JP2013524914A - 呼吸装置に関する改良 - Google Patents

Abstract

患者へガスを送達するための呼吸器具（１０、１１０、２１０、３１０、４１０、６１０、７１０）は、近位端と遠位端を有するガス通路（３０、１３０、２３０、３３０、４３０、６３０、７３０）と、そのガス通路の内壁に補助ガス入口（５０、１５０、２５０、３５０、４５０、６５０、７５０）を備える。この補助ガス入口（５０、１５０、２５０、３５０、４５０、６５０、７５０）は、ガスがガス通路（３０、１３０、２３０、３３０、４３０、６３０、７３０）の遠位端に向かってほぼ螺旋経路を取るように、ガス通路（３０、１３０、２３０、３３０、４３０、６３０、７３０）の内側表面沿いにガスを向けるようになっている。

Description

本発明は呼吸装置に関し、特に患者へのガス送達の改良に関する。

患者へガスを送達しようとする場合、一般的に何らかの形のインタフェース器具が利用される。このインタフェース器具は侵襲性を持ち、患者の気道の中へ延伸される場合がある。この目的のための器具としては、気管内チューブ、ラリンゲルマスク、およびその他の声門上器具がある。これとは別に、非侵襲性、つまり患者の気道中へ延伸しないインタフェース器具もある。例えば、呼吸マスク、鼻カニューレ、鼻ピローなどである。また、主として閉塞のない呼吸を患者に与えるための侵襲性気道器具を通じて、補助的なガスを患者に送達することも一般的に行われる。

一般的に侵襲性の呼吸器具は、患者の口または鼻に位置する器具の近位端から、患者の喉頭または気管などの気道内に位置する器具の遠位端まで延伸するガス通路を備えている。これらの器具はその近位端で、患者へ吸気ガスを送達し、そして場合によっては、患者からの呼気ガスを除去するための装置に接続できるようになっていてもよい。あるいはまた、この呼吸器具は近位端で大気に開放されるようになっていてもよい。

酸素などの治療ガスを患者に送達しなければならない場合には、通常、主ガス通路に沿って、または追加入口を通って器具の近位端に治療ガスが送達される。この構成の不利な点は、治療ガスが吸引される前に、器具の残りの部分すなわち近位端と遠位端の間の部分にあるガスが吸引される、ということである。従って患者が吸引する治療ガスの濃度が相対的に低くなる。

この問題を軽減するための従来の構成では、器具のガス通路内にカテーテルを導入して、カテーテルの遠位端が気道器具の遠位端領域にあるようにする。そうしてカテーテルを使って治療ガスを患者へ送達する。しかしこの方法は完全に満足のいくものではなく、カテーテルが器具のガス通路を部分的に塞いでしまい、かつ使用中に患者の気道を傷つけてしまう可能性がある。

この問題を軽減する他の試みとして、米国特許第５，０３６，８４７号明細書、および米国特許第６，５１６，８０１号明細書に開示された構成がある。これらの構成では気道器具の壁面内にガス導管が設けられ、これによって気道器具の遠位端へガスの高速ジェット流が送達される。しかしこれらの構成は従来のインタフェース及び気道器具に比べるとはるかに複雑であり、結果として製造費も高くつく。

さらに、米国特許第５，０３６，８４７号明細書、および米国特許第６，５１６，８０１号明細書に開示された構成は、例えば呼吸マスクのガス入口に持続的気道陽圧（ＣＰＡＰ）を生成するために利用されてきた。特に、ガスの高速ジェット流により生成される乱流によって気道圧力が生じることにより、追加的な弁を必要性としなくなる。しかしこれらの構成もまた従来のインタフェース及び気道器具に比べるとはるかに複雑であり、結果として製造費も高くつく。

米国特許第５，０３６，８４７号明細書 米国特許第６，５１６，８０１号明細書

そこで、従来技術に関する上記及び／又はその他の不利な点を実質的に克服するか、またはその一部または全部を軽減する、患者へのガス送達用の呼吸器具及びコネクタを考案した。

本発明の第１の態様によれば、患者へガスを送達するための呼吸器具が提供され、この器具は、近位端と遠位端と、ガス通路の側壁に補助ガス入口とを持ったガス通路を備え、補助ガス入口は、ガスがガス通路の遠位端に向かってほぼ螺旋経路を取るように、ガス通路内側表面沿いにガスを向けるようになっている。

本発明の更なる態様によると、患者へガスを送達する方法が提供され、この方法は、
（ａ）近位端と遠位端とを有するガス通路を備える、患者へのガス送達用の呼吸器具を備えるステップと、
（ｂ）ガス通路の遠位端に向かってほぼ螺旋経路を取るように、ガス通路の内側表面沿いにガスを向けるステップと、を含む。

本発明の更なる態様によると、患者へガスを送達するための呼吸器具が提供され、この器具は、近位端と遠位端を持つガス通路と、ガス通路の側壁内に補助ガス入口とを備え、この補助ガス入口は、ガス通路の長手軸に対して斜めに、ガス通路の軸から外れた部分にガスを向け、それによってガス通路の遠位端に向かって螺旋流をガス通路内に生成させるようになっている。

ガスを器具の内側表面沿いに向けて、ガス通路の遠位端に向かってほぼ螺旋形の経路を通るようにすると、ガスは従来構成に比べてガス通路沿いにより長い距離を通ってからガス通路内の他のガスと混合されることが判明しており、主としてこの理由で本発明による呼吸器具及び方法は有利となる。本発明では従って、ガスをガス通路の近位部で導入して、ガス通路の遠位部へ到達したときにはガス通路内の他のガスと混合させることができる。

本発明は従って、侵襲性の呼吸器具に用いるのに特に好適である。具体的には、侵襲性の呼吸器具に、使用時に患者の体外に位置する器具領域に補助的なガス入口が設けられ、この補助的なガス入口によってガスをガス通路沿いに向けて、ほぼ螺旋形の経路を取ってガス通路の遠位端へ向かわせ、使用時に患者の体内に位置する器具領域においてガス通路内の他のガスと混合させるようになっていてもよい。

本発明は従って気管チューブやラリンゲルマスクや声門上気道器具などのようなインタフェース器具、すなわち呼吸装置と患者との間のインタフェースとして作用する侵襲性の呼吸器具との併用に好適である。本発明はまた、主として患者に閉塞のない呼吸を提供するために用いられる侵襲性の呼吸器具、すなわちゲデル型エアウェイや気管切開チューブなどの気道器具との併用にも好適である。

従って、特に呼吸器具内のいわゆる「デッドスペース」の減少により、患者が吸引する補助的ガス入口を通して導入されるガスの濃度は上昇する可能性がある。さらに、本発明による呼吸器具では、カテーテルのようなガス通路内へ導入する付属器具を必要とせず、また従来構成における気道器具の壁内ガス導管などのような複雑な構成も必要としない。

本発明は非侵襲性の呼吸器具との利用にも好適であり、そこでは、補助ガス入口から離れた場所のガス通路領域においてガスの混合が行えることが有利である。特に、ガス入口を設けることが不可能または望ましくない器具領域において、補助ガス入口から導入したガスを、ガス通路内のその他のガスと混合させるようにすることができる。それに加えて、後で詳細を述べるように、本発明は、呼気終末陽圧（ＰＥＥＰ）又は持続的気道陽圧（ＣＰＡＰ）の少なくとも１つを提供するために、非侵襲性の呼吸器具に利用されてもよい。非侵襲性の呼吸器具の例としては、呼吸マスク、鼻カニューレおよび鼻ピローがある。

補助ガス入口から導入したガスの運動量と、気道器具の内側表面からの求心力との組み合わせが作用して、ガス流がガス通路の半径方向外側の領域に保持され、その後ガスの運動量が低下して、ガス通路の半径方向内側において乱流となってガス通路内の他のガスと混合させられる。

「ガス通路内の他のガス」とは一般的に、器具が接続されている呼吸装置または外気のいずれかからガス通路の近位端を介して供給されるガスと患者の呼気ガスである。混合が起きるまでは、この「他のガス」がガス通路の内側領域における主たる流れであり、補助ガス入口を通って導入されたガスがガス通路の半径方向外側領域を流れる。

