(57)【要約】【課題】従来技術によると、患者は、若年層の慢性気管支炎患者が主であり、最も患者数の多い体力の弱った高齢患者や強く息を吐き出せない肺気腫患者には使えないという問題がある。【解決手段】患者の口に接続する接続具にフレキシブルパイプを介して加振装置および圧力発生装置を接続し、圧力発生装置からの気流によって加振装置により振動気流を発生させ、それによって患者の気管支内の排痰の除去を促進させることを特徴とする。【選択図】        図１
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【特許請求の範囲】
【請求項１】
患者の口に接続する接続具にフレキシブルパイプを介して加振装置および圧力発生装置を接続し、圧力発生装置からの気流によって加振装置により振動気流を発生させ、それによって患者の気管支内の排痰の除去を促進させることを特徴とする排痰装置。
【請求項２】
請求項１において、加振装置を接続具の近傍に配置したことを特徴とする排痰装置。
【請求項３】
請求項１において、圧力発生装置の発生気流の圧力を可変させる圧力調整器を設けたことを特徴とする排痰装置。
【請求項４】
請求項１、請求項２および請求項３において、圧力発生装置から陽圧気流および陰圧気流の両方を発生させることを特徴とする排痰装置。
【請求項５】
請求項４において、陽圧気流と陰圧気流とがそれぞれ別に流れる流通路を形成し、上記フレキシブルパイプにどちらかの気流を選択して患者に供給することができる切替え装置を設けたことを特徴とする排痰装置。
【請求項６】
請求項１において、陽圧気流か陰圧気流かによる加振装置の作動時に、その作動時であることを知らせる報知手段を加振装置に設けたことを特徴とする排痰装置。
【請求項７】
請求項１において、加振装置による気流振動周波数を３０Ｈｚ前後としたことを特徴とする排痰装置。
【請求項８】
請求項１、請求項２および請求項３において、圧力発生装置から陰圧気流を発生させることを特徴とする排痰装置。
【請求項９】
請求項１において、圧力発生装置の動力源を交流電源およびもしくは蓄電池としたことを特徴とする排痰装置。
【発明の詳細な説明】
【０００１】
【発明の属する技術分野】
本発明は、肺炎、慢性気管支炎、喘息、胸膜圧等の種々の原因による呼吸不全を示す患者および老人における排痰を補助する排痰装置に関する。
【０００２】
【従来の技術】
例えば、肺炎による死亡原因の上位に、痰が気道を閉塞させることによる窒息死がある。そこで、患者の身体に負担をかけずに排痰を効果的に促進させる装置が求められており従来から研究されている。
従来の排痰装置として、垂直空気通路に連結さた水平空気通路を有し、この垂直空気通路に設けた漏斗状の脱出チャンネル中にボールを配置し、このボールの重量によって呼気前に脱出チャンネルを塞ぎ、このボールが呼気に際してその脱出チャンネルから持ち上げられ、それ自体の重量作用で呼気に対して抵抗する装置がある。
【０００３】
さらに、このような装置の改良装置として図１０に示す技術がある。
この装置は、患者の呼気の導入オリフィス１０１を備えた第１管状部分１０２と、円錐形の呼気脱出チャンネル１０３を備えた第２部分１０４とを有し、この第２部分１０４の呼気脱出チャンネル１０３は第１管状部分１０２に対して３０度乃至８０度の傾斜角度で上方に傾斜するように配置され、呼気脱出チャンネル１０３の内部に呼気脱出チャンネル１０３の小径側開口１０５の直径より大きい直径のボール１０６が患者の呼気前において導入オリフィス１０１を塞ぐように配置され、ボール１０６は呼気脱出チャンネル１０３の中を自由に移動してそれ自体の重量作用で患者の呼気に対抗する構造である。
【０００４】
この装置によると、導入オリフィス１０１の部分を患者が口にくわえて息を強く吹くと、内部の呼気脱出チャンネル１０３の空気通路内にあるボール１０６が呼気に対する正圧揺動抵抗となって振動浮上し、その振動と空気の流れが喉に引っ掛かっている痰を排出し易くするものである（特許文献１）。
【０００５】
【特許文献１】
特許番号第２５１５３５８号
【０００６】
【発明が解決しようとする課題】
このような従来技術によると、この排痰装置を使用できる患者は、若年層の慢性気管支炎患者が主であり、最も患者数の多い体力の弱った高齢患者や強く息を吐き出せない肺気腫患者には使えないという問題がある。
また、患者が吹いた陽圧の場合にのみボールが振動して排痰を促進させるが、患者が吸う陰圧でボールは振動しないために患者の気管支内壁に張りついている痰を流動化させることができないという問題がある。
【０００７】
【課題を解決するための手段】
そこで本発明は、患者の口に接続する接続具にフレキシブルパイプを介して加振装置および圧力発生装置を接続し、圧力発生装置からの気流によって加振装置により振動気流を発生させ、それによって患者の気管支内の排痰の除去を促進させることを特徴とする。
