JPH07506983A - 人体の気道接続用のフィルター装置とその使用法 - Google Patents

Abstract

(57)【要約】本公報は電子出願前の出願データであるため要約のデータは記録されません。

Description

【発明の詳細な説明】 人体の気道接続用のフィルター装置とその使用法技術分野 本発明は、熱／水分交換器を才を取り囲むカバーと、空気透過性のひた状ノーＩ ・素Ｆオからなるバクテリア吸収フィルターとて構成された人体の気道接続用フ ィルター装置に関する。また、本発明は、このフィルター装置の使用法にも関連 する。

本発明のフィルター装置は、患者の人工呼吸器治療、集中治療、麻酔の際に使用 することかできる。

従来技術 人工呼吸器治療を受けている患者は、感染症にかかりやすい。そのため、人工ａ ｌ吸器からの空気を濾過し、外部から侵入するバクテリアやウィルスなとを取り 除くことか重要である。

また、患者側からの空気は、汚染されていたり、水分を含んている場合かある。

この様な空気は、吐き出された際に人工呼吸器に入り、バクテリアなとの粒子か 、水分を含んだ暖かい凝集成分と共に、人工呼吸器の内部に沈着する。その結果 、微生物か急速に増殖するため、通例、患者か交代した場合はもちろんのこと、 定期的に人工呼吸器を洗浄、滅菌する必要かある。

そのため、患者側から入ってくる空気から人工呼吸器を保護することか重要とな っている。この様な問題を解決するフィルターは、米国特許３７１３４４０号、 ４０６３９１３号に開示、記載されている。

原則的に、人工呼吸器に接続されている患者への空気は、いわゆる能動加湿器に よってＩＪＯ湿されている。これは、人工呼吸器からの空気は乾燥しており、比 較的温度か低いため、患者に空気を導入する１１１１に加湿しなければ、肺か乾 燥しきってしまうからである。

能動加湿器は、通常、比較的高価で、十分な機能を得るためには、水の補充や、 監視、メンテナンスか必要となる。加湿器からの空気は、配管系の中で水か凝縮 するため、定期的に凝集水を捨てる必要かあり、また、微生物増殖の温床となる 。そのため、患者側と人工呼吸器の間に設けられた熱／水分交換器（ＨＭＥ）か しはしは利用されている。

この様な熱／水分交１％　器は、患者か吐き出した空気の水分か空気透過性の素 Ｆ才に蓄積、保持され、その後、一部は吸入中に蒸発し、吸気として患者に戻る ようになっている。

この様な熱／水分交換器の例は、スウェーデン特許１６７３６４号、米国特許４ ０９０５１３号、４２０００９４号、英国公開特許２１１６４３４号に開示、記 載されている。

この様な装置は、廉価に製造、使用でき、また、優れた加湿性能と乾燥管を提供 するなと、数多くの利点かあるか、通常、バクテリアの濾過性能はそれほと良く ないため、この性能がめられる場合には１史用されない。そのため、従来の熱／ 水分交換器と同し位置にバクテリアフィルターを配置して、代替使用する試みか なされてきた。この様ｌヨバクテリアフィルターの例は、米国特許４３６００１ ８号、英国公開特許２２３３９０４号に開示、記載されている。

しかし、この様なバクテリアフィルターは、疎水性の素材からなるため、比較的 大きなフィルター面積かあるにもかかわらず、熱／水分交換性能は非常に限られ ている。

優れたバクテリアフィルターでありなから熱／水分交換性能か非常に限られてい るという欠点を補うために、様々な試みがなされてきた。この様な例は、欧州特 許出願８７３０９０７０．８号（欧州公開特許０２６５１６３号）、ＰＣＴ出願 Ｗ０９０／１４１２２号、スウェーデン特許出願９０００１３５−５号に開示、 記載されている。

公知の装置の欠点は、適切な熱／水分交換性能を達成するためには、フィルター 容器の容積を大きくしなければならないことである。

そのため、この様な熱／水分交換器とバクテリアフィルターを組み合わせると、 同しフィルター容量を存するフィルターのみて構成されている装置と比較して、 フィルター容積か大きくなる。フィルター容積か大きくなれは、患者の人工呼吸 器システムの無駄な容積か増ＩＪＩ＋するため、装置の使用か制限される。人工 呼吸器システムの無駄な容積か大きくなれは、患者の呼気か再び吸い込まれる度 合か高くなるため、吸気中の二酸化炭素含有量か多くなる。

発明の概要 本発明の目的は、従来のフィルター装置の欠点の少なくとも一部を解消し、小さ な容積で、しかも優れたバクテリアフィルター性能と熱／水分交換性能を有する フィルター装置を提供することである。

