(57)【特許請求の範囲】
【請求項１】
気管内に先端部が留置され、該気管内で発生した痰を吸引する吸引チューブと、
該吸引チューブに連通され、前記痰を吸引する負圧力を発生させるポンプ手段とを備えた気管内痰の吸引装置において、
前記吸引チューブには、該吸引チューブの内圧を検出する圧力センサが設けられ、前記吸引チューブには、前記気管内に溜まった痰を、前記ポンプ手段より高い吸引力で吸い出す補助ポンプが連通され、
前記吸引チューブの内圧が正常な痰吸引時より高い状態を圧力センサが検出した時には、前記ポンプ手段の吸引力を高めるか、前記補助ポンプを作動させる気管内痰の吸引装置。
【請求項２】
送気および排気用の呼吸管が接続された人工呼吸器と、前記呼吸管に連通され、患者の気管に挿入される気管カニューレとを備えた人工呼吸システムに利用され、前記気管カニューレに呼吸管を連通した状態で、吸引チューブを通してポンプ手段により痰を吸引する気管内痰の吸引装置において、
前記吸引チューブには、該吸引チューブの内圧を検出する圧力センサが設けられ、前記吸引チューブには、前記気管内に溜まった痰を、前記ポンプ手段より高い吸引力で吸い出す補助ポンプが連通され、
前記吸引チューブの内圧が正常な痰吸引時より高い状態を圧力センサが検出した時には、前記ポンプ手段の吸引力を高めるか、前記補助ポンプを作動させる気管内痰の吸引装置。
【請求項３】
前記ポンプ手段は、
前記吸引チューブの弾性変形自在な一部を押圧して閉塞させる複数の押圧ローラが、外周面のうちの周方向に離間した位置にそれぞれ突設されたロータと、
該ロータの外周面から所定の距離離間して設けられ、該ロータとの対向面が、該ロータの外周面と平行に湾曲する管押圧面となった押圧ガイドと、
前記ロータを回転させる回転手段とを有した請求の範囲１または２に記載の気管内痰の吸引装置。
【請求項４】
前記気管内痰の吸引装置は、警報音を発生させるアラーム手段を有し、前記吸引チューブには、該吸引チューブの内圧を検出する圧力センサが設けられ、前記吸引チューブの内圧の上昇を圧力センサが検出し、この検出状態が所定時間を経過した時には、前記アラーム手段により警報音を発生する請求の範囲１または２に記載の気管内痰の吸引装置。
【発明の詳細な説明】
【技術分野】  この発明は気管内痰の吸引装置、詳しくは気管切開手術により気管の途中に形成された孔を通して行われる管内痰の自動吸引技術に関する。
【背景技術】  患者の呼吸を確保するため、人工呼吸器を利用した人工呼吸を施す技術が開発されている。これは、切開した気管に気管カニューレを挿入し、気管カニューレにアダプタ部を介して、人工呼吸器から延びた呼吸管を連通することにより人工呼吸を施すものである。人工呼吸では、気管に溜まった痰が気道を塞ぐ。そのため、痰の処置が課題となっている。
痰の処置方法の汎用例としては、まず介護者が気管カニューレからアダプタ部を外し、気管カニューレの開口部に吸引チューブを挿入して痰を吸引する方法が知られている。しかしながら、この方法では介護者に昼夜を問わぬ労働を強い、介護者への負担が大きかった。
そこで、これを解消する従来技術として、例えば特許文献１のような人工呼吸システムが知られている。特許文献１では、気管カニューレに人工呼吸吸引両用アダプタを装着し、このアダプタに内設された１対の弁に対して、一方の弁が開くと他方の弁が閉じるという開閉操作を施す。これにより、気管カニューレの内部流路を、送気および排気用の呼吸路と、痰の吸引路とに利用することができる。その結果、人工呼吸器による患者の呼吸の確保と、痰吸引器（気管内痰の吸引装置）による気管内の痰の吸い出しとを行うことができる。
人工呼吸吸引両用アダプタを用いることにより、それまでの痰処置法であった、呼吸管のアダプタを介護者が外して人工呼吸を短時間休止し、その合間に吸引チューブにより痰を吸い取るという手間が省けるようになった。
また、人工呼吸システム用の従来の痰吸引器としては、例えば図１２に示すようなダイヤフラム式の痰吸引器１００が知られている。
この痰吸引器１００は、装置本体１０１の上部に収納され、ダイヤフラム１０２により内部空間が上下に仕切られた負圧ケーシング１０３と、装置本体１０１の下部に収納された回転モータ１０４と、回転モータ１０４の出力軸に連結され、垂直面内で回転可能な回転板１０５と、回転板１０５の外周部の一部分に一端部が軸支され、他端部がダイヤフラム１０２の中央部に軸支された連結子１０６と、負圧ケーシング１０３の上板に離間配置された吸気弁１０７と排気弁１０８とを有している。吸気弁１０７は、痰の収集ビン１０９から延びた負圧管１１０と連通している。一方、排気弁１０８は大気開放されている。また、収集ビン１０９には、図示しない吸引チューブの痰排出側の端部と連通した痰排出管１１１が連通されている。
回転モータ１０４により回転板１０５を回転し、連結子１０６を下降させてダイヤフラム１０２の中央部を押し下げる。これにより、負圧ケーシング１０３の上部空間が負圧化する。これにより、排気弁１０８が閉じた状態で吸気弁１０７が開き、その分だけ、負圧管１１０を通して痰の収集ビン１０９の内部空間を負圧化する。その結果、１１１を介して、収集ビン１０９に連通された吸引チューブに負圧力が作用し、気管内の痰が収集ビン１０９内に吸引される。
【特許文献１】特開２００２−２１９１７５号公報
【発明の開示】
しかしながら、従来の痰吸引器１００には、以下の欠点があった。すなわち、