本発明による呼吸器具は酸素療法に特に好適である。具体的には、補助ガス入口が酸素供給源に接続され、使用時に酸素流がガス通路の遠位端に向かって螺旋形の経路を取る。従って酸素はガス通路の遠位部においてガス通路内の他のガスと混合し、これにより従来技術の器具に比べて患者が吸引する酸素濃度が上昇する。

呼吸器具はガス通路の近位端において呼吸回路に接続されるようになっていてもよい。あるいは、ガス通路は気道器具の場合と同じように、その近位端において大気に開放されるようになっていてもよい。これらの実施形態において、呼吸器具が麻酔薬呼吸回路などの呼吸回路に接続されている場合や、その近位端において呼吸器具が大気に開放されている場合には、補助ガス入口が閉じられていてもよい。ただし、患者に酸素などの治療ガスを供給しようとする場合には、前述したようにそのガスの供給源を補助ガス入口に接続してガスが患者に送達されてもよい。たとえば、そのような器具は手術後の酸素療法に特に好適である。

本発明による呼吸器具は、ガス通路の遠位領域において相対的に高濃度の、酸素などのガスの乱流領域を提供するため、この気道器具はまた受動的酸素供給における利用に特に有利である。特に、患者が呼吸をしていない場合には、酸素供給源が本発明による呼吸器具の補助ガス入口に接続されて患者に送達されてもよい。本発明で提供されるように、ガス通路の遠位端における酸素の乱流は、気道器具と患者の肺との間のガス交換をブラウン運動による単純なガス拡散よりもより効果的に促進できる可能性がある。これは特に蘇生術において有利である。

酸素などのガスが高速で補助ガス入口に供給される場合、ガスがガス通路の他のガスと混合する際に生じる乱流は、患者の吸気又は呼気の少なくとも１つに対して抵抗を与え、従って呼気終末陽圧（ＰＥＥＰ）又は持続的気道陽圧（ＣＰＡＰ）の少なくとも１つを与えることがある。ＰＥＥＰ／ＣＰＡＰは比較的小さいが、患者の肺の少なくとも部分的な膨張を維持し、またガス交換の効率を上げるのに充分なように適合させることができる。実際に本発明は、従来構成よりもはるかに簡単で、従って製造費の安いＰＥＥＰ／ＣＰＡＰ生成のための構成を提供する。

ＰＥＥＰ／ＣＰＡＰは、補助ガス入口を通る流速が、補助ガス入口の出口開口の所与の寸法に対して充分に大きい場合に生成されることが分かっている。このことは、ガス入口を通る流速がある閾値速度より大きい場合に特定の呼吸器具においてＰＥＥＰ／ＣＰＡＰが与えられることを意味している。具体的には、出口開口の直径が約０．８ｍｍであれば、補助ガス入口を通る流速が毎分約１５リットル以上の場合にＰＥＥＰ／ＣＰＡＰが提供されることが判明している。従って、ＰＥＥＰ／ＣＰＡＰが必要でない場合には、流速を例えば毎分約１０リットルに下げればよい。

補助ガス入口は好ましくは、ガス供給源に接続されるように適合された近位端とガス通路の側壁にある出口開口と流体連通する遠位端とを備える。補助ガス入口は好ましくは、ガスのジェット流がガス通路の内側表面沿いに向くように出口開口に向けてガスを供給するようになっている。出口開口の面積は好ましくは補助ガス入口の近位端の面積より小さく、補助ガス入口が出口開口を通って流れるガスの速度を上昇させるようになっている。

補助ガス入口は、ガス通路内に螺旋流を生成するために、ガス通路の長手軸に対して斜交して、ガス通路の軸から外れた部分へガスを向けることが好ましい。補助ガス入口はガスをガス通路の長手軸に対して好ましくは１０度から８０度の間、より好ましくは３０度から６０度の間、例えば約４５度の角度でガスをガス通路の中に向ける。

補助ガス入口は、補助ガス入口が形成されているガス通路の軸平面に平行ではあるが、それからは離れて、ガス通路の側壁から突き出ている。補助ガス入口はまた、補助ガス入口が形成されているガス通路の部分に対して斜交して、ガス通路の近位端の方向へ向かってガス通路から突き出ていることが好ましい。本発明の更なる態様によれば、患者にガスを送達するための呼吸器具が提供され、この器具は、近位端と遠位端とを有するガス通路とガス通路の側壁にある補助ガス入口とを備え、この補助ガス入口は、補助ガス入口が形成されているガス通路の軸平面に平行であるがそれからは離れてガス通路の側壁から突き出ており、補助ガス入口はまた、補助ガス入口が形成されているガス通路の部分に対して斜交して、ガス通路の近位端の方向へガス通路から突き出ている。

出口開口の面積は好ましくは、ガス通路の内部断面積よりも著しく小さい。具体的には、出口開口の直径は好ましくは０．２ｍｍ〜３ｍｍの範囲であり、より好ましくは０．４ｍｍ〜２ｍｍの範囲であり、最も好ましくは０．６ｍｍ〜１．２ｍｍの範囲である。ガス通路の内径は、一般的に１０ｍｍ〜２５ｍｍの範囲、例えば約１５ｍｍである。

出口開口の大きさは好ましくは、ガス通路内に所望の範囲の螺旋流を実現するために選択され、ガス通路の内径と、出口開口を通って流れるガスの速度とによっても決定される。具体的には、ガス通路の内径が約１５ｍｍであり、ガス流速が毎分５〜１５リットルの範囲にある場合、０．６〜１．２ｍｍの出口開口が好適である。

呼吸器具がラリンゲルマスクや気管チューブなどの侵襲性のインタフェース器具である場合、ガス通路の遠位端は好ましくは、喉頭口や気管などの患者の気道と密封係合するようになっている。従ってこれらの実施形態において、呼吸器具は好ましくはその遠位端に密封部材を備え、その密封部材は、密封部材と係合する患者の気道の内側表面の形状に合うように容易に変形可能な外形を有している。たとえば呼吸インタフェース器具が気管チューブである場合、密封部材の外側表面は好ましくは、使用前には実質的に円形または楕円形の断面をしている。そのような密封部材を一般的に「カフ（ｃｕｆｆ）」と呼ぶ。

ガス通路の近位端は、使用時に患者が大気を吸引し、患者の呼気が大気中へ出ていくように、単純に大気と流体連通するようになっていてもよい。しかし、呼吸器具がインタフェース器具である場合、ガス通路の近位端は呼吸回路などの呼吸装置に接続されるようになっている。従ってこれらの実施形態において、呼吸器具は好ましくはガス通路の近位端にコネクタを備えている。最も好ましくは、補助ガス入口はコネクタと一体に形成されている。すなわちコネクタと補助ガス入口は、例えばシングルショットの射出成形による単一部品として形成されていてもよい。

ガス通路は好ましくは、所望の距離に亘り螺旋流を維持するのに好適な形状をしている。具体的には、ガス通路は好ましくはほぼ円形断面をしており、少なくとも使用時に補助ガス入口からの螺旋ガス流を維持することが望まれるガス通路の部分に沿ってほぼ一定断面をしていることが好ましい。このガス通路の内側表面は実質的に滑らかであることが好ましい。ただし、ガス通路の内側表面はガス通路の遠位部において乱流を促進するための形状を含んでいてもよい。それは内側表面における突起又は窪みの形状あるいはその両方であってもよい。

呼吸器具が侵襲性である場合、呼吸器具のガス通路は患者の気道への挿入をしやすくするために充分に変形可能であることが好ましい。ただし、これらの実施形態において、呼吸器具は好ましくはガス通路の近位端においてコネクタを備え、その側壁から補助ガス入口が突き出ている。従って、呼吸回路又はガス供給源の少なくとも１つへの接続を容易にするために、コネクタは、ガス通路の他の部分よりも剛性の高い材料でできていてもよい。

