水が入ったのに、本発明の気道アダプタのポートには、マイクロドロップ・テスト中、水がまったく入らなかった。空気取り込みにおける抵抗は、３０リットル／分の流量下で、０.１ミリバールを超える圧力降下はなかった。空気流出における抵抗は無視できる程度であった。５０ミリリットル／分の流量下で約０.２から０.３ミリバールの圧力降下。応答時間は、基準Ｔピースと比較して約７０％改善され、最小インプットのＴピースのそれに非常に近かった。事実、本発明の気道アダプタの応答時間は、Ｔピース構造に対する可能な限りの最小値である。
【００７１】
【表１】
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【００７２】
本発明は、限られた数の実施例に関して説明されたが、本発明について多くの変形、改良及び他の適用が行なわれ得ることは明らかである。
【図面の簡単な説明】
【図１Ａ】  球形の空気コレクタ及び管状の入口のある、本発明による説明のための気道アダプタの概要断面図である。
【図１Ｂ】  球形の空気コレクタ及び管状の入口のある、本発明による説明のための気道アダプタの概要正面図である。
【図２Ａ】  本発明による図１Ａ及び１Ｂのポートの拡大平面図である。
【図２Ａ】  本発明による図１Ａ及び１Ｂのポートの拡大断面図である。
【図３Ａ】  図２のポートについての、球形の空気コレクタ及び平らな入口があるもう一つの実施例を示す平面図である。
【図３Ｂ】  図２のポートについての、球形の空気コレクタ及び平らな入口があるもう一つの実施例を示す断面図である。
【図４】  本発明による実施例として、球形の空気コレクタ及び４つの管状の入口を持つ、説明のための気道アダプタを示す断面図である。
【図５】  本発明によるもう一つの実施例として、だ円状の空気コレクタ及び３つの管状の入口を持つ、説明のための気道アダプタを示す断面図である。
【図６】  本発明によるもう一つの実施例として、だ円状の空気コレクタ及び２つの管状の入口を持つ、説明のための気道アダプタを示す断面図である。
【図７】  本発明による実施例として、肘曲がりのある管、球形の空気コレクタで及び３つの管状の入口を持つ、説明のための気道アダプタを示す断面図である。
【図８】  本発明による実施例として、肘曲がりのある管、だ円状の空気コレクタ及び４つの平らな入口を持つ、説明のための気道アダプタを示す断面図である。
【符号の説明】
１０  気道アダプタ
１２  管
１４  ポート
１８  空気コレクタ
１６  出口
２０  入口
２２  開口
【図１Ａ】
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【図１Ｂ】
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【図２Ａ】
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【図２Ｂ】
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【図３Ａ】
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【図３Ｂ】
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【図４】
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【図５】
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【図６】
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【図７】
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【図８】
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