（１）重患者の場合、陽圧（陽圧呼気圧力）を常に作用させて肺を拡張させている。痰吸引器１００には、負圧ケーシング１０３に吸気弁１０７と排気弁１０８とが配設さている。したがって、例えば気管カニューレから呼吸管を外さずに痰を吸引するクローズドサクションシステム（ＣＣＳ）を採用した人工呼吸設備であっても、陽圧が作用されると吸引チューブ、収集ビン１０９および痰吸引器１００の両弁１０７，１０８を通して、気管内の空気の一部が外部に排気されるおそれがあった。これにより、人工呼吸器の気道内圧が変動し、患者に悪影響を及ぼしていた。
（２）従来の人工呼吸システムでは、前記ＣＣＳ方式を採用した場合でも、痰の吸引時には人工呼吸吸引両用アダプタの弁が呼吸側から痰処置側に切り換えられる。人工呼吸吸引両用アダプタとは、一方の弁が開くと他方の弁が閉じるという複雑な弁構造を有している。そのため、患者の呼吸が短時間であるが停止していた。すなわち、人工呼吸を継続したまま、気管内の痰を処置することはできなかった。
（３）ダイヤフラム式の痰吸引器１００を採用すれば、痰の収集ビン１０９に消毒液を貯液しても、吸引チューブが連通された痰排出管１１１を消毒液に浸漬し、痰を収集ビン１０９の内部空間に晒すことなく殺菌することはできなかった。これは、収集ビン１０９から延びた負圧管１１０により収集ビン１０９内を負圧化し、その負圧力により収集ビン１０９の内部空間と連通した吸引チューブの排出口を通して、痰を収集ビン１０９内に吸引することによる。その結果、例えば、患者がＳＡＥＳなとの感染性病原体の保菌者である場合には、未殺菌の感染性病原体を、そのまま痰吸引器１００の排気弁１０８を通して外部に排気するおそれがあった。
そこで、発明者は、鋭意研究の結果、ＣＣＳ方式の人工呼吸設備用として好適な痰吸引器として、弁を使わずに液体を圧送することができるチューブポンプに着目した。これは、ロータに取り付けられたローラがチューブの一部を閉塞しながら、そのチューブ上での閉塞位置を、連続的に液体の排出側に移動させることで、チューブ内の液体を強制的に押し出すものである。ただし、チューブポンプは吸引力が弱く、単位時間当たりの液体の流量も小さい。
ところで、患者の気管内で発生した痰は、人工呼吸器の吸気と排気との間で気管内を上り、気管カニューレの先端付近に徐々に溜まる。また、気管カニューレの先端には、痰の吸引口が形成されている。そのため、このように痰吸引器として吸引力が小さいチューブポンプを採用した場合でも、気管内の痰を十分に吸引することができることを知見し、この発明を完成させた。
この発明は、気管内に留置した吸引チューブの先端部が気管内壁に接触した状態でも、気管内壁を傷つけにくく、かつ痰を連続的に安全に吸引することができる気管内痰の吸引装置を提供することを目的としている。
この発明は、肺に陽圧を作用させている場合でも人工呼吸器の気道内圧が変動せず、人工呼吸を継続したまま痰の処置を行うことができ、また痰の収集ビンから排出された空気中の感染性病原体による二次感染を防止することができる気管内痰の吸引装置を提供することを目的としている。
この発明は、痰吸引中の異常事態を回避し、気管閉塞事故などを自動的に防止することができ、また痰の有無を確実かつ即座に検出することができる気管内痰の吸引装置を提供することを目的としている。
この発明は、痰吸引の異常状態を第三者に通報することができ、これにより、患者の安全を確保することができる気管内痰の吸引装置を提供することを目的としている。
【図面の簡単な説明】図１は、この発明の実施例１に係る気管内痰の吸引装置が適用された人口呼吸システムの全体斜視図である。
図２ａは、この発明の実施例１に係る気管内痰の吸引装置の作動を示す要部拡大正面図である。
図２ｂは、この発明の実施例１に係る気管内痰の吸引装置の作動を示す要部拡大正面図である。
図２ｃは、この発明の実施例１に係る気管内痰の吸引装置の作動を示す要部拡大正面図である。
図２ｄは、この発明の実施例１に係る気管内痰の吸引装置の作動を示す要部拡大正面図である。
図３は、この発明の実施例１に係る気管内痰の吸引装置が適用された人口呼吸システムの制御部のフローシートである。
図４は、従来技術及び本発明の実施例１に係る気管内痰の吸引装置が適用された人口呼吸システムによる痰吸引時の吸引圧の変動を示すグラフである。
図５は、この発明の実施例２に係る気管内痰の吸引装置が適用された人工呼吸システムの全体斜視図である。
図６は、この発明の実施例３に係る気管内痰の吸引装置が適用された人工呼吸システムの全体斜視図である。
図７は、この発明の実施例４に係る気管内痰の吸引装置の全体斜視図である。
図８は、この発明の実施例４に係る気管内痰の吸引装置による痰の膜の吸引状態を示す要部拡大正面図である。
図９は、この発明の実施例４に係る気管内痰の吸引装置による痰の膜の吸引状態を示す要部拡大断面図である。
図１０は、この発明の実施例５に係る気管内痰の吸引装置の全体斜視図である。
図１１は、この発明の実施例５に係る気管内痰の吸引装置の制御部のフローシートである。
図１２は、従来手段に係る気管内痰の吸引装置の使用状態の正面図である。
【符号の説明】
各図の符の説明は以下の通りである。
１０、１０Ａ、１０Ｂ  人口呼吸システム、      １１  呼吸管、
１２  人工呼吸器、      １３  気管、    １４  気管カニューレ、
１５  吸引チューブ、
１６、１６０、１６０Ａ  痰吸引器（気管内痰の吸引装置）、
１６Ａ  チューブポンプ、      １６Ｂ  補助ポンプ、
１８  制御部、      ３１  圧力センサ、
５１  ロータ、      ５１ａ  押圧ローラ、      ５２  回転手段、