実際、側壁から突き出た補助ガス入口を含む呼吸装置用のコネクタは、従来の呼吸器具と併用するために個別に供給されてもよい。

本発明の更なる態様によると、患者にガスを送達するための呼吸器具と併用されるアダプタが提供され、このアダプタは、呼吸器具のガス通路の近位端へ接続できるようになったガス通路と、アダプタのガス通路の側壁にある補助ガス入口とを備え、ここで補助ガス入口はアダプタ又は気道器具の少なくとも１つのガス通路の内側表面沿いにガスを向けるようになっていて、呼吸器具のガス通路の遠位端に向かってガスがほぼ螺旋経路を取るようになっている。

この呼吸器具は、本発明のこれまでの態様に関連して記述した呼吸器具の任意の種類のものであってよい。アダプタは好ましくは、気道器具の近位端と係合するようになったチューブ状のコネクタと、呼吸装置へ接続されるようになった、これも好ましくはチューブ状のコネクタとを備えている。アダプタと呼吸器具のガス通路は、好ましくは同軸すなわち整合されており、同一の断面形状及び大きさを持っていることが好ましい。具体的には、呼吸器具のガス通路はアダプタのチューブ状のコネクタを収納できるようになった窪みを含んでいて、アダプタと呼吸器具の結合された構成の内側表面は、充分に滑らかで使用時にガスの螺旋流に影響を与えないようになっていてもよい。あるいは、アダプタのチューブ状コネクタは雌型コネクタであり、この場合アダプタのガス通路は呼吸器具のチューブ状コネクタを収納できる窪みを備えていてもよい。

アダプタは好ましくは、例えばシングルショットの射出成型による単一部品として形成されている。

「ほぼ螺旋形の経路」とは、ほぼ円形の成分とほぼ軸方向の成分とを持つ経路を意味する。具体的には、ガス通路の軸に対する経路の角度は、以下で説明する特定の実施形態に示すように、ガス通路内の他のガスの流れ、並びにガス流そのものの運動量に依存して変化する。

上記の呼吸器具とアダプタは、好ましくはそれぞれプラスチック材料で形成されている。アダプタは好ましくは単一部品として形成されている。同様に、呼吸器具は好ましくは、単一部品で形成されたコネクタを備えている。呼吸器具にはガス通路部品などのような他の部品が含まれていてもよく、これはコネクタとは異なる材料、例えば患者を傷つける危険性を小さくするためにより柔らかい材料で形成されていてもよい。

本発明の好適な実施形態を、説明の目的で添付の図面を参照しながら、以下に詳細に記述する。

本発明による気管チューブの第１の実施形態の断面図である。 本発明による気管チューブの第２の実施形態の部分断面図であり、使用時の器具内における空気流を模式的に示している。 図２ａと同様の図であり、吸気時の気管チューブ内の空気流を模式的に示している。 図２ａと同様の図であり、呼気時の気管チューブ内の空気流を模式的に示している。 本発明による気管切開チューブの模式図である。 本発明による呼吸マスクの斜視図である。 図４ａの呼吸マスクの側面図である。使用時の空気の流れを模式的に示している。 本発明によるゲデル型エアウェイの斜視図である。 図５ａのゲデル型エアウェイの正面図である。 図５ａのゲデル型エアウェイの断面図である。 本発明による酸素供給器の斜視図である。 声門上気道器具に接続された、図６ａの酸素供給器の斜視図である。 声門上気道器具とバッグの両方に接続された、図６ａの酸素供給器の断面図である。 本発明によるラリンゲルマスクの断面図である。 本発明による声門上気道器具の側面図である。 図８の声門上気道器具の正面図である。 図９の声門上気道器具の線ＩＩＩ−ＩＩＩに沿った断面図である。 図９の声門上気道器具の線ＩＩＩ−ＩＩＩに沿った断面図であり、使用時の空気流を模式的に示す。 図８〜１１の声門上気道器具用の酸素入口とガス通路の方向を模式的に示す図である。 本発明によるアダプタの断面図である。

図１は本発明による気管チューブの第１の実施形態であり、その全体を１０で表す。気管チューブ１０は、接続部品２０、気道管３０及び密封部材４０からなる。気管チューブ１０は、患者の口を通して気道へ挿入され、接続部品２０が患者の口の外に出て、密封部材４０が患者の気管の中に収納されるようになっている。

気道管３０は通常可撓性チューブであり、実質的に一定の円形断面をしたガス通路を画定し、これは近位端において接続部品２０に係合される。密封部材４０は遠位端の近くで気道管３０の一部を取り囲む。気道管３０の内外径は、患者の大きさ、すなわち成人であるか小児であるかに応じて選択される。

接続部品２０は、通常の呼吸回路への接続に適した雄型チューブ状コネクタ２２と、気道管３０の近位端内にぴったり嵌まる同軸の係合部材２６とからなる。コネクタ２２と係合部材２６とが、実質的に一定の円形断面をしたガス通路を画定する。コネクタ２２と係合部材２６との間に外側に突き出た支持フランジ２４が備えられ、これが気道管３０の端部に当接する。

密封部材４０は患者の気管に対応した大きさと形状になっている。使用時には気道管の遠位端が口を通して気管の内部へ挿入される。密封部材は患者の気管を効果的に密封するようになっている。

接続部品２０は、ポリプロピレンのような実質的な剛体でできている。しかし気道管３０は、患者への外傷の危険性を低減するためにより柔らかくより変形しやすい材料であって、なおかつ使用時に気道管３０が潰れないような充分な剛性を持った材料で一体形成されている。

酸素入口５０はほぼ円筒形のチューブ形状となっており、接続部品２０から突き出ている。そして酸素供給源に接続されるようになっている。具体的には、酸素入口５０は、支持フランジ２４に隣接する位置で、コネクタ２０の壁から突き出て、器具の中央面からは外れている。酸素入口５０は、コネクタ２２に対して約４５度の角度で、コネクタ２２の近位端方向へ延伸している。

酸素入口５０の内部は、実質的に一定断面のガス通路を形成しているガ、コネクタ２２の壁に近づくにつれて直径が小さくなり、末端は小さな出口開口５２となっている。具体的には、出口開口５２は直径が約０．８ｍｍであり、直径約１５ｍｍの器具に至るガス通路として効果的であることが分かっている。酸素入口５０は、外側に軽いテーパがついており、酸素供給源との接続を容易にする。

酸素入口５０は、出口開口５２を介して気管チューブ１０のガス通路中へ酸素ジェットを向けるようになっている。酸素ジェットは、接続部品２０の内側表面に沿いに円周方向に向けられるが、ただし気管チューブ１０のガス通路を通る流れの主方向に対して約４５度の角度を成している。これにより、酸素ジェットがガス通路沿いに螺旋経路を取って遠位端に向かう。

酸素入口５０の方向と、出口開口５２の大きさとにより、従来技術に比べて大きな利点となるような態様で酸素が器具１０のガス通路の中へ導入される。具体的には、酸素入口５０から導入された酸素は、従来技術による構成に比べて、ガス通路沿いのより遠くにおいて、特にガス通路の遠位端のより近くにおいて、器具のガス通路中の他のガスと混合することが判明している。

現在の処、使用時には、気管チューブ１０内の酸素流は、本発明による気管チューブの第２の実施形態に関連して図２ａ〜２ｃに模式的に示した線に沿って生じると考えられる。その詳細を以下に述べる。

図２ａ〜２ｃは、本発明による気管チューブの第２の実施形態の近位端部を示し、その全体を１１０で表す。また、使用時に酸素入口１５０から酸素が導入された場合に生じると考えられる酸素の流れも模式的に示している。

図２ａ〜２ｃに示された気管チューブ１１０は、近位端にあるコネクタ１２２と、使用時に患者の気管まで延伸する気道管１３０とを備える。コネクタ１２２は、図１に関して前述したコネクタ１２０と同じ形をしている。具体的には、コネクタは酸素入口１５０を備える。酸素入口１５０は、酸素ジェットを気管チューブ１１０内に導入するようになっており、酸素ジェットが、それ以外は従来のままの気管チューブ１１０の内側表面沿いに向けられる。

図２ａは、酸素入口１５０から気管チューブ１１０のガス通路内に導入された酸素の流れが、出口開口１５２を通ってジェット流１６０として入り、気管チューブ１１０のコネクタ１２２を通って最終的に出るまでを模式的に示す。具体的には図２ａに示す酸素の流れは、全体として気管チューブ１１０のガス通路を通る他のガスがない場合に予想される流れである。