この様な目的は、請求項１の特徴部分に記載の特徴を有する本発明のフィルター 装置によって達成される。

図面の説明 図１は、本発明のフィルター装置の第１の実施例を示す部分破断斜視図で、図１ ａは、その部分斜視図である。

図２と図３は、本発明のフィルター装置のその他の２つの実施例を示す部分破断 斜視図である。

図４〜６は、本発明のフィルター装置の一部について、３つの異なる構成を示す 斜視図である。

好ましい実施例 図１は、インレット、アウトレット接続ピース４．５を設けた２つの端部壁２． ３を有する外部か略平行六面体のカバー１と、前記カバー１内に納められたフィ ルターパッケージとて構成されたフィルター装置を示している。

本フィルター装置は、接続ピース４から気管チューブ（図示せず）に、直接的に 、あるいは、例えばチューブを介して接続され、接続ピース５から人工呼吸器（ 図示せず）や麻酔装置などの機械的な呼吸装置に、例えばＹ字管を介して接続さ れるようになっている。

聾様によっては、接続ピースを大気中に直接開放することもてきる。

カバー１の端部壁２．３には、それぞれフレームか設けられているか、この図に は端部壁２のフレーム２ａのみか示されている。前記フレームは、端部壁の中央 表面よりも、相互により近接した位置にあり、カバーｌ内でこのフレーム間にフ ィルターパッケージ６か挟持されている。カバー１は、参照番号７の位置て分か れており、カバー内にフィルターパッケージを簡単に挿入できるようになってい る。

外部か略平行六面体のフィルターパッケージ６は、フレーム２ａ内の、カバーの 端部壁２とフィルターパッケージ上部の間の小さな空間と、フィルターパッケー ジ下部との間の小さな空間を除いて、カバー内の空間全体を満たしている。フィ ルターパッケージ６は、フレーム２ａと、これに対応する端部壁３上のフレーム に密に接触している。

フィルターパッケージ６は、２つの構成要素、すなわち、ひだ状のソート素ｔ＝ Ａ°８とスＩ・リップ素材９とて構成されている。シー１へ素ＦＡ’　８は、ノ ブサグに折り畳まれ、比較的鋭い平行の折り目か（；Ｊ与されている。しかし、 後述の池の実施例で示されているような、その他の形状も可能である。シート素 材の組成は、空気透過性かありバクテリア不透性の複数の素材から選択される。

この様な素材の例については、後で説明する。ストリップ素材９は、微細な波型 の段ボール紙のストリップ、すなわち、平坦な紙９ｂに任意に接着されたひた状 の紙９ａて構成されているか、後述の他の実施例で示されているような、その他 の形状も可能である。ストリップ素材の組成は、空気透過性の親水性素材、すな わち、熱／水分交換性能の優れた複数の素材から選Ｕくされる。

ストリップ９ａ、９ｂは、矩形で、ソート素材の２つのひだの間の空間と略同し 広がりを有する。ストリップは、シート素材８のひたの両側（図１および図１８ ）、あるいは、片側（この場合は、患者に近い方の側か望ましい）のひだの間の ほとんどの空間を占める。

また、任意にストリップ９ａ、９ｂを折り畳み、ソート素材８の複数のひたに跨 るように構成してもよい。−ストリップ９ａ、９ｂか介装されたシート素材９を 、ストリップの面の横断方向に大きな力をかけて圧縮した１麦て、カバー１内に 挿入する場合は、接着なとによってスｌ−リップをシート素材に固定する必要は ない。

図２は、インレット、アウトレット接続ピース１３．１４を備えた２つの端部壁 １１．１２を有し、２つの／％−フカバーからなる略略円形で円柱状のカバー１ ０と、カバー１０内に納められたフィルターパッケージ１５とて構成されたフィ ルター装置を示す。

図２のフィルター装置は、図１に示された装置と同様の方法で、接続ピース１３ ．１４を介して接続されるようになっている。図２のフィルター装置の端部壁Ｉ Ｉ、！２は、装置内の無駄な空間を減らすために、フィルターパッケージ１５の 近くに位置している。フィルターパッケージ１５は、ｊツバ−１０内で、その上 の外部環状フランツＩ６．１７の間の位置で、しかも、相互接続された２つの円 形プレート（図ではプレート１８のみが示されている）の間の位置に保持されて いる。ｉｉｆ記プレートは、流体抵抗を最低限に抑え、導入空気かフィルターパ ッケージ１５上に均一に拡散するように湾曲または円錐形の形状とすることもて きる。