５３  押圧ガイド、      ５３ａ  チューブ押圧面、
【発明を実施するための最良の形態】  請求の範囲１に記載の発明は、気管内に先端部が留置され該気管内で発生した痰を吸引する吸引チューブと、該吸引チューブに連通され、前記痰を吸引する負圧力を発生させるポンプ手段とを備えた気管内痰の吸引装置において、前記ポンプ手段は、前記吸引チューブの弾性変形自在な一部を押圧して閉塞させる複数の押圧ローラが、外周面のうちの周方向に離間した位置にそれぞれ突設されたロータと、該ロータの外周面から所定の距離離間して設けられ、該ロータとの対向面が、該ロータの外周面と平行に湾曲する管押圧面となった押圧ガイドと、前記ロータを回転させる回転手段とを有したチューブポンプである気管内痰の吸引装置である。
請求の範囲１に記載の発明によれば、気管内に溜まった痰は、チューブポンプを作動させることで、そのポンプ内で発生した負圧力（真空力）により、吸引チューブを通して体外に吸い出される。
具体的には、まずロータの外周面と押圧ガイドのチューブ押圧面との間に吸引チューブを配置し、回転手段によりロータを痰排出側に回転させる。これにより、押圧ローラが押圧ガイドのチューブ押圧面に沿って痰の排出側に回転する。このとき、押圧ガイドのチューブ押圧面側と押圧ローラとの間で吸引チューブの一部が閉塞される。この閉塞位置は、ロータの回転に伴い、連続的に痰の排出側に移行し、吸引チューブ内の痰が排出側に圧送される。これにより、吸引チューブの吸引側では負圧力が発生し、気管内の痰が吸引チューブに吸い込まれる。その結果、痰が吸引チューブから排出される。
また、チューブポンプは、低速、定量（例えば１０〜１００ｃｃ／秒）、高圧で連続吸引するポンプである。その結果、痰が吸引チューブを塞がない状態ではチューブ内の吸引圧は高まらず、吸引チューブが痰により塞がれた状態で、はじめて吸引圧が上昇する。これにより、チューブポンプを常時作動させたとしても、呼吸にはほとんど支障がない。しかも、仮に気管内に留置した吸引チューブの先端部が気管内壁に接触した状態でも、この吸引により気管内壁の一部分が吸引チューブに吸い込まれて気管内壁を傷つけるおそれが少ない。その結果、痰を連続的かつ安全に吸引することができる。
吸引チューブは、弾性変形自在なチューブ（管体）であれば、その素材、口径、長さは限定されない。吸引チューブの素材としては、例えば軟質ポリエチレン、軟質ポリプロピレン、軟質ポリウレタン、軟質シリコーン、軟質ポリエーテルエーテルケトン、軟質塩化ビニルなどを採用することができる。
吸引チューブの先端部は、気管に直接挿入されてもよいし、気管カニューレを介して挿入されてもよい。吸引チューブは、気管に留置される部分と、そこからポンプ手段まで延出される部分とに、着脱自在に分割されたものを採用してもよい。
吸引チューブにより吸引されるものとしては、痰が挙げられる。また、唾液などの他の分泌物も挙げられる。ポンプ手段とは、その内部で発生した負圧により、気管に溜まった痰を吸引チューブを通して吸い出す器機である。
押圧ローラ、ロータおよび押庄ガイドの素材、直径などはそれぞれ限定されない。押圧ガイドとしては、例えば板材、ブロック体などを採用することができる。押圧ガイドは、例えば樋形状でもよい。
回転手段としては、例えば電動モータ、エアモータなどを採用することができる。
請求の範囲２に記載の発明は、送気および排気用の呼吸管が接続された人工呼吸器と、前記呼吸管に連通され、患者の気管に挿入される気管カニューレとを備えた人工呼吸システムに利用され、前記気管カニューレに呼吸管を連通した状態で、吸引チューブを通してポンプ手段により痰を吸引する気管内痰の吸引装置において、前記ポンプ手段は、前記吸引チューブの弾性変形自在な一部を押圧して閉塞させる複数の押圧ローラが、外周面のうちの周方向に離間した位置にそれぞれ突設されたロータと、該ロータの外周面から所定の距離離間して設けられ、該ロータとの対向面が、該ロータの外周面と平行に湾曲するチューブ面となった押圧ガイドと、前記ロータを回転させる回転手段とを有したチューブポンプである気管内痰の吸引装置である。
請求の範囲２に記載の発明によれば、人工呼吸器による患者の気管への送気および排気は、気管カニューレを通して行われる。一方、気管内に痰が溜まった場合には、チューブポンプを作動させることで、そのポンプ内で発生した負圧力により吸引チューブを通して痰が体外に吸い出される。
具体的には、まずロータの外周面と押圧ガイドのチューブ押圧面との間に吸引チューブを配置し、回転手段によりロータを痰排出側に回転（周転）させる。これにより、押圧ローラが押圧ガイドのチューブ押圧面に沿って痰の排出側に回転する。このとき、押圧ガイドのチューブ押圧面側と押圧ローラとの間で吸引チューブの一部が閉塞される。この閉塞位置は、ロータの回転に伴い、連続的に痰の排出側に移行し、吸引チューブ内の痰が排出側に圧送される。これにより、吸引チューブの吸引側では負圧力が発生し、気管内の痰が吸引チューブに吸い込まれる。その結果、痰が吸引チューブから排出される。
また、チューブポンプは、低速、定量、高圧で連続吸引するポンプである。その結果、痰が吸引チューブを塞がない状態ではチューブ内の吸引圧は高まらず、吸引チューブが痰により塞がれた状態で、はじめて吸引圧が上昇する。そのため、チューブポンプを常時作動させたとしても、呼吸にはほとんど支障がないとともに、気管内に留置された吸引チューブの先端部が例えば気管内壁に接触している場合でも、吸引圧を原因として気管内壁を傷つけにくい。その結果、痰を連続的かつ安全に吸引することができる。もちろん、タイマー制御により、一定時間毎にチューブポンプを作動させてもよい。