図２ａに示すように、酸素入口１５０によって酸素ジェット１６０は気管チューブ１１０の内側表面沿いに、ガス通路の中心軸に対して約４５度の角度に向けられる。最初、酸素ジェット１６０は直線経路を取る。しかし、気管チューブ１１０の内側表面から求心力が与えられるために酸素ジェット１６０はほぼ螺旋経路を移動する。ガス入口１５０から導入された酸素ジェット１６０の運動量と、気管チューブ１１０の内側表面により与えられる求心力との組み合わせにより、ガス通路の半径方向外側領域に酸素の螺旋流が維持されるものと考えられる。

気管チューブ１１０のガス通路に沿って酸素ジェット１６０が移動するにつれて、酸素ジェットは次第に運動量を失い、やがてガス通路の半径方向外側領域に酸素の螺旋流を維持することができなくなる。そうすると酸素流はガス通路の半径方向内側領域における乱流となり、乱流領域１６２においてガス通路内の他のガスと酸素との混合が起きる。そうして、酸素入口１５０を通って酸素が導入されることによる圧力上昇により、酸素はガス通路内の他のガスを伴って気道管１３０及び近位端のコネクタ１２２を通って気管チューブ１１０から排出される。

図２ｂは、吸気時に酸素入口１５０から気管チューブ１１０へ導入される酸素の流れを模式的に示す。具体的には、気管チューブ１１０のガス通路を通って患者へ向かう他の吸気ガスの流れにより、酸素は運動量をよりゆっくりと失い、その結果にガス通路沿いにより長距離に亘って螺旋流が維持される。従って、吸気時には酸素流は患者により近づくまで乱流とはならない。

図２ｃは、呼気時に酸素入口１５０から気管チューブ１１０へ導入される酸素の流れを模式的に示す。具体的には、気管チューブ１１０のガス通路を介して患者から出ていく呼気ガスの流れにより、酸素ははるかに急速に運動量を失う。従って、酸素流は吸気時（図２ｂ）または静止状態（図２ａ）に比べると、気管チューブ１１０の近位端にはるかに近いガス通路の半径方向内側領域において乱流となる。

高速の酸素流がガス入口１５０に供給される場合、ガス通路内の他のガスと混合して生じる乱流は、患者の呼気に対して抵抗を与え、これにより呼気終末陽圧（ＰＥＥＰ）又は持続的気道陽圧（ＣＰＡＰ）の少なくとも１つを与える可能性がある。ＰＥＥＰ／ＣＰＡＰは比較的小さいかもしれないが、患者の肺の少なくとも部分的な膨張を維持し、またガス交換の効率を上げるのに充分なように適合させることが可能である。

ＰＥＥＰ／ＣＰＡＰは、出口開口１５２の所与の寸法に対して、ガス入口１５０からの流速が充分に高い場合に生成される。このことは、ガス入口１５０を通る流速がある閾値速度より大きい場合に、この気管チューブ１１０がＰＥＥＰ／ＣＰＡＰを与えることを意味している。具体的には、この気管チューブ１１０は直径約０．８ｍｍの出口開口１５２を持っており、流速が毎分約１５リットル以上の場合にＰＥＥＰ／ＣＰＡＰが与えられることが判明している。従って、ＰＥＥＰ／ＣＰＡＰが必要でない場合には、流速を例えば毎分約１０リットルに下げればよい。

図３に本発明による気管切開チューブを示す。その全体を２１０で表す。気管切開チューブ２１０は、弧状の形をしたガス通路２３０を備える。ガス通路２３０の一端には、気管切開チューブ２１０を呼吸回路に接続できるようになったコネクタ２２０がある。気管切開チューブ２１０には細長いフランジ２２４が、コネクタ２２０に隣接して配置されている。フランジ２２４にはその各端部にストラップ２２６で係合するための開口２２５があり、これによって気管切開チューブ２１０を患者に固定する。

チューブ状のガス通路２３０の反対側の端では、膨張式のカフ２４０がガス通路２３０の一部を取り囲んでいる。膨張式カフ２４０は円形断面と、長手軸に沿ってほぼ凸型となった外側表面とを持っている。膨張式カフ２４０は接続チューブ２４２によってハンドポンプ２４４に接続されている。

気管切開チューブ２１０は、通常、患者が呼吸不能になった場合の緊急手段として利用される。その場合、患者の気管が切開されて、その中へ気管切開チューブ２１０の遠位端が挿入される。遠位端が気管の中に配置されると、ハンドポンプ２４４を使って膨張式カフ２４０に空気が送り込まれて膨らまされ、ガス通路２３０と気管の内壁との間をきちんと密封させる。ストラップ２２６を患者の首の周りに結んでチューブ２１０を固定してもよい。

従来の気管切開チューブに対比して、気管切開チューブ２１０はまた酸素入口２５０を備えており、これは前述の気管チューブ１０、１１０の酸素入口５０、１５０と同様の構成を持っている。具体的には、酸素入口２５０は、気管切開チューブ２１０のガス通路２３０中へ酸素ジェットを向かわせるようになっている。酸素ジェットは、コネクタ２２０の内側表面に沿って円周方向に向けられるが、ただし気管切開チューブ２１０のガス通路２３０を通る流れの主方向に対して約４５度の角度を成しており、これにより、酸素ジェットが遠位端に向かってガス通路２３０に沿う螺旋経路を取るようになる。

酸素入口２５０の構成により、酸素が気管切開チューブ２１０のガス通路２３０の中へ、従来技術よりも大幅に利点を有するような態様で導入される。具体的には、酸素入口２５０から導入された酸素は、従来技術による構成に比べて、ガス通路２３０沿いのより遠くにおいて、また特にガス通路２３０の遠位端のより近くにおいて、気管切開チューブ２１０のガス通路中の他のガスと混合することが判明している。

たとえば図３には、使用時に酸素入口２５０から酸素が導入された場合の、想定される酸素の流れも模式的に示されている。具体的には、図３には、酸素入口２５０を通して導入された酸素が気管切開チューブ２１０のガス通路の中へ流れる様子を、ジェット２６０として入り、最終的に気管切開チューブ２１０のコネクタ２２０を通って出ていくところまで示されている。

さらに、酸素の螺旋流は気管切開チューブ２１０のガス通路２３０の遠位端において乱流となり、それにより、ガス通路２３０の中の他のガスと酸素との混合が起きる。この酸素のガス通路内の他のガスとの乱流混合により、呼気終末陽圧（ＰＥＥＰ）又は持続的気道陽圧（ＣＰＡＰ）の少なくとも１つを与えることが可能である。このＰＥＥＰ／ＣＰＡＰは比較的小さいかもしれないが、患者の肺の少なくとも部分的な膨張を維持し、またガス交換の効率を上げるのに充分なように適合させることが可能である。

ＰＥＥＰ／ＣＰＡＰは、出口開口の所与の寸法に対して、ガス入口２５０からの流速が充分に高い場合に生成される。このことは、ガス入口２５０を通る流速がある閾値速度より大きい場合に、この気管切開チューブ２１０がＰＥＥＰ／ＣＰＡＰを与えることを意味している。具体的には、この気管切開チューブ２１０は直径約０．８ｍｍの出口開口を持っており、流速が毎分約１５リットル以上の場合にＰＥＥＰ／ＣＰＡＰが与えられることが判明している。従って、ＰＥＥＰ／ＣＰＡＰが必要でない場合には、流速を例えば毎分約１０リットルに下げればよい。

図４ａ、４ｂは本発明による呼吸マスクを示し、その全体を３１０で表す。呼吸マスク３１０は、患者の鼻と口を覆うマスク本体３１２からなり、患者が吸気する穴が画定されている。マスク本体はポリプロピレンなどのような比較的固いプラスチック材料でできているが、装着した時に患者の顔に接触する周縁部分にはより可撓性のあるシール部材３１４が含まれている。ガス通路３３０は、マスク本体３１２の中央に近い部分から突き出ている。ガス通路３３０は、実質的に円形断面をした、短くてほぼ剛直なチューブでできている。ガス通路３３０は一端においてマスク本体３１２の内部に流体連通している。反対の端において、ガス通路３３０は通常の呼吸回路へ接続されるようになっている。