【０００８】
【発明の実施の形態】
以下に本発明の実施の形態例を図面を用いて説明する。
図１は構成を示す全体説明図である。図において、１は圧力発生装置、２は加振装置、３はマウスピースやフェイスマスク等の患者の口との接続具であり、これ等が気流伝達用のフレキシブルチューブ４によって一体に連結されている。
【０００９】
上記圧力発生装置１の例を図２を用いて以下に説明する。
５は圧力発生部であり、陽圧と陰圧とを同時に発生させ、それぞれの排出口を流通路６、７に連結し、その流通路６、７の接合部を陽圧と陰圧との切替えバルブ等による切替え装置８を介して上記フレキシブルチューブ４に接続する。
さらに、上記圧力発生部１には圧力コントローラ９を接続し、流通路６、７の途中にはそれぞれ圧力調整器１０、１１が設けてある。
【００１０】
上記切替え装置８の切替え手段は、手動でも電動でもよいが、患者が自由に行える手動は電動の場合にも併用できるようにしておくとよい。これにより、患者は呼吸のタイミングや気管内での痰の位置状態に合わせた排痰を行うことができる。
また、上記装置では陽圧を用いて患者の呼吸を補助することができるが、上記圧力発生部５と切替え装置８を一体にして陰圧のみの気流を患者に供給するようにしてもよく、これにより、患者に対する陰圧のみによる痰の吸い出しを行える装置とすることで装置の構成を単純で小型にすると共に操作を簡単にすることもできる。
【００１１】
つぎに、上記加振装置２の例を図３を用いて説明する。
直管部１２とそれに対して傾斜させた斜管部１３とよりなる屈曲させた筒状体１４の斜管部１３内に、切頭円錐形体１５をその大径口１６を斜管部１３の開口側で取り付け、小径口１７を直管部１２側に位置させて大径口１６で支えて切頭円錐形体１５を浮かせるようにして取り付けてある。
【００１２】
この切頭円錐形体１５内に、小径口１７の径より大きく大径口１６の径よ小さい径の金属等製の球１８を切頭円錐形体１５の内側面に当接するように配置して切頭円錐形体１５を塞ぐようにしてある。１９は球１８の脱落を防ぐ蓋体であり、斜管部１３の開口端に取り付けられ、上面に設けた通気孔や網状体等により通気可能になっている。
【００１３】
このようにした加振装置２の直管部１２の開口端を上記フレキシブルチューブ４に接続することにより、陽圧気流および陰圧気流によって球１８が揺動し、それにより空気振動が発生し、その振動が気管内の痰に影響して痰の離脱を促し、陰圧気流によって痰の吸い出しが行えるものである。
したがって、球１８が揺動して空気振動が発生している期間を、音およびもしくは光によってそれを報知するようにしておくと患者や介助者に判り易いためにそのような報知手段を加振装置２に接続するか取り付けておくとよい。
【００１４】
なお、上記圧力発生装置１の電源は交流電源でも蓄電池でもよいが、両方が併用できるようにしておくことがよく、それにより、交流電源のないところでも排痰作業を行うことができるために、使用環境を拡げることができる。また、不使用時に交流電源を整流して蓄電池に充電して使用できるようにすることもできる。
【００１５】
なお、加振装置２は上記構成に限るものではなく、加振装置ならどのような構造のものでもよい。例えば、図４に示す如く、切頭円錐形体１５の小径口１７を直管部１２に直接接続し、切頭円錐形体１５内に球１８を入れ、大径口１６に脱落を防ぐ蓋体１９を取り付けた構造のものでもよい。
また、従来技術で説明した排痰装置を用いてもよい。さらには、電動によるバイブレータを利用した加振装置でもよい。
【００１６】
上記加振装置２のフレキシブルチューブ４への接続位置は、どこでもよいが、その位置によって効果は異なる。以下にその位置の違いによる作用の違いを説明する。
応用例１
図１では加振装置２を接続具３の近傍に取り付けてある。これによると、空気振動が患者に伝わり易くなるため、排痰が効果的に行える。
【００１７】
患者に対する陽圧ならびに陰圧を手動により任意に各約２秒間ずつ切り替えた場合の測定値を図５に示す。図において、横軸が経過時間（秒）、左軸が気流（単位はｍｌ／秒）、右軸が圧力（ｃｍＨ２  Ｏ）である。
気流ならびに圧力の単位がプラスの場合は、圧力発生装置１から患者に対して陽圧、マイナスの場合は、圧力発生装置１から患者に対して陰圧である。なお、圧力ならびに気流量の計測点は圧力発生装置１の排出口直近である。
【００１８】
この図において、計測開始後０．８秒から３秒までの２．２秒間の期間は、患者に対して平均約１．３ｃｍＨ２  Ｏの陽圧の振動気流（振動数約３０Ｈｚ）が印加され、その振動気流の平均は２３．８ｍｌ／秒である。
その陽圧の後、圧力発生装置１の切替え装置８により患者に対して陰圧になるように手動で切り替えた。この切り替え時間は約０．５秒かかったが、さらに短時間で切り替えることにより陽圧および陰圧の圧力差を用いることができ排痰効果を促進することができる。