チューブポンプの採用により、患者が、例えば常時肺に陽圧を作用させる必要がある重症者の場合でも、従来のダイヤフラム式の気管内痰の吸引装置のように、陽圧の作用により、気管内の空気の一部が吸気弁や排気弁を通して外部に排出されるおそれがない。その結果、このような陽圧の作用時でも、人工呼吸器の気道内圧は変動せず、痰の吸引が患者の呼吸に影響を及ぼすことはない。
しかも、チューブポンプを採用したので、例えば痰の収集ビンが消毒液入りの場合、吸引チューブと連通した痰排出管を消毒液に直接浸漬し、収集ビンの内部空間に痰を晒すことなく殺菌することが可能になる。これにより、収集ビンから排出された空気中の感染性病原体による二次感染などを防ぐことができる。これは、吸引チューブの一部が押圧ローラにより常時閉鎖された状態で痰が吸引されることによる。言い換えれば、閉回路内で痰が吸引されることで、収集ビンの内部空間に痰を晒さないことが可能となる。
人工呼吸器とは、患者の呼吸を確保するため、気管に対して送気と排気とを一定時間ごとに交互に繰り返す器械である。人工呼吸器の構造は限定されない。
気管カニューレとは、気管切開手術により気管に形成された孔を通し、気管に挿入される短尺な管部材である。気管カニューレは、内部通路が１つしかないものでも、複数あるものでもよい。また、気管カニューレの気管側の端部の外周面には、気管と気管カニューレとの隙間を塞ぐため、空気の出し入れにより拡縮自在なカフを取り付けてもよい。
吸引チューブを気管カニューレに固定するとは、吸引チューブと気管カニューレとを一体的に固定するだけではなく、常時、吸引チューブを抜き差し自在に気管カニューレに取り付けることを含む。
吸引チューブは、気管カニューレの通路壁の内周面に固定しても、外周面に固定してもよい。吸引チューブは、吸引チューブに固定された部分と、そこからポンプ手段まで延出される部分とに、着脱自在に分割されたものでもよい。
請求の範囲３に記載の発明は、前記吸引チューブには、該吸引チューブの内庄を検出する圧力センサが設けられ、前記吸引チューブには、前記気管内に溜まった痰を、前記チューブポンプより高い吸引力で吸い出す補助ポンプが連通され、前記吸引チューブの内圧が正常な痰吸引時より高い状態を圧力センサが検出した時には、前記チューブポンプの吸引力を高めるか、前記補助ポンプを作動させる請求の範囲１または請求の範囲２に記載の気管内痰の吸引装置である。
請求の範囲３に記載の発明によれば、痰の吸引中、例えば痰が多量に発生したり、高粘度な痰を吸引して吸引チューブが詰まると、吸引圧が正常な痰吸引時より高まる。この異常状態を圧力センサが検出すると、制御部からチューブポンプまたは補助ポンプに作動指令が出され、チューブポンプの吸引力が高められるか、補助ポンプが作動される。その結果、このような異常状態を回避し、気管閉塞事故などを自動的に防ぐことができる。また、圧力センサにより吸引チューブの内圧を検出するようにしたので、痰の有無を確実かつ即座に検出することができる。
さらには、吸引チューブから、これより高出力の補助ポンプに切り換える吸引チューブの内圧値（設定値）をあらかじめ決定しておけば、喀痰量または喀痰の粘度などに応じた痰の吸引処置を施すことも可能になる。
なお、補助ポンプによる痰の吸引時、チューブポンプによる吸引は継続してもよいし、停止してもよい。
吸引チューブの内圧（吸引圧）を検出する位置は限定されない。例えば、吸引チューブの内部でもよいし、吸引チューブの途中に分岐管を取り付け、この分岐管の先端に圧センサを取り付けて検出するようにしてもよい。
補助ポンプは、吸引チューブに分岐管を介して連通させることができる。また、この分岐管と吸引チューブとの連通部に、設定値より吸引チューブの内圧が高くなったとき、痰の吸引方向を補助ポンプ側（分岐管側）に変更する弁（切り換え弁、リリーフ弁など）を設けることができる。
チューブポンプによる吸引から補助ポンプによる吸引に切り換える場合、あらかじめ決定される切り換えの値（設定値）は限定されない。例えば、チューブポンプの最大出力時における吸引チューブの内圧値でもよい。また、設定値は患者の身長、体重などに応じて変更することができる。具体的には、５〜１５ＫＰａである。
補助ポンプの種類は限定されない。例えば、ダイヤフラム式の痰吸引ポンプなどを採用することができる。
請求の範囲４に記載の発明は、前記気管内痰の吸引装置は、警報音を発生させるアラーム手段を有し、前記吸引チューブには、該吸引チューブの内圧を検出する圧力センサが設けられ前記吸引チューブの内圧の上昇を圧力センサが検出し、この検出状態が所定時間を経過した時には、前記アラーム手段により警報音を発生する請求の範囲１または請求の範囲２に記載の気管内痰の吸引装置である。
請求項４に記載の発明によれば、吸引チューブの内圧の上昇が所定時間継続する状態、例えば吸引チューブの詰まり状態、または、痰の粘度が高すぎてチューブ内での吸引速度が低い状態などを検出し、警報音を発生させて異常状態を第三者に通報することができる。これにより、患者の安全を確保することができる。アラーム手段には、警報音発生回路とスピーカが組み込まれている。
【実施例】以下、この発明の実施例を具体的に説明する。
実施例１
