(57)【特許請求の範囲】
【請求項１】
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）患者の口腔の近く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。
【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。
【請求項３】
前記口腔プロングは曲がり部を有する末端部を含む請求項１に記載のカニューレ。
【請求項４】
前記曲がり部の角度が約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３に記載のカニューレ。
【請求項５】
前記末端部はキャップを含み、このキャップは、実質的に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３に記載のカニューレ。
【請求項６】
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。
【請求項７】
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。
【請求項８】
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１に記載のカニューレ。
【請求項９】
前記酸素管が前記患者の鼻孔の上方に位置する請求項８に記載のカニューレ。
【請求項１０】
前記酸素管が前記患者の鼻孔の下に位置する請求項８に記載のカニューレ。
【請求項１１】
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８に記載のカニューレ。
【請求項１２】
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１１に記載のカニューレ。
【請求項１３】
前記酸素注入口が孔である請求項８に記載のカニューレ。
【請求項１４】
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１３に記載のカニューレ。
【請求項１５】
前記酸素管は、前記酸素管内に配置され多孔質材料から形成したスクリーンを有することを特徴とし、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。
【請求項１６】
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１５に記載のカニューレ。
【請求項１７】
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８に記載のカニューレ。
【請求項１８】
前記酸素プロングが前記鼻孔プロングよりも短いため、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１７に記載のカニューレ。
【請求項１９】
前記酸素プロングは、実質的に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１８に記載のカニューレ。
【請求項２０】
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１９に記載のカニューレ。
【請求項２１】
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、前記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吸入口と、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。
【請求項２２】
前記酸素管が前記患者の鼻孔の上方に位置する請求項２１に記載のカニューレ。
【請求項２３】
前記酸素管が前記患者の鼻孔の下に位置する請求項２１に記載のカニューレ。
【請求項２４】
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２１に記載のカニューレ。
【請求項２５】
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２４に記載のカニューレ。
【請求項２６】
前記酸素注入口が孔である請求項２１に記載のカニューレ。
【請求項２７】
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２６に記載のカニューレ。
【請求項２８】
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２１に記載のカニューレ。
【請求項２９】
前記酸素プロングが前記鼻孔プロングよりも短いため、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２８に記載のカニューレ。
【請求項３０】
前記酸素プロングは、実質的に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２９に記載のカニューレ。
【請求項３１】
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３０に記載のカニューレ。
【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２０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２６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（Ｖ０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、（Ｖ１及びＶ２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３０、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１６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１６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３４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６６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５８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５Ｃ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７Ａ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９０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９８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１０８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１１６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１１８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１３０には、酸素供給のために、中央に位置する入力部１３６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(EtCO２)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EtCO２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(EtCO２)＝ EtCO２(本来の値) − EtCO２(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EtCO２への変化を次のように計算した。
【００５８】
【数２】
Δ(EtCO２) ＝ EtCO２(Ｑ＝０）− EtCO２（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（Ｑ１及びＱ２）を測定した。効率（Ｋｅｆｆ）を、Ｑ１のＱ２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】
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【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
【図１】
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【図２】
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【図３】
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【図４】
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【図５Ａ】
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【図５Ｂ】
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【図５Ｃ】
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【図６Ａ】
0004184520.tif 000010
【図６Ｂ】
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【図７Ａ】
0004184520.tif 000012
【図７Ｂ】
0004184520.tif 000013
【図８Ａ】
0004184520.tif 000014
【図８Ｂ】
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【図９Ａ】
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【図９Ｂ】
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【図９Ｃ】
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