【００１９】
さらに同図において、上記陰圧は測定開始後３．５秒から５．２秒までの２．３秒間の期間は、最初の圧力切り替え時においては約０．４ｃｍＨ２  Ｏの陰圧がピーク的に発生するものの、平均約−０．２ｃｍＨ２  Ｏの陰圧である。気流は、平均−２７．４ｍｌ／秒である。この患者に対して陰圧の場合、加振装置２内の球１８が振動しないため、この陰圧気流は加振されない。なお、陰圧であっても気流が振動する圧力発生装置を用いると更なる排痰促進効果が得られる。そのような気流加振用の圧力発生装置は、圧力発生部で発生した気流に約１０〜３０Ｈｚの振動を与えることができるものであればよい。
【００２０】
上記陽圧の平均気流は２３．８ｍｌ／秒で通気時間が２．２秒であるから、約５３ｍｌの空気が患者の肺に流入することになるが、人間の呼吸１回当たりの換気量は、体重１Ｋｇ当たり約１０ｍｌであり、例えば体重５０Ｋｇの人間の場合、５００ｍｌが１回当たりの換気量となることからその範囲内である。
さらに、気胸が発生せず、人体に安全な陽圧ならびに陰圧の限度は±２０ｃｍＨ２  Ｏといわれており、上記気圧はその範囲内である。なお、気管に大量の痰が詰まっていて危険な状態にある患者に対しては、±２０ｃｍＨ２  Ｏの限界値での適用が必要である。
【００２１】
応用例２
図６では接続具３の近傍に直径約２ｃｍ、長さ約５０ｃｍの気流伝達用のフレキシブルチューブ２０を取り付けて分岐させ、その先端に加振装置２を取り付けてある。
これによると、患者に対して陽圧のみを印加した場合の気流ならびに圧力の状態を計測した結果を図７に示す。
【００２２】
計測開始から２秒後から６秒の期間において、患者に対して平均約２．３ｃｍＨ２  Ｏの陽圧の振動気流（振動数約１８Ｈｚ）が印加され、その振動気流の平均は２０．８ｍｌ／秒である。
図７と図５の気流、圧力ならびに気流振動周波数の状態を比較すると、図７の平均圧力は高いものの、圧力発生装置からの気流は減少しており、さらに気流振動周波数も約半分に低下している。
【００２３】
応用例３
図８では圧力発生装置１の近傍に加振装置２を取り付けてある。
これによると、患者に対して陽圧のみを断続的に印加した場合の気流ならびに圧力の状態を計測した結果を図９に示す。
計測開始から０．５秒後から３．６秒後の３．１秒の期間において、患者に対して平均約３．１ｃｍＨ２  Ｏの陽圧の振動気流（振動数約２０Ｈｚ）が印加され、その振動気流の平均は１８．４ｍｌ／秒である。
【００２４】
図９と図５の気流、圧力ならびに気流振動周波数の状態を比較すると、図９では、圧力発生装置１の近傍に加振装置２を設けたことにより、圧力が約２．４倍になり、この圧力が高まったことにより、気流が０．８倍に低下している。このときの気流振動周波数は図５の３０Ｈｚに比べて図９では２０Ｈｚに低下している。
【００２５】
以上の各応用例から、患者の排痰量の最も多いのは応用例１に示す接続具の近傍に加振装置２を取り付けた場合である。これらのことから、患者の排痰を促進する効果に最も影響するものは、加振装置の気流振動周波数が３０Ｈｚ前後であることがわかる。
【００２６】
【発明の効果】
以上詳細に説明した本発明によると、患者の口に接続する接続具にフレキシブルパイプを介して加振装置および圧力発生装置を接続し、圧力発生装置からの気流によって加振装置により振動気流を発生させ、気管支内の排痰の除去を促進させ、さらに患者に対する陰圧により、剥離した痰を吸引することができる効果を有する。
【００２７】
さらにと小型で運搬可能な構造としたことにより、患者ならびに介助者の負担を軽減させることが可能となると共にどこでも使用可能となる効果を有する。
【図面の簡単な説明】
【図１】第１応用例の構成を示す全体説明図
【図２】圧力発生装置の構成図
【図３】加振装置の構成図
【図４】他の加振装置の構成図
【図５】第１応用例の作動時の測定値を示すグラフ
【図６】第２応用例の構成を示す全体説明図
【図７】第２応用例の作動時の測定値を示すグラフ
【図８】第３応用例の構成を示す全体説明図
【図９】第３応用例の作動時の測定値を示すグラフ
【図１０】従来技術の説明図
【符号の簡単な説明】
１  圧力発生装置
２  加振装置
３  接続具
４  フレキシブルチューブ
５  圧力発生部
６、７  流通路
８  切替え装置
９  圧力コントローラ
１０、１１  圧力調整器
１２  直管部
１３  斜管部
１４  筒状体
１５  切頭円錐形体
１６  大径口
１７  小径口
１８  球
１９  蓋体
２０  フレキシブルチューブ
【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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