図１において、１０は、この発明の実施例１に係る気管内痰の吸引装置が適用された人工呼吸システムである。この人工呼吸システム１０は、送気および排気用の呼吸管１１が接続された人工呼吸器１２と、呼吸管１１に連通され、患者の気管１３に挿入される気管カニューレ１４と、呼吸管１１に連通され気管１３内に溜まった痰を吸い出す吸引チューブ（吸引カテーテル）１５が連通された痰吸引器（気管内痰の吸引装置）１６と、２つの痰の収集ピン１７Ａ，１７Ｂと、吸引チューブ１５の内圧に応じた痰吸引器１６による痰の吸引圧と、人工呼吸器１２のＯＮ・ＯＦＦとをシーケンサによりそれぞれ制御する制御部１８とを備えている。
人工呼吸器１２は、内蔵したコンプレッサーを一定時間毎に作動させ、患者の呼吸を確保する装置である。呼吸管１１は、人工呼吸器１２の送排気口と気管カニューレ１４の元部に装着されたマウント（ジョイント部）２０とを連通している。呼吸管１１の途中には、排気を行う呼気弁２１が設けられている。気管カニューレ１４は、気管切開手術により患者の気管１３に形成された孔に挿入される略Ｊの字形状に湾曲したプラスチック製の管である。気管カニューレ１４の内径は９ｍｍであり、先端は気管内に開口している。
気管カニューレ１４の管内には、前記マウント２０を介して、痰吸引器１６から延出された吸引チューブ１５の先部が留置されている。吸引チューブ１５の先端部の挿入位置は、気管カニューレ１４の先端と同じ位置である。吸引チューブ１５の外径は４ｍｍである。よって、気管カニューレ１４の内部通路には、断面積５１ｍｍ２という大きな呼吸路１４ａが確保される。これにより、患者は楽に呼吸することができる。
また、吸引チューブ１５の内部には、痰の吸引路１５ａが形成されている。さらに、吸引チューブ１５の先端部には、痰吸引口１５ｂが形成されている。この痰吸引口１５ｂの形成位置は、吸引チューブ１５の先端である。
吸引チューブ１５の長さ方向の中間部より上流（気管カニューレ１４）側には、痰吸引器１６による吸引圧を検出する際に利用される短尺な第１の分岐管３０が連通されている。第１の分岐管３０の先端部（上端部）は、圧力センサ３１に連通されている。圧力センサ３１により、吸引チューブ１５の内圧（チューブ内における痰の吸引圧）を測定することができる。
また、吸引チューブ１５のうち、第１の分岐管３０の下流部近傍には、長尺な第２の分岐管３２が連通されている。第２の分岐管３２の元部（吸引チューブ１５との連通部）は、吸引チューブ１５の内圧が予め設定された設定値（例えば１０ＫＰａ）を超えたとき、コイルばねのばね力に抗して鋼球（弁体）を移動させることで開弁させるリリーフ弁３が設けられている。吸引チューブ１５の先端部は、密閉された痰の収集ビン１７Ｂの内部空間に挿入されている。また、痰の収集ビン１７Ｂの内部空間と、補助ポンプ１６Ｂの後述する吸気弁とは負圧管３４により連通されている。
痰吸引器１６は、内部で発生した負圧力により、気管１３内に溜まった痰を吸引チューブ１５を介して吸い出し、それを痰の収集ビン１７Ａまたは痰の収集ビン１７Ｂに回収する器械である。痰吸引器１６の詳細は後述する。
制御部１８には、前記シーケンサと、図示しないタイマとが配設されている。
次に、図１および図２を参照して、痰吸引器１６を詳細に説明する。
痰吸引器１６は、チューブポンプ（ポンプ手段）１６Ａと、補助ポンプ１６Ｂとを備えている。
チューブポンプ１６Ａは、主に、吸引チューブ１５の一部を押圧して閉塞させる４つの押圧ローラ５１ａが、外周面のうちの周方向に離間した位置にそれぞれ突設されたロータ５１と、ロータ５１の外周面から所定の距離離間して設けられ、ロータ５１との対向面か、このロータ５１の外周面と平行に湾曲したチューブ押圧面５３ａとなった押圧ガイド５３と、ロータ５１を回転させる回転手段５２とを備えている。
回転手段５２は電動モータで、押圧ガイド５３のチューブ押圧面５３ａに沿ってロータ５１を回転させる。チューブポンプ１６Ａによる痰の圧送量（圧送速度）は、１００ｃｃ／秒である。
補助ポンプ１６Ｂは、気管１３内に溜まった痰を、チューブポンプ１６Ａの最大吸引力に比べて高い吸引力で吸い出す。具体的には、ダイヤフラム式のポンプを採用している。すなわち、この補助ポンプ１６Ｂは、装置本体４１の上部に収納され、ダイヤフラム４２により内部空間が上下に仕切られた負圧ケーシング４３と、装置本体４１の下部に収納された回転モータ４４の出力軸に連結され、垂直面内で回転可能な回転板４５と、回転板４５の外周部の一部分に一端部が軸支され、他端部がダイヤフラム４２の中央部に軸支された連結子４６と、負圧ケーシング４３の上板に離間配置された吸気弁４７と排気弁４８とを有している。吸気弁４７は、前記痰の収集ビン１７Ｂから延びた負圧管３４と連通している。一方、排気弁４８は大気開放されている。
回転モータ４４により回転板４５を回転し、連結子４６を下降させてダイヤフラム４２の中央部を押し下げる。これにより、負圧ケーシング４３の上部空間が負圧化する。これにより、排気弁４８が閉じた状態で吸気弁４７が開き、その分だけ、負圧管３４を通して痰の収集ビン１７Ｂの内部空間を負圧化する。よって、第２の分岐管３２を介して、痰の収集ビン１７Ｂに連通された吸引チューブ１５に大きな負圧力が作用し、気管１４内の痰呼痰の収集ビン１７Ｂ内に吸引される。
次に、前記制御部１８による痰吸引の制御を説明する。通常の痰吸引時には、チューブポンプ１６Ａをあらかじめ設定した設定値（痰吸引時の正常な吸引圧）で作動させ、圧力センサ３１により検出された検出値が、その設定値より高くなった時、チューブポンプ１６Ａに対して作動指令を出してポンプ出力を所定時間だけ高めるか、補助ポンプ１６Ｂに作動指令を出して補助ポンプ１６Ｂを所定時間だけ作動させる。