フィルターパッケージ１５は、２つの構成要素、すなわち、ひだ状のノート素材 １９とストリップ素材２０とて構成されている。シート素材１９は、ノブサグに 折り畳まれ、鋭い折り目か付与されている。さらに、ノート素材は、放射状に延 びるひだを有し、羽根形状に構成されている。ソート素材１９の組成については 、後て説明する。ストリップ素材２０は、発泡プラスチック、または、その他の 親水性の空気透過性素材で構成され、矩形断面を有する。ただし、これは、シー ト素材の全てのひたに装着する際には、台形または三角形の断面形状に圧縮され ており、また、製造時には、台形または三角形の断面形状で提供される。図２は 、ストリップ素材１９の１つおきのひたにストリップ２０を配置した場合を示す 。しかし、必要であれは、全てのひだにストリップを挿入することもてきる。ス トリップは、ひたの長さにほぼ相当する長さを有し、シート素材に挟持されるか 、または、接着されている。ストリップ１９は、シー１−素材のひたを略一定の 間隔に保つための間隔部材としての役割を里たす。

図３は、図２の実施例にほぼ相当するフィルター装置を示しており、そのフィル ター装置は、カバー２１とカバー内に納められたフィルターパッケージ２２を有 し、そのフィルターパンケージは、ひだ状のノート素材２３と、そのひだの全て に挿入、保持されたストリップ２４とて構成されている。シート素材の両面の何 れか一方に配置されているストリップ２４を、１つ以上の相互接続されたひだ状 のストリップで構成し、そのストリップをシート素を才のひだに挿入して、その ひだと同しような広かりを持たせることもできる。フィルター装置２１〜２３は 、図２のフィルター装置と同様に羽根形状となっているか、補助的に設けられた ひだを有する。カバー２１内に一定の手段（図示せず）を設けることによって、 空気がインレット接続ピース２５から入り、アウトレフ１−接続ピース２６から 出ていくまて、全ての空気の流れをシ・−ト素材２３、ストリップ素材２４にほ ぼ均一に通すことかできる。

図４は、前述のフィルターパッケージと同様にカバー（図示せず）に挿入され、 蛇腹形状または羽根形状に構成されるフィルターパッケージ２７を示す。フィル ターパッケージ２７は、平行なひた壁面を存する波打ったひだ状のシート素材２ ８と、ひだの基部の形状に対応するサイズの円形断面を有し、親水性かつ空気透 過性のバー２９の形態てひたに挿入されているストリップとて構成されている。

図５は、前述のフィルターパッケージと同様にカバー（図示せず）に挿入され、 例えば、羽根形状に構成されるフィルターパッケージ３０を示す。フィルターパ ッケージ３０は、ジグザグに折り畳まれたソート素材３１と、そのシート素材の ひだにはさみこまれたストリップ素材３２とて構成されている。ストリップ素材 ３２は、ノート素材３１とほぼ同じ形状に折り畳まれ、シート素材のいくつかの ひたに跨って配置される。態様によっては、シート素材とストリップ素ｔオの形 状をほぼ同じにして、ストリップ素材がシート素材の全体に跨るようにしてもよ い。

図６は、前述のフィルターパッケージと同様にカバー（図示せず）に挿入される フィルターパッケージ３４を示す。フィルターパッケージ３４は、ジグザグに折 り畳まれたシート素材３５と、そのシー１−素材のひたに入れられたストリップ 素材３６とで構成されている。ストリップ素材３６は、ひだ状また波状とし、そ の波の山部と谷部か、ソート素材３５を横断する方向に（すなわち、図６の上の 方向から）入ってくる人工呼吸器の空気と平行になるように構成されている。ス トリップ素材３６は、空気の透過性が比較的低いか、あるいは、全く不透性てあ り１、好ましくは、水の吸収性または保持性かあるものかよく、段ホール紙また は発泡プラスチックで形成される。ストリップ素材３６に空気透過性か殆どまた は全くないので、空気を多少自由に空気透過性のあるシート素材に通すためには 、ストリップ素材３６とソート素材３５との間に間隙が必要となる。ストリップ ３Ｇの両面に設けられた２つのこの様な間隙３７．３８が、図６に示されている 。

図示されている前述の実施例の全てに共通する点は、シート素材かひた状に形成 されていること、加湿や加熱、除湿や冷却のためにフィルターパッケージを通過 する殆との空気が沿って流れる表面積を大きくするために、ストリップ素材かひ だに挿入されていることである。さらに、ひた状のソート素材かストリップ素材 の担持体としての役割を果たすという共通点もある。