従来の呼吸マスクとは異なり、ガス通路３３０はほぼ円筒チューブ形状をした酸素入口３３０も含んでおり、これは、前述した気管チューブと気管切開チューブにおける酸素入口５０、１５０、２５０がコネクタ２０、１２０、２２０から突き出ているのと同じように、ガス通路３３０の壁から突き出ている。

酸素入口３５０は、出口開口３５２を介してガス通路３３０中へ酸素ジェットを向けるようになっている。酸素ジェットは、ガス通路３３０の内側表面に沿いに円周方向に向けられるが、ただしガス通路３３０を通る流れの主方向に対して約４５度の角度を成しており、これにより、酸素ジェットはガス通路３３０沿いに螺旋経路を取って遠位端に向かう。

使用時には呼吸マスク３１０は患者の鼻と口を覆って配置される。図４ｂには、使用時に酸素入口３５０から酸素が導入された場合の、想定される酸素の流れが模式的に示されている。具体的には図４ｂには、酸素入口３５０を通して導入された酸素が呼吸マスク３１０のガス通路３３０の中へ流れる様子が、ジェット３６０として入り、最終的にガス通路３３０の開放端を通って出ていくところまで示されている。特に、酸素供給源がガス入口３５０に接続された場合、ほぼ螺旋形の経路を取るガスジェットが形成される（本発明による気管チューブ及び気管切開チューブに関して述べたのと同様である）。また、前述したように、この流れはガス通路３３０の遠位端において乱流となり、それによりガス通路３３０内の他のガスと酸素が混合させられる。

この酸素の、ガス通路３３０内の他のガスとの乱流混合のよって、呼気終末陽圧（ＰＥＥＰ）又は持続的気道陽圧（ＣＰＡＰ）の少なくとも１つを与えることが可能であることが判明している。このＰＥＥＰ／ＣＰＡＰは比較的小さいが、患者の肺を少なくとも部分的な膨張を維持し、またガス交換の効率を上げるのに充分なように適合させることができる。

ＰＥＥＰ／ＣＰＡＰは、出口開口３５２の所与の寸法に対して、ガス入口３５０からの流速が充分に高い場合に生成される。このことは、ガス入口３５０を通る流速がある閾値速度より大きい場合に、この呼吸マスク３１０がＰＥＥＰ／ＣＰＡＰを与えることを意味している。具体的には、この呼吸マスク３１０は直径約０．８ｍｍの出口開口３５２を持っており、流速が毎分約１５リットル以上の場合にＰＥＥＰ／ＣＰＡＰが与えられることが判明している。従って、ＰＥＥＰ／ＣＰＡＰが必要でない場合には、流速を例えば毎分約１０リットルに下げればよい。

図５は、本発明によるゲデル型エアウェイ（その全体を４１０で表す）の３つの異なる図面（（ａ）、（ｂ）、（ｃ））を示している。ゲデル型エアウェイは、近位端に外周フランジ４２２が形成された、実質的に楕円形断面をした曲線状のガス通路４３０を備える。ガス通路４３０はその近位端と遠位端において開放されており、これらの端部は互いにほぼ垂直に配向されている。さらに、ゲデル型エアウェイ４１０の近位端部分は壁が厚くなっており、この部分が使用時には患者の歯に挟まれるようになっている。

従来のゲデル型エアウェイとは違って、本ゲデル型エアウェイ４１０の近位端には補助ガス通路４２０が設けられている。具体的には、補助ガス通路４２０は円形断面のチューブ形状をしており、一端がゲデル型エアウェイ４１０の近位端から突き出ており、他方の端がゲデル型エアウェイ３１０の主ガス通路４３０の近位端部分の中で終わっている。補助ガス通路４２０の側壁は、主ガス通路４３０の近位端部分の内側表面の長円形の頂点に接合されており、補助ガス通路４２０は主ガス通路４３０に平行に延伸している。

補助ガス通路４２０はほぼ円筒チューブ形状をした酸素入口４５０も含んでおり、これは、前述した気管チューブ１０、１１０と気管切開チューブ２１０と呼吸マスク３１０における酸素入口５０、１５０、２５０、３５０がコネクタ２０、１２０、２２０またはガス通路３３０の壁から突き出ているのと同じように、補助ガス通路４２０の壁から突き出ている。酸素入口４５０は具体的には、出口開口４５２を介して補助ガス通路４２０中へ酸素ジェットを仕向けるようになっている。酸素ジェットは、補助ガス通路４２０の内側表面沿いに円周方向に向けられるが、ただし補助ガス通路４２０を通る流れの主方向に対して約４５度の角度を成しており、これにより、酸素ジェットが補助ガス通路４２０に沿って螺旋経路を取り、ゲデル型エアウェイ４１０の主ガス通路４３０の近位端部分内にある端部に向かわされる。

使用時には、ゲデル型エアウェイ４１０は、ガス通路４３０の遠位端側の端から患者の口の中に挿入される。ゲデル型エアウェイ４１０は反転した方向で挿入され、従って、ある距離を挿入すると、ガス通路４３０は患者の上気道の上部表面に向かって湾曲した状態となる。その次にゲデル型エアウェイ４１０が１８０度回転して、患者の口の中にさらに挿入し、ガス通路４３０が下方向に湾曲した状態で中咽頭の中に入る。従ってゲデル型エアウェイ１０は、ガス通路４３０の近位端部分の外側に患者の歯が乗り、フランジ４２２が患者の歯の外側に来るように配置される。フランジ４２２はゲデル型エアウェイ４１０が患者の気道内にそれ以上滑り込むことを防止する。

酸素供給源が酸素入口４５０に接続されると、ガスジェットが形成されて（気管チューブ、気管切開チューブ及び呼吸マスクに関して記述したように）ガス通路４２０沿いにほぼ螺旋形の経路を取る。この流れは補助ガス通路４２０の遠位端（主ガス通路４３０近位端部分の内部）において乱流となり、それにより補助ガス通路４２０内の他のガスと酸素が混合させられる。

この酸素の、補助ガス通路４２０内の他のガスとの乱流混合が、呼気終末陽圧（ＰＥＥＰ）又は持続的気道陽圧（ＣＰＡＰ）の少なくとも１つを与える可能性があることが判明している。このＰＥＥＰ／ＣＰＡＰは比較的小さいが、患者の肺の少なくとも部分的な膨張を維持し、またガス交換の効率を上げるのに充分なように適合させることができる。

ＰＥＥＰ／ＣＰＡＰは、出口開口４５２の所与の寸法に対して、ガス入口４５０からの流速が充分に高い場合に生成される。このことは、ガス入口４５０を通る流速がある閾値速度より大きい場合に、このゲデル型エアウェイ４１０がＰＥＥＰ／ＣＰＡＰを与えることを意味している。具体的には、このゲデル型エアウェイ４１０は直径約０．８ｍｍの出口開口４５２を持っており、流速が毎分約１５リットル以上の場合にＰＥＥＰ／ＣＰＡＰが与えられることが判明している。従って、ＰＥＥＰ／ＣＰＡＰが必要でない場合には、流速を例えば毎分約１０リットルに下げればよい。

図６ａ〜６ｃは本発明による酸素供給器を示し、その全体を５１０で表す。図６ａから分かるように、酸素供給器５１０は円形断面のガス通路５３０を持っている。５２２で表されているガス通路５３０の近位端は、大気に開放されている。ガス通路５３０の遠位端は開放端と、声門上気道器具５７０（図６ｂ、６ｃ参照）などの気道器具への入口に係合するようになっている同軸のスカートとを備え、酸素供給器５１０のガス通路５３０は気道器具と密封されて流体連通するようになっている。さらには、図６ｃに示すように、ガス通路５２２の遠位端は呼気開口のあるバッグ５８０、あるいはただ単純にプラスチックや布などの材料でできたストリップに接続することができ、そこでは患者からの呼気ガスがバッグ５８０またはストリップ材料を動かす。こうして患者が呼吸をしていることが目視的又は聴覚的にあるいは両方で表示される。