すなわち、痰吸引器１６の通常運転中はチューブポンプ１６Ａを常時作動させ、吸引チューブ１５内で痰が詰まるなどの異常状態が発生した場合には、チューブポンプ１６Ａの出力を高めるか、補助ポンプ１６Ｂを作動させて対処する。
次に、この発明の実施例１に係る人工呼吸システム１０の作動を説明する。
図１に示すように、患者の呼吸、すなわち人工呼吸器１２を使用した患者の気管１３への送気および排気は、呼吸管１１とマウント２０とを介して、気管カニューレ１４内の呼吸路１４ａを通して行われる。
一方、気管１３内に痰が溜まった場合には、常時、チューブポンプ１６Ａを作動させることで、そのポンプ内で発生した負圧力により、痰が吸引チューブ１５を通って体外に噴い出される。
具体的には、ロータ５１の外周面と押圧ガイド５３のチューブ押圧面５３ａとの間に吸引チューブ１５を配置させた状態で、回転手段５２によりロータ５１を痰排出側に回転させる（図２ａ）。これにより、押圧ローラ５１ａが押圧ガイド５３のチューブ押圧面５３ａに沿って、痰の排出側に回転する。このとき、押圧ガイド５３のチューブ押圧面５３ａ側と押圧ローラ５１ａとの間で、吸引チューブ１５の一部が閉塞される。その閉塞位置は、押圧ローラ５１ａの回転に伴って、痰の排出側に連続的に移動する（図２ｂ，図２ｃ）
その結果、吸引チューブ１５上での閉塞位置が痰の排出側に徐々に移行し、吸引チューブ１５内の痰がしだいに排出側に圧送される。最終的に、痰は吸引チューブ１５から排出される（図２ｄ）。その結果、簡単でかつ低コストな構造により痰吸引器１６を得ることができる。これに伴い、吸引チューブ１５の吸引側では負圧力が発生し、気管１３内の痰が吸引チューブ１５に吸い込まれる。その際、痰の吸引時に限らず、気管カニューレ１４の内部通路と人工呼吸器１２とは常に連通している。そのため、痰の吸引中でも呼吸は確保される。
また、チューブポンプ１６Ａの採用により、患者が、例えば常時肺に陽圧を作用させなければならない重症者の場合でも、従来のダイヤフラム式の痰吸引器のように、陽圧の利用により、気管内の空気の一部が吸気弁や排気弁を通して外部に排出されるおそれがない。その結果、このような陽圧の作用時でも、従来の吸引力が大きいダイヤフラム式の痰吸引器のように、陽圧の作用により、気管内の空気の一部が吸気弁や排気弁を通して外部に排出されるおそれがない。その結果、このような陽圧の作用時でも、従来の吸引力が大きいダイアフラム式の痰吸引器の場合に比べて（図４ａのグラフ）、人工呼吸器１２の気道内圧は変動せず、痰の吸引が患者の呼吸に影響を及ぼすことはない（図４ｂのグラフ）。図４ａおよび図４ｂのグラフ中、ＯＮは痰の吸引開始、ＯＦＦは痰の吸引終了を示す。
しかも、ポンプ手段としてチューブポンプ１６Ａを採用したので、痰の収集ビンが消毒液入りの場合、吸引チューブ１５の先端部１７ａを消毒液に直接浸漬し、収集ビン１７Ａの内部空間に痰を晒すことなく殺菌することが可能になる。これにより、収集ビン１７Ａから排出された空気中の感染性病原体による二次感染などを防ぐことができる。これは、吸引チューブ１５の一部が押圧ローラ５１ａおよび押圧ガイド５３により常時閉塞された状態で痰が吸引されるためである。その結果、痰の収集ビン１７Ａの内部空間に痰を晒さずに処理することができる。
また、チューブポンプ１６Ａは、低速、定量（１００ｃｃ／秒）、高圧で連続的に吸引するポンプである。その結果、このようにチューブポンプ１６Ａを常時作動させたとしても、呼吸にはほとんど支障がない。しかも、吸引チューブ１５の痰吸引口１５ｂが痰などで塞がれていない状態ではチューブ内圧は高まらず、吸引チューブ１５が痰などによって塞がれた時、はじめて吸引圧が上昇を開始する。その結果、仮に気管１３内に留置した吸引チューブ１５の先端部が気管内壁に接触状態であっても、吸引により気管内壁の一部が吸引チューブ１５に吸い込まれ、気管内壁を傷つけるというおそれは少ない。しかも、圧力センサ３１により痰の有無を確実かつ即座に検出することができる。
仮に、通常運転時において、チューブポンプ１６Ａにより処理できない程の多量の痰が発生した場合や、高粘性の痰で吸引チューブ１５が詰まった場合には、吸引チューブ１５の内圧が異常に高まる。それを圧力センサ３１が検知し、その検出値が前記設定値に達した時、制御部１８からチューブポンプ１６Ａに出力増加指令が出されるか、補助ポンプ１６Ｂの作動指令が出される。その結果、痰吸引中の異常事態を回避し、気管閉塞事故などを自動的に防止することができる。補助ポンプ１６Ｂを作動させた場合には、第２の分岐管３２およびリリーフ弁３３を介して、痰の収集ピン１７Ｂに連通された吸引チューブ１５に大きな負圧力が作用し、気管１４内の痰は、痰の収集ビン１７Ｂ内に吸引される。
このように、痰の吸引圧が設定値（正常値）より高まった場合において、チューブポンプ１６Ａの吸引力を高めるか、補助ポンプ１６Ｂを作動させるかの選択は、あらかじめ医師などが制御部１８の入力キーを操作し、決定しておく。もちろん、タイマ制御により一定時間毎にチューブポンプ１６Ａの吸引圧を高めたり、補助ポンプ１６Ｂを作動させるようにしてもよい。
以下、痰吸引器１６による痰の吸引操作を、図３のフローシートを参照して説明する。