上記のフィルターパッケージに含まれているシート素材は、バクテリア不通性で 空気透過性の多数の利用ｕＪ能な素材の中から選択することかできる。シート素 材は、疎水性あるいは親水性で、高密度に圧縮された醜水化ガラス繊維の基ｔオ で構成することかできる。その池の適切な素材としては、セルロース紙、ポリス ルホン、静電気を帯電させたポリプロピレン繊維、ポリカーボネート微細繊維な とかある。

フィルターパッケージに含まれているストリップ素材は、親水性で、通常、空気 透過性の多数の利用可能な素材の中から選択することかてきる。ストリップ素材 は、外部細孔を有する発泡ポリウレタンや、人工呼吸器の気体をストリップ素材 に沿って通過させるために様々に形作った細孔を有する発泡ポリウレタンで構成 することかできる。さらに、ストリップ素材は、比較的低圧縮のポリエチレン繊 維、ポリエステル繊維で構成したり、波状あるいは平坦な表面を存する厚紙やガ ラス繊維紙、セルロース紙を利用したりすることもてきる。ストリップ素材 ポリヒニルピロリトン、ポリビニルアルコール、その他の親水性ポリマー、グリ コール、グリセリンなとの親水剤て処理すれば、ストリップ素材の効果か大幅に 向上する。

本発明のほんの数例の実施例を上記に説明し、図面に示したか、この池にも、本 発明の範囲内においていくつかの実施例か可能である。したかって、本発明は、 以下に記載の特許請求の範囲によってのみ限定される。

Claims (11)

【特許請求の範囲】
1. １．熱／水分交換素材を収納したカバーと、空気透過性のシート素材からなるバ クテリア吸収フィルターで構成された人体の気道接続用フィルター装置であって 、熱／水分交換素材がストリップ（９ａ、９ｂ；２０、２４；２９；３２；３６ ）として形成され、前記シート素材（８；１９；２３；２８；３１；３５）のひ だの間に介装されていることを特徴とするフィルター装置。
2. ２．請求項１のフィルター装置であって、ストリップ（９ａ、９ｂ；２４；２９ ）がシート素材（８；２３；２８）の両面に設けられていることを特徴とするフ ィルター装置。
3. ３．請求項１または２のフィルター装置であって、ストリップ（９ａ、９ｂ；２ ０）がシート素材のひだの空間の大部分を占めることを特徴とするフィルター装 置。
4. ４．請求項１〜３の何れかに記載のフィルター装置であって、シート素材（８； １９；２３；３１）がジグザグに折り畳まれ、羽根形状、円形状（図２、図３） 、ほぼ矩形の形状（図１）の何れかの形状とすることを特徴とするフィルター装 置。
5. ５．請求項１〜４の何れかに記載のフィルター装置であって、ストリップ（３２ ）がシート素材（３１）の複数のひだに跨って形成され、前記シート素材の形状 にほぼ沿っていることを特徴とするフィルター装置。
6. ６．請求項１〜５の何れかに記載のフィルター装置であって、ストリップ（２０ ）の断面形状が前記ひだの形状とほぼ同じであることを特徴とするフィルター装 置。
7. ７．請求項１〜６の何れかに記載のフィルター装置であって、各ストリップ（９ ａ、９ｂ；２０；２４；２９；３２；３６）がひだのほぼ全長に沿って延びてい ることを特徴とするフィルター装置。
8. ８．請求項１〜７の何れかに記載のフィルター装置であって、ストリップ（３６ ）がひだ状または波状に形成され、空気透過性の殆どまたは全くない素材で構成 されており、ストリップのひだ状の表面の大部分がシート素材（３５）から間隔 （３７、３８）を隔てて設けられていることを特徴とするフィルター装置。
9. ９．請求項１〜８の何れかに記載のフィルター装置であって、シート素材（８； １９；２３；２８；３１；３５）がセルロース紙、疎水化ガラス繊維、ポリスル ホン、帯電させたポリプロピレン繊維、または、ポリカーボネート微細繊維で構 成されていることを特徴とするフィルター装置。
10. １０．請求項１〜７の何れかに記載のフィルター装置であって、ストリップ（９ ａ、９ｂ；２０；２４；２９；３２）が発泡ポリウレタン、低圧縮のポリエチレ ン繊維またはポリエステル繊維、ひだ状の紙などの空気透過性素材で構成され、 好ましくは親水剤で処理されていることを特徴とするフィルター装置。
11. １１．請求項１〜１０の何れかに記載のフィルター装置の、人体の気道と大気、 または、人体に接続された機械的な呼吸器装置との間に配置される熱／水分交換 バクテリアフィルターとしての使用法。