酸素供給器５１０はまた、前述の呼吸器具１０、１１０、２１０、３１０、４１０の酸素入口５０、１５０、２５０、３５０、４５０と同じような構成の酸素入口５５０を含んでいる。具体的には、酸素入口５５０は、酸素供給器５１０のガス通路５３０中へ酸素ジェットを向けるようになっている。酸素ジェットは、ガス通路５３０の内側表面沿いの円周方向に向けられるが、ただし酸素供給器５１０のガス通路５３０を通る流れの主方向に対して約４５度の角度を成しており、これにより、酸素ジェットが遠位端に向かってガス通路５３０沿いに螺旋経路を取るようになる。さらには、酸素ジェットはその後、声門上気道器具５７０などの接続された気道器具のガス通路の内側表面沿いに、気道器具５７０の遠位端に向かって螺旋経路を取る。

酸素入口５５０の構成により、例えば声門上気道器具５７０などの接続された気道器具のガス通路５７０の中へ、従来技術よりも大幅に利点を有するような態様で酸素が導入される。具体的には、酸素入口５５０から導入された酸素は、従来技術による構成に比べて、ガス通路沿いのより遠くにおいて、また特にガス通路の遠位端のより近くにおいて、声門上気道器具５７０などの接続された気道器具のガス通路中の他のガスと混合することが判明している。

さらに、酸素の螺旋流は、声門上気道器具５７０などの気道器具のガス通路の遠位端において乱流となり、それにより酸素がガス通路の中の他のガスと混合させられる。この酸素の、ガス通路内の他のガスとの乱流混合が、呼気終末陽圧（ＰＥＥＰ）又は持続的気道陽圧（ＣＰＡＰ）の少なくとも１つを与えうることが判明している。このＰＥＥＰ／ＣＰＡＰは比較的小さいが、患者の肺の少なくとも部分的な膨張を維持し、またガス交換の効率を上げるのに充分なように適合させることができる。

ＰＥＥＰ／ＣＰＡＰは、出口開口の所与の寸法に対して、ガス入口５５０からの流速が充分に高い場合に生成される。このことは、ガス入口５５０を通る流速がある閾値速度より大きい場合に、この酸素供給器５１０がＰＥＥＰ／ＣＰＡＰを与えることを意味している。具体的には、この酸素供給器５１０は直径約０．８ｍｍの出口開口を持っており、流速が毎分約１５リットル以上の場合にＰＥＥＰ／ＣＰＡＰが与えられることが判明している。従って、ＰＥＥＰ／ＣＰＡＰが必要でない場合には、流速を例えば毎分約１０リットルに下げればよい。

図７に本発明によるラリンゲルマスクを示し、その全体を６１０で表す。ラリンゲルマスク６１０は、接続部品６２０とガス通路６３０と膨張式カフ６４０とを備えている。ラリンゲルマスク６１０は、患者の口を通して気道へ挿入され、接続部品２２０が患者の口の外に出て、膨張式カフ６４０が患者の喉頭口領域の中に収納されるようになっている。

ガス通路６３０は通常、実質的に一定の円形断面を持った可撓性チューブであり、その近位端で接続部品６２０に係合し、遠位端で末広がりの接続ウェブ６３２により膨張式カフ６４０に接続されている。

ガス通路６３０の一端にある膨張式カフ６４０は通常楕円形をしており、使用時に患者の喉頭口を密封するようになっている。膨張式カフ６４０はラリンゲルマスク６１０への入口を画定し、患者の喉頭口が末広がりのウェブ６３２を介してラリンゲルマスク６１０のガス通路６３０と流体連通する。

ガス通路６３０のもう一方の端部にある接続部品６２０は、前述の図１の気管チューブ１０の接続部品２０と同じ形状をしており、同じように構成された酸素入口６５０を備えている。酸素入口６５０は具体的には、出口開口６５２を介してガス通路６３０中へ酸素ジェットを向けるようになっている。酸素ジェットは、ガス通路６３０の内側表面沿いに円周方向に向けられるが、ただしガス通路６３０を通る流れの主方向に対して約４５度の角度を成しており、これにより、酸素ジェットがガス通路６３０の遠位端に向かって螺旋経路を取る。

酸素入口６５０の構成により、酸素がラリンゲルマスク６１０のガス通路６３０の中へ、従来技術よりも大幅に利点を有するような態様で導入される。具体的には、酸素入口６５０から導入された酸素は、従来技術による構成に比べて、ガス通路６３０沿いのより遠くにおいて、また特にガス通路６３０の遠位端のより近くにおいて、ラリンゲルマスク６１０のガス通路６３０中の他のガスと混合することが判明している。

さらに、酸素の螺旋流はラリンゲルマスク６１０のガス通路６３０遠位端において乱流となり、それにより酸素がガス通路６３０の中の他のガスと混合させられる。この酸素のガス通路内の他のガスとの乱流混合が、呼気終末陽圧（ＰＥＥＰ）又は持続的気道陽圧（ＣＰＡＰ）の少なくとも１つを与える可能性がある。このＰＥＥＰ／ＣＰＡＰは比較的小さいが、患者の肺の少なくとも部分的な膨張を維持し、またガス交換の効率を上げるのに充分なように適合させることができる。

ＰＥＥＰ／ＣＰＡＰは、出口開口６５２の所与の寸法に対して、ガス入口６５０からの流速が充分に高い場合に生成される。このことは、ガス入口６５０を通る流速がある閾値速度より大きい場合に、このラリンゲルマスク６１０がＰＥＥＰ／ＣＰＡＰを与えることを意味している。具体的には、このラリンゲルマスク６１０は直径約０．８ｍｍの出口開口６５２を持っており、流速が毎分約１５リットル以上の場合にＰＥＥＰ／ＣＰＡＰが与えられることが判明している。従って、ＰＥＥＰ／ＣＰＡＰが必要でない場合には、流速を例えば毎分約１０リットルに下げればよい。

図８〜図１０は本発明による声門上気道器具を示し、その全体を７１０で表す。声門上気道器具７１０は、接続部品７２０と気道管７３０とカフ７４０とからなる。声門上気道器具７１０は、患者の口を通して気道へ挿入され、接続部品７２０が患者の口の外に出て、カフ７４０が患者の喉頭口領域の中に収納されるようになっている。

気道管７３０は通常可撓性チューブであり、実質的に一定の円形断面をしたガス通路を画定し、これは近位端で接続部品７２０に係合され、遠位端においてはカフ７４０と一体的に形成されている。気道管７３０の内径および外径は、患者の大きさ、例えば大人であるか子供であるかに応じて、また気管チューブなどの関連する付属器具を収納できるように選択される。

接続部品７２０は、通常の呼吸回路への接続に適した雄型チューブ状コネクタ７２２と、気道管７３０の近位端内に嵌合する同軸の係合部材７２６とからなる。コネクタ７２２と係合部材７２６とが、実質的に一定の円形断面をしたガス通路を画定する。気道管７３０は近位端の内側表面に円周窪みを含み、そこに係合部材７２６を収納して、接続部品７２０と気道管７３０の内側表面同士が滑らかに移行するようになっている。さらに、コネクタ７２２と係合部材７２６との間に外側に突き出た支持フランジ７２４が備えられ、これが気道管７３０の端部に当接する。

カフ７４０は患者の喉頭口に対応した大きさと形状となっており、使用時には患者の喉頭口を覆って密封するようになっている。カフ７４０は、カフ７４０の前面を画定する密封部材７４２を備え、カフ７４０内の開口７４４の周りに延在している。密封部材７４２は使用時に患者の喉頭口の周りを効果的に密封するようになっており、またカフ７４０の近位端にある喉頭蓋受け７４６も含んでいる。この喉頭蓋受け７４６は喉頭蓋に正確に接して配置されるような大きさと形状であって、患者の喉頭口への適切な密封を確実にし、使用時に、喉頭蓋が喉頭口方向へ折れ曲がって空気流の障害となることを防止する。