電源を入れて制御回路をスタートすると（Ｓ１０１）、チューブポンプ１６Ａが作動し、痰の吸引を開始する（Ｓ１０２）。次に、チューブポンプ１６Ａの吸引圧が上昇したかを判断する（Ｓ１０３）。上昇していればＳ１０４に進み、そうでなければＳ１０３に戻る。Ｓ１０４では、チューブポンプ１６Ａの吸引圧が設定値未満かを判断する。設定値未満であればＳ１０５に進む。ここでは、チューブポンプ１６Ａのモータの出力軸の単位時間あたりの回転数を増加させて痰の吸引量を上昇させるか、補助ポンプ１６Ｂを作動させる。次に、タイマにより１５秒が経過したかを判断し（Ｓ１０６）、経過していなければ経過するまで、チューブポンプ１６Ａまたは補助ポンプ１６Ｂでの高出力による痰の吸引を継続する。経過後は、タイマを切るとともに、チューブポンプ１６Ａの吸引圧を正常運転時の値まで戻すか、補助ポンプ１６Ｂの作動を停止して正常運転に切り換える（Ｓ１０７）。そして、Ｓ１０３に戻る。
なお、痰吸引器１６による別の痰の吸引制御方法としては、例えば吸引圧の上昇状態において、その吸引圧があらかじめ決定された運転切り替え値に達するまで、チューブポンプ１６Ａの出力を徐々に高めることで対応し、このチューブポンプ１６Ａでは対処できなくなるまで吸引圧が高まった場合に初めて、補助ポンプ１６Ｂに運転を切り替えるようにしてもよい。これにより、喀痰量または喀痰の粘度などに応じた痰の吸引処置を施すことができる。
また、痰吸引器１６によるさらに別の痰の吸引制御方法として、例えば低設定値と高設定値を設ける方法を採用してもよい。具体的には、例えば、低設定値に達するまでは現状のチューブポンプ１６Ａの出力（吸引力）を維持する。また、低設定値から高設定値までの間は、検出値の大きさに応じてチューブポンプ１６Ａの吸引力を制御する。そして、高設定値に達したなら、補助ポンプ１６Ｂを作動させ。このように制御しても、喀痰量または喀痰の粘度などに応じた痰の吸引処置を施すことができる。
実施例２
次に、図５を参照して、この発明の実施例２の気管内痰の吸引装置を説明する。図５に示すように、この発明の実施例２に係る気管内痰の吸引装置が適用された人工呼吸システム１０Ａは、実施例１のように圧力センサ３１からの検出信号に基づき、吸引チューブ１５の内圧の変動に応じて痰の吸引を制御するのではなく、チューブポンプ１６Ａだけを使用して低速、定量（１００ｃｃ／秒）、高圧で、連続的に痰の吸引を行うようにした例である。
したがって、実施例２では、補助ポンプ１６Ｂ、痰の収集ビン１７Ｂ、制御部１８、第１の分岐管３０、第２の分岐管３２、リリーフ弁３３および負圧管３４がそれぞれ省略されている。これにより、圧力センサ３１を利用した痰の吸引制御はできないが、人工呼吸システム１０Ａの部品点数が減り、低コスト化が図れる。
その他の構成、作用および効果は、実施例１と同じであるので説明を省略する。
実施例３
次に、図６を参照してこの発明の実施例３の気管内痰の吸引装置を説明する。
図６に示すように、この発明の実施例３に係る気管内痰の吸引装置が適用された人工呼吸システム１０Ｂは、実施例２において、圧力センサ３１からの検出信号に基づき、吸引チューブ１５の内圧の変動に応じて、チューブポンプ１６Ａの出力の制御を行うようにした例である。
具体的には、痰の吸引圧が高まれば、それを圧力センサ３１が検出し、その検出信号に基づき、制御部１８がチューブポンプ１６Ａの出力を高める。また、痰の吸引圧が低下すれば、それを圧力センサ３１が検出し、その検出信号に基づき、制御部１８がチューブポンプ１６Ａの出力を低下させる。
これにより、圧力センサ３１を利用した痰の吸引制御を可能としながら、実施例１に比べて人工呼吸システム１０Ａの部品点数が減り、低コスト化が図れる。
その他の構成、作用および効果は、実施例１と同じであるので説明を省略する。
実施例４
次に、図７〜図９を参照してこの発明の実施例４の気管内痰の吸引装置を説明する。図７に示すように、この発明の実施例４に係る気管内痰の吸引装置１６０は、実施例２おいて、人工呼吸器１２を除去し、かつ二重管構造の気管カニューレ１４に代えて単管造の気管カニューレ１４Ａを採用し、気管カニューレ１４Ａに吸引チューブ１５を直接通した例である。したがって、人工呼吸器１２に付属した呼吸管１１、マウント２０および呼気弁２１は、省略されている。
これにより、簡易で低コストな装置でもって、気管１３内に留置した吸引チューブ１５の先端部が気管内壁に接触した状態でも、気管内壁を傷つけにくく、かつ痰を連続的に吸引することができる。
また、図８および図９に示すように、痰の吸引時には、吸引チューブ１５および気管カニューレ１４Ａ内で、表面張力により痰の膜Ｆが断続的に生じることがある。このように１３内で常時少量の痰が発生するときに起きやすい。これらの膜Ｆを、従来のダイヤフラム式の痰吸引器によって除去しようとすると、その高い吸引圧で膜Ｆが破れ、これらの痰を良好に吸引することができない。しかしながら、痰の低速吸引が可能なチューブポンプ１６Ａによると、これらの膜Ｆを破ることなく連続的に吸い出すことができる。なお、このような膜Ｆの吸引除去の効果は、実施例４に止まらず、チューブポンプ利用したこの発明全般に及ぶ効果である。
その他の、構成、作用および効果は、実施例１と同じであるので説明を省略する。
実施例５
次に、図１０および図１１を参照してこの発明の実施例５の気管内痰の吸引装置を説する。
図１０に示すように、この発明の実施例５に係る気管内痰の吸引装置１６０Ａは、実施例４において、圧力センサ３１からの検出信号に基づいたチューブポンプ１６Ａの出力制御と、疲の吸引圧が高い異常状態が長時間継続した時、制御部１８に電気的に接続されアラーム手段１６１により、警報音とナースコールとを発するようにした例である。
具体的には、痰の吸引圧が高まれば、それを圧力センサ３１が検出し、その検出信号に基づき、制御部１８がチューブポンプ１６Ａの出力を高める。また、痰の吸引圧が低下すれば、それを圧力センサ３１が検出し、その検出信号に基づき、制御部１８がチューブポンプ１６Ａの出力を低下させる。