カフ７４０はまたガス通路も含み、これはカフ７４０の近位端の気道管７３０から、カフ７４０の遠位端の開口７４４まで延在している。従って、接続部品７２０のガス通路と気道管７３０とカフ７４０の開口７４４とが、声門上気道器具７１０の一端にあるコネクタ７２２と声門上気道器具７１０の反対側の端にあるカフ７４０の開口７４４との間の流体連通を可能とする。

接続部品７２０はポリプロピレンなどのような実質的な剛性材料から形成されて、使用時に患者が接続部品７２０を噛んでも潰れないようになっていてよい。しかし気道管７３０とカフ７４０は、患者への外傷の危険性を低減するためにより軟らかくて変形しやすく、なおかつ使用時に気道管７３０とカフ７４０が潰れることを防止するのに充分な剛性を持った材料で一体的に形成されている。具体的には本実施形態において、気道管７３０とカフ７４０は、白パラフィン油を可塑剤として含むスチレン・エチレン・ブチレン・エチレン（ＳＥＢＳ）で一体的に形成されている。カフ７４０の密封部材７４２もまたＳＥＢＳで形成されているが、他のカフ７４０の部分や気道管７３０に比べると可塑剤の濃度が高くなっている。従って密封部材７４２は、密封特性を改善するために、カフ７４０の他の部分よりより変形しやすくなっている。

図８〜図１０に示す声門上気道器具７１０は、国際公開第２００５／０１６４２７（Ａ２）号パンフレットに記載の声門上気道器具に形状がほぼ対応している。ただし、図８〜図１０に示す声門上気道器具７１０は、接続部品７２０の一部として酸素入口７５０を含んでおり、これは国際公開第２００５／０１６４２７（Ａ２）号パンフレットには開示されていない。この酸素入口５０は、具体的に説明した他の呼吸器具１０、１１０、２１０、３１０、４１０、５１０、６１０に関連して記述した酸素入口５０、１５０、２５０、３５０、４５０、５５０、６５０と類似の構成となっている。

特に、酸素入口７５０はほぼ円筒形のチューブ形状となっており、接続部品７２０から突き出ており、そして酸素供給源に接続されるようになっている。具体的には、酸素入口７５０は、支持フランジ７２４に隣接する位置で、コネクタ７２０の壁から突き出て、器具の中央面（図２の７１２で表す）からは外れている。酸素入口７５０は、コネクタ７２２に対して約４５度の角度で、コネクタ７２２の近位端の方向へ延伸している。

酸素入口７５０の内部は、実質的に一定断面のガス通路を形成しているが、ただしコネクタ７２２の壁に近づくにつれて直径が小さくなり、末端が小さな出口開口７５２となっている（図１０〜１２を参照）。具体的には、出口開口７５２は直径が約０．８ｍｍであり、直径約１５ｍｍの器具までのガス通路に対して効果的であることが分かっている。酸素入口７５０は、外側に軽いテーパがついており、酸素供給源との接続を容易にする。

酸素入口７５０は、出口開口７５２を介して器具７１０のガス通路中へ酸素ジェットを向けるようになっている。酸素ジェットは、図２に示すように接続部品７２０の内側表面沿いに円周方向に向けられるが、ただし器具７１０のガス通路を通る流れの主方向に対して約４５度の角度を成しており、これにより、酸素ジェットが遠位端に向かってガス通路に沿う螺旋経路を取る。

酸素入口７５０の方向と、出口開口７５２の大きさとにより、従来技術に対して大幅な利点を与える態様で、酸素が器具７１０のガス通路の中へ導入される。具体的には、酸素入口７５０から導入された酸素は、従来技術による構成に比べて、ガス通路沿いのより遠くにおいて、また特にガス通路の遠位端のより近くにおいて、器具のガス通路中の他のガスと混合することが判明している。

現在の処、使用時には声門上気道器具７１０内の酸素流は、図１１に模式的に示した線に沿って起きるものと考えられる。具体的に、図１１は、酸素入口７５０から器具７１０のガス通路内へ導入された酸素の流れを、出口開口７５２からジェット７６０として入ってから、最終的に器具７１０のコネクタ７２２を通ってでていくまでを模式的に表示している。具体的には、酸素のジェット７６０は酸素入口７５０によって、器具１０の内側表面沿いに、ガス通路を通る流れの主方向に対して約４５度の角度に向けられる。酸素ジェット７６０は最初直線経路を取るが、器具７１０の内側表面から求心力が与えられ、これによって酸素ジェット７６０がほぼ螺旋経路に沿って移動させられる。ガス入口７５０から導入された酸素ジェット７６０の運動量と器具７１０の内側表面により与えられる求心力とが組み合わさって、ガス通路の半径方向外側領域に酸素の螺旋流が維持されるものと考えられる。

器具７１０のガス通路に沿って酸素ジェット７６０が移動する際に、酸素ジェットは次第に運動量を失い、やがてガス通路の半径方向外側領域に酸素の螺旋流を維持することができなくなる。そうすると酸素流はガス通路の半径方向内側領域における乱流となり、それによってガス通路内の他のガスと酸素との混合が起きる。この乱流領域７６２が図１１に示されており、器具７１０のカフ７４０に隣接して、開口７４４の近く、すなわち患者の喉頭口の近くで起きている。

従って本発明は、酸素入口７５０を声門上気道器具７１０の近位端、すなわち患者の体外に備え、声門上気道器具７１０に導入された酸素が、声門上気道器具７１０の遠位端、例えば患者の喉頭口の近くにおいてのみ患者が吸引する他のガスと混合するようにできる。従って本発明は、酸素が声門上気道器具の近位端で供給され、器具のその端部でガス通路内の他のガスと混合する構成に比べて、患者が吸引する酸素濃度が上昇する。

高速の酸素がガス入口７５０に供給される場合、ガスがガス通路内の他のガスと混合して生じる乱流は、患者の呼気に対して抵抗を与え、従って、呼気終末陽圧（ＰＥＥＰ）又は持続的気道陽圧（ＣＰＡＰ）の少なくとも１つを与える可能性があることも判明している。このＰＥＥＰ／ＣＰＡＰは比較的小さいが、患者の肺の少なくとも部分的な膨張を維持し、またガス交換の効率を上げるのに充分なように適合させることができる。

ＰＥＥＰ／ＣＰＡＰは、出口開口７５２の所与の寸法に対して、ガス入口７５０からの流速が充分に高い場合に生成される。このことは、ガス入口７５０を通る流速がある閾値速度より大きい場合に、この声門上気道器具７１０がＰＥＥＰ／ＣＰＡＰを与えることを意味している。具体的には、この声門上気道器具７１０は直径約０．８ｍｍの出口開口７５２を持っており、流速が毎分約１５リットル以上の場合にＰＥＥＰ／ＣＰＡＰが与えられることが判明している。従って、ＰＥＥＰ／ＣＰＡＰが必要でない場合には、流速を例えば毎分約１０リットルに下げればよい。

さらに、声門上気道器具７１０はガス通路の遠位端領域において比較的高濃度酸素の乱流領域の提供に利用できるので、声門上気道器具７１０は受動的酸素供給での使用に特に有利でもある。具体的には、患者が呼吸をしていない場合、酸素供給源が声門上気道器具７１０のガス入口７５０に接続され、コネクタ７２２が大気に開放される。この声門上気道器具７１０の構成により提供される、ガス通路の遠位端における酸素の乱流が、声門上気道器具７１０と患者の肺との間のガス交換を、ブラウン運動による単純なガス拡散よりもより効果的に促進する可能性があることが判明している。これは蘇生術において特に有利である。

最後に、図１３に本発明によるアダプタを示し、その全体を８１０で表す。アダプタ８１０は、雄型のチューブ状コネクタ８２２と雌型のチューブ状コネクタ８２６とを備え、この両者がアダプタ８１０を通るガス通路を画定する。さらに、外向きに突き出た支持フランジ８２４がコネクタ８２２とコネクタ８２６の間に設けられている。

アダプタ８１０は酸素入口８５０を備えており、これは前述の呼吸器具の酸素入口と同じであり、酸素入口８５０が突き出ているコネクタ８２２に対して同じような構成となっている。