これにより、圧力センサ３１を利用した痰の吸引制御を可能としながら、実施例１に比べて人工呼吸システム１０Ａの部品点数が減り、低コスト化が図れる。
また、吸引チューブ１５の内圧の上昇が所定時間継続する状態、例えば吸引チューブ１５の詰まり状態、または、痰の粘度が高すぎてチューブ内での吸引速度が低い状態など検出されると、アラーム手段１６１から警報音が発せられるとともに、ナースステーションにナースコールが発信される。すなわち、アラーム手段１６１には、ブザー１６２とナースコール発信部１６３とがそれぞれ組み込まれている。その結果、この異常状態を患者の近辺にいる医者や第三者、ナースステーション内に待機している看護士などに、確実かつ速やかに通報することができる。これにより、患者の安全を確保することができる。
以下、気管内痰の吸引装置１６０Ａによる痰の吸引操作を、図１１のフローシートを参照して説明する。
電源を入れて制御回路をスタートすると（Ｓ２０１）、チューブポンプ１６Ａが作動、痰の吸引を開始する（２０２）。次に、チューブポンプ１６Ａの吸引圧が上昇したかを判断する（Ｓ２０３）。上昇していればＳに進み、そうでなければＳ２０３に戻る。Ｓ２０４では、チューブポンプ１６Ａの吸引圧が、あらかじめ設定された設定値未満であるかを判断する。設定値未満であれば、第１のタイマと第２のタイマとをそれぞれスタートさせる（Ｓ２０５）。第２のタイマを使用するタイマ制御回路については後述する。その後、チューブポンプ１６Ａの出力を増加させ、痰の吸引量を高める（Ｓ２０６）。次に第１のタイマにより１５秒が経過したかを判断し（Ｓ２０７）、経過していなければ経過するまで、出力を高めたチューブポンプ１６Ａによる痰の吸引を継続する。経過後は、１のタイマを切るとともに、チューブポンプ１６Ａの吸引圧を正常運転時の値まで戻す（Ｓ２０８）。そして、Ｓ２０３に戻る。
ここで、タイマ制御回路を説明する。第２のタイマがスタートすると（Ｓ２０５）、２のタイマにより所定時間（数秒〜数分）が経過したかを判断する（Ｓ２０９）。その経過後は、前記設定値未満の状態が継続しているかを判断し（Ｓ２１０）、継続していなければ第２のタイマを切ってＳ２０３に戻り、継続していれば痰吸引の異常状態と判断しブザー１６２により警報音を発生させ、かつナースコール発信部１６３からナースコールを発信する（Ｓ２１１）。続いて、第２のタイマにより警報音の発生およびナースコールの発信後、所定秒が経過したかを判断する（Ｓ２１２）。経過後は、警報音の発生およびナースコールを中止し（Ｓ２１３）、タイマを停止する（Ｓ２１４）。
その他の構成、作用および効果は、実施例１と同じであるので説明を省略する。
【産業上の利用可能性】  請求の範囲１に記載の発明によれば、ポンプ手段としてチューブポンプを採用したので、チューブポンプを常時作動させた場合であっても、呼吸にはほとんど支障がない。しかも、気管内に留置した吸引チューブの先端部が気管内壁に接触しても、吸引圧を原因として気管内壁を傷つけにくい。その結果、痰を連続的かつ安全に吸引することができる。
請求の範囲２に記載の発明によれば、チューブポンプを使用したので、肺に陽圧を作用させている場合でも人工呼吸器の気道内圧が変動せず、人工呼吸を継続したまま痰の処置を行うことができ、また痰の収集ビンから排出された空気中の感染性病原体による二次感染を防止することができる。しかも、気管内に留置した吸引チューブの先端部が気管内壁に触しても、吸引圧を原因として気管内壁を傷つけにくく、痰を連続的かつ安全に吸引することができる。
特に、請求の範囲３に記載の発明によれば、痰の吸引中、例えば痰により吸引チューブが高まって吸引圧が痰吸引の正常値より高まった場合には、それを圧力センサが検出し、これに基づいてチューブポンプの吸引力を高めるか、補助ポンプを作動させる。その結果、痰吸引中の異常事態を回避し、気管閉塞事故などを自動的に防止することができる。また、圧力センサにより吸引チューブの内圧を検出するようにしたので、痰の有無を確実かつ即座に検出することができる。
請求の範囲４に記載の発明によれば、吸引チューブの内圧の上昇が所定時間継続する状態を圧力センサにより検出して警報音を発生し、その異常状態を第三者に通報することができる。これにより、患者の安全を確保することができる。
【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５】
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【図６】
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【図７】
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【図８】
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【図９】
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【図１０】
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【図１１】
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【図１２】
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