アダプタ８１０は、ラリンゲルマスクなどのような従来の呼吸器具に係合するようになっており、そして、本発明による呼吸器具に関してこれまでに説明したような酸素入口８５０を提供する。具体的に、雌型のチューブ状コネクタ８２６は、対応する従来型呼吸器具の雄型コネクタを受けるようになっており、酸素入口８５０により与えられる酸素ジェットは、その部分以外は従来型である呼吸器具のガス通路の内側表面沿いに向けられる。次に酸素ジェットは、呼吸器具のガス通路の内側表面が螺旋流を維持するのに充分滑らかであれば、本発明の他の特定の実施形態に関連してこれまでに説明したのと同じように接続された呼吸器具のガス通路に沿って流れる。

従ってアダプタ８１０は従来型の呼吸器具の近位端へ接続して、前述したような本発明の利点を与えることができる。

Claims (30)

1. 患者にガスを送達するための呼吸器具であって、
   近位端と遠位端を有するガス通路と、
   前記ガス通路の側壁にある補助ガス入口と、
   を備え、
   前記補助ガス入口は、前記ガスが前記ガス通路の遠位端に向かってほぼ螺旋経路を取るようにガスを前記ガス通路の内側表面沿いに向けるように適合された呼吸器具。
2. 患者にガスを送達するための呼吸器具と共に用いられるアダプタであって、
   前記呼吸器具のガス通路の近位端への接続に適合したガス通路と、
   前記アダプタのガス通路の側壁にある補助ガス入口と、
   を備え、
   前記補助ガス入口は、前記ガスが前記呼吸器具の前記ガス通路の遠位端に向かってほぼ螺旋経路を取るように、前記アダプタ又は前記気道器具の少なくとも１つの前記ガス通路の内側表面沿いにガスを向けるように適合されたアダプタ。
3. 前記補助ガス入口は、ガス供給源に接続されるように適合された近位端と、前記ガス通路の側壁にある出口開口と流体連通する遠位端とを備える、請求項１に記載の呼吸器具または請求項２に記載のアダプタ
4. 前記出口開口の面積は前記補助ガス入口の前記近位端の面積よりも小さい、請求項３に記載の呼吸器具またはアダプタ。
5. 前記補助ガス入口は、前記ガス通路内に螺旋流を生成するために、ガスを前記ガス通路の軸から外れた部分の中に前記ガス通路の長手軸に対して斜めに向ける、請求項１〜４のいずれか１項に記載の呼吸器具またはアダプタ。
6. 前記補助ガス入口は、前記補助ガス入口が形成されている前記ガス通路部分の軸平面に平行であるが中心からは外れた方向に、前記ガス通路の側壁から突き出ている、請求項１〜５のいずれか１項に記載の呼吸器具またはアダプタ。
7. 前記補助ガス入口は、前記ガス通路から前記補助ガス入口が形成されている前記ガス通路部分に対して斜めに、前記ガス通路の前記近位端方向へ突き出ている、請求項１〜６のいずれか１項に記載の呼吸器具またはアダプタ。
8. 前記補助ガス入口は、前記ガス通路の内部断面積よりもはるかに小さい面積の出口開口を有する、請求項１〜７のいずれか１項に記載の呼吸器具またはアダプタ。
9. 前記出口開口の直径は０．２ｍｍ〜３ｍｍの範囲にある、請求項８に記載の呼吸器具またはアダプタ。
10. 前記ガス通路はほぼ円形断面である、請求項１〜９のいずれか１項に記載の呼吸器具またはアダプタ。
11. 前記ガス通路は、使用時に前記補助ガス入口からの螺旋ガス流を維持することが望まれるガス通路の少なくともその部分において、ほぼ一定の断面を有する、請求項１〜１０のいずれか１項に記載の呼吸器具またはアダプタ。
12. 前記ガス通路の内側表面は、使用時に前記補助ガス入口からの螺旋ガス流を維持することが望まれるガス通路の少なくともその部分において、充分に滑らかである、請求項１〜１１のいずれか１項に記載の呼吸器具またはアダプタ。
13. 前記呼吸器具は侵襲性である、請求項１または請求項３〜９のいずれか１項に記載の呼吸器具。
14. 前記呼吸器具は非侵襲性である、請求項１または請求項３〜９のいずれか１項に記載の呼吸器具。
15. 前記ガス通路の内側表面は、前記ガス通路の遠位領域において乱流形成を促進するための構造をそなえる、請求項１または請求項３〜１４のいずれか１項に記載の呼吸器具。
16. 前記呼吸器具は、前記ガス通路の近位端にコネクタを備え、前記補助ガス入口が前記コネクタと一体に形成されている、すなわち、前記コネクタと前記補助ガス入口が単一部品として形成されている、請求項１または請求項３〜１５のいずれか１項に記載の呼吸器具。
17. 前記アダプタは単一部品として形成されている、請求項２〜１２のいずれか１項に記載のアダプタ。
18. 前記アダプタは、前記気道器具の近位端との係合に適合したチューブ状コネクタと、呼吸装置への接続に適合したチューブ状コネクタとを備える、請求項２〜１２および請求項１７のいずれか１項に記載のアダプタ。
19. 前記アダプタの前記ガス通路と前記呼吸器具の前記ガス通路は整合している、請求項２〜１２、請求項１７、及び請求項１８のいずれか１項に記載のアダプタ。
20. 前記アダプタの前記ガス通路の内側表面と前記呼吸器具の前記ガス通路の内側表面との間の遷移は、前記螺旋ガス流が前記呼吸器具のガス通路内へ延伸するのに充分なほど滑らかである、請求項２〜１２および請求項１７〜１９のいずれか１項に記載のアダプタ。
21. 患者にガスを送達する方法であって、
    （ａ）近位端と遠位端とを有するガス通路を備える、患者へのガス送達用の呼吸器具を備えるステップと、
    （ｂ）前記ガス通路の遠位端に向かってほぼ螺旋経路を取るように、前記ガス通路の内側表面沿いにガスを向けるステップと、
    を含む方法。
22. 前記ガスは前記ガス通路の近位部で導入され、前記ガスは前記ガス通路の遠位部へ到達すると前記ガス通路内の他のガスと混合する、請求項２１に記載の方法。
23. 前記ガスは前記患者の外部に位置する前記ガス通路の近位部において導入され、前記ガスは前記患者の内部に位置する前記ガス通路の遠位部へ到達すると前記ガス通路内の他のガスと混合する、請求項２１又は請求項２２に記載の方法。
24. 前記ガス流は、前記ガスの運動量が低下して前記ガス流が前記ガス通路の半径方向内側領域内の乱流となり、それによって前記ガス通路内の他のガスと混合させられるまで、前記ガス通路の半径方向外側領域内に維持される、請求項２１〜２３のいずれか１項に記載の方法。
25. 前記ガス通路の内側表面沿いに向けられるガスは、前記器具が接続されている前記呼吸装置または大気のいずれかから前記ガス通路の近位端を通って供給されるガスと、前記患者によって吐き出されるガスとに混合される、請求項２１〜２４のいずれか１項に記載の方法。
26. 前記ガス通路の遠位端に向かってほぼ螺旋経路に従うように、前記ガス通路の内側表面沿いに向けられるガスは酸素である、請求項２１〜２５のいずれか１項に記載の方法。
27. 前記ガスは受動的酸素供給によって前記患者へ送達される、請求項２１〜２６のいずれか１項に記載の方法。
28. 前記ガス通路の遠位端に向かってほぼ螺旋経路に従うように、前記ガス通路の内側表面沿いに向けられるガスは、呼気終末陽圧（ＰＥＥＰ）又は持続的気道陽圧（ＣＰＡＰ）の少なくとも１つを発生させる、請求項２１〜２６のいずれか１項に記載の方法。
29. 前記呼吸器具は、請求項１または請求項３〜１５のいずれか１項に記載の呼吸器具である、請求項２１〜２８のいずれか１項に記載の方法。
30. 前記呼吸器具は、請求項２〜１２及び請求項１７〜１９のいずれか１項に記載のアダプタを含む、請求項２１〜２８のいずれか１項に記載の方